JPS61208802A - 限流素子構成体の成形方法 - Google Patents

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、限流素子構成体の成形方法、詳しくは限流素
子と端子部材との接合を強固にし成形のための工数およ
び部品数の節減を行いながら水密性を向上した品質のよ
い限流素子構成体の成形方法に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

雷サージ過電圧による閃絡の後に引続き流れようとする
続流を阻止するために機器にアークホーンを添設し、該
アークホーンの電極を電圧−電流特性が非直線性の材料
で構成する限流素子に接続することが公知であり、該限
流素子は水分に接すると、その特性が急激に変化するた
めに水密にする必要がある。

このため、従来では、筒状に成形した限流素子の内孔に
、両端にねじを設けた絶縁棒を貫通させ該絶縁棒の両端
のねじに端子部材を螺合することにより限流素子と端子
部材を一体化しその接合部をろう付けし、然る後にこれ
をモールド成形金型に装てんしてその周囲に外套を成形
した限流素子構成体が考案されている。

しかしながら、このものは、限流素子と端子部材との接
合状態が外套モールド成形する際の圧力で変化しないと
云う長所があるが、限流素子を筒状に成形する必要があ
る。両端にねじを設けた絶縁棒が必要である。端子部材
に前記絶縁棒を螺合する雌ねじを設ける必要がある、筒
状限流素子の孔と絶縁棒との間にできる隙間及び端子部
材の雌ねじに絶縁棒のねじを螺合した後にできる間隙に
絶縁物を埋める対策が必要である、などの問題がまた、
限流素子と端子部材とを接合した状態での外形は凹凸が
はげしく、それがために外套成形の厚さが不均等になり
成形後の収縮が不均等になり所謂ヒケが生ずる問題もあ
る。

一方、従来の限流素子構成体の成形方法としては、限流
素子と端子部材との接続状態を維持するために端子棒が
貫通する孔を設けた筒型ケースと筒型蓋体とを螺合一体
化して、その周りに外套をモールド成形するものがある
。　　　゛この方法では、筒型ケースと筒型蓋体とを必
要とし、それを組立てる作業も必要であり、限流素子と
筒型ケース・筒型蓋体との間に空隙が残り尉高電圧特性
を維持する観点から見ると好ましくない、などの問題が
ある。

また、限流素子と端子部材を接合する手段として、限流
素子の接合面にＡ／を溶射した後、そのＡ／溶射面と端
子部材とをろう付け、又は導電性接着剤により接合した
ものもある。

しかしながら、この手段は接合強度が十分に得られず、
外套成形時の圧力で限流素子と端子部材との接合部がず
れるおそれがあり、限流素子構成体の使用場所が柱上で
あるため、風圧によって生ずる微振動で接合状態が悪化
し、寿命を短くするだけではなく、雷サージによりアー
クが発生し絶縁破壊に至る恐れがある。絶縁破壊後は限
流素子に雨水が浸入し最早限流素子の用を足さなくなる
などの問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の問題に鑑み成されたもので限流素子と
端子部オとの接続状態を強固にし、部品数および成形に
必要な工数を少なくし水密性を向上した限流素子構成体
の成形方法を提供することを目的とする。

〔目的を達成するための一手段〕

上記目的を達成するため、本発明の一方法にあっては、
限流素子と端子部材との接合面に、ＰｂとＳｎとを必須
成分とし、さらにＺｎ及び稀土類金属のうち少なくとも
１成分を含有する半田合金を非酸化性ガス雰囲気中で且
つ超音波振動を付与のもとで溶塗し、この溶塗面がｌ接
置するまでにその溶塗面を介して限流素子と端子部材と
を突き合わせて接合し、つぎに、該限流素子および前記
接合部分の周りに外套をモールド成形するものである。

上記半田合金は、例えば重量％表示で必須成分として２
〜９ｓ、ｓ＜のＰｂ及び１〜９７．５％のＳｎを含み、
さらに、０．０５〜ａｏ＜のＺｎと０．１〜１５％の稀
土類金属のうち少なくとも１成分を含有するものである
。

非酸化性ガス雰囲気とは、実質上酸素を含まない雰囲気
を意味し、具体的には窒素、ヘリウム。

アルゴン等の不活性気体、水素等の還元性気体又はこれ
らの混合気体からなる雰囲気を言う。

限流素子と端子部材との接合面への半田合金の溶塗は、
両接合面の少なくとも一方に行なえばよい。

外套をモールド成形することにより、限流素子及び端子
部材との接合部が水密化される。この成形前に、限流素
子及び接合部分の直上周囲に耐熱性で低圧成形可能な樹
脂混和物から成る第１成形層を形成すれば、外套成形前
の素材の外形が滑らかになり、外套成形時の異常収縮を
防止することができ、外套の成形厚さが小となり加硫時
間を短縮することができる。

限流素子と端子部材との突き合わせ時には、半田合金が
溶融していること（凝固する前であること）が必要であ
る。このため、接合部分を予熱して溶融半田合金の急激
な温度低下を防ぐことが好ましい。予熱温度は半田合金
の融点より約３０〜５０℃高（するのがよい。

超音波振動は、半田合金中の空気および接合界面に存在
する半田付は阻害物を除去して接着力を高める役目をし
、１０〜１００　ＫＨｚが好ましい。

また、突合わせ接合後は、接合部を加圧・冷却すると、
接合がより確実かつ円滑に行なわれる。

〔効果〕

この発明は、上記のように構成したので下記の効果を発
揮する。

■　半田合金が限流素子に確実にかつ強固に結合し、こ
の半田を介して端子部材を限流素子に接合するようにし
たので、限流素子と端子部材との接合強度が著しく向上
し、寿命及び耐雷サージ特性が向上する。

■　外套をモールド成形するため、構成体内に空隙が生
じることがなく、コロナ発生の心配がない。

■　部品数工数が少なく安価で良質の限流素子構成体を
得ることができる。

■　外套モールド成形前に、限流素子及び接合部分の直
上周囲に耐熱性で低圧成形可能な樹脂混和物からなる成
形層を形成すれば、外套成形前の素材の外形が滑らかに
なり、外套成形時の異常収縮を防止することができる。

また、その成形層に遮水性のよい樹脂を用い外套に耐ト
ラツキング性のよい樹脂を用いることにより、両持性の
よいものを辱ることかできる。

〔目的を達成するための他の手段〕

また、上記目的を達成するための本発明の他の方法にお
いては、限流素子の端子部材との接合面に、ＰｂとＳｎ
とを必須成分とし、さらにＺｎ及び稀土類金属のうち少
なくとも１成分を含有する半田合金を非酸化性ガス雰囲
気中で且つ超音波振動を付与のもとで溶塗し、この溶塗
面に端子部材をろう付けして限流素子と端子部材を接合
し、つぎに、該限流素子および前記接合部分の周りに外
套をモールド成形したものである。

上記半田合金の溶融状態中にＰｂ−Ｓｎの共晶半田を溶
塗面に接着すると、半田合金のＺｎ及び稀土類金属が共
晶半田に移行する、いわゆる喰われ現象が生じ、限流素
子との接合強度が低下する。

このため、上記半田合金の固溶体域以下の温度になって
から、好ましくは凝固後に共晶半田箔などによりろう付
をすることが好ましい。しかし、共晶半田の溶融によっ
て半田合金が溶融するため、限流素子と端子部材の熱容
量を考慮して共晶半田が溶けて両者を接合し、すぐに固
化するように両者の予熱温度等を設定する。

〔効果〕

この発明は、上記のように構成したので、上記効果■、
　；２）　、＝、ａ）　、■に加え下記の効果を発揮す
る。

■　上記半田合金はＰｂの量が多く凝固する際、固溶体
の状態が長いため、限流素子と端子部材の接合時、両者
を半田合金が完全に固化するまで長時間確実に保持せね
ばならず、仮にずれれば接合強度が極端に低下するが、
ろう付用半田は固溶体の状態が短く、このため保持時間
が短かくてすみ、作業性が向丘する。

■　上記合金半田の溶塗面は薄く、限流素子接合面の凹
凸がその溶塗面に表われるが、ろう付は用共晶半田は接
合層も容易に厚くすることができ、前記凹凸を共晶半田
が埋めた状態で接合がなされるため、接合強度も高くな
る。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

〔実施例１〕 １１は限流素子、１５は黄銅製の鍔でその中央に端子棒
１２の雄ねじ１４を螺合する雌ねじ１３が設けられてい
る。限流素子１１と鍔１５とは約３５０℃に予熱し、両
者を接合する面にはＰｂ−Ｓｎ−Ｚｎを基本成分とし融
点が２９７℃のでラミック用半田合金を窒素ガス雰囲気
中で１２〜３０接合一体化する。この時、第３図に示す
ように、吸熱作用を行なう錘３ｏを被せ、接合部を加圧
してずれないようにするとともに早（凝固させるように
するとよい。接合した鍔１５の中央雌ねじ１３には端子
棒１２端に設けた雄ねじ１４が螺合して端子部材１６を
構成する。

接合一体化した限流素子１１と端子部材１６は、モール
ド成形金型に装てんしてエチレンプロピレンゴムを生体
とする耐候性、耐トラツキング性の良い樹脂混和物によ
り外套１７がモールド成形され、必要により沿面を長く
するための笠１日が設けられる。

〔実施例２〕 ２１は限流素子、２５は黄銅製の鍔でその中央に端子棒
２２の雄ねじ２４を螺合する雌ねじ２３が設けられてい
る。限流素子２１と鍔２５とは約３１０℃に予熱し両者
を接合する面にはＰ　ｂ　−Ｓ。

−Ｚｎを基本成分とし融点が２６０℃のセラミック用半
田合金を窒素ガス雰囲気中で且つ１２〜３０て接合一体
化する。この接合時、前記実施例と同様に加圧・冷却す
ることが好ましい。接合した鍔２５の中央雌ねじ２３に
は端子棒２２の端に設けた雄ねじ２４が螺合して端子部
材２６を構成する。

接合一体化した限流素子２１と端子部材２６は、射出成
形金型に装てんし、例えば商品名ノリル（ゼネラルエレ
クトリック社製）、商品名ザイロン（旭ダウ社製）によ
り２ｒｒａｎ〜４旧の厚さで一次成形層２７を形成する
。

また、金型に装てんする前に端子棒の表面に端子棒と射
出成形樹脂の双方に接着性を有する接着材（削）を塗布
しておくと水密性を一層向上させることができる。

なお、ここまでの作業は、限流素子２１が水分や汗など
に接すると急激に特性が変化するので湿気に注意し、素
手でされることのないようにしなければならない。

一次成形層２７を形成した限流素子２１は次に外套成形
用金型に装てんしてエチレン・プロピレンゴムを生体と
する耐候性、耐トラツキング性の良い樹脂混和物により
外套２８をモールド成形する。なお外套には必要に応じ
沿面を長くするための笠２９が設けられる。

〔比較例〕

次に実施例１および２の限流素子と鍔との接合強度を確
認するために、各実施例にもとづき限流素子をスクロー
ルチャックで握んで鍔に設けた雌ねじにボルトを接合部
が破壊するまで強引にねじ込んだ。破壊した面を観察す
ると本発明の各実施例のものは何れも接合界面で剥がれ
ず、限流素子の組織内で破壊していた。

一方、従来技術である限流素子端面にＡ／を溶射した後
、鍔とを公知のろう付け、又は導電性接着剤にて接合し
た後、前記同様の方法で接合部を破壊して破壊面を観察
した処、何れも限流素子と溶射金属の界面で剥がれてい
た。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の各実施例に係る限流素子構
成体の縦断面図、第３図は一工程図である。 １（２１・・・限流素子、１６．２６・・・端子部材、
１７．２８・・・外套、２７・・・−吹成形層。 特許出願人　　　タック電線株式会社 同　同　　　　　　　音羽電機工業株式会社同　　代理
人　　　　　鎌　　１）　文　　二第１図 第２図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）限流素子と端子部材との接合面に、ＰｂとＳｎと
   を必須成分としさらにＺｎ及び稀土類金属のうち少なく
   とも１成分を含有する半田合金を非酸化性ガス雰囲気中
   で且つ超音波振動を付与のもとで溶塗し、この溶塗面が
   凝固するまでにその溶塗面を介して限流素子と端子部材
   とを突き合わせて接合し、つぎに、該限流素子および前
   記接合部分の周りに外套をモールド成形することを特徴
   とする限流素子構成体の成形方法。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、限流素子と
   端子部材の接合面に半田合金を溶塗する際、前記接合部
   分を予熱することを特徴とする限流素子構成体の成形方
   法。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項におい
   て、上記外套をモールド成形する前に、限流素子及び接
   合部分の直上周囲に耐熱性で低圧成形可能な樹脂混和物
   からなる成形層を形成することを特徴とする限流素子構
   成体の成形方法。
4. （４）限流素子の端子部材に接合する面に、ＰｂとＳｎ
   とを必須成分としさらにＺｎ及び稀土類金属のうち少な
   くとも１成分を含有する半田合金を非酸化性ガス雰囲気
   中で且つ超音波振動を付与のもとで溶塗し、この溶塗面
   に端子部材をＰｂ−Ｓｎ半田にてろう付けして限流素子
   と端子部材を接合し、つぎに、該限流素子および前記接
   合部分の周りに外套をモールド成形することを特徴とす
   る限流素子構成体の成形方法。
5. （５）特許請求の範囲第（４）項において、上記端子部
   材の限流素子に接合する面にも限流素子と同様にして上
   記半田合金を溶塗してＰｂ−Ｓｎ半田にてろう付けを行
   なうようにしたことを特徴とする限流素子構成体の成形
   方法。
6. （６）特許請求の範囲第（４）項又は第（５）項におい
   て、端子部材のＰｂ−Ｓｎ半田によるろう付けを上記溶
   塗面が固溶体域以下の温度で行なうことを特徴とする限
   流素子構成体の成形方法。
7. （７）特許請求の範囲第（４）項乃至第（６）項のいず
   れかにおいて、限流素子又は端子部材の接合面に半田合
   金を溝型する際、前記接合部分を予熱することを特徴と
   する限流素子構成体の成形方法。
8. （８）特許請求の範囲第（４）項乃至第（７）項のいず
   れかにおいて、上記外套をモールド成形する前に、限流
   素子及び接合部分の直上周囲に耐熱性で低生成形可能な
   樹脂混和物からなる成形層を形成することを特徴とする
   限流素子の成形方法。