JP2002075481A - 接続部端子構造および接続方法 - Google Patents
接続部端子構造および接続方法Info
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Abstract
および接続方法を提供することにある。 【解決手段】複数の絶縁被覆導線4は、導体端子3に挿
入されている。1対の電極1,2の内、一方の電極2の
先端部の凹面部2aの中央に突起部2bが形成されてい
る。電極1,2の間に、導体端子3を挟み込み、加圧・
通電して、絶縁被覆を排出し、導線同士および導体端子
と導線を接続する。
Description
接続する接続部端子構造および接続方法に係り、特に、
複数の導線と導体端子を接続する際に用いるに好適な接
続部端子構造および接続方法に関する。
法としては、例えば、特公昭50−18940号公報に
記載されているように、絶縁被覆導線を導体端子に挿入
した後、一対の電極で挟み加圧しながら通電することで
絶縁被覆を軟化させ、絶縁被覆を排出した上で、電気的
接続を得る抵抗溶接方法が知られている。
方法では、複数の絶縁被覆導線を接続する場合、加圧に
より絶縁被覆導線の一部が偏荷重を受けたり、大きく変
形するため、十分な強度が得られないという問題があっ
た。その結果として、通電後に絶縁被覆導線が導体端子
から抜けるという場合も生じる可能性がある。また、電
極接触部の近傍では絶縁被覆が排出されやすくなり、導
線が過熱し、強度がばらつくという問題もあった。すな
わち、従来の接続方法では、接合部強度が十分でなく、
信頼性が低下するという問題があった。
上した接続部端子構造および接続方法を提供することに
ある。
るために、本発明は、複数の絶縁被覆導線が挿入された
導体端子を加圧変形して形成される接続部端子構造にお
いて、加圧後の上記導体端子の断面形状が、少なくとも
1ヶ所以上の凹みを有する形状としたものである。かか
る構成により、一方の電極の凹面部中央に突起部を設け
た電極を用いて加圧,通電することにより、導体端子と
導線との密着性が向上し、接合部強度の信頼性が向上し
得るものとなる。
は、複数の絶縁被覆導線が挿入された導体端子を、1対
の電極の内、少なくとも一方の電極の先端部の凹面部中
央に突起部が形成された電極で挟み込み、1対の電極に
より上記導体端子に加圧・通電して、絶縁被覆を排出
し、導線同士および導体端子と導線を接続するようにし
たものである。かかる方法により、一方の電極の凹面部
中央に突起部を設けた電極を用いて加圧,通電すること
により、導体端子と導線との密着性が向上し、接合部強
度の信頼性が向上し得るものとなる。
上記電極に形成する突起部の高さを、通電後の導体端子
全高さTの5%以上としたものである。かかる方法によ
り、導線を均一に、しかも、より大きな加圧力で加圧し
得るものとなる。
上記導体端子の内面には、接合補助材を付着するように
したものである。かかる方法により、導線と導体端子
は、接合補助材を介して合金層を形成し、接合部界面で
は金属的結合となるため、接合強度信頼性を向上し得る
ものとなる。
明の第1の実施形態による接続部端子構造および接続方
法について説明する。最初に、図1を用いて、本実施形
態による接続方法について説明する。図1は、本発明の
第1の実施形態による接続方法の工程を示す工程図であ
る。
は、導体端子3内に挿入され、仮加締めされている。絶
縁被覆導線4の挿入された導体端子3は、1対の電極
1,2の間に位置決めして、設置される。ここで、電極
1の先端部は、凸型の円弧状としている。また、電極2
の先端部は、凹面部2aが形成され、凹面部2aの中央
部には、突起部2bが形成されている。
極1,2の間に、絶縁被覆導線4の挿入された導体端子
3を挟み込み、加圧するとともに、電極1と電極2の間
に通電する。この時、電極2の凹面部2aの中央には突
起部2bが形成されているため、この凹面部2a及び突
起部2bにより、導体端子3は、凹面部2a及び突起部
2bにならった形状に変形され、導体端子3内の絶縁被
覆導線4に加圧力が均等にかかることになる。導体端子
3の変形後、通電することで絶縁被覆導線4の絶縁被覆
を軟化する。導体端子3の電極で挟み込んだ部分は、電
極により外周が拘束されるため、絶縁被覆が導線の線方
向に排出され、絶縁被覆残りが無くなり、導線同士の接
触率は向上し、隙間が少なくなり、絶縁被覆導線4の内
部の導線と導体端子3を電気的に接続する。この時、絶
縁被覆導線4を挿入した導体端子3は、電極1,2で挟
み込まれるため、電極2の凹面部2aの凹面形状に倣う
ように拘束される。導体端子3内の導線間の隙間は少な
くなり、導線との密着性が向上し、安定した電気的導通
が得られる。
ば、りん青銅,黄銅,純銅等の銅系導線が用いられる。
絶縁被覆導線4の絶縁被覆材料としては、例えば、エナ
メルや他の絶縁被覆材料が用いられる。エナメル被覆導
線(高融点AIW線:アミドイミドワイヤ)の場合、軟
化温度は400℃以上であるので、電極1,2からの通
電によって、絶縁被覆導線4を400℃以上に加熱する
ことによって、エナメルを軟化することができる。
力は円周方向に分散するため、安定した接合部強度が得
られる。電極1,2の材料は、タングステンを用いてい
る。これは、電気抵抗の高い材料を用いることで電極自
体を内部抵抗で発熱させ、絶縁被覆を軟化,排出させや
すくするためで、タングステンと同様に電気抵抗の高い
他の材料例えばモリブデン等を用いても良いものであ
る。
bの高さtについて検討したところ、突起部2bの高さ
tを、通電後の端子全高さTの5%以上にすると、電極
の凹面部中央に形成した突起部によって加圧力は分散さ
れ、導体端子内の絶縁被覆導線にはこの突起部による反
力で加圧力が均等にかかるため、絶縁被覆導線の変形量
が安定する。
いて検討したところ、通電後の導体端子全高さTの5%
以上の場合が好ましいことが判明した。突起部の高さt
を5%とすると、突起がない場合に比べて、導体端子3
内の加重分布を調べたところ、1.1〜1.2倍の加圧
力が絶縁被覆導線4に作用する。しかも、加圧力が均等
に作用する。突起部の高さtを10%とすると、突起が
ない場合に比べて、1.3〜1.4倍の加圧力が絶縁被
覆導線4に作用する。さらに、突起部の高さtを20%
とすると、突起がない場合に比べて、1.5〜1.6倍
の加圧力が絶縁被覆導線4に作用する。上側の電極1の
先端部の形状が凸型の円弧状の場合、突起部の高さtを
70〜80%とすると、突起部によって変形された導体
端子の下側の部分が上側の部分に付いて、導体端子の内
部が2分割されることになるため、構造的に、これ以上
の突起部の高さとすることはできないものである。
および導線と導体端子の接触面積を多くすることで占積
率は90%以上とすることができ、また、加圧後に隙間
を5%以上減少させることができる。しかも、突起部を
用いて加圧することにより、加圧力が均等にかかるた
め、導線の変形が均一に生じる。その結果として、接合
部の強度の安定性が向上すると共に、電気伝導性が向上
するものである。突起部がない場合には、占積率を高め
ようとすると、導体端子内部の複数の導線の内、一部の
導線が変形し、他の導線が変形しないと言う不均一性が
生じる。このような不均一な加圧が行われると、変形し
ない導線は導体端子によってしっかりと保持されないた
め、導体端子と導線の間に引っ張り力が作用すると、こ
の導線が引き抜かれてしまうという事態も発生する。
続方法によって形成された接続部端子構造について説明
する。図2は、本発明の第1の実施形態による接続部端
子構造の構成を示す斜視図である。図2(a)は、本実
施形態による接続部端子構造を上面側から見た斜視図で
あり、図2(b)は、本実施形態による接続部端子構造
を底面側から見た斜視図である。
は、導体端子3内に挿入されている。絶縁被覆導線4の
挿入された導体端子3は、図1において説明したよう
に、1対の電極の間に挟み込まれ、加圧・通電され、電
気的な導通が得られている。また、図1において説明し
たように、1方の電極の先端部は、凸型の円弧状として
いているため、導体端子3の表面には、凹部3aが形成
されている。
の電極2の先端部は、凹面部が形成され、その凹面部の
中央部には、突起部が形成されているため、導体端子3
の表面には、第2の凹部3bが形成されている。
続方法によって形成された接続部端子構造と比較構造の
引張り試験の試験結果について説明する。図3は、本発
明の第1の実施形態による接続部端子構造と比較構造の
引張り試験の試験結果の説明図である。
掛け、導線を垂直に引張り、接合部のみの影響を比較で
きるようにして、引張り強度(N)を測定したものであ
る。
凸型の円弧状の先端部を有する電極1と、凹面部2aの
中央部に突起部2bの形成された電極2との間に、絶縁
被覆導線4の挿入された導体端子3を挟み込み、加圧・
通電した本実施形態による構造のものである。ここで
は、電極2に形成する突起部2bの高さtを、通電後の
導体端子全高さTの10%としている。(A)は、比較
例として用いられたものであり、先端部が平面形状の1
対の電極の間に、絶縁被覆導線4の挿入された導体端子
3を挟み込み、加圧・通電したものである。
法のものにおいては、引張り強度は、90〜110Nの
範囲であり、導線は接合部もしくは接合部近傍からから
破断しており、引張り強度は高く安定した値を示してい
る。すなわち、導線は均一に加圧されているため、引っ
張り強度の試験を行うと、全ての導線が破断した。一
方、(A)に示した比較例においては、引張り強度は、
40〜90Nの範囲であり、導体端子から導線が抜ける
ものや導線の変形により強度的に不十分であった。
ば、一方の電極の凹面部中央に突起を設けた電極を用い
て加圧,通電することにより、導体端子と導線との密着
性が向上し、安定した接合強度が得られる。
の実施形態による接続方法について説明する。図1
(a)に示したように、絶縁被覆導線4は、導体端子3
内に挿入され、仮加締めされている。このとき、導体端
子3の内側には、接合補助剤としてめっきまたはろう材
等を付着させてある。絶縁被覆導線4の挿入された導体
端子3は、1対の電極1,2の間に位置決めして、設置
される。ここで、電極1の先端部は、凸型の円弧状とし
ている。また、電極2の先端部は、凹面部2aが形成さ
れ、凹面部2aの中央部には、突起部2bが形成されて
いる。
電極1,2の間に、絶縁被覆導線4の挿入された導体端
子3を挟み込み、加圧するとともに、電極1と電極2の
間に通電する。この時、電極2の凹面部2aの中央には
突起部2bが形成されているため、この凹面部2a及び
突起部2bにより、導体端子3は、凹面部2a及び突起
部2bにならった形状に変形され、導体端子3内の絶縁
被覆導線4に加圧力が均等にかかることになる。導体端
子3の変形後、通電することで絶縁被覆導線4の絶縁被
覆を軟化する。導体端子3の電極で挟み込んだ部分は、
電極により外周が拘束されるため、絶縁被覆が導線の線
方向に排出され、絶縁被覆残りが無くなり、導線同士の
接触率は向上し、隙間が少なくなり、絶縁被覆導線4の
内部の導線と導体端子3を電気的に接続する。また、同
時に、めっきまたはろう材の融点温度まで高めることに
より、めっきまたはろう材を溶解し、導線と導体端子3
を接合することができる。この時、絶縁被覆導線4を挿
入した導体端子3は、電極1,2で挟み込まれるため、
電極2の凹面部2aの凹面形状に倣うように拘束され
る。これにより、導線と導体端子3は、めっきまたはろ
う材等の接合補助材を介して合金層を形成し、接合部界
面では金属的結合となるため、接合強度信頼性を向上す
ることができる。
ば、一方の電極の凹面部中央に突起を設けた電極を用い
て加圧,通電することにより、導体端子と導線との密着
性が向上し、安定した接合強度が得られる。また、導線
と導体端子は、めっきまたはろう材を介して合金層を形
成し、接合部界面では金属的結合となるため、接合強度
信頼性を向上することができる。
形態による接続部端子構造および接続方法について説明
する。図4は、本発明の第3の実施形態による接続方法
の工程を示す工程図である。なお、図1と同一符号は、
同一部分を示している。
態と相違する点は、一方の電極5の先端部の形状であ
る。本実施形態においては、電極5の先端部は、平面形
状としている。他方の電極2の形状は、図1に示したも
のと同様であり、凹面部2aが形成され、凹面部2aの
中央部には、突起部2bが形成されている。
の挿入された導体端子3を挟み込み、加圧した後、通電
することにより、絶縁被覆が排出され、絶縁被覆導線4
の内部の導線と導体端子3を電気的に接続する。この
時、絶縁被覆導線4を挿入した導体端子3は、電極5,
2で挟み込まれるため、電極2の凹面部2aの凹面形状
に倣うように拘束される。導体端子3内の導線間の隙間
は少なくなり、導線との密着性が向上し、安定した電気
的導通が得られる。
れた接続部端子構造は、導体端子3は、電極5によって
加圧された部分は平面であるが、電極2によって加圧さ
れた部分には、電極2の凹面部2aの突起部2bに対応
した凹部が形成されることになる。
ば、一方の電極の凹面部中央に突起を設けた電極を用い
て加圧,通電することにより、導体端子と導線との密着
性が向上し、安定した接合強度が得られる。次に、図5
を用いて、本発明の第4の実施形態による接続部端子構
造および接続方法について説明する。図5は、本発明の
第4の実施形態による接続方法の工程を示す工程図であ
る。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
態と相違する点は、1対の電極として、同じ形状の電極
2を用いていることである。電極2の形状は、図1に示
したものと同様であり、凹面部2aが形成され、凹面部
2aの中央部には、突起部2bが形成されている。
入された導体端子3を挟み込み、加圧した後、通電する
ことにより、絶縁被覆が排出され、絶縁被覆導線4の内
部の導線と導体端子3を電気的に接続する。この時、絶
縁被覆導線4を挿入した導体端子3は、1対の電極2で
挟み込まれるため、電極2の凹面部2aの凹面形状に倣
うように拘束される。導体端子3内の導線間の隙間は少
なくなり、導線との密着性が向上し、安定した電気的導
通が得られる。
れた接続部端子構造は、導体端子3は、電極2によって
加圧された部分には、電極2の凹面部2aの突起部2b
に対応した2箇所の凹部が形成されることになる。
ば、両方の電極の凹面部中央に突起を設けた電極を用い
て加圧,通電することにより、導体端子と導線との密着
性が向上し、安定した接合強度が得られる。なお、接続
端子構造を形成可能な接続方法としては、第1の実施形
態のような熱圧着や、第2の実施形態のような抵抗ロウ
材を用いるものの他に、例えば、超音波振動により絶縁
被覆を発熱して、軟化・排出する超音波溶着法や、絶縁
被覆を剥離後に機械的かしめしたものような接続方法に
おいても同様な効果が得ることができるものである。
向上した接続部端子構造および接続方法を得ることがで
きる。
を示す工程図である。
の構成を示す斜視図である。
と比較構造の引張り試験の試験結果の説明図である。
を示す工程図である。
を示す工程図である。
13)
極1,2の間に、絶縁被覆導線4の挿入された導体端子
3を挟み込み、加圧するとともに、電極1と電極2の間
に通電する。この時、電極2の凹面部2aの中央には突
起部2bが形成されているため、この凹面部2a及び突
起部2bにより、導体端子3は、凹面部2a及び突起部
2bにならった形状に変形され、導体端子3内の絶縁被
覆導線4に加圧力が均等にかかることになる。導体端子
3を加圧するとともに、通電することで絶縁被覆導線4
の絶縁被覆を軟化する。導体端子3の電極で挟み込んだ
部分は、電極により外周が拘束されるため、絶縁被覆が
導線の線方向に排出され、絶縁被覆残りが無くなり、導
線同士の接触率は向上し、隙間が少なくなり、絶縁被覆
導線4の内部の導線と導体端子3を電気的に接続する。
この時、絶縁被覆導線4を挿入した導体端子3は、電極
1,2で挟み込まれるため、電極2の凹面部2aの凹面
形状に倣うように拘束される。導体端子3内の導線間の
隙間は少なくなり、導線との密着性が向上し、安定した
電気的導通が得られる。
は、導体端子3内に挿入されている。絶縁被覆導線4の
挿入された導体端子3は、図1において説明したよう
に、1対の電極の間に挟み込まれ、加圧・通電され、電
気的な導通が得られている。また、図1において説明し
たように、一方の電極の先端部は、凸型の円弧状として
いているため、導体端子3の表面には、凹部3aが形成
されている。
の実施形態による接続方法について説明する。図1
(a)に示したように、絶縁被覆導線4は、導体端子3
内に挿入され、仮加締めされている。このとき、導体端
子3の内側には、接合補助材としてめっきまたはろう材
等を付着させてある。絶縁被覆導線4の挿入された導体
端子3は、1対の電極1,2の間に位置決めして、設置
される。ここで、電極1の先端部は、凸型の円弧状とし
ている。また、電極2の先端部は、凹面部2aが形成さ
れ、凹面部2aの中央部には、突起部2bが形成されて
いる。
電極1,2の間に、絶縁被覆導線4の挿入された導体端
子3を挟み込み、加圧するとともに、電極1と電極2の
間に通電する。この時、電極2の凹面部2aの中央には
突起部2bが形成されているため、この凹面部2a及び
突起部2bにより、導体端子3は、凹面部2a及び突起
部2bにならった形状に変形され、導体端子3内の絶縁
被覆導線4に加圧力が均等にかかることになる。導体端
子3を加圧するとともに、通電することで絶縁被覆導線
4の絶縁被覆を軟化する。導体端子3の電極で挟み込ん
だ部分は、電極により外周が拘束されるため、絶縁被覆
が導線の線方向に排出され、絶縁被覆残りが無くなり、
導線同士の接触率は向上し、隙間が少なくなり、絶縁被
覆導線4の内部の導線と導体端子3を電気的に接続す
る。また、同時に、めっきまたはろう材の融点温度まで
高めることにより、めっきまたはろう材を溶解し、導線
と導体端子3を接合することができる。この時、絶縁被
覆導線4を挿入した導体端子3は、電極1,2で挟み込
まれるため、電極2の凹面部2aの凹面形状に倣うよう
に拘束される。これにより、導線と導体端子3は、めっ
きまたはろう材等の接合補助材を介して合金層を形成
し、接合部界面では金属的結合となるため、接合強度信
頼性を向上することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】複数の絶縁被覆導線が挿入された導体端子
を加圧変形して形成される接続部端子構造において、 加圧後の上記導体端子の断面形状が、少なくとも1ヶ所
以上の凹みを有する形状であることを特徴とする接続部
端子構造。 - 【請求項2】複数の絶縁被覆導線が挿入された導体端子
を、1対の電極の内、少なくとも一方の電極の先端部の
凹面部中央に突起部が形成された電極で挟み込み、1対
の電極により上記導体端子に加圧・通電して、絶縁被覆
を排出し、導線同士および導体端子と導線を接続するこ
とを特徴とする接続方法。 - 【請求項3】請求項2記載の接続方法において、 上記電極に形成する突起部の高さを、通電後の導体端子
全高さの5%以上としたことを特徴とする接続方法。 - 【請求項4】請求項2記載の接続方法において、 上記導体端子の内面には、接合補助材が付着されている
ことを特徴とする接続方法。
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