(57)【要約】【課題】接続すべき各導線の導体部をまとめて撚り合わせる際に導体へのダメージが極力抑えられるとともに、接続すべき電線の本数が多い場合や導体断面積が大きい場合であっても導体ダメージを最小限に抑える。【解決手段】第１の電線２０における、露出した第１の導体部を挟む両側の第１の被覆部２１が重なり合う第１の重合被覆部１１と、第２の電線３０における、露出した第２の導体部を挟む両側の第２の被覆部３１が重なり合う第２の重合被覆部１２と、露出した第１の導体部及び第２の導体部が折り返されるとともに、その折り返された導体部の内側に他方の導体部が位置し、且つその折り返された導体部の一部が他方の導体部の折り返された一部に交差する状態で撚り合わされた第１の導体部及び前記第２の導体部が、一体に超音波接合された交差接合導体部１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部の被覆が除去されて露出した複数本の電線それぞれの導体部が撚り合わされ、一体に超音波接合された絶縁電線の接続構造であって、
第１の電線における、露出した第１の導体部を挟む両側の第１の被覆部が重なり合う第１の重合被覆部と、
第２の電線における、露出した第２の導体部を挟む両側の第２の被覆部が重なり合う第２の重合被覆部と、
露出した前記第１の導体部及び前記第２の導体部が折り返されるとともに、その折り返された前記導体部の内側に他方の前記導体部が位置し、且つその折り返された前記導体部の一部が他方の前記導体部の折り返された一部に交差する状態で撚り合わされた前記第１の導体部及び前記第２の導体部が、一体に超音波接合された交差接合導体部と、
を備えることを特徴とする絶縁電線の接続構造。
【請求項２】
二本の電線のそれぞれの被覆の一部を除去して導体を露出させる工程と、
露出した前記導体を電線毎に一部で折り返すとともに、その折り返された前記導体の内側に他方の前記導体が位置し、且つその折り返された前記導体の一部が他方の導体の折り返された一部に交差する状態で、露出した前記導体を挟む両側の被覆部を電線毎に重ね合わせる工程と、
重ね合わされた一方の前記被覆部を他方の前記被覆部に対して捩じることによって、二本の前記電線それぞれの折り返された前記導体を撚り合わせる工程と、
撚り合わされた前記導体を超音波接合する工程と、
を有することを特徴とする絶縁電線の接続方法。
【請求項３】
撚り合わされた前記導体をフォーミング治具を用いて所定形状に加工する工程をさらに有し、
超音波接合する工程にて、所定形状に加工された前記導体を超音波接合する
ことを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の絶縁電線を撚り合わせて電気的に接続する絶縁電線の接続構造に係り、特にその接続作業の際に十分な接続強度を確保することができる絶縁電線の接続構造及び接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば絶縁被覆を有する絶縁電線どうしを撚り合わせて電気的に接続する場合、接続すべき箇所の絶縁被覆を所定長さ剥ぎ取って導体を露出せしめ、露出せしめた導体どうしを半田付けしたり、単に手作業で一緒に捻って接続する等、種々の接続方法が採用されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の接続方法は、図８に示すように、円柱状のハウジングにある広がりを持たせた入口１０１とある角度を持った２つの穴１０２を有し、それに回転軸１０３を取り付けた回転接続子１００を用いて、２本のコードをその穴１０２に挿入させてから回転軸１０３を回転させることで、２本のコードを同時に回転させて撚り合わせ、接続するものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の接続方法は、図９に示すように、２本のワイヤ２０３、２０４の間の相互連結スパイラル捩り接続を行う方法であって、２部材２０１、２０２の両者の中の図示外のキャビティ手段の中に横並びの関係でワイヤ２０３、２０４を位置させた後、２部材コネクタの２部材２０１、２０２の間で相互回転を行わせる工程を有する。キャビティ手段はワイヤ２０３、２０４がキャビティ手段に対して特定な方向にあるときキャビティ手段に横並びの関係でのみ導入され得るような形状を有するとともに、上記２部材２０１、２０２の相互回転はそれぞれのキャビティの内面に対する各ワイヤ２０３、２０４のジャミングを生じさせており、また相互回転の継続中のワイヤの間の相互間の長手方向運動を制御するためのワイヤ２０３、２０４のブレーキ作用と２部材２０１、２０２の近接方向の力の両者を維持するようになっている。なお、図中符号２０３Ａ、２０４Ａはコネクタ内の収納部分を示す。
【０００５】
また、特に昨今では、接続作業が簡単かつ確実である、という観点から超音波接合がたびたび採用されている。例えば、図１０に記載の方法は、複数の絶縁電線３０１〜３０４の絶縁被覆を剥ぎ取って導体３０１Ａ〜３０４Ａを露出せしめた部分を、単に並行に並べて（並行に重ねる意味も含む）、この並行に並べた部分に超音波接合を施して導体３０１Ａ〜３０４Ａ同士の接続を行なっている。
【０００６】
このような方法で超音波接合を行うと、接続強度に問題があるものが出てくる。具体的には接続強度不足で導体が一部ばらけてしまう、という問題がある。
【０００７】
そこで、例えば特許文献３に記載のような絶縁電線の接続方法が提案されている。即ち、この絶縁電線の接続方法は、図１１、図１２に示すように、複数本の絶縁電線４０１〜４０４の絶縁被覆を各々所定長さ剥ぎ取って導体４０１Ａ〜４０４Ａを露出させ、露出させた導体４０１Ａ〜４０４Ａどうしを同一方向に一緒に捻り、この捻った部分を超音波接合により溶接して接続することを特徴とするものである。これにより、複数本の絶縁電線４０１〜４０４を電気的に接続する際に、超音波接合で導体４０１Ａ〜４０４Ａの接続を行っても、十分な接続強度を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平５−３７２２７号公報
【特許文献２】特開２００５-３２５４４号公報
【特許文献３】特開２００５-３２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、これらの接続方法にあっては、例えば、特許文献１に記載の方法では、コードが材質的に硬かったり、コードの本数が多いと、うまく撚り合わせることが難しいなどの不都合がある。また、引用文献２の方法では、撚り電線ではうまく接続するのが難しいなどの不都合がある。また、コードの本数や径に合わせてコネクタを用意するなどの措置も必要である。
【００１０】
さらに、引用文献３に記載の方法では、露出させた導体を撚るとき、導体部を治具などで保持する必要があるので、導体保持部では導体に対してダメージ、例えば傷や断線などを与える虞がある。また、電線本数が多いと或いは導体断面積が大きいと、保持部による導体ダメージが大きくなるため、うまく接続することができない場合もある。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接続すべき各導線の導体部をまとめて撚り合わせる際に導体へのダメージが極力抑えられるとともに、接続すべき電線の本数が多い場合や導体断面積が大きい場合であっても導体ダメージを最小限に抑えることができる絶縁電線の接続構造及び接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明に係る絶縁電線の接続構造は、下記（１）を特徴としている。
（１）  一部の被覆が除去されて露出した複数本の電線それぞれの導体部が撚り合わされ、一体に超音波接合された絶縁電線の接続構造であって、
第１の電線における、露出した第１の導体部を挟む両側の第１の被覆部が重なり合う第１の重合被覆部と、
第２の電線における、露出した第２の導体部を挟む両側の第２の被覆部が重なり合う第２の重合被覆部と、
露出した前記第１の導体部及び前記第２の導体部が折り返されるとともに、その折り返された前記導体部の内側に他方の前記導体部が位置し、且つその折り返された前記導体部の一部が他方の前記導体部の折り返された一部に交差する状態で撚り合わされた前記第１の導体部及び前記第２の導体部が、一体に超音波接合された交差接合導体部と、
を備えること。
【００１３】
上記（１）に記載の絶縁電線の接続構造によれば、この絶縁電線の接続構造を形成する際に、電線の被覆部を保持して電線の導体部どうしを絡ませることができるので、接続すべき各導線の導体部をまとめて撚り合わせる際に導体へのダメージが極力抑えられるとともに、接続すべき電線の本数が多い場合や導体断面積が大きい場合であっても導体ダメージを最小限に抑えることができる。
【００１４】
また、本発明に係るメータ装置の絶縁電線の接続方法は、下記（２）〜（３）を特徴としている。
（２）  二本の電線のそれぞれの被覆の一部を除去して導体を露出させる工程と、
露出した前記導体を電線毎に一部で折り返すとともに、その折り返された前記導体の内側に他方の前記導体が位置し、且つその折り返された前記導体の一部が他方の導体の折り返された一部に交差する状態で、露出した前記導体を挟む両側の被覆部を電線毎に重ね合わせる工程と、
重ね合わされた一方の前記被覆部を他方の前記被覆部に対して捩じることによって、二本の前記電線それぞれの折り返された前記導体を撚り合わせる工程と、
撚り合わされた前記導体を超音波接合する工程と、
を有すること。
（３）  上記（２）に記載の絶縁電線の接続方法において、
撚り合わされた前記導体をフォーミング治具を用いて所定形状に加工する工程をさらに有し、
超音波接合する工程にて、所定形状に加工された前記導体を超音波接合する
こと。
【００１５】
上記（２）に記載の絶縁電線の接続方法によれば、電線の被覆部を保持して電線の導体部どうしを絡ませることができるので、接続すべき各導線の導体部をまとめて撚り合わせる際に導体へのダメージが極力抑えられるとともに、接続すべき電線の本数が多い場合や導体断面積が大きい場合であっても導体ダメージを最小限に抑えることができる、絶縁電線の接続方法を提供できる。
【００１６】
上記（３）に記載の絶縁電線の接続方法によれば、ストレスの一部への局所的な集中を回避させることで、芯線切れが発生するのを防止できる、といった効果が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の絶縁電線の接続構造によれば、接続すべき各導線の導体部を撚り合わせる際に導体へのダメージが極力抑えられるとともに、接続すべき電線の本数が多い場合や導体断面積が大きい場合であっても導体ダメージを最小限に抑えることができる。
【００１８】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る絶縁電線の接続方法が適用された絶縁電線の接続構造を示す平面図である。
【図２】（Ａ）はその絶縁電線の接続構造に用いる一方の電線、（Ｂ）はその被覆を剥いだ状態を示す説明図である。
【図３】（Ａ）はその絶縁電線の接続構造に用いる他方の電線、（Ｂ）はその被覆を剥いだ状態を示す説明図である。
【図４】（Ａ）はその絶縁電線の接続構造の接続方法における一工程である、導体どうしを交差させて捩じり合わせるときの作業工程を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）の作業工程の代替方法を示す説明図である。
【図５】その絶縁電線の接続構造の接続方法の一工程を示す説明図である。
【図６】その絶縁電線の接続構造の接続方法の一工程を示す説明図である。
【図７】その絶縁電線の接続構造の接続方法の一工程を示す説明図である。
【図８】従来の絶縁電線同士を電気的に撚り合わせて接続するための工具を示す断面図である。
【図９】従来の他の接続工具を用いてケーブルを撚り合わせる方法示す断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は従来のさらに、他の電線の撚り合わせ方法を示す説明図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は従来のさらに、他の電線の撚り合わせ方法を示す説明図であって、撚り合わせる前の状態を示す正面図および側面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は図１１に示す従来の電線の撚り合わせ方法における、撚り合わせ途中の状態を示す正面図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る絶縁電線の接続構造１０を示すものであり、この絶縁電線の接続構造１０は、撚り合わせ接続させるべき複数本（本実施形態では２本であるが、特に２本に限定されるものではなく、３本以上であってもよい。）の電線２０、３０に対して、その終端を避けた部分（これを「中間部」とよぶ）の被覆部をそれぞれ所定長だけ剥離させて除去して露出させた（中剥ぎさせた）芯線を構成する導体（以下、導体部と称する。図２及び図３参照。）２２、３２（図２、３参照）どうしを、交差させるように互いに引掛けて捩じり合わせることによって、撚り合わせて一体に超音波接合させた構成となっており、重合被覆部１１、１２と、交差接合導体部１３と、Ｙ字導体部１４、１５と、を備えている。
【００２１】
重合被覆部１１は、図２に示す電線２０の被覆のうち、露出させた導体部２２を挟んで左右両側にある一対の被覆部２１が、図４（Ａ）に示すように、整列状態に重ね合わせられた構成となっている。
【００２２】
同様に、重合被覆部１２についても、図３に示す電線３０の被覆のうち、露出させた導体部３２を挟んで左右両側にある一対の被覆部３１が、図４（Ａ）に示すように、整列状態に重ね合わせられた構成となっている。
【００２３】
交差接合導体部１３は、図４（Ｂ）に示すように、露出した導体部２２、３２どうしが中央部の折り返し点で２つに折り返されているとともに、その折り返された導体部２２（３２）の内側に他方の導体部３２（２２）が位置している。さらに、その折り返された互いの導体部２２、３２と掛け合わされるように交差されて一体に捩じり合わされることで撚り合わされている。このように掛け合わせるように交差させた相手側の導体部３２、２２とは、超音波接合によって一体に接合されて、所定形状（例えば、四角柱など）を呈している。
【００２４】
なお、本発明において、このように超音波加工を行う前に捩じり合わせているのは、導体部（芯線）２２と導体部（芯線）３２との間の界面が各部位によって様々な方向に配置されることで、その後の超音波処理において、溶着強度のアップを実現できるからである。しかも、この場合、各電線２０、３０の被覆部２１、３１を固定保持して電線どうしを絡ませて掛け合わせるように構成してあるので、中剥ぎされた導体部（芯線）２２、３２へのダメージを軽減させることもできる。
【００２５】
また、後述する本実施形態の絶縁電線の接続方法では、超音波加工を行うのに先立って、フォーミング加工が行われており、これによって交差接合導体部１３部分の形状が所定の形に一体にまとめて整えられている。なお、このように超音波加工を行う前にフォーミングを行うのは、ストレスの集中を防止して、芯線切れの発生を防止するためである。
【００２６】
Ｙ字導体部１４（１５）は、各電線２０（３０）の重合被覆部１１（１２）と交差接合導体部１３とを連結するものであって、略Ｙ字形状を呈する導体で構成されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る絶縁電線の接続構造１０の製造方法について、図２乃至図７を参照しながら説明する。
初めに、接続させるべき複数本（本実施形態では２本）の電線２０、３０を用意し（図２（Ａ）及び図３（Ａ）参照）、この電線２０、３０の終端を避けた部分（中間部）、つまり終端から必要最低限の余長を確保した部分、に対して中剥ぎを行う。即ち、それぞれの電線２０、３０の被覆を所定長（Ｌ）だけ剥離し、除去して導体部２２、３２を所定長（Ｌ）だけ露出させる（図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）参照）。
【００２８】
なお、ここで、各電線における導体部２２および導体部３２をそれぞれ両側から挟む被覆部２１および被覆部３１の縁部の部分を、それぞれ、「導体臨縁部２１Ａ」および「導体臨縁部３１Ａ」とよぶ。
【００２９】
このようにして、所定長（Ｌ）だけ露出させた各導体部２２、３２の中間部（Ｌ／２）を折り返しの基準点として、各電線２０、３０を２つに折り曲げることで、各電線２０、３０の導体部２２、３２をループ状に形成する（図４参照）。なお、このループ状にした各導体部２２、３２のことを、それぞれ「交差導体部α」と呼ぶことにする。
【００３０】
そして、一方の電線２０の導体部２２をループ状にすることにより形成された孔Ｓに、相手側の電線３０の孔Ｓ´を絡ませるように掛け合わせて交差させる。すなわち、その折り返された導体部２２（３２）の孔Ｓ（Ｓ´）の内側に他方の導体部３２（２２）が位置し、且つその折り返された導体部２２（３２）の一部が他方の導体部３２（２２）の折り返された一部に交差させる。
【００３１】
なおここで、図４（Ａ）に示すように、電線２０において、交差導体部α（ループ状の導体部２２）を臨むように左方に配置された被覆部２１は、一対の導体臨縁部２１Ａが面一になるように重ね合わされた状態となっている。このように重ね合わされた被覆部２１が重合被覆部１１を構成している。同様に、電線３０において、交差導体部α（ループ状の導体部３２）を臨むように右方に配置された被覆部３１も、一対の導体臨縁部３１Ａが面一になるように重ね合わされ、重合被覆部１２を構成している。
【００３２】
次に、各電線２０、３０の左側と右側の重合被覆部１１、１２のうち、いずれか一方（図４（Ａ）では左側の重合被覆部１１）を図示外の固定手段で固定保持させるとともに、他方（図４（Ａ）では右側の重合被覆部１２）を図示外の回転手段で把持させる。そして、一方側の交差導体部α（図４（Ａ）では右側の導体部３２）を他方に対して捩じるように旋回させることで、双方の導体部２２、３２を同時に捩じり合わせて撚り合わせ、図５に示すように、１つにまとめる（これを「撚合導体部β」とよぶ）ように一体化させる。
【００３３】
なお、ここでの捩じり合わせによる、撚り合わせ作業は、図４（Ｂ）に示すように、左右双方の重合被覆部１１、１２を、共に図示外の回転手段で把持させて同時に互いに反対向きに旋回させることで、双方の導体部２２、２３、つまり各交差導体部αどうしを同時に捩じり合わせて撚り合わせ、１つにまとまるように一体化させ、撚合導体部βを形成させるようにしてもよい。
【００３４】
次に、各電線２０、３０の導体部２２、３２の双方が撚り合わされた撚合導体部βは、例えば左右双方の重合被覆部１１、１２を図示外の固定保持手段で保持しながら、図示外の上下一対のフォーミング治具などを用いて加圧させることで（フォーミング加工させることで）、図６に示すように所定の形状（例えば略四角柱形状など。以下、これを「フォーミング導体部γ」とよぶ）に外形を整えるように加工させる。
【００３５】
これにより、撚合導体部βである撚り合わされた各電線２０（３０）の導体部２２（３２）の導体臨縁部２１Ａ（３１Ａ）に臨む部位は、略Ｙ字形状を呈し、重合被覆部１１（１２）とフォーミング導体部γとを連結するＹ字導体部１４（１５）が形成される。
【００３６】
このようにして、撚られて加工されたフォーミング導体部γは、例えば左右双方の重合被覆部を図示外の固定保持手段で保持しながら、図７に示すように、超音波接合手段を構成するホーン４１およびアンビル４２を用いて、加圧させるとともに加振させることで、超音波接合させる。これにより、フォーミング導体部γから双方の電線の導体部２２、３２が完全に一体に溶着された状態となる、交差接合導体部１３が形成される。
【００３７】
このようにして、交差接合導体部１３が形成されたならば、この交差接合導体部１３をホーン４１およびアンビル４２から取り出すとともに、左右双方の重合被覆部１１、１２を固定保持していた図示外の固定保持手段を取り外せば、本発明の実施形態に係る接続構造１０が完成する。
【００３８】
従って、本実施形態の絶縁電線の接続構造１０の製造方法によれば、導体部２２、３２どうしを捩じるため、導体部２２、３２へのダメージが非常に小さい。また、超音波処理において、芯線である導体部２２と導体部３２との間の界面が様々な方向に配置されているので、溶着強度のアップを実現できる。そのため、芯線である導体部２２、３２を撚り合わせて本発明の接続構造１０を形成する際に、電線本数が多い場合や導体電面積が大きい場合であっても、本発明の接続構造方法が適用可能となる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００４０】
１０  絶縁電線の接続構造
１１、１２  重合被覆部
１３  交差接合導体部
１４、１５  Ｙ字導体部
２０、３０  電線
２１、３１  被覆部
２１Ａ  導体臨縁部
３１Ａ  導体臨縁部
２２、３２  導体部
α  交差導体部
β  撚合導体部
γ  フォーミング導体部
Ｓ，Ｓ´  孔
【図１】
2012014975.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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