JP2002233033A - 回路体の形成方法および該方法で形成された回路体 - Google Patents
回路体の形成方法および該方法で形成された回路体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電線の絶縁被覆を剥離することなく電線同士
の接続した回路体を積層状態で簡単に形成できるように
する。 【解決手段】 絶縁樹脂からなる基板の上面にＸ、Ｙ方
向に延在する配線材ガイド溝を複数列設けて、これら
Ｘ，Ｙ方向の配線材ガイド溝に被覆配線材を配線し、該
配線側に上層の回路体の基板を配置し、第１配線材と第
２配線材の所要の交差位置では、上方の基板の上面より
超音波振動を負荷して、第１配線材と第２配線材の絶縁
被覆を除去して導体同士を接触させて電気接続させてい
る。
の接続した回路体を積層状態で簡単に形成できるように
する。 【解決手段】 絶縁樹脂からなる基板の上面にＸ、Ｙ方
向に延在する配線材ガイド溝を複数列設けて、これら
Ｘ，Ｙ方向の配線材ガイド溝に被覆配線材を配線し、該
配線側に上層の回路体の基板を配置し、第１配線材と第
２配線材の所要の交差位置では、上方の基板の上面より
超音波振動を負荷して、第１配線材と第２配線材の絶縁
被覆を除去して導体同士を接触させて電気接続させてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回路体の形成方法お
よび該方法で形成された回路体に関し、特に、自動車の
ジャンクションボックス内部に積層配置する回路体とし
て好適に用いられるもので、絶縁樹脂板からなる基板上
に配線する配線材を接続して所要の分岐・接続回路を設
けるものである。
よび該方法で形成された回路体に関し、特に、自動車の
ジャンクションボックス内部に積層配置する回路体とし
て好適に用いられるもので、絶縁樹脂板からなる基板上
に配線する配線材を接続して所要の分岐・接続回路を設
けるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車に搭載されるジャンクショ
ンボックスには、絶縁樹脂製の基板上に導電性金属板を
回路形状に金型で打抜加工したバスバーを固定した回路
体を設け、複数の回路体を積層配置している。
ンボックスには、絶縁樹脂製の基板上に導電性金属板を
回路形状に金型で打抜加工したバスバーを固定した回路
体を設け、複数の回路体を積層配置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記絶縁板上にバスバ
ーを固定して回路体を形成する場合、バスバーを形成す
るための金型製作費が高価となるため、容易に回路変更
できない問題がある。また、回路形状に金属板を打ち抜
くと、回路部以外の部分は廃棄しなければならず、無駄
が多くなって、その分、コスト増になる。さらに、バス
バーを絶縁板に固定するため、絶縁基板よりリブを突設
し、このリブをバスバーに穿設している穴を挿入した
後、リブを加締めて固定しているため、絶縁板へのバス
バーの固定に手数がかかる問題がある。
ーを固定して回路体を形成する場合、バスバーを形成す
るための金型製作費が高価となるため、容易に回路変更
できない問題がある。また、回路形状に金属板を打ち抜
くと、回路部以外の部分は廃棄しなければならず、無駄
が多くなって、その分、コスト増になる。さらに、バス
バーを絶縁板に固定するため、絶縁基板よりリブを突設
し、このリブをバスバーに穿設している穴を挿入した
後、リブを加締めて固定しているため、絶縁板へのバス
バーの固定に手数がかかる問題がある。
【０００４】上記バスバーに代えて、安価な電線を絶縁
板上に布線し、該電線に圧接端子を圧接接続させ、異層
の圧接端子同士を中継端子を介して接続することによ
り、複数の回路体を積層する方法や、絶縁板上で電線同
士を直接溶接する方法が提案されている。
板上に布線し、該電線に圧接端子を圧接接続させ、異層
の圧接端子同士を中継端子を介して接続することによ
り、複数の回路体を積層する方法や、絶縁板上で電線同
士を直接溶接する方法が提案されている。
【０００５】しかしながら、電線に圧接端子を圧接接続
させる場合には、別部品の圧接端子や中継端子が必要と
なると共に、電線に圧接端子を圧接接続する作業も必要
となる。また、電線の導体同士を直接溶接する方法とし
ては、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接、機械的接
続等の方法があるが、いずれも絶縁被覆が存在している
場合には導体同士の溶接が容易でなく、電気接続信頼性
の点でも問題がある。そのため、絶縁被覆を予め皮剥ぎ
して導体を露出させておく前工程が必要となる。また、
絶縁被覆がない単芯線のみの裸電線を用いると皮剥ぎの
必要はないが、単芯線を絶縁するために単芯線の配線側
を更に絶縁板で閉鎖しなければならず、単芯線が高価で
あることも合わせてコスト増になると共に、積層状態で
の高さが大となり、ジャンクションボックスが大型化す
る問題がある。
させる場合には、別部品の圧接端子や中継端子が必要と
なると共に、電線に圧接端子を圧接接続する作業も必要
となる。また、電線の導体同士を直接溶接する方法とし
ては、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接、機械的接
続等の方法があるが、いずれも絶縁被覆が存在している
場合には導体同士の溶接が容易でなく、電気接続信頼性
の点でも問題がある。そのため、絶縁被覆を予め皮剥ぎ
して導体を露出させておく前工程が必要となる。また、
絶縁被覆がない単芯線のみの裸電線を用いると皮剥ぎの
必要はないが、単芯線を絶縁するために単芯線の配線側
を更に絶縁板で閉鎖しなければならず、単芯線が高価で
あることも合わせてコスト増になると共に、積層状態で
の高さが大となり、ジャンクションボックスが大型化す
る問題がある。
【０００６】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
ので、特に、ジャンクションボックス等の電気接続箱に
積層配置される回路体の導体を電線等の配線材で構成す
る場合において、圧接端子や中継端子を介することな
く、また、前工程で配線材の絶縁被覆を剥離して芯線を
露出させておくことなく、配線材の導体同士を簡単に接
続できるようにすることを課題としている。
ので、特に、ジャンクションボックス等の電気接続箱に
積層配置される回路体の導体を電線等の配線材で構成す
る場合において、圧接端子や中継端子を介することな
く、また、前工程で配線材の絶縁被覆を剥離して芯線を
露出させておくことなく、配線材の導体同士を簡単に接
続できるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、絶縁樹脂からなる基板の上面にＸ、Ｙ方
向に延在する配線材ガイド溝を交差させて設けており、
第１の上記基板のＸ、Ｙ方向のいずれか一方に導体のみ
或いは導体を絶縁樹脂で被覆した第１配線材を挿入して
配線する一方、いずれか他方に導体を絶縁樹脂で被覆し
た第２配線材を挿入して配線し、交差位置では第１、第
２配線材を重ね、次いで、上記第１の基板の配線側に第
２の基板を配置して上記第１の基板の配線材ガイド溝に
配線した第１、第２配線材を第１、第２の基板で挟持
し、上記第１配線材と第２配線材の所要の交差位置に、
上記第２の基板の外面より超音波振動を負荷して、上記
第２配線材の絶縁被覆あるいは第１配線材が絶縁被覆で
被覆した配線材の場合は該第１配線材と第２配線材の両
方の絶縁被覆を除去して、第１配線材と第２配線材の導
体同士を圧接させて電気接続させると共に、第１と第２
の基板の当接面を融着させて第１の回路体を形成し、そ
の後、第２の基板の上面に第３の基板あるいは樹脂板を
配置して、第２の基板の配線材ガイド溝に挿入した第
１、第２配線材を挟持した状態として、第３の基板ある
いは樹脂板側から上記第１、第２配線材の所要の交差位
置に超音波振動を負荷して配線材の導体同士を接続させ
て第２の回路体を形成し、これを繰り返すことにより、
複数の回路体を積層した状態で形成している回路体の形
成方法を提供している。
め、本発明は、絶縁樹脂からなる基板の上面にＸ、Ｙ方
向に延在する配線材ガイド溝を交差させて設けており、
第１の上記基板のＸ、Ｙ方向のいずれか一方に導体のみ
或いは導体を絶縁樹脂で被覆した第１配線材を挿入して
配線する一方、いずれか他方に導体を絶縁樹脂で被覆し
た第２配線材を挿入して配線し、交差位置では第１、第
２配線材を重ね、次いで、上記第１の基板の配線側に第
２の基板を配置して上記第１の基板の配線材ガイド溝に
配線した第１、第２配線材を第１、第２の基板で挟持
し、上記第１配線材と第２配線材の所要の交差位置に、
上記第２の基板の外面より超音波振動を負荷して、上記
第２配線材の絶縁被覆あるいは第１配線材が絶縁被覆で
被覆した配線材の場合は該第１配線材と第２配線材の両
方の絶縁被覆を除去して、第１配線材と第２配線材の導
体同士を圧接させて電気接続させると共に、第１と第２
の基板の当接面を融着させて第１の回路体を形成し、そ
の後、第２の基板の上面に第３の基板あるいは樹脂板を
配置して、第２の基板の配線材ガイド溝に挿入した第
１、第２配線材を挟持した状態として、第３の基板ある
いは樹脂板側から上記第１、第２配線材の所要の交差位
置に超音波振動を負荷して配線材の導体同士を接続させ
て第２の回路体を形成し、これを繰り返すことにより、
複数の回路体を積層した状態で形成している回路体の形
成方法を提供している。
【０００８】上記電線配線側に配置する第２の基板の上
面より超音波ホーンで超音波振動を負荷する時、下方の
第１の基板の下面には超音波振動発生機のアンビルを配
置しても良いし、単なる支持用平板で第１の基板を支持
してもよい。
面より超音波ホーンで超音波振動を負荷する時、下方の
第１の基板の下面には超音波振動発生機のアンビルを配
置しても良いし、単なる支持用平板で第１の基板を支持
してもよい。
【０００９】上記のように、本発明では、絶縁樹脂製の
基板上にＸ、Ｙ方向の配線材ガイド溝をクロスさせて設
けておき、これら配線材ガイド溝に絶縁被覆された配線
材、好ましくは電線を挿入して配線し、交差位置ではＸ
−Ｙ方向の電線を重ねている。 この状態で、積層する
回路体の基板（第２の基板）を配線側に配置して、電線
の上下を基板で挟み、上方の第２の基板側から所要の交
差位置に超音波振動を負荷することにより、超音波振動
で電線の絶縁被覆が破壊・溶融により除去さると同時
に、露出する導体同士が接触させて電気接続される。即
ち、電線の絶縁被覆の除去と導体同士の接続とが同時に
行える。よって、従来必要とされた絶縁被覆の皮剥ぎ作
業が不要となり、作業を非常に簡単とすることができ
る。また、超音波振動を加えることにより、接続位置の
周囲の上下の基板が振動摩擦による発熱で軟化溶融して
接合し、導体同士の接触部を上下から押さえ付ける形で
互いに融着するため、接触状態を確実に保持すると共に
絶縁性も確保することができる。
基板上にＸ、Ｙ方向の配線材ガイド溝をクロスさせて設
けておき、これら配線材ガイド溝に絶縁被覆された配線
材、好ましくは電線を挿入して配線し、交差位置ではＸ
−Ｙ方向の電線を重ねている。 この状態で、積層する
回路体の基板（第２の基板）を配線側に配置して、電線
の上下を基板で挟み、上方の第２の基板側から所要の交
差位置に超音波振動を負荷することにより、超音波振動
で電線の絶縁被覆が破壊・溶融により除去さると同時
に、露出する導体同士が接触させて電気接続される。即
ち、電線の絶縁被覆の除去と導体同士の接続とが同時に
行える。よって、従来必要とされた絶縁被覆の皮剥ぎ作
業が不要となり、作業を非常に簡単とすることができ
る。また、超音波振動を加えることにより、接続位置の
周囲の上下の基板が振動摩擦による発熱で軟化溶融して
接合し、導体同士の接触部を上下から押さえ付ける形で
互いに融着するため、接触状態を確実に保持すると共に
絶縁性も確保することができる。
【００１０】さらに、基板に配線材ガイド溝を設けて電
線等の配線材を予め挿入しているため、超音波振動を加
える時に、配線材の保持手段を設ける必要はなく、か
つ、配線側は積層する基板を利用して閉鎖して配線材を
挟持しているため、配線側を閉鎖するためだけの基板は
不要となり、積層構造において、その高さを低くするこ
とができる。
線等の配線材を予め挿入しているため、超音波振動を加
える時に、配線材の保持手段を設ける必要はなく、か
つ、配線側は積層する基板を利用して閉鎖して配線材を
挟持しているため、配線側を閉鎖するためだけの基板は
不要となり、積層構造において、その高さを低くするこ
とができる。
【００１１】また、上記のように、超音波振動で接続す
る電線等の配線材は、両方を絶縁被覆された配線材と
し、両方の配線材の絶縁被覆を超音波振動で除去して接
続することができる。この場合には、互いに接続する配
線材とも前工程で皮剥ぎする工程が不要となる。 な
お、一方は絶縁被覆されていない導体のみからなる電線
としてもよい。上記のように超音波振動で導体同士を接
触させる配線材は、電線に限定されず、銅箔を並設して
樹脂フィルムで挟持したＦＦＣや、丸導体を並設して樹
脂フィルムで挟持したＦＣ（所謂リボン電線）を用いて
もよい。
る電線等の配線材は、両方を絶縁被覆された配線材と
し、両方の配線材の絶縁被覆を超音波振動で除去して接
続することができる。この場合には、互いに接続する配
線材とも前工程で皮剥ぎする工程が不要となる。 な
お、一方は絶縁被覆されていない導体のみからなる電線
としてもよい。上記のように超音波振動で導体同士を接
触させる配線材は、電線に限定されず、銅箔を並設して
樹脂フィルムで挟持したＦＦＣや、丸導体を並設して樹
脂フィルムで挟持したＦＣ（所謂リボン電線）を用いて
もよい。
【００１２】上記基板に設けるＸ、Ｙ方向の配線材ガイ
ド溝は、いずれか一方の配線材ガイド溝の深さを他方よ
り深くして、交差位置で重なる配線材が基板表面より突
出しない構成としている。これにより、積層する基板に
隙間を発生させずに当接させて、超音波振動を下方の基
板に伝播させることができる。
ド溝は、いずれか一方の配線材ガイド溝の深さを他方よ
り深くして、交差位置で重なる配線材が基板表面より突
出しない構成としている。これにより、積層する基板に
隙間を発生させずに当接させて、超音波振動を下方の基
板に伝播させることができる。
【００１３】上記絶縁樹脂製の基板は、その軟化温度
が、電線等の配線材の絶縁樹脂の軟化温度より高いもの
を用いている。電線の絶縁被覆としては一般にＰＶＣが
使用されており、これより軟化温度が高い樹脂材で基板
として好適に用いられるものとして、ＰＢＴ，ＡＳＢ，
ＰＡ（ナイロン），ＰＣ，ＰＰ，ＨＤ，ＬＤ等が挙げら
れる。
が、電線等の配線材の絶縁樹脂の軟化温度より高いもの
を用いている。電線の絶縁被覆としては一般にＰＶＣが
使用されており、これより軟化温度が高い樹脂材で基板
として好適に用いられるものとして、ＰＢＴ，ＡＳＢ，
ＰＡ（ナイロン），ＰＣ，ＰＰ，ＨＤ，ＬＤ等が挙げら
れる。
【００１４】上記温度設定とすることにより、先に軟化
された絶縁被覆（あるいは絶縁フィルム）は、未だ軟化
されていない基板から伝わる超音波振動により、接点位
置から押し出されるように容易に除去できる。
された絶縁被覆（あるいは絶縁フィルム）は、未だ軟化
されていない基板から伝わる超音波振動により、接点位
置から押し出されるように容易に除去できる。
【００１５】上記基板には、電気接続される第１配線材
と第２配線材の交差位置に配線材ガイド溝と連続させて
拡大させた窪みを設けており、該窪みに上記超音波によ
り溶融剥離された樹脂を収容している。
と第２配線材の交差位置に配線材ガイド溝と連続させて
拡大させた窪みを設けており、該窪みに上記超音波によ
り溶融剥離された樹脂を収容している。
【００１６】上記窪みは除去される絶縁被覆の体積分を
収容できる大きさに設定している。このような窪みを設
けると、超音波振動で剥離除去された樹脂を収容でき、
無制限に広がるのを防止できる。これにより、この剥離
除去された樹脂が上下の基板の間にはみ出して基板の接
合面に隙間があいてガタつきが生じるのを防止できる。
収容できる大きさに設定している。このような窪みを設
けると、超音波振動で剥離除去された樹脂を収容でき、
無制限に広がるのを防止できる。これにより、この剥離
除去された樹脂が上下の基板の間にはみ出して基板の接
合面に隙間があいてガタつきが生じるのを防止できる。
【００１７】さらに、上記窪みの周囲に、上記超音波振
動の伝播を遮断する縁切り溝を設けることが好ましい。
上記縁切り溝は細いスリット状の溝とすることが好まし
く、窪みを囲む形状であれば方形でも円形でもよく、形
状は限定されない。
動の伝播を遮断する縁切り溝を設けることが好ましい。
上記縁切り溝は細いスリット状の溝とすることが好まし
く、窪みを囲む形状であれば方形でも円形でもよく、形
状は限定されない。
【００１８】上記縁切り溝を設けると、超音波振動の伝
播を縁切り溝の位置で遮断でき、広い範囲に超音波振動
エネルギーが分散するのを防止でき、接続位置の周囲の
上下の基板に集中的に振動エネルギーを負荷して、これ
ら第１と第２基板を強固に融着することができる。さら
に、基板への振動エネルギーの伝播を遮断することによ
り、基板の配線材ガイド溝に挿通させている接続位置以
外の配線材部分への振動の伝播も遮断でき、接続位置以
外の部分の電線にダメージを与えないようにすることも
できる。
播を縁切り溝の位置で遮断でき、広い範囲に超音波振動
エネルギーが分散するのを防止でき、接続位置の周囲の
上下の基板に集中的に振動エネルギーを負荷して、これ
ら第１と第２基板を強固に融着することができる。さら
に、基板への振動エネルギーの伝播を遮断することによ
り、基板の配線材ガイド溝に挿通させている接続位置以
外の配線材部分への振動の伝播も遮断でき、接続位置以
外の部分の電線にダメージを与えないようにすることも
できる。
【００１９】上記第１配線材および第２配線材としては
単芯線からなる被覆電線を用いることが好ましい。多数
の素線を撚った多芯線からなる場合、振動摩擦により剥
離されて溶融した樹脂が素線の間に混入する恐れがある
が、単芯線とするとこの問題はなく、互いに接触する芯
線（導体）同士の接触面積を確実に一定面積とすること
ができる。また、超音波振動に対して単芯線の方が強度
的に強い点も有利となる。
単芯線からなる被覆電線を用いることが好ましい。多数
の素線を撚った多芯線からなる場合、振動摩擦により剥
離されて溶融した樹脂が素線の間に混入する恐れがある
が、単芯線とするとこの問題はなく、互いに接触する芯
線（導体）同士の接触面積を確実に一定面積とすること
ができる。また、超音波振動に対して単芯線の方が強度
的に強い点も有利となる。
【００２０】本発明は上記方法で形成された回路体を提
供しており、該回路体は積層された構成で、ジャンクシ
ョンボックス等の電気接続箱内に好適に収容されるもの
である。
供しており、該回路体は積層された構成で、ジャンクシ
ョンボックス等の電気接続箱内に好適に収容されるもの
である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１乃至図４は第一実施形態を示
し、図１は回路体１０、１１が積層された状態を示し、
各回路体１０、１１はそれぞれ基板１上にＸ方向の第１
電線Ｗ１とＹ方向の第２電線Ｗ２とをクロス配線し、所
要交差位置で第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の導体同士を
接触させて電気接続して分岐・接続回路を構成してい
る。なお、図１には２層の回路体を図示しているが、回
路体１１の上面にも回路体を積層し、３層以上の多層と
している。
参照して説明する。図１乃至図４は第一実施形態を示
し、図１は回路体１０、１１が積層された状態を示し、
各回路体１０、１１はそれぞれ基板１上にＸ方向の第１
電線Ｗ１とＹ方向の第２電線Ｗ２とをクロス配線し、所
要交差位置で第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の導体同士を
接触させて電気接続して分岐・接続回路を構成してい
る。なお、図１には２層の回路体を図示しているが、回
路体１１の上面にも回路体を積層し、３層以上の多層と
している。
【００２２】上記回路体１０、１１の基板１（即ち、下
層の回路板１０の第１の基板１Ａ、上層の回路体１１の
第２の基板１Ｂ）は図２に示す同一の形状からなる。即
ち、基板１の表面に、Ｘ方向の配線材ガイド溝１ａを一
定ピッチで複数列凹設していると共に、Ｙ方向の配線材
ガイド溝１ｂを一定ピッチで複数列凹設し、これらＸ、
Ｙ方向の配線材ガイド溝１ａと１ｂとを交差させてい
る。上記Ｘ方向の配線材ガイド溝１ａはＹ方向の配線材
ガイド溝１ｂよりも深く凹設し、交差位置Ｐで重なる第
１電線Ｗ１、第２電線Ｗ２が基板１の上面より突出しな
いように設定している。
層の回路板１０の第１の基板１Ａ、上層の回路体１１の
第２の基板１Ｂ）は図２に示す同一の形状からなる。即
ち、基板１の表面に、Ｘ方向の配線材ガイド溝１ａを一
定ピッチで複数列凹設していると共に、Ｙ方向の配線材
ガイド溝１ｂを一定ピッチで複数列凹設し、これらＸ、
Ｙ方向の配線材ガイド溝１ａと１ｂとを交差させてい
る。上記Ｘ方向の配線材ガイド溝１ａはＹ方向の配線材
ガイド溝１ｂよりも深く凹設し、交差位置Ｐで重なる第
１電線Ｗ１、第２電線Ｗ２が基板１の上面より突出しな
いように設定している。
【００２３】上記第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２は単芯線か
らなる導体ａを絶縁被覆ｂで被覆した電線からなる。絶
縁被覆ｂはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなる一方、上
記基板１はＰＶＣよりも軟化温度が低いＰＢＴ（ポリブ
チルテレフタレート）より成形している。
らなる導体ａを絶縁被覆ｂで被覆した電線からなる。絶
縁被覆ｂはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなる一方、上
記基板１はＰＶＣよりも軟化温度が低いＰＢＴ（ポリブ
チルテレフタレート）より成形している。
【００２４】回路体１０、１１を順次形成していくに
は、図３（Ａ）に示すように、下層の回路体１０の第１
の基板１ＡのＸ方向の配線材ガイド溝１ａに第１電線Ｗ
１を挿入して配線し、Ｙ方向の配線材ガイド溝１ｂに第
２電線Ｗ２を挿入して配線し、交差位置Ｐでは、第１電
線Ｗ１の上面に第２電線Ｗ２を重ねている。次いで、図
３（Ｂ）に示すように、第１の基板１Ａの上面に第２の
基板１Ｂを載せ、第１の基板１Ａの配線材ガイド溝１
ａ、１ｂに配線した第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２を第１、
第２の基板１Ａと１Ｂとで挟持する。
は、図３（Ａ）に示すように、下層の回路体１０の第１
の基板１ＡのＸ方向の配線材ガイド溝１ａに第１電線Ｗ
１を挿入して配線し、Ｙ方向の配線材ガイド溝１ｂに第
２電線Ｗ２を挿入して配線し、交差位置Ｐでは、第１電
線Ｗ１の上面に第２電線Ｗ２を重ねている。次いで、図
３（Ｂ）に示すように、第１の基板１Ａの上面に第２の
基板１Ｂを載せ、第１の基板１Ａの配線材ガイド溝１
ａ、１ｂに配線した第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２を第１、
第２の基板１Ａと１Ｂとで挟持する。
【００２５】この状態で、第１の基板１Ａを支持用平板
５上に載置し、第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の所要の交
差位置Ｐ’には上方の第２の基板１Ｂの上面より超音波
ホーン６を配置し、該超音波ホーン６の先端を第２の基
板１Ｂの交差位置Ｐ’の外面に接触させて、電線Ｗ１、
Ｗ２を上下の基板１Ｂと１Ａで押さえ付けた状態で超音
波を発振させる。
５上に載置し、第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の所要の交
差位置Ｐ’には上方の第２の基板１Ｂの上面より超音波
ホーン６を配置し、該超音波ホーン６の先端を第２の基
板１Ｂの交差位置Ｐ’の外面に接触させて、電線Ｗ１、
Ｗ２を上下の基板１Ｂと１Ａで押さえ付けた状態で超音
波を発振させる。
【００２６】第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２が重ねられた交
差位置Ｐ’では、上方の第２の基板１Ｂ→第２電線Ｗ２
→第１電線Ｗ１→下方の第１の基板１Ａへと超音波が伝
播する。第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２との当接位置には
振動摩擦が発生し、第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２の絶縁被
覆ｂが図４に示すように、破壊されると共に摩擦熱によ
り溶融して、電線Ｗ１、Ｗ２より絶縁被覆ｂが除去され
る。このように、接合位置の絶縁被覆ｂが除去されるこ
とにより単芯線からなる導体ａ、ａが露出して、これら
導体同士が圧接して電気接続される。
差位置Ｐ’では、上方の第２の基板１Ｂ→第２電線Ｗ２
→第１電線Ｗ１→下方の第１の基板１Ａへと超音波が伝
播する。第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２との当接位置には
振動摩擦が発生し、第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２の絶縁被
覆ｂが図４に示すように、破壊されると共に摩擦熱によ
り溶融して、電線Ｗ１、Ｗ２より絶縁被覆ｂが除去され
る。このように、接合位置の絶縁被覆ｂが除去されるこ
とにより単芯線からなる導体ａ、ａが露出して、これら
導体同士が圧接して電気接続される。
【００２７】上記絶縁被覆ｂの溶融した状態で除去され
る部分ｂ−１は圧接される導体ａ、ａの回りを取り囲
む。また、第１の基板１Ａと第２の基板１Ｂの表面も当
接しているため、振動摩擦が発生し、この摩擦熱により
当接する基板１Ａと１Ｂの表面同士が融着する。
る部分ｂ−１は圧接される導体ａ、ａの回りを取り囲
む。また、第１の基板１Ａと第２の基板１Ｂの表面も当
接しているため、振動摩擦が発生し、この摩擦熱により
当接する基板１Ａと１Ｂの表面同士が融着する。
【００２８】このように、第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２の
導体ａ、ａは互いに圧接された状態で溶着されていない
が、その回りを除去された絶縁被覆ｂ、ｂで囲むと共に
第１、第２基板が交差位置Ｐ’の回りで融着されること
により、導体同士の圧接状態を保持し、電気接続信頼性
を確保できる。
導体ａ、ａは互いに圧接された状態で溶着されていない
が、その回りを除去された絶縁被覆ｂ、ｂで囲むと共に
第１、第２基板が交差位置Ｐ’の回りで融着されること
により、導体同士の圧接状態を保持し、電気接続信頼性
を確保できる。
【００２９】上記超音波による導体同士の接続作業時に
おいて、絶縁被覆ｂの軟化温度より基板１Ａ、１Ｂの軟
化温度を高く設定しているため、先に軟化する絶縁被覆
ｂが軟化していない基板１Ａ、１Ｂからの振動により、
破壊および溶融して除去される絶縁被覆部分ｂ−１を容
易に押し出すことができる。
おいて、絶縁被覆ｂの軟化温度より基板１Ａ、１Ｂの軟
化温度を高く設定しているため、先に軟化する絶縁被覆
ｂが軟化していない基板１Ａ、１Ｂからの振動により、
破壊および溶融して除去される絶縁被覆部分ｂ−１を容
易に押し出すことができる。
【００３０】このように、第１の基板１Ａ上にＸ−Ｙの
第１、第２の電線Ｗ１、Ｗ２をクロス配線して、所要の
交差位置Ｐ’で導体ａ，ａを電気接続させた回路体１０
を、上層の回路体１１の第２の基板１Ｂを利用して形成
する。その後、第２の基板１ＢのＸ−Ｙの第１、第２の
電線Ｗ１、Ｗ２を配線材ガイド溝１ａ、１ｂに挿入して
配線する。この第２の基板１Ｂの上面に上層の基板（図
示せず）を配置し、前記と同様に所定の交差位置Ｐ’に
超音波振動を負荷して第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２の絶縁
被覆ｂを剥離して導体ａ同士を接触させて電気接続す
る。
第１、第２の電線Ｗ１、Ｗ２をクロス配線して、所要の
交差位置Ｐ’で導体ａ，ａを電気接続させた回路体１０
を、上層の回路体１１の第２の基板１Ｂを利用して形成
する。その後、第２の基板１ＢのＸ−Ｙの第１、第２の
電線Ｗ１、Ｗ２を配線材ガイド溝１ａ、１ｂに挿入して
配線する。この第２の基板１Ｂの上面に上層の基板（図
示せず）を配置し、前記と同様に所定の交差位置Ｐ’に
超音波振動を負荷して第１、第２電線Ｗ１、Ｗ２の絶縁
被覆ｂを剥離して導体ａ同士を接触させて電気接続す
る。
【００３１】最上層の回路体では、基板にＸ−Ｙの第
１、第２電線を配線材ガイド溝に挿入して配線した後、
平板形状の絶縁樹脂製の基板１Ｃを配置して、該基板の
上面から超音波振動を負荷して電線同士を接続してい
る。なお、最上層の回路体の電線配線側に載置する基板
として、配線材ガイド溝を設けた基板を用いても良いこ
とは言うまでもない。
１、第２電線を配線材ガイド溝に挿入して配線した後、
平板形状の絶縁樹脂製の基板１Ｃを配置して、該基板の
上面から超音波振動を負荷して電線同士を接続してい
る。なお、最上層の回路体の電線配線側に載置する基板
として、配線材ガイド溝を設けた基板を用いても良いこ
とは言うまでもない。
【００３２】図５および図６は第二実施形態を示し、基
板１には、配線材ガイド溝１ａと１ｂとの交差位置Ｐの
部分に、この交差位置Ｐを中心とした円形の窪み１ｃを
ガイド溝１ａ、１ｂと連続させて凹設している。この窪
み１ｃの容積は後述する電線Ｗ１、Ｗ２の絶縁被覆ｂ、
ｂの除去部分の体積分に相当させている。
板１には、配線材ガイド溝１ａと１ｂとの交差位置Ｐの
部分に、この交差位置Ｐを中心とした円形の窪み１ｃを
ガイド溝１ａ、１ｂと連続させて凹設している。この窪
み１ｃの容積は後述する電線Ｗ１、Ｗ２の絶縁被覆ｂ、
ｂの除去部分の体積分に相当させている。
【００３３】さらに、上記窪み１ｃを所要空間Ｓをあけ
て囲むように超細幅のスリット状の縁切り溝１ｄを方形
状に切り込んで形成している。
て囲むように超細幅のスリット状の縁切り溝１ｄを方形
状に切り込んで形成している。
【００３４】上記窪み１ｃおよび縁切り溝１ｄを設ける
と、絶縁被覆ｂの溶融した状態で除去される部分ｂ−１
は窪み１ｃに丁度充填された状態となり、圧接される導
体ａ、ａの回りを取り囲む。また、窪み１ｃを囲む第１
の基板１Ａと第２の基板１Ｂの隙間に溶融した絶縁被覆
が流出しないため、基板１Ａと１Ｂの表面を確実に当接
させて振動摩擦を発生させ、この摩擦熱により当接する
基板１Ａと１Ｂの表面同士が確実に融着させることがで
きる。
と、絶縁被覆ｂの溶融した状態で除去される部分ｂ−１
は窪み１ｃに丁度充填された状態となり、圧接される導
体ａ、ａの回りを取り囲む。また、窪み１ｃを囲む第１
の基板１Ａと第２の基板１Ｂの隙間に溶融した絶縁被覆
が流出しないため、基板１Ａと１Ｂの表面を確実に当接
させて振動摩擦を発生させ、この摩擦熱により当接する
基板１Ａと１Ｂの表面同士が確実に融着させることがで
きる。
【００３５】また、窪み１ｃの回りには縁切り溝１ｄを
設けているため、負荷される超音波振動は縁切り溝１ｄ
の位置で伝播が遮断され、図６中に斜線で示す交差位置
Ｐ’の回りの一定範囲の基板１Ａ、１Ｂおよび電線Ｗ
１，Ｗ２に集中的に負荷でき、他の部位の電線および基
板１Ａ、１Ｂに損傷を発生させない。
設けているため、負荷される超音波振動は縁切り溝１ｄ
の位置で伝播が遮断され、図６中に斜線で示す交差位置
Ｐ’の回りの一定範囲の基板１Ａ、１Ｂおよび電線Ｗ
１，Ｗ２に集中的に負荷でき、他の部位の電線および基
板１Ａ、１Ｂに損傷を発生させない。
【００３６】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、Ｘ，Ｙ方向に配線材ガイド溝に配線する一方の電線
を絶縁被覆した電線とする一方、他方の電線は絶縁被覆
していない単芯線のみからなる裸電線としてもよい。ま
た、配線材として、ＦＦＣやＦＣを用い、これらの導体
がＸ−Ｙ方向にクロス配線されるように基板上に配置し
て用いてもよい。
ず、Ｘ，Ｙ方向に配線材ガイド溝に配線する一方の電線
を絶縁被覆した電線とする一方、他方の電線は絶縁被覆
していない単芯線のみからなる裸電線としてもよい。ま
た、配線材として、ＦＦＣやＦＣを用い、これらの導体
がＸ−Ｙ方向にクロス配線されるように基板上に配置し
て用いてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、通常汎用されている安価な被覆電線等からな
る配線材を用い、この被覆電線の絶縁被覆を前工程で皮
剥ぎすることなく、超音波振動を利用して電線の絶縁被
覆の除去と導体同士の接合を同時に行って電気接続を図
ることができる。このように、電線コスト、および作業
コストを低減できため、回路体を安価に提供することが
できる。
によれば、通常汎用されている安価な被覆電線等からな
る配線材を用い、この被覆電線の絶縁被覆を前工程で皮
剥ぎすることなく、超音波振動を利用して電線の絶縁被
覆の除去と導体同士の接合を同時に行って電気接続を図
ることができる。このように、電線コスト、および作業
コストを低減できため、回路体を安価に提供することが
できる。
【００３８】また、積層する上層の回路体の基板を利用
して、電線等の配線材の上下を基板で挟み、上方の基板
側から所要の交差位置に超音波振動を負荷することによ
り、超音波振動で配線材の絶縁被覆を破壊・溶融により
除去すると同時に露出する導体同士を接触させて電気接
続しているため、配線側を保持するための絶縁板を別個
に設ける必要はなく、その分、１つの回路体の高さを低
くでき、積層状態での全体高さを低減できる。
して、電線等の配線材の上下を基板で挟み、上方の基板
側から所要の交差位置に超音波振動を負荷することによ
り、超音波振動で配線材の絶縁被覆を破壊・溶融により
除去すると同時に露出する導体同士を接触させて電気接
続しているため、配線側を保持するための絶縁板を別個
に設ける必要はなく、その分、１つの回路体の高さを低
くでき、積層状態での全体高さを低減できる。
【００３９】さらに、超音波振動を加えることにより、
接続位置の周囲の絶縁樹脂製の上下の基板が振動摩擦に
よる発熱で軟化溶融して接合し、導体同士の接合部を上
下から押さえ付ける形で互いに融着するため、接合状態
を確実に保持すると共に絶縁性も確保することができ
る。
接続位置の周囲の絶縁樹脂製の上下の基板が振動摩擦に
よる発熱で軟化溶融して接合し、導体同士の接合部を上
下から押さえ付ける形で互いに融着するため、接合状態
を確実に保持すると共に絶縁性も確保することができ
る。
【００４０】さらにまた、軟化溶融して除去される絶縁
被覆分を交差位置に設けた窪みに収容すると、上下の回
路体の基板の間に除去された絶縁樹脂が介在することを
防止でき、がたつきなく接合できる。さらにまた、上記
窪みの外周に縁切り溝を設けると、超音波振動を電気接
続する交差位置に集中させ、無制限に振動が伝播するこ
とを防止することができる。
被覆分を交差位置に設けた窪みに収容すると、上下の回
路体の基板の間に除去された絶縁樹脂が介在することを
防止でき、がたつきなく接合できる。さらにまた、上記
窪みの外周に縁切り溝を設けると、超音波振動を電気接
続する交差位置に集中させ、無制限に振動が伝播するこ
とを防止することができる。
【図１】 本発明の第一実施形態を示す斜視図である。
【図２】 （Ａ）は上記実施形態で用いる基板を示す斜
視図、（Ｂ）は一部正面図である。
視図、（Ｂ）は一部正面図である。
【図３】（Ａ）は基板上に電線を配線した状態の斜視
図、（Ｂ）は基板の間に電線を挟んで超音波ホーンで超
音波振動を負荷する状態を示す斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）
のＡ−Ａ線断面図である。
図、（Ｂ）は基板の間に電線を挟んで超音波ホーンで超
音波振動を負荷する状態を示す斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）
のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（Ａ）は交差位置で被覆電線の絶縁被覆が除去
されて導体が露出する状態を示す斜視図、（Ｂ）は電線
同士の接触状態を示す断面図である。
されて導体が露出する状態を示す斜視図、（Ｂ）は電線
同士の接触状態を示す断面図である。
【図５】 第二実施形態の基板を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は一部拡大図である。
図、（Ｂ）は一部拡大図である。
【図６】 縁切り溝の作用を示す図面である。
１ 基板 １Ａ 第１の基板 １Ｂ 第２の基板 １ａ Ｘ方向の配線材ガイド溝 １ｂ Ｙ方向の配線材ガイド溝 １ｃ 窪み １ｄ 縁切り溝 １０、１１ 回路体 ６ 超音波ホーン Ｗ１ 第１電線（被覆電線） Ｗ２ 第２電線（被覆電線あるいは裸線）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｇ 15/16 Ｈ０２Ｇ 15/16 ５Ｇ３５５ Ｈ０５Ｋ 3/10 Ｈ０５Ｋ 3/10 Ａ ５Ｇ３６１ 3/46 3/46 Ｊ ５Ｇ３７５ Ｍ // Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42 (72)発明者 上野 隆 三重県四日市市西末広町１番14号 住友電 装株式会社内 Ｆターム(参考） 4E067 BF00 BF03 DA13 DA17 EA07 EB09 EC12 5E051 LA04 LB01 5E085 BB02 BB05 BB06 CC03 DD03 DD19 HH11 JJ04 JJ38 5E343 AA02 AA12 BB03 BB69 DD65 GG11 5E346 AA12 AA15 AA22 AA32 AA35 AA51 BB11 BB15 BB17 CC08 DD35 EE47 FF22 GG28 HH32 5G355 AA03 BA01 BA11 CA15 5G361 BA06 BB02 BC01 5G375 AA02 CA02 CA12 EA17
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁樹脂からなる基板の上面にＸ、Ｙ方
向に延在する配線材ガイド溝を交差させて設けており、 第１の上記基板のＸ、Ｙ方向のいずれか一方に導体のみ
或いは導体を絶縁樹脂で被覆した第１配線材を挿入して
配線する一方、いずれか他方に導体を絶縁樹脂で被覆し
た第２配線材を挿入して配線し、交差位置では第１、第
２配線材を重ね、 次いで、上記第１の基板の配線側に第２の基板を配置し
て上記第１の基板の配線材ガイド溝に配線した第１、第
２配線材を第１、第２の基板で挟持し、 上記第１配線材と第２配線材の所要の交差位置に、上記
第２の基板の外面より超音波振動を負荷して、上記第２
配線材の絶縁被覆あるいは第１配線材が絶縁被覆で被覆
した配線材の場合は該第１配線材と第２配線材の両方の
絶縁被覆を除去して、第１配線材と第２配線材の導体同
士を圧接させて電気接続させると共に、第１と第２の基
板の当接面を融着させて第１の回路体を形成し、 その後、第２の基板の上面に第３の基板あるいは樹脂板
を配置して、第２の基板の配線材ガイド溝に挿入した第
１、第２配線材を挟持した状態として、第３の基板ある
いは樹脂板側から上記第１、第２配線材の所要の交差位
置に超音波振動を負荷して配線材の導体同士を接続させ
て第２の回路体を形成し、 これを繰り返すことにより、複数の回路体を積層した状
態で形成している回路体の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法により形成された
回路体。 - 【請求項３】 上記基板に設けるＸ、Ｙ方向の配線材ガ
イド溝は、いずれか一方の配線材ガイド溝の深さを他方
より深くして、交差位置で重なる配線材が基板表面より
突出しない構成としている請求項２に記載の回路体。 - 【請求項４】 上記第１配線材と第２配線材とが電気接
続される交差位置あるいはＸ，Ｙ方向の配線材ガイド溝
の全交差位置には、配線材ガイド溝と連続させて拡大さ
せた窪みを設け、該窪みに上記超音波により溶融剥離さ
れた樹脂を収容し、かつ、上記窪みの周囲に超音波振動
の伝達を遮断する縁切り溝を設けている請求項２または
請求項３に記載の回路体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028370A JP2002233033A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 回路体の形成方法および該方法で形成された回路体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028370A JP2002233033A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 回路体の形成方法および該方法で形成された回路体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002233033A true JP2002233033A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18892879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028370A Abandoned JP2002233033A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 回路体の形成方法および該方法で形成された回路体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002233033A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119190A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Yazaki Corp | 超音波接合装置 |
| JP2008529263A (ja) * | 2005-01-24 | 2008-07-31 | ユマテック ゲーエムベーハー | プリント回路基板上へ導体を連続配線するための方法および前記方法を実施するための装置 |
| JP2013538689A (ja) * | 2010-08-18 | 2013-10-17 | シュンク・ソノシステムズ・ゲーエムベーハー | 電気導体を溶接するための方法および装置 |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028370A patent/JP2002233033A/ja not_active Abandoned
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119190A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Yazaki Corp | 超音波接合装置 |
| JP2008529263A (ja) * | 2005-01-24 | 2008-07-31 | ユマテック ゲーエムベーハー | プリント回路基板上へ導体を連続配線するための方法および前記方法を実施するための装置 |
| US8076612B2 (en) | 2005-01-24 | 2011-12-13 | Jumatech Gmbh | Method for the continuous laying of a conductor on a printed circuit board and device for carrying out said method |
| JP4909906B2 (ja) * | 2005-01-24 | 2012-04-04 | ユマテック ゲーエムベーハー | プリント回路基板製造方法および前記方法を実施するための装置 |
| JP2013538689A (ja) * | 2010-08-18 | 2013-10-17 | シュンク・ソノシステムズ・ゲーエムベーハー | 電気導体を溶接するための方法および装置 |
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