超声加工装置及超声加工方法

摘要

一种对工件施加超声波以进行超声加工的超声加工装置，所述超声加工装置包括：支撑部，其被构造为支撑工件；加压部，其能够在相对地接近和远离支撑部的方向上移动，并且被构造为与支撑部夹持工件；振动器，其设置在支撑部上或加压部上，并且被构造为向被支撑部和加压部夹持的工件施加超声振动；以及分区板，其设置在支撑部与加压部之间，并且被构造为将支撑部与加压部之间的空间划分为能够放置工件的多个加工空间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声加工装置和超声加工方法。

背景技术

已知执行以下初步步骤：在导体部上施加超声振动，以使股线相对彼此滑动，从而在将端子按压和压接至铝电线的导体之前使股线的表面变粗糙(见专利文献1)。

引用列表

专利文献

[专利文献1]JP-A-2009-231079

如上所述，通过施加超声波并且使股线相对彼此滑动以使股线的表面粗糙，能够提高端子与电线的导体部之间的粘着性以及股线之间的粘着性，同时破坏股线的氧化膜。此外，在使形成电线导体的股线一体化的整合加工(unifying processing)、结合多个电线的导线的结合加工等中，还使用一种超声加工技术。

顺便地，为了在电线的导体上进行超声加工，需要每次都将导体放置于超声加工装置并且施加超声波，从而需要提高超声加工操作的效率。

发明内容

根据本发明的实施例的超声加工装置和超声加工方法能够在工件上高效地进行超声加工以提高生产率。

一种对工件施加超声波以进行超声加工的超声加工装置，所述超声加工装置包括：

支撑部，该支撑部被构造为支撑所述工件；

加压部，该加压部能够在相对地接近和远离所述支撑部的方向上移动，并且被构造为与所述支撑部夹持所述工件；

振动器，该振动器设置在所述支撑部上或所述加压部上，并且被构造为向夹持在所述支撑部与所述加压部之间的所述工件施加超声振动；以及

分区板，该分区板设置在所述支撑部与所述加压部之间，并且被构造为将所述支撑部与所述加压部之间的空间划分为多个能够放置工件的加工空间。

附图说明

图1是根据本实施例的超声加工装置的示意性立体图。

图2是根据本实施例的超声加工装置的示意性俯视图。

图3是根据本实施例的超声加工装置的示意性侧视图。

图4是示出超声加工方法中的划分步骤的超声加工装置的示意性侧视图。

图5是示出超声加工方法中的电线放置步骤的超声加工装置的示意性侧视图。

图6是示出超声加工方法中的分区解除步骤的超声加工装置的示意性侧视图。

图7是示出超声加工方法中的超声波施加步骤的超声加工装置的示意性侧视图。

图8是示出另一加工实例的超声加工装置的示意性侧视图。

图9是其中平行布置加工空间的超声加工装置的示意性前视图。

具体实施方式

将参考附图描述根据本发明的具体实施例。

图1是根据本实施例的超声加工装置的示意性立体图。图2是根据本实施例的超声加工装置的示意性俯视图。图3是根据本实施例的超声加工装置的示意性侧视图。

如图1至3所示，根据本实施例的超声加工装置60对电线1进行超声加工，并且包括焊头(horn)61、砧座62和分区机构63。

电线1包括导体2和覆盖导体2的外周的护套3。导体2包括多个铝或铝合金制成的股线4。护套3由具有柔性和绝缘性能的树脂材料形成。护套3在电线1的两端处被去除，并且导体2的一部分露出。

在超声加工装置60中，砧座62位于焊头61上方。然后，作为工件的电线1的导体2插入焊头61与砧座62之间的空间以及从该空间移出。砧座62通过升降机构(未示出)上升和下降。据此，焊头61和砧座62彼此相对靠近和分离。在超声加工装置60中，焊头61是导体2置于其上的支撑部，并且砧座62是下降并且对置于焊头61上的导体2加压的加压部。

台阶72形成在焊头61的上表面上，并且上表面以台阶72为边界形成为第一夹持表面71A和第二夹持表面71B。第一夹持表面71A和第二夹持表面71B位于不同的高度位置。具体地，第二夹持表面71B比第一夹持表面71A高。砧座62的面对焊头61的下表面是夹持表面75。在超声加工装置60中，对作为工件的电线1的导体2进行超声加工的加工空间S1、S2分别形成在焊头61的第一夹持表面71A与砧座62的夹持表面75之间以及焊头61的第二夹持表面71B与砧座62的夹持表面75之间。

焊头61包括通过馈送交流电而引起超声振动的振动器(未示出)，并且通过振动器而振动。随后，超声加工装置60向置于加工空间S1、S2中的作为工件的电线1的导体2施加超声波以进行超声加工。

分区机构63位于焊头61和砧座62的一侧。分区机构63包括驱动单元81和分区板82。驱动单元81例如是诸如螺线管这样的致动器，并且使分区板82前后移动。通过驱动驱动单元81，分区板82在缩回位置与分区位置之间移动，在所述缩回位置，分区板82缩回到驱动单元81内并且从焊头61与砧座62之间偏离，并且在所述分区位置处，分区板82从驱动单元81横向地突出在焊头61与砧座62之间。当分区板82置于分区位置时，分区板82位于焊头61与砧座62之间的加工空间S1、S2之间，并且通过分区板82划分且分隔加工空间S1、S2。

接着，将针对各步骤描述通过超声加工装置60对电线1进行超声加工的情况。另外，此处，示例了对电线1的导体2施加超声波并且进行将股线4一体化的整合加工的情况。

图4是示出超声加工方法中的划分步骤的超声加工装置的示意性侧视图。图5是示出超声加工方法中的电线放置步骤的超声加工装置的示意性侧视图。图6是示出超声加工方法中的分区解除步骤的超声加工装置的示意性侧视图。图7是示出超声加工方法中的超声波施加步骤的超声加工装置的示意性侧视图。

(划分步骤)

如图4所示，驱动超声加工装置60的分区机构63的驱动单元81，并且使分区板82突出且置于焊头61与砧座62之间的分区位置。据此，在焊头61与砧座62之间划分了加工空间S1、S2。

(电线放置步骤)

如图5所示，将从电线1的护套3露出的导体2分别从相对侧朝向焊头61与砧座62之间的由分区板82划分的加工空间S1、S2插入(见图5中的箭头A1、A2)。此处，由高度比焊头61的第二夹持表面71B低的第一夹持表面71A与砧座62的夹持表面75形成的加工空间S1的高度尺寸比由第二夹持表面71B与砧座62的夹持表面75形成的加工空间S2的高度尺寸大。因此，电线1的导体2插入加工空间S1中并且具有比加工空间S2大的直径。

(分区解除步骤)

如图6所示，驱动分区机构63的驱动单元81，以使在焊头61与砧座62之间分隔加工空间S1、S2的分区板82缩回，并且分区板82置于从焊头61与砧座62之间移离的缩回位置。

(超声波施加步骤)

如图7所示，当砧座62下降时，分别位于加工空间S1、S2中的电线1的导体2在焊头61与砧座62之间被夹紧并且加压，并且在加压状态下向振动器馈送交流电。然后，焊头61通过振动器进行超声振动，从而超声振动能传播到分别位于加工空间S1、S2中的电线1的导体2。据此，破坏并且去除了导体2的各个股线4的表面上的氧化膜等，并且股线4彼此结合且一体化，从而整合了各个电线1的包括多个股线4的导体2。然后，将砧座62抬高，并且将经过超声加工的电线1的导体2分别从加工空间S1、S2取出。

如上所述，根据本实施例的超声加工装置和超声加工方法，分区板82能够将焊头61与砧座62之间的空间划分成多个加工空间S1、S2。据此，能够通过将电线1的导体2置于各加工空间S1、S2中而同时进行超声加工，并且能够显著提高超声加工操作的效率并且能够提高生产力。而且，通过用分区板82分隔各个加工分区，能够消除电线1的导体2在超声加工期间意外地互相附着的问题。

此外，分区板82能够插入焊头61与砧座62之间的空间并且从该空间移出。因此，当置于加工空间S1、S2中的电线1的导体2被夹持在焊头61与砧座62之间时，能够将分区板82从焊头61与砧座62之间的空间拉出。据此，分区板82不与导体2的后续超声加工干涉，并且能够顺利地进行超声加工。

此外，由于台阶72形成在焊头61上并且加工空间S1、S2具有不同的高度尺寸，所以能够对多种电线1的具有不同直径的导体2同时进行超声加工。

另外，虽然以上实施例描述了通过超声加工将形成电线1的导体2的多个股线4彼此结合并且使之成为整合电线的情况，但是向导体2施加超声波以进行超声加工这样的超声加工不限于整合加工。例如，超声加工不限于整合加工，并且包括通过使股线4相对彼此滑动而粗糙化以去除股线4表面上的氧化膜这样的粗糙加工，以及使多个电线1的导体彼此结合的结合加工等。

图8示出超声波加工装置60同时进行将多个电线1的导体2粘结的粘结加工以及将一个电线1的导体2整合的整合加工的加工实例。

如图8所示，在该加工实例中，多个电线1的导体2成束地置于一个加工空间S1中，并且一个电线1的导体2置于另一加工空间S2中，并且在该布置状态下施加超声波。据此，多个电线1的导体2在加工空间S1中彼此结合，并且一个电线1的导体2在加工空间2中成为整合的电线。

本发明不限于上述实施例，并且能够适当做出变型、改进等。另外，上述实施例中的各个部件的材料、形状、尺寸、数量、布置位置等是可选的并且不受限的，只要能够实现本发明即可。

例如，在上述实施例中，两个加工空间S1、S2串行布置，并且电线1的导体2从相反侧插入用以加工，但是如图9所示，两个加工空间S1、S2可以平行布置。在该情况下，分区机构63的分区板82沿着平行布置的加工空间S1、S2之间的空间前后移动。

在上述实施例中，台阶72形成在作为支撑部的焊头61上以形成具有不同高度的夹持表面(第一夹持表面71A和夹持表面71B)，但是台阶可以形成在作为加压部的砧座62上以形成具有不同高度的夹持表面，或者台阶可以形成在焊头61和砧座62两者上以形成具有不同高度的夹持表面。

此外，焊头61和砧座62上可以均不形成台阶。在该情况下，例如，能够利用具有相同高度尺寸的加工空间S1、S2对具有相同直径的电线1的导体2同时进行超声加工。

此外，划分且分隔加工空间S1、S2的分区板82可以位于焊头61与砧座62之间，只要分区板82具有不与降低砧座62并对电线1的导体2进行超声加工的超声波施加步骤干涉的尺寸和形状即可。

此外，电线1所放置的支撑部可以为砧座，并且设置在支撑部上方并且相对于支撑部升降的加压部可以为焊头。

此外，在上述实施例中，将铝电线的导体示例为施加超声波并且经受超声加工的工件，但是工件不限于此，并且可以是铜或铜合金制成的电线的导体。

[1]一种向工件(导体2)施加超声波以进行超声加工的超声加工装置(60)，包括：

支撑部(焊头61)，该支撑部被构造为支撑所述工件(导体2)；

加压部(砧座62)，该加压部能够在相对地接近和远离所述支撑部(焊头61)的方向上移动，并且被构造为与所述支撑部(焊头61)夹持所述工件(导体2)；

振动器，该振动器设置在所述支撑部(焊头61)上或所述加压部(砧座62)上，并且被构造为向被所述支撑部(焊头61)和所述加压部(砧座62)之间夹持的所述工件(导体2)施加超声振动；以及

分区板(82)，该分区板设置在所述支撑部(焊头61)与所述加压部(砧座62)之间，并且被构造为将所述支撑部(焊头61)与所述加压部(砧座62)之间的空间划分为多个加工空间(S1、S2)，所述工件(导体2)能够被分别放置在所述多个加工空间处。

根据具有构造[1]的超声加工装置，设置了将支撑部与加压部之间的空间划分为多个加工空间的分区板。据此，通过将工件置于各个加工空间中，能够同时进行超声加工，并且能够显著地提高超声加工操作的效率，并且能够提高生产率。而且，通过利用分区板分隔各个加工位置，能够消除超声加工期间工件意外地彼此附着的问题。

[2]在根据[1]的超声加工装置中，所述分区板(82)能够插入所述支撑部(焊头61)与所述加压部(砧座62)之间的空间中并且从所述空间移出。

根据具有构造[2]的超声加工装置，当置于各个加工空间中的工件被夹持在支撑部与加压部之间时，分区板能够从支撑部与加压部之间的空间拉出。据此，分区板不与工件的后续超声加工干涉，并且能够顺利地进行超声加工。

[3]在根据[1]或[2]的超声加工装置中，可以在所述支撑部(焊头61)和所述加压部(砧座62)中的至少一者上形成台阶(72)，并且所述加工空间(S1、S2)具有不同的高度尺寸，

根据具有构造[3]的超声加工装置，由于各加工空间的高度尺寸不同，所以能够同时对不同大小的工件进行超声加工。

[4]一种超声加工方法，在将工件(导体2)夹持在支撑部(焊头61)与加压部(砧座62)之间的同时向工件(导体2)施加超声波以进行超声加工，该超声加工方法包括：

划分步骤，将分区板(82)放置在所述支撑部(焊头61)与所述加压部(砧座62)之间并且将所述支撑部(焊头61)与所述加压部(砧座62)之间的空间分成多个加工空间(S1、S2)；

放置步骤，将所述工件(导体2)分别插入所述多个加工空间(S1、S2)中；以及

超声施加步骤，用所述支撑部(焊头61)和所述加压部(砧座62)夹持所述工件(导体2)，并且向置于所述加工空间(S1、S2)中的所述工件(导体2)施加超声波。

根据具有[4]的配置的超声加工方法，用分区板将支撑部与加压部之间的空间划分为多个加工空间，能够通过将工件放置在各个加工空间中而同时进行超声加工，并且能够显著提高超声加工操作的效率并且能够提高生产率。而且，通过用分区板分隔出各个加工位置，能够消除在超声加工期间工件意外地互相附着的问题。

根据本发明，能够提供一种能够高效地对工件进行超声加工以提高生产率的超声加工装置和超声加工方法。