JP6901047B2 - 電線の接続構造、および、電線の接続方法 - Google Patents
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Description
本明細書によって開示される電線の接続構造は、第1芯線と、前記第1芯線を被覆する第1絶縁被覆とを備え、前記第1芯線が、部分的に前記第1絶縁被覆から露出された第1芯線露出部を有する単数または複数の第1電線と、前記第1芯線とは異なる材料により構成された第2芯線と、前記第2芯線を被覆する第2絶縁被覆とを備え、前記第2芯線が、部分的に前記第2絶縁被覆から露出された第2芯線露出部を有する単数または複数の第2電線と、前記第1芯線露出部と前記第2芯線露出部とが溶接された接合部とを備え、前記第2芯線の総断面積が、前記第1芯線および前記第2芯線の総断面積の合計の3分の1以下であり、前記接合部が、前記第1電線および前記第2電線の延び方向に沿って延び、互いに対向する2対の外面を有しているとともに、前記2対の外面のうち一方の対をなす外面間の距離が、他方の対をなす外面間の距離よりも長くなっており、前記接合部において、前記第2芯線露出部が、前記一方の対をなす外面のうち一の外面に隣接して配置されている。
本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
実施形態を、図1〜図4を参照しつつ説明する。本実施形態の電線の接続構造は、複数の電線10A、10Bが接続されたハーネス1の一部である。ハーネス1は、図1に示すように、複数の第1電線10Aと、複数の第2電線10Bとを備えている。
このようにして、ハーネス1が完成する。
変形例1のハーネス40は、実施形態と同様に、第1芯線露出部11AEおよび第2芯線露出部11BEが溶接された部分(接合部41)を備えている。接合部41は、実施形態と同様に、電線10A、10Bの延び方向に沿って延び、互いに対向する一対の外面(上面Upと下面Ud)間の距離Hが、第1電線10Aおよび第2電線10Bの延び方向に沿って延び、互いに対向する他の一対の外面(右側面Rと左側面L)間の距離Wよりも長い。
変形例2のハーネス50は、図6に示すように、複数の第1電線51Aと、複数の第2電線51Bとを備えている。本変形例では、実施形態と逆に、第1電線51Aが、銅または銅合金製の第1芯線52Aを備える銅電線であり、第2電線51Bが、アルミニウムまたはアルミニウム合金線の第2芯線52Bを備えるアルミニウム電線である。第2芯線52Bの総断面積A2は、第1芯線52Aと第2芯線52Bの総断面積の合計(A1+A2)の3分の1以下である。
上記実施形態では、第1電線10Aおよび第2電線10Bがともに複数であったが、第1電線および第2電線のいずれか、または双方が1本であっても構わない。また、第1電線および第2電線は、互いに、芯線の太さ(断面積)が異なっていてもよく、複数の第1電線が、互いに芯線の太さ(断面積)が異なる電線を含んでいてもよく、複数の第2電線が、互いに芯線の太さ(断面積)が異なる電線を含んでいてもよい。
[使用機器、使用材料]
超音波溶接機としては、シュンク社製「Schunk Mimic4」を使用した。引張試験機としては、株式会社サンメック製「横型引張試験機:MS−6」を使用した。
電線サイズは、芯線(撚り線)の断面積(平方ミリメートル:sq)により表示した。
1.試験例1
1)試験体の作製
表1に示す電線をそれぞれ100mmの長さに切断し、先端10mmの絶縁被覆を除去して芯線を露出させた。
続いて、超音波溶接機を用いて、溶接機の銅推奨条件で、銅の芯線の露出部分を溶接した。次に溶接機のアルミニウムの推奨条件で、アルミニウムの芯線の露出部分と、先ほど作製した銅の芯線露出部分を超音波溶で固めたものを溶接し、試験体を得た。このとき、溶接ホーン側に、銅電線の芯線(断面積の合計が少ない方の芯線)が配置されるようにした。接合部分の幅(上記実施形態の距離Wに相当)と高さ(距離Hに相当)とを表1に示した。
得られた試験体を、引裂強度試験に供した。
引張試験機を用いて、図7に示すように、他の電線61を固定具62により固定した状態で、1本の銅電線60を100mm/minで引っ張り、接合部分が引き裂かれるに至るまでの最大荷重を測定した。5個の試験体を試験し、最大荷重の平均値を引裂強度とした。
次に、他の電線を固定した状態で、アルミニウム電線1本を100mm/minで引っ張り、接合部分が引き裂かれるに至るまでの最大荷重を測定した。5個の試験体を試験し、最大荷重の平均値を引裂強度とした。結果を表1に示した。
表2に示す電線を用いて、試験例1と同様に試験体を作製し、引裂強度試験を行った。結果を表2に示した。
表3に示す電線を用いて、試験例1と同様に試験体を作製し、引裂強度試験を行った。結果を表3に示した。
表4に示す電線を用いて、試験例1と同様に試験体を作成し、引裂強度試験を行った。結果を表4に示した。
表5に示す電線を用いて、試験体を作製した。溶接機の銅推奨条件で、溶接ホーン側に、アルミニウム電線の芯線(断面積の合計が少ない方の芯線)が配置されるようにした。その他の作製条件は、試験例1と同様である。
得られた試験体について、試験例1と同様に引裂強度試験を行った。結果を表5に示した。
表6に示す電線を用いて、試験例1と同様に試験体を作成し、引裂強度試験を行った。結果を表6に示した。
表1に示すように、試験例1において、銅電線を引っ張った場合、アルミニウム電線を引っ張った場合のいずれにおいても、高い引裂強度が示され、接合部分において2種の芯線が強固に接合していることが分かった。他の試験例についても同様であった。
10A、51A…第1電線
10B、51B…第2電線
11A、52A…第1芯線
11B、52B…第2芯線
11AE、52AE…第1芯線露出部
11BE、52BE…第2芯線露出部
12A…第1絶縁被覆
12B…第2絶縁被覆
20、41、53…接合部
21、54…第1層
22、55…第2層
30…超音波溶接装置
31…アンビル(受け冶具)
32…溶接ホーン
L…左側面 (他方の対をなす外面)
R…右側面 (他方の対をなす外面)
Up…上面 (一方の対をなす外面、第2当接面)
Ud…下面 (一方の対をなす外面、第1当接面)
Claims (5)
- 第1芯線と、前記第1芯線を被覆する第1絶縁被覆とを備え、前記第1芯線が、部分的に前記第1絶縁被覆から露出された第1芯線露出部を有する単数または複数の第1電線と、
前記第1芯線とは異なる材料により構成された第2芯線と、前記第2芯線を被覆する第2絶縁被覆とを備え、前記第2芯線が、部分的に前記第2絶縁被覆から露出された第2芯線露出部を有する単数または複数の第2電線と、
前記第1芯線露出部と前記第2芯線露出部とが溶接された接合部とを備え、
前記第2芯線の総断面積が、前記第1芯線および前記第2芯線の総断面積の合計の3分の1以下であり、
前記接合部が、前記第1電線および前記第2電線の延び方向に沿って延び、互いに対向する2対の外面を有しているとともに、前記2対の外面のうち一方の対をなす外面間の距離が、他方の対をなす外面間の距離よりも長くなっており、
前記接合部において、前記第2芯線露出部が、前記一方の対をなす外面のうち一の外面に隣接して配置されている、電線の接続構造。 - 前記第1芯線および前記第2芯線のうち一方がアルミニウムまたはアルミニウム合金製である、請求項1に記載の電線の接続構造。
- 前記第1芯線および前記第2芯線のうち他方が銅または銅合金製である、請求項2に記載の電線の接続構造。
- 前記接合部が、前記第1芯線露出部により構成される第1層と、前記第1層に隣接し、前記第2芯線露出部により構成される第2層とを備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電線の接続構造。
- 第1芯線と、前記第1芯線を被覆する第1絶縁被覆とを備える単数または複数の第1電線と、
前記第1芯線とは異なる材料により構成された第2芯線と、前記第2芯線を被覆する第2絶縁被覆とを備える単数または複数の第2電線とを接続する方法であって、
前記第2芯線の総断面積が、前記第1芯線および前記第2芯線の総断面積の合計の3分の1以下であり、
前記第1電線および前記第2電線のそれぞれの一部において、前記第1絶縁被覆および前記第2絶縁被覆を皮剥きして前記第1芯線および前記第2芯線を露出させる露出工程と、
溶接ホーンと受け冶具とを備える超音波溶接装置によって、前記第1芯線および前記第2芯線のうち前記露出工程において露出された部分を超音波溶接して接合部を形成する溶接工程とを含み、
前記溶接工程において、
前記第1芯線が前記受け冶具に当接し、前記第2芯線が前記溶接ホーンに当接するようにして溶接を行うとともに、
前記接合部において、前記受け冶具に当接する第1当接面と、前記溶接ホーンに当接する第2当接面との距離が、前記第1当接面および前記第2当接面とは異なる1対の外面間の距離よりも大きくされる、電線の接続方法。
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