JP2003080334A - 溶接金属線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の金属素線１１〜１７からなる第一の金
属線１と、他の金属線２との溶接部の品質及び強度を向
上させた溶接金属線を提供する。 【解決手段】 第一の金属線１における複数の金属素線
１１〜１７を、撚り加工等によって密に接触した状態に
収束させ、第一の金属線１の収束部と他の金属線２とを
重ね合わせ、その重ね合わせ部分にレーザ光ＬＢ又は電
子ビームを照射して第一の金属素線１と他の金属線２と
を溶接する。溶接の熱が、被照射位置から全ての金属素
線１１〜１７及び他の金属線２に速やかに伝導されて良
好な溶接状態が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属線の溶接技術
に関し、特に、溶接される金属線のうちいずれかが複数
の金属素線からなる場合において適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品から導出される信号線やリード
線のような細い金属線を、他の金属線に一体接合する方
法としては、従来から、半田を用いる方法や、特開昭５
６−９０７９号公報あるいは特開昭５８−５３３８６号
公報に開示されているような、抵抗溶接による方法等が
知られている。このうち、半田を用いる方法によれば、
半田は融点温度が低いため、接合対象の金属線が熱で溶
断してしまうようなことがなく、しかも、金属線が複数
の金属素線の束からなる場合に、これらの金属素線を互
いに結束して強度を高めるといった利点がある。しかし
ながらその反面、半田は鉛を含む合金であるため、廃棄
した場合に、鉛の持つ有害性によって環境に与える負荷
が大きいといった問題が指摘されている。また、抵抗溶
接による方法では、溶接範囲を微小領域に限定すること
ができず、熱の影響が広範囲に及ぶため、近年の高精度
接合の要望に応えることが困難になって来ている。これ
に対し、近年は、摩擦圧接、拡散接合、超音波接合、レ
ーザあるいは電子ビーム等の高密度エネルギによる溶接
等、種々の金属接合技術が進歩し、材料の形状、材質及
び品質に応じて選択可能な接合方法の種類が増えて来
た。中でも、小型の金属部品を精度良く、しかも効率良
く、更には完全に溶融接合ができるレーザ溶接あるいは
電子ビーム溶接は、細い金属線の接合手段として最も適
した手段であると言える。

【０００３】レーザ溶接は、レーザ光を溶接対象物にお
ける溶接すべき部分に集中させて照射し、レーザ光の持
つエネルギによって、溶接対象物における溶接すべき部
分を瞬時に溶融して接合する溶接法であり、電子ビーム
溶接は、電子ビームの持つエネルギによって溶接対象物
における溶接すべき部分を溶融して接合する溶接法であ
り、いずれも、半田のような有害性の問題はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
溶接あるいは電子ビーム溶接による従来の金属線の溶接
技術においては、次のような問題が指摘される。

【０００５】例えば、図１４（Ａ），（Ｂ）は、互いに
ほぼ平行な複数の金属素線１０１，１０２，１０３，…
の束からなる第一の金属線１００と、単一の金属線から
なる他方の第二の金属線１１０とを溶接した状態を、拡
大して示すものである。まず図１４（Ａ）に示される例
では、第二の金属線１１０が、第一の金属線１００にお
ける一部の金属素線１０１，１０２としか溶接されてい
ない。これは、第一の金属線１００を構成する複数の金
属素線１０１，１０２，１０３，…の間が離れているた
めに、レーザ光あるいは電子ビームの照射により与えら
れたエネルギが、溶接されるべき全ての金属素線１０
１，１０２，１０３，…に、融点以上の温度で速やかに
伝導されないからである。

【０００６】次に、図１４（Ｂ）に示される例でも、第
二の金属線１１０が、第一の金属線１００における一部
の金属素線としか溶接されておらず、しかも、第一の金
属線１００における一部の金属素線に、第二の金属線１
１０との溶接部Ｗｄで溶断が生じている。これは、第一
の金属線１００を構成する複数の金属素線１０１，１０
２，１０３，…間が離れているために、レーザ光あるい
は電子ビームの照射により入熱したエネルギが、全ての
金属素線１０１，１０２，１０３，…に広く伝導され
ず、その結果、レーザ光あるいは電子ビームの被照射部
分付近に熱が集中して、局所的に完全に溶融し、更には
蒸発してしまうからである。

【０００７】また、小型の金属部品の溶接に適している
と言われているＹＡＧレーザを用いた場合、ＹＡＧレー
ザは比較的吸収率が大きいため、溶接すべき部分全体に
熱が速やかに伝導されないと、レーザ光が照射された部
分の温度が上昇して溶融金属の蒸発が激しくなり、この
ときの蒸発反跳力によって、深い凹みや溶断を生じやす
い。

【０００８】そして、上述の図１４（Ａ）（Ｂ）に示さ
れるいずれの溶接状態でも、第一の金属線１００を構成
する複数の金属素線１０１，１０２，１０３，…の全て
が溶接されていないために、溶接強度が弱く、断線しや
すい問題がある。しかも、溶接部Wｄの状態及び品質が
溶接の度に異なり、一定しないため、この溶接金属線が
例えばリード線などの導電手段であるような場合は、電
流や抵抗値などが不安定になるおそれがある。

【０００９】本願発明は、上記のような問題に鑑みてな
されたもので、その技術的課題は、複数の金属素線から
なる第一の金属線と、他の金属線との溶接部の品質及び
強度を向上させた溶接金属線を提供することにある。

【００１０】また、他の技術的課題は、複数の金属素線
からなる第一の金属線と、他の金属線との溶接対象部分
全体に、溶接のための熱がよく伝導されるようにして、
溶接部の品質及び強度を向上させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するため、請求項１の発明に係る溶接金属線
は、第一の金属線と他の金属線が互いに溶接され、前記
第一の金属線が前記他の金属線との溶接部近傍の非溶接
部分で密に接触した状態に収束された複数の金属素線か
らなるものである。

【００１２】請求項２の発明に係る溶接金属線は、請求
項１の発明において、第一の金属線における複数の金属
素線が、撚られ又は編まれることによって密に接触した
状態に収束されたものである。

【００１３】請求項３の発明に係る溶接金属線は、請求
項１の発明において、第一の金属線における複数の金属
素線が、接着又は融着されることによって密に接触した
状態に収束されたものである。

【００１４】請求項４の発明に係る溶接金属線は、請求
項１乃至３のいずれかの発明において、第一の金属線に
おける金属素線を前記第一の金属線の中心軸線に対して
投影した場合の交差角度が５°以上である。

【００１５】請求項５の発明に係る溶接金属線の製造方
法は、複数の金属素線を密に接触した状態に収束するこ
とによって収束部を有する第一の金属線を得る工程と、
前記第一の金属線の前記収束部と他の金属線とを重ね合
わせる工程と、前記工程において重ね合わされた部分に
レーザビーム又は電子ビームを照射して前記第一の金属
素線と他の金属線とを溶接する工程からなる。

【００１６】請求項６の発明に係る溶接金属線の製造方
法は、請求項５の発明において、複数の金属素線の収束
が、撚り加工又は編み加工によりなされる。

【００１７】請求項７の発明に係る溶接金属線の製造方
法は、請求項５の発明において、複数の金属素線の収束
が、超音波振動、アーク、レーザ、電子ビーム、電気抵
抗発熱、圧着、加熱溶融のうちから選択された方法によ
りなされる。

【００１８】請求項８記載の溶接金属線は、複数の金属
素線よりなる第一の金属線と、単線である他の金属線と
が溶接されてなる溶接金属線であって、第一の金属線を
構成する複数の金属素線と他の金属線とが収束された状
態で溶接されているものである。この溶接はレーザや、
電子ビームなどで行うとする手段を採用すると特に効果
がある。

【００１９】請求項９記載の溶接金属線は、請求項８記
載の溶接金属線について、その第一の金属線と他の金属
線とが撚られ又は編まれることによって収束されている
ものである。

【００２０】請求項１０記載の溶接金属線は、請求項８
記載の溶接金属線について、その第一の金属線と他の金
属線とが接着又は融着されることによって収束されてい
るものである。

【００２１】請求項１１記載の溶接金属線の製造方法
は、複数の金属素線よりなる第一の金属線と、単線であ
る他の金属線とを収束した後、溶接することを特徴とす
るものである。なお、特に複数の金属素線よりなる第一
の金属線と、単線である他の金属線とを収束した後、レ
ーザ又は電子ビームを照射して溶接することとするとよ
い。

【００２２】請求項１２記載の溶接金属線の製造方法
は、請求項１１記載の方法において、第一の金属線と他
の金属線との収束が、撚り加工又は編み加工によりなさ
れていることを特徴とする。

【００２３】請求項１３記載の溶接金属線の製造方法
は、請求項１２記載の方法において、撚り加工が、第一
の金属線を構成する金属素線と他の金属線とを重ね合わ
せた状態でその中心軸線に対して５°以上の角度でなさ
れることを特徴とする。言い換えると、撚り加工された
第一の金属線又は他の金属線を、収束された金属線の中
心軸線に対して投影した場合の交差角度が５°以上であ
ることを特徴とする。

【００２４】請求項１４記載の溶接金属線の製造方法
は、請求項１１記載の方法において、第一の金属線と他
の金属線との収束が、超音波振動、アーク、レーザ、電
子ビーム、電気抵抗発熱、圧着、加熱溶融のうちから選
択された一の方法によりなされることを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を、図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００２６】（実施形態１）

【００２７】まず図１は、本発明に係る溶接金属線を適
用した電子部品の信号線とリード線との接合構造を示す
説明図、図２は図１におけるＡ部を拡大して示す外観図
である。

【００２８】図１において、参照符号１は絶縁被覆１８
が施された第一の金属線としての一対のリード線であ
り、参照符号２は他の金属線としての一対の信号線であ
る。信号線２は、電子部品本体３から延びるものであっ
て、それぞれ絶縁被覆１８を剥がしたリード線１の端部
近傍に、レーザ溶接あるいは電子ビーム溶接によって接
合されている。

【００２９】図２に示されるように、リード線1の導体
部分は、複数（図示の例では7本）の金属素線１１〜１
７の束からなり、各金属素線１１〜１７は、それぞれ線
径が１mm以下である。また、信号線２は単一の金属素線
からなり、線径が１mm以下である。

【００３０】リード線1と信号線２との溶接部Ｗｄは、
レーザ光あるいは電子ビームの照射による熱で、リード
線１と信号線２が溶融することによって一体化した部分
であり、金属素線１１〜１７は、少なくとも溶接部Ｗｄ
に隣接した非溶接部１ａ，１ｂにおいて、密に接触した
状態にある。

【００３１】図３は、溶接部Ｗｄに隣接した一方の非溶
接部１ａを、リード線１の中心軸線に対して直交する平
面で切断した断面図であり、図４は、溶接部Ｗｄを、リ
ード線１の中心軸線に対して直交する平面で切断した断
面図である。図３に示されるように、リード線１を構成
する金属素線１１〜１７は、少なくとも溶接部Ｗｄの両
側の非溶接部１ａ，１ｂで撚り合わされており、これに
よって互いに密に接触した状態で収束している。また、
図４に示されるように、溶接部Ｗｄにおいては、リード
線１を構成する全ての金属素線１１〜１７と信号線２が
互いに一体化している。溶接部Ｗｄの外周面には大きな
凹みなどはなく、非溶接部１ａ，１ｂとの間での金属素
線１１〜１７及び信号線２の溶断も見られない。

【００３２】したがって、この溶接金属線によれば、信
号線２がリード線１を構成する全ての金属素線１１〜１
７と溶接一体化しているために、溶接部Ｗｄの溶接強度
が強く、曲げなどの外力が加わっても容易に断線しにく
い溶接構造となっている。また、この溶接部Ｗｄと隣接
する非溶接部１ａ，１ｂでは、リード線１を構成する金
属素線１１〜１７が撚り合わされることによって、互い
に補強し合い、その結果、溶接部Ｗｄの近傍の強度も高
いものとなっている。

【００３３】図５乃至図８は、本発明に係る溶接金属線
の製造方法の好ましい実施の形態として、図１及び図２
に示されるリード線１と信号線２との溶接をレーザ溶接
によって行う方法を工程順に示す斜視図である。まず図
５において、リード線１は、その端部近傍で絶縁被覆１
８を剥ぐことによって、導体部分である互いにほぼ平行
な銅製の金属素線１１〜１７の束が露出されている。

【００３４】リード線１の導体露出部における金属素線
１１〜１７は、図６に示されるように、まず少なくとも
溶接対象部分１ｃ（図１及び図２における溶接部Ｗｄと
なる部分）及びその近傍部分（図２における非溶接部１
ａ，１ｂに相当する部分）１ａ′，１ｂ′において、螺
旋状に撚り合わせる。撚り合わせの方法としては、溶接
対象部分１ｃから軸線方向両側へ所要の距離だけ離れた
部分を、図示されていない適当な治具によりクランプし
て、一方の治具を、リード線１の中心軸線の周りに回転
させるといった方法が考えられる。リード線１の導体露
出部における各金属素線１１〜１７には、この撚り合わ
せ工程によって互いに密に接触した状態に収束され、す
なわち溶接対象部分１ｃ及びその近傍部分１ａ′，１
ｂ′にかけて撚り線状の収束部１０が形成される。

【００３５】また、好ましくは、後述するように、収束
部１０における撚り角度θ、すなわちリード線１の中心
軸線に対して各金属素線１１〜１７を投影した場合の交
差角度を５°以上とする。

【００３６】次に、図７に示されるように、リード線１
における収束部１０の軸線方向略中央、すなわち溶接対
象部分１ｃには、他の金属線としての信号線２が、リー
ド線１が上側となるように重ね合わされる。なお、この
場合は、リード線１における信号線２との重ね合わせ位
置（溶接対象部分１ｃ）から軸線方向両側へ所要の距離
だけ離れた部分を、図示されていない適当な押さえ治具
によって固定し、信号線２も、リード線１との重ね合わ
せ位置から軸線方向両側へ所要の距離だけ離れた部分
を、図示されていない適当な押さえ治具によって固定す
る。また、図示の例では信号線２をリード線１に対して
交差した状態に重ね合わせているが、互いにほぼ平行な
状態に重ね合わせることもでき、あるいは図示とは上下
逆の位置関係で重ね合わせても良い。

【００３７】次に、図８に示されるように、リード線１
と信号線２の重ね合わせ部分を、その上方に配置された
溶接用レーザ出射装置４からのレーザ光照射によって、
溶接する。リード線１と信号線２は、先に説明したよう
に極めて細いものであるため、レーザ出射装置４からリ
ード線１と信号線２との重ね合わせ部分に照射する溶接
用熱源としては、小型の金属の溶接に適したＹＡＧレー
ザがふさわしい。

【００３８】溶接用レーザ出射装置４には、図示されて
いないレーザ発振器から光ファイバ等のレーザ伝送媒体
を通して伝送されたＹＡＧレーザ光を、リード線１と信
号線２との重ね合わせ部分（溶接対象部分）の近傍へ向
けて集光させるためのレンズあるいはミラーが内蔵され
ており、このため、レーザ出射装置４からのレーザ光Ｌ
Ｂは、リード線１と信号線２との重ね合わせ部分に小さ
いビーム径で高密度に照射される。

【００３９】導電性の高い良導体金属は、一般にビーム
吸収率が低く、特に銅は、レーザ光の反射率が大きい
が、本発明によれば、リード線１を構成する金属素線１
１〜１７が、少なくとも溶接対象部分１ｃが、撚り合わ
されることにより密に収束されているので、ＹＡＧレー
ザ光ＬＢの反射を利用して、入射効率を向上させること
ができる。これは、図９にＹＡＧレーザ光ＬＢの追跡シ
ミュレーションが示されるように、金属素線の表面の一
部に所定角度をもって入射されたＹＡＧレーザ光ＬＢ_１
は、一部が吸収され、大部分は反射されるが、この反射
光ＬＢ_２は、隣接した他の金属素線の表面と交差してい
るため、再度の入射の機会が与えられるからである。

【００４０】また、この方法においては、リード線１に
おける各金属素線１１〜１７が、少なくともレーザ光Ｌ
Ｂの入射位置及びその近傍で互いに密に接触した状態に
収束しているため、図１０にＹＡＧレーザ光ＬＢからの
熱の伝播経路が示されるように、レーザ光ＬＢにより与
えられた熱が、入射位置Ｐからリード線１における全て
の金属素線１１〜１７及び信号線２へ、その接触部を介
して他方向へ速やかに伝導される。したがって、熱がレ
ーザ光ＬＢの入射位置に集中して蓄積されることがな
く、リード線１と信号線２が重ね合わされた溶接対象部
分全域に広く供給されることによって、この溶接対象部
分全域が瞬時に溶融し、先の図２に示されるようにリー
ド線１と信号線２の重ね合わせ部分が一体化した溶接部
Ｗｄが形成される。

【００４１】また上述のように、レーザエネルギが入射
位置に蓄積されず、リード線１における全ての金属素線
１１〜１７へ速やかに伝導されることによって、溶接対
象部分全域が短時間で溶融するので、レーザ光ＬＢの照
射時間（パルス幅）を短くすることができる。したがっ
てその結果、溶融金属が融点温度より著しく高温になっ
て蒸発することによる溶断や、蒸発反跳力による深い凹
みなどが形成されにくくなり、良好な溶接品質及び溶接
強度が得られる。

【００４２】なお、上述した実施の形態では、リード線
１を構成する金属素線１１〜１７を、溶接対象部分１ｃ
及びその近傍部分１ａ′，１ｂ′において螺旋状に撚り
合わせたが、金属素線１１〜１７を編み加工することに
よっても、金属素線１１〜１７が互いに密に接触した収
束部１０を形成することができる。また、溶接用レーザ
には、上述したＹＡＧレーザ以外に、例えばＣＯ_２レー
ザなども使用可能であり、また溶接手段としては、レー
ザ溶接以外にも、例えば電子ビーム溶接などが採用可能
である。

【００４３】更に、リード線１に、溶接対象部分１ｃ及
びその近傍部分１ａ′，１ｂ′において金属素線１１〜
１７が互いに密に接触した収束部１０を形成する方法と
しては、上述のような撚り加工や編み加工のほか、超音
波溶着、抵抗溶接、圧着、アーク溶接、レーザ溶接、電
子ビーム溶接、加熱溶融などの方法を採用することもで
きる。図１１は、これらの収束方法のうち超音波溶着に
よる方法を概略的に示すものであり、図１２は抵抗溶接
による方法を概略的に示すものであり、図１３は圧着に
よる方法を概略的に示すものである。

【００４４】まず、図１１に示される超音波溶着による
金属素線１１〜１７の収束工程において、参照符号５は
高周波電力を超音波振動に変換する超音波振動子、参照
符号６はこの超音波振動子５によって振動する超音波ホ
ーン、参照符号７は作業台である。

【００４５】すなわち、この超音波溶着による収束工程
によれば、作業台７に、リード線１における絶縁被覆を
剥いだ金属素線１１〜１７の束を載置し、その上から超
音波ホーン６の端部を当接させることによって、金属素
線１１〜１７を信号線２との溶接対象部分１ｃ及びその
近傍部分１ａ′，１ｂ′において互いに接触させると共
に、超音波振動子５からの超音波振動を、超音波ホーン
６を介して加振することによって、金属素線１１〜１７
の接触面が摩擦熱により溶着される。このため、溶接対
象部分１ｃ及びその近傍部分１ａ′，１ｂ′において互
いに密に接触した収束状態とすることができる。

【００４６】また、図１２に示される抵抗溶接による金
属素線１１〜１７の収束方法において、参照符号８は抵
抗溶接機における互いに対向配置された一対の溶接電極
で、この溶接電極８，８は、その対向方向に対して、図
示されていない流体圧シリンダ装置等により進退移動可
能となっている。

【００４７】すなわち、この抵抗溶接による収束工程に
よれば、一対の溶接電極８，８間に、リード線１におけ
る絶縁被覆を剥いだ金属素線１１〜１７を挟み込むこと
によって、信号線との溶接対象部分１ｃ及びその近傍部
分１ａ′，１ｂ′において互いに接触させた状態で、溶
接電流ｉを通電する。溶接電流ｉは、金属素線１１〜１
７における図示の断面内をその互いの接触部を介して一
方の溶接電極８から他方の溶接電極８へ流れる。このと
き、各金属素線１１〜１７の接触部では、電気抵抗値が
著しく大きくなるので、抵抗発熱により溶融して接合状
態となる。

【００４８】また、図１３に示される圧着による金属素
線１１〜１７の収束方法において、参照符号９はプレス
装置における互いに対向配置された一対の加圧子で、こ
の加圧子９，９は、その対向方向に対して、図示されて
いない流体圧シリンダ装置等により進退移動可能となっ
ている。

【００４９】すなわち、この圧着による収束工程におい
ては、一対の加圧子９，９間で、金属素線１１〜１７に
おける信号線２との溶接対象部分１ｃ及びその近傍部分
１ａ′，１ｂ′を所定のプレス荷重で加圧する。これに
よって、金属素線１１〜１７は被加圧部分が適当に塑性
変形された状態で圧縮され、互いに圧着される。

【００５０】なお、上述した各形態はいずれも、複数の
金属素線からなる第一の金属線（リード線１）と、単一
の金属素線からなる他の金属線（信号線２）とを溶接す
るものとして説明したが、他の金属線が複数の金属素線
からなる撚り線等である場合についても、本発明は実施
可能である。

【００５１】また、第一の金属線と溶接される他の金属
線は、１本には限定されず、すなわち、第一の金属線に
対して複数の金属線を溶接する場合についても、本発明
は同様に実施可能である。

【００５２】次に、線径が０．２ｍｍの銅線７本からな
る第一の金属線と、線径が０．２ｍｍのＦｅ−Ｎｉ単線
とのＹＡＧレーザによる溶接試験を行った結果について
説明する。この試験において、第一の金属線は、外周の
絶縁被覆を予め除去してＦｅ−Ｎｉ単線の上に重ね合わ
せ、その重ね合わせ部分に、上からＹＡＧレーザ光を照
射した。ＹＡＧレーザ光は、パルス幅７ｍｓの単発で、
電圧変化によりエネルギを変えて照射した。

【００５３】表１は、この溶接試験の結果を、溶接部に
引張荷重を与えることによる溶接強度と、断線を生じた
金属素線の本数によって評価したものである。また、こ
の溶接試験において、実施例１は、第一の金属線をその
中心軸線に対して８度の撚り角度をなすように、撚り加
工による銅線の収束を行い、実施例２は、第一の金属線
をその中心軸線に対して５．５度の撚り角度をなすよう
に、撚り加工による銅線の収束を行い、実施例３は、超
音波溶着による銅線の収束を行い、実施例４は、アーク
による銅線の収束を行い、実施例５は、レーザによる銅
線の収束を行い、実施例６は、電子ビームによる銅線の
収束を行い、実施例７は、電気抵抗発熱による銅線の収
束を行い、実施例８は、圧着による銅線の収束を行い、
実施例９は、加熱溶融による銅線の収束を行ってから、
それぞれＦｅ−Ｎｉ単線とレーザにより溶接した。これ
に対し、比較例１はこのような収束を施さずにＦｅ−Ｎ
ｉ単線と溶接したものであり、比較例２は、第一の金属
線をその中心軸線に対して４度の撚り角度をなすように
撚り加工による銅線の収束を行ってからＦｅ−Ｎｉ単線
と溶接した。

【表１】

【００５４】上記溶接試験の結果からも明らかなよう
に、実施例１〜９はいずれも、比較例１，２よりも溶接
強度が大きく、断線も生じなかった。また、第一の金属
線を撚り加工したものにおいては、第一の金属線の中心
軸線に対して４度の撚り角度をなすように撚り加工した
比較例２では２本の断線を生じているのに対し、撚り角
度を８度とした実施例１及び撚り角度を５．５度とした
実施例２では断線が０であり、比較例２の２倍の溶接強
度を示している。したがって、撚り加工による銅線の収
束を行う場合は、撚り角度を５度以上とすることが好ま
しいことが確認された。

【００５５】（実施形態２）

【００５６】本実施形態も前記実施形態１と同様、図１
に示したリード線（第一の金属線）と信号線（他の金属
線）の溶接に関するものである。

【００５７】本実施形態の溶接金属線は、リード線と信
号線とが互いに密に収束された状態で溶接されているこ
とを特徴とするものである。

【００５８】本実施形態において、リード線は線径が
０．２ｍｍの銅線７本からなり、信号線は線径が０．２
ｍｍのＦｅ−Ｎｉ単線である。

【００５９】実施例１： 先ず、図１５および図１６に
示すように、リード線３１を構成する７本の銅線３３〜
３９の端部において、これら銅線３３〜３９の間に信号
線３２の端部を挿入すると共にこれら銅線３３〜３９と
信号線３２とを平行に重ね合わせた状態として、その中
心軸線に対して３０°で撚り加工を行うことにより、リ
ード３１と信号線３２とを、図１７に示すように、互い
に密に収束し、その上方に配置された溶接用レーザ出射
装置４１からのＹＡＧレーザ光照射によって、図１８に
示すような溶接Ｗｄを行った。

【００６０】なお、前記ＹＡＧレーザ光は、パルス幅７
ｍｓの単発で、電圧変化によりエネルギーを変動させて
照射した。

【００６１】実施例２： 本実施例も前記実施例１と同
様、リード線３１と信号線３２とを平行に重ね合わせた
状態で撚り加工を行うが、本実施例では、中心軸線に対
して撚り加工の角度を５°とする。

【００６２】なお、前記実施例１および実施例２では、
撚り加工によってリード線３１と信号線３２を収束した
が、リード線３１を構成する銅線３３〜３９および信号
線３２を編み合わせることにより両線を収束するように
しても良い。

【００６３】実施例３： 本実施例では、図１９に示す
ように、リード線３１と信号線３２とを平行に重ね合わ
せた状態で、その軸線方向と直交する方向から超音波発
信機４２と超音波振動子４３とを互いに対向させて近づ
けることにより、リード線３１と信号線３２とを互いに
密に収束し、次に前記実施例１と同様に、溶接用レーザ
出射装置４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行っ
た。

【００６４】実施例４： 本実施例では、前記実施例３
と同様、先ずリード線３１と信号線３２とを平行に重ね
合わせた状態とするが、本実施例では、超音波ではな
く、アークによってリード線３１と信号線３２とを収束
し、次に前記実施例１と同様に、溶接用レーザ出射装置
４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行った。

【００６５】実施例５： 本実施例では、前記実施例３
と同様、先ずリード線３１と信号線３２とを平行に重ね
合わせた状態とするが、本実施例では、超音波ではな
く、レーザによってリード線３１と信号線３２とを収束
し、次に、前記実施例１と同様に、溶接用レーザ出射装
置４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行った。

【００６６】実施例６： 本実施例では、前記実施例３
と同様、先ずリード線３１と信号線３２とを平行に重ね
合わせた状態とするが、本実施例では、超音波ではな
く、電子ビームによってリード線３１と信号線３２とを
収束し、次に、前記実施例１と同様に、溶接用レーザ出
射装置４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行った。

【００６７】実施例７： 本実施例では、前記実施例３
と同様、先ずリード線３１と信号線３２とを平行に重ね
合わせた状態とするが、本実施例では、超音波ではな
く、図２０に示すように、重ね合わされたリード線３１
と信号線３２とに対して、その軸線方向と直交する方向
から抵抗溶接機における一対の溶接電極４４を互いに対
向させて近づけることにより、リード線３１と信号線３
２とを収束した後、前記実施例１と同様に、溶接用レー
ザ出射装置４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行っ
た。

【００６８】実施例８： 本実施例では、前記実施例３
と同様、先ずリード線３１と信号線３２とを平行に重ね
合わせた状態とするが、本実施例では、超音波ではな
く、図２１に示すように、重ね合わされたリード線３１
と信号線３２とを、その軸線方向と直交する方向からプ
レス機における一対の加圧子４５で圧着することによ
り、リード線３１と信号線３２とを収束した後、前記実
施例１と同様に、溶接用レーザ出射装置４１によってＹ
ＡＧレーザによる溶接を行った。

【００６９】実施例９： 本実施例では、前記実施例３
と同様、先ずリード線３１と信号線３２とを平行に重ね
合わせた状態とするが、本実施例では、超音波ではな
く、加熱溶融によってリード線３１と信号線３２とを収
束した後、前記実施例１と同様に、溶接用レーザ出射装
置４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行った。

【００７０】比較例１： 前述した各実施例のように、
リード線３１と信号線３２とを収束せずに、図１７に示
した溶接用レーザ出射装置４１によって、両線を溶接し
た。

【００７１】比較例２： リード線３１と信号線３２と
を平行に重ね合わせた状態としてその中心軸線に対して
4°で撚り加工を行うことにより、リード線３１と信号
線３２とを収束した後、図１７に示した溶接用レーザ出
射装置４１によってＹＡＧレーザによる溶接を行った。

【００７２】次に、前記実施形態１と同様、各実施例に
係る溶接金属線について試験を実施した。試験結果は下
記表２に示す通りである。

【表２】

【００７３】上記溶接試験の結果からも明らかなよう
に、実施例１〜９の溶接金属線は、いずれも比較例１お
よび比較例２の溶接金属線に比べて溶接強度が高く、断
線も生じなかった。また、リード線と信号線とを撚り加
工して収束したものにおいては、その中心軸線に対して
４度の撚り角度をなすように撚り加工した比較例２では
２本の断線を生じているのに対し、撚り角度を３０度と
した実施例１及び撚り角度を５度とした実施例２では断
線が０であり、しかも比較例２の２倍の溶接強度を示し
ている。したがって、撚り加工による銅線の収束を行う
場合は、撚り角度を少なくとも５度以上とすることが好
ましいことが確認された。

【００７４】

【発明の効果】請求項１の発明に係る溶接金属線によれ
ば、第一の金属線における複数の金属素線が、他の金属
線との溶接部近傍の非溶接部分で密に接触した状態に収
束されているので、溶接部及びその近傍の機械的強度が
強く、断線しにくい溶接構造とすることができる。しか
もこのため、この溶接金属線が導電手段であるような場
合に、電流や抵抗値などが不安定になるおそれがなく、
信頼性を向上させることができる。

【００７５】請求項２の発明に係る溶接金属線によれ
ば、第一の金属線における複数の金属素線が、撚られ又
は編まれることによって密に接触した状態に収束された
ものであるため、前記各金属素線が互いに補強し合い、
溶接部の近傍における機械的強度を向上させることがで
きる。

【００７６】請求項３の発明に係る溶接金属線によれ
ば、第一の金属線における複数の金属素線が、接着又は
融着されることによって密に接触した状態に収束された
ものであるため、溶接部から連続した接合部分が形成さ
れて、前記各金属素線が互いに補強し合い、溶接部の近
傍における機械的強度を向上させることができる。

【００７７】請求項４の発明に係る溶接金属線によれ
ば、第一の金属線における金属素線を前記第一の金属線
の中心軸線に対して投影した場合の交差角度が５°以上
であることによって、各金属素線の収束が良好に行われ
るため、溶接部の近傍における機械的強度を向上させる
ことができる。

【００７８】請求項５の発明に係る溶接金属線の製造方
法によれば、第一の金属線における複数の金属素線を密
に接触した状態に収束させることによって、この収束部
と他の金属線との重ね合わせ部分に、レーザ光又は電子
ビームの照射により入熱した熱エネルギが溶接対象部分
における全ての金属素線へ速やかに伝導されるため、被
照射位置に局部的に熱が集中してしまうことがなく、し
たがって、溶接対象部分全域にわたる良好な溶接部が形
成されて、溶接強度の高い溶接金属線を製造することが
できる。また、局部的に熱が集中することがないので、
溶融した金属が激しく蒸発することによる溶断や、蒸発
反跳力による深い凹みなどが形成されにくくなり、良好
な溶接品質及び溶接強度が得られる。

【００７９】請求項６の発明に係る溶接金属線の製造方
法によれば、複数の金属素線を、撚り加工又は編み加工
によって密に接触した状態に収束させるため、レーザ光
又は電子ビームの照射により入熱した熱エネルギを、溶
接対象部分における全ての金属素線へ速やかに伝導させ
ることができる。

【００８０】請求項７の発明に係る溶接金属線の製造方
法によれば、複数の金属素線を、超音波振動、アーク、
レーザ、電子ビーム、電気抵抗発熱、圧着、加熱溶融の
うちから選択された方法により密に接触した状態に収束
させるため、レーザ光又は電子ビームの照射により入熱
した熱エネルギを、溶接対象部分における全ての金属素
線へ速やかに伝導させることができる。

【００８１】請求項８〜請求項１４記載の本発明は、請
求項１〜請求項７記載の本発明のように、先ず、第一の
金属線だけを収束し、次に該第一の金属線と他の金属線
とを重ね合わせて溶接するのではなく、第一の金属線と
他の金属線とを収束した状態で溶接を行うものであるた
め、溶接までの工程が１つ省略されることとなり、しか
も、請求項８〜請求項１４記載の本発明によれば、前述
した請求項１〜請求項７記載の本発明と同様の効果が得
られる。

【００８２】すなわち、請求項８記載の本発明によれ
ば、前記請求項１記載の本発明と同様の効果が得られ、
請求項９記載の本発明によれば、前記請求項２記載の本
発明と同様の効果が得られ、また請求項１０記載の本発
明によれば、前記請求項３記載の本発明と同様の効果が
得られ、更に、請求項１１記載の本発明と請求項５記載
の本発明、請求項１２および請求項１３記載の本発明と
請求項６記載の本発明、並びに請求項１４記載の本発明
と請求項７記載の本発明について、それぞれ同様の効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶接金属線を適用した実施の形態
として電子部品の信号線２とリード線１との接合構造を
示す説明図

【図２】図１におけるＡ部を拡大して示す外観図

【図３】図２に示される溶接部Ｗｄに隣接した一方の非
溶接部１ａを、リード線１の中心軸線に対して直交する
平面で切断した断面図

【図４】図２に示される溶接部Ｗｄを、リード線１の中
心軸線に対して直交する平面で切断した断面図

【図５】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好ましい
実施の形態において、金属素線１１〜１７を露出させた
リード線１の端部近傍を示す斜視図

【図６】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好ましい
実施の形態において、リード線１における金属素線１１
〜１７を撚り合わせる工程を示す斜視図

【図７】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好ましい
実施の形態において、リード線１における金属素線１１
〜１７の溶接対象部分１ｃに信号線２を重ね合わせる工
程を示す斜視図

【図８】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好ましい
実施の形態において、リード線１における金属素線１１
〜１７の溶接対象部分１ｃと信号線２とをレーザ溶接す
る工程を示す斜視図

【図９】上記レーザ溶接工程におけるＹＡＧレーザ光Ｌ
Ｂの追跡シミュレーションを示す説明図

【図１０】上記レーザ溶接工程においてＹＡＧレーザ光
ＬＢからの熱の伝播を示す説明図

【図１１】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好まし
い他の実施の形態において、超音波溶着による金属素線
１１〜１７の収束工程を示す説明図

【図１２】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好まし
い他の実施の形態において、抵抗溶接による金属素線１
１〜１７の収束工程を示す説明図

【図１３】本発明に係る溶接金属線の製造方法の好まし
い他の実施の形態において、圧着による金属素線１１〜
１７の収束工程を示す説明図

【図１４】互いにほぼ平行な複数の金属素線１０１，１
０２，１０３，…の束からなる第一の金属線１００と、
単一の金属線からなる第二の金属線１１０とを従来の技
術により溶接した状態を拡大して示す説明図

【図１５】リード線を構成する複数の銅線間への信号線
の挿入状態を示す正面図

【図１６】リード線と信号線との重ね合わせ状態を示す
斜視図

【図１７】リード線と信号線との撚り加工および溶接作
業を示す斜視図

【図１８】ＹＡＧレーザによる溶接状態を示す金属線の
斜視図

【図１９】超音波によるリード線と信号線の収束状態を
示す斜視図

【図２０】電気抵抗発熱によるリード線と信号線の収束
状態を示す正面図

【図２１】圧着によるリード線と信号線の収束状態を示
す正面図

【符号の説明】

１ リード線（第一の金属線） １ａ，１ｂ 非溶接部 １ｃ 溶接対象部分 １０ 収束部 １１〜１７ 金属素線 ２ 信号線（他の金属線） ４ 溶接用レーザ出射装置 ５ 超音波振動子 ６ 超音波ホーン ８ 溶接電極 ９ 加圧子 ４１ 溶接用レーザ出射装置 ＬＢ ＹＡＧレーザ光 Ｗｄ 溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清塚 好武 青森県十和田市大字三本木字矢神58−１ 三興電子工業株式会社内 (72)発明者 小松崎 寿志 青森県十和田市大字三本木字矢神58−１ 三興電子工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E070 AA04 AB15 AC01 BA02 BA20 BD00

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の金属線と他の金属線が互いに溶接
   され、 前記第一の金属線が前記他の金属線との溶接部近傍の非
   溶接部分で密に接触した状態に収束された複数の金属素
   線からなることを特徴とする溶接金属線。
2. 【請求項２】 第一の金属線における複数の金属素線
   が、撚られ又は編まれることによって密に接触した状態
   に収束されたことを特徴とする請求項１記載の溶接金属
   線。
3. 【請求項３】 第一の金属線における複数の金属素線
   が、接着又は融着されることによって密に接触した状態
   に収束されたことを特徴とする請求項１記載の溶接金属
   線。
4. 【請求項４】 第一の金属線における金属素線を前記第
   一の金属線の中心軸線に対して投影した場合の交差角度
   が５°以上であることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の溶接金属線。
5. 【請求項５】 複数の金属素線を密に接触した状態に収
   束することによって収束部を有する第一の金属線を得る
   工程と、 前記第一の金属線の前記収束部と、他の金属線とを重ね
   合わせる工程と、 前記工程において重ね合わされた部分にレーザ又は電子
   ビームを照射して前記第一の金属素線と他の金属線とを
   溶接する工程からなることを特徴とする溶接金属線の製
   造方法。
6. 【請求項６】 複数の金属素線の収束が、撚り加工又は
   編み加工によりなされることを特徴とする請求項５記載
   の溶接金属線の製造方法。
7. 【請求項７】 複数の金属素線の収束が、超音波振動、
   アーク、レーザ、電子ビーム、電気抵抗発熱、圧着、加
   熱溶融のうちから選択された一の方法によりなされるこ
   とを特徴とする請求項５記載の溶接金属線の製造方法。
8. 【請求項８】 複数の金属素線よりなる第一の金属線
   と、単線である他の金属線とが溶接されてなる溶接金属
   線であって、第一の金属線を構成する複数の金属素線と
   他の金属線とが収束された状態で溶接されていることを
   特徴とする溶接金属線。
9. 【請求項９】 第一の金属線と他の金属線とが撚られ又
   は編まれることによって収束されている請求項８記載の
   溶接金属線。
10. 【請求項１０】 第一の金属線と他の金属線とが接着又
    は融着されることによって収束されている請求項８記載
    の溶接金属線。
11. 【請求項１１】 複数の金属素線よりなる第一の金属線
    と、単線である他の金属線とを収束した後、溶接するこ
    とを特徴とする溶接金属線の製造方法。
12. 【請求項１２】 第一の金属線と他の金属線との収束
    が、撚り加工又は編み加工によりなされている請求項１
    １記載の溶接金属線の製造方法。
13. 【請求項１３】撚り加工された第一の金属線又は他の金
    属線を、収束された金属線の中心軸線に対して投影した
    場合の交差角度が５°以上であることを特徴とする請求
    項１２記載の溶接金属線の製造方法。
14. 【請求項１４】 第一の金属線と他の金属線との収束
    が、超音波振動、アーク、レーザ、電子ビーム、電気抵
    抗発熱、圧着、加熱溶融のうちから選択された一の方法
    によりなされることを特徴とする請求項１１記載の溶接
    金属線の製造方法。