JPH06151034A - 線材端末の接続方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線材と端子との接続部分における電気抵抗の
引き上げ要因を排除する。 【構成】 基台１上に同一材質のリッツ線２と端子４と
を載置する。このリッツ線２および端子４に対して、ガ
ス供給装置９により不活性ガスを供給する。光エネルギ
ー照射装置10は、キセノンランプ11からの光を反射鏡12
で集光して、リッツ線２および端子４に照射する。 【効果】 光エネルギー照射装置10からの光照射によ
り、リッツ線２と端子４の接続部周辺が溶融する。この
とき、リッツ線２内は同一の材質で埋められ、端子４と
リッツ線２の外周はその双方で溶融固化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源トラ
ンス、キュービクルトランス並びに大型工作機械の配線
材として主に高周波大電流の伝播に用いられる、リッツ
線や撚り線、および編み線における線材端末の接続方法
およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高周波用のコイル・トランスあ
るいは大型工作機械などの各種機器においては、高周波
電流を通電する際の表皮効果による影響を考慮して、個
々に絶縁された数百本から数千本の銅線を撚り合わせて
構成されるリッツ線や、電力ケーブルなどの撚り線およ
び袋状の平行編み線が用いられる。こうした高周波およ
び大電流用の線材において、例えば、リッツ線の端部を
接続端子と接続する際、構成する素線が裸線の場合に
は、端子の基端側に形成される円筒形状のスリーブに素
線束を挿入した後、加締めまたは半田付けするか、端子
の一部に形成された平坦部に素線束を載置して、そのま
ま半田付けする方法が行われている。また、前記リッツ
線のように素線の表面が合成樹脂被膜で絶縁保護されて
いる場合、マグネットワイヤーに多用されるポリウレタ
ンおよびその変成樹脂で被膜形成している場合には、被
膜剥離を行うことなく、直接端子と線材とを半田付け接
続したり、あるいは、予め素線束を迎え半田（予備半
田）を行った上で、端子に加締め接続する方法が行われ
る。さらに、前記合成樹脂被膜がポリエステル、ポリイ
ミドなどの耐熱性を有する材質の場合、アルカリ液浸漬
や被膜を削り取る等の方法で、予め各素線の端部を被膜
剥離した上で、圧着あるいは半田付けにより端子と線材
とを接続するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、線材と端子とを圧着接続した場合、端子と素線の外
周が点接触の状態となり、この接触部分の電気抵抗が物
理的に高くなるとともに、各素線の導体隙間を完全に埋
めることが不可能であるため、導体間に接触抵抗が生じ
て、結果的に接続部分全体の電気抵抗を引き上げる要因
となる。また、線材と端子との半田付け接続では、素線
導体間に異種金属である半田が介在するため、導体と半
田とによる合金相が形成され、前記圧着接続と同様に電
気抵抗が上昇して不完全な接続状態となる。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、線材と端子との接続部分における電気抵
抗の引き上げ要因を排除して、完全なる接続を実現でき
る線材端末の接続方法およびその装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成しようとするもので、請求項１の発明は、複数本の導
体で構成される線材の端部に端子を接続する線材端末の
接続方法において、前記線材と端子とを同一の材質で形
成するとともに、この線材と端子との接続部周辺に光エ
ネルギーを照射して、前記線材の端部および端子を溶融
するように構成したものである。

【０００６】また、請求項２の発明は、複数本の導体で
構成される線材の端部に端子を接続する線材端末の接続
装置において、前記線材と端子とを同一の材質で形成す
るとともに、この線材と端子の接続部周辺に光エネルギ
ーを照射して、前記線材の端部および端子を溶融する光
エネルギー照射装置を具備するものである。

【０００７】

【作用】請求項１における線材端末の接続方法では、最
適なる照射条件を設定しながら、線材あるいは端子の所
定の位置に光エネルギーを照射すると、線材の端部およ
び端子は瞬時にかつ同時に溶融される。このとき、線材
と端子は同一の材質からなるため、各導体間は溶融して
同種の材質で埋められるとともに、端子と線材の外周は
その双方で溶融固化する。

【０００８】また、請求項２における線材端末の接続装
置は、このような線材端末の接続方法を行うためのもの
であり、光エネルギー照射装置によって、最適なる照射
条件を設定しながら、線材あるいは端子の所定の位置に
光エネルギーを照射すると、線材の端部および端子は瞬
時にかつ同時に溶融される。このとき、線材と端子は同
一の材質からなるため、各導体間は溶融して同種の材質
で埋められるとともに、端子と線材の外周はその双方で
溶融固化する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図１乃至図
３を参照して説明する。図１は、本発明における装置の
全体構成を示すものであり、同図において１は基台であ
り、この基台１の上部には、図２に示すように、複数本
の素線を撚り合わせて構成される線材たるリッツ線２
と、このリッツ線２の端部に接続する円筒形状のスリー
ブ３を基端側に備えた端子４が被照射物として載置され
ている。リッツ線２の各素線束２Ａは、例えば銅製の導
体５の外周に合成樹脂被膜としてのポリウレタン（ＵＥ
Ｗ）絶縁層６が設けられた構造をなし、撚り合わされた
素線束２Ａの外周に図示しない接着層を設けることで、
全体として円形の仕上がり外形７を有している。また、
端子４はリッツ線２の導体５と同一の材質である銅で形
成され、かつ、メッキ処理はなされておらず、端子４の
先端側には、外部との電気的な接続を可能とする取付孔
８が設けられる。

【００１０】一方、９はリッツ線２および端子４に対し
て、アルゴンガスなどのいわゆる不活性ガスを供給する
ガス供給装置である。このガス供給装置９には図示しな
い移動可能なノズル部が備えられ、このノズル部を介し
てリッツ線２および端子４の所望の位置に所定の流量の
不活性ガスを吹き付けることができる。また、10はリッ
ツ線２および端子４に対し所定の条件で光エネルギーを
照射する光エネルギー照射装置であり、エネルギー光源
としてのキセノンランプ11、このキセノンランプ11から
の光を集光させる集光用反射鏡12、この集光用反射鏡12
の前部に設けられた開閉可能なシャッター部13、照射光
量並びに照射時間などを設定し、かつ制御するための操
作制御部14などにより構成され、任意の部位に適量のエ
ネルギー供給を行うことができるようになっている。

【００１１】次に、この装置を用いたリッツ線２と端子
４との接続方法について説明する。先ず、リッツ線２の
端部をスリーブ３に挿通した後、リッツ線２および端子
４を基台１に載置する。このとき、スリーブ３の上端よ
りリッツ線２の端面を適宜突き出すことが望ましい。次
いで、リッツ線２あるいは端子４の所定の位置に、例え
ば不活性ガスとしてアルゴンガスを吹き付けながら、こ
のガスの雰囲気下で光エネルギー照射装置10によりキセ
ノンランプ11からの光を、一定時間リッツ線２と端子４
との接続部および端子４の一部に集光させる。このと
き、ガス供給装置９からのアルゴンガスにより、素線束
２Ａを構成するポリウレタン絶縁層６を炭化することな
く熱分解と昇華をさせ、かつ、金属製の導体５の表面酸
化をも抑制する。また、アルゴンガスの吹付け流量を多
くすると、この吹付け部分で温度差が生じ、スリーブ３
や素線束２Ａの溶解させたくない部分の冷却効果も期待
できる。リッツ線２および端子４はいずれも熱伝導性に
優れた銅製であり、光エネルギー照射装置10からの光照
射が長時間に渡ると、各素線束２Ａの端面のみならずス
リーブ３全体にまで溶融が進行する。このため、リッツ
線２と端子４との接続部並びに端子４の一部への光照射
を、高温でかつ短時間に行うと、加熱部からの熱伝導を
抑制し、接続部以外の熱劣化を最小限に抑えることが可
能となる。なお、セラミックや耐熱性金属を用いて部分
的に熱遮蔽する方法も有効である。こうして操作制御部
14の操作により、最適なる照射条件を設定しながら、光
エネルギー照射装置10を用いて特定のスポット加熱を行
えば、素線束２Ａの端部およびスリーブ３の上端部は瞬
時にかつ同時に加熱溶融され、結果的に図３に示すよう
な溶融部15が形成されることになる。また、リッツ線２
の端部に予め銅の微粉末を置くことにより、リッツ線２
および端子４の溶融を局部的に行わせることも可能であ
る。

【００１２】次に、上記装置における試験結果を、以下
に説明する。この試験では、被照射物として、銅導体５
の径０．１０ｍｍ×１００本撚りで、外径φ１．３のリ
ッツ線２と、内径２．３ｍｍ，外径４ｍｍ，長さ８ｍｍ
のスリーブ３を有する銅端子４とを試料として用いる。
また、加工条件は、不活性ガスとしてアルゴンガスを毎
分１０〜２０ｍｌ流入するとともに、ビーム径４ｍｍ，
ビーム温度１０００℃以上，照射時間３．５秒となるよ
うに、光エネルギー照射装置10の操作制御部14を予め操
作する。そして、スリーブ３の上端よりリッツ線２の端
面を１ｍｍ突き出した状態で、光エネルギー照射装置10
による照射を行う。この結果、各素線束２Ａにおいて
は、ポリウレタン絶縁層６の被膜が完全に熱分解し、導
体５が露出するとともに、導体５の端部は完全に溶融
し、スリーブ３内を塞いだ状態となる。しかも、端子４
におけるスリーブ３の上部も、完全溶融状態が得られ
る。

【００１３】以上のように上記実施例によれば、光エネ
ルギー照射装置10からの光エネルギー照射によってリッ
ツ線２と端子４との接続部周辺を非接触状態で溶融する
ことによって、各導体５間は同種の金属で埋められるこ
とになるため、従来例のように、導体５間に接触抵抗を
生じるような隙間が形成されたり、異種金属が介在して
合金相が形成されるようなことがない。しかも、端子４
とリッツ線２を構成する導体５はいずれも同種の金属か
らなるため、端子４とリッツ線２の外周はその双方が溶
融固化する。すなわち、これによってリッツ線２と端子
４との接続部分における各種電気抵抗の引き上げ要因が
排除され、抵抗値の上昇のない完全なる接続を実現でき
る。

【００１４】また、実施例中の効果として、単にガス供
給装置９により不活性ガス雰囲気下で、リッツ線２およ
び端子４の溶融温度以上に瞬時加熱を行うだけで、素線
束２Ａの表面にポリウレタン絶縁層６の被膜が有って
も、酸化防止をしながら絶縁層６の被膜剥離が同時にか
つ完全に行われるため、その作業性を大幅に改善するこ
とが可能となる。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。例えば、光エネルギー照射装置10とし
て、本実施例ではキセノンランプ11を光源としたものを
用いたが、リッツ線２における素線束２Ａの数が多い場
合には、光エネルギー照射装置10に代わり炭酸ガスレー
ザを用いることも可能である。また、本発明は実施例中
におけるリッツ線に限らず、撚り線や編み線などの各種
線材にも適用できる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、線材と端子と
を同一の材質で形成するとともに、この線材と端子との
接続部周辺に光エネルギーを照射して、前記線材の端部
および端子を溶融するように構成することで、線材と端
子との接続部分における電気抵抗の引き上げ要因を排除
して、完全なる接続を実現できる。

【００１７】こうした線材端末の接続方法は、請求項２
の発明のような光エネルギー照射装置を具備する接続装
置により達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置全体の概略説明図
である。

【図２】同上光エネルギー照射前における要部の斜視図
である。

【図３】同上光エネルギー照射後における要部の斜視図
である。

【符号の説明】

２ リッツ線（線材） ４ 端子 ５ 導体 10 光エネルギー照射装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の導体で構成される線材の端部に
   端子を接続する線材端末の接続方法において、前記線材
   と端子とを同一の材質で形成するとともに、この線材と
   端子との接続部周辺に光エネルギーを照射して、前記線
   材の端部および端子を溶融するように構成したことを特
   徴とする線材端末の接続方法。
2. 【請求項２】 複数本の導体で構成される線材の端部に
   端子を接続する線材端末の接続装置において、前記線材
   と端子とを同一の材質で形成するとともに、この線材と
   端子の接続部周辺に光エネルギーを照射して、前記線材
   の端部および端子を溶融する光エネルギー照射装置を具
   備することを特徴とする線材端末の接続装置。