JP3815089B2 - フューズフリー回路遮断器用リード線及びその製造法とフューズフリー回路遮断器 - Google Patents
フューズフリー回路遮断器用リード線及びその製造法とフューズフリー回路遮断器 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なフューズフリー遮断開閉器用リード線とその製造法及びそれを用いたフューズフリー遮断器とその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、フューズフリー遮断開閉器や漏電遮断器等の可動部リード線のアームと外部接続端子の接続部には、多芯導体線が用いられている。多芯導体線の線数は電気機器の電流容量によって変わってくる。そして、その端部の固着法は、電流容量が比較的小さい場合は、多芯導体線の端部を抵抗溶接機により、溶融させて固着する方法が用いられている。また、比較的大きい電流で線数が多い場合は、抵抗溶接機による溶融法はうまくいかないため、例えばSnめっきの多芯線を用いてそして、抵抗溶接機によりSnを利用して溶融して固着している。
【0003】
すなわち、従来の端末処理方法としては、多芯線の数が比較的少ない場合は、抵抗溶接機を用いて線同士を固着している。また、線数が多くなると抵抗溶接機による固着にも限界があり、その固着法として、多芯線の夫々にめっきを施し、そのめっきを利用して抵抗溶接機による端末固着を行っているのが現状である。
夫々の方法にも一長一短が存在する。すなわち、前者では線材同士を溶接すると処理温度が線材の溶融温度まで加熱されることになり、線材自身の熱損傷が大きく電気機器としては致命的な抵抗の増加を来すことになる。また、後者では線材の夫々にめっきを施すため線材自身の価格が高価になること、並びに他の因子として求められている可とう性がめっき膜のため、また、抵抗溶接を行って固着したため悪くなると言った問題が存在している。
【0004】
上記したように従来の端末処理の方法については、なんらかの欠点を有しており、多芯線の端末処理を高品質に作製することは困難であった。
【0005】
つまり多芯導体線と言うことから線数が多くその端末処理には、簡便な方法が確立されておらず、苦慮している。
【0006】
このようにして固着した端末部を次に、遮断開閉器や漏電遮断器等の可動部リード線のアームと外部接続端子の夫々の接続部に接続する方法としては、従来一般的には抵抗溶接機を用いた抵抗ろう付けやガスバーナを用いたトーチろう付け等が適用され、接合されている。
【0007】
すなわち、ここで用いられているろう材は銀ろう,りん銅ろう材が一般的であり、接続部の信頼性が要求されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
フューズフリー遮断開閉器用や漏電遮断機等の電機機器においては、接点の電気的機能を発揮するために多芯線が導体線として多く用いられており、導体線の端末処理が大変重要な役割を果たしている。端末処理としては、まず多芯線の端部を固着して次の端子への接続を容易にしようとする思想である。つまり、固着と接続を同時に行うことが非常に困難であると考えられる。多芯導体線は種々の電機機器に使用されるため、それに伴い導体線も種々の種類が適用されることになる。すなわち、線径や線数の異なったものなど種々雑多であり、これらの線材の端末処理が容易に出来ることが望まれていた。
【0009】
また、端末において導体線の数が3本の場合から多芯本(例えば10,000本)の場合や、しかも線径の範囲が例えば0.01mmから0.3mm位までの場合などは全ての導体線を一括固着することは、従来の方法では非常に困難であった。すなわち、導体線が多数本で尚且つ線径の小さいものから大きいものまで、その端末箇所をできれば加熱温度を上げることなく、そしてできれば線材にめっき等施さないで固着できる信頼性の高い端末構造が強く望まれていた。
【0010】
本発明の目的は、多芯導体線の他の端子への接続部となる端末部を加熱することなく形成したフェーズフリー遮断器用リード線とその製造法及びそれを用いた遮断開閉器とその製造法を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動手段により回路の開閉動作を行う可動接触子と、該可動接触子に対向して配設された固定接触子と、前記可動接触子が設けられた軸に支持されて回転可能の導体からなるアームと、該アームと外部接続端子とを結ぶ多芯導体よりなる可動部リード線とを備え、定格電流より大きい電流が流れることによって自動的に前記回路を遮断するフューズフリー回路遮断器(FFB)において、前記可動部リード線の前記アームと前記外部接触端子との接続部が、多芯導体線の端末部を該多芯導体線同士が乱雑に絡みあった不規則,不揃い状態で圧縮成形された多芯導体線を用いることを特徴とする遮断開閉器にある。
【0012】
本発明は、更に前述のFFBにおいて、他の接続端子と接続できるような穴等の加工を施している多芯導体線を用いるのが好ましい。
【0013】
本発明は、前記FFBにおいて、前記可動部リード線の前記アームと前記外部接続端子との接続部が、多芯導体線の端末成形箇所を該多芯導体線と成形助材とを絡みあわせた不規則,不揃い状態で圧縮成形されている多芯導体線を用いてることを特徴とするにある。
【0014】
本発明は、前記FFBにおいて、前記可動部リード線の前記アームと前記外部接続端子との接続部が、多芯導体線の端末成形箇所を該多芯導体線と成形助材とを絡みあわせた不規則,不揃い状態で圧縮成形され、且つ他の接続端子と接続できるような穴等の加工を施していることを特徴とする。
【0015】
本発明は、成形助材として、その材料が銅,錫,鉛,銀,インジウムの中から選ばれたもので、その形状は線状,粉末状,帯状,めっき,溶射等からなり乱雑に絡みあった不規則,不揃い状態で圧縮成形されていることが好ましい。
【0016】
本発明は、上記記載の多芯導体線は、線径が0.01mmから1.5mmの範囲で、線数が3本以上で、線材がCu,Al,Ag,Au等が好ましい。
【0017】
本発明は、上記端末成形構造は、線径の異なる導体線が組み合わされていること、また、線材の異なる材料が組み合わされているものを用いることが好ましい。
【0018】
本発明は、前記FFBにおいて、前記可動部リード線の前記アームと前記外部接続端子との接続部が、多芯導体線の端末部を該多芯導体線同士が乱雑に絡みあった不規則,不揃い状態で圧縮成形された多芯導体線を用い、該多芯導体線接続部の両端をろう材により接合していることを特徴とする。
【0019】
本発明は、前記FFBにおいて、前記可動部リード線の前記アームと前記外部接続端子との接続部が、多芯導体線の端末部を該多芯導体線同士が乱雑に絡みあった不規則,不揃い状態で圧縮成形され且つ、他の接続端子と接続できるような穴等の加工を施している多芯導体線を用い、該多芯導体線接続部両端の穴を用いネジ,リベット等で可締めて接続したことを特徴とする。
【0020】
本発明は、前記FFBにおいて、多芯導体線の端部の成形部を不規則,不揃いに成形する加工工程、該成形した端部を仮成形にする加工工程及び該加工された端部に圧縮を加えて成形品に加工する工程を有した製造法にある。
【0021】
本発明は、駆動手段により回路の開閉動作を行う可動接触子と、該可動接触子に対向して配設された固定接触子と、前記可動接触子が設けられた軸に支持されて回転可能の導体からなるアームと、該アームと外部接続端子とを結ぶ多芯導体よりなる可動部リード線とを備え、定格電流より大きい電流が流れることによって自動的に前記回路を遮断するフューズフリー回路遮断器(FFB)において、多芯導体線の電気的性能を持たせるために、まず端末部を一体化する必要性に鑑み、熱損傷のない冷間において所望の形状に成形することを目標とした。
【0022】
本発明は、多芯導体線の端部成形箇所又は部分的に多芯導体線同士が乱雑に絡みあった不規則,不揃い状態で圧縮成形加圧成形又は塑性加工されていることを特徴とするフューズフリー回路遮断器用リード線にある。
【0023】
本発明のフューズフリー回路遮断器用リード線は、多芯導体線の端部成形箇所又は部分的に多芯導体線同士が乱雑に絡みあった不規則,不揃い状態で前述と同様に加工又は成形され、且つ他の接続端子と接続できるような穴等の加工を施していることを特徴とする。
【0024】
本発明のフューズフリー回路遮断器用リード線は、多芯導体線の端部成形箇所又は部分的に多芯導体線と成形助材とを絡み合わせた不規則,不揃い状態で成形又は加工されていることを特徴とし、また他の接続端子と接続できるような穴等の加工を施していることを特徴とする。
【0025】
該述した成形助材としては、銅,錫,鉛,銀,インジウムの中から選ばれたもので、その形状は線状,粉末状,帯状,めっき,溶射等からなるのが好ましい。また、多芯導体線は、線径が0.01mmから1.5mmの範囲で、線数が30本以上好ましくは100本以上で、線材がCu,Al,Ag,Au等を用いることができる。
【0026】
本発明の端末成形構造は、線径の異なる導体線が組み合わされていること、また、線材の異なる材料が組み合わされていることが好ましい。
【0027】
そしてまた、本発明は、該記述の端末成形された多芯導体線が、他の導体端子に接続されていることを特徴とする。
【0028】
本発明は、多芯導体線の端部又は部分的に個々の線同士が互いに絡み合った不規則,不揃いに成形する加工工程、該成形した端部を仮成形にする加工工程及び該加工された端部に圧縮又は塑性加工を加えて成形品に加工する工程を有することを特徴とするフューズフリー回路遮断器用リード線の製造法にある。
【0029】
本発明のフューズフリー回路遮断器用リード線は、多芯導体線を電気的性能を持たせるために、まず端末部を一体化する必要性に鑑み熱損傷のない冷間において所望の形状に成形することを満たし、そしてまた、冷間で成形した端部を次に他の電気的導体端子と接続することが好ましい。
【0030】
この端末成形は、多芯導体線を一端ほぐし導体線同士が乱雑に絡み合った不規則,不揃い状態にして成形することにより成し得ることができる。こうして形成された端末部は他の導体端子に接続することも十分に可能なように考慮されている。成形品は、成形時に穴等を施すこともできるし、その穴を利用してネジ止めもできるし、また、一般的なろう付け等を用いて接合できる。
【0031】
すなわち、本発明のフューズフリー回路遮断器用リード線の多芯導体線は銅線の撚り線からなっており、ここではその束で構成されており、6束から構成されている。端部は、多芯導体線が絡み合った不規則,不揃い状態で成形され、一体成形されている。
【0032】
そして、この端部は他の導体端子と接続する場合が出てくる。接合法の一例としては抵抗溶接機を用いた抵抗ろう付けが推奨される。抵抗溶接機を用いるのは、加熱と加圧が同時にでき、しかも、短時間で接合ができることによる。そしてほとんどは大気中で接合されるため、接合時間は短ければ短いほど、酸素との反応が少ないため良好な継ぎ手が得られる。また、抵抗溶接機は接合部の信頼性をより高めるために二段加熱,加圧方式を採用することが好ましい。
【0033】
多芯導体線の場合において一段目の加熱加圧では抵抗値の高いろう材が発熱し、ろう材が加熱されると同時に多芯線もある温度に加熱され、二段目の加熱加圧でろう材が溶融し多芯線の線材にろう材が濡れる。従って、多芯線の線材が加熱される前に一気にろう材を加熱しても濡れが生じにくいので二段加熱を行うのがより好ましい。二段加熱,加圧方式は多芯線が比較的多い場合に用いられる方式であり、多芯線が比較的少ない場合は、一段方式加熱加圧でも十分に接合は行われる。
【0034】
本発明に用いるろう材としてりん入りろう材が好ましい。りん入りろう材としては重量で、P3〜8%、又は更にAg4〜7%又は13〜17%を含むCu合金からなるろう材が好ましく、更にこれらのろう材にはSn及びAuを5%以下含むことができる。ろう材は接合時に燐が被接合材の酸化物を除去しろうの濡れ性を向上させるとともに、通常ろう材に際し必要であったフラックスを不要とすることが出来るため、接合後の洗浄をする必要がなく、従来用いていたフラックスの残存による被接合材の腐食をなくすことが出来る。そして、りん入りろう材は抵抗ろう付けが好ましいので、ろう箔を接合界面に配置することが望ましい。その厚さや幅は成形構造の大きさによって決定される。
【0035】
多芯導体線の端部に穴を設けることにより他の導体に対して機械的に接続できる。穴は冷間成形時に同時に加工することにより、作製する。
【0036】
また、本発明において成形を行う多芯線材は、裸銅線を用いるのが最も多いが成形時の圧縮力を小さくしたい場合や成形部の固着力をより強くしたい場合などは、成形助材を用いることも有効である。接合助材としては種々考えられるが、好ましくは多芯線自身より軟らかい材料を選択することが大事である。それは金型により成形する時に軟らかい材料であれば加圧で伸び多芯線材に絡み、多芯線の密着性を向上させる効果があるからである。材料としては、軟らかい銅,錫,鉛,銀,インジウム等が推奨される。その形状は線状,粉末状,帯状,めっき,溶射等が推奨される。
【0037】
多芯線を形成する状態は、ストレート線,撚り線や網線等が適用され、電気的性能上通電電流に応じて多芯線の大きさや線径が変わってくる。
【0038】
多芯導体線に求められるのは、多芯導体線の端末処理、すなわち導体線同士が電気的に確実に導通していること、そして長期使用に対して不具合が生じないことである。これらを満足させるためには、多芯導体線の各線がお互いに絡み合い且つ線同士の密着が良好に成形されていることが必要である。
【0039】
以上のように多芯導体線の冷間圧縮成形による端末成形構造部は、線材が乱雑に絡み合った不規則,不揃い状態で成形されているため個々の線同士での高い固着力,結合力を示し高い強度を有していた。
【0040】
また、圧縮した端末成形品は他の導体端子に接続する場合においても、例えばろう付けによる接続においてもろう材が両者を濡らし、良好な接合が達成できた。また、ネジやリベット方式による接続においても電気的な安定した特性を有した。
【0041】
このようにして作製した端末成形構造部は、それ自身の固着力も高いことが明らかとなり、また、他の導体端子との接続においても満足する形態が得られた。すなわち、熱損傷の少ない端末成形構造部が得られ、信頼性の高い多芯導体線であることを確認している。
【0042】
また、多芯導体線においては種々な線材のもの、JISで呼ぶ電気銅線、または銀線,金線、あるいは夫々の線材に例えば錫メッキ等を施した線材までが本発明の多芯線として適用できる。端部としては、角線や楕円形等の形状においても同様に本発明の冷間圧縮成形構造で作製できる。
【0043】
本発明で適用する多芯線材は、裸線が多いため耐食性や耐酸化性等を考慮した対策をとることも有効である。例えば、リード線及び端末部を絶縁物で覆うことも信頼性向上に寄与することを確認している。
【0044】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
フューズフリー遮断器用リード線を以下の様に製造した。
【0045】
多芯導体線はCu撚り線,線径:0.05mm,1束の線数:2413本を3列2段の6束:14478本,長さ:65mmを冷間圧縮により成形した。
【0046】
本発明の基本的な冷間圧縮成形の製造工程を以下により説明する。まず図1に示すように撚り線よりなる多芯導体線1を所定の長さに切断し、2段に重ねて6束にした。6束の一端部を図2に示すように押え治具31により端部を所定長さを出して固定して、周方向に回転する周方向回転ブラシ32を回転しながら多芯導体線1の端部を軸を中心に回転する軸方向回転ブラシ33を回転させて図3の様に多芯導体線1をよじるとともにブラシで回転させながら乱雑,不規則,不揃いに絡み合わせた団子状態3にする。回転ブラシで団子状態3にする前に所定の長さで押さえ多芯撚り線の端末部2を一端ほぐし、中心から外側へ広げる作業を行った。
【0047】
次に図4に示す金型34によりポンチ35により加圧し仮成形部4を施し図5に示すように6束の線の大きさよりやや大きい形状を作製する。そして仮成形部4を図6のプレス機に配置し、押え治具31で端部を固定し、ポンチ35により圧力2〜4トンで加圧し、図7に示すように所定の形状の端子となる成形部5に成形した。成形部5の形状は、8.2mm×8.1mm,厚さ:約4.5mmであった。
このようにして一束又は複数束の多芯線の端部を冷間加工により所定の形状に成形し、一体化することができる。一体化した成形部5は、前記したように多芯導体線1が不規則,不揃いに絡み合っており、その断面20倍で観察した図を図8に示す。図の上部が外側で、下部が成形部5の内部である。図に示す様に成形部5の表面部は多芯導体線が回転ブラシによって色んな方向にバラバラに絡み合って加工変形を受けた後ポンチの押圧面に添って変形を受け、ポンチ面に横になった形で形成されている。個々の線が横に寝た状態の深さは約0.5 〜1mmである。この横に寝た状態の深さは加圧力の大きさに比例したものであり、本実施例においては0.2mm 以上の加圧力とするのが好ましい。
【0048】
(実施例2)
実施例1と同様にフューズフリー遮断器用リード線を製造した。
【0049】
多芯導体線はCuストレート線,線径:0.1mm,線数:4040本,長さ:任意(ここでは70mm)を冷間により圧縮成形した。
【0050】
本実施例の冷間圧縮成形の製造工程は実施例1と同じ工程により行った。まず図1に示すようにストレート線からなる多芯導体線1を所定の長さに切断する。線材の一端部を図2,図3に示すように所定の長さで押さえ多芯ストレート線の端末部2を中心から外側へ広げる。次にブラシにより回転を加えよじる。そしてブラシで回転させながら乱雑,不規則,不揃いに絡み合わせた団子状態3にする。次に図4の金型により仮成形部4を施し図5に示すように4束の線の大きさよりやや大きい形状を作製する。そして仮成形部4を図6のプレス機により押し圧を行い図7に示すように所定の形状の成形部5に成形する。成形品の形状は、 6.2mm×6.1mm,厚さ:3.5mmであった。この時のプレス機の圧力は約3.2ton である。
【0051】
このようにして多芯ストレート線の端末部を冷間により所定の形状に成形し、一体化することができる。一体化した成形部は、図8に示したような線材が不規則,不揃いに絡み合っていた。
【0052】
(実施例3)
実施例1の条件で作製した6束多芯導体線の端末成形部を他の端子板7に接続した例を図9に示す。(a)はろう付けした例であり、導体端子はCuにAgめっきした板状、4mm厚みで抵抗溶接機による抵抗ろう付けを行った。ろう材8はりん銅ろう:重量でP5%,Ag15%,残部Cuである。ろう材の厚さは0.13mmである。
【0053】
抵抗ろう付け条件は一段加熱:加圧45kg,電流6.2kA,1秒,二段加熱:加圧45kg,電流6.8kA,1.5秒で接合した。
【0054】
その結果、多芯導体線成形部と導体端子とはりん銅ろうにより良好なろう付けを達成した。
【0055】
(b)は金具9を用いてリベット10による接続した例を示す。金具9は成形部5の保護を行い、他の端子板7との接続板の作用を有する。そして金具9の穴6と端子の穴をリベット10により加締めて両者を固定する。リベット10材にはCu,Cu合金,Al合金,Fe系等が適用できる。この方式で接続すると端末成形から端末接続まで全て冷間で行われるため、熱損傷が無く可とう性に優れた端末成形構造の多芯導体線が得られた。
【0056】
(実施例4)
実施例1と同様にフューズフリー遮断器用リード線を製造した。
【0057】
多芯導体線はCu線,線径:0.05mm,1束の線数:2413本を3列2段の6束:14478本,長さ:任意(ここでは70mm)を冷間圧縮により成形した。
【0058】
冷間圧縮成形の製造工程は実施例1と同様である。但し、仮成形時に所望の穴径を施す心棒が使われる。成形品の形状は、8.2mm×8.1mm,厚さ約4.5mm ,穴径4.5mmであった。この時のプレス機の圧力は約3tonである。
【0059】
このようにして多芯線の端末部を冷間により所定の形状に成形し、一体化した穴付き成形構造を図10に示す。
【0060】
穴付き端末成形構造物を他の導体端子に接続する例を図11に示す。(a)はネジ接続した構造を示す。すなわち、端末成形部の上に金具12を用い、ワッシャ13を介在させたネジ11により端子板7に締め付け、端子板7と端末成形部5を接続した。(b)はリベット接続した構造を示す。すなわち、端末成形部の上に金具12を用い、リベット14により端子板7と端末成形部5を締め付け、端子板7と端末成形部5を接続した。
【0061】
(実施例5)
実施例1と同様に前述のリード線を製造した。
【0062】
多芯導体線はCu線,線径:0.05mm,1束の線数:2413本,長さ:任意(ここでは65mm)を冷間圧縮により成形した。
【0063】
冷間圧縮成形の製造工程は実施例1と同様である。成形品の形状は、(a)は6mm×2.1mm,厚さ約2.3mmであった。(b)は長さ6mm,線径が約2mmに成形された。この時のプレス機の圧力は約0.8tonである。
【0064】
このようにして作製した多芯線の端末部を次に、他の導体端子に接続する形態を図12に示す。(a)は角型成形部の接続例を示す。すなわち、予め作製された専用の接続端子15に冷間成形した成形部5を端子として挿入し、接続端子 15のネジ16により締め付けて両者を一体化させる。(b)は丸型成形部の接続例を示す。すなわち、予め作製された専用の接続端子17に冷間成形した成形部5を挿入し、接続端子17のネジ18により締め付けて両者を一体化させる。
本実施例における多芯線の冷間圧縮成形による端末成形構造部は、線材が乱雑に絡み合った不規則,不揃い状態で成形されているため高い固着力を示した。
【0065】
(比較例)
多芯導体線はCu撚り線,線径:0.05mm ,1束の線数:2413本を3列2段の6束:14478本,長さ:任意(ここでは70mm)を冷間圧縮により成形した。
【0066】
ここではこれらの多芯導体撚り線を実施例1で用いた金型を使い、冷間圧縮整形を行った。すなわち、多芯導体撚り線を金型に配置し、プレス機により押し圧を行い所定の形状に成形した。成形品の形状は、8.2mm×8.1mm,厚さ:約 3.2mmであった。この時のプレス機の圧力は約3.5tonである。
【0067】
上記の具体的実施例及び比較例で成形した成形体の固着力を引き剥がし試験により行った。引き剥がし試験は、6束の場合は上段の3束と下段の3束に分け、夫々をチャックにつかみ引張り試験機により引張った。また、ストレート線の場合は、およそ半分の線に分け、夫々をチャックにつかみ引張り試験機により引張った。ろう付けした成形体についても同様に引き剥がし試験を行った。
【0068】
その結果、本発明の成形体は、実施例1のもので約4.5kg,実施例2のもので約5.2kg を示した。また、実施例3の成形部をろう付けしたものは、約35kg,後述する実施例7のもので約6.8kg,実施例8の成形部をろう付したものが約35kg,実施例9の成形部をろう付したものは約41kgを示した。
【0069】
比較例の成形体のものは、引張り試験機のチャックに取り付ける時に成形体が崩れ、強度は零であった。
【0070】
このように本発明で作製した成形体は、成形部の固着力が高いことが明らかであり、また、成形体をろう付けすることにより、更に高い固着力を示すことも明らかになった。
【0071】
また、ネジやリベット方式による接続においても電気的に安定した特性を有した。
【0072】
このようにして作製した端末成形構造部は、それ自身の固着力も高いことが明らかとなり、また、他の導体端子との接続においても満足する形態が得られた。すなわち、熱損傷の少ない端末成形構造部が得られ、信頼性の高い多芯導体線が可能になった。
【0073】
(実施例6)
本実施例は図13に示す様に実施例1で得た6束の撚り線となっている多芯導体線1の成形部5に実施例3に記載のりん銅ろうの箔36を載置して他の導体にろう付する場合と同じろう箔37が銅導体38の表面にクラッドとして予め形成された部材を同様に載置して一体に形成するものである。
【0074】
図14は撚り線からなる多芯導体線1の端子となる成形部5にろう箔37をクラッドした銅導体38をろう付接合する電気抵抗加熱装置の断面図である。上部電極と下部電極間に成形部5の上にろう箔37を成形部5に接触させて載置し、加圧するとともに交流電流を流して成形部5とろう箔37との間を局部的に加熱溶融して接合した。
【0075】
図15は多芯導体線1の成形部5にろう箔37をクラッドした銅導体38をろう付した斜視図である。この様な銅導体38をろう箔37によって接合することにより成形部5内にろう材が浸透し強度の高い端子が得られ、図10に示す様に穴6を設けて他の導体にネジ止めによる接続が信頼性高く行うことができる。
【0076】
(実施例7)
本発明に係るリード線として他の実施例を示す。
【0077】
多芯導体線は、Cu網線,線径:0.07mm ,1網の線数:2784本を6枚重ね6段とし、その本数:16704本,長さ:65mmを冷間圧縮により成形した。冷間圧縮成形は、実施例1に示すような成形工程により作製した。
【0078】
概略は、まず多芯網線を所定の長さに切断し6段に重ねて6束にする。6束の一端部を所定の長さで押さえ多芯網線の端末部を一端ほぐし、中心から外側へ広げる。次にブラシにより回転を加えよじる。そしてブラシで回転させながら乱雑,不規則,不揃いに絡み合わせた状態にする。次に金型により仮成形を施し6束の線の大きさよりやや大きい形状を作製する。そして仮成形品を金型に配置し、プレス機により押し圧を行い所定の形状に成形する。作製した成形品の形状は、8.2mm×8.1mm,厚さ:約5.8mm であった。この時のプレス機の圧力は約 5.2ton である。
【0079】
このようにして多芯網線41の端末部42を冷間により所定の形状に成形45し、一体化した成形構造を図16(a)に示す。また、同じ多芯網線41の端末部42を冷間により所定の形状に成形45し、その中に接続用の穴46加工を施し一体化した成形構造を図16(b)に示す。
【0080】
本実施例における多芯線の冷間圧縮成形による端末成形構造部45は、線材が乱雑に絡み合った不規則,不揃い状態で成形されているため高い固着力を示し、また、FFB端子との接合部においてもろう材により高い接合強さを示した。
【0081】
(実施例8)
図17は実施例1〜7によって得た成形端子を有するリード線を用いることができるフューズ・フリー・ブレーカ(FFB:回路遮断器)の断面図である。 FFBは規定の電流容量以上の電流が流れたときに回路を自動的に遮断するものである。図17に示す様に、FFBは可動接触子21,固定接触子20,ハンドル22,ハンドル22の固定バネ23,可動接触子21のアーム27,外部接続端子29,多芯導体線よりなる可動部リード線24,可動部リード線の両端に設けられた本発明の成形端子25,発生したアームを消す消弧用金属積層体28,本体ケース26を有している。可動接触子21,固定接触子20はAg−W, Ag−WC,Ag−C,Ag−W−C等のいずれかが用いられ、純銅からなるアーム27及び外部接続端子29に夫々ろう付される。固定バネ23はコイルバネでピアノ線からなり、本体ケース26は6−6ナイロン−ガラス繊維からなる。
本実施例における可動部リード線24は図1に示す様に遮断開閉器用として用いられている多芯導体線は、Cu撚り線,線径:0.05mm ,1束の線数:2413本を3列2段の6束:14478本,長さ:65mmを冷間圧縮により成形した。冷間圧縮成形は、実施例1に示すような成形工程により作製した。作製した成形形状は、実施例1で示した成形品とほぼ同じである。そして、端末成形構造の多芯導体線は、アーム27の端子箇所と外部接続端子29の接続箇所に接合される。すなわち、接合箇所は2箇所になる。
【0082】
本実施例により可動部リード線24は裸銅線によって構成されるので、軟らかく可撓性に富むので遮断時の動きをスムーズに出来る。
【0083】
このように本発明で作製した成形体は、成形部の固着力が高いことが明らかであり、また、成形体をろう付けすることにより、更に高い固着力を示すことも明らかになった。
【0084】
また、ネジやリベット方式による接続においても電気的に安定した特性を有していることを確認している。更に、FFBに取り付けた(ろう付け)状態における本発明の実施例2及び実施例3及び従来のSnめっき多芯導体線の可とう性を調査した。その結果、従来のSnめっき多芯導体線に比べて本発明の冷間圧縮成形多芯導体線は約2倍の可とう性を有した。
【0085】
このようにして作製した端末成形構造の多芯導体線を遮断開閉器(FFB)に用いることにより、FFBとしての性能を十分に発揮し、可とう性に優れることから長期使用に対しても信頼性の向上が図られた。
【0086】
(実施例9)
図18は実施例8の成形端子を有する多芯線を用いたフューズ・フリー・ブレーカ(FFB)の断面図で、多芯導体線の接合部を拡大した図である。遮断開閉器用として用いられている多芯導体線は、Cu網線,線径:0.07mm ,1網の線数:2784本を4枚重ね4段とし、その本数:11136本,長さ:ここでは65mmを冷間圧縮により成形した。冷間圧縮成形は、実施例1に示すような成形工程により作製した。作製した成形品の形状は、8.2mm×8.1mm,厚さ:約5.1mm であった。この時のプレス機の圧力は約3.7tonである。
【0087】
次にアーム27箇所と外部接続端子29接続箇所に上記冷間圧縮成形した多芯導体線よりなる可動部リード線24を接合した例について説明する。接合はろう付けにより行った例であり、アーム導体端子及び外部接続端子はCuにAgめっきした板状の4mm厚みで、抵抗溶接機による抵抗ろう付けを行った。ろう付けによる接合部30のろう材は前述したりん銅ろう:りんを約5%,Agを約15%,残Cuを含有した成分で、ろう材厚さ0.13mm を用いた。
【0088】
抵抗ろう付け条件は一段加熱:加圧58kg,電流8.6kA ,1秒,二段加熱:加圧60kg,電流9.4kA,1.5秒で接合した。
【0089】
その結果、図17に示すように導体端子となるアーム27及び外部接続端子 29に端末成形構造の可動部リード線24の成形端部25がりん銅ろうにより良好なろう付けが行われた。すなわち、板状端子と端末成形部の夫々にりん銅ろうがぬれ、両者が良好且つ金属的に接合していた。
【0090】
本実施例においても実施例8と同様の効果を有していた。
【0091】
以上の実施例においては多芯撚り線,多芯網線等の導体線は、本発明の冷間圧縮成形によって、線材が乱雑に絡み合った不規則,不揃い状態で成形されているため成形部は高い固着力を示した。
【0092】
また、圧縮した端末成形品は他の導体端子に接続する場合においても、例えばろう付けによる接続においてもろう材が両者をぬらし、良好な接合が達成できた。また、ネジやリベット方式による接続においても電気的に安定した特性を有した。
【0093】
このようにして作製した端末成形構造部を遮断開閉器の導体リード線に用いることにより電気的性能を十分に発揮し、可とう性に優れることから長期使用に対しても信頼性の向上が図られた。すなわち、熱損傷の少ない端末成形構造部が得られ、信頼性の高い多芯導体線であることが確認された。また、本発明では、遮断開閉器について記述したが、その他に漏電遮断器、他にもリード線を内蔵している電気機器等にも本発明は適用できるものである。
【0094】
また、多芯導体線においては種々な線材のもの、JISで呼ぶ電気銅線、または銀線,金属、あるいは夫々の線材に例えば錫メッキ等を施した線材までが本発明の多芯線として適用できる。多芯線としては本発明で記述した撚り線,ストレート線,網線等一般的な線材が適用できる。また、線径においても、0.01mm から0.3mm まで端末成形構造を作製することを確認しており、十分に適用できる。その他の角線や楕円形等の形状においても同様に本発明の冷間圧縮成形構造で作製できる。
【0095】
本発明で適用する多芯線材は、裸線材が多いため耐食性や耐酸化性等を考慮した対策をとることも有効である。例えば、リード線及び端末部を絶縁物で覆うことも信頼性向上に寄与することを確認している。
【0096】
【発明の効果】
本発明によれば、多芯導体線の冷間圧縮成形による端末成形構造部は、線材が乱雑に絡み合った不規則,不揃い状態で成形されているため加熱することなく高い固着力を有するフューズフリー遮断器とそれに用いられるリード線が得られるものである。
【0097】
また、圧縮した端末成形品は他の電気機器の導体端子に接続する場合においても、例えばろう付けによる接合においてもろう材が両者をぬらし、良好な接合が達成できた。また、ネジやリベット方式による接続においても電気的に安定した特性を維持できる。
【0098】
すなわち、冷間圧縮成形で作製するため熱損傷の少ない端末成形構造部が得られる。それを用いた遮断開閉器等は、端子間をろう材等で接合されるため、電気的にも低い値を示し、長期間にわたり安定して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の所望の長さに多芯導体線を切断した斜視図。
【図2】 本発明の多芯導体線の端部を絡めた状態に形成する装置の構成図。
【図3】 多芯導体線の端末部を一端ほぐし、乱雑,不規則,不揃いに絡み合わせた状態を示す斜視図。
【図4】 端部の仮成形を行う装置の構成図。
【図5】 端部の仮成形状態を示す斜視図。
【図6】 端部を圧縮成形するプレス機の構成図。
【図7】 本発明の圧縮成形で作製した端部を有する多芯導体線の斜視図。
【図8】 本発明の実施例1で成形した成形部の断面図。
【図9】 多芯導体線の端末部を他の導体端子にろう材により接合した構造(a)及び多芯導体線の端末部を他の導体端子にリベットにより接続した構造(b)を示す斜視図。
【図10】 本発明の実施例4の成形条件で成形した穴付き成形構造を示す斜視図。
【図11】 多芯導体線の端末部を他の導体端子に穴を用いてネジ止めした構造(a)及び多芯導体線の端末部を他の導体端子に穴を用いてリベット止めした構造(b)を示す斜視図。
【図12】 本発明の実施例5の成形条件で成形した成形構造を示し、多芯導体線の角型端末部を他の導体端子に接続する形態(a)及び多芯導体線の丸型端末部を他の導体端子に接続する形態(b)を示す斜視図。
【図13】 本発明の実施例6に示す多芯導体線の斜視図。
【図14】 本発明の多芯導体線に銅導体を接合する接合装置の断面図。
【図15】 本発明の実施例6で得た多芯導体線の斜視図。
【図16】 実施例7によって得られた多芯導体線の斜視図。
【図17】 フューズフリー回路遮断器の断面図。
【図18】 フューズフリー回路遮断器の部分断面図。
【符号の説明】
1…多芯導体線、2…端末部、3…団子状態、4…仮成形部、5…成形部、6…穴、7…端子板、8…ろう材、9,12…金具、10,14…リベット、11,16,18…ネジ、13…ワッシャ、15,17…接続端子、20…固定接触子、21…可動接触子、22…ハンドル、23…固定バネ、24…可動部リード線、25…成形端子、26…本体ケース、27…アーム、28…消弧用金属積層体、29…外部接続端子、30…接合部、31…押え治具、32…周方向回転ブラシ、33…軸方向回転ブラシ、34…金型、35…ポンチ、36…箔、37…ろう箔、38…銅導体。
Claims (4)
- 多芯導体線の端部に前記多芯導体線の個々の線同士が互いに絡み合って加圧成形されている端子を有することを特徴とするフューズフリー回路遮断器用リード線。
- 請求項1において、前記加圧成形された個所に他の導体がろう付又は機械的に接続されていることを特徴とするフューズフリー回路遮断器用リード線。
- 多芯導体線を部分的に前記多芯導体線の個々の線同士が互いに絡み合った状態に加工する加工工程と、該加工された部分を仮成形する仮成形工程と、該仮成形した部分を更に圧力を加えて加圧成形又は塑性加工する加工工程とを有することを特徴とするフューズフリー回路遮断器用リード線の製造法。
- 駆動手段により回路の開閉動作を行う可動接触子と、該可動接触子に対向して配設された固定接触子と、前記可動接触子が設けられ軸に支持されて回転可能の導体からなるアームと、該アームと外部接続端子とを結ぶ多芯導体よりなる可動部リード線とを備え、定格電流より大きい電流が流れることによって自動的に前記回路を遮断するフューズフリー回路遮断器において、前記可動部リード線は多芯導体線の端部に前記多芯導体線の個々の線が互いに絡み合って加圧成形されている端子を有することを特徴とするフューズフリー回路遮断器。
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