(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体部の外周を樹脂製の被覆部によって被覆した被覆電線と、金属導電性の接触子とを重ね合わせた状態で超音波加振により前記被覆部を飛散溶融させて被覆電線と接触子とを互いに導通接続する被覆電線の接続方法であって、前記接触子を第１の樹脂部品に埋設し、この第１の樹脂部品と第２の樹脂部品との間に前記被覆電線を挟んで前記被覆電線と前記接触子との間に前記第１の樹脂部品の樹脂部を介在させた状態で超音波加振して前記被覆部を飛散溶融させ、かつ前記第１の樹脂部品と前記第２の樹脂部品を溶着して前記被覆電線と前記接触子の接続状態を固定することを特徴とする被覆電線の接続方法。
【請求項２】
導体部の外周を樹脂製の被覆部によって被覆した被覆電線と、金属導電性の接触子とを重ね合わせた状態で超音波加振により前記被覆部を飛散溶融させて被覆電線と接触子とを互いに導通接続する被覆電線の接続構造であって、前記接触子が埋設された第１の樹脂部品と、この第１の樹脂部品との間に前記被覆電線が挟み込まれる第２の樹脂部品とからなり、
前記第１の樹脂部品と第２の樹脂部品との間に前記第１の樹脂部品の樹脂部を介在させた状態で超音波加振して前記被覆部を飛散溶融させ、かつ第１の樹脂部品と第２の樹脂部品を溶着して前記被覆電線と前記接触子の接続状態が固定されていることを特徴とする被覆電線の接続構造。
【請求項３】
請求項２記載の被覆電線の接続構造であって、
前記接続子が端子金具であり、この端子金具の接続片部が前記第１の樹脂部品に埋設されていることを特徴とする被覆電線の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆電線を接触子や端子或いは他の被覆電線と接続する接続方法及び接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被覆電線の接続には、超音波加振することにより樹脂製の被覆部を溶融飛散させて、内部の導体部を露出させ、この露出した導体部を他方の部材と接合することが従来より行われている。図１３は特公平７−７０３４５号公報に記載された従来の接続方法を示し、図１５は特開平９−２９３５７７号公報に記載された従来の接続方法を示し、いずれも上述した超音波加振を用いるものである。
【０００３】
図１３の方法では、第１及び第２の樹脂部品１，２を用いるものであり、第１の樹脂部品には溝部１ａが形成されると共に、溝部１ａにはさらに深くなっている小凹部１ｂが適宜設けられている。第２の樹脂部品２には溝部１ａに嵌合する凸部２ａが形成されると共に、小凹部１ｂに嵌合する小凸部２ｂが小凹部１ｂとの対応位置に突出している。
【０００４】
この方法では、金属板等からなるコンタクト部材３を第１の樹脂部品１の溝部１ａ内に挿入してセットし、このコンタクト部材３の上に被覆電線４を重ね合わせる。そして、図１３の矢印で示すように、第２の樹脂部品２を下降させて溝部１ａに凸部２ａを嵌合させることにより、第１の樹脂部品１及び第２の樹脂部品２によって、コンタクト部材３と被覆電線４との重ね合わせ部分を挟み、この挟み状態に対して外部から超音波加振する。
【０００５】
この超音波加振によって被覆電線４の被覆部が除去されるため、内部の導体部とコンタクト部材３とが導通する。又、第１及び第２の樹脂部品が相互に溶着して結合するため、図１４に示すように、導体部とコンタクト部材３とが導通接続した状態で固定される。
【０００６】
図１５に示す方法は、複数の被覆電線４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを端末部で導通接続するものであり、複数の被覆電線４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが接続部５で重なり合うように相互に絡め合わされている。この絡み合っている接続部５を一対の樹脂部品６，７で挟み、樹脂部品６，７をアンビル及びホーン（いずれも図示省略）によって加圧及び超音波加振する。これにより、被覆電線４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの導体部が接続部５で露出して相互に導通接続し、さらに一対の樹脂部品６，７が溶着する。従って、導通接続した導体部の周りが樹脂によって覆われた状態となって接続部５が固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１３及び図１４に示す接続方法は、被覆電線４を金属板からなるコンタクト部材３及び樹脂部品２で挟んで超音波加振しており、熱伝導率が異なった金属及び樹脂に対して超音波加振を行っている。このため、発熱に差が生じ被覆電線４の被覆部を超音波加振によって除去する除去効果が低下し、被覆部を円滑に除去することができない。これにより、コンタクト部材３との接続部分に被覆電線４の被覆部が残存していたり、残存している被覆部からガスが発生し、これらによって接触抵抗が増加する問題を有している。又、発生したガスによって被覆電線４の導体部やコンタクト部材が劣化する問題も有している。
【０００８】
一方、図１５に示す接続方法では、複数の被覆電線を絡める作業が必要であり、作業性が悪くなっている。又、被覆電線を絡み合わせた状態とするため、超音波加振時に被覆電線の被覆部を確実に除去することが難しく、被覆部が接続部５に残存する。これにより、接触抵抗が増加すると共に、ガスが発生して被覆電線の導体部が劣化する同様な問題を有している。
【０００９】
そこで、本発明は、被覆電線の被覆部を超音波加振によって確実に除去することができ、これにより接触抵抗を低減させ、しかも導通接続される部材や導体部の劣化を防止することが可能な被覆電線の接続方法及び接続構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の接続方法は、導体部の外周を樹脂製の被覆部によって被覆した被覆電線と、金属導電性の接触子とを重ね合わせた状態で超音波加振により前記被覆部を飛散溶融させて被覆電線と接触子とを互いに導通接続する被覆電線の接続方法であって、前記接触子を第１の樹脂部品に埋設し、この第１の樹脂部品と第２の樹脂部品との間に前記被覆電線を挟んで前記被覆電線と前記接触子との間に前記第１の樹脂部品の樹脂部を介在させた状態で超音波加振して前記被覆部を飛散溶融させ、かつ前記第１の樹脂部品と前記第２の樹脂部品を溶着して前記被覆電線と前記接触子の接続状態を固定することを特徴とする。
【００１１】
この方法では、導通接続される部材の少なくとも一方が被覆電線であり、この被覆電線と他方の部材との間に樹脂部品の樹脂部を介在させ、この状態で超音波加振及び加圧するものである。従って、被覆電線と他方の部材とが直接に接触することがなく、樹脂からなる被覆電線の被覆部は樹脂部と接触した状態で超音波加振される。
【００１２】
樹脂相互間では、樹脂と金属との間の熱伝導率の差に比べて熱伝導率の差が極めて小さく、超音波加振による被覆電線の被覆部及び樹脂部の発熱が同等となる。このため、被覆電線の被覆部が良好に溶融飛散されて被覆電線の導体部と他方の部材との間に被覆部が残存することがなくなる。従って、被覆部の残存に起因した接触抵抗の増加や、ガス発生による導体部や他方の部材の劣化がなくなる。
【００１４】
この発明では、他方の部材が樹脂部品の一方に埋設されているため、被覆電線被覆部と他方の部材との間に、一方の樹脂部品の表面部分が樹脂部として介在する。このため、被覆電線と他方の部材との直接々触がなくなり、被覆部を良好に飛散させることができる。この発明では、他方の部材が樹脂部品に埋設されているため、被覆電線を樹脂部品に重ねることにより、被覆電線の被覆部と他方の部材との間に樹脂部品の樹脂部が自動的に介在する。このため、導通接続の操作性が向上する。
【００１５】
請求項２の発明の接続構造は、導体部の外周を樹脂製の被覆部によって被覆した被覆電線と、金属導電性の接触子とを重ね合わせた状態で超音波加振により前記被覆部を飛散溶融させて被覆電線と接触子とを互いに導通接続する被覆電線の接続構造であって、前記接触子が埋設された第１の樹脂部品と、この第１の樹脂部品との間に前記被覆電線が挟み込まれる第２の樹脂部品とからなり、
前記第１の樹脂部品と第２の樹脂部品との間に前記第１の樹脂部品の樹脂部を介在させた状態で超音波加振して前記被覆部を飛散溶融させ、かつ第１の樹脂部品と第２の樹脂部品を溶着して前記被覆電線と前記接触子の接続状態が固定されていることを特徴とする。
【００１６】
この構造では、被覆電線と他方の部材との間に樹脂部が介在するため、被覆電線と他方の部材とが直接に接触することがなく、樹脂からなる被覆電線の被覆部は同等の熱伝導率の樹脂部と接触した状態で超音波加振される。従って、被覆電線の被覆部が良好に飛散されて被覆電線の導体部と他方の部材との間に被覆部が残存することがなく、被覆部の残存に起因した接触抵抗の増加や、ガス発生による導体部や他方の部材の劣化を防止できる。
【００１８】
この発明では、他方の部材が一方の樹脂部品に埋設されているため、そのままで超音波加振を行うことができ、操作性が向上する。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項２記載の被覆電線の接続構造であって、前記接続子が端子金具であり、この端子金具の接続片部が前記第１の樹脂部品に埋設されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、他方の部材が端子金具からなるため、接触抵抗の増加や端子金具の劣化のない状態で被覆電線が接続された端子とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の一実施形態の接続の手順、図４はその断面図であり、図１に示すように、この実施の形態では、第１の樹脂部品１１及び一対の第２の樹脂部品１２を用いる。
【００２２】
第１の樹脂部品１１は水平板部１３の両端部分に垂直板部１４が一体的に設けられた断面Ｈ字形となっている。この第１の樹脂部品１１の水平板部１３には、導電性金属板からなる接触子１５が埋設される。
【００２３】
接触子１５は水平な一対の接続片部１５ａ、１５ｂが一端側の連結辺部１５ｃによって連結されたコ字形に成形されている。接触子１５は水平板部１３に埋設されることにより、図４（ａ）で示すように、接続片部１５ａ、１５ｂが水平板部１３の上下の表面に位置した樹脂部１６に近接し、且つ樹脂部１６の下側に沿った状態となる。
【００２４】
この接触子１５の埋設は、図１に示すように、側面部分に埋設孔１７が開口されている第１の樹脂部品１１を成形した後、埋設孔１７内に接触子１５を差し込むことにより簡単に行うことができる。又、これに限らず、第１の樹脂備品１１を成形する金型のキャビティ内に接触子１５をインサートして射出成形するインサート成形によって埋設しても良い。
【００２５】
一対の第２の樹脂部品１２は平板状に成形されている。この一対の第２の樹脂部品１２は第１の樹脂部品１１に上下から嵌合して第１の樹脂部品１１の水平板部１３の上下面に重ね合わせられる。
【００２６】
この実施形態では、以上の部材を用いて被覆電線２１の導体部２２と接触子１５とを導通接続するものである。被覆電線２１は図３及び図４に示すように、芯線である導体部２２と、この導体部２２の周囲を被覆する樹脂からなる被覆部２３とによって形成されており、導体部２２は露出させることなく導通接続に用いられる。
【００２７】
被覆電線２１の被覆部２３の樹脂としては、塩化ビニル樹脂が使用される。一方、第１の樹脂部品１１及び第２の樹脂部品１２は、アクリル系樹脂、ＡＢＳ（アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体）系樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）系樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）系樹脂等を使用される。これらの樹脂は被覆電線２１の被覆部２３の樹脂に比して硬質である特性を有している。
【００２８】
導通接続は、まず、図３に示すように、接触子１５を埋設した第１の樹脂部品１１に対し、複数の被覆電線２１の端末部を接触させる。これは第１の樹脂部品１１の水平板部１３の上下面に被覆電線２１の端末部を接触させることにより行う。その後、図２に示すように、第２の樹脂部品１２を第１の樹脂部品１１に嵌合させて、第１の樹脂部品１１及び第２の樹脂部品１２とによって被覆電線２１の端末部を挟む。
【００２９】
この状態では、図４（ａ）で示すように、被覆電線２１の被覆部２３が第１の樹脂部品１１の水平板部１３に接触しており、これにより被覆部２３と水平板部１３内の接触子１５の接続片部１５ａ、１５ｂとの間には、水平板部１３の表面部分の樹脂部１６が介在している。この状態で、図３で示すアンビル１８及びホーン１９を上下の第２の樹脂部品１２に当接させ、加圧しながらホーン１９を超音波加振する。
【００３０】
この超音波加振では、被覆電線２１と接触子１５とが直接に接触することがなく、樹脂からなる被覆電線２１の被覆部２３は第１の樹脂部品１１における水平板部１３の表面側の樹脂部１６と接触した状態となっている。又、樹脂相互間では、樹脂と金属との間の熱伝導率の差に比べて熱伝導率の差が極めて小さく、超音波加振による被覆電線２１の被覆部２３及び第１の樹脂部品１１の樹脂部１６の発熱が同等となる。しかも、樹脂部品１１，１２は被覆電線２１の被覆部２３よりも硬質となっており、超音波加振によって樹脂部品１１，１２が溶融する前に被覆電線２１の被覆部２３が溶融飛散する。このため、被覆電線２１の導体部２２が露出する。
【００３１】
さらに加圧及び超音波加振を継続することにより、樹脂部品１１，１２が界面部分で溶融し、これにより図４（ｂ）で示すように、被覆電線２１の導体部２２と接触子１５の接続片部１５ａ、１５ｂとが接触して導通する。これにより、複数の被覆電線２１が接触子１５を介して相互に接続される。又、これと同時に樹脂部品１１，１２が界面で溶着し、導体部２２と接触子１５との導通接続部分が樹脂部品１１，１２によって固定される。
【００３２】
このような導通接続では、被覆電線２１の被覆部２３と接触子１５との間に第１の樹脂部品１１表面の樹脂部１６が介在しており、被覆部２３と樹脂部１６とが同等に発熱することができる。このため、被覆電線２１の被覆部２３が良好に飛散して、被覆電線２１の導体部２２と接触子１５との間に被覆部２３が残存することがなくなる。これにより、被覆部２３の残存に起因した接触抵抗の増加がなくなると共に、残存した被覆部２３からガスが発生することがなく、導体部２２や接触子１５の劣化がなくなる。
【００３３】
又、複数の被覆電線２１を絡めることなく接触子１５を介して相互に接続することができるため、作業性が向上する。
【００３４】
さらに、この実施形態では、接触子１５を第１の樹脂部品１１に予め埋設することにより、被覆電線２１と第１の樹脂部品１１との間に樹脂部１６を自動的に介在させることができる。このため、樹脂部１６を介在させる手間が省け、導通接続の作業性が向上する。
【００３５】
図５〜図７は以上の実施形態における他方の部材としての接触子１５の埋設方法を変えた他の実施形態を示し、同一の部分には同一の符号を付して対応させてある。この形態では、接触子１５を第１の樹脂部品１１の水平板部１３に対して直接にインサートするものである。このため、水平板部１３の前面部分には、接触子１５が差し込まれる埋設孔２４が開口されている。
【００３６】
この形態においても、図６に示すように上述した形態と同様に、被覆電線２１と接触子１５との間に水平板部１３表面の樹脂部１６が介在して、これらの直接的な接触が防止されている。このため、被覆電線２１の被覆部２３を良好に溶融飛散させることができ、図７に示すように被覆電線２１の導体部２２と接触子１５の接続片部１５ａ、１５ｂとを確実に接触させることができ、接触抵抗の増加のない導通接続を行うことができる。
【００３７】
図８及び図９は、さらに別の変形々態を示す。この形態では、他方の部材としての接触子２５を板状とし、この接触子２５を一対の第２の樹脂部品１２に埋設するものである。接触子２５の第２の樹脂部品１２への埋設は第１の樹脂部品１１に近接した表面側に対して行う。これにより、第２の樹脂部品１２の表面側には、被覆電線２１と接触子２５との間に介在する樹脂部２６が形成される。
【００３８】
この形態では、第１の樹脂部品１１の水平板部１３に被覆電線２１を接触させた状態で、第２の樹脂部品１２を第１の樹脂部品１１に嵌合させることにより、被覆電線２１を樹脂部品１１，１２で挟み、この挟み込み状態で加圧及び超音波加振する。この形態においても、被覆電線２１と接触子２５との間に第２の樹脂部品１２の樹脂部２６が介在しているため、被覆電線２１の被覆部２３と樹脂部品１１，１２とが同様に発熱する。このため、被覆電線２１の被覆部２３を良好に飛散溶融させることができ、接触抵抗の増加なく、被覆電線２１の導体部２２と接触子２５とを導通接続することができる。
【００３９】
図１０〜図１２は、端子金具３１に適用した形態を示す。この形態の端子金具３１は図１０に示すように、ねじ締め片部３２を先端部分に有すると共に、基端部分には、図１２に示すように接続片部３３が連設されている。接続片部３３は平板状となっており、この平板状の接続片部３３が平板チップ状の第１の樹脂部品３４に埋設されている。接続片部３３の埋設は、図１２に示すように、第１の樹脂部品３４の表面に近接した位置に対して行われ、これにより第１の樹脂部品３４の表面には樹脂部（図示省略）が形成される。
【００４０】
このような端子金具３１を一体的に有した第１の樹脂部品３４の表面に被覆電線２１を接触させ、平板チップ状の第２の樹脂部品３５によって被覆電線２１を挟み込み、この挟み込み状態で加圧及び超音波加振する。これにより、図１１に示すように、第１及び第２の樹脂部品３４，３５が溶着されて被覆電線２１が固定される。又、この加圧及び超音波加振によって被覆電線２１の被覆部２３が良好に飛散溶融するため、図１２に示すように、被覆電線２１の導体部２２と接触片部３３とが確実に接触導通し、接触抵抗の増加のない導通接続が行われたねじ締め端子を作製することができる。
【００４１】
なお、本発明は、被覆電線２１及び樹脂部品を用い、加圧及び超音波加振するものであれば、以上の実施形態の限定されることなく、種々応用できるものであり、例えば、被覆電線と被覆電線との接続、被覆電線と通常の端子との接続、被覆電線とコネクタとの接続、その他の接続構造に使用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、被覆電線と他方の部材との間に樹脂部を介在させた状態で超音波加振及び加圧するため、被覆電線と他方の部材とが直接に接触することがない。このため、被覆電線の被覆部が良好に飛散溶融して被覆電線の導体部と他方の部材との間に被覆部が残存することがなくなる。従って、被覆部の残存に起因した接触抵抗の増加や、ガス発生による導体部や他方の部材の劣化がなくなる。
【００４３】
また、他方の部材が樹脂部品の一方に埋設されているため、樹脂部品の樹脂部を介在させるための手間が不要となり、導通接続の操作性が向上する。
【００４４】
請求項２の発明によれば、被覆電線と他方の部材との間に樹脂部が介在するため、被覆電線と他方の部材とが直接に接触することがなく、被覆電線の被覆部が良好に飛散溶融され、被覆電線の導体部と他方の部材との間に被覆部が残存することがなく、被覆部の残存に起因した接触抵抗の増加や、ガス発生による導体部や他方の部材の劣化を防止できる。
【００４５】
また、他方の部材が一方の樹脂部品に埋設されているため、そのままで超音波加振を行うことができ、操作性が向上する。
【００４６】
請求項３の発明によれば、接触抵抗の増加や端子金具の劣化のない状態で被覆電線が接続された端子と接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の接触子の埋設を示す分解斜視図である。
【図２】一実施形態における樹脂部品による被覆電線の挟み込み状態を示す斜視図である。
【図３】一実施形態の加圧及び超音波加振における配置を示す分解斜視図である。
【図４】一実施形態の作用を示し、（ａ）は樹脂部を設けた状態の断面図、（ｂ）は加圧及び超音波加振を行った後の断面図である。
【図５】接触子を異なった方向から埋設する形態の分解斜視図である。
【図６】図５の形態における樹脂部を設けた状態の断面図である。
【図７】図５の形態における加圧及び超音波加振を行った後の断面図である。
【図８】接触子を別の樹脂部品に埋設した状態の断面図である。
【図９】接触子を別の樹脂部品に埋設して加圧及び超音波加振した後の断面図である。
【図１０】端子金具に適用した形態の分解斜視図である。
【図１１】端子金具に適用した形態の溶着後の斜視図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】（ａ）は従来の接続構造における接続前を示す断面図、（ｂ）はその正面図である。
【図１４】図１３の従来の接続構造における接続語の断面図である。
【図１５】別の従来の接続構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１１  第１の樹脂部品
１２  第２の樹脂部品
１５  ２５  接触子（他方の部材）
１６  ２６  樹脂部
２１  被覆電線
２２  導体部
２３  被覆部
３１  端子金具
３３  接続片部
３４  第１の樹脂部品
３５  第２の樹脂部品
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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