JPH05152049A - 端子とリード線との接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 端子とリード線との間の機械的及び電気的な
接合を簡単にして可能とする。 【構成】 この発明の方法は、ワーク受けとしての固定
電極ロッド４０と押圧ロッドとしての第１電極ロッド２
０との間に端子Ｗ11を挟持して、被覆リード線Ｗ12に対
し端子Ｗ11をかしめて圧着し、また、この圧着と同時に
はんだを供給し、第１電極ロッド２０の通電発熱により
はんだの加熱溶融をなしたのち、その通電を停止して、
第１電極ロッド２０により溶融はんだの冷却固化をなし
て、端子Ｗ11と被覆リード線Ｗ12との接合をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、両者の間を機械的及
び電気的に接続する上で好適した端子とリード線との接
合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の接合方法には、リード線に対し
端子を機械的にかしめて、これらを圧する方法や、リー
ド線と端子とをはんだ付けする方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法には一長
一短があり、例えは、圧着の場合には機械的な接続には
優れるものの、両者の間の電気的な接続が不安定となる
虞があり、一方、はんだ付けの場合には両者の電気的な
接続には優れるももの、機械的な接続強度を十分に確保
できないことになる。

【０００４】この発明は、上述した事情に基づいてなさ
れたもので、その目的とするところは、機械的及び電気
的な接続を簡単且つ同時に確保でき、しかも、作業効率
の向上をも図ることが可能な端子とリード線との接合方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の方法は、通電
発熱と強制冷却とが可能な押圧ロッドとワーク受けを備
え、これらの間にリード線が遊挿入された端子を配置
し、通電発熱された押圧ロッドとワーク受けとの間で前
記端子を押圧し、リード線に端子の一部をかしめて圧着
するとともに、押圧ロッドの通電発熱により、供給され
たはんだの溶融をなし、この後、押圧ロッドの通電発熱
を停止し、押圧ロッドの強制冷却により、溶融はんだを
冷却固化して、両者の接合をなすようになっている。

【０００６】

【作用】上述した接合方法によれば、通電発熱及び強制
冷却可能な押圧ロッドを使用することにより、通電発熱
状態にある押圧ロッドでもって、端子のかしめ工程とは
んだの加熱溶融工程とを実施でき、しかも、はんだの溶
融後にあっては、その通電を停止して押圧ロッドの強制
冷却により、溶融はんだの冷却固化がなされることにな
る。

【０００７】

【実施例】図１及び図２を参照すると、この発明の方法
を実施するのに適した装置が示されている。この装置
は、矩形をなしたベース２を備えており、このベース２
上にはフレーム４が固定されている。このフレーム４は
上方に向けて延びる箱形をなし、図２でみて、ベース２
の右側部分即ちベース２の後部に位置付けられている。

【０００８】フレーム４の正面からは、プレスアーム６
が突出されており、このプレスアーム６はフレーム４の
上部に位置付けられ、そして、ベース２の前方に向かっ
て水平に延びている。プレスアーム６はフレーム４内の
駆動機構８によって上下方向に移動可能となっている。
それ故、フレーム４の正面壁には、プレスアーム４の上
下動を許容するためのスロット１０が形成されている。
駆動機構８に関しては後述する。

【０００９】プレスアーム６の先端部には、サポート１
２を介して可動電極ユニット１４が取り付けられてい
る。一方、ベース２の前部には、サポート１６を介し
て、ワーク受けとしての固定電極ユニット１８が取り付
けられている。可動電極ユニット１４は、押圧ロッドと
して、鉛直に延びる第１電極ロッド２０を備えており、
この第１電極ロッド２０は、ウォータジャケット２２を
介してサポート１２に連結されている。

【００１０】図２から明かなように、可動電極ユニット
１４は、更に、第２電極ロッド２４を備えている。この
第２電極ロッド２４は、ウォータジャケット２６を介し
て、ブラケット２８に取り付けられており、このブラッ
ケット２８は前述したサポート１２に連結されている。
第２電極ロッド２４は、傾斜した姿勢に保持されてお
り、第２電極ロッド２４の下端は第１電極ロッド２０の
下端部に接触されている。

【００１１】第１電極ロッド２０と第２電極ロッド２４
との間の接触部の詳細は図３に示されいる。図３から明
かなように、ウォータジャケット２２から露出した第１
電極ロッド２０の下端部は、段付き形状をなし、上側か
ら大径部３０と小径部３２とを有している。この実施例
の場合、小径部３２の下端面は、平坦面となっている。
第１電極ロッド２０に於ける大径部３０の外周面には、
穴３６が斜め下方に向かうようにして形成されている。
この穴３６には、第２電極ロッド２４の下端部が嵌合さ
れ、これにより、第２電極ロッド２４が第１電極ロッド
２０に密着されて、これら第１及び第２電極ロッド２
０，２４は相互に電気的に接続されている。

【００１２】第１及び第２電極ロッド２０，２４を電気
的に接続するにあたり、第１電極ロッド２０の穴３６は
必ずしも必要ではない。即ち、図４及び図５に示されて
いるように、第２電極ロッド２４の端面が第１電極ロッ
ド２０に於ける大径部３０の外周面に合致する円弧状の
凹面３８として形成されていれば、第２電極ロッド凹面
３８を第１電極ロッド２０の大径部３０に当てがうだけ
も、これら第１及び第２電極ロッド２０，２４を相互に
電気的に接続することができる。

【００１３】前述した固定電極ユニット１８は、固定電
極ロッド４０を備えており、この固定電極ロッド４０
は、ウォータジャケット４２を介してサポート１６に取
り付けられている。固定電極ロッド４０は、第１電極ロ
ッド２０に対して同軸上に位置して、鉛直方向に延びて
おり、その上端面は第１電極ロッド２０の下端面に対向
している。

【００１４】電極ロッド２０，２４，４０のウォータジ
ャケット２２，２６，４２は、同様な構造を有してお
り、それ故、ここでは、図６を参照して、ウォータジャ
ケット２２についてのみ説明する。ウォータジャケット
２２は、中空の円筒形状をなしており、このウォータジ
ャケット２２の下端部には、雄ねじ部４１が形成されて
いる。雄ねじ部４１には、リテーナ４２が裸着されてお
り、このリテーナ４２は、ウォータジャケット２２に対
して、前述した第１電極ロッド２０を保持している。即
ち、リテーナ４２には、ウォータジャケット２２の雄ね
じ部４１がねじ込まれるねじ穴４３が形成されており、
一方、第１電極ロッド２０に於ける大径部３０の上部
は、ウォータジャケット２２の下端部に嵌合され、これ
により、大径部３０のフランジ４４は、ウォータジャケ
ット２２とリテーナ４２との間で挟持されている。ま
た、フランジ４４とウォータジャケット２２の下端との
間には、シール４５が配置されている。

【００１５】図６から明かなように、第１電極ロッド２
０の大径部３０と小径部３２とは、別部材からなってお
り、小径部３２は大径部３０に嵌合して取り付けられて
いる。大径部３０内には、上端が開口した穴４６が形成
されており、この穴４６はウォータジャケット２２の内
部に連通している。ウォータジャケット２２の上端には
供給コネクタ４７がねじ込まれており、この供給コネク
タ４７の下端はウォータジャケット２２内に露出し、そ
の下端には、ウォータジャケット２２内に配置された供
給パイプ４８の上端が接続されている。供給パイプ４８
は、ウォータジャケット２２内及び第１電極ロッド２０
の大径部３０内を同軸上に延び、その下端開口は、小径
部３２の上端に近接して対向されている。更に、ウォー
タジャケット２２の上部の外周面には、排出コネクタ４
９がねじ込まれており、この排出コネクタ４９はウォー
タジャケット２２内に連通している。

【００１６】従って、供給コネクタ４７が冷却水供給源
（図示しない）に可撓性を有した供給チューブ５２（図
１参照）接続される一方、排出コネクタ４９が排水系の
可撓性を有した排出チューブ５４（図１参照）を介して
接続されれば、供給コネクタ４７からウォータジャケッ
ト２２内の供給パイプ４８に冷却水が供給され、そし
て、この供給パイプ４８の下端開口から第１電極ロッド
２０の小径部３２の上端に向けて、冷却水が噴出される
ことにより、第１電極ロッド２０の小径部３２を効率良
く冷却することができる。なお、供給給パイプ４８から
噴出された冷却水は、大径部３０の穴４６及びウォータ
ジャケット２２内を上方に向かって流れることにより、
ウォータジャケット２２から排出コネクタ４９及び排出
チューブ５４を介して排出される。

【００１７】ウォータジャケット２６，４２もまた、ウ
ォータジャケット２２と同様に、供給コネクタ及び排出
コネクタを有しており、これら供給コネクタ及び排出コ
ネクタは、供給チューブ５２及び排出チューブ５４に夫
々接続されている。前述した電極ロッド２０，２４，４
０は、モリブデン、タングステン、タングステン合金等
の金属材料、例えば、イットリウム、トリウム、セリウ
ム、ジルコニウム等を含有したタングステン合金からな
っている。

【００１８】前述した駆動機構８の詳細は図７に示され
ている。この駆動機構８はプレスアーム６を支持する駆
動コラム５６を備えており、この駆動コラム５６は、プ
レスアーム６の基端部を鉛直方向に貫通して延びてい
る。プレスアーム６に於ける基端部の下面には、円筒形
のガイド５８が固定されており、駆動コラム５６は、ガ
イド５８を摺動自在にして貫通して下方に延びている。
従って、駆動コラム５６の上下動は、ガイド５８によっ
て案内されている。

【００１９】ガイド５８よりも下方に位置した駆動コラ
ム５６の部位には、フランジ６０が一体にして形成され
ており、このフランジ６０とガイド５８との間には、圧
縮コイルばねからなる第１支持ばね６２が配置されてい
る。この第１支持ばね６２は、プレスアーム６を上方に
向けて付勢している。一方、駆動コラム５６は、レバー
６４を介してフレーム４側に支持されている。即ち、レ
バー６４の一端は、フレーム４側のブラケット６６に支
持ピン６８を介して支持されており、それ故、レバー６
４は、上下方向に揺動自在となっている。レバー６４の
中央部には、連結ピン７０を介して駆動コラム５６の下
端が連結されており、更に、レバー６４の他端は、フレ
ーム４の一部分から引張ばね７２によって懸架されてい
る。引張ばね７２は、レバー６４の他端を上方に向けて
付勢しており、これにより、レバー６４は、上方に向け
て回動した位置にあり、この結果、駆動コラム６０、即
ち、プレスアーム６もまた、上昇位置に押し上げられて
いる。

【００２０】レバー６４の他端には、更に、ワイヤ７４
の一端が連結されており、このワイヤ７４の他端は、ペ
ダル７６に連結されている。この実施例の場合、ワイヤ
７４は、ベース２に形成した開口７８、また、装置全体
が載置される作業テーブル（図示しない）を通じて下方
に延びている。従って、作業者がペダル７６を踏み込め
ば、レバー６４は、引張ばね７２の付勢力に抗して下方
に回動され、これより、駆動コラム５６は、プレスアー
ム６とともに降下される。

【００２１】駆動コラム５６のフランジ６０の下方に
は、フランジ６０に対して対向するようにブラケット８
０が配置されており、このブラケット８０は、フレーム
４側に取り付けらている。ブラケット８０には、ねじか
らなるストッパ８２がブラケット８０にねじ込まれてお
り、このストッパ８２の一端は、ブラケット８０から駆
動コラム５６のフランジ６０に向かって突出されてい
る。ストッパ８２の一端とフランジ６０との間の間隔
は、駆動コラム５６の下降ストロークを規制しており、
この下降ストロークは、ストッパ８２のねじ込みストロ
ークにより調整することができる。

【００２２】一方、駆動コラム５６の上端部は、プレス
アーム６の上方、即ち、フレーム４の上方に向けて突出
している。駆動コラム５６の上端部は、縮径されたねじ
部８４として形成されており、このねじ部８４には、キ
ャップナット８６が取り付けられている。このキャップ
ナット８６とプレスアーム６との間には、駆動コラム６
０を囲むようにしてカバーパイプ８８が配置されてお
り、このカバーパイプ８８と駆動コラム５６との間に
は、圧縮コイルばねからなる第２支持ばね９０が配置さ
れている。第２支持ばね９０は、カバーパイプ８８とプ
レスアーム６との間に架け渡されており、これにより、
カバーパイプ８８、即ち、キャップナット８６とプレス
アーム６とは、互いに離間する方向に付勢されている。
それ故、駆動コラム５６の軸方向でみた場合、プレスア
ーム６は、第１及び第２支持ばね６２，９０によって上
下方向から付勢されており、これにより、プレスアーム
６は、駆動コラム５６の所定の軸方向位置に位置付けら
れている。ここで、第２支持ばね９０の付勢力は、第１
支持ばね６２の付勢力よりも大きく設定されている。

【００２３】次に、図８を参照すれば、前述した電極ロ
ッド２０，２４，４０への通電制御回路が示されてい
る。この通電制御回路はコントローラ９２を備えてお
り、このコントローラ９２は商用電源９４に接続されて
いる。一方、コントローラ９２にはトランス９６即ちそ
の一次コイル９８に接続されており、トランス９６の二
次コイル１００の一端は、給電ライン１０２を介して第
１電極ロッド２０に接続されており、二次コイル１００
の他端は、給電ライン１０４を介して第２電極ロッド２
４に接続されている。また、この実施例の場合、二次コ
イル１００の他端は、固定電極ロッド４０に給電ライン
１０６を介して接続されている。

【００２４】更に、コントローラ９２には、リミットス
イッチ１０８，ランプ１１０及びはんだ送給装置１１２
が夫々電気的に接続されている。リミットスイッチ１０
８は、図７に示されているように、プレスアーム６の基
端部の近傍に位置付けられて、フレーム４側に固定され
ている。リミットスイッチ１０８は、プレスアーム６が
下降されたときにオン作動され、そのオン信号をコント
ローラ９２に出力する。

【００２５】はんだ送給装置１１２は、図１に示されて
いるように、フレーム４の側方に配置されている。送給
装置１１２はフレーム１１４を備えており、このフレー
ム１１４の正面には、軸１１６が突出されており、この
軸１１６には、取り外し可能にしてリール１１８が取り
付けられている。リール１１８には、糸状をなしたはん
だが巻回されている。

【００２６】更に、フレーム１１４には、フィードロー
ラ１２２及びピンチローラ１２４が回転自在に取り付け
られており、リール１１８のはんだ１２０は、フィード
ローラ１２２とピンチローラ１２４との間を通じて引き
出されている。フィードローラ１２２とピンチローラ１
２４を通過したはんだ１２０は、ガイド１２６を通じて
案内されて、前述した固定電極ロッド４０即ちワーク受
け近傍の所定の位置まで導かれている。

【００２７】フィードローラ１２２は、駆動モータ１２
８に連結されており、この駆動モータ１２８は、コント
ローラ９２からの指令信号を受けて、フィードローラ１
２２を正逆回転させることができる。フィードローラ１
２２の正逆回転により、リール１１８からのはんだ１２
０の繰り出し、逆にリール１１８へのはんだの巻取りが
可能となっている。

【００２８】上述した装置で接合された端子Ｗ11と被覆
リード線Ｗ12とは図９に夫々示されている。この端子Ｗ
11はＡで示した圧着部分を有しており、一方、被覆リー
ド線Ｗ12の先端部は、端子に接合される前に、その被膜
が剥離されたものとなっている。このような端子Ｗ11を
取り扱う場合、第１電極ロッド２０の下端面は、図１０
に示されているように、端子Ｗ11の一対の圧着片２２２
をかしめるのに好適した形状となっている。

【００２９】次に、上述の装置を使用して実施される接
合方法について説明する。先ず、可動電極ユニット１４
の第１及び第２電極ロッド２０、２４及び固定電極ロッ
ド４０は、冷却水により常時冷却状態にある。このよう
な状態で、作業者は、図１０に示されているように、被
覆リード線Ｗ12の先端部を一対の圧着片２２２間に遊挿
した端子Ｗ11をワーク受け即ち固定電極ロッド４０上に
載置する。

【００３０】この状態で、作業者によって、図７のペダ
ル７６が踏み込まれると、レバー６４が引張ばね７２の
付勢力に抗して下方に回動され、これにより、駆動コラ
ム５６はプレスアーム６とともに下降される。即ち、可
動電極ユニット１４の第１電極ロッド２０が固定電極ロ
ッド４０に向けて下降される。従って、第１電極ロッド
２０の下端面により、端子Ｗ11の一対の圧着片２２２が
被覆リード線Ｗ12の先端部にかしめられ、これにより、
これらの機械的な接続がなされる。

【００３１】一方、プレスアーム６が下降されると、リ
ミットスイッチ１０８がオン作動され（図７参照）、コ
ントローラ９２はトランス９６を介して所定時間だけ、
第１及び第２電極ロッド２０、２４に通電する。従っ
て、第１及び第２電極ロッド２０、２４は、冷却水によ
る冷却に抗し、これらの接触抵抗により急速に発熱し、
この結果、第１電極ロッド２０により、端子Ｗ11のかし
めが行われる時点では、第１電極ロッド２０は既に発熱
した状態にある。なお、第１電極ロッド２０の発熱時点
は、この第１電極ロッド２０が端子Ｗ11を押圧する時点
でも良いが、上述したように第１電極ロッド２０の下降
過程から、この第１電極ロッド２０を発熱させれば、第
１電極ロッド２０の加熱に要する時間を短縮することが
できる。

【００３２】端子Ｗ11のかしめが開始されると、第１電
極ロッド２０と固定電極ロッド４０との間にも、これら
端子Ｗ11と被覆リード線Ｗ12の先端部とを介して電流が
流れるから、固定電極ロッド４０もまた通電発熱する。
そして、端子Ｗ11のかしめ工程が開始されて所定時間が
経過した時点で、はんだ送給装置１１２が駆動され、は
んだが端子Ｗ11の圧着部Ａに供給される。このようにし
て供給されたはんだは、主として第１電極ロッド２０か
らの熱を受け、図１１に示されるように溶融はんだ２２
４となって、被覆リード線Ｗ12の先端部と圧着片２２２
との間に完全に回り込み、圧着片２２２のかしめと同時
に、溶融はんだ２２２により、端子Ｗ11と被覆リード線
Ｗとの間の電気的な接続が確実になされる。

【００３３】この後、第１電極ロッド２０への通電が停
止されると、この後、所定の冷却時間だけ、第１及び第
２電極ロッド２０，２４は、そのウォータジャケット２
２，２６内の冷却水により強制的に冷却される。従っ
て、溶融状態にあるはんだ２２接着材１９６は急速に固
化される。また、第１及び第２電極ロッド２０，２４へ
の通電停止から遅れて、はんだ１２０の戻し動作がなさ
れ、これにより、はんだ１２０の先端は端子Ｗ11側から
切り離されることになる。

【００３４】この後、コントローラ４０は所定の冷却時
間が経過すると、ランプ１１０を点灯させて、作業者に
作業の完了を知らせ、作業者はランプ１１０の点灯を確
認して、ペダル７６の踏み込みを解除する。この結果、
駆動コラム５６は引張ばね７２の復帰力により上昇し、
プレスアーム６即ち可動電極ユニット１４の第１電極ロ
ッド２０もまた上昇し、端子Ｗ11と被覆リード線Ｗ12と
の間の機械的及び電気的な接合が完了する。

【００３５】なお、プレスアーム６の上昇により、リミ
ットスイッチ１０８がオフ作動されると、この時点でラ
ンプ１１０は消灯される。上述した端子Ｗ11は、図１２
に示されているように、導電性を有した金属シートを打
ち抜き加工した展開ピース２２６を折り曲げ加工して成
形されるが、この端子の成形機械と上述した装置とを組
み合わせて使用すれば、端子の成形加工と同時に端子と
被覆リード線との接合を一連の流れで実施可能となる。

【００３６】更に、端子は図９に示したものに限らず、
図１３に示した端子Ｗ13であってもよく、この端子Ｗ13
の圧着部Ａは円筒形状となっている。この場合、図１４
に示されているように第１電極ロッド２０の下端面に凸
状の押圧部を形成し、一方、固定電極ロッド４０の上端
面には圧着部Ａを受け止める円弧面を形成しておくのが
好ましい。

【００３７】また、上述の実施例では、ペダル７６の踏
み込みにより第１電極ロッド２０の下降動作をなすよう
にしたが、第１電極ロッド２０による端子のかしめに大
きな力を必要とする場合にあっては、図７に２点鎖線で
示してあるようにエアシリンダ１４４のピストンロッド
１４６をレバー６４に連結し、エアシリンダ１４４によ
り第１電極ロッド２０の下降動作をなすようにしてもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の接合方
法によれば、押圧ロッドを通電発熱させた状態で、リー
ド線に対して端子をかしめて圧着し、また、その発熱に
よりはんだを加熱溶融して、これらをはんだ付けするよ
うにしたから、端子とリード線とを機械的かつ電気的に
確実に接合でき、しかも、押圧ロッドは強制冷却可能で
あるから、その通電を停止するだけで、押圧ロッドによ
り溶融はんだの冷却固化をなすこともでき、これら端子
とリード線との間の接合作業を簡単且つ迅速に行え、そ
の作業効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施する装置の正面図であ
る。

【図２】図１の装置の側面図である。

【図３】図２の第１及び第２電極ロッドの接触部分を示
した断面図である。

【図４】図３の接触部分の変形例を示した断面図であ
る。

【図５】図４の接触部分を示した横断面図である。

【図６】第１電極ロッドのウォータジャケットを示した
断面図である。

【図７】可動電極ユニットの駆動機構を示した側面図で
ある。

【図８】図１の装置の通電制御回路を示した図である。

【図９】相互に接合された端子と被覆リード線とを示す
斜視図である。

【図１０】装置の一部を拡大して示した図である。

【図１１】図１０の状態から装置が作動した状態を示す
図である。

【図１２】端子が成形される展開ピースを示した平面図
である。

【図１３】他の圧着端子を示した斜視図である。

【図１４】図１３の圧着端子に適した第１電極ロッド及
び固定電極ロッドを示した図である。

【符号の説明】 １４ 可動電極ユニット ２０ 第１電極ロッド ２２，２６ ウォータジャケット ２４ 第２電極ロッド ４０ 固定電極ロッド ９２ コントローラ ９６ トランス １０８ リミットスイッチ １１０ ランプ １１２ はんだ送給装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電発熱と強制冷却とが可能な押圧ロッ
   ドとワーク受けを備え、これらの間にリード線が遊挿入
   された端子を配置し、通電発熱された押圧ロッドとワー
   ク受けとの間で前記端子を押圧し、リード線に端子の一
   部をかしめて圧着するとともに、押圧ロッドの通電発熱
   により、供給されたはんだの溶融をなし、この後、押圧
   ロッドの通電発熱を停止し、押圧ロッドの強制冷却によ
   り、溶融はんだを冷却固化して接合することを特徴とす
   る端子とリード線との接合方法。