JPH0325912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、被接合材を熱圧接して接合する熱
圧接用電極に関する。

（従来の技術） 被接合材の接合部分を熱圧接して接合する熱圧
接用電極として、高抵抗、高融点の金属、例えば
タングステン（Ｗ）、モリブテン（Mo）、タンタ
ル（Ta）等からなる電極が知られている。この
電極では、電極自体が抵抗発熱するので、被接合
体として銅、銅合金等導電性に優れたものでも、
すなわち被接合材の抵抗発熱による抵抗溶接では
不向きとされていたものでも何ら支障なく接合す
ることが可能である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記電極を使用して被接合材、例えば電線の導
体を接合するには、第３図に示すように、銅合金
製の電極ホルダー２０，２１の端部にそれぞれ電
極１００，１１０を互いに対向するようにして取
付け、そしてこれら電極１００，１１０間に電線
３０の接合部分３１をセツトして、この接合部分
３１を電極１００，１１０によつて挟んだ状態で
加圧する一方（大体200Kg〜300Kg程度）、電極１
００，１１０間に通電し、電極１００，１１０自
身を抵抗発熱させてその熱で接合部分３１を接合
することが考えられる。

上記接合に際し、接合部分のうち電極１００，
１１０の角部１０１，１１１側の部分（第３図中
点線で囲まれた部分）は、ちようど電極１００，
１１０に当接した熱影響部分と電極１００，１１
０から外れた非熱影響部分との境界になる。しか
し、この境界部分にあつては、一方の熱影響部分
が高温となるのに対し、他方の非熱影響部分では
それほどではない為に、両者の間に大きな温度差
が生じこのため境界部分にストレスが集中し易
く、接合後にこの部分の機械的強度が低下する問
題があつた。

この発明は上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、
接合操作時に被接合材にストレスが集中せず、被
接合材の機械的強度および接合の信頼性を低下さ
せるようなおそれのない熱圧接用電極を提供する
ことである。

［発明の効果］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためこの発明では、互いに
対向する一対の電極間に被接合材を配置し、前記
電極を被接合材に圧接すると共に、これに通電す
ることにより、前記被接合材を接合する熱圧接用
電極であつて、前記各電極の左右両外側面にセラ
ミツク製の押圧板を密接して取付けてなり、かつ
前記押圧板の前記被接合材との当接端面を、両外
側に向かつてなめらかな円弧状またはテーパ状に
形成したことを特徴としている。

（作用） 押圧板はセラミツク製で、絶縁性と断熱性を有
しており、接合操作時に電極間に通電しても、電
極のみが抵抗発熱によつて温度上昇するのに対
し、押圧板は電極に接する内面側部分が加熱され
て僅かに温度上昇し、外気に接する外面側部分は
外気の温度とほぼ等しい。すなわち、押圧板の部
分で温度勾配が生じ、熱影響部と非熱影響部との
境界部分にストレスが集中するのを緩和すること
が出来る。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

第１図及び第２図はこの発明の熱圧接用電極の
一例を示すもので、図中符号１０，１１は、例え
ばタングステン（Ｗ）、モリブテン（Mo）、タン
タル（Ta）等からなる電極で、銅合金製の電極
ホルダー２０，２１の端部に互いに対向するよう
に取付けられているが、ここで重要な点は、その
側面にセラミツク製の押圧板４０が取付けられて
いる点である。

この実施例では、第２図に示すように押圧板４
０の内面側にはあり溝４０ａが形成され、また電
極１０，１１の外側面にはあり１０ａ，１１ａが
形成されていて、これらあり溝４０ａとあり１０
ａ，１１ａとの係合を介して押圧板４０が電極１
０，１１の左右両外側面に着脱自在に取付けられ
ている。

また、押圧板４０の被接合材３０に当接する端
面４０ｂは、両外側に向かつてなめらかな円弧状
に形成されている。

なお、押圧板４０の被接合材３０に当接する端
面４０ｂは、外拡がりのテーパ状に形成すること
もできる。

このように電極１０，１１の左右両外側面にセ
ラミツク製の押圧板４０を取付けると、電線等の
被接合材３０の接合に際し、電極１０，１１に接
する熱影響部と電極１０，１１から外れた非熱影
響部との境界部分にストレスが集中するのを緩和
することが出来る。

すなわち、被接合材３０の接合部分３１を電極
１０，１１間に挟み込んだ状態で加圧する一方、
電極１０，１１間に通電すると、電極１０、１１
のみが抵抗発熱により温度上昇するが、押圧板４
０はセラミツク製であり、絶縁性と断熱性を有し
ているために抵抗発熱せず、電極１０，１１に接
する内面側の部分が電極１０，１１によつて加熱
されて僅かに温度上昇するだけで、外気に接する
外面側の部分は外気の温度とほぼ等しい。換言す
ると、接合操作時に、押圧板４０の内部では温度
勾配が生じ、熱影響部と非熱影響部との間で温度
が急激に変化しないように緩和している。従つ
て、両者の境界部分に生じるストレスが緩和され
る。

一方、電極１０，１１についてみると、抵抗発
熱による熱は押圧板４０により外部に放熱するこ
となく接合部分３１に効率良く伝わり、確実な接
合が行える。

従つて、接合後に接合部分３１の機械的強度が
低下するような問題がなくなり、接合の信頼性を
向上させることが出来、また接合作業能率を向上
させることができる。

以下に試験例を挙げて、本発明の構成および効
果についてさらに説明する。

（試験例） サイズ：AVS（自動車用薄肉型低圧電線）断面
積0.5mm²（素線径0.32mm×７本撚り）の銅電線に
ついて、第１図および第２図に示した本発明の熱
圧接用電極を用いて熱圧接した。

すなわち、電極のサイズを全幅：10mm×全奥行
き長さ：３mm×全高：10mm、セラミツク製押圧板
の幅を３mm、奥行き長さを３mm、同じく高さ７
mm、同じく電線との当接端面を両外側に向かつて
１mmのテーパ状とし、熱圧接に際しては圧力：
200Kg／mm²、電流：6100A、時間：0.5秒の条件を
採用した。

上記条件にて熱圧着した電線について、接合部
の両側から平行な引張力を加えた場合に、切断す
るまでの固着力（引張破断強度）を測定した結
果、100シヨツトの平均で14.25Kgｆとすぐれた値
を示した。

また、５シヨツトにおける変動係数（引張破断
強度のバラツキ）を評価した結果は、1.54％であ
り、バラツキの少ない確実な接合が得られた。

一方、比較のために、上記セラミツク製押圧板
の使用を省略し、電極のサイズを全幅：４mm×全
奥行き長さ：３mm×全高：10mmとして、上記と同
様の条件で電線の接合を行つた結果、接合電線の
固着力（引張破断強度）は、100シヨツトの平均
で12.39Kgｆと上記本発明に比較して劣るばかり
か、５シヨツトにおける変動係数（引張破断強度
のバラツキ）も、4.36％とバラツキが大きく、接
合の信頼性を欠く結果であつた。

以上の結果から明らかなように、本発明におけ
るセラミツク製押圧板の採用による効果はきわめ
て顕著である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の熱圧接用電極に
よれば、その左右両外側面に、被接合材との当接
端面が両外側に向かつてなめらかな円弧状または
テーパ状のセラミツク製の押圧板を着脱自在に取
付けているので、接合操作時に被接合材にストレ
スが集中せず、機械的強度を低下させるようなお
それがない。また、電極の熱が外部に放熱しない
ことから、確実な接合が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例を示す
もので、第１図は側面図、第２図は電極部分の平
面図であり、また第３図は従来技術を示す側面図
である。 １０，１１……電極、４０……押圧板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに対向する一対の電極間に被接合材を配
   置し、前記電極を被接合材に圧接すると共に、こ
   れに通電することにより、前記被接合材を接合す
   る熱圧接用電極であつて、前記各電極の左右両外
   側面にセラミツク製の押圧板を密接して取付けて
   なり、かつ前記押圧板の前記被接合材との当接端
   面を、両外側に向かつてなめらかな円弧状または
   テーパ状に形成したことを特徴とする熱圧接用電
   極。