JPH0741584Y2 - 抵抗接合電極装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は抵抗接合電極装置、特に接合電流通電時に生じ
る磁束をワークから効果的に逃がすマイクロ抵抗接合電
極構造に関する。

［従来の技術］ 金属材料からなる素子同士を電気的及び機械的に接合す
るためにマイクロ抵抗接合が用いられる。

この抵抗接合方式は、前記両金属素子をワークとして一
対の電極にて加圧把持し、この電極間に所定の接合電流
を通電することによりワークは通電電流によってその接
合部が抵抗発熱し、マイクロ抵抗接合される。

このような接合方式は、特に電気回路素子のリード線を
大量にかつ連続的に効率良く接合するために用いられ、
例えばリードスイッチとターミナルとの接合等に広く用
いられる。

第６図には従来のリードスイッチに対するマイクロ抵抗
接合の作業状態が示されており、リードスイッチ10のリ
ード端10aにターミナル12を接合するために、両者を接
触させた状態で一対の接合電極14,16がその先端把持部1
4a,16aにて前記接触状態にあるワークを所定の加圧力で
把持する。

そして、両電極14,16に短時間、例えば100m秒程度所定
の接合電流、例えば1kA程度の直流大電流を通電させ
る。

この結果、前記リード端10aとターミナル12との接触部
には局部的な抵抗発熱が生じ、当該部分を所望のマイク
ロ抵抗接合が行われる。

このようなマイクロ抵抗接合は、従来の半田付け接合等
に比して、大量のリードスイッチを連続的にかつ効率良
く接合することができ、量産工程において特に著しい効
果を発揮する。

周知のように、前記接合電極としては、導電率の高い、
銅−クロム、銅−ベリリウムあるいはタングステン等の
電気的良導体材料が好適であり、ワークとの接触抵抗を
低下させて、電極自体の過熱あるいは損耗を防止した
り、実開昭51-38023号に開示されているように抵抗発熱
で生じ、電極に伝達された熱を放熱フィンで放熱するこ
とが行われる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の抵抗接合電極装置では、接合電流
の通電時に大きな磁束が発生し、この磁束によってワー
クに悪影響を与えるという課題があった。

特に、前述したリードスイッチ等においては、第７図で
示すように、磁束Φがリードスイッチ10の接点を通過
し、このときに生じるリード接点のN/S磁極によってリ
ード接点にチャタリング現象が生じるという問題があ
る。

すなわち、第７図に示される如く、前記磁束Φによっ
て、通常離れているリード接点は互いに逆極性に磁化さ
れ、この磁気力がリードスイッチの感動値を越えると接
点がオン作動し、通電電流のリップルのため電流が下が
ると、磁気力の消滅によって接点がオフし、これを繰り
返して前記チャタリングに至ることが知られている。

そして、このようなチャタリング現象が発生すると、リ
ードスイッチ10の接点面には急速に荒れが生じ、リード
スイッチの特性を損なうという課題があった。

また、このような電極装置はリードスイッチばかりでな
く、その他の回路素子であるIC、LSI等のマイクロ素子
が実装された基板上での接合にも用いられ、このとき
に、前記接合時に生じる磁束が回路素子に影響を与える
というおそれもある。

本考案は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、接
合電流通電時に生じる磁束をワークから効果的に逃が
し、前述したワークに与える影響を効果的に抑制可能な
抵抗接合電極装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は接合電極の少なく
とも一方にその把持部の近傍で高透磁率材料からなる磁
束ショートリングを設けたことを特徴とする。

［作用］ 従って、本考案によれば、接合電流通電時に生じる磁束
はその殆どあるいは所定割合が前記磁束ショートリング
に導かれ、ワークへ漏洩する磁束を著しく抑制すること
によって前述したワークへの悪影響を確実に除去するこ
とが可能である。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の好適な実施例を説明する。

第１図には、本考案に係る電極装置がリードスイッチ10
のリード端10aとターミナル12との接合に用いられてい
る実施例が示されており、前述した第６図と同一部材に
は同一符号を付して説明を省略する。

本考案において特徴的なことは、前記接合電極14,16の
少なくとも一方に高透磁率材料からなる磁束ショートリ
ングがその把持部14a,16a近傍に設けられていることで
ある。

実施例において、この磁束ショートリングは両電極14,1
6にそれぞれ設けられ、符号20,22で示されている。

本実施例において、磁束ショートリング20,22は電極14,
16の全周にわたって短絡することなく、その一部、すな
わちワーク把持面にて開放しているが、本考案によれ
ば、このリングは図示の如く一部が開放してもあるいは
完全に短絡しても良く、磁束の逃げ作用を多く期待する
ために、完全短絡リングが好適であり、またワークの幅
が小さい場合には、実施例の如く一部が開放しているこ
とによってリング同士の干渉が防止され、作業性を改善
可能である。

以上の構成から明らかな如く、第２図に示されるよう
に、接合電流通電時に生じる磁束Φは図示の如くその殆
どが磁束ショートリング20,22内に導かれ、符号φ₁で示
されている。そして、残りの僅かの漏洩磁束φ₂がリー
ドスイッチ10の接点に導かれ、この結果、このような小
さな磁束ではリードスイッチ10がオン作動することな
く、従来生じていたチャタリング現象を確実に防止する
ことが可能となる。

第３図には図示した実施例におけるリード線ワークのマ
ククロ接合電流が例示され、約100m秒間に１〜数kAの通
電電流が両電極14,16に導かれる。そして、第４図には
前記通電電流に対する磁束密度が示され、従来における
磁束ショートリングの無い特性100ではリードスイッチ1
0の感動値φ_Thを十分に越えた磁束密度Φが生じるの
で、前記チャタリング現象が容易に発生してしまい、一
方本考案による磁束ショートリングを設けた場合には、
特性300で示されるように前記リードスイッチ10の感動
値φ_Thより十分に小さなφ₂に抑制され、前記チャタリ
ング現象が生じないことが理解される。

もちろん、本実施例を他の回路素子接合に用いた場合、
前記抑制された漏洩磁束φ₂は基板上に設けられた他の
電気素子に悪影響を与えることのないレベルに抑制可能
である。

本実施例において、前記磁束ショートリング20,22は磁
束を導く方向に磁区を揃えた高透磁率材料からなり、例
えば鉄に、シリコン3.0〜3.15％、炭素30ppm以下、マン
ガン0.05％、リン0.02％以下、アルミニウム0.05％以下
を加えた合金が好適であり、この合金の圧延方向に磁区
を揃えたリングが好適である。

以上のようにして、本考案によれば、効果的に発生磁束
をワークから逃がすことができるが、本実施例によれ
ば、前記磁束ショートリングに放熱作用を与えることも
可能である。

第１図において、磁束ショートリング20,22はそれぞれ
その周方向に複数のフィン20a,22aが設けられ、このよ
うなフィンを設けることによって各電極14,16の発熱を
効果的に放熱して電極装置を連続的な接合作業に用いる
ことが可能となる。

第５図には本実施例の放熱効果が示されており、５秒イ
ンターバルで連続接合した場合の温度上昇が従来の磁束
ショートリングなしの特性110で示され、また本実施例
の特性が310で示されている。

第５図から明らかなように、従来電極の先端から例えば
10mm離れた位置での温度が20打点程度で100℃を越える
のに対し、本実施例によれば、50℃程度に抑制され、か
つこの温度が飽和していることが理解され、本実施例の
放熱効果が十分に実用効果のあることを示している。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、接合電流の通電時
に生じる磁束を効果的にワークから退避させ、この結
果、ワークに与える悪影響を著しく減少させることがで
き、特にリードスイッチ等のチャタリングを防止して、
マイクロ抵抗接合時の歩留まりを著しく改善可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る抵抗接合電極装置の好適な実施例
を示す要部斜視図、 第２図は本実施例による磁束退避状態を示す説明図、 第３図は本実施例における接合電流の通電特性を示す説
明図、 第４図は第３図と対応したワークを通る磁束の従来と本
考案における特性説明図、 第５図は本実施例における温度上昇の特性図、 第６図は従来における抵抗接合電極装置の一例を示す斜
視図、 第７図は第６図の従来装置における接合電流通電時の磁
束を示す説明図である。 10……リードスイッチ 12……ターミナル 14,16……接合電極 14a,16a……把持端 20,22……磁束ショートリング 20a,22a……フィン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを加圧状態で把持する一対の接合電
   極を有し、前記把持状態で両電極間に接合電流を通電し
   てワークをマイクロ抵抗接合する抵抗接合電極装置にお
   いて、 前記接合電極の少なくとも一方にそのワーク把持部近傍
   で高透磁率材料からなる磁束ショートリングを設けたこ
   とを特徴とする抵抗接合電極装置。