JPH10508432A - コイル巻線のコンタクトのための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、コイル巻線のコンタクトのための方法及び装置に関する。本発明では巻線の端部区間が複数のターンを用いてコネクティングピン（１０）の端部区間（１１）を巻回しており、この端部区間にまず滴状の無融剤軟質ハンダ（１４）を付着させ、その後で相互に対向している２つの電極（２,３）間に配設する。この電極の間で所定の強さと持続時間のアーク放電によって軟質ハンダを溶融させ、巻線とコネクティングピンを接触させる。これによって巻線端部の無融剤軟質ハンダ付けがコイル体（８）とコネクティングピン（１０）の比較的僅かな熱負荷のもとで達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 コイル巻線のコンタクトのための方法及び装置 本発明は、複数のターンを用いて巻線の端部区間をコネクティングピンの端部 区間の回りに巻回させ、その後で前記コネクティングピンを無融剤軟質ハンダと 接触させ、該軟質ハンダを最終的に無接触の熱供給によって保護ガス下のもとに ハンダ付け温度で溶融させる形式の、コネクティングピンとコイル巻線のコンタ クトのための方法及び装置に関する。 例えばリレーコイルの製造の際に不都合なハンダの溶融流出やかたまり等を避 けるために、欧州特許出願公開第０６５１４０７号明細書では、無融剤軟質ハン ダを保護ガス下で溶融するようにした、軟質ハンダを用いた接続手法が開示され ている。ここでは有利な手法として既に公知のＴＩＧ溶接(タングステン不活性 ガス溶接)に類似した不活性ガスを用いたアーク放電式ハンダ付けも提案されて いる。この場合は溶接手法のようにコンタクトピン自体が巻線と共に溶融される のではなく、アーク放電の選定によって軟質ハンダのみが液状化されるように行 われる。このようにしてコイル体と巻線に対する熱負荷が大幅に軽減されている 。 前記ＴＩＧソルダリングの場合では、コネクティン グピンと対抗電極との間でアーク放電が点弧される。この場合小型リレー用のコ イルに厚さ１ｍｍ以下（例えば０.２〜０.４ｍｍ）のコネクティングピンが使用 される場合にはいずれにしても問題が生じる。そのようなコネクティングピンで はコイル寸法と固有の断面も相応に小さいためにコンタクトが非常に困難である 。とりわけ通常のＴＩＧ電流源のもとで使用される例えば１Ａの最小電流ももは や導電させることができない。 それ故に本発明の課題は、ＴＩＧアーク放電ソルダリングにおいて、コイルコ ネクティング部が最小サイズであっても最小の熱負荷で簡単にソルダリングが可 能となるように改善を行うことである。 上記課題は本発明により、コネクティングピンの巻回された端部区間を相互に その先端が対向している２つの電極近傍に配設し、該２つの電極間でアーク放電 を発生させ、該アーク放電の強さとアーク持続時間を軟質ハンダの溶融特性にマ ッチングさせることによって解決される。 本発明によればいわゆる非転移形アーク放電を用いて処理されるために、すな わちアーク放電がコネクションピン自体ではなく、そこから離れた２つの電極間 で点弧されるために、軟質ハンダが放電熱に基づいて溶融される。つまりコネク ションピン自体とのコンタクトは全くない。なぜならコネクションピン自体はア ーク放電の点弧に係わっておらず、対向電極に対して正確な間隔調整を行う必要 がない。２つの電極自体は一度だけ相互に正確な間隔で設定されて、電力供給部 に接続される。これに対して個々のコイルのコネクションピンは、アークが新た に再点弧される前において通過時に２つの電極に接近させるだけである。有利に はコネクションピンの端部が２つの電極先端間において、電極先端間を結ぶ接続 ライン上にほぼ面一になるようにおかれる。電極自体は、相互にほぼ０°〜１８ ０°の範囲の角度下におくことができる（電極の並列配置もしくは同一ライン上 の配置）。有利には、電極は相互に約１３０°の角度で配置される。 欧州特許出願公開第０６５１４０７号明細書から公知の方法では、軟質ハンダ が例えば短時間のコネクションピンの浸漬ハンダ付けによって被着され、その後 で別の作業工程においてもう一度アークによって溶融される。つまりこの場合は ２つの作業工程が必要とされるが、ここではハンダが２つの工程間で冷めてしま い、場合によってはわずかながら酸化の危険にさらされる。また別の実施形態と して、軟質ハンダをワイヤ形状にしてコネクションピンと接触させ、このワイヤ 端部をアーク放電を用いて溶融する手法も提案されている。しかしながらこの場 合はワイヤを各ハンダ付け工程の後で引き戻し、溶融された端部を再び凝固させ る必要がありここでも酸化の危険性は避けられない。 欧州特許第０４７８１６１号明細書からは、ノズルヘッドを備えたハンダ付け 装置が公知である。この装置ではハンダ付用フラックスがノズルヘッド内の熱源 によって溶融され、液化状態で開放端部を介して保護ガス下のもとに目標表面へ 被着される。しかしながらこの場合も本来のハンダ付け過程に対するノズルヘッ ドが従来方式で加熱されるハンダチップを含むため、従来の付加的なフラックス が必要とされる。 本発明による方法では、ハンダ付けを唯１つの作業工程で実施し、その間の凝 固の心配や酸化の危険性を伴うことなく有効なハンダ付けを実施できるようにす るために、有利には、軟質ハンダが液化状に排出される加熱チューブを介して保 護ガス雰囲気の領域内でコネクションピンに付着され、その後でコネクションピ ンがアーク放電によって加熱される。これにより軟質ハンダはコネクションピン 上の巻線端部区間のジョイント領域に流入する。 このようにして軟質ハンダは、加熱チューブを介して既に液状化した形で保護 ガス領域内へもたらされ、アーク放電の短時間の点弧によって加熱される。それ により巻線結合部のジョイント領域への溶融ハンダの細い流入が達成される。既 に前述したようにこの場合はアーク放電によって巻線ワイヤの絶縁被覆剤も焼灼 されるので良好なコンタクト状態が形成される。無融剤軟質ハンダはこの場合ワ イヤ形状で加熱チューブに 挿入され、通過期間中に溶融される。この場合はハンダの溶融温度を僅かに上回 る温度で十分である。 有利にはコネクティングピンの巻回された端部区間が、相互にその先端が対向 している２つの電極近傍に配設され、それらの間でアーク放電の点弧が行われる 。このようにしてコネクティングピン自体は、完全にコンタクトされなくなり、 コネクティングピンがアーク放電の点弧に係わることがないので、対向電極に対 して正確な間隔調整を行う必要がなくなる。この場合２つの電極自体は、一度だ け相互に正確な間隔に設定されて電流給電部に接続される。それに対して個々の コイルのコネクティングピンは、アーク放電の新たな再点弧の前において、通過 時に２つの電極に近づけるだけである。有利にはこのコネクティングピンの端部 は２つの電極先端間で次のようにおかれる。すなわち２つの電極先端間を結ぶラ イン上にほぼ面一になるようにおかれる。 本発明による方法を実施するための装置は、有利にはコネクティングピンを備 えたコイル体のための収容部と、棒状の２つの電極を電極間で所定の角度及び所 定の間隔で把持するための支持体と、２つの電極先端領域に保護ガスを供給する ためのフロー装置と、２つの電極先端に対して収容部内にあるコイル体のそれぞ れ１つのコネクティングピンを所定の間隔で位置付けする位置付け装置と、２つ の電極に対して所定の強さ 及び持続時間のアークを発生させるための電流供給装置とを有している。 本発明の構成によれば有利には、前記装置が液状化された軟質ハンダをハンダ 領域に供給するための付加的な加熱チューブを有している。この場合電極の少な くとも１つが加熱チューブの出力側に所定の間隔で対向している。別の有利な構 成例によれば、軟質ハンダ供給のための加熱チューブが保護ガス供給開口部内に 同心的に配設される。 次に本発明を図面に基づき詳細に説明する。 図１は、アーク放電式ハンダ付け装置の概略図である。 図２は、図１の装置に比べて僅かに変形されたコネクションピンと電極先端の 詳細図である。 図３は、図１に対する変形実施例としてのアーク放電式ハンダ付け装置が示さ れている。 図１に示されているアーク放電式ハンダ付け装置は、部分的に示されている２ つの電極２,３の支持体１を有している。これらの電極は支持体１内に絶縁され て固定され、電流源４に接続されている。高周波パルスを用いて電極先端間でそ の都度短時間のアーク放電５が点弧される。このアーク放電の強さと持続時間は 、溶融すべきコイルジョイント部に応じて設定される。この制御装置は、従来の 溶接電流供給部に受継がれるものなのでここでの詳細な説明は省く。アーク放電 の 生じる方向にはフローチャネル６とガスフィルタ７を介して保護ガス（例えばア ルゴンか又は５％の添加水素（Ｈ₂）を含有するアルゴン）が吹き込まれる。 本発明による保護ガスを用いたハンダ付けに対してはコイル体８（図ではコイ ル体の比較的小さなフランジ部分しか示されていない）が処理のために収容部９ 内で移動される。コイル体８にはコネクティングピン１０が埋め込まれている。 コネクティングピン１０の端部区間１１にはコイル巻線の端部区間１２が複数の ターンを用いて巻回されている。コネクティングピン１０の自由端部１３には所 定量の無融剤軟質ハンダ１４が被着される。これは本発明によれば有利には端部 区間１２の浸漬ハンダ付けによって行うことができる。その温度は、軟質ハンダ の融点を僅かに上回る。この軟質ハンダ１４は液状化されて図１に示されている ように滴状にコネクティングピン１０の自由端部１３に付着される。ここにおい てコイル体８は収容部９によって次のように位置付けされる。すなわちコネクテ ィングピン１０の自由端部１３が付着した軟質ハンダ１４と共に２つの電極２及 び３の端部間におかれるように位置付けされる。それによりアーク放電５の点弧 の際にはその加熱放電領域におかれるものとなる。このアーク放電によって軟質 ハンダ１４は溶融され、コネクティングピン１０と巻回された巻線１２端部区間 との間で信頼性の高いコンタクトが形成される。この 場合はもちろん巻線の絶縁ワニスも溶融される。 図２には２つの電極の配置構成が詳細に示されている。この場合はアノード２ に先端部１５が設けられている。ここではコネクティングピン１０の端部区間１ １の自由端部１３が電極２及び３の端部ないし先端を結ぶライン１６上でほぼ面 一になるように配置される。２つの電極の間の間隔は、試験的配置構成において 約１.５ｍｍ〜２ｍｍの間である。これに対して２つの電極間の角度αは、適用ケ ースに応じてほぼ０°〜１８０°の間で可変である。有利な実施態様ではこの角 度は約１３０°におかれる。実際の試みにおいては、アノードとカソードの間で １Ａのアーク電流と約０．１ｓのアーク持続時間によって良好な結果が得られた 。 図３には図１の変形として、集積されたハンダ供給部を備えたアーク放電式ハ ンダ付け装置が示されている。 ここではフローチャネル６に対して同心的に加熱チューブ１８が支持体１内部 に配設されている。この加熱チューブ１８は例えばモリブデンやクロームニッケ ルなどからなる。この加熱チューブ１８内には上方から例えばＬ−Ｓｎ６０ｐｂ ４０からなる無融剤軟質ハンダ線１９が挿入される。このハンダ線１９はこの実 施例ではスプール２０に巻き付けられている。前記加熱チューブ１８の下方端部 からは軟質ハンダが液状化 されて排出される。この場合温度は約２００℃におかれてもよい。すなわちハン ダ材の融点を僅かに上回る温度におかれてもよい。このチューブ１８の下方端部 ２１は、２つの電極２,３近傍の中央におかれる。 この場合本発明による保護ガスを用いたアーク放電式ハンダ付けのもとではコ イル体８が収容部９を用いて次のように位置付けされる。すなわちコネクティン グピン端部区間１１がチューブ下方端部２１から液状化されて排出される軟質ハ ンダ１９内へ浸漬するように位置付けされる。このコネクティング端部は液状化 された軟質ハンダと共に２つの電極２及び３の間におかれるので、滴形状の軟質 ハンダはアーク放電の点弧の際に２つの電極間でさらに強力に液状化される。そ れによってこの軟質ハンダはコネクティングピン端部区間１１とコイル巻線端部 区間１２巻回部との間のジョイント領域内へ流入し、アーク放電によって絶縁被 覆の剥離された巻線ワイヤがコネクティングピン１０と接触する。この場合アー ク放電の持続時間は有利には０.１秒〜０.１５秒におかれ、溶接電流強度は例え ば１Ａにおかれる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月１１日 【補正内容】 本発明による方法を実施するための装置は基本的に以下に述べるような構造を 有しており、この構造は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第２３０１０９４ 号公報ないしドイツ連邦共和国特許出願公開第２０６３５３５号公報からも公知 である。 すなわちこの装置は、 コネクティングピンを備えたコイル体のための収容部と、 棒状の２つの電極のための支持体と、 ２つの電極先端領域に保護ガスを供給するためのフロー装置と、 収容部内にあるコイル体のコネクティングピンの自由端部をそれぞれ所属の電 極先端に対して所定の間隔で位置付けするための位置付け装置と、 ２つの電極に対して所定の強さと持続時間のアーク放電を発生させるための電 流供給装置とを有している。 しかしながらこの公知の装置では、２つの電極が並列に接続されており、その ため各電極と、対向する各コネクティングピンとの間で２つの並列なアーク放電 が点弧される。そのため既に前述したような問題が伴う。 それ故に本発明による方法を実施するための装置では、２つの電極の先端が相 互に所定の、ゼロとは異なる角度と所定の間隔で対向しており、位置付け装置が 、コネクティングピンを２つの電極先端に対して所定の間隔で該電極間の中央領 域に位置付けするように調整され、アーク放電が電流供給部の相応の切換によっ て前記２つの電極間で点弧されるように構成されている。 請求の範囲 10．コイルのコネクティングピン（１０）の巻線端部（１２）のハンダ付けの ための装置であって、 コネクティングピン（１０）を備えたコイル体（８）のための収容部（９）と 、 棒状の２つの電極のための支持体（１）と、 ２つの電極先端領域に保護ガスを供給するためのフロー装置（６）と、 収容部（９）内にあるコイル体（８）のコネクティングピン（１０）の自由端 部（１３）をそれぞれ所属の電極先端に対して所定の間隔で位置付けするための 位置付け装置と、 ２つの電極（２,３）に対して所定の強さと持続時間のアーク放電（５）を発 生させるための電流供給装置（４）とを有している形式のものにおいて、 前記２つの電極（２,３）の先端が相互に所定の、ゼロとは異なる角度（α） と所定の間隔で対向しており、 前記位置付け装置が、前記コネクティングピン（１０）を２つの電極先端（２ ,３）に対して所定の間隔で該電極間の中央領域に位置付けするように調整され 、 アーク放電（５）が電流供給部（４）の相応の切換によって前記２つの電極（ ２,３）間で点弧されるこ とを特徴とする装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＺ，ＪＰ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のターンを用いて巻線端部区間（１２）をコネクティングピン（１０ ）の端部区間（１１）の回りに巻回させ、その後で前記コネクティングピン（１ ０）を無融剤軟質ハンダ（１４）と接触させ、該軟質ハンダ（１４）を最終的に 無接触の熱供給によって保護ガス下のもとにハンダ付け温度で溶融させる形式の 、コネクティングピン（１０）とコイル巻線のコンタクトのための方法において 、 前記コネクティングピン（１０）の巻回された端部区間（１１）を相互にその 先端が対向している２つの電極(２,３)近傍に配設し、該２つの電極の間でアー ク放電（５）を発生させ、該アーク放電の強さとアーク持続時間を軟質ハンダ（ １４）の溶融特性にマッチングさせることを特徴とする、コイル巻線のコンタク トのための方法。 ２．前記無融剤軟質ハンダ（１４）を、該ハンダの溶融温度を僅かだけ上回る 作動温度でもってコネクティングピン（１０）端部区間（１１）の液状ハンダ領 域への浸漬によって被着する、請求の範囲第１項記載のコイル巻線のコンタクト のための方法。 ３．前記ハンダを予め成形される環状形状でコネクティングピンの端部区間に はめ込み、その後で溶融させる、請求の範囲第１項記載のコイル巻線のコンタク トのための方法。 ４．前記コネクティングピン（１０）の自由端部（１３）をハンダ付けのため に、前記２つの電極（２，３）の端部間で該電極を結ぶライン（１６）上にほぼ 面一になるように配設する、請求の範囲第１項〜３項いずれか１項記載のコイル 巻線のコンタクトのための方法。 ５．軟質ハンダ（１９）を液状化して排出する加熱チューブ（１８）を介して 軟質ハンダ（１９）を保護ガス雰囲気の領域内でコネクティングピン（１０）と 接触状態におき、コネクティングピン（１０,１１）をアーク放電（５）によっ て加熱し、これによって前記軟質ハンダ（１９）を巻線端部区間（１２）のジョ イント領域でコネクティングピン（１１）に流入させる、請求の範囲第１項記載 のコイル巻線のコンタクトのための方法。 ６．前記軟質ハンダ（１９）をワイヤ形状で加熱チューブ（１８）内へ挿入し 、通過期間中に加熱チューブ内で溶融する、請求の範囲第５項記載のコイル巻線 のコンタクトのための方法。 ７．前記加熱チューブ（１８）内の加熱の相応の設定によって前記軟質ハンダ （１９）を排出の際に該ハンダの溶融温度を僅かだけ上回る温度にさせる、請求 の範囲第５項又は６項記載のコイル巻線のコンタクトのための方法。 ８．前記コネクティングピンの巻回された端部区間（１１）を、相互にその先 端が対向している２つの電極（２,３）の近傍に配設し、前記２つの電極（２,３ ）の間にアーク放電（５）を発生させ、該アーク放電の強さと持続時間を、巻線 端部区間（１２）のジョイント領域に前記軟質ハンダ（１９）が流入するように 調整する、請求の範囲第５項〜７項いずれか１項記載のコイル巻線のコンタクト のための方法。 ９．前記コネクティングピン（１０）の自由端部（１１）をハンダ付けのため に、前記２つの電極（２，３）の端部間で１つのライン上にほぼ面一になるよう に配設する、請求の範囲第５項〜８項いずれか１項記載のコイル巻線のコンタク トのための方法。 10．コイルのコネクティングピン（１０）の巻線端部（１２）のハンダ付けの ための装置において、 コネクティングピン（１０）を備えたコイル体（８）のための収容部（９）と 、 棒状の２つの電極を該電極間で所定の角度（α）及び所定の間隔で把持するた めの支持体（１）と、 ２つの電極先端領域に保護ガスを供給するためのフロー装置（６）と、 ２つの電極先端に対して収容部（９）内にあるコイル体（８）のコネクティン グピン（１０）の自由端部（１３）をそれぞれ所定の間隔で位置付けするための 位置付け装置と、 ２つの電極(２,３)に対して所定の強さと持続時間のアーク放電（５）を発生 させるための電流供給装置（４）とを有していることを特徴とする装置。 11．前記電極(２,３)は、相互に１０°〜１８０°の間の角度、有利には約１ ３０°の角度下におかれている、請求の範囲第１０項記載の装置。 12．前記装置は液状化された軟質ハンダ（１９）をハンダ付け領域に供給する ための加熱チューブ（１８）を有し、前記位置付け装置は、収容部（９）内にあ るコイル体（８）のコネクティングピン（１０）をそれぞれ液状化された軟質ハ ンダと、加熱チューブ（１８）の出力側開口部（２１）において接触させる、請 求の範囲第１０項記載の装置。 13．前記加熱チューブ（１８）は、保護ガスの供給チャネル（６）内部に同心 的に配設されている、請求の範囲第１２項記載の装置。