JP2006236724A - 接合方法及びそれに用いられる電極形状 - Google Patents

Abstract

【課題】
凹電極と凸電極とが圧着端子と接触する面積及び、電極の断面積が異なるために、両電極に発生するジュール熱に差が生じ、凹電極が接触した個所と、凸電極が接触した個所では電線の変形状態および、電線の被覆の解け状態が異なり、安定した電線の接合状態を得ることが困難であり、熱圧着後の圧着端子と電線の間に被覆材が残留し、十分な電気抵抗値が得られなかった。
【解決手段】
対向する電極の形状をカシメ工具でカシメた圧着端子を中央で分割し、一方だけを複写して反転し回転対称に配置した形状を合わせたことを特徴とする。一対の電極において、両電極が圧着端子と接触する形状を同一にするために、同一形状の電極で加熱圧着する方式とした。
【選択図】図１

Description

本発明は圧着端子を加熱圧着して電線と接合する接合方法及びそれに用いられる電極形状にかかり、特に熱カシメ電極の形状およびカシメ方法に関する。

従来は、例えば、特開平０７−２５６４６４号公報に記載されているように、対向する電極の一方を凹形状とし、他方を凸形状とし圧着端子を加熱圧着して変形させ、電線と接合することが一般的であった。また、凹電極が圧着端子と接触する面積を大きくし、凸電極が圧着端子と接触する面積を小さくするものであった。

また、特開２００２−１３４２４６号公報には、電線の表面を絶縁皮膜で被覆された複数の皮膜線を結束して、その結束した前記皮膜線を接続端子に挿入し、その挿入して形成された重ね接合部を正負一対の電極で挟みつけて加圧・通電して加熱し、被接合部の絶縁皮膜を溶融除去して前記皮膜線と前記端子とを結合する方法が記載されている。

特開平０７−２５６４６４号公報 特開２００２−１３４２４６号公報

従来の加熱圧着方法では、凹電極と凸電極が圧着端子とが接触する面積、又は、両電極の断面積が異なるために、電極に発生するジュール熱に差が生じる。これは、凹電極が接触した個所と、凸電極が接触した個所では電線の変形の程度が異なり、また、電線の被覆の溶け状態が異なることになり、安定した電線の接合状態を得ることが困難であった。

接合には５００〜６００℃程度の温度に加熱することが望ましいが、従来では、凹電極が接した個所と凸電極が接した個所では、２００〜３００℃以上の温度差が生じ、接合温度条件の余裕率が少なかった。従って、圧着端子に接触する電極の形状は圧着端子に対して対称であることが望ましい。

しかし、平らな電極形状で圧着端子を加熱圧着すると、潰された圧着端子の両端部分は電極と接触していない方向に押し出されるので、押し潰す方向に荷重が加わらない。従って、電極を十分に変形できず、電線も押し潰されず、被覆材が圧着端子の外部に押し出されない状態が発生する。このため、熱圧着後の圧着端子と電線の間に被覆材が残留し、十分な電気抵抗値が得られない状態が発生した。具体的には、特許文献２における平らな電極を用いた加熱圧着方法では、電極と接していない個所は、圧着端子に圧力が加わらず、内部の電線の被覆材が圧着端子の外部に溶け出さず、十分な電気抵抗値が得られないという課題がある。更に、圧着端子を潰す工程に大きな荷重を要する課題がある。

本発明は、上記の課題を解決するために、従来の工具でも用いることができ、潰された圧着端子の加圧圧着形状と同等の形状が得られる電極の接合方法及びそれに用いられる電極形状を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、圧着端子に接触する電極の形状を圧着端子に対して対称であり、対向する電極の形状をカシメ工具でカシメられた圧着端子を中央で分割し、一方だけを複写して反転し回転対称に配置して合わせる方法であることを特徴とする。

また、圧着端子に対して対象の形状で、カシメられた圧着端子の中央から分割された形状の一方と同じ形状を反転して回転対象に合わせた形状を有する加熱圧着用電極であることを特徴とする。

本発明によれば、電極で圧着端子を対向する方向から挟み込むことによって、両電極を均等な温度に加熱し、圧着端子を変形させ圧着を行うことができる。

これにより、圧着端子内部の電線が均等に加熱圧着され、安定した接合状態を得ることができる。

図１から図４に本発明の実施例を示す。

図１は、電極平面と圧着端子断面図であり、この図において、１は圧着工具の電極(＋)であり、電極の先端部の形状は加圧面２となっている。３は前記圧着工具の電極１と相似形状の電極（−）で、その電極の先端部が弧状の加圧面４となっている。

図２は、熱圧着装置の正面図であり、この図において、５および６は一対の電極１および３を把持する溝７（８）（図３を参照）を設けたブラケットである。

図３は、熱圧着装置の電極取り付け部を示す図であり、この図において、９（１０）は電極１（３）を把持する溝７（８）の終端部分である。１３（１４）は電極１（３）をブラケット５（６）に固定するアームである。アーム１３（１４）は支点１５（１６）を基準にして矢印Ｂ方向に回動可能であり、ブラケット５（６）の突起部分１７（１８）に取り付けられている。ブラケット５（６）のアーム１３（１４）の保持はネジ穴１９(２０)を貫通するネジ２１（２２）の締め付けにより行われる。

また、ブラケット５（６）の他の側面２３（２４）には、電源２５から電流を供給するためのケーブル２６（２７）がネジ等によって接続され、スイッチ３２を介して、電流が供給される構造となっている。

また、一方のブラケット５の上面は絶縁用ブロック３３を介して、スライドガイド３５に取り付けられ、更に、スライドガイド３５は装置筐体３７の天井３８に取り付けられている。

ブラケット６の上面は絶縁用ブロック３４を介して、スペーサ３６に取り付けられ、更に、スペーサ３６は装置筐体３７の天井３８に取り付けられている。

ブラケット５の後端面はジョイント３９を介して、空圧シリンダ４０の先端のシャフト４１に取り付けられ、矢印Ａ方向に摺動可能な状態で取り付けられている。そして空圧シリンダ４０の後端はシリンダ取り付けブラケット４２を介して装置筐体３７の天井３８に取り付けられている。

４３はワークであり、複数の電線４５が各々圧着端子４４に挿入された状態で作業者によって装置筐体３７内のワーク４３の位置決め台４６に載置されている。

以上の構成において、図２，図３の如く電極１および３をブラケット５および６の溝７および８内の所定位置にセットし、電極１および３の終端部分９および１０と接触した状態で、ネジ２１，２２を締め付けることによって、アーム１３，１４が支点１５，１６を介して回動し、電極１，３が固定される。

操作スイッチ４７（図示せず）を作業者が操作することによって、シーケンサ４８（図示せず），ソレノイドバルブ４９（図示せず）、を介して、空圧シリンダ４０のシャフト４１の先端が矢印Ａ方向に摺動する。

これによってスライドガイド３５および、絶縁用ブロック３３を介してブラケット５が摺動し、電極１の先端部２が圧着端子４４を電極３の先端部４との間で挟む。

この状態で、更にシーケンサ４８および、スイッチ３２，ケーブル２６，２７を介して、電源２５から電流が流れジュール熱が発生し、圧着端子４４が発熱する。

これにより、圧着端子４４が軟化し、電極１，３の先端の形状である加工面２，４に倣って変形し、圧着端子４４の熱圧着が完了する。以上の動作を圧着端子４４の数だけ繰返し行うことによって、ワーク４３の圧着端子４４接続作業が完了する。

図４にこのようにして加熱圧着された圧着端子と電線の接合状態を示す。４４は圧着端子、４５は電線、５１は圧着端子の潰れ部、５２は圧着端子の取り付け穴部である。

図５から図６は圧着工具によるカシメを示す。４４は圧着端子、４５は電線、６０は圧着工具の凸部、６１は圧着工具の凹部である。図５は、圧着工具によって圧着端子を加圧する前の電極の平面と圧着端子の断面状態である。圧着前の圧着工具と圧着端子及び電線とを示す。図６は、圧着工具によって圧着端子を加圧した後の電極の平面と圧着端子の断面状態である。電線と圧着端子とを圧着工具６０及び６１で圧着した状態を示す。

図７から図１７は本発明の他の実施例である。

図７は、圧着工具の電極１および３が曲面を持っている場合で、圧着端子を傾けて加圧する前の電極と端子の状態である。図８は、圧着端子を傾けて加圧した後の電極１，３と圧着端子４４の断面である。ここで、５０は圧着端子４４のロー付け部である。

図９は、加圧する圧着工具の電極１及び３に段差を有する場合の実施例であり、加圧した後、電極の段差部５３と端子のロー付け部４７が一致した場合の電極と端子の断面である。図１０はこの図９の加圧電極によって圧着した場合を示す図であり、加圧した後、電極の差部と端子のロー付け部が一致しない様に段差をずらした場合の電極と端子の断面である。ここで、５３は電極１および３の段差部であり、５４は突起部である。

図１１及び図１２は、圧着工具の電極１及び３の形状に図７とは異なる複数の曲面を有する場合の実施例である。図１１は、この曲面の曲線部を三次曲線の式ｆ(ｘ)＝ｘ³ で表されるような形状にした電極である。図１２は、三次曲線の式ｆ(ｘ)＝ｘ³−ａｘ で表されるような形状にした電極である。５５は先端の凹部であり、５６は先端の凸部である。

図１３は、本発明における電極形状と圧着端子の切断面を示す他の実施例であり、電極の先端を直線にした構造である。対向する電極形状が圧着端子を加圧する前の状態である。

図１４は、図１３の電極を加圧し、対向する電極形状が圧着端子を加圧した後の状態を示している。

図１５は、図１４の電極の端子を完全に潰した状態を示す。

ここで、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は電極１および３の距離である長さであり、Ｌ１＞Ｌ２＞
Ｌ３の関係がある。また、５７は電極１の圧着端子に接する面であり、５８は電極３の圧着端子に接する面であり、これらは、電極の平らな先端部である。

図１６は、本発明における電極形状と圧着端子の切断面を示す他の実施例であり、電極の先端は、直線構造であり、その断面の両端にＲ加工（面取りや曲面とする加工）を施したものである。ここでは、Ｒ加工部位の曲率半径をＲ２とした場合であり、図１６では、対向する電極形状が圧着端子を加圧した後の状態の側面を示している。Ｒ２は電極１の先端部５９の半径長さである。

図１７は、図１６のその断面自体にＲ加工を施したものである。ここでは、曲率半径をＲ３とした場合であり、図１７では、対向する電極形状が圧着端子を加圧した後の状態の側面である。Ｒ３は、電極１および３の先端部６０，６１の断面の半径長さである。

本発明は、電気的な接続を用いる装置において、端子間の接続における電線や端子との接続を確実に行うことができ、多種多様な産業上の装置に適用が可能である。

電極平面と圧着端子断面図。 熱圧着装置側面図。 電極取り付け部図。 圧着端子斜視図。 圧着工具の平面と圧着前圧着端子断面図。 圧着工具の平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極平面と圧着前圧着端子断面図。 電極平面と圧着後圧着端子断面図。 電極側面と圧着後圧着端子側面図。 電極側面と圧着後圧着端子側面図。 電極側面と圧着後圧着端子側面図。

符号の説明

１…電極＋、２…加圧面又は先端部、３…電極−、４…加圧面、５，６，４２…ブラケット、７，８…溝、９，１０…終端部分、１３，１４…アーム、１５，１６…支点、１７，１８…突起部分、１９，２０…ネジ穴、２１，２２…ネジ、２３，２４…他の側面、
２５…電源、２６，２７…ケーブル、３３，３４…絶縁用ブロック、３５…スライドガイド、３６…スペーサ、３７…装置筐体、３８…天井、３９…ジョイント、４０…空圧シリンダ、４１…シャフト、４３…ワーク、４４…圧着端子、４５…電線、４６…位置決め台、４７…操作スイッチ、４８…シーケンサ、４９…ソレノイドバルブ、５０…圧着端子のロー付け部、５１…圧着端子の潰れ部、５２…圧着端子の取り付け穴部、５３…段差部、５４…突起部、５５…先端凹部、５６…先端凸部、５７…電極１の圧着端子に接する面、５８…電極３の圧着端子に接する面、５９…先端部、６０…圧着工具の凸部、６１…圧着工具の凹部。

Claims (10)

1. 被覆された電線が挿入された圧着端子を一対の電極で挟み、前記電極に電流を流してジュール熱で前記圧着端子を加熱しながら、前記電極を前記圧着端子に押し付け、前記圧着端子を変形させる電極であって、前記電極が前記圧着端子と接触する部位の形状は、対向する一対の電極で同一の形状とすることを特徴とする加熱圧着用電極。
2. 請求項１において、前記対向する電極の形状は、カシメ工具でカシメられる圧着端子の形状を中央で分割し、一方だけを複写して回転対称に配置し、合わせた形状であることを特徴とする加熱圧着用電極。
3. 請求項１および２のいずれか１項において、前記一方の電極の中央部を回転対称の合わせた形状部分に前記電極が押し付ける方向に対して直角方向発生する分力がオフセットの無い電極よりも軽減するようにオフセットを設けることを特徴とする加熱圧着用電極。
4. 請求項１において、前記圧着端子の接合部と前記電極の段差とが重なり合う部位が平面となるように前記電極に凸凹が設けられ、前記端子の接合部分の幅より長い平坦部分を有する電極が接触することを特徴とする加熱圧着用電極。
5. 請求項１において、前記圧着端子を回転対称の同一の凹形状を有する対向する電極で加圧および、熱圧着を行うことを特徴とする加熱圧着用電極。
6. 請求項１において、前記圧着端子を線対称の同一の凹形状を有する対向する電極で加圧および、熱圧着を行うことを特徴とする加熱圧着用電極。
7. 請求項１において、前記圧着端子と接触する部位の両端に突起を設け電極の強度を確保することを特徴とする加熱圧着用電極。
8. 請求項１において、前記電極の先端を平らな形状として、前記電極の厚さ方向にＲ形状を施したことを特徴とする加熱圧着用電極。
9. 被覆された電線が挿入された圧着端子を一対の電極で挟む工程と、
   前記一対の電極に電流を流してジュール熱で前記圧着端子を加熱する工程と、
   前記一対の電極と前記圧着端子とが接触する部位の形状が同一の形状となる前記一対の電極を前記圧着端子に押し付ける工程とを少なくとも有し、
   前記電極によって前記圧着端子を変形させることを特徴とする加熱圧着方法。
10. 請求項９において、前記対向する一対の電極の合わせ目に角度を付けて取り付け、端子の接合部と電極の段差が重なり合わないようにすることを特徴とする加熱圧着方法。

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