(57)【要約】【課題】複数の素線を含む芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できるようにすることを目的とする。【解決手段】複数の素線を含む芯線と接合対象物との接合物は、複数の素線１３を含む芯線１２と、芯線１２と重ね合された状態で芯線１２と超音波接合された接合対象物（例えば、端子２０）とを備える。芯線１２のうち接合対象物に接合された部分とその反対側の部分との間の寸法が、芯線１２の延在方向において少なくとも一部で、芯線１２の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなっている。【選択図】図９
2017152224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素線を含む芯線と、
前記芯線と重ね合わされた状態で前記芯線と超音波接合された接合対象物と、
を備え、
前記芯線のうち前記接合対象物に接合された部分とその反対側の部分との間の寸法が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きい、芯線と接合対象物との接合物。
【請求項２】
請求項１記載の芯線と接合対象物との接合物であって、
前記接合対象物は、端子の芯線接続部である、芯線と接合対象物との接合物。
【請求項３】
板状部分を含む芯線接続部と、
前記芯線接続部の一端部に連設された相手側接続部とを備え、
前記板状部分が、前記相手側接続部に向けて徐々に高さ寸法が低くなる斜面を含む、端子。
【請求項４】
複数の素線を含む芯線と接合対象物とを超音波接合するための超音波接合装置であって、
前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を挟込む一対の加圧部材と、
前記一対の加圧部材の一方に超音波振動を付与する超音波振動発生源と、
を備え、
前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなるように設定されている、超音波接合装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波接合装置であって、
前記一対の加圧部材の一方は、前記接合対象物を載置状態で支持する載置部を有し、
前記一対の加圧部材の他方は、前記接合対象物に重ね合された前記芯線の端部を押付ける押付け部を有し、
前記載置部は、前記接合対象物が前記芯線の先端側に向うのに従って徐々に前記押付け部に近づく姿勢で前記接合対象物を支持する形状に形成されている、超音波接合装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波接合装置であって、
前記載置部は、前記芯線の先端側で凹み、前記接合対象物を前記芯線の先端側で下方に傾斜するように支持する形状に形成されている、超音波接合装置。
【請求項７】
複数の素線を含む芯線と接合対象物とを超音波接合する芯線と接合対象物との接合方法であって、
（ａ)一対の加圧部材の間で前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を挟込む工程と、
（ｂ）前記複数の素線のうち前記接合対象物側のものに前記芯線の先端側に向う力を作用させた状態で、前記一対の加圧部材の間に挟み込まれた前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を超音波接合する工程と、
を備える芯線と接合対象物との接合方法。
【請求項８】
請求項７に記載の芯線と接合対象物との接合方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合する、芯線と接合対象物との接合方法。
【請求項９】
請求項７に記載の芯線と接合対象物との接合方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のそれぞれが前記芯線の端部と前記接合対象物との重ね合せ物を加圧する位置の間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合する、芯線と接合対象物との接合方法。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の芯線と接合対象物との接合方法であって、
前記接合対象物が端子の芯線接続部である、芯線と接合対象物との接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の素線を含む芯線を、接合対象物に超音波接合する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、アンビルと超音波ホーンとの間で、端子の電線接合部と電線の芯線を挟込んで超音波接合する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４３１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示のように、端子の電線接合部と電線の芯線との超音波接合する場合、十分な接合強度が得られない場合がある。
【０００５】
本発明は、複数の素線を含む芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る芯線と接合対象物との接合物は、複数の素線を含む芯線と、前記芯線と重ね合わされた状態で前記芯線と超音波接合された接合対象物と、を備え、前記芯線のうち前記接合対象物に接合された部分とその反対側の部分との間の寸法が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きいものである。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様に係る芯線と接合対象物との接合物であって、前記接合対象物は、端子の芯線接続部とされている。
【０００８】
上記課題を解決するため、第３の態様に係る端子は、板状部分を含む芯線接続部と、前記芯線接続部の一端部に連設された相手側接続部とを備え、前記板状部分が、前記相手側接続部に向けて徐々に高さ寸法が低くなる斜面を含む。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、第４の態様は、複数の素線を含む芯線と接合対象物とを超音波接合するための超音波接合装置であって、前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を挟込む一対の加圧部材と、前記一対の加圧部材の一方に超音波振動を付与する超音波振動発生源と、を備え、前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなるように設定されている。
【００１０】
第５の態様は、第４の態様に係る超音波接合装置であって、前記一対の加圧部材の一方は、前記接合対象物を載置状態で支持する載置部を有し、前記一対の加圧部材の他方は、前記接合対象物に重ね合された前記芯線の端部を押付ける押付け部を有し、前記載置部は、前記接合対象物が前記芯線の先端側に向うのに従って徐々に前記押付け部に近づく姿勢で前記接合対象物を支持する形状に形成されている。
【００１１】
第６の態様は、第５の態様に係る超音波接合装置であって、前記載置部は、前記芯線の先端側で凹み、前記接合対象物を前記芯線の先端側で下方に傾斜するように支持する形状に形成されている。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、第７の態様は、複数の素線を含む芯線と接合対象物とを超音波接合する芯線と接合対象物との接合方法であって、（ａ)一対の加圧部材の間で前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を挟込む工程と、（ｂ）前記複数の素線のうち前記接合対象物側のものに前記芯線の先端側に向う力を作用させた状態で、前記一対の加圧部材の間に挟み込まれた前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を超音波接合する工程と、を備える。
【００１３】
第８の態様は、第７の態様に係る芯線と接合対象物との接合方法であって、前記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合する。
【００１４】
第９の態様は、第７の態様に係る芯線と接合対象物との接合方法であって、前記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のそれぞれが前記芯線の端部と前記接合対象物との重ね合せ物を加圧する位置の間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合する。
【００１５】
第１０の態様は、第７から第９のいずれかの態様に係る芯線と接合対象物との接合方法であって、前記接合対象物が端子の芯線接続部とされている。
【発明の効果】
【００１６】
第１の態様によると、前記芯線のうち前記接合対象物に接合された部分とその反対側の部分との間の寸法が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、芯線の先端側に向かうのに従って大きい。このため、芯線と接合対象物とを接合する際に、複数の素線に芯線の先端側に向う力を作用させることができる。これにより、芯線と接合対象物との間で素線がずれ難くなり、芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００１７】
第２の態様によると、芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００１８】
第３の態様によると、前記板状部分が、相手側接続部に向けて徐々に高さ寸法が低くなる斜面を含むため、板状部分に複数の素線を含む芯線の端部を超音波接合する際に、複数の素線に芯線の先端側に向う力を作用させた状態で、芯線の端部と接合対象物とを超音波接合できる。これにより、芯線と接合対象物との間で素線がずれ難く、芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００１９】
第４の態様によると、前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなるように設定されているため、芯線の素線にその先端側に向う力を作用させた状態で、芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を超音波接合することができる。これにより、超音波接合中に、芯線の端部と接合対象物との間で素線がずれ難い。このため、芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００２０】
第５の態様によると、接合対象物が前記芯線の先端側に向うのに従って徐々に前記押付け部に近づく姿勢で載置部により支持される。これにより、芯線の素線にその先端側に向う力を作用させ易い。
【００２１】
第６の態様によると、簡易な載置部の形状によって、前記接合対象物を前記芯線の先端側で下方に傾斜するように支持することができる。
【００２２】
第７の態様によると、前記複数の素線のうち前記接合対象物側のものに前記芯線の先端側に向う力を作用させた状態で、前記一対の加圧部材の間に挟み込まれた前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を超音波接合するため、芯線と接合対象物との間で素線がずれ難い。このため、芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００２３】
第８の態様によると、工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合するため、芯線の素線にその先端側に向う力を作用させ易い。
【００２４】
第９の態様によると、記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のそれぞれが前記芯線の端部と前記接合対象物との重ね合せ物を加圧する位置の間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合するため、芯線の素線にその先端側に向う力を作用させ易い。
【００２５】
第１０の態様によると、芯線の端部と接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】背景技術において芯線と端子を超音波接合する様子を示す説明図である。
【図２】背景技術において芯線と端子とを超音波接合した複数のサンプルの固着力を示す図である。
【図３】背景技術において各素線と端子との関係を示す説明図である。
【図４】芯線と端子との接合物を示す概略斜視図である。
【図５】同上の接合物の概略断面図である。
【図６】超音波接合装置を示す概略斜視図である。
【図７】アンビルの載置部に端子を支持した状態を示す概略斜視図である。
【図８】載置部の形成方法の一例を示す説明図である。
【図９】アンビルとソノトロードとの間で芯線と端子の底部とを超音波接合する様子を示す説明図である。
【図１０】第１変形例に係るアンビルを示す概略図である。
【図１１】第２変形例に係るアンビル及びソノトロードを示す概略図である。
【図１２】第３変形例に係る端子を示す概略図である。
【図１３】第３変形例に係る端子を示す概略図である。
【図１４】接合対象物として芯線を想定した第４変形例を示す概略図である。
【図１５】実施形態において芯線と端子とを超音波接合した複数のサンプルの固着力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜背景に関する説明＞
説明の便宜上、本技術の背景について説明する。図１は、芯線１２と、端子２０の電線接続部２２とを超音波接合する様子を示す説明図である。
【００２８】
電線１０は、芯線１２と、被覆１４とを備えている。電線１０の端部の被覆１４が除去され、電線１０の端部に芯線１２が露出している。芯線１２は、複数の素線の集合体（通常は、撚り合せ体）によって構成されている。
【００２９】
端子２０は、金属板をプレス成形等することによって形成されている。端子２０の一端部には、板状部分を含む電線接続部２２が形成されている。この電線接続部２２の一方主面に芯線１２が超音波接合される。
【００３０】
超音波接合装置３０は、一対の加圧部材３２、３４を備える。そして、一方の加圧部材３２上に電線接続部２２を配設した状態で、その上に芯線１２を配設し、その上から他方の加圧部材３４で押え付ける。つまり、一対の加圧部材３２、３４の間で、電線接続部２２と芯線１２との重ね合せ物を挟込む。この状態で、他方の加圧部材に超音波振動を付与する。すると、電線接続部２２と芯線１２とが超音波接合される。
【００３１】
本願発明者が、芯線１２と電線接続部２２とを超音波接合したものを複数製造し、それぞれの固着力を測定したところ、図２に示すように、多数のサンプルのうちの一部で固着力が著しく小さいものが発生することが判明した。なお、固着力とは、端子と電線の引っ張り強度である。
【００３２】
本願発明者が上記原因について検討したところ、図３に示すように、超音波振動によって、芯線１２を構成する複数の素線１３のうち電線接続部２２に近いものが当該電線接続部２２に対して滑ることが原因であることがわかった。すなわち、芯線を構成する個々の素線１３は、比較的細い線状体であるため、ある程度の引っ張り方向の力には耐えることができるが、圧縮方向の力が加わると比較的容易に曲ってしまう。このため、上記のように超音波接合しようとすると、複数の素線１３のうち電線接続部２２に近くにあるものは、逐次その基端側に移動してしまう。このため、超音波接合中において、電線接続部２２の接触対象部分と芯線１２の接触対象部分とが逐次変動してしまうことになり、両者の金属原子を結合可能な程度まで接近させた接触面積を広げることが困難となる。また、複数の素線１３のうち電線接続部２２に近いものは、超音波振動によってその基端側に向けてずれていくため、芯線１２と電線接続部２２との接触面積が小さくなってしまう。
【００３３】
本願発明者は、上記のように原因を究明し、独自の着眼点から、複数の素線１３を含む芯線１２と、電線接続部２２等の接合対象物とを超音波接合する際には、一対の加圧部材３２、３４の間で芯線１２の端部と電線接続部２２等の接合対象物との重ね合せ物を挟込む工程（工程（ａ））、複数の素線１３のうち電線接続部２２等の接合対象物側のものに芯線１２の先端側に向う力を作用させた状態で、一対の加圧部材３２、３４の間に挟み込まれた芯線１２の端部と電線接続部２２等の接合対象物との重ね合せ物を超音波接合する工程（工程（ｂ））とを備える接合方法とすればよいことに想到した。
【００３４】
これにより、超音波接合中に、芯線１２と電線接続部２２等の接合対象物との間で素線がずれ難くなり、芯線１２の端部と電線接続部２２等の接合対象物とをなるべく大きい接合強度で接合できることになる。
【００３５】
以下、より具体的な実施形態に係る芯線と接合対象物との接合方法、超音波接合装置、芯線と接合対象物との接合物及び端子について説明する。
【００３６】
＜実施形態＞
＜芯線と接合対象物との接合物＞
まず、芯線と接合対象物との接合物について説明する。ここでは、接合対象物が端子２０である場合、すなわち、芯線１２と端子２０との接合物について説明する。図４は芯線１２と端子２０との接合物を示す概略斜視図であり、図５は同接合物の概略断面図である。
【００３７】
芯線１２は、複数の素線１３の集合物である。通常、複数の素線１３は撚り合わされている。素線１３は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線によって形成されている。芯線１２の外周には、樹脂の押出被覆等によって被覆１４が形成されている。つまり、芯線１２は、電線１０の芯線１２である。電線１０の端部において被覆１４が除去され、電線１０の端部に芯線１２の端部が露出している。芯線１２の周囲に被覆１４が形成されていることは必須ではない。芯線１２として、金属線が筒状に編まれた編組線が用いられてもよい。
【００３８】
端子２０は、銅、銅合金等の金属板をプレス成形等することによって形成された部材であり、相手側接続部２１と、電線接続部２２とを備える。
【００３９】
相手側接続部２１は、相手側端子、車両の金属ボディ等の相手側の導電部分に接続される部分である。ここでは、相手側接続部２１は、板状部分（ここでは円板）にボルト挿通用の孔２１ｈを形成した構成とされている。つまり、ここでは、端子２０として、アース端子等に用いられる丸形端子を想定している。相手側接続部２１は、その他、タブ又はピン状のオス端子形状、又は、円筒状、角筒状のメス端子形状等に形成されていてもよい。
【００４０】
電線接続部２２は、電線１０に接続される部分である。電線接続部２２は、上記相手側接続部２１の一端部に連設された部分であり、芯線接続部２３と、被覆接続部２４とを備える。芯線接続部２３は、相手側接続部２１に近い側に設けられ、被覆接続部２４は、相手側接続部２１から遠い側に設けられている。
【００４１】
芯線接続部２３は、板状の底部２３ａと、その両側の一対の側壁部２３ｂとを備える。底部２３ａは、上記相手側接続部２１に繋がっており、一対の側壁部２３ｂは、底部２３ａの両側部から底部２３ａの一方主面側に向けて立設されている。そして、一対の側壁部２３ｂの間で、底部２３ａの一方主面に芯線１２が超音波接合される。なお、一対の側壁部２３ｂは、省略されてもよい。
【００４２】
被覆接続部２４は、底部２４ａと、一対のかしめ片２４ｂとを備える。底部２４ａは、上記底部２３ａに繋がって相手側接続部２１とは反対側に延出している。一対のかしめ片２４ｂは、底部２４ａの両側部から底部２４ａの一方主面側に立上がっている。そして、被覆１４の端部が底部２４ａの一方主面上に配設された状態で、一対のかしめ片２４ｂが内向きにかしめ変形される。これにより、底部２４ａと一対のかしめ片２４ｂとの間で、被覆１４の端部がかしめ固定される。なお、被覆接続部２４は、省略されてもよい。
【００４３】
芯線１２と底部２３ａとは、重ね合された状態で加圧されて超音波接合されるため、両者の接合部は、芯線１２と底部２３ａとが扁平な状態で重なった構造となる。なお、芯線１２と底部２３ａとは超音波接合され、複数の素線１３同士も超音波接合される。
【００４４】
また、超音波接合の際に、複数の素線１３のうち電線接続部２２側のものに芯線１２の先端側に向う力を作用させため、芯線１２のうち底部２３ａに接合された部分（図５における境界面Ｅ１参照）とその反対側の部分（図４及び図５において上側の面Ｅ２参照）との間の寸法が、芯線１２の延在方向において少なくとも一部で、芯線１２の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる形状を呈している。このため、複数の素線１３のうち底部２３ａに近いものも、他と比較して基端側にずれ難くなっている。これにより、芯線１２と底部２３ａとを超音波接合する際に、両者間のずれが抑制され、また、接合後の状態においても、両者の間で十分な接合面積が得られる。従って、芯線１２の端部と端子２０の底部２３ａとをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００４５】
＜超音波接合装置＞
上記接合物を製造するのに適した超音波接合装置の一例について説明する。図６は超音波接合装置３０を示す概略斜視図である。
【００４６】
超音波接合装置３０は、上記芯線１２と端子２０とを超音波接合するためのものであり、一対の加圧部材３２、３４と、超音波振動子４０とを備える。
【００４７】
一対の加圧部材３２、３４は、芯線１２と端子２０の芯線接続部２３の底部２３ａとの重ね合せ物を挟み込み可能に構成されている。
【００４８】
ここでは、一対の加圧部材３２、３４の一方は、端子２０の芯線接続部２３の底部２３ａを載置状態で支持可能に構成されたアンビル３２である。アンビル３２の上面には、端子２０の芯線接続部２３の底部２３ａを載置状態で支持する載置部３３が設けられている。アンビル３２自体の形状は、例えば、直方体ブロック形状の一端側の両角部が切除された形状（上側から見るとホームベース形状）に形成されている。アンビルの形状は、底部２３ａを載置状態で支持できる形状であれば、特に限定されない。図６等ではアンビル３２は簡略化した形状で描かれている。
【００４９】
また、一対の加圧部材３２、３４の他方は、アンビル３２の上方で当該アンビル３２に対して接近離隔移動可能な状態で対向配置されたソノトロード３４である。ソノトロード３４の下部には、底部２３ａ上に重ね合された芯線１２の端部を押付ける押付け部３５が形成されている。ソノトロード３４自体の形状は、例えば、縦長板形状で、その前面（電線側の面）が上端側及び下端側に向けて徐々に基端側（端子の先端側）に傾斜する形状に形成されている。ソノトロード３４の形状は、上記底部２３ａの上側から芯線１２を押付けることが可能な形状であれば、特に限定されない。図６等ではソノトロード３４は簡略化した形状で描かれている。
【００５０】
ソノトロード３４には、超音波振動を発生させる超音波振動子４０が連結されており、当該超音波振動子４０で発生した超音波振動がソノトロード３４を介して芯線１２及び底部２３ａに付与される。通常、超音波振動は、芯線１２の延在方向に沿った方向の振動として、芯線１２及び底部２３ａに付与される。
【００５１】
上記載置部３３及び押付け部３５は、アンビル３２に支持された接合対象物である底部２３ａの接合対象面（上面）と、ソノトロード３４が芯線１２の端部を押付ける押付け部３５との間隔が、芯線１２の延在方向において少なくとも一部で、芯線１２の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなるように設定可能な形状に形成されている。
【００５２】
ここでは、ソノトロード３４の下向きの押付け部３５は、水平方向（重力方向に対して垂直な方向）に沿って延在する面に形成されている。
【００５３】
アンビル３２の上向きの載置部３３は、底部２３ａが芯線１２の先端側に向うのに従って徐々に押付け部３５に近づく姿勢で底部２３ａを支持する形状に形成されている。より具体的には、載置部３３は、芯線１２の先端側の部分が、芯線１２の基端側の部分に対し段部３３Ｓを介して凹む形状に形成されている。この載置部３３上に底部２３ａを載置して当該底部２３ａに下向きの力を加えると、図７に示すように、底部２３ａのうち芯線１２の基端側部分が段部３３Ｓの上側位置に支持された状態で、底部２３ａのうち芯線１２の先端側部分が載置部３３のうち芯線１２の先端側の凹部３３ｇ内に落込むように移動する。これにより、底部２３ａが芯線１２の先端側に向けて下向き傾斜する姿勢で、載置部３３上に支持される。
【００５４】
これにより、載置部３３と押付け部３５との間で、底部２３ａと芯線１２とを挟込んで加圧すると、底部２３ａの接合対象面（上面）と、押付け部３５との間隔が、芯線１２の延在方向において少なくとも一部で、芯線１２の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる。
【００５５】
なお、載置部３３及び押付け部３５は、滑らかな面であってもよいし、底部２３ａ又は芯線１２に対する滑りを抑制するため、細かい凹凸が形成された面であってもよい。図６では、押付け部３５には、その幅方向に沿って延びるＶ字状の凸部が芯線１２の延在方向に沿って並列状に形成された様子を示している。また、載置部３３のうち段部３３Ｓを介して高い部分には、４角錐状の凸部が隙間無く並ぶように形成された様子を示している。
【００５６】
なお、アンビルの上面の全体に複数の凸部が形成されている構成において、当該アンビルの上面に底部２３ａを傾斜姿勢に支持するための構成に変更する場合には、図８に示すように、アンビル３２の上面に形成された複数の凸部３３Ｐのうち芯線１２の先端側に形成された凸部３３Ｐの部分のみを切削除去し、アンビル３２の上面のうち芯線１２の基端側の凸部３３Ｐを残せばよい。この場合、アンビル３２のうちのうち芯線１２の先端側部分では、その基端側部分よりも凸部３３Ｐの高さ寸法分低い位置で底部２３ａを支持でき、もって、当該底部２３ａを傾斜姿勢で支持できる。この場合、一般的に用いられているアンビルを簡易かつ僅かな加工で、底部２３ａを傾斜姿勢で支持する構成とすることができる。
【００５７】
図６に戻って、上記アンビル３２の両側部には、端子２０を両側から押えて支持する補助支持部７０が設けられ、アンビル３２に対して被覆接続部２４が延出する側の下部には、当該被覆接続部２４を載置状に支持する補助載置部７２が設けられている。これらの補助支持部７０及び補助載置部７２は省略されてもよい。
【００５８】
＜接合方法＞
上記超音波接合装置３０を用いた芯線１２と端子２０との接合方法について説明する。
【００５９】
まず、アンビル３２とソノトロード３４との間で、芯線１２の端部と端子２０の底部２３ａとの重ね合せ物を挟込む。具体的には、端子２０の底部２３ａをアンビル３２の載置部３３上に載置する。また、電線１０の端部に露出する芯線１２を底部２３ａ上に配設する。そして、ソノトロード３４を下降させ、押付け部３５を底部２３ａとは反対側で芯線１２の上部に押付ける。
【００６０】
そして、図９に示すように、複数の素線１３のうち底部２３ａ側のものに芯線１２の先端側に向う力を作用させた状態で、アンビル３２とソノトロード３４との間に挟み込まれた芯線１２の端部と底部２３ａとの重ね合せ物を超音波接合する。この状態では、上記したように、底部２３ａは、芯線１２の先端側に向けて下向き傾斜している。従って、ソノトロード３４を下向きに移動させる力Ｆは、芯線１２に含まれる複数の素線１３（底部２３ａに近いものを含む）を、底部２３ａの接合対象面２３ｆａに対して垂直に押付ける力Ｆ１と、芯線１２の先端側に押す力Ｆ２として作用することになる。これにより、素線１３が底部２３ａに対して芯線１２の基端側にずれることを抑制しつつ、芯線１２と底部２３ａとを超音波接合することができる。なお、この際、素線１３が底部２３ａに対して多少ずれることもあり得るが、図１に示す場合と比べると、そのずれは少ない。このため、少なからず、接合強度は向上する。
【００６１】
＜効果等＞
以上のように構成された芯線と接合対象物との接合方法及び超音波接合装置等によると、複数の素線１３のうち底部２３ａに近いものに芯線１２の先端側に向う力を作用させた状態で、アンビル３２とソノトロード３４との間に挟み込まれた芯線１２の端部と底部２３ａとの重ね合せ物を超音波接合するため、芯線１２と底部２３ａとの間で素線１３がずれ難い。つまり、超音波振動を付与している間において、両者がずれ難いため、両者の金属原子を結合可能な程度まで接近させた接触面積を広げることが容易となり、良好な超音波接合領域を広範囲で得ることができる。また、芯線１２と電線接続部２２との接触面積をなるべく大きくできる。このため、芯線１２の端部と底部２３ａとをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００６２】
特に、本実施形態では、底部２３ａが芯線１２の先端側に向うのに従って徐々に押付け部３５に近づく姿勢で載置部により支持されるため、芯線１２の素線１３にその先端側に向う力を作用させ易い。
【００６３】
特に、超音波接合装置３０では、超音波振動を伝えるソノトロード３４については、振動伝搬特性等に対する影響から形状変更が困難であるところ、アンビル３２側については、比較的容易に形状変更等できる。このため、アンビル３２が底部２３ａを傾斜状態で支持するように設計変更等することは比較的容易であるというメリットもある。
【００６４】
しかも、アンビル３２の載置部３３のうち芯線１２の先端側の部分が段部３３Ｓを介して凹む簡易な形状に形成されているため、載置部３３の全体を斜面に形成する場合と比較すると、当該形状を容易に加工できる。
【００６５】
＜変形例＞
上記実施形態を前提として各種変形例について説明する。
【００６６】
図１０は第１変形例に係るアンビル１３２を示す概略図である。第１変形例では、アンビル３２に対応するアンビル１３２の上向きの載置部１３３は、芯線１２の先端側に向けて徐々にした方に下がる傾斜形状に形成されている。このため、上記実施形態と同様に、ソノトロード３４を下方に押付ける力Ｆを、芯線１２に含まれる複数の素線１３（底部２３ａに近いものを含む）を、底部２３ａの接合対象面２３ｆａに対して垂直に押付ける力Ｆ１と、芯線１２の先端側に押す力Ｆ２として作用させつつ、超音波接合を行うことができる。これにより、段部３３Ｓを形成することによる効果を除いて、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
図１１は第２変形例に係るアンビル２３２及びソノトロード２３４を示す概略図である。この変形例では、アンビル３２に対応するアンビル２３２の上向きの載置部２３３は、水平姿勢とされている。代りに、ソノトロード３４に対応するソノトロード２３４の下向きの押付け部２３５は、芯線１２の先端側に向けて徐々に上向き（載置部２３３から離れる向き）に傾斜するように形成されている。このため、ソノトロード２３４の押付け部２３５が芯線１２を押す力Ｆを、芯線１２に含まれる複数の素線１３（底部２３ａに近いものを含む）を、底部２３ａの接合対象面２３ｆａに対して垂直に押付ける力Ｆ１と、芯線１２の先端側に押す力Ｆ２として作用させつつ、超音波接合を行うことができる。これにより、アンビル３２側に底部２３ａを傾斜姿勢で支持する形状を作ることによる効果を除いて、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
上記第１変形例及び第２変形例は、アンビル１３２、２３２及びソノトロード１３４、２３４のそれぞれが、芯線１２の端部と底部２３ａとの重ね合せ対象物を加圧する位置の間隔が、芯線１２の延在方向において少なくとも一部で、芯線１２の先端側に向うのに従って徐々に大きくなる対象で、超音波接合する方法及び装置の一例である。
【００６９】
なお、載置部及び押付け部の両方が傾斜する構成であってもよい。また、載置部及び押付け部のいずれかにおいて、芯線１２の延在方向に沿って部分的に傾斜し、残部が水平方向又は逆方向に傾斜していてもよい。
【００７０】
図１２及び図１３は第３変形例に係る端子３２０を示す概略図である。この変形例では、アンビル３２に対応するアンビル３３２の上向きの載置部３３３は、水平姿勢とされている。また、ソノトロード３４に対応するソノトロード３３４の下向きの押付け部３３５も水平姿勢とされている。つまり、超音波接合装置自体は、一般的に用いられているものと同様構成である。
【００７１】
代りに、端子２０に対応する端子３２０の底部３２３ａが、その相手側接続部２１に向けて徐々に高さ寸法が低くなる斜面３２３ｆを有する形状に形成されている。ここでは、底部３２３ａの幅方向中央部が部分的に一方主面側（芯線１２が接合される側）に向けて突出するように形成されることで、凸部３２３ｐが形成されている。凸部３２３ｐは、底部３２３ａを反対側から見ると凹んで観察される。そして、その凸部３２３ｐのうち側壁部２３ｂが形成される側の面が、相手側接続部２１に向けて徐々に高さ寸法が低くなる斜面３２３ｆに形成されている。
【００７２】
この変形例によると、水平姿勢の載置部２３３に底部３２３ａを載置状に支持し、この上に、芯線１２を配設し、芯線１２を押付け部３５で押付けると、斜面３２３ｆと押付け部３５との間隔が芯線１２の先端側に向けて徐々に狭くなる。このため、ソノトロード３３４が下向きに向う力Ｆは、芯線１２に含まれる複数の素線１３（斜面３２３ｆに近いものを含む）を、斜面３２３ｆに対して垂直に押付ける力Ｆ１と、芯線１２の先端側に押す力Ｆ２として作用することになり、上記実施形態と同様に、芯線１２の端部と底部３２３ａとをなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００７３】
上記実施形態及び各変形例では、芯線１２と、接合対象物としての端子２０とを接合する例で説明したが、接合対象物は、その他の金属物体、例えば、芯線５１２であってもよい。
【００７４】
図１４に示す第４変形例では、芯線１２と、他の芯線５１２が重ね合された状態で、アンビル５３２とソノトロード５３４との間で加圧されており、この状態で、芯線１２と他の芯線５１２とが超音波接合されている。
【００７５】
ここでは、アンビル３２に対応するアンビル５３２の上向きの載置部５３３は、水平姿勢とされており、ソノトロード３４に対応するソノトロード５３４の下向きの押付け部５３５は、芯線１２の先端側に向けて徐々に上向き（載置部２３３から離れる向き）に傾斜するように形成されている。このため、ソノトロード５３４の押付け部５３５が芯線１２を押す力Ｆを、芯線１２に含まれる複数の素線１３（芯線５１２に近いものを含む）を、芯線５１２の接合対象面５１２ｆａに対して垂直に押付ける力Ｆ１と、芯線１２の先端側に押す力Ｆ２として作用させつつ、超音波接合を行うことができる。これにより、芯線１２、５１２をなるべく大きい接合強度で接合できる。
【００７６】
なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。例えば、アンビル３２で端子を斜め傾斜姿勢で支持しつつ、傾斜姿勢の押付け部で芯線１２を押付けるようにしてもよい。
【００７７】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【００７８】
なお、図１５は、上記実施形態に従った方法で、実際に、芯線１２と端子２０とを超音波接合した場合において、そのサンプルＮｏ．と固着力との関係を示す図である。同図に示すように、多数のサンプルにおいて、安定した固着力が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００７９】
１０    電線
１２    芯線
１３    素線
２０、３２０    端子
２１    相手側接続部
２２    電線接続部
２３    芯線接続部
２３ａ、３２３ａ    底部
２３ｆａ    接合対象面
３０    超音波接合装置
３２、１３２、２３２、３３２、５３２    アンビル
３３、１３３、２３３、３３３、５３３    載置部
３３Ｓ    段部
３４、１３４、２３４、３３４、５３４    ソノトロード
３５、２３５、３３５、５３５    押付け部
４０    超音波振動発生源
３２３ｆ    斜面
３２３ｐ    凸部
５１２    芯線
５１２ｆａ    接合対象面
【図１】
2017152224.tif 000003
【図２】
2017152224.tif 000004
【図３】
2017152224.tif 000005
【図４】
2017152224.tif 000006
【図５】
2017152224.tif 000007
【図６】
2017152224.tif 000008
【図７】
2017152224.tif 000009
【図８】
2017152224.tif 000010
【図９】
2017152224.tif 000011
【図１０】
2017152224.tif 000012
【図１１】
2017152224.tif 000013
【図１２】
2017152224.tif 000014
【図１３】
2017152224.tif 000015
【図１４】
2017152224.tif 000016
【図１５】
2017152224.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月27日(2016.7.27)
【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】
複数の素線を含む芯線と、
前記芯線と重ね合わされた状態で前記芯線と超音波接合された接合対象物と、
を備え、
前記芯線のうち前記接合対象物に接合された部分とその反対側の部分との間の寸法が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きい、芯線と接合対象物との接合物。
【請求項２】
請求項１記載の芯線と接合対象物との接合物であって、
前記接合対象物は、端子の芯線接続部である、芯線と接合対象物との接合物。
【請求項３】
板状部分を含む芯線接続部と、
前記芯線接続部の一端部に連設された相手側接続部とを備え、
前記板状部分が、前記相手側接続部に向けて徐々に高さ寸法が低くなる斜面を含む、端子。
【請求項４】
複数の素線を含む芯線と接合対象物とを超音波接合するための超音波接合装置であって、
前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を挟込む一対の加圧部材と、
前記一対の加圧部材の一方に超音波振動を付与する超音波振動発生源と、
を備え、
前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなるように設定されている、超音波接合装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波接合装置であって、
前記一対の加圧部材の一方は、前記接合対象物を載置状態で支持する載置部を有し、
前記一対の加圧部材の他方は、前記接合対象物に重ね合された前記芯線の端部を押付ける押付け部を有し、
前記載置部は、前記接合対象物が前記芯線の先端側に向うのに従って徐々に前記押付け部から離れる姿勢で前記接合対象物を支持する形状に形成されている、超音波接合装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波接合装置であって、
前記載置部は、前記芯線の先端側で凹み、前記接合対象物を前記芯線の先端側で下方に傾斜するように支持する形状に形成されている、超音波接合装置。
【請求項７】
複数の素線を含む芯線と接合対象物とを超音波接合する芯線と接合対象物との接合方法であって、
（ａ)一対の加圧部材の間で前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を挟込む工程と、
（ｂ）前記複数の素線のうち前記接合対象物側のものに前記芯線の先端側に向う力を作用させた状態で、前記一対の加圧部材の間に挟み込まれた前記芯線の端部と接合対象物との重ね合せ物を超音波接合する工程と、
を備える芯線と接合対象物との接合方法。
【請求項８】
請求項７に記載の芯線と接合対象物との接合方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のうちの一方により支持された前記接合対象物の接合対象面と、前記一対の加圧部材のうちの他方が前記芯線の端部を押付ける部分との間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうのに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合する、芯線と接合対象物との接合方法。
【請求項９】
請求項７に記載の芯線と接合対象物との接合方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記一対の加圧部材のそれぞれが前記芯線の端部と前記接合対象物との重ね合せ物を加圧する位置の間隔が、前記芯線の延在方向において少なくとも一部で、前記芯線の先端側に向かうに従って徐々に大きくなる状態で、超音波接合する、芯線と接合対象物との接合方法。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の芯線と接合対象物との接合方法であって、
前記接合対象物が端子の芯線接続部である、芯線と接合対象物との接合方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第５の態様は、第４の態様に係る超音波接合装置であって、前記一対の加圧部材の一方は、前記接合対象物を載置状態で支持する載置部を有し、前記一対の加圧部材の他方は、前記接合対象物に重ね合された前記芯線の端部を押付ける押付け部を有し、前記載置部は、前記接合対象物が前記芯線の先端側に向うのに従って徐々に前記押付け部から離れる姿勢で前記接合対象物を支持する形状に形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第５の態様によると、接合対象物が前記芯線の先端側に向うのに従って徐々に前記押付け部から離れる姿勢で載置部により支持される。これにより、芯線の素線にその先端側に向う力を作用させ易い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
アンビル３２の上向きの載置部３３は、底部２３ａが芯線１２の先端側に向うのに従って徐々に押付け部３５から離れる姿勢で底部２３ａを支持する形状に形成されている。より具体的には、載置部３３は、芯線１２の先端側の部分が、芯線１２の基端側の部分に対し段部３３Ｓを介して凹む形状に形成されている。この載置部３３上に底部２３ａを載置して当該底部２３ａに下向きの力を加えると、図７に示すように、底部２３ａのうち芯線１２の基端側部分が段部３３Ｓの上側位置に支持された状態で、底部２３ａのうち芯線１２の先端側部分が載置部３３のうち芯線１２の先端側の凹部３３ｇ内に落込むように移動する。これにより、底部２３ａが芯線１２の先端側に向けて下向き傾斜する姿勢で、載置部３３上に支持される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
特に、本実施形態では、底部２３ａが芯線１２の先端側に向うのに従って徐々に押付け部３５から離れる姿勢で載置部により支持されるため、芯線１２の素線１３にその先端側に向う力を作用させ易い。