JPH0574541A - 導体の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却の治具を用いることにより、絶縁被覆導体
コイルの接続とその近傍の絶縁被覆の損傷のない導体の
接続方法及び治具を提供する。 【構成】導体を端子間に装填し、両端子間に加圧しなが
ら電流を流して、導体と端子とを接合するものにおい
て、同時に接続部の近傍を冷却することを特徴とする。 【効果】不要な炭化層を形成することがないので、絶縁
被覆層を再生することなく、且つ、信頼性の高い高品質
の接続継手を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁被覆導体コイルの
接続に当たり、絶縁被覆のままのコイルを直接接続する
場合の、接続部近傍の絶縁被覆の炭化を最小限に止め、
絶縁被覆を再被覆することの不要な導体の接続方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】絶縁被覆付きのまま接続する方法は、特
公昭50−18940号及び特公昭56−28355号公報に見られる
ように、熱圧着方式が用いられている。この方式ではコ
イルが絶縁被覆で覆われているため通電出来ず、そこで
予め成形した導体端子のＵ字溝にコイルをいれ、それを
上電極と下電極とで挾み加圧して、電極に電流を流すこ
とによってＵ字端子を発熱させ、その熱で絶縁被覆を炭
化させてコイルを接続している。すなわち、抵抗溶接機
を用いた方法で絶縁被覆を炭化させている。接続のため
には絶縁被覆は炭化されなければ電気的接続は得られな
い。しかし、絶縁被覆を炭化させるためには約７００℃
以上に加熱しなければならない。この高温加熱により接
続部以外の不必要な範囲に及んで炭化されることにな
る。そのため炭化された絶縁被覆部分が絶縁の役目を果
たさなくなり、接続の後に再び絶縁剤処理を施さなけれ
ばならないという大きな欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、接続
部以外の炭化防止の観点において検討されてなく、その
ため接続後の絶縁に問題があった。つまり、絶縁被覆の
炭化には有効であるが接続部以外の、その近傍の炭化防
止を達成するには問題があった。

【０００４】そこで、接続部の炭化と、接続部以外の近
傍の炭化防止を同時に達成することを考えた。

【０００５】すなわち、接続する部分は通電のための電
極を押し当て、絶縁被覆を炭化したくない導体コイル部
分を冷却するための治具で包み、その後に通電を開始
し、絶縁被覆を炭化し所望の接続を行う。

【０００６】このときの接続部と炭化防止される距離
は、炭化防止の治具の配置によって任意に決めることが
出来る。治具は絶縁被覆導体コイルを包み、且つ治具の
中を冷却のための液体やガスが流れているものである。
その治具は冷却が目的なため高熱伝導性の材料で加工さ
れている。

【０００７】本発明に適用される絶縁被覆の種類は、Ｊ
ＩＳ Ｃ ４００３に掲載のように低温（許容最高温度９
０℃）のＹ種からＡ，Ｅ，Ｂ，Ｆ，Ｈ及びＣ種の広範囲
に亘って適用可能である。それ故に、冷却している導体
コイルの温度は９０℃以下の温度に冷却することを目的
にする。

【０００８】９０℃以下の温度を満足するために、高熱
伝導性のＣｕ，Ａｌ及びこれらの合金を用いて加工され
ている。

【０００９】治具を流れる冷却媒体は、９０℃以下を満
足するものであれば良いが、水，油等の液体、ＣＯ₂，
Ｎ₂等のガスを用いる。

【００１０】本発明の目的は、この様な冷却の治具を用
いることにより、絶縁被覆導体コイルの接続とその近傍
の絶縁被覆の損傷のない、導体の接続方法及び治具を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は導体を端子間に
装填し、両端子間に加圧しながら電流を流して、前記導
体と前記端子を接合するものにおいて、同時に接続部近
傍を冷却することを特徴とする導体の接続方法及び治具
である。

【００１２】そのために、接続部近傍の導体コイルを高
熱伝導性の治具で包み、且つ、治具に冷却媒体を流して
接続する必要がある。

【００１３】高熱伝導性の治具材料は、Ｃｕ，Ａｌ及び
それらの合金でなっていることが好ましい。そして、冷
却媒体は、水，油などの液体、ＣＯ₂，Ｎ₂などのガスを
用いると冷却効果が向上し、絶縁被覆の炭化防止に有効
である。

【００１４】また、接続部の近傍の接合時の冷却位置を
任意に設定することが出来るようになっている。

【００１５】すなわち、接続部近傍の絶縁被覆の炭化を
任意に制御することが出来る治具を適用することによっ
て、本発明は達成される。

【００１６】

【作用】絶縁被覆導体コイルと端子の接続は、通電加熱
の抵抗溶接機を用いるのが多い。それは加熱と加圧が同
時に出来、しかも、短時間で絶縁被覆が炭化されて接合
が出来ることによる。実際の接合作業では、大気中で接
合出来るが、量産，低コスト接合に好都合であり、この
場合、接合時間は短かければ短いほど酸素との反応が少
ないため良好な継手が得られる。

【００１７】絶縁被覆の種類によって炭化温度は若干異
なるが、接続部はおおよそ６００℃以上に加熱される。
接続部の近傍もまた６００℃近くに加熱されている。す
なわち、接続部の近傍も炭化されることになる。

【００１８】炭化を防止するには、加熱されないように
冷却しなければならない。冷却は熱伝導性の良い材料、
例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔなども良いが、価格的に安価
なＣｕ，Ａｌあるいはそれらの合金を用いて冷却すると
良い。熱伝導性に優れる材料で作製した治具は、導体コ
イルに任意に配置することが出来る。

【００１９】冷却治具を流れる冷却媒体は、冷却効果に
優れ、出来れば安価なもので、水，油，ＣＯ₂，Ｎ₂など
の液体及びガス状のものが冷却効果を発揮する。

【００２０】これらの条件を満足する冷却治具は、着脱
自在で、接続部の近傍の接合時の冷却位置を任意に設置
できるようになっているので、絶縁被覆の炭化の範囲も
自在に設定できる。

【００２１】本発明が適用可能な絶縁被覆剤は、加熱に
より溶融または炭化し絶縁抵抗が破壊されるものは全て
該当する。すなわち、エナメル銅線（ＥＷ），ホルマー
ル銅線（ＰＶＦ），ポリエステル銅線（ＰＥＷ）、及び
アミドイミド銅線（ＡＩＷ）など低耐熱性から高耐熱性
まで適用できる。

【００２２】また、冷却の方法として着脱自在なＣｕパ
イプに小さな穴を開けておき、CO₂ あるいはＮ₂ ガスを
パイプに流し、絶縁被覆の炭化を防止するのも適用可能
である。

【００２３】

【実施例】以下、このような本発明の導体の接続方法及
び治具についての実施例を示す。 〈実施例１〉基本的な導体コイルの接続における炭化防
止方法及び治具を図１に示す。(ａ)は通電方式の接続方
式を示したもので、上電極１と下電極２は電気的３に連
結されている。接続部は絶縁被覆導体コイル４及び５は
Ｃｕ合金端子６で包まれている。絶縁被覆導体コイル４
及び５は導体部７と被覆部分８からなっている。そして
接続は、上電極１がＣｕ合金端子６に接触し通電され
る。通電によりＣｕ合金端子が発熱し、その熱で絶縁被
覆導体端子４及び５の被覆部分が炭化される。炭化の進
展と加圧により炭化物は接続面から排出され、４と５及
び４，５とＣｕ合金端子６の金属面が接続される。

【００２４】この場合の絶縁被覆導体コイルはＡＩＷを
適用したので、接続部温度は約800℃に加熱されてい
る。

【００２５】一方、（ｂ）は本発明の絶縁被覆炭化防止
方法及び治具を示す。絶縁被覆導体コイル４及び５をＣ
ｕあるいは銅合金からなる冷却治具９と１０で挾む。冷
却媒体１１（ここでは水を用いる）は１２から入り１３
へと出る。水の流量は加熱により水が沸騰しない量を確
保すれば良い。常に一定温度の水を供給する方法で冷却
した。

【００２６】この冷却方法と冷却治具を用いることによ
って、接続中における接続部から５ｍｍ離れた絶縁被覆
導体コイルの温度は７０℃であった。絶縁被覆はＡＩＷ
を用いており、その耐熱温度は１８０℃であることから
絶縁被覆剤は全く損傷されないことが確認された。

【００２７】またこの結果は、絶縁被覆の耐熱性が最も
低いＪＩＳ Ｙ 種の９０℃よりも低い温度であることか
ら、全ての絶縁被覆剤にこの冷却方法並びに冷却治具は
適用出来ることが明らかである。

【００２８】〈実施例２〉図２に絶縁被覆炭化防止方法
及び治具の他の実施例を示す。接続方法は実施例１と同
様である。冷却媒体に液体Ｎ₂ １１を用いた。絶縁被覆
導体コイル４と５をＣｕ冷却治具９及び１０で挾む。９
及び１０の導体コイル側に噴出孔１４，１５が開いてい
る。液体Ｎ₂ １１は１２から入り、１４及び１５から噴
射し、絶縁被覆４及び５を冷却する。

【００２９】この冷却方法と冷却治具を用いることによ
って、接続部から５ｍｍ離れた絶縁被覆導体コイルの温
度は５０℃であった。

【００３０】この結果は水冷却より更に低い温度に冷却
されるため、絶縁被覆の損傷が全くなく、接続部及び接
続部の近傍の絶縁被覆膜を信頼性の高い品質に確保す
る。

【００３１】〈比較例１〉実施例１の接続方式（ａ）の
通電加熱方法によりＡＩＷコイルを炭化させ接続した。
すなわち、接続部分の加熱温度は前述したように約８０
０℃に昇温している。ここでは冷却治具は用いていな
い。

【００３２】この結果、接続部から５ｍｍ離れた絶縁被
覆導体コイルの温度は６００℃，１０ｍｍ離れた位置で
は４００℃と加熱されていた。つまり５ｍｍの６００℃
の位置では絶縁被覆剤が黒く炭化した様子が、また１０
ｍｍの位置では灰色で被覆層が加熱により膨れている様
子が観察された。

【００３３】また、図３に本発明の他の絶縁被覆炭化防
止方法及び治具を示す。ガス状の冷媒１１が絶縁被覆コ
イル４，５の全周から噴出し、絶縁被覆層を冷却する。

【００３４】図４は本発明の着脱自在な冷却方法と冷却
治具を示す。例えば銅パイプ９，１０の多数の噴出孔１
４及び１５からガス状の冷却媒体１１が噴出されて、絶
縁被覆導体コイルの過熱を防止する。

【００３５】以上の実施例及び比較例で接続した場合
の、接続部近傍の絶縁被覆導体コイルの炭化の有無につ
いて実施した。

【００３６】本発明の導体の接続方法及び冷却治具を用
いることによって、接続部の近傍の絶縁被覆剤はほとん
ど炭化されず、絶縁剤としての特性を堅持していること
が確認された。一方、冷却治具を用いないと、接続部近
傍の絶縁被覆剤は黒く炭化し、絶縁被覆剤としての特性
を失っていることが分かった。

【００３７】その他の冷却治具材としてＡｌ及びそれら
の合金を用いても、同様な冷却効果が得られる。また冷
却媒体として、本発明の他の液体及びガスについても実
施したが、絶縁被覆剤を損傷しない冷却効果があること
を確認している。

【００３８】また、接続のみならず他の用途で、必要な
範囲だけ絶縁被覆を除去したい場合も本発明の冷却方法
及び冷却治具は適用できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、不要な炭化物層を形成
することがないので、絶縁被覆層を再生することなく、
且つ、信頼性の高い高品質の接続継手が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的実施例を示す斜視図。

【図２】他の冷却方法及び冷却治具を示す断面図。

【図３】本発明の他の冷却方法及び冷却治具を示す断面
図。

【図４】本発明の着脱自在な冷却方法及び治具を示す断
面図。

【符号の説明】

１…上電極、２…下電極、３…電源、４…絶縁被覆導体
コイル、５…絶縁被覆導体コイル、６…導体端子、７…
導体部、８…被覆部、９…冷却治具、１０…冷却治具、
１１…冷却媒体、１２…冷却入り口、１３…冷却出口。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体を二つの端子間に装填し、前記両端子
   間に加圧しながら電流を流して、前記導体と前記端子と
   を接合するものにおいて、同時に接続部の近傍を冷却す
   ることを特徴とする導体の接続方法。
2. 【請求項２】請求項１において前記接続部の近傍の導体
   を高熱伝導性の治具で包み、且つ、治具に冷却媒体を流
   して接合する導体の接続方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記高熱伝導性の治具
   材料は、Ｃｕ，Ａｌ及びそれらの合金でなっている導体
   の接続方法。
4. 【請求項４】請求項１において、前記冷却媒体は水，油
   等の液体、Ｃｏ₂，Ｎ₂等のガス及び液体を用いている接
   続方法。
5. 【請求項５】請求項１，２，３または４において、接続
   部の近傍の接合時の冷却位置を任意に設定できるように
   した接続方法。