JP3438809B2 - 端子部材に電線を溶接するためのレーザ溶接方法 - Google Patents
端子部材に電線を溶接するためのレーザ溶接方法Info
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
Description
【００１０】
【発明の属する技術分野】本発明は、端子部材に電線を
溶接するためのレーザ溶接方法とこの種の溶接に好適な
端子部材の構造に関する。
溶接するためのレーザ溶接方法とこの種の溶接に好適な
端子部材の構造に関する。
【００２０】
【従来の技術】最近、電線と端子部材との接合にレーザ
溶接が普及している。レーザ溶接は、レーザ光のエネル
ギーで被溶接物の溶接部を溶融して接合する溶接法であ
り、ハンダのような有害性（環境問題）はなく、かしめ
のような経時劣化（電蝕）のおそれもない。
溶接が普及している。レーザ溶接は、レーザ光のエネル
ギーで被溶接物の溶接部を溶融して接合する溶接法であ
り、ハンダのような有害性（環境問題）はなく、かしめ
のような経時劣化（電蝕）のおそれもない。
【００３０】図５に示すように、従来のこの種レーザ溶
接方法は、端子部材１００の溶接部表面に電線１０２の
導体部１０２ａの一端部を載せ、その真上からレーザ光
ＬＢを照射し、レーザ光ＬＢのエネルギーによって電線
導体部１０２ａおよび端子部材１００の溶接部を一瞬に
溶融して接合するようにしている。
接方法は、端子部材１００の溶接部表面に電線１０２の
導体部１０２ａの一端部を載せ、その真上からレーザ光
ＬＢを照射し、レーザ光ＬＢのエネルギーによって電線
導体部１０２ａおよび端子部材１００の溶接部を一瞬に
溶融して接合するようにしている。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレーザ溶接方法では、電線導体部１０２ａ
の被照射部分に入射したレーザ光ＬＢのレーザエネルギ
ーが他に行き所なくその付近に留まり、溶接部に広く行
き亘らない。このため、図６に示すように、電線導体部
１０２ａの被照射部分付近だけが集中的または局所的に
溶けて大きく凹み（薄くなり）、この凹み部分ｇで断線
しやすくなるという不具合があった。
ような従来のレーザ溶接方法では、電線導体部１０２ａ
の被照射部分に入射したレーザ光ＬＢのレーザエネルギ
ーが他に行き所なくその付近に留まり、溶接部に広く行
き亘らない。このため、図６に示すように、電線導体部
１０２ａの被照射部分付近だけが集中的または局所的に
溶けて大きく凹み（薄くなり）、この凹み部分ｇで断線
しやすくなるという不具合があった。
【００５０】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、レーザ光学系の安全を図り、電線溶接部に対す
るレーザエネルギーの入熱効率を向上させ、余分なレー
ザエネルギーを電線溶接部の内奥側へ速やかに逃がし、
良好な溶接品質を得るようにしたレーザ溶接方法を提供
することを目的とする。
もので、レーザ光学系の安全を図り、電線溶接部に対す
るレーザエネルギーの入熱効率を向上させ、余分なレー
ザエネルギーを電線溶接部の内奥側へ速やかに逃がし、
良好な溶接品質を得るようにしたレーザ溶接方法を提供
することを目的とする。
【００６０】
【００７０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のレーザ溶接方法は、端子部材に電線を溶
接するためのレーザ溶接方法において、前記端子部材の
溶接部位に前記電線の先端部を多方向の接触で受けるた
めの凹みを形成し、前記端子部材の凹みに前記電線の先
端部を接触させた状態で、前記電線側から見て先端より
も前方でかつ垂直上方より所定角度傾いた方角より前記
電線の先端部にレーザ光を照射し、前記レーザ光のレー
ザエネルギーによって前記電線の先端部を前記端子部材
の凹みに溶接する。
めに、本発明のレーザ溶接方法は、端子部材に電線を溶
接するためのレーザ溶接方法において、前記端子部材の
溶接部位に前記電線の先端部を多方向の接触で受けるた
めの凹みを形成し、前記端子部材の凹みに前記電線の先
端部を接触させた状態で、前記電線側から見て先端より
も前方でかつ垂直上方より所定角度傾いた方角より前記
電線の先端部にレーザ光を照射し、前記レーザ光のレー
ザエネルギーによって前記電線の先端部を前記端子部材
の凹みに溶接する。
【００８０】本発明のレーザ溶接方法において、好まし
くは、前記レーザ光の照射位置を前記電線先端部におけ
る先端の部位としてよく、前記レーザ光照射方角の角度
を約１５゜に設定してよい。
くは、前記レーザ光の照射位置を前記電線先端部におけ
る先端の部位としてよく、前記レーザ光照射方角の角度
を約１５゜に設定してよい。
【００９０】本発明のレーザ溶接方法では、電線側から
見て先端よりも前方で、かつ垂直上方より所定角度（好
ましくは約１５゜）傾いた方角よりレーザ光を照射し、
電線の先端部（好ましくは先端付近の部位）をレーザ入
射位置とする。このような方角での斜め上方からの電線
先端部分へのレーザ照射によれば、電線先端部よりレー
ザ出射部方向へ反射する光を少なくして光学系の安全を
図れるだけでなく、反射光の少ない分だけ電線先端部
（被照射部分）へのレーザエネルギーの入熱効率を上げ
られると同時に、余分なレーザエネルギーを電線先端部
の内奥側へ速やかに逃がし、良好な溶接品質を得ること
ができる。
見て先端よりも前方で、かつ垂直上方より所定角度（好
ましくは約１５゜）傾いた方角よりレーザ光を照射し、
電線の先端部（好ましくは先端付近の部位）をレーザ入
射位置とする。このような方角での斜め上方からの電線
先端部分へのレーザ照射によれば、電線先端部よりレー
ザ出射部方向へ反射する光を少なくして光学系の安全を
図れるだけでなく、反射光の少ない分だけ電線先端部
（被照射部分）へのレーザエネルギーの入熱効率を上げ
られると同時に、余分なレーザエネルギーを電線先端部
の内奥側へ速やかに逃がし、良好な溶接品質を得ること
ができる。
【０１００】
【発明の実施の態様】以下、図１〜図４を参照して本発
明の一実施例を説明する。
明の一実施例を説明する。
【０１１０】図１に、実施例のレーザ溶接方法が適用さ
れる電線および端子部材の構成例を示す。
れる電線および端子部材の構成例を示す。
【０１２０】電線１０は、導体部（芯部）１０ａを絶縁
材１０ｂで被覆してなる任意の絶縁電線でよく、導体部
１０ａは単線（Ａ）であっても、撚線または多芯線
（Ｂ）であってもよい。通常は、図示のように、絶縁材
１０ｂを剥離して露出させた導体部１０ａの一端部を溶
接部（溶接される部分）としている。
材１０ｂで被覆してなる任意の絶縁電線でよく、導体部
１０ａは単線（Ａ）であっても、撚線または多芯線
（Ｂ）であってもよい。通常は、図示のように、絶縁材
１０ｂを剥離して露出させた導体部１０ａの一端部を溶
接部（溶接される部分）としている。
【０１３０】端子部材１２は任意の基本形態を有する導
電性の金属片でよく、その溶接部位には本発明により電
線１０の導体端部（溶接部）１０ａを多方向の接触で受
けるための凹み（窪み）１２ａが形成されている。ま
た、この端子部材１２には、端子固定用のネジ（図示せ
ず）を通すための開口１２ｂも形成されている。
電性の金属片でよく、その溶接部位には本発明により電
線１０の導体端部（溶接部）１０ａを多方向の接触で受
けるための凹み（窪み）１２ａが形成されている。ま
た、この端子部材１２には、端子固定用のネジ（図示せ
ず）を通すための開口１２ｂも形成されている。
【０１４０】端子部材１２の溶接部位における凹み１２
ａは、工作機械によるプレス加工、金型による成形加工
あるいは工具による曲げ加工、切削加工等で、電線１０
の導体端部１０ａに応じた形状および大きさに形成され
てよい。
ａは、工作機械によるプレス加工、金型による成形加工
あるいは工具による曲げ加工、切削加工等で、電線１０
の導体端部１０ａに応じた形状および大きさに形成され
てよい。
【０１５０】ここで、電線１０の導体端部１０ａに応じ
た凹み１２ａの形状および大きさとは、電線の軸方向に
垂直な面内で電線の導体端部１０ａを多方向の接触で受
けるようなものであり、好ましくは図３に示すように電
線１０の上面と導体端部１０ａの上面とがほぼ同一面に
なり電線１０の溶接部が凹み１２ａの内面にわたって接
触するようなものである。このような多方向の接触によ
って溶接部に大きな接触面積が得られる。その点、従来
は、図６に示すように端子部材１００の平坦な溶接部位
に電線導体部１０４が一方向（垂直方向）で接触するに
すぎず、溶接部の接触面積が小さい。
た凹み１２ａの形状および大きさとは、電線の軸方向に
垂直な面内で電線の導体端部１０ａを多方向の接触で受
けるようなものであり、好ましくは図３に示すように電
線１０の上面と導体端部１０ａの上面とがほぼ同一面に
なり電線１０の溶接部が凹み１２ａの内面にわたって接
触するようなものである。このような多方向の接触によ
って溶接部に大きな接触面積が得られる。その点、従来
は、図６に示すように端子部材１００の平坦な溶接部位
に電線導体部１０４が一方向（垂直方向）で接触するに
すぎず、溶接部の接触面積が小さい。
【０１６０】また、凹み１２ａの長さは、凹み１２ａの
加工しやすさや電線導体端部１０ａの位置合わせ、保持
のしやすさ等を考慮して適当な長さに選ばれてよい。
加工しやすさや電線導体端部１０ａの位置合わせ、保持
のしやすさ等を考慮して適当な長さに選ばれてよい。
【０１７０】図２に、本実施例におけるレーザ溶接方法
の実施状況を示す。図示のように、端子部材１２の凹み
１２ａに電線１０の導体端部１０ａを上記のような多方
向接触で載せ、端子部材１２側から見て上方より溶接用
レーザ光たとえばＹＡＧレーザ光ＬＢを電線１０の直径
よりも大きなビーム径で導体端部１０ａに照射する。こ
のレーザ光ＬＢのレーザエネルギーは、電線導体部１０
ａの材質や直径に応じた値に選ばれる。たとえば、銅系
の撚線の場合、０．３φの線径には１３〜１４Ｊ（ジュ
ール）、１．０φの線径には３２Ｊに選ばれる。
の実施状況を示す。図示のように、端子部材１２の凹み
１２ａに電線１０の導体端部１０ａを上記のような多方
向接触で載せ、端子部材１２側から見て上方より溶接用
レーザ光たとえばＹＡＧレーザ光ＬＢを電線１０の直径
よりも大きなビーム径で導体端部１０ａに照射する。こ
のレーザ光ＬＢのレーザエネルギーは、電線導体部１０
ａの材質や直径に応じた値に選ばれる。たとえば、銅系
の撚線の場合、０．３φの線径には１３〜１４Ｊ（ジュ
ール）、１．０φの線径には３２Ｊに選ばれる。
【０１８０】本実施例では、ＹＡＧレーザ発振器（図示
ず）より発振出力されたＹＡＧレーザ光ＬＢを光ファイ
バ１４を介して溶接作業位置の出射ユニット１６へ伝送
し、出射ユニット１６内部の光学レンズによりＹＡＧレ
ーザ光ＬＢを集光させて照射する。光ファイバ１４は、
ステップインデックス（ＳＩ）型よりもグレーテッドイ
ンデックス（ＧＩ）型のほうが良い溶接結果を出すこと
が確認されている。
ず）より発振出力されたＹＡＧレーザ光ＬＢを光ファイ
バ１４を介して溶接作業位置の出射ユニット１６へ伝送
し、出射ユニット１６内部の光学レンズによりＹＡＧレ
ーザ光ＬＢを集光させて照射する。光ファイバ１４は、
ステップインデックス（ＳＩ）型よりもグレーテッドイ
ンデックス（ＧＩ）型のほうが良い溶接結果を出すこと
が確認されている。
【０１９０】なお、レーザ溶接時の溶接部の酸化を防止
するために、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス
（シールドガス）を被溶接材１０，１２の溶接部に吹き
付けてもよい。また、レーザ光ＬＢの照射範囲について
は、通常は一点（一箇所）照射で十分であるが、必要に
応じて多点照射またはスキャニング照射を行うことも可
能である。
するために、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス
（シールドガス）を被溶接材１０，１２の溶接部に吹き
付けてもよい。また、レーザ光ＬＢの照射範囲について
は、通常は一点（一箇所）照射で十分であるが、必要に
応じて多点照射またはスキャニング照射を行うことも可
能である。
【０２００】図３の断面図で示すように、本実施例で
は、端子部材１２の凹み１２ａに電線１０の導体端部１
０ａが垂直方向（上下方向）から水平方向（横方向）に
かけてほぼ半周にわたり多方向で接触しているため、矢
印Ａで示すようにレーザ光ＬＢのエネルギーは電線導体
端部１０ａの被照射部分Ｇに集中して留まることなく放
射状に広くかつ速やかに溶接部に行き亘る。これによ
り、多方向の大きな接触面積にわたって溶接部が一瞬に
溶融し、電線１０の導体端部１０ａが十分に大きな接合
面積で端子部材１２の凹み１２ａに溶接される。したが
って、電線導体端部１０ａの被照射部分Ｇの変形（凹
み）は小さく、良好な溶接品質および強度が得られる。
は、端子部材１２の凹み１２ａに電線１０の導体端部１
０ａが垂直方向（上下方向）から水平方向（横方向）に
かけてほぼ半周にわたり多方向で接触しているため、矢
印Ａで示すようにレーザ光ＬＢのエネルギーは電線導体
端部１０ａの被照射部分Ｇに集中して留まることなく放
射状に広くかつ速やかに溶接部に行き亘る。これによ
り、多方向の大きな接触面積にわたって溶接部が一瞬に
溶融し、電線１０の導体端部１０ａが十分に大きな接合
面積で端子部材１２の凹み１２ａに溶接される。したが
って、電線導体端部１０ａの被照射部分Ｇの変形（凹
み）は小さく、良好な溶接品質および強度が得られる。
【０２１０】また、図４の側面図で明示するように、本
実施例では、電線１０側から見て先端よりも前方で、か
つ垂直上方より所定角度θ（好ましくは約１５゜）傾い
た方角よりＹＡＧレーザ光ＬＢを照射し、電線導体部１
０２ａの先端部（より正確には先端付近の部位）をレー
ザ入射位置Ｇとしている。
実施例では、電線１０側から見て先端よりも前方で、か
つ垂直上方より所定角度θ（好ましくは約１５゜）傾い
た方角よりＹＡＧレーザ光ＬＢを照射し、電線導体部１
０２ａの先端部（より正確には先端付近の部位）をレー
ザ入射位置Ｇとしている。
【０２２０】このような斜め上方からの導体先端部分へ
のレーザ照射によれば、電線導体１０ａよりレーザ出射
ユニット１６方向へ反射する光を少なくして光学系の安
全を図れるだけでなく、反射光の少ない分だけ電線導体
部１０ａの被照射部分（先端部）Ｇへのレーザエネルギ
ーの入熱効率を上げると同時に、余分なレーザエネルギ
ーを電線導体部１０ａの内奥側へ速やかに逃がすことも
可能であり、一層良好な溶接品質が得られる。
のレーザ照射によれば、電線導体１０ａよりレーザ出射
ユニット１６方向へ反射する光を少なくして光学系の安
全を図れるだけでなく、反射光の少ない分だけ電線導体
部１０ａの被照射部分（先端部）Ｇへのレーザエネルギ
ーの入熱効率を上げると同時に、余分なレーザエネルギ
ーを電線導体部１０ａの内奥側へ速やかに逃がすことも
可能であり、一層良好な溶接品質が得られる。
【０２３０】また、溶接後は、電線導体端部１０ａが端
子部材１２の凹み１２ａ内に保持され、端子部材１２の
主面からの突出が小さいため、擦り等の外力から保護さ
れるという利点もある。
子部材１２の凹み１２ａ内に保持され、端子部材１２の
主面からの突出が小さいため、擦り等の外力から保護さ
れるという利点もある。
【０２４０】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能
である。
したが、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能
である。
【０２５０】たとえば、上記した実施例における電線１
０は絶縁電線であったが、裸線であってもよい。また、
端子部材における溶接部位の凹みの位置、形状、大きさ
は種々の選択が可能であり、たとえば凹み１２ａの断面
形状を上記のような円形に代えて楕円形、Ｖ形、矩形等
に変形することも可能である。溶接用レーザには、上記
したＹＡＧレーザ以外のもの、たとえばＣＯ2 レーザや
半導体レーザ等も使用可能である。
０は絶縁電線であったが、裸線であってもよい。また、
端子部材における溶接部位の凹みの位置、形状、大きさ
は種々の選択が可能であり、たとえば凹み１２ａの断面
形状を上記のような円形に代えて楕円形、Ｖ形、矩形等
に変形することも可能である。溶接用レーザには、上記
したＹＡＧレーザ以外のもの、たとえばＣＯ2 レーザや
半導体レーザ等も使用可能である。
【０２６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ溶
接方法によれば、レーザ光学系の安全を図り、電線先端
部（溶接部）に対するレーザエネルギーの入熱効率を向
上させ、余分なレーザエネルギーを電線先端部の内奥側
へ速やかに逃がし、良好な溶接品質を得ることができ
る。
接方法によれば、レーザ光学系の安全を図り、電線先端
部（溶接部）に対するレーザエネルギーの入熱効率を向
上させ、余分なレーザエネルギーを電線先端部の内奥側
へ速やかに逃がし、良好な溶接品質を得ることができ
る。
【図１】実施例のレーザ溶接方法が適用される電線およ
び端子部材の構成例を示す斜視図である。
び端子部材の構成例を示す斜視図である。
【図２】実施例におけるレーザ溶接方法の実施状況を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】実施例におけるレーザ溶接方法の作用を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図４】実施例におけるレーザ照射法を示す一部断面側
面図である。
面図である。
【図５】従来のレーザ溶接法を示す図である。
【図６】従来のレーザ溶接法における問題点を示す図で
ある。
ある。
１０ 電線
１０ａ 電線導体部
１２ 端子部材
１２ａ 凹み
１４ 光ファイバ
１６ 出射ユニット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01R 43/02
B23K 26/00 310
H01R 4/02
Claims (3)
- 【請求項１】 端子部材に電線を溶接するためのレーザ
溶接方法において、 前記端子部材の溶接部位に前記電線の先端部を多方向の
接触で受けるための凹みを形成し、前記端子部材の凹み
に前記電線の先端部を接触させた状態で、前記電線側か
ら見て先端よりも前方でかつ垂直上方より所定角度傾い
た方角より前記電線の先端部にレーザ光を照射し、前記
レーザ光のレーザエネルギーによって前記電線の先端部
を前記端子部材の凹みに溶接することを特徴とするレー
ザ溶接方法。 - 【請求項２】 前記レーザ光を前記電線先端部の先端付
近の部位に照射する請求項１に記載のレーザ溶接方法。 - 【請求項３】 前記所定角度を約１５゜に設定する請求
項１または２に記載のレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03055298A JP3438809B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 端子部材に電線を溶接するためのレーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03055298A JP3438809B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 端子部材に電線を溶接するためのレーザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214113A JPH11214113A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3438809B2 true JP3438809B2 (ja) | 2003-08-18 |
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|---|---|---|---|
| JP03055298A Expired - Fee Related JP3438809B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 端子部材に電線を溶接するためのレーザ溶接方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3438809B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101649079B1 (ko) * | 2015-07-21 | 2016-08-18 | 스마트전자 주식회사 | 전류측정소자 제조방법 |
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