JP6422727B2 - 金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造 - Google Patents
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Description
溶接電極を用いてのバスバーのメタリコンに対する圧入溶接の際に、前記メタリコンの一部が溶出して矩形断面形状の凹部が形成され、前記バスバーはその一部が前記凹部に喰い込んだ状態で前記メタリコンに溶接されるバスバー溶接構造であって、
前記バスバーの断面形状は、前記凹部の矩形断面形状に対して外側面部が除去された非矩形状に形成され、かつ、前記凹部の底面に接触する辺と前記溶接電極の作用面に接する辺とが互いに平行をなす台形となっており、
前記バスバー断面形状が台形の斜面をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開していることを特徴とする。
前記バスバーの断面形状(非矩形状)としては、いくつかのパターンがある。
まず、前記バスバーの断面形状が、前記凹部の底面に接触する辺と前記溶接電極の作用面に接する辺とが互いに平行をなす台形となるパターンである。この場合、前記バスバー断面形状が台形の斜面をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開することになる。
また、前記バスバーの断面形状が、前記凹部の底面に接触する辺と前記溶接電極の作用面に接する頂点をもつ三角形となるパターンである。この場合、前記バスバー断面形状が三角形の斜面をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開することになる。
また、前記バスバーの断面形状が曲線となるパターンである。この場合、前記バスバー断面形状が曲線をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開することになる。
延在寸法をyとする。
割合をγとする。溶接電極の外側面の中心線からの延在寸法yは、
y≧(a+b)/2γ
と設定する。
溶接電極の外側面の中心線からの延在寸法yは、
y≧a/2γ
と設定する。
を規制している。
y≧(a+b)/2γ………(1)
γ=h2 /ho ………(2)
のように設定する。ここで、(バスバー2の下側面2aの寸法2a)>(バスバー2の上側面2bの寸法2b)である。すなわち、バスバー2の下側面2aを長辺とし、バスバー2の上側面2bを短辺とする。バスバー2の全高寸法ho のうち凹部1a内に存在する高さ寸法h1 については、
ho =h1 +h2 ………(3)
の関係となっている。図2では断面形状台形のバスバー2の幅方向の中心線Oから右半分のみを図示している。左半分は図示した右半分に対して左右対称形となっている。
S2=(d+e)・(ho −h1 )/2………(5)
式(4)と式(5)を等しいとおいて、
(a+c)・h1 =(d+e)・(ho −h1 )………(6)
角HCB=αとして、勾配mは、
m=tan α=ho /(a−b)………(7)
ho =m・(a−b)………(8)
h1 =m・(a−c)………(9)
ho −h1 =m・(e−d)………(10)
h1 =m・(d−x)………(11)
ここで、a=BC、b=IH、c=AD、d=DF、e=HG、x=EFである。
c=a−(h1 /m)………(12)
式(10)と式(11)から、
d=(h1 /m)+x………(13)
e=(ho /m)+x………(14)
式(12)〜(14)を式(6)に代入して、
(2am−h1 )・h1 =(2mx+ho +h1 )(ho −h1 )………(15)
式(15)からxを求めると、
x=(2am・h1 −ho 2 )/2m(ho −h1 )………(16)
ここで、溶接電極3の外側面3bの延在寸法yの最小値をym とすると、
ym =x+a………(17)
として、ym を求めると、
ym =(2am−ho )・ho /2m(ho −h1 )………(18)
式(2)と式(3)を用いると、
ho /(ho −h1 )=1/γ………(19)
また、式(8)より、
m=ho /(a−b)………(20)
式(19)、式(20)を式(18)に代入して式(18)からmを消去すると、
ym ={2a・ho /(a−b)−ho }/2γ・ho /(a−b)
={2a−(a−b)}ho /2γ・ho
∴ ym =(a+b)/2γ………(21)
以上により、溶出金属4が溶接電極3の作用面3aからバスバー2の圧入方向(下向き方向)とは反対側(上側)にはみ出すことを規制するためには、溶接電極3の外側面3bの延在位置は、断面形状台形のバスバー2の幅方向の中心線Oからの延在寸法をyとすると、y≧ym であって、
y≧(a+b)/2γ………(22)
であればよいことが分かる。式(22)はすでに記載した式(1)と同じものである。ここで、aは断面形状台形のバスバー2の下側面2aの寸法の2分の1の寸法、bは上側面2bの寸法の2分の1の寸法、γはバスバー2の全高寸法ho のうち凹部1aより上方外部に位置する高さ寸法h2 の割合である。
γ=0.1のとき、y≧5・(a+b)
γ=0.2のとき、y≧2.5・(a+b)
γ=0.3のとき、y≧1.67・(a+b)
γ=0.4のとき、y≧1.25・(a+b)
γ=0.5のとき、y≧1・(a+b)
γ=0.6のとき、y≧0.833・(a+b)
γ=0.7のとき、y≧0.714・(a+b)
γ=0.75のとき、y≧0.667・(a+b)
γ=0.8のとき、y≧0.625・(a+b)
γ=0.9のとき、y≧0.556・(a+b)
γ=1.0のとき、y≧0.5・(a+b)
のようになる。図3は第1の実施例のバスバー溶接構造におけるバリエーションの説明図である。図3の(a),(b),(c),(d)は一例を示す。抵抗溶接の最終工程でメタリコン1に対するバスバー2の喰い込み深さが大きいものから小さいものにかけて例示している。図3で明らかなように、喰い込み深さが大きい構造のものほど、溶出金属4の水平方向展開寸法が大きく、その溶出金属4が溶接電極3の作用面3aより上側に回り込まないように、喰い込み深さが大きい構造のものほど、溶接電極3の横幅を大きなものにしている。
ym =(a+b)/2γ≧a………(23)
すなわち、
γ≦(a+b)/2a………(24)
とするのがよい。
示す断面図である。この実施例の場合、非矩形状のバスバー2の断面形状として、メタリコン1の凹部1aの底面に接触する辺と溶接電極3の作用面3aに接する頂点をもつ三角形を採用したものである。第2の実施例の場合、式(22)において、b=0を代入すればよい。すなわち、溶接電極3の外側面3bのバスバー2の幅方向の中心線Oからの延在寸法yは、
y≧a/2γ………(25)
とすればよい。また、式(23)において、b=0を代入した上で整理すると、
γ≦1/2………(26)
となる。すなわち、メタリコン1に対するバスバー2の喰い込みは、バスバー2の全高ho の2分の1以上とする。
1a 凹部
1a1 凹部の内側面
1b メタリコンの表面
2 バスバー
2c バスバーの外側面
3 溶接電極
3a 溶接電極の作用面
Claims (6)
- 溶接電極を用いてのバスバーのメタリコンに対する圧入溶接の際に、前記メタリコンの一部が溶出して矩形断面形状の凹部が形成され、前記バスバーはその一部が前記凹部に喰い込んだ状態で前記メタリコンに溶接されるバスバー溶接構造であって、
前記バスバーの断面形状は、前記凹部の矩形断面形状に対して外側面部が除去された非矩形状に形成され、かつ、前記凹部の底面に接触する辺と前記溶接電極の作用面に接する辺とが互いに平行をなす台形となっており、
前記バスバー断面形状が台形の斜面をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開していることを特徴とする金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造。 - 溶接電極を用いてのバスバーのメタリコンに対する圧入溶接の際に、前記メタリコンの一部が溶出して矩形断面形状の凹部が形成され、前記バスバーはその一部が前記凹部に喰い込んだ状態で前記メタリコンに溶接されるバスバー溶接構造であって、
前記バスバーの断面形状は、前記凹部の矩形断面形状に対して外側面部が除去された非矩形状に形成され、かつ、前記凹部の底面に接触する辺と前記溶接電極の作用面に接する頂点をもつ三角形となっており、
前記バスバー断面形状が三角形の斜面をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開していることを特徴とする金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造。 - 溶接電極を用いてのバスバーのメタリコンに対する圧入溶接の際に、前記メタリコンの一部が溶出して矩形断面形状の凹部が形成され、前記バスバーはその一部が前記凹部に喰い込んだ状態で前記メタリコンに溶接されるバスバー溶接構造であって、
前記バスバーの断面形状は、前記凹部の矩形断面形状に対して外側面部が除去された非矩形状に形成され、かつ、その外側面の断面形状が曲線となっており、
前記バスバー断面形状が曲線をなす外側面と、前記凹部の内側面と、前記メタリコンの表面と、これに対向する状態で前記バスバーに当接する前記溶接電極の作用面とで囲まれる領域に限定された状態で前記溶出金属が連続的に展開していることを特徴とする金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造。 - 前記溶接電極の外側面の延在位置は、前記断面形状台形のバスバーの幅方向の中心線からの延在寸法をyとし、前記断面形状台形のバスバーの下辺である下底の寸法を2a、その上辺である上底の寸法を2b、全高寸法のうち前記凹部より外部に位置する高さ寸法の割合をγとして、
y≧(a+b)/2γ
に設定されている請求項1に記載の金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造。 - 前記溶接電極の外側面の延在位置は、前記断面形状三角形のバスバーの幅方向の中心線からの延在寸法をyとし、前記断面形状三角形のバスバーの下辺である下底の寸法を2a、全高寸法のうち前記凹部より外部に位置する高さ寸法の割合をγとして、
y≧a/2γ
に設定されている請求項2に記載の金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造。 - 前記溶接電極の外側面は、前記メタリコンの表面と前記溶接電極の作用面とに挟まれた領域にある前記溶出金属の外側面よりもさらに外側方位置まで延在していることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造。
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JP2014213622A JP6422727B2 (ja) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | 金属化フィルムコンデンサにおけるバスバー溶接構造 |
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