(57)【要約】【課題】一度に接合できる電線の本数が限定されることなく、複数の電線の芯線同士を確実に接合できる超音波接合方法及びその装置を提供する。【解決手段】超音波接合装置１は超音波振動されるチップ９とこのチップ９との間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を挟むアンビル１０とを備えている。超音波接合装置１は複数の電線間の中心を通る軸芯周りにチップ９及びアンビル１０と複数の電線とを相対的に回転させる回転機構７を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を超音波振動されるチップとアンビルとの間に挟んで、前記複数の電線の芯線同士を接合する電線の接合方法において、
一方向に沿って前記チップと前記アンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与した後、前記一方向に対して交差する他の方向に沿って前記チップと前記アンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与して、前記複数の電線の芯線同士を接合することを特徴とする電線の接合方法。
【請求項２】
超音波振動されるチップと、このチップとの間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を挟むアンビルと、を備えた超音波接合装置において、
前記複数の電線間の中心を通る軸芯周りに、前記チップ及びアンビルと、前記複数の電線とを相対的に回転させる回転機構を備えたことを特徴とする超音波接合装置。
【請求項３】
前記回転機構は、前記複数の電線を回転させることを特徴とする請求項２記載の超音波接合装置。
【請求項４】
前記回転機構は、前記チップ及びアンビルを回転させることを特徴とする請求項２記載の超音波接合装置。
【請求項５】
超音波振動されるチップと、このチップとの間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を挟むアンビルと、を備えた第１接合装置と、
超音波振動される第２チップと、この第２チップとの間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出しかつ前記第１接合装置のチップとアンビルとの間に挟まれた芯線を挟む第２アンビルと、を備え、前記第２チップと前記第２アンビルとが前記複数の電線の芯線を挟む方向が、前記第１接合装置の前記チップと前記アンビルとが前記複数の電線の芯線を挟む方向と交差する第２接合装置とを備えたことを特徴とする超音波接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波接合方法及びその装置に係り、特に、複数の電線それぞれの一部の被覆部を剥がして露出された芯線同士を超音波接合する超音波接合方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した従来の超音波接合方法としては、例えば、撚り線を構成する複数の芯線同士を接合する特許文献１の超音波接合方法を適用したものが提案されている。
【０００３】
特許文献１に示された超音波接合方法は、まず複数の電線それぞれの被覆部の一部を剥がして芯線を露出させ、これらの露出した芯線を一対の押さえ型間に挿入してチップとアンビルとの間に挟み、チップをアンビルに向かって加圧しながら当該チップを超音波振動させて、芯線同士を超音波接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９５２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の超音波接合方法では、前述した電線が増加すると、前記チップと前記アンビルとが相対する方向（前記チップと前記アンビルとが複数の電線の芯線を挟む方向）に沿って並ぶ芯線は、前述したチップの加圧力により、互いに確実に接合されるが、前記チップと前記アンビルとが相対する方向に対して直交する方向に沿って並ぶ芯線同士は、前述したチップの加圧力が作用しないために、接合が不完全な状態になることが多い。
【０００６】
このために、前述した押さえ型間の間隔を、電線の芯線の外径の２倍よりも狭い間隔として、複数の電線の芯線が前記チップと前記アンビルとが相対する方向に対して直交する方向に沿って並ばないようにすることが提案されている。この場合、電線が増加すると、前記チップと前記アンビルとが相対する方向に沿って、多くの電線の芯線が並ぶこととなって、チップの振動がアンビル側に伝わりにくくなり、一部の電線の芯線同士の接合状況が不完全になる場合があった。このために、一度に接合できる電線の本数が限られてしまう傾向にあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、一度に接合できる電線の本数が限定されることなく、複数の電線の芯線同士を確実に接合できる超音波接合方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の超音波接合方法は、複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を超音波振動されるチップとアンビルとの間に挟んで、前記複数の電線の芯線同士を接合する電線の接合方法において、一方向に沿って前記チップと前記アンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与した後、前記一方向に対して交差する他の方向に沿って前記チップと前記アンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与して、前記複数の電線の芯線同士を接合することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の本発明の超音波接合装置は、超音波振動されるチップと、このチップとの間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を挟むアンビルと、を備えた超音波接合装置において、前記複数の電線間の中心を通る軸芯周りに、前記チップ及びアンビルと、前記複数の電線とを相対的に回転させる回転機構を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の本発明の超音波接合装置は、請求項２記載の超音波接合装置において、前記回転機構は、前記複数の電線を回転させることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の本発明の超音波接合装置は、請求項３記載の超音波接合装置において、前記回転機構は、前記チップ及びアンビルを回転させることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の本発明の超音波接合装置は、超音波振動されるチップと、このチップとの間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出した芯線を挟むアンビルと、を備えた第１接合装置と、超音波振動される第２チップと、この第２チップとの間に複数の電線それぞれの一部の被覆部が除去されて露出しかつ前記第１接合装置のチップとアンビルとの間に挟まれた芯線を挟む第２アンビルと、を備え、前記第２チップと前記第２アンビルとが前記複数の電線の芯線を挟む方向が、前記第１接合装置の前記チップと前記アンビルとが前記複数の電線の芯線を挟む方向と交差する第２接合装置とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項１記載の本発明によれば、一方向に沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与した後に、一方向に対して交差する他の方向に沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与するので、前述した一方向と他の方向との双方に沿って並ぶ複数の電線の芯線同士を確実に接合することができる。
【００１４】
請求項２記載の本発明によれば、複数の電線の芯線を中心として、チップ及びアンビルと複数の電線とを相対的に回転させる回転機構を備えているので、一方向に沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与した後に、一方向に対して交差する他の方向に沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与することができる。このために、前述した一方向と他の方向との双方に沿って並ぶ複数の電線の芯線同士を確実に接合することができる。
【００１５】
請求項３記載の本発明によれば、回転機構が複数の電線を回転させるので、チップ及びアンビルを回転させる場合と比較して当該回転機構の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項４記載の本発明によれば、回転機構がチップ及びアンビルを回転させるので、一方向と他の方向との双方に沿って、複数の電線の芯線に超音波振動を付与することができる。
【００１７】
請求項５記載の本発明によれば、チップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟む方向が互いに交差する第１接合装置及び第２接合装置を備えているので、これらの接合装置により順に超音波振動を前述した複数の電線の芯線に付与することで、互いに異なる二方向に沿って、複数の電線の芯線に超音波振動を付与することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように請求項１記載の本発明は、一方向と他の方向との双方に沿って並ぶ複数の電線の芯線同士を確実に接合することができるので、一方向のみに電線を並べる必要が無く、一度に多数の本数の電線の芯線同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線の本数が限定されることなく、複数の電線の芯線同士を確実に接合することができる。
【００１９】
請求項２記載の本発明は、一方向と他の方向との双方に沿って並ぶ複数の電線の芯線同士を確実に接合することができるので、一方向のみに電線を並べる必要が無く、一度に多数の本数の電線の芯線同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線の本数が限定されることなく、複数の電線の芯線同士を確実に接合することができる。
【００２０】
請求項３記載の本発明は、チップ及びアンビルを回転させる場合と比較して当該回転機構の小型化を図ることができ、低コスト化を図ることができる。
【００２１】
請求項４記載の本発明は、一方向と他の方向との双方に沿って複数の電線の芯線に超音波振動を付与することができるので、一方向と他の方向との双方に沿って並ぶ複数の電線の芯線同士を確実に接合することができ、一方向のみに電線を並べる必要が無いので、一度に多数の本数の電線の芯線同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線の本数が限定されることなく、複数の電線の芯線同士を確実に接合することができる。
【００２２】
請求項５記載の本発明は、互いに異なる二方向に沿って、複数の電線の芯線に超音波振動を付与することができるので、一方向と他の方向との双方に沿って並ぶ複数の電線の芯線同士を確実に接合することができ、一方向のみに電線を並べる必要が無いので、一度に多数の本数の電線の芯線同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線の本数が限定されることなく、複数の電線の芯線同士を確実に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる超音波接合装置により接合される電線の斜視図である。
【図２】図１に示された電線の芯線が複数接合された状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる超音波接合装置を模式的に示す説明図である。
【図４】図３に示された超音波接合装置が矢印Ｔに沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与している状態を模式的に示す説明図である。
【図５】図４に示された超音波接合装置のチップとアンビルとが離れ一対の押さえ型が互いに離れた状態を模式的に示す説明図である。
【図６】図５に示された超音波接合装置の回転機構が複数の電線を９０度回転した状態を模式的に示す説明図である。
【図７】図６に示された超音波接合装置が矢印Ｙに沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与している状態を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる超音波接合装置を模式的に示す説明図である。
【図９】図９に示された超音波接合装置が矢印Ｔに沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与している状態を模式的に示す説明図である。
【図１０】図９に示された超音波接合装置のチップとアンビルとが離れ一対の押さえ型が互いに離れた状態を模式的に示す説明図である。
【図１１】図１０に示された超音波接合装置の回転機構がチップ及びアンビルと一対の押さえ型を９０度回転した状態を模式的に示す説明図である。
【図１２】図１１に示された超音波接合装置が矢印Ｙに沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与している状態を模式的に示す説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態にかかる超音波接合装置を模式的に示す説明図である。
【図１４】図１３に示された超音波接合装置が矢印Ｔに沿ってチップとアンビルとの間と第２チップと第２アンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与している状態を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の第１の実施形態にかかる超音波接合装置を、図１乃至図７に基づいて説明する。
【００２５】
まず、本発明の超音波接合方法に用いられる図３に示す超音波接合装置１は、図１に示す電線２の一部の被覆部３が除去された露出した芯線４同士を接合する装置である。電線２は、勿論、導電性の芯線４と、この芯線４を被覆した絶縁性の被覆部３とを備えた所謂被覆電線である。芯線４は、勿論、金属からなる素線が複数束ねられて構成されている。図示例では、電線２は、一部としてのその端末に位置する被覆部３が除去されて、端末に位置する芯線４の一部が露出している。図３に示す超音波接合装置１は、図２に示すように、複数の電線２の端末で露出した芯線４同士を縦横に同数又は略同数並べた状態で、これら複数の電線２の芯線４同士を接合する装置である。
【００２６】
超音波接合装置１は、図３に示すように、装置本体５と、電線保持治具６と、回転機構７と、駆動源としての圧電振動子８と、チップ９（工具ホーンともいう）と、このチップ９に相対するアンビル１０と、一対の押さえ型１１と、加圧手段としての一対の油圧シリンダ１２と、一対の変位センサ１３と、制御手段としての制御回路１４とを備えている。
【００２７】
装置本体５は、工場のフロア上などに設置される。電線保持治具６は、前述した複数の電線２を縦横に重ねて保持する幅広のスリット１５が設けられている。スリット１５は、内側に前述した電線２を複数縦横に重ねて挿入されて、当該複数の電線２を保持する。また、電線保持治具６は、複数の電線２間の中心を通りかつこれら電線２の長手方向に沿う軸芯Ｐ（図３には点で示す）を中心として回転自在に装置本体５に支持されている。また、電線保持治具６は、その外縁が、前述した軸芯Ｐを中心とした円形に形成されている。
【００２８】
回転機構７は、電線保持治具６の外縁に設けられた歯１６と、電線保持治具６を回転させるためのモータ１７とを備えている。モータ１７は、その本体が装置本体５に固定され、出力軸に前述した歯１６と噛み合う歯車１８が取り付けられている。モータ１７は、その出力軸を回転することで、電線保持治具６を軸芯Ｐを中心として回転させる。回転機構７は、モータ１７が電線保持治具６を回転させることで、この電線保持治具６と、チップ９及びアンビル１０とを前述した軸芯Ｐを中心として相対的に回転させる。
【００２９】
圧電振動子８は、図示しない電源などにより印加されて、例えば周波数が１０ｋＨｚから８０ｋＨｚで振動（超音波振動）する。チップ９は、圧電振動子８に取り付けられている。このため、圧電振動子８は、チップ９を振動（超音波振動）させる。なお、超音波振動とは、圧電振動子８に電圧を印加して、この圧電振動子８が振動などして、電気的なエネルギーを機械的な振動に変換して得られる振動をいう。
【００３０】
アンビル１０は、図３では、鉛直方向に沿って、チップ９と相対して設けられている。また、チップ９とアンビル１０とは、それぞれが鉛直方向に沿ってスライド自在に装置本体５に支持されており、互いに接離自在となっている。又、チップ９とアンビル１０の互いに相対する面は、これらが互いに相対する方向に対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。チップ９とアンビル１０は、互いの間に、接合対象物としての電線保持治具６に保持された複数の電線２の前述した端末で露出した芯線４を挟むことができる。このため、チップ９とアンビル１０とは、図示例では鉛直方向に沿って互いの間に複数の電線２の芯線４を挟む。
【００３１】
押さえ型１１は、一対設けられている。一対の押さえ型１１は、図示例では、水平方向に間隔をあけて相対して設けられている。一対の押さえ型１１は、それぞれが水平方向に沿ってスライド自在に装置本体５に支持されており、互いに接離自在となっている。又、一対の押さえ型１１の互いに相対する面は、これらが互いに相対する方向に対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。一対の押さえ型１１は、互いの間に、接合対象物としての電線保持治具６に保持されかつチップ９とアンビル１０との間に挟まれた複数の電線２の前述した端末で露出した芯線４を挟むことができる。このため、一対の押さえ型１１は、図示例では水平方向に沿って互いの間に複数の電線２の芯線４を挟む。
【００３２】
油圧シリンダ１２は、それぞれ、装置本体５に取り付けられたシリンダ本体１９と、このシリンダ本体１９から伸縮自在に設けられた伸縮ロッド２０とを備えている。一方の油圧シリンダ１２は、伸縮ロッド２０が鉛直方向と平行に配置されて、当該伸縮ロッド２０がアンビル１０に取り付けられている。油圧シリンダ１２は、伸縮ロッド２０が伸張することで、アンビル１０をチップ９に近づく方向に加圧する。また、チップ９は、図示しない固定部材によりその位置が規制された状態となることができる。
【００３３】
他方の油圧シリンダ１２は、伸縮ロッド２０が水平方向と平行に配置されて、当該伸縮ロッド２０が一方の押さえ型１１に取り付けられている。油圧シリンダ１２は、伸縮ロッド２０が伸張することで、一方の押さえ型１１を他方の押さえ型１１に近づく方向に加圧する。また、他方の押さえ型１１は、図示しない固定部材によりその位置が規制された状態となることができる。
【００３４】
一対の変位センサ１３は、それぞれ、可動鉄心２１と、装置本体５に固定されかつ可動鉄心２１に巻かれたコイル２２と、このコイル２２に生じる可動鉄心２１の移動に応じた誘導電圧からアンビル１０及び押さえ型１１の移動量を検出する検出回路２３とを備えている。
【００３５】
一方の変位センサ１３は、可動鉄心２１が鉛直方向と平行に配置されて、当該可動鉄心２１がアンビル１０に取り付けられている。変位センサ１３は、可動鉄心２１がコイル２２に対して移動し、検出回路２３がこの可動鉄心２１の移動量を検出することで、アンビル１０とチップ９との相対的な変位を測定する。
【００３６】
他方の変位センサ１３は、可動鉄心２１が水平方向と平行に配置されて、当該可動鉄心２１が一方の押さえ型１１に取り付けられている。変位センサ１３は、可動鉄心２１がコイル２２に対して移動し、検出回路２３がこの可動鉄心２１の移動量を検出することで、一対の押さえ型１１の相対的な変位を測定する。なお、本発明では、変位センサ１３としては、上述した接触式変位センサだけでなく非接触式などの従来公知の種々の変位センサを用いても良い。
【００３７】
制御回路１４は、圧電振動子８、油圧シリンダ１２、変位センサ１３及びモータ１７と接続して、これらの動作を制御することで、超音波接合装置１全体の制御をつかさどる。
【００３８】
前述した構成の超音波接合装置１は、以下に示すように、複数の電線２の芯線４同士を接合する。まず、チップ９とアンビル１０とを互いに遠ざけ、一対の押さえ型１１を互いに遠ざけておき、電線保持治具６に複数の電線２を縦横に同数又は略同数重ねて保持する。そして、前記複数の電線２の端末で露出した芯線４を一対の押さえ型１１間でかつチップ９とアンビル１０との間に位置付けて、一対の押さえ型１１同士及びチップ９とアンビル１０とを互いに近づける。
【００３９】
そして、固定部材によりチップ９及び他方の押さえ型１１の移動を規制して、図４に示すように、この状態で、油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を振動させて、チップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟み、かつ一対の押さえ型１１間に複数の電線２の芯線４を挟む。こうして、油圧シリンダ１２でこれらのチップ９とアンビル１０とを互いに近づける方向に加圧した状態で、圧電振動子８を振動させてこの振動をチップ９を介して芯線４に付与する。
【００４０】
こうして、まず、図４中に一方向としての矢印Ｔで示す電線２の芯線４同士が縦に重なる方向に沿って、チップ９とアンビル１０との間に当該芯線４を挟んで、超音波振動を付与する。すると、金属で構成された芯線４同士が矢印Ｔに沿って互いに重なり合って接触しているので、これら矢印Ｔに沿って互いに重なる芯線４は、溶融しない状態で固相のまま互いに徐々に金属結合する。こうして、芯線４は、いわゆる超音波接合（超音波溶接ともいう）によって互いに接合される。
【００４１】
そして、制御回路１４は、予め定められた加圧力で油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させ、予め定められた時間圧電振動子８を振動させ、かつ変位センサ１３が予め定められた変位量、アンビル１０などが移動したことを検出すると、圧電振動子８の振動を停止させ、固定部材の移動の規制を解除して、図５に示すように、チップ９とアンビル１０とを互いに遠ざけ、一対の押さえ型１１を互いに遠ざける。そして、モータ１７を駆動して、図６に示すように、電線保持治具６を軸芯Ｐを中心として９０度回転させる。
【００４２】
そして、一対の押さえ型１１同士及びチップ９とアンビル１０とを互いに近づけ、固定部材によりチップ９及び他方の押さえ型１１の移動を規制して、図７に示すように、この状態で、油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させて、チップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟み、かつ一対の押さえ型１１間に複数の電線２の芯線４を挟む。こうして、油圧シリンダ１２でこれらのチップ９とアンビル１０とを互いに近づける方向に加圧した状態で、圧電振動子８を振動させてこの振動をチップ９を介して芯線４に付与する。
【００４３】
こうして、前述した矢印Ｔに対して交差（図示例では直交）する他の方向としての図７中に矢印Ｙで示す電線２の芯線４同士が横に重なる方向に沿って、チップ９とアンビル１０との間に当該芯線４を挟んで、超音波振動を付与する。すると、金属で構成された芯線４同士が矢印Ｙに沿って互いに重なり合って接触しているので、これら矢印Ｙに沿って互いに重なる芯線４は、溶融しない状態で固相のまま互いに徐々に金属結合する。
【００４４】
こうして、芯線４は、いわゆる超音波接合（超音波溶接ともいう）によって互いに接合される。こうして、超音波接合装置１は、一方向としての矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与した後、矢印Ｔに対して交差（図示例では直交）する他の方向としての矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与して、前記複数の電線２の芯線４同士を接合する。
【００４５】
そして、制御回路１４は、予め定められた加圧力で油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させ、予め定められた時間圧電振動子８を振動させ、かつ変位センサ１３が予め定められた変位量、アンビル１０などが移動したことを検出すると、圧電振動子８の振動を停止させ、固定部材の移動の規制を解除して、チップ９とアンビル１０とを互いに遠ざけ、一対の押さえ型１１を互いに遠ざける。そして、モータ１７を駆動して、図２に示す初期位置まで電線保持治具６を軸芯Ｐを中心として９０度回転させる。こうして、芯線４同士の接合が完了した複数の電線２を電線保持治具６から取り外し、前述した構成を繰り返して、次の複数の電線２の芯線４同士を接合する。
【００４６】
本実施形態によれば、矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与した後に、矢印Ｔに対して交差する矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与するので、前述した矢印Ｔ，Ｙ双方に沿って並ぶ複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。このために、一方向のみに電線２を並べる必要が無く、一度に多数の本数の電線２の芯線４同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線２の本数が限定されることなく、複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。
【００４７】
また、回転機構７を備えているので、矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与した後に、矢印Ｔに対して交差する矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与することができる。このために、前述した矢印Ｔ，Ｙ双方に沿って並ぶ複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。
【００４８】
また、回転機構７が複数の電線２を回転させるので、チップ９及びアンビル１０を回転させる場合と比較して当該回転機構７の小型化を図ることができる。よって、装置の小型化と低コスト化を図ることができる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる超音波接合装置を、図８乃至図１２に基づいて説明する。なお、本実施形態において、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態では、電線保持治具６が装置本体５に固定され、回転機構７が、図８に示すように、前述したモータ１７の駆動力により前述した軸芯Ｐ（図８中に点で示す）周りに回転される回転テーブル２４（図８中に二点鎖線で示す）を備えている。回転テーブル２４は、油圧シリンダ１２のシリンダ本体１９及び変位センサ１３のコイル２２が取り付けられており、チップ９とアンビル１０とを互いに接離自在に支持しているとともに、一対の押さえ型１１を互いに接離自在に支持している。更に、回転機構７の歯１６は、回転テーブル２４の外縁に設けられている。
【００５１】
本実施形態では、回転機構７は、モータ１７の駆動力により軸芯Ｐを中心として回転テーブル２４を回転させる。回転機構７は、モータ１７が回転テーブル２４を回転させることで、この電線保持治具６と、チップ９及びアンビル１０とを前述した軸芯Ｐを中心として相対的に回転させる。
【００５２】
本実施形態の超音波接合装置１は、以下に示すように、複数の電線２の芯線４同士を接合する。まず、チップ９とアンビル１０とを互いに遠ざけ、一対の押さえ型１１を互いに遠ざけておき、電線保持治具６に複数の電線２を縦横に重ねて保持する。そして、前記複数の電線２の端末で露出した芯線４を一対の押さえ型１１間でかつチップ９とアンビル１０との間に位置付けて、一対の押さえ型１１同士及びチップ９とアンビル１０とを互いに近づける。
【００５３】
そして、固定部材によりチップ９及び他方の押さえ型１１の移動を規制して、図９に示すように、この状態で、油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させて、チップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟み、かつ一対の押さえ型１１間に複数の電線２の芯線４を挟む。こうして、油圧シリンダ１２でこれらのチップ９とアンビル１０とを互いに近づける方向に加圧した状態で、圧電振動子８を振動させてこの振動をチップ９を介して芯線４に付与する。
【００５４】
こうして、まず、図９中に一方向としての矢印Ｔで示す電線２の芯線４同士が縦に重なる方向に沿って、チップ９とアンビル１０との間に当該芯線４を挟んで、超音波振動を付与する。すると、金属で構成された芯線４同士が矢印Ｔに沿って互いに重なり合って接触しているので、これら矢印Ｔに沿って互いに重なる芯線４は、溶融しない状態で固相のまま互いに徐々に金属結合する。こうして、芯線４は、いわゆる超音波接合（超音波溶接ともいう）によって互いに接合される。
【００５５】
そして、制御回路１４は、予め定められた加圧力で油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させ、予め定められた時間圧電振動子８を振動させ、かつ変位センサ１３が予め定められた変位量、アンビル１０などが移動したことを検出すると、圧電振動子８の振動を停止させ、固定部材の移動の規制を解除して、図１０に示すように、チップ９とアンビル１０とを互いに遠ざけ、一対の押さえ型１１を互いに遠ざける。そして、モータ１７を駆動して、図１１に示すように、回転テーブル２４即ちチップ９及びアンビル１０と一対の押さえ型１１を軸芯Ｐを中心として９０度回転させる。
【００５６】
そして、一対の押さえ型１１同士及びチップ９とアンビル１０とを互いに近づけ、固定部材によりチップ９及び他方の押さえ型１１の移動を規制して、図１２に示すように、この状態で、油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させて、チップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟み、かつ一対の押さえ型１１間に複数の電線２の芯線４を挟む。
【００５７】
こうして、油圧シリンダ１２でこれらのチップ９とアンビル１０とを互いに近づける方向に加圧した状態で、圧電振動子８を振動させてこの振動をチップ９を介して芯線４に付与する。こうして、前述した矢印Ｔに対して交差（図示例では直交）する他の方向としての図１２中に矢印Ｙで示す電線２の芯線４同士が横に重なる方向に沿って、チップ９とアンビル１０との間に当該芯線４を挟んで、超音波振動を付与する。すると、金属で構成された芯線４同士が矢印Ｙに沿って互いに重なり合って接触しているので、これらの矢印Ｙに沿って互いに重なる芯線４同士は、溶融しない状態で固相のまま互いに徐々に金属結合する。
【００５８】
こうして、芯線４は、いわゆる超音波接合（超音波溶接ともいう）によって互いに接合される。こうして、超音波接合装置１は、一方向としての矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与した後、矢印Ｔに対して交差（図示例では直交）する他の方向としての矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与して、前記複数の電線２の芯線４同士を接合する。
【００５９】
そして、制御回路１４は、予め定められた加圧力で油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させ、予め定められた時間圧電振動子８を振動させ、かつ変位センサ１３が予め定められた変位量、アンビル１０などが移動したことを検出すると、圧電振動子８の振動を停止させ、固定部材の移動の規制を解除して、チップ９とアンビル１０とを互いに遠ざけ、一対の押さえ型１１を互いに遠ざける。そして、モータ１７を駆動して、図８に示す初期位置まで回転テーブル２４を軸芯Ｐを中心として９０度回転させる。こうして、芯線４同士の接合が完了した複数の電線２を電線保持治具６から取り外し、前述した構成を繰り返して、次の複数の電線２の芯線４同士を接合する。
【００６０】
本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与した後に、矢印Ｔに対して交差する矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与するので、前述した矢印Ｔ，Ｙ双方に沿って並ぶ複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。このために、一方向のみに電線２を並べる必要が無く、一度に多数の本数の電線２の芯線４同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線２の本数が限定されることなく、複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、回転機構７がチップ９及びアンビル１０を回転させるので、矢印Ｔ，Ｙの双方に沿って、複数の電線２の芯線４に超音波振動を付与することができる。よって、矢印Ｔ，Ｙの双方に沿って並ぶ複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施形態にかかる超音波接合装置を、図１３及び図１４に基づいて説明する。なお、本実施形態において、前述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
本実施形態では、超音波接合装置１は、電線保持治具６が装置本体５に固定され、回転機構７を設けずに、前述したチップ９とアンビル１０とで構成される第１接合装置２５と、互いに相対した第２チップ２６と第２アンビル２７とで構成される第２接合装置２８とを備えている。第２チップ２６と第２アンビル２７とは、水平方向に沿って互いに間隔をあけて配置されかつ互いに接離自在に設けられている。なお、第２チップ２６と第２アンビル２７との構成は、チップ９とアンビル１０の構成と等しいので説明を省略する。なお、第１接合装置２５のチップ９とアンビル１０とが複数の電線２の芯線４を挟む方向と、第２接合装置２８の第２チップ２６と第２アンビル２７とが複数の電線２の芯線４を挟む方向とは、互いに交差（図示例では、直交）する。
【００６４】
本実施形態の超音波接合装置１は、以下に示すように、複数の電線２の芯線４同士を接合する。まず、チップ９，２６とアンビル１０，２７とを互いに遠ざけておき、電線保持治具６に複数の電線２を縦横に重ねて保持する。そして、前記複数の電線２の端末で露出した芯線４をチップ９，２６とアンビル１０，２７との間に位置付けて、チップ９，２６とアンビル１０，２７とを互いに近づける。
【００６５】
そして、固定部材によりチップ９，２６の移動を規制して、油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させて、チップ９，２６とアンビル１０，２７との間に複数の電線２の芯線４を挟む。こうして、油圧シリンダ１２でこれらのチップ９，２６とアンビル１０，２７とを互いに近づける方向に加圧した状態で、第１接合装置２５の圧電振動子８を振動させてこの振動をチップ９を介して芯線４に付与する。
【００６６】
こうして、まず、矢印Ｔで示す電線２の芯線４同士が縦に重なる方向に沿って、チップ９とアンビル１０との間に当該芯線４を挟んで、超音波振動を付与する。すると、金属で構成された芯線４同士が矢印Ｔに沿って互いに重なり合って接触しているので、これら矢印Ｔに沿って互いに重なる芯線４は、溶融しない状態で固相のまま互いに徐々に金属結合する。こうして、芯線４は、いわゆる超音波接合（超音波溶接ともいう）によって互いに接合される。
【００６７】
そして、制御回路１４は、予め定められた加圧力で油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させ、予め定められた時間圧電振動子８を振動させ、かつ変位センサ１３が予め定められた変位量、アンビル１０などが移動したことを検出すると、第１接合装置２５の圧電振動子８の振動を停止させて、油圧シリンダ１２でこれらのチップ９，２６とアンビル１０，２７とを互いに近づける方向に加圧した状態で、第２接合装置２８の圧電振動子８を振動させてこの振動をチップ９を介して芯線４に付与する。
【００６８】
こうして、前述した矢印Ｔに対して交差（図示例では直交）する矢印Ｙで示す電線２の芯線４同士が横に重なる方向に沿って、第２チップ２６と第２アンビル２７との間に当該芯線４を挟んで、超音波振動を付与する。すると、金属で構成された芯線４同士が矢印Ｙに沿って互いに重なり合って接触しているので、これらの矢印Ｙに沿って互いに重なる芯線４同士は、溶融しない状態で固相のまま互いに徐々に金属結合する。
【００６９】
こうして、芯線４は、いわゆる超音波接合（超音波溶接ともいう）によって互いに接合される。こうして、超音波接合装置１は、制御回路１４が第１接合装置２５に一方向としての矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与させた後、第２接合装置２８に矢印Ｔに対して交差（図示例では直交）する他の方向としての矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与させて、前記複数の電線２の芯線４同士を接合する。
【００７０】
そして、制御回路１４は、予め定められた加圧力で油圧シリンダ１２の伸縮ロッド２０を伸張させ、予め定められた時間圧電振動子８を振動させ、かつ変位センサ１３が予め定められた変位量、第２アンビル２７などが移動したことを検出すると、第２接合装置２８の圧電振動子８の振動を停止させ、固定部材の移動の規制を解除して、第２チップ２６と第２アンビル２７とを互いに遠ざける。こうして、芯線４同士の接合が完了した複数の電線２を電線保持治具６から取り外し、前述した構成を繰り返して、次の複数の電線２の芯線４同士を接合する。
【００７１】
本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、矢印Ｔに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与した後に、矢印Ｔに対して交差する矢印Ｙに沿ってチップ９とアンビル１０との間に複数の電線２の芯線４を挟んで超音波振動を付与するので、前述した矢印Ｔ，Ｙ双方に沿って並ぶ複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。このために、一方向のみに電線２を並べる必要が無く、一度に多数の本数の電線２の芯線４同士を接合できる。よって、一度に接合できる電線２の本数が限定されることなく、複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、チップ９，２５とアンビル１０，２８との間に複数の電線２の芯線４を挟む方向が互いに直交する第１接合装置２５及び第２接合装置２８を備えているので、これらの接合装置２５，２８により順に超音波振動を前述した複数の電線２の芯線４に付与することで、互いに交差する矢印Ｔ，Ｙに沿って、複数の電線２の芯線４に超音波振動を付与することができる。このために、矢印Ｔ，Ｙの双方に沿って並ぶ複数の電線２の芯線４同士を確実に接合することができ。
【００７３】
また、前述した実施形態では、矢印Ｔ，Ｙを互いに直交させてきた。しかしながら、本発明では、矢印Ｔ，Ｙを互いに交差させればよい。
【００７４】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  超音波接合装置
２  電線
３  被覆部
４  芯線
７  回転機構
９  チップ
１０  アンビル
２５  第１接合装置
２６  第２チップ
２７  第２アンビル
２８  第２接合装置
Ｔ  一方向
Ｙ  他の方向
Ｐ  軸芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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