JP4875718B2 - 可撓導体および可撓導体の製造方法 - Google Patents
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Description
ところで、積層した金属箔と基材とを摩擦撹拌溶接(FSW:Friction Stir Welding)により接続する技術が特許文献1に開示されている。摩擦攪拌溶接とは摩擦攪拌接合とも呼ばれ、先端に突起のある円筒状の工具を回転させながら強い力で押し付けることで突起部を接合させる部材(母材)の接合部に貫入させ、これによって摩擦熱を発生させて母材を軟化させるとともに、工具の回転力によって接合部周辺を塑性流動させて練り混ぜることで複数の部材を一体化させる接合法である。
さらに、溶接部分の通電性能は通常の純銅や純アルミニウムよりも劣る。電子ビーム溶接により固定する場合には、加熱は瞬時であり、軟化部分は少なく焼けも発生しないが、設備の関係上バッチ処理となり生産性において問題になる。
そこで、本発明は上記課題を解消するために、積層体の薄板がめくれ上がるのを防止しながら、積層体が動いた際に薄板が切れてしまう現象を防止でき、長期にわたって使用できる可撓導体および可撓導体の製造方法を提供することを目的とする。
ここでいう面取り部または逃げ部とは保護板の薄板に面する側の端部を曲面形状または斜面形状に加工した部分、あるいは保護板の薄板に面する側が曲面形状または斜面形状になるように折り曲げ加工した部分をあらわす。
本発明の可撓導体では、前記端子部の第1面側の前記保護板は、前記端子部とは別部材であり、前記端子部の第2面側の前記保護板は、前記端子部と一体に形成されていることを特徴とする。
本発明の可撓導体では、前記摩擦撹拌接合は、前記端子部と前記保護板の接合部に沿って形成されていることを特徴とする。また、摩擦攪拌接合部とは、前記摩擦攪拌接合により一体化された部分を意味する。
図1は、本発明の可撓導体の好ましい実施の形態を示す斜視図である。図2は、図1に示す可撓導体の一部を省略した側面図である。
図1に示す可撓導体1は、積層体10と、第1端子部11と第2端子部12と、第1保護板31、32と、第2保護板33、34を備えている。
積層体10は、複数枚の薄板20を積層することで形成されており、導電性と可撓性を有する。各薄板20は、帯状の部材であり、導電性を有する金属、例えば銅やアルミニウムにより作られている。
同様にして、第1保護板32は、第1端子部11の他方の面11Cと積層体10の第1端部10Bの接合部分42上に配置されており、接合部分42付近の積層体10の薄板20がめくれ上がるのを防止するための追加部材である。
同様にして、第2保護板34は、第2端子部12の他方の面12Cと積層体10の第2端部10Cの接合部分44に配置されており、接合部分44付近の積層体10の薄板20がめくれ上がるのを防止するための追加部材である。
既に説明したように、第1保護板31、32と第2保護板33、34は、積層された薄板20を押さえ付けることで、積層体10と第1端子部11の接合部と積層体10と第2端子部12の接合部に対して摩擦撹拌溶接を施す際に、積層された薄板20がめくれ上がるのを防止できる。第1保護板31、32と第2保護板33、34が積層された薄板20を押さえ付けるので、複数枚の薄板20間に微細な空隙が形成されることを防止でき、第1端子部11と積層体10の第1端部10Bとの接合部分の品質と、第2端子部12と積層体10の第2端部10Cとの接合部分の品質が向上する。
図1に示す摩擦撹拌接合部分52は、回転ツールを回転させながら、被接合材料である第1端子部11の他方の面11Cの端部15Cと、第1保護板32の端部32Bに対して所定の深さまで挿入して、接合線Lに沿ってこの回転ツールを移動することで形成されている。
図1に示す摩擦撹拌接合部分54は、回転ツールを回転させながら、被接合材料である第2端子部12の他方の面12Cの端部16Cと、第2保護板34の端部34Bに対して所定の深さまで挿入して、接合線Lに沿ってこの回転ツールを移動することで形成されている。
図3に示す摩擦撹拌接合装置100は、ベース101と、ワークテーブル102と、ヘッド装置103と、コラム104と、制御部105を有している。
ワークテーブル102は、ベース101の上に搭載されており、コラム104はベース101に対してZ方向に立てて固定されている。コラム104は、ヘッド装置103とアクチュエータ106を保持している。
アクチュエータ106は、ヘッド装置103をZ方向に沿って昇降させるために設けられており、例えばエアシリンダである。制御部105がアクチュエータ106に指令を送ることで、チャック装置107の回転ツール200をワークテーブル102上の可撓導体1に対して押し付けることができる。
図4と図3に示すように、回転ツール200は、ショルダ部201と、ピン部202を有している。ショルダ部201は円柱状の金属部材であり、ピン部202は、このショルダ部201の先端部から突出して形成されている。ピン部202の直径はショルダ部201の直径よりも小さい。
このようにして、第1端子部11の一方の面11Bの端部15Bと第1保護板31の端部31Bと積層体20が、電気的にかつ熱的にしかも機械的に接合して固定される。このような摩擦撹拌接合部分51と同様なやりかたで、図1と図2に示す他の摩擦撹拌接合部分52〜54も得られる。
図7に示す実施の形態の可撓導体1Bでは、第1端子部11と第1保護板31は別部材であるが、第1端子部11と第1保護板32は一体物である。同様にして、第2端子部12と第2保護板33は別部材であるが、第2端子部12と第2保護板34は一体物である。これにより、部品点数を減らすことができ、摩擦撹拌接合部分51、53だけを形成すればよいので、作業効率が向上する。
図8に示す可撓導体1Cでは、積層体10がほぼ90度曲げて配置される。この場合には、第1保護板31と第2保護板33には曲面部31R、33Rが形成されているが、反対側の第1保護板32と第2保護板34には曲面部の形成は不要である。これは、第1保護板32と第2保護板34では、薄板20にストレスが生じにくく切れてしまう現象が生じにくいからである。
10 積層体
11 第1端子部
12 第2端子部
20 薄板
31,32 第1保護板
33,34 第2保護板
41,42,43,44 接合部分
51,52,53,54 摩擦撹拌接合部分
31R、32R、33R、34R 曲面部(面取りまたは逃げ部の一例)
100 摩擦撹拌接合装置
200 回転ツール
201 ショルダ部
202 ピン部
CL 回転ツールの中心線
L 接合線
Claims (5)
- 複数枚の薄板を積層して形成され導電性と可撓性を有する積層体と、
前記積層体の両端部に設けられた端子部と、
前記端子部と前記積層体の接合部分に配置された保護板と、を備え、
前記保護板は、前記端子部とは別部材であり、
前記保護板により前記積層体が押圧された状態で、前記端子部の一端と前記保護板及び前記積層体の一端とが摩擦撹拌接合により幅方向全長に亘り接合され、前記保護板の他方端部の前記薄板に面する側に面取り部または逃げ部が形成されていることを特徴とする可撓導体。 - 前記保護板は、前記端子部の第1面側と前記第1面とは反対の第2面側の内の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の可撓導体。
- 前記端子部の第1面側の前記保護板は、前記端子部とは別部材であり、前記端子部の第2面側の前記保護板は、前記端子部と一体に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の可撓導体。
- 前記摩擦撹拌接合部は、前記端子部と前記保護板の接合部に沿って形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つの項に記載の可撓導体。
- 複数枚の薄板を積層して形成され導電性と可撓性を有する積層体と前記積層体の両端部に設けられた端子部とを接合して可撓導体の製造する製造方法であって、
前記端子部とは別部材からなり、前記端子部とは反対側の前記薄板に面する側に面取り部または逃げ部が形成された保護板を、前記積層体の真上又は直下の前記端子部と隣接する位置に配置し、該保護板を介して前記積層体を押圧しながら前記積層体と前記端子部を、摩擦撹拌接合により幅方向全長に亘り接合することを特徴とする可撓導体の製造方法。
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