JP4847911B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

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ための構成に関する。

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４に示すごとく、筒状のセラミックス等の絶縁材料からなる外囲器５１を挟んで銅製の電極５２が相対向して配設され、この電極５２の外方の中心部に銅製のリード線５３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６ｍｍの電極５２に、線径約１ｍｍのリード線５３を通常は銀ろうを用いて抵抗溶接により接続している。
しかし、熱伝導率が大きい銅を用いた場合に、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は線径（断面積）が小さくて熱容量が小さいことからすぐに温度上昇するのに対し、電極５２の中心部の熱はすぐに周囲に導出してしまっ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。
特開昭５５−９３９９号公報

そこで、熱伝導率が大きい銅を用いた場合でも、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強固な接合状態が得られるように、本願と同じ発明者はリード線を接続する電極部分に円錐台形状の凸段部を突設した電子部品を案出した（特許文献２参照。）。この電子部品にあっては、電極にリード線端面を当接して抵抗溶接する際に、凸段部はリード線の線径よりも小径で断面積も小さいことから電流通過による発熱が大きくなることに加え、凸段部に生じる加熱は電極本体に導出しづらくなり、これにより電極とリード線の接合部分は温度上昇しやすくなって溶接性が向上するという優れた特徴を有していた。
特開２００５−２５９８８号公報

このように優れた特徴を有する上記電子部品であるが、放電開始電圧が設定値より低くなるものが時折発生するという問題があった。この放電開始電圧が設定範囲を超える電子部品についてその原因を調査したところ、放電ギャップ長がリード線溶接後に縮まることが判明した。すなわち、電極にリード線を溶接する際に、溶接電流を印加して発熱させつつリード線を電極に加圧（１００Ｎ）することが行われており、この加圧力と発熱により、電極が放電ギャップを縮める方向に変形するものと思われる。しかし、この加圧と発熱の大きさは上述した構造の電極とリード線を確実に溶接するためには必要な大きさであって、電極の変形を防止するためだけに加圧力を小さくすることはできなかった。
また、上記凸段部の径を小さくすることで、凸段部の発熱を増大させて加圧力を小さくさせることは可能となるものの、凸段部の径を小さくすることによりリード線との接触面積が小さくなって溶接性能が低下する恐れがあった。
そこで本発明にあっては、これらの課題を解決すべく、熱伝導率が大きい銅を用いても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強固な接合状態が得られるとともに、溶接時の加圧と発熱で電極が変形する恐れのない電子部品を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の電子部品は、電極にリード線の端部を接続する電子部品において、リード線端部接続部は、突出状基台上面に該基台より小径な突出部を突設してなる凸形状から成り、上記突出部上面にリード線端部を接続することを特徴とするものである。

また、突出状基台は、基端部径がリード線径とほぼ同程度若しくはそれ以下で該基端部から先端部にかけて徐々に径を小さくする円錐台形とすることを特徴とするものである。

また、突出部は円柱形とすることを特徴とするものである。

以上詳述した如く、本発明の電子部品によれば、電極にリード線の端部を接続する電子部品において、リード線端部接続部は、突出状基台上面に該基台より小径な突出部を突設してなる凸形状から成り、上記突出部上面にリード線端部を接続することで、抵抗溶接の際に突出部はその径が小さく発熱量が大きくなるので、リード線と電極間の加圧力を小さくすることができるとともに、溶融する突出部をリード線先端が押動していき突出状基台の先端部に達したところで、この先端部が突出部よりも径が大きくなっていて発熱量が小さいことから、リード線先端の進行がここで一旦停止し、これを電極に対するリード線の加圧を停止するタイミングに利用することができ、さらに突出状基台のより広い表面積部分でリード線が溶接されるので強固な接合状態が得られるものである。

また、突出状基台は、基端部径がリード線径とほぼ同程度若しくはそれ以下で該基端部から先端部にかけて徐々に径を小さくする円錐台形とすることで、電極にリード線を当接して抵抗溶接する際に、突出状基台の基端部から先端部に向かって電流通過による発熱が大きくなるのでより強固な接合状態が得られる。

また、突出部は円柱形とすることで、抵抗溶接の電流通過により突出部全体が一様に発熱して溶融してリード線との溶接性が向上する。

図１は、本発明の電子部品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。図中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。

図２に示すごとく、直径約６ｍｍのサイド電極３の外方中央部には、深さ約０．５ｍｍの凹部６を設けるとともに、凹部６の中央部分には、リード線５接続部となる円錐台形状の突出状基台７を突設し、さらにその突出状基台７の先端部の中央部分に上記突出状基台７よりも小径な円柱状の突出部８を突設し、これにより突出状基台７と突出部８との接合部分には段部９が形成される。
上記突出状基台７の形状は、リード線５の直径を約０．８ｍｍとしたときに、その先端径をリード線径の８７．５％の約０．７ｍｍ、基端部径をリード線径の１００％の約０．８ｍｍ、高さを約０．３ｍｍとするものである。このように突出状基台７を円錐台形状とすることで、サイド電極３の突出状基台７にリード線５を抵抗溶接する際に、突出状基台７はその先端方向ほど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。
また上記突出部８の形状は、リード線径の６２．５％の直径約０．５ｍｍ、高さ約０．２ｍｍの円柱形とする。これにより突出部８は、上記突出状基台よりも熱容量が小さく抵抗溶接時に温度が上昇し、リード線５とともに溶け合ってより強固な接合状態が得られる。

図３は、電子部品１のサイド電極３にリード線５が抵抗溶接により溶接された状態を示している。リード線５のそれぞれの先端部分と、サイド電極３における突出状基台７及び突出部８とが溶融して溶接され接続部分が一体化している。

本発明の電子部品における溶接前の状態を示す断面図である。 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。 本発明の電子部品における溶接した状態を示す断面図である。 従来の電子部品を示す断面図である。

符号の説明

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 突出状基台
８ 突出部
９ 段部

Claims (3)

1. 電極にリード線の端部を接続する電子部品において、リード線端部接続部は、突出状基台上面に該基台より小径な突出部を突設してなる凸形状から成り、上記突出部上面にリード線端部を接続することを特徴とする電子部品。
2. 突出状基台は、基端部径がリード線径とほぼ同程度若しくはそれ以下で該基端部から先端部にかけて徐々に径を小さくする円錐台形とすることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
3. 突出部は円柱形とすることを特徴とする請求項１記載の電子部品。

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