JP2012227028A - Fusing method and fusing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子と絶縁被膜付き導線とを結合するヒュージング方法及びヒュージング装置に関する。 The present invention relates to a fusing method and a fusing apparatus for coupling a terminal and a conductor with an insulating coating.
近年、端子と絶縁被膜付き導線とを接合するとき、端子と導線とを一対の電極で挟持し、電極に通電しつつ加圧することにより抵抗発熱で絶縁被膜を溶融排出して端子と導線とを導通状態に溶着させるヒュージング(熱カシメ)が採用される。ヒュージングは、ハンダを用いたろう付けと異なり、鉛を使用せずに端子と絶縁被膜付き導線とを接合することができるという利点がある。 In recent years, when joining a terminal and a conductive wire with an insulating coating, the terminal and the conductive wire are sandwiched between a pair of electrodes, and the terminal and the conductive wire are melted and discharged by resistance heating by pressing while energizing the electrodes. Fusing (thermal caulking) for welding in a conductive state is employed. Unlike brazing using solder, fusing has the advantage that a terminal and a conductor with an insulating coating can be joined without using lead.
ところで、ヒュージングにおいては、端子に導線を溶着させるために比較的大きな電流を電極に供給する必要があるが、電極への通電初期では、絶縁被膜が未溶融であるため両電極間の電気的抵抗が大きく、このときに比較的大きな電流を電極に供給すると、急激な高温発熱により絶縁被膜が飛散するおそれがある。 By the way, in fusing, it is necessary to supply a relatively large current to the electrode in order to weld the lead wire to the terminal. However, at the initial stage of energization to the electrode, the insulating coating is not melted, so the electrical If the resistance is large and a relatively large current is supplied to the electrode at this time, the insulating coating may be scattered due to rapid high-temperature heat generation.
これを避けるために、導線の表面に設けられたエナメル等の絶縁被膜が溶融して両電極の加圧により端子と導線との間から排出されるまでは、比較的小さな電流で電極に通電し、絶縁被膜が排出されて端子と導線とが電気的に導通状態となった後には比較的大きな電流で電極に通電するというように、電極に給電する電流値が途中で切換えられる。 In order to avoid this, the electrode is energized with a relatively small current until the insulating coating such as enamel provided on the surface of the conductor is melted and discharged from between the terminal and the conductor by pressurizing both electrodes. After the insulating coating is discharged and the terminal and the conductive wire are electrically connected, the value of the current supplied to the electrode is switched halfway, such that the electrode is energized with a relatively large current.
そして、電極への電流値の切換えについては、一般に、タイマが用いられることが知られている。この場合、タイマには、電極への通電開始から絶縁被膜が溶融して端子と導線との間から排出されるまでの予測時間が設定され、電極への通電開始から設定時間が経過するまでは比較的小さな電流を電極に供給し、タイマの設定時間が経過した時点で比較的大きな電流を電極に供給するようにしている。 It is known that a timer is generally used for switching the current value to the electrode. In this case, the timer is set with a predicted time from the start of energization to the electrode until the insulating coating melts and is discharged from between the terminal and the conductor, and until the set time elapses from the start of energization to the electrode A relatively small current is supplied to the electrode, and a relatively large current is supplied to the electrode when the set time of the timer has elapsed.
しかし、実際には、電極への通電を開始してから、端子と導線との間から絶縁被膜が排出されるまでの時間は、電極の状態等により変動する。このため、このような変動する時間を考慮して余裕を持たせた長めの時間をタイマに設定しなければならず、ヒュージングに要する時間が長くなって作業効率が低下する不都合がある。 However, in practice, the time from the start of energization to the electrode until the insulating coating is discharged from between the terminal and the conductor varies depending on the state of the electrode and the like. Therefore, it is necessary to set a long time with a margin in consideration of such a fluctuating time in the timer, which disadvantageously increases the time required for fusing and lowers the work efficiency.
また、それ以外には、電極間の変位を検知することにより、端子と導線との間から絶縁被膜が排出されたことを判定し、この時点で電極への電流値の切換えを行うものが知られている(特許文献1参照)。このものでは、両電極の通電に伴って溶融した絶縁被膜が、両電極の加圧により端子と導線との間から押し出される際の電極間の変位を検知するので、前述したタイマを用いた方法に比べて早い時期に電流値の切換えを行うことができる。 In addition to this, it is known that by detecting the displacement between the electrodes, it is determined that the insulating coating has been discharged from between the terminal and the conductive wire, and at this point the current value is switched to the electrodes. (See Patent Document 1). In this method, since the insulation coating melted with the energization of both electrodes detects displacement between the electrodes when it is pushed out between the terminal and the conductive wire by pressurization of both electrodes, the method using the timer described above It is possible to switch the current value at an earlier time than that.
しかし、溶融した絶縁被膜が端子と導線との間から押し出されたときの電極間の変位量は導線の断面視形状や絶縁被膜の厚み寸法等により一定ではなく、誤検知が生じるおそれがあるばかりか、電流値の切換え時期の判定結果にバラツキが生じるおそれもある。更に、絶縁被膜の厚み寸法が小さい場合には電極間の変位量も小さく(通常0.1mm程度)、この変位量を正確に検知することは困難であるため、電流値の切換え時期を精度良く判定することができない。 However, the amount of displacement between the electrodes when the molten insulating coating is pushed out between the terminal and the conductor is not constant depending on the cross-sectional shape of the conductor, the thickness of the insulating coating, etc. In addition, there is a possibility that the determination result of the current value switching timing may vary. Furthermore, when the thickness of the insulating coating is small, the displacement between the electrodes is small (usually about 0.1 mm), and it is difficult to accurately detect this displacement. Cannot judge.
上記の点に鑑み、本発明は、端子と導線との間から絶縁被膜が排出されたとき、正確なタイミングで電極への通電電流値を切換えることができ、ヒュージングに要する時間を短縮して作業効率を向上させることができるヒュージング方法及びヒュージング装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention can switch the current value to the electrode at an accurate timing when the insulating coating is discharged from between the terminal and the conductive wire, reducing the time required for fusing. It is an object of the present invention to provide a fusing method and a fusing apparatus capable of improving work efficiency.
本発明は、端子と絶縁被膜付き導線とを結合するヒュージング方法であって、一対の電極間に前記端子と前記導線とを挟持して加圧しつつ両電極間に第1の電流値の電流を通電させる第1通電工程と、第1通電工程による通電時に、両電極間の電圧値が下降した後上昇に転じる電圧転換点を検知する電圧転換検知工程と、電圧転換検知工程により電圧転換点を検知したとき、前記端子と前記導線とを両電極で加圧しつつ前記第1の電流値よりも大とする第2の電流値の電流を両電極間に通電させる第2通電工程とを備えることを特徴とする。 The present invention is a fusing method for coupling a terminal and a conductive wire with an insulating coating, wherein the terminal and the conductive wire are sandwiched between a pair of electrodes and pressed, and a current having a first current value is applied between the electrodes. A voltage turning point by detecting a voltage turning point where the voltage value between both electrodes starts to rise after the voltage value between the two electrodes falls and a voltage turning point by the voltage turning detection step A second energization step of energizing a current of a second current value larger than the first current value between the electrodes while pressurizing the terminal and the conductor with both electrodes. It is characterized by that.
また、本発明は、上記方法を実現するヒュージング装置であって、前記端子と前記導線とを挟持する一対の電極と、両電極間の前記端子と前記導線とを該電極を介して加圧する加圧手段と、前記端子と前記導線とを挟持した前記電極に給電する電源と、該電源による通電時に両電極間の電圧値が下降した後上昇に転じる電圧転換点を検知する電圧転換検知手段と、該電圧転換検知手段が電圧転換点を検知したとき、前記電源から前記電極に供給する電流を第1の電流値から該第1の電流値より大きい第2の電流値に切換える電流制御手段とを備えることを特徴とする。 Further, the present invention is a fusing device for realizing the above method, wherein a pair of electrodes sandwiching the terminal and the conductive wire, and the terminal and the conductive wire between the electrodes are pressurized via the electrode. Pressurizing means, a power supply for supplying power to the electrode sandwiching the terminal and the conductive wire, and a voltage change detecting means for detecting a voltage turning point at which the voltage value between the two electrodes decreases and then increases when energized by the power supply. And a current control means for switching the current supplied from the power source to the electrode from the first current value to a second current value larger than the first current value when the voltage change detection means detects a voltage turning point. It is characterized by providing.
本発明によれば、先ず、両電極間への第1の電流値による通電(第1通電工程)により、導線の絶縁被覆を溶融させる。絶縁被覆が溶融すると、両電極の加圧により端子と導線との間から絶縁被覆が押し出され排出される。 According to the present invention, first, the insulation coating of the conducting wire is melted by energization (first energization process) with a first current value between both electrodes. When the insulating coating melts, the insulating coating is pushed out from between the terminal and the conductive wire by the pressurization of both electrodes and discharged.
第1の電流値による通電初期には、絶縁被覆が未溶融の状態で加熱されると両電極間の電圧値は緩やかに上昇し、絶縁被覆の溶融が進んで端子と導線との間から絶縁被覆が押し出され始めると両電極間の電圧値が緩やかな下降に転じる。溶融された絶縁被覆が端子と導線との間から排出されると、導線と端子とが導通状態となって導線を通して端子に電流が流れ、電極間の抵抗が低下するため、両電極間の電圧値が上昇に転じる(電圧転換点)。即ち、端子と導線との間からの絶縁被覆の排出完了時と同時期に、前記電圧転換点が生じる。 In the initial stage of energization with the first current value, when the insulation coating is heated in an unmelted state, the voltage value between the two electrodes gradually rises, and the insulation coating is melted to insulate between the terminal and the conductor. When the coating starts to be pushed out, the voltage value between the two electrodes starts to gradually decrease. When the molten insulation coating is discharged from between the terminal and the conductor, the conductor and the terminal become conductive, current flows to the terminal through the conductor, and the resistance between the electrodes decreases, so the voltage between the two electrodes The value starts to rise (voltage turning point). That is, the voltage turning point occurs at the same time as the discharge of the insulation coating from between the terminal and the conductive wire is completed.
そして、このときの電圧転換点が前記電圧転換検知手段により検知されると(電圧転換検知工程)、電流制御手段により両電極間への第2の電流値による通電に切換えられる(第2通電工程)。第1の電流値よりも大とする第2の電流値の電流が両電極間に通電されることにより、端子と導線とを円滑に溶着させることができる。 When the voltage change point at this time is detected by the voltage change detection means (voltage change detection step), the current control means switches to energization with the second current value between the electrodes (second current supply step). ). By passing a current having a second current value larger than the first current value between the electrodes, the terminal and the conductor can be smoothly welded.
以上のように、本発明においては、端子と導線との間からの絶縁被覆の排出完了時と同時期に生じる電圧転換点を検知して電極に給電する電流値を切換えるので、絶縁被覆の排出完了した時点で即座に電流値の切換えを行うことができる。これにより、ヒュージングに要する時間を可及的に短縮することができ、作業効率が向上する。また、前記電圧転換点を検知することで、導線の断面視形状や絶縁被膜の厚み寸法、或いは電極の状態等に影響を受けることなく、絶縁被覆が排出完了時と電流値の切換え時期とを正確に合致させることができる。 As described above, in the present invention, since the voltage switching point generated at the same time as the completion of the discharge of the insulation coating from between the terminal and the conductive wire is detected and the current value supplied to the electrode is switched, the discharge of the insulation coating is performed. The current value can be switched immediately upon completion. Thereby, the time required for fusing can be shortened as much as possible, and the working efficiency is improved. In addition, by detecting the voltage turning point, the insulation coating is completely discharged and the current value is switched without being affected by the cross-sectional shape of the conducting wire, the thickness of the insulating coating, or the state of the electrode. Can be matched exactly.
なお、第1通電工程により両電極間に通電される第1の電流値は一定であるため、両電極間の抵抗値と電圧値とは共に変化する。よって本発明においては、両電極間の電圧値の変化は両電極間の抵抗値の変化と同義とする。 In addition, since the 1st electric current value supplied between both electrodes by the 1st electricity supply process is constant, both the resistance value between both electrodes and a voltage value change. Therefore, in the present invention, the change in the voltage value between the two electrodes is synonymous with the change in the resistance value between the two electrodes.
本発明の実施形態について、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。
An embodiment of the present invention will be described with reference to a case where
本実施形態のヒュージング装置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とは電源9に接続されて通電される。
As shown in FIG. 2, the
また、ヒュージング装置5は、その作動を制御する制御手段10を備えている。制御手段10は、加圧手段8による加圧力を制御する加圧制御部11と、上電極7の変位量(端子2の導線接合部3の潰れ寸法)を測定する変位測定部12と、電源9による両電極6,7への通電動作を制御する電源制御部13(電流制御手段)と、通電時に両電極6,7間の電圧値を測定する電圧測定部14と、両電極6,7間の電圧値が下降した後上昇に転じる電圧転換点を検知する電圧転換検知部15(電圧転換検知手段)とを機能として備えている。
In addition, the
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16が設けられている。そして、各平角導線1は、その側面12同士を密着させて横方向に整列され、図3(b)に示すように、上面側の絶縁被膜16が除去された後、図3(c)に示すように、導線接合部3内に挿着される。
As shown in FIG. 3 (a), each
次に、本実施形態によるヒュージング方法について説明する。先ず、図2に示すように、整列させた複数の平角導線1を挿着した端子2の導線接合部3を、ヒュージング装置5の上電極7と下電極6との間に挟み込み、制御手段10の加圧制御部11により加圧手段8を作動させて加圧を開始する。
Next, the fusing method according to the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2, the
次いで、制御手段10は、図4に示すように、STEP1で電源制御部13により電源9から両電極6,7に通電させる。このとき、電源制御部13は上電極7と下電極6との間に、予め設定された第1の電流値(例えば6000A)による電流を通電させる(第1通電工程)。続いて、制御手段10はSTEP2に進み、電圧測定部14により両電極6,7間の電圧値の測定を開始する。
Next, as shown in FIG. 4, the control means 10 energizes the
図5(a)に示すように、各平角導線1は絶縁被膜16を備えているので、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端子2が発熱すると、この温度上昇に伴って両電極6,7間の抵抗値が上昇し、図6に示すように、第1の電流値が一定であることにより電圧値が上昇する。
As shown in FIG. 5 (a), each
次いで、制御手段10は、図4に示すように、STEP3で電圧測定部14により両電極6,7間の電圧値が下降したか否かを判断する。そして、端子2が発熱したことにより、各平角導線1の絶縁被膜16の溶融が開始されると、図6に示すように、両電極6,7間の抵抗値が下降することにより電圧値が下降し始める。このときの電圧値の下降が検出されると、制御手段10は図4のSTEP4に進む。
Next, as shown in FIG. 4, the control means 10 determines whether or not the voltage value between the
制御手段10はSTEP4に進むと、電圧転換検知部15により電圧転換点の監視を開始する(電圧転換検知工程)。各平角導線1の絶縁被膜16の溶融が進むと、各平角導線1と端子2の導線接合部3との間から溶けた絶縁被膜16が排出され、各平角導線1の電気的導通が確保される。これに伴って、図6に示すように、両電極6,7間の抵抗値の下降が停止して電圧値の下降が停止し、更に、各平角導線1が発熱し始めるために、抵抗値が緩やかに上昇し始めて電圧値が上昇に転じる(電圧転換点が生じる)。従って、各平角導線1と端子2の導線接合部3との間から溶けた絶縁被膜16が排出されたとき、電圧転換点が生じる。
When the control means 10 proceeds to
電圧転換検知部15により、図4のSTEP4において電圧転換点が検出されると、制御手段10は各平角導線1と端子2の導線接合部3との間から溶けた絶縁被膜16が排出されたとみなし、STEP5に進む。そして、STEP5においては、制御手段10は電源制御部13を介して第1の電流値よりも大とする第2の電流値(例えば10000A)の電流を両電極6,7間に通電させ(第2通電工程)、STEP6に進む。このように、電圧転換点を検出した時点で電流値の切換えを行うので通電時間を短縮することができる。
When the voltage switching point is detected in
STEP6に進むと、制御手段10は、変位測定部12により上電極7の変位量の測定を開始する。この間、加圧手段8による加圧状態が維持されている。そして、制御手段10は、STEP7に進んで、変位測定部12により測定された変位量が所定の変位量以上となったとき、STEP8に進む。第2の電流値に切換えられたことにより、両電極6,7間に挟まれた各平角導線1と端子2の導線接合部3とが軟化し、図5(b)に示すように、各平角導線1と端子2の導線接合部3とが共に潰れ変形し、ヒュージング(熱カシメ)が施される。STEP7においては、ヒュージングが施されたことが変位測定部12により測定された変位量によって検出される。
When proceeding to
そして、STEP8に進むと、制御手段10は、電源制御部13により両電極6,7へのの通電を停止させる。同時に、図示しないが、変位測定部12による上電極7の変位量の測定及び両電極6,7間の電圧値を測定を停止させ、更に、加圧手段8による加圧を解除して両電極6,7を離反させる。
Then, when proceeding to
なお、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ヒュージングを施すことができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、平角導線1を挙げて説明したが、断面視円形の丸導線であっても本発明を採用して同様の効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、図3(b)に示すように、各平角導線1を導線接合部3内に挿着するに先立って各平角導線1の上面側の絶縁被膜16を除去しているが、本発明のヒュージング方法はこれに限るものではなく、各平角導線1の上面側の絶縁被膜16を除去することなく導線接合部3に挿着した場合でも同様の効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3 (b), the insulating
1…導線、2…端子、5…ヒュージング装置、6…下電極(電極)、7…上電極(電極)8…加圧手段、9…電源、13…電源制御部(電流制御手段)、15…電圧転換検知部(電圧転換検知手段)、16…絶縁被膜。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
一対の電極間に前記端子と前記導線とを挟持して加圧しつつ両電極間に第1の電流値の電流を通電させる第1通電工程と、
第1通電工程による通電時に、両電極間の電圧値が下降した後上昇に転じる電圧転換点を検知する電圧転換検知工程と、
電圧転換検知工程により電圧転換点を検知したとき、前記端子と前記導線とを両電極で加圧しつつ前記第1の電流値よりも大とする第2の電流値の電流を両電極間に通電させる第2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。 A fusing method for connecting a terminal and a conductor with an insulating coating,
A first energization step of energizing a current of a first current value between the electrodes while sandwiching and pressing the terminal and the conductive wire between a pair of electrodes;
A voltage change detection step for detecting a voltage change point at which the voltage value between both electrodes starts to rise and then rises during energization in the first energization step;
When a voltage change point is detected by the voltage change detection step, a current having a second current value larger than the first current value is applied between both electrodes while pressing the terminal and the conductive wire with both electrodes. And a second energizing step.
前記端子と前記導線とを挟持する一対の電極と、
両電極間の前記端子と前記導線とを該電極を介して加圧する加圧手段と、
前記端子と前記導線とを挟持した前記電極に給電する電源と、
該電源による通電時に両電極間の電圧値が下降した後上昇に転じる電圧転換点を検知する電圧転換検知手段と、
該電圧転換検知手段が電圧転換点を検知したとき、前記電源から前記電極に供給する電流を第1の電流値から該第1の電流値より大きい第2の電流値に切換える電流制御手段とを備えることを特徴とするヒュージング装置。 A fusing device that couples a terminal and a conductor with an insulating coating,
A pair of electrodes sandwiching the terminal and the conducting wire;
A pressurizing means for pressurizing the terminal and the conducting wire between the electrodes through the electrode;
A power source for supplying power to the electrode sandwiching the terminal and the conductive wire;
A voltage change detection means for detecting a voltage change point at which the voltage value between the two electrodes falls and then rises when energized by the power source; and
Current control means for switching a current supplied from the power source to the electrode from a first current value to a second current value larger than the first current value when the voltage change detection means detects a voltage turning point; A fusing device comprising:
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