JP2000202642A - 超音波溶接用ホ―ン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板に電線の芯線を溶接するに際し、はみ
出した芯線が切断されるのを防止する。 【解決手段】 ホーンチップ１２とアンビル１３との間
で金属板１４と電線１５の端末の芯線１５ａとを挟み込
んで超音波溶接するようにした超音波溶接機において、
上記ホーンチップ１２の下面には芯線１５ａを受け入れ
る保持部１３ａを凹設すると共に、該保持部１３ａの両
側の側壁部１３ｃにおける上記アンビル１３との対向面
に、連続する凹凸部１６を形成し、該凹凸部１６の凹部
を、はみ出した芯線１５ｂを受け入れる逃げスペース１
６ｄとしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホーンチップとア
ンビルとの間で超音波溶接を行う超音波溶接用ホーンに
関し、詳しくは、金属板に電線の芯線を溶接するに際
し、はみ出した芯線が切断されるのを防止するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波溶接用ホーン１としては、
図７（Ａ）に示すように、被溶接物を載置するアンビル
２の上方対向位置に超音波振動が付与されるホーンチッ
プ３が設けられ、該ホーンチップ３を下降させてアンビ
ル２との間に被溶接物を挟み込んで超音波溶接を行うよ
うにしたものが知られている。例えば、バスバー等の金
属板４に電線５の端末の芯線５ａを超音波溶接する場
合、ホーンチップ３の下面に芯線５ａを受け入れる保持
部３ａが凹設され、該保持部３ａにて芯線５ａを束ねた
状態でアンビル２上の金属板４に押し付けて超音波溶接
が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接す
る際に上記芯線５ａがばらけて横へはみ出した芯線５ｂ
が生じる場合がある。この場合、はみ出した芯線５ｂ
は、ホーンチップ３の保持部３ａから外れて両側の側壁
部３ｂの下面とアンビル２上の金属板４との間に挟まれ
る領域に入る。溶接時には、芯線５ａの束が保持部３ａ
から外方へ逃げ出さないように側壁部３ｂの下面とアン
ビル２上の金属板４との間は、殆ど隙間が無い状態にな
る。従って、側壁部３ｂと金属板４との間に挟まれる領
域に、はみ出した芯線５ｂが存在すると、芯線５ｂは側
壁部３ｂのエッジで切断されてしまう場合がある。その
結果、切断された芯線５ｂの破片が予想外の部位に付着
したり、飛び散ったりして、電気回路に悪影響を及ぼす
おそれがあった。

【０００４】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
ので、金属板に電線の芯線を超音波溶接する際に、はみ
出した芯線が切断されることのない超音波溶接用ホーン
を提供することを課題としている。

【０００５】

【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、請求項１で、ホーンチップとアンビルと
の間で金属板と電線端末の芯線とを挟み込んで超音波溶
接するようにした超音波溶接用ホーンにおいて、上記ホ
ーンチップの下面には芯線を受け入れる保持部を凹設す
ると共に、該保持部の両側の側壁部における上記アンビ
ルとの対向面に、連続する凹凸部を形成し、該凹凸部の
凹部を、はみ出した芯線を受け入れる逃げスペースとし
ていることを特徴とする超音波溶接用ホーンを提供して
いる。

【０００６】上記構成によれば、超音波溶接に際し、は
み出した芯線がホーンチップの側壁部とアンビル上の金
属板との間に位置していても、ホーンチップの下降に伴
ない、はみ出した芯線は対向面に形成された凹凸部の逃
げスペース内に入り込むため、潰れて切断されるのを防
止できる。これにより、溶接時には、ホーンチップの側
壁部をアンビル上の金属板との間の隙間が殆ど無くなる
程度に下降する位置に設定できるため、保持部内に束ね
られた芯線を外方へ逃がすことなく、確実に束状のまま
金属板に超音波溶接することができる。

【０００７】上記凹凸部は、連続する四角錐台形状の突
起から形成するのが好ましい（請求項２）。このように
すれば、側壁部の下面の凹凸部とアンビル上の金属板と
の間に挟まれたはみ出した芯線を、四角錘台形状の突起
の斜面に沿って最も窪んだ逃げスペース内へ確実に導く
ことができる。

【０００８】上記逃げスペースは上記対向面の長さ方向
に対し斜め方向に向けて配列するのが好ましい（請求項
３）。芯線の束からはみ出した芯線は、通常、芯線の束
の方向に対し斜め方向に向いているため、逃げスペース
の方向と合致し、よって、はみ出した芯線を無理なく円
滑に逃げスペース内に導入することができる。

【０００９】

【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は超音波溶接用ホーン１１を示
し、本実施形態では、銅板からなるバスバー、銅箔等の
金属板１４に、電線１５の端末に露出された芯線１５ａ
を重合させ、これをアンビル１２とホーンチップ１３と
の間に挟み込んで超音波溶接するようにしている。

【００１０】上記ホーンチップ１３は、下面に溶接すべ
き芯線１５ａを受け入れるために三角山状に窪んだ保持
部１３ａを長さ方向にわたって凹設している。保持部１
３ａの内面の加工面には、図２、図３（Ａ）に示すよう
に、幅方向に延びる複数の凹溝１３ｂを所要間隔毎に形
成し、芯線１５ａに対する保持力を向上させて超音波を
効率良く伝達可能としている。

【００１１】上記保持部１３ａの両側に垂下した側壁部
１３ｃの下面、即ちアンビル１２との対向面１３ｄに
は、図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、片側約０．１
５ｍｍの幅をもたせ、頂角約９０°の四角錘台形状の突
起１６ａを連設した凹凸部１６を形成している。凹凸部
１６における突起１６ａは、頂点を対向面１３ｄの中心
において対向面１３ｄの長さ方向に沿って配列してい
る。

【００１２】なお、本実施形態においては、溶接すべき
電線１５の１本の芯線１５ａの直径が約０．３２ｍｍに
対し、隣接する突起１６ａ間の間隔Ｌ１を０．２５ｍｍ
に設定し、頂点の幅Ｌ２を約０．０５ｍｍに設定してい
る。また、四角錘台の突起１６ａは隣接する突起１６ａ
との間の底溝１６ｃが対向面１３ｄの長さ方向に対し４
５°の方向を向くように配列し、底溝１６ｃの深さＬ３
を約０．１ｍｍに設定している。そして、隣接する突起
１６ａ間のスペースを、はみ出した芯線１５ｂを受け入
れるための逃げスペース１６ｄとしている。

【００１３】上記構成からなる超音波溶接用ホーン１１
により金属板１４上に電線１５の芯線１５ａを溶接する
には、先ず、図４（Ａ）に示すように、金属板１４をア
ンビル１２上に載置固定する。次いで、金属板１４上の
長さ方向に沿って、電線１５の端末から露出した芯線１
５ａの束を位置決めして載置する。しかる後、図４
（Ｂ）に示すように、ホーンチップ１３を下降させて芯
線１５ａの束を保持部１３ａ内に受け入れた状態で芯線
１５ａを金属板１４に押し付けると同時に、ホーンチッ
プ１３に超音波振動を付加することで、芯線１５ａは金
属板１４に超音波溶接される。

【００１４】通常、芯線１５ａの束はホーンチップ１３
の保持部１３ａ内に全て受け入れられた状態で溶接され
るが、芯線１５ａがばらされて、はみ出した芯線１５ｂ
が存在する場合は、側壁部１３ｃの対向面１３ｄとアン
ビル１２上の金属板１４との間に挟まれることとなる。
この場合、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ホーンチッ
プ１３の下降に伴ない、はみ出した芯線１５ｂは凹凸部
１６に接触すると同時に、四角錘台状の突起１６ａの斜
面に案内されて逃げスペース１６ｄ内へ導入される。逃
げスペース１６ｄは斜め方向に走る底溝１６ｃに沿って
形成されているため、芯線１５ａの束から斜め方向には
み出した芯線１５ｂの方向と合致し、よって、はみ出し
た芯線１５ｂは、無理なく円滑に逃げスペース１６ｄ内
に導入される。

【００１５】上記の状態において、底溝１６ｃの深さ
は、はみ出した芯線１５ｂの直径より若干小さく、か
つ、突起１６ａの隣接する突起１６ａ間の間隔も、はみ
出した芯線１５ｂより若干小さく設定されている。従っ
て、はみ出した芯線１５ｂは、図５（Ｂ）に示すよう
に、アンビル１２上の金属板１４に対し圧迫された状態
となり、ホーンチップ１３の超音波振動を受けて金属板
１４上に溶接される。このようにして、図６に示すよう
に、金属板１４に芯線１５ａ、１５ｂが超音波溶着され
た加工物が得られる。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の超音波溶接用ホーンによれば、ホーンチップの側壁部
とアンビル上の金属板との間に、はみ出した芯線が挟ま
れても、はみ出した芯線を側壁部に形成した凹凸部の逃
げスペースに導入することで、芯線の切断を防止でき
る。よって、切断された芯線の飛散、付着等による電気
的悪影響を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波溶接用ホーンを示す斜視
図である。

【図２】 ホーンチップの一部断面図である。

【図３】 （Ａ）はホーンチップの拡大底面図、（Ｂ）
は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ縦断
面である。

【図４】 （Ａ）（Ｂ）は溶接工程を示す図である。

【図５】 （Ａ）は、はみ出した芯線がホーンチップの
逃げスペースに導入された状態のホーンチップの底面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】 超音波溶接された加工物の斜視図である。

【図７】 （Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図である。

【符号の説明】

１１ 超音波溶接用ホーン １２ アンビル １３ ホーンチップ １３ａ 保持部 １３ｃ 側壁部 １３ｄ 対向面 １４ 金属板 １５ 電線 １５ａ 芯線 １６ 凹凸部 １６ａ 突起 １６ｄ 逃げスペース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホーンチップとアンビルとの間で金属板
   と電線端末の芯線とを挟み込んで超音波溶接するように
   した超音波溶接用ホーンにおいて、 上記ホーンチップの下面には芯線を受け入れる保持部を
   凹設すると共に、該保持部の両側の側壁部における上記
   アンビルとの対向面に、連続する凹凸部を形成し、該凹
   凸部の凹部を、はみ出した芯線を受け入れる逃げスペー
   スとしていることを特徴とする超音波溶接用ホーン。
2. 【請求項２】 上記凹凸部は、連続する四角錐台形状の
   突起からなる請求項１に記載の超音波溶接用ホーン
3. 【請求項３】 上記逃げスペースは上記対向面の長さ方
   向に対し斜め方向に向けて配列している請求項１または
   請求項２に記載の超音波溶接用ホーン。