JP6655056B2 - 電線の導体の超音波接合方法、端子付き電線の製造方法および電線 - Google Patents

Description

本発明は、電線の導体の超音波接合方法等に係り、特に、複数のホーンを用いて導体の複数本の素線同士を超音波接合するものに関する。

従来、図１８（ｃ）で示すような端子付き電線３０１が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

この端子付き電線３０１は次に示すようにして形成される。まず、一端部で被覆３０３が除去されて導体（芯線）３０５が露出している電線３０７（図１８（ａ）参照）について、露出している導体３０５の先端部を、超音波接合によって接合する（図１８（ｂ）参照）。

すなわち、複数本の素線３１１で構成されている導体３０５の先端部を、各素線３１１同士を超音波接合することで接合部位３０９を形成する。

この接合部位３０９のところに、ワイヤバレル部３１３をカシメて端子３１５を設置することで端子付き電線３０１（図１８（ｃ）参照）を得ている。

ここで、従来の超音波接合による素線３１１同士の接合について、図１９、図２０を参照して説明する。

従来の超音波接合では、１つのアンビル３１７と、１つのホーン３１９とで複数本の素線３１１を所定の圧力で挟み込みながら、ホーン３１９を図１９の左右方向（図２０の紙面に直交する方向）に振動させている。

特開２００９−２３１０７９号公報

ところで、従来の超音波接合では、図２０の矢印Ａ１１の方向（アンビル３１７とホーン３１９とをお互いに結ぶ方向）にならんでいる素線３１１同士は、充分に接合される。すなわち、図２０の矢印Ａ１１の方向にならんで隣接している素線３１１同士は、アンビル３１７とホーン３１９とによって所定の圧力が付与されているとともに、超音波振動が矢印Ａ１１の方向で伝播するので、充分に接合される。

しかし、図２０の矢印Ａ１２の方向（矢印Ａ１１と直交する方向）では、各素線３１１が同じタイミングで振動してしまうので、素線３１１同士の摺動がほとんどされず、隣接する素線３１１同士の接合がされないか不充分な状態でしか接合されないという問題がある。

この問題を解決するためには、各素線３１１の配列を工夫しなければならず、各素線３１１の配列の態様に制限が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、導体を構成している複数本の素線同士を超音波接合するときに、各素線同士を確実に接合することができる電線の導体の超音波接合方法等を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、アンビルとホーンとを用いて電線の導体を構成している複数本の素線同士を超音波接合する電線の導体の超音波接合方法において、前記ホーンは複数設けられており、前記各ホーンのうちの少なくとも１つのホーンの振動形態が、残りのホーンの振動形態とは異なっており、前記各ホーンのそれぞれは、前記電線の素線に接する導体接触体を備えて構成されており、前記各導体接触体は、１つの超音波振動子で振動するように構成されており、前記各導体接触体のうちの少なくとも１つの導体接触体の材質、形状の少なくともいずれかが、前記各導体接触体のうちの他の導体接触体のものとは異なっている電線の導体の超音波接合方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電線の導体の超音波接合方法によって、長手方向の一部で所定の長さにわたって被覆が非存在であることで前記導体が露出している前記電線の、前記露出している導体の長手方向の一部で、前記導体を接合して接合部位を形成する接合部位形成工程と、前記接合部位形成工程で接合部位を形成した後、ワイヤバレル部を備えた端子を、前記ワイヤバレル部の、前記電線の被覆側に位置している端が、前記接合部位の、前記被覆側に位置している端よりも、前記被覆側に位置するようにして、前記ワイヤバレル部が前記接合部位の少なくとも一部を覆うように、前記電線に前記端子を設置する端子設置工程とを有する端子付き電線の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の端子付き電線の製造方法において、前記電線の長手方向と前記ワイヤバレル部の前後方向とがお互いに一致しており、前後方向で、前記接合部位が前記ワイヤバレル部の内側に位置していることを特徴とする端子付き電線の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、導体を構成している複数本の素線同士の長手方向の少なくとも一部に接合部位が形成されている電線において、前記接合部位の表面の一部には、第１の被押圧部と第２の被押圧部とが形成されており、前記第１の被押圧部と前記第２の被押圧部との間には、非押圧部が形成されている電線である。

本発明によれば、導体を構成している複数本の素線同士を超音波接合するときに、各素線同士を確実に接合することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で使用される導体の超音波接合装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で使用されるホーンの１つ目の振動形態を示す図である。 本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で使用されるホーンの２つ目の振動形態を示す図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で使用されるホーンの３つ目の振動形態を示す図であり、（ｂ）は、ホーンの４つ目の振動形態を示す図であり、（ｃ）は、ホーンの５つ目の振動形態を示す図である。 本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で生成された電線の斜視図である。 本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で接合部位が形成された電線に端子を設置することで製造される端子付き電線で、電線に端子を設置する前の状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で接合部位が形成された電線に端子を設置することで製造され端子付き電線の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法で接合部位が形成された電線に端子を設置することで製造され端子付き電線の概略構成を示す断面図である。 変形例に係る端子付き電線で、電線に端子を設置する前の状態を示す図である。 変形例に係る端子付き電線の概略構成を示す断面図である。 図１０の端子付き電線を模式的に示した図である。 図１０の端子付き電線の変形例を模式的に示す図である。 変形例に係る端子付き電線であって、電線の長手方向の中間部に接合部位を形成し、そこに端子を設置したものを示す図である。 変形例に係る端子付き電線であって、複数本（たとえば、２本）の電線に１つの端子を設置したものを示す図である。 超音波接合で使用されるホーンを示す図である。 従来の端子付き電線を示す図である。 従来の端子付き電線を示す図である。 従来の端子付き電線を示す図である。 従来の導体の超音波接合方法を示す図である。 従来の導体の超音波接合方法を示す図である。

本発明の実施形態に係る電線の導体の超音波接合方法を経て得られる電線１について、図５を参照しつつ説明する。

ここで、説明の便宜のために、電線１の長手方向を前後方向として、前後方向に対して直交する所定の一方向を高さ方向とし、長手方向と高さ方向とに対して直交する方向を横方向とする。

電線１には、接合部位３が形成されている。接合部位３は、電線１の露出している導体５Ａの長手方向の少なくとも一部に形成されている。また、接合部位３は、電線１の導体５を構成している複数本の素線７（図５では１本１本を図示せず；図１参照）同士が超音波接合（超音波処理）されたことで形成されている。そして、たとえば、接合部位３では、導体５が単線化している。

電線１の接合部位３は、たとえば、直方体状に形成されており、接合部位３の表面の一部には、超音波接合で用いられた第１のホーン１５Ａ（図１参照）で押圧されていた第１の被押圧部９と、第２のホーン１５Ｂ（図１参照）で押圧されていた第２の被押圧部１１とが形成されている。

第２のホーン１５Ｂは、第１のホーン１５Ａとは別体で構成されており、振動形態が第１のホーン１５Ａとは異なっており、第１のホーン１５Ａと同時に超音波接合で用いられるものである。

電線１では、第１の被押圧部９と第２の被押圧部１１とは、たとえば、電線１の横方向で僅かに離れて存在しており、第１の被押圧部９と第２の被押圧部１１との間には、各ホーン（第１のホーン１５Ａや第２のホーン１５Ｂ）で押圧されなかった非押圧部１３が形成されている。

非押圧部１３の幅寸法の値（横方向の寸法の値）はごく僅かであり、また、図５では示していないが、非押圧部１３が、第１の被押圧部９や第２の被押圧部１１の平面状部からごく僅かに突出している場合もある。

なお、被押圧部が３つ以上の複数設けられており、各被押圧部を仕切っている非押圧部が２つ以上の複数設けられていてもよい。

さらに、露出導体５Ａの長手方向の中間部に接合部位３を形成したことで、図示してはいないが、接合部位３の前端から前側に、接合されていない複数本の素線７が延出していてもよい。

図５で示す電線１の接合部位３には、たとえば、従来の端子付き電線３０１の場合と同様にして、端子のワイヤバレル部が設置される。接合部位３が形成された電線１に端子を設置することで製造された端子付き電線１０１（図８等参照）についての詳細は後述する。

次に、本発明の実施形態に係る電線１の導体５の超音波接合方法について説明する。

電線１の導体５の超音波接合方法は、図１に示すように、ホーン１５（１５Ａ、１５Ｂ）と、アンビル１７とを用いて、電線１の導体（芯線）５を構成している複数本の素線７同士を超音波接合する導体５の接合方法である。

本発明の実施形態に係る電線１の導体５の超音波接合方法では、複数のホーン１５（たとえば、第１のホーン１５Ａと第２のホーン１５Ｂと）を用いている。複数のホーン１５のそれぞれは別体で構成されており、お互いが非接触状態で存在している。

そして、各ホーン１５のうちの少なくとも１つのホーンの振動形態が、残りのホーンの振動形態とは異なっている。たとえば、ホーン１５が２つの場合は、第１のホーン１５Ａの振動形態と第２のホーン１５Ｂの振動形態とは、たとえば、各素線７の間で接合のための充分な擦合がされるようにするために、お互いが異なっている。

さらに説明すると、電線１は、複数本の素線７が集まって形成されている導体５と、この導体５を覆っている（被覆している）被覆（図５で示す絶縁体）１９とを備えて構成されている。

また、各素線７同士が超音波接合される前の電線１では、この長手方向の一部（たとえば、一端部）で被覆１９が非存在であることで（被覆１９が除去されて）導体５が所定の長さにわたって露出している（露出導体５Ａが存在している）。

導体５の素線７は、銅、アルミニウム、もしくは、アルミニウム合金等の金属で細長い円柱状に形成されている。導体５は、複数本の素線７を撚った形態、もしくは、複数本の素線７がまとまって直線状に延びている形態で構成されている。

また、電線１は可撓性を備えている。また、電線１の被覆１９が存在している部位の断面（前後方向に対して直交する平面による断面）は、円形状等の所定形状に形成されている。

被覆１９が存在している電線１の部位における導体５の断面は、複数本の素線７がほとんど隙間の無い状態で束ねられていることで、たとえば、概ね円形状に形成されている。被覆１９が存在している電線１の部位における被覆１９の断面は、たとえば、所定の幅（厚さ）を備えた円環状に形成されている。導体５の外周の全周に被覆１９の内周の全周が接触している。

接合部位３を形成するための素線７同士の超音波接合は、図１で示すように、たとえば、グラインディングジョー２１と、アンビルプレート２３と、ホーン１５と、アンビル１７とを用いてなされる。

理解を容易にするめに、まず、グラインディングジョー２１、アンビルプレート２３、アンビル１７、ホーン１５が１つずつ設けられているもの（第１のホーン１５Ａと第２のホーン１５Ｂとが一体になっている場合）について、さらに詳しく説明する。

グラインディングジョー２１、アンビルプレート２３、ホーン１５、アンビル１７のそれぞれには、平面もしくは平面状部位（たとえば、微細な凹凸を備えた平面状部位）２５、２７、２９、３１が形成されている。

グラインディングジョー２１の平面状部位２９とアンビルプレート２３の平面状部位３１とは、横方向に対して直交しているとともに、お互いが平行になって対向している。また、グラインディングジョー２１の平面状部位２９とアンビルプレート２３の平面状部位３１との間の距離は、グラインディングジョー２１、アンビルプレート２３の少なくともいずれかを横方向で移動位置決めすることで、調整自在になっている。

ホーン１５の平面状部位２５とアンビル１７の平面状部位２７とは、高さ方向に対して直交しているとともに、お互いが平行になって対向している。なお、すでに理解されるように、グラインディングジョー２１の平面状部位２９やアンビルプレート２３の平面状部位３１と、ホーン１５の平面状部位２５やアンビル１７の平面状部位２７とは、お互いが直交している。

また、ホーン１５の平面状部位２５とアンビル１７の平面状部位２７との間の距離は、ホーン１５、アンビル１７の少なくともいずれかを高さ方向で移動することで、変化するようになっている。たとえば、空気圧シリンダ等のアクチュエータを用いてアンビル１７を、所定の力をもってホーン１５に対して移動することで、ホーン１５の平面状部位２５とアンビル１７の平面状部位２７との間の距離が変化するようになっている。

また、グラインディングジョー２１とアンビルプレート２３とホーン１５とアンビル１７とで、前後方向の両端に開口部が形成されている四角柱状の空間３３が形成されている。この四角柱状の空間３３は、グラインディングジョー２１の平面状部位２９と、アンビルプレート２３の平面状部位３１と、ホーン１５の平面状部位２５と、アンビル１７の平面状部位２７とで囲まれている。

超音波接合をするときには、露出している導体（露出導体）５Ａが、素線７の長手方向が四角柱状の空間３３の一対の開口部をお互いに結ぶ方向（前後方向）と一致するようにして、四角柱状の空間３３内に入り込んでいる。

すなわち、超音波接合するときには、露出導体５Ａは、素線７の長手方向が、グラインディングジョー２１の平面状部位２９、アンビルプレート２３の平面状部位３１、ホーン１５の平面状部位２５およびアンビル１７の平面状部位２７と平行になって、四角柱状の空間３３内に入り込んでいる。

露出導体５Ａの素線７が四角柱状の空間３３内に入り込んでいる状態で、アンビル１７をホーン１５側に移動し、アンビル１７とホーン１５とで各素線７を押圧するとともに、ホーン１５を振動させることで、各素線７同士の超音波接合がされる。そして、四角柱状の空間３３内に入り込んでいた各素線７同士が超音波接合されることで、露出導体５Ａの長手方向の一部（たとえば、先端部）に所定の長さの接合部位３が形成される。

超音波接合するときのホーン１５の振動方向は、たとえば、前後方向（図１の紙面に直交する方向）になっている。なお、アンビル１７とホーン１５とで各素線７を押圧していることで、グラインディングジョー２１の平面状部位２９、アンビルプレート２３の平面状部位３１は、素線７から押圧力を受けている。

ここで、１つのグラインディングジョー２１、１つのアンビルプレート２３、１つのアンビル１７に対してホーン１５が複数（たとえば、２つ）設けられている場合について説明する。

ホーン１５が２つ設けられている態様では、グラインディングジョー２１の平面状部位２９やアンビルプレート２３の平面状部位３１と平行な１つの平面（横方向に対して直交している分割平面）３５によって、上述した１つのホーン１５が分割されて、ホーン１５（１５Ａ、１５Ｂ）が２つになっている。

なお、実際には、２つのホーン１５Ａ、１５Ｂはお互いが横方向でごく僅かに離れており、２つのホーン１５Ａ、１５Ｂの間（分割平面３５のところ）には僅かな隙間が形成されている。また、分割平面３５は、横方向では、グラインディングジョー２１の平面状部位２９とアンビルプレート２３の平面状部位３１との間に位置している。

ホーン１５が３つ以上の複数設けられている態様では、分割平面３５が、お互いが所定の間隔をあけて複数存在していることになる。

ここで、上述したホーン１５（１５Ａ、１５Ｂ）の振動形態が異なっていることについて例を掲げて説明する。

第１のホーン１５Ａの振動形態と第２のホーン１５Ｂの振動形態とがお互いが異なっている態様では、振動数、位相、波形、振幅の少なくともいずれかが、第１のホーン１５Ａと第２のホーン１５Ｂとで異なっている。

たとえば、図２で示すように、第１のホーン１５Ａが線図Ｇ２１の態様で振動し、第２のホーン１５Ｂが線図Ｇ２２の態様で振動するようになっている。線図Ｇ２１と線図Ｇ２２とは、お互いの振幅と波形（正弦波、もしくは、正弦波に近似した波形）とが一致しており、位相のみが異なっている。

また、図３で示すように、第１のホーン１５Ａが線図Ｇ３１の態様で振動し、第２のホーン１５Ｂが線図Ｇ３２の態様で振動するようになっている。線図Ｇ３１と線図Ｇ３２とは、お互いの振幅と波形（正弦波、もしくは、正弦波に近似した波形）とが一致しており、振動数のみが異なっている（線図Ｇ３１の周期＜線図Ｇ３２の周期になっている）。なお、第１のホーン１５Ａが線図Ｇ３２の態様で振動し、第２のホーン１５Ｂが線図Ｇ３１の態様で振動するようになっていてもよい。

さらに、ホーン１５を、正弦波もしくは正弦波に近似した波形以外の波形で振動させるのではなく、たとえば、図４（ａ）で示すような矩形波もしくは矩形波に近似した波形、または、図４（ｂ）で示すような台形状の波形もしくはこれに近似した波形、または、図４（ｃ）で示すような半円弧をつなげた形状の波形もしくはこれに近似した波形、または、三角波（図示せず）もしくは三角波に近似した波形等の他の波形で振動させてもよい。

たとえば、第１のホーン１５Ａを線図Ｇ２１の態様で振動させ、第２のホーン１５Ｂを図４（ａ）の態様で振動させてもよい。

また、第１のホーン１５Ａと第２のホーン１５Ｂとを、振動数、位相および波形が一致しており、振幅のみがお互いに異なる態様で振動させてもよい。

さらに、振動数、位相、波形、振幅のうちの少なくとの２つ以上のものを組み合わせることで、第１のホーン１５Ａと第２のホーン１５Ｂとの振動の態様を変えてもよい。

また、ホーン１５が３つ以上に分かれている場合、３つのホーン１５のそれぞれを、おたがいが異なる態様で振動させてもよい。また、３つのホーン１５のうちの１つのホーン１５を、他の２つのホーン１５と異なる態様で振動させてもよい。この場合、３つのホーン１５のうちの横方向の両端に位置している２つのホーン１５の振動の形態がお互いに一致しており、横方向の真ん中に位置しているホーン１５の振動の形態が、横方向の両端部に位置している２つのホーン１５の振動の形態と異なっているものとする。

すなわち、ホーン１５が３つ以上に分かれている場合、素線７同士の接合度合を高めるために、隣り合っているホーン１５の振動形態がお互いに異なっているものとする。

次に、電線１の導体５の超音波接合装置３７について説明する。

上述した電線１の導体５の超音波接合方法は、たとえば、電線１の導体５の超音波接合装置３７（図１参照）を用いてなされる。

電線１の導体５の超音波接合装置（導体の接合装置）３７は、アンビル１７と、ホーン１５とを用いて電線１の導体５を構成している複数本の素線７同士を超音波接合する装置である。

導体の接合装置３７には、ホーン１５（１５Ａ、１５Ｂ）が複数設けられている。上述したように、複数のホーン１５Ａ、１５Ｂのそれぞれは、別体で構成されており、お互いが非接触状態で存在している。そして、複数本の素線７同士の超音波接合が、各ホーン１５Ａ、１５Ｂのうちの少なくとも１つのホーン１５Ａの振動形態が、残りのホーン１５Ｂの振動形態とは異なっている態様でされるようになっている。

電線１の導体５の超音波接合方法によれば、各ホーン１５Ａ、１５Ｂの振動形態がお互いに異なっているので、複数本の素線７の配列形態にかかわらず（各素線７の配列形態が如何様にされていても）、お互いが接している素線７同士が擦れ合い素線７同士の間で充分な摺動が発生し、素線７同士を的確に接合することができる。

たとえば、図１で示す態様では、横方向でお互いが接している素線７Ａと素線７Ｂとは、ホーン１５Ａの振動形態に対するホーン１５Ｂの振動形態とが異なっているので、素線７Ａと素線７Ｂとの間で充分な摺動が発生し、素線７同士を確実に接合することができる。

なお、第１のホーン１５Ａのところで横方向にならんでいる素線７Ａと素線７Ｃとであっても、ホーン１５Ｂ（素線７Ｂ）の振動が影響して、素線７Ａ、７Ｃ同士が充分に接合される。

また、電線１の導体５の超音波接合方法によれば、各ホーン１５Ａ、１５Ｂの振動数もしくは位相のいずれかが異なっていることで、横方向（ホーン１５とアンビル１７との押圧方向とは直交する方向）にならんで接している素線７Ａ、７Ｂ間の摺動を簡素な構成で得ることができる。たとえば、同じ仕様のホーン１５を複数用いることができる。

上記説明では、図１５（ａ）で示すように、ホーン１５Ａとホーン１５Ｂとが別体で構成されているとしている。

ここで、ホーン１５Ａとホーン１５Ｂとが別体で構成されている態様について、図１５（ａ）を参照しつつさらに詳しくする。ホーン１５Ａは、導体接触体４１（４１Ａ）と超音波振動子４３（４３Ａ）と導体接触体支持材４５（４５Ａ）とを備えて構成されている。

導体接触体４１Ａは、導体５に接合部位３を形成するときに電線１の素線７に接するようになっている。導体接触体支持材４５Ａは、導体接触体４１Ａを支持している。超音波振動子４３Ａは、導体接触体支持材４５Ａに設けられており、超音波振動子４３Ａによって導体接触体４１Ａが超音波振動をするようになっている。

ホーン１５Ｂも、ホーン１５Ａと同様に、導体接触体４１（４１Ｂ）と超音波振動子４３（４３Ｂ）と導体接触体支持材４５（４５Ｂ）とを備えて構成されている。また、ホーン１５Ａとホーン１５Ｂとはお互いが僅かに離れている。

そして、ホーン１５Ａ（導体接触体４１Ａ）とホーン１５Ｂ（導体接触体４１Ｂ）とがお互いに異なる態様で振動するようになっている。

ところで、図１５（ｂ）で示すように、１つの超音波振動子４３で複数の導体接触体４１（たとえば２つの導体接触体４１Ａ、４１Ｂ）を超音波振動させてもよい。

そして、各導体接触体４１のうちの少なくとも１つの導体接触体４１（４１Ａ）の材質、形状の少なくともいずれかが、各導体接触体４１のうちの他の導体接触体４１（４１Ｂ）のものとは異なるように構成し、各導体接触体４１の振動形態がお互いに異なるようにしてもよい。

例を掲げて説明すると、１つ目の導体接触体４１Ａの材質が２つ目の導体接触体４１Ｂの材質と異なっていることで、１つ目の導体接触体４１Ａの振動形態が２つ目の導体接触体４１Ｂの振動形態と異なるようになっていてもよい。

また、１つ目の導体接触体４１Ａの形状が２つ目の導体接触体４１Ｂの形状と異なっていることで、１つ目の導体接触体４１Ａの振動形態が２つ目の導体接触体４１Ｂの振動形態と異なるようになっていてもよいし、１つ目の導体接触体４１Ａの材質および形状が２つ目の導体接触体４１Ｂの材質および形状と異なっていることで、１つ目の導体接触体４１Ａの振動形態が２つ目の導体接触体４１Ｂの振動形態と異なるようになっていてもよい。

なお、図１５（ｂ）で示すものでは、１つ目の導体接触体４１Ａの形状と２つ目の導体接触体４１Ｂの形状とはお互いが一致しており、１つ目の導体接触体４１Ａの材質が２つ目の導体接触体４１Ｂの材質と異なっている。

図１５（ｂ）で示すものについて、さらに詳しく説明する。図１５（ｂ）で示すものでは、たとえば、１つのホーン１５（図１５（ａ）で示すホーン１５Ａもしくは図１５（ａ）で示すホーン１５Ｂ）の導体接触体４１にスリット（切り欠き）５３を設けたことで、導体接触体４１Ａと導体接触体４１Ｂとを構成している。

導体接触体４１Ａと導体接触体４１Ｂとはお互いが直接接してはおらず、それぞれが、１つの導体接触体支持材４５に一体的に支持されていることで、お互いが一体化している。すなわち、１つの導体接触体４１Ａと１つの導体接触体４１Ｂとが、１つの導体接触体支持材４５を介して支持されており、１つの導体接触体４１Ａと１つの導体接触体４１Ｂと１つの導体接触体支持材４５とが一体化している。

そして、１つの超音波振動子４３が超音波振動をすることで、導体接触体４１Ａと導体接触体４１Ｂとがお互いに異なる態様で超音波振動をするようになっている。

ところで、導体接触体４１Ａや導体接触体４１Ｂが、導体接触体支持材４５に対して着脱自在になっており、導体接触体４１Ａや導体接触体４１Ｂの形状や材質の変更が容易になっていてもよい。そして、接合部位３を形成するときに、接合部位３を構成する素線７の形態等に応じて、導体接触体４１Ａや導体接触体４１Ｂを適宜交換してもよい。

導体接触体４１Ａ（導体接触体４１Ｂ）が導体接触体支持材４５に対して着脱自在である構成について、図１５（ｃ）を参照しつつ説明する。図１５（ｃ）は図１５（ｂ）の側面図である。

導体接触体４１Ａ（導体接触体４１Ｂ）には、嵌合凸部４７が形成されており、導体接触体支持材４５には嵌合凹部（２つの嵌合凹部）４９が形成されている。そして、嵌合凹部４９に嵌合凸部４７を挿入し嵌合させた状態で、固定材（たとえば止めネジ）５１で導体接触体４１Ａ（導体接触体４１Ｂ）をさらに固定することで、導体接触体４１Ａ（導体接触体４１Ｂ）が導体接触体支持材４５に一体的に設置されるようになっている。

なお、図１５（ｂ）で示すものでは、１つのスリット５３を設けて２つの導体接触体４１を形成しているが、２つ以上のスリット５３を設けて３つ以上導体接触体４１を形成してもよい。

図１５（ｂ）で示すように、１つの超音波振動子４３で複数の導体接触体４１を振動させることで、ホーン１５の小型化をはかることができ、接合部位３が小さくても対応可能になる。

次に、図６〜図１２を参照して、端子付き電線１０１について詳しく説明する。

端子付き電線１０１は、図６〜図８で示すように、接合部位１０３（接合部位３）が形成されている電線１０５（電線１）と、ワイヤバレル部１０７を備えた端子（端子金具）１０９とを備えて構成されている。

ここで、説明の便宜のために、端子付き電線１０１における所定の一方向を前後方向（電線１０５の長手方向）とし、この前後方向に対して直交する所定の一方向を高さ方向とし、前後方向と高さ方向（電線１０５の高さ方向）とに対して直交する方向を幅方向（電線１０５の横方向）とする。

上述したように、電線１０５では、長手方向（長さ方向）の一部（たとえば、一端部）で、所定の長さにわたって被覆１１１（被覆１９）が非存在であることで（たとえば、被覆１１１の一部が除去されて）、導体１１３（導体５）が露出している。

また、電線１０５では、露出している導体（露出導体）１１３Ａの一部に、導体１１３が接合されている接合部位１０３が、所定の長さにわたって形成されている。接合部位１０３は、導体１１３を構成している複数本の素線１１５（素線７）同士が、たとえば、超音波接合されたことで形成されている。

さらに説明すると、電線１０５は、複数本の素線１１５が集まって形成されている導体（芯線）１１３と、この導体１１３を覆っている（被覆している）被覆（絶縁体）１１１とを備えて構成されている。

導体１１３の素線１１５は、銅、アルミニウム、もしくは、アルミニウム合金等の金属で細長い円柱状に形成されている。導体１１３は、複数本の素線１１５を撚った形態、もしくは、複数本の素線１１５がまとまって直線状に延びている形態で構成されている。

また、電線１０５は可撓性を備えている。被覆１１１が存在している電線１０５の部位の断面（長手方向に対して直交する平面による断面）は、円形状等の所定形状に形成されている。

被覆１１１が存在している電線１０５の部位における導体１１３の断面は、複数本の素線１１５がほとんど隙間の無い状態で束ねられていることで、たとえば、概ね円形状に形成されている。被覆１１１が存在している電線１０５の部位における被覆１１１の断面は、たとえば、所定の幅（厚さ）を備えた円環状に形成されている。導体１１３の外周の全周に被覆１１１の内周の全周が接触している。

接合部位１０３では、導体１１３を構成している複数本の素線１１５同士が、上述したように、超音波接合されたことで導体１１３が接合されている。

なお、上記説明では、超音波接合によって接合部位１０３が形成されているが、超音波接合以外の接合手段によって素線１１５同士を接合することで、接合部位１０３が形成されていてもよい。たとえば、素線１１５の再結晶温度以下の温度で素線１１５同士が冶金接合されていることで、超音波接合した場合と同様にして接合部位１０３が形成されていてもよい。

さらに、接合部位１０３が、超音波処理以外の、冷間圧接、摩擦撹拌接合、摩擦圧接、電磁圧接、拡散接合、ろう付け、はんだ付け、抵抗溶接、電子ビーム溶接、レーザ溶接、光ビーム溶接等の処理で形成されていてもよい。

なお、接合部位１０３と被覆１１１とは、電線１０５の長手方向で、たとえば、所定の長さだけ離れている。これにより、接合部位１０３と被覆１１１との間では、お互いが接してはいるが非接合状態になっている複数本の素線（非接合状態の導体）１１３Ｂが露出している。

すなわち、電線１０５の長手方向の一端から他端に向かって、所定長さの接合部位１０３、非接合状態の導体１１３Ｂ、被覆１１１で覆われている導体１１３（被覆１１１が存在している電線１０５の部位）がこの順でならんでいる。

端子１０９が設置される前の接合部位１０３の断面形状（長手方向に対して直交する平面による断面形状）は、矩形状等の所定形状に形成されている。

また、端子１０９が設置される前の非接合状態の導体１１３Ｂの断面形状（長手方向に対して直交する平面による断面形状）は、接合部位１０３の断面形状から被覆１１１で覆われている導体１１３の断面形状に徐々に移行している。

端子付き電線１０１では、電線１０５や導体１１３の長手方向と、ワイヤバレル部１０７（端子１０９）の前後方向とがお互いに一致している。また、電線１０５の長手方向の一端が前側に位置しており、電線１０５の長手方向の他端が後側に位置している。

また、端子付き電線１０１では、端子１０９のワイヤバレル部１０７の端（後端；前後方向における被覆１１１側に位置している端）１０７Ａが、接合部位１０３の端（後端；長手方向における被覆１１１側に位置している端）１０３Ａよりも、被覆１１１側（後側）に位置している。そして、端子付き電線１０１では、ワイヤバレル部１０７を、たとえば、カシメることで、ワイヤバレル部１０７が接合部位１０３の少なくとも一部を包み込んで覆っている。カシメによりワイヤバレル部１０７の筒の内側の面のほぼすべてが接合部位１０３に付勢力をもって接している。

端子１０９は、たとえば、平板状の金属の素材を所定形状に形成した状態にしてから、この所定形状に形成したものを折り曲げたことで形成されている。

端子１０９は、前側から後側にむかって、たとえば、相手側端子に接続される端子接続部１１６、ワイヤバレル部１０７、インシュレーションバレル部１１７がこの順にならんでいる。

カシメがされる前のワイヤバレル部１０７の断面形状（前後方向に対して直交する平面による断面形状）は、たとえば、厚さ方向がほぼ高さ方向になっている底板部（円弧状の底板部）１１９と、一対の側板部１２１とを備えて「Ｕ」字状に形成されている。一対の側板部１２１のそれぞれは、底板部１１９の幅方向の両端から、斜め上方に起立している。一対の側板部１２１間の寸法の値（幅方向の寸法値）は、下側から上側に向かうにしたがって次第に大きくなっている。

カシメがされる前のインシュレーションバレル部１１７の断面形状（前後方向に対して直交する平面による断面形状）も、ワイヤバレル部１０７の断面と同様な「Ｕ」字状に形成されている。

端子付き電線１０１では、ワイヤバレル部１０７がカシメられたことで、接合部位１０３とワイヤバレル部１０７とが一体化しており、インシュレーションバレル部１１７がカシメられたことで、被覆１１１とインシュレーションバレル部１１７とが一体化している。

ワイヤバレル部１０７やインシュレーションバレル部１１７のカシメは、主として、一対の側板部１２１が塑性変形して、ワイヤバレル部１０７やインシュレーションバレル部１１７が筒状になることでなされている。ワイヤバレル部１０７をカシメることで、接合部位１０３が変形する。

また、前後方向では、たとえば、ワイヤバレル部１０７とインシュレーションバレル部１１７とは、僅かに離れているが（間に接続部１２３が設けられているが）、ワイヤバレル部１０７にインシュレーションバレル部１１７が接していてもよい。

ここで、前後方向における電線１０５と端子１０９との関係についてさらに詳しく説明する。

電線１０５の長手方向では、上述したように、前側から後側に向かって、所定の長さの接合部位１０３と、非接合状態の導体１１３Ｂと、被覆１１１で覆われている導体１１３がこの順でならんでいる。被覆１１１で覆われている導体１１３の長さは、接合部位１０３や非接合状態の導体１１３Ｂよりもはるかに長くなっている。

端子１０９の前後方向では、上述したように、前側から後側に向かって、端子接続部１１６と、ワイヤバレル部１０７と、ワイヤバレル部１０７とインシュレーションバレル部１１７との間の接続部１２３と、インシュレーションバレル部１１７とがこの順にならんでいる。なお、ワイヤバレル部１０７の前後方向の寸法の値は、接続部１２３やインシュレーションバレル部１１７の前後方向の寸法の値よりも大きくなっている。

端子付き電線１０１では、図８等で示すように、前後方向で、接合部位１０３の一端（前端）１０３Ｂが、ワイヤバレル部１０７の前端１０７Ｂよりも僅かに前側に位置している。これにより、接合部位１０３の一端部がワイヤバレル部１０７の前端１０７Ｂから前側に僅かに突出している。接合部位１０３のワイヤバレル部１０７からの突出寸法の値（前側への突出量）は、接合部位１０３の高さ寸法の値よりも小さくなっている。

なお、接合部位１０３の一端（前端）１０３Ｂが、ワイヤバレル部１０７の前端１０７Ｂよりも僅かに後側に位置していてもよい。

接合部位１０３の他端（後端）１０３Ａは、ワイヤバレル部１０７の後端１０７Ａよりも僅かに前側に位置していている。これにより、接合部位１０３と被覆１１１との間の非接合状態の導体１１３Ｂの前端部は、ワイヤバレル部１０７によって包み込まれている。

なお、接合部位１０３の後端１０３Ａとワイヤバレル部１０７の後端１０７Ａとの間の寸法の値（前後方向での寸法の値）も、接合部位１０３の高さ寸法の値よりも小さくなっている。

また、端子付き電線１０１では、非接合状態の導体１１３Ｂの高さ寸法の値は、前側から後側に向かうにしたがって、次第に大きくなっている。電線１０５の被覆１１１の前端（非接合状態の導体１１３Ｂの後端）は、インシュレーションバレル部１１７の前端よりも僅かに前側に位置している。

ここで、端子付き電線１０１の製造方法について説明する。端子付き電線１０１は、接合部位形成工程と、端子設置工程とを経て製造される。

接合部位形成工程では、露出導体１１３Ａの長手方向の一部で、導体１１３を接合して接合部位１０３を形成する。

続いて、接合部位形成工程で接合部位１０３を形成した後、図６で示すように、端子１０９に対する電線１０５の位置決めをする。

続いて、端子設置工程で、ワイヤバレル部１０７とインシュレーションバレル部１１７とをカシメて、電線１０５に端子１０９を設置する。このとき、ワイヤバレル部１０７の後端１０７Ａが、接合部位１０３の後端１０３Ａよりも、後側に位置しており、ワイヤバレル部１０７が接合部位１０３の少なくとも一部を包み込んで覆う。

端子付き電線１０１によれば、ワイヤバレル部１０７の後端１０７Ａが接合部位１０３の後端１０３Ａよりも後側に位置するようにして、ワイヤバレル部１０７が接合部位１０３を覆っているので、接合部位１０３の境界部分（接合部位３と非接合状態の導体１１３Ｂとの境界）１０３Ａでの素線１１５切れの発生を抑制することができる。

すなわち、接合部位１０３を形成した電線１０５にワイヤバレル部１０７をカシメて端子１０９を圧着するときに、接合部位１０３の後端（接合部位と非接合状態の導体との境界部分）１０３Ａが、ワイヤバレル部１０７の内に位置しているので、端子１０９の圧着によって境界部分１０３Ａが引っ張られることがほぼなくなり、境界部分１０３Ａでの芯線切れ（非接合状態の導体１１３Ｂでも素線１１５の切れ；図１４や図１７の参照符号３１１Ａ、３１１Ｂで示す素線切れ）の発生を抑制することができる。

そして、素線１１５切れが抑制されることで、圧着部性能が安定し（電線１０５と端子１０９との機械的接合度および電気的接合度が安定し）、また、コンタミネーションの発生が抑制される。

なお、上記説明では、図８等で示すように、ワイヤバレル部１０７の前端１０７Ｂから接合部位１０３が前側に僅かに突出しているが、図９で示すように、ワイヤバレル部１０７の前端１０７Ｂが接合部位１０３の前端１０３Ｂよりも前側に位置していてもよい。すなわち、前後方向におけるワイヤバレル部１０７の寸法の値が、前後方向における接合部位１０３の寸法の値よりも大きくなっており、前後方向で、接合部位１０３がワイヤバレル部１０７の内側に位置していてもよい。

また、図９では、接合部位１０３の前端１０３Ｂから非接合状態の導体１１３Ｂが僅かに前側に突出しているが、接合部位１０３の前端１０３Ｂから前側に突出している非接合状態の導体１１３Ｂが削除されていてもよい。

図９に示す端子付き電線１０１によれば、前後方向で、接合部位１０３がワイヤバレル部１０７の内側に位置しているので、接合部位１０３の両端（後端１０３Ａと前端１０３Ｂと）での素線１１５切れの発生を抑制することができる。

ところで、図６〜図９で示す端子付き電線１０１では、ワイヤバレル部１０７にベルマウス部が設けられていないが、図１０〜図１２で示すように、ワイヤバレル部１０７にベルマウス部１２５が設けられていてもよい。

この場合、ベルマウス部１２５は、図６〜図９で示す端子付き電線１０１のワイヤバレル部１０７の後端１０７Ａから後側に突出している態様、図６〜図９で示す端子付き電線１０１のワイヤバレル部１０７の前端１０７Ｂから前側に突出している態様で設けられている。

図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、ワイヤバレル部１０７が、本体部１２７と、一対のベルマウス部１２５（後側ベルマウス部１２５Ａおよび前側ベルマウス部１２５Ｂ）とを備えて構成されている。前後方向では、前側から後側に向かって、前側ベルマウス部１２５Ｂ、本体部１２７、後側ベルマウス部１２５Ａがこの順にならんでいる。

さらに説明すると、ワイヤバレル部１０７の、被覆１１１側に位置している端部（後端部）には、ベルマウス部１２５（後側ベルマウス部１２５Ａ）が形成されている。

そして、図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、後側ベルマウス部１２５Ａの前端（前後方向における被覆１１１側に位置している後端とは反対側の端；後側ベルマウス部１２５Ａと本体部１２７との境界）が、接合部位１０３の後端（長手方向における被覆１１１側に位置している端）１０３Ａよりも、被覆１１１側（後側）に位置している。

図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、ワイヤバレル部１０７の本体部１２７は前後方向で径がほぼ一定である筒状に形成されており、後側ベルマウス部１２５Ａは本体部１２７から離れるにしたがって（前側から後側に向かうにしたがって）、径が次第に大きくなる筒状に形成されている。なお、後側ベルマウス部１２５Ａの前端の径（本体部１２７との境界での径）は、本体部１２７の径と一致している。

図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、前側ベルマウス部１２５Ｂは、後側ベルマウス部１２５Ａと同様にして、本体部１２７から離れるにしたがって（後側から前側に向かうにしたがって）、径が次第に大きくなる筒状に形成されている。

図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、前側ベルマウス部１２５Ｂの前後方向の寸法や、後側ベルマウス部１２５Ａの前後方向の寸法は、接合部位１０３の高さ寸法の値よりも小さくなっており、ワイヤバレル部１０７の本体部１２７の前後方向の寸法は、接合部位１０３の高さ寸法の値よりも大きくなっている。

また、図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、前後方向で、ワイヤバレル部１０７の本体部１２７と被覆１１１との間の存在している導体１１３（後側ベルマウス部１２５Ａの前端と被覆１１１との間に位置している後側の非接合状態の導体１１３Ｂ）の高さ寸法や径の値は、後側に向かってしたがって次第に大きくなっている。

また、図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、電線１０５の接合部位１０３の前端からは、非接合状態の導体（前側の非接合状態の導体）１１３Ｂが、前側に所定の長さだけ突出している。

これにより、図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、前後方向で、前側の非接合状態の導体１１３Ｂの後端（前側の非接合状態の導体１１３Ｂと接合部位１０３との境界）が、前側ベルマウス部１２５Ｂの後端よりも後側に位置しており、前側の非接合状態の導体１１３Ｂの前端が、前側ベルマウス部１２５Ｂの前端よりも前側に位置している。

さらに、前側ベルマウス部１２５Ｂの前端（前端の開口）では、図１１で示すように、導体１１３（前側の非接合状態の導体１１３Ｂ）と前側ベルマウス部１２５Ｂとの間に僅かな間隙１２９が形成されており、後側ベルマウス部１２５Ａの後端（後端の開口）でも、導体１１３と後側ベルマウス部１２５Ａとの間に僅かな間隙１２９が形成されている。

なお、前側ベルマウス部１２５Ｂの前端（前端の開口）で、前側ベルマウス部１２５Ｂと導体１１３とが接しており、前側ベルマウス部１２５Ｂが導体１１３を抑え込んでおり、後側ベルマウス部１２５Ａの後端（後端の開口）で、後側ベルマウス部１２５Ａと導体１１３とが接しており、後側ベルマウス部１２５Ａが導体１１３を抑え込んでいる構成であってもよい。

なお、図１０や図１１で示す端子付き電線１０１において、後側ベルマウス部１２５Ａ、前側ベルマウス部１２５Ｂのいずれかが削除されていてもよい。たとえば、前側ベルマウス部１２５Ｂを削除した構成であってもよい。この場合、端子付き電線１０１では、前後方向で、前側の非接合状態の導体１１３Ｂの後端が、ワイヤバレル部１０７の本体部１２７の前端よりも後側に位置することになる。

図１０や図１１で示す端子付き電線１０１によれば、ワイヤバレル部１０７の本体部（ベルマウス部１２５を除いた本体部）１２７の内側に接合部位１０３が位置しているので、端子１０９を電線１０５に設置するときの導体１１３切れの発生を抑制することができる。

また、図１０や図１１で示す端子付き電線１０１によれば、非接合状態の導体１１３Ｂの一部（接合部位１０３側の部位）がベルマウス部１２５内に収まっているので、接合部位１０３と非接合状態の導体１１３Ｂとの境界部分での導体１１３切れの発生を一層抑制することができる。

なお、ベルマウス部１２５が設けられている図１０や図１１で示す端子付き電線１０１では、接合部位１０３がワイヤバレル部１０７の本体部１２７の内側に位置しているのであるが、前後方向で、接合部位１０３の前端が前側ベルマウス部１２５Ｂの中間部に位置しており、接合部位１０３の後端が後側ベルマウス部１２５Ａの中間部に位置していてもよい。

さらに、図１２で示すように、前側の非接合状態の導体１１３Ｂを削除した構成であってもよい。図１２で示す端子付き電線１０１では、接合部位１０３の前端が、前側ベルマウス部１２５Ｂの前端よりも前側に位置しているが、接合部位１０３の前端が、前側ベルマウス部１２５Ｂの後端よりも後側に位置していてもよいし、接合部位１０３の前端が、前側ベルマウス部１２５Ｂのところに位置していてもよい。

ところで、上記説明では、電線１０５の長手方向の一端部に接合部位１０３を形成し、そこに端子１０９を設置しているが、図１３で示すように、電線１０５の長手方向の中間部に接合部位１０３を形成し、そこに端子１０９を設置してもよい。

さらに説明すると、電線１０５の長手方向の一方の側から他方の側に向かって、被覆１１１で覆われている導体１１３（被覆が存在している電線の一端側部位）、非接合状態の導体１１３Ｂ（一端側の非接合状態の導体）、接合部位１０３、非接合状態の導体１１３Ｂ（他端側の非接合状態の導体）、被覆１１１で覆われている導体１１３（被覆が存在している電線の他端側部位）がこの順にならんでいる電線の、接合部位１０３のところに端子１０９を設置してもよい。

このような端子付き電線では、電線１０５の長手方向（端子１０９の前後方向）での、端子１０９のワイヤバレル部１０７（もしくはワイヤバレル部の本体部１２７）の長さ寸法の値が、接合部位１０３の長さ寸法の値よりも大きくなっており、電線１０５の長手方向（端子１０９の前後方向）で、端子１０９のワイヤバレル部１０７（もしくはワイヤバレル部の本体部１２７）の内側に接合部位１０３が位置している。

さらに、上記説明では、１本の電線１０５に１つの端子１０９を設置しているが、図１４で示すように、複数本（たとえば、２本）の電線１０５に１つの端子１０９を設置してもよい。すなわち、上述した場合と同様にして、各電線１０５の接合部位１０３が１つの端子１０９のワイヤバレル部１０７（もしくはワイヤバレル部の本体部１２７）の内側に入るようにして、ワイヤバレル部１０７を各電線１０５の接合部位１０３のところに設置してもよい。

また、複数本の電線１０５に１つの端子１０９を設置する場合、各電線１０５の導体１１３のそれぞれに個別に接合部位１０３を形成しておいて、各電線１０５を１つの端子１０９を設置してもよいし、各電線１０５のうちの少なくとも２本の電線１０５の導体１１３をまとめて、このまとめたものに接合部位１０３を形成しておいて、各電線１０５を１つの端子１０９を設置してもよい。

また、複数本の電線１０５に１つの端子１０９を設置する場合に、各電線１０５のうちの少なくとも１本の電線１０５で、電線１０５の長手方向の中間部に接合部位１０３が形成されている態様であってもよい。

１（１０５） 電線
３（１０３） 接合部位
５（１１３） 導体
７（１１５） 素線
９ 第１の被押圧部
１１ 第２の被押圧部
１３ 非押圧部
１５ ホーン
１５Ａ 第１のホーン
１５Ｂ 第２のホーン
１７ アンビル
１９（１１１） 被覆
３７ 電線の導体の超音波接合装置
４１ 導体接触体
４３ 超音波振動子
１０１ 端子付き電線
１０７ ワイヤバレル部
１０３Ａ 接合部位の後端
１０７Ａ ワイヤバレル部の後端

Claims (4)

1. アンビルとホーンとを用いて電線の導体を構成している複数本の素線同士を超音波接合する電線の導体の超音波接合方法において、
   前記ホーンは複数設けられており、前記各ホーンのうちの少なくとも１つのホーンの振動形態が、残りのホーンの振動形態とは異なっており、
   前記各ホーンのそれぞれは、前記電線の素線に接する導体接触体を備えて構成されており、
   前記各導体接触体は、１つの超音波振動子で振動するように構成されており、
   前記各導体接触体のうちの少なくとも１つの導体接触体の材質、形状の少なくともいずれかが、前記各導体接触体のうちの他の導体接触体のものとは異なっていることを特徴とする電線の導体の超音波接合方法。
2. 請求項１に記載の電線の導体の超音波接合方法によって、長手方向の一部で所定の長さにわたって被覆が非存在であることで前記導体が露出している前記電線の、前記露出している導体の長手方向の一部で、前記導体を接合して接合部位を形成する接合部位形成工程と、
   前記接合部位形成工程で接合部位を形成した後、ワイヤバレル部を備えた端子を、前記ワイヤバレル部の、前記電線の被覆側に位置している端が、前記接合部位の、前記被覆側に位置している端よりも、前記被覆側に位置するようにして、前記ワイヤバレル部が前記接合部位の少なくとも一部を覆うように、前記電線に前記端子を設置する端子設置工程と、
   を有することを特徴とする端子付き電線の製造方法。
3. 請求項２に記載の端子付き電線の製造方法において、
   前記電線の長手方向と前記ワイヤバレル部の前後方向とがお互いに一致しており、
   前後方向で、前記接合部位が前記ワイヤバレル部の内側に位置していることを特徴とする端子付き電線の製造方法。
4. 導体を構成している複数本の素線同士の長手方向の少なくとも一部に接合部位が形成されている電線において、
   前記接合部位の表面の一部には、第１の被押圧部と第２の被押圧部ととが形成されており、前記第１の被押圧部と前記第２の被押圧部との間には、非押圧部が形成されていることを特徴とする電線。