JPS5928004B2 - アルミニウム母線に銅薄層を固定する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接触抵抗が小さい取りはずし可能なソケットと
適合するためにアルミニウム母線に銅および（あるいは
）錫薄層を固定する方法に関する。

この種方法は母線が保護外装に組込まれろ電力送信ダク
トの構造に特に適している。一面に銅層を有するアルミ
ニウム条件を使用することによりアルミニウム母線に銅
薄層を与え、これにより条片が他面により母線に固定さ
れる種種の方法が知られている。

この公知の方法では固定装置は母線および接触面間にす
でに配置されている導電グリース層に条片を効果的にか
つ確実に固定されるボルトあるいはリベットを有する。

この方法は種々の欠点を有する。

まず第１に同じ中′臼司距離で条片および母線の両方に
穴をあけることが必要であり、これはソケットの価格を
高くしてしまう。また形状、材料がソケットの隣接部材
と両立するボルトあるいはリベットを選択することが必
要である。最後に条片と母線との間の接触抵抗値は不均
一な接触グリース層の厚さ、エージングおよび特に線上
に＜りかえして生じた短絡回路に起因して高温になつた
ときの動作に大きく依存する。しかしながら、この方法
は、アルミニウムのうえに直接銅を配置する現在の技術
は電解銅メッキの複雑さあるいはアルミニウムに銅を溶
接することの実擦上の不可能性のいずれかにより生ずる
種種の欠点を有する。

それ故本発明はその表面の一つにすでに銅メッキされて
いるアルミニウム条片を使用しかつ比較的簡単な構造で
ありしかも従来のものより効果的な固定装置を使うこと
により大きな断面を有するアルミニウム母線に銅薄層を
固定する方法を提供する。

″ これに関連して、銅メッキアルミニウム条片がアル
ミニウムを溶かすことができて銅を溶かさない熱衝撃が
局部的に加えられたとき、アルミニウムに対する銅層の
固着力が弱くなることに注目した（’−０このように銅
層のアルミニウムに対する固、着力が低下すると、銅層
とアルミニウム条片との間の接触抵抗が好まし＜ない値
となるおそれがあるため上述した銅層のアルミニウムに
対する固着力が低下することはきわめて重要なことであ
る。

本出願人はこのような局部現象を見出すことにより条片
を母線に固定する他の方法を提供するものである。本発
明の他の目的はアルミニウムの厚さだけでなく条片を形
成するアルミニウムと銅の釣合（ＰｒＯ，ＯｒｔｉＯｎ
ｓ）をとり、この条片が母線に接続されたとき、条片が
熱的、機械的卦よび電気的動作を良好にすることである
。

本発明の改良された実施例によれば、錫の接触抵抗卦よ
び摩擦特性が優れて卦り銅は錫メツキに理想的であるこ
とから接続部が少な〈とも局部的に錫メツキされる場合
に用いられる。

最後に本発明の他の目的は銅の表面の全面にわたつて錫
メツキするときでも銅、アルミニウム複合条片を固定す
るようにすることである。

本発明によれば、求める主題は電気スポツト溶接によつ
て条片が母線に固定され、溶接点は電気接続部材と接触
せずかつこの電気接続部材に隣接して位置づけられた銅
表面のある部分に作られることにより達成される。

本発明の他の特徴については以下に示す実施例力・ら理
解されるであろう。

第１図に卦いて、ソリツドアルミニウム母線は数字１に
より示され、条片２はアルミニウムサポート４上に配置
された銅層によつて構成されている。

この条片２の厚さ（ｈ＋ｅ）は母線１の厚さｅに比較し
て小さい。一般に銅層は圧延あるいは電気分解によりサ
ポート４に付着される。スポツト溶接電極５，６は溶接
する前の状態で示されている。溶接点を含む断面図であ
る第２図は溶接後のアセンブリの状態を示す。隣接した
銅層の部分Ｂ，Ｃに比較して、溶接が施こされた銅層の
部分Ａは第３図の１１のような接続部材を受ける接触面
として用（・ることができないように変形されている。
したがつて部分Ａに隣接した部分Ｂ，Ｃだけが接続部材
を受けるのに用いられる。前述した固定方法を用いるに
当り設計者に与えられる可能性はつぎの２点である。

−つは条片２の機械的性質が、接続部材が適当な位置に
置力・れあるいは短絡回路を形成しているときに良好な
機械抵抗を生ずるのに適することが望まれるならば銅層
の厚さｅはあまり小さくならないようにしなければなら
ない。バイメタル条片が圧延により得られるときにはア
ルミニウムに対して銅の厚さをいい加減に選択すること
ができないため、銅層の厚さを特定するとアルミニウム
の厚さもはつきりと所定値に決められる。実際には銅層
の厚さはアルミニウムの厚さに対して１０〜１５％の間
で変化する。もう一つはもしサポート４の厚さｎが大き
すぎあるいは小さすぎると、このサポートは溶接点付近
に不適当なあるいは過度の電流密度を生ずる。この現象
は第３図により、よりはつきりと説明される。

第３図は溶接点７と平行なバイメタル条片２に溶接によ
り接続された母線１を含む断面図である。点線で示され
る部分に施された溶接は電極が＝般に円柱状であるため
、たとえば一定径ｄを有する。Ｘによつて示される溶接
点の部分８にはｉのような電流線が電流の比較的大きな
値を示すと考えられる方法で熱ストレスが固着を変える
ように加えられる。一方、破線で示される電流線は通路
断面を求めるときには実際には考慮されない。もしアル
ミニウムサポート４の厚さとしてｈの長さが必要であり
、この高さが溶接点の直径ｄの１／３と１／５との間に
あり、好ましくは１４とＶ５との間になるならば、固定
方法はより効果的である。もし、多数の接続部材がライ
ンに接続されるとき銅層を横切りやすい電流を考慮して
母線の固有の硬さと固定方法が折りあうことが望まれる
ならば、熱的卦よび機械的効率が良好である経験結果が
、アルミニウムサポートの厚さｈが母線１の厚さｔの約
１／６に等しい力・それ以下であるときに得られる。

母線に沿つた溶接点の分布は接続部材の可能な分布の関
数として選択され、かつバイメタル条片が２つの溶接点
間の母線刀・ら絶対に離れないような方法で選択される
。

銅層と母線との間の電流路は溶接点を経てのみ生ずるし
考えられることに注意してもらいたい。それ故接触アル
ミニウム表面間の厄介な表面処理をすること、あるいは
接触アルミニウム表面間に良導電流体を供給することは
不要となる。上述した説明に関連して溶接点は円形断面
を有するものとする。

明らかにその使用をする方／２１−卦よび釣合は溶接点
にのみしたがう。その結果もし後者、すなわち溶接点が
矩形断面を有するならば等価断面を与える直径を考える
必要がある。上述した方法の応用卦よび十分な動作をす
る手段は錫が溶接前に銅層上に配置されている場合につ
いて調べることに興昧をもたせる。このような配置は付
着物の多孔性を除〈厄介な方法を用いないではアルミニ
ウムに直接供給できない錫の良摩擦特性卦よび良導電気
性により相当興昧がある。明ら刀）に銅層がすでに錫メ
ツキされている場合にも基本方法卦よびこれに付随する
手段は同じである。

それ故もしアルミニウム４、銅層３卦よび錫付着物９か
ら構成されている複合条片がスポツト溶接固定方法を用
いるものであれば、電極材料に錫がわずかに拡散されて
いることが見出されている。

同じ電極で相当回数動作がくり刀・えされると、その電
極材料は次第に青銅に変えられる。この青銅は電極と錫
メツキ条片との間に真鍮ができ、力・つアーク現象が発
生するような方法で良好な接触を損なう。このような問
題を解決するために、第４図に示されるように電極と錫
被覆物との間にたとえば０．１ＷｒＩｎである限定寸法
の銅条片１０をはさむ方法が用いられる。

この銅条片は各溶接点に卦いて前の接触と関係のない新
金属部分があられすように次第に下を動力・す。

錫付着物が接続される部分にのみ必要であるため、銅層
の所定部分に選択錫メツキをすることが可能である。

第５図に卦いて、プラスチツクマスク１１は銅−アルミ
ニウム条片３，４を保護するのに用いられる。

このプラスチツク１１は、たとえば電解によつて錫被覆
をするとき通路１２を取り囲む。１３のような被覆物か
ら保護されている部分は随意に溶接電極の供給に用いる
ことができる。

さらにこのマスクは条片の他の部分を不必要に覆うこと
を防ぐ。第６図に示される錫メツキ法は上述した実施例
とマスク１４の形状が異なるだけである。

このマスク１４は銅メツキ条片の中央部１６の錫被覆を
防ぐ部分１５を有する。本発明は上述した実施例に限定
されず、種々の応用、変形が考えられる。

以下に本発明の実施の態様を示す。

（１）特許請求の範囲の固定法に卦いて、サポートの厚
さはほぼ溶接点直径の１／３とリｔとの間にあることを
特徴とする方法。

（２）前項の固定法に卦いて、サポートの厚さは溶接点
直径の１／４と１／５との間にあることを特徴とする方
法。

（３）特許請求の範囲、１項あるいは前項に卦いて、条
片の厚さと母線の厚さとの間の関係はほぼリｔに等しい
ことを特徴とする方法。

（４）特許請求の範囲の方法に卦いて、銅層は錫メツキ
されて卦り、溶接の瞬間に薄銅箔が錫メツキ表面の側に
置かれた電極と後者との間にはさまれ、かつ前記箔は各
溶接動作の後取り除かれることを特徴とする方法。

（ト）特許請求の範囲の方法に卦いて、銅層は錫メツキ
されて卦り、前記被覆物はマスクを使用する保護方法に
よつて銅層のある部分に限定され、前記マスクは電解錫
メツキしている間用いられることを特徴とする方法。

【図面の簡単な説明】

第１図卦よび第２図は条件と母線の組合せた状態を示す
断面図、第３図は溶接点に隣接した電流通路を示す図、
第４図は銅メツキ卦よぴ錫メツキ条片の溶接法を示す図
、第５図卦よび第６図はマスクを使つた銅一アルミニウ
ム条片の選択的錫メツキ方法を示す断面図である。 主な符号の説明、１・・・・・・アルミニウム母線、２
・・・・・・条片、３・・・・・・銅層、４・・・・・
・アルミニウムサポート、５，６・・・・・・溶接電極
、ｒ・・・・・・溶接点、１１・・・・・・ブラスチツ
クマスク、１２・・・・・・通路、１４・・・・・・マ
スク、１６・・・・・・銅メツキ条片の中央部、１Ｔ・
・・・・・接続部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 接触抵抗を減少する取りはずし可能なソケットと適
   合するためにアルミニウム母線に銅薄層および（あるい
   は）錫層を固定する方法において、アルミニウムサポー
   トと銅層からなる条片は電気溶接により母線に固定され
   、これにより溶接点は銅あるいは錫メッキ表面の特定部
   分に作られ、前記メッキ表面は電気接続部材と接触しな
   いがこれに隣接して位置づけられ、溶接点はアルミニウ
   ム表面間に作られることを特徴とする方法。