(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並行に一つの断面丸形の被覆電線に他の断面丸形の被覆電線を重ねて、これらの被覆電線を互いに相対するチップとアンビルとの間に挟み込んで、超音波溶着することで、これらの被覆電線の芯線同士を互いに接合する電線同士の接続方法において、
前記チップとして、断面における厚みが前記被覆電線の外径よりも薄いチップを用い、前記チップの断面における長手方向が前記被覆電線の長手方向と平行でかつ当該チップが前記被覆電線の幅方向の中央に位置する被覆部を押圧した状態で前記超音波溶着を行って前記芯線同士を互いに接合することを特徴とする電線同士の接続方法。
【請求項２】
前記超音波溶着を行うことで前記被覆電線の被覆部同士を互いに溶着することを特徴とする請求項１記載の電線同士の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の被覆電線を互いに接続する電線同士の接続方法に関する。
【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極を供給したり制御装置から制御信号を送ったりするためにワイヤハーネスが配索されている。前述したワイヤハーネスは複数の電線などを備えている。前記ワイヤハーネスを構成する複数の電線は、少なくとも一部の電線の芯線同士が互いに接続される必要があった。
【０００３】
前記電線の芯線同士を互いに接続する際には、まず、接続箇所に位置する被覆部を除去するなどの皮むき作業を電線に施す。そして、抵抗溶接などの溶接方法などを用いて、芯線同士を接続していた。また、前記電線とは別体の導電性の金具を用いて、前記金具に互いに接続する必要のある電線を圧接または圧着するなどして、前記電線の芯線を相互に接続してきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の電線同士の接続方法では、電線に皮むき作業を施す必要があって、作業にかかる工数が増大する傾向があった。また、前記電線とは別体の金具を用いると部品点数が増加する傾向があった。このように、従来の電線同士の接続構造では、コストが高騰する傾向にあった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、コストの高騰を抑制できる電線同士の接続方法を提供することにある。
【０００６】
【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に記載の本発明の電線同士の接続方法は、互いに並行に一つの断面丸形の被覆電線に他の断面丸形の被覆電線を重ねて、これらの被覆電線を互いに相対するチップとアンビルとの間に挟み込んで、超音波溶着することで、これらの被覆電線の芯線同士を互いに接合する電線同士の接続方法において、前記チップとして、断面における厚みが前記被覆電線の外径よりも薄いチップを用い、前記チップの断面における長手方向が前記被覆電線の長手方向と平行でかつ当該チップが前記被覆電線の幅方向の中央に位置する被覆部を押圧した状態で前記超音波溶着を行って前記芯線同士を互いに接合することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の本発明の電線同士の接続方法は、請求項１に記載の電線同士の接続方法において、前記超音波溶着を行うことで前記被覆電線の被覆部同士を互いに溶着することを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載した本発明の電線同士の接続方法によれば、被覆電線同士を重ねて超音波溶着を行うので、前記接合箇所に位置する被覆部を除去することなく、芯線同士を接合できる。また、被覆電線同士を重ねて超音波溶着を行うので、被覆電線同士を接続する際に、これらの被覆電線と別体の金具などを用いる必要が生じない。さらに、前記被覆電線は、断面形状が丸形に形成されているのが望ましい。この場合、超音波溶着を行う際に芯線同士の間から被覆部が確実に除去されることとなる。したがって、皮むき作業を行うことなく芯線同士を確実に接合できる。
前記一つの被覆電線と前記他の被覆電線とが互いに並行に重ねられ、帯板状に形成された前記チップは前記被覆電線に沿った断面における長手方向が互いに並行に重ねられた被覆電線に沿って配される。この場合、前記被覆電線に沿った断面における長手方向に対し交差する方向の厚みが前記被覆電線の外径より小さくても良く大きくても良い。
この場合、被覆電線が互いに並行に重ねられると前記チップは断面における長手方向が互いに並行な被覆電線に沿って配される。このため、チップの先端部が接触する一方の被覆電線を凹ませることとなる。したがって、チップが、前記接触する一方の被覆電線の芯線を他方の被覆電線の芯線に向かって確実に押圧でき、芯線同士を確実に接合できる。
【００１０】
請求項２に記載した本発明の電線同士の接続方法によれば、超音波溶着する際に被覆部を互いに溶着させるので、芯線同士が互いに接合された接合箇所の機械的な強度を向上させることができる。さらに、被覆部同士を互いに溶着させるので、前記接合箇所に位置する被覆部を除去することなく芯線同士を確実に接合できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態にかかる電線同士の接続構造を、図１ないし図６を参照して説明する。本実施形態にかかる接続構造は、図１及び図２などに示すように、一つの被覆電線２と、他の被覆電線３と、を互いに接続する構造である。
【００１７】
被覆電線２は、断面形状が丸形に形成されている。被覆電線２は、断面丸形の芯線４と、この芯線４を被覆する被覆部５と、を備えている。芯線４は、導電性を有する金属からなる。芯線４は、可撓性を有している。芯線４は、少なくとも銅または銅合金を含んでいる。被覆部５は、絶縁性を有する合成樹脂からなる。被覆部５は、可撓性を有しかつポリ塩化ビニル（Polyvinylchloride：ＰＶＣ）などからなる。
【００１８】
被覆電線３は、断面形状が丸形に形成されている。被覆電線３は、断面丸形の芯線１０と、この芯線１０を被覆する被覆部１１と、を備えている。芯線１０は、導電性を有する金属からなる。芯線１０は、可撓性を有している。芯線１０は、少なくとも銅または銅合金を含んでいる。被覆部１１は、絶縁性を有する合成樹脂からなる。被覆部１１は、可撓性を有しかつポリ塩化ビニル（Polyvinylchloride：ＰＶＣ）などからなる。被覆電線２，３は、図示例では互いに外径が等しく形成されている。
【００１９】
前述した被覆電線２，３は、図１及び図２に示すように、互いに交差した状態で重ねられ、それぞれの一部分２ａ，３ａに位置する被覆部５，１１が互いに溶着しかつ前記一部分２ａ，３ａに位置する芯線４，１０が互いに金属結合した状態に接合されている。なお、図示例では、被覆電線２，３は、互いに直交している。また、超音波溶着機によって前述した被覆電線２，３は互いに接続される。なお、図示例では、前記一部分２ａ，３ａは、被覆電線３の中央部に位置している。
【００２０】
超音波溶着機は、図３ないし図５に示すように、チップ２０と、このチップ２０に相対するアンビル２１と、図示しない発振機と、振動子と、コーンと、ホーンなどを備えている。チップ２０は、帯板状に形成されている。図示例では、チップ２０は、その幅Ｗ（図３などに示す）が、被覆電線２，３の外径より大きく形成されている。なお、本発明では、幅Ｗ（図３などに示す）が、被覆電線２，３の外径より小さく形成されても良い。前記幅Ｗは、後述するように被覆電線２，３を互いに接続する際に、チップ２０の被覆電線２，３に沿った断面における長手方向に沿った幅をなしている。さらに、前記幅Ｗは、後述するように一方の被覆電線２の径方向に沿った幅をなしている。アンビル２１は、溶着対象物を載置可能な平坦面を備えている。
【００２１】
超音波溶着機は、チップ２０とアンビル２１との間に互いに溶着する溶着対象物を挟み、これらのチップ２０とアンビル２１とを互いに近づける方向に加圧した状態で、発振機で振動子を振動させてこの振動をコーン、ホーン経由でチップ２０に伝える。そして、超音波溶着機は、チップ２０とアンビル２１との間に挟んだ溶着対象物に超音波振動を加えて摩擦熱で該対象物を溶着させる。
【００２２】
互いに交差した状態に、前記被覆電線２，３を互いに接続する際には、まず、図３及び図４に示すように、チップ２０とアンビル２１との間に被覆電線２，３を挟む。このとき、被覆電線２，３は互いに交差して一部分２ａ，３ａが重なっているとともに、これらの被覆電線２，３のうち一方の被覆電線２の一部分２ａがチップ２０に接触している。
【００２３】
さらに、チップ２０は、図３ないし図６に示すように、被覆電線２，３に沿った断面における長手方向が前記一方の被覆電線２に対し交差しかつ他方の被覆電線３に沿った状態で配されている。なお、図示例では、チップ２０は、前記長手方向が一方の被覆電線２に対し直交しかつ前記他方の被覆電線３と平行に配されている。
【００２４】
また、チップ２０は、前記長手方向に沿った両縁２０ａ，２０ｂの間に一方の被覆電線２を挟む位置に配されている。チップ２０は、前記長手方向に沿った両縁２０ａ，２０ｂが前記一方の被覆電線２の径方向に沿って並ぶ状態で配されている。即ち、チップ２０は、被覆電線２を跨ぐ格好に配されている。なお、図示例ではチップ２０は、両縁２０ａ，２０ｂが一方の被覆電線２を跨ぐ格好に配されている。
【００２５】
そして、図３中の矢印Ｐ１，Ｐ２に沿ってチップ２０とアンビル２１とを互いに近づける方向に加圧する。すると、チップ２０の先端部が接触する被覆電線２の一部分２ａが凹む。その後、発振機で振動子を振動させてこの振動をコーン、ホーン経由でチップ２０に伝える。
【００２６】
チップ２０の先端部が接触する被覆電線２の一部分２ａが凹んでいるので、チップ２０とともに一方の被覆電線２が振動する。被覆電線２，３相互間に、前述した振動に応じた摩擦熱が生じて、まず、被覆部５，１１が溶ける。
【００２７】
チップ２０とアンビル２１とが互いに近づく方向に加圧されているので、被覆部５，１１が溶けると、芯線４，１０が互いに接触する。互いに接触すると、芯線４，１０は、前述した摩擦熱によって溶融しない状態で固相のまま互いに金属結合する。即ち、芯線４，１０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される。被覆部５，１１が互いに溶着しかつ芯線４，１０が互いに接合した状態で、被覆電線２，３が互いに接続される。
【００２８】
本実施形態によれば、超音波溶着によって、被覆部５，１１が互いに溶着されかつ芯線４，１０が互いに接合されている。このため、被覆電線２，３を互いに接続する際に皮むき作業などを施す必要が生じないとともに、別体の金具などを用いる必要が生じない。このため、被覆電線２，３を互いに接続する際にかかる工数及び部品点数を抑制してコストの高騰を抑制できる。
【００２９】
また、前記一部分２ａ，３ａ即ち被覆電線２，３相互の接続箇所に位置する被覆部５，１１が互いに溶着している。このため、被覆電線２，３相互の接続箇所の機械的な強度を向上させることができる。したがって、被覆電線２，３を確実に接続することができる。
【００３０】
さらに、チップ２０が、その断面における長手方向が、一方の被覆電線２に交差しかつこの一方の被覆電線２を跨ぐ位置に配される。このため、チップ２０によって芯線４が他方の被覆電線３に向かって確実に押圧される。したがって、芯線４，１０同士を確実に接合でき、被覆電線２，３をより確実に接続することができる。
【００３１】
また、チップ２０が、一方の被覆電線２を凹ませるので、チップ２０とともに一方の被覆電線２が確実に振動する。したがって、芯線４，１０同士を確実に接合でき、被覆電線２，３をより一層確実に接続することができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態を図７ないし図１１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態では、被覆電線２，３は、図７に示すように、互いに並行に重ねられて接続される。図示例では、被覆電線２，３は互いに平行に重ねられている。本実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、図８などに示すように、一部分２ａ，３ａに位置する被覆部５，１１が互いに溶着しかつ芯線４，１０が互いに金属結合した状態で接合されている。
【００３４】
本実施形態においても、被覆電線２，３は、前述した第１の実施形態と同様に、超音波溶着機によって互いに接続される。互いに並行な状態で被覆電線２，３を互いに接続する際には、図９に示すように、まず、チップ２０とアンビル２１との間に被覆電線２，３の特に一部分２ａ，３ａを挟む。このとき、前述した長手方向が被覆電線２，３に沿った状態でチップ２０を配する。なお、本実施形態のチップ２０は、前記被覆電線２，３に沿った断面における長手方向に対し交差する厚みＴ（図９及び図１０に示す）が、被覆電線２，３の外径より大きくてよく小さくてもよい。
【００３５】
その後、図９中の矢印Ｐ１，Ｐ２に沿って、チップ２０とアンビル２１とを互いに近づける方向に加圧する。チップ２０の先端部が接触する被覆電線２の一部分２ａが凹む。発振機で振動子を振動させて、この振動をチップ２０に伝え、チップ２０を振動させる。チップ２０とともに一方の被覆電線２が振動して、被覆電線２，３間に摩擦熱が生じる。
【００３６】
被覆部５，１１が、前記摩擦熱によって溶ける。被覆部５，１１が溶けると、図１０に示すように、芯線４，１０が互いに接触する。互いに接触すると、芯線４，１０は、前述した摩擦熱によって溶融しない状態で固相のまま互いに金属結合する。即ち、芯線４，１０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される。被覆部５，１１が互いに溶着しかつ芯線４，１０が互いに接合した状態で、被覆電線２，３が互いに接続される。
【００３７】
本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、超音波溶着によって、被覆部５，１１が互いに溶着されかつ芯線４，１０が互いに接合されて、被覆電線２，３が互いに接続されている。したがって、被覆電線２，３を互いに接続する際にかかる工数及び部品点数を抑制してコストの高騰を抑制できる。さらに、被覆電線２，３同士の接続箇所の機械的な強度を向上させることができ、被覆電線２，３を確実に接続することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、チップ２０が、長手方向が被覆電線２，３に沿った状態で配される。チップ２０が被覆電線２を凹ませて、該被覆電線２を確実に振動させることができる。このため、チップ２０が、被覆電線２，３を確実に互いに近づく方向に加圧でき、芯線４，１０を互いに接合できる。
【００３９】
さらに、前述した第１及び第２の実施形態では、被覆電線２，３がそれぞれ断面丸形に形成されているので、矢印Ｐ１，Ｐ２に沿ってチップ２０及びアンビル２１に加えられる力が、被覆電線２，３が互いに接触する箇所に集中する。このため、芯線４，１０同士の間から被覆部５，１１が確実に除去されることとなる。したがって、被覆電線２，３に皮むき作業を施すことなく、芯線４，１０同士を確実に接合させることができる。
【００４０】
前述した実施形態では、一本の芯線４，１０を有する被覆電線２，３を互いに接続しているが、本発明では、複数の導線が互いに撚られてなる撚線とこの撚線を被覆する被覆部とを有する被覆電線を複数本互いに接続するようにしても良い。なお、この場合、前記撚線同士が互いに接合されることとなる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、被覆電線同士を重ねて超音波溶着を行うので、皮むき作業を行うことなく芯線同士を接合できる。また、被覆電線同士を重ねて超音波溶着を行うので、被覆電線同士を接合する際に、これらの被覆電線と別体の金具などを用いる必要が生じない。したがって、被覆電線を相互に接続する際にかかる工数及び部品点数の増加を抑制でき、コストの高騰を抑制できる。
【００４２】
請求項２に記載の本発明によれば、超音波溶着する際に被覆部を互いに溶着させるので、電線を相互に接続する際にかかるコストの高騰を抑制できることにくわえ、芯線同士が互いに接合された接合箇所の機械的な強度を向上できる。
【００４３】
請求項３に記載の本発明によれば、被覆電線が互いに交差して重ねられると、チップは接触する一方の被覆電線を跨ぐ格好で配される。このため、チップが、前記接触する一方の被覆電線の芯線を他方の被覆電線の芯線に向かってより確実に押圧する。したがって、かかる工数及び部品点数を抑制できることにくわえ、芯線同士をより一層確実に接合できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる接続方法によって互いに接続された被覆電線を示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】同実施形態の被覆電線を互いに接続する前の状態を示す断面図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶ方向から見た図である。
【図５】同実施形態の被覆電線を互いに接続した後の状態を示す断面図である。
【図６】同実施形態の接続方法における被覆電線、チップ及びチップの振動方向などを模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる接続方法によって互いに接続された被覆電線を示す斜視図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】同実施形態の被覆電線を互いに接続する前の状態を示す断面図である。
【図１０】同実施形態の被覆電線を互いに接続した後の状態を示す断面図である。
【図１１】同実施形態の接続方法における被覆電線、チップ及びチップの振動方向などを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
２  一つの被覆電線（一方の被覆電線）
３  他の被覆電線（他方の被覆電線）
４  芯線
５  被覆部
１０  芯線
１１  被覆部
２０  チップ
２１  アンビル
【図１】
0004504529.tif 000002
【図２】
0004504529.tif 000003
【図３】
0004504529.tif 000004
【図４】
0004504529.tif 000005
【図５】
0004504529.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004504529.tif 000008
【図８】
0004504529.tif 000009
【図９】
0004504529.tif 000010
【図１０】
0004504529.tif 000011
【図１１】
0004504529.tif 000012