WO2014141829A1 - 金属部品どうしの接合構造及びその接合方法 - Google Patents

金属部品どうしの接合構造及びその接合方法 Download PDF

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秀和 吉岡
昭吾 長坂
誠 土田
吉田 仁
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オムロン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a joining structure between metal parts and a joining method thereof.
  • the present invention relates to a joining structure of metal parts useful for airtightly joining two metal parts and a joining method thereof.
  • a casing is comprised with the metal cap and the metal base, and the outer peripheral part of the metal cap and the metal base is airtightly joined by resistance welding.
  • FIG. 1 (A) and 1 (B) are cross-sectional views showing a method for joining the outer periphery of the metal cap 11 and the metal base 12 described in Patent Document 1.
  • FIG. FIG. 1A shows a state before resistance welding
  • FIG. 1B shows a state after resistance welding.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional shape of the metal cap 11 and the metal base 12 constituting the casing, and internal devices such as relays and switches are housed in the casing.
  • protrusions 13 are formed in advance on the joint surface of the metal base 12.
  • the protrusion 13 is formed linearly and continuously in an annular shape along the entire circumference of the joint surface located on the outer peripheral portion of the metal base 12.
  • the protrusions 13 are produced by press working, and the cross-sectional shape perpendicular to the length direction is a substantially triangular shape with a sharp upper end.
  • the joint surface of the metal cap 11 and the joint surface of the metal base 12 are opposed to each other with the protrusion 13 interposed therebetween.
  • the outer periphery of the metal cap 11 and the outer periphery of the metal base 12 are sandwiched between the upper and lower electrodes 14 and 15 and pressed.
  • the protrusion 13 is melted by resistance heat generation, and the joining surfaces of the metal cap 11 and the metal base 12 are joined.
  • the protrusions must be formed at a constant height over the entire length. Therefore, it is necessary to provide a small and accurate protrusion on the joint surface of the metal base, and a high processing technique is required for manufacturing the protrusion.
  • the metal base may be plated.
  • barrel plating or suspension plating rack plating
  • Barrel plating is a method in which a plurality of parts are put into a cylindrical barrel, the barrel is rotated in a state where the whole barrel is immersed in a plating solution, and electroplating is performed on the parts in the barrel.
  • a large number of parts can be plated at a time.
  • the parts are easily damaged when the parts are put into the barrel or when the parts are discharged from the barrel.
  • suspension plating is a method in which components are electroplated by immersing them in a plating solution in a state where the components are suspended one by one on a hook (electrode jig).
  • the parts since the parts are suspended from the hooks one by one, the parts do not come into contact with each other and do not collide with each other, and the parts are not scratched or dented.
  • parts must be suspended from the hooks one by one and removed from the hooks one after another, which is troublesome and unsuitable for use in plating a large amount of metal base.
  • metal parts having protrusions cannot be barrel-plated, in the conventional example, hanging plating must be performed even at the expense of efficiency.
  • the metal base provided with resistance welding protrusions has various other factors that increase the cost.
  • a metal mold for press working is required for each kind and size of the metal base, and the die cost is high.
  • FIG. 3 shows an example of the metal base material 17.
  • the metal base 12 is obtained from the metal base material 17 by cutting along the two-dot chain line in FIG.
  • the metal base material 17 shown in FIG. 3 shows a state in which the protrusions 13 are formed along the edge of the region that becomes the metal base 12 and the positioning holes 18 are formed outside the region that becomes the metal base 12.
  • FIG. 2 when the metal base 12 is stamped by pressing to form the protrusion 13, a groove 16 is formed on the back surface of the protrusion 13.
  • the metal material in the outer region of the protrusion or groove is drawn inward (to the protrusion and groove side).
  • the position of the positioning hole 18 may be shifted and the positioning pin may not pass. Since the displacement of the positioning hole 18 increases as the positioning hole 18 is closer to the protrusion 13, the positioning hole 18 is usually provided at a position sufficiently separated from the protrusion 13. A portion of the metal base material 17 outside the two-dot chain line in FIG. 3 is finally cut, but if the positioning hole 18 is provided sufficiently away from the protrusion 13, the area of the waste portion of the metal base material 17 Increases and the portion of the metal material that is wasted increases. Even if the positioning hole is not provided, in order to press the metal base, a grip margin is required around the metal base, so a waste portion of the metal base material is generated and the metal material is wasted. Part occurs.
  • the present invention has been made in view of the technical background as described above, and an object of the present invention is to provide a joining structure of metal parts capable of joining metal parts by a simple structure or method, and It is to provide a joining method.
  • the joining structure of metal parts according to the present invention is such that the first metal part and the second metal part are joined by a joining member having a melting point in the range of ⁇ 150 ° C. to + 150 ° C. with respect to the melting point of both metal parts. It is characterized by being.
  • the metal parts are joined by the joining member, it is not necessary to previously form protrusions on the metal parts by press working as in the conventional example. This eliminates the need for processing metal parts, eliminates the need for equipment for pressing, and reduces the cost. Further, even if the type or size of the metal part is changed, it can be easily handled, and flexibility is improved. In addition, since a joining member having a melting point in the range of ⁇ 150 ° C. or higher and + 150 ° C. or lower is used for both metal parts, the nugget diameter of the joining portion is increased, the joining reliability is improved, and high Airtightness and bonding strength can be obtained.
  • the conductivity of the joining member is 30% IACS or less. According to this embodiment, the nugget diameter of the joint portion is increased, the reliability of the joint is improved, and high airtightness and joint strength can be obtained.
  • Another embodiment of the joining structure of metal parts according to the present invention is characterized in that the joining member before joining is a wire.
  • the joining member before joining is a wire.
  • a wire rod of a drawn product or a punched product, in particular, a wire can be used, so that metal parts can be joined at a low cost.
  • it is only necessary to wire the wire along the joint surface of the metal part it is possible to easily cope with a change in the type or size of the metal part.
  • the width of the joining member before joining is 1/5 of the width of the joining surface of the first metal part and the second metal part.
  • the following is preferable.
  • the nugget diameter of the joining portion can be increased, the joining reliability can be improved, and high airtightness and joining strength can be obtained.
  • the joining surfaces of the first metal part and the second metal part are both flat.
  • the joining surface of the metal parts can be made flat. Therefore, it is possible to plate metal parts by barrel plating.
  • Still another embodiment of the joining structure of metal parts according to the present invention is a surface in which at least one of the joining surface of the first metal part and the joining surface of the second metal part is not plated. It is characterized by that. This is because it is not necessary to plate when the metal part is a stainless steel product.
  • the range between ⁇ 150 ° C. and + 150 ° C. with respect to the melting point of both metal parts between the joint surface of the first metal part and the joint surface of the second metal part.
  • the metal parts are joined by the joining member, it is not necessary to previously form protrusions on the metal parts by pressing as in the conventional example. This eliminates the need for processing metal parts, eliminates the need for equipment for pressing, and reduces the cost. Further, even if the type or size of the metal part is changed, it can be easily handled, and flexibility is improved. In addition, since a joining member having a melting point in the range of ⁇ 150 ° C. or higher and + 150 ° C. or lower is used for both metal parts, the nugget diameter of the joining portion is increased, the joining reliability is improved, and high Airtightness and bonding strength can be obtained.
  • An embodiment of the method for joining metal parts according to the present invention is characterized in that a wire is used as the joining member.
  • a wire is used as the joining member.
  • metal parts can be joined at low cost.
  • it is only necessary to wire the wire along the joint surface of the metal part it is possible to easily cope with a change in the type or size of the metal part.
  • Another embodiment of the method for joining metal parts according to the present invention is a wire having an end of the joining member, and in the first step, the first metal part and the second metal part. It is characterized by being sandwiched in a state extending annularly along the joint surface. According to such an embodiment, it becomes possible to hermetically seal the inner region of the joint surface using a wire such as a wire.
  • one end and the other end of the wire are arranged in parallel with a gap of 1.5 times or less the width of the wire. This is because if the gap between the end portions of the wire rod is larger than 1.5 times the width of the wire rod, the gap remains in the joined portion even after joining, and the airtightness of the joined portion is impaired. Moreover, in the said 1st process, the one end surface of the said joining member and the other end surface may be faced
  • Another embodiment of the method for joining metal parts according to the present invention is characterized in that the joining member is a closed wire having no end.
  • the joining member is a closed wire having no end.
  • a wire material such as a punched product is used, whereby it becomes possible to hermetically seal the region inside the joint surface.
  • Still another embodiment of the method for joining metal parts according to the present invention is that the width of the wire is 1/5 or less of the width of the joining surface of the first metal part and the second metal part. It is a feature. According to this embodiment, since the nugget diameter is increased, the metal portions can be reliably bonded to each other, and the bonding strength can be increased.
  • Still another embodiment of the method for joining metal parts according to the present invention is that, in the first step, the wire is temporarily fixed to the first metal part or the second metal part. It is a feature. According to such an embodiment, there is no possibility that the wire will fall off from the joining surface in the joining process, so the joining process becomes easy.
  • the contact device is a contact device in which contacts are arranged in a space formed by a first metal component and a second metal component, wherein the first metal component and the second metal component are Further, it is characterized by being joined by a joining member having a melting point in the range of ⁇ 150 ° C. or higher and + 150 ° C. or lower with respect to the melting point of both metal parts. According to the contact device of the present invention, the contact can be sealed with high airtightness and at low cost.
  • the means for solving the above-described problems in the present invention has a feature in which the above-described constituent elements are appropriately combined, and the present invention enables many variations by combining such constituent elements. .
  • FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views showing an example of a conventional joining method for resistance welding a metal base and a metal cap.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a metal cap and a metal base partially shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B).
  • FIG. 3 is a plan view showing a metal base material for producing a metal base.
  • FIG. 4 is a view of the metal cap and the metal base before joining in the embodiment of the present invention as seen from an oblique direction.
  • FIG. 5 is a bottom view of the metal cap shown in FIG. 6A and 6B are schematic cross-sectional views showing a process of resistance welding a metal cap and a metal base.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a resistance welder.
  • FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views showing an example of a conventional joining method for resistance welding a metal base and a metal cap.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of
  • FIGS. 8A to 8C are schematic diagrams for explaining a state in which the metal cap and the metal base are resistance-welded.
  • FIG. 9A illustrates an example using a single wire.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example using two wires.
  • FIG. 9C is a diagram showing an example using four wires.
  • FIGS. 10A to 10D are schematic views showing the arrangement of both end portions of the wire bent in an annular shape.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are schematic views showing an arrangement in which both ends of a wire bent in an annular shape intersect each other.
  • 12 (A) to 12 (C) are diagrams showing examples in which one to four wires are arranged in an annular shape by crossing both ends of the wires.
  • FIG. 13A to 13C are photographs showing the arrangement of wires in a sample prepared to verify the degree of airtightness between a bonded metal cap and a metal base.
  • FIGS. 14A-14C are photographs showing the wire placement in another sample made to verify the degree of hermeticity between the bonded metal cap and the metal base.
  • FIG. 15 is a diagram showing nugget diameters in various wire materials having different melting points and electrical conductivity.
  • FIG. 16A is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Ag.
  • FIG. 16B is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Cu.
  • FIG. 16C is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Al.
  • FIG. 16D is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Au.
  • FIG. 16E is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is brass.
  • FIG. 17A is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Ni.
  • FIG. 17B is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Fe.
  • FIG. 17C is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is SPCC.
  • FIG. 17D is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Pt.
  • FIG. 17E is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is SUS430.
  • FIG. 17F is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Ti.
  • FIG. 17A is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Ni.
  • FIG. 17B is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire material is Fe.
  • FIG. 18A is a simulation diagram showing a nugget portion when a virtual wire material whose melting point is lower than that of a metal part by 150 ° C. is used.
  • FIG. 18B is a simulation diagram showing a nugget portion when a virtual wire material whose melting point is higher by 150 ° C. than that of a metal part is used.
  • FIGS. 19A and 19B are simulation diagrams showing a nugget portion when a virtual wire material having an electrical conductivity of about 30% IACS is used.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the wire diameter (diameter) and the nugget diameter.
  • FIG. 21A is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire diameter is 0.1 mm.
  • FIG. 21B is a simulation diagram showing a nugget portion when the wire diameter is 0.2 mm.
  • FIG. 21C is a simulation diagram showing the nugget portion when the wire diameter is 0.3 mm.
  • FIG. 21D is a simulation diagram illustrating a nugget portion when the wire diameter is 0.4 mm.
  • FIG. 21E is a simulation diagram showing the nugget portion when the wire diameter is 0.6 mm.
  • FIG. 21F is a simulation diagram illustrating a nugget portion when the wire diameter is 0.8 mm.
  • FIG. 22 is a diagram showing a relationship between the size of the gap between the wires and the size of the gap at the joint portion when the end portions of the wires are arranged substantially in parallel with a gap.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of a relay configured using a resistance welded casing.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a metal cap 21 (one metal part) and a metal base 22 (the other metal part) constituting a casing for hermetic sealing.
  • the metal cap 21 shows a state seen from the lower surface side
  • the metal base 22 shows a state seen from the upper surface side.
  • the metal cap 21 has a storage space 23 opened on the lower surface side, and a flange 24 is formed around the lower surface side.
  • internal devices such as relays and switches are accommodated in the space 23 of the metal cap 21.
  • the metal base 22 is a flat plate.
  • the metal cap 21 and the metal base 22 may be any metal material that can be resistance-welded, and are formed of, for example, iron, stainless steel, or other metals.
  • the metal cap 21 and the metal base 22 are resistance-welded via a wire (joining member).
  • a wire rod As a wire rod, the melting point Tm [° C.] is higher than the melting point To [° C.] of the metal cap 21 and the metal base 22.
  • To-150 °C ⁇ Tm ⁇ To + 150 °C Use what is.
  • a wire 25 is used as the wire.
  • FIG. 5 shows the lower surface of the metal cap 21.
  • the wire 25 is attached to the lower surface (joint surface) of the flange 24 of the metal cap 21 as preparation before welding.
  • the wire 25 can be simply placed on the flange 24.
  • As a temporary fixing method it is preferable to use resistance welding or ultrasonic welding. Temporary fixing may be performed to such an extent that the surface of the wire 25 is joined to the flange 24, and care must be taken not to crush the wire 25 too much.
  • both ends of the wire 25 are temporarily fixed by one temporary fixing portion 26, but the wire 25 may be temporarily fixed at a plurality of locations.
  • (Resistance welding) 6A and 6B show a process of joining the metal cap 21 and the metal base 22 together.
  • first step of joining both metal parts as shown in FIG. 6A, between the lower surface (joint surface) of the flange 24 of the metal cap 21 and the outer peripheral portion (joint surface) of the upper surface of the metal base 22.
  • An annular wire 25 is sandwiched.
  • internal devices are accommodated in the space 23 in the metal cap 21 at this time.
  • an electric current is passed between the flange 24 of the metal cap 21 and the outer peripheral portion of the metal base 22 to melt the wire 25, and the flange 24 is melted by the melted wire 25.
  • the upper surface of the metal base 22 are resistance-welded.
  • FIG. 7 shows a resistance welding machine 31 for resistance welding the metal cap 21 and the metal base 22 as described above.
  • the resistance welder 31 includes an upper electrode 32, a lower electrode 33, and a power source 34, and a voltage can be applied between the upper and lower electrodes 32, 33 through a cord 35 by the power source 34.
  • the metal base 22 is disposed on the lower electrode 33, and the metal cap 21 is sandwiched between the wires 25 on the metal base 22. Overlapping. Next, the entire flange 24 of the metal cap 21 is pressed by the upper electrode 32. A pressure P is applied to the upper electrode 32 so that the wire 25 is reliably brought into contact with the flange 24 and the metal base 22 over the entire length.
  • the wire 25 is slightly crushed and is in contact with the flange 24 and the metal base 22 with a small contact area, so that a current I flows from the flange 24 to the metal base 22. Since the current concentrates at the position of the thin wire 25, a large resistance heat is generated in the wire 25. As a result, as shown in FIG. 8B, the wire 25 is melted, and the heat of the wire 25 spreads to the flange 24 and the metal base 22, and the flange 24 and the metal base 22 are also melted.
  • the melted wire 25 spreads thinly, the portion of the flange 24 and the metal cap 21 in contact with the melted wire 25 is also melted, and when the power supply 34 is turned off, the joined portion is cured as shown in FIG. The flange 24 and the metal cap 21 are joined.
  • the wire may be temporarily fixed to any one of the two metal parts.
  • the wire in the case of a shape like a metal cap and a metal base, if the wire is temporarily fixed to the metal base, the wire will not protrude from the flange when the metal cap and the metal base are overlapped (especially inward). Confirmation) is difficult. Therefore, it is desirable to temporarily fix the wire to the side where the width of the joint surface is narrow.
  • the metal cap is set up and the metal base is set down in the resistance welder.
  • the metal base may be set up and the metal cap is set down in the resistance welder.
  • gas may be sealed in the casing by performing the resistance welding in a gas atmosphere.
  • a metal tube is passed through the metal cap 21 in advance, and after the metal cap 21 and the metal base 22 are resistance welded, gas is sealed from the metal tube into the casing, and the metal tube is crimped and hermetically sealed. Also good.
  • the metal part and the wire are independent, the material selection range of the metal part is also widened. Further, since the material of the wire is not restricted by the material of the metal part, a material that can be easily melted or an inexpensive material can be selected. Furthermore, since the hardness of the wire can be freely selected, the contact area between the metal part and the wire by pressurization can be adjusted, and the heat generation efficiency can be adjusted.
  • the protrusions are formed by press working, a large press device is required, but according to the embodiment of the present invention, such a device is unnecessary. Further, in the embodiment of the present invention, it is not necessary to press the metal part in order to form the protrusion on the metal part, so that a groove as in the conventional example does not occur on the surface opposite to the joint surface of the metal part. If no groove is formed in the metal part, the cross-sectional area of the metal part becomes constant, so that the magnetic characteristics of the magnetic circuit of the relay built in the casing can be improved.
  • the metal part is iron
  • the metal part on which the protrusion is formed must be suspended and plated at the expense of efficiency.
  • one wire 25 is formed in a substantially annular shape on the lower surface of the flange 24.
  • a plurality of wires 25 may be used.
  • the two wires are arranged in a substantially annular shape while the ends of the two wires 25 are parallel to each other.
  • the four wires 25 are arranged in a substantially annular shape while the ends of the four wires 25 are parallel to each other.
  • the ends of the wires 25 are in close contact as shown in FIG.
  • the gap ⁇ between the wires 25 may be 1.5 times or less the diameter (width) d of the wires 25.
  • the end surfaces of the wires 25 may be butted as shown in FIG. Also in this case, as long as the diameter d of the wire 25 is 1.5 times or less, there is no problem even if there is a gap between the end surfaces of the wire 25 or the axial centers of the end portions of the wire 25 are shifted.
  • the ends of the wires 25 may intersect each other.
  • FIG. 11A the ends of the wires 25 cross each other while being almost parallel.
  • FIG. 11B the ends of the wires 25 intersect with each other while being almost orthogonal.
  • the wires 25 cross each other at the corner portion.
  • a plurality of wires 25 may be arranged in a ring shape.
  • FIG. 13A shows the wires arranged in parallel with the end portions of the wires in close contact with each other with no gap.
  • FIG. 13B shows a structure in which the ends of the wires are arranged in parallel with a gap.
  • the gap between the wires was 1.5 times or less the wire diameter.
  • the amount of vacuum leakage from the casing was smaller than 1 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / sec, confirming high airtightness.
  • FIG. 13C shows a configuration in which the end faces of the wires are arranged to face each other with almost no gap. Even with such a wire arrangement, the amount of vacuum leakage from the casing was smaller than 1 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / sec, confirming high airtightness.
  • FIG. 14 (A) shows the crossing of the ends of the wires. Even with such a wire arrangement, the amount of vacuum leakage from the casing was smaller than 1 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / sec, confirming high airtightness.
  • the end of the wire protrudes inward from the flange. However, in the actual product, if the wire protrudes inward in this way, the internal device is affected, or the wire is dropped into the casing. This is not preferable because it may cause
  • FIG. 14 (B) shows the wire ends arranged in parallel with a gap between them.
  • the gap between the wires was set to be twice or more the wire diameter. With such a wire arrangement, sufficient airtightness could not be obtained. Therefore, when a gap is formed between the ends of the wire, it is desirable that the diameter (width) of the wire is 1.5 times or less.
  • FIG. 14C shows the wire end faces facing each other with a gap.
  • the nugget refers to the maximum melting portion of the metal part generated at the joint, and the size (width) of the maximum melting portion at the joint interface is referred to as the nugget diameter X as shown outside the graph of FIG.
  • the bond strength basically depends on the nugget diameter.
  • FIG. 15 shows the conductivity of the wire material on the vertical axis, the melting point of the wire material on the horizontal axis, the conductivity and melting point of each wire material at the center of the circle, and the nugget diameter X as a numerical value (unit: mm) And the size of the circle.
  • FIGS. 16A to 16E are simulation diagrams showing nugget portions in the case where the wire materials are Ag, Cu, Al, Au, and brass, respectively.
  • FIGS. 17A to 17F are simulation diagrams showing nugget portions when the wire materials are Ni, Fe, SPCC, Pt, stainless steel (SUS430), and Ti, respectively. That is, FIGS. 16 (A) -16 (E) and 17 (A) -17 (F) show the temperature distribution during welding when resistance welding is performed using a wire. The temperature is so high that the blackest part is the nugget. The nugget diameter of each wire material shown in FIG. 15 is obtained from FIGS. 16 (A) -16 (E) and 17 (A) -17 (F).
  • the wire material is Ni (melting point 1453 ° C.), Fe (melting point 1535 ° C.), SPCC (melting point 1530 ° C.), Pt (melting point 1768 ° C.), stainless steel (Melting point: 1400-1450 ° C.)
  • Ti melting point: 1668 ° C.
  • a large nugget diameter was obtained (the smallest nugget diameter was 0.275 mm of Fe), and high bonding strength was obtained.
  • the nugget diameter is smaller than 0.05 mm in other wire materials, which is extremely smaller than the wire material shown in FIG. ing.
  • FIG. 18A and FIG. 18B show a virtual simulation.
  • FIG. 18A uses a wire having a diameter of 0.2 mm made of a hypothetical metal material (melting point 1380 ° C.) having the same physical properties as stainless steel except the melting point, and the melting point being 150 ° C. lower than the melting point of SPCC.
  • the nugget portion when the SPCC metal cap and the metal base are resistance-welded is shown.
  • 18B shows a wire having a diameter of 0.2 mm made of a hypothetical metal material (melting point 1680 ° C.) having the same physical properties as stainless steel except the melting point, and the melting point being 150 ° C. higher than the melting point of SPCC.
  • the current is 65 kA
  • the energization time is 36 msec
  • the applied pressure is 900 kgf.
  • the nugget diameter was 0.610 mm, which was almost the same as Ni.
  • the nugget diameter was 1.010 mm, which was almost the same as that of stainless steel.
  • the melting point of the wire should be ⁇ 150 ° C. or more and 238 ° C. or less with respect to the melting points of the metal base and the metal cap. Therefore, if the melting point of the wire is within a range of ⁇ 150 ° C. relative to the melting points of the metal base and the metal cap, a high bonding strength can be obtained.
  • the nugget diameter is less if the conductivity of the wire material is 23% IACS or less It becomes large and it turns out that high joint strength can be obtained.
  • FIG. 19A shows a nugget portion when a SPCC metal cap and a metal base are resistance welded using a 0.2 mm diameter wire made of Ni (conductivity 22% IACS, melting point 1435 ° C.). (Thus, FIGS. 17A and 19A are the same), and the nugget diameter is 0.607 mm.
  • FIG. 19B shows the same physical properties as Ni except for conductivity, and is made of SPCC using a wire with a diameter of 0.2 mm made of a virtual metal material whose conductivity is increased to 28% IACS. The nugget part when resistance-welding the metal cap and the metal base is shown. Also in the resistance welding conditions of FIGS.
  • the current is 65 kA
  • the energization time is 36 msec
  • the applied pressure is 900 kgf.
  • the nugget diameter was 0.464 mm, which was almost the same as Pt. Therefore, from these simulations, for wire materials whose melting point is within ⁇ 150 ° C with respect to the melting points of the metal base and the metal cap, a high bonding strength can be obtained if the conductivity is 28% IACS or less. If other data are taken into consideration, it can be said that a high bonding strength can be obtained if the conductivity is 30% IACS or less.
  • FIG. 20 is a diagram showing the results of simulating the size of the nugget diameter using stainless steel wires having different wire diameters of 0.1 mm to 0.8 mm in diameter.
  • FIGS. 21A to 21F show nugget portions of the samples S21 to S26 of FIG. 20 which are resistance welded using a wire having a diameter of 0.1 mm to 0.8 mm.
  • the wire diameter is 0.1 mm (see FIG. 21A)
  • the nugget diameter is as large as about 0.75 mm
  • the wire diameter is 0.3 mm (see FIG. 21C).
  • the diameter is the maximum.
  • the wire diameter is 0.4 mm (see FIG.
  • the nugget diameter is as small as about 0.42 mm, and the airtightness of the casing is low. Furthermore, when the wire diameter is 0.6 mm or more (see FIGS. 21 (E) and 21 (F)), the metal parts do not melt, and the melted wire material jumps out from between the metal parts, and the bonding strength is also airtight. Sex cannot be obtained. Therefore, in this simulation, it can be seen that the wire diameter should be 0.3 mm or less.
  • the diameter of the wire should be 1 / 4.67 times or less the width of the joint surface.
  • the wire diameter is desirably 1/5 or less of the width of the joint surface.
  • the width of the bonding surface is generally the width of the wire material after bonding, but may be twice the shortest distance from the axis of the wire to the end of the bonding portion.
  • the column designated by “Model” in FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which two wires having a diameter of 0.2 mm are arranged in parallel between the upper and lower metal parts, and each left column is between the wires.
  • the size of the gap is shown.
  • the column of “35 kA” in FIG. 22 represents the temperature distribution when resistance welding is performed by supplying a current of 35 kA to each model.
  • the column of “50 kA” in FIG. 22 represents the temperature distribution when resistance welding is performed by supplying a current of 50 kA to each model
  • the column of “65 kA” is resistance welding by supplying a current of 65 kA to each model. This shows the temperature distribution.
  • the gap between the wires disappears when the metal parts are joined to each other, and high airtightness is achieved. Obtainable.
  • the size of the gap between the wires is larger than 1.5 times the wire diameter, the gap between the wires remains in the joined portion even if the metal parts are joined together, and the airtightness is impaired. It is. Accordingly, it is desirable that the gap between the ends of the wire be 1.5 times or less the wire diameter.
  • FIG. 23 is a schematic sectional view showing the structure of this relay. As shown in FIG. 23, a relay contact mechanism 41 is sealed in a casing in which a metal cap 21 and a metal base 22 are resistance-welded with a wire 25, and a relay contact drive mechanism 42 is provided under the casing. Is provided.
  • a ceramic insulating plate 44 is brazed to the lower surface of the ceiling of the metal cap 21.
  • a pair of fixed contacts 45a and 45b are inserted in holes formed in the ceiling portion of the metal cap 21 and the insulating plate 44 in an airtight state.
  • a yoke base 50 is hermetically joined to the lower surface of the metal base 22, and a shaft 47 is slidably inserted in holes formed in the metal base 22 and the yoke base 50.
  • a metal contact base 48 is held at the upper end of the shaft 47, and a pair of movable contacts 49a, 49b are fixed on the upper surface of the contact base 48 so as to face the fixed contacts 45a, 45b. ing.
  • a spring 51 (tensile spring) is disposed between the lower surface of the contact base 48 and the metal base 22, and the contact base 48 is biased downward by the elastic force of the spring 51.
  • a magnet 46 is provided around the fixed contacts 45a and 45b and the movable contacts 49a and 49b.
  • a cylindrical container 54 made by drawing a metal plate is provided on the lower surface of the yoke base 50.
  • the container 54 is opened at the upper end surface, and a flange formed around the opening is hermetically joined to the lower surface of the yoke base 50.
  • the lower part of the shaft 47 is located at the center of the container 54.
  • a fixed iron core 52 is fixed to the lower surface of the yoke base 50 in the upper part of the container 54, and the shaft 47 is slidably inserted through the center of the fixed iron core 52.
  • a movable iron core 53 is fixed to the lower end of the shaft 47 at the lower part in the container 54.
  • a coil 55 is provided outside the container 54 so as to surround the container 54, and a yoke 56 is provided outside the coil 54. The entirety of this relay is housed in an outer case 43.
  • each contact and drive mechanism are hermetically sealed by a metal cap 21, a metal base 22, a yoke base 50, and a container 54, and the drive portion of the relay is a magnetic generated by a coil 55. Operated from the outside by a circuit.
  • the contact base 48 moves downward by the elastic force of the spring 51, the movable contacts 49a and 49b move away from the fixed contacts 45a and 45b, respectively, and the fixed contacts 45a and 45b are separated from each other. Opened electrically.
  • the contact portion is sealed in the casing, and the contact portion can be prevented from being attacked by corrosive gas or the like. Further, by sealing the gas having a cooling effect, it is possible to easily extinguish an arc generated between the contacts.
  • the wire generally refers to a thin metal wire, particularly a wire, generally obtained by drawing, but the wire in the present invention is not limited to such a wire, and is a thin wire obtained by a processing method such as punching. It may be a metal member. If an annular material having a narrow width is produced by punching, a seamless annular wire can be used.

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Abstract

 金属キャップ21の周囲にはフランジ24が設けられている。ワイヤ25は、環状にしてフランジ24の下面に配置される。好ましくは、ワイヤ25はフランジ24の下面に仮止めされる。用いるワイヤ25は、金属キャップ21及び金属ベース22の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する。金属キャップ21のフランジ24と金属ベース22は、ワイヤ25を挟み込んで重ねられる。ついで、金属キャップ21のフランジ24と金属ベース22の間に電流を流し、ワイヤ25を溶融させてフランジ24と金属ベース22を抵抗溶接する。

Description

金属部品どうしの接合構造及びその接合方法
 本発明は、金属部品どうしの接合構造及びその接合方法に関する。特に、本発明は、2つの金属部品どうしを気密的に接合する際に有用な金属部品どうしの接合構造及びその接合方法に関する。
 密閉型の装置、特に高度な気密性を要求される装置では、内部機器を金属製のケーシング内に封止する必要がある。そのため、一般的には、ケーシングを金属キャップと金属ベースによって構成し、金属キャップと金属ベースの外周部を抵抗溶接によって気密的に接合している。
 このような密閉型の装置としては、たとえば特許文献1に開示された密閉型接点装置がある。図1(A)及び図1(B)は、特許文献1に記載された金属キャップ11と金属ベース12の外周部どうしの接合方法を示す断面図である。図1(A)は、抵抗溶接前の状態を示し、図1(B)は抵抗溶接後の状態を示す。図2は、ケーシングを構成する金属キャップ11と金属ベース12の断面形状を表しており、このケーシング内にはリレーやスイッチなどの内部機器が納められる。図2に示すように、金属ベース12の接合面には、あらかじめ突起13が形成されている。突起13は、金属ベース12の外周部に位置する接合面の全周に沿って線状に、かつ、連続する環状に形成されている。この突起13はプレス加工によって作製されており、長さ方向と垂直な断面形状は上端が尖った略三角形状となっている。
 この金属キャップ11の接合面と金属ベース12の接合面を接合させる工程では、図1(A)に示すように、突起13を挟んで金属キャップ11の接合面と金属ベース12の接合面を対向させる。さらに、金属キャップ11の外周部と金属ベース12の外周部を上下の電極14、15間に挟み込んで加圧する。その状態で電極14、15間に電流を流すと、図1(B)に示すように、抵抗発熱によって突起13が溶融して金属キャップ11と金属ベース12の接合面どうしが接合される。
 しかし、このような接合方法では、金属ベースの接合面にあらかじめ環状の突起を形成しておく必要がある。抵抗溶接のための突起は、寸法が大きいと溶接時に大きなエネルギーが必要であるため、金属ベースの接合面には小さな突起を設ける必要がある。
 また、突起の高さが不均一であると、金属ベースと金属キャップを重ねたときに突起と金属キャップの接合面の間に隙間が生じ、溶接不良が発生する。そのため、接合箇所における金属ベースと金属キャップの間の気密性を確保するためには、突起は全長にわたって一定の高さに形成する必要がある。よって、金属ベースの接合面には小さくて精度のよい突起を設ける必要があり、突起の作製には高度な加工技術が必要になる。
 また、金属ベースにはメッキを施す場合がある。メッキ方法としては、一般には、バレルメッキ又は吊りメッキ(ラックメッキ)が用いられる。バレルメッキは、筒状のバレル内に複数の部品を投入し、バレルごとメッキ液に浸漬した状態でバレルを回転させ、バレル内の部品に電気メッキを施す方法である。この方法では、一度に大量の部品にメッキを施すことができる。しかし、このようなバレルメッキでは、バレルに部品を投入する際やバレルから部品を排出する際に部品に傷がつきやすい。また、バレルを回転させてバレル内で部品を転がしながらメッキを行うので、内部の部品どうしが衝突したり、内部の部品がバレルに衝突したりして部品に傷や打痕が発生するリスクがある。そのため、抵抗溶接用の突起を形成した金属ベースにバレルメッキすると、突起が欠けたり潰れたりして接合不良が生じやすくなる。
 これと対照的に、吊りメッキは、部品をフック(電極治具)に一つひとつ吊り下げた状態でメッキ液に浸漬して電気メッキを行う方法である。このような方法では、部品が一つひとつフックに吊り下げられているので、部品どうしが接触したり衝突したりすることがなく、部品に傷や打痕が発生しない。一方、このような吊りメッキでは、部品を一つひとつフックに吊り下げ、またメッキ後にはフックから一つひとつ取り外さなければならないので、作業手間が掛かり、大量の金属ベースにメッキ処理する用途には適さない。しかし、突起を有する金属部品をバレルメッキすることはできないので、従来例においては効率を犠牲にしても吊りメッキを行わなければならなかった。
 さらに、抵抗溶接用の突起を設けた金属ベースは、その他にもコスト高になる種々の要因を有している。たとえば、突起をプレス加工により作製するためには、金属ベースの種類毎およびやサイズ毎にプレス加工用の金型が必要になり、金型コストが高くつく。
 金属ベース素材をコンベアで搬送する場合には、金属ベース素材に設けた位置決め孔にコンベアの位置決めピンを挿通させて金属ベース基板を位置決めすることがある。図3は金属ベース素材17の一例を示している。金属ベース素材17からは、図3の2点鎖線に沿ってカットすることによって金属ベース12が得られる。図3に示す金属ベース素材17は、金属ベース12となる領域の縁に沿って突起13を形成し、金属ベース12となる領域の外側に位置決め孔18をあけた状態を示している。一方、図2に示すように、プレス加工で金属ベース12を打刻して突起13を形成すると、突起13の裏面には溝16が生じる。そのため突起や溝の外側領域の金属材料は、内側へ(突起及び溝側へ)引き寄せられる。このときプレス加工によって突起13の外側領域が内側へ引き寄せられると、位置決め孔18の位置がずれて位置決めピンが通らなくなるおそれがある。位置決め孔18のずれは、位置決め孔18が突起13に近いほど大きくなるので、通常は位置決め孔18を突起13から十分に離した位置に設けている。金属ベース素材17のうち、図3の2点鎖線よりも外側の部分は最終的にカットされるが、位置決め孔18を突起13から十分に離して設けると、金属ベース素材17の廃棄部分の面積が大きくなり、金属材料の無駄になる部分が増加する。また、位置決め孔を設けない場合でも、金属ベースをプレス加工するためには、金属ベースの周囲に掴み代が必要になるので、やはり金属ベース素材の廃棄部分が発生し、金属材料の無駄になる部分が発生する。
特開2002-75108号公報
 本発明は、上記のような技術的背景に鑑みててなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造または方法により金属部品どうしを接合させることができる金属部品どうしの接合構造及び接合方法を提供することにある。
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造は、第1の金属部品と第2の金属部品が、両金属部品の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する接合部材により接合されていることを特徴としている。
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造にあっては、接合部材によって金属部品どうしを接合しているので、従来例のようにプレス加工によって金属部品にあらかじめ突起を形成する必要がなくなる。そのため金属部品の加工が不要になり、またプレス加工のための設備が必要なくなり、コストが安価になる。また、金属部品の種類又はサイズが変更になっても簡単に対応でき、融通性が向上する。しかも、接合部材として、両金属部品に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有するものを用いているので、接合部分のナゲット径が大きくなり、接合の信頼性を向上させ、高い気密性と接合強度を得ることができる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造のある実施態様においては、前記接合部材の導電率が30%IACS以下であることが望ましい。かかる実施態様によれば、接合部分のナゲット径が大きくなり、接合の信頼性を向上させ、高い気密性と接合強度を得ることができる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造の別な実施態様は、接合前における前記接合部材が、線材であることを特徴としている。かかる実施態様では、引抜き品や打抜き品の線材、特にワイヤを用いることができるので、安価に金属部品どうしを接合させることができる。また、金属部品の接合面に沿って線材を這わせておくだけでよいので、金属部品の種類又はサイズの変更にも容易に対応することができる。 
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造のさらに別な実施態様においては、接合前における前記接合部材の幅が、前記第1の金属部品と第2の金属部品の接合面の幅の1/5以下であることが好ましい。かかる実施態様によれば、接合部分のナゲット径を大きくでき、接合の信頼性を向上させ、高い気密性と接合強度を得ることができる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造のさらに別な実施態様においては、前記第1の金属部品と前記第2の金属部品の接合面が、いずれも平面となっている。本発明においては接合部材を用いて金属部品どうしを接合するので、金属部品の接合面を平面にすることができる。よって、金属部品をバレルメッキによってメッキすることも可能になる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合構造のさらに別な実施態様は、前記第1の金属部品の接合面と前記第2の金属部品の接合面のうち少なくとも一方が、メッキされていない面であることを特徴としている。金属部品がステンレス製品であるような場合には、メッキする必要がないからである。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法は、第1の金属部品の接合面と第2の金属部品の接合面の間に、両金属部品の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する接合部材を挟み込む第1の工程と、前記第1の金属部品の接合面と前記第2の金属部品の接合面を前記接合部材によって抵抗溶接する第2の工程とを有することを特徴としている。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法にあっては、接合部材によって金属部品どうしを接合しているので、従来例のようにプレス加工によって金属部品にあらかじめ突起を形成する必要がなくなる。そのため金属部品の加工が不要になり、またプレス加工のための設備が必要なくなり、コストが安価になる。また、金属部品の種類又はサイズが変更になっても簡単に対応でき、融通性が向上する。しかも、接合部材として、両金属部品に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有するものを用いているので、接合部分のナゲット径が大きくなり、接合の信頼性を向上させ、高い気密性と接合強度を得ることができる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法のある実施態様は、前記接合部材として線材を用いることを特徴としている。かかる実施態様においては、引抜き品又は打抜き品の線材、特にワイヤを用いることができるので、安価に金属部品どうしを接合させることができる。また、金属部品の接合面に沿って線材を這わせておくだけでよいので、金属部品の種類又はサイズの変更にも容易に対応することができる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法の別な実施態様は、前記接合部材が端を有する線材であって、前記第1の工程においては、前記第1の金属部品と前記第2の金属部品の接合面に沿って環状に延びた状態で挟み込まれることを特徴としている。かかる実施態様によれば、ワイヤなどの線材を用いて接合面の内側の領域を気密的に封止することが可能になる。
 この実施態様の前記第1の工程においては、前記線材の一方端部と他方端部が、前記線材の幅の1.5倍以下の隙間をあけて並行に配置されることが望ましい。線材の端部間の隙間が線材の幅の1.5倍よりも大きいと、接合後においても接合部分に隙間が残り、接合部分の気密性が損なわれるためである。また、前記第1の工程においては、前記接合部材の一方端面と他方端面が突き合わされていてもよい。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法の別な実施態様は、前記接合部材が、端を有しない閉じた線材であることを特徴としている。かかる実施態様は、打抜き品などの線材を用いた場合であり、それにより接合面の内側の領域を気密的に封止することが可能になる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法のさらに別な実施態様は、前記線材の幅が、前記第1の金属部品と第2の金属部品の接合面の幅の1/5以下であることを特徴としている。かかる実施態様によれば、ナゲット径が大きくなるので、金属部分どうしを確実に接合させることができ、接合強度を高くすることができる。
 本発明に係る金属部品どうしの接合方法のさらに別な実施態様は、前記第1の工程において、前記線材が、前記第1の金属部品又は前記第2の金属部品に仮止めされていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、接合工程において線材が接合面から脱落するおそれがなくなるので、接合工程が容易になる。
 本発明に係る接点装置は、第1の金属部品と第2の金属部品とで形成される空間の内部に接点を配置した接点装置において、前記第1の金属部品と前記第2の金属部品が、両金属部品の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する接合部材により接合されていることを特徴としている。本発明の接点装置によれば、接点を高い気密性で、しかも低コストで封止することができる。
 なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
図1(A)及び図1(B)は、金属ベースと金属キャップを抵抗溶接するための、従来の接合方法の一例を示す概略断面図である。 図2は、図1(A)及び図1(B)に一部を示した金属キャップと金属ベースの概略断面図である。 図3は、金属ベースを作製するための金属ベース素材を示す平面図である。 図4は、本発明の実施形態における接合前の金属キャップと金属ベースを斜め方向から見た図である。 図5は、図4に示す金属キャップの下面図である。 図6(A)及び図6(B)は、金属キャップと金属ベースを抵抗溶接する工程を示す概略断面図である。 図7は、抵抗溶接機を示す概略図である。 図8(A)-図8(C)は、金属キャップと金属ベースが抵抗溶接される様子を説明する概略図である。 図9(A)は、1本のワイヤを用いた例を示す図である。図9(B)は、2本のワイヤを用いた例を示す図である。図9(C)は、4本のワイヤを用いた例を示す図である。 図10(A)-図10(D)は、それぞれ環状に曲げられたワイヤの両端部の配置を示す概略図である。 図11(A)及び図11(B)は、それぞれ環状に曲げられたワイヤの両端部を交差させた配置を示す概略図である。 図12(A)-図12(C)は、それぞれワイヤの両端部を交差させて1本-4本のワイヤを環状に配置した例を示す図である。 図13(A)-図13(C)は、接合された金属キャップと金属ベースの間の気密性の程度を検証するために作製されたサンプルにおける、ワイヤの配置を示す写真である。 図14(A)-図14(C)は、接合された金属キャップと金属ベースの間の気密性の程度を検証するために作製された別なサンプルにおける、ワイヤの配置を示す写真である。 図15は、融点及び導電率が異なる種々のワイヤ材料におけるナゲット径を示す図である。 図16(A)は、ワイヤ材料がAgである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図16(B)は、ワイヤ材料がCuである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図16(C)は、ワイヤ材料がAlである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図16(D)は、ワイヤ材料がAuである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図16(E)は、ワイヤ材料が黄銅である場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。 図17(A)は、ワイヤ材料がNiである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図17(B)は、ワイヤ材料がFeである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図17(C)は、ワイヤ材料がSPCCである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図17(D)は、ワイヤ材料がPtである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図17(E)は、ワイヤ材料がSUS430である場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図17(F)は、ワイヤ材料がTiである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。 図18(A)は、融点が金属部品よりも150℃だけ低い仮想のワイヤ材料を用いたときのナゲット部分を示すシミュレーション図である。図18(B)は、融点が金属部品よりも150℃だけ高い仮想のワイヤ材料を用いたときのナゲット部分を示すシミュレーション図である。 図19(A)及び図19(B)は、導電率が約30%IACSである仮想のワイヤ材料を用いたときのナゲット部分を示すシミュレーション図である。 図20は、ワイヤ径(直径)とナゲット径との関係を示す図である。 図21(A)は、ワイヤ径が0.1mmである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図21(B)は、ワイヤ径が0.2mmである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図21(C)は、ワイヤ径が0.3mmである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図21(D)は、ワイヤ径が0.4mmである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図21(E)は、ワイヤ径が0.6mmである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。図21(F)は、ワイヤ径が0.8mmである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。 図22は、ワイヤの端部を隙間をあけてほぼ平行に配置した場合の、ワイヤ間の隙間の大きさと接合部分の隙間の大きさとの関係を示す図である。 図23は、抵抗溶接されたケーシングを用いて構成されたリレーの断面図である。
 21   金属キャップ
 22   金属ベース
 23   空間
 24   フランジ
 25   ワイヤ
 26   仮止め部
 31   抵抗溶接機
 32   上電極
 33   下電極
 以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
(本発明の実施形態)
 以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図4は、気密封止用のケーシングを構成する金属キャップ21(一方の金属部品)と金属ベース22(他方の金属部品)を示す斜視図である。図4において、金属キャップ21は下面側から見た様子を示し、金属ベース22は上面側から見た様子を示す。金属キャップ21は、下面側が開口した収納用の空間23を有し、下面側の周囲にはフランジ24が形成されている。金属キャップ21の空間23内には、たとえばリレーやスイッチ等の内部機器が収容される。金属ベース22は平板状のプレートである。金属キャップ21及び金属ベース22は、抵抗溶接可能な金属材料であればよく、たとえば鉄、ステンレス、その他の金属によって形成されている。
 金属キャップ21と金属ベース22は、線材(接合部材)を介して抵抗溶接される。線材としては、その融点Tm[℃]が、金属キャップ21及び金属ベース22の融点To[℃]に対して、
   To-150℃≦Tm≦To+150℃
であるものを用いる。線材としては、たとえばワイヤ25を使用する。
 図5は、金属キャップ21の下面を示す。ワイヤ25は、溶接前の準備として、金属キャップ21のフランジ24の下面(接合面)に取り付けられる。ワイヤ25は、フランジ24の上に置かれているだけでも差し支えない。しかし、溶接作業中にワイヤ25が動いてフランジ24から脱落したり、ワイヤ25が接合面からずれたりするのを防止するためには、ワイヤ25をフランジ24の下面に仮止めすることが望ましい。仮止めの方法としては、抵抗溶接又は超音波溶接を用いることが好ましい。仮止めは、ワイヤ25の表面がフランジ24に接合される程度に行えばよく、ワイヤ25を潰しすぎないように注意する必要がある。図5では、1箇所の仮止め部26でワイヤ25の両端部を仮止めしているが、複数箇所でワイヤ25を仮止めしてもよい。
(抵抗溶接)
 図6(A)及び図6(B)は、金属キャップ21と金属ベース22を接合する工程を表している。両金属部品を接合する第1の工程では、図6(A)に示すように、金属キャップ21のフランジ24の下面(接合面)と金属ベース22の上面外周部(接合面)との間に環状のワイヤ25を挟み込む。図示しないが、このとき金属キャップ21内の空間23には、内部機器が収容されている。第2の工程では、図6(B)に示すように、金属キャップ21のフランジ24と金属ベース22の外周部との間に電流を流してワイヤ25を溶融させ、溶融したワイヤ25によってフランジ24の下面と金属ベース22の上面とを抵抗溶接させる。
 図7は、上記のようにして金属キャップ21と金属ベース22とを抵抗溶接するための抵抗溶接機31を示す。抵抗溶接機31は、上電極32、下電極33及び電源34を有しており、電源34によりコード35を通じて上下電極32、33間に電圧を印加できるようになっている。
 金属キャップ21のフランジ24と金属ベース22を抵抗溶接する場合には、図7に示すように、下電極33の上に金属ベース22を配置し、その上にワイヤ25を挟んで金属キャップ21を重ねる。ついで、上電極32によって金属キャップ21のフランジ24の全体を押さえる。上電極32に圧力Pを加えてワイヤ25を全長にわたって確実にフランジ24と金属ベース22に接触させ、その状態で電源34をオンにして上下電極32、33間に電圧を印加する。
 このとき、図8(A)に示すようにワイヤ25は少し潰れてフランジ24と金属ベース22に小さな接触面積で接触しているので、フランジ24から金属ベース22へ電流Iが流れる。細いワイヤ25の位置では電流が集中するので、ワイヤ25には大きな抵抗熱が発生する。この結果、図8(B)のようにワイヤ25が溶けるとともにワイヤ25の熱がフランジ24と金属ベース22へ広がり、フランジ24と金属ベース22も溶融する。こうして溶融したワイヤ25が薄く広がり、フランジ24と金属キャップ21の溶融したワイヤ25に接触している部分も溶融し、電源34をオフにすると図8(C)のように接合部分が硬化してフランジ24と金属キャップ21が接合される。
 ワイヤは2つの金属部品のうちいずれの金属部品に仮止めしてもよい。しかし、金属キャップと金属ベースのような形状の場合には、金属ベースにワイヤを仮止めした場合には、金属キャップと金属ベースを重ねたときワイヤがフランジからはみ出ないか(特に、内側へはみ出ないか)の確認が困難になる。よって、ワイヤは接合面の幅が狭い側に仮止めすることが望ましい。
 また、図7では金属キャップを上にし、金属ベースを下にして抵抗溶接機にセットしているが、金属ベースを上にし、金属キャップを下にして抵抗溶接機にセットしてもよい。
 また、ケーシングの用途によっては、上記抵抗溶接をガス雰囲気中で行うことにより、ケーシング内にガスを封入してもよい。あるいは、あらかじめ金属キャップ21に金属チューブを貫通させておき、金属キャップ21と金属ベース22を抵抗溶接した後で金属チューブからケーシング内にガスを封入し、金属チューブをかしめて気密的にシールしてもよい。
(本発明の実施形態の利点)
 上記のような抵抗溶接方法によれば、安価な市販品のワイヤを用いて金属部品どうしを接合させることができるので、金属部品どうしの接合構造が簡単になり、コストを安価にすることができる。しかも、コストが安価になるばかりでなく、高度な気密性(封止性)と接合強度を得ることができる。気密性に関していえば、内部を真空にした実施サンプルを用いて測定したところ、ケーシングからの真空の漏れ量が、1×10-10Pa・m/sec という値が得られ、高い気密性のレベルを達成することができた。
 さらに、本発明の実施形態では、金属部品の接合面間にワイヤを挟み込むだけでよいので、金属部品の形状又はサイズの変化にも柔軟かつ容易に対応することができる。金属部品とワイヤが独立しているので、金属部品の材料選択幅も広くなる。また、ワイヤの材料も金属部品の材料に拘束されないので、溶融しやすい材料や安価な材料を選択することもできる。さらに、ワイヤの硬さを自由に選択できるので、加圧による金属部品とワイヤとの接触面積も調整でき、発熱効率も調整可能になる。
 また、直径が均一なワイヤを製造することは容易であるため、金属部品間にワイヤを挟んだとき、金属部品の接合面とワイヤの間に隙間が生じにくく、接合後の品質が安定する(特に、高い気密性を確保できる)。
 図1-図3の従来例との比較で言えば、従来例では高度な加工技術を用いて一方の金属部品に細い突起を設けておく必要があった。これに対し、本発明の実施形態では、ワイヤを適当な長さにカットして一方の金属部品の上に環状に置くか、仮止めするだけでよく、安価な材料(ワイヤ)を用いて抵抗溶接を行うことができる。また、金属部品に突起を加工する必要がなくなるので、安価に金属部品を作製できる。さらに、簡単な工程で抵抗溶接を行うことができ、部品加工プロセスを短縮することができる。
 従来例では、プレス加工によって突起を形成するので、大型のプレス装置が必要になるが、本発明の実施形態によればこのような装置が不要になる。また、本発明の実施形態では、金属部品に突起を形成するために金属部品をプレスする必要がないので、金属部品の接合面と反対面に従来例のような溝が生じることがない。金属部品に溝が生じなければ、金属部品の断面積が一定になるので、ケーシングに内蔵したリレーの磁気回路の磁気特性を向上させることができる。
 また、金属部品が鉄である場合には、金属部品にメッキを施す必要があるが、従来例では、突起を形成された金属部品は効率を犠牲にして吊りメッキを行わなければならない。これに対し、本発明の実施形態では、メッキ後の金属部品の上にワイヤを置けばよいので、バレルメッキを行うことができ、金属部品どうしの接合品の製造効率を向上させ、コストを下げることができる。
 また、従来例では、金属部品に突起を形成するためにプレス加工が必要になるので、プレス加工のための掴み代が必要であったが、本発明の実施形態では、このような必要がなく、金属部品の材料コストを削減できる。さらに、金属部品を作製するための素材に位置決め孔をあけておかなければならない場合でも、位置決め孔の位置を金属部品となる領域に近づけることができ、当該素材の面積を小さくして金属部品の材料コストを削減できる。
 以上のような点が相俟って、本発明の実施形態によれば、金属部品どうしを抵抗溶接する際の、特に気密性の高いケーシングを作製する際の、コストを大幅に低減することができる。
(ワイヤのその他の形態)
 上記実施形態では、図9(A)に示すように、1本のワイヤ25を略環状にしてフランジ24の下面に配置していたが、複数本のワイヤ25を用いてもよい。たとえば、図9(B)では、2本のワイヤ25の端部どうしを並行させながら2本のワイヤを略環状に配置している。また、図9(C)では、4本のワイヤ25の端部どうしを並行させながら4本のワイヤを略環状に配置している。
 このとき、ワイヤ25の端部どうしは、図10(A)のように密着していることが望ましい。しかし、抵抗溶接により溶融したワイヤ25は横に広がるので、図10(B)のようにワイヤ25の端部間には多少の隙間があっても接合部分の気密性が低下することはない。後述のように、ワイヤ25間の隙間δは、ワイヤ25の直径(幅)dの1.5倍以下であればよい。また、ワイヤ25の端面どうしを、図10(C)のように突き合わせていてもよい。この場合も、ワイヤ25の直径dの1.5倍以下であれば、ワイヤ25の端面間に隙間があったり、ワイヤ25の端部の軸心どうしがずれていたりしても差し支えない。
 また、ワイヤ25の端部どうしは交差していてもよい。図11(A)では、ワイヤ25の端部どうしがほぼ平行となりながら交差している。図11(B)では、ワイヤ25の端部どうしがほぼ直交しながら交差している。図11(B)のようにワイヤ25の端部どうしをほぼ直交させる場合には、図12(A)-図12(C)に示すように、コーナー部でワイヤ25どうしを交差させて1本又は複数本のワイヤ25を環状に配置させればよい。このようにワイヤ25の端部どうしを交差させれば、ワイヤ25の端部間に隙間があくのを防ぐことができる。
(実施例)
 ワイヤの端部どうしの配置をいろいろと変化させて、その気密性の程度を確認した。図13(A)は、ワイヤの端部どうしを隙間なく密着させて並列に配置したものを示す。このようなワイヤ配置により金属キャップと金属ベースを接合させて気密性のテストを行ったところ、ケーシングからの真空の漏れ量が、1×10-10Pa・m/sec よりも小さくなり、高い気密性を確認できた。
 図13(B)は、ワイヤの端部どうしを隙間をあけて並列に配置したものを示す。ただし、ワイヤ間の隙間は、ワイヤの直径の1.5倍以下とした。このようなワイヤ配置でも、ケーシングからの真空の漏れ量は、1×10-10Pa・m/sec よりも小さくなり、高い気密性を確認できた。
 図13(C)は、ワイヤの端面どうしをほぼ隙間なく突き合わせて配置したものを示す。このようなワイヤ配置でも、ケーシングからの真空の漏れ量は、1×10-10Pa・m/sec よりも小さくなり、高い気密性を確認できた。
 図14(A)は、ワイヤの端部どうしを交差させたものを示す。このようなワイヤ配置でも、ケーシングからの真空の漏れ量は、1×10-10Pa・m/sec よりも小さくなり、高い気密性を確認できた。図14(A)では、ワイヤの端がフランジよりも内側へ飛び出しているが、実際の製品ではこのようにワイヤが内側へ飛び出ていると内部機器に影響を与えたり、ケーシング内へ脱落したりするおそれがあるので、好ましくない。
 図14(B)は、ワイヤの端部どうしを隙間をあけて並列に配置したものを示す。ただし、ワイヤ間の隙間は、ワイヤの直径の2倍以上とした。このようなワイヤ配置では、十分な気密性を得ることができなかった。したがって、ワイヤの端部間に隙間をあける場合には、ワイヤの直径(幅)の1.5倍以下とすることが望ましい。
 図14(C)は、ワイヤの端面どうしを隙間をあけて対向させたものを示す。このようなワイヤ配置では、十分な気密性を得ることができなかった。したがって、ワイヤの端面どうしを突き合わせる場合には、ワイヤの端面間に大きな隙間があかないようにする必要がある。
 つぎに、種々の金属材料からなるワイヤを用いて、ワイヤ材料の導電率及び融点とナゲット径との関係をシミュレーションにより解析した。この結果を図15に示す。このシミュレーションには、ワイヤ材料としてAg、Cu、Al、Au、黄銅(Brass)、Ni、Fe、SPCC(冷間圧延鋼材)、Pt、ステンレス(SUS430)、Tiを用いた。ワイヤの直径は0.2mmとした。また、金属キャップ及び金属ベースはSPCC製のものを用いた。抵抗溶接の条件としては、電流が65kA、通電時間が36msec、加圧力を900kgfとした。ここでナゲットとは接合部に生じる金属部品の最大溶融部分を指し、図15のグラフ外に示すように、この接合界面での最大溶融部分の大きさ(幅)をナゲット径Xという。接合強度は、基本的にはナゲット径に依存する。
 上記ワイヤ材料からなる直径0.2mmのワイヤを用いて金属キャップと金属ベースを抵抗溶接したときのナゲット径Xをシミュレーションにより求めた。図15は、縦軸にワイヤ材料の導電率をとり、横軸にワイヤ材料の融点をとり、円の中心で各ワイヤ材料の導電率と融点を示し、ナゲット径Xを数値(単位はmm)で示すとともに円の大きさで表している。
 図16(A)-図16(E)は、ワイヤ材料がそれぞれ、Ag、Cu、Al、Au、黄銅(Brass)である場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。また、図17(A)-図17(F)は、ワイヤ材料がそれぞれ、Ni、Fe、SPCC、Pt、ステンレス(SUS430)、Tiである場合のナゲット部分を示すシミュレーション図である。すなわち、図16(A)-図16(E)及び図17(A)-図17(F)は、ワイヤを用いて抵抗溶接を行った時の溶接中の温度分布を表しており、黒い部分ほど温度が高く、もっとも黒い部分がナゲットである。図15に示す各ワイヤ材料のナゲット径は、図16(A)-図16(E)及び図17(A)-図17(F)から求めたものである。
 図15及び図17(A)-図17(F)によれば、ワイヤ材料がNi(融点1453℃)、Fe(融点1535℃)、SPCC(融点1530℃)、Pt(融点1768℃)、ステンレス(融点1400-1450℃)、Ti(融点1668℃)のときに大きなナゲット径となり(最も小さなナゲット径でも、Feの0.275mmである。)、高い接合強度が得られた。一方、図15及び図16(A)-図16(E)によれば、他のワイヤ材料ではナゲット径はいずれも0.05mmより小さく、図17に示すワイヤ材料に比べて極めて小さい値となっている。図16の各ワイヤ材料についても図15にナゲット径、導電率及び融点を円で図示する都合上、図15にナゲット径が0.05mm相当の円を描いたが、図16のワイヤ材料では実際にはワイヤ材料が溶融してもナゲットは生成されず、ナゲット径はほとんどゼロであった。よって、ワイヤ材料としては、その融点Tmが、金属キャップ及び金属ベースの融点Toに対してTo-130℃以上で、To+238℃以下であれば高い接合強度を得られることが分かる。
 また、図18(A)及び図18(B)は、仮想的なシミュレーションを表している。図18(A)は、融点以外はステンレスと同じ物性を有し、かつ、融点はSPCCの融点よりも150℃だけ低い仮想の金属材料(融点1380℃)からなる直径0.2mmのワイヤを用いて、SPCC製の金属キャップ及び金属ベースを抵抗溶接させたときのナゲット部分を表している。また、図18(B)は、融点以外はステンレスと同じ物性を有し、かつ、融点はSPCCの融点よりも150℃だけ高い仮想の金属材料(融点1680℃)からなる直径0.2mmのワイヤを用いて、SPCC製の金属キャップ及び金属ベースを抵抗溶接させたときのナゲット部分を表している。図18(A)及び図18(B)の抵抗溶接条件は、電流が65kA、通電時間が36msec、加圧力を900kgfである。図18(A)の仮想金属材料では、ナゲット径は0.610mmとなり、Niとほぼ同等のナゲット径となった。また、図18(B)の仮想金属材料では、ナゲット径は1.010mmとなり、ステンレスとほぼ同等のナゲット径となった。
 よって、図15-図18のシミュレーション結果によれば、ワイヤの融点が金属ベース及び金属キャップの融点に対して-150℃以上で238℃以下であればよいことが分かった。したがって、ワイヤの融点が金属ベース及び金属キャップの融点に対して±150℃の範囲内にあれば、高い接合強度を得ることができる。
 さらに、図15によれば、融点が金属ベース及び金属キャップの融点に対して±150℃の範囲内にあるワイヤ材料については、ワイヤ材料の導電率が、23%IACS以下であればナゲット径が大きくなり、高い接合強度を得られることが分かる。
 図19(A)は、Ni(導電率22%IACS、融点1435℃)からなる直径0.2mmのワイヤを用いて、SPCC製の金属キャップ及び金属ベースを抵抗溶接させたときのナゲット部分を表しており(したがって、図17(A)と図19(A)は同じものである。)、そのナゲット径は0.607mmである。また、図19(B)は、導電率以外はNiと同じ物性を有し、かつ、導電率を28%IACSまで高めた仮想の金属材料からなる直径0.2mmのワイヤを用いて、SPCC製の金属キャップ及び金属ベースを抵抗溶接させたときのナゲット部分を表している。図19(A)及び図19(B)の抵抗溶接条件も、電流が65kA、通電時間が36msec、加圧力を900kgfである。図19(B)の仮想金属材料からなるワイヤを用いた場合のナゲット径は0.464mmとなり、Ptとほぼ同等のナゲット径となった。よって、これらのシミュレーションからは、融点が金属ベース及び金属キャップの融点に対して±150℃の範囲内にあるワイヤ材料については、導電率が28%IACS以下であれば高い接合強度を得られることが分かる、その他のデータも考慮すれば、導電率が30%IACS以下であれば高い接合強度を得られるということができる。
 図20は、直径が0.1mm-0.8mmの異なるワイヤ径を有するステンレスのワイヤを用いてナゲット径の大きさをシミュレーションした結果を示す図である。また、図21(A)-図21(F)は、直径が0.1mm-0.8mmのワイヤを用いて抵抗溶接した図20の各サンプルS21-S26のナゲット部分を示す。図20のシミュレーションでは、ワイヤ径が0.1mmの場合(図21(A)参照)にはナゲット径は約0.75mmと大きく、ワイヤ径が0.3mm(図21(C)参照)でナゲット径が最大となっている。これに対し、ワイヤ径が0.4mm(図21(D)参照)では、ナゲット径は約0.42mmと小さく、ケーシングの気密性は低い。さらに、ワイヤ径が0.6mm以上(図21(E)、図21(F)参照)では金属部品は溶融せず、溶融したワイヤ材が金属部品間から外へ飛び出ており、接合強度も気密性も得られない。よって、このシミュレーションの場合にはワイヤ径は0.3mm以下であればよいことが分かる。
 上記シミュレーションでは、接合面の幅を1.4mmとしているので、ワイヤの直径は、接合面の幅の1/4.67倍以下であればよいことが結論として得られる。また、ワイヤ径は細いほうが好ましいので、ワイヤ径としては、接合面の幅の1/5以下であることが望ましい。接合面の幅は、一般的には接合後のワイヤ材の幅であるが、ワイヤの軸心から接合部分の端までの最短距離の2倍としてもよい。
 つぎに、ワイヤの端部どうしをほぼ平行に揃えて配置するときの、ワイヤ間の隙間の大きさと接合部分の隙間の大きさとの関係を調べた。この結果を図22に示す。図22の「モデル」で指示する列は、上下の金属部品間に直径0.2mmの2本のワイヤを平行に並べた状態を示す断面図であり、それぞれの左欄はワイヤとワイヤの間の隙間の大きさを示す。また、図22の「35kA」の列は、各モデルに35kAの電流を流して抵抗溶接したときの温度分布を表している。同様に、図22の「50kA」の列は、各モデルに50kAの電流を流して抵抗溶接したときの温度分布を表し、「65kA」の列は、各モデルに65kAの電流を流して抵抗溶接したときの温度分布を表している。
 ワイヤ間の隙間が0.2mm(ワイヤ径の1倍)の場合には、35kAの電流を流したときには接合部分に小さな隙間が生じている。このようにワイヤが溶融した接合部分に、ワイヤ間の隙間に基因する隙間が残っていると、接合部分の隙間を通じてケーシングの内部と外部が連通するので、ケーシングの気密性が得られない。しかし、ワイヤ径が0.2mmの場合には、50kAの電流を流すと溶融したワイヤが広がって接合部分の隙間は消失する。さらに、65kAの電流を流すとナゲットが生じて金属部品どうしが隙間なく接合される。
 ワイヤ間の隙間が0.3mm(ワイヤ径の1.5倍)の場合には、35kAの電流を流したときには接合部分に比較的大きな隙間が残っている。また、ワイヤ径が0.3mmの場合には、50kAの電流を流しても小さな隙間が残っている。しかし、65kAの電流を流すと溶融したワイヤが広がって接合部分の隙間が消失するので、ナゲットが生じて金属部品どうしが隙間なく接合され、高い気密性が得られる。
 ワイヤ間の隙間が0.4mm(ワイヤ径の2倍)の場合には、35kAの電流を流したときには接合部分に大きな隙間が生じている。また、ワイヤ径が0.4mmの場合には、50kAの電流を流した場合にも、接合部分には比較的大きな隙間が生じている。さらに、65kAの電流を流した場合には、金属部品間にナゲットが生じて金属部品どうしが接合されているが、やはりその接合部分には小さな隙間が残っており、気密性が損なわれている。
 よって、図22から分かるように、ワイヤ間の隙間の大きさがワイヤ径の1.5倍以下であれば、金属部品どうしを接合させたときにワイヤ間の隙間が消失して高い気密性を得ることができる。これに対し、ワイヤ間の隙間の大きさがワイヤ径の1.5倍よりも大きい場合には、金属部品どうしを接合させても接合部分にワイヤ間の隙間が残っており、気密性が損なわれている。したがって、ワイヤは、ワイヤの端部間の隙間がワイヤ径の1.5倍以下となるようにすることが望ましい。
(リレーへの応用)
 本発明の接合方法により得られるケーシングは、たとえば耐環境性の高いリレー(接点装置)を作製するために用いられる。図23は、このリレーの構造を示す概略断面図である。図23に示すように、金属キャップ21と金属ベース22をワイヤ25により抵抗溶接したケーシング内にはリレーの接点機構41が封止されており、当該ケーシングの下にはリレーの接点駆動機構42が設けられている。
 金属キャップ21の天井部下面には、セラミック製の絶縁プレート44がロウ付けされている。金属キャップ21の天井部と絶縁プレート44にあけた孔には、一対の固定接点45a、45bが気密性を持たせた状態で挿通されている。また、金属ベース22の下面にはヨークベース50が気密的に接合されており、金属ベース22及びヨークベース50にあけた孔には、シャフト47が上下にスライド可能に挿通されている。ケーシング内において、シャフト47の上端には金属製の接点台48が保持されており、接点台48の上面には、固定接点45a、45bに対向させて一対の可動接点49a、49bが固設されている。接点台48の下面と金属ベース22の間にはバネ51(引張バネ)が配設され、接点台48はバネ51の弾性力によって下方へ付勢されている。また、ケーシング内において、固定接点45a、45bと可動接点49a、49bの周囲にはマグネット46が設けられている。
 ヨークベース50の下面には、金属板を絞り加工して作製された円筒状の容器54が設けられている。容器54は上端面で開口しており、開口の周囲に形成されたフランジをヨークベース50の下面に気密的に接合されている。シャフト47の下部は、容器54の中心に位置している。容器54内の上部において、ヨークベース50の下面には固定鉄心52が固定されており、シャフト47は固定鉄心52の中心をスライド自在に挿通している。また、容器54内の下部において、シャフト47の下端には可動鉄心53が固定されている。容器54の外側には、容器54を囲むようにしてコイル55が設けられており、その外側にはヨーク56が設けられている。また、このリレーの全体は、外装ケース43内に納められている。
 図23のリレーにおいては、各接点及び駆動機構は、金属キャップ21、金属ベース22、ヨークベース50及び容器54によって気密的に封止されており、リレーの駆動部分は、コイル55により発生する磁気回路によって外部から操作される。
 すなわち、容器54の外部にあるコイル55に通電してコイル55を励磁すると、磁化された可動鉄心53が固定鉄心52に吸着され、それによってシャフト47及び接点台48がバネ51の弾性力に抗して上方へスライドする。この結果、可動接点49aが固定接点45aに圧接し、また可動接点49bが固定接点45bに圧接し、接点台48を通して固定接点45a、45bどうしの間が電気的に閉じられる。反対に、コイル55をオフにして消磁させると、バネ51の弾性力によって接点台48が下方へ移動し、可動接点49a、49bがそれぞれ固定接点45a、45bから離れ、固定接点45a、45b間が電気的に開かれる。
 よって、このようなリレーによれば、接点部分がケーシング内に封止されており、腐食性ガスなどによって接点部分が侵されるのを防ぐことができる。また、冷却効果を持つガスを封止することで、接点間に発生するアークを消弧しやすくすることができる。
 線材とは、一般に引抜加工によって得られた細い金属線,特にワイヤを指すことが多いが、本発明における線材は、このようなものに限らず打抜き加工などの加工方法によって得られた細い線状の金属部材であってもよい。打抜き加工によって細い幅の環状をしたものを作製すれば、継ぎ目のない環状の線材を用いることができる。

Claims (16)

  1.  第1の金属部品と第2の金属部品が、両金属部品の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する接合部材により接合されていることを特徴とする金属部品どうしの接合構造。
  2.  前記接合部材の導電率が30%IACS以下であることを特徴とする、請求項1に記載の金属部品どうしの接合構造。
  3.  接合前における前記接合部材は、線材であることを特徴とする、請求項1に記載の金属部品どうしの接合構造。
  4.  前記第1の金属部品と前記第2の金属部品の接合面は、いずれも、平面であることを特徴とする、請求項1に記載の金属部品どうしの接合構造。
  5.  接合前における前記接合部材の幅が、前記第1の金属部品と第2の金属部品の接合面の幅の1/5以下であることを特徴とする、請求項1に記載の金属部品どうしの接合構造。
  6.  前記第1の金属部品の接合面と前記第2の金属部品の接合面のうち少なくとも一方はバレルメッキされていることを特徴とする、請求項1に記載の金属部品どうしの接合構造。
  7.  前記第1の金属部品の接合面と前記第2の金属部品の接合面のうち少なくとも一方は、メッキされていない面であることを特徴とする、請求項1に記載の金属部品どうしの接合構造。
  8.  第1の金属部品の接合面と第2の金属部品の接合面の間に、両金属部品の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する接合部材を挟み込む第1の工程と、
     前記第1の金属部品の接合面と前記第2の金属部品の接合面を前記接合部材によって抵抗溶接する第2の工程と、
    を有する金属部品どうしの接合方法。
  9.  前記接合部材として線材を用いることを特徴とする、請求項8に記載の金属部品どうしの接合方法。
  10.  前記接合部材は端を有する線材であって、前記第1の工程においては、前記第1の金属部品と前記第2の金属部品の接合面に沿って環状に延びた状態で挟み込まれることを特徴とする、請求項9に記載の金属部品どうしの接合方法。
  11.  前記第1の工程においては、前記線材の一方端部と他方端部が、前記線材の幅の1.5倍以下の隙間をあけて並行に配置されることを特徴とする、請求項10に記載の金属部品どうしの接合方法。
  12.  前記第1の工程においては、前記接合部材の一方端面と他方端面が突き合わされることを特徴とする、請求項10に記載の金属部品どうしの接合方法。
  13.  前記接合部材は、端を有しない閉じた線材であることを特徴とする、請求項9に記載の金属部品どうしの接合方法。
  14.  前記線材の幅が、前記第1の金属部品と第2の金属部品の接合面の幅の1/5以下であることを特徴とする、請求項9に記載の金属部品どうしの接合方法。
  15.  前記第1の工程において、前記線材は、前記第1の金属部品又は前記第2の金属部品に仮止めされていることを特徴とする、請求項9に記載の金属部品どうしの接合方法。
  16.  第1の金属部品と第2の金属部品とで形成される空間の内部に接点を配置した接点装置において、
     前記第1の金属部品と前記第2の金属部品が、両金属部品の融点に対して-150℃以上+150℃以下の範囲の融点を有する接合部材により接合されていることを特徴とする接点装置。
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