JP2011255414A - Joining structure of wiring material - Google Patents
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Description
本発明は、凸部を介して接合面を抵抗溶接する配索材の接合構造に関する。 The present invention relates to a connecting structure for a wiring material in which a joint surface is resistance-welded via a convex portion.
例えば自動車の電気配線では、配索材であるFFC(Flexible Flat Cable)と相手側コネクタとの接続が必要になることがある。この場合、図3に示すように、FFC500の絶縁体(不図示)を皮むきして形成した開口部に平角導体501を表出させ、この表出させた平角導体501にコネクタ端子503を抵抗溶接によって接続する。抵抗溶接による接続は、通電開始時における被溶接物の初期抵抗値の管理が重要となる。特に、固有抵抗の小さい平角導体(銅)とコネクタ端子(銅)を溶接する場合では、コネクタ端子503に凸部であるインデント505を付加し(例えば特許文献1の図7参照)、初期の抵抗値を大きく(接触面積を小さく)し、発熱性を向上させる必要がある。
For example, in the electrical wiring of an automobile, it may be necessary to connect an FFC (Flexible Flat Cable), which is a wiring material, and a mating connector. In this case, as shown in FIG. 3, a
しかしながら、初期抵抗値は、図4に示すように、コネクタ端子503に形成したインデント505の半径(R)により決定されるため、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、溶接面積Nを大きくすることは困難であった。すなわち、初期抵抗値を確保すれば溶接面積Nが小さくなり、溶接面積Nを大きくすれば初期抵抗値が小さくなった(発熱性が低下した)。
However, since the initial resistance value is determined by the radius (R) of the
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、大きな溶接面積が得られる配索材の接合構造を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said condition, The objective is to provide the joining structure of the wiring material which can obtain a big welding area, after ensuring the initial stage resistance value required for welding.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 第一接合導体の平坦な接合面に、第二接合導体の接合面を該接合面に形成した凸部を介して抵抗溶接する配索材の接合構造であって、前記凸部は、裾となる一段目凸部が溶接面積を確保する半径に設定され、中央の頂となる二段目凸部が前記一段目凸部よりも小さな半径に設定されかつ前記一段目凸部の仮想輪郭線より内側で突出してなり、前記二段目凸部が前記第一接合導体の平坦な接合面に接して溶融した溶融物が、前記平坦な接合面、前記一段目凸部、及び前記二段目凸部の残部に包囲される空隙に充填されることを特徴とする配索材の接合構造。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A connecting structure of a routing material that is resistance-welded to a flat joint surface of a first joint conductor via a convex portion formed on the joint surface of the second joint conductor, wherein the convex portion , The first step convex portion serving as the skirt is set to a radius that secures a welding area, the second step convex portion serving as the center apex is set to a radius smaller than the first step convex portion, and the virtual of the first step convex portion A melt that protrudes inward from the contour line, and the second-stage convex portion is in contact with the flat joint surface of the first joint conductor, melts into the flat joint surface, the first-stage convex portion, and the second A connecting structure for routing members, which is filled in a gap surrounded by the remainder of the stepped convex portion.
この配索材の接合構造によれば、インデントとなる凸部形状が、一段目凸部の先端に、二段目凸部が突出した状態に形成される。二段目凸部が形成される一段目凸部の先端面は、裾広がりの緩やかな平面、又は水平面(接合中心軸に直交する面)となる。二段目凸部は小さな半径であることから溶融時の接触面積が小さく、抵抗値が高く発熱性が良好となる。これにより、溶接に必要な初期抵抗値の確保が可能となる。先端から徐々に溶融した二段目凸部の溶融物は、二段目凸部の周囲(すなわち、一段目凸部の先端面)に流れ込み、第一接合導体の平坦な接合面、一段目凸部の先端面、及び二段目凸部の残部に包囲される空隙に充填される。この充填完了と同時に、第一接合導体と第二接合導体は、溶融後の二段目凸部先端面と、溶融物を介する接触面との総和(大きな溶接面積)で接合される。また、本来、空隙に相当する体積を溶融するのに必要であったエネルギーは、溶融物の流入によって不要となる。同時に凸部全体の変形量も少なくて済むことになる。 According to the connecting structure of the routing member, the convex shape that is indented is formed in a state where the second-stage convex portion protrudes from the tip of the first-stage convex portion. The front end surface of the first-stage convex part where the second-stage convex part is formed is a flat surface with a flared skirt or a horizontal plane (a surface orthogonal to the joining center axis). Since the second-stage convex portion has a small radius, the contact area at the time of melting is small, the resistance value is high, and the heat generation is good. This makes it possible to secure an initial resistance value necessary for welding. The melt of the second stage convex part gradually melted from the tip flows into the periphery of the second stage convex part (that is, the tip surface of the first stage convex part), the flat joint surface of the first joint conductor, the first stage convex part The space surrounded by the tip surface of the part and the remaining part of the second-stage convex part is filled. Simultaneously with the completion of the filling, the first joining conductor and the second joining conductor are joined together with the sum (large welding area) of the tip end surface of the second-stage convex portion after melting and the contact surface through the melt. In addition, the energy that was originally required to melt the volume corresponding to the voids becomes unnecessary due to the inflow of the melt. At the same time, the deformation amount of the entire convex portion can be reduced.
(2) (1)の配索材の接合構造であって、前記一段目凸部及び前記二段目凸部が、前記二段目凸部の接合中心軸の上に中心が位置する球面の一部分を有して形成されていることを特徴とする配索材の接合構造。 (2) The wiring structure joining structure according to (1), wherein the first step convex portion and the second step convex portion are spherical surfaces whose centers are located on the joint central axis of the second step convex portion. A connecting structure of wiring members, characterized in that the wiring member is formed to have a part.
この配索材の接合構造によれば、一段目凸部と二段目凸部が同心円状となり、溶融物が二段目凸部の周囲に環状となって充填される。これにより、溶融物が表面張力等によって拘束されて、流動変形が少なく、安定的な溶接が可能となる。 According to the connecting structure of the routing material, the first-stage convex portion and the second-stage convex portion are concentric, and the melt is filled in an annular shape around the second-stage convex portion. As a result, the melt is restrained by surface tension or the like, and there is little flow deformation, and stable welding is possible.
本発明に係る配索材の接合構造によれば、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、大きな溶接面積を得ることができる。 According to the joining structure of the routing material according to the present invention, it is possible to obtain a large welding area while securing an initial resistance value necessary for welding.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る配索材の接合構造の要部拡大断面図である。
本実施の形態に係る配索材の接合構造は、例えば自動車の電気配線として用いられる配索材(FFC)と相手側コネクタのコネクタ端子との接続に好適に用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a connecting structure for wiring members according to the present invention.
The connecting structure of the routing material according to the present embodiment is suitably used for connecting, for example, a routing material (FFC) used as an electrical wiring of an automobile and a connector terminal of a mating connector.
FFCの平角導体である第一接合導体11は、接合面13(13a)が平坦となる。一方、コネクタ端子である第二接合導体15の接合面13(13b)には、凸部17が形成されている。配索材19の接合構造では、第一接合導体11の平坦な接合面13aに、第二接合導体15の接合面13bをこの接合面13bに形成した凸部17を介して抵抗溶接する。
As for the
抵抗溶接は、母材である第一接合導体11と第二接合導体15に電流を流しジュール熱を発生させ、それと同時に加圧することによって母材同士を接合する。鉄同士の溶接やアルミ同士の溶接では、通常、接合面に溶融物(ナゲット)が形成される。ナゲットは、接合部に生じる最大溶融部分であり、接合中心軸37を中心に碁石状の形状を呈する。ナゲットの周囲は、高温域で金属組織的に変質して圧接された部分(コロナボンド)となる。このコロナボンドは、溶融はしていない。銅同士の接合の場合は、溶融開始直前の結合が行われ、所謂拡散というかたちで接合される。本実施の形態では、この拡散接合においても、溶融状態まで温度を上げた接合とする。本明細書中の接合は、これらナゲット、拡散、コロナボンドの任意が組み合わされる接合であって良い。なお、拡散接合は固相接合であり、各種の拡散接合装置を用いて行われ、通電等により、接合界面の温度を接合対象母材の融点以下で、しかも原子の拡散が活発になる温度域にて行われる。
In resistance welding, current is passed through the first joining
凸部17は、裾21となる一段目凸部23が、溶接面積を確保する半径R1に設定されている。また、凸部17は、中央の頂25となる二段目凸部27が、一段目凸部23よりも小さな半径R2に設定され、かつ一段目凸部23の仮想輪郭線29より内側で突出してなる。仮想輪郭線29とは、二段目凸部27が形成されない場合の一段目凸部23の輪郭線である。実際には二段目凸部27が形成され、その部分には一段目凸部23が形成されないため、実物の輪郭を表すものではない。
As for the
仮想輪郭線29の内側には、この仮想輪郭線29、一段目凸部23、及び二段目凸部27に包囲される空間部41が形成される。この空間部41は、一段目凸部23に二段目凸部27が形成されることにより生じる欠切空間となる。
Inside the
本実施の形態において、一段目凸部23及び二段目凸部27は、二段目凸部27の接合中心軸37の上に中心P1,P2が位置する球面39(39a,39b)の一部分を有して形成されている。これらの一段目凸部23及び二段目凸部27は、第二接合導体15に対するプレス成形によって設けることができる。例えば凸部17の相似形状としたダイス(図示せず)を凸部17の突出面15a側に配置し、凸部17の突出面と反対側の面15bからポンチ(図示せず)で押圧することにより凸部17の形状に突き出し成形することができる。
In the present embodiment, the first-stage convex
次に、上記した配索材の接合構造の作用を説明する。
図2(a)は溶接前の要部拡大断面図、(b)は溶接後の要部拡大断面図である。
配索材の接合構造において、凸部17は、一段目凸部23の先端に二段目凸部27が突出した状態に形成されている。二段目凸部27が形成される一段目凸部23の先端面23aは、裾広がりの緩やかな平面、又は水平面(接合中心軸37に直交する面)となる。
Next, the effect | action of the joining structure of an above-described wiring material is demonstrated.
FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of a main part before welding, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the main part after welding.
In the connecting structure of the routing members, the
二段目凸部27は一段目凸部23より小さな半径であることから図2(a)に示すように、溶融時の接触面積が一段目凸部23より小さく、抵抗値が一段目凸部23より高く発熱性が良好となる。これにより、溶接に必要な初期抵抗値の確保が可能となる。第一接合導体11と第二接合導体15には、それぞれ不図示の電極が接続される。すなわち、接合する材料を挟んで電極が対向配置されるダイレクト溶接となる。
Since the second-stage
第一接合導体11と第二接合導体15は、圧力が加えられながら電極間に大電流を短時間通電させ、第一接合導体11の接合面13aに、第二接合導体15の凸部17を加圧接触させる。これにより、凸部17は、二段目凸部27の先端が溶融する。図2(b)に記すように、二段目凸部27が第一接合導体11の平坦な接合面13aに接して溶融した溶融物31は、平坦な接合面13a、一段目凸部23、及び二段目凸部27の残部33に包囲される空隙35に充填される。
The
本実施の形態では、一段目凸部23及び二段目凸部27の外周が球面であるので、先端から徐々に溶融した二段目凸部27の溶融物31は、二段目凸部27の周囲(すなわち、一段目凸部23の先端面23a)に流れ込む。流れ込んだ溶融物31は、第一接合導体11の平坦な接合面13a、一段目凸部23の先端面23a、及び二段目凸部27の残部33に包囲される空隙35に充填される。
In the present embodiment, since the outer periphery of the first-stage
また、溶融物31は、一段目凸部23と二段目凸部27が同心円状となり、二段目凸部27の周囲に環状となって充填される。これにより、溶融物31が表面張力等によって拘束されて、流動変形が少なく、安定的な溶接が可能となっている。なお、この空隙35は、図1に示した空間部41が、二段目凸部27の溶融した分小さくなったものとなる。
The
この充填完了と同時に、第一接合導体11と第二接合導体15は、溶融後の二段目凸部先端面27aと、溶融物31を介する接触面との総和(大きな溶接面積L)で接合される。また、本来、空隙35に相当する体積を溶融するのに必要であったエネルギーは、溶融物31の流入によって不要となる。同時に凸部17全体の変形量も少なくて済むことになり、低い加圧力での溶接が可能となる。
Simultaneously with the completion of the filling, the first joining
したがって、本実施の形態に係る配索材の接合構造によれば、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、大きな溶接面積Lを得ることができる。 Therefore, according to the wiring material joining structure according to the present embodiment, it is possible to obtain a large welding area L while securing an initial resistance value necessary for welding.
11 第一接合導体
13a,13b 接合面
15 第二接合導体
17 凸部
19 配索材
21 裾
23 一段目凸部
25 頂
27 二段目凸部
29 仮想輪郭線
31 溶融物
33 残部
35 空隙
37 接合中心軸
39a,39b 球面
11
Claims (2)
前記凸部は、裾となる一段目凸部が溶接面積を確保する半径に設定され、中央の頂となる二段目凸部が前記一段目凸部よりも小さな半径に設定されかつ前記一段目凸部の仮想輪郭線より内側で突出してなり、
前記二段目凸部が前記第一接合導体の平坦な接合面に接して溶融した溶融物が、前記平坦な接合面、前記一段目凸部、及び前記二段目凸部の残部に包囲される空隙に充填されることを特徴とする配索材の接合構造。 It is a connecting structure of a routing material that is resistance-welded to the flat joint surface of the first joint conductor via a convex portion formed on the joint surface of the second joint conductor,
The convex portion is set to have a radius at which the first step convex portion serving as a skirt secures a welding area, the second step convex portion serving as a central apex is set to a radius smaller than the first step convex portion, and the first step convex portion. It protrudes inside the virtual contour line of the convex part,
The melt obtained by melting the second-stage convex portion in contact with the flat joint surface of the first joint conductor is surrounded by the flat joint surface, the first-stage convex portion, and the remainder of the second-stage convex portion. A wiring material joining structure characterized by being filled in a gap.
前記一段目凸部及び前記二段目凸部が、前記二段目凸部の接合中心軸の上に中心が位置する球面の一部分を有して形成されていることを特徴とする配索材の接合構造。 It is a junction structure of wiring materials according to claim 1,
The routing material, wherein the first-stage convex part and the second-stage convex part have a part of a spherical surface whose center is located on the joint central axis of the second-stage convex part. Bonding structure.
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