JP2012221835A - ヒュージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の平角導線を束ねた状態であっても、各平角導線と端子とを強固に接合することができるヒュージング方法を提供する。
【解決手段】平角導線１の幅広面を側面１２とし、幅狭面の一方を上面１３とし、幅狭面の他方を下面１４としたとき、複数の平角導線１を、各平角導線１の側面１２同士を重ね且つ各平角導線１の下面１４同士を同一平面上に並べて整列させる整列工程と、整列状態の各平角導線１の上面１３の少なくとも絶縁被膜１１を除去して各上面１３同士を同一高さに加工する加工工程と、整列状態の各平角導線１をその上面１３側と下面１４側とから端子２で挟み、端子２を介して各平角導線１に通電しつつ加圧する通電工程とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、絶縁被膜を備えた断面視長方形状の平角導線と端子とを結合するヒュージング方法に関する。

近年、モータのコイル線等に用いられる断面視長方形状の絶縁被膜付き平角導線においては、ヒュージングにより端子を接合することが行われている。ヒュージングは、平角導線を端子で挟んで通電しつつ加圧することにより、抵抗発熱で絶縁被膜を除去して芯線と端子とを溶着させる方法である。

従来、ヒュージングにより単一の前記平角導線と端子とを接合するとき、当該平角導線の一方の幅広面の絶縁被膜を削り取っておき、両幅広面側から端子で挟んで通電加圧する技術が提案されている（下記特許文献１参照）。これによれば、短時間の通電加圧により前記平角導線に端子を接合することができる。

特開２００９−９９８０２号公報

しかし、平角導線の一方の幅広面の絶縁被膜を削り取り、複数の平角導線を束ねて１つの端子に接合する場合には、各平角導線の幅狭面同士を重合させる方向に配列しなければならず、端子との接合部分の形状が大型化する。

そこで、例えば、図５（ａ）に示すように、平角導線１の一方の幅狭面の絶縁被膜１１を削り取って金属面１ａを露出させ、各平角導線１の幅広面同士を重合させる方向に配列することが考えられる。しかし、図５（ｂ）に示すように、各平角導線１の両幅狭面間の寸法に差が生じていると、端子２への接合時に通電による各平角導線１の発熱が不十分となり、この状態で加圧しても、各平角導線１における柔軟な変形が得られない。このため、図５（ｃ）に示すように、電極６，７により加圧通電したとき、絶縁被膜１１が熱により溶けたことで形成される各平角導線１の周囲の隙間により、各平角導線１が傾斜してしまい、端子２との接合強度が低くなる不都合がある。

上記の点に鑑み、本発明は、複数の平角導線を束ねた状態であっても、各平角導線と端子とを強固に接合することができるヒュージング方法を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁被膜を備えた断面視長方形状の平角導線と端子とを結合するヒュージング方法であって、平角導線の幅広面を側面とし、幅狭面の一方を上面とし、幅狭面の他方を下面としたとき、複数の平角導線を、各平角導線の側面同士を重ね且つ各平角導線の下面同士を同一平面上に並べて整列させる整列工程と、整列状態の各平角導線の上面の少なくとも絶縁被膜を除去して各上面同士を同一高さに加工する加工工程と、整列状態の各平角導線をその上面側と下面側とから前記端子で挟み、該端子を介して各平角導線に通電しつつ加圧する通電工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、前記整列工程で各平角導線を整列させた後に前記加工工程を行うことにより、各平角導線の上面の絶縁被膜が除去されるだけでなく各上面同士が同一高さに揃う。これにより、各平角導線をその上面側と下面側とから前記端子で挟み込んだときに、端子と各平角導線の上面（絶縁被膜が除去された面）とを密着させることができる。そして、前記通電工程により、端子を介して各平角導線に通電しつつ加圧するので、当該通電による抵抗加熱と加圧とにより端子と共に各平角導線を十分に変形させることができ、各平角導線と端子との間で高い接合強度を得ることができる。

また、本発明のヒュージング方法においては、前記通電工程に先立ち、各平角導線の下面の絶縁被膜を除去する下面被膜除去工程を備えてもよい。こうすることにより、両方の幅狭面の絶縁被膜が除去された状態で前記通電工程が行われるので、通電による抵抗加熱が確実に得られ、一層強固に接合することができる。

本発明の方法により接合する平角導線と端子とを示す説明的平面図。 本発明の実施形態のヒュージング方法に採用する溶接装置の構成を模式的に示す説明図。 本実施形態のヒュージング方法による各工程を示す説明図。 図３に続く各工程を示す説明図。 従来のヒュージング方法による主要な工程を示す説明図。

本発明の実施形態のヒュージング方法について、図示しないモータから延出されるコイル線である複数の平角導線１に端子２を接合する場合を挙げて説明する。図１に示すように、端子２は、平角導線１が挿通可能な筒状の導線接合部３と、導線接合部３に一体に連設された接続端子部４とを備えている。

本実施形態のヒュージング方法で採用する溶接装置５は、図２に示すように、端子２の導線接合部３に下方から当接する下電極６と、端子２の導線接合部３に上方から当接する上電極７とを備えている。上電極７は、シリンダ等の加圧手段８に設けられ、上電極７と下電極６とで端子２の導線接合部３を挟んで加圧状態とする。上電極７と下電極６とは溶接電源９に接続されて通電される。上電極７と下電極６とに通電する電流及び加圧手段８による加圧力は制御手段１０により制御される。

また、各平角導線１は、図３（ａ）に示すように、断面視長方形状の銅製線材であり、その外表面にはエナメル等の絶縁被膜１１が設けられている。平角導線１は断面視長方形状であることにより、この長方形の一対の長辺側が幅広面とされ、この長方形の一対の短辺側が幅狭面とされる。なお、以下の説明においては、図３（ａ）に示す姿勢で、幅広面を側面１２、上側の幅狭面を上面１３、下側の幅狭面を下面１４と言い、両側面１２に交差する方向を横方向、上面１３及び下面１４に交差する方向を縦方向とする。

次に、本実施形態のヒュージング方法は、先ず、図３（ａ）に示すように、縦姿勢の各平角導線１の側面１２同士を密着させて横方向に整列させる。更に、縦姿勢の各平角導線１の下面１４を平坦な台１５の上に当接させて各平角導線１全ての下面１４が同一レベルとなるように整列させる（整列工程）。

各平角導線１は、製造上の誤差や図示しないモータのコイル形成作業時の変形等の影響により、図３（ａ）に示すように、夫々の平角導線１間で高さ寸法（縦方向の長さ寸法）が異なっている場合がある。

そこで、エンドミル等の切削工具を用いて、図３（ａ）において仮想線Ｐで示す高さとなるように各平角導線１の上面１３側を切削加工する（加工工程）。このとき、高さ寸法が最も低い平角導線１の上面１３については、絶縁被膜１１のみを削り取って金属面を露出させ、この面と同一平面となるように他の平角導線１の上面１３側の金属部分と絶縁被膜１１とを削り取る。これによって、図３（ｂ）に示すように、各平角導線１の全ての上面１３が平坦に揃う。

次いで、上面１３側に切削加工が施された各平角導線１を整列状態を維持して端子２の導線接合部３に挿入する。これにより、各平角導線１は上面１３側と下面１４側から導線接合部３の上壁と底壁とで挟まれた状態となる。

このとき、各平角導線１はそれらの下面１４が同一レベルに揃うと共に上面１３が平坦に揃った状態なので、図３（ｃ）に示すように、各平角導線１と導線接合部３との間には殆ど隙間が生じない。

続いて、図４（ａ）に示すように、各平角導線１が挿入された状態の端子２の導線接合部３を、上電極７と下電極６とで挟み込む。そして、図２に示すように、溶接装置５の制御手段１０は、加圧手段８により上電極７を介して導線接合部３を押圧し、溶接電源９を介して上電極７と下電極６とに通電する。このとき、上電極７と下電極６との間には予め設定された第１の電流値による電流が通電される（通電工程）。

図４（ａ）に示すように、各平角導線１が絶縁被膜１１を備えていることにより、通電初期における電流（図中破線矢印で示す）は、主に導線接合部３を流れる。そして、導線接合部３及び各平角導線１が上電極７と下電極６との間の抵抗により発熱すると、各平角導線１の上面１３の金属面が導線接合部３に密着していることにより、熱伝導が円滑に行われ、各平角導線１の絶縁被膜１１が溶ける。そして、各平角導線１の絶縁被膜１１が溶けると、加圧手段８から上電極７を経て付与される加圧力により導線接合部３が潰れるように変形して、溶けた絶縁被膜１１が排出される。

導線接合部３の内部の各平角導線１は、下面１４が同一レベルに揃い且つ上面１３が平坦に揃った状態であったことにより、絶縁被膜１１が排出された後であっても整列状態が良好に維持され、従来のように倒れることはない。

続いて、絶縁被膜１１が排出されたことにより、各平角導線１の全周に金属面が露出し、導線接合部３と各平角導線１とが互いに接して電気的に導通する。このとき、制御手段１０（図２参照）は、加圧手段８により導線接合部３を加圧しつつ、溶接電源９により上電極７と下電極６との間に第１の電流値よりも大きい第２の電流値の電流を通電させる。

これにより、図４（ｂ）に示すように、各平角導線１を電流（図中破線矢印で示す）が流れて各平角導線１において大きな発熱が得られるので、導線接合部３の変形に応じて各平角導線１も変形し、導線接合部３と各平角導線１とが密着した状態で強固に溶接接合（熱カシメ）される。

なお、本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように上面１３側のみを切削加工した各平角導線１を導線接合部３に接合する方法を述べたが、これ以外に、図示しないが、各平角導線１の上面１３側と下面１４側との両方の絶縁被膜１１を除去した後、上面１３側と下面１４側との両方を金属面とした各平角導線１を導線接合部３に接合するようにしてもよい。

この場合に、各平角導線１の下面１４側の絶縁被膜１１を削り取る作業（下面被膜除去工程）を行うが、この工程は、上記通電工程に先立って行えばよい。即ち、下面１４側の絶縁被膜１１を削り取る下面被膜除去工程は、前記整列工程を行う前に予め行っておいてもよい。或いは、下面被膜除去工程は、前記加工工程と同時、直前、及び直後の何れかに行うこともできる。

これによれば、上面１３側と下面１４側との両方が平坦な金属面とされた各平角導線１を導線接合部３に挿入し、上電極７と下電極６との間に導線接合部３を挟んで加圧しつつ通電することで、各平角導線１における発熱が大きく得られ一層強固に接合することができる。

また、本実施形態においては、筒状の導線接合部３を備える端子２を挙げて説明したが、図示しないが、上下に分割された導線接合部を備え、分割された導線接合部に各平角導線１を挟む端子であっても、本発明の方法を用いて強固に接合することができる。

１…平角導線、２…端子、１１…絶縁被膜、１２…側面、１３…上面、１４…下面。

Claims (2)

1. 絶縁被膜を備えた断面視長方形状の平角導線と端子とを結合するヒュージング方法であって、
   平角導線の幅広面を側面とし、幅狭面の一方を上面とし、幅狭面の他方を下面としたとき、複数の平角導線を、各平角導線の側面同士を重ね且つ各平角導線の下面同士を同一平面上に並べて整列させる整列工程と、
   整列状態の各平角導線の上面の少なくとも絶縁被膜を除去して各上面同士を同一高さに加工する加工工程と、
   整列状態の各平角導線をその上面側と下面側とから前記端子で挟み、該端子を介して各平角導線に通電しつつ加圧する通電工程とを備えることを特徴とするヒュージング方法。
2. 前記通電工程に先立ち、各平角導線の下面の絶縁被膜を除去する下面被膜除去工程を備えることを特徴とする請求項１記載のヒュージング方法。

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