特許 7178289 電線接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-16

(45)【発行日】2022-11-25

(54)【発明の名称】電線接続方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 43/02 20060101AFI20221117BHJP

   H01R 4/02 20060101ALN20221117BHJP

【ＦＩ】

H01R43/02 B

H01R4/02 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019031438

(22)【出願日】2019-02-25

(65)【公開番号】P2020136203

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2022-01-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】391045897

【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100182888

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100196357

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 吉章

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】中山 智裕

(72)【発明者】

【氏名】中村 肇宏

【審査官】山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１４９４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１３４３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００９２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４４８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３８３２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ ４３／０２

Ｈ０１Ｒ ４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体が絶縁被覆で被覆された少なくとも１本以上の被覆電線を含む、導電性を有する被接合体を電線接続装置で接続する電線接続方法であって、
前記被接合体を前記電線接続装置の配置部に配置する配置工程と、
前記電線接続装置の超音波振動を付与する圧縮振動部が、前記配置部に配置された前記被接合体に対して所定の相対位置となるまで、略一定の第１圧縮力を前記被接合体に作用させながら超音波振動を付与して前記被接合体を接合する第１接合工程と、
前記圧縮振動部が前記相対位置に達した後、前記相対位置を維持し、
前記被接合体に作用する圧縮力を前記第１圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して前記被接合体を接合する第２接合工程とを行う
電線接続方法。

【請求項2】

前記相対位置を接合相対位置とし、
被接合体を、前記第１圧縮力以上の第２圧縮力で、前記圧縮振動部が前記相対位置より前記被接合体に対して離れた圧縮相対位置となるように位置制御しながら圧縮する圧縮工程を、前記第１接合工程の前に行う
請求項１に記載の電線接続方法。

【請求項3】

前記圧縮工程終了後、前記第１接合工程の前に、前記被接合体に作用させる前記圧縮振動部の圧縮力を、前記第１圧縮力より小さい所定の第３圧縮力まで低下させる
請求項２に記載の電線接続方法。

【請求項4】

前記被接合体は、複数の前記被覆電線であり、
前記配置工程は、複数の前記被覆電線の先端部における前記絶縁被覆を剥いで露出された前記導体を前記配置部に配置する
請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の電線接続方法。

【請求項5】

前記被接合体は、複数の前記被覆電線と、導電性の管状体とであり、
前記配置工程は、複数の前記被覆電線の先端部における前記絶縁被覆を剥いで露出された前記導体が前記管状体に前記導体が挿入された状態で前記配置部に配置する
請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の電線接続方法。

【請求項6】

前記被接合体は、前記被覆電線と、該被覆電線と接合される端子とを含み、
前記配置工程は、前記被覆電線の先端部における前記絶縁被覆を剥いで露出された前記導体と前記端子の接合部とを前記配置部に配置する
請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の電線接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自動車用のワイヤハーネスを構成する複数の被覆電線における芯線や撚り線などの導体同士を接合する電線接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等に装備された電装機器は、複数の被覆電線を束ねたワイヤハーネスを介して、別の電装機器や電源装置と接続して電気回路を構成している。この際、ワイヤハーネスと電装機器や電源装置とは、それぞれに装着したコネクタ同士で接続される。

【0003】

上述のワイヤハーネスを構成する複数の被覆電線同士や被覆電線の導体と端子などの被接合体を接続する方法としては、例えば、特許文献１に記載するような電線接続装置を用い、被接合体に超音波振動を作用させて超音波接合する方法が採用される。

【0004】

具体的には、被接合体を受ける被接合体受け部であるアンビル（配置部）に被接合体を配置し、超音波振動を作用させるホーン（圧縮振動部）をアンビル（配置部）に配置した束ねた被接合体に当接させて超音波接合する。

【0005】

しかしながら、このようにアンビル（配置部）に配置した被接合体に超音波振動を作用させて超音波接合するためには、ホーン（圧縮振動部）を被接合体に対して所定の圧力で加圧しながら当接させる必要がある。そのため、超音波接合する被接合体が圧縮され、ホーン（圧縮振動部）やアンビル（配置部）等に固着するおそれがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０００－１８８０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この発明は、導体が絶縁被覆で被覆された被覆電線を含む、導電性を有する被接合体を電線接続装置で接合しても、圧縮振動部や配置部に被接合体が固着しない電線接続方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明は、導体が絶縁被覆で被覆された少なくとも１本以上の被覆電線を含む、導電性を有する被接合体を電線接続装置で接続する電線接続方法であって、前記被接合体を前記電線接続装置の配置部に配置する配置工程と、前記電線接続装置の超音波振動を付与する圧縮振動部が、前記配置部に配置された前記被接合体に対して所定の相対位置となるまで、略一定の第１圧縮力を前記被接合体に作用させながら超音波振動を付与して前記被接合体を接合する第１接合工程と、前記圧縮振動部が前記相対位置に達した後、前記相対位置を維持し、前記被接合体に作用する圧縮力を前記第１圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して前記被接合体を接合する第２接合工程とを行うことを特徴とする。

【0009】

上記導体は、例えば、アルミニウム製素線、アルミニウム合金製素線、銅製素線、銅合金製素線等の導電性を有する素線を複数撚り合せた撚り線、あるいは、導電性を有する単線を含む概念である。なお、撚り線の場合、単一の金属種の素線で構成された撚り線、あるいは複数の金属種の素線が混在した撚り線であってもよい。

【0010】

上述の少なくとも１本以上の被覆電線を含む、導電性を有する被接合体は、複数の被覆電線の導体同士、１本の被覆電線において導体を構成する撚線などの素線同士、１本の被覆電線における導体と接続端子などの端子との組み合わせ、被覆電線において導体と、導体を内部に挿入するジョイント管などの管状体との組み合わせなどとすることができる。
上述の前記被接合体に対する所定の相対位置は、前記被接合体に対して圧縮振動部が超音波振動を作用させて超音波接合できる位置である。

【0011】

この発明により、圧縮振動部や配置部に固着することなく、被接合体を超音波接合することができる。
詳述すると、前記被接合体を接合する第１接合工程において、配置部に配置した前記被接合体に対する所定の相対位置に位置制御された前記圧縮振動部で第１圧縮力を作用させながら超音波振動させて前記被接合体を超音波接合し、第２接合工程において、前記圧縮振動部が前記相対位置に達した後、前記相対位置を維持し、前記被接合体に作用する圧縮力を前記第１圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して前記被接合体を接合するため、超音波接合する被接合体の変形を制御でき、位置制御することなく、一定の圧縮力で圧縮しながら超音波振動を作用させて超音波接合する場合のように圧縮振動部や配置部に固着することなく、被接合体を超音波接合することができる。

【0012】

また、前記被接合体に対する相対位置に位置制御して前記圧縮振動部が超音波振動して被接合体を超音波接合するため、被接合体の材料ばらつき等の影響が低減し、接合条件のロバスト性を向上することができる。

【0013】

さらに、溶融温度が異なる金属で構成された被接合体同士を接合する場合であっても、超音波接合する被接合体の圧縮変形及び溶融を制御でき、圧縮振動部や配置部に固着することを防止できる。

【0014】

具体的には、溶融温度が異なる金属で構成された被接合体同士を超音波接合する際には、溶融温度が低い金属で構成された被接合体が、溶融温度が高い金属で構成された被接合体に比べて溶融しやすいため、接合する際に溶融温度が低い金属で構成された被接合体は圧縮されやすくなるものの、第１接合工程において、所定の相対位置に位置制御された前記圧縮振動部が第１圧縮力を作用させながら超音波接合するとともに、第２接合工程において、前記相対位置に維持された前記圧縮振動部が、圧縮力を低下させながら超音波振動を付与して前記被接合体を接合するため、超音波接合する被接合体の圧縮変形及び溶融を制御でき、圧縮振動部や配置部に固着することを防止できるとともに、ロバスト性をさらに向上することができる。

【0015】

またこの発明の態様として、前記相対位置を接合相対位置とし、被接合体を、前記第１圧縮力以上の第２圧縮力で、前記圧縮振動部が前記相対位置より前記被接合体に対して離れた圧縮相対位置となるように位置制御しながら圧縮する圧縮工程を、前記第１接合工程の前に行ってもよい。

【0016】

この発明により、被接合体を圧縮した上で、超音波接合でき、より確実に接合することができる。
詳述すると、前記接合工程前に、前記圧縮振動部により前記第１圧縮力より大きな所定の第２圧縮力で前記被接合体を予め圧縮するため、第１接合工程では圧縮された被接合体に対して、前記接合相対位置となるように位置制御された前記圧縮振動部で前記第１圧縮力及び超音波振動を作用させることができる。

【0017】

そのため、単に、被接合体に超音波振動を作用させて接合する場合に比べ、接合対象である圧縮された被接合体における例えば上下部分など断面における温度差を抑制し、確実に超音波接合することができる。

【0018】

また、前記接合工程前に、前記圧縮相対位置となるように位置制御された前記圧縮振動部で、前記第１圧縮力以上の第２圧縮力で圧縮された被接合体は、被接合体同士あるいは被接合体を構成する要素同士が密着しているため、被接合体間あるいは要素間の摩擦ロスが軽減され、単に被接合体に超音波振動を作用させて接合する場合に比べ、より効率的に、つまり低エネルギーで超音波接合することができる。

【0019】

またこの発明の態様として、前記圧縮工程終了後、前記第１接合工程の前に、前記被接合体に作用させる前記圧縮振動部の圧縮力を、前記第１圧縮力より小さい所定の第３圧縮力まで低下させてもよい。

【0020】

この発明により、圧縮した被接合体をより確実に接合することができる。
詳述すると、前記第１圧縮力より大きな所定の第２圧縮力で被接合体を圧縮する前記圧縮工程終了後の前記第1接合工程の前に、前記被接合体に作用させる前記圧縮振動部の圧縮力を、一旦、前記第１圧縮力より小さい所定の第３圧縮力まで低下させてから、超音波振動を作用させながら前記第１圧縮力まで増大させることで、圧縮した被接合体に作用する負荷を低減しながら、より確実に接合することができる。

【0021】

またこの発明の態様として前記被接合体は、複数の前記被覆電線であり、前記配置工程は、複数の前記被覆電線の先端部における前記絶縁被覆を剥いで露出された前記導体を前記配置部に配置してもよい。
この発明により、複数の前記被覆電線の導体同士を、圧縮振動部や配置部に固着することなく、確実に超音波接合することができる。

【0022】

なお、複数の前記被覆電線は、それぞれが、溶融温度が異なる金属製の前記導体で構成された場合であっても、超音波接合する導体の圧縮変形及び溶融を制御でき、圧縮振動部や配置部に固着することを防止できる。

【0023】

上述の溶融温度が異なる金属製の前記導体で構成された前記被覆電線は、アルミニウム製やアルミニウム合金製の導体を絶縁被覆で被覆して構成した被覆電線と、銅製や銅合金製の導体を絶縁被覆で被覆して構成した被覆電線などのように、各被覆電線の導体を構成する金属種が異なることを指す。

【0024】

またこの発明の態様として前記被接合体は、複数の前記被覆電線と、導電性の管状体とであり、前記配置工程は、複数の前記被覆電線の先端部における前記絶縁被覆を剥いで露出された前記導体が前記管状体に前記導体が挿入された状態で前記配置部に配置してもよい。

【0025】

この発明により、前記被覆電線の前記導体が前記管状体に挿入された状態で、圧縮振動部や配置部に固着することなく、前記導体と前記管状体とを確実に超音波接合することができる。なお、複数の前記被覆電線の前記導体をまとめて管状体に挿入しても、複数の前記導体と前記管状体とを超音波接合することができる。

【0026】

またこの発明の態様として前記被接合体は、前記被覆電線と、該被覆電線と接合される端子とを含み、前記配置工程は、前記被覆電線の先端部における前記絶縁被覆を剥いで露出された前記導体と前記端子の接合部とを前記配置部に配置してもよい。
この発明により、前記被覆電線の前記導体と前記端子の接合部とを、圧縮振動部や配置部に固着することなく、確実に超音波接合することができる。

【発明の効果】

【0027】

この発明によれば、導体が絶縁被覆で被覆された被覆電線を含む、導電性を有する被接合体を電線接続装置で接合しても、圧縮振動部や配置部に被接合体が固着しない電線接続方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】接合対象である複数の被覆電線に関する説明図。

【図2】電線接続装置の概略ブロック図。

【図3】電線接続方法のフローチャート。

【図4】電線接続装置の主要部の概略説明図。

【図5】電線接続装置の主要部の接合動作の概略説明図。

【図6】電線接続装置における導体に対するホーンの圧縮力と相対位置の関係を示すグラフ。

【図7】接合対象である被覆電線とジョイント管について説明する説明図。

【図8】接合対象である被覆電線と端子について説明する説明図。

【図9】別の実施形態の電線接続装置における導体に対するホーンの圧縮力と相対位置の関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0029】

この発明の一実施形態を以下図面に基づいて詳述する。
図１は接合対象である複数の被覆電線１に関する説明図を示し、詳しくは、図１（ａ）は接合対象である複数の被覆電線１を複数並列配置した状態の平面図を示し、図１（ｂ）は並列配置した複数の被覆電線１の導体３を束ねた状態の平面図を示し、図１（ｃ）は複数の被覆電線１の導体３を接合して構成した接合電線１ａの平面図を示している。

【0030】

また、図２は電線接続装置１０の概略ブロック図を示し、図３は電線接続方法のフローチャートを示している。
図４は電線接続装置１０の主要部１０ａの概略説明図を示し、詳しくは、 図４（ａ）は電線接続装置１０の主要部１０ａに対して複数の被覆電線１を配置する前の状態の概略斜視図を示し、図４（ｂ）は電線接続装置１０の主要部１０ａに複数の被覆電線１を配置した状態の概略斜視図を示している。

【0031】

図５は電線接続装置１０の主要部１０ａの接合動作の概略説明図を示し、詳しくは、図５（ａ）は電線接続装置１０の主要部１０ａに対して被覆電線１を配置した状態の断面図を示し、図５（ｂ）は電線接続装置１０の主要部１０ａを構成するアンビル１１に対してホーン１２と規制部１３が近接する方向に移動した状態の断面図を示し、図５（ｃ）はホーン１２が第２圧縮力で複数の導体３をプレ圧縮する状態の断面図を示し、図５（ｄ）はホーン１２が導体３に対する接合時下死点まで移動した状態の断面図を示している。
図６は電線接続装置１０における導体３に対するホーン１２の圧縮力と相対位置の関係を示すグラフである。

【0032】

以下で説明する本発明の電線接続方法は、導体３が絶縁被覆２で被覆された被覆電線１を長手方向Ｌに沿って複数配置するとともに、長手方向Ｌに沿って配置された複数の被覆電線１の導体３に所定の圧縮力を作用させながら超音波振動を付与して複数の被覆電線１の導体３を接合した導体接合部３ａによって接合された接合電線１ａを構成するための方法であり、後述する電線接続装置１０を用いて行う。

【0033】

接合する被覆電線１は、複数の素線を撚り合せた撚り線を撚り合わせた撚り線である導体３と、導体３の外側を被覆する絶縁被覆２とで構成された被覆電線である。
なお、複数の被覆電線１のうち少なくとも１本の導体３はアルミニウム合金製の素線による撚り線であり、他の被覆電線１の導体３は銅合金製の素線による撚り線で構成している。つまり、接合対象である複数の導体３は異種金属接合となる。

【0034】

このように構成した複数の被覆電線１の導体３を接合するためには、例えば、図１（ａ）及び図４に示すように、長手方向Ｌに沿う３本の被覆電線１を幅方向に並列配置するとともに、３本の被覆電線１同士の間の上方に被覆電線１を配置し、全部で５本の被覆電線１を配置している。なお、導体３は、被覆電線１の先端部における絶縁被覆２を剥いで被覆電線１の先端部分において露出している。

【0035】

図１（ｂ）に示すように、上述のように配置した５本の被覆電線１の導体３同士を束ね、後述する電線接続装置１０で、束ねた導体３に超音波振動を作用させ、超音波接合して導体接合部３ａを構成し、導体接合部３ａを介して複数の被覆電線１を電気的且つ物理的に接合した接合電線１ａを構成する。

【0036】

複数の被覆電線１の導体３を接合して接合電線１ａを構成する電線接続装置１０は、図４（ａ）に示すように、複数の導体３を配置するアンビル１１と、アンビル１１に配置した導体３に対して上方から近接して、導体３に超音波振動を作用させるホーン１２と、ホーン１２の底面に沿って幅方向Ｗに移動して、複数の導体３の幅方向Ｗを規制する規制部１３とで構成する主要部１０ａを有している。

【0037】

また、電線接続装置１０は、図２に示すように、主要部１０ａを構成するホーン１２を超音波振動させる超音波振動発生部２１、ホーン１２を上下方向に移動させるホーン駆動部２２、規制部１３を幅方向Ｗに移動させるジョー駆動部２３と、超音波振動発生部２１、ホーン駆動部２２及びジョー駆動部２３が接続され、超音波振動発生部２１、ホーン駆動部２２及びジョー駆動部２３を制御する制御部２４と、制御部２４に接続された計時部２５とが備えられている。

【0038】

このように構成された電線接続装置１０は、制御部２４に制御によって、ホーン１２の超音波振動のＯＮ／ＯＦＦを制御したり、ホーン１２の可変する所定圧力での上下移動や、ホーン１２の下方移動における下死点（導体３に対する所定位置である圧縮時下死点や接合時下死点）での移動停止、つまり、下死点制御を行うことができる。

【0039】

つまり、制御部２４は、アンビル１１に束ねて配置した導体３に対してホーン１２で第２圧縮力を作用させて圧縮したり、第１圧縮力で圧縮しながら超音波振動を付与し、ホーン１２が所定の位置となると、当該位置に維持されたホーン１２が束ねた導体３に対して所定の圧縮力を作用させながら超音波振動を付与するようにプログラミングされている。

【0040】

さらに制御部２４は、計時部２５が接続されており、計時部２５によって計時された時間や時刻によって、超音波振動発生部２１、ホーン駆動部２２及びジョー駆動部２３の駆動を時間制御することができる。

【0041】

続いて、図３に示すフローチャートを参照して、電線接続装置１０を用いた被覆電線１の電線接続方法を以下で説明する。なお、本実施形態では、アルミ合金製の導体３を有する被覆電線１と銅合金製の導体３を有する被覆電線１とを５本接合する場合について、図４乃至図６とともに説明する。

【0042】

なお、図５において前工程のホーン１２及び規制部１３の位置を破線で示している。また、図６は、後述する各ステップにおける導体３に対するホーン１２の圧縮力と、電線接続装置１０において下方移動するホーン１２の高さとの関係を示すグラフであり、図６のグラフにおいてホーン１２が超音波振動している部分について太線で示している。

【0043】

図４及び図５（ａ）に示すように、被覆電線１の先端の絶縁被覆２を剥いで導体３を所定長さ露出させるとともに、複数を並列配置した被覆電線１の導体３をアンビル１１の上面に配置する（ステップｓ１：配置工程）。

【0044】

そして、図５（ｂ）に示すように、規制部１３をホーン１２の底面に沿って幅方向Ｗの内側に移動させるとともに、規制部１３とともにホーン１２をアンビル１１に近づくように下方移動させる。

【0045】

さらに、図５（ｃ）に示すように、規制部１３をホーン１２の底面に沿って、規制部１３の幅方向Ｗの内側の側面がアンビル１１の側面に当接するまで幅方向Ｗの内側に移動させるとともに、制御部２４によって制御して、ホーン駆動部２２を稼働させて、後述する第１圧縮力より高い第２圧縮力で導体３を圧縮するまで、規制部１３とともにホーン１２を下方移動させる（ステップｓ２：プレ圧縮工程）。

【0046】

なお、このホーン１２による導体３のプレ圧縮工程（ステップｓ２）において、ホーン１２がアンビル１１に配置された導体３に対して圧縮時下死点まで移動するまで継続する（ステップｓ３：Ｎｏ）。

【0047】

ホーン１２の下方移動が圧縮時下死点に達すると（ステップｓ３：Ｙｅｓ）、制御部２４はホーン駆動部２２を制御して、ホーン１２の圧縮力（第２圧縮力）を、後述する第１圧縮力より低い第３圧縮力まで低下させる（図６参照）。なお、図６に示すように、圧縮力（第２圧縮力）をから第３圧縮力まで低下させたホーン１２は、圧縮力の低下に伴って圧縮時下死点から一旦上昇する。

【0048】

そして、アンビル１１に配置した導体３への圧縮力を低下させたホーン１２は、図６に示すように、制御部２４が超音波振動発生部２１及びホーン駆動部２２を制御して、ホーン１２を超音波振動させる（ステップｓ４）とともに、第２圧縮力より低く、且つ第３圧縮力より高い第１圧縮力で導体３を圧縮しながら超音波接合する（ステップｓ５：第１接合工程）。

【0049】

このように、図５（ｄ）に示すように、第２圧縮力より低く、且つ第３圧縮力より高い第１圧縮力で導体３を圧縮しながら超音波接合する圧縮接合において、ホーン１２がアンビル１１に配置された導体３に対する所定位置である接合時下死点まで移動するまで継続する（ステップｓ６：Ｎｏ）。

【0050】

ホーン１２の下方移動が接合時下死点に達すると（ステップｓ６：Ｙｅｓ）、制御部２４はホーン駆動部２２を制御してホーン１２の下方移動を停止するとともに、計時部２５の計時を開始する。そして、所定時間が経過するまで（ステップｓ７：Ｎｏ）、超音波振動発生部２１及びホーン駆動部２２を制御して、接合時下死点において超音波振動するホーン１２が導体３に作用する圧縮力を第１圧縮力より低下させながら導体３を超音波接合する（第２接合工程）。

【0051】

接合時下死点において、ホーン１２圧縮力を低下させながら超音波振動する状態が所定時間経過すると（ステップｓ７：Ｙｅｓ）、導体３同士が超音波接合されて導体接合部３ａ（図１（ｃ）参照）を構成することができる。このように、導体３同士が超音波接合された導体接合部３ａを介して複数の被覆電線１を接合した接合電線１ａを構成することができる。

【0052】

上述のように、導体３が絶縁被覆２で被覆された複数の被覆電線１の導体３を電線接続装置１０で接続する電線接続方法は、複数の導体３を電線接続装置１０のアンビル１１に配置する配置工程と、電線接続装置１０の超音波振動を付与するホーン１２が、アンビル１１に配置された複数の導体３に対して接合時下死点となるまで、略一定の第１圧縮力を複数の導体３に作用させながら超音波振動を付与して複数の導体３を接合する第１接合工程と、ホーン１２が接合時下死点に達した後、接合時下死点を維持し、複数の導体３に作用する圧縮力を第１圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して複数の導体３を接合する第２接合工程とを行う。

【0053】

また、長手方向Ｌに沿って配置された複数の被覆電線１に所定の圧縮力を作用させながら超音波振動を付与して超音波接合を行って複数の被覆電線１を接合する電線接続装置１０は、接合対象である複数の被覆電線１の導体３を束ねて配置するアンビル１１と、束ねた導体３に可変する圧縮力を作用させながら超音波振動を付与するホーン１２と、ホーン１２に超音波振動を発生させる超音波振動発生部２１と、アンビル１１に束ねて配置した導体３に対してホーン１２を駆動させるホーン駆動部２２と、ホーン駆動部２２を制御する制御部２４とが備えられ、制御部２４は、アンビル１１に束ねて配置した導体３に対して第１圧縮力を作用させながら超音波振動を付与し、複数の被覆電線１に対してホーン１２が所定の接合時下死点となると、接合時下死点に維持したホーン１２により、複数の導体３に作用する圧縮力を第１圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して複数の導体３を接合するようにプログラミングされている。

【0054】

したがって、上述の電線接続方法や電線接続装置１０は、ホーン１２やアンビル１１に固着することなく、複数の導体３を確実に超音波接合することができる。 詳述すると、複数の被覆電線１の導体３を接合する第１接合工程において、アンビル１１に束ねて配置した複数の導体３に対する接合時下死点に位置制御されたホーン１２で第１圧縮力を作用させながら超音波振動させて束ねた複数の導体３を超音波接合し、第２接合工程において、ホーン１２が接合時下死点に達した後、接合時下死点を維持し、複数の導体３に作用する圧縮力を第１圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して複数の導体３を接合するため、超音波接合する複数の導体３の変形を制御でき、位置制御することなく、一定の圧縮力で圧縮しながら超音波振動を作用させて超音波接合する場合のようにホーン１２やアンビル１１に固着することなく、複数の導体３を確実に超音波接合することができる。

【0055】

また、複数の導体３に対する接合時下死点に位置制御してホーン１２が超音波振動して複数の導体３を超音波接合するため、複数の導体３の材料ばらつき等の影響が低減し、接合条件のロバスト性を向上することができる。

【0056】

さらに、溶融温度が異なる金属で構成された複数の導体３を接合するが、超音波接合する複数の導体３の圧縮変形及び溶融を制御でき、ホーン１２やアンビル１１に固着することを防止できる。

【0057】

具体的には、溶融温度が異なる金属で構成された複数の導体３を超音波接合する際には、溶融温度が低いアルミニウム合金製の導体３が、溶融温度が高い銅合金製の導体３に比べて溶融しやすいため、接合する際に溶融温度が低いアルミニウム合金製の導体３は圧縮されやすくなるものの、第１接合工程において、接合時下死点に位置制御されたホーン１２が第１圧縮力を作用させながら超音波接合するとともに、第２接合工程において、接合時下死点に維持されたホーン１２が、圧縮力を低下させながら超音波振動を付与して複数の導体３を接合するため、超音波接合する複数の導体３の圧縮変形及び溶融を制御でき、ホーン１２やアンビル１１に固着することを防止できるとともに、ロバスト性をさらに向上することができる。

【0058】

また、複数の被覆電線１の束ねた導体３を、第１圧縮力より大きな所定の第２圧縮力で、ホーン１２が圧縮時下死点となるように位置制御しながら圧縮するプレ圧縮工程を、第１接合工程の前に行うため、束ねた導体３を圧縮した上で、超音波接合でき、より確実に接合することができる。

【0059】

詳述すると、第１接合工程前に、圧縮時下死点となるように位置制御されたホーン１２で、第１圧縮力より大きな所定の第２圧縮力で束ねた導体３を圧縮するため、第１接合工程では圧縮された導体３に対して、圧縮時下死点となるように位置制御されたホーン１２で超音波振動を作用させることができる。

【0060】

そのため、束ねただけの導体３に第１圧縮力を作用させて超音波接合する場合に比べ、接合対象である圧縮された導体３における例えば上下部分など断面における温度差を抑制し、確実に超音波接合することができる。

【0061】

また、第１接合工程前に、圧縮時下死点となるように位置制御されたホーン１２で、第１圧縮力より大きな所定の第２圧縮力で圧縮された導体３は、導体３を構成する素線同士が密着しているため、素線間の摩擦ロスが軽減するため、束ねただけの導体３に第１圧縮力を作用させて超音波接合する場合に比べ、より効率的に、つまり低エネルギーで超音波接合することができる。

【0062】

また、プレ圧縮工程終了後、第１接合工程の前に、ホーン１２の圧縮力を、第１圧縮力より小さい所定の第３圧縮力まで一旦低下させるため、圧縮工程で圧縮した導体３をより確実に接合することができる。

【0063】

詳述すると、第１圧縮力より大きな所定の第２圧縮力で束ねた導体３を圧縮するプレ圧縮工程終了後の第１接合工程の前に、導体３に作用させるホーン１２の圧縮力を、一旦、第１圧縮力より小さい所定の第３圧縮力まで低下させてから、超音波振動を作用させながら第１圧縮力まで増大させることで、圧縮した導体３に作用する負荷を低減しながら、より確実に接合することができる。

【0064】

また、プレ圧縮工程終了時において圧縮時下死点まで下方移動させたホーン１２の圧縮力を低下させるだけで、ホーン１２による導体３の規制を開放することがないため、圧縮工程で圧縮された導体３がばらけて、超音波接合できないというような不具合の発生も防止することができる。

【0065】

また、ホーン駆動部２２は、位置制御可能な駆動方式であるため、アンビル１１に束ねて配置した複数の被覆電線１の導体３に対する所定の相対位置（圧縮時下死点及び接合時下死点）に対して正確にホーン１２を位置制御することができる。そのため、超音波接合する導体３の変形を制御でき、ホーン１２やアンビル１１に溶融した導体３が固着することを防止できる。

【0066】

なお、上述の説明では、複数の被覆電線１の導体３を束ねて接合したが、図７に示すように、被覆電線１の導体３をジョイント管４の内部に挿入し、導体３とジョイント管４とを接合対象として接合してもよい。

【0067】

図７は接合対象である被覆電線１とジョイント管４について説明する説明図であり、詳しくは、図７（ａ）は並列配置した複数の被覆電線１の導体３をジョイント管４に対して配置した状態の概略斜視図を示し、図７（ｂ）は並列配置した複数の被覆電線１の導体３を束ねてジョイント管４の内部に挿入した状態の概略斜視図を示し、図７（ｃ）は電線接続装置１０の主要部１０ａに対して複数の被覆電線１を配置する前の状態の概略斜視図を示し、図７（ｄ）は電線接続装置１０の主要部１０ａに複数の被覆電線１を配置した状態の概略斜視図を示している。

【0068】

このように、導体３と接合するジョイント管４は、複数の被覆電線１の導体３を束ねて挿入できる空間を内部に有する、導電性金属で構成した金属管である。
上述のようなジョイント管４と導体３とを接続するためには、図７（ｂ）に示すように、並列配置した複数の被覆電線１の導体３を束ねてジョイント管４の内部に挿入するとともに、ジョイント管４の内部に導体３を束ねて挿入した複数の被覆電線１を電線接続装置１０に対して配置する。

【0069】

具体的には、図７（ｄ）に示すように、内部に複数の導体３が束ねて挿入されたジョイント管４を、電線接続装置１０におけるアンビル１１に導体３とともに配置する（配置工程）。そして、このようにアンビル１１に配置され、導体３とともに配置されたジョイント管４に対して、上記説明のように、ホーン１２が圧縮時下死点まで移動して第２圧縮力で圧縮するプレ圧縮工程（ステップｓ２）、圧縮時下死点に到達した後の圧縮力の第３圧縮力までの低下、接合時下死点まで導体３を第１圧縮力で圧縮しながら超音波接合する第１接合工程（ステップｓ５）、並びに、圧縮時下死点に到達した後、圧縮力を第１圧縮力から低下させながら所定時間に亘って超音波接合する第２接合工程（ステップｓ７）を行って、複数の導体３とジョイント管４とを超音波接合する。

【0070】

このように、被覆電線１と、複数の被覆電線１の先端部における絶縁被覆２を剥いで露出された導体３を導電性のジョイント管４に挿入された状態でアンビル１１に配置し、複数の導体３とジョイント管４に対して、電線接続装置１０で上述のような工程を行うことで、ホーン１２やアンビル１１に固着することなく、導体３とジョイント管４とを確実に超音波接合することができる。
なお、１本の被覆電線１の導体３をジョイント管４の内部に挿入して導体３とジョイント管４とを超音波接合してもよい。

【0071】

さらには、接合対象として、図８に示すように、被覆電線１の導体３と、接続端子５とを接合してもよい。
図８は接合対象である被覆電線１と接続端子５について説明する説明図であり、詳しくは、図８（ａ）は被覆電線１の導体３を接続端子５に対して配置する前の状態の概略斜視図を示し、図８（ｂ）は被覆電線１の導体３を接続端子５の圧着部５２に配置するとともに、電線接続装置１０のアンビル１１に配置した状態の概略斜視図を示している。

【0072】

このように、導体３と接合する接続端子５は、他の接続部材と接続する平面視円盤状の接続部５１と、導体３を圧着接続する圧着部５２とが直列配置され、導電性金属で構成されている。なお、接続部５１は、他の接続部材と接続できれば、平面視円盤状に限らず平面視略Ｕ字型など、適宜の形状や構造であってもよい。

【0073】

圧着部５２は、接続部５１側に配置され、接合する被覆電線１の先端側で露出する導体３を圧着するワイヤバレル部５３と、ワイヤバレル部５３に対して接続部５１と反対側に配置され、被覆電線１の絶縁被覆２を圧着するインシュレーションバレル部５４とで構成されている。

【0074】

なお、ワイヤバレル部５３とインシュレーションバレル部５４とで構成する圧着部５２は、いわゆるオープンバレルと呼ばれる圧着部であり、底面に対して幅方向両側から上方に延びるバレル片が備えられており、軸方向後ろ側から見て略Ｕ字状に形成されているが、いわゆるクローズバレルと呼ばれる圧着部であってもよい。

【0075】

上述のような接続端子５と導体３とを接続するためには、図８（ａ）に示すように、被覆電線１の先端部分を、導体３がワイヤバレル部５３に配置され、絶縁被覆２がインシュレーションバレル部５４に配置されるように、接続端子５の圧着部５２に対して配置する。
そして、図８（ｂ）に示すように、圧着部５２に被覆電線１を配置した接続端子５を、電線接続装置１０におけるアンビル１１に被覆電線１とともに配置する（配置工程）。

【0076】

そして、このように、アンビル１１に被覆電線１とともに配置された接続端子５に対して、上記説明のように、ホーン１２が圧縮時下死点まで移動して第２圧縮力で圧縮するプレ圧縮工程（ステップｓ２）、圧縮時下死点に到達した後の圧縮力の第３圧縮力までの低下、接合時下死点まで導体３を圧縮しながら超音波接合する第１接合工程（ステップｓ５）、並びに、圧縮時下死点に到達した後、圧縮力を第１圧縮力から低下させながら所定時間に亘って超音波接合する第２接合工程（ステップｓ７）を行って、被覆電線１の導体３と接続端子５とを超音波接合する。

【0077】

上述のように、被覆電線１の先端部における絶縁被覆２を剥いで露出された導体３と接続端子５のワイヤバレル部５３とをアンビル１１に配置し、導体３と接合される接続端子５に対して、電線接続装置１０で上述のような工程を行うことで、被覆電線１の導体３と接続端子５のワイヤバレル部５３とを、ホーン１２やアンビル１１に固着することなく、確実に超音波接合することができる。

【0078】

この発明の構成と、前記実施形態との対応において、
この発明の接続装置は、上述の実施形態の導体は導体３に対応し、以下同様に、
絶縁被覆は絶縁被覆２に対応し、
被覆電線は被覆電線１に対応し、
圧縮振動部はホーン１２に対応し、
配置部はアンビル１１に対応し、
所定の相対位置あるいは接合相対位置は接合時下死点に対応し、
圧縮相対位置は圧縮時下死点に対応し、
電線接続装置は電線接続装置１０に対応し、
振動発生部は超音波振動発生部２１に対応し、
圧縮工程はプレ圧縮工程（ステップｓ２）に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。

【0079】

例えば、ホーン駆動部２２は、ホーン１２を所定位置まで移動させることができる位置制御可能な駆動方式で構成し、プレ圧縮工程でホーン１２を下死点制御して導体３を圧縮したが、ストッパ等の別部材で位置規制できるエアシリンダなどで構成してもよく、さらには、ホーン１２を移動させるホーン駆動部２２と、ホーン１２を超音波振動させる超音波振動発生部２１とを一体構成してもよい。
さらにまた、上述の説明では、プレ圧縮工程を行ってから接合工程を行ったが、プレ圧縮工程を行わず、接合工程のみを行ってもよい。

【0080】

上述の説明では、５本の被覆電線１を接合して接合電線１ａを構成したが、被覆電線１の本数は限定されず適宜の本数の被覆電線１の導体３を接合して接合電線１ａを構成してもよい。
また、１本の被覆電線１における導体３を構成する素線同士を電線接続装置１０で接合してもよい。

【0081】

さらには、上述の説明では、アルミ合金製の導体３と銅合金製の導体３とを接合したが、アルミ製の導体３や銅製の導体３など導電性を有する別の金属種の導体３を用いてもよい。さらには、三種類以上の金属製の導体３を接合するように構成してもよいし、同じ金属種の導体３同士を超音波接合してもよい。

【0082】

また、図９に示すように、上述の説明とは異なるパターンの圧縮力を被接合体に対して作用させて被接合体を接合してもよい。
具体的には、上述の説明では、第２圧縮力で圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮した後、一旦第３圧縮力まで低下させてから、超音波振動を作用させながら第１圧縮力で接合時下死点まで超音波接合する第１接合工程を行ったが、図９（ａ）に示すように、第２圧縮力で圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮した後、第３圧縮力まで低下させることなく、超音波振動を作用させながら第１圧縮力で接合時下死点まで超音波接合する第１接合工程を行ってもよい。

【0083】

さらには、上述の説明では、圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮する第２圧縮力を、超音波振動を作用させながら接合時下死点まで超音波接合する第１圧縮力より大きな圧縮力としたが、図９（ｂ）に示すように、圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮する圧縮力と、超音波振動を作用させながら接合時下死点まで超音波接合する圧縮力とを同じ圧縮力としてもよい。

【0084】

なお、圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮する圧縮力と、超音波振動を作用させながら接合時下死点まで超音波接合する圧縮力とを同じ圧縮力としたとしても、
プレ圧縮した後、一旦圧縮力を低下させてから、第１接合工程を行ってもよい。

【符号の説明】

【0085】

１…被覆電線
２…絶縁被覆
３…導体
１０…電線接続装置
１１…アンビル
１２…ホーン
２１…超音波振動発生部
２２…ホーン駆動部
２４…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】