WO2003097288A1

WO2003097288A1 - Extremite d'un rechauffeur pour liaison par thermocompression

Info

Publication number: WO2003097288A1
Application number: PCT/JP2003/004597
Authority: WO
Inventors: Tatsuya Ishii
Original assignee: Kobo Pda Co., Ltd.
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2003-11-27
Also published as: JP2005319468A; AU2003236088A1; TW200306753A

Description

明細書熱圧着用ヒーターチップ技術分野

本発明は、例えば、電気部品の電極へのリード線の接続作業等に使われる、抵抗溶接機の熱圧着用ヒーターチップに関する。背景技術

図 6及ぴ図 7に、従来の熱圧着用ヒーターチップの一例を示した。

この熱圧着用ヒーターチップ Bは、図示の様に、平面視形状をほぼ U字形に形成した小板片 5 0を本体としており、その長手方向の寸法は、高々、十数ミリメ一トル程度である。

この U字形の両脚の端部には、 1組の取付孔 5 1 , 5 2を設けている。

これ等の取付孔は、熱圧着用ヒーターチップ Bを、抵抗溶接機（図示略）に取付ける為の固定部と、熱圧着用ヒーターチップ Bへの給電端子の取付部とを兼ねるものである。

そして、 U字形の屈曲端に設けた小突起は、通電抵抗の大きい加熱圧接部 5 3 で、被溶着箇所に圧接させて、この箇所をジュール熱により熱圧着させる役割を果たす。

小板片 5 0は、高い機械的強度、耐熱性、耐酸化性等が要求される為に、タンダステン系合金等を素材として用い、鍛造法や焼結法等によって薄板状に成形している。

加熱圧接部 5 3の近傍には、熱圧着すべきワークの材質によって夫々相異する最適温度にフィードパック制御する為の、サーモカップル 5 4の検温部⁵ 5が取付けられる。

その取付方として、図 7に示した様に、加熱圧接部 5 3に穿った小貫通孔 5 6 に、サーモカップル 5 4を構成する 1対の導線 5 4 a及ぴ 5 4 bの接合端部を、並列状に揷し通し、その突出端をアーク溶接によって溶かして検温部 5 5を形成 97 させると共に、小貫通孔 5 6の孔縁部に溶着させる方法が採られていた。

加熱圧接部 5 3は、通電抵抗によって 6 0 0〜8 0 0 °Cの高温に熱せられ、且つ、極く短い時間々隔を隔て、加熱 ·放熱が長期間にわたって繰り返され、然も

、高い圧接力を反復して受けるという、厳しい使用条件に曝される。

その為に、従来の熱圧着用ヒーターチップには、以下に列挙した如き、改善すべき余地が多分に残されている。

(ィ）鍛造法により作られた小板片 5 0には、薄板を重ね合わせ様な積層構造が形成される。その為、頻繁に膨張'収縮を繰り返すことによって、貼り合わせ部分に次第に裂け目が生じて来る。

(口）それに伴って、検温部 5 5に剥離力が作用する為に、次第に検温精度が低下して来る。

(ハ）小貫通孔 5 5を穿つ為の、専用の放電加工機を必要とする。

(二） 1対の導線 5 4 a及ぴ 5 4 bの、小貫通孔 5 6内に収まっている部分が

、アーク溶接時の熱によって、図 7中に破線で示した様に、部分的に溶けてクビレてしまうことがある。

(ホ）その様になれば、サーモカップル 5 4の検温精度や強度の低下を招くことになる。

(へ）この様な欠陥部分は、小貫通孔 5 6の中に隠れて見え難いので、熱溶着状態の検査時に発見出来ない。

(ト）熱圧着用ヒーターチップの激しい上下動が伝えられ、且つ、高温に熱せられる導線 5 4 a , 5 4 bは、経時的に破断し易くなつて来る。

そこで、本発明の目的は、激しい熱 ·圧変動を受けても、サーモカップルの検温精度が低下したり、検温部がチップから剥離したり、導線が破断したりする恐れを殆ど無くせる様に改良した、熱圧着用ヒーターチップを提供するにある。発明の開示

上記の目的を達成する為の本発明による熱圧着用ヒーターチップは、

薄板を積層した小板片に、 1組の電源端子部と、通電抵抗により発熱する小突起状の加熱圧接部と、その検温用のサーモカップルとを設けた構成を備えるものに於いて、

加熱圧接部の近傍に、サーモカップルを構成する 1対の導線の接合端部を並列状に挿し込む為の切欠部が、小板片の縁部から切込状に設けられており、

切欠部に揷し込んだ接合端部を熱溶融させて形成した検温部が、小板片の側端面及び切欠部の口縁部に覆 V、被さる様に溶着されていることを特徴とする。

又、小板片から成り、その対向する 2辺のうち、一方の辺の真ん中には、通電抵抗により発熱する小突起状の加熱圧接部を設け、他方の辺の真ん中からは、力 B 熱圧接部の近傍に迄達するスリットを切込状に設けて、ほぼ U字形の通電路を形成させたものに於いて、

スリツトの解放端近くには、スリツトの両側に跨がらせて切欠溝を設け、この切欠溝に、電気絶縁体から成るプリッジ部材を接合状態で嵌着させることにより、小板片の構造強度を高めさせたことも特徴とする。

更に、サーモカップルを構成する 1対の導線の接合端部が、熱溶融加工により検温部を形成させると共に小板片に固着された状態で、所定長さの 1対の導線が揺動するのを防ぐ為に、

小板片には、 1対の導線を嵌め込んで掛止させる為の掛止用切欠を、小板片の縁部から切込状に設けたことも特徴とする。

そして、加熱圧接部と、その検温用サーモカップルの取付箇所との隔たりを相異させた、複数種類の熱圧着用ヒーターチップを用意して置き、個々のワークの性状に応じて、その各々に最適の熱圧着用ヒーターチップを選んで、抵抗溶接機に取付けられる様にしたことも特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施例を示すもので、サーモカップルを取付けていない熱圧着用ヒーターチップの斜視図、図 2は、同上、熱圧着用ヒーターチップの切欠部にサーモカップルを取付けた状態を示す、部分拡大斜視図、図 3は、同上、図 2の Y— Y線に沿う縦断面図、図 4、本発明による第 2実施例の熱圧着用ヒーターチップを示すもので、サーモカップルを取付けていない状態の平面図、図 5 は、本発明による第 3実施例の熱圧着用.ヒーターチップを示す平面図、図 6は、従来例を示すもので、熱圧着用ヒーターチップの斜視図、図 7は、同上、サーモ力ップルの取付箇所の近傍の拡大縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の具体的な構成に就いて、図面を参照しながら説明する。

先ず、図 1〜図 3に、本発明による第 1実施例の熱圧着用ヒーターチップ A 1 を示した。

この熱圧着用ヒーターチップ A 1は、タングステン系合金を鍛造して作られ、 "将棋の駒" に類する平面形状を備えた薄い小板片 1を本体としている。

小板片 1の大きさは、約 1 5 X 1 7ミリメートルである。そして、前述の如く、積層構造を備えている。

そして、小板片 1の頂点に相当する箇所には、小突起状の加熱圧接部 2を突設している。

又、小板片 1には、加熱圧接部 2の近傍からその対向辺 dに迄達するスリトツ 3を設けて、その全体が、ほぼ U字形の通電路を形成させる様にしている。

U字形電路の両末端近くには、円形の刳拔孔 4を夫々設けている。

この 1組の刳抜孔 4， 4は、熱圧着用ヒーターチップ A 1を、抵抗溶接機（図示略）に取付ける為の固定部と、 U字形電路への給電端子の取付部とを兼ねる役割を果たすものである。

この U字形電路に通電することによって、電気抵抗が著しく大き!/、加熱圧接部 2を、 6 0 0〜8 0 0 °Cに迄加熱することが出来る。

更に、小板片 1には、図 1に示した様に、加熱圧接部 2の近傍箇所に、その縁端から切込状に延びる切欠部 5を設けている。

この切欠部 5の解放端には、図 2，図 3に示した状態で、サーモカップル 6の検温部 7が、熱溶融加工を施すことによつて取付けられる。

サーモカップル 6は、加熱圧接部 2の発熱温度を、個々のワークの夫々に最適な温度に維持させるベく、フィードバック制御する為のものである。

サーモカップル 6は、物性が夫々相異するの 2本の導線、例えば、クロメル線 6 aとァノレメル線 6 bとの組合わせからなり、その先端部同士を熱融合させることによって、検温部 7を形成させている。

そして、この検温部 7を、溶融時の熱を利用して小板片 1の所定箇所に、所望の状態で熱溶着させている。

即ち、この実施例では、図 2 , 図 3に示した様に、その先端部を揃えた 2本の導線 6 a , 6 bを、小板片 1の切欠部 5に、その奥端側から解放端側に向けて揷し込む。

そして、両導線 6 a， 6 bの先端部分を、切欠部 5の解放端から幾分突出させる。

この突出部分を、アーク溶接によって熱融合させると、図 3及ぴ図 2に示した様に、 "茸の傘状" をした検温部 7が形成される。

それと同時に、検温部 7の、 "傘" の裏側面が、薄板の積層体から成る小板片 1の側端面 1 aに、この端面を包み込む様にして熱溶着される。

然も、 "傘" の裏側面の周縁部が、図 3に示した様に、小板片 1の上下両面 1 b , 1 cや、切欠部 5の内壁面 5 aに迄廻り込んだ状態で、これ等の箇所にも熱溶着される。

その為、激しい頻度で、且つ、長期にわたって加熱 '放熱、そして強圧を反復して受けることによって、小板片 1の前述した積層面に剥離力が作用しても、検温部 7の上記の如き熱溶着状態からして、この検温部 7力言わば、「クランプ」の如く作用して、各積層面が経時的に次第に裂けてる来る恐れを、ほぼ確実に無くしてくれる。

従って、この裂け目の生成に起因する、検温部 7の剥離傾向、及び検温精度の低下をほぼ確実に阻止することが出来る。

ところで、加熱圧接部 2の最適加熱温度は、既述の様に、個々のワークの夫々の性状によって相異する。

そして、加熱圧接部 2の温度を高めれるに連れて、小板片 1の表面が酸化され易くなる領域は広がつて行く。

検温部 7は、この酸化され易い領域の外側に取付けることが、高い検温精度を維持し続ける為に望ましい。

然し、加熱圧接部 2から遠ざけるに連れて、測定環境等の外的条件が、計測温度に関与して来る度合いが増して来る。

そこで、熱圧着用ヒーターチップ A 1は、加熱圧接部 2から検温部 7迄の隔たりを夫々相異させた複数種類を用意して置くとよい。

そして、外的条件との相関々係を把握した上で、個々のワークの夫々に最適の位置に検温部 7を取付てある熱圧着用ヒーターチップ A 1を選んで使う様にすれば、サーモカップル 6を、即ち、熱圧着用ヒーターチップ A 1を、高い検温精度が保たれたままで、より長く使い続けることが出来る。

次に、図 4に、本発明による第 2実施例の熱圧着用ヒーターチップ A 2を示した。

この熱圧着用ヒーターチップ A 2の特徴は、スリツト 3の部分にある。

小板片 1は、加熱圧接部 2の対向辺 d力ら、加熱圧接部 2の直近箇所に迄達しているスリット 3によって、その構造強度が著しく脆弱化している。

そこで、この実施例では、スリット 3の解放端に近い箇所に、スリット 3の両側に跨がらせて、所定長さの切欠溝 8を設けている。

そして、この切欠溝 8内に、磁器やプラスチック等の電気絶縁体から成るプリッジ部材 9を、耐熱性接着剤等を使って、溝壁に固着状態で嵌合させている。これによつて、熱圧着用ヒーターチップ A 2の機械的強度を顕著に高めることが出来る。

次に本発明による第 3実施例の熱圧着用ヒーターチップ A 3を、図 5に示した。この熱圧着用ヒーターチップ A 3の特徴部分は、加熱 ·放熱を反復して受けることによって次第に脆くなつてくる 1組の導線 6 a , 6 bの、固定方法にある。即ち、薄板状の小板片 1には、 1対の導線 6 a , 6 bを揷し込ませて掛止する為の掛止用切欠 1 0を、小板片 1の対向辺 dから延びて、対向辺 dと検温部 7との間の中間箇所に達する様に、切込状に設けている。

この掛止用切欠 1 0の先端は、導線 6 a , 6 bを傷付けない様に、又、掛止させ易い様に小円形に広げている。産業上の利用可能性

以上の説明によって明らかな様に、本発明による熱圧着用ヒターチップは、従来のものに比べて、以下に列挙した如き実用上のより優れた機能を発揮する。

( a ) 小板片への検温部の特異な接合状態からして、

頻繁に熱膨張 ·収縮や、強圧を繰り返されても、積層構造を備えた小板片の各積層面が、殊に、サーモカップルの取付箇所の近傍に於いて、裂けて来る不都合を生じない。

( b ) 従って、裂け目の発生に由来する、検温部の部分剥離等によって、検温度精度が経時低下する不具合を生じない。

( c ) 冒頭に記した従来技術の小貫通孔に代えて、切欠部を設ける方法を採つているので、孔開け用の放電加工機が不要になる。

( d ) 1対の導線の先端近くが、アーク溶接時の熱によって部分的に溶けたとしても、貫通孔内ではなくて、切欠部に収まっていれば、検査時にこの欠陥を容易に発見出来る。

( e ) 従って、知らないうちに、サーモカップルの検温精度や取付強度が低下する不都合も起こらない。

( f ) U字形通電路を形成さる為に切込状に設けたスリツ卜の解放端近くを、電気絶縁材製のプリッジ部材で橋渡しすることにより、脆弱化している小板片の構造強度を著しく高められる。

( g ) 熱圧着用ヒーターチップの激しい上下動や、熱履歴によって脆くなり易ぃサーモカップルの導線を、掛止用切欠がプレ止状態に固定することによって、その破断が確実に防がれる。

( h ) 加熱圧接部と、サーモカップルの検温部との隔たりを相異させた、複数種類の熱圧着用ヒーターチップを用意して置き、性状が異なる様々なワークの夫々に最適の熱圧着用ヒーターチップを選ぶだけで、高い検温精度を長期間にわたつて維持出来る。

Claims

請求の範囲

1 . 薄板を積層した小板片に、 1組の電源端子部と、通電抵抗により発熱する小突起状の加熱圧接部と、その検温用のサーモカップルとを設けた構成を備えるものに於いて、加熱圧接部の近傍に、サーモカップルを構成する 1対の導線の接合端部を並列状に挿し込む為の切欠部が、小板片の縁部から切込状に設けられており、切欠部に挿し込んだ接合端部を熱溶融させて形成した検温部が、小板片の側端面及び切欠部の口縁部に覆い被さる様に溶着されていることを特徴とする熱圧着用ヒーターチップ。

2 . 小板片から成り、その対向する 2辺のうち、一方の辺の真ん中には、通電抵抗により発熱する小突起状の加熱圧接部を設け、他方の辺の真ん中からは、加熱圧接部の近傍に迄達するスリットを切込状に設けて、ほぼ U字形の通電路を形成させたものに於いて、スリットの解放端近くには、スリットの両側に跨がらせて切欠溝を設け、この切欠溝に、電気絶縁体から成るブリッジ部材を接合状態で嵌着させることにより、小板片の構造強度を高めさせたことを特徴とする熱圧着用ヒーターチップ。

3 . サーモカップルを構成する 1対の導線の接合端部を、熱溶着加工により検温部を形成させる同時に小板片に固着させた状態で、 1対の導線の摇動を防ぐ為に、小板片には、 1対の導線を嵌め込んで掛止させる為の掛止用切欠を、小板片の縁部から切込状に設けたことを特徴とする請求の範囲 1又は 2記載の熱圧着用ヒーターチップ。

4 . 加熱圧接部と、その検温用サーモカップルの取付箇所との隔たりを相異させた、複数種類の熱圧着用ヒーターチップを用意して置き、個々のワークの性状に応じて、その各々に最適の熱圧着用ヒーターチップを選んで、抵抗溶接機に取付けられる様にしたことを特徴とする請求の範囲 1乃至 3のいずれかに記載の熱圧着用ヒーターチップ。