(57)【要約】  【課題】  溶接チップから付与される超音波振動に端子金具の電線接続部が追従して微動するのを防止し、良好な超音波溶接を行うことで接続信頼性の高い端子付き電線を製造する。  【解決手段】  端子金具１１の電線接続部１４の幅方向両側部を挟持手段により挟持固定すると共に、押圧手段により電線接続部１４を上方から押圧固定した状態で電線Ｗの芯線Ｗａを電線接続部１４の底壁１４ａに超音波溶接することで端子付き電線１０を製造する。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線の端末部を皮剥ぎして露出させた芯線と、該芯線を受け入れる電線接続部を一端に備えると共に相手側端子との接触部を他端に備えた端子金具とをアンビルと溶接チップとの間で挟み付けた状態で超音波溶接して端子付き電線を製造する方法であって、
上記電線接続部の幅方向両側部を挟持手段により挟持固定した状態で上記芯線を電線接続部の底壁に超音波溶接することを特徴とする端子付き電線の製造方法。
【請求項２】
上記電線接続部を上記アンビル側に向けて上方から押圧手段により押圧固定した状態で超音波溶接するようにした請求項１に記載の端子付き電線の製造方法。
【請求項３】
上記電線接続部は上記底壁の両側から立ち上げた一対の側壁を備える一方、上記挟持手段は上記側壁の外面を内方に向けて両側から挟持するブロック体からなり、該ブロック体により挟持するようにしている請求項１または請求項２に記載の端子付き電線の製造方法。
【請求項４】
上記押圧手段は上記側壁の上端面に係合するように上記ブロック体に突設した係合突部からなり、該係合突起により上記側壁の上端面をアンビルに向けて押圧するようにしている請求項３に記載の端子付き電線の製造方法。
【請求項５】
上記ブロック体は上記電線接続部の両側壁に対し駆動手段により進退動作可能とすると共に、上記係合突起と上記側壁の上端面外角部のいずれか一方または両方には上記ブロック体が上記両側壁を挟持するとき互いに係合して両側壁をアンビルに向けて上方から押圧を作用させるテーパー面を形成している請求項４に記載の端子付き電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付き電線の製造方法に関し、詳しくは、超音波溶接により電線と端子金具とを接合するに際し、溶接部における振動エネルギーのロスを少なくして良好な溶接を行い得るようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、端子金具と電線の芯線との接合方法に超音波溶接を利用したものとしては特許文献１に記載のものがある。一般に超音波溶接により芯線と端子とを接合するには、図６に示すように、先ずアンビル１上に端子金具２の電線接続部３を載置し、この電線接続部３の上面に電線Ｗの端末を皮剥ぎして露出させた芯線Ｗａを載置する。次いで、電線接続部３上の芯線Ｗａを溶接チップ４で押圧してアンビル１との間で芯線Ｗａと端子金具２とを挟み付けるようにして超音波振動を付加することにより芯線Ｗａを端子金具２の電線接続部３に接合するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２０２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように超音波溶接を利用して芯線Ｗａと端子金具２とを接合する過程においては、溶接チップ４から端子金具２へ超音波振動が与えられたとき、端子金具２が溶接チップ４の振動に追従して微動しないようにして、超音波振動エネルギーを効率よく電線接続部３に作用させるのが好ましい。このため、従来は例えば端子金具２を載置するアンビル１の表面に端子金具２を収容して保持するための凹部を設けて端子金具２を保持するようにしていた。
しかしながら、このような対策では端子を充分に固定保持できない場合があった。即ち、端子金具は金属板を打ち抜いて曲げ加工により成形されるため、若干の寸法誤差が生じる場合があり、一方、端子を保持するためにアンビルに設けられた凹部は端子金具を確実に受け入れるために若干の余裕をもって形成されているため、溶接チップの振動に追従する端子金具の微動を確実に防止することが困難であった。
【０００４】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、端子金具に芯線を超音波溶接する際に、端子金具が溶接チップの振動に追従して微動しないようにすることで超音波振動エネルギーのロスを少なくして接合強度の高い端子付き電線の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、電線の端末部を皮剥ぎして露出させた芯線と、該芯線を受け入れる電線接続部を一端に備えると共に相手側端子との接触部を他端に備えた端子金具とをアンビルと溶接チップとの間で挟み付けた状態で超音波溶接して端子付き電線を製造する方法であって、
上記電線接続部の幅方向両側部を挟持手段により挟持固定した状態で上記芯線を電線接続部の底壁に超音波溶接することを特徴とする端子付き電線の製造方法を提供している。
【０００６】
この方法によれば、芯線を電線接続部に超音波溶接する際に、端子金具を挟持手段により両側方から挟み付けることにより確実に固定することができるので、溶接チップから付加される超音波振動によって端子金具が追従して微動するのを防止できる。よって、芯線と電線接続部に付加される超音波振動エネルギーのロスを少なくして効果的な接合を行うことができる。
【０００７】
具体的には、更に上記電線接続部を上記アンビル側に向けて上方から押圧手段により押圧固定した状態で超音波溶接するようにしている。
このようにすれば、端子金具を両側方および上下方向から押え付けることができるため、より一層効果的な超音波溶接を行うことができる。
【０００８】
より具体的には、上記電線接続部は上記底壁の両側から立ち上げた一対の側壁を備える一
方、上記挟持手段は上記側壁の外面を内方に向けて両側から挟持するブロック体からなり、該ブロック体により挟持するようにしている。
このように構成すれば、端子金具の側面全体をブロック体により挟持することができるので、端子金具の挟持固定をより一層確実なものとすることができる。
【０００９】
更に、上記押圧手段は上記側壁の上端面に係合するように上記ブロック体に突設した係合突部からなり、該係合突起により上記側壁の上端面をアンビルに向けて押圧するようにしている。
このようにすれば、ブロック体によって端子金具に対する両側方からの挟持固定と上方からの押圧固定を同時に行うことができる。
【００１０】
より具体的には、上記ブロック体は上記電線接続部の両側壁に対し駆動手段により進退動作可能とすると共に、上記係合突起と上記側壁の上端面外角部のいずれか一方または両方には上記ブロック体が上記両側壁を挟持するとき互いに係合して両側壁をアンビルに向けて上方から押圧を作用させるテーパー面を形成している。
この構成によれば、アンビル上に配置された端子金具に対し、駆動手段により作動するブロック体を電線接続部の両側壁へ向けて動作させるのみで、電線接続部の両側壁部を挟持することができると同時に、ブロック体に設けた係合突起と側壁との間のテーパー面の係合により電線接続部を上方から押圧固定することができる。また、溶接完了後はブロック体を後退復帰させることにより溶接済みの端子付き電線の取り出しと、次の溶接に供する端子金具の配置を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明より明らかなように、本発明の端子付き電線の製造方法によれば、超音波溶接により端子金具の電線接続部に対し電線の芯線を接合するに際し、電線接続部を確実に固定できるため、溶接チップに追従して端子金具が微動するのを防止できる。よって、芯線と電線接続部との間に作用する超音波振動エネルギーのロスを効果的に減少することができるため、良好な超音波溶接により強固に接合された端子付き電線を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図５は、本発明の実施形態を示し、超音波溶接機を用いて端子金具１１に電線Ｗの端末を皮剥ぎして露出させた芯線Ｗａを超音波溶接することで端子付電線１０（図５）を製造する工程を示している。超音波溶接機は端子金具１１を載置するアンビル１２と、このアンビル１２の上方に対向してアンビル１２との間で端子金具１１と電線Ｗとを挟みつける溶接チップ１３とからなり、この溶接チップ１３とアンビル１２との間で端子金具１１と芯線Ｗａに超音波振動を付与することで両者を接合するようにしている。
【００１３】
本実施形態では、端子金具１１の一端には芯線Ｗａを接合固定すべき電線接続部１４を備えている。電線接続部１４は平板状の底壁１４ａと、この底板部１４ａの両側から垂直上方へ立ち上げて延出した側壁１４ｂを備え、断面が略Ｕ字形状となっている。一方、端子金具１１の他端には相手側部材に取り付けるための取付孔１５ａを備えた円環状の接触部１５を備えている。本実施形態では、端子金具１１としてアース端子を示している。
【００１４】
端子金具１１に溶接すべき電線Ｗは、複数本の素線を断面円形状に撚り合わせた芯線Ｗａを合成樹脂製の絶縁被覆Ｗｂで外装してなり、端末部の絶縁被覆Ｗｂを端子金具１１への接合に必要な所定長さにわたって皮剥ぎすることで芯線Ｗａを露出させている。
【００１５】
図２に示すように、超音波溶接機のアンビル１２は本体基部に固定されており、上面部に端子金具１１を収容して位置決めするための収容部１２ａが凹設されている。また、アンビル１２の上面において電線接続部１４の幅方向両側に対向する位置には電線接続部１４の側壁１４ｂの挟持手段としての一対のブロック体１６を配置している。このブロック体１６は電線接続部１４の側壁１４ｂに対向する挟持面１６ａを内面に備えている。ブロック体１６は、アンビル１２の上面に固定した軸受け部材１７に対し電線接続部１４の幅方向に進退可能に支持された支軸１８の先端部に取り付けることで支軸１８と共に電線接続部１４の側壁１４ｂに向けて進退動作可能となっている。更に、支軸１８の他端部には流体圧シリンダ等の駆動手段１９に連結されており、この駆動手段１９によりブロック体１６を電線接続部１４の側壁１４ｂに向けて進退動作可能としている。
【００１６】
ブロック体１６の上部には電線接続部１４の側壁１４ｂの上端面に上方から係合する押圧手段としての係合突部２０をそれぞれ内方に向けて突設し、その下面を押圧面２０ａとしている。押圧面２０ａは先端から基部へ至るに従い下方へ傾斜したテーパー面２０ｂとし、ブロック体１６が電線接続部１４の側壁１４ｂに向けて前進動作したとき、このテーパー面２０ｂからなる押圧面２０ａによって側壁１４ｂを上方からアンビル１２の上面へ向けて押圧可能としている。このように押圧面２０ａをテーパー面２０ｂとしたのは、端子金具１１の成形時における側壁１４ｂの高さ寸法の誤差を吸収して、多少の寸法誤差があっても側壁１４ｂを押圧することができるようにするためである。
また、端子金具１１の側壁１４ｂの上端面外角部にテーパー面１４ｃを形成しており、このテーパー面１４ｃによって、係合突部２０のテーパー面２０ｂとの係合をより一層円滑にするようにしている。ブロック体１６を支持する支軸１８は弾性を有する部材から構成し、係合突部２０のテーパー面２０ｂが側壁１４ｂの上面に係合したとき、その押圧力により若干上方へ変位できるようにしている。
【００１７】
次に、端子付き電線の製造工程について説明する。
先ず、図２に示すように、アンビル１２の収容部１２ａに溶接すべき端子金具１１および電線Ｗを配置する。次いで、図３に示すように、駆動手段１９を作動させることで電線接続部１４の両側に対向して離れた位置にあったブロック体１６を電線接続部１４側へ移動させる。これにより、図４（Ａ）に示すように、ブロック体１６の挟持面１６ａが側壁１４ｂに当接して電線接続部１４を両側から挟持固定する。同時に係合突部２０の押圧面２０ａに形成されたテーパー面２０ｂが側壁１４ｂの上面に係合することで側壁１４ｂをアンビル１２側に向けて押圧固定する。なお、側壁１４ｂの寸法誤差により高さ寸法にバラツキがあっても係合突部２０のテーパー面２０ｂおよび側壁１４ｂのテーパー面１４ｃの作用によって寸法誤差を吸収することができる。即ち、支軸１８は弾性変形可能な部材より構成されているため、図４（Ｂ）に示すように、ブロック体１６の挟持面１６ａが側壁１４ｂに当接する前に係合突部２０のテーパー面２０ｂが側壁１４ｂの上面に当接したときは、支軸１８が上方へ若干逃げることにより側壁１４ｂの高さ寸法の誤差を吸収できる。よって、電線接続部１４の側壁１４ｂに対する挟持面１６ａによる両側方向からの挟持作用と、押圧面２０ａによる上方からの押圧作用を同時に作用させて、端子金具１１の電線接続部１４を確実に固定することができる。
【００１８】
次いで、溶接チップ１３をアンビル１２に向けて下降させると、芯線Ｗａはアンビル１２により押し潰されて底壁１４ａとの間で圧縮され、同時に溶接チップ１３から超音波振動が付与される。これにより、次第に芯線Ｗａが摩擦熱により温度上昇して軟化し、端子金具１１の底壁１４ｂに接合されることとなる。溶接チップ１３により超音波振動が付与されている間も電線接続部１４はブロック体１６の挟持面１６ａと係合突部２０の押圧面２０ａによって確実に固定されている。このため、端子金具１１が溶接チップ１３の振動に追従して微動するのを効果的に防止することができ、よって超音波振動エネルギーのロスが最大限に減少され、信頼性の高い接合部を有する端子付き電線を製造することができる。
【００１９】
なお、上記実施形態において端子金具に超音波溶接すべき電線は一般の銅電線に限らず、アルミニウム電線にも同様に適用することができ、同様に端子金具の材質としては、一般の銅合金に限らずアルミニウム端子や他の金属端子にも同様に適用することができる。また、上記実施形態では電線接続部１４の側壁１４ｂを上方から押圧する手段において、側壁１４ｂの寸法誤差を吸収する手段として係合突部２０の押圧面２０ａと側壁１４ｂの両方にテーパー面１４ｃ、２０ｂを形成した例を示したが、テーパー面はいずれか一方のみの設定でもよい。更に、上記実施形態においては、ブロック体１６を進退作動させる駆動手段１９として流体圧シリンダを用いた例を示したが、駆動手段はモータ、ソレノイド等の電気的手段、梃子を利用した手動による手段等でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の端子付き電線の製造方法の実施形態を示し、超音波溶接工程を示す要部の分解斜視図である
【図２】アンビルに端子金具と電線を配置し、ブロック体を待機状態にした断面図である。
【図３】ブロック体で端子金具の電線接続部を固定すると共に、溶接チップを下降させて超音波を付与している状態の断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は要部の拡大断面図である。
【図５】超音波溶接された端子付き電線の斜視図である。
【図６】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  端子付電線
１１  端子金具
１２  アンビル
１３  溶接チップ
１４  電線接続部
１４ａ  底壁
１４ｂ  側壁
１４ｃ  テーパー面
１５  接触部
１６  ブロック体
１６ａ  挟持面
１９  駆動手段
２０  係合突部
２０ｂ  テーパー面
Ｗ    電線
Ｗａ  芯線
【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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