(57)【要約】【課題】フラット回路体の導体が腐食することを防止でき、ワイヤハーネスの低コスト化を図ることができるワイヤハーネスの製造装置を提供する。【解決手段】ワイヤハーネスはフラット回路体としてのＦＦＣを一対備えている。ＦＦＣは導体と第１の絶縁層と第２の絶縁層を備えている。ＦＦＣの導体は互いに接合している。ワイヤハーネスの製造装置としての超音波溶着装置９はチップ１０とアンビル１１と圧電振動子１３とリニアエンコーダ１５と制御装置１６を備えている。チップ１０とアンビル１１との間にＦＦＣを挟む。圧電振動子１３はチップ１０を振動させる。リニアエンコーダ１５はチップ１０とアンビル１１との相対的な変位を測定する。制御装置１６はチップ１０とアンビル１１とが距離近づくと圧電振動子１３を停止する。距離は導体同士が接触し第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられる距離である。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体とこの導体に重なる第１の絶縁層と前記導体に重なりかつ前記第１の絶縁層とともに前記導体を被覆する第２の絶縁層とを有したフラット回路体を一対備え、これら一対のフラット回路体の第２の絶縁層同士が重なりかつ導体同士が接合したワイヤハーネスを製造するワイヤハーネスの製造方法において、
駆動源により振動されるチップと、前記チップに相対するアンビルとの間に前記第２の絶縁層が互いに重なった状態で、一対のフラット回路体を挟み、
前記チップとアンビルとを互いに近づく方向に加圧した状態で、前記駆動源によりチップを振動させて、前記チップとアンビルとが所定の距離近づくと、前記チップの振動を停止するとともに、前記所定の距離とは、導体同士が接触しかつ第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられている距離であることを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。
【請求項２】
前記所定の距離は、チップとアンビルとの間から第２の絶縁層が除去されかつこれらチップとアンビルとの間に挟まれたフラット回路体の導体同士が互いに接触するとともにチップとアンビルとの間に前記第１の絶縁層が挟まれている第１の距離を越え、かつチップとアンビルとの間から第１の絶縁層と第２の絶縁層との双方が除去される第２の距離未満であることを特徴とする請求項１記載のワイヤハーネスの製造方法。
【請求項３】
導体とこの導体に重なる第１の絶縁層と前記導体に重なりかつ前記第１の絶縁層とともに前記導体を被覆する第２の絶縁層とを有したフラット回路体を一対備え、これら一対のフラット回路体の第２の絶縁層同士が重なりかつ導体同士が接合したワイヤハーネスを製造するワイヤハーネスの製造装置において、
駆動源により振動されるチップと、
前記チップに相対しかつ前記チップとの間に前記第２の絶縁層が互いに重なった状態で一対のフラット回路体を挟むアンビルと、
前記チップとアンビルとが相対的に近づいた距離を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記チップとアンビルとが相対的に近づいた距離に基づいて、前記駆動源を制御する制御手段と、を備え、
前記チップとアンビルとを互いに近づく方向に加圧した状態で、前記制御手段は、前記駆動源によりチップを振動させて、前記チップとアンビルとが所定の距離近づいたことを前記検出手段が検出すると、前記チップの振動を停止するとともに、前記所定の距離とは、導体同士が接触しかつ第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられている距離であることを特徴とするワイヤハーネスの製造装置。
【請求項４】
前記所定の距離は、チップとアンビルとの間から第２の絶縁層が除去されかつこれらチップとアンビルとの間に挟まれたフラット回路体の導体同士が互いに接触するとともにチップとアンビルとの間に前記第１の絶縁層が挟まれている第１の距離を越え、かつチップとアンビルとの間から第１の絶縁層と第２の絶縁層との双方が除去される第２の距離未満であることを特徴とする請求項３記載のワイヤハーネスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの移動体に配索されるワイヤハーネスの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体としての自動車には、搭載される種々のランプや種々のモータなどの電子機器にバッテリなどの電源から電力を供給したり制御装置から制御信号を送るためにワイヤハーネスが配索されている。また、前述した自動車には、近年、より多くの電子機器が搭載されるようになっている。このため、前述したワイヤハーネスが伝送すべき信号も増加する傾向である。一方、前記自動車は、乗員の居住性をより良く改善することが望まれている。このため、乗員室をより広くすることが望まれている。
【０００３】
したがって、前述したワイヤハーネスは、より小型で軽量であることが望まれている。このため、本発明の出願人は、前記ワイヤハーネスとして、例えば、フレキシブルフラットケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ：ＦＦＣ）や、フレキシブルプリントサーキット（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）などの帯状のフラット回路体を用いることを提案している。
【０００４】
フラット回路体は、導体と、合成樹脂からなりかつ該導体上に重ねられた第１の絶縁層と、合成樹脂からなりかつ導体上に重ねられているとともに前記第１の絶縁層と共に前記導体を被覆する第２の絶縁層と、を備えている。前記フラット回路体を用いて、ワイヤハーネスを組み立てる際には、例えば、長さ等が異なるフラット回路体を複数用いる。そして、これらのフラット回路体の導体を互いに接続するなどして、前記ワイヤハーネスを組み立てる。
【０００５】
前述したフラット回路体同士の接続には、例えば、特許文献１に記載されたジョイントボックスなどを用いることが提案されている。特許文献１に記載されたジョイントボックスは、複数のフラット回路体を収容するハウジングと、該ハウジングがフラット回路体を収容した際に、導体同士を接続する接続ピンなどを備えている。
【０００６】
前述した特許文献１に記載されたジョイントボックスを用いたフラット回路体同士の接続方法は、前述したハウジングなどの部品点数が増加して、ワイヤハーネス自体のコストを高騰させる。また、前述したジョイントボックスのハウジングなどによって、フラット回路体同士の接続箇所での体積が増大して、ワイヤハーネスの小型化を妨げる。
【０００７】
そこで、本発明の出願人は、フラット回路体同士を重ねて超音波溶着を行うことで、フラット回路体の導体同士を接合することを提案している。フラット回路体同士を重ねて超音波溶着を行う際には、チップとアンビルとの間に例えば前述した第２の絶縁層同士が互いに重なる状態でフラット回路体を挟む。そして、チップとアンビルが互いに近づく方向に加圧した状態で、圧電振動子に印加してチップを振動させて、溶着対象物としてのフラット回路体に超音波振動エネルギを付与する。フラット回路体の第２の絶縁層及び第１の絶縁層が一旦溶融した後、導体同士が接触して、これらの導体が接合する。
【０００８】
チップとアンビルでフラット回路体を互いに近づける方向に加圧して、第１及び第２の絶縁層が一旦溶融するために、チップとアンビルとの間に位置する第１及び第２の絶縁層がこれらのチップとアンビルとの間から除去される。このため、前記チップとアンビルとの間に挟まれた箇所では、導体の接合後に、前述した導体が露出する。導体が露出すると、ワイヤハーネスとして自動車に配索された際に、前記導体が腐食する虞があって望ましくない。
【０００９】
このため、本発明の出願人は、前述した超音波溶着でフラット回路体の導体同士を接合する際に用いるフラット回路体の第１の絶縁層を構成する合成樹脂の融点を第２の絶縁層を構成する合成樹脂の融点より高くするワイヤハーネスの製造方法を提案している（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載のワイヤハーネスの製造方法は、互いに重なる第２の絶縁層を溶かし易くし、導体同士が接合した際に外側に位置する第１の絶縁層を溶かしにくくすることで、導体が露出することを防止している。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−２４５１３０号公報
【特許文献２】
特願２００２−２１５４４９号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献２に記載のワイヤハーネスの製造方法では、第１の絶縁層を構成する合成樹脂と、第２の絶縁層を構成する合成樹脂とが異なる。一般に用いられているフラット回路体では、第１の絶縁層を構成する合成樹脂と第２の絶縁層を構成する合成樹脂とは同じである。このため、前述した特許文献２に記載のワイヤハーネスの製造方法で用いられるフラット回路体は、前述した超音波溶着により接合する為に特別に製造する必要が生じて、コストが高騰する。このため、勿論、ワイヤハーネスのコストが高騰する傾向であった。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、フラット回路体の導体が腐食することを防止でき、ワイヤハーネスの低コスト化を図ることができるワイヤハーネスの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のワイヤハーネスの製造方法は、導体とこの導体に重なる第１の絶縁層と前記導体に重なりかつ前記第１の絶縁層とともに前記導体を被覆する第２の絶縁層とを有したフラット回路体を一対備え、これら一対のフラット回路体の第２の絶縁層同士が重なりかつ導体同士が接合したワイヤハーネスを製造するワイヤハーネスの製造方法において、駆動源により振動されるチップと、前記チップに相対するアンビルとの間に前記第２の絶縁層が互いに重なった状態で、一対のフラット回路体を挟み、前記チップとアンビルとを互いに近づく方向に加圧した状態で、前記駆動源によりチップを振動させて、前記チップとアンビルとが所定の距離近づくと、前記チップの振動を停止するとともに、前記所定の距離ｄｘとは、導体４同士が接触しかつ第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間に位置付けられている距離であることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の本発明のワイヤハーネスの製造方法は、請求項１に記載のワイヤハーネスの製造方法において、前記所定の距離は、チップとアンビルとの間から第２の絶縁層が除去されかつこれらチップとアンビルとの間に挟まれたフラット回路体の導体同士が互いに接触するとともにチップとアンビルとの間に前記第１の絶縁層が挟まれている第１の距離を越え、かつチップとアンビルとの間から第１の絶縁層と第２の絶縁層との双方が除去される第２の距離未満であることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の本発明のワイヤハーネスの製造装置は、導体とこの導体に重なる第１の絶縁層と前記導体に重なりかつ前記第１の絶縁層とともに前記導体を被覆する第２の絶縁層とを有したフラット回路体を一対備え、これら一対のフラット回路体の第２の絶縁層同士が重なりかつ導体同士が接合したワイヤハーネスを製造するワイヤハーネスの製造装置において、駆動源により振動されるチップと、前記チップに相対しかつ前記チップとの間に前記第２の絶縁層が互いに重なった状態で一対のフラット回路体を挟むアンビルと、前記チップとアンビルとが相対的に近づいた距離を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記チップとアンビルとが相対的に近づいた距離に基づいて、前記駆動源を制御する制御手段と、を備え、前記チップとアンビルとを互いに近づく方向に加圧した状態で、前記制御手段は、前記駆動源によりチップを振動させて、前記チップとアンビルとが所定の距離近づいたことを前記検出手段が検出すると、前記チップの振動を停止するとともに、前記所定の距離ｄｘとは、導体４同士が接触しかつ第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間に位置付けられている距離であることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の本発明のワイヤハーネスの製造装置は、請求項３に記載のワイヤハーネスの製造装置において、前記所定の距離は、チップとアンビルとの間から第２の絶縁層が除去されかつこれらチップとアンビルとの間に挟まれたフラット回路体の導体同士が互いに接触するとともにチップとアンビルとの間に前記第１の絶縁層が挟まれている第１の距離を越え、かつチップとアンビルとの間から第１の絶縁層と第２の絶縁層との双方が除去される第２の距離未満であることを特徴としている。
【００１７】
フラット回路体としてのＦＦＣ２（図４などに示す）同士を超音波溶着装置９（図４などに示す）で溶着すると、溶着対象物としてのＦＦＣ２に作用した仕事率と、チップ１０（図４などに示す）とアンビル１１（図４などに示す）の相対な変位は、図８に示すように変位する。前記ＦＦＣ２は、図４などに示すように、導体４と、第１の絶縁層５と、第２の絶縁層６とを備えている。また、超音波溶着装置９は、図４などに示すように、チップ１０とアンビル１１とチップ１０を振動させる圧電振動子を備えている。
【００１８】
図８中の横軸は、チップ１０などを介して超音波振動エネルギをＦＦＣ２に付与し始めてからの経過時間即ち超音波溶着を開始してからの時間を示している。また、図８中の横軸は、右側に向かうにしたがって経過時間が長くなっている。
【００１９】
また、図８中の右側の縦軸は、超音波溶着を開始してからチップ１０とアンビル１１とが相対的に近づいた距離即ち超音波溶着を開始してからのチップ１０とアンビル１１との相対的な変位を示している。超音波溶着開始時のチップ１０とアンビル１１との相対的な変位が零となっており、図８中の右側の縦軸の下方に向かうにしたがって、チップ１０とアンビル１１とが近づくことを示している。即ち、図８中の右側の縦軸の下方に向かうにしたがって、チップ１０とアンビル１１との相対的な変位が大きくなっている。
【００２０】
さらに、図８中の左側の縦軸は、超音波溶着中に溶着対象物としてのＦＦＣ２に加わる仕事率Ｗの変化を示している。図８中の左側の縦軸の下端が、仕事率Ｗが零であることを示しており、上方に向かうにしたがって仕事率Ｗが徐々に大きくなっている。又、図８中の実線は、チップ１０とアンビル１１との相対的な変位（チップ１０とアンビル１１とが近づいた距離）を示している。図８中の二点鎖線は、溶着対象物としてのＦＦＣ２に加わる仕事率Ｗを示している。
【００２１】
なお、超音波振動エネルギとは、発振時間と、電源が圧電振動子に印加する際の電力値（Ｗ：ワット数）と、の積である。しかし、実際に、溶着対象物に加わる超音波振動エネルギとは、溶着対象物同士の挙動に基づくこととなる。超音波溶着装置において、チップ１０の振幅をＡ、チップ１０の角周波数をω＝２πｆ、チップ１０の振動速度をｖ＝ωＡ＝２πｆ・Ａとすると、チップ１０の出力（パワー）Ｗは、以下の式１で示される。なお、ｆはチップ１０の振動の周波数であり、チップ１０の出力（パワー）Ｗは、溶着対象物に加わる仕事率であり、前述した圧電振動子に印加する際の電力値である。
【００２２】
Ｗ＝μＦ×ｖ………式１
なお、上記式１において、μは、溶着対象物間の摩擦係数、Ｆは溶着対象物が互いに近づけられる方向に加圧された荷重値である。
【００２３】
前述した式１を用いて、溶着対象物に加わる超音波振動エネルギＥを示すと以下の式２のようになる。
Ｅ＝∫Ｗ×ｄｔ＝∫μＦ×ωＡ×ｄｔ………式２
【００２４】
上記式２において、μＦは、溶着対象物間の圧力となり、∫ωＡ×ｄｔは、チップ１０の総変位量となる。このため、溶着対象物に加わる超音波振動エネルギＥは、溶着対象物間の圧力と、チップ１０の総変位量との積で示すことができる。また、上記式２で示すように、超音波振動エネルギＥは、溶着対象物に加わる仕事率Ｗを時間で積分して得られる。このため、超音波振動エネルギＥと仕事率Ｗとは、互いに対応する。
【００２５】
図８の超音波溶着開始時には、図４に示すように、チップ１０とアンビル１１との間に溶着対象物としての一対のＦＦＣ２を挟んだ格好となっている。このとき、第２の絶縁層６が互いに重なっている。また、超音波溶着を開始してから時間Ｔ１経過すると、図５に示すように、ＦＦＣ２の第２の絶縁層６のチップ１０とアンビル１１との間に挟まれた箇所が溶けて、導体４間から除去され、一対のＦＦＣ２の導体４が互いに接触する。そして、導体４同士の接合が開始される。なお、超音波溶着を開始してから、図５に示すようにＦＦＣ２の導体４が互いに接触するまで、チップ１０とアンビル１１とは互いに距離ｄ１近づくこととなる。又、図５に示す状態では、チップ１０とアンビル１１との間に第１の絶縁層５が挟まれている。
【００２６】
そして、超音波溶着を開始してから時間Ｔ２経過すると、図７に示すように、ＦＦＣ２の第１の絶縁層５のチップ１０とアンビル１１との間に挟まれた箇所が溶けて、チップ１０とアンビル１１との間から除去される。又、図７に示す状態では、チップ１０とアンビル１１との間から第１の絶縁層５と第２の絶縁層６との双方が除去されている。なお、超音波溶着を開始してから、図７に示すようにチップ１０とアンビル１１との間から第１の絶縁層５が除去されるまで、チップ１０とアンビル１１とは互いに距離ｄ２近づくこととなる。
【００２７】
また、超音波溶着を開始してからの経過時間Ｔｘが前述した時間Ｔ１と時間Ｔ２との間では、図６に示すように、導体４同士が互いに金属結合する。さらに、チップ１０とアンビル１１との間に第１の絶縁層５が位置付けられているとともに、導体４を前記第１の絶縁層５が被覆している。又、図６に示す状態では、チップ１０とアンビル１１との間の第１の絶縁層５が溶けようとしている。
【００２８】
なお、超音波溶着を開始してから、図６に示す状態まで、チップ１０とアンビル１１とは互いに距離ｄｘ近づくこととなる。なお、距離ｄｘは、距離ｄ１より大きく、距離ｄ２より小さい。
【００２９】
このように、超音波溶着により一対のＦＦＣ２を互いに溶着する際には、まず、内側に位置する第２の絶縁層６が溶けて、導体４同士が互いに接触して金属結合し始める。その後、外側に位置する第１の絶縁層５は、溶けて、チップ１０とアンビル１１との間から除去される。なお、距離ｄ１は、本明細書に記した第１の距離をなし、距離ｄ２は、本明細書に記した第２の距離をなし、距離ｄｘは、本明細書に記した所定の距離をなしている。
【００３０】
請求項１に記載した本発明のワイヤハーネスの製造方法によれば、駆動源の振動開始からチップとアンビルとが、導体同士が接触し第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられた所定の距離近づくと、チップの振動を停止する。このため、導体同士が接触するので導体同士を確実に接合できるとともに、第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられているので第１の絶縁層で導体を確実に被覆できる。
【００３１】
また、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても、チップとアンビルとが前述した所定の距離近づくと、チップの振動即ち超音波溶着を停止する。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止できる。
【００３２】
さらに、導体同士が接合しているので、一対のフラット回路体同士を接続するために、該回路体とは別体の部品などを用いる必要がない。
【００３３】
請求項２に記載した本発明のワイヤハーネスの製造方法によれば、所定の距離が、導体同士が接触する第１の距離を超えかつ第１の絶縁層がチップとアンビルとの間から除去される第２の距離未満である。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止できるとともに、導体が露出することを防止できる。
【００３４】
請求項３に記載した本発明のワイヤハーネスの製造装置によれば、駆動源の振動開始からチップとアンビルとが、導体同士が接触し第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられた所定の距離近づいたことを検出手段が検出すると、制御手段がチップの振動を停止する。このため、導体同士が接触するので導体同士を確実に接合できるとともに、第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられているので第１の絶縁層で導体を確実に被覆できる。
【００３５】
また、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても、チップとアンビルとが前述した所定の距離近づくと、チップの振動即ち超音波溶着を停止する。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止できる。
【００３６】
さらに、導体同士が接合しているので、一対のフラット回路体同士を接続するために、該回路体とは別体の部品などを用いる必要がない。
【００３７】
請求項４に記載した本発明のワイヤハーネスの製造装置によれば、所定の距離が導体同士が接触する第１の距離を超えかつ第１の絶縁層がチップとアンビルとの間から除去される第２の距離未満である。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止できるとともに、導体が露出することを防止できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるワイヤハーネスの製造装置としての超音波溶着装置を、図１ないし図６を参照して説明する。図３に示された超音波溶着装置９は、後述の一対のＦＦＣ２の導体４同士を互いに接合（金属結合）して、図１に示すワイヤハーネス１を組み立てる（製造する）装置である。
【００３９】
図１などに示すワイヤハーネス１は、移動体としての自動車に配索されて、該自動車の電子機器を相互に電気的に接続する。ワイヤハーネス１は、前記電子機器にバッテリなどの電源装置からの電力や各種の制御信号などを伝送する。
【００４０】
ワイヤハーネス１は、図１に示すように、フラット回路体としてのフレキシブルフラットケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ：以下ＦＦＣと呼ぶ）２を一対備えている。
【００４１】
ＦＦＣ２は、図２に示すように、複数の導体４と、これらの導体４に重なる第１の絶縁層５と、導体４に重なりかつ前記第１の絶縁層５とともに導体４を覆う（即ち被覆する）第２の絶縁層６とを備えている。導体４は、それぞれ、断面形状が矩形状に形成されている。導体４は、直線状に延びた帯状に形成されている。これらの導体４は、互いに平行（即ち並行）である。これらの導体４は、互いに間隔をあけて並べられている。導体４は、それぞれ、勿論導電性を有している。図示例では、導体４は、６本設けられている。
【００４２】
第１の絶縁層５は、絶縁性の合成樹脂からなりシート状（帯状）に形成されている。このため、第１の絶縁層５は、勿論絶縁性を有している。第２の絶縁層６は、絶縁性の合成樹脂からなりシート状（帯状）に形成されている。このため、第２の絶縁層６は、勿論絶縁性を有している。第１の絶縁層５と第２の絶縁層６とは、互いの間に複数の導体４を挟んで、該導体４を被覆している。導体４と第１及び第２の絶縁層５，６とは、可撓性を有している。第１の絶縁層５を構成する合成樹脂と第２の絶縁層６を構成する合成樹脂とは同じである。
【００４３】
こうして、ＦＦＣ２は、可撓性を有した扁平な帯状に形成されている。このように、本明細書に記したフラット回路体とは、互いに並行な複数の導体と、該導体を被覆する絶縁性の被覆部と、を有し、扁平な帯状に形成されているものを示している。
【００４４】
ワイヤハーネス１は、第２の絶縁層６が互いに重なった状態で、一対のＦＦＣ２が互いに重なっている。なお、図示例では、ＦＦＣ２の長手方向は、互いに平行である。また、接合箇所Ｓａにおいて、少なくとも一つの導体４同士が接合（金属結合）している。さらに、接合箇所Ｓａ及び該接合箇所Ｓａの近傍では、第２の絶縁層６同士が溶けて着け合っている。即ち、接合箇所Ｓａ及び該接合箇所Ｓａの近傍では、第２の絶縁層６同士が溶着している。さらに、接合箇所５において、第１の絶縁層５は、導体４を被覆している。このため、接合箇所Ｓａにおいて、導体４が露出せずに、第１の絶縁層５により被覆されている。
【００４５】
接合箇所Ｓａで、導体４同士が接合することによって、ＦＦＣ２同士が電気的に接続する。また、前述したように重ねられた一対のＦＦＣ２の任意の導体４を互いに接合しても良いことは勿論である。さらに、長手方向が交差する状態で、ＦＦＣ２を重ねても良いことは勿論である。
【００４６】
前述した構成のワイヤハーネス１は、ＦＦＣ２の第２の絶縁層６が互いに重ねられ、前記接合箇所Ｓａにおいて導体４同士が図３に示す超音波溶着装置９によって互いに固定されて得られる。
【００４７】
超音波溶着装置９は、図３に示すように、電圧可変電源１２と、駆動源としての圧電振動子１３と、ホーン１４と、チップ（工具ホーンともいう）１０と、このチップ１０に相対するアンビル１１と、検出手段としてのリニアエンコーダ１５と、制御手段としての制御装置１６とを備えている。
【００４８】
電圧可変電源１２は、圧電振動子１３に印加する。電圧可変電源１２は、制御装置１６からの命令にしたがって、圧電振動子１３に印加する電圧を変更する。圧電振動子１３は、電圧可変電源１２によって印加されると振動する。圧電振動子１３には、ホーン１４が取り付けられている。ホーン１４は、圧電振動子１３の振動により、共に移動する支持台（図示せず）に支えられている。ホーン１４には、チップ１０が取り付けられている。このため、圧電振動子１３の振動は、ホーン１４などを介してチップ１０に伝わる。このとき、チップ１０は、チップ１０とアンビル１１とが互いに接離（相対）する方向に対し直交する矢印Ｓに沿って振動する。チップ１０は、アンビル１１との間に溶着対象物としての一対のＦＦＣ２を挟む。なお、接離とは、互いに近づいたり離れることである。
【００４９】
リニアエンコーダ１５は、検出子１５ａを備えている。ホーン１４全体を支え、このホーン１４と共に移動する支持台（図示せず）に貼り付けられたスケールテープ（図示せず）の移動量を検出子１５ａが検出する。こうして、チップ１０とアンビル１１とが互いに接離（相対）する方向に沿ったチップ１０の変位を検出子１５ａが検出する。即ち、検出子１５ａは、チップ１０とアンビル１１とが互いに接離（相対）する方向に沿ったチップ１０とアンビル１１との相対的な変位を検出する。検出子１５ａ即ちリニアエンコーダ１５は、チップ１０とアンビル１１とが互いに接離（相対）する方向に沿ったチップ１０とアンビル１１との相対的な変位を制御装置１６に向かって出力する。このように、リニアエンコーダ１５は、チップ１０とアンビル１１とが相対的に近づいた距離を検出する。
【００５０】
制御装置１６は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータであって、前述した電圧可変電源１２やリニアエンコーダ１５の検出子１５ａなどと接続しており、超音波溶着装置９全体の制御をつかさどる。制御装置１６は、電圧可変電源１２が圧電振動子１３などに印加する電圧値及び印加する時間などを制御する。
【００５１】
制御装置１６は、互いに溶着するＦＦＣ２などの溶着対象物毎に、前述した距離ｄ１より大きく前述した距離ｄ２より小さい距離ｄｘを記憶している。制御装置１６は、超音波溶着を開始してから、前記リニアエンコーダ１５の検出子１５ａが検出したチップ１０の変位が前記距離ｄｘになると、圧電振動子１３への印加を停止する。こうして、制御装置１６は、リニアエンコーダ１５の検出子１５ａが検出したチップ１０とアンビル１１とが相対的に近づいた距離に基づいて、圧電振動子１３を制御する。
【００５２】
このように、制御装置１６は、リニアエンコーダ１５の検出子１５ａが、チップ１０とアンビル１１とが、導体４同士が互いに接触しかつ第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間に位置付けられる距離ｄｘ互いに近づいたことを検出すると、圧電振動子１３即ちチップ１０の振動を停止する。また、距離ｄｘは、チップ１０とアンビル１１との間から内側の第２の絶縁層６が除去されかつこれらのチップ１０とアンビル１１との間に挟まれたＦＦＣ２の導体４同士が互いに接触するとともにチップ１０とアンビル１１との間に第１の絶縁層５が挟まれた距離ｄ１を越えている。距離ｄｘは、チップ１０とアンビル１１との間から外側の第１の絶縁層５と第２の絶縁層６との双方が除去される距離ｄ２未満である。
【００５３】
前述した構成の超音波溶着装置９は、チップ１０とアンビル１１との間に互いに溶着する溶着対象物を挟む。超音波溶着装置９は、チップ１０とアンビル１１とを互いに近づける方向に加圧した状態で、圧電振動子１３を振動させてこの振動をホーン１４経由でチップ１０に伝える。そして、チップ１０を矢印Ｓに沿って振動させて、チップ１０とアンビル１１との間に挟んだ溶着対象物に前述した式２で示される超音波振動エネルギを付与する。そして、超音波溶着装置９は、チップ１０とアンビル１１との間に挟んだ溶着対象物を溶着させる。
【００５４】
一対のＦＦＣ２を互いに固定して、前述した構成のワイヤハーネス１を組み立てる際には、まず、第２の絶縁層６が互いに重なる状態で、一対のＦＦＣ２を重ねる。そして、これら一対のＦＦＣ２の接合箇所Ｓａを、チップ１０とアンビル１１との間に挟む。こうして、図４に示すように、チップ１０とアンビル１１との間に、一対のＦＦＣ２を挟む。
【００５５】
そして、チップ１０とアンビル１１とを互いに近づける方向に加圧する。即ち、一対のＦＦＣ２を互いに近づく方向に加圧する。その後、圧電振動子１３を振動させて、この振動をホーン１４経由でチップ１０に伝える。チップ１０とアンビル１１とを互いに近づける方向に加圧したまま、圧電振動子１３の振動をチップ１０に伝える。圧電振動子１３を振動させてから即ち超音波溶着を開始してからのチップ１０とアンビル１１とが互いに近づいた距離をリニアエンコーダ１５の検出子１５ａで測定する。一対のＦＦＣ２間に、前述した振動が生じる。そして、互いに重なったチップ１０とアンビル１１との間に位置する第２の絶縁層６が溶ける。
【００５６】
チップ１０とアンビル１１とが互いに近づく方向に加圧されているので、第２の絶縁層６が溶けると、チップ１０とアンビル１１との間から溶けた第２の絶縁層６が除去される。すると、チップ１０とアンビル１１との間に位置する導体４が互いに接触する。こうして、導体４間から溶けた第２の絶縁層６が除去される。互いに接触すると、導体４は、図５に示すように、溶融しない状態で固相のまま互いに金属結合する。
【００５７】
そして、圧電振動子１３を更に振動させると、チップ１０とアンビル１１との間に挟まれた箇所の第１の絶縁層５が溶けて、該第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間から除去されそうになる。そして、リニアエンコーダ１５の検出子１５ａが、チップ１０とアンビル１１とが前述した距離ｄｘ近づいたことを検出すると、制御装置１６は圧電振動子１３の振動を止める。すると、チップ１０とアンビル１１との間に位置する第２の絶縁層６が一旦溶けているので、これら一旦溶けた第２の絶縁層６が互いに溶着する。また、距離ｄｘは、距離ｄ２未満であるので、図６に示すように、チップ１０とアンビル１１との間に第１の絶縁層５が位置付けられており、該第１の絶縁層５が導体４を被覆している。
【００５８】
こうして、前述した接合箇所Ｓａにおいて、導体４同士は、いわゆる超音波溶着（超音波溶接または超音波接合ともいう）によって互いに接合する。さらに、前述した接合箇所Ｓａにおいて、第２の絶縁層６が互いに溶着する。
【００５９】
本実施形態によれば、圧電振動子１３の振動開始からチップ１０とアンビル１１とが、導体４同士が接触し第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間に位置付けられる距離ｄｘ近づくと、チップ１０の振動を停止する。このため、導体４同士が接触するので導体４同士を確実に接合できるとともに、第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間に位置付けられているので第１の絶縁層５で導体４を確実に被覆できる。したがって、導体４が腐食されることを確実に防止できる。
【００６０】
また、第１の絶縁層５と第２の絶縁層６とを同じ合成樹脂から構成しても、チップ１０とアンビル１１とが、前述した距離ｄｘ近づくと、チップ１０の振動即ち超音波溶着を停止する。このため、第１の絶縁層５と第２の絶縁層６とを同じ合成樹脂から構成しても導体４が露出することを防止でき、ＦＦＣ２とワイヤハーネス１の低コスト化を図ることができる。
【００６１】
また、特に導体４の接合箇所Ｓａで、第１の絶縁層５が導体４を被覆した状態に保つことができ、導体４が露出することを防止できる。したがって、導体４が腐食されることを防止できる。
【００６２】
さらに、前記接合箇所Ｓａ及び該接合箇所Ｓａの近傍において、第２の絶縁層６が互いに溶着している。このため、導体４同士の接合箇所Ｓａの機械的な強度を向上できる。したがって、導体４同士を確実に電気的に接続できる。
【００６３】
また、超音波溶着によって、ＦＦＣ２の導体４同士を接合している。このため、導体４同士を電気的に接続するために、第１の絶縁層５及び第２の絶縁層６それぞれの一部などを除去する必要がない。したがって、ＦＦＣ２同士を接続する際にかかる工数、即ちワイヤハーネス１の組立にかかる所要工数の増大を抑制できる。また、ＦＦＣ２の導体４同士を接続する際に、ＦＦＣ２以外の物品を用いる必要がない。したがって、ワイヤハーネス１の大型化を防止できる。
【００６４】
また、距離ｄｘが、導体４同士が接触する距離ｄ１を超えかつ第１の絶縁層５がチップ１０とアンビル１１との間から除去される距離ｄ２未満である。このため、第１の絶縁層５と第２の絶縁層６とを同じ合成樹脂から構成しても導体４が露出することを防止できるとともに、導体４が露出することを防止できる。したがって、導体４が腐食されることを確実に防止できるとともに、ＦＦＣ２とワイヤハーネス１の低コスト化を確実に図ることができる。
【００６５】
前述した実施形態では、フラット回路体としてＦＦＣ２を用いている。しかしながら、本発明では、ＦＦＣ２に限定されることなく、フラット回路体として周知のフレキシブルプリントサーキット（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）や、周知のフラットワイヤハーネスを用いても良いことは勿論である。なお、このフラットワイヤハーネスは、複数の電線と該電線を被覆する絶縁性の合成樹脂とを備え、前記電線が一方向に沿って並設されて、帯状に形成されているものである。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した本発明によれば、駆動源の振動開始からチップとアンビルとが、導体同士が接触し第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられた所定の距離近づくと、チップの振動を停止する。このため、導体同士が接触するので導体同士を確実に接合できるとともに、第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられているので第１の絶縁層で導体を確実に被覆できる。したがって、導体が腐食されることを確実に防止できる。
【００６７】
また、チップとアンビルとが、前述した所定の距離近づくと、チップの振動即ち超音波溶着を停止する。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止でき、フラット回路体とワイヤハーネスの低コスト化を図ることができる。
【００６８】
さらに、導体同士が接合しているので、一対のフラット回路体同士を接続するために、該回路体とは別体の部品などを用いる必要がない。このため、ワイヤハーネスの大型化を防止できる。
【００６９】
請求項２に記載の本発明によれば、所定の距離は、導体同士が接触する第１の距離を超えかつ第１の絶縁層がチップとアンビルとの間から除去される第２の距離未満である。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止できるとともに、導体が露出することを防止できる。したがって、導体が腐食されることを防止できるとともに、フラット回路体とワイヤハーネスの低コスト化を図ることができる。
【００７０】
請求項３に記載の本発明によれば、駆動源の振動開始からチップとアンビルとが、導体同士が接触し第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられた所定の距離近づいたことを検出手段が検出すると、制御手段がチップの振動を停止する。このため、導体同士が接触するので導体同士を確実に接合できるとともに、第１の絶縁層がチップとアンビルとの間に位置付けられているので第１の絶縁層で導体を確実に被覆できる。したがって、導体が腐食されることを確実に防止できる。
【００７１】
また、駆動源の振動開始からチップとアンビルとが、前述した所定の距離近づくと、チップの振動即ち超音波溶着を停止する。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止でき、フラット回路体とワイヤハーネスの低コスト化を図ることができる。
【００７２】
さらに、導体同士が接合しているので、一対のフラット回路体同士を接続するために、該回路体とは別体の部品などを用いる必要がない。このため、ワイヤハーネスの大型化を防止できる。
【００７３】
請求項４に記載の本発明によれば、所定の距離は、導体同士が接触する第１の距離を超えかつ第１の絶縁層がチップとアンビルとの間から除去される第２の距離未満である。このため、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ合成樹脂から構成しても導体が露出することを防止できるとともに、導体が露出することを防止できる。したがって、導体が腐食されることを防止できるとともに、フラット回路体とワイヤハーネスの低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるワイヤハーネスの製造装置としての超音波溶着装置で得られるワイヤハーネスを示す平面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるワイヤハーネスの製造装置としての超音波溶着装置の構成を示す説明図である。
【図４】図１に示されたワイヤハーネスの接合前のＦＦＣをチップとアンビルとの間に挟んだ状態を示す断面図である。
【図５】図４に示されたＦＦＣの導体同士が互いに接触した状態を示す断面図である。
【図６】図５に示されたＦＦＣの第１の絶縁層が溶けようとしている状態を示す断面図である。
【図７】図６に示されたＦＦＣの第１の絶縁層がチップとアンビルとの間から除去された状態を示す断面図である。
【図８】超音波溶着装置で溶着対象物としてのＦＦＣ同士を接合する際の溶着対象物に作用した仕事率の変化と、チップとアンビルとの相対的な変位との変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ワイヤハーネス
２  ＦＦＣ（フラット回路体）
４  導体
５  第１の絶縁層
６  第２の絶縁層
９  超音波溶着装置（ワイヤハーネスの製造装置）
１０  チップ
１１  アンビル
１３  圧電振動子（駆動源）
１５  リニアエンコーダ（検出手段）
１６  制御装置（制御手段）
ｄ１  距離（第１の距離）
ｄ２  距離（第２の距離）
ｄｘ  距離（所定の距離）
【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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