JP2020068176A

JP2020068176A - 超音波接続構造体及び超音波接続方法

Info

Publication number: JP2020068176A
Application number: JP2018201764A
Authority: JP
Inventors: 準弥篠原; Junya Shinohara
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-04-30

Abstract

【課題】端子の弾性バネ部が超音波接続時のダメージを極力受けないで作成された超音波接続構造体、及び、その超音波接続方法を提供する。
【解決手段】端子１０を有する第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２との間が超音波接続による分岐接続部２０で接続された超音波接続構造体１Ａであって、端子１０は、相手端子が挿入される箱部１１と、箱部１１内に配置され、相手端子に弾性変形によって接触する弾性バネ部１２と、弾性バネ部１２の過剰変移を阻止する過剰変移阻止手段１５とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも端子を有する電気部品と電線との間が超音波接続された超音波接続構造体及びその超音波接続方法に関する。

従来より、電線等を超音波接続によって接続することが提案されている（特許文献１参照）。超音波接続は、図４に示すように、端子５０が接続された電線６０の芯線６１と他の電線６５の芯線６６とを超音波接続器７０のホーン７１とアンビル７２の間に配置して行う。すると、超音波振動による接合で芯線６１，６６を一体化して超音波接続部が形成される。

特開２００７−２９４１５４号公報

しかしながら、図４に示すように、電線６０に接続された端子５０が、箱部５１と箱部５１内の弾性バネ部５２とを有する構造であると、超音波接続器７０によって発生する振動が電線６０を伝達して弾性バネ部５２に伝わる。すると、弾性バネ部５２が図４の矢印方向に過剰に振動する。過剰な振動が繰り返されると弾性バネ部５２がダメージを受けて変形したり、破損したりすることが懸念される。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、端子の弾性バネ部が超音波接続時のダメージを極力受けないで作成された超音波接続構造体、及び、その超音波接続方法を提供することを目的とする。

本発明の超音波接続構造体は、少なくとも端子を有する電気部品と電線との間が超音波接続部によって接続された超音波接続構造体であって、前記端子は、相手端子が挿入される箱部と、前記箱部内に配置され、前記相手端子に弾性変形して接触する弾性バネ部と、前記弾性バネ部の過剰変移を阻止する過剰変移阻止手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の超音波接続方法は、少なくとも端子を有する電気部品と電線とを超音波溶接する超音波接続方法であって、前記端子は、相手端子が挿入される箱部と、前記箱部内に配置され、前記相手端子に弾性変形して接触する弾性バネ部と、前記弾性バネ部の過剰変移を阻止する過剰変移阻止手段とを備えたものを用いることを特徴とする。

本発明によれば、過剰な振動が繰り返されて弾性バネ部がダメージを受けて変形したり、破損したりすることがない。

本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は端子付きの電線同士が超音波接続された超音波接続構造体の斜視図、（ｂ）は端子が接続された電線の側面図、（ｃ）は（ｂ）のａ−ａ線より見た弾性バネ部の図、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ過剰変位阻止用突起の突出位置の変形例を示す図である。本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は超音波接続工程を示す概念図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ弾性バネ部の過剰変形が規制される状態を示す図である。本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は端子と電線が超音波接続された超音波接続構造体の側面図、（ｂ）は端子と電線とを接続する超音波接続工程を示す概念図である。従来例を示し、端子付き電線を超音波接続する概念図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１及び図２は本発明の第１実施形態を示す。図１（ａ）に示すように、超音波接続構造体１Ａは、両端に端子１０が接続された第１電線（電気部品）Ｗ１と、両端に端子１０が接続された第２電線（電線）Ｗ２と、第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の芯線１同士が超音波接続された超音波接続部である分岐接続部２０と、分岐接続部２０の外周を被覆する保護部材２１とを備えている。

第１電線Ｗ１及び第２電線Ｗ２は、芯線１と芯線１の外周を覆う絶縁被覆部２とからそれぞれ形成されている。

各端子１０は、所定形状の導電性部材をプレス加工して形成されている。各端子１０は、図１（ｂ）に示すように、相手端子（図示せず）が挿入される箱部１１と加締め接続部１４とを有する。箱部１１内には、箱部１１より延設された弾性バネ部１２が配置されている。弾性バネ部１２は、片持ち支持構造である。弾性バネ部１２は、他の箇所よりも突出するインデント部１３を有する。箱部１１内に相手端子（図示せず）が挿入され、挿入された相手端子（図示せず）に弾性バネ部１２が弾性変形して相手端子（図示せず）とインデント部１３が接触する。

各端子１０には、過剰変移阻止手段１５が設けられている。過剰変移阻止手段１５は、弾性バネ部１２の自由端の先端部の両側より突出された一対の過剰変移阻止用突起１６と、箱部１１に設けられた一対の突起挿入孔１７とを有する。弾性バネ部１２は、弾性撓み変形が突起挿入孔１７の範囲内に規制されている（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。

各加締め接続部１４では、第１電線Ｗ１や第２電線Ｗ２が加締め接続されている。

分岐接続部２０は、第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の中央部位で双方の芯線１が超音波による接合で一体化されている。

次に、超音波接続構造体１Ａの製造工程を説明する。

電気部品としては、両端に端子１０が接続された第１電線Ｗ１を用いる。各端子１０は、上記したような過剰変移阻止手段１５を有するものを使用する。

相手接続部品は、同じく両端に端子１０が接続された第２電線Ｗ２を用いる。各端子１０は、電気部品と同様に、上記したような過剰変移阻止手段１５を有するものを使用する。

第１電線Ｗ１及び第２電線Ｗ２の各中間部位の絶縁被覆部２を剥ぎ取り、芯線１をそれぞれ露出させる。図２（ａ）に示すように、双方の芯線１を超音波接続器３０のホーン３１とアンビル３２間に配置し、超音波振動を加える。すると、超音波振動が第１電線Ｗ１や第２電線Ｗ２をそれぞれ伝達して各端子１０の弾性バネ部１２に伝わる。すると、各弾性バネ部１２が振動するが、各弾性バネ部１２の振動が図２（ｂ）の位置と図２（ｃ）の位置の範囲に規制される。つまり、各弾性バネ部１２が過剰変移しない。

この超音波振動によって双方の芯線１同士が固相接合することによって分岐接続部２０が形成される（図１（ａ）参照）。

超音波接続が終了すると、分岐接続部２０の外周を保護部材２１で覆えば完了する。

以上説明したように、端子１０が接続された第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２を超音波接続するに際して、弾性バネ部１２の過剰変移阻止手段１５を有する端子１０を用いたので、過剰な振動が繰り返されて弾性バネ部１２がダメージを受けて変形したり、破損したりすることがない超音波接続構造体１Ａを作成でき、また、過剰な振動が繰り返されて弾性バネ部１２がダメージを受けて変形したり、破損したりしない超音波接続方法を提供できる。

過剰変移阻止手段１５は、弾性バネ部１２に設けられた一対の過剰変移阻止用突起１６と、箱部１１に設けられた一対の突起挿入孔１７とを有するが、弾性バネ部１２の過剰変移を阻止できる構成であれば良い。又、弾性バネ部１２の一対の過剰変移阻止用突起１６は、弾性バネ部１２の先端位置であっても、図１（ｄ）に示すようにインデント部１３の両側の位置であっても、図１（ｅ））に示すように弾性バネ部１２の片持ち支持部位の近く（根元近く）であっても良い。

尚、第１実施形態は、第１電線Ｗ１及び第２電線Ｗ２の各中間部位の芯線１が超音波振動によって分岐接続部２０が形成される形態であるが、分岐接続部２０は複数の電線の端部で露出した芯線を一体化させた分岐接続部であっても良い。

（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態を示す。図３（ａ）に示すように、超音波接続構造体１Ｂは、端子１０単体（電気部品）と、電線Ｗと、端子１０に電線Ｗの芯線１が超音波接続された超音波接続部である電線接続部２３とを備えている。

端子１０は、前記第１実施形態の同じ構成の過剰変移阻止手段（特に符号を付さず）を有する。端子１０は、第１実施形態とは異なり、電線Ｗが接続する上面がフラットな板状の板状接続部１８を有する。板状接続部１８に芯線１が超音波接続されることによって電線接続部２３が形成されている。

次に、超音波接続構造体１Ｂの製造工程を説明する。

電気部品は、過剰変移阻止手段を有する端子１０自体である。相手接続部品は、電線Ｗである。電線Ｗの端部の絶縁被覆部２を剥ぎ取り、芯線１を露出させる。

図３（ｂ）に示すように、端子１０の板状接続部１８と電線Ｗの芯線１を超音波接続器３０のホーン３１とアンビル３２の間に配置し、超音波振動を加える。すると、超音波振動が端子１０を伝達して弾性バネ部１２に伝わる。すると、弾性バネ部１２が振動するが、各弾性バネ部１２の振動が第１実施形態と同様に規制される（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）。つまり、各弾性バネ部１２が過剰変移しない。

この超音波振動によって端子１０の板状接続部１８と電線Ｗの芯線１が固相接合することによって電線接続部２３が形成される（図３（ａ）参照）。

以上説明したように、端子１０と電線Ｗを超音波接続するに際して、弾性バネ部１２の過剰変移阻止手段１５を有する端子１０を用いたので、過剰な振動が繰り返されて弾性バネ部１２がダメージを受けて変形したり、破損したりすることがない超音波接続構造体１Ｂを作成でき、また、過剰な振動が繰り返されて弾性バネ部１２がダメージを受けて変形したり、破損したりしない超音波接続方法を提供できる。

（変形例）
第１実施形態では、電気部品は、端子１０が接続された第１電線Ｗ１であり、第２実施形態では、電気部品は、端子１０自体であるが、少なくとも端子１０を有する電気部品であれば良い。

第１実施形態では、第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２を超音波接続して分岐接続部２０を形成したが、第１電線Ｗ１及び／又は第２電線Ｗ２が複数本であっても良い。

第１実施形態では、第１電線Ｗ１と第２電線の双方に端子１０が接続されているが、第１電線Ｗ１にのみ端子１０が接続されていても良い。又、端子１０は、少なくとも１つ接続されていても良い。

第２実施形態では、端子１０と電線Ｗを超音波接続して電線接続部２３を形成したが、電線Ｗが複数本であっても良い。

つまり、第１電線Ｗ１及び第２電線Ｗ２の各中間部位の芯線１が超音波振動によって分岐接続部２０が形成される第１実施形態を説明したが、分岐接続部２０は複数の電線の端部で露出した芯線を一体化させた分岐接続部であっても良い。

Ｗ電線
Ｗ１第１電線（電気部品）
Ｗ２第２電線
１０端子（電気部品）
１１箱部
１２弾性バネ部
１５過剰変移阻止手段
１６過剰変移阻止用突起
１７突起挿入孔
２０分岐接続部（超音波接続部）
２３電線接続部（超音波接続部）

Claims

少なくとも端子を有する電気部品と電線との間が超音波接続部によって接続された超音波接続構造体であって、
前記端子は、相手端子が挿入される箱部と、前記箱部内に配置され、前記相手端子に弾性変形によって接触する弾性バネ部と、前記弾性バネ部の過剰変移を阻止する過剰変移阻止手段とを備えていることを特徴とする超音波接続構造体。
請求項１記載の超音波接続構造体であって、
前記電気部品は、前記端子が接続された電線であり、複数の前記電線を接続したことを特徴とする超音波接続構造体。
請求項１記載の超音波接続構造体であって、
前記電気部品は、前記端子自体であり、前記端子と前記電線を接続したことを特徴とする超音波接続構造体。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の超音波接続構造体であって、
前記過剰変移阻止手段は、前記弾性バネ部に設けられた過剰変移阻止用突起と、前記箱部に設けられ、前記過剰変移阻止用突起が挿入された突起挿入孔とを有することを特徴とする超音波接続構造体。
少なくとも端子を有する電気部品と電線とを超音波溶接する超音波接続方法であって、
前記端子は、相手端子が挿入される箱部と、前記箱部内に配置され、前記相手端子に弾性変形によって接触する弾性バネ部と、前記弾性バネ部の過剰変移を阻止する過剰変移阻止手段とを備えたものを用いることを特徴とする超音波接続方法。
請求項５記載の超音波接続方法であって、
前記電気部品は、前記端子が接続された電線であり、複数の前記電線同士を接続することを特徴とする超音波接続方法。
請求項５記載の超音波接続方法であって、
前記電気部品は、前記端子自体であり、前記端子と前記電線とを接続することを特徴とする超音波接続方法。
請求項５〜請求項７のいずれかに記載の超音波接続方法であって、
前記過剰変移阻止手段は、前記弾性バネ部に設けられた過剰変移阻止用突起と、前記箱部に設けられ、前記過剰変移阻止用突起が挿入された突起挿入孔とを有することを特徴とする超音波接続方法。