JP2006236724A - 接合方法及びそれに用いられる電極形状 - Google Patents
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Abstract
【課題】
凹電極と凸電極とが圧着端子と接触する面積及び、電極の断面積が異なるために、両電極に発生するジュール熱に差が生じ、凹電極が接触した個所と、凸電極が接触した個所では電線の変形状態および、電線の被覆の解け状態が異なり、安定した電線の接合状態を得ることが困難であり、熱圧着後の圧着端子と電線の間に被覆材が残留し、十分な電気抵抗値が得られなかった。
【解決手段】
対向する電極の形状をカシメ工具でカシメた圧着端子を中央で分割し、一方だけを複写して反転し回転対称に配置した形状を合わせたことを特徴とする。一対の電極において、両電極が圧着端子と接触する形状を同一にするために、同一形状の電極で加熱圧着する方式とした。
【選択図】図1
凹電極と凸電極とが圧着端子と接触する面積及び、電極の断面積が異なるために、両電極に発生するジュール熱に差が生じ、凹電極が接触した個所と、凸電極が接触した個所では電線の変形状態および、電線の被覆の解け状態が異なり、安定した電線の接合状態を得ることが困難であり、熱圧着後の圧着端子と電線の間に被覆材が残留し、十分な電気抵抗値が得られなかった。
【解決手段】
対向する電極の形状をカシメ工具でカシメた圧着端子を中央で分割し、一方だけを複写して反転し回転対称に配置した形状を合わせたことを特徴とする。一対の電極において、両電極が圧着端子と接触する形状を同一にするために、同一形状の電極で加熱圧着する方式とした。
【選択図】図1
Description
本発明は圧着端子を加熱圧着して電線と接合する接合方法及びそれに用いられる電極形状にかかり、特に熱カシメ電極の形状およびカシメ方法に関する。
従来は、例えば、特開平07−256464号公報に記載されているように、対向する電極の一方を凹形状とし、他方を凸形状とし圧着端子を加熱圧着して変形させ、電線と接合することが一般的であった。また、凹電極が圧着端子と接触する面積を大きくし、凸電極が圧着端子と接触する面積を小さくするものであった。
また、特開2002−134246号公報には、電線の表面を絶縁皮膜で被覆された複数の皮膜線を結束して、その結束した前記皮膜線を接続端子に挿入し、その挿入して形成された重ね接合部を正負一対の電極で挟みつけて加圧・通電して加熱し、被接合部の絶縁皮膜を溶融除去して前記皮膜線と前記端子とを結合する方法が記載されている。
従来の加熱圧着方法では、凹電極と凸電極が圧着端子とが接触する面積、又は、両電極の断面積が異なるために、電極に発生するジュール熱に差が生じる。これは、凹電極が接触した個所と、凸電極が接触した個所では電線の変形の程度が異なり、また、電線の被覆の溶け状態が異なることになり、安定した電線の接合状態を得ることが困難であった。
接合には500〜600℃程度の温度に加熱することが望ましいが、従来では、凹電極が接した個所と凸電極が接した個所では、200〜300℃以上の温度差が生じ、接合温度条件の余裕率が少なかった。従って、圧着端子に接触する電極の形状は圧着端子に対して対称であることが望ましい。
しかし、平らな電極形状で圧着端子を加熱圧着すると、潰された圧着端子の両端部分は電極と接触していない方向に押し出されるので、押し潰す方向に荷重が加わらない。従って、電極を十分に変形できず、電線も押し潰されず、被覆材が圧着端子の外部に押し出されない状態が発生する。このため、熱圧着後の圧着端子と電線の間に被覆材が残留し、十分な電気抵抗値が得られない状態が発生した。具体的には、特許文献2における平らな電極を用いた加熱圧着方法では、電極と接していない個所は、圧着端子に圧力が加わらず、内部の電線の被覆材が圧着端子の外部に溶け出さず、十分な電気抵抗値が得られないという課題がある。更に、圧着端子を潰す工程に大きな荷重を要する課題がある。
本発明は、上記の課題を解決するために、従来の工具でも用いることができ、潰された圧着端子の加圧圧着形状と同等の形状が得られる電極の接合方法及びそれに用いられる電極形状を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために、圧着端子に接触する電極の形状を圧着端子に対して対称であり、対向する電極の形状をカシメ工具でカシメられた圧着端子を中央で分割し、一方だけを複写して反転し回転対称に配置して合わせる方法であることを特徴とする。
また、圧着端子に対して対象の形状で、カシメられた圧着端子の中央から分割された形状の一方と同じ形状を反転して回転対象に合わせた形状を有する加熱圧着用電極であることを特徴とする。
本発明によれば、電極で圧着端子を対向する方向から挟み込むことによって、両電極を均等な温度に加熱し、圧着端子を変形させ圧着を行うことができる。
これにより、圧着端子内部の電線が均等に加熱圧着され、安定した接合状態を得ることができる。
図1から図4に本発明の実施例を示す。
図1は、電極平面と圧着端子断面図であり、この図において、1は圧着工具の電極(+)であり、電極の先端部の形状は加圧面2となっている。3は前記圧着工具の電極1と相似形状の電極(−)で、その電極の先端部が弧状の加圧面4となっている。
図2は、熱圧着装置の正面図であり、この図において、5および6は一対の電極1および3を把持する溝7(8)(図3を参照)を設けたブラケットである。
図3は、熱圧着装置の電極取り付け部を示す図であり、この図において、9(10)は電極1(3)を把持する溝7(8)の終端部分である。13(14)は電極1(3)をブラケット5(6)に固定するアームである。アーム13(14)は支点15(16)を基準にして矢印B方向に回動可能であり、ブラケット5(6)の突起部分17(18)に取り付けられている。ブラケット5(6)のアーム13(14)の保持はネジ穴19(20)を貫通するネジ21(22)の締め付けにより行われる。
また、ブラケット5(6)の他の側面23(24)には、電源25から電流を供給するためのケーブル26(27)がネジ等によって接続され、スイッチ32を介して、電流が供給される構造となっている。
また、一方のブラケット5の上面は絶縁用ブロック33を介して、スライドガイド35に取り付けられ、更に、スライドガイド35は装置筐体37の天井38に取り付けられている。
ブラケット6の上面は絶縁用ブロック34を介して、スペーサ36に取り付けられ、更に、スペーサ36は装置筐体37の天井38に取り付けられている。
ブラケット5の後端面はジョイント39を介して、空圧シリンダ40の先端のシャフト41に取り付けられ、矢印A方向に摺動可能な状態で取り付けられている。そして空圧シリンダ40の後端はシリンダ取り付けブラケット42を介して装置筐体37の天井38に取り付けられている。
43はワークであり、複数の電線45が各々圧着端子44に挿入された状態で作業者によって装置筐体37内のワーク43の位置決め台46に載置されている。
以上の構成において、図2,図3の如く電極1および3をブラケット5および6の溝7および8内の所定位置にセットし、電極1および3の終端部分9および10と接触した状態で、ネジ21,22を締め付けることによって、アーム13,14が支点15,16を介して回動し、電極1,3が固定される。
操作スイッチ47(図示せず)を作業者が操作することによって、シーケンサ48(図示せず),ソレノイドバルブ49(図示せず)、を介して、空圧シリンダ40のシャフト41の先端が矢印A方向に摺動する。
これによってスライドガイド35および、絶縁用ブロック33を介してブラケット5が摺動し、電極1の先端部2が圧着端子44を電極3の先端部4との間で挟む。
この状態で、更にシーケンサ48および、スイッチ32,ケーブル26,27を介して、電源25から電流が流れジュール熱が発生し、圧着端子44が発熱する。
これにより、圧着端子44が軟化し、電極1,3の先端の形状である加工面2,4に倣って変形し、圧着端子44の熱圧着が完了する。以上の動作を圧着端子44の数だけ繰返し行うことによって、ワーク43の圧着端子44接続作業が完了する。
図4にこのようにして加熱圧着された圧着端子と電線の接合状態を示す。44は圧着端子、45は電線、51は圧着端子の潰れ部、52は圧着端子の取り付け穴部である。
図5から図6は圧着工具によるカシメを示す。44は圧着端子、45は電線、60は圧着工具の凸部、61は圧着工具の凹部である。図5は、圧着工具によって圧着端子を加圧する前の電極の平面と圧着端子の断面状態である。圧着前の圧着工具と圧着端子及び電線とを示す。図6は、圧着工具によって圧着端子を加圧した後の電極の平面と圧着端子の断面状態である。電線と圧着端子とを圧着工具60及び61で圧着した状態を示す。
図7から図17は本発明の他の実施例である。
図7は、圧着工具の電極1および3が曲面を持っている場合で、圧着端子を傾けて加圧する前の電極と端子の状態である。図8は、圧着端子を傾けて加圧した後の電極1,3と圧着端子44の断面である。ここで、50は圧着端子44のロー付け部である。
図9は、加圧する圧着工具の電極1及び3に段差を有する場合の実施例であり、加圧した後、電極の段差部53と端子のロー付け部47が一致した場合の電極と端子の断面である。図10はこの図9の加圧電極によって圧着した場合を示す図であり、加圧した後、電極の差部と端子のロー付け部が一致しない様に段差をずらした場合の電極と端子の断面である。ここで、53は電極1および3の段差部であり、54は突起部である。
図11及び図12は、圧着工具の電極1及び3の形状に図7とは異なる複数の曲面を有する場合の実施例である。図11は、この曲面の曲線部を三次曲線の式f(x)=x3 で表されるような形状にした電極である。図12は、三次曲線の式f(x)=x3−ax で表されるような形状にした電極である。55は先端の凹部であり、56は先端の凸部である。
図13は、本発明における電極形状と圧着端子の切断面を示す他の実施例であり、電極の先端を直線にした構造である。対向する電極形状が圧着端子を加圧する前の状態である。
図14は、図13の電極を加圧し、対向する電極形状が圧着端子を加圧した後の状態を示している。
図15は、図14の電極の端子を完全に潰した状態を示す。
ここで、L1,L2,L3は電極1および3の距離である長さであり、L1>L2>
L3の関係がある。また、57は電極1の圧着端子に接する面であり、58は電極3の圧着端子に接する面であり、これらは、電極の平らな先端部である。
L3の関係がある。また、57は電極1の圧着端子に接する面であり、58は電極3の圧着端子に接する面であり、これらは、電極の平らな先端部である。
図16は、本発明における電極形状と圧着端子の切断面を示す他の実施例であり、電極の先端は、直線構造であり、その断面の両端にR加工(面取りや曲面とする加工)を施したものである。ここでは、R加工部位の曲率半径をR2とした場合であり、図16では、対向する電極形状が圧着端子を加圧した後の状態の側面を示している。R2は電極1の先端部59の半径長さである。
図17は、図16のその断面自体にR加工を施したものである。ここでは、曲率半径をR3とした場合であり、図17では、対向する電極形状が圧着端子を加圧した後の状態の側面である。R3は、電極1および3の先端部60,61の断面の半径長さである。
本発明は、電気的な接続を用いる装置において、端子間の接続における電線や端子との接続を確実に行うことができ、多種多様な産業上の装置に適用が可能である。
1…電極+、2…加圧面又は先端部、3…電極−、4…加圧面、5,6,42…ブラケット、7,8…溝、9,10…終端部分、13,14…アーム、15,16…支点、17,18…突起部分、19,20…ネジ穴、21,22…ネジ、23,24…他の側面、
25…電源、26,27…ケーブル、33,34…絶縁用ブロック、35…スライドガイド、36…スペーサ、37…装置筐体、38…天井、39…ジョイント、40…空圧シリンダ、41…シャフト、43…ワーク、44…圧着端子、45…電線、46…位置決め台、47…操作スイッチ、48…シーケンサ、49…ソレノイドバルブ、50…圧着端子のロー付け部、51…圧着端子の潰れ部、52…圧着端子の取り付け穴部、53…段差部、54…突起部、55…先端凹部、56…先端凸部、57…電極1の圧着端子に接する面、58…電極3の圧着端子に接する面、59…先端部、60…圧着工具の凸部、61…圧着工具の凹部。
25…電源、26,27…ケーブル、33,34…絶縁用ブロック、35…スライドガイド、36…スペーサ、37…装置筐体、38…天井、39…ジョイント、40…空圧シリンダ、41…シャフト、43…ワーク、44…圧着端子、45…電線、46…位置決め台、47…操作スイッチ、48…シーケンサ、49…ソレノイドバルブ、50…圧着端子のロー付け部、51…圧着端子の潰れ部、52…圧着端子の取り付け穴部、53…段差部、54…突起部、55…先端凹部、56…先端凸部、57…電極1の圧着端子に接する面、58…電極3の圧着端子に接する面、59…先端部、60…圧着工具の凸部、61…圧着工具の凹部。
Claims (10)
- 被覆された電線が挿入された圧着端子を一対の電極で挟み、前記電極に電流を流してジュール熱で前記圧着端子を加熱しながら、前記電極を前記圧着端子に押し付け、前記圧着端子を変形させる電極であって、前記電極が前記圧着端子と接触する部位の形状は、対向する一対の電極で同一の形状とすることを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1において、前記対向する電極の形状は、カシメ工具でカシメられる圧着端子の形状を中央で分割し、一方だけを複写して回転対称に配置し、合わせた形状であることを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1および2のいずれか1項において、前記一方の電極の中央部を回転対称の合わせた形状部分に前記電極が押し付ける方向に対して直角方向発生する分力がオフセットの無い電極よりも軽減するようにオフセットを設けることを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1において、前記圧着端子の接合部と前記電極の段差とが重なり合う部位が平面となるように前記電極に凸凹が設けられ、前記端子の接合部分の幅より長い平坦部分を有する電極が接触することを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1において、前記圧着端子を回転対称の同一の凹形状を有する対向する電極で加圧および、熱圧着を行うことを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1において、前記圧着端子を線対称の同一の凹形状を有する対向する電極で加圧および、熱圧着を行うことを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1において、前記圧着端子と接触する部位の両端に突起を設け電極の強度を確保することを特徴とする加熱圧着用電極。
- 請求項1において、前記電極の先端を平らな形状として、前記電極の厚さ方向にR形状を施したことを特徴とする加熱圧着用電極。
- 被覆された電線が挿入された圧着端子を一対の電極で挟む工程と、
前記一対の電極に電流を流してジュール熱で前記圧着端子を加熱する工程と、
前記一対の電極と前記圧着端子とが接触する部位の形状が同一の形状となる前記一対の電極を前記圧着端子に押し付ける工程とを少なくとも有し、
前記電極によって前記圧着端子を変形させることを特徴とする加熱圧着方法。 - 請求項9において、前記対向する一対の電極の合わせ目に角度を付けて取り付け、端子の接合部と電極の段差が重なり合わないようにすることを特徴とする加熱圧着方法。
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- 2005-02-24 JP JP2005048165A patent/JP2006236724A/ja active Pending
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