超音波信号を使用する端子圧着デバイスのためのフィルタ

著者らは特許

H01R43/048 - 圧縮装置または圧縮方法(H01R43/042が優先)
H01R43/058 - 圧縮マンドレル

の所有者の特許 JP2016528708:

タイコ・エレクトロニクス・コーポレイションTyco Electronics Corporation

 

端子圧着デバイス(100)は、アンビル(114)と、このアンビルに向かって移動可能なラム(116)とを備える圧着工具(104)を含む。ワイヤ(112)およびこの圧着工具によってこのワイヤに圧着されるように構成された端子(110)を受容するように構成された圧着区域が、アンビルとラムとの間に画定される。ワイヤおよび端子を通して音響信号(158)を送信する超音波送信変換器(162)が、アンビルおよびラムの少なくとも一方に結合される。音響信号に影響を与えるフィルタ(142)が、音響信号の経路内でアンビルおよびラムの少なくとも一方に設けられる。
【選択図】図2

 

 

本明細書における主題は一般に、超音波信号を使用する端子圧着デバイスに関する。端子は通常、電気端子を支持するためのアンビルと、端子を圧着するためにアンビルに向かっておよびそこから離れるように移動可能であるラムとを有する、従来の圧着プレスによって、ワイヤ上に圧着される。動作時、端子はアンビル上に置かれ、ワイヤの端部は、端子のフェルールまたはバレルの中に挿入され、ラムは、アンビルに向かってプレスのストロークの限界まで移動させられ、それにより、端子をワイヤ上に圧着する。ラムは次いで、その始点まで引き戻される。
圧着工程が続くにつれ、いくつかの圧着部が、ワイヤを逃すこと、または端子とワイヤとの間の不十分なコンタクトなどの、品質問題を呈する場合がある。結果として、高品質の圧着部が継続して形成されることを確認するために、品質検査が必要となる。現在の圧着品質システムは、完成した圧着部のサンプルを検査するか、または圧着工程を監視する。しかしながら、サンプルの検査には時間がかかり、また、それでもなお欠陥が捕捉されない場合がある。加えて、現在の圧着監視工程は、より小さいワイヤに対しては良好に機能しない場合がある。
圧着品質監視において使用するための、超音波監視における新しい技術が提案されている。たとえば、米国特許第7,181,942号には、送信変換器から圧着コネクタを通して受信変換器へと音響信号を送信することによって圧着接続部を測定し、この信号を処理して圧着状態を示すための、超音波デバイスおよび方法が記載されている。
そのような超音波監視システムには、欠点が無いわけではない。たとえば、圧着工程中に電気端子を変形させるために必要とされる圧着工具の形状のために、超音波信号が損なわれるかまたは低減される可能性がある。反射したまたは反響した信号は本質的には、受信変換器によって受信された信号を歪める可能性のあるノイズである。信号の反射により、受信された信号の信号対ノイズ比が低減し、圧着異常を検出するための分析方法の有効性が低減する可能性がある。信号品質の低下により、超音波監視システムが検出するように設計されている品質エラーを検出する能力が、低減する。
この問題は、受信変換器における信号受信が改善された、本明細書で開示されるような圧着品質監視システムによって解決される。端子圧着デバイスは、アンビルと、このアンビルに向かって移動可能なラムとを備える圧着工具を含み、ワイヤおよびこの圧着工具によってこのワイヤに圧着されるように構成された端子を受容するように構成された圧着区域が、アンビルとラムとの間に画定される。ワイヤおよび端子を通して音響信号を送信する超音波送信変換器が、アンビルおよびラムの少なくとも一方に結合される。音響信号に影響を与えるフィルタが、音響信号の経路内でアンビルおよびラムの少なくとも一方に設けられる。
ここで本発明について、添付の図面を参照して例示により記載する。
例示の実施形態による、端子圧着デバイスの斜視図である。 アンビルおよびラムに取り付けられた超音波変換器を示す、端子圧着デバイスの一部分を例示する図である。端子圧着デバイスは、当該デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを有する。 図2に示す端子圧着デバイスの側面図である。 デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを示す、端子圧着デバイスの一部分の側方部分断面図である。 デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを示す、端子圧着デバイスの一部分の側方部分断面図である。 デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを示す、端子圧着デバイスの一部分の部分断面図である。 デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを示す、端子圧着デバイスの一部分の部分断面図である。 デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを示す、端子圧着デバイスの一部分の部分断面図である。 デバイスを通して送信される音響信号に影響を与えるためのフィルタを示す、端子圧着デバイスの一部分の部分断面図である。
図1は、例示の実施形態に従って形成された、端子圧着デバイス100の斜視図である。端子圧着デバイス100は、端子をワイヤに圧着するために使用される。例示した実施形態では、端子圧着デバイス100は、アプリケータ102を有する卓上機械である。別法として、端子圧着デバイス100は、リード製作装置または手工具などの、別の種類の圧着機械とすることができる。
端子圧着デバイス100は、プレス動作または圧着動作中に端子を形成するために使用される、圧着工具104を含む。端子圧着デバイス100は、圧着工具104の間に画定される、終端区域または圧着区域106を有する。電気コネクタまたは端子110およびワイヤ112の端部は、圧着工具104の間の圧着区域106内に提示される。例示の実施形態では、圧着のために使用される圧着工具104は、アンビル114およびラム116を含む。アンビル114および/またはラム116は、圧着工程中に端子110の形状または輪郭を画定する、取り外し可能な金型を有し得る。例示した実施形態では、アンビル114は、アプリケータ102の固定構成要素であり、また、ラム116は、可動構成要素である。別法として、ラム116およびアンビル114の両方を、可動とすることができる。たとえば、手工具を用いて、典型的には圧着工具104の両方の半部が、圧着動作中に互いに向けて閉じられる。
端子圧着デバイス100は、端子110を圧着区域106へと送出するように位置付けられる、フィーダデバイス118を含む。フィーダデバイス118を、端子110を圧着区域106へと送るように、機械的な圧着工具104に隣接して位置付けることができる。端子110を、圧着区域106内での端子110の適切な配置および/または配向を保証するための送出機構によって、圧着区域106へと案内することができる。ワイヤ112は、ワイヤフィーダ(図示せず)によって、圧着区域106へと送られる。
端子圧着デバイス100を、サイドフィード式のアプリケータおよび/またはエンドフィード式のアプリケータを使用して動作するように構成することができる。サイドフィード式のアプリケータは、キャリアストリップに沿って横に並んで配置される端子を圧着する。一方、エンドフィード式のアプリケータは、キャリアストリップ上に端部同士を接近させて連続的に配置される端子を圧着する。端子圧着デバイス100を、サイドフィード式のアプリケータおよびエンドフィード式のアプリケータの両方に対応するように構成することができ、これらは、端子圧着デバイス100において入れ替え可能とすることができる。
圧着動作中、アプリケータ102のラム116は、端子圧着デバイス100の駆動機構120によって、圧着ストロークにわたって、最初は静止したアンビル114に向かい最後にはアンビル114から離れるように、駆動される。したがって、圧着ストロークは、下向きの成分および上向きの成分の両方を有する。ワイヤ112への端子110の圧着は、圧着ストロークの下向きの成分中に行われる。圧着動作中、端子110は、圧着区域106内でアンビル114上に載せられ、ワイヤ112の端部は、端子110の圧着バレル内に送出される。ラム116は次いで、圧着ストロークに沿ってアンビル114に向けて下向きに駆動される。ラム116は、端子110の圧着バレルに係合し、圧着バレルの端部を、ワイヤ112の周りに内向きに変形させる(たとえば折り畳む、または巻回する)。
圧着工具104は、端子110をラム116とアンビル114との間で圧縮するまたは締め付けることによって、端子110をワイヤ112上に圧着する。ラム116は次いで、上向きの位置に戻る。ラム116が上向きに移動するにつれ、ラム116は、端子110を解放するか、または端子110から離れる。例示の実施形態では、端子110および/またはワイヤ112の弾性的な性質により、端子110は、圧着ストロークの下向きの部分の下死点から、僅かに反発する。端子110の弾性降伏または跳ね戻り(spring back)は、端子110が最終的なまたは安定したサイズに達するまで、ラム116のストロークの戻りまたは上向き部の一部分に関して、ラム116に追随することになる。そのような地点において、端子110は、端子110の最も底部の地点と最も頂部の地点との間で測定された、特定の圧着高さを有する。
端子圧着デバイス100の動作は、制御モジュール130によって制御される。たとえば、制御モジュール130は、駆動機構120の動作を制御することができる。制御モジュール130は、フィーダデバイス118の動作を制御し、圧着ストロークのタイミングを、フィーダデバイス118の送出ストロークのタイミングと同期させることができる。例示の実施形態では、制御モジュール130は、特定の圧着部の圧着品質を決定する圧着品質モジュール132を含む。圧着品質が特定の仕様を満たさなかった場合、端子110を廃棄することができる。圧着品質モジュール132は、圧着高さなどの特徴に基づいて、圧着品質を判定することができる。既存のシステムでは、圧着工程中の力または力のプロファイルの測定値に基づいて、圧着高さを判定することができる。
例示の実施形態では、制御モジュール130は、超音波音響信号を送信および受信するための、超音波モジュール140を含む。本明細書ではモジュール132とは別個のモジュールとして記載されているが、モジュール140およびモジュール132の機能を組み合わせて、単一のモジュールとすることができる。超音波モジュール140は、圧着動作中に、端子110およびワイヤ112を通して音響信号を送信させることができる。圧着品質モジュール132は、端子110およびワイヤ112を通して送信された音響信号に基づいて、圧着品質を判定することができる。圧着品質モジュール132は、端子110およびワイヤ112を通して送信された音響信号に基づいて、端子110の圧着高さを判定することができる。圧着品質モジュール132は、端子110およびワイヤ112を通して送信された音響信号に基づいて、圧着された端子の形状を判定することができる。超音波モジュール140は、圧着動作中に、端子110およびワイヤ112に加えて、ラム116および/またはアンビル114を通して、音響信号を送信させることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、音響信号を、ラム116中の変換器において生成し、ラム116を通し、端子110を通し、ワイヤ112を通し、そしてアンビル114を通して送信し、その後、アンビル114中の変換器において受信することができる。
いくつかの実施形態では、音響信号を、アンビル114中の変換器において生成し、アンビル114を通し、端子110を通し、ワイヤ112を通し、そしてラム116を通して送信し、その後、ラム116中の変換器において受信することができる。いくつかの実施形態では、音響信号を、ラム116中の変換器において生成し、ラム116を通し、端子110を通し、ワイヤ112を通し、次いでラム116を通して戻し、その後、ラム116中の変換器において受信することができ、この変換器は、音響信号を生成した同じ変換器とすることができる。いくつかの実施形態では、音響信号を、アンビル114中の変換器において生成し、アンビル114を通し、端子110を通し、ワイヤ112を通し、次いでアンビル114を通して戻し、その後、アンビル114中の変換器において受信することができ、この変換器は、音響信号を生成した同じ変換器とすることができる。
例示の実施形態では、端子圧着デバイス100は、圧着品質モジュール132による分析のための信号の検出を改善する目的などで音響信号をフィルタリングするための、少なくとも1つのフィルタ142(図2に示す)を備える。フィルタ142を使用して、音響信号を、特定の方向に導くかまたは集束させることができる。フィルタ142を使用して、音響信号の望まれない部分を、衝突しない方向などの特定の方向に導くかまたは集束させて、音響波の望まれない部分が、検出または分析されないようにすることができる。たとえば、音響信号の反射を低減または最小化して、受信変換器において受信されるノイズを低減することができる。
図2は、圧着動作中に圧着部を形成するために使用されるアンビル114およびラム116を示す、端子圧着デバイス100の一部分を例示する。図3は、端子110およびワイヤ112がアンビル114とラム116との間に位置付けられた、圧着工具104の側面図である。圧着工具104を使用して、Fクリンプなどのオープンバレルの圧着部を形成することができる。ただし代替の実施形態では、他の形状の圧着工具は、他の形状を有する圧着部を形成し得る。
アンビル114は、端子110を支持するための支持表面150を有する。例示した実施形態では、支持表面150は平坦かつ水平である。ただし、代替の実施形態では、支持表面150は、他の形状および/または配向を有し得る。ラム116が圧着ストロークにわたって移動するとき、端子110は、支持表面150上に静止している。
ラム116は、圧着工程中に端子110に係合する、形成表面(forming surface)152を有する。形成表面152は、圧着工程中に、端子のバレルの側壁を内向きにプレスする。形成表面152は、圧着工程中に、側壁をワイヤ112に押し付けて圧縮する。ラム116が端子110に音響に関して結合されるとき、音響信号158を、形成表面152を横断させ端子110およびワイヤ112内へと送信することができる。音響信号158を、支持表面150を横断させアンビル114内へと送信することができる。音響信号158を、形成表面152および支持表面150のところに画定される境界面において反射される場合がある。
例示の実施形態では、超音波モジュール140(図1に示す)は、超音波周波数帯域にある音響信号158を送信および/または受信する1つまたは複数の超音波変換器160を含む。例示した実施形態では、超音波モジュール140は、超音波送信変換器162および超音波受信変換器164を含む。超音波送信変換器162は、ラム116に結合され、一方、超音波受信変換器164は、アンビル114に結合される。他の実施形態では、超音波受信変換器164を、ラム116に結合することができ、かつ/または、超音波送信変換器162を、アンビル114に結合することができる。他の実施形態では、専用の送信変換器および受信変換器を有するのではなく、変換器162、変換器164のいずれかまたは両方を、音響信号158を送信および受信可能とすることができる。
他の実施形態では、音響信号158を送信および受信可能な、1つの変換器162または変換器164しか必要とされない。超音波変換器160を、圧着工具104の外側表面に結合することができる。別法として、超音波変換器160を、圧着工具104の中に埋め込むことができる。たとえば、超音波変換器160を、圧着工具104にある窓または開口部166の中に配置することができる。超音波変換器160は、圧着工具104の1つまたは複数の表面168に超音波に関して結合され、この場合、表面168を横断して、圧着工具104から超音波変換器160へと、または超音波変換器160から圧着工具104へと、音響信号158を送信することができる。超音波変換器160は、圧着工具104を介して、端子110およびワイヤ112に超音波に関して結合される。
例示の実施形態では、超音波変換器160は、電気エネルギーを音へと変換するまたは音波を電気エネルギーへと変換する、圧電変換器である。圧電変換器は、そこに電圧が加えられると、サイズを変える。超音波モジュール140は、超音波変換器162にわたって交流を供給し、この結果非常に高い周波数で振動を生じさせて非常に高い周波数の音波を生み出すための、超音波送信変換器162に結合された電気回路を含む。超音波受信変換器164は、そこに音響信号158から力が加えられると、電圧を生成する。また、超音波受信変換器164において生成された電気信号は、そこに結合された電気回路によって、超音波モジュール140および/または圧着品質モジュール132(図1に示す)へと送信される。代替の実施形態では、磁歪変換器などの、圧電変換器とは異なる他の種類の超音波変換器160を使用することができる。
例示の実施形態では、超音波モジュール140は、送信変換器162において超音波音響信号158を生成することによって、形成されたワイヤ112および端子110の圧着高さなどの、圧着された端子の圧着品質の特徴を判定するために、使用される。音響信号158は、縦波音波の形態で、圧着工具104ならびに圧着された端子110およびワイヤ112を通って移動するが、ただしこの波は、任意の方向に伝搬し得る。超音波受信変換器164は、音響信号158を受信し、そのような信号を、圧着品質モジュール132によってなどの処理のために、電気的信号に変換する。そのような処理を、圧着サイクルあたり約500回以上繰り返すことができる。フィルタ142は、音響信号158をフィルタリングするために使用される。フィルタ142は、音響信号158の経路内に位置付けられ、超音波受信変換器164によって受信される信号を改善するような何らかの様式で、音響信号158に影響を与える。フィルタ142は、受信変換器164において受信される音響信号の信号対ノイズ比を高めることができる。
例示した実施形態では、フィルタ142は、送信変換器162と端子110との間の音響信号158の経路内で、ラム116上にある。フィルタ142は、音響信号158を、端子110およびワイヤ112に向けて集束させる。フィルタ142は、音響信号158を、アンビル114および受信変換器164に向けて集束させる。例示の実施形態では、フィルタ142は、音響信号158の散乱を低減するために、端子110に向かう方向に音響信号158を反射するような形状とされる。任意選択で、フィルタ142は、音響信号158の空間断面がより小さくなるようにする、コリメータとすることができる。音響信号158は、音響波がフィルタ142を通過するにつれ、改変される。フィルタ142を、音響信号158を特定の方向に集束させるような形状とすることができる。
例示の実施形態では、フィルタ142は、音響信号158を集束させるためにフィルタ142の周りのラム116の材料とは異なる密度を有する、ラム116中の材料のスラグである。たとえば、音響信号158がフィルタ142を通過するとき、フィルタ142は、端子110および/または受信変換器164に向けてなど、特定の方向に音響信号158が集束するように、波形の形状を変える。任意選択で、ラム116を、ステンレス鋼から製造することができ、一方、フィルタ142は、アルミニウム材料、真鍮材料、鉛材料、または他の材料などの、異なる材料から製造される。
図4は、アンビル114とラム116との間の端子110およびワイヤ112を示す、端子圧着デバイス100の一部分の側方部分断面図である。図4は、ラム116上のフィルタ142(図2および図3に示す)とは対照的な、アンビル114上のフィルタ200を例示する。図4は、アンビル114の外部表面202上に設けられた受信変換器164を例示する。例示した実施形態では、受信変換器164は、アンビル114の中心線からずらされており、この中心線は、圧着された端子の中心線と概ね位置合わせして画定される。
フィルタ200は、音響信号158を、受信変換器164に向けて反射させるために使用される。フィルタ200を使用して外部表面202に向けて音響信号158を反射させることにより、受信変換器164を、外部表面202に沿って配置することが可能となる。これは、開口部166(図2に示す)と比較して、より都合の良い装着場所であり得る。
例示の実施形態では、フィルタ200は、アンビル114に形成された空隙またはスロット204によって画定される。スロット204は、音響信号158を受信変換器164に向けて導くように角度を付けられる。フィルタ200は、フィルタ200を取り囲むアンビル114の材料と比較して異なる密度の領域によって画定される。たとえば、例示の実施形態では、アンビル114はステンレス鋼材料で製造され、一方、フィルタ200は空気である。音響信号158が、アンビル114のステンレス鋼材料とスロット204の空気との間の移行部を横切るとき、音響信号158は反射される。
フィルタ200は、複数の音響信号158の一部分を途中で捕捉するように位置付けられ、一方、複数の音響信号158のうちのいくつかは、フィルタ200を迂回する。フィルタ200を迂回する音響信号158は、受信変換器164によって捕捉されるのではなく、そのような音響信号158は、フィルタ200の周りでまたはこれを越えて反射される。フィルタ200および受信変換器164を迂回する波は通常、分析上の重要度が比較的低い。これは、そのような波が、反射した波であるか、またはそれ以外の方法で、たとえば不均一な圧着工具の形状によって、歪められているからである。そのような波は、圧着工具104、端子110、および/またはワイヤ112の1つまたは複数の表面からの、反響または反射した信号である場合がある。そのような反射したまたは歪んだ波を除去することにより、圧着品質モジュール132(図1に示す)による分析のために受信変換器164において受信される信号の、信号強度または品質が高められる。
例示の実施形態では、アンビル114の支持表面150は、概ね端子110のワイヤ圧着部と絶縁圧着部との間の境界面のところにある、段部206を含む。この段部は、端子110が移行するための領域を提供する。段部206は、アンビル114を通過する音響波の、反射または歪みを作り出すことができる。フィルタ200を、段部206からの反射したまたは歪んだ波が、受信変換器164に向けて反射されないことを保証するように、位置付けることができる。反射の振幅を低減することにより、圧着された端子を通過する送信された最初の波に起因する、受信された信号の、全体的なパーセンテージが増加する。受信変換器164および圧着品質モジュール132(図1に示す)によって、より良好な信号を受信し分析することができる。受信変換器164において受信される音響信号の信号対ノイズ比を、高めることができる。
図5は、アンビル114とラム116との間の端子110およびワイヤ112を示す、端子圧着デバイス100の一部分の側方部分断面図である。図5は、フィルタ200(図4に示す)と同様のフィルタ210を例示するが、ただしフィルタ210は、湾曲した形状を有する。例示した実施形態では、フィルタ210は、超音波信号158を受信変換器164に向けて集束させるような放物線形状を有する。フィルタ210を、一続きの形状とすることができるか、または、概ね放物線形状に配置された、一連の平坦なもしくは湾曲した断片とすることができる。受信変換器164は、アンビル114の外部表面202上に設けられる。
フィルタ210は、音響信号158を、受信変換器164に向けて反射させるために使用される。フィルタ210は、フィルタ210を取り囲むアンビル114の材料と比較して異なる密度の領域によって画定される。たとえば、例示の実施形態では、アンビル114はステンレス鋼材料で製造され、一方、フィルタ210は空気である。
図6は、アンビル114とラム116との間の端子110およびワイヤ112を示す、端子圧着デバイス100の一部分の部分断面図である。図6は、受信変換器164の近くに位置付けられたフィルタ220を例示する。受信変換器164を、アンビル114上の、図2および図3における場合と同様の位置に示す。
フィルタ220は、1対のフィルタ要素224,226の間の間隙または開口部222を含む。代替の実施形態では、任意の数の開口部222、およびフィルタ要素224,226を設けることができる。フィルタ220は、いくつかの音響信号158を、受信変換器164から離れるように反射させるために使用される。一方、いくつかの音響信号158は、開口部222を通過し、受信変換器164において受信される。フィルタ220は、フィルタ220を取り囲むアンビル114の材料と比較して異なる密度の領域によって画定される。たとえば、例示の実施形態では、アンビル114はステンレス鋼材料で製造され、一方、フィルタ要素224,226は、エアポケットである。いくつかの音響信号158を阻止するそのようなフィルタ220の構成により、最も強い音響信号が受信変換器164を通ることが可能となる。
一方、アンビル114中の歪んだまたは反射した音響信号は、フィルタ220によって阻止されるかまたはフィルタ220の周りおよび受信変換器164の周りを通る傾向にあり、この結果、歪んだまたは反射した信号は、受信変換器164によって受信されない。反射の振幅を低減することにより、圧着された端子を通過する送信された最初の波に起因する、受信された信号の、全体的なパーセンテージが増加する。受信変換器164および圧着品質モジュール132(図1に示す)によって、より良好な信号を受信し分析することができる。受信変換器164において受信される音響信号の信号対ノイズ比を、高めることができる。
図7は、アンビル114とラム116との間の端子110およびワイヤ112を示す、端子圧着デバイス100の一部分の部分断面図である。図7は、端子110および送信変換器162の近くに、たとえばフィルタ142(図2および図3に示す)と同様の位置に位置付けられた、フィルタ230を例示する。
フィルタ230は、1対のフィルタ要素234,236の間の間隙または開口部232を含む。代替の実施形態では、任意の数の開口部232、およびフィルタ要素234,236を設けることができる。例示の実施形態では、開口部232は、圧着された端子110の頂上部のうちの1つなどの、端子110の特定の領域と位置合わせされ、このことにより、端子110のそのような領域上に、音響信号158を集束させる。この領域は、圧着された端子110の谷部などの端子110の他の領域とは、対照的である。音響信号158が圧着された端子を通過するとき、受信変換器164によって、よりきれいな信号を受信することができる。これは、音響信号がより均一な幾何学形状を有する端子110の領域を通過し、このことが、歪み、反射、およびエコーの低減につながるからである。音響信号158を、圧着された端子110の最も高い部分を通して集束させることは、より正確な圧着高さの測定につながり得る。
代替の実施形態では、音響信号158を、圧着された端子の谷部または圧着された端子の他の部分と位置合わせされた開口部などの、精確に位置付けられた開口部232を使用して、圧着された端子の他の部分のところに集束させることができる。
フィルタ230は、いくつかの音響信号158を、受信変換器164から離れるように反射させるために使用される。一方、いくつかの音響信号158は、開口部232を通過し、端子、そして受信変換器164上に至る。フィルタ230は、フィルタ230を取り囲むラム116の材料と比較して異なる密度の領域によって画定される。たとえば、例示の実施形態では、ラム116はステンレス鋼材料で製造され、一方、フィルタ要素234,236は、エアポケットである。いくつかの音響信号158を阻止するそのようなフィルタ230の構成により、音響信号のより狭い帯域が端子110および受信変換器164へと通ることが可能となる。
一方、音響信号のより広い帯域は反射され、このことにより、受信変換器164へと通される端子110、ラム116、およびアンビル114中の反響した波の数を低減する。反射の振幅を低減することにより、圧着された端子を通過する送信された最初の波に起因する、受信された信号の、全体的なパーセンテージが増加する。受信変換器164および圧着品質モジュール132(図1に示す)によって、より良好な信号を受信し分析することができる。受信変換器164において受信される音響信号の信号対ノイズ比を、高めることができる。
図8は、アンビル114とラム116との間の端子110およびワイヤ112を示す、端子圧着デバイス100の一部分の部分断面図である。図8は、ラム116の外部表面242上のフィルタ240、およびアンビル116の外部表面202上のフィルタ244を例示する。フィルタ240、フィルタ244は、それぞれラム116およびアンビル114の材料と比較して異なる密度の領域によって画定される。たとえば、フィルタ240、フィルタ244の外側または外部は、空気であり、一方、フィルタ240、フィルタ244の内側または内部は、ラム116およびアンビル114の金属材料(たとえばステンレス鋼)である。
フィルタ240,244は、受信変換器164において受信される反響した波を低減または除去するための、無響の特徴部(anechoic features)を含み得る。たとえば、フィルタ240,244は、音響信号158のうちの少なくともいくつかを、受信変換器164から離れるように導くために使用される、角度の付いた特徴部(angled features)246,248をそれぞれ含む。角度の付いた特徴部246,248は、外部表面242,202にそれぞれ形成された、切欠きまたは溝である。これらの切欠きを、外部表面242,202に、切り出し,化学エッチング,レーザエッチング,刻設(engraved)、またはその他の方法で形成することができる。フィルタ240,244は、音響信号158のうちの少なくともいくつかを、受信変換器164から離れるように反射するために使用される。
たとえば、フィルタ240,244は、音響信号158を送信変換器162に向けて反射させて戻すことができる。フィルタ240,244は、音響信号158が受信変換器164に対して、衝突しない方向に向くように角度を付けられる。フィルタ240は、反響した信号などの、圧着区域106に達する反射したエネルギーを低減する。フィルタ244は、反響した信号などの、受信変換器164に達する反射したエネルギーを低減する。反射の振幅を低減することにより、圧着された端子を通過する送信された最初の波に起因する、受信された信号の、全体的なパーセンテージが増加する。受信変換器164および圧着品質モジュール132(図1に示す)によって、より良好な信号を受信し分析することができる。受信変換器164において受信される音響信号の信号対ノイズ比を、高めることができる。
図9は、アンビル114とラム116との間の端子110およびワイヤ112を示す、端子圧着デバイス100の一部分の部分断面図である。図9は、ラム116の外部表面242上のフィルタ250、およびアンビル116の外部表面202上のフィルタ252を例示する。例示の実施形態では、フィルタ250,252は、外部表面242,202上に、吸収材料254,256を含む。吸収材料254,256は、フィルタ250,252の無響の特徴部を画定することができる。吸収材料254,256を、外部表面242,202に入射する波を、そのようなエネルギーを表面波へと変換することによってなどで、これらの表面の中に吸収させるように構成することができる。吸収材料254,256を、ベリリウム、タングステン、または他の好適な超音波吸収材料などの、任意の好適な超音波吸収材料とすることができる。吸収材料254,256と圧着工具104との間の境界面において、エネルギーをトラップし放散することができる。
たとえば、最大入射角よりも大きい入射角で導かれたエネルギーを、吸収しかつ/または表面波へと変換することができる。最大入射角は約30°とすることができるが、代替の実施形態では、最大入射角は、使用される材料の種類に応じて、他の角度であってよい。
上記の説明は例示となることを意図しており、制限的であることを意図していないことを理解されたい。たとえば、上記の実施形態(および/またはそれらの態様)を、互いに組み合わせて使用することができる。加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、その範囲から逸脱することなく多くの修正を行うことができる。本明細書に記載する寸法、材料の種類、様々な構成要素の配向、ならびに様々な構成要素の数および位置は、特定の実施形態のパラメータを規定するように意図されており、いかなる点においても限定的ではなく、例示の実施形態に過ぎない。特許請求の範囲の精神および範囲内にある他の多くの実施形態および修正形態が、上記の説明を検討することで、当業者には明らかになろう。本発明の範囲はしたがって、付属の特許請求の範囲を、かかる特許請求の範囲の均等物と認められるものの全範囲と併せて参照して、決定されるべきである。



  1. アンビル(114)および前記アンビルに向かって移動可能なラム(116)を備える圧着工具(106)であって、ワイヤ(112)および前記圧着工具によって前記ワイヤに圧着されるように構成された端子(110)を受容するように構成された圧着区域(106)が、前記アンビルと前記ラムとの間に画定される、圧着工具(106)と、
    前記アンビルおよび前記ラムの少なくとも一方に結合され、前記ワイヤおよび前記端子を通して音響信号(158)を送信する超音波送信変換器(162)と、
    前記音響信号の経路内で前記アンビルおよび前記ラムの少なくとも一方にあり、前記音響信号に影響を与えるフィルタ(142)と、
    を備える、端子圧着デバイス(100)。

  2. 前記フィルタ(142)が、前記音響信号(158)のうちの少なくともいくつかを反射する、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  3. 前記音響信号(158)が、前記フィルタ(142)によって超音波受信変換器(164)から離れるように反射される、請求項2に記載の端子圧着デバイス(100)。

  4. 前記音響信号(158)が、前記フィルタ(142)によって超音波受信変換器(164)に向けて反射される、請求項2に記載の端子圧着デバイス(100)。

  5. 前記フィルタ(142)が、前記音響信号(158)のうちの少なくともいくつかを超音波受信変換器(164)に向けて集束させる、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  6. 前記フィルタ(142)が、前記音響信号(158)のうちの少なくともいくつかを前記端子(110)および前記ワイヤ(112)に向けて集束させる、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  7. 前記フィルタ(142)が、前記圧着工具(104)の外部表面(202)によって画定され、
    前記外部表面が、前記音響信号(158)が超音波受信変換器(164)に対して、衝突しない方向に向くように角度を付けられている、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  8. 前記外部表面(282)が、前記音響信号(158)のうちの少なくともいくつかを前記超音波受信変換器(164)から離れるように導く、複数の角度の付いた特徴部(246、248)を有する、請求項7に記載の端子圧着デバイス(100)。

  9. 前記フィルタ(142)が、前記フィルタの周りの前記アンビル(114)または前記ラム(116)とは異なる密度の材料を含む、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  10. 前記フィルタ(142)がエアポケットを含む、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  11. 前記フィルタ(220)が、1つまたは複数の開口部(222)を含み、音響信号が前記開口部の領域において前記フィルタを通過することを可能にする、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  12. 前記フィルタ(210)が、前記音響信号(158)を超音波受信変換器(164)上に集束させるように放物線形状とされる、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  13. 前記フィルタ(250、252)が、前記音響信号(158)のうちの少なくともいくつかを吸収するように構成された吸収材料(254、256)を含む、請求項1に記載の端子圧着デバイス(100)。

  14. 前記吸収材料(254、256)がベリリウム材料である、請求項12に記載の端子圧着デバイス(100)。

  15. 前記フィルタ(250)が、前記音響信号(158)のうちの少なくともいくつかを表面波へと変える、請求項12に記載の端子圧着デバイス(100)。

 

 

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端子圧着デバイスは、アンビル(114)とアンビルに向かって移動可能なラム(116)を含む圧着ツーリング(104)を含み、圧着ゾーンが、ワイヤ(112)と圧着ツーリングによってワイヤに連結されるように構成される端子(110)を受容するように構成されるアンビルとラムとの間に区画される。ワイヤと端子を介して送信される音響信号(158)を受信する超音波トランスデューサ(160)が、アンビルとラムの内の少なくとも一方に連結される。圧着品質モジュールが、超音波トランスデューサから信号を受信する。圧着品質モジュールは、前記超音波トランスデューサによって受信された音響信号に基づいて端子の圧着高さ(170)を決定する。
【選択図】図2
供給トラック(302)およびストリップロケータ(304)を含む端子圧着機用供給機構(300)。供給トラック(302)は天板(310)及び側壁(312)を有する。天板は、供給トラックの前側(306)から供給トラックの後側(308)に延在する。天板は、その上部に、キャリアストリップ(324)に沿って配置された複数の端子(322)を有する端子ストリップ(320)を受容するように構成される。端子ストリップは、端子圧着機の圧着ゾーンに向かって後側から前側に移動されるように構成される。側壁は、天板の上方に固定縁(336)を有する。ストリップロケータは、供給トラックに結合され、支持壁に移動可能に結合されるレールを有する。支持壁は供給トラックに固定される。レールは、端子ストリップを側壁の固定縁に押し付けるように端子ストリップに対して付勢される。
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導電体(30)を有する電線に電気端子(10)を圧着する方法が提供される。当該方法は、圧着工具の対向し合う圧着工具部材同士間に電線(28)及び電気端子(10)を配置することを含む。当該方法は、導電体(30)が圧着バレル(20)に機械的且つ電気的に接続されるように、圧着工具部材を使用して、電気端子(10)の圧着バレル(20)を電線(28)の導電体(30)に押圧することも含む。圧着バレル(20)は、導電体(30)の少なくとも幾つかの金属表面(126)の少なくとも幾つかの接触部分(131)が溶融し、1つ以上の隣接し合う導電体(30)の金属表面(126)の1つ以上の接触部分(131)と熱溶着(130)を形成するように、導電体(30)に押圧される。
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【選択図】図1
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