JP2006252906A

JP2006252906A - 溶接端子

Info

Publication number: JP2006252906A
Application number: JP2005066824A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Funamizu; 大輔船水
Original assignee: FCI Asia Technologies Pte Ltd
Current assignee: Amphenol FCI Connectors Singapore Pte Ltd
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】電線を接続するスリーブと溶接端子本体とを着脱可能にし、導電線がテルミット溶接時に生じる熱の影響を受けず、導電部材または電線の強度を低下させない溶接端子、及び、電線の破断や破損等の修復にも容易に対応することができる溶接端子の提供。
【解決手段】本発明にかかる溶接端子１は、母材に溶接される端子本体２であって着脱可能な締結手段を備えた該端子本体２と、電線６を接続可能であって前記締結手段を介して前記端子本体と着脱可能な接続スリーブ４と、を構成要素として含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、母材と導電部材または電線との溶接に用いられ、電気的な接続を確保するための溶接端子に関し、より詳細には、溶接後に母材と導電部材とを着脱可能にした溶接端子に関するものである。

本発明による溶接端子を用いる例として、鉄道用レールとボンド線とを接続するためにテルミット溶接を行う場合が挙げられる。テルミット溶接は溶接部の接合強度が高く、高度な技能を必要とせずに所期の溶接性能を確保することができることから近年盛んに使用されるようになっている。

テルミット溶接とは、母材の表面近傍でアルミニウムと酸化銅（又は酸化鉄）の混合粉に点火して、その化学反応によって生じた熱により、銅（又は鉄）と母材の一部を溶融させて溶着を行うものである。

テルミット溶接の工程は、導電部材あるいは電線を溶接端子に固定し、溶接端子をテルミット溶接装置の所定の位置に配置し、これらを溶接箇所に位置付けた後に前記混合粉に点火して溶接を行うことからなる。

図５に従来のテルミット溶接端子の一例を示す。図５の溶接端子は、スリーブ部１４と端子本体部１１とを具備している。スリーブ部１４は、導電部材または電線１６を内部に挿入した状態で外部から圧着等による押圧塑性変形を加える（図５（ｂ）符号１８参照）ことによって導電部材または電線１６を圧接保持する機能を有する。端子本体部１１は、スリーブ部１４の少なくとも一部を覆っており、テルミット溶接時に溶着金属と共に母材（図示せず）に固着される。

特開２００５−０１４００８号

上記の手順でテルミット溶接を行った場合、テルミット溶接後における導電線とスリーブ部との圧接部は、テルミット溶接の溶着金属内に位置する場合もあるし（図５（ａ）を溶接した場合）、溶着金属の外部に位置する場合もある（図５（ｂ）を溶接した場合）。しかし、いずれの場合も端子本体部からテルミット溶接時の高温の熱が伝導し、スリーブ部と導電部材または電線との圧接部でも熱影響を受ける可能性がある。このため、導電部材または電線の圧接部において熱変形等が生じ、圧接部において導電部材または電線に亀裂または断線が発生する原因となりかねず、母材と電線との電気的な接続の安定性の面で影響を無視できない。

また、何らかの外力の影響を受けて導電部材または電線が切断された場合を考慮すると、修復作業にはテルミット溶接の溶着部分を全て除去してから再度テルミット溶接をやり直すという手間を要する。

本発明は、電線を接続するスリーブと溶接端子本体とを着脱可能にすることによって、導電線がテルミット溶接時に生じる熱の影響を受けず、導電部材または電線の強度を低下させない溶接端子の提供を目的とする。
また、電線の破断や破損等の修復にも容易に対応することができる溶接端子の提供を目的とする。

（１）上述の目的を達成するために、本発明に係る溶接端子は、母材に溶接される端子本体であって着脱可能な締結手段を備えた該端子本体と、電線を接続可能であって前記締結手段を介して前記端子本体と着脱可能な接続スリーブとを備える。
（２）また、本発明に係る溶接端子は、前記溶接端子本体を母材に溶接した後にも、前記接続スリーブを母材から着脱できることが好ましい。
（３）前記電線と前記接続スリーブとは、接続スリーブを塑性変形させることによって固着できることが好ましい。
（４）前記締結手段と前記接続スリーブとは螺合可能であることが好ましい。
（５）端子本体はアルミニウム青銅からなり、接続スリーブは純銅、クロム銅または鉄の何れかの材質からなることが好ましい。
（６）本発明に係る溶接端子は、テルミット溶接に用いられることが好ましい。

（１）請求項１に係る発明は、端子本体と接続スリーブとを締結手段を介して着脱可能であるので、溶接端子のみをテルミット溶接により母材に溶着する工程と、導電部材または電線とスリーブ部とを、例えば、圧着によって接続する工程とを個別の工程として取り扱い可能となる。
（２）請求項２に係る発明は、溶接した後にも前記接続スリーブを母材から着脱できるので、従来のようにテルミット溶接時に生じる熱が導電部材または電線に影響を与えず、導電部材または電線の強度の低下を防止できる。
（３）請求項３に係る発明は、接続スリーブを塑性変形させることによって導電部材または電線と固着することができるので、接続スリーブが導電部材または電線を把持した状態で常に接続スリーブと導電部材または電線との電気的な接続を維持できる。
（４）請求項４に係る発明は、前記締結手段と前記スリーブとは螺合可能であるので、何らかの外力を受けて導電部材または電線に亀裂や切断等の障害が認められた場合に、スリーブと端子本体との螺合を解除することによってスリーブと導電部材または電線とを離脱し、導電部材または電線を固着した接続スリーブを新たに取付け直すことができる。
（５）請求項５に係る発明は、端子本体がアルミニウム青銅からなり、接続スリーブが純銅、クロム銅、鉄の何れかの材質からなるので、スリーブは導電部材または電線との良好な電気的特性を維持しつつ、溶接端子本体は溶着部内でスリーブを補強することができ、強度の高い溶接端子を提供できる。
（６）請求項６に係る発明は、テルミット溶接に用いられるので、通常着脱不能な母材と導電部材または電線との電気的接続が着脱可能になる。

本発明の好ましい実施形態について実施例を挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図において同じ要素には同じ符号を用い、適宜その説明を省略する場合がある。

図１は、例えば、テルミット溶接等に用いる場合の、本発明による溶接端子の各要素を示した分解斜視図である。本発明による溶接端子１は、母材に溶接される端子本体２、溶接端子と一体化した円柱部３、中空の接続スリーブ４及び締結手段８から構成されている。端子本体２には、その内部を貫通するように円柱部３が一体化して設けられており、端子本体２と円柱部３とは別部材で構成されている。しかし、端子本体２と円柱部３は同一部材で一体化されていてもよい。端子本体２は、例えば、溶接端子の強度を確保するためにアルミニウム青銅からなり、円柱部３は、例えば、純銅、クロム銅または鉄からなる。円柱部３の一端側には、ネジ切り５が施されている。中空の接続スリーブ４は、例えば、純銅、クロム銅または鉄からなり、中空内部に導電部材または電線６を収容することができる。また、中空の接続スリーブ４の一端側には、前記円柱部３のネジ切り５と螺合可能なネジ切り７が設けられており、ネジ切り５とネジ切り７との間には、ネジ構造による着脱可能な締結手段８が構成されている。円柱部３と接続スリーブ４は、同一材質であることが好ましいが、双方の螺合接続時に良好な導電率を維持できるような材質を選択することもできる。円柱部３の他端は、テルミット溶接時に溶着金属内に収容され、溶着金属を介して母材との電気的な接触面を形成する。

図２はテルミット溶接によって端子本体２を溶接し、電線６を固着した接続スリーブ４を、締結手段８を介して端子本体２と締結した状態を示す斜視図である。

テルミット溶接を行う手順を以下に示す。第１の工程として、円柱部３と一体化した溶接端子２をテルミット溶接装置（図示せず）内の坩堝内に配置し、坩堝内の開口部と母材表面との密封部を形成する。その際、円柱部３の締結手段８（ネジ切り５）は、坩堝の外部に配置されるように位置決めする必要がある。第２の工程として、テルミット溶接装置内の溶材に点火して坩堝内に溶融金属を導いて母材表面に溶着部９を形成する。テルミット溶接の完了図を図３に示す。

次いで、導電部材または電線６と接続スリーブ４とを接続する第３の工程について説明する。中空の接続スリーブ４の内部に導電部材または電線６を挿入し、接続スリーブ４の中空内部面と電線６の表面とを密着した状態で圧着工具等を用いて、例えば、図４に示すように、中空スリーブ４の外郭を六角柱状に塑性変形させる。この際、スリーブ４のネジ切り７は圧着されずに円柱部のネジ切り５と螺合締結できるように原形を維持している。ここで、上記では中空スリーブ４を六角柱状に塑性変形しているが、導電部材または電線６と接続スリーブ４とが、接続スリーブ４とその内部の電線とを同時に塑性変形させることによって、例えば、接続スリーブ４の表面の一部を押圧して凹部を形成するようにして固着することもできる。

さらに、第４の工程として、導電部材または電線６を固着した接続スリーブ４と前記円柱部３とを螺合させて締結する。第４の工程の完了図を図２に示す。このようにして導電部材または電線６と母材とが電気的に接続される。
以上のように、端子本体２を母材に溶接した後にも、前記接続スリーブ４を母材に溶着した端子本体２から着脱できるので、電気的に母材から着脱されることとなる。

長期間の使用や何らかの外力によって導電部材または電線６が疲労し、破損または断線が確認された場合には、螺合締結された接続スリーブ４を、螺合を解除する方向に回動して端子の円柱部３から接続スリーブ４を取り外し、新たに導電部材または電線６と接続スリーブ４とを固着した後、円柱部３と螺合させて破損または断線した導電部材または電線６の取替え作業を行う。
以上のように、本発明の溶接端子は、締結手段を介して端子本体と接続スリーブを着脱できるので、電線が溶接時に溶融金属からの熱影響をほとんど受けない構造であって、容易に再接続できる構造を有する。

以上、実施例を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、接続スリーブ４と導電部材又は電線６とを固着し、溶接端子の円柱部３と接続スリーブ４とが締結された状態でテルミット溶接を行い、導電部材又は電線６の破損時に上述したように取替え作業を行うことも本発明の範囲に含まれ、その他にも本発明の要旨の範囲で適宜、付加、変形等をなし得るものである。

本発明による溶接端子の構成要素を示した斜視図である。端子本体を母材に固着させて接続スリーブを端子本体に接続した状態図である。テルミット溶接によって端子本体を母材に溶着した状態図である。接続スリーブ４と導電部材または電線６とを圧着した状態図である。従来の溶接端子の斜視図である。

符号の説明

１・・・本発明の溶接端子
２・・・端子本体
３・・・円柱部
４・・・接続スリーブ
５・・・ネジ切り
６・・・導電部材または電線
７・・・ネジ切り
８・・・締結手段
９・・・溶着部

Claims

母材に溶接される端子本体であって着脱可能な締結手段を備えた該端子本体と、
電線を接続可能であって前記締結手段を介して前記端子本体と着脱可能な接続スリーブとを備えた溶接端子。
前記端子本体を母材に溶接した後にも、前記接続スリーブを母材から着脱できる請求項１に記載の溶接端子。
前記電線と前記接続スリーブとは、接続スリーブを塑性変形させることによって固着することができる、前記請求項１又は２に記載の溶接端子。
前記締結手段と前記接続スリーブとは螺合可能である、請求項１ないしい３の何れかに記載の溶接端子。
端子本体はアルミニウム青銅からなり、接続スリーブは純銅、クロム銅、鉄の何れかの材質からなる請求項１ないし４の何れかに記載の溶接端子。
テルミット溶接に用いられる請求項１ないし５の何れかに記載の溶接端子。