(57)【要約】  本発明は、圧縮室（１２）の幅が支持材（１２）の幅に合わせて調整され、素線（１０）と支持材（１２）が共に圧縮室（１２）に挿入される、素線（１０）及び支持材（１２）の超音波溶接のための方法及び装置に関する。【選択図】  図１
2008507408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの境界面で画定され、溶接時に横断面が縮小されるとりわけ矩形横断面の圧縮室で導体と支持材を溶接し、第１の境界面が第１の電極、例えば振動音極、第１の境界面と平行又はほぼ平行な第２の境界面が第１の電極に対して移動可能な対極、例えば受圧台、そして残りの第３及び第４の境界面が第１の電極に対して移動される第１及び第２の境界部材からなる、導体、例えば素線と平形固有剛性支持材、例えば電気接続部材又はその一部、特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの一部との間に溶接継手を作製するための方法において、支持材として互いに平行又はほぼ平行な縦側縁を有する支持材を使用し、間隙を置いて第１の境界面に沿って第１の境界部材を、対極の取付け台として形成された第２の境界部材の方向へ移動し、一方、間隙を保ちつつ第２の境界部材を第１の境界面に対してもっぱら垂直又はほぼ垂直に移動することによって、圧縮室の横断面を変更し、圧縮室が開放されて、第１の境界面及び第１の境界面の有効範囲内にある第３の境界面及び第４の境界面で画定されているときに、その中に導体及び支持材を挿入し、第３及び第４の境界面の間隔が支持材の縦側縁の内法間隔に整合するように、第１の境界部材を第２の境界部材の方向へ移動し、次に第２の境界部材を移動することによって対極を第１の電極の方向へ移動することを特徴とする方法。
【請求項２】
支持材として平坦な平形部材又は湾曲した平形部材を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧縮してない素線を開いた圧縮室に挿入することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。  
【請求項４】
開いた圧縮室の中で導体を第１の境界面の上に置き、次に導体の上に支持材を置き、続いて第１の境界面に沿って移動可能な第１の境界部材を支持材の手前側の縦側縁に突き当て、その際支持材の反対側の縦側縁が第３の境界面に接するか、又は第３の境界面と第４の境界面の間隔が支持材の縦側縁の間の内法間隔に等しいか又はそれより僅かに小さくなるまで、第１の境界部材を移動することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
圧縮され、支持材に溶接された導体の横断面が支持材の横断面に等しいか又はほぼ等しくなるような総断面積を有する導体を圧縮室に入れることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
第３及び第４の境界面の間隔が、支持材の縦側縁の内法間隔に整合する、あらかじめ定めた値に調整されることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
第３及び第４の境界面の間隔が、対極により力を働かせたときに支持材が電極の方向に移動されて、第４の境界面と平行に整列されるような値に調整されることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
圧縮室を支持材及び導体からなる幾何学的形状に連続的に適応させることができることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
方法が下記の手順、即ち
−圧縮室を開いて、溶接される導体を第１の電極の上に挿入し、
−おおむね長方形の横断面ＱTを有する支持材を導体の上に挿入し、
−第１の境界部材を第２の境界部材の方向へ、第３及び第４の境界面の間隔ｂを残して移動し、ここで間隔ｂは支持材の縦側縁の内法間隔に整合し、
−対極を支持材の上に降下させ、第１の電極の方向へ支持材に力を働かせることによって、導体を支持材と第１の電極の間で圧縮し、
−圧縮の終了の後に圧縮室の高さｈ又は幅ｂ又は少なくとも１つのその他の特性値を決定し、
−圧縮室の高さｈ又は幅ｂ又は特性値に基づいて、保存された溶接パラメータを呼び出し、
−同時に第１の電極と第２の電極の間隔を変えながら、圧縮された導体と支持材を溶接し、
−第２の電極を持ち上げ、第１の境界部材と第２の境界部材を引き離すことによって圧縮室を開き、
−支持材に溶接された導体からなる溶接継手を圧縮室から取り出す
という手順を有することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
支持材の横断面ＱT又は導体の総断面積に応じて溶接パラメータを決定又は選定することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
予備圧縮及び／又は予備溶接もしくは溶接された単体としての導体、例えば素線を支持材に溶接することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
支持材としてＵ形断面の幾何学的形状を有する支持材を使用し、その側辺部を導体に沿って延びるように整列し、側辺部の間に広がる面の横断面がとりわけ導体の総断面積より小さいことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
とりわけ長方形の幾何学的形状の予備圧縮又は予備溶接又は溶接された単体としての導体を圧縮室に入れ、次にこの単体の上に支持材を位置決めし、続いて対極に対する第１の電極の相対運動及び第１の電極の励振によって単体と支持材を溶接することを特徴とする少なくとも請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
支持材（１２）例えば特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの形の電気接続部材の一部及び支持材に溶接された導体（１０）からなる超音波又は抵抗溶接継手において、支持材（１２）及びこれに共に溶接され、総断面積ＱLを有する導体（１０）からなる溶接継手が直方体の形状を有し、溶接された導体の総断面積ＱLが導体の縦方向を横切って見た支持材の横断面ＱTに等しいか又はほぼ等しいことを特徴とする溶接継手。
【請求項１５】
支持材（１２）が０．１５ｍｍ2ないし１００ｍｍ2≦ＱT≦１００ｍｍ2の矩形横断面ＱTを有することを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【請求項１６】
導体（１０）の総断面積ＱLが０．１５ｍｍ2≦ QL≦１００ｍｍ2であることを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【請求項１７】
溶接継手が熱収縮スリーブによって、場合によっては詰め物例えば熱融解接着剤を使用して絶縁され、密封され、縦力及び横力に対して保護されていることを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【請求項１８】
支持材を取り囲むケーブルボンドによって溶接継手が保護されていることを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４つの境界面で画定され、溶接時に横断面が縮小される特に矩形横断面の圧縮室で導体と支持材を溶接し、第１の境界面が第１の電極、例えば振動音極、第１の境界面と平行又はほぼ平行な第２の境界面が第１の電極に対して移動可能な対極、例えば受圧台、そして残りの第３及び第４の境界面が第１の電極に対して移動される第１及び第２の境界部材からなる、導体、例えば素線と平形固有剛性支持材、例えば電気接続部材又はその一部、特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの一部との間に溶接継手を作製するための方法に関する。また本発明は支持材、例えば特に接地用接続片、接触ブレード又はケーブルシューの形の電気接続部材の一部及び支持材に溶接された導体からなる溶接継手、特に超音波又は抵抗溶接によって作製された溶接継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリー接続ケーブルと、平面図で見て溶接区域が台形になっている接触片とを溶接することがドイツ特許公開ＤＥ−Ａ−１９９０６０８８により周知である。接触片とバッテリー接続ケーブルを、高さ及び幅が調整可能な超音波溶接装置の圧縮室に入れる。圧縮室を閉鎖するには、横境界をなすサイドスライドをそれぞれ接触片の方向に移動して、接触片の互いに斜めに延びる縦側面に合わせなければならない。これとは別に、受圧台が圧縮室に没入することができる。
【０００３】
ドイツ特許ＤＥ−Ｃ−３４３７７４９によれば超音波により支持材の上に素線を溶接するために、圧縮室の横を画定する側板を支持材に沿って移動することができ、その際側板の内法間隔が、軸形振動音極の圧縮室に没入する部分の幅に合わせて整列されるように構成されている。
【０００４】
断面がＵ形のケーブルシューと導体を超音波により溶接することがドイツ刊行物：Die Bibliothek der Technik, Band 108: Ultraschall-Metallschweissen,  Verlag Moderne Industrie, 86895 Landsberg, 1995（技術叢書、１０８巻、超音波金属溶接、モデルネ・インドゥストリー出版社、８６８９５ランツベルク、１９９５年刊）４３ページにより周知である。そのためにケーブルシューが対極の上に支えられる超音波溶接装置が周知である。ケーブルシューに対して横に移動可能であり、側辺部に沿って延びる境界部材が配置され、導体をケーブルシューに溶接するために、境界部材の間で振動音極即ちその振動音極ヘッドの溶接面を対極の方向に降下することができる。振動音極の移動が可能であることを保証し、かつケーブルシューの寸法公差を考慮するために、側部境界は僅かな間隔を置いて側辺部の外面に沿って延びている。これが原因で、溶接時に生じる横力によって側辺部が曲げ広げられる。
【０００５】
また充填容積がケーブルシューの側辺部の高さで決まり、溶接される素線によってケーブルシューを、振動音極の降下の際に素線がケーブルシューから押し出されない程度にしか満たすことができないことが、周知の構成の欠点である。
【０００６】
導体例えば素線と平形又はＵ形支持材を有する電気接続部材との上記の機械的及び電気的結合方法のために、特にこの目的のために形成された超音波溶接溶接装置が必要である。素線の中継又は端末節点の作製には、この超音波溶接装置は適さない。この問題は特に組立装置に緊定された顧客特有のケーブルハーネスの最終組立の際に現れる。この場合は様々な素線の組合せと様々な平形支持材を有する接続部材が使用される。先行技術による方法では、このような要求を費用と時間のかかる工具交換によって実現するしかない。
【０００７】
高さと幅が調整可能な圧縮室を有する超音波溶接装置は欧州特許ＥＰ−Ｂ−０１４３９３６又はドイツ特許公開ＤＥ−Ａ−３７１９０８３により周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、冒頭で説明した種類の溶接継手を高い品質で安価に再現可能に製造することができるように、冒頭に挙げた種類の方法を改良することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
この課題は本発明に基づきおおむね次のようにして解決される。即ち支持材として互いに平行又はほぼ平行な縦側縁を有する支持材を使用し、間隙を置いて第１の境界面に沿って第１の境界部材を、対極の取付け台として形成された第２の境界部材の方向へ移動し、一方、間隙を保ちつつ第２の境界部材を第１の境界面に対してもっぱら垂直又はほぼ垂直に移動することによって、圧縮室の横断面を変更し、圧縮室が開放されて、第１の境界面及び第１の境界面の有効範囲内にある第３の境界面及び第４の境界面で画定されているときに、その中に導体及び支持材を挿入し、第３及び第４の境界面の間隔が支持材の縦側縁の内法間隔に整合するように、第１の境界部材を第２の境界部材の方向へ移動し、次に第２の境界部材を移動することによって対極を第１の電極の方向へ移動するのである。
【００１０】
先公知の先行技術と異なり、おおむね矩形横断面の平形支持材と導体からなり、直方体状の幾何学的形状を有する単体が圧縮室を完全に占めている。こうして先行技術により従来もっぱら中継及び端末節点の溶接に使用された超音波溶接装置で圧縮と溶接を行うことができる。それによって様々な素線の組合せ及び様々な横断面の支持材を有する接続部材による顧客特有のケーブルハーネスの最終組立のために、工具交換は不要となる。平形支持材と導体からなる単体に圧縮室を問題なく連続的に適応させることができる。
【００１１】
支持材として平坦な平形部材又は湾曲した平形部材を使用することができる。素線は予備圧縮して、又は予備圧縮せずに圧縮室に入れることができる。前者は素線を支持材上の所望の位置に溶接しようとするとき、又は素線が小さな総断面積を有するときに有利である。
【００１２】
特に第３及び第４の境界面、即ち境界部材の相互の間隔と圧縮室の幅を整合させることにより、素線が必要な範囲で支持材に溶接され、素線が横へ押し出される恐れがないことが保証される。その場合、素線が置かれる圧縮室の床区域の周囲側が閉鎖され、対極を除去又はほぼ除去すれば、いわば溝形又は通路状の受座が形成され、出入り自在であるから、素線の挿入を問題なく行うことができる。
【００１３】
特に強力な溶接継手を可能にし、同時に通電時に望ましくない温度上昇が起こらないことを保証するために、本発明の強調すべき実施態様は、圧縮されて支持材に溶接された素線の断面積が支持材の断面積に等しいか又はほぼ等しくなるような総断面積を有する素線を圧縮室に入れるものとする。
【００１４】
また本発明は、開放した圧縮室の第１の境界面に素線を置き、次に素線の上に支持材を置き、続いて第１の境界面に沿って移動可能な第１の境界部材を支持材の手前側の縦側縁に突き当て、その際支持材の反対側の縦側縁が第４の境界面に接するか、又は第３の境界面と第４の境界面の間隔が支持材の縦側縁の内法間隔に等しいか又はそれより僅かに小さくなるまで第１の境界部材を移動することを特徴とする。
【００１５】
特に本発明に係る方法は次の手順を特徴とする。即ち
−圧縮室を開いて、溶接される導体を第１の電極の上に挿入し、
−おおむね長方形の横断面ＱTを有する支持材を導体の上に置き、
−第１の境界部材を第２の境界部材の方向へ、第３及び第４の境界面の間隔ｂを残して移動し、ここで間隔ｂは支持材の縦側縁の内法間隔に整合し、
−対極を支持材の上に降下させ、第１の電極の方向へ支持材に力を働かせることによって、導体を支持材と第１の電極の間で圧縮し、
−圧縮の終了の後に圧縮室の高さ又は幅又は少なくとも１つのその他の特性値を決定し、
−圧縮室の高さ又は幅又は特性値に基づいて、保存された溶接パラメータを呼び出し、
−同時に第１の電極と第２の電極の間隔を変えながら、圧縮された導体と支持材を溶接し、
−第２の電極を持ち上げ、第１の境界部材と第２の境界部材を引き離すことによって圧縮室を開き、
−支持材に溶接された導体からなる溶接継手を圧縮室から取り出す。
【００１６】
別の好ましい方法は、平形支持材の断面積ＱT及び導体の断面積ＱLに応じて溶接パラメータを決定又は選定するものである。
【００１７】
上記の方法は簡単な平形支持材又は端子を有する接続部材を使用することを可能にする。先行技術で使用され、Ｕ形支持材を有する接続部材と比較して、この接続部材は曲げ操作が不要であり、少ない切り屑で済むから安価である。
【００１８】
また平形支持材を有する接続部材を使用すれば、先行技術によるＵ形支持材で起こるような側辺部のそりがない。しかも横境界面がこれに面した平形支持材の側面に密接するから、導体の一部の素線が溶接過程でしっかり捉えられないというようなことは起こらない。
【００１９】
また平形支持材が特殊な幾何学的形状、例えばＶ形形状を有する必要はない。むしろ支持材は本発明に基づき偏平な直方体の形状、即ち平面図で長方形の形状を有する。
【００２０】
また支持材、例えば端子の平面的広がりと比較して小さな総断面積の導体、例えば素線を確実に結合することを可能にするために、本発明独自の提案は導体、例えば素線を予備圧縮及び／又は予備溶接した単体として支持材に溶接するものとする。その場合特に予備圧縮又は予備溶接又は溶接した、とりわけ長方形断面の導体を圧縮室に入れ、次に当該の単体の上に支持材を位置決めし、続いて対極に対する第１の電極の相対運動及び第１の電極の励振によって単体と支持材を溶接する構成になっている。
【００２１】
第一段階で行われる素線の溶接に基づいて、導体を支持材の所望の位置に溶接し、又は小さな総断面積の導体と支持材を溶接することが可能である。場合によっては支持材はＵ形の断面を有することができる。その場合素線構成物に沿って延びる側辺部は、側辺部の間でまだ溶接されてない素線の高さより大きい長さを有することができる。先行技術ではこのため溶接が不可能である。ところが本発明の学説に基づき素線がまず溶接されて、側辺部の高さを超える高さを有する素線構成物となる。
【００２２】
また本発明は支持材、例えば特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの形の電気接続部材の一部及び支持材に溶接された導体からなる溶接継手、特に超音波又は抵抗溶接により作製された溶接継手に関し、断面積ＱTの支持材及びこれに溶接された総断面積ＱLの導体からなる溶接継手が直方体の形状を有し、溶接された導体の総断面積ＱLが支持材の断面積ＱTに等しいか又は支持材の断面積にほぼ等しいことを特徴とする。その場合支持材の断面積はとりわけ０．５ｍｍ2ないし１００ｍｍ2の範囲内であり、同様の数値範囲の溶接導体の断面積に等しい。
【００２３】
本発明のその他の細部、利点及び特徴は特許請求の範囲及び特許請求の範囲に見られる特徴−単独で及び／又は組合せとして−だけでなく、図面に見られる好ましい実施例の下記の説明からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図８に導体と固有剛性平形支持材を超音波で溶接する装置のごく概要が示されている。装置は通常コンバータ１１２、場合によってはブースタ１１４及び振動音極１６からなる超音波溶接装置又は機械１１０を具備する。ドイツ特許ＤＥ−Ｃ−３７１９０８３で明らかなように、振動音極１１６又はその面に組立式対極１１８−受圧台ともいう−及びスライド１２０が配属されている。上記特許の開示を参照するよう明記する。振動音極１１６又はその面、対極１１８及びスライド１２０は断面調整可能な圧縮室を画定する。圧縮室は図１ないし５に基づいて詳しく説明する。溶接される部材が圧縮室に入れられる。
【００２５】
コンバータ１１２は導線１２２を経て発振器１２４に接続され、一方、発振器１１４は導線１２６を経てＰＣ１２８に通じている。ＰＣ１２８によって溶接工程の制御が行われ、支持材及びこれに溶接される導体の溶接パラメータ又は断面積又は幅をＰＣ１２８に入力し、又は適当に記憶された値を呼び出すことができる。
【００２６】
図１は、図８で概要が明らかな超音波溶接装置の、圧縮室に関する部分図を示す。超音波溶接装置によって導体１０、例えば、あらかじめ圧縮する必要はない素線と接続部材１４、例えば接地用接触片又はケーブルシューの一部である、断面積ＱTの平形固有剛性支持材との機械的導電性継手が作製される。そのために導体１０と支持材１２を圧縮室に入れる。
【００２７】
圧縮室１６は−横断面も縦断面も−長方形の幾何学的形状を有し、素線のケーブルを取り出すために、正面側が開放している。
【００２８】
圧縮室は振動音極２６の一部からなる第１の境界面２０を具備する。面１８に相対して第２の境界面２４が広がる。第２の境界面２４は対極又は受圧台３４の機能を遂行するクロスヘッドからなる。図１ないし３の実施例では、クロスヘッドは境界部材３２から出ている。
【００２９】
圧縮室１６の側部は、スライド３０と呼ばれる第１の境界部材によって画定される。スライド３０は第１の境界面２０及び第２の境界面２４に対して垂直な第３の境界面１８を形成する。反対側の第４の境界面２２は第１の境界面１８に対してもっぱら垂直又はほぼ垂直に移動可能な境界部材３２によって形成される。境界部材３２は第２の境界部材と呼ぶこともできる。その結果第２の境界部材３２とクロスヘッド３４は、例えばドイツ特許ＤＥ−Ｃ−３５０８１２２の形の先行技術で明らかなように、組立式対極を構成する。該ドイツ特許は本願において明確な先行技術として参照される。
【００３０】
スライド３０、境界部材３２及び受圧台３４の運動方向を二重矢印Ｓ１、Ｓ２及びＳ３で表示する。
【００３１】
導体１０と支持材１２を溶接するために、これらを圧縮室１６に入れる。その場合、圧縮室１６は開放されている。そのために受圧台３４又はクロスヘッドが図面で右へ移動され、圧縮室１６は上から出入り可能であるが、素線１０が圧縮室１６から横へ滑脱することはない。スライド３０の境界面１８が振動音極２６の境界面１８の有効範囲内にあるからである。
【００３２】
本発明に基づき導体１０と支持材１２の溶接は、とりわけ連続的に断面調整可能な圧縮室１６で行われ、その際、圧縮室の幅、即ち第３及び第４の境界面１８、２２の間隔を支持材１２の幅、即ち、その縦側縁３６、３８の内法間隔に合わせて調整することができる。またスライド３０はクロスヘッド３４（対極）を担持する第２の境界部材３２側へ移動される。その結果スライド３０だけが第１の境界面２０と平行に移動され、一方、第２の境界部材３２はこれに垂直に、即ちクロスヘッド３４の降下又は上昇のために移動される。
【００３３】
本発明に係る方法の好ましい態様においては、溶接される導体１０がまず圧縮室１６に挿入され、第１の境界面２０の上に位置決めされる。次に支持材１２を入れ、その際支持材１２の平面は第１の境界面２０に沿っており、即ち第３及び第４の境界面１８、２２にほぼ垂直である。次にサイドスライド３０が矢印Ｓ１の方向へ第２の境界部材３２に向かって、第３及び第４の境界面１８、２２の間隔が支持材１２の縦側縁の内法間隔に等しいか又はそれより僅かに小さくなるように移動される。これは自動的に行われ、又はスライド３０の移動とともに支持材１２を第２の境界部材３２の方向へ移動し、支持材１２が境界面１８及び２２によっていわば把持され、その結果これらの境界面の間隔が支持材１２の縦側縁３６、３８の内法間隔に等しくなるようにすることによって行われる。次に第２の境界部材３２を振動音極２６に沿って（矢印方向Ｓ２）移動する。同時にクロスヘッド又は受圧台３４を第３の境界面１８の方向へ移動し、図３で明らかなように、圧縮室１６が閉鎖される。
【００３４】
圧縮室の幅ｂは支持材１２の所定の幅に相当する機械的ストップにより、又は支持材自体によって画定される。従って圧縮室１６の幅ｂはおおむね支持材１２の幅によって決まる。
【００３５】
圧縮室１６を閉鎖した後、境界部材３２及び受圧台３４を振動音極２６の方向へ移動する。これは例えば空気圧によって行うことができる。その際、導体１０の圧縮が行われる。圧縮の終了の後に圧縮室１６は高さｈを有する。境界部材３２に配属された距離センサによって高さｈを決定し、その上で圧縮室１６の高さ又はその他の特性値に基づいて、保存された溶接パラメータ、例えば溶接エネルギー、溶接振幅、溶接時間及び溶接圧力を呼び出し、振動音極２６に超音波を励起し、受圧台３４により導体１０及び支持材１２に力を働かせると同時に高さｈを縮小して導体１０と支持材１２を溶接することができる。溶接工程の終了の後に受圧台３４を逆動させる（持ち上げる）。図示に従ってスライド３０は左方向へ移動される。次に導体１０と支持材１２からなる溶接継手を圧縮室１６から取り出すことができる。
【００３６】
なお圧縮室１６に挿入される導体１０の断面積は、支持材１２に溶接された導体の総断面積が支持材１２の断面積に又はほぼこの断面積に相当するように設計すべきである。
【００３７】
本発明に従って、導体１０と固有剛性平形支持材１２を溶接するための超音波溶接装置の圧縮室の別の実施形態が図４及び５で明らかである。
【００３８】
図１及び３の実施例と異なり、図４及び５では受圧台３４’と第２の境界部材３２’が一体に形成されている。その場合スライド３０の方向へ突出する受圧台３４’の部分は、調整される圧力室１６の幅、即ち支持材１２の縦側縁３６、３８の内法間隔に適合する。次に導体１０と支持材１２の溶接の手順が前述のように行われる。
【００３９】
しかし本発明に基づく方法は、図５で明らかなように、振動音極２６に沿って突出する受圧台３４’の区域が支持材１２の縦側縁３６、３８の内法間隔より小さい場合も実現することができる。但し第２の境界部材３２’と一体をなす受圧台３４’の突出部分は、導体１０と支持材１２を溶接するときに、支持材１２が圧縮室１６の中で傾いて脱落しないことを保証するような寸法がなければならない。
【００４０】
図６は、平形支持材１２を有し、電線４２の導体１０が溶接された接続部材１４の斜視図を示す。
【００４１】
図６の切断線ＶＩに沿った横断面を図示した図７は、溶接継手、特に超音波又は抵抗溶接継手の横断面がおおむね長方形に形成され、横断面の幅が支持材１２の幅ｂによって指定され、又は決まることを示す。
【００４２】
接続部材１４は、とりわけ導電性金属、例えば銅の平形押抜き部材として形成され、平形支持材１２は圧縮された状態の導体１０からなる横断面ＱLにおおむね相当する横断面ＱTを有する。本発明に基づく方法は絶縁クリンプ付きの接続部材にも絶縁クリンプなしの接続部材にも適用することができる。
【００４３】
絶縁クリンプなしの接続部材１４を使用する場合は、平形支持材１２と導線４２の間の接合部を熱収縮スリーブで絶縁し、密封することができる。熱収縮スリーブは絶縁のため、場合によっては水密絶縁のために使用され、さらに横力及び縦力を最適に吸収することができる。また熱収縮スリーブに詰め物、例えば熱融解接着剤を充填することができる。
【００４４】
例えば支持材を取り囲むケーブルボンドによって溶接継手を保護することも可能である。
【００４５】
先行技術に比して本発明方法は、特に曲げ操作が不要であり、例えば先行技術によるＵ形接続端子の場合のような切り屑の発生が少ないので製造が安上がりな簡単な平形接続部材をボンディングに使用するのが特徴である。接続部材１４の穴４４を有するターミナルラグ４２の一部に被覆、例えばスズを施すことも可能である。
【００４６】
先行技術と比較して接続部材の平形部分１２の断面積ＱTは、一方では機械的安定性、他方では良好な導電性を得るために拡大されている。平形支持材１２とターミナルラグ４２の間の接合部に補強リブを設けることもできる。
【００４７】
しかし特別な利点として、先行技術により端末及び中継節点の実施のために使用された標準素線溶接機で上記の方法が可能であることを強調しなければならない。こうして例えば顧客特有のケーブルハーネスの最終組立で使用することも可能であり、その際工具交換を行わずに、様々な素線の組合せ及び平形支持材の様々な接続幅が使用される。
【００４８】
導体、例えば素線と接触片（支持材）の溶接のための本発明独自の提案が図９ないし１２で明らかである。その場合前述の実施例と異なり、接触片１００、１０２は超音波溶接装置の圧縮室１０４にばらけた状態で挿入される導体でなく、圧縮又は溶接された、本例では矩形横断面を有する素線構成物と溶接される。この処置によって、ボンディング及び継手強度について損失をこうむることなく、比較的小さな総断面積の素線を大型の支持材に、又は支持材の所望の位置に溶接することができるという利点が生まれる。
【００４９】
図９で明らかなように、一体に圧縮又は溶接された素線をまず圧縮室１０４に入れる。圧縮室１０４は通常、振動音極１０８、サイドスライド１１０、受圧台１１２の支え１１１及び受圧台自体によって画定される。その場合圧縮室１０４は差当り開放しているから、受圧台１１２は本例では支え１１１の上で右へ移動している。素線構成物１０６を振動音極１０８の上に置き、次に接触片１００を圧縮室１０４に入れた後、サイドスライド１１０と支え１１１の当該の境界面の内法間隔が接触片１００の縦側縁の間隔に等しいか又はほぼ等しくなるように、サイドスライド１１０を支え１１１の方向へ移動する。次に支え１１１を受圧台１１２とともに振動音極１０８の方向へ移動する。その際受圧台１１２をまずサイドスライド１１０の方向に移動させてから、圧縮室１０４を画定するサイドスライドの側面に沿って動かす。接触片１００と素線又は素線構成物を溶接するときの圧縮室１０４の閉鎖位置が図１０で明らかである。
【００５０】
図１１及び１２で明らかな実施形態は基本的に図９及び１０の実施形態に相当するから、同じ部材には同じ参照符号を使用する。
【００５１】
図９及び１０の図示と異なり、接触片１００は板状又は円板状でなく、即ち断面が長方形でなく、−端子でよくあるように−Ｕ形に形成されている。それでも本発明の学説に基づき、素線があらかじめ圧縮又は溶接されて素線構成物１０６をなすから、接触片１０２と小さな総断面積の素線を溶接することが直ちに可能である。これによって素線構成物１０６の高さが接触片１０２の有効側辺部長さより大きく、その結果、図１２に基づき明らかにするように、素線と接触片１０２の完全な溶接が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】超音波溶接装置の第１の位置にある横断面可変の圧縮室を示す。
【図２】第２の位置にある図１の圧縮室を示す。
【図３】第３の位置にある図１及び図２の圧縮室を示す。
【図４】超音波溶接装置の横断面可変の圧縮室の別の実施形態を示す。
【図５】超音波溶接装置の横断面可変の圧縮室の別の実施形態を示す。
【図６】素線が溶接された電気接続部材の斜視図を示す。
【図７】図６のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図を示す。
【図８】超音波溶接装置の原理図を示す。
【図９】溶接の前の素線構成物と支持材の配置の原理図を示す。
【図１０】溶接時の図９の配置図を示す。
【図１１】別様に形成された支持材を含む図９と同様の図を示す。
【図１２】図１０に相当する図を示す。
【図１】
2008507408.tif 000003
【図２】
2008507408.tif 000004
【図３】
2008507408.tif 000005
【図４】
2008507408.tif 000006
【図５】
2008507408.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008507408.tif 000009
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年2月22日(2006.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、４つの境界面で画定され、溶接時に横断面が縮小される特に矩形横断面の圧縮室で導体と支持材を溶接し、第１の境界面が第１の電極、例えば振動音極、第１の境界面と平行又はほぼ平行な第２の境界面が第１の電極に対して移動可能な対極、例えば受圧台、そして残りの第３及び第４の境界面が第１の電極に対して移動される第１及び第２の境界部材からなる、導体、例えば素線と平形固有剛性支持材、例えば電気接続部材又はその一部、特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの一部との間に溶接継手を作製するための方法に関する。また本発明は、特に接地用接続片、接触ブレード又はケーブルシューの形の電気接続部材の一部のごとき支持材及び該支持材に溶接された導体からなり、超音波又は抵抗溶接によって作製された溶接継手に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
高さと幅が調整可能な圧縮室を有する超音波溶接装置は欧州特許ＥＰ−Ｂ−０１４３９３６又はドイツ特許公開ＤＥ−Ａ−３７１９０８３により周知である。
欧州特許公開ＥＰ−Ａ−０２８６９７５には、素線を互いに溶接する超音波溶接装置が開示されている。ここにおいて、該素線を受ける圧縮室を該素線の溶接ないし圧縮の前工程におくために、該圧縮室は、音極、受圧台及び２つのスライドの互いに移動可能な平面から境界づけられる。
又、欧州特許公開ＥＰ−Ａ−０７１１０９７には、加温可能な自動車ガラス板用の電気接続部材が開示されている。ここにおいて、平坦な織物製バンドの一端が金属製縮小部材に、又、他端が銅片からなるハンダ台に溶接されている。
更に、日本特許公開ＪＰ−Ａ−１１３１７１１８には、超伝導の導体の溶接が提案されている。すなわち、ここでは、まずこれが受圧台のくぼみに配置され、次いで、ここに溶接を実行するために音極の一部を浸す。
又更に、米国特許出願ＵＳ−Ａ−２００４／００８８８５７には、超音波により素線を支持材と溶接する技術が開示されている。ここにおいて、素線の固定のために、超音波溶接装置の音極が溝状のくぼみを有し、ここに素材が挿入され、支持材との溶接が行われる。
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月10日(2006.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの境界面で画定され、溶接時に横断面が縮小されるとりわけ矩形横断面の圧縮室で導体と支持材を溶接し、第１の境界面が第１の電極、例えば振動音極、第１の境界面と平行又はほぼ平行な第２の境界面が第１の電極に対して移動可能な対極、例えば受圧台、そして残りの第３及び第４の境界面が第１の電極に対して移動される第１及び第２の境界部材からなる、導体、例えば素線と平形固有剛性支持材、例えば電気接続部材又はその一部、特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの一部との間に溶接継手を作製するための方法において、支持材として互いに平行又はほぼ平行な縦側縁を有する支持材を使用し、間隙を置いて第１の境界面に沿って第１の境界部材を、対極の取付け台として形成された第２の境界部材の方向へ移動し、一方、間隙を保ちつつ第２の境界部材を第１の境界面に対してもっぱら垂直又はほぼ垂直に移動することによって、圧縮室の横断面を変更し、圧縮室が開放されて、第１の境界面及び第１の境界面の有効範囲内にある第３の境界面及び第４の境界面で画定されているときに、その中に導体及び支持材を挿入し、第３及び第４の境界面の間隔が支持材の縦側縁の内法間隔に整合するように、第１の境界部材を第２の境界部材の方向へ移動し、次に第２の境界部材を移動することによって対極を第１の電極の方向へ移動することを特徴とする方法。
【請求項２】
支持材として平坦な平形部材又は湾曲した平形部材を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧縮してない素線を開いた圧縮室に挿入することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。  
【請求項４】
開いた圧縮室の中で導体を第１の境界面の上に置き、次に導体の上に支持材を置き、続いて第１の境界面に沿って移動可能な第１の境界部材を支持材の手前側の縦側縁に突き当て、その際支持材の反対側の縦側縁が第３の境界面に接するか、又は第３の境界面と第４の境界面の間隔が支持材の縦側縁の間の内法間隔に等しいか又はそれより僅かに小さくなるまで、第１の境界部材を移動することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
圧縮され、支持材に溶接された導体の横断面が支持材の横断面に等しいか又はほぼ等しくなるような総断面積を有する導体を圧縮室に入れることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
第３及び第４の境界面の間隔が、支持材の縦側縁の内法間隔に整合する、あらかじめ定めた値に調整されることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
第３及び第４の境界面の間隔が、対極により力を働かせたときに支持材が電極の方向に移動されて、第４の境界面と平行に整列されるような値に調整されることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
圧縮室を支持材及び導体からなる幾何学的形状に連続的に適応させることができることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
方法が下記の手順、即ち
−圧縮室を開いて、溶接される導体を第１の電極の上に挿入し、
−おおむね長方形の横断面ＱTを有する支持材を導体の上に挿入し、
−第１の境界部材を第２の境界部材の方向へ、第３及び第４の境界面の間隔ｂを残して移動し、ここで間隔ｂは支持材の縦側縁の内法間隔に整合し、
−対極を支持材の上に降下させ、第１の電極の方向へ支持材に力を働かせることによって、導体を支持材と第１の電極の間で圧縮し、
−圧縮の終了の後に圧縮室の高さｈ又は幅ｂ又は少なくとも１つのその他の特性値を決定し、
−圧縮室の高さｈ又は幅ｂ又は特性値に基づいて、保存された溶接パラメータを呼び出し、
−同時に第１の電極と第２の電極の間隔を変えながら、圧縮された導体と支持材を溶接し、
−第２の電極を持ち上げ、第１の境界部材と第２の境界部材を引き離すことによって圧縮室を開き、
−支持材に溶接された導体からなる溶接継手を圧縮室から取り出す
という手順を有することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
支持材の横断面ＱT又は導体の総断面積に応じて溶接パラメータを決定又は選定することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
予備圧縮及び／又は予備溶接もしくは溶接された単体としての導体、例えば素線を支持材に溶接することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
支持材としてＵ形断面の幾何学的形状を有する支持材を使用し、その側辺部を導体に沿って延びるように整列し、側辺部の間に広がる面の横断面がとりわけ導体の総断面積より小さいことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
とりわけ長方形の幾何学的形状の予備圧縮又は予備溶接又は溶接された単体としての導体を圧縮室に入れ、次にこの単体の上に支持材を位置決めし、続いて対極に対する第１の電極の相対運動及び第１の電極の励振によって単体と支持材を溶接することを特徴とする少なくとも請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
支持材（１２）例えば特に接地用接触片、接触ブレード又はケーブルシューの形の電気接続部材の一部及び支持材に溶接された導体（１０）からなる超音波又は抵抗溶接継手において、支持材（１２）及びこれに共に溶接され、総断面積ＱLを有する導体（１０）からなる溶接継手が直方体の形状を有し、溶接された導体の総断面積ＱLが導体の縦方向を横切って見た支持材の横断面ＱTに等しいか又はほぼ等しいことを特徴とする溶接継手。
【請求項１５】
支持材（１２）が０．１５ｍｍ2ないし１００ｍｍ2≦ＱT≦１００ｍｍ2の矩形横断面ＱTを有することを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【請求項１６】
導体（１０）の総断面積ＱLが０．１５ｍｍ2≦ QL≦１００ｍｍ2であることを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【請求項１７】
溶接継手が熱収縮スリーブによって、場合によっては詰め物例えば熱融解接着剤を使用して絶縁され、密封され、縦力及び横力に対して保護されていることを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【請求項１８】
支持材を取り囲むケーブルボンドによって溶接継手が保護されていることを特徴とする請求項１４に記載の溶接継手。
【国際調査報告】
2008507408.tif 000015
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