JP2015100815A

JP2015100815A - 電線の端末接合装置及び電線の端末接合方法

Info

Publication number: JP2015100815A
Application number: JP2013243612A
Authority: JP
Inventors: 高田　肇; Hajime Takada; 肇高田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】短い工程でかつ簡素な構成にて電線の端末の接合を行うことができる電線の端末接合装置及び電線の端末接合方法を提供する。【解決手段】電線の端末接合装置１は、被覆部が除去された複数の芯線を束ねて固定する固定治具２と、固定治具２により束ねられた複数の芯線の端末を収容する凹状の溝部４０を有する加工部材４と、加工部材４を回転駆動するとともに、当該加工部材４を芯線の長手方向に沿って移動させる駆動部と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、電線の端末接合装置及びその方法に関する。

例えば特許文献１には、複数の電線それぞれについて被覆部の一部を除去し、露出した芯線のそれぞれをチップとアンビルとの間に挟んで超音波振動させることで、複数の電線の芯線同士を接合する超音波接合方法が開示されている。この方法では、まず、一方向に沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与する。つぎに、一方向に対して交差する他の方向に沿ってチップとアンビルとの間に複数の電線の芯線を挟んで超音波振動を付与する。これにより、複数の電線の芯線同士を接合することとしている。

特開２０１０−２１８７９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、方向を変えた上で超音波振動を付与するため複数回の工程が必要となり、接合工程に要する時間が長くなってしまう虞がある。また、方向を変えるための構造が必要となることから、装置構成が複雑化してしまうという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、短い工程でかつ簡素な構成にて電線の端末の接合を行うことができる電線の端末接合装置及び電線の端末接合方法を提供する。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、被覆部が除去された芯線を束ねて固定する固定治具と、固定治具により束ねられた前記芯線の端末を収容する凹状の溝部を有する加工部材と、加工部材を回転駆動するとともに、当該加工部材を芯線の長手方向に沿って移動させる駆動部と、を有する電線の端末接合装置を提供する。

ここで、本発明において、加工部材は、芯線の端末を溝部に収容した状態で回転させられるとともに、当該溝部に芯線を押し込むように芯線の長手方向に沿って移動させられることが好ましい。

また、第２の発明は、発明被覆部が除去された芯線を束ねて固定する工程と、束ねて固定された芯線の端末を、凹状の溝部を有する加工部材の当該溝部内に収容する工程と、芯線の端末を溝部に収容した状態で加工部材を回転させるとともに、当該溝部に芯線を押し込むように芯線の長手方向に沿って加工部材を移動させる工程と
を有する電線の端末接合方法を提供する。

本発明によれば、芯線の端末を加工部材の溝部に収容した状態で回転させることで、塑性流動により芯線の端末を接合することができる。これにより、短い工程でかつ簡素な構造にて電線の端末の接合を行うことができる。

本実施形態に係る電線の端末接合装置の構成を模式的に示す説明図束ねた電線を模式的に示す説明図電線の端末接合工程を示す説明図電線の端末接合工程を示す説明図電線の端末接合工程を示す説明図電線の端末接合方法を単一の電線に適用した説明図

図１は、本実施形態に係る電線の端末接合装置１の構成を模式的に示す説明図である。本実施形態に係る電線の端末接合装置１は、複数の電線１０を束ねて端末を集中接合する装置である。ここで、図２に示すように、電線１０は、導電性の芯線１１と、この芯線１１を被覆した絶縁性の被覆部１２とを備えた被覆電線である。芯線１１は、金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金など）からなる素線が複数束ねられて構成されている。電線１０は、端末接合装置１に供されるにあたり、その端末側に位置する被覆部１２が除去されて、端末側に位置する芯線１３の一部が露出している。この端末接合装置１は、それぞれ端末において芯線１１が露出した複数の電線１０を束ねた状態で、これら複数の電線１０の芯線１３同士を接合するものである。

この電線の端末接合装置１は、固定治具２と、加工部材４と、コントローラ７とを主体に構成されている。

固定治具２は、複数の電線１０を束ねて保持するためのものであり、例えば一対の保持部材２０から構成されている。保持部材２０の一方には、複数の電線１０の保持形状に対応したスリットが形成されている。また、保持部材２０の一方には、相手側の保持部材２０と圧接又は離間するための駆動部、例えば油圧シリンダ３が接続されている。

油圧シリンダ３は、シリンダ本体と、このシリンダ本体から伸縮自在に設けられた伸縮ロッドとを備えている。伸縮ロッドの先端は、保持部材２０に接続されている。油圧シリンダ３は、シリンダ本体の作動に応じて伸縮ロッドが伸張することで、一方の保持部材２０を他方の保持部材２０に近づく方向に移動させる。一対の保持部材２０により複数の芯線１３を挟むようにして両側から挟持することで、固定治具２により複数の電線１０を束ねて保持することができる。

なお、スリット及び油圧シリンダ３は、一方の保持部材２０のみならず保持部材２０の双方に設けてもよい。

加工部材４は、複数の電線１０の芯線１３同士を接合するための回転部材である。この加工部材４には、固定治具２と向かい合う面に凹状の溝部４０が形成されている。この溝部４０は固定治具２により束ねられた複数の芯線１３の端末をその内部に収容するものであり、後述するような塑性流動による芯線１３同士に接合に必要な大きさ及び深さに設定されている。

加工部材４には、当該加工部材４を回転させるための駆動部、例えばモータ５と、当該加工部材４を電線１０の軸心方向に沿って進退させるための駆動部、例えば油圧シリンダ６とが接続されている。

モータ５は、その本体が加工部材４に取り付けられている。モータ５は、出力軸を回転させることで加工部材４をその中心軸回りに回転させる。

油圧シリンダ６は、シリンダ本体と、このシリンダ本体から伸縮自在に設けられた伸縮ロッドとを備えている。伸縮ロッドの先端は、加工部材４に接続されている。油圧シリンダ６は、シリンダ本体の作動に応じて伸縮ロッドが伸張することで、加工部材４を固定治具２に近づく方向（芯線１１の長手方向）に移動させる。これにより、加工部材４の溝部４０内に複数の芯線１３を挿入させるとともに、個々の芯線１４に溝部４０の底面を圧接することができる。

コントローラ７は、油圧シリンダ３，６及びモータ５とそれぞれと接続して、これらの動作を制御することで、端末接合装置１全体の制御をつかさどる。コントローラ７としては、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、補助記憶装置としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）、通信Ｉ／Ｆ部などを備えるコンピュータを用いることができる。

以下、図３から図５を参照して、本実施形態に係る端末接合装置１を用いた電線の端末接合方法を説明する。この方法は、コントローラ７によって実行される。ここで、図３から図５は、電線の端末接合工程を示す説明図である。

まず、複数の電線１０を用意し、それぞれの電線１０についてその端末に位置する被覆部１２を除去し、端末に位置する芯線１３の一部を露出させる。そして、これらの電線１０を固定治具２にセットする。すなわち、油圧シリンダ３を動作させ、一対の保持部材２０により複数の芯線１３を挟むようにして両側から挟持する。これにより、固定治具２により複数の電線１０が束ねて保持される（図３参照）。

つぎに、油圧シリンダ６を動作させ、加工部材４を芯線１１の長手方向に沿って進出させる。そして、加工部材４の溝部４０に複数の芯線１１の端末を挿入し、その端末を当該溝部４０の底面に接触させる。

つぎに、モータ５を動作させ、溝部４０に芯線１１の端末を挿入した状態で加工部材４を回転させる。また、加工部材４を回転させた状態にて油圧シリンダ６をさらに動作させると、加工部材４を芯線１１の長手方向に沿って移動させる。これにより、溝部４０の底面へと芯線１１の端末が押し込まれる（図４参照）。

この場合、個々の芯線１１は溝部４０による回転方向への力を受けて、その方向に変形する。この際、芯線１１の端末にある一定の力と熱が加わるため、芯線１１の端末が溶けるように流動することとなる（塑性流動）。塑性流動した芯線１１は、酸化膜が破壊されるため金属接合が阻害されることはなく、金属の新生面が露出した芯線１１同士が接触することで金属接合が行われることとなる。

また、芯線１１の塑性流動は、加工部材４の溝部４０の内側で発現する。油圧シリンダ６からの力を受けて加工部材４の溝部４０へと芯線１１が押し込まれることから、芯線１１の端末では塑性流動の範囲は序々に拡大していく。塑性流動の範囲が一定の領域まで進行すると、油圧シリンダ６を動作させ、加工部材４を退避させる。これにより、芯線１１が溝部４０から取り出され、個々の芯線１１の端末が塑性流動により接合された接合部を形成することができる（図５参照）。

このように本実施形態によれば、電線の端末接合装置１は、被覆部１２が除去された複数の芯線１１を束ねて固定する固定治具２と、固定治具２により束ねられた複数の芯線１１の端末を収容する凹状の溝部４０を有する加工部材４と、加工部材４を回転駆動するとともに、当該加工部材４を芯線１１の長手方向に沿って移動させる駆動部と、を有している。

かかる構成によれば、複数の芯線１１の端末を加工部材４の溝部４０に収容した状態で回転させることで、塑性流動により個々の芯線１１の端末を接合することができる。この場合、方向を変えた上で超音波振動を付与するといったように複数回にわたり工程を実施する必要がないので、接合工程の時間が長くなるという不都合を抑制することができる。また、個々の芯線１１について方向を変えるための構造も必要となく、装置構成の複雑化を招くこともない。よって、短い工程でかつ簡素な構造にて電線１０の端末の接合を行うことができる電線の端末接合装置及び電線の端末接合方法を提供することができる。

また、本実施形態によれば、加工部材４は、複数の芯線１１の端末を、加工部材４の溝部４０に収容した状態で回転させられるとともに、当該溝部４０に芯線１１を押し込むように芯線１１の長手方向に沿って移動させられる。

かかる構成によれば、芯線１１の端末における塑性流動の範囲が序々に拡大していくこととなる。これにより、個々の芯線１１の端末が塑性流動により接合された接合部を所望の範囲で形成することができる。

なお、本実施形態では、同種材料からなる芯線１１同士の接合について説明した。しかしながら、本実施形態に示す手法は、その合金材料との組み合わせ、異種材料との組み合わせも可能である。また、芯線１１にめっきが施されたものであっても適用可能である。

また、上述した実施形態では、複数の電線１０を束ねて、個々の芯線１１を接合する方法について説明した。しかしながら、図６に示すように、断面積の大きな単一の電線１０について、これを構成する芯線１１について適用してもよい。すなわち、被覆部１２が除去された芯線１１を処理するものであれば、その元となる電線１０の本数は１本であってもよい。このような単一の電線１０であっても、芯線１１をなす個々の素線の端末が塑性流動により接合された接合部を形成することができる。

以上、本実施形態に係る電線の端末接合装置について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。また、電線の端末接合装置により実行される電線の端末接合方法についても本発明の一部として機能する。

１電線の端末接合装置
２固定治具
２０保持部材
３油圧シリンダ
４加工部材
４０溝部
５モータ
６油圧シリンダ
７コントローラ
１０電線
１１芯線
１２被覆部

Claims

被覆部が除去された芯線を束ねて固定する固定治具と、
前記固定治具により束ねられた前記芯線の端末を収容する凹状の溝部を有する加工部材と、
前記加工部材を回転駆動するとともに、当該加工部材を前記芯線の長手方向に沿って移動させる駆動部と、
を有することを特徴とする電線の端末接合装置。
前記加工部材は、前記芯線の端末を前記溝部に収容した状態で回転させられるとともに、当該溝部に前記芯線を押し込むように前記芯線の長手方向に沿って移動させられることを特徴とする請求項１に記載された電線の端末接合装置。
被覆部が除去された芯線を束ねて固定する工程と、
束ねて固定された前記芯線の端末を、凹状の溝部を有する加工部材の当該溝部内に収容する工程と、
前記芯線の端末を前記溝部に収容した状態で前記加工部材を回転させるとともに、当該溝部に前記芯線を押し込むように前記芯線の長手方向に沿って前記加工部材を移動させる工程と
を有することを特徴とする電線の端末接合方法。