JP2019181525A - 導体接合装置及び導体接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、導体同士の接合強度を向上させることができる導体接合装置を提供すること【解決手段】導体接合装置１は、導体露出部２２０と接触するホーン側下面１３ａを有する超音波溶接具１０と、ホーン側下面１３ａに沿って相対移動可能に構成された一対の規制部２１と、ホーン側下面１３ａに対して上下方向Ｚに相対移動するアンビル３０とが備えられ、一対の規制部２１において互いに対向する規制面２６に、突出する規制部側凸部２７１と、窪んだ規制部側凹部２７２とが、長手方向Ｘに沿って連続する、波形状の波形規制部２７が形成され、アンビル３０は、規制部側凸部２７１及び規制部側凹部２７２に嵌合するアンビル側凸部３３１及びアンビル側凹部３３２が備えられ、規制部２１に挟まれるように、超音波溶接具１０及び規制部２１がアンビル３０に対して相対移動し、かつ、一対の規制部２１の少なくとも一方が他方に向けて移動すること【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、車両などに配索される導体を導電可能に溶融接合する導体接合装置及び前記導体の導体接合方法に関する。

近年、自動車には、操作性や快適性を向上させる様々な電気機器が搭載されており、このような電気機器は、自動車に配索されるワイヤハーネスなどによって互いに電気的に接続され、信号の送受信や電力の供給が行われている。

このワイヤハーネスを構成する複数の被覆電線は、例えば絶縁被覆から露出させた導体の端部を互いに接合した接合導体によって導通可能としている。このような導体を導通可能に接合する導体接合装置が従来から提案されている。

例えば特許文献１には、幅方向に所定の間隔を隔てて対向配置された一対の規制部と、規制部同士の間において上下方向に対向配置されたアンビル及びホーンとで形成された導体配置空間に複数の導体を配置し、規制部で導体の幅方向への移動を規制しつつ、ホーンをアンビル側に移動させて導体を圧縮するとともに、ホーンを導体の挿入方向に沿って超音波振動させて導体同士を溶融接合させる導体接合装置が開示されており、この装置により導体同士が互いに電気的に接続可能な接合導体が製造できるとされている。

特開２０１１−１９８５０６号公報

しかしながら、この特許文献１に開示された導体接合装置で製造された接合導体は、上下方向に沿って配置された導体同士は十分な接合強度を有するが、幅方向に沿って配置された導体同士は十分な接合強度を有さないといった問題があった。

この発明は、上述の問題に鑑み、導体同士の接合強度を向上させることができる導体接合装置及び導体接合方法を提供することを目的とする。

この発明は、複数の導体を超音波溶接して接合させる導体接合装置であって、前記導体と接触する接触面を有し、超音波振動するホーンと、前記接触面と当接するとともに、前記接触面に沿って相対移動可能に構成された一対の規制部と、前記接触面に対して接近又は離間する移動方向に相対移動するアンビルとが備えられ、一対の前記規制部において互いに対向する規制面の少なくとも一方に、対向する他の規制面に向けて突出する凸部と、該凸部の突出方向と逆方向に窪んだ凹部とが、規制面が対向する対向方向及び前記移動方向に直交する直交方向に沿って連続する、波形状の波形規制部が形成され、前記アンビルにおける前記対向方向を向く主面には、前記凸部及び前記凹部に嵌合する嵌合凹部及び嵌合凸部が前記直交方向に沿って備えられ、互いに対向する前記規制部に挟まれるように、前記ホーン及び前記規制部が前記アンビルに対して相対移動し、かつ、一対の前記規制部の少なくとも一方が他方に向けて移動することを特徴とする。

またこの発明は、導体と接触する接触面を有し、超音波振動するホーンと、前記接触面と当接するとともに所定の間隔を隔てて対向配置され、前記接触面に沿って相対移動する一対の規制部とで、形成された空間に複数の前記導体を配置する導体配置工程と、前記接触面に対して所定間隔を隔てて配置されたアンビルに対して、前記ホーン及び前記規制部が相対移動するとともに、対向する前記規制部に前記アンビルが挟まれるように一対の前記規制部の少なくとも一方が他方に相対移動し、前記規制部が前記アンビルを挟んで、前記アンビルと前記ホーンとで前記導体を圧縮する移動圧縮工程と、前記ホーンを超音波振動して、前記アンビルと前記ホーンとで圧縮された前記導体を超音波溶接する溶接工程とを有し、一対の前記規制部において互いに対向する規制面のそれぞれには、対向する他の規制部に向けて突出する凸部と、該凸部の突出方向と逆方向に窪んだ凹部とが、一対の前記規制面が対向する対向方向、及び、前記アンビルに対して前記ホーンが相対移動する移動方向に直交する直交方向に沿って連続する、波形状の波形規制部が形成され、前記アンビルにおける前記対向方向を向く主面には、前記凸部及び前記凹部に嵌合する嵌合凹部及び嵌合凸部が備えられたことを特徴とする。

前記導体は、導電性を有する素線を撚った撚線、あるいは単線で構成された導体、素線を束ねた導体などを含み、また、前記導体は導電性を有すればどのような材質で構成されていてもよく、銅や銅合金で構成された銅系導体や、アルミニウムやアルミニウム合金などで構成されたアルミニウム系導体で構成されるものを含む。

なお前記導体は、例えば撚線や素線の束を絶縁性の絶縁被覆で被覆させた被覆電線の一端において、外層を形成する前記絶縁被覆を切剥いで露出させた露出導体や、絶縁被覆で被覆されていない撚線導体や素線を束ねた導体束などを含む。

上述の複数の導体とは、同一又は異なる種類の導体で構成されたものを含む。具体的には、外径や材質が異なる導体であってもよく、また一部は撚線で一部は単線であってもよい。
また、上述の複数の導体には、例えば銅管や銅箔などで接合部分を囲繞した構成を含む。

前記波形規制部は、前記直交方向に沿って少なくとも一つ以上の凸部及び凹部がそれぞれ一つ以上連続した構成をさす。なお、前記凸部と凹部とが一つ以上連続していれば、凸部と凹部の数が一致している必要はない。
なお、前記波形規制部は、前記規制面の全面に形成されている場合や、前記規制面の一部分に形成されている場合を含む。

上述の対向する他の前記規制面に向けて突出する凸部及び該凸部の突出方向と逆方向に窪んだ凹部とは、前記凸部と前記凹部とが相対的に外側に突出又は内側に窪んだ構成であればよい。

前記波形状とは、前記凸部と前記凹部とで形成する波形が正弦波である場合や、矩形波である場合、矩形波の角部が角取された山部及び谷部で形成された波形である場合などを含む。

この発明により、前記導体同士の接合強度を向上させることができる。
詳述すると、前記規制面に波形状の前記波形規制部が形成されるとともに、前記アンビルに前記波形規制部と嵌合可能に形成された嵌合凸部及び嵌合凹部が備えられることにより、前記アンビルに対して前記ホーンが相対移動することで、複数配置された前記導体が前記アンビルと前記ホーンに圧縮される。

また、前記ホーンの相対移動に合わせて前記規制部が前記対向方向の内側へと移動するため、前記規制部が前記導体の対向方向の外側に対する移動を規制するとともに、前記導体を前記直交方向に向かうに伴って、前記対向方向に対して振幅する波形状に湾曲させることができる。

このように前記導体を前記対向方向に対して振幅する波形状に湾曲させることで、前記対向方向に沿って並んで配置された前記導体同士は、前記直交方向の一方側に沿うに伴い、前記直交方向と交差する方向に沿って互いに接触させることができるため、前記導体同士を確実に接触させることができる。このため、前記導体同士を超音波溶接で接合することで、前記対向方向に沿って配置された前記導体同士の接合強度も増大させることができ、前記接合導体の一体性を向上させることができる。
したがって、前記接合導体の導電性及び接合強度を向上させることができる。また、前記導体同士の接合強度が向上するため、製造された接合導体全体としての剛性も向上させることができる。

この発明の態様として、前記波形規制部は、正弦波状に形成されてもよい。
この発明により、前記ホーンと前記規制部と前記アンビルが形成する空間の対向方向の端部が円弧状に形成されるため、前記導体を前記直交方向に沿って円弧状に湾曲させた波形状とすることができる。これにより、前記対向方向に配置された導体同士を連続して接触させることができ、前記導体同士を確実に接触させることができるとともに、接合強度を増大させることができる。また、圧縮時及び超音波溶接時に接合導体において接合が弱くなる角部分が形成できることを防止できる。

さらにまた、前記波形規制部により、前記直交方向に沿って前記導体を滑らかな波形状に形成できるため、前記凸部が矩形状に形成された場合のように、前記凸部が前記導体に角あたりして前記導体が切断されることを防止でき、前記導体同士の導電性及び前記接合導体の剛性を確実に向上させることができる。

またこの発明の態様として、前記波形規制部が、前記直交方向に沿って複数設けられてもよい。
この発明により、前記直交方向の一方側に向かうに伴って前記対向方向に対して振幅を周期的に繰り返す波形状に前記導体を湾曲させることができるため、前記対向方向に並んだ配置された前記導体同士を、周期的に前記直交方向と交差する方向に接触させることができ、前記導体同士のより確実に接触させることができる。

これにより前記導体を超音波接合させることで、接合強度をより向上させることができる。したがって、前記導体の接合部位の一体性をより向上させることができ、前記接合導体の導電性をさらに向上させることができる。

またこの発明の態様として、前記波形規制部は、一対の前記規制部において互いに対向する規制面の双方に形成され、前記規制面の一方に形成された前記波形規制部を第一波形規制部とし、他方に形成された前記波形規制部を第二波形規制部とし、前記第一波形規制部と前記第二波形規制部とが同じ波形で構成され、前記第一波形規制部における凸部が、前記第二波形規制部における凹部と対向するとともに、前記第一波形規制部における凹部が、前記第二波形規制部における凸部と対向してもよい。

この発明によると、前記第一波形規制部と前記第二波形規制部とが、半波長ずれて構成されているため、前記第一波形規制部及び前記第二波形規制部により湾曲された前記接合導体は、前記直交方向の一方側に向かうに伴い、前記対向方向に対して所定の幅を有した状態で、前記対向方向に振幅する波形状に形成される。このため、超音波溶接された前記接合導体の見かけの断面係数を向上させることができ、前記接合導体の剛性を向上させることができる。

また、前記接合導体における前記対向方向に沿った側面同士の幅が所定の値となるため、前記直交方向における前記導体同士の接触面積及び接合強度の不均衡を抑制できる。したがって、前記接合導体の導電性及び接合強度を安定させることができる。

またこの発明の態様として、前記規制部における前記規制面の前記直交方向の先端側に、前記直交方向に沿って平坦に形成された平坦部が設けられてもよい。
上述の平坦に形成されたとは、前記規制面に対して平行に形成された場合や、前記規制面に対して傾斜した場合を含む。すなわち、前記規制面の先端側において、前記対向面に意図的な凹凸形状を設けていない形状をさす。

この発明により、前記接合導体の先端側を平面状に形成することができ、前記導体同士の接合が先端側から剥離されることを抑制できる。
詳述すると、前記接合導体における波形状に湾曲された湾曲部位は、湾曲方向と反対側へ意図しない外力が作用した場合に、前記導体同士の接合が剥離しやすくなる。また、前記接合導体の先端側が波形状に形成されている場合には、前記湾曲方向と反対側へ意図しない外力が波形状の先端部分に作用する恐れがある。

これに対して、前記規制面における前記直交方向の先端側に平坦部が設けられることにより、前記接合導体の先端側を平面状に形成でき、前記接合導体における波形状に湾曲された湾曲部位に直接湾曲方向と反対側へ意図しない外力が作用することを防止できる。また、仮に接合導体の先端部位に意図しない外力が作用した場合であっても、平面上に形成された先端部位が前記外力を吸収できるため、前記導体同士の接合の剥離を抑制できる。

またこの発明の態様として、前記ホーンは、一対の前記規制部が対向する方向、又は、前記ホーンと前記アンビルとが対向する方向と交差する方向に沿って超音波振動してもよい。
上述の交差する方向とは、前記規制部が対向する前記対向方向及び前記ホーンと前記アンビルとが相対移動する前記移動方向に直交する直交方向に限らず、前記直交方向と交差する方向を含む。

この発明により、前記導体を効率よく接合させることができる。
詳述すると、前記導体配置空間に配置された前記導体を前記ホーンと前記アンビルとの圧縮により、前記移動方向に並べられた前記導体同士の接触面には移動方向（圧縮する方向）に沿った外力が作用するため、前記超音波振動により金属表面の酸化皮膜などが確実に除去され、前記導体を構成する金属の原子間引力により、前記導体が溶接されるやすくなる。

また、前記波形規制部により、前記導体は前記直交方向に向かうに伴い、前記対向方向に振幅する波形状に形成されるため、前記対向方向に並んだ前記導体同士が前記直交方向と交差する方向に接触することとなる。

したがって、前記直交方向と交差する方向に接触する、前記対向方向に並んで配置された前記導体同士も、前記直交方向または前記対向方向に振動する超音波振動により、金属表面の酸化皮膜などが確実に除去され、前記導体を構成する金属の原子間引力により、前記導体が溶接されるやすくなる。これにより、前記移動方向又は前記対向方向に並んだ前記導体を効率よく確実に接合できる。

またこの発明の態様として、前記アンビルに対する前記ホーン及び前記規制部の相対移動と、一対の前記規制部の少なくとも一方の他方に対する移動とを同期させる制御部が備えられてもよい。
この発明によると、前記ホーン及び前記規制部の圧縮方向への移動と、前記規制部の対向方向への移動とを同期させることで、前記アンビルと前記ホーンとが前記導体を圧縮する前に前記アンビルと前記規制部とを当接させることができ、前記導体が前記アンビルと前記規制部との間に形成される隙間に噛み込むことを確実に防止できる。

またこの発明の態様として、前記アンビルにおいて前記接触面と対向する対向接触面及び、前記接触面の少なくとも一方に、前記凸部及び前記凹部と同じ形状に形成された圧縮側凸部及び圧縮側凹部が、前記対向方向に沿って連続する、波形状の圧縮側波形部が設けられてもよい。

この発明により、前記直交方向の一方側に向かうに伴い、前記導体は前記移動方向に対して振幅する波形状に湾曲させることができるため、前記対向方向及び前記移動方向における前記導体同士のより確実に接触させることができるとともに、接合強度をより工場させることができる。したがって、前記接合導体の一体性をより向上させることができるとともに、前記接合導体の導電性及び接合強度をより向上させることができる。

この発明により、導体同士の接合強度を向上させることができる導体接合装置及び導体接合方法を提供することができる。

接合導体の概略斜視図。 接合導体の説明図。 導体接続装置の概略斜視図。 導体接続装置の概略分解斜視図。 ホーンの説明図。 規制部の説明図。 アンビルの説明図。 導体接続装置の説明図。 導体接続方法のフローチャート。 導体の接合方法の説明図。 導体の接合方法の説明図。 他の実施形態の導体接続装置の概略斜視図。 他の実施形態の導体接続装置の断面図。 他の実施形態の接合導体の概略斜視図。 他の実施形態の接合導体の説明図。 他の実施形態の接合導体の説明図。

本発明である、接合導体１００及び接合導体１００を製造する導体接合装置１の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は接合導体１００の概略斜視図を示し、図２は接合導体１００の説明図を示す。詳しくは、図２（ａ）は、接合導体１００における接合部１１０の拡大平面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示し、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示す。

図３は導体接合装置１の概略斜視図を示し、図４は導体接合装置１の概略分解斜視図を示し、図５は導体接合装置１を構成するホーン１３の説明図を示し、図６は導体接合装置１を構成する規制部２１の説明図を示し、図７は導体接合装置１を構成するアンビル３０の説明図を示し、図８は導体接合装置１の構成を説明する説明図を示す。

ここで、図３において、被覆電線２００の長手方向を長手方向Ｘとし、被覆電線２００の横幅方向であって長手方向Ｘと直交する方向を幅方向Ｙとし、図３の長手方向Ｘに沿って左側を＋Ｘ方向とし、右側を−Ｘ方向とするとともに、幅方向Ｙに沿って左側を−Ｙ方向とし、右側を＋Ｙ方向とする。
また、図３において、縦方向を上下方向Ｚとし、図３の上側を＋Ｚ方向（上方）、下側を−Ｚ方向（下方）とする。

図５について詳述すると、図５（ａ）はホーン１３の底面を拡大した拡大底面図を示し、図５（ｂ）はホーン１３を＋Ｙ側から視た拡大側面図を示し、図５（ｃ）はホーン１３を＋Ｘ側から視た拡大正面図を示す。なお、図５（ｂ）及び図５（ｃ）ではホーン１３の一部分のみを拡大して表示する。

図６及び図７について詳述する。図６（ａ）は規制部２１の上面を拡大した拡大平面図を示し、図６（ｂ）は規制部２１を＋Ｙ側から視た拡大側面図を示し、図６（ｃ）は規制部２１を＋Ｘ側から視た拡大正面図を示す。なお、図６（ａ）及び図６（ｃ）では規制部２１の一部分のみを拡大して表示する。
図７（ａ）はアンビル３０の平面図を示し、図７（ｂ）はアンビル３０に立設されたアンビル上部３２を＋Ｙ側から視た拡大側面図を示す。

また、図８について詳述する。図８（ａ）は導体接合装置１において導体露出部２２０を接合する部位を＋Ｘ方向から視た概略正面図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図を示す。

接合導体１００は、複数の被覆電線２００の先端部分である導体露出部２２０を超音波溶接により接合させ、一体化した導体であり、例えばバッテリーなどの電気機器同士を電気的に接続するのに用いられている。

被覆電線２００は、アルミニウム合金の素線を撚り合わせて形成された撚線導体を絶縁樹脂製の絶縁被覆２１０で被覆して構成されており、被覆電線２００の先端側には絶縁被覆２１０を所定の長さ分剥いで撚線導体を露出させた導体露出部２２０が設けられている（図３参照）。

なお、撚線導体は導電性を有していれば、どのような素材であってもよく、例えば、アルミニウムや銅、銅合金などの素線を撚り合わせてもよい。また、導体露出部２２０は必ずしも撚線導体で構成されている必要はなく導電性を有する素線を束ねて構成されていてもよい。

この接合導体１００は、長手方向Ｘに沿って複数本（本実施形態では９本）の被覆電線２００を束ねるとともに、被覆電線２００の先端側（−Ｘ側）において絶縁被覆２１０を剥いで露出させた導体露出部２２０を溶融接合させた構成であり、接合導体１００の先端部分には、導体露出部２２０を溶融接合させた接合部１１０を有する。

接合部１１０は、図１及び図２に示すように、幅方向Ｙにおいて互いに対向する第一面１２１（左側（−Ｙ側）に形成された面とする）及び第二面１２２（右側（Ｙ側）に形成された面とする）と、上下方向Ｚにおいて互いに対向する第三面１３１（下側（−Ｚ側）に形成された面とする）及び第四面１３２（上側（＋Ｚ側）に形成された面とする）とで断面矩形状に構成されており、接合部１１０の＋Ｘ側の端部及び−Ｘ側の端部には、平面状に形成された平面部１５０が設けられている。

第一面１２１及び第二面１２２には、平面視で長手方向Ｘに沿って正弦波状に形成された波形部１４０が形成されている（図２（ａ）参照）。
この波形部１４０は、幅方向Ｙに沿って外側に突出している山部１４１と、幅方向Ｙに沿って内側に窪んでいる谷部１４２とが連続して構成されている。

この谷部１４２の底部に対する山部１４１の頂部の高さＬ１は、第一面１２１と第二面１２２との距離、すなわち、接合導体１００における幅の長さＬ２の約０．２０倍に構成されている。

本実施形態において、高さＬ１は長さＬ２の０．２０倍としているが、必ずしもこの値でなければならないわけでなく、適宜変更してもよい。なお、導電性及び剛性の観点から、０．５倍以下であることが好ましい。

また、この谷部１４２の底部に対する山部１４１の頂部の高さＬ１は、接合部１１０を構成する導体露出部２２０の最小径である径Ｌ３の約０．６倍となるように構成されている。

本実施形態において、この高さＬ１は径Ｌ３の０．６倍としているが、必ずしもこの値でなければならないわけでなく、適宜変更してもよい。なお、導電性の観点から、素線の０．５倍以上であることが好ましく、より好ましくは撚線導体の外径の０．５倍以上であることが好ましい。また、本実施形態では導体露出部２２０の径は９本すべて同じとしているが、一部またはすべての導体露出部２２０の径が異なる構成でもよい。この場合、高さＬ１は導体露出部２２０の最小径である径Ｌ３の０．５倍以上であることが好ましい。

このように構成された波形部１４０のうち、第一面１２１に設けられた波形部１４０Ｌは、＋Ｘ側から谷部１４２と山部１４１とが交互に連続して配置されるように４つ並んで設けられている。

一方で、波形部１４０のうち、第二面１２２に設けられた波形部１４０Ｒは、＋Ｘ側から山部１４１と谷部１４２とが交互に連続して配置されるように４つ並んで設けられている。

換言すると、第一面１２１に配置された谷部１４２及び山部１４１は、第二面１２２に配置された山部１４１及び谷部１４２と幅方向Ｙに沿って対向配置されている。すなわち、波形部１４０Ｌと波形部１４０Ｒとは互いに同形状の正弦波が半波長だけ長手方向Ｘに沿ってずれてそれぞれ第一面１２１及び第二面１２２とに設けられている。

このように構成された接合部１１０は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうに伴い、断面形状が−Ｙ側に突出する状態から＋Ｙ側へ突出する状態へと周期的に繰り返すこととなる。このため、接合部１１０の見かけの断面係数は向上することとなるため、接合部１１０の剛性が向上することとなる。

また、接合導体１００は後述するように、導体接合装置１により超音波溶接を行っているため、接合部１１０の断面における導体同士の界面には超音波接合部１６０が形成されている。

さらにまた、接合部１１０は、先端に配置された波形部１４０と長手方向Ｘの先端側端部の間に平面部１５０が備えられているとともに、基端に配置された波形部１４０と長手方向Ｘの基端側端部の間に平面部１５０が備えられている。
詳述すると、この平面部１５０は、図１及び図２（ａ）に示すように、−Ｘ側及び＋Ｘ側に向かって平面状に突出して形成されている。換言すると、波形部１４０は接合導体１００の先端から所定の間隔を隔てた位置に配置されていることとなる。

次に、被覆電線２００から露出した導体露出部２２０先端側を接合し接合導体１００を製造する導体接合装置１について、図３乃至図８に基づいて説明する。
導体接合装置１は、図３に示すように、複数本の被覆電線２００の先端側から露出する導体露出部２２０同士を超音波溶接（超音波金属接合）する装置であり、上下方向Ｚに昇降する超音波溶接具１０と、超音波溶接具１０の＋Ｘ方向側に固定された一対の幅方向調整部２０と、下降する超音波溶接具１０とで導体露出部２２０を圧縮する複数のアンビル３０と、超音波溶接具１０及び幅方向調整部２０の移動を制御する制御部４０とで構成されている。

超音波溶接具１０は、図示しない昇降用モータによって上下方向Ｚに沿って昇降する昇降部１１と、昇降部１１の中央部分から＋Ｘ方向側に突出するホーン支持部１２と、ホーン支持部１２の＋Ｘ方向側端面から下方に延びるホーン１３とで構成されている。
なお、昇降用モータは制御部４０により制御されている。

ホーン支持部１２は、図３及び図４に示すように、昇降部１１の中央部分から＋Ｘ方向側に突出するとともに、ホーン１３を昇降部１１に支持するように構成されている。
なお、本実施形態において、ホーン支持部１２は長手方向Ｘに沿って昇降部１１から突出しているが、必ずしも長手方向Ｘに沿って突出している必要はなく、例えば幅方向Ｙに沿って突出するように構成されてもよい。すなわち、本実施形態において、ホーン支持部１２の突出方向は、後述する規制部２１の移動方向と直交するように構成されているが、規制部２１の移動方向に沿うように構成されていてもよい。

ホーン１３は、ホーン支持部１２の＋Ｘ方向側端面から下方に延び、図示しない超音波発振器と接続されることで長手方向Ｘに沿って超音波振動するように構成されている。
また、ホーン１３の底面であるホーン側下面１３ａには、図５（ａ）に示すように、上方に窪ませて形成したホーン側凹部１４と、下方に突出させて形成したホーン側凸部１５が、長手方向Ｘ及び幅方向Ｙに沿って格子状に複数設けられている。すなわち、ホーン１３の底面は長手方向Ｘ及び幅方向Ｙから視て凹凸形状となるように形成されている（図５（ｂ）及び図５（ｃ）参照）。

詳述すると、ホーン側凹部１４は、ホーン側下面１３ａから上方に窪ませて形成されたホーン長手方向谷部１４ａ（図５（ｂ）参照）と、ホーン側下面１３ａから上方に窪ませて形成されたホーン幅方向谷部１４ｂ（図５（ｃ）参照）とで構成されており、これらの交差部分に形成される。

また、ホーン側凸部１５は、長手方向Ｘに沿って形成されたホーン長手方向谷部１４ａの間において、ホーン側下面１３ａから下方に突出するホーン長手方向山部１５ａ（図５（ｂ）参照）と、幅方向Ｙに沿って形成されたホーン幅方向谷部１４ｂの間において、ホーン側下面１３ａから下方に突出するホーン幅方向山部１５ｂ（図５（ｃ）参照）とで構成されており、これらの交差部分に形成される。

このホーン長手方向谷部１４ａ及びホーン長手方向山部１５ａは、幅方向Ｙに沿ってそれぞれ等間隔に５列及び６列配列され、ホーン幅方向山部１５ｂ及びホーン幅方向谷部１４ｂは長手方向Ｘに沿ってそれぞれ等間隔に２３列及び２４列配列されている（図５（ａ）参照）。このように配置されたホーン側凹部１４及びホーン側凸部１５は、底面視においてアヤメ形状となるように形成されている。

超音波溶接具１０の＋Ｘ方向側において、対向配置された一対の幅方向調整部２０は、被覆電線２００の幅方向Ｙへの移動を規制する規制部２１と、規制部２１を固定するとともに支持する固定支持部２２と、規制部２１を間接的に昇降部１１に固定する固定部２３と、固定部２３に対して固定支持部２２を移動可能に連結させる連結部２４とで構成されている。

規制部２１は、幅方向Ｙに沿って所定間隔を隔てて配置されており、図３及び図４に示すように、長手方向Ｘに沿った長さが対応するホーン１３の長さと等しく、上下方向Ｚに沿った高さが導体露出部２２０の外径の３倍に比べて十分に長くなるように構成されており、対向する他の規制部２１と対向するように規制面２６が設けられている。

なお、本実施形態において、規制部２１の高さは、導体露出部２２０の外径の３倍に比べて十分な長さとしているが、導体露出部２２０の外径の３倍である必要はなく、超音波溶接される複数の導体露出部２２０が形成する電線束の総外径よりも十分に長く形成されていればよい。

規制部２１の上端面には、ホーン側凹部１４及びホーン側凸部１５と噛み合って、規制部２１の幅方向Ｙへの移動を補助する規制移動補助部２５が形成されている。

規制移動補助部２５は、規制面２６における上端側から上方にわずかに突出した移動補助部２５１と、移動補助部２５１の幅方向Ｙの外側において下方側に窪んで形成された上面凹部２５２とで構成されている。また、移動補助部２５１は上方に突出する複数の規制部側凸部２５３が長手方向Ｘに沿って並んでいる。

この規制部側凸部２５３は、ホーン長手方向谷部１４ａ及びホーン長手方向山部１５ａに比べて、高さが２分の１程度であり、規制部側凸部２５３三個で形成する幅がホーン長手方向山部１５ａ（ホーン長手方向谷部１４ａ）の幅よりもわずかに小さくなるように構成されており、ホーン長手方向谷部１４ａ及びホーン長手方向山部１５ａに対応するように、長手方向Ｘに沿って等間隔に１８個並んでいる。

このように構成された規制部側凸部２５３は、ホーン１３と規制部２１とが噛み合った状態で、ホーン長手方向谷部１４ａ及びホーン長手方向山部１５ａとの間にわずかな隙間を設けることにより超音波振動による長手方向Ｘ方向の振幅を吸収することができる。

対となる規制部２１の対向部分に設けられた規制面２６には、図６（ａ）に示すように、平面視で正弦波状の波形規制部２７と、波形規制部２７の長手方向Ｘの両端に平坦に形成された平坦部２８が設けられている。

この波形規制部２７は、対向する規制面２６側に向けて所定の高さに突出した規制部側凸部２７１と、規制部側凸部２７１の突出方向とは反対方向に、規制部側凸部２７１の高さと同じ深さになるように窪ませた規制部側凹部２７２が交互に滑らかに連続して構成されている（図６（ａ）参照）。なお、波形規制部２７は、長手方向Ｘに沿って４つずつ交互に連続して配置されている。

このように対向する規制面２６にそれぞれ設けられた波形規制部２７は、それぞれ規制部側凸部２７１及び規制部側凹部２７２が、対向する他の規制面２６に設けられた規制部側凹部２７２及び規制部側凸部２７１に対向するように配置されている。

すなわち、＋Ｙ側の規制面２６（以下、規制面２６Ｒとする）における規制部側凸部２７１及び規制部側凹部２７２が形成する波形と、−Ｙ側の規制面２６（以下、規制面２６Ｌとする）における規制部側凸部２７１及び規制部側凹部２７２が形成する波形とは、互いに半波長ずれて形成されている。

本実施形態において、規制面２６に形成された規制部側凸部２７１及び規制部側凹部２７２はそれぞれ４個ずつとしているが、この個数に限定するものではなく、導体接合装置１の使用方法や形状、大きさいこの個数は適宜調整することができる。
平坦部２８は、波形規制部２７の長手方向Ｘの両端側において、上下方向Ｚ及び長手方向Ｘに沿って平坦状に形成された平面である。

このように構成された規制部２１の外側は、図３及び図４に示すように、固定支持部２２と嵌合されて固定されている。
連結部２４は、図３及び図４に示すように、昇降部１１に固定された固定部２３を幅方向Ｙに沿って貫通するとともに、一端が固定支持部２２に固定された棒状体であり、制御部４０により制御されている図示しない幅方向移動用モータによって、幅方向Ｙに沿って移動可能に構成されている。

すなわち、連結部２４は固定支持部２２と固定部２３とを連結するとともに、固定部２３に対して規制部２１が固定された固定支持部２２を幅方向Ｙに沿って移動可能に構成されている。
なお、固定部２３は昇降部１１に固定されているため、規制部２１及び固定支持部２２は昇降部１１に対して間接的に固定されている。

図示しない昇降用モータと幅方向移動用モータを制御する制御部４０は、昇降用モータと幅方向移動用モータを同期させて駆動させることができる構成であり、超音波溶接具１０を下降させるとともに、対向配置された規制部２１を幅方向Ｙに沿って同時に移動させることができる。
なお、制御部４０の制御により、規制部２１は別個独立に幅方向Ｙに沿って移動させることもできる。

アンビル３０は、導体接合装置１の基板上に設けられた直方体状の受け治具であり、後述するレール５０に沿って移動可能に構成された可動基部３１と、可動基部３１に立設されたアンビル上部３２とで構成されている。

アンビル上部３２は、その幅方向Ｙに対する長さが、超音波溶接される複数の導体露出部２２０が形成する電線束の幅方向Ｙに対する長さよりもわずかに長くなるように構成されるとともに、その高さが規制部２１の高さよりも高くなるように構成され、アンビル上部３２の主面であるアンビル主面３２１が幅方向Ｙを向くように可動基部３１の上部に立設されている。

アンビル主面３２１には、長手方向Ｘに沿って連続して配置されたアンビル側波形部３３が形成されている。このアンビル側波形部３３は、アンビル主面３２１から幅方向Ｙの外側に向けて突出するアンビル側凸部３３１と、アンビル主面３２１の内側に窪ませたアンビル側凹部３３２とで構成されている。

このアンビル側凸部３３１は規制部側凹部２７２と嵌合するように形成されており、アンビル側凹部３３２は規制部側凸部２７１と嵌合するように形成されている。すなわち、アンビル側波形部３３の振幅が波形規制部２７の振幅と等しくなる平面視正弦波状に形成されている。

このように構成されたアンビル側凸部３３１とアンビル側凹部３３２とを連続して配置させたアンビル側波形部３３は、図７（ａ）に示すように、平面視で正弦波状に形成されており、長手方向Ｘに沿って４つ連続して並んでいる。

また、アンビル側波形部３３は、幅方向Ｙを向いたアンビル主面３２１の両面に設けられているが、＋Ｙ側に設けられたアンビル側波形部３３（アンビル側波形部３３Ｒ）と−Ｙ側に設けられたアンビル側波形部３３（アンビル側波形部３３Ｌ）とは互いに半波長ずれて配置されている。すなわち、アンビル側波形部３３Ｒは、＋Ｘ側からアンビル側凹部３３２、アンビル側凸部３３１の順で設けられ、アンビル側波形部３３Ｌは、＋Ｘ側からアンビル側凸部３３１、アンビル側凹部３３２の順で設けられており、アンビル側波形部３３Ｒとアンビル側波形部３３Ｌとでは、アンビル側凸部３３１とアンビル側凹部３３２が互いに対向するように形成されている。

さらに、アンビル側波形部３３Ｌに設けられたアンビル側凸部３３１及びアンビル側凹部３３２は、規制面２６Ｌに設けた規制部側凹部２７２及び規制部側凸部２７１と対向するようにアンビル３０と規制部２１Ｌとが配置されている。同様に、アンビル側波形部３３Ｒに設けられたアンビル側凸部３３１及びアンビル側凹部３３２は、規制面２６Ｒに設けた規制部側凹部２７２及び規制部側凸部２７１と対向するようにアンビル３０と規制部２１Ｒとが配置されている。

アンビル上部３２の上面であるアンビル側上面３２２は、超音波溶接具１０を下降させた場合においてホーン側下面１３ａとで導体露出部２２０を圧縮させる面であり、上下方向Ｚに沿って形成された凹凸のアンビル側凹凸部３４が設けられている。

また、アンビル側凹凸部３４の先端側及び後端側には、アンビル側波形部３３が形成する正弦波の約半波長の長さとなる平面状に形成された平坦部３５が、長手方向Ｘに沿って備えられている。

なお、本実施形態においては、アンビル上部３２の幅方向Ｙの幅が異なるように構成されたアンビル３０が３個設けられている（アンビル３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）。幅方向Ｙの幅は、アンビル３０ａが一番小さく、アンビル３０ｃが一番大きくなるように形成されている。
このように複数設けられたアンビル３０（アンビル３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）は、レール５０に沿って移動可能に構成され、所望のアンビル３０を超音波溶接具１０の下方に配置させることができる。

また、本実施形態において、アンビル３０は３個設けられているが、接続する被覆電線２００に合わせて設ける個数を適宜調整でき、また各アンビル３０におけるアンビル上部３２の幅も適宜調整できる。

このように構成された超音波溶接具１０と幅方向調整部２０は、図３及び図８に示すように、ホーン側凹部１４及びホーン側凸部１５に規制部側凸部２５３が緩く嵌合されることにより、規制部２１がホーン側下面１３ａに沿って移動させることができる。

また、アンビル３０は、レール５０に沿って移動させることにより、ホーン側下面１３ａとアンビル側上面３２２とが対向するように配置することができる（図８（ｂ）参照）。これにより、ホーン側下面１３ａとアンビル側上面３２２と一対の規制面２６とで、複数本の導体露出部２２０を挿通させる配置空間Ｓを形成することができる（図８（ａ）参照）。

このように超音波溶接具１０に対して、規制部２１が幅方向Ｙに沿って移動可能に幅方向調整部２０を固定するとともに、ホーン１３の下方にアンビル３０を配置させた導体接合装置１は、導体露出部２２０を配置空間Ｓに挿通させた状態で、制御部４０の制御により昇降用モータで超音波溶接具１０及び幅方向調整部２０を下方側に移動できるとともに、幅方向移動用モータにより規制部２１を幅方向Ｙに沿って移動させることができる。

以下、導体接合装置１を用いた接合導体１００の製造方法について、図９乃至図１１に基づいて簡単に説明する。
ここで図９は、複数本（本実施形態では９本）の被覆電線２００における導体露出部２２０を溶融接合させる導体接合方法のフローチャートを示し、図１０は、導体露出部２２０（導体露出部２２０）を配置空間Ｓに挿通し、規制部２１を幅方向Ｙに沿って移動させた状態を説明する説明図を示し、図１１は、図８におけるα部のＤ−Ｄ断面図を用いて導体露出部２２０を接合させる導体接合方法を説明する説明図を示す。

詳述すると、図１０（ａ）は導体露出部２２０を挿通させる前の規制部２１及びアンビル３０の拡大平面図を示し、図１０（ｂ）は導体露出部２２０を挿通させて規制部２１を導体露出部２２０に向けて移動させた状態における規制部２１及びアンビル３０の拡大平面図を示し、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）において圧縮された導体露出部２２０の概略平面図を示す。

図１１（ａ）は配置空間Ｓに導体露出部２２０を挿入した状態におけるＤ−Ｄ断面図を示し、図１１（ｂ）は配置空間Ｓに導体露出部２２０を挿入した状態で超音波溶接具１０及び幅方向調整部２０を下降させて圧縮した導体露出部２２０に対して超音波溶接をした状態におけるＤ−Ｄ断面図を示す。
なお、図１１において、ホーン側凹部１４及びホーン側凸部１５の図示を省略している。

被覆電線２００の端末部分に設けられた導体露出部２２０は、図９に示すように、配置空間Ｓに導体露出部２２０を配置する電線配置工程ｓ１と、超音波溶接具１０と幅方向調整部２０とを下降する圧縮移動工程ｓ２と、ホーン１３とアンビル３０とで導体露出部２２０を圧縮する導体圧縮工程ｓ３と、圧縮された導体露出部２２０を超音波により溶融接合する超音波溶接工程ｓ４とをこの順に行うことで導通可能に接続される。
なお、導体圧縮工程ｓ３と超音波溶接工程ｓ４とは同時に行うこともできる。

以下、各工程について図１０及び図１１に基づいて詳述する。
あらかじめ、複数本（本実施形態では９本）の被覆電線２００を用意して、被覆電線２００の一端側（―Ｘ方向側）の絶縁被覆２１０を所定の長さ分だけ切り剥ぎ、絶縁被覆２１０に囲繞された撚線導体を露出させて導体露出部２２０を形成する。

次に、接続する導体露出部２２０の本数や外径に適したアンビル３０を選択し、アンビル側上面３２２がホーン側下面１３ａと対向配置するようにレール５０に沿って移動させ、アンビル３０を所定の位置に配置する。ここではアンビル３０ａを超音波溶接具１０の下方側に配置することとする。
続いて、規制面２６が所定の間隔となるまで規制部２１を幅方向Ｙに沿って移動させるとともに、ホーン１３が所定の高さとなるまで超音波溶接具１０を上昇させて、配置空間Ｓを形成する。

この状態において、図１０（ａ）に示すように、所定の間隔を隔てて対向配置された規制部２１とホーン１３とで形成された配置空間Ｓに、導体露出部２２０を配列させて、＋Ｘ方向側から−Ｘ方向側に向けて挿入する（電線配置工程ｓ１）。なお、本実施形態では、導体露出部２２０を上下方向Ｚに沿って３本、幅方向Ｙに沿って３本ずつ配置させた、計９本の導体露出部２２０を配置空間Ｓに挿通させて接合させる。

そして、制御部４０の制御により、超音波溶接具１０を下降させるとともに、超音波溶接具１０の下降と同期させて規制部２１を導体露出部２２０側へ幅方向Ｙに沿って移動させる。これにより、図１０（ｂ）及び図１１（ａ）に示すように、規制面２６がアンビル上部３２の幅方向Ｙ側の両側面と当接するとともに、導体露出部２２０がホーン側下面１３ａ及びアンビル側上面３２２とで挟み込まれ、導体露出部２２０がホーン１３により上方から押し付けられる。（圧縮移動工程ｓ２）。

この圧縮移動工程ｓ２について詳述すると、導体露出部２２０がホーン側下面１３ａとアンビル側上面３２２と一対となる規制面２６との間に形成される配置空間Ｓに配置された状態において、超音波溶接具１０を下降させるとともに、規制部２１をホーン側下面１３ａに沿って導体露出部２２０側へ移動させることにより、規制面２６に設けられた波形規制部２７と、アンビル主面３２１に設けられたアンビル側波形部３３とが互いに嵌合することとなる。

ここで、アンビル主面３２１の幅方向Ｙに対する幅は、導体露出部２２０の電線束が形成する幅よりもわずかに長くなるように構成されているため、波形規制部２７とアンビル側波形部３３と嵌合した状態において、導体露出部２２０が規制部２１とアンビル上部３２との間に噛み込まれることも防止できる。

また、導体露出部２２０が配置空間Ｓに配置された状態において、超音波溶接具１０がさらに下降させることで、導体露出部２２０が上方から押されて幅方向Ｙに移動したとしても、規制面２６により導体露出部２２０の幅方向Ｙ方向への移動を規制できる。

続けて、超音波溶接具１０をさらに下方に下げることにより（導体圧縮工程ｓ３）、導体露出部２２０がホーン１３によって加圧されて変形し、幅方向Ｙに広がることとなるが、波形規制部２７がアンビル上部３２と嵌合していることにより、導体露出部２２０が規制面２６に当接することとなる。

そしてさらに導体露出部２２０がホーン１３に加圧されることにより、図１０（ｂ）に示すように、導体露出部２２０が規制面２６に設けられた波形規制部２７に押し付けられることとなり、被覆電線２００の側面に対応する箇所に長手方向Ｘに沿って連続する波形が形成されることとなる。

このように、被覆電線２００が配置空間Ｓにおいて配列された状態で、ホーン１３をさらに下降することにより、導体露出部２２０を上下方向Ｚから圧縮させることができ（導体圧縮工程ｓ３）、上下方向Ｚに配置された導体露出部２２０同士をより確実に接触させることができる。また、導体露出部２２０が規制面２６に当接した状態で圧縮されるため、導体露出部２２０は、長手方向Ｘに沿って波形状に形成される。これにより、幅方向Ｙに沿って並列配置された導体露出部２２０同士が長手方向Ｘと交差する方向（幅方向Ｙ）に接触させることができるとともに、圧縮によって導体露出部２２０同士の確実に接触させることができる。

このように導体露出部２２０同士を確実に接触させて接合し、確実な導電性の確保することは接合導体１００の製造において重要な課題である。また例えば、近年車両の軽量化の要求に伴い、合金化された高強度の電線も接合する必要が出てきている。これらの高強度の材料は変形しづらく、導体露出部２２０同士をより確実に接触させることが困難である。

このように導体露出部２２０同士を確実に接触させて接合するため、例えば本実施形態における製造工程として、導体圧縮工程ｓ３において、後述の超音波溶接工程ｓ４の溶接時より弱い超音波振動を行い、材料の温度を上昇させて強度を低下させながら導体圧縮工程ｓ３を実施しても良い。また例えば、導体圧縮工程ｓ３の終了後であって、超音波溶接工程ｓ４の直前に溶接時より弱い超音波振動を行うことによっても同じ目的は達成される。

導体露出部２２０の導体の総断面積をアンビル面幅で割ることから計算される金型内が導体にて１００％充填される厚みを１００％ハイトとすると、導体圧縮工程ｓ３を行う際には、１００％ハイトより低いハイトまで圧縮することが望ましい。

これにより、金型内に充填された導体露出部２２０には長手方向Ｘに伸びが発生し、導体露出部２２０表面に形成されている酸化膜が破られ、その後の溶接時での酸化膜の除去が効率的に行われる。１００％以下であれば上記目的は達成されるが、９５％以下７０％以上が好ましい。より好ましくは９０％から８０％の間で行われる。圧縮が小さいと上記目的が達成されにくく、圧縮が大きすぎると電線の根本部分において断面積が小さくなり強度が弱くなるため好ましくない。

この状態において、ホーン１３を幅方向Ｙと交差する長手方向Ｘに沿って超音波振動させることで、導体露出部２２０同士が超音波溶接により互いに超音波金属接合される（超音波溶接工程ｓ４）。超音波溶接工程ｓ４では、制御部４０で制御を行い、溶接時の上下方向Ｚでの下死点（停止点）を決めてもよい。これにより、導体露出部２２０の溶接時の温度の急上昇が抑制され、ホーン１３への固着が抑制される。

また、溶接時の下死点に達してからも超音波振動は継続されても良い。これにより、溶接部は酸化膜が除去され、導体露出部２２０の表面の原子同士が接したまま、高温で維持される。これにより導通性および剛性がより向上する。なお、下死点のハイトは、前記導体圧縮工程ｓ３で形成したハイトより小さいことが望まれ、導体露出部２２０の総断面積をアンビル面幅から計算される金型内が導体にて１００％充填される１００％ハイトより小さいことが望まれる。１００％以下であれば上記目的は達成されるが、９０％以下７０％以上が好ましい。より好ましくは８５％から８０％の間で行われる。圧縮が小さいと上記目的が達成されにくく、圧縮が大きすぎると電線の根本部分において断面積が小さくなり弱強度となり好ましくない。

なお、本実施形態に記載されるように、規制部２１における規制面２６に波形規制部２７が形成されていない場合であっても、すなわち、製造させる接合導体１００における接合部１１０の側面に波形状の波形部１４０が形成されない場合においても、導体露出部同士を確実に接触させて接合させることができ、接合導体の導電性を確実に確保することができる。

これにより、配置空間Ｓの内部において、長手方向Ｘに沿った波形状が形成されるように加圧された９本の導体露出部２２０が、長手方向Ｘ及び幅方向Ｙに沿って隣接する導体露出部２２０同士を確実に接触させた状態で、超音波溶接されることとなり、導通性及び剛性が向上した接合導体１００を製造することができる（図１１（ｂ）参照）。

このように、複数の導体露出部２２０を超音波溶接して接合させる導体接合装置１は、導体露出部２２０と接触するホーン側下面１３ａを有し、超音波振動する超音波溶接具１０と、ホーン側下面１３ａと当接するとともに、ホーン側下面１３ａに沿って相対移動可能に構成された一対の規制部２１と、ホーン側下面１３ａに対して接近又は離間する上下方向Ｚに相対移動するアンビル３０とが備えられ、一対の規制部２１において互いに対向する規制面２６のそれぞれに、対向する他の規制面２６に向けて突出する規制部側凸部２７１と、規制部側凸部２７１の突出方向と逆方向に窪んだ規制部側凹部２７２とが、一対の規制面２６が対向する幅方向Ｙ及び上下方向Ｚに直交する長手方向Ｘに沿って連続する、波形状の波形規制部２７が形成され、アンビル３０は、規制部側凸部２７１及び規制部側凹部２７２に嵌合するアンビル側凸部３３１及びアンビル側凹部３３２が備えられ、互いに対向する規制部２１に挟まれるように、超音波溶接具１０及び規制部２１がアンビル３０に対して相対移動し、かつ、一対の規制部２１の少なくとも一方が他方に向けて移動することにより、導体露出部２２０同士の接合強度を向上させることができる。

詳述すると、規制面２６に波形状の波形規制部２７が形成されるとともに、アンビル３０に波形規制部２７と嵌合可能に形成されたアンビル側凸部３３１及びアンビル側凹部３３２が備えられることにより、アンビル３０に対してホーン１３が相対移動することで、複数配置された導体露出部２２０がアンビル３０とホーン１３に圧縮される。

また、ホーン１３の相対移動に合わせて規制部２１が幅方向Ｙの内側へと移動するため、規制部２１が導体の幅方向Ｙの外側に対する移動を規制するとともに、導体露出部２２０を長手方向Ｘに向かうに伴って、幅方向Ｙに対して振幅する波形状に湾曲させることができる。

このように導体露出部２２０を幅方向Ｙに対して振幅する波形状に湾曲させることで、幅方向Ｙに沿って並んで配置された導体露出部２２０同士を長手方向Ｘと交差する方向に沿って互いに接触させることができ、導体露出部２２０同士を確実に接触させることができる。このため、導体露出部２２０同士を超音波溶接により接合することで、幅方向Ｙに沿って配置された導体露出部２２０同士の接合強度も増大させることができ、接合導体１００の一体性を向上させることができる。

したがって、接合導体１００の導電性及び接合強度を向上させることができる。また、導体露出部２２０同士の接合強度が向上するため、製造された接合導体１００全体としての剛性も向上させることができる。

また、波形規制部２７は、正弦波状に形成されることにより、ホーン１３と規制部２１とアンビル３０が形成する配置空間Ｓの幅方向Ｙの端部が円弧状に形成されるため、導体露出部２２０を長手方向Ｘに沿って円弧状に湾曲させた波形状とすることができる。これにより、幅方向Ｙに配置された導体露出部２２０同士を連続して接触させることができ、導体露出部２２０同士を確実に接触させるとともに、接合強度を増大させることができる。また、圧縮時及び超音波溶接時に接合導体１００において接合が弱くなる角部分が形成できることを防止できる。

さらにまた、波形規制部２７により、長手方向Ｘに沿って導体露出部２２０を滑らかな波形状に形成できるため、アンビル側凸部３３１が矩形状に形成された場合のように、アンビル側凸部３３１が導体露出部２２０に角あたりして導体露出部２２０が切断されることを防止でき、接合導体１００の導電性及び剛性を確実に向上させることができる。

さらにまた、波形規制部２７が、長手方向Ｘに沿って複数設けられていることにより、長手方向Ｘの一方側に向かうに伴って幅方向Ｙに対して振幅を周期的に繰り返す波形状に導体露出部２２０を湾曲させることができるため、幅方向Ｙに並んだ配置された導体露出部２２０同士を、周期的に長手方向Ｘと交差する方向に接触させることができ、導体露出部２２０同士をより確実に接触させることができる。

これにより導体露出部２２０を超音波接合させることで、接合強度をより向上させることができる。したがって、導体露出部２２０の接合部位の一体性をより向上させることができ、接合導体１００の導電性をさらに向上させることができる。

また、波形規制部２７は、一対の規制部２１において互いに対向する規制面２６（規制面２６Ｒ，２６Ｌ）の双方に形成され、規制面２６Ｌに形成された波形規制部２７を波形規制部２７Ｌとし、規制面２６Ｒに形成された波形規制部２７を波形規制部２７Ｒとし、波形規制部２７Ｌと波形規制部２７Ｒとが同じ波形で構成され、波形規制部２７Ｌにおける規制部側凸部２７１が、波形規制部２７Ｒにおける規制部側凹部２７２と対向させるとともに、波形規制部２７Ｌにおける規制部側凹部２７２が、波形規制部２７Ｒにおける規制部側凸部２７１と対向させることにより、すなわち、波形規制部２７Ｌに形成された波形規制部２７Ｌと規制面２６Ｒに形成された波形規制部２７Ｒとが半波長ずれて構成されているため、波形規制部２７Ｌ及び波形規制部２７Ｒにより湾曲された接合導体１００は、長手方向Ｘの一方側に向かうに伴い、幅方向Ｙに対して所定の幅を有した状態で、幅方向Ｙに振幅する波形状に形成される。このため、超音波溶接された接合導体１００の見かけの断面係数を向上させることができ、接合導体１００の剛性を向上させることができる。

また、接合導体１００における幅方向Ｙに沿った側面同士（第一面１２１及び第二面１２２）の幅の長さ（長さＬ２）が所定の値となるため、長手方向Ｘにおける導体露出部２２０同士の接触面積及び接合強度の不均衡を抑制できる。したがって、接合導体１００の導電性及び接合強度が安定させることができる。

また、規制部２１における規制面２６の長手方向Ｘの先端側に、長手方向Ｘに沿って平坦に形成された平坦部２８が設けられることにより、接合導体１００の先端側を平面状に形成することができ、導体露出部２２０同士の接合が先端側から剥離されることを抑制できる。

詳述すると、接合導体１００における波形状に湾曲された湾曲部位は、湾曲方向と反対側へ意図しない外力が作用した場合に、導体露出部２２０同士の接合が剥離しやすくなる。また、接合導体１００の先端側が波形状に形成されている場合には、湾曲方向と反対側へ意図しない外力が波形状の先端部分に作用する恐れがある。

これに対して、規制面２６における長手方向Ｘの先端側に平坦部２８が設けられることにより、接合導体１００の先端側を平面状に形成でき、接合導体１００における波形状に湾曲された湾曲部位に直接湾曲方向と反対側へ意図しない外力が作用することを防止できる。また、仮に接合導体１００の先端部位に意図しない外力が作用した場合であっても、平面上に形成された先端部位が外力を吸収できるため、導体露出部２２０同士の接合の剥離を抑制できる。

また、超音波溶接具１０は、超音波溶接具１０とアンビル３０とが対向する方向（上下方向Ｚ）と交差する方向（長手方向Ｘ）に沿って超音波振動することにより、導体露出部２２０を効率よく接合させることができる。

詳述すると、配置空間Ｓに配置された導体露出部２２０を超音波溶接具１０とアンビル３０とがの圧縮により、上下方向Ｚに並べられた導体露出部２２０同士のホーン側下面１３ａには上下方向Ｚ（圧縮する方向）に沿った外力が作用する。

また、超音波溶接具１０とアンビル３０とが導体露出部２２０を圧縮するため、導体露出部２２０は幅方向Ｙへと広がろうとするが、波形規制部２７により、導体露出部２２０の幅方向Ｙへの移動は規制されるとともに、長手方向Ｘに向かうに伴い幅方向Ｙに湾曲するように配置される。これにより、幅方向Ｙに並んだ導体露出部２２０同士をより確実に接触させるとともに、ホーン側下面１３ａは長手方向Ｘと交差する方向に沿って形成されることとなる。

この状態において、超音波溶接具１０を長手方向Ｘに超音波振動させることで、導体露出部２２０において外力が作用している上下方向Ｚに配置された導体露出部２２０同士は超音波振動により、外力が作用している導体露出部２２０の金属表面の酸化皮膜などが確実に除去され、導体露出部２２０を構成する金属の原子間引力により、導体露出部２２０が溶接されるやすくなる。

また、幅方向Ｙに並んだ導体露出部２２０同士も、湾曲されることにより長手方向Ｘと交差する方向に沿ってホーン側下面１３ａが形成されているため、超音波振動により、導体露出部２２０の金属表面の酸化皮膜などが確実に除去され、導体露出部２２０を構成する金属の原子間引力により、導体露出部２２０が溶接されるやすくなる。これにより、上下方向Ｚ又は幅方向Ｙに並んだ導体露出部２２０を効率よく確実に接合できる。

なお、本実施形態では、ホーン１３は長手方向Ｘに沿って超音波振動する構成としているが、長手方向Ｘに限らず、幅方向Ｙや長手方向Ｘと交差する方向に超音波振動する構成としてもよい。
また、本実施形態においてアンビル主面３２１が幅方向Ｙを向くとともに、規制部２１が幅方向Ｙに沿って移動するように構成されているが、必ずしもこの構成である必要はなく、例えば、アンビル主面３２１が幅方向Ｙと直交する長手方向Ｘを向くとともに、規制部２１が幅方向Ｙと直交する長手方向Ｘに沿って移動するように構成されていてもよい。さらには、アンビル主面３２１が幅方向Ｙと交差する方向に向くとともに、規制部２１がアンビル主面３２１が向く方向に沿って移動するように構成されていてもよい。すなわち、ホーン１３の超音波振動の方向と被覆電線２００の長手方向が一致していてもよいし、交差していてもよい。

また、アンビル３０に対する超音波溶接具１０及び規制部２１の相対移動と、一対の規制部２１の少なくとも一方の他方に対する移動とを同期させる制御部４０が備えられることにより、すなわち超音波溶接具１０及び規制部２１の圧縮方向への移動と、規制部２１の幅方向Ｙへの移動とを同期させることができることにより、アンビル３０と超音波溶接具１０とが導体露出部２２０を圧縮する前にアンビル３０と規制部２１とを当接させることができ、導体露出部２２０がアンビル３０と規制部２１との間に形成される隙間に噛み込むことを確実に防止できる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
導体は、導体露出部２２０に対応し、
接触面は、ホーン側下面１３ａに対応し、
対向方向は、幅方向Ｙに対応し、
直交方向は、長手方向Ｘに対応し、
凸部は、規制部側凸部２７１に対応し、
凹部は、規制部側凹部２７２に対応し、
嵌合凸部は、アンビル側凸部３３１に対応し、
嵌合凹部は、アンビル側凹部３３２
第一波形規制部は、波形規制部２７Ｒに対応し、
第二波形規制部は、波形規制部２７Ｌに対応し、
対向接触面は、アンビル側上面３２２に対応し、
導体配置工程は、電線配置工程ｓ１に対応し、
移動圧縮工程は、圧縮移動工程ｓ２に対応するが、
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、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、本実施形態において、導体露出部２２０は、導電性を有する素線を撚った撚線導体としているが、この形態に限定されず、例えば単線で構成された手もよいし、素線を束ねてもよい。また、導体露出部２２０は、アルミニウムやアルミニウム合金などで構成されたアルミニウム系に限定されず、例えば、銅や銅合金で構成されてもよい。すなわち、導電性を有すればどのような材質で構成されていればどのような材質でもよい。

また、導体露出部２２０は、絶縁性の絶縁被覆２１０で被覆させた被覆電線２００の一端において、外層を形成する絶縁被覆２１０を切剥いで露出させているが、絶縁被覆２１０で被覆されていない導体や素線を束ねただけの導体であってもよい。

さらにまた、導体露出部２２０は、同一の導体としているが、それぞれ異なる種類の導体を複数用いても構わない。さらに言えば、上述の複数の導体露出部２２０には、例えば銅管や銅箔などで接合部分を囲繞した構成を用いても構わない。

また、波形規制部２７は、対となる規制面２６の双方にある場合のみならず、一方にのみ形成されていてもよい。また、規制面２６の全面に形成されている場合の他、一部分に形成されていてもよい。
さらに、波形部１４０は、長手方向Ｘに沿って少なくとも山部１４１及び谷部１４２がそれぞれ一つ以上連続していればよく、例えば、少なくとも一つ以上の山部１４１と谷部１４２とが連続していれば、山部１４１と谷部１４２の数が一致している必要はない。

また、本実施形態において、導体露出部２２０を挿入するための配置空間Ｓを形成するホーン側下面１３ａ、アンビル側上面３２２、一対の規制面２６のうち、規制面２６にのみ波形状の波形規制部２７を設けているが、例えば図１２及び図１３に示すように、ホーン１３の底面部（波状底面部１３ｂとする）及びアンビル側上面３２２を波形状に形成してもよい。

以下、波状底面部１３ｂ及びアンビル側上面３２２を波形状に形成した導体接合装置１ｘについて図１２及び図１３に基づいて簡単に説明する。
ここで、図１２は導体接合装置１ｘの概略斜視図を示し、ホーン１３は導体接合装置１ｘにおける図８（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図に対応する断面図示のうち、波状底面部１３ｂ及びアンビル側上面３２２を拡大して図示している。

図１２及び図１３に示すように、アンビル側上面３２２には、アンビル側凹凸部３４の代わりに、圧縮側波形部３７が設けられている。
なお、圧縮側波形部３７が構成されたアンビル３０をそれぞれアンビル３０ｄ、アンビル３０ｅ、アンビル３０ｆとする（図１２参照）。

この圧縮側波形部３７は、平坦部３５に比べて上方に向けて突出する圧縮側凸部３７１と、下方に向けて窪んだ圧縮側凹部３７２とで構成されており、長手方向Ｘに沿って４つ連続して並んで配置されている。すなわち、圧縮側凸部３７１と圧縮側凹部３７２とが長手方向Ｘに沿って連続して交互に配置されている。

一方、図１３に示すように、ホーン１３の底面側には、下方側に突出する波状底面部１３ｂが設けられており、波状底面部１３ｂには、上方側に向けて円弧状に窪んだ谷を形成するホーン幅方向谷部１４ｃと、下方側に円弧上に突出するホーン幅方向山部１５ｃが備えられている。

また、波状底面部１３ｂに沿って幅方向Ｙに移動可能に形成された規制部２１には、規制移動補助部２５の代わりに移動用波形部２９が形成されている。この移動用波形部２９は、ホーン幅方向谷部１４ｃに対して緩く嵌合できる移動補助用凸部２９１と、ホーン幅方向山部１５ｃと緩く嵌合できる移動補助用凹部２９２とで構成されている。なお、移動補助用凸部２９１と移動補助用凹部２９２とは連続した側面視略正弦波状に形成されている。

このように構成された導体接合装置１ｘは、幅方向Ｙのみならず上下方向Ｚに沿っても導体露出部２２０を波形状に形成した状態で超音波接合することができるため、幅方向Ｙに沿った第一面１２１及び第二面１２２のみならず上下方向Ｚに沿った第三面１３１及び第四面１３２も波形用に形成された接合導体１００ｘを製造することができる。

以下、接合導体１００ｘについて図１４〜図１６に基づき簡単に説明する。
ここで図１４は接合導体１００ｘの概略斜視図を示し、図１５は接合導体１００ｘの平面図（図１５（ａ））及び側面図（図１５（ｂ））を示す。また、図１６は、図１５（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図平面図（図１６（ａ））、Ｆ−Ｆ断面図平面図（図１６（ｂ））、Ｇ−Ｇ断面図平面図（図１６（ｃ））、Ｈ−Ｈ断面図平面図（図１６（ｄ））を示す。

図１４及び図１５に示すように、接合導体１００ｘは第一面１２１及び第二面１２２のみならず第三面１３１及び第四面１３２（第三面１３１及び第四面１３２）に波形状の他方側波形部１７０が長手方向Ｘに沿って４つ連続して設けられており、側面視において正弦波状に形成されている。
より詳しくは、他方側波形部１７０は、第三面１３１及び第四面１３２に対して上下方向Ｚの外側に突出している他方側山部１７１と、第三面１３１及び第四面１３２に対して上下方向Ｚの内側に窪んだ他方側谷部１７２とで構成されており、他方側山部１７１と他方側谷部１７２とが連続して交互に配置されている。

このように構成された接合導体１００ｘは、図１６に示すように、長手方向Ｘに沿って−Ｘから＋Ｘに向けうに伴い、幅方向Ｙにおいて山部１４１が−Ｙ側に突出している状態から（図１６（ａ）参照）、山部１４１が突出していない状態となり（図１６（ｂ）参照）、続いて山部１４１が＋Ｙ側に突出している状態を経て（図１６（ｃ）参照）、山部１４１が突出していない状態となる（図１６（ｄ）参照）。

同様に上下方向Ｚに対して、長手方向Ｘに沿って−Ｘから＋Ｘに向けうに伴い、他方側山部１７１が側に突出している状態から（図１６（ｂ）参照）、他方側山部１７１が上方（＋Ｚ側）に突出する状態となり（図１６（ｂ）参照）、他方側山部１７１が突出していない状態を経て（図１６（ｃ）参照）、他方側山部１７１が下方（−Ｚ側）に突出する状態となる（図１６（ｄ）参照）。

すなわち、長手方向Ｘに沿って−Ｘから＋Ｘに向けうに伴い、突出部分である山部１４１及び他方側山部１７１が螺旋状に突出することとなるため、接合導体１００に比べてより見かけの断面係数が向上し、剛性を向上させることができる。
なお、ホーン１３の底面部である波状底面部１３ｂとアンビル側上面３２２にそれぞれホーン幅方向谷部１４ｃ及びホーン幅方向山部１５ｃと、圧縮側波形部３７とを設けた構成としているが、例えば、アンビル側上面３２２の一方にのみ圧縮側波形部３７を設けた構成としてもよい。

このように、直交断面において対向する第三面１３１及び第四面１３２における第三面１３１及び第四面１３２に、外側に向けて突出する他方側山部１７１と、内側に窪んだ規制部側凹部２７２とが、長手方向Ｘに沿って連続する、波形状の他方側波形部１７０が構成されることにより、長手方向Ｘに直交する、第一面１２１及び第二面１２２に加えて第三面１３１及び第四面１３２における導体露出部２２０同士を確実に接触させることができる。これにより、接合導体１００の一体性をより向上させることができ、接合導体１００の導電性及び接合強度をより向上させることができる。

１３ａ ホーン側下面
１２１ 第一面
１２２ 第二面
１３１ 第三面
１３２ 第四面
２７１ 規制部側凸部
２７２ 規制部側凹部
２７ｒ 波形規制部
２７ｌ 波形規制部
２２０ 導体露出部
３２２ アンビル側上面
ｓ１ 電線配置構成
ｓ２ 圧縮移動工程
ｓ３ 導体圧縮工程
ｓ４ 超音波溶接工程

Claims (9)

1. 複数の導体を超音波溶接して接合させる導体接合装置であって、
   前記導体と接触する接触面を有し、超音波振動するホーンと、
   前記接触面と当接するとともに、前記接触面に沿って相対移動可能に構成された一対の規制部と、
   前記接触面に対して接近又は離間する移動方向に相対移動するアンビルとが備えられ、
   一対の前記規制部において互いに対向する規制面の少なくとも一方に、
   対向する他の規制面に向けて突出する凸部と、該凸部の突出方向と逆方向に窪んだ凹部とが、一対の前記規制面が対向する対向方向及び前記移動方向に直交する直交方向に沿って連続する、波形状の波形規制部が形成され、
   前記アンビルにおける前記対向方向を向く主面には、
   前記凸部及び前記凹部に嵌合する嵌合凹部及び嵌合凸部が前記直交方向に沿って備えられ、互いに対向する前記規制部に挟まれるように、前記ホーン及び前記規制部が前記アンビルに対して相対移動し、かつ、一対の前記規制部の少なくとも一方が他方に向けて移動する
   導体接合装置。
2. 前記波形規制部は、正弦波状に形成された
   請求項１に記載の導体接合装置。
3. 前記波形規制部が、前記直交方向に沿って複数設けられた
   請求項１又は請求項２に記載の導体接合装置。
4. 前記波形規制部は、一対の前記規制部において互いに対向する規制面の双方に形成され、
   規制面の一方に形成された波形規制部を第一波形規制部とし、
   他方に形成された前記波形規制部を第二波形規制部とし、
   前記第一波形規制部と前記第二波形規制部とが同じ波形で構成され、
   前記第一波形規制部における凸部が、前記第二波形規制部における凹部と対向するとともに、前記第一波形規制部における凹部が、前記第二波形規制部における凸部と対向する
   請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の導体接合装置。
5. 前記規制部における前記規制面の前記直交方向の先端側に、前記直交方向に沿って平坦に形成された平坦部が設けられた
   請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の導体接合装置。
6. 前記ホーンは、
   一対の前記規制部が対向する方向、又は、前記ホーンと前記アンビルとが対向する方向と交差する方向に沿って超音波振動する
   請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の導体接合装置。
7. 前記アンビルに対する前記ホーン及び前記規制部の相対移動と、一対の前記規制部の少なくとも一方の他方に対する移動とを同期させる制御部が備えられた
   請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の導体接合装置。
8. 前記アンビルにおいて前記接触面と対向する対向接触面及び、前記接触面の少なくとも一方に、前記凸部及び前記凹部と同じ形状に形成された圧縮側凸部及び圧縮側凹部が、前記対向方向に沿って連続する、波形状の圧縮側波形部が設けられた
   請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の導体接合装置。
9. 導体と接触する接触面を有し、超音波振動するホーンと、前記接触面と当接するとともに所定の間隔を隔てて対向配置され、前記接触面に沿って相対移動する一対の規制部とで、形成された空間に複数の前記導体を配置する導体配置工程と、
   前記接触面に対して所定間隔を隔てて配置されたアンビルに対して、前記ホーン及び前記規制部が相対移動するとともに、対向する前記規制部に前記アンビルが挟まれるように一対の前記規制部の少なくとも一方が他方に相対移動し、前記規制部が前記アンビルを挟んで、前記アンビルと前記ホーンとで前記導体を圧縮する移動圧縮工程と、
   前記ホーンを超音波振動して、前記アンビルと前記ホーンとで圧縮された前記導体を超音波溶接する溶接工程とを有し、
   一対の前記規制部において互いに対向する規制面のそれぞれには、
   対向する他の前記規制部に向けて突出する凸部と、該凸部の突出方向と逆方向に窪んだ凹部とが、一対の前記規制面が対向する対向方向、及び、前記アンビルに対して前記ホーンが相対移動する移動方向に直交する直交方向に沿って連続する、波形状の波形規制部が形成され、
   前記アンビルにおける前記対向方向を向く主面には、前記凸部及び前記凹部に嵌合する嵌合凹部及び嵌合凸部が備えられた
   導体接合方法。

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