JP4348677B2 - 電子部品とリード線の接続方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス入り放電管等の電子部品における電極にリード線を好適に接続する接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスアレスタ、避雷器等と称されているサージ電流を吸収するためのガス入り放電管５０としては、図７に示すごとく、筒状のセラミックス等からなる絶縁材料からなる外囲器５１を挟んで銅製電極５２が相対向して配設され、この銅製電極５２の外方の中心部に銅製のリード線の端面が溶接されたものが存在している。この従来のガス入り放電管５０にあっては、直径約８ｍｍの銅製電極５２に、同じく銅製の線径約１．０ｍｍのリード線５３を通常は銀ろうを用いて抵抗溶接するのであるが、銅は熱伝導率が大きいことから、銅製電極５２の中心部にリード線５３の端面を当接させた状態で電流を通じて加熱しても、リード線５３の先端への加熱は銅製電極５２と比較して線径（断面積）も小さく熱容量が小さいことからすぐに温度上昇するのに対し、銅製電極５２の中心部へ電流を通じての加熱はすぐに熱が周囲に導出して中心部の温度が上昇しづらく、このため当接する双方部分を好適な温度に上昇させた状態で溶接することができず、所望する溶接強度を得ることが困難であった。これに対し、スポット溶接は瞬間的な電流で短時間に溶接することができるのであるが、上述した抵抗溶接による長時間溶接と比較すると溶接強度はそれほど強固ではないことから、ガス入り放電管が避雷器として用いられ１０ｋＡを超えるような大きなサージ電流が通過する際に溶接個所が損傷する恐れがあった。（例えば、特許文献１参照。）。５４は、２区間式のガス入り放電管５０における中間電極である。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５５−９３９９号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、熱伝導率が大きい銅を用いると熱容量が大きい電極と熱容量の小さいリード線とを抵抗溶接しても強固な接合状態が得られない点である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の電子部品とリード線の接続方法は、曲面状の電極にリード線の端面を抵抗溶接する接続方法において、メッキ厚１０〜１４μmにメッキを施してなるリード線のリード線端面に稜部を圧接切断により突出形成するとともに前記稜部以外のフラット面にメッキを延ばし、リード線側の溶接電極は前記リード線の突出寸法をリード線径より小さく設定して保持するとともに、曲面状の電極側の溶接電極は前記曲面状の電極を保持し、前記稜部を前記曲面状の電極の外周面と線接触するようにして当接させ、前記曲面状の電極外周に前記リード線の前記稜部を押圧した状態で前記溶接電極間に給電して抵抗溶接することを特徴とするものである。
【０００６】
リード線の稜部は、縦の幅径が線径の３０％、高さが線径の１０％、前記稜部のリード線中心からの変位量が線径の１０％に突出形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
曲面状の電極側の溶接電極は曲面状の電極の外周を保持し、リード線側の溶接電極は、リード線の突出寸法をリード線径より小さく設定して狭持することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の接続方法により接続された電子部品１を示すものであり、２区間式のガス入り放電管を例にとり以下に説明する。２はセラミックス等の絶縁材料からなる２つの筒状の外囲器、３は外囲器２の両端に配置された略円錐台形状の無酸素銅製のサイド電極、４は２つの外囲器２の間に介在する同じく銅製の中間電極、５はサイド電極３の外方中央部及び中間電極４に接続される軟銅線からなるリード線である。外囲器２の内部では、サイド電極３と中間電極４とが放電間隙を設けて対向し、その放電空間には放電ガスが封入されている。
【０００９】
中間電極４に溶接するリード線５は、図２に示すごとく、先端が鋭角な切断刃１０（刃の一方面を片刃状に、刃先以外をほぼ真っ直ぐに揃えるようにしている）で上下から狭持圧接されて切断されることで、切断面に稜部１１を突出形成している。この稜部１１は、図３に示すごとく、その縦の幅径が線径の約３０％、その高さが線径の約１０％、そして稜部１１のリード線５中心からの変位量が線径の約１０％となるようにしている。
【００１０】
そして溶接装置を用いて中間電極４にリード線５を抵抗溶接するに際しては、図４に示すごとく、リード線側の溶接電極１２がリード線５の突出寸法をリード線径より小さい約０．９ｍｍに設定して狭持するとともに、中間電極４側の溶接電極１３が中間電極４の外周を保持し、稜部１１を横向きにし中間電極４外周面と線接触するようにして当接させ、中間電極４外周にリード線５の稜部１１を押圧した状態で溶接電極１２と溶接電極１３の間に抵抗溶接の電流を流すものである。このように中間電極４に対する稜部１１の当接面積が線接触であることから小さく、接合部分の電流密度が増すことで熱容量が小さくなるとともに、溶接電極１２から突出しているリード線５と中間電極４の接合部分との温度上昇のバランス（ヒートバランス）が平衡することで、リード線５と中間電極４とが高温となって同様の溶け具合となることにより強固で好適な溶接状態が得られる。
【００１１】
尚、この中間電極４とリード線５との溶接に際して、リード線５として錫等のメッキしたものを用いた場合には、銅とメッキの錫等とが中間電極４と共晶化することでより接合されやすくなるので好ましく、さらに中間電極４にも錫等のメッキが施すと更に一層接合が容易となる。このメッキ厚は、切断刃１０による切断時に稜部１１以外のフラット面にメッキが延びるように１０〜１４μｍ程度の厚さにすることが好ましい。
【００１２】
図５は、サイド電極３を表しており、直径約８ｍｍのサイド電極３の外方中央部には、凹部６を設けるとともに、凹部６の中央部分にはリード線５を接続するための円錐台形状の接続部７を突設している。この接続部７の形状は、リード線５の直径を約１．０ｍｍとしたときに、その先端径をリード線径の７０〜９０％の０．７〜０．９ｍｍ、その基端部径をリード線径と同じ１．０ｍｍ、その高さをリード線径の７０〜９０％の０．７〜０．９ｍｍとするものであり、特に好ましくは先端径をリード線径の８０％の０．８ｍｍ、その基端部径をリード線径と同じ１．０ｍｍ、その高さをリード線径の８０％の０．８ｍｍとするものである。このようにサイド電極３の接続部７を上記寸法の円錐台形状とすることで、リード線５との接合部分の電流密度が増すとともに熱容量が小さくなり、これにより溶接時に温度が上昇しやすくなって溶接性の向上、溶接強度の確保が図られるものである。
【００１３】
図６は、サイド電極３の接続部７へのリード線５の溶接を抵抗溶接の溶接装置で行う際に、その溶接電極の使用法を示している。リード線側の溶接電極８はリード線５を保持し、サイド電極３側の溶接電極９はサイド電極３の外周を保持し、サイド電極３の接続部７にリード線５の先端を当接させた状態で、溶接電極８と溶接電極９の間に給電して接合部分を加熱し溶接するのであるが、溶接電極８が狭持するリード線５の突出量を、上述したサイド電極３の接続部７の容量（体積）とほぼ同一になるように０．８〜０．８５ｍｍに設定するものである。このように接合部である接続部７と溶接電極８から突出するリード線５との温度上昇のバランス（ヒートバランス）が平衡することで、抵抗溶接時に接続部７とリード線５とが同様の溶け具合となって強固で好適な溶接状態が得られるものである。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の電子部品とリード線の接続方法によれば、曲面状の電極にリード線の端面を抵抗溶接する接続方法において、リード線端面に稜部を突出形成し、この稜部を前記電極外周面に線接触させて抵抗溶接することで、稜部を電極に当接させて抵抗溶接の電流を流す際に、稜部の当接面積が小さく接合部分の電流密度が増して熱容量が小さくなり、接合部分の温度が上昇しやすくなって溶接性が向上するものである。
【００１５】
また、電極とリード線を溶接する溶接装置におけるリード線を保持して給電する溶接電極からの前記リード線の突出寸法をリード線径より小さくすることで、溶接電極から突出しているリード線と電極の接合部分との温度上昇のバランス（ヒートバランス）が平衡し、これにより抵抗溶接時にリード線と電極とが高温となって同様の溶け具合となることにより強固で好適な溶接状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の接続方法により接続された電子部品を示す断面図である。
【図２】本発明の電子部品における中間電極に溶接するリード線を切断する状態を示す説明図である。
【図３】本発明の電子部品におけるリード線端面を示す説明図である。
【図４】本発明の電子部品における中間電極の接合部にリード線を溶接する状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の電子部品のサイド電極を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】本発明の電子部品におけるサイド電極の接続部にリード線を溶接する状態を示す説明図である。
【図７】従来の電子部品を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：電子部品
２：外囲器
３：サイド電極
４：中間電極
５：リード線
６：凹部
７：接続部
８：溶接電極
９：溶接電極
１０：切断刃
１１：稜部
１２：溶接電極
１３：溶接電極

Claims (3)

1. 曲面状の電極にリード線の端面を抵抗溶接する接続方法において、メッキ厚１０〜１４μmにメッキを施してなるリード線のリード線端面に稜部を圧接切断により突出形成するとともに前記稜部以外のフラット面にメッキを延ばし、リード線側の溶接電極は前記リード線の突出寸法をリード線径より小さく設定して保持するとともに、曲面状の電極側の溶接電極は前記曲面状の電極を保持し、前記稜部を前記曲面状の電極の外周面と線接触するようにして当接させ、前記曲面状の電極外周に前記リード線の前記稜部を押圧した状態で前記溶接電極間に給電して抵抗溶接することを特徴とする電子部品へのリード線接続方法。
2. リード線の稜部は、縦の幅径が線径の３０％、高さが線径の１０％、前記稜部のリード線中心からの変位量が線径の１０％に突出形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品へのリード線接続方法。
3. 曲面状の電極側の溶接電極は曲面状の電極の外周を保持し、リード線側の溶接電極は、リード線の突出寸法をリード線径より小さく設定して狭持することを特徴とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品へのリード線接続方法。

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