JP4961444B2

JP4961444B2 - Ａｌ線半田付け方法及び端子

Info

Publication number: JP4961444B2
Application number: JP2009029674A
Authority: JP
Inventors: 秀政長嶺
Original assignee: NAG SYSTEM CO., LTD.
Current assignee: NAG SYSTEM CO., LTD.
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: JP2010186625A

Description

本発明は、Ａｌ線半田付け方法及びそのＡｌ線半田付けに用いられる端子に関する。

最近、自動車や家電等の各電気機器の軽量化とコストダウンのために、Ｃｕ線（銅線）からＡｌ線（アルミ線）への切換が検討されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３２７６９０号公報

しかしながら、上記特許文献１の端子の接続方法では、50％〜70％の圧縮率にて大きく端子の筒部を、圧縮（カシメ）加工せねばならず、品質のバラツキ等の問題が生じ易い。
また、Ａｌ線の端部をＣｕ（銅）製の端子に挿入し、上下の電極で挟圧しつつ溶接電流を流したとしても、挿入した撚り線構造のＡｌ線は、（特に横断面中心部が）加熱困難であり、半田の溶融が不十分となって、電気的接続に不安があった。

本発明者が、（従来例として示す）図６のような形状の端子40に関して多大な半田付けの実験を行ったところ以下の事実を発見した。即ち、図６及び図７，図８に示すように、従来の端子40は、円形筒部41とそれから突設された帯片部42とから成り、この筒部41の孔43に、多数本のＡｌ素線の撚り線から成るＡｌ線44の端部を挿入し、上下の電極45，46にて挟圧しつつ電流を流すと、端子40の筒部41内を、矢印Ｉ₄₁にて示すように大きく電流が流れるが、撚りＡｌ線44を伝達して流れる電流Ｉ₄₄は微小である。
それに伴って、端子筒部41、及び、撚りＡｌ線44の外周層は発熱するが、Ａｌ線44の中心部は（特に電流が流れ難く）発熱しない。
従って、フラックスを着けて半田を溶融しつつ流したとしても、Ａｌ線44の中心部は半田付けが不十分となる。

そこで、本発明は、従来のこのような問題を簡易な構成によって解決して、Ａｌ線と端子の導通性を良好に維持可能であり、品質のバラツキが少なく品質が安定し、作業性の良好なＡｌ線半田付け方法とそのための端子を、提供することを目的とする。

そこで、本発明は、筒部と、取着用孔を有し上記筒部から突出状の帯片部と、から成る端子の上記筒部に多数の撚り素線から成るＡｌ線の端部を挿入し、上記筒部を上下の電極にて挟圧しつつ溶接電流を流して発熱させつつ半田付けを行うＡｌ線半田付け方法に於て、上記端子の上記筒部の左右各側壁部に予め横孔を側壁電気抵抗増加用として貫設して、上記側壁部の電流通過断面積を４０％〜７０％減少させ、該側壁部の電気抵抗を増加させて、その後、上下の電極にて筒部を上下から挟圧しつつ溶接電流を流して半田付けする方法である。

また、上記端子の上記筒部の左右各側壁部に予め横孔を側壁電気抵抗増加用として貫設して、上記側壁部の電流通過断面積を４０％〜７０％減少させ、該側壁部の電気抵抗を増加させて、かつ、該筒部の内周面にＳｎメッキ層を形成し、その後、上下の電極にて筒部を上下から挟圧しつつ溶接電流を流して、上記筒部と共に上記Ａｌ線の端部の中心部位を含む横断面全域を発熱させつつ、半田線を接近させて、半田付けする方法である。

また、半田線を、Ａｌ線の端面側、及び、上記横孔側から、接近させて、半田付けする。
そして、このような半田付け方法に用いる端子は、Ａｌ線の端部が挿入される筒部の左右両側壁部には側壁電気抵抗増加用横孔が貫設され、該横孔により、上下の電極から溶接電流を流した際の上記側壁部の電流通過断面積を４０％〜７０％減少させると共に、該側壁部の電気抵抗を増加させて該側壁部に流れる電流を減少させつつ上記Ａｌ線に流れる電流を増加させるように構成したものである。

本発明のＡｌ線半田付け方法によれば、端子に横孔を貫設するという簡単な作業にて、多数本のＡｌ製撚り素線の中心部までが十分に発熱して(加熱されて)、十分に半田付けが行われ、安定して優れた導電性を確保しつつ接続できる。特に、Ａｌ製撚り素線の表面には酸化被膜が形成され易いが、（横断面において）多数本のＡｌ製撚り素線の全体が十分に半田付けされて、その後、空気に触れることを防いで、酸化被膜が生成されず、接触抵抗が低く維持されて、優れた導電性を安定して確保できる。
また、本発明の端子は、製作が簡単でありながら、挿入されたＡｌ線素線の中心部までが十分に発熱し、加熱されて、半田が十分に横断面全体にわたって溶融して、確実に半田付けされる。

本発明の実施の一形態を示す斜視図である。溶接電流を流している状態を説明する側面図である。溶接電流を流している状態を説明する要部断面正面図である。半田線の接近状態を説明する側面説明図である。要部断面図である。従来例を示す斜視図である。従来例の溶接電流を流している状態を説明する側面図である。従来例の溶接電流を流している状態を説明する要部断面正面図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１に於て、本発明に係るＡｌ線半田付け用端子２の一例を示し、この端子２はＣｕ又はＣｕ合金製であって（本発明では単にＣｕ製と呼ぶこととする）、円形の筒部３と、この筒部３から突出状の帯片部４とから成り、帯片部４には取着用孔５を有する。

この筒部３の軸心方向の孔部６には、図２，図３に示すように、多数のＡｌ製撚り素線７から成るＡｌ線８の端部９が挿入される。なお、本発明に於て、Ａｌとは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金をいうものと定義する。
そして、上記筒部３において、その左右両側壁部10，10に、円形の横孔11，11を貫設する。この横孔11，11は（後述する）溶接電流を流した際、側壁電気抵抗増加用であり、軸心Ｌ₆ を含み帯片部４と平行な面で縦切断した側壁断面積―――即ち、電流通過断面積―――を十分に減少させるものである。

このような独自の構造の端子２を使用したＡｌ線半田付け方法について説明すれば、多数のＡｌ製撚り素線７は通常（図外の）絶縁被膜層にて被覆されているので、まず、その絶縁被膜層を除去して、Ａｌ線８の端部９を露出させ、次に、端子２の軸心Ｌ₆ 方向の孔部６に、露出した上記端部９を挿入し、図２に示すように、筒部３を上下の電極12，13にて強く挟圧しつつ溶接電流Ｉ₈ ，Ｉ₁₀を流して発熱させつつ、図４に示すように半田線14，14を接近させて半田付けを行う。
なお、端子２の孔部６へＡｌ線８の先端９を挿入する前、又は、直後に、フラックスを付着させて、撚り素線７相互間、及び、孔部６の内面とＡｌ線８の外周面部との間の、溶接を阻害する酸化被膜等の不純物が上記発熱による熱によって、除去しやすくする。

上述の半田線14，14は、図４に示すように、Ａｌ線８の端面８ａ側、及び、左右の横孔11，11側から接近させ（当てて）、半田付け作業を行うのが望ましい。つまり、本発明の前記横孔11は、半田付け時の半田線14の接近を許容する役目をなしている。

ところで、端子２の筒部３に予め横孔11，11を（軸心Ｌ₆ と直交方向に）貫設していることによって、図２と図３に示す如く、側壁部10，10を通る電流Ｉ₁₀が（従来の図７と図８の電流Ｉ₄₁に比較して）著しく減少すると同時に、Ａｌ線８の中央部を通って上下横断方向に流れる電流Ｉ₈ は（従来の図７と図８の電流Ｉ₄₄に比較して）著しく増加し、Ａｌ線８の端部９の中央部を含み全横断面内を、十分に発熱させることで、端部９全体、及び、端子２の筒部３を、加熱できて、図４に示す半田線14，14による溶線を確実かつ安定して良好に行い得る。

追加説明すれば、筒部３の左右各側壁部10の電流通過断面積が、横孔11の貫設により減少しているため、上下の電極12，13にて筒部３を上下から挟圧しつつ電流Ｉ₈ ，Ｉ₁₀を流すと、図７と図８に示した従来例に於ては、Ａｌ線44の中央部を通って流れる電流Ｉ₄₄が極めて少なかったのに対し、本発明では、前述した横孔11，11の存在によって、電流通過断面積を減少して―――望ましくは本来の断面積の40％減〜70％減として―――側壁部10，10を通過する電気抵抗が、増加し、側壁部10，10を流れる電流Ｉ₁₀が減少し、代わりに、内挿状態のＡｌ線８には十分な電流Ｉ₈ が貫流することとなり、Ａｌ撚り素線７の全部及び筒部３が略均等に発熱（加熱）し、Ａｌ線８の全ての素線相互間、及び、筒部３の孔部６の内周面とＡｌ線８の外周面との間に半田が均等に十分に溶融しつつ流れ、半田付けが能率良く、確実に高品質のものとして行い得る。

ところで、図５は端子２の筒部３の横断面を示し、孔部６の内周面にＳｎメッキ層15を被覆形成し、Ｃｕ製端子２に対してＡｌ線８の溶接を一層確実に行い得るようにしている。即ち、端子２の筒部３には予め横孔11を貫設し、かつ、筒部３の内周面に予めＳｎメッキ層15を形成し、その後は、既述した溶接工程（図２，図３，図４参照）と同様に、溶接電流Ｉ₈ ，Ｉ₁₀を上下の電極12，13によって流して、Ａｌ線８の中心部位を含んだ横断面全域を発熱させつつ、半田線14を接近させて、半田付けを行う。

Ｉ₈ ，Ｉ₁₀ 溶接（用の）電流
２端子
３筒部
４帯片部
５取着用孔
６孔部
７撚り素線
８Ａｌ線（アルミニウム線）
８ａ端面
９端部
10 左右（両）側壁部
11 横孔
12，13 電極
14 半田線
15 Ｓｎ（錫）メッキ層

Claims

筒部（３）と、取着用孔（５）を有し上記筒部（３）から突出状の帯片部（４）と、から成る端子（２）の上記筒部（３）に多数の撚り素線（７）から成るＡｌ線（８）の端部（９）を挿入し、上記筒部（３）を上下の電極（12）（13）にて挟圧しつつ溶接電流を流して発熱させつつ半田付けを行うＡｌ線半田付け方法に於て、
上記端子（２）の上記筒部（３）の左右各側壁部（10）に予め横孔（11）を側壁電気抵抗増加用として貫設して、上記側壁部（10）の電流通過断面積を４０％〜７０％減少させ、該側壁部（10）の電気抵抗を増加させて、その後、上下の電極（12）（13）にて筒部（３）を上下から挟圧しつつ溶接電流（Ｉ₈ ）（Ｉ₁₀）を流して半田付けすることを特徴とするＡｌ線半田付け方法。
筒部（３）と、取着用孔（５）を有し上記筒部（３）から突出状の帯片部（４）と、から成る端子（２）の上記筒部（３）に多数の撚り素線（７）から成るＡｌ線（８）の端部（９）を挿入し、上記筒部（３）を上下の電極（12）（13）にて挟圧しつつ溶接電流を流して発熱させつつ半田付けを行うＡｌ線半田付け方法に於て、
上記端子（２）の上記筒部（３）の左右各側壁部（10）に予め横孔（11）を側壁電気抵抗増加用として貫設して、上記側壁部（10）の電流通過断面積を４０％〜７０％減少させ、該側壁部（10）の電気抵抗を増加させて、かつ、該筒部（３）の内周面にＳｎメッキ層（15）を形成し、その後、上下の電極（12）（13）にて筒部（３）を上下から挟圧しつつ溶接電流（Ｉ₈ ）（Ｉ₁₀）を流して、上記筒部（３）と共に上記Ａｌ線（８）の端部（９）の中心部位を含む横断面全域を発熱させつつ、半田線（14）を接近させて、半田付けすることを特徴とするＡｌ線半田付け方法。
半田線（14）を、Ａｌ線（８）の端面（８ａ）側、及び、上記横孔（11）（11）側から、接近させて、半田付けする請求項１又は２記載のＡｌ線半田付け方法。
Ａｌ線（８）の端部（９）が挿入される筒部（３）の左右両側壁部（10）（10）には側壁電気抵抗増加用横孔（11）（11）が貫設され、
該横孔（11）（11）により、上下の電極（12）（13）から溶接電流を流した際の上記側壁部（10）の電流通過断面積を４０％〜７０％減少させると共に、該側壁部（10）の電気抵抗を増加させて該側壁部（10）に流れる電流（Ｉ ₁₀ ）を減少させつつ上記Ａｌ線（８）に流れる電流（Ｉ ₈ ）を増加させるように構成したことを特徴とする端子。