JP4021015B2 - 温度ヒュ−ズにおける可溶合金エレメントとリ−ド線との接合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合金型温度ヒュ−ズにおける可溶合金エレメントとリ−ド線との接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合金型温度ヒュ−ズにおいては、図２に示すように、可溶合金エレメント２の両端にリ−ド線１１，１２を接合し、可溶合金エレメント２にフラックス３を塗布し、このフラックス塗布可溶合金エレメント上に筒型絶縁ケ−ス４（通常は、セラミックス筒）を挿通し、そのケ−ス各端と各リ−ド線との間をエポキシ樹脂等の接着材５で封止してある。
【０００３】
従来、上記可溶合金エレメントとリ−ド線との接合方法としては、可溶合金エレメント端とリ−ド線端との間にギャップを隔てた状態でリ−ド線端部をヒ−タブロックの接触によって加熱し、次いで、この加熱リ−ド線の端面を可溶合金エレメント端面に押圧するバット溶接法（特開昭５９−４９９０号公報）、可溶合金エレメント端面とリ−ド線端面とをスプリング式押圧装置を用いて突合せ加圧しつつレ−ザ照射によりその突合せ箇所を溶接するレ−ザ溶接法（特開昭６３−２１８１１４号公報）が公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のバット溶接法では、リ−ド線端部の加熱がヒ−タブロックからの熱伝導により行われ、リ−ド線端部のかなりの容積部分が可溶合金エレメントの融点以上に加熱されるので、そのリ−ド線端部の蓄熱量が大となり、冷却速度が緩慢となり、溶融部の冷却に時間がかかって凝固中でのリ−ド線の振動やブレによる溶接部への悪影響、たとえば、くびれ発生が生じ易い。
他方、上記レ−ザ溶接法では、レ−ザビ−ムを小さなスポット径に集光して局部加熱するために上記の蓄熱量を僅かにとどめ得、急速冷却できるので上記リ−ド線の振動やブレによる溶接部への悪影響を排除できるが、レ−ザビ−ムの照射に対して影となる箇所での溶接が不可であり、可溶合金エレメントとリ−ド線との突合せ箇所全周の溶接が困難であって全周にわたる一様な溶接が困難である。
【０００５】
本発明の目的は、合金型温度ヒュ−ズにおける可溶合金エレメントとリ−ド線とをクビレ等の溶接欠陥を排除し、しかも全周にわたり一様に溶接できる接合方法を提供することにある。
【０００６】
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る温度ヒューズにおける可溶合金エレメントとリード線との接合方法は、温度ヒュ−ズ用の可溶合金エレメントの端面と銅リード線の端面との間にアークを数ミリ秒〜数十ミリ秒の間発生させて可溶合金エレメントの融点よりやや高い温度に加熱されたときにリード線を可溶合金エレメントに向けて押圧することによりそれらの端面間を溶接することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る可溶合金エレメントとリ−ド線との接合方法の工程を示し、２は可溶合金エレメント、１１，１２はリ−ド線である。
本発明により、可溶合金エレメント２の両端にリ−ド線１１，１２を接合するには、図１の（イ）に示すように、可溶合金エレメント端とリ−ド線端との間にギャップ（通常０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ）を隔てリ−ド線１１を陰極側として可溶合金エレメント端とリ−ド線端との間にア−ク放電を発生させる。
ア−ク柱は原子や分子等の中性粒子とそれらのイオン及び電子等の帯電粒子で構成されているプラズマであり、ア−ク電流は主に電子によって担われ、そのア−ク電流によるジュ−ル熱の発生と周囲への熱伝導や放射によるエネルギ−損失との釣合いで加熱状態が律せられ、そのア−ク柱の温度分布は軸心を中心とする点対称であり、軸心側ほど高温度となり、軸心より離れるに従って温度が低くなっていき、軸心周りの周方向に沿っての温度はほぼ一様である。
【０００８】
この温度分布のア−クでリ−ド線端及び可溶合金エレメントが溶接可能な温度（可溶合金エレメントの融点よりもやや高い温度）に加熱された時に、図１の（ロ）に示すように、リ−ド線１１を可溶合金エレメント２に向けて押圧し両端面を加圧接触させる。この加圧接触によりリ−ド線端が可溶合金エレメント端部に食い込んで可溶合金エレメント端部がコブ状に膨らまされると共に同接触によるア−クの消滅で溶融金属が冷却凝固し、これにて可溶合金エレメント２と一方のリ−ド線１１との溶接が終了する。
この一方のリ−ド線１１と可溶合金エレメント２との溶接後、その可溶合金エレメント２に他方のリ−ド線１２を上記と同様にして溶接し、図１の（ハ）に示すように、可溶合金エレメント２への両リ−ド線１１，１２の接合を終了する。
【０００９】
上記溶接においては、数ミリ秒〜十数ミリ秒（１ミリ秒以上で２０ミリ秒未満）といった短時間のア−ク放電でリ−ド線端及び可溶合金エレメント端が加熱され、それらの端面へのア−ク接触時間が数ミリ秒〜十数ミリ秒といった短時間であるから、その端面よりの熱伝達深さが僅かにとどめられ、従って、ア−ク消滅後の冷却が短時間で行われて溶融金属の凝固が迅速に行われるから、リ−ド線の振動やブレに起因する溶接欠陥をよく回避できる。
また、ア−クによるリ−ド線端面及び可溶合金エレメント端面の加熱がリ−ド線及び可溶合金エレメントの軸心を中心としての点対称の温度分布で周方向に一様に行われるから、全周にわたり一様に溶接でき、全周の一部が満足に溶接されない局部的溶接を排除できる。
【００１０】
上記において、ア−ク放電時間は、溶接温度（可溶合金エレメントの融点よりもやや高い温度）やリ−ド線及び可溶合金エレメントの線径に応じて設定されるが、通常、１．０〜１０．０ミリ秒とされる。また、ピ−ク電流値は、通常コンデンサ端子電圧０〜１５０ボルトのもとで５０〜１２００アンペアとされる。
上記において使用する溶接装置としては、コンデンサ放電式で、ピ−ク電流値や通電時間が制御可能なものであれば、適宜のものの使用が可能である。
【００１１】
合金型温度ヒュ−ズを製作するには、本発明により可溶合金エレメントの両端にリ−ド線を接合したのち、図２に示すように、可溶合金エレメント２にフラックス３を塗布し、このフラックス塗布可溶合金エレメント上に筒型絶縁ケ−ス（通常は、セラミックス筒）４を挿通し、そのケ−ス各端と各リ−ド線との間をエポキシ樹脂等の接着材５で封止し、これにて合金型温度ヒュ−ズの製作を終了する。
このようにして製作した合金型温度ヒュ−ズにおいては、可溶合金エレメント２にリ−ド線１１，１２が欠陥なく溶接されているので、品質にバラツキが殆どなく優れた作動特性を奏する。
【００１２】
【実施例】
〔実施例〕
リ−ド線には線径１．０ｍｍφの銅線を使用し、可溶合金エレメントには線径１．０ｍｍφの融点（固相線温度）１４５℃の合金を使用した。
コンデンサ端子電圧６０ボルト、ア−ク放電時間５．０ミリ秒、加圧接触通電時間４．０ミリ秒、最大電流１２０アンペアでア−ク放電を発生させてア−ク溶接した。
〔比較例〕
可溶合金エレメント及びリ−ド線には実施例と同じものを使用した。
波長１．０６μｍ、出力レベル０．２ｋｗ、変換効率３．３％のＹＡＧレ−ザを用い、集光スポット径ほぼ０．１ｍｍφで突合せ箇所をレ−ザ溶接した。
【００１３】
これらの実施例及び比較例とも、短時間溶接のため、溶接クビレなく溶接できた。しかしながら、引張り試験を行ったところ、実施例品の方が比較例品よりも大なる強度を呈し、比較例品では溶接界面が剥離したのに対し、実施例品では可溶合金エレメントが破断した。
この試験結果より、実施例が比較例よりも一様に溶接されていることが推定できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係る温度ヒュ−ズにおける可溶合金エレメントとリ−ド線との接合方法によれば、温度ヒュ−ズの振動やブレが溶接欠陥として現れるのをよく抑制でき、しかも接合箇所を周方向に充分一様に溶接できるので、温度ヒュ−ズの品質の一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度ヒュ−ズにおける可溶合金エレメントとリ−ド線との接合方法を示す図面である。
【図２】合金型温度ヒュ−ズを示す図面である。
【符号の説明】
１１ リ−ド線
１２ リ−ド線
２ 可溶合金エレメント

Claims (2)

1. 温度ヒュ−ズ用の可溶合金エレメントの端面と銅リード線の端面との間にアークを数ミリ秒〜数十ミリ秒の間発生させて可溶合金エレメントの融点よりやや高い温度に加熱されたときにリード線を可溶合金エレメントに向けて押圧することによりそれらの端面間を溶接することを特徴とする温度ヒューズにおける可溶合金エレメントとリード線との接合方法。
2. リード線側を、アーク放電における陰極側とすることを特徴とする請求項１記載の温度ヒューズにおける可溶合金エレメントとリード線との接合方法。

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