(57)【要約】【課題】導体の接合面と反対側の面を被覆部で覆った状態で導体同士、あるいは導体と金属板とを接合することができる電磁溶接方法を提供する。【解決手段】ＦＰＣ１１１、１１２の被覆部８１を除去して導体７の片面を露出させる。露出した導体７の片面同士を重ね、これら重ねた部分とコイル１１との間に金属板１８を挟んだ状態で、これら重ねた部分をコイル１１上に配置する。コイル１１に電流を流し、磁界を発生させて露出した導体７に渦電流を発生させることにより、導体７同士を溶接する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆するシート状の一対の被覆部、で構成されるフラット回路体の前記導体同士を接合する方法において、
（イ）前記被覆部を除去して前記導体の少なくとも片面を露出させる工程と、
（ロ）前記露出した導体の片面同士を重ね、これら重ねた部分をコイル上に配置する工程と、
（ハ）前記コイルに電流を流し、磁界を発生させて前記露出した導体に渦電流を発生させることにより、前記導体同士を溶接する工程と、
を順次有することを特徴とする電磁溶接方法。
【請求項２】
帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆するシート状の一対の被覆部、で構成されるフラット回路体の前記導体と金属片とを接合する方法であって、
（イ）前記被覆部を除去して前記導体の少なくとも片面を露出させる工程と、
（ロ）前記露出した導体の片面を前記金属片に重ね、これら重ねた部分をコイル上に配置する工程と、
（ハ）前記コイルに電流を流し、磁界を発生させて前記露出した導体に渦電流を発生させることにより、前記導体、及び、前記金属片、を溶接する工程と、
を順次行うことを特徴とする電磁溶接方法。
【請求項３】
前記重ねた部分と前記コイルとの間に金属板を挟むように前記重ねた部分を前記コイル上に配置することを特徴とする請求項１又は２記載の電磁溶接方法。
【請求項４】
帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆する一対のシート状の被覆部、で構成される互いに前記導体同士が接合された２つのフラット回路体を有する導体モジュールにおいて、
前記被覆部が除去されて露出された前記導体の片面同士を重ね、該重ねた部分がコイル上に配置され、前記コイルに電流を流して磁界を発生させて前記露出した導体に渦電流を発生させることで前記導体同士が溶接されていることを特徴とする導体モジュール。
【請求項５】
帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆する一対のシート状の被覆部で、構成されたフラット回路体と、該フラット回路体の導体と接合された金属片とを有する導体モジュールにおいて、
前記被覆部が除去されて露出した前記導体の片面を前記金属片で重ねた状態で、電流が流されると磁界が発生するコイル上に配置され、前記コイルに電流を流して前記磁界を発生させて、前記導体、及び、前記金属片、の双方に渦電流を発生させることで前記導体、及び、前記金属片、が溶接されていることを特徴とする導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁溶接方法及び導体モジュールに係り、特に、フラット回路体の導体同士、あるいは金属板とフラット回路体の導体とを溶接する電磁溶接方法及びフラット回路体の導体同士、あるいは金属板とフラット回路体の導体とが溶接された導体モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体としての自動車には、種々の電子機器が搭載される。前記自動車は、前記電子機器にバッテリなどの電線から電力や制御装置からの制御信号などを伝えるためにワイヤハーネスを配索している。前述したワイヤーハーネスは、電線と該電線の端部に取り付けられる金属板としての端子金具と、を備えている。前記電線は、芯線と、該芯線を被覆する絶縁性の被覆部と、を備えている。
【０００３】
前述した自動車は、ユーザなどからより多機能であることが求められている。このため、前述した自動車は、搭載される電子機器が増加する傾向である。このため、勿論、前述したワイヤハーネスの電線が増加して、該ワイヤハーネスの質量や体積が増加する傾向である。
【０００４】
このため、ワイヤハーネスは、小型軽量化を図るために、前述した電線としてＦＦＣ（フレキシブル・フラット・ケーブル）やＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）などのフラット回路体を用いることが提案されている。
【０００５】
フラット回路体は、帯状の導体と、前記導体の両面を挟んで被覆する一対のフィルム状の被覆部とを備えて、扁平な帯状に形成されている。導体は、複数設けられている。導体は、それぞれ、直線状に延在している。複数の導体は、互いに平行に配置されている。被覆部は、導体同士を互いに絶縁している。
【０００６】
一般的に、前述したフラット回路体の導体同士の接合、フラット回路体の導体と端子金具などの金属板との接合は、はんだを用いて行っている。はんだを用いた接合の場合、合金層生成による耐久性低下や、割れ、環境負荷などの問題がある。また、フラット回路体以外の部材（はんだ）が必要となり、コスト上昇の要因となってしまう。
【０００７】
はんだを用いることなく直接、接合する方法としては、例えば超音波接合やレーザ接合が可能であると考えられる。しかしながらこれらの手法では、導体の接合面と反対側の面を覆う被覆部を残した状態で接合すると、被覆部にまで接合エネルギーが加えられてしまうため、被覆部が破損してしまう。このため、導体の接合面と反対側の面も露出する必要があり、使用環境下において腐食する、電気的絶縁が取れないといった問題が生じる。
【特許文献１】特開平１１−１９２５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、導体の接合面と反対側の面を被覆部で覆った状態で導体同士、あるいは導体と金属板とを接合することができる電磁溶接方法及び導体の接合面と反対側の面を被覆部で覆った状態で導体同士、あるいは導体と金属板とが接合された導体モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆するシート状の一対の被覆部、で構成されるフラット回路体の前記導体同士を接合する方法において、前記被覆部を除去して前記導体の少なくとも片面を露出させる工程と、前記露出した導体の片面同士を重ね、これら重ねた部分をコイル上に配置する工程と、前記コイルに電流を流し、磁界を発生させて前記露出した導体に渦電流を発生させることにより、前記導体同士を溶接する工程と、を順次有することを特徴とする電磁溶接方法に存する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆するシート状の一対の被覆部、で構成されるフラット回路体の前記導体と金属片とを接合する方法であって、前記被覆部を除去して前記導体の少なくとも片面を露出させる工程と、前記露出した導体の片面を前記金属片に重ね、これら重ねた部分をコイル上に配置する工程と、前記コイルに電流を流し、磁界を発生させて前記露出した導体に渦電流を発生させることにより、前記導体、及び、前記金属片、を溶接する工程と、を順次行うことを特徴とする電磁溶接方法に存する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記重ねた部分と前記コイルとの間に金属板を挟むように前記重ねた部分を前記コイル上に配置することを特徴とする請求項１又は２記載の電磁溶接方法に存する。
【００１２】
請求項４記載の発明は、帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆する一対のシート状の被覆部、で構成される互いに前記導体同士が接合された２つのフラット回路体を有する導体モジュールにおいて、前記被覆部が除去されて露出された前記導体の片面同士を重ね、該重ねた部分がコイル上に配置され、前記コイルに電流を流して磁界を発生させて前記露出した導体に渦電流を発生させることで前記導体同士が溶接されていることを特徴とする導体モジュールに存する。
【００１３】
請求項５記載の発明は、帯状の導体、及び、該導体の両面を挟んで被覆する一対のシート状の被覆部で、構成されたフラット回路体と、該フラット回路体の導体と接合された金属片とを有する導体モジュールにおいて、前記被覆部が除去されて露出した前記導体の片面を前記金属片で重ねた状態で、電流が流されると磁界が発生するコイル上に配置され、前記コイルに電流を流して前記磁界を発生させて、前記導体、及び、前記金属片、の双方に渦電流を発生させることで前記導体、及び、前記金属片、が溶接されていることを特徴とする導体モジュールに存する。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように請求項１及び４記載の発明によれば、コイルに電流を流して磁界を発生させて導体に渦電流を発生させることで導体同士を溶接しているので、導体ではない被覆部にはコイルからの磁界によって渦電流が生じることがなく、被覆部に接合エネルギーが加えられることがない。このため、被覆部が破損することがなく、導体の接合面と反対側の面を被覆部で覆った状態で導体同士を接合することができる。
【００１５】
請求項２及び５記載の発明によれば、コイルに電流を流して磁界を発生させて導体及び金属片に渦電流を発生させることで導体及び金属片を溶接しているので、導体ではない被覆部にはコイルからの磁界によって渦電流が生じることがなく、被覆部に接合エネルギーが加えられることがない。このため、被覆部が破損することがなく、導体の接合面と反対側の面を被覆部で覆った状態で導体と金属片とを接合することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、重ねた部分とコイルとの間に金属板を挟むように重ねた部分をコイル上に配置するので、金属板を用いることにより、より強い電磁力が生じて、フラット回路体の導体同士、または、フラット回路体の導体と金属片との接合力を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。本発明の第１実施形態における電磁溶接方法は、図１に示す導体モジュール１を組み立てる。導体モジュール１は、図１及び図２に示すように、２つのＦＰＣ１１１、１１２（＝フラット回路体）を備えている。
【００１８】
ＦＰＣ１１１、１１２はそれぞれ、断面形状が矩形に形成されている。ＦＰＣ１１１、１１２は、図１及び図２に示すように、断面矩形の複数の導体７と、この導体７の両面を挟んで被覆するシート状の一対の被覆部８１、８２と、を備えている。導体７は、導電性を有する金属で構成されている。導体７は、可撓性を有している。
【００１９】
被覆部８１、８２は、絶縁性と可撓性とを有する合成樹脂で構成されている。
【００２０】
前述したＦＰＣ１１１、１１２はそれぞれ、端末の被覆部８１が除去されて導体７が露出している。端末の被覆部８２は除去されず残っている。則ち、導体７は、端末で片面のみが露出している。これにより、図３に示すように、導体モジュール１は、端末で露出した導体７の片面同士が重なった状態で、導体７同士が互いに接合し、導体７が露出することがない。
【００２１】
前記導体モジュール１は、前述した端末で露出した導体７の片面同士が、電磁溶接装置１０（図４に示す）によって互いに接合されて得られる。電磁溶接装置１０は、図４に示すように、コイル１１と、固定具１２と、電源１３と、コンデンサ１４と、スイッチ１５とを備えている。
【００２２】
コイル１１は、導電性を有する金属で構成され、平板状に形成されている（則ち、金属板で構成されている）。コイル１１は、一対の幅広部１６と、幅狭部１７とを一体に備えている。一対の幅広部１６は、互いに間隔をあけて配置されている。幅広部１６の平面形状は、矩形状である。一対の幅広部１６の後述の電流が流れる方向（図４中に矢印Ｋで示す）に直交する方向の幅は、互いに等しいとともに、該電流が十分に流れやすい幅となっている。
【００２３】
幅狭部１７は、一対の幅広部１６間に配されて、両端が一対の幅広部１６に連なっている。幅狭部１７の平面形状は、矩形状である。幅狭部１７の長手方向は、前述した電流が流れる方向Ｋと平行である。幅狭部１７の電流が流れる方向Ｋに対し直交する方向の幅は、幅広部１６の前述した幅より狭いとともに、前述した電流を集中して流す幅となっている。
【００２４】
前述したコイル１１は、電流が流れると磁界を発生して、その厚みと幅を二等分する軸芯Ｐを中心とした磁束（図５中に矢印Ｇで示す）を発生する。また、コイル１１は、表面上に前述したＦＰＣ１１１、１１２とを置くことが可能である。
【００２５】
なお、本明細書に記したコイル１１とは、電流が流れると磁界を発生させるものである。則ち、本明細書に記したコイル１１とは、導線をコイル状（螺旋状）に巻いた所謂コイルや、直線状に形成された導線や、平板状の金属板などの如何なる形状の物品であっても良い。
【００２６】
固定具１２と、四角柱状に形成され、その端面が前記コイル１１の表面と間隔をあけて相対する。固定具１２は、前述した端面がコイル１１に接離自在に設けられている。なお、接離とは、互いに近づいたり離れることをいう。固定具１２は、コイル１１との間にＦＰＣ１１１、１１２を挟むことが可能である。勿論、このとき、固定具１２の端面が、前記ＦＰＣ１１１、１１２などに重ねられる。
【００２７】
コンデンサ１４は、スイッチ１５を介して電源１３又はコイル１１に接続される。コンデンサ１４は、電荷を予め定められた所定の電気エネルギーまで蓄積する。スイッチ１５の一つの接点は、前述したコイル１１の一対の幅広部１６のうち一方の幅広部１６に接続しているとともに、電源１３とコンデンサ１４は、他方の幅広部１６に接続している。スイッチ１５の他の一つの接点は、電源１３に接続している。スイッチ１５の残りの一つの接点は、コンデンサ１４に接続している。
【００２８】
スイッチ１５は、電源１３からの電気エネルギーをコンデンサ１４に供給する状態と、コンデンサ１４に蓄積された電気エネルギーをコイル１１に供給する状態と、電源１３からの電気エネルギーをコンデンサ１４に供給しないとともにコンデンサ１４に蓄積された電気エネルギーをコイル１１に供給しない状態と、が切り換え自在となっている。
【００２９】
コンデンサ１４は、スイッチ１５がコンデンサ１４に蓄積された電気エネルギーをコイル１１に供給する状態になると、蓄積した電気エネルギーを一度にスイッチ１５を介して一方の幅広部１６に向けて出力する。このため、コンデンサ１４は、瞬間的に大電流（電源１３からの電流より大きな電流）をコイル１１に流す。
【００３０】
前述した電磁溶接装置１０は、コイル１１に互いに溶接する一対の溶接対象物を置き、コイル１１と固定具１２とでこれらの溶接対象物を挟んだ状態で、スイッチ１５により電源１３からの電荷を所定の電気エネルギーまでコンデンサ１４に蓄積して、スイッチ１５によりコンデンサ１４から瞬間的に大電流をコイル１１に流す。そして、電磁溶接装置１０は、コイル１１上の一対の溶接対象物に磁束を作用させることで、該一対の溶接対象物双方に渦電流を流して、これら一対の溶接対象物を加熱する。さらに、電磁溶接装置１０は、前述した渦電流と磁界とによって、一対の溶接対象物同士を瞬間的に近づける（衝突させる）電磁力を発生する。こうして、電磁溶接装置１０は、加熱した溶接対象物同士を前述した電磁力によって瞬間的に衝突させて、これらの溶接対象物同士を溶接する（機械的に接合する）。
【００３１】
前記導体モジュール１を組み立てる際、即ち、ＦＰＣ１１１、１１２の導体７同士を固定する際には、予め、前述した端部の被覆部８１を除去して、該端部の導体７の片面を露出させておく。
【００３２】
そして、図５に示すように、ＦＰＣ１１１、１１２の露出した導体７の片面同士を重ね、導電性を有する金属板１８を挟んだ状態でその重なった部分を前述したコイル１１の幅狭部１７上に重ねる。このとき、勿論、スイッチ１５を電源１３からの電気エネルギーをコンデンサ１４に供給しないとともにコンデンサ１４からの電気エネルギーをコイル１１に供給しない状態にしておく。即ち、コイル１１上には、金属板１８、ＦＰＣ１１２の被覆部８２、ＦＰＣ１１２の導体７、ＦＰＣ１１１の導体７、ＦＰＣ１１２の被覆部８２の順に搭載される。
【００３３】
その後、図５に示すように、前述したＦＰＣ１１２の被覆部８２に固定具１２の端面を重ねる。そして、スイッチ１５を切り換えて、電源１３からの電荷をコンデンサ１４に蓄積する。コンデンサ１４に所定の電気エネルギーが蓄積された後、スイッチ１５を切り換えて、コンデンサ１４に蓄積された電気エネルギーをスイッチ１５を介してコイル１１に供給する。すると、瞬間的（急激）に大電流（電源１３からの電流より大きな電流）が、コイル１１に流れる。
【００３４】
そして、図５に示すように、金属板１８、導体７それぞれは、前述した渦電流で加熱されているとともに、前述した電磁力で固定具１２に向かう力が発生する。これにより、互いに近づけられた（衝突された）導体７同士が互いに密着する。導体７同士が、金属結合して、所謂電磁溶接によって互いに接合される。また、金属板１８が、ＦＰＣ１１２の被覆部８２を導体７に向かって押して剥がれないようにする。そして、前述した構成の導体モジュール１を得る。
【００３５】
本第１実施形態によれば、コイル１１に電流を流して磁界を発生させて導体７に渦電流を発生させることで導体７同士を溶接しているので、導体７ではない被覆部８１、８２にはコイル１１からの磁界によって渦電流が生じることがなく、被覆部８１、８２に接合エネルギーが加えられることがない。このため、被覆部８１、８２が破損することがなく、導体７の露出された片面（即ち接合面）と反対側の面を被覆部８２で覆った状態で導体７同士を接合することができる。
【００３６】
また、図５に示すように、コイル１１とＦＰＣ１１２の導体７との間に被覆部８２がある場合、導体７に電磁力が発生しにくい。そこで、本第１実施形態によれば、金属板１８を挟んだ状態で、重ねた部分をコイル１１上に配置している。このように、金属板１８を用いることにより、より強い電磁力が生じて、導体７同士の接合力を高めることができる。
【００３７】
なお、第１実施形態によれば、金属板１８を挟んだ状態で、重ねた部分をコイル１１上に配置しているが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、金属板１８を挟まくても十分接合力を得ることができる場合は、金属板１８を挟まないで重ねた部分を直接コイル１１上に配置するようにしてもよい。
【００３８】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を図６ないし図８を参照して説明する。本発明の第２実施形態における電磁溶接方法は、図６に示す導体モジュール２を組み立てる。導体モジュール２は、図６に示すように、金属板としての端子金具３と、ＦＰＣ１１１とを備えている。
【００３９】
端子金具３は、導電性の金属で構成され、平板状に形成されている。端子金具３の平面形状は、矩形状である。ＦＰＣ１１１の構成については、上述した第１実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
ＦＰＣ１１１は、上述した第１実施形態と同様に、端末の被覆部８１が除去されて導体７が露出している。端末の被覆部８２は除去されず残っている。則ち、導体７は、端末で片面のみが露出している。前記導体モジュール２は、図６に示すように、端末で露出した導体７の片面が端子金具３に重なった状態で、導体７と端子金具３が互いに接合している。
【００４１】
前記導体モジュール２は、前述した端末で露出した導体７の片面と端子金具３とが、電磁溶接装置１０（図４に示す）によって互いに接合されて得られる。電磁溶接装置１０の構成については、上述した第１実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
前記導体モジュール２を組み立てる際、即ち、ＦＰＣ１１１の導体７と端子金具３とを固定する際には、予め、ＦＰＣ１１１の被覆部８１を除去して、該端部の導体７の片面を露出させておく。
【００４３】
そして、図７に示すように、ＦＰＣ１１１の露出した導体７の片面を端子金具３に重ね、その重ねた部分を前述したコイル１１の幅狭部１７上に重ねる。このとき、勿論、スイッチ１５を電源１３からの電気エネルギーをコンデンサ１４に供給しないとともにコンデンサ１４からの電気エネルギーをコイル１１に供給しない状態にしておく。即ち、コイル１１上には、端子金具３、ＦＰＣ１１１の導体７、ＦＰＣ１１１の被覆部８２の順に搭載される。
【００４４】
その後、図８に示すように、前述したＦＰＣ１１１の被覆部８２に固定具１２の端面を重ねる。そして、スイッチ１５を切り換えて、電源１３からの電荷をコンデンサ１４に蓄積する。コンデンサ１４に所定の電気エネルギーが蓄積された後、スイッチ１５を切り換えて、コンデンサ１４に蓄積された電気エネルギーをスイッチ１５を介してコイル１１に供給する。すると、瞬間的（急激）に大電流（電源１３からの電流より大きな電流）が、コイル１１に流れる。
【００４５】
そして、図７に示すように、互いに重なり、かつそれぞれが前述した渦電流で加熱されているとともに、前述した電磁力で互いに近づけられた（衝突された）導体７と端子金具３とが互いに密着する。導体７と端子金具３とが、金属結合して、所謂電磁溶接によって互いに接合される。そして、前述した構成の導体モジュール２を得る。
【００４６】
上述した第２実施形態によれば、コイル１１に電流を流して磁界を発生させて導体７及び端子金具３に渦電流を発生させることで導体７及び端子金具３を溶接しているので、導体７ではない被覆部８１、８２にはコイル１１からの磁界によって渦電流が生じることがなく、被覆部８１、８２に接合エネルギーが加えられることがない。このため、被覆部８１、８２が破損することがなく、導体７の露出された片面（即ち接合面）と反対側の面を被覆部８２で覆った状態で導体７と端子金具３とを接合することができる。
【００４７】
なお、上述した第２実施形態では、コイル１１上には、端子金具３、ＦＰＣ１１１の導体７、ＦＰＣ１１２の被覆部８２の順に搭載していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、コイル１１上にＦＰＣ１１１の被覆部８２、ＦＰＣ１１１の導体７、端子金具３の順に搭載してもよい。即ち、露出した導体７の片面を端子金具３に重ねた状態で、その重ねた部分をコイル上に配置すればよい。また、この場合、コイル１１とＦＰＣ１１１の導体７との間には被覆部８２が挟まれるため、接合力が弱くなる恐れがある。そこで、第１実施形態と同様に、コイル１１とＦＰＣ１１１の被覆部８２との間に金属板１８をおいて溶接してもよい。
【００４８】
また、上述した第１及び第２実施形態では、導体７を覆う一対の被覆部８１、８２の一方のみを除去していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、一対の被覆部８１、８２の両方を除去して導体７の両面を露出させてもよい。
【００４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電磁溶接方法で組み立てられる導体モジュールの斜示図である。
【図２】図１に示す導体モジュールの分解斜示図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の導体モジュールを組み立てる際に用いられる電磁溶接装置の構成を示す説明図である。
【図５】図４に示された電磁溶接装置のコイル上に導体を重ねた状態を一部断面で示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電磁溶接方法で組み立てられる導体モジュールの斜示図である。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】図４に示された電磁溶接装置のコイル上に端子金具と導体とを重ねた状態を一部断面で示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
３      端子金具（金属片）
７      導体
１１    コイル
８１    被覆部
８２    被覆部
１１１  ＦＰＣ（フラット回路体）
１１２  ＦＰＣ（フラット回路体）
【図１】
2008126235.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008126235.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008126235.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008126235.tif 000009
【図８】
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