JP2004293663A

JP2004293663A - 電気融着継手の端子ピンと、該端子ピンのピン付け用電極

Info

Publication number: JP2004293663A
Application number: JP2003086963A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kishi; 智岸; Hideki Tanaka; 秀樹田中
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】電気融着継手に埋設される電熱線の線端部に端子ピンを抵抗溶接する際に用いる電極において、電極と電熱線や端子ピンとの接触面積を増やして接触か所での発熱を抑制する。
【解決手段】電極１５ａ、１５ｂの端面に、一方の電極１５ａには端子ピンの接続部分１３ａと同じ曲率半径の円弧状の凹溝１６ａを、他方の電極１５ｂには電熱線３ａと同じ曲率半径の円弧状の凹溝１６ｂを形成し、電極１５ａと端子ピンの接続部分１３ａ及び電極１５ｂと電熱線３ａとの接触面積を増加させる。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電気融着継手に埋設される電熱線の線端部にピン付けされた端子ピンと、端子ピンを電熱線の線端部にピン付けする際に用いる電極に関する。
【０００２】
【従来技術】
電気融着継手の製法として、金属製のコアに被覆電熱線を捲付けたのち、被覆電熱線の始端部と終端部を切断し、切断端から一定長さにわたり電熱線を剥き出しにしてから端子ピンをピン付けしたのち、金型にセットし、射出成形する方法、樹脂製のスリーブに裸の電熱線を一定ピッチで捲付けたのち線材の始端部と終端部を切断し、各切断端に端子ピンをピン付けしてから金型にセットして射出成形する方法が知られ、端子ピンをピン付けする方法としては、図１に示すように、端子ピン１の線材との接続部分１ａに形成した挿入孔２に被覆電熱線３の線端部を一定長さにわたり剥き出しにした電熱線３ａ端を差込み、矢印方向にかしめ付けして固定する方法、図２に示すように電熱線３ａと端子ピン６とを点接触状態で接触させ、被覆電熱線３の電熱線３ａと端子ピン６の一部を面取りして、電極７ａ、７ｂと面接触させて抵抗溶接する方法が知られる（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７４３７９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
端子ピンの接続部分に形成される挿入孔に電熱線端を差込んでかしめ付けする方法は、電熱線端の差込み不足など差込み不良があっても、それを確認することができないのに対し、電熱線と端子ピンの接続部分を抵抗溶接する方法は、電極を含め接触状態を確認することができるが、端子ピンの接続部分と電熱線は点接触状態で溶接されるため、溶接か所の強度不足を生じがちで、端子ピンを金型に組み付ける作業を行う際などで、端子ピンの接続部分が溶接か所で電熱線より外れるおそれがある。
【０００５】
また抵抗溶接時、電極と電熱線間及び電極と端子ピン間の接触か所で発熱することにより、電極の端面が熱変形したり、溶接ちりが付着し、ときには電極と電熱線や端子ピンと溶接してしまう等の問題があり、この問題に対処するため電熱線や端子ピンの接続部分の一部を面取りするのは、電熱線や端子ピンの接続部分に面取り加工する必要があること、面取り加工しても、面取り加工した箇所を電極と確実に接触させるのは困難であり、ロボットを用いて自動生産する場合には、電熱線や端子ピンの面取りしていない部分が電極と当たり、点接触状態で電極と電熱線や端子ピンの接続部分が溶接されるおそれがあった。
【０００６】
本発明の第１の目的は、電熱線に抵抗溶接され、溶接部の強度を上げた端子ピンを提供しようとするものであり、第２の目的は、電熱線や端子ピンの接続部分との接触か所での発熱を抑制することができる電極を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１に係わる発明は、電気融着継手に埋設される電熱線の線端部に抵抗溶接によりピン付けして接続される部分とコントローラのコネクターに接続される部分を備えた端子ピンであって、電熱線の線端部と該線端部に接続される部分とが平行に重ねられて線接触状態で抵抗溶接してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、電熱線の線端部と端子ピンの接続部分が線接触状態で溶接してなることにより、点接触状態で溶接されたものよりも、溶接部分の引張強度が向上する。
【０００９】
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明における電熱線がニッケル系の金属であり、端子ピンがクロムＣｒを９〜２０重量％、残部をニッケルＮｉと鉄Ｆｅとしたニッケル−クロムＮｉ−Ｃｒ鋼で形成されることを特徴とする。
【００１０】
電熱線には一般に通電時の発熱を増すため固有抵抗の大きなニッケル系の金属が使用されることが多く、また端子ピンには機械加工する際の切削性を上げるために黄銅を用いることが多いが、融点はニッケル系金属が約１４００℃であるのに対し、銅系金属は約９００℃で、これらを抵抗溶接するときには、電熱線のニッケル系金属の融点である１４００℃まで昇温させる必要があるが、銅系金属を１４００℃まで昇温すると、銅系金属が脆くなり、溶接部の接合強度が低下することがある。
【００１１】
これに対し、請求項２に係わる発明のように、端子ピンの材質が電熱線のニッケル系金属の融点と同じ融点を持つようにすれば、端子ピンと電熱線の接合性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に係わる発明は、電気融着継手に埋設される電熱線の線端部と端子ピンの接続部分とを抵抗溶接する際に用いる電極であって、断面がＶ溝状、円弧状等の凹溝を形成し、電熱線及び端子ピンと複数か所で線接触することを特徴とする。
【００１３】
本発明の電極によると、電熱線や端子ピンの接続部分を電極の凹溝に係止させるだけで、電熱線や端子ピンの位置ずれを解消し、位置決めを行うことができ、また電熱線や端子ピンの接続部分との接触か所が増加し、接触部分での発熱を抑制することができる。
【００１４】
請求項４に係わる発明は、請求項３に係わる発明において、Ｄ「凹溝の少なくとも一部が電熱線又は端子ピンの接続部分の曲率半径と同一に形成されることを特徴とする。
本発明によると、凹溝の少なくとも一部が電熱線又は端子ピンの接続部分と面接触し、接触面積が増加して発熱を一層抑制することができる。
【００１５】
請求項３及び４に係わる発明の電極は、電熱線の線端部と端子ピンの接続部分を平行に重ねて抵抗溶接する場合はもちろんのこと、電熱線の線端部と端子ピンの接続部分が交差して重ねられる場合にも使用可能である。
なお上記各発明の電熱線は、被覆電熱線を用いることもできるし、裸の電熱線を用いることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に係わる電極１１ａ、１１ｂを示すもので、クロムＣｒを９〜２０重量％含むニッケル・クロム鋼よりなり、各電極１１ａ及び１１ｂにそれぞれ、端面にＶ溝状の凹溝１２ａ、１２ｂが形成され、図４に示すように端子ピン１３の接続部分１３ａと被覆電熱線３の線端部より一定長さ剥き出しにした電熱線３ａを平行に重ねて抵抗溶接するときには、図３に示すように対向する電極１１ａ、１１ｂを接近させて凹溝１２ａ、１２ｂで端子ピン１３の接続部分１３ａと電熱線３ａを嵌合係止し、それぞれ二点ａ、ｂ及びｃ、ｄで線接触した状態で圧着して抵抗溶接を行う。
【００１７】
図５に示すように、剥き出しにした電熱線３ａを屈折させて端子ピン１３の接続部分１３ａに交差して重ねて抵抗溶接する場合には、電熱線３ａに嵌合係止する電極１１ｂの凹溝１２ｂの向きが電熱線３ａの向きと一致するように電極１２ｂを回動して抵抗溶接を行う。
【００１８】
図６は、電極の別の例を示すもので、上記電極１１ａ、１１ｂと同じ材質で、対向する一方の電極１５ａの端面には端子ピン１３の接続部分１３ａと同じ曲率半径の円弧状をなす凹溝１６ａが、他方の電極１５ｂの端面には電熱線１４と同じ曲率半径の円弧状をなす凹溝１６ｂが形成され、それぞれ図示するように、凹溝１６ａで端子ピン１３の接続部分１３ａと、凹溝１６ｂで電熱線３ａと面接触するようになっている。
上記実施形態では、被覆電熱線を用いているが、別の実施形態では裸の電熱線が用いられる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
電極に６ｍｍφの円柱の端面中央に深さ１ｍｍのＶ溝状の凹溝を形成したタングステン製の電極を用い、ＳＵＳ３０３よりなる端子ピンの円柱状の接続部分（２ｍｍφ）と、ＪＩＳＣ２５２０で規定するニッケルクロム系合金ＮＣＨＷ２よりなり、被覆電熱線の線端部より剥き出しにした電熱線（１．５ｍｍφ）を平行に重ねて、電極の各凹溝に端子ピンの接続部分と電熱線をそれぞれ嵌合係止させて加圧力２０ｋｇｆ、電流０．６５ＫＡ、通電時間０．２７秒で抵抗溶接を行った。溶接後、引張試験を行ったところ、引張強度は１００ｋｇｆであった。
【００２０】
実施例２
実施例１において用いる対向する電極のうち、一方の電極端面には深さ１ｍｍの半円溝を、他方の電極端面には深さ０．７５ｍｍの半円溝を形成し、実施例１と同じ端子ピンの接続部分と電熱線とを平行に重ねて加圧力２０ｋｇｆ、電流０．６６ＫＡ、通電時間０．２７秒で抵抗溶接を行った。このときの引張強度は１００ｋｇｆであった。
【００２１】
比較例１
実施例１において用いる対向する電極の端面をそれぞれ平面にし、また端子ピンの接続部分と電熱線を４５°の角度で交差させて加圧力２０ｋｇｆ、電流０．６５ＫＡ、通電時間０．２７秒で抵抗溶接を行った。このときの引張強度は６０ｋｇｆであった。
【００２２】
比較例２
比較例１で用いた電極を用い、実施例１の端子ピンをニッケル製として、その接続部分に１．４５ｍｍφの電熱線を４５°の角度で交差させて加圧し、加圧力２０ｋｇｆ、電流１．０ＫＡ、通電時間０．２７秒で抵抗溶接を行った。このときの引張強度は、３０ｋｇｆであった。
【００２３】
比較例３
比較例１で用いた電極を用い、実施例１の端子ピンを黄銅製として、その接続部分に１．４５ｍｍφの電熱線を４５°の角度で交差させて加圧力２０ｋｇｆ、電流１．１５ＫＡ、通電時間０．２７秒で抵抗溶接を行った。このときの引張強度は５ｋｇｆであった。
以上の結果を以下の表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係わる発明によると、端子ピンの接続部分を電熱線と平行に重ねて抵抗溶接したことにより接続部分の引張強度が向上する。
請求項２に係わる発明によると、端子ピンと電熱線を同程度の融点を有する材質としたことにより、端子ピンと電熱線の接合性を向上させて接合力を高め、接合の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
請求項３に係わる発明によると、電極の凹溝に電熱線や端子ピンの接合部分を嵌合係止させることによって電熱線や端子ピンの位置ずれを防止し、両者を確実に抵抗溶接することができること、電極と電熱線や端子ピンの接続部分との線接触か所が増加することにより発熱を抑制し、電極と電熱線や端子ピンが溶接されるのを防ぐことができる。
請求項４に係わる発明においては、電極と電熱線や端子ピンが面接触することにより接触面積が増え、発熱をより一層抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】かしめ付けにより電熱線端に端子ピンをピン付けする従来法を示す斜視図。
【図２】抵抗溶接により電熱線端に端子ピンをピン付けする従来法を示す斜視図。
【図３】抵抗溶接で用いる、本発明に係わる電極の要部を示す図。
【図４】端子ピンの接続部分と電熱線の線端部を平行に重ねて抵抗溶接するときを示す斜視図。
【図５】端子ピンの接続部分と電熱線の線端部を交差に抵抗溶接するときを示す斜視図。
【図６】電極の別の例を示す図。
【符号の説明】
１、６、１３・・端子ピン
２・・挿入孔
３・・被覆電熱線
３ａ・・電熱線
７ａ、７ｂ、１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂ・・電極
１６ａ、１６ｂ・・凹溝

Claims

電気融着継手に埋設される電熱線の線端部に抵抗溶接によりピン付けして接続される部分とコントローラのコネクターに接続される部分を備えた端子ピンであって、電熱線の線端部と該線端部に接続される部分とが平行に重ねられて線接触状態で抵抗溶接してなることを特徴とする端子ピン。
電熱線がニッケル系の金属であり、端子ピンがクロムＣｒを９〜２０重量％、残部をニッケルＮｉと鉄Ｆｅとしたニッケル−クロムＮｉ−Ｃｒ鋼で形成されることを特徴とする請求項１記載の端子ピン。
電気融着継手に埋設される電熱線の線端部と端子ピンの接続部分とを抵抗溶接する際に用いる抵抗溶接機において、当該抵抗溶接機の電極の断面がＶ溝状、円弧状等の凹溝を形成し、電熱線及び端子ピンと複数か所で線接触することを特徴とする電極。
前記抵抗溶接機の電極の凹溝の少なくとも一部が電熱線又は端子ピンの接続部分の曲率半径と同一に形成されることを特徴とする請求項３記載の電極。