JP7233246B2 - 電線接続方法 - Google Patents
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Description
このように異種金属の導体に超音波振動を作用させて超音波接合したとしても、金属種が異なる導体は、熱伝導性や変形性、さらには溶融温度が異なるため、確実な接合ができないおそれがあった。
したがって、上述の65%以上の圧縮率は、圧縮される前の導体の断面積に対して圧縮変形後に65%以上の断面積となることを指す。
上述の圧縮変形性が最も高いとは、圧縮変形性が異なる複数の導体のうち所定の圧縮力によって最も変形しやすい金属種の導体であることを指す。
詳述すると、複数の前記導体を所定の第1圧縮力で所定の圧縮率となるように圧縮する圧縮工程と、圧縮された前記導体に、前記第1圧縮力より小さな第2圧縮力を作用させながら超音波振動を付与して複数の前記導体を超音波接合する接合工程とを行って、所定の圧縮力による圧縮変形性が異なる複数種の金属製の導体を接合するのに、前記圧縮工程において複数の前記導体を圧縮する前記所定の圧縮率を、複数の前記導体のうち、圧縮変形性が最も高い金属種の導体が65%以上の圧縮率で圧縮される圧縮率とするため、導体同士の接触面積を確保でき、確実に超音波接合することができる。また、導体同士の接触面積を確保できるため、小さな熱エネルギ、つまり小さな超音波振動エネルギで導体同士を確実に接合することができる。
上述の圧縮変形性が最も低いとは、圧縮変形性が異なる複数の導体のうち所定の圧縮力によって最も変形しにくい金属種の導体であることを指す。
上述の90%以下の圧縮率は、圧縮される前の導体の断面積に対して圧縮変形後に90%以下の断面積となることを指す。
詳述すると、圧縮工程において、圧縮変形性が最も高い金属種の導体が65%以上の圧縮率で圧縮されるとともに、圧縮変形性が最も低い金属種の導体が90%以下の圧縮率で圧縮されるため、圧縮変形性が異なるすべての導体が圧縮されて、導体同士の接触面積を確保できるため、より効率的に導体同士を確実に接合することができる。
この発明により、圧縮した導体をより確実に接合することができる。
図1は接合対象である被覆電線1に関する説明図を示し、詳しくは、図1(a)は接合対象である被覆電線1を複数並列配置した状態の平面図を示し、図1(b)は並列配置した複数の被覆電線1の導体3を束ねた状態の平面図を示し、図1(c)は束ねた導体3に対してジョイント管4を装着した状態の平面図を示し、図1(d)は複数の被覆電線1の導体3を接合して構成した接合電線1aの平面図を示している。
図4は電線接続装置10の主要部10aの概略説明図を示し、詳しくは、図4(a)は並列配置した複数の被覆電線1の導体3に対してジョイント管4を配置した状態の概略斜視図を示し、図4(b)は並列配置した複数の被覆電線1の導体3を束ねてジョイント管4の内部に装着した状態の概略斜視図を示し、図4(c)は電線接続装置10の主要部10aに対して複数の被覆電線1を配置する前の状態の概略斜視図を示し、図4(d)は電線接続装置10の主要部10aに複数の被覆電線1を配置した状態の概略斜視図を示している。
なお、複数の被覆電線1のうち少なくとも1本の導体3はアルミニウム合金製の素線による撚り線であり、他の被覆電線1の導体3は銅合金製の素線による撚り線で構成している。つまり、接合対象である複数の導体3は異種金属接合となる。
また、ジョイント管4は、複数の被覆電線1の導体3を束ねて挿入できる空間を内部に有する、導電性金属で構成した金属管である。
そして、図5(b)に示すように、規制部13をホーン12の底面に沿って幅方向Wの内側に移動させるとともに、規制部13とともにホーン12をアンビル11に近づくように下方移動させる。
実証実験として、3本の2.0sq銅合金製被覆電線の導体同士と、3本の2.0sqアルミニウム合金製被覆電線の導体同士をそれぞれ、所定の圧縮率で圧縮してから所定の加圧力のもとで超音波接合して、超音波接合後の抵抗値を測定した。その評価結果を、電線間の抵抗値が0.5mΩ以下であったものを「〇」とし、電線間の抵抗値が0.5mΩより大きかったものを「×」として表8に表示した。なお、表8において上側の方が、強く圧縮した場合(圧縮率値が低い場合)、右側の方が、超音波接合する際の加圧力が高い場合を示している。
これに対し、圧縮率が65%以上90%以下の場合、アルミ合金製の導体3及び銅金製の導体3が共に、電線間の抵抗値が小さくなることが多数確認できた。
この発明の接続装置は、上述の実施形態の導体は導体3に対応し、以下同様に、
絶縁被覆は絶縁被覆2に対応し、
被覆電線は被覆電線1に対応し、
圧縮工程はプレ圧縮工程(ステップs3)に対応し、
接合工程は接合工程(ステップs6乃至s8)に対応し、
圧縮変形性が最も高い金属種の導体はアルミ合金製の導体3に対応し、
圧縮変形性が最も低い金属種の導体は銅合金製の導体3に対応し、
導体配置部はアンビル11に対応し、
圧縮振動部はホーン12に対応し、
接合相対位置は接合時下死点に対応し、
圧縮相対位置は圧縮時下死点に対応し、
電線接続装置は電線接続装置10に対応し、
管状体はジョイント管4に対応するも、
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、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
さらには、ホーン12を移動させるホーン駆動部22と、ホーン12を超音波振動させる超音波振動発生部21とを一体構成してもよい。
また、1本の被覆電線1における導体3を構成する素線同士を電線接続装置10で接合してもよい。
具体的には、上述の説明では、第2圧縮力で圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮した後、一旦第3圧縮力まで低下させてから、超音波振動を作用させながら第1圧縮力で接合時下死点まで超音波接合する第1接合工程を行ったが、図9(a)に示すように、第2圧縮力で圧縮時下死点まで移動してプレ圧縮した後、第3圧縮力まで低下させることなく、超音波振動を作用させながら第1圧縮力で接合時下死点まで超音波接合する第1接合工程を行ってもよい。
プレ圧縮した後、一旦圧縮力を低下させてから、第1接合工程を行ってもよい。
2…絶縁被覆
3…導体
4…ジョイント管
11…アンビル
12…ホーン
Claims (5)
- 導体が絶縁被覆で被覆された被覆電線を長手方向に沿って複数配置するとともに、前記長手方向に沿って配置された複数の前記被覆電線の前記導体を電線接続装置で接続する電線接続方法であって、
複数の前記導体を所定の第1圧縮力で所定の圧縮率となるように圧縮する圧縮工程と、
圧縮された前記導体に、前記第1圧縮力より小さな第2圧縮力を作用させながら超音波振動を付与して複数の前記導体を超音波接合する接合工程とを行い、
複数の前記導体は、所定の圧縮力による圧縮変形性が異なる複数種の金属製の導体であり、
前記圧縮工程において複数の前記導体を圧縮する前記所定の圧縮率は、
複数の前記導体のうち、圧縮変形性が最も高い金属種の導体が65%以上の圧縮率で圧縮される圧縮率であり、
複数の前記導体の一方が、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されるとともに、
複数の前記導体の他方が、銅又は銅合金で構成され、
前記圧縮変形性が高い金属種がアルミニウム又はアルミニウム合金である
電線接続方法。 - 前記所定の圧縮率は、
複数の前記導体のうち、圧縮変形性が最も低い金属種の導体が90%以下の圧縮率で圧縮される圧縮率である
請求項1に記載の電線接続方法。 - 前記圧縮工程において、
前記電線接続装置の導体配置部に配置した複数の前記導体に対して、前記電線接続装置の超音波振動を付与する圧縮振動部を、前記第1圧縮力を作用させながら、前記所定の圧縮率に基づく圧縮相対位置まで移動させ、
前記接合工程において、
前記圧縮振動部が、前記導体に対して接合相対位置となるまで、前記第2圧縮力を前記導体に作用させながら超音波振動を付与して前記導体を接合する第1接合工程と、
前記圧縮振動部が前記接合相対位置に達した後、前記接合相対位置を維持し、前記導体に作用する圧縮力を前記第2圧縮力より低下させながら超音波振動を付与して前記導体を接合する第2接合工程とを行う
請求項1又は2に記載の電線接続方法。 - 前記圧縮工程において前記圧縮相対位置まで移動させた前記圧縮振動部の圧縮力を、前記接合工程の前に、前記第2圧縮力よりも小さい第3圧縮力まで低下させる
請求項3に記載の電線接続方法。 - 複数の前記導体を導電性の管状体の内部に挿入し、
前記管状体とともに複数の前記導体を前記圧縮工程で圧縮するとともに、前記接合工程で超音波接合する
請求項1乃至請求項4のうちのいずれかに記載の電線接続方法。
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