JP4759689B2 - 可撓導体の製造方法および圧縮形銅管端子の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、良好な電気接続特性が安定して得られる可撓導体または圧縮形銅管端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可撓導体は、厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度の導電性金属薄板を多数重ね、その両端部を端子部とし、中間部を可撓導体部としたもので、この可撓導体は導体部が可撓性を有するため、電気炉用配線部などの熱膨張差の大きい端子間の接続に用いて熱膨張差を吸収する効果、或いはトランス用配線部などの振動の激しい端子間の接続に用いてその振動を吸収する効果がある。
【０００３】
ところで、前記可撓導体１は、図６（イ）に示すように、多数の導電性金属薄板２の重ね合わせ体３の両端部の上下面にそれぞれ押さえ板２１を配し、これらをリベット（図示せず）でかしめて端子部４とし、または図６（ロ）に示すように、前記重ね合わせ体３の両端部をそれぞれ半田２２付けして端子部４として製造されている。図６で、５は可撓導体部である。
【０００４】
また、圧縮形銅管端子１１は、図７に示すように、銅管の一端を偏平状加工部１２とし、他端の銅管部１３内に、ケーブル終端部分の絶縁層を剥いで露出させた導体１４を挿入し、銅管部１３を縮径して導体１４を接続する端子である。偏平状加工部（端子部）１２はボルト穴６にボルトを通して他の導体端子部と接続される。図７で１５は偏平状銅管内接部、１６は絶縁保護層である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の可撓導体の端子部は、使用中にかしめが弛んだり、導電性金属薄板間に半田が十分供給されなかったりして、導電性金属薄板間の接触抵抗が増大して安定した電気接続が得られず、場合によっては端子部が高温に発熱して火災の原因になるなどの問題があった。
【０００６】
また、圧縮形銅管端子は、屋外で使用する場合、その端子部の偏平状銅管内接部は気密性に劣るため雨水が侵入して絶縁破壊の原因になる恐れがあり、冬期には侵入した雨水が凍って体積を膨張させ通電性を悪化させることがあった。このため、前記端子部の偏平状銅管内接部に半田を充填する対策が取られているが、十分な気密性が得られないといった問題があった。
【０００７】
このようなことから、本発明者等は、可撓導体および圧縮形銅管端子の製造方法について鋭意検討を行い、中周波通電加熱圧接法を利用することにより前記諸問題を解決し得ることを知見し、さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。本発明の目的は、良好な電気接続が安定して得られる可撓導体および圧縮形銅管端子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、多数の導電性金属薄板を重ね、その両端部の前記導電性金属薄板を電極間で挟み込み、プレスにより前記導電性金属薄板の重ね方向に前記電極で加圧しながら中周波通電加熱により前記導電性金属薄板自身を加熱して相互に接合し、接合界面を核として再結晶組織とすることを特徴とする可撓導体の製造方法である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、銅管の一端を偏平状に加工して端子部とし、前記端子部を電極間で挟み込み、プレスにより前記端子部の偏平加工方向に前記電極で加圧しながら中周波通電加熱により前記端子部自身を加熱して気密に接合し、接合界面を核として再結晶組織とすることを特徴とする圧縮形銅管端子の製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の可撓導体の実施形態を示す（イ）斜視図および（ロ）側面図である。この発明の可撓導体１は、多数の導電性金属薄板２の重ね合わせ体３の端部が中周波通電加熱圧接法により一体に接合されて端子部４を形成して製造される。図１で５は可撓導体部、６は端子部を他の導体端子部に接続するためのボルト穴である。
【００１１】
本発明において、中周波通電加熱圧接法とは、例えば、接合すべき多数の導電性金属薄板を重ねておき、これに中周波電流を通電して前記導電性金属薄板を加圧しながら加熱して、前記多数の金属薄板同士を相互に接合する方法である。中周波通電加熱では、加熱が比較的広い接合面積に渡って緩やかになされるため、接合界面部分を核として再結晶が進行し、金属薄板２間の接合界面は、図２に示すような、接合界面を連通する再結晶粒組織となる。前記中周波通電加熱における周波数は、材質や接合面積などに応じて１〜１０ｋＨｚの範囲内で選定される。加圧力や通電加熱時間などを含めて予備実験を行って、最適条件を選ぶのが望ましい。
【００１２】
因みに、従来の半田付けによる接合界面は、図８に示すように結晶粒は接合界面を挟んで不連続であり、しかも半田層が存在しない部分もあり接合性に劣る。
【００１３】
図３は、本発明の可撓導体の製造方法の実施形態を示す説明図である。多数の銅薄板２の重ね合わせ体３の端部を２個の電極７、７間に挟み、これらをプレス８により加圧しつつ、中周波通電加熱して、前記多数の銅薄板２を一体に接合して端子部とする。
【００１４】
一方、圧縮形銅管端子は、図４（イ）に示すように、銅管の一端を偏平状に加工し、この偏平状加工部を中周波通電加熱圧接法により接合して端子部１７としたもので、その接合部の結晶組織は、図４（ロ）に示すように、接合界面を核として発達した再結晶粒組織になっている。このため偏平状銅管内接部１５は気密性に優れ、ここから雨水が侵入するようなことはない。図４（イ）で、６はボルト穴、１３は導体を接続する銅管部である。
【００１５】
図５（イ）〜（ハ）は、本発明の圧縮形銅管端子の製造方法の実施形態を示す工程説明図である。図５（イ）に示す銅管の一端を、図５（ロ）に示すように偏平状に加工し、この偏平状加工部１２を、図５（ハ）に示すように電極７、７間に挟み、プレス８により加圧しながら、中周波通電加熱してその偏平状銅管内接部１５を接合して端子部１７（１５、１７は図４イ参照）とする。
【００１６】
本発明において、望ましい中周波通電加熱条件は、周波数２〜４ｋＨｚ、加圧力２００〜５００ＭＰａ、通電加熱時間６０〜１２０秒である。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）厚さ０．０５ｍｍの多数の銅薄板を、化学洗浄後、重ね合わせ、その両端部を図３に示した中周波通電加熱圧接法により一体に接合して端子部となし可撓導体を製造した。中周波通電加熱圧接法における周波数、加圧力、通電加熱時間などは予備実験を基に選定した。
【００１８】
（比較例１）厚さ０．０５ｍｍの多数の銅薄板を、化学洗浄後、重ね合わせ、その上下面にそれぞれ押さえ板２１を１枚づつ配し、これらをリベット（図示せず）によりかしめて可撓導体を製造した（図６イ参照）。
【００１９】
（比較例２）厚さ０．０５ｍｍの多数の銅薄板を化学洗浄後、重ね合わせ、その両端部を半田２２付けして可撓導体を製造した（図６ロ参照）。
【００２０】
実施例１および比較例１、２で製造した各々の可撓導体を同じ断面積の銅ブスバーで接続し、この接続体を床から５０ｃｍの高さに水平に配置して通電試験を行い、そのときの端子部の温度を熱電対を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１から明らかなように、本発明例の実施例１（Ｎｏ．１〜３）はいずれも可撓導体端子部の温度が９０℃以下と低かった。これらの端子部の結晶組織を調べたところ、接合界面は、いずれも接合界面を連通する再結晶粒組織からなっていた。これに対し、比較例１（Ｎｏ．４）および比較例２（Ｎｏ．５）は、いずれも通電試験での端子部の温度が１２０℃以上に高くなった。これはかしめ不良や半田供給不足によるためである。
【００２３】
（実施例２）外径７０ｍｍ、厚さ３ｍｍの銅管の一端を偏平状に加工し、この偏平状加工部を、図５に示した中周波通電加熱圧接法により厚さ方向に加圧しつつ中周波通電加熱して偏平状銅管内接部を接合し、圧縮形銅管端子を製造した。中周波通電加熱圧接法における周波数、加圧力、通電加熱時間などは予備実験を行って選定した。
【００２４】
（比較例３）外径７０ｍｍ、厚さ３ｍｍの銅管の一端を偏平状に加工し、前記端子部の偏平状銅管内接部に溶融半田を流し込んで圧縮形銅管端子を製造した。
【００２５】
実施例２および比較例３で製造した各々の圧縮形銅管端子について、端子部の気密試験を行った。気密試験は、圧縮形銅管端子を、端子部を上にして水没させ、端子部上面からの空気の漏れを観察して判定した。空気の漏れが全くないものは気密性が極めて良好（◎）、空気の漏れが僅かにあるが実用上差し支えない気密性が得られるものは良好（○）、空気の漏れがあるものは不良（×）と判定した。結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】

【００２７】
表２から明らかなように、本発明例の実施例２（Ｎｏ．１１〜１３）はいずれも気密性に優れた。Ｎｏ．１２、１３は通電加熱を望ましい条件で行ったため気密性が特に優れた。これらの偏平状銅管内接部の結晶組織を調べたところ、接合界面は、いずれも接合界面を連通する再結晶粒組織からなっていた。これに対し、比較例３（Ｎｏ．１４）は気密性が劣った。これは接合界面に半田が十分供給されなかったためである。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載発明の可撓導体は、端子部が中周波通電加熱圧接法により接合されているので、接合界面の電気抵抗が極めて小さく良好な電気接続が安定してなされる。また請求項２記載発明の圧縮形銅管端子は、端子部の偏平状銅管内接部が中周波通電加熱圧接法により接合されているので気密性に優れ、雨水の侵入が防止され、絶縁破壊などの恐れがない。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可撓導体の実施形態を示す（イ）斜視図および（ロ）側面図である。
【図２】本発明の可撓導体の端子部の実施形態を示す横断面結晶組織図である。
【図３】本発明の可撓導体の端子部を中周波通電加熱圧接法により接合する方法の説明図である。
【図４】本発明の圧縮形銅管端子の実施形態を示す
（イ）斜視図および（ロ）端子部の偏平状銅管内接部の横断面結晶組織図である。
【図５】（イ）〜（ハ）は、本発明の圧縮形銅管端子を製造する方法の工程説明図である。
【図６】従来の可撓導体の側面図で（イ）はリベット接合型、（ロ）は半田接合型である。
【図７】従来の圧縮形銅管端子を用いたケーブル終端接続部の説明図である。
【図８】半田接合した可撓導体端子部の横断面結晶組織図である。
【符号の説明】
１ 可撓導体
２ 導電性金属薄板
３ 多数の導電性金属薄板の重ね合わせ体
４ 可撓導体の端子部
５ 可撓導体の可撓導体部
６ ボルト穴
７ 電極
８ プレス
１１ 圧縮形銅管端子
１２ 圧縮形銅管端子の偏平状加工部
１３ 圧縮形銅管端子の銅管部
１４ ケーブル終端部分の絶縁層を剥いで露出させた導体
１５ 偏平状銅管内接部
１６ 絶縁保護層
１７ 圧縮形銅管端子の端子部
２１ 押さえ板
２２ 半田

Claims (2)

1. 多数の導電性金属薄板を重ね、その両端部の前記導電性金属薄板を電極間で挟み込み、プレスにより前記導電性金属薄板の重ね方向に前記電極で加圧しながら中周波通電加熱により前記導電性金属薄板自身を加熱して相互に接合し、接合界面を核として再結晶組織とすることを特徴とする可撓導体の製造方法。
2. 銅管の一端を偏平状に加工して端子部とし、前記端子部を電極間で挟み込み、プレスにより前記端子部の偏平加工方向に前記電極で加圧しながら中周波通電加熱により前記端子部自身を加熱して気密に接合し、接合界面を核として再結晶組織とすることを特徴とする圧縮形銅管端子の製造方法。

Images