JPH0195868A

JPH0195868A - 絶縁皮膜電線と端子の接合方法

Info

Publication number: JPH0195868A
Application number: JP62253705A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukumaki; 服巻　孝; Mitsuo Nakamura; 中村　満夫; Satoshi Ogura; 小倉　慧; Takao Funamoto; 舟本　孝雄; Kazuyoshi Terakado; 一佳寺門
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-04-13
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: EP0314319B2; DE3864375D1; EP0314319A1; JPH0714552B2; EP0314319B1; US4902867A; KR920006436B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は絶縁皮膜のままの電線を導体端子に一括接合し
、且つ、金属的接合を得るのに好適な接合方法に関する
。

〔従来の技術〕

絶縁皮膜電線と（以下電線と呼ぶこともある。）と端子
とを接続する方法は、特公昭５０−１８９４０号及び特
公昭５６−２８３５５号公報に見られるように、熱圧着
方式が用いられている。すなわち、電線が絶縁皮膜で覆
われているため通電されない。そこであらかじめ成形し
た導体端子のＵ字溝に電線を入れ、それを上電極と下電
極とではさみ加圧して電極に電流を流すことによってＵ
字端子が発熱し、その熱で絶縁皮膜を炭化させて電線と
接続している。つまり、抵抗溶接機を用いているので通
電時間も短かく金属的接合はできない。その補助として
加力によるかしめを利用した接続になっている。

このように機械的なかしめ接続であるため、疲労強度並
びに長期使用に際し電気的特性が著しく低下する欠点が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は金属的接合の点について考慮されておら
ず、そのため、機械的な接続強度、振動並びにそれに伴
う電気的特性にも問題があった。

つまり、絶縁皮膜を取り除くのが大きな狙いであり、金
属的接合迄至っていない。そこで絶縁皮膜が炭化すると
きに同様に溶融する接合助剤が接合近傍に存在するなら
ば、絶縁皮膜が除去されて清浄面が露出したＣｕ線にぬ
れ、反応して金属的接合が達成されるものと考えた。そ
して、絶縁皮膜の種類と接合助剤について種々検討した
ところ、例えば、ＡＩＷに対しては６００℃〜７００℃
で溶融するＳｎ入りりん銅ろう、ＢＡｇ−１並びにＢＡ
ｇ−２等が適していることを見い出した。

すなわち、本発明は絶縁皮膜の炭化温度（または剥離温
度）に合せた接合助剤を付着させ、絶縁皮膜の剥離と同
時に金属的接合を行うものである。

本発明の目的はこの様な金属的接合を行うことにより、
信頼性の高い導体となり、高い接合強度及び耐振性をも
ち、かつ、−括接合できる方法、並びに、接合体を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は絶縁皮膜電線をＵ字形状の端子間に装填し、両
端子間に加圧しながら電流を流して絶縁皮膜電線と端子
を接合する方法において、予め絶縁皮膜電線の接合面、
又は、端子に接合助剤を付着させ、通電加熱時に絶縁皮
膜の除去と共に接合助剤が溶融して金属的接合が得られ
ることを特徴とする絶縁皮膜電線と端子の接合方法であ
る。そして、その接合助剤は絶縁皮膜の除去温度に合せ
て選択されたもの付着することによって成し得る。

そして例えば、耐熱性の高いＡＩＷを端子と接合する場
合には、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐ、Ｚｎ。

Ｃｄ及びＡｕ元素から選ばれた６００℃〜７００℃の溶
融温度の成分から成る接合助剤を用いることによって好
ましい接合継手を得る。また、耐熱性の低いＰＥＷを端
子と接合する場合にはＰｂ。

Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｂ及びＡｕ元素から選ばれた２８
０℃〜４００℃の溶融温度をもつ成分からなる接合助剤
を用いることによって本発明は達成される。

〔作用〕

本接合装置として抵抗溶接機を用いるのは、加熱と加圧
が同時にでき、しかも、短時間で接合ができることによ
る。そしてほとんどは大気中で接合されるため、接合時
間は短かければ短い程、酸系との反応が少ないため良好
な継手が得られる。

また、抵抗溶接機は接合部の信頼性をより高めるために
二段加熱、加圧方式を採用することが好ましい。

つまり、最初の一段目は絶縁皮膜を炭化させ接合助剤を
溶融させるための加熱、加圧であり、その後続いて二段
目で炭化した絶縁皮膜を接合面外へ排出させると同時に
接合助剤が十分に電線と端子にぬれる現象と、そして余
分な接合助剤を排出させて金属的接合を得るものである
。

この時に使用する接合助剤は絶縁皮膜の種類によって選
択する必要がある。というのは皮膜の炭化温度が高いも
のに対し、低い融点の助剤を付着させておいても、皮膜
が炭化する前に助剤が溶は加圧のため排出され、金属的
接合の役割を果たせない。むしろ、端子との余分な反応
が促進され、曲げ部分が割れる恐れも出てくる。また、
逆に融点の高い接合助剤を用いると溶融されずに良好な
接合は期待できない。すなわち、絶縁皮膜と接合助剤は
ほぼ同様な融点が必要であることが分る。

例えば、ＰＥＷ（ポリイミド線）に対しては約３００℃
のＰｂ−８ｎ系、Ａ　ｕ　−Ｓ　ｎ系等の接合助剤の適
用が良い。また、ＡＩＷ（アミドイミド線）に対しては
、６００〜７００℃の融点をもつもの、例えば、１５％
Ａｇ、３．５　　％Ｐ、９．５％Ｓｎ、０．５　　％Ａ
　ｕ　＋残Ｃｕ（りん入り銀ろう、溶融温度：約６００
℃）、４５％Ａｇ、１６％Ｚｎ、−２４％Ｃｄ、残Ｃｕ
（銀ろう、溶融温度：約６２０℃）、５６％Ａｇ、１７
％Ｚｎ、５％Ｓｎ残Ｃｕ（銀ろう、溶融温度：約６５０
°Ｃ）等の成分のものが適用される。中でもりん入り銀
ろうはフラックスが不要なために接合後の洗浄をする必
要がなく、経済的である。

一方、端子の材料は種々考えられるが、黄銅、軟鋼、Ｓ
ＵＳ鋼等が適用できる。しかし、接合助剤との組合せを
考え合せ、黄銅の場合はりん入り銀ろう材が好ましく、
軟鋼、及び、ＳＵＳ鋼の端子の場合は銀ろうの成分を適
用する必要がある。

これらの助剤の付着の方法は一般的なやり方で良い。粉
末をペースト状にして塗布する、溶射による吹付、また
は、箔をくるませるか、もしくは端子に予めクラッドさ
せておく等種々の方法が適用可能である。

〔実施例〕

以下かかる本発明の絶縁皮膜電線と導体端子との接合方
法とその接合体について説明する。

基本的な接合方法を第１図に示す。（ａ）は組立て状態
を示したもので上電極１と下電極２の間に導体端子３を
はさみ、絶縁皮膜電線を装填する導体端子の内側に接合
助剤４を予め付着させておく。そこへ絶縁皮膜電線５を
装填する。絶縁皮膜電線は絶縁皮膜６とＣｕの心線７か
ら成っている。

この場合は加圧力Ｐ及び対電電流■は零である。

（ｂ）は第一段の通電加熱、加圧状態を示したもので、
まず導体端子が加圧Ｐされ、それに伴い電流■が流れ端
子が加熱される。それに伴い絶縁皮膜が炭化される。加
熱温度は絶縁皮膜の炭化より少し高めに加熱し、その時
、同時に、接合助剤４も溶融する。そして端子３と心線
７にぬれ金属的接合が一部進む。

（Ｑ）は第二段の通電加熱、加熱状態を示したもので、
接合助剤のぬれ性が更に進み、そして炭化された絶縁皮
膜は余った接合助剤の排出とともに接合面外へ排出され
る。この段階の終了で導体端子３と絶縁皮膜が破れたＣ
ｕの心線７とが金属的接合８（治具的接合とも言う）が
達成される。

〈実施例１〉導体端子３にＢｓＰ３，５９．０〜６２．０％Ｃｕ、残
Ｚｎを絶縁皮膜電線５にはＡＩＷを、接合助剤４にはＳ
ｎ入りりん銅ろう、１５％Ａ　ｇ　＋３．５％Ｐ、　９
．５％Ｓｎ、　０．５％Ａｕ、残Ｃｕ（溶融温度：約６
００℃）をペースト状にして付着し通電加熱、加圧によ
る抵抗溶接機を用いて接合した。

〈実施例２〉導体端子３にＮｉめつきを施した５ｐｃｃ、冷間圧延鋼
板を、絶縁皮膜電線５にはＡＩＷを、接合助剤４にはＢ
Ａｇ−７，５６％Ａｇ、１７％Ｚｎ、５％Ｓｎ、残Ｃｕ
（溶融温度：約６５０℃）の５０μｍ箔を配置し通電加
熱、加圧による抵抗溶接材を用いて接合した。

〈実施例３〉導体端子３に実施例１と同じＢＳＰ３を、絶縁皮膜５に
はＰＥＷを、接合助剤には低温ろう材の５％Ｓｎ、残ｐ
ｂ（溶融温度：約３２０℃）を溶融めっきで導体端子３
に皮膜したものを組合せて同様に通電加熱、加圧の抵抗
溶接機により接合した。

〈比較例１〉実施例１の組合せで、Ｓｎ入りりん銅ろうの接合助剤を
付着させないものを同様に抵抗溶接機を用いて接合した
。

〈比較例２〉実施例２の組合せで、ＢＡｇ−７の接合助剤の箔を配置
しないものを同様に抵抗溶接機を用いて接合した。

以上の実施例及び比較例で接合、接続した接合体につい
て引張試験を実施した。引張試験は端子より出ている上
部の電線はくびれの効果がでるので切断して出来るだけ
真の接合強度が見られるようにして試験した。その結果
、接合助剤を用いない、つまり、比較例の接合体は接合
箇所からぬける。すなわち、強度的には十分ではない値
を示した。それに対し本発明の接合助剤を使用した接合
体は、実施例のいずれの場合にも電線から破断し、接合
箇所は健全であり、高い接合強度を示した。

また、接合部の接合状態を顕微鏡組繊で観察したところ
比較例のものは、端子と電線の接合界面に接合不良の黒
い線が観察され、金属的接合は見られなかった。それに
対し本発明のいずれのものも、接合界面には接合助剤が
数μｍ存在し、端子と電線が接合助剤を介して金属的接
合されている様子が観察された。なお、実施例３で用い
たｐｂ−５％Ｓｎの接合助剤のものは、接合界面にはＳ
ｎが両母材と反応した層が存在し、ｐｂは接合界面には
存在しなかった。つまり、端子及び電線と反応し難いｐ
ｂは、加圧力により接合面外へ排出されていた。この界
面は最初の接合助剤の溶融温度的３２０℃より高い溶融
温度に変化していることも確認され耐熱性も向上するこ
とが分った。

そして前述した引張試験で本発明の接合体のものが安定
した強度をもつのは、接合助剤を介して金属的接合（又
は、冶金的接合とも呼ぶ）が十分達成されていることが
大きな要因である。また、この状態は電気的にも非常に
電気抵抗の低い安定した数値を示すことも分った。

その他の導体端子としてＳＵＳ系、浄白糸等のもの、接
合助剤として絶縁皮膜の炭化温度に合せたものを選択し
て使用すると良好な接合が行われ、その接合体は金属的
に接合した長時間にわたる使用に際しても安定なものと
なる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、金属的接合が得られるので接合強度に
優れた、電気的にも低い抵抗値を示し長期間にわたり導
電体として安定して使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的実施例を示す断面図及び通電加
熱加圧による通電電流と加圧力を模式的に示した図であ
る。１・・・電極、２・・・電極、３・・・導体端子、４・
・・接合助剤、５・・・絶縁皮膜電線、６・・・絶縁皮
膜、７・・・Ｃｕの心線、８・・・金属的接合、Ｐ・・
・加圧力、■・・・電流、１図（ｂン　　　　　　　　（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】１、絶縁皮膜電線をＵ字形状の端子間に装填し、両端子
間に加圧しながら電流を流して前記絶縁皮膜電線と前記
端子を接合する方法において、予め前記絶縁皮膜電線の
接合面又は前記端子に金属からなる接合助剤を付着させ
、通電加熱時に絶縁皮膜を除去し、前記接合助剤を溶融
して金属的接合を得ることを特徴とする絶縁皮膜電線と
端子の接合方法。２、特許請求の範囲第１項において、前記接合助剤として前記絶縁皮膜の除去温度に合せて選
択されたものを付着することを特徴とする絶縁皮膜電線
と端子の接合方法。３、特許請求の範囲第２項において、前記接合助剤がアミドイミド系絶縁皮膜電線の場合には
Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐ、Ｚｎ、Ｃｄ及びＡｕ元素から選
ばれた６００℃〜７００℃の溶融温度をもつ成分から成
ることを特徴とする絶縁皮膜電線と端子の接合方法。４、特許請求の範囲第２項において、前記接合助剤がポリイミド系絶縁皮膜電線の場合には、
Ｐｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｓｂ及びＡｕ元素から選ばれ
た２８０℃〜４００℃の溶融温度をもつ成分から成るこ
とを特徴とする絶縁皮膜電線と端子の接合方法。