JP2004247236A - 電線の熱圧着端部及びその製造方法並びに製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ること。
【解決手段】複数の電線２０の端部に露出した露出導体２２の長手方向を第１方向Ａに沿って揃えると共に各露出導体２２を第１方向に略直交する第２方向Ｂに並列配置した状態で、第２方向Ｂに沿って圧力を加えて各露出導体２２を抵抗溶接して熱圧着端部１０を形成する。圧力の印加方向における熱圧着端部１０の高さ寸法が、その先端側に向けて順次小さくなるように形成されている。高さ寸法が比較的小さい先端側の部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が比較的大きい基端側の部分で十分な引張り強度を得る。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の電線２０の端部に露出した露出導体２２の長手方向を第１方向Ａに沿って揃えると共に各露出導体２２を第１方向に略直交する第２方向Ｂに並列配置した状態で、第２方向Ｂに沿って圧力を加えて各露出導体２２を抵抗溶接して熱圧着端部１０を形成する。圧力の印加方向における熱圧着端部１０の高さ寸法が、その先端側に向けて順次小さくなるように形成されている。高さ寸法が比較的小さい先端側の部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が比較的大きい基端側の部分で十分な引張り強度を得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の電線の端部に露出した露出導体同士を相互に熱圧着する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤーハーネスにおける分岐部分等において複数の電線を相互接続する技術として、複数の電線の端部で被覆を除去し、露出した導体同士を接合するようにしたものがある（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このような技術は、ジョイント圧着端子のような端子を用いることなく且つ導体間の接触抵抗も低くすることができることから、近年多用されている。
【０００４】
具体的には、例えば特許文献２では、図１１及び図１２に示すように、接続すべき電線２００の露出導体２０１同士を上下電極２１０，２１１間に挟込み、適当な圧力を加えながら電極２１０，２１１間に通電している。
【０００５】
これにより、圧力と露出導体部分に発生する抵抗熱とで露出導体２０１相互を熱圧着して熱圧着端部２０２を形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−１４６２号公報
【特許文献２】
特開平６−１３２０４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように露出導体同士を熱圧着して接続した電線について、ワイヤーハーネス組立作業時等に十分に耐え得る強度が必要である。
【０００８】
接合された導体の強度評価を行う試験としては、例えば、引裂き強度試験と引張り強度試験とがある。
【０００９】
引裂き強度試験では、図１３（ａ）に示すように、各電線２００を互いに反対方向に引張り、熱圧着端部２０２が引裂かれるまでの強度を調べる。
【００１０】
また、引張り強度試験では、図１３（ｂ）に示すように、熱圧着端部２０２から基端側へ引抜く方向へ所定の電線２００を引張り、引抜かれるまでの強度を調べる。
【００１１】
ここで、発明者が実際に抵抗溶接により熱圧着された熱圧着端部２０２の引裂き強度試験及び引張り強度試験を行ったところ、引裂き強度及び引張り強度と、熱圧着端部２０２の圧力印加方向における高さ寸法Ｈとの間に所定の関係があることを見出した。
【００１２】
すなわち、図１４に示すように、熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈが大きくなると（高さ寸法Ｂ参照）引裂き強度が比較的小さくなると共に引張り強度が比較的大きくなる一方、熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈが小さくなると（高さ寸法Ｃ参照）逆に引裂き強度が比較的大きくなると共に引張り強度が比較的小さくなる傾向にあることがわかった。また、それらの中間程度の高さ寸法に設定した場合には（高さ寸法Ａ参照）、引張り強度と引裂き強度とが比較的低下してしまうことになる。
【００１３】
このように、引張り強度を最も大きくできる熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈと、引裂き強度を最も大きくできる熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈとは異なっており、引張り強度の向上と引裂き強度の向上とを両立させることは困難であった。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることが可能な技術を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、複数の電線の端部に露出した露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置した状態で、前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体を熱圧着した電線の熱圧着端部であって、前記第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なっているものである。
【００１６】
請求項２記載のように、最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法の部分と、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法の部分とを有していてもよい。
【００１７】
請求項３記載のように、前記各露出導体を前記第１方向に沿って一方側に指向させた態様で、前記各露出導体が熱圧着され、基端部側における高さ寸法が相対的に大きく、先端部側における高さ寸法が相対的に小さくしてもよい。
【００１８】
請求項４記載のように、基端部側から先端部側に向うに従って順次高さ寸法が小さくなるように設定されていてもよい。
【００１９】
請求項５記載のように、前記第１方向に沿って部分的に、高さ寸法が一定である平坦な部分に形成されていてもよい。
【００２０】
請求項６記載の発明は、数の電線の端部に露出した露出導体同士を熱圧着する電線の熱圧着端部の製造方法であって、前記各露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置する工程と、配列配置された前記各露出導体に対して前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体同士を熱圧着して熱圧着端部を形成する工程と、を備え、前記熱圧着端部を形成する工程においては、前記熱圧着端部の前記第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なるように、前記各露出導体に圧力を加えるものである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、複数の電線の端部に露出した露出導体同士を熱圧着するための電線の熱圧着端部の製造装置であって、複数の電線の端部に露出した露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置した状態で、前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体を熱圧着するための一対の加圧部を備え、前記一対の加圧部が近接移動して前記各露出導体に圧力を加えた状態で、一方側の前記加圧部の加圧面と他方側の前記加圧部の加圧面とは、前記第１方向に沿って不均等な距離を保つものである。
【００２２】
この場合、請求項８記載のように、前記一対の加圧部の前記各加圧面のうち少なくとも一部が、凹凸面に形成されているとよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
｛第１の実施の形態｝
以下、この発明の第１の実施の形態に係る電線の熱圧着端部について説明する。
【００２４】
図１は電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図であり、図２は熱圧着端部を示す側面図である。
【００２５】
この熱圧着端部１０は、複数の電線２０の端部において被覆部を除去して所定長の露出導体２２を形成し、この各露出導体２２同士を相互に熱溶着することにより形成される。そして、熱圧着端部１０の高さ寸法が、その長手方向に沿って異なるようになっている。ここで熱圧着端部１０の高さ寸法は、熱溶着前の各露出導体２２の並列配置方向の高さ寸法で定義され、熱圧着する際における圧力の印加方向と略同じである。この実施の形態では、熱圧着端部１０の高さ寸法が、その先端側に向うに従って順次小さくなっている。
【００２６】
この熱圧着端部１０の製造方法について説明すると、まず、熱溶着するにあたって、上記各露出導体２２は、その長手方向を所定の第１方向Ａ（図１参照）に揃えて配置される。また、各露出導体２２は、前記第１方向Ａに対して略直交する所定の第２方向Ｂ（図１参照）に並列配置される。また、この実施の形態では、各露出導体２２を上記第１方向Ａに沿って一方側（図２の右側）に指向させている。もっとも、一部の露出導体２２が他と反対側（図２の左側）に指向していてもよい。
【００２７】
この状態で、並列配置された各露出導体２２に対して前記第２方向Ｂに沿って圧力を加える。ここでは、一対の加圧部としての加圧電極３０，３２間に、各露出導体２２を挟込むようにして、当該各露出導体２２に対して圧力を加える。
【００２８】
ここで用いられる一方側（図１の上側）の加圧電極３０の加圧面３１は、各露出導体２２の先端側に向けて、他方側の加圧電極３２の加圧面３３に近接する方向へ傾斜している。従って、両加圧電極３０，３２を近接移動させてそれらの加圧面３１，３３の間に各露出導体２２を挟み込み圧力を加えた状態では、各露出導体２２の先端側に向けて加圧面３１，３３の距離が順次小さくなるようになっている。換言すれば、圧力を加えた状態で、一対の加圧面３１，３２とは、第１方向Ａに沿って不均等な距離を保っている。
【００２９】
そして、一対の加圧電極３０の間に各露出導体２２を挟込んだ状態で、一対の加圧電極３０，３２間に所定の電圧を印加する。これにより、各露出導体２２に電流が流れて抵抗熱が発生する。この抵抗熱と加圧力により、各露出導体２２が第２方向Ｂに沿って積重ねられた状態で熱圧着されることとなる。なお、このように各露出導体２２を抵抗溶接する代りに、上記加圧電極３０，３２と同様構成のチップとアンビルとを用いて超音波及び加圧により、熱溶着（超音波溶着）するようにしてもよい。
【００３０】
これにより、図２に示すように、上記第２方向Ｂにおける高さ寸法が前記第１方向Ａに沿って異なる熱圧着端部１０、より具体的には、熱圧着端部１０の高さ寸法が、その先端側に向うに従って順次小さくなる熱圧着端部１０が製造されることとなる。
【００３１】
以上のように構成された電線２０の熱圧着端部１０によると、その第２方向Ｂにおける高さ寸法が第１方向Ａに沿って異なっているため、高さ寸法が相対的に小さい部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分で十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。これにより、例えば、ワイヤーハーネスの組立作業の際でも、引抜きや引裂きを懸念することなく安心して組立を行える。
【００３２】
なお、熱圧着端部１０の高さ寸法が、各露出導体２２の先端側に向うに従って順次大きくなる形状であってもよいし、また、基端部及び先端部で相対的に高さ寸法が小さく中間部で高さ寸法が相対的に大きくなっていてもよいし、また、その逆に基端部及び先端部で相対的に高さ寸法が大きく中間部で高さ寸法が相対的に小さくなっていてもよい。
【００３３】
また、熱圧着端部１０は、同条件の複数の露出導体２２を図１１及び図１２に示す方法にて圧着して、引裂き強度及び引張り強度を試験し、最大引裂き強度を得ることができる相対的に小さな高さ寸法（図１４のＣ参照）の部分と、最大引張り強度を得ることができる相対的に大きな高さ寸法（図１４のＢ参照）の部分とを有していることが好ましい。当該相対的に小さな高さ寸法の部分で比較的十分な引裂き強度を得ることができ、相対的に大きな高さ寸法の部分で比較的十分な引張り強度を得ることができるからである。
【００３４】
例えば、熱圧着端部１０の先端部を、最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法に形成し、熱圧着端部１０の基端部を、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法に形成するとよい。
【００３５】
さらに、この実施の形態では、一方側の加圧電極３０の加圧面３１のみを傾斜させているが、図３及び図４に示すように、一対の加圧電極３０Ｂ，３２Ｂの双方の加圧面３１Ｂ，３３Ｂを傾斜させるようにしてもよい。この場合、加圧面３１Ｂ，３３Ｂの傾斜を考慮して、製造後の熱圧着端部１０Ｂが最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法の部分と、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法の部分とを有するように設定する。
【００３６】
さらに、この実施の形態では、一方側の加圧電極３０の加圧面３１の全体を傾斜させているが、図５及び図６に示すように、一方側の加圧電極３０Ｃの加圧面３１Ｃの一部を傾斜させた傾斜加圧面３１Ｃａに形成し、その他の部分を他方側の加圧電極３２Ｃの加圧面３３Ｃと略平行な平坦加圧面３１Ｃｂに形成してもよい。
【００３７】
この場合、熱圧着端部１０Ｃの先端部は、高さ寸法が一定である平坦な部分に形成され、熱圧着端部１０Ｃの基端部は先端側に向けて順次高さ寸法が小さくなる部分に形成される。
【００３８】
また、図７に示すように、一対の加圧電極３０Ｄのうち少なくとも一部が凹凸面に形成されていてもよい。図７における加圧電極３０Ｄでは、図５に示す加圧電極３０Ｃの平坦加圧面３１Ｃｂに対応する部分をローレット切りして凹凸面３１Ｄｂに形成している。
【００３９】
このように加圧電極３０Ｄに凹凸面３１Ｄｂを形成した構成にあっては、一対の加圧電極３０Ｄ，３２Ｄ間に各露出導体２２を挟込んだ際に、当該凹凸面３１Ｄｂによって加圧面３１Ｄと露出導体２２との間での滑り止めが図られる。これにより、加圧面３１Ｄに対する露出導体２２のずれが防止され、熱圧着端部１０Ｃをより確実に所望の形状に形成することができる。
【００４０】
なお、その他、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す加圧電極３０Ｅのように、凹条部と突条部とを各露出導体２２の延在方向に沿って交互に形成することにより凹凸面３１Ｅａに形成したり、或は、若干大きめの凹条部と突条部とを波状に形成することにより凹凸面に形成した構成であってもよい。
【００４１】
勿論、図１及び図３に示す加圧電極３０，３２，３０Ｂ，３２Ｂの全体又はその部分的に凹凸面を形成してもよい。
【００４２】
実施例．
本発明者らは実際に熱圧着端部１０，２０２を製造した。
【００４３】
即ち、電線５本を準備し、各電線の端部の絶縁被覆を１３ｍｍに亘って除去し露出導体２２を形成した。
【００４４】
そして、図１１に示す上下電極２１０，２１１として、幅２ｍｍ長さ８ｍｍのものを用い、各電線の熱圧着を行った。そして、熱圧着端部２０２の高さ寸法を変化させて最大引裂き強度及び最大引張り強度を試験したところ、最大引張り強度を得ることができる高さ寸法は１．２ｍｍであり、最大引裂き強度を得ることができる高さ寸法は０．９ｍｍであることがわかった。
【００４５】
そこで、加圧面３１の傾斜の高さ差を０．３ｍｍとした加圧電極３０を用いて、熱圧着を行い、製造後の熱圧着端部１０の先端部分の高さ寸法が０．９ｍｍとなり、その基端側部分の高さ寸法が１．２ｍｍとなるようにした。
【００４６】
これにより、十分な引張り強度及び十分な引裂き強度を持つ熱圧着端部１０を製造することができた。
【００４７】
｛第２の実施の形態｝
この発明の第２の実施の形態に係る電線の熱圧着端部１１０について説明する。なお、本実施の形態の説明において、上記第１の実施の形態において説明したものと同様構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図９は電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図であり、図１０は熱圧着端部を示す側面図である。
【００４９】
この熱圧着端部１１０は、その基端側部分が長手方向（第１方向Ａ）に沿って所定長に亘って高さ寸法が一定な平坦部分でありかつ相対的に高さ寸法が大きい部分１１０ｂに形成されると共に、その先端側部分が長手方向（第１方向Ａ）に沿って所定長に亘って高さ寸法が一定な平坦部分でありかつ相対的に高さ寸法が小さい部分１１０ａに形成されている。
【００５０】
このうち相対的に高さ寸法が小さい先端側の部分１１０ａは、最大引裂き強度に対応させた高さ寸法の部分であり、相対的に高さ寸法が大きい基端側の部分１１０ｂは最大引張り強度に対応させた高さ寸法の部分である。
【００５１】
この熱圧着端部１１０を製造するにあたっては、上記加圧電極３０，３２に代えて、次の加圧電極１３０，１３２が用いられている。
【００５２】
即ち、一方側の加圧電極１３０の加圧面１３１のうち露出導体２２の先端側部分を加圧する凸加圧面１３１ａは、露出導体２２の基端側部分を加圧する凹加圧面１３１ｂよりも段部を介して突出した形状となっている。凸加圧面１３１ａと凹加圧面１３１ｂとの高さ寸法差は、上記先端側の部分１１０ａと基端側の部分１１０ｂとの高さ寸法差と略一致している。
【００５３】
なお、他方側の加圧電極１３２は、上記加圧電極３２と同様に全体に亘って平坦な加圧面１３３を有している。勿論、この他方側の加圧電極１３２についても、上記加圧電極１３０と同様に一部を他部より突出させた形状としてもよい。
【００５４】
そして、一対の加圧電極１３０，１３２を用いて、上記第１の実施の形態と同様にして、複数の電線２０の露出導体２２を熱溶着すると、図９に示す熱圧着端部１１０が製造される。
【００５５】
このように構成された熱圧着端部１１０によると、その第２方向Ｂにおける高さ寸法が第１方向Ａに沿って異なっているため、即ち、その基端側部分が相対的に高さ寸法が大きい部分１１０ｂに形成されると共に、その先端側部分が相対的に高さ寸法が小さい部分１１０ａに形成されているため、高さ寸法が相対的に小さい部分１１０ａで十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分１１０ｂで十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。これにより、例えば、ワイヤーハーネスの組立作業の際でも、引抜きや引裂きを懸念することなく安心して組立を行える。
【００５６】
なお、熱圧着端部１１０の基端側部分が相対的に高さ寸法の小さい部分に、また、その先端側部分が相対的に高さ寸法の大きい部分に形成されていてもよい。また、その中間部分が他の部分よりも相対的に高さ寸法が大きく又は小さく形成されていてもよい。
【００５７】
また、加圧電極１３０の先端側の部分１１０ａ等に、図７や図８と同様に凹凸を形成してもよい。
【００５８】
実施例．
本実施の形態に関して、本発明者らは、上記第１の実施の形態における実施例と同様に、実際に熱圧着端部１１０を製造した。
【００５９】
この場合、幅２ｍｍ、長さ８ｍｍの加圧電極１３０，１３２を用いた。また、加圧電極１３０の加圧面１３１の凹加圧面１３１ｂと凸加圧面１３１ａとの高さ寸法差を０．３ｍｍとした。また、第１方向Ａ（熱圧着端部１１０の長手方向）における凹加圧面１３１ｂの長さ寸法を１．２ｍｍ、同方向における凸加圧面１３１ａの長さ寸法を０．９ｍｍにした。
【００６０】
この加圧電極１３０を用いて熱圧着を行い、製造後の熱圧着端部１１０の先端側の部分の高さ寸法が０．９ｍｍとなり、その基端側の部分の高さ寸法が１．２ｍｍとなるようにした。
【００６１】
これにより、同様に、十分な引張り強度及び十分な引裂き強度を持つ熱圧着端部１１０を製造することができた。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１〜請求項５記載の電線の熱圧着端部によると、第２方向における高さ寸法が第１方向に沿って異なっているため、高さ寸法が相対的に小さい部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分で十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。
【００６３】
また、請求項２記載の発明によれば、より十分な引裂き強度及びより十分な引張り強度を得ることができる。
【００６４】
請求項５記載の発明によれば、平坦な部分で十分な引裂き強度又は引張り強度を得ることができる。
【００６５】
請求項６記載の発明によれば、電線の熱圧着端部の第２方向における高さ寸法が第１方向に沿って異なっているため、高さ寸法が相対的に小さい部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分で十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。
【００６６】
請求項７記載の発明によれば、第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なっている電線の熱圧着端部を製造することができる。
【００６７】
請求項８記載の発明によれば、凹凸面によって、加圧面と露出導体との間の滑り止めが図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図２】同上の電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図３】変形例に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図４】変形例に係る電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図５】他の変形例に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図６】さらに他の変形例に係る電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図７】加圧電極の変形例を示す図である。
【図８】加圧電極の他の変形例を示す図である。
【図９】この発明の第２の実施の形態に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図１０】同上の電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図１１】従来における電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図１２】従来における電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図１３】図１３（ａ）は引裂き強度試験を説明するための図であり、図１３（ｂ）は引張り強度試験を説明するための図である。
【図１４】熱圧着部の高さ寸法と引裂き強度及び引抜き強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ 熱圧着端部
２０ 電線
２２ 露出導体
３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 加圧電極
３１，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ 加圧面
３１Ｃａ 傾斜加圧面
３１Ｃｂ 平坦加圧面
３１Ｄｂ，３１Ｅａ 凹凸面
３２，３２Ｂ，３２Ｃ 加圧電極
３３，３３Ｂ，３３Ｃ 加圧面
１１０ 熱圧着端部
１３０ 加圧電極
１３１ 加圧面
１３１ａ 凸加圧面
１３１ｂ 凹加圧面
１３２ 加圧電極
１３３ 加圧面
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の電線の端部に露出した露出導体同士を相互に熱圧着する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤーハーネスにおける分岐部分等において複数の電線を相互接続する技術として、複数の電線の端部で被覆を除去し、露出した導体同士を接合するようにしたものがある（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このような技術は、ジョイント圧着端子のような端子を用いることなく且つ導体間の接触抵抗も低くすることができることから、近年多用されている。
【０００４】
具体的には、例えば特許文献２では、図１１及び図１２に示すように、接続すべき電線２００の露出導体２０１同士を上下電極２１０，２１１間に挟込み、適当な圧力を加えながら電極２１０，２１１間に通電している。
【０００５】
これにより、圧力と露出導体部分に発生する抵抗熱とで露出導体２０１相互を熱圧着して熱圧着端部２０２を形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−１４６２号公報
【特許文献２】
特開平６−１３２０４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように露出導体同士を熱圧着して接続した電線について、ワイヤーハーネス組立作業時等に十分に耐え得る強度が必要である。
【０００８】
接合された導体の強度評価を行う試験としては、例えば、引裂き強度試験と引張り強度試験とがある。
【０００９】
引裂き強度試験では、図１３（ａ）に示すように、各電線２００を互いに反対方向に引張り、熱圧着端部２０２が引裂かれるまでの強度を調べる。
【００１０】
また、引張り強度試験では、図１３（ｂ）に示すように、熱圧着端部２０２から基端側へ引抜く方向へ所定の電線２００を引張り、引抜かれるまでの強度を調べる。
【００１１】
ここで、発明者が実際に抵抗溶接により熱圧着された熱圧着端部２０２の引裂き強度試験及び引張り強度試験を行ったところ、引裂き強度及び引張り強度と、熱圧着端部２０２の圧力印加方向における高さ寸法Ｈとの間に所定の関係があることを見出した。
【００１２】
すなわち、図１４に示すように、熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈが大きくなると（高さ寸法Ｂ参照）引裂き強度が比較的小さくなると共に引張り強度が比較的大きくなる一方、熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈが小さくなると（高さ寸法Ｃ参照）逆に引裂き強度が比較的大きくなると共に引張り強度が比較的小さくなる傾向にあることがわかった。また、それらの中間程度の高さ寸法に設定した場合には（高さ寸法Ａ参照）、引張り強度と引裂き強度とが比較的低下してしまうことになる。
【００１３】
このように、引張り強度を最も大きくできる熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈと、引裂き強度を最も大きくできる熱圧着端部２０２の高さ寸法Ｈとは異なっており、引張り強度の向上と引裂き強度の向上とを両立させることは困難であった。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることが可能な技術を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、複数の電線の端部に露出した露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置した状態で、前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体を熱圧着した電線の熱圧着端部であって、前記第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なっているものである。
【００１６】
請求項２記載のように、最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法の部分と、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法の部分とを有していてもよい。
【００１７】
請求項３記載のように、前記各露出導体を前記第１方向に沿って一方側に指向させた態様で、前記各露出導体が熱圧着され、基端部側における高さ寸法が相対的に大きく、先端部側における高さ寸法が相対的に小さくしてもよい。
【００１８】
請求項４記載のように、基端部側から先端部側に向うに従って順次高さ寸法が小さくなるように設定されていてもよい。
【００１９】
請求項５記載のように、前記第１方向に沿って部分的に、高さ寸法が一定である平坦な部分に形成されていてもよい。
【００２０】
請求項６記載の発明は、数の電線の端部に露出した露出導体同士を熱圧着する電線の熱圧着端部の製造方法であって、前記各露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置する工程と、配列配置された前記各露出導体に対して前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体同士を熱圧着して熱圧着端部を形成する工程と、を備え、前記熱圧着端部を形成する工程においては、前記熱圧着端部の前記第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なるように、前記各露出導体に圧力を加えるものである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、複数の電線の端部に露出した露出導体同士を熱圧着するための電線の熱圧着端部の製造装置であって、複数の電線の端部に露出した露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置した状態で、前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体を熱圧着するための一対の加圧部を備え、前記一対の加圧部が近接移動して前記各露出導体に圧力を加えた状態で、一方側の前記加圧部の加圧面と他方側の前記加圧部の加圧面とは、前記第１方向に沿って不均等な距離を保つものである。
【００２２】
この場合、請求項８記載のように、前記一対の加圧部の前記各加圧面のうち少なくとも一部が、凹凸面に形成されているとよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
｛第１の実施の形態｝
以下、この発明の第１の実施の形態に係る電線の熱圧着端部について説明する。
【００２４】
図１は電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図であり、図２は熱圧着端部を示す側面図である。
【００２５】
この熱圧着端部１０は、複数の電線２０の端部において被覆部を除去して所定長の露出導体２２を形成し、この各露出導体２２同士を相互に熱溶着することにより形成される。そして、熱圧着端部１０の高さ寸法が、その長手方向に沿って異なるようになっている。ここで熱圧着端部１０の高さ寸法は、熱溶着前の各露出導体２２の並列配置方向の高さ寸法で定義され、熱圧着する際における圧力の印加方向と略同じである。この実施の形態では、熱圧着端部１０の高さ寸法が、その先端側に向うに従って順次小さくなっている。
【００２６】
この熱圧着端部１０の製造方法について説明すると、まず、熱溶着するにあたって、上記各露出導体２２は、その長手方向を所定の第１方向Ａ（図１参照）に揃えて配置される。また、各露出導体２２は、前記第１方向Ａに対して略直交する所定の第２方向Ｂ（図１参照）に並列配置される。また、この実施の形態では、各露出導体２２を上記第１方向Ａに沿って一方側（図２の右側）に指向させている。もっとも、一部の露出導体２２が他と反対側（図２の左側）に指向していてもよい。
【００２７】
この状態で、並列配置された各露出導体２２に対して前記第２方向Ｂに沿って圧力を加える。ここでは、一対の加圧部としての加圧電極３０，３２間に、各露出導体２２を挟込むようにして、当該各露出導体２２に対して圧力を加える。
【００２８】
ここで用いられる一方側（図１の上側）の加圧電極３０の加圧面３１は、各露出導体２２の先端側に向けて、他方側の加圧電極３２の加圧面３３に近接する方向へ傾斜している。従って、両加圧電極３０，３２を近接移動させてそれらの加圧面３１，３３の間に各露出導体２２を挟み込み圧力を加えた状態では、各露出導体２２の先端側に向けて加圧面３１，３３の距離が順次小さくなるようになっている。換言すれば、圧力を加えた状態で、一対の加圧面３１，３２とは、第１方向Ａに沿って不均等な距離を保っている。
【００２９】
そして、一対の加圧電極３０の間に各露出導体２２を挟込んだ状態で、一対の加圧電極３０，３２間に所定の電圧を印加する。これにより、各露出導体２２に電流が流れて抵抗熱が発生する。この抵抗熱と加圧力により、各露出導体２２が第２方向Ｂに沿って積重ねられた状態で熱圧着されることとなる。なお、このように各露出導体２２を抵抗溶接する代りに、上記加圧電極３０，３２と同様構成のチップとアンビルとを用いて超音波及び加圧により、熱溶着（超音波溶着）するようにしてもよい。
【００３０】
これにより、図２に示すように、上記第２方向Ｂにおける高さ寸法が前記第１方向Ａに沿って異なる熱圧着端部１０、より具体的には、熱圧着端部１０の高さ寸法が、その先端側に向うに従って順次小さくなる熱圧着端部１０が製造されることとなる。
【００３１】
以上のように構成された電線２０の熱圧着端部１０によると、その第２方向Ｂにおける高さ寸法が第１方向Ａに沿って異なっているため、高さ寸法が相対的に小さい部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分で十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。これにより、例えば、ワイヤーハーネスの組立作業の際でも、引抜きや引裂きを懸念することなく安心して組立を行える。
【００３２】
なお、熱圧着端部１０の高さ寸法が、各露出導体２２の先端側に向うに従って順次大きくなる形状であってもよいし、また、基端部及び先端部で相対的に高さ寸法が小さく中間部で高さ寸法が相対的に大きくなっていてもよいし、また、その逆に基端部及び先端部で相対的に高さ寸法が大きく中間部で高さ寸法が相対的に小さくなっていてもよい。
【００３３】
また、熱圧着端部１０は、同条件の複数の露出導体２２を図１１及び図１２に示す方法にて圧着して、引裂き強度及び引張り強度を試験し、最大引裂き強度を得ることができる相対的に小さな高さ寸法（図１４のＣ参照）の部分と、最大引張り強度を得ることができる相対的に大きな高さ寸法（図１４のＢ参照）の部分とを有していることが好ましい。当該相対的に小さな高さ寸法の部分で比較的十分な引裂き強度を得ることができ、相対的に大きな高さ寸法の部分で比較的十分な引張り強度を得ることができるからである。
【００３４】
例えば、熱圧着端部１０の先端部を、最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法に形成し、熱圧着端部１０の基端部を、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法に形成するとよい。
【００３５】
さらに、この実施の形態では、一方側の加圧電極３０の加圧面３１のみを傾斜させているが、図３及び図４に示すように、一対の加圧電極３０Ｂ，３２Ｂの双方の加圧面３１Ｂ，３３Ｂを傾斜させるようにしてもよい。この場合、加圧面３１Ｂ，３３Ｂの傾斜を考慮して、製造後の熱圧着端部１０Ｂが最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法の部分と、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法の部分とを有するように設定する。
【００３６】
さらに、この実施の形態では、一方側の加圧電極３０の加圧面３１の全体を傾斜させているが、図５及び図６に示すように、一方側の加圧電極３０Ｃの加圧面３１Ｃの一部を傾斜させた傾斜加圧面３１Ｃａに形成し、その他の部分を他方側の加圧電極３２Ｃの加圧面３３Ｃと略平行な平坦加圧面３１Ｃｂに形成してもよい。
【００３７】
この場合、熱圧着端部１０Ｃの先端部は、高さ寸法が一定である平坦な部分に形成され、熱圧着端部１０Ｃの基端部は先端側に向けて順次高さ寸法が小さくなる部分に形成される。
【００３８】
また、図７に示すように、一対の加圧電極３０Ｄのうち少なくとも一部が凹凸面に形成されていてもよい。図７における加圧電極３０Ｄでは、図５に示す加圧電極３０Ｃの平坦加圧面３１Ｃｂに対応する部分をローレット切りして凹凸面３１Ｄｂに形成している。
【００３９】
このように加圧電極３０Ｄに凹凸面３１Ｄｂを形成した構成にあっては、一対の加圧電極３０Ｄ，３２Ｄ間に各露出導体２２を挟込んだ際に、当該凹凸面３１Ｄｂによって加圧面３１Ｄと露出導体２２との間での滑り止めが図られる。これにより、加圧面３１Ｄに対する露出導体２２のずれが防止され、熱圧着端部１０Ｃをより確実に所望の形状に形成することができる。
【００４０】
なお、その他、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す加圧電極３０Ｅのように、凹条部と突条部とを各露出導体２２の延在方向に沿って交互に形成することにより凹凸面３１Ｅａに形成したり、或は、若干大きめの凹条部と突条部とを波状に形成することにより凹凸面に形成した構成であってもよい。
【００４１】
勿論、図１及び図３に示す加圧電極３０，３２，３０Ｂ，３２Ｂの全体又はその部分的に凹凸面を形成してもよい。
【００４２】
実施例．
本発明者らは実際に熱圧着端部１０，２０２を製造した。
【００４３】
即ち、電線５本を準備し、各電線の端部の絶縁被覆を１３ｍｍに亘って除去し露出導体２２を形成した。
【００４４】
そして、図１１に示す上下電極２１０，２１１として、幅２ｍｍ長さ８ｍｍのものを用い、各電線の熱圧着を行った。そして、熱圧着端部２０２の高さ寸法を変化させて最大引裂き強度及び最大引張り強度を試験したところ、最大引張り強度を得ることができる高さ寸法は１．２ｍｍであり、最大引裂き強度を得ることができる高さ寸法は０．９ｍｍであることがわかった。
【００４５】
そこで、加圧面３１の傾斜の高さ差を０．３ｍｍとした加圧電極３０を用いて、熱圧着を行い、製造後の熱圧着端部１０の先端部分の高さ寸法が０．９ｍｍとなり、その基端側部分の高さ寸法が１．２ｍｍとなるようにした。
【００４６】
これにより、十分な引張り強度及び十分な引裂き強度を持つ熱圧着端部１０を製造することができた。
【００４７】
｛第２の実施の形態｝
この発明の第２の実施の形態に係る電線の熱圧着端部１１０について説明する。なお、本実施の形態の説明において、上記第１の実施の形態において説明したものと同様構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図９は電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図であり、図１０は熱圧着端部を示す側面図である。
【００４９】
この熱圧着端部１１０は、その基端側部分が長手方向（第１方向Ａ）に沿って所定長に亘って高さ寸法が一定な平坦部分でありかつ相対的に高さ寸法が大きい部分１１０ｂに形成されると共に、その先端側部分が長手方向（第１方向Ａ）に沿って所定長に亘って高さ寸法が一定な平坦部分でありかつ相対的に高さ寸法が小さい部分１１０ａに形成されている。
【００５０】
このうち相対的に高さ寸法が小さい先端側の部分１１０ａは、最大引裂き強度に対応させた高さ寸法の部分であり、相対的に高さ寸法が大きい基端側の部分１１０ｂは最大引張り強度に対応させた高さ寸法の部分である。
【００５１】
この熱圧着端部１１０を製造するにあたっては、上記加圧電極３０，３２に代えて、次の加圧電極１３０，１３２が用いられている。
【００５２】
即ち、一方側の加圧電極１３０の加圧面１３１のうち露出導体２２の先端側部分を加圧する凸加圧面１３１ａは、露出導体２２の基端側部分を加圧する凹加圧面１３１ｂよりも段部を介して突出した形状となっている。凸加圧面１３１ａと凹加圧面１３１ｂとの高さ寸法差は、上記先端側の部分１１０ａと基端側の部分１１０ｂとの高さ寸法差と略一致している。
【００５３】
なお、他方側の加圧電極１３２は、上記加圧電極３２と同様に全体に亘って平坦な加圧面１３３を有している。勿論、この他方側の加圧電極１３２についても、上記加圧電極１３０と同様に一部を他部より突出させた形状としてもよい。
【００５４】
そして、一対の加圧電極１３０，１３２を用いて、上記第１の実施の形態と同様にして、複数の電線２０の露出導体２２を熱溶着すると、図９に示す熱圧着端部１１０が製造される。
【００５５】
このように構成された熱圧着端部１１０によると、その第２方向Ｂにおける高さ寸法が第１方向Ａに沿って異なっているため、即ち、その基端側部分が相対的に高さ寸法が大きい部分１１０ｂに形成されると共に、その先端側部分が相対的に高さ寸法が小さい部分１１０ａに形成されているため、高さ寸法が相対的に小さい部分１１０ａで十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分１１０ｂで十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。これにより、例えば、ワイヤーハーネスの組立作業の際でも、引抜きや引裂きを懸念することなく安心して組立を行える。
【００５６】
なお、熱圧着端部１１０の基端側部分が相対的に高さ寸法の小さい部分に、また、その先端側部分が相対的に高さ寸法の大きい部分に形成されていてもよい。また、その中間部分が他の部分よりも相対的に高さ寸法が大きく又は小さく形成されていてもよい。
【００５７】
また、加圧電極１３０の先端側の部分１１０ａ等に、図７や図８と同様に凹凸を形成してもよい。
【００５８】
実施例．
本実施の形態に関して、本発明者らは、上記第１の実施の形態における実施例と同様に、実際に熱圧着端部１１０を製造した。
【００５９】
この場合、幅２ｍｍ、長さ８ｍｍの加圧電極１３０，１３２を用いた。また、加圧電極１３０の加圧面１３１の凹加圧面１３１ｂと凸加圧面１３１ａとの高さ寸法差を０．３ｍｍとした。また、第１方向Ａ（熱圧着端部１１０の長手方向）における凹加圧面１３１ｂの長さ寸法を１．２ｍｍ、同方向における凸加圧面１３１ａの長さ寸法を０．９ｍｍにした。
【００６０】
この加圧電極１３０を用いて熱圧着を行い、製造後の熱圧着端部１１０の先端側の部分の高さ寸法が０．９ｍｍとなり、その基端側の部分の高さ寸法が１．２ｍｍとなるようにした。
【００６１】
これにより、同様に、十分な引張り強度及び十分な引裂き強度を持つ熱圧着端部１１０を製造することができた。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１〜請求項５記載の電線の熱圧着端部によると、第２方向における高さ寸法が第１方向に沿って異なっているため、高さ寸法が相対的に小さい部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分で十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。
【００６３】
また、請求項２記載の発明によれば、より十分な引裂き強度及びより十分な引張り強度を得ることができる。
【００６４】
請求項５記載の発明によれば、平坦な部分で十分な引裂き強度又は引張り強度を得ることができる。
【００６５】
請求項６記載の発明によれば、電線の熱圧着端部の第２方向における高さ寸法が第１方向に沿って異なっているため、高さ寸法が相対的に小さい部分で十分な引裂き強度を得ると共に、高さ寸法が相対的に大きい部分で十分な引張り強度を得ることができ、引張り強度の向上と引裂き強度の向上との両立を図ることができる。
【００６６】
請求項７記載の発明によれば、第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なっている電線の熱圧着端部を製造することができる。
【００６７】
請求項８記載の発明によれば、凹凸面によって、加圧面と露出導体との間の滑り止めが図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図２】同上の電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図３】変形例に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図４】変形例に係る電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図５】他の変形例に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図６】さらに他の変形例に係る電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図７】加圧電極の変形例を示す図である。
【図８】加圧電極の他の変形例を示す図である。
【図９】この発明の第２の実施の形態に係る電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図１０】同上の電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図１１】従来における電線の熱圧着端部の一製造工程を示す図である。
【図１２】従来における電線の熱圧着端部を示す側面図である。
【図１３】図１３（ａ）は引裂き強度試験を説明するための図であり、図１３（ｂ）は引張り強度試験を説明するための図である。
【図１４】熱圧着部の高さ寸法と引裂き強度及び引抜き強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ 熱圧着端部
２０ 電線
２２ 露出導体
３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 加圧電極
３１，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ 加圧面
３１Ｃａ 傾斜加圧面
３１Ｃｂ 平坦加圧面
３１Ｄｂ，３１Ｅａ 凹凸面
３２，３２Ｂ，３２Ｃ 加圧電極
３３，３３Ｂ，３３Ｃ 加圧面
１１０ 熱圧着端部
１３０ 加圧電極
１３１ 加圧面
１３１ａ 凸加圧面
１３１ｂ 凹加圧面
１３２ 加圧電極
１３３ 加圧面
Claims (8)
- 複数の電線の端部に露出した露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置した状態で、前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体を熱圧着した電線の熱圧着端部であって、
前記第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なっている電線の熱圧着端部。 - 請求項１記載の電線の熱圧着端部であって、
最大引裂き強度に対応させた相対的に小さな高さ寸法の部分と、最大引張り強度に対応させた相対的に大きな高さ寸法の部分とを有している電線の熱圧着端部。 - 請求項１又は請求項２記載の電線の熱圧着端部であって、
前記各露出導体を前記第１方向に沿って一方側に指向させた態様で、前記各露出導体が熱圧着され、
基端部側における高さ寸法が相対的に大きく、先端部側における高さ寸法が相対的に小さい、電線の熱圧着端部。 - 請求項３に記載の電線の熱圧着端部であって、
基端部側から先端部側に向うに従って順次高さ寸法が小さくなるように設定された、電線の熱圧着端部。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電線の熱圧着端部であって、
前記第１方向に沿って部分的に、高さ寸法が一定である平坦な部分に形成されている、電線の熱圧着端部。 - 複数の電線の端部に露出した露出導体同士を熱圧着する電線の熱圧着端部の製造方法であって、
前記各露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置する工程と、
配列配置された前記各露出導体に対して前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体同士を熱圧着して熱圧着端部を形成する工程と、
を備え、
前記熱圧着端部を形成する工程においては、前記熱圧着端部の前記第２方向における高さ寸法が、前記第１方向に沿って異なるように、前記各露出導体に圧力を加える、電線の熱圧着端部の製造方法。 - 複数の電線の端部に露出した露出導体同士を熱圧着するための電線の熱圧着端部の製造装置であって、
複数の電線の端部に露出した露出導体の長手方向を第１方向に沿って揃えると共に前記各露出導体を前記第１方向に略直交する第２方向に並列配置した状態で、前記第２方向に沿って圧力を加えて前記各露出導体を熱圧着するための一対の加圧部を備え、
前記一対の加圧部が近接移動して前記各露出導体に圧力を加えた状態で、一方側の前記加圧部の加圧面と他方側の前記加圧部の加圧面とは、前記第１方向に沿って不均等な距離を保つ電線の熱圧着端部の製造装置。 - 請求項７記載の電線の熱圧着端部の製造装置であって、
前記一対の加圧部の前記各加圧面のうち少なくとも一部が、凹凸面に形成された、電線の熱圧着端部の製造装置。
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