JPH0223993B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、超音波溶接により、電線相互、また
はより線相互、または電線とより線相互、ならび
に、接続エレメント等を用いて電線相互、または
より線相互、または電線とより線を分解出来ない
ように電気的に結合するために使用する超音波結
合器であつて、複数の電線、または複数のより
線、または電線とより線との双方、および場合に
よつては備えられる接続エレメントを収容するた
めのＵ字形プロフイル部品を有する超音波結合器
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

多くの技術分野において、予め電線から絶縁エ
ナメル層を除去する必要もなく、たとえばエナメ
ル塗装された電線と、裸またはスズめつきされる
かまたは絶縁化されたより線との分解不可能な電
気的結合部を製作したいという要求が出されてい
る。このような要求が出された後、種々の製作方
法が提案されている。

かかる製作方法の１つとして所謂圧着技術が非
常に多く用いられている。この圧着技術によれ
ば、複数本のエナメル線および（または）より線
を組合せて最終または中間結合部のように、特殊
な結合素子により機械的に結合することができ
る。しかしながら、この製作方法においては、締
付け作用によつて同時に電気的接触を形成するた
めに、導線寸法に合わせられた可成り特殊な結合
素子がその都度必要である。このような結合素子
は収容断面積が狭く、電線または束導線の決めら
れた本数にそれぞれ合わせられている。その場合
に、結合素子に対する導体寸法のズレ許容幅は非
常に僅かである。導体寸法に応じてその都度多数
の結合素子が必要であるので圧着方法は比較的割
高となり、しかもその圧着方法によつて製作され
た結合はかならずしも耐久性を有していない。

そのほかに、ろう付けできるエナメル層を備え
た電線は通常のろう槽内でもろう付けすることが
できる。しかしながら、ろう付けがとりわけ難し
いエナメル層の場合ろう槽温度は約500℃を必要
とし、それにより多量の湯垢が形成されるために
ろう消費量が増えるのを回避することができな
い。さらに、このような結合技術においては、裸
にされていないエナメル被覆された特殊電線たと
えばコイルに対しては、比較的高温度のために補
助的な吸引装置が必要でありかつコイルボビン自
体が高温度によつて被害を受けることがあるとい
う欠点がある。さらに、プラスチツク絶縁された
より線は予め裸にされなければならない。

そこほかに、超音波溶接によつてケーブル接続
部を分解できないように結合することが既に提案
されている（“PRAKTIKER”，1983年８月発
行、第361頁ないし第363頁）。このような溶接技
術は金属製品の結合のために順次使用されるよう
になつてきているが、その場合超音波は振動ソノ
トロードから直接に可動部品としての製品に与え
られ、一方固定部品としての他方の製品は金敷内
に固定して配置される。溶接は共通の合わせ目に
沿つて行なわれる。その場合汚れ、酸化膜および
特別な場合には脂肪層は障害にはならないので、
製品は合わせ目を表面処理する必要がないという
利点がある。特別な絶縁層でも溶接前に強制的に
除去しなければならないということは必要ない。

しかしながら、電線相互、またはより線相互、
または電線とより線相互の超音波溶接、ならび
に、接続部品を用いた電線相互、またはより線相
互、または電線とより線の超音波溶接は、複数の
絶縁された個別電線相互、または複数の絶縁され
たより線相互、または絶縁された電線と絶縁され
たより線の溶接を行なう場合には、可能ではな
い。個々の溶接を連続して行なうことは時間がか
かりかつコストが高くつくし、その場合、超音波
の作用により既に溶接されている結合部が再び分
解されてしまうことがある。更にフランス特許第
2501923号明細書において、ケーブルより線を永
久的に結合させる機械的結合方法とその装置が知
られている。しかしその場合、本来の結合は圧着
加工によつて機械式に行われ、超音波結合は単に
補助的に行われるに過ぎない。従つてここで利用
されている結合子は曲げ部片付きの成形部品とし
て形成されている。

〔発明の目的〕

本発明は、電線相互、またはより線相互、また
は電線とより線を分解出来ないように簡単に結合
するための超音波結合器を提供することを目的と
する。

〔発明の要旨〕

本発明による超音波結合器は、冒頭に述べた種
類の超音波結合器において、プロフイル部品が、
超音波ソノトロードと接触する際に自由に振動す
る可動部品とＵ字形の非振動固定部品とを有し、
その可動部品が固定部品の蓋を形成していること
を特徴とする。

本発明に基づく超音波結合のために、工具とし
てソノトロードと金敷とを備えた超音波溶接装置
は特に使用される超音波結合器に合わせられてい
る。ソノトロードの振動方向は超音波結合器の長
手方向に生じ、その場合にソノトロードの作用面
は特にこの振動方向に向かつて丸くされている。
それによつて、溶接時に、電線全体、またはより
線全体、または電線とより線との全体の初期横断
面積へ、変形した電線がむらなく移行するにつれ
て、超音波結合器の種々異なつた変形が生じるこ
とが保証される。溶接装置の金敷は収容具とし
て、超音波結合器の固定部品を収容することがで
きるように形成される。

本発明の枠内において、蓋はその幅がプロフイ
ル部品の外側幅に一致せしめられる。しかしなが
ら、蓋の幅はプロフイル部品の内側面に一致せし
めることもでき、その場合には蓋は溶接前にプロ
フイル部品内に挿入可能である。さらに、蓋は超
音波結合器の長手方向に沿つてＶ字形に曲げら
れ、その場合には超音波溶接時に、収容部品の脚
部およびこの収容部品内に挿入された電線、また
はより線、または電線とより線との双方と、蓋の
縁領域との最良の溶接が可能となる。それによ
り、僅かに変形するだけで接触個所にて電線相
互、またはより線相互、または電線とより線との
双方の溶接が可能となる。

同様に超音波結合器は、プロフイル部品の後側
自体が電気的接続エレメントたとえば環状体ある
いは舌片として形成されるように構成することも
可能である。超音波結合器のこのような構成は、
電線相互で、またはより線相互で、または電線と
より線との双方とで１つの電気的接続部を形成し
たい場合には、有意義である。

超音波結合器の優れた実施態様においては、蓋
とプロフイル部品とが１つの一体的な成形品を形
成し、その場合にその蓋は１個または複数個の小
さな結合部たとえば１個の橋絡片によつてＵ字形
プロフイル部品と結合される。超音波結合器をこ
のように構成した場合には、本発明による方法を
用いた製作工場ではたつた１つの部品だけが供給
されればよく、その場合に溶接のために蓋板はプ
ロフイル部品内に挿入された導線上に閉じられ
る。プロフイル部品への蓋の結合部は小幅に形成
されるので、蓋板は溶接時に障害になることなく
共振し、また切り離すこともでき、その結果良好
な溶接結合が得られる。

可動部品および固定部品を備えた本発明による
超音波結合器は超音波溶接に適する普通の材料か
ら構成することができる。つまり、可動部品およ
び固定部品は良好に溶接可能である同じ材料たと
えば銅または真ちゆうまたは青銅で構成すること
ができる。なお、可動部品および固定部品を異な
つた材料で構成することは好ましいことである。
その場合能動部品および受動部品のうち一方を
銅、他方を真しゆうまたは青銅で構成することも
できる。

〔発明の実施例〕

次に、本発明を図面に示した実施例に基づいて
詳細に説明する。

第１図は本発明による方法において使用される
超音波結合器を有する超音波溶接装置である。こ
の第１図において、１は超音波溶接装置のソノト
ロードである。下方に向かつて垂直方向に作用す
る溶接力はＦで示されている。予め設定された水
平面において溶接力Ｆに対して垂直にソノトロー
ド１と放射超音波との振動方向が形成される。こ
の方向に向かつて、ソノトロード１の作用面１１
は丸く形成されている。またソノトロードの作用
面自体をプロフイル部品とすることもできる。

ソノトロード１には金敷２が対応している。こ
の金敷２には空所２１が設けられ、収容具として
形成されている。空所２１内にはＵ字形プロフイ
ル部品３１から作られている超音波結合器３が挿
入されている。プロフイル部品３１上には蓋３２
が載置されている。プロフイル部品３１と蓋３２
との間には互いに溶接接合されるべき複数本の電
線６が入れられている。なお、プロフイル部品３
１と蓋との間には、第２図に示すように電線６と
より線７とを入れて互いに溶接結合したり、また
は第３図に示すように必要な場合には電線６と接
続エレメントの切片８を同様に入れて互いに溶接
接合するようにすることもできる。

超音波溶接のプロセスは従来から知られてい
る。たとえば、そのために16〜20KHzの超音波周
波数が使用される。その場合に、ソノトロードは
予め決められた押圧力Ｆでもつて超音波結合器３
上に載せられる。超音波溶接におけるパラメータ
はその押圧力のほかに溶接時間と振動振幅とがあ
る。標準的な溶接時間は約20μｍの振幅の場合に
は0.7〜3sであり、一方押圧力は700〜1200Nの間
で変更可能である。

第１図においては蓋３２はその幅がプロフイル
部品３１の横断面の幅に合わせられてプロフイル
部品３１の両脚部上に載置されている。一方、第
２図および第３図においては蓋３３および蓋３４
の幅は小さく選定されてプロフイル部品３１の内
側幅に一致させられている。それゆえ、蓋３３お
よび蓋３４はプロフイル部品３１の両脚部間に入
れられており、その結果それらの蓋３３，３４は
既に溶接をする前から電線６とより線７との双方
（第２図）または切片８（第３図）上に直接置か
れている。それにより、特に縁領域において特別
良好に溶接を行なうことができる。プロフイル部
品３１の自由端脚部はその後超音波溶接で内側に
向けて折り曲げられる。

特に第３図においては蓋３４は中心線を中心に
して曲げられ、それにより横断面がＶ字形プロフ
イルとなるように形成されている。この実施例で
は、超音波の作用および溶接力によつて同様に、
蓋板３４はＵ字形プロフイル部品３１内に押し込
められ、そのプロフイル部品３１の両脚部および
電線６に溶接され、また図示されていないがより
線相互を溶接する場合にはその両脚部およびより
線に溶接され、同様に図示されていないが電線と
より線相互を溶接する場合にはその両脚部および
電線、より線に溶接される。その場合に、電線６
およびより線７の双方または一方はそれらの接触
個所で僅かに変形されるだけで溶接結合される。

第４図においては超音波結合器は４で示されて
いる。この超音波結合器４は一端側が既に述べた
いように蓋４２を有するＵ字形プロフイル部品４
１から成り、一方超音波結合器４は他端側が接続
部品４５として形成されている。このような接続
部品４５は簡単な方法で環４６として成形するこ
とができ、この環４６が付属の螺子等によつて接
続個所で螺子止めされ、従つて電気的に接続する
ことができる。

電線６またはより線７を引張力軽減部材によつ
て保護することは目的に適うことである。第４図
においては、このことは、接続導線の周りに巻き
付け折り曲げされる締付け帯４４を有するプロフ
イル部品４１の延長部４３によつて実現されてい
る。

第５図においては、超音波結合器５は、Ｕ字形
プロフイル部品５１に蓋５２が１個の橋絡片５３
によつて結合されるように形成されている。な
お、橋絡片５３の代わりに、同様に多数の小さな
結合部を設けるようにすることもできる。

超音波結合器のこのような実施形態によれば、
単一部品をたとえばプレス加工によつて単に打ち
抜くだけで製作することができ、そして超音波溶
接装置に供給するだけでよいという利点が得られ
る。溶接のために、蓋５２は挿入された電線およ
び（または）より線の上に閉じて合わせられる。
プロフイル部品５１への蓋５２の結合部は非常に
小幅に形成されるので、蓋板５２は溶接時に可動
部品として障害になることなく共振することがで
きる。結合部は溶接時に全部または一部を切り離
すことができ、それゆえ実際の溶接プロセスにお
いては超音波結合器は別々の可動部品および固定
部品から形成されていることになる。

〔発明の効果〕

本発明により提案された接続方法は、エナメル
塗装された電線および（または）より線が互いに
（場合によつては接続エレメントを用いて）分解
出来ないように結合されなければならないような
多くの技術分野において使用することができる。
その場合に重要なことは、電線および（または）
より線上の絶縁層もしくはエナメル塗装層が超音
波溶接結合の品質および信頼性に影響しないこと
である。すなわち、従来では、絶縁電線相互、ま
たは絶縁より線相互、または絶縁電線と絶縁より
線相互の超音波溶接は可能ではなかつたが、本発
明によれば、超音波溶接に適する可動部品と固定
部品とから成る補助部材いわゆる超音波結合器
を、複数の電線、または複数のより線、または電
線とより線との双方、および場合によつては備え
られる接続エレメントの端部を収容するために使
用するようにすることによつて、かかる超音波溶
接が可能にされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法において使用され
る、超音波結合器を備えた超音波溶接装置の概略
図、第２図および第３図は本発明による超音波結
合器のそれぞれ異なる他の実施例の横断面図、第
４図は接続エレメントが一体的に備えられている
本発明による超音波結合器のさらに異なる実施例
の概略図、第５図は一つの部品から成る本発明に
よる超音波結合器の別の実施例の斜視図である。
なお、各図において同一部分には同一符号が付さ
れている。 １……ソノトロード、２……金敷、３，４，５
……超音波結合器、６……電線、７……より線、
８……接続エレメント、１１……作用面、３１，
４１，５１……プロフイル部品、３２，３３，３
４，４２，５２……蓋、４４……締付け帯、４５
……接続部品、４６……環、５３……橋絡片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波溶接により、電線６相互、またはより
   線７相互、または電線６とより線７相互、ならび
   に、接続エレメント等を用いて電線６相互、また
   はより線７相互、または電線とより線を分解出来
   ないように電気的に結合するために使用する超音
   波結合器であつて、複数の電線６、または複数の
   より線７、または電線６とより線７との双方、お
   よび場合によつては備えられる接続エレメント８
   を収容するためのＵ字形プロフイル部品３，４，
   ５を有する超音波結合器において、前記プロフイ
   ル部品３，４，５が、超音波ソノトロード１と接
   触する際に自由に振動する可動部品３２，３３，
   ４２，５２とＵ字形の非振動固定部品３１，４
   １，５１とを有し、その可動部品３２，３３，４
   ２，５２が固定部品３１，４１，５１の蓋を形成
   していることを特徴とする超音波結合器。 ２ 前記蓋３３の幅は前記プロフイル部品３の外
   側幅に一致していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の超音波結合器。 ３ 前記蓋３３の幅は前記プロフイル部品３１の
   内側幅に一致していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の超音波結合器。 ４ 前記蓋３４はＶ字形に曲げられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超音波結
   合器。 ５ 前記蓋５２は所期の用途に利用する前に少な
   くとも１個の結合部５３を介してＵ字形プロフイ
   ル部品５１に接続されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の超音波結合器。 ６ 前記プロフイル部品３１，４１，５１と蓋３
   ２，３３，３４，４２，５２とは良好に溶接可能
   である同じ材料から成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第５項記載の超音波結合
   器。 ７ 前記プロフイル部品３１，４１，５１と蓋３
   ２，３３，３４，４２とは良好に溶接可能である
   異なつた材料から成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の超音波結合器。