JPH04306817A - コイル形電気部品の自動化製造方法 - Google Patents

コイル形電気部品の自動化製造方法

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JPH04306817A
JPH04306817A JP3350361A JP35036191A JPH04306817A JP H04306817 A JPH04306817 A JP H04306817A JP 3350361 A JP3350361 A JP 3350361A JP 35036191 A JP35036191 A JP 35036191A JP H04306817 A JPH04306817 A JP H04306817A
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Manfred Espenhain
マンフレート エスペンハイン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、細い絶縁線材をレー
ザ溶接により端子要素に接触させるようにしたコイル形
電気部品の自動化製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ溶接が間接的に線材上に載せられ
た板を照射することにより実施される前記の種類の方法
は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3307773 
号公報から知られている。
【0003】例えば継電器、コイル、変成器及び他の部
品のような電気部品の場合に、進行する極小形化の状況
下では用いられる誘導コイルがますます小形になる。こ
のことは、その際用いられるコイル線材がますます細い
直径を有し、それによりコイル端子の接触が一層困難と
なることを意味する。例えばエナメル絶縁コイル端子は
30〜100μmの範囲の直径を有することがある。
【0004】従来エナメル絶縁コイル線材は通常抵抗溶
接、超音波溶接又はレーザ溶接によりコイル端子に接触
させられている。溶接工程の際の線材及び端子の軟化は
エネルギー供給、熱容量及び熱放散により引き起こされ
る温度の関数である。種々の溶接方法は特に線材及び端
子へのエネルギー供給において異なっている。これに反
し線材及び端子の熱容量及び熱放散は第1近似では溶接
方法に無関係であり、かつコイル線材の場合に端子の場
合よりそれぞれ小さい。
【0005】両電極がコイル線材に接触する抵抗溶接の
場合には熱発生は、コイル線材中で行われ端子中では行
われず、端子へは熱が熱伝導により伝達される。それゆ
えにコイル線材の端子に比べて時間的に早い温度上昇が
、線材への早期のエネルギー供給、小さい熱容量及び少
ない熱放散により引き起こされる。コイル線材の早期の
温度上昇従って早期の軟化及び電極の押圧力は、コイル
線材の過大の変形と端子の小さい変形とを招く。更に抵
抗溶接の場合には表面実装形コイルのように極小形化さ
れた部品の場合に、電極はその耐用時間が自動加工に対
して過小であるほど小さい寸法を有しなければならない
。更に線材から生じるエナメル残滓による電極の汚れが
妨げとなる。
【0006】超音波溶接の場合には音極圧力が溶接圧力
を発生させるばかりでなく、同時に熱を発生させる摩擦
をもたらす。小さい熱容量及び少ない熱放散により線材
は端子より早く軟化する。軟化した線材上に作用する超
音波振動は抵抗溶接より一層激しくコイル線材を変形さ
せる。0.4mm以下の直径のエナメル絶縁線材の超音
波溶接の場合には、溶接個所の機械的補強のために補助
的なカバー板が上に溶接される(サンドイッチ技術)か
、又は溶接個所が接着剤により覆われる(欧州特許第0
200014 号明細書参照)。線材は溶接の際に強く
変形させられそれにより機械的安定性が低下するので、
溶接個所の機械的な補強が必要である。コイル接触の電
気的信頼性が変形により同様に低下する。
【0007】レーザ溶接の場合には極細エナメル銅線を
直接端子要素上に溶接できないことがドイツ連邦共和国
特許出願公開第3307773 号公報から知られてい
る。仮にレーザ光線によりコイル線材を直接照射する場
合には、線材は端子の溶け始めのために必要であるエネ
ルギーをも吸収しなければならない。しかしその際端子
が軟化する前に線材が溶けるか又は気化するので、有効
なコイル接触はもたらされない。このことを避けるため
にレーザエネルギーは直接継目領域ではなく線材及び端
子を覆う板の表面に供給される(サンドイッチ技術)。 サンドイッチ技術によるレーザ溶接の場合には、まずカ
バー材料がそしてコイル線材がまた最後に端子の接触す
べき部分が軟化する。カバー材料が溶融され、端子接触
部となるように線材上に流れ、線材を完全に溶かし、線
材と端子との間に溶接ブリッジを形成する。接触のため
にはろう結合と同様に溶融部と溶けていない線材との間
の境界面が重要である。線材は望ましくないことである
が完全に溶けるので、境界面はほぼ線材断面の大きさを
有する。 この境界面には酸素富化、ピンホール形成、不十分な再
結晶化などのために脆性化及び電気抵抗の増加のおそれ
がある。比較的小さい境界面は、変化しない断面を有す
る線材がろうの中に埋め込まれているろう結合部に比べ
てレーザ溶接部の小さい機械的及び電気的安定性を招く
【0008】レーザ溶接の問題点には、ろう付け可能な
エナメル銅線の(例えばポリウレタンをベースとする)
エナメルはフラックスのように働くことにより溶接を困
難にしないか又は有利にさえもするが、これに反して表
面実装形コイルに対して必要でありスズめっきが困難な
エナメル銅線の(例えばポリアミドをベースとする)エ
ナメルは悪い溶接結果を招くということも含まれる。ま
たレーザ光線は抵抗溶接及び超音波溶接とは異なり機械
的な押圧力を溶接物相互に加えない。しかし溶接物は相
互に接触しなければならない。なぜならば溶接物相互間
の間隙は溶接結果を悪化させるからである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、小
さい線材変形により改善された機械的及び電気的安定性
を有する耐熱性接触、及びサンドイッチ技術を用いず線
材及び端子要素の直接結合により加工される部品の小形
化された寸法をもたらすように、前記の種類の方法を改
善することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題はこの発明に基
づき前記の種類の方法において、端子要素だけが溶接の
ために用いられる個所を直接のレーザ照射により溶接ス
ポットとなるように溶融され、線材が埋め込み後に表面
しか溶け始めない程度まで溶接スポットが冷却されると
直ちに、溶接スポット中に線材が埋め込まれることによ
り解決される。
【0011】
【作用効果】直接のレーザ照射によるエネルギー供給の
場合には、溶融された端子材料が融点をはるかに超えて
加熱される。この発明は、溶融部中に蓄えられたエネル
ギーが間接的にかつこれ以上の直接又は間接のレーザ照
射無しに、比較的少ない線材材料を溶接過程のために必
要な程度まで温度上昇させるのに十分であるという知見
に基づいている。これにより、端子材料の溶融部中に残
っているエネルギーがちょうど線材を表面だけ溶かし始
めるのに十分な程度に溶融部が熱放散によりエネルギー
を失ったときに初めて、加熱されていない線材が溶融部
の中に浸されることにより、線材を溶接の際に完全には
溶かさないという可能性が開かれる。
【0012】この発明に基づく方法の特に有利な実施態
様によれば、電気部品のコイル支持体の連続する特に停
止の無い巻き付けの進行中に、絶縁コイル線材がコイル
支持体のそれぞれの端子要素上に発生させられた溶接ス
ポット中に巻き込まれ、その際溶接結合となるように凝
固しつつある溶融部の中へ巻き付け張力により押し込ま
れる。
【0013】
【実施例】次にコイル形電気部品の製造方法の従来例と
この発明に基づく一実施例とを示す図面により、この発
明を詳細に説明する。
【0014】図1には、レーザ光線2による溶接の際の
従来技術から知られたサンドイッチ技術が示されている
。その際図1に示すように、カバー板4が線材1を端子
要素3の所定の溶接個所上に押えつける。公知の方法の
場合には、別個のカバー板4による代わりに例えば部分
的に重なりカバーとして働く端子要素の材料により、線
材1を直接の照射から遠ざけることもできる。しかしこ
のことは常に補助的な作業工程を必要とし、かつ接触さ
せられる部品の寸法の増加を招く。
【0015】図2には端子要素3の接続面6の凸状の部
分5が示され、また図3には端子要素3の切断縁8が示
されている。図2及び図3に示すように、溶接スポット
7はレーザ光線2によりそれぞれの端子要素3の凸状の
部分5または切断縁8に発生させるのが有利であり、そ
れにより溶接圧力は、例えば従来行われるようにプラン
ジャ及び機械的押圧力による代わりに、巻き付け張力に
よってコイル線材上へ加えられる力により発生させられ
る。
【0016】この発明に基づくレーザ溶接法により、ス
ズめっき困難でかつ耐熱性の極細エナメル銅線の溶接が
可能となる。線材エナメル層の溶融又は炭化のために必
要なエネルギーは継目領域のエナメルに線材からではな
く溶接スポットから供給される。それゆえに接触部の品
質にとって重要なエナメル絶縁層の除去を所定のエネル
ギー供給により行うことができる。前記の溶接圧力が間
隙形成を低減しかつスズめっき困難な線材エナメル層の
炭化残滓の破壊を有利にする。この破壊は電気的に安定
な溶接結合にとって必要である。この発明に基づく溶接
方法の一般的な長所は、溶け始めたにすぎない線材表面
が線材と溶融部との間の重要な境界面を増加させるとい
うことにある。エネルギー供給は例えばパルス固体レー
ザ(ネオジムガラスレーザ又はネオジムYAGレーザ)
により問題なく行うことができる。
【0017】この発明に基づく方法は電気部品のコイル
支持体の連続する巻き付け進行中に用いることができ、
その際コイル支持体は順次段階的に巻き付け装置の搬送
装置により供給され巻き付けられそして更に搬送され、
その際各コイルの線材がそれぞれコイル支持体の端子要
素に強固に溶接され、コイル線材は連なる電気部品の間
で切り離される。この種の巻き付け方法はそれ自体既に
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3518651 号公
報から知られている。絶縁コイル線材はこの場合にそれ
ぞれの接続要素上に発生させられた溶接スポット中へ巻
き込まれ、その際溶接結合部となるように凝固しつつあ
る溶融部中へ巻き付け張力により押し込まれる。その際
溶接スポットの発生と凝固しつつある溶融部中へのコイ
ル線材の巻き込みとの間の時間間隔が、巻き込み工程を
決定するパラメータ(例えば巻き付け開始、巻き付け長
さ、巻き付け速度など)により特に線材直径及び線材エ
ナメル層に関係して、コイル線材が溶け始めるが完全に
は溶けないように調節されるのが有利である。更に端子
要素上の溶接スポットの幾何学的位置の選択により、コ
イル線材長の容易な変更従ってコイルの相応の誘導定格
値の問題のない調節が可能である。このことは顧客によ
り要求される公差を満足させるのに役立つ。
【0018】コイル支持体の連続する巻き付けの進行中
の接触を説明するために図4には、それぞれ端面を方形
断面の隣接する二つのコイル支持体9に取り付けられU
字形に形成された二重端子要素10が示されている。二
重端子要素10は巻き付け、押し出しコーティングなど
の作業工程中にコイル支持体9のためのリードフレーム
として働く。その後に二重端子要素10は異なるコイル
支持体9に従属する端子要素になるように中央で相互に
切り離される。コイル支持体9の上面にあって二重端子
要素10の両U字形脚の上面を越えて突出する切断縁上
には、それぞれこの発明に基づく方法により発生させら
れた溶接スポット11、12が示されている。加工の際
に巻き付けられたコイルが最終的に生じ、そのコイル線
材はそれぞれ支持体を越えて突出する両端子部分に直接
にカバー板など無しにレーザ照射により強固に溶接され
る。
【0019】角度を成して付加成形されたアームを備え
(多層に被覆された)高価な金属製支持ベルトを補助の
リードフレームとして用いるドイツ連邦共和国特許出願
公開第3518651 号公報に提案された方法と比較
して、リードフレームの無い表面実装形コイルのこの発
明に基づく製造の場合には、部品の材料費の約20%に
相応する端子材料の節約が可能である。停止の無い巻き
付けの場合に特にドイツ連邦共和国特許出願公開第35
18651 号公報とは異なって、支持体9を巻き付け
フィンガの飛行円を横切らずに巻き付け位置へもたらす
ことができる。その代わりに支持体9は飛行円に対し垂
直かつ中心に軸線上に置かれ、この軸線の方向への搬送
により巻き付け位置へもたらされ、その際支持体9は巻
き付けられることなくコイル線材のためのマガジンリー
ルの軸線を通って搬送される。
【0020】二重端子要素10は巻き付けの前に例えば
接着剤により支持体9と相互に結合しなければならない
。それゆえに接着剤の硬化までまず接着位置に保持しな
ければならないが、このことは特別の保持装置により行
うことができる。しかしながらこの保持装置は端子要素
の表面の外見及びろう付け性を低下させるおそれがある
。それゆえにこの発明に基づく方法の枠内で、両U字形
脚が窓状の空所16を有する図5に示された二重端子要
素15を用いると有利である。これらの空所は隣接する
コイル支持体13の相応に成形された端面14を収容し
、その際二重端子要素15が接着剤によりコイル支持体
13に取り付けられ、接着剤の硬化期間中は支持装置に
より保持されたコイル支持体13により支持される。 従ってなんらかの補助的な保持は不必要であり、全体と
してコイル形部品の製造の際の取り扱いが一層容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザ溶接法の従来例のために必要な部品の正
面図である。
【図2】レーザ溶接法のこの発明に基づく一実施例によ
り端子要素の接触個所に作られた溶接スポットの正面図
である。
【図3】別の端子要素における図2と同様の正面図であ
る。
【図4】この発明に基づくレーザ溶接法を実施するため
に二重端子要素により相互に結合された複数のコイル支
持体の側面図である。
【図5】図4に示すコイル支持体及び二重端子要素の変
形例の斜視図である。
【符号の説明】
1  線材 2  レーザ照射 3、10、15  端子要素 5  凸状の部分 7、11、12  溶接スポット 8  切断縁 9、13  コイル支持体 14  端面 16  空所

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  細い絶縁線材をレーザ溶接により端子
    要素に接触させるようにしたコイル形電気部品の自動化
    製造方法において、端子要素だけが溶接のために用いら
    れる個所を直接のレーザ照射(2)により溶接スポット
    (7)となるように溶融され、線材(1)が埋め込み後
    に表面しか溶け始めない程度まで溶接スポット(7)が
    冷却されると直ちに、溶接スポット中に線材(1)が埋
    め込まれることを特徴とするコイル形電気部品の自動化
    製造方法。
  2. 【請求項2】  スズめっき困難でかつ耐熱性の極細エ
    ナメル銅線を用いることを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】  溶接スポット(7)がそれぞれの端子
    要素(3)の凸状の部分(5)又は切断縁(8)に発生
    させられることを特徴とする請求項1又は2記載の方法
  4. 【請求項4】  電気部品のコイル支持体(9)の連続
    する特に停止の無い巻き付けの進行中に、コイル支持体
    (9)が順次段階的に搬送装置により巻き付け装置に供
    給され巻き付けられそして更に搬送され、各コイルの線
    材がそれぞれコイル支持体(9)の端子要素(10)に
    強固に溶接されコイル線材が連なった電気部品の間で切
    り離され、絶縁コイル線材がそれぞれの端子要素(10
    )上に発生させられた溶接スポット(11、12)の中
    へ巻き込まれ、その際溶接結合となるように凝固しつつ
    ある溶融部の中へ巻き付け張力により押し込まれること
    を特徴とする請求項1ないし3の一つに記載の方法。
  5. 【請求項5】  溶接スポット(11、12)の発生と
    凝固しつつある溶融部中へのコイル線材の巻き込みとの
    間の時間間隔は、コイル線材が表面しか溶け始めないよ
    うに巻き付け工程を決定するパラメータにより調節され
    ることを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】  端子要素(10)上の溶接スポット(
    11、12)の幾何学的位置の選択を介して、種々のコ
    イル線材長及びコイルの相応の誘導定格値が調節される
    ことを特徴とする請求項4又は5記載の方法。
  7. 【請求項7】  それぞれ端面で方形断面の隣接する二
    つのコイル支持体(9)に取り付けられU字形に形成さ
    れた二重端子要素(10)をコイル支持体(9)のため
    のリードフレームとして使用し、その際コイル支持体(
    9)の上面を越えて突出する両U字形脚の切断縁上に各
    一つの溶接スポット(11、12)が発生させられるこ
    とを特徴とする請求項4ないし6の一つに記載の方法。
  8. 【請求項8】  両U字形脚が窓状の空所(16)を有
    し、この空所が隣接するコイル支持体(13)の相応に
    成形された端面(14)を収容する二重端子要素(15
    )を使用し、この二重端子要素(15)が接着剤により
    コイル支持体(13)に取り付けられ、接着剤硬化期間
    中は搬送装置により保持されるコイル支持体(13)に
    より支持されることを特徴とする請求項7記載の方法。
JP3350361A 1990-12-11 1991-12-09 コイル形電気部品の自動化製造方法 Pending JPH04306817A (ja)

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DE4039527.8 1990-12-11
DE4039527A DE4039527C1 (ja) 1990-12-11 1990-12-11

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3350361A Pending JPH04306817A (ja) 1990-12-11 1991-12-09 コイル形電気部品の自動化製造方法

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