JPH0789500B2 - ２本の導電線を接続するための小型化された装置 - Google Patents
２本の導電線を接続するための小型化された装置Info
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- JPH0789500B2 JPH0789500B2 JP61182052A JP18205286A JPH0789500B2 JP H0789500 B2 JPH0789500 B2 JP H0789500B2 JP 61182052 A JP61182052 A JP 61182052A JP 18205286 A JP18205286 A JP 18205286A JP H0789500 B2 JPH0789500 B2 JP H0789500B2
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- wires
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- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/04—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
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- Multi-Conductor Connections (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非常に大きい電流が流される電気的導電素子を
接続するための小型化された装置に関する。
接続するための小型化された装置に関する。
電気的導電素子は通常、２個の導電体に機械的なシステ
ムによって生成される圧力を加えることによって接続さ
れる。これらの導電体は通常銅で作られ、稀には真ちゅ
う又は銀で作られる。これらの金属は非常に良好な導電
体であり、接続ワイヤの寸法は非常に大きい電流に対し
てさえも非常に小さい。例えば、100アンペア程度の電
流が溶融することなしに0.1mm2の断面の銅線に流されう
る。他方において、このような素子の接続には導電体の
非常に大きな寸法を必要とする。導電体の接触部分にお
いては抵抗率が非常に高くなる。それは酸化物、表面不
純物、および接触面積の減少に起因する。このような高
い抵抗率にも拘らず良好な接触をうるためには、接続面
積が増加され、勿論必要な空間もまた増加される。これ
らのことを考慮すると、導電体自身の寸法に対して接続
用として非常に大きい寸法を要する。ねじによる締め付
けおよび所定の長さに亘っての結束用のクリップによる
場合には、接続によって占有される空間は導体によって
占有される空間よりも30乃至100倍大きくなる。
ムによって生成される圧力を加えることによって接続さ
れる。これらの導電体は通常銅で作られ、稀には真ちゅ
う又は銀で作られる。これらの金属は非常に良好な導電
体であり、接続ワイヤの寸法は非常に大きい電流に対し
てさえも非常に小さい。例えば、100アンペア程度の電
流が溶融することなしに0.1mm2の断面の銅線に流されう
る。他方において、このような素子の接続には導電体の
非常に大きな寸法を必要とする。導電体の接触部分にお
いては抵抗率が非常に高くなる。それは酸化物、表面不
純物、および接触面積の減少に起因する。このような高
い抵抗率にも拘らず良好な接触をうるためには、接続面
積が増加され、勿論必要な空間もまた増加される。これ
らのことを考慮すると、導電体自身の寸法に対して接続
用として非常に大きい寸法を要する。ねじによる締め付
けおよび所定の長さに亘っての結束用のクリップによる
場合には、接続によって占有される空間は導体によって
占有される空間よりも30乃至100倍大きくなる。
接続を非常に小さくする方法は自然発生的な溶接を形成
することである。銅はこの種の溶接にはあまり適してい
ない。その理由は銅が良好な導電体であるからである。
先端部の溶接は100％の信頼性がない。その理由は熱の
生成が接続部の酸化物によって生じ溶接部内に残存する
からである。レーザは銅に関して良好な結果をもたらさ
ない。その理由は非常に微小な部分の熱があまりにも迅
速に放出されてしまうからである。超音波の溶接は満足
な結果を与えるが、それは型の打抜が要求されるような
大きい断面の接続に対してのみである。銀の半田付は、
長時間に亘る高温度が必要とされ電気部品には適さない
ため除外される。
することである。銅はこの種の溶接にはあまり適してい
ない。その理由は銅が良好な導電体であるからである。
先端部の溶接は100％の信頼性がない。その理由は熱の
生成が接続部の酸化物によって生じ溶接部内に残存する
からである。レーザは銅に関して良好な結果をもたらさ
ない。その理由は非常に微小な部分の熱があまりにも迅
速に放出されてしまうからである。超音波の溶接は満足
な結果を与えるが、それは型の打抜が要求されるような
大きい断面の接続に対してのみである。銀の半田付は、
長時間に亘る高温度が必要とされ電気部品には適さない
ため除外される。
接続の寸法を減少させるための対策として低融点で導電
性の結合材（バインダー）を用いて接続を形成すること
が知られている。このような結合材の使用を容易にする
ために結合剤の溶融が利用される。常温においては、結
合材は固体であり、伸長された溶接ブロック内に配置さ
れた所定の長さに亘る２本の導体を互に隣接させて保持
する間、該２本の導体間の機械的接続と電気的接続とを
確保する。この結合材は通常鉛−錫合金で作られてお
り、必然的に銅よりも導電性に劣っているため品質が劣
っており、またその接続長は結合材の溶融を避けるため
に非常に高い電流に対して非常に大きくされなければな
らない。そのために占有される空間の比率は10倍から10
0倍の大きさとなり、したがって、最終的な接続部の容
積は２本のワイヤの隣接する部分の容積より10倍から10
0倍の大きさとなる。結合材の溶融点は、その使用を容
易にし周囲のもの（取付けられた素子、チップ、絶縁
物、感熱性の電子部品）を損傷しないように、200℃か
ら300℃の間で比較的低くされる。
性の結合材（バインダー）を用いて接続を形成すること
が知られている。このような結合材の使用を容易にする
ために結合剤の溶融が利用される。常温においては、結
合材は固体であり、伸長された溶接ブロック内に配置さ
れた所定の長さに亘る２本の導体を互に隣接させて保持
する間、該２本の導体間の機械的接続と電気的接続とを
確保する。この結合材は通常鉛−錫合金で作られてお
り、必然的に銅よりも導電性に劣っているため品質が劣
っており、またその接続長は結合材の溶融を避けるため
に非常に高い電流に対して非常に大きくされなければな
らない。そのために占有される空間の比率は10倍から10
0倍の大きさとなり、したがって、最終的な接続部の容
積は２本のワイヤの隣接する部分の容積より10倍から10
0倍の大きさとなる。結合材の溶融点は、その使用を容
易にし周囲のもの（取付けられた素子、チップ、絶縁
物、感熱性の電子部品）を損傷しないように、200℃か
ら300℃の間で比較的低くされる。
更に、特に電気的治金において利用されるようなバーと
導電素子との間の接続を提供するための装置が英国特許
公開465,662号に記述されるように知られており、この
装置は、バーと導電素子との間に、相対的な移動を許容
するように、可撓性の材料で作られたスカートによって
閉じ込められた所定の量の導電性の液体材料をそなえて
いる。しかしながらこのような装置は小さな寸法（数ミ
リメートル）であって非常に高い電流（50キロアンペア
乃至100キロアンペア）が流される銅又は他の導電性材
料を接続する場合の課題を解決するものではない。
導電素子との間の接続を提供するための装置が英国特許
公開465,662号に記述されるように知られており、この
装置は、バーと導電素子との間に、相対的な移動を許容
するように、可撓性の材料で作られたスカートによって
閉じ込められた所定の量の導電性の液体材料をそなえて
いる。しかしながらこのような装置は小さな寸法（数ミ
リメートル）であって非常に高い電流（50キロアンペア
乃至100キロアンペア）が流される銅又は他の導電性材
料を接続する場合の課題を解決するものではない。
上述した背景のもとにおいて、きわめて大きな動作上ま
たは接続上の信頼度を保ちながら、きわめて高い電流に
対して10乃至100の代りに２乃至３の比率において小型
化されるような接続を許容するような対策が現在のとこ
ろ知られていない。きわめて高い電流におけるこのよう
な接続の信頼性は通常の電気的装置においては必要でな
い。その理由はこれらのきわめて高い電流は故障電流に
よって生ずるからである。この場合、もし接続が例えば
結合材の溶融によって遮断されるならば、同時に故障電
流を遮断し、それによってその信頼性を増大させる。し
かしこのようなことはきわめて高い電流が大地に流れる
雷あるいは過電圧保護装置に対しては通用しない。この
ような装置の動作上の信頼性をうるには、雷によって発
生されるきわめて高い電流（100000アンペアのような）
に対してさえも接続が遮断されないことを必要とする。
もし大地へ流れる電流が接続破壊によって遮断されたな
らば、過電圧が装置の端子に現れ、該過電圧保護装置は
もはや何等の目的をも果さなくなる。
たは接続上の信頼度を保ちながら、きわめて高い電流に
対して10乃至100の代りに２乃至３の比率において小型
化されるような接続を許容するような対策が現在のとこ
ろ知られていない。きわめて高い電流におけるこのよう
な接続の信頼性は通常の電気的装置においては必要でな
い。その理由はこれらのきわめて高い電流は故障電流に
よって生ずるからである。この場合、もし接続が例えば
結合材の溶融によって遮断されるならば、同時に故障電
流を遮断し、それによってその信頼性を増大させる。し
かしこのようなことはきわめて高い電流が大地に流れる
雷あるいは過電圧保護装置に対しては通用しない。この
ような装置の動作上の信頼性をうるには、雷によって発
生されるきわめて高い電流（100000アンペアのような）
に対してさえも接続が遮断されないことを必要とする。
もし大地へ流れる電流が接続破壊によって遮断されたな
らば、過電圧が装置の端子に現れ、該過電圧保護装置は
もはや何等の目的をも果さなくなる。
本発明はこれらの問題点を解決するためになされたもの
で、大幅な小型化を許容する特に単純なデザインであり
ながら小型化された過電圧又は雷の保護装置への応用に
あたって100％の動作上の信頼性を有する接続装置を提
供することを目的とする。
で、大幅な小型化を許容する特に単純なデザインであり
ながら小型化された過電圧又は雷の保護装置への応用に
あたって100％の動作上の信頼性を有する接続装置を提
供することを目的とする。
上記問題点を解決するために本発明においては、特に雷
又は過電圧保護装置において使用されうる２本の導電線
を接続するための小型化された装置であって、該装置
は、低融点の結合材であって常温においては固体をな
し、２本の導電線の隣接する終端部を包囲してその機械
的強度を付与するもの、および硬い材料で作られた被覆
体であって該固体状の結合材を完全に包囲し、該結合材
が高い電流によって溶融するとき該結合材をその位置に
閉じ込め、それによって該導電線間の接続を維持するも
のをそなえている。
又は過電圧保護装置において使用されうる２本の導電線
を接続するための小型化された装置であって、該装置
は、低融点の結合材であって常温においては固体をな
し、２本の導電線の隣接する終端部を包囲してその機械
的強度を付与するもの、および硬い材料で作られた被覆
体であって該固体状の結合材を完全に包囲し、該結合材
が高い電流によって溶融するとき該結合材をその位置に
閉じ込め、それによって該導電線間の接続を維持するも
のをそなえている。
本発明の異なる実施例が添付図面を参照しつつ以下に例
示的に記述される。
示的に記述される。
第１図に示される装置は、例えば銅で作られた２本の導
電線１および２の電気的接続を行うもので、各導電線の
終端は例えば互に平行とされ、かつ相互に接近して配置
される。これらの導電線は結合材（バインダー）３によ
って電気的に接続されるもので、該結合材３は例えば鉛
−錫合金のような低融点（200℃乃至300℃）で導電性を
有しており、周囲温度（常温）において固体を形成す
る。硬い被覆体（コーティング）４がすべての軸に沿っ
て接続部全体を包囲している。
電線１および２の電気的接続を行うもので、各導電線の
終端は例えば互に平行とされ、かつ相互に接近して配置
される。これらの導電線は結合材（バインダー）３によ
って電気的に接続されるもので、該結合材３は例えば鉛
−錫合金のような低融点（200℃乃至300℃）で導電性を
有しており、周囲温度（常温）において固体を形成す
る。硬い被覆体（コーティング）４がすべての軸に沿っ
て接続部全体を包囲している。
きわめて高い電流が導線１および２を流れるとき、導線
１および２の抵抗率よりも該結合材３の抵抗率が大きい
ことと、金属表面における抵抗率が大きいことによっ
て、ジュール効果による熱が、該結合材３の部分におい
て、導線１および２の部分におけるよりもずっと大きな
割合で発生する。きわめて高い電流の持続期間に応じて
結合材３の部分的又は全体的な溶融を生ずる。この結合
材は液体状態においてさえも接続を維持する。その理由
は、被覆体４が結合材３を導線１および２の周りに完全
に閉じ込めるからである。この被覆体には結合材３と被
覆体４との間に気泡を残さないようなものが選ばれる。
その理由は、結合材３が溶融している間、重力による気
泡の移動が固有抵抗の増加をもたらし、この増加によっ
て気泡内の酸素にもとづく結合材３の酸化による温度の
上昇と接続の不良をもたらすからである。
１および２の抵抗率よりも該結合材３の抵抗率が大きい
ことと、金属表面における抵抗率が大きいことによっ
て、ジュール効果による熱が、該結合材３の部分におい
て、導線１および２の部分におけるよりもずっと大きな
割合で発生する。きわめて高い電流の持続期間に応じて
結合材３の部分的又は全体的な溶融を生ずる。この結合
材は液体状態においてさえも接続を維持する。その理由
は、被覆体４が結合材３を導線１および２の周りに完全
に閉じ込めるからである。この被覆体には結合材３と被
覆体４との間に気泡を残さないようなものが選ばれる。
その理由は、結合材３が溶融している間、重力による気
泡の移動が固有抵抗の増加をもたらし、この増加によっ
て気泡内の酸素にもとづく結合材３の酸化による温度の
上昇と接続の不良をもたらすからである。
被覆体４には結合材３と化学反応を起さないようなもの
が選ばれる。該被覆体の材料はまた、予知できる溶融期
間を考慮して選択される。例えばエポキシ樹脂は1000℃
の温度において10ミリ秒耐えることができ、セラミック
は同じ温度において数秒間耐えることができる。
が選ばれる。該被覆体の材料はまた、予知できる溶融期
間を考慮して選択される。例えばエポキシ樹脂は1000℃
の温度において10ミリ秒耐えることができ、セラミック
は同じ温度において数秒間耐えることができる。
第２図は、ツェナーダイオード組立体によって形成され
る過電圧保護装置に本発明を適用した場合の１例を示し
ている。本発明を適用することによって、該組立体は非
常に小型に形成され、また高い信頼度の接続をもたら
す。該ツェナーダイオード５は、図示された例において
は３個のツェナーダイオードが、本発明の適用によっ
て、半導体の場合には低融点（225℃）の結合材３によ
って互に接続される。更に高い融点をもつ結合材の使用
は、溶融動作の間に半導体の破壊をもたらす。結合材３
によりツェナーダイオード５の導線１および２の間の電
気的接続がなされる。３個のツェナーダイオードは２個
の対向する外部の真ちゅう製の円筒（シリンダー）６に
直列に接続される。被覆体４は結合材３によって形成さ
れるすべての溶接部を閉じ込める。該溶接部の数は図示
された特定の実施例においては、被覆体４の内部におい
て中央のツェナーダイオードと両端の各ツェナーダイオ
ードとの間に２個の溶接部を有し、更に導線と外部の各
シリンダー６との間の終端部において２個の溶接部を有
するため全体として４個である。被覆体４には、この実
施例では電気的絶縁物が選ばれる。該被覆体は機械的な
強度、部品相互の絶縁および本発明による上述した閉じ
込めの機能を付与する。被覆体４は必ずしも各接続部に
対して同一のものではなくてもよいが、この実施例で
は、異る部品素子間における避けられない空いた空間を
被覆体で充填するような空間を取っていない。被覆体は
それほどの容積を占めないので、きわめて小型に構成さ
れ、このことは本発明の本質的な利点となっている。
る過電圧保護装置に本発明を適用した場合の１例を示し
ている。本発明を適用することによって、該組立体は非
常に小型に形成され、また高い信頼度の接続をもたら
す。該ツェナーダイオード５は、図示された例において
は３個のツェナーダイオードが、本発明の適用によっ
て、半導体の場合には低融点（225℃）の結合材３によ
って互に接続される。更に高い融点をもつ結合材の使用
は、溶融動作の間に半導体の破壊をもたらす。結合材３
によりツェナーダイオード５の導線１および２の間の電
気的接続がなされる。３個のツェナーダイオードは２個
の対向する外部の真ちゅう製の円筒（シリンダー）６に
直列に接続される。被覆体４は結合材３によって形成さ
れるすべての溶接部を閉じ込める。該溶接部の数は図示
された特定の実施例においては、被覆体４の内部におい
て中央のツェナーダイオードと両端の各ツェナーダイオ
ードとの間に２個の溶接部を有し、更に導線と外部の各
シリンダー６との間の終端部において２個の溶接部を有
するため全体として４個である。被覆体４には、この実
施例では電気的絶縁物が選ばれる。該被覆体は機械的な
強度、部品相互の絶縁および本発明による上述した閉じ
込めの機能を付与する。被覆体４は必ずしも各接続部に
対して同一のものではなくてもよいが、この実施例で
は、異る部品素子間における避けられない空いた空間を
被覆体で充填するような空間を取っていない。被覆体は
それほどの容積を占めないので、きわめて小型に構成さ
れ、このことは本発明の本質的な利点となっている。
この実施例に示されるように、本発明の他の利点は、装
置の動作上の信頼性を確保しうることにあり、そのため
にはツェナーダイオードが最終の手段として互に溶接さ
れており、形成される接続が非常に高い電流にも拘らず
維持されなければならない。他方において、該溶接接続
される前に、ツェナーダイオードは正常な電圧を維持し
ていてそのために過熱されており、それによってツェナ
ーダイオードは導線１および２を通して結合材３に熱を
伝達している。本発明によれば、結合材３はツェナーダ
イオードの溶融の前後に溶融するかも知らないが、接続
は依然として維持されており、それによって動作上の信
頼性が保証される。
置の動作上の信頼性を確保しうることにあり、そのため
にはツェナーダイオードが最終の手段として互に溶接さ
れており、形成される接続が非常に高い電流にも拘らず
維持されなければならない。他方において、該溶接接続
される前に、ツェナーダイオードは正常な電圧を維持し
ていてそのために過熱されており、それによってツェナ
ーダイオードは導線１および２を通して結合材３に熱を
伝達している。本発明によれば、結合材３はツェナーダ
イオードの溶融の前後に溶融するかも知らないが、接続
は依然として維持されており、それによって動作上の信
頼性が保証される。
第１図は、本発明の１実施例としての２本の導電線に対
する小型化された接続装置の断面図、 第２図は、本発明による小型化された接続装置を使用し
た過電圧保護装置の縦断面図である。 （符号の説明） 1,2:導電線、 3:結合材（バインダー）、 4:硬い被覆体（コーティング）、 5:ツェナーダイオード、 6:被覆体外部の金属円筒。
する小型化された接続装置の断面図、 第２図は、本発明による小型化された接続装置を使用し
た過電圧保護装置の縦断面図である。 （符号の説明） 1,2:導電線、 3:結合材（バインダー）、 4:硬い被覆体（コーティング）、 5:ツェナーダイオード、 6:被覆体外部の金属円筒。
Claims (3)
- 【請求項１】特に雷又は過電圧保護装置において使用さ
れうる２本の導電線を接続するための小型化された装置
であって、低融点を有する結合材であって常温において
は固体をなし、２本の導電線の隣接する終端部を包囲し
てその機械的強度を付与するもの、および硬い材料で作
られた被覆体であって該固体状の結合材を完全に包囲
し、該結合材が高い電流によって溶融したときに該結合
材をその位置に閉じ込め、該導電線間の接続を維持する
もの、を具備している導電線接続装置。 - 【請求項２】該結合材と該被覆体との間に気泡を有して
いない、特許請求の範囲第１項に記載された導電線接続
装置。 - 【請求項３】２本の導電線がそれぞれ電気的に接続され
た部品に接続され、該被覆体が該部品間の全空間を占有
し、その絶縁を確保している、特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載された導電線接続装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8512069 | 1985-08-05 | ||
| FR8512069A FR2585892B1 (fr) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | Dispositif de miniaturisation des connexions d'elements soumis a de tres fortes intensites electriques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297361A JPS6297361A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0789500B2 true JPH0789500B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=9322055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61182052A Expired - Fee Related JPH0789500B2 (ja) | 1985-08-05 | 1986-08-04 | ２本の導電線を接続するための小型化された装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4736070A (ja) |
| EP (1) | EP0219361B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0789500B2 (ja) |
| AT (1) | ATE62356T1 (ja) |
| CA (1) | CA1298377C (ja) |
| DE (1) | DE3678523D1 (ja) |
| FR (1) | FR2585892B1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9116523D0 (en) * | 1991-07-31 | 1991-09-11 | Raychem Sa Nv | Electrical component |
| JPH0538531U (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | 株式会社明電舎 | 避雷器の放電電流記録装置 |
| US6010059A (en) * | 1997-09-30 | 2000-01-04 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method for ultrasonic joining of electrical parts using a brazing alloy |
| US6049046A (en) * | 1997-09-30 | 2000-04-11 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Electric circuit protection device having electrical parts ultrasonically joined using a brazing alloy |
| FR2798784B1 (fr) * | 1999-09-17 | 2002-01-11 | Francois Girard | Dispositif de protection contre les surtensions |
| WO2008067854A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Lumilog | Method for manufacturing a single crystal of nitride by epitaxial growth on a substrate preventing growth on the edges of the substrate |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3201852A (en) * | 1961-09-05 | 1965-08-24 | Radio Frequency Lab Inc | Method of soldering |
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