(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一接合導体の平坦な接合面に、第二接合導体の接合面に形成した凸部を突き合わせて前記凸部に電流を流し溶かすことで形成する溶接面で前記第一接合導体の接合面と前記第二接合導体の接合面とを抵抗溶接する配索材の接合構造であって、
前記凸部は、
接合中心軸方向に溶接面積を確保する半径からなる一段目凸部と、
前記一段目凸部の接合中心軸方向の半径よりも小さな半径に設定されかつ前記第一段目凸部の仮想輪郭線より内側で突出してなる二段目凸部と、
前記第一段目凸部と前記二段目凸部との間に形成された空間部と、
から構成され、
前記空間部が前記溶接面となり、
前記一段目凸部が裾部となることを特徴とする配索材の接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の配索材の接合構造であって、
前記一段目凸部及び前記二段目凸部が、前記二段目凸部の接合中心軸の上に中心が位置する球面の一部分を有して形成されていることを特徴とする配索材の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸部を介して接合面を抵抗溶接する配索材の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の電気配線では、配索材であるＦＦＣ（Flexible Flat Cable）と相手側コネクタとの接続が必要になることがある。この場合、図３に示すように、ＦＦＣ５００の絶縁体（不図示）を皮むきして形成した開口部に平角導体５０１を表出させ、この表出させた平角導体５０１にコネクタ端子５０３を抵抗溶接によって接続する。抵抗溶接による接続は、通電開始時における被溶接物の初期抵抗値の管理が重要となる。特に、固有抵抗の小さい平角導体（銅）とコネクタ端子（銅）を溶接する場合では、コネクタ端子５０３に凸部であるインデント５０５を付加し（例えば特許文献１の図７参照）、初期の抵抗値を大きく（接触面積を小さく）し、発熱性を向上させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、初期抵抗値は、図４に示すように、コネクタ端子５０３に形成したインデント５０５の半径（Ｒ）により決定されるため、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、溶接面積Ｎを大きくすることは困難であった。すなわち、初期抵抗値を確保すれば溶接面積Ｎが小さくなり、溶接面積Ｎを大きくすれば初期抵抗値が小さくなった（発熱性が低下した）。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、大きな溶接面積が得られる配索材の接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）第一接合導体の平坦な接合面に、第二接合導体の接合面に形成した凸部を突き合わせて前記凸部に電流を流し溶かすことで形成する溶接面で前記第一接合導体の接合面と前記第二接合導体の接合面とを抵抗溶接する配索材の接合構造であって、
前記凸部は、
接合中心軸方向に溶接面積を確保する半径からなる一段目凸部と、
前記一段目凸部の接合中心軸方向の半径よりも小さな半径に設定されかつ前記第一段目凸部の仮想輪郭線より内側で突出してなる二段目凸部と、
前記第一段目凸部と前記二段目凸部との間に形成された空間部と、
から構成され、
前記空間部が前記溶接面となり、
前記一段目凸部が裾部となることを特徴とする配索材の接合構造。
【０００７】
この配索材の接合構造によれば、インデントとなる凸部形状が、一段目凸部の先端に、二段目凸部が突出した状態に形成される。二段目凸部が形成される一段目凸部の先端面は、裾広がりの緩やかな平面、又は水平面（接合中心軸に直交する面）となる。二段目凸部は小さな半径であることから溶融時の接触面積が小さく、抵抗値が高く発熱性が良好となる。これにより、溶接に必要な初期抵抗値の確保が可能となる。先端から徐々に溶融した二段目凸部の溶融物は、二段目凸部の周囲（すなわち、一段目凸部の先端面）に流れ込み、第一接合導体の平坦な接合面、一段目凸部の先端面、及び二段目凸部の残部に包囲される空隙に充填される。この充填完了と同時に、第一接合導体と第二接合導体は、溶融後の二段目凸部先端面と、溶融物を介する接触面との総和（大きな溶接面積）で接合される。また、本来、空隙に相当する体積を溶融するのに必要であったエネルギーは、溶融物の流入によって不要となる。同時に凸部全体の変形量も少なくて済むことになる。
【０００８】
（２）  （１）の配索材の接合構造であって、前記一段目凸部及び前記二段目凸部が、前記二段目凸部の接合中心軸の上に中心が位置する球面の一部分を有して形成されていることを特徴とする配索材の接合構造。
【０００９】
この配索材の接合構造によれば、一段目凸部と二段目凸部が同心円状となり、溶融物が二段目凸部の周囲に環状となって充填される。これにより、溶融物が表面張力等によって拘束されて、流動変形が少なく、安定的な溶接が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る配索材の接合構造によれば、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、大きな溶接面積を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る配索材の接合構造の要部拡大断面図である。
【図２】（ａ）は溶接前の要部拡大断面図、（ｂ）は溶接後の要部拡大断面図である。
【図３】従来の配索材の接合構造の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る配索材の接合構造の要部拡大断面図である。
本実施の形態に係る配索材の接合構造は、例えば自動車の電気配線として用いられる配索材（ＦＦＣ）と相手側コネクタのコネクタ端子との接続に好適に用いられる。
【００１３】
ＦＦＣの平角導体である第一接合導体１１は、接合面１３（１３ａ）が平坦となる。一方、コネクタ端子である第二接合導体１５の接合面１３（１３ｂ）には、凸部１７が形成されている。配索材１９の接合構造では、第一接合導体１１の平坦な接合面１３ａに、第二接合導体１５の接合面１３ｂをこの接合面１３ｂに形成した凸部１７を介して抵抗溶接する。
【００１４】
抵抗溶接は、母材である第一接合導体１１と第二接合導体１５に電流を流しジュール熱を発生させ、それと同時に加圧することによって母材同士を接合する。鉄同士の溶接やアルミ同士の溶接では、通常、接合面に溶融物(ナゲット)が形成される。ナゲットは、接合部に生じる最大溶融部分であり、接合中心軸３７を中心に碁石状の形状を呈する。ナゲットの周囲は、高温域で金属組織的に変質して圧接された部分（コロナボンド）となる。このコロナボンドは、溶融はしていない。銅同士の接合の場合は、溶融開始直前の結合が行われ、所謂拡散というかたちで接合される。本実施の形態では、この拡散接合においても、溶融状態まで温度を上げた接合とする。本明細書中の接合は、これらナゲット、拡散、コロナボンドの任意が組み合わされる接合であって良い。なお、拡散接合は固相接合であり、各種の拡散接合装置を用いて行われ、通電等により、接合界面の温度を接合対象母材の融点以下で、しかも原子の拡散が活発になる温度域にて行われる。
【００１５】
凸部１７は、裾２１となる一段目凸部２３が、溶接面積を確保する半径Ｒ１に設定されている。また、凸部１７は、中央の頂２５となる二段目凸部２７が、一段目凸部２３よりも小さな半径Ｒ２に設定され、かつ一段目凸部２３の仮想輪郭線２９より内側で突出してなる。仮想輪郭線２９とは、二段目凸部２７が形成されない場合の一段目凸部２３の輪郭線である。実際には二段目凸部２７が形成され、その部分には一段目凸部２３が形成されないため、実物の輪郭を表すものではない。
【００１６】
仮想輪郭線２９の内側には、この仮想輪郭線２９、一段目凸部２３、及び二段目凸部２７に包囲される空間部４１が形成される。この空間部４１は、一段目凸部２３に二段目凸部２７が形成されることにより生じる欠切空間となる。
【００１７】
本実施の形態において、一段目凸部２３及び二段目凸部２７は、二段目凸部２７の接合中心軸３７の上に中心Ｐ１，Ｐ２が位置する球面３９（３９ａ，３９ｂ）の一部分を有して形成されている。これらの一段目凸部２３及び二段目凸部２７は、第二接合導体１５に対するプレス成形によって設けることができる。例えば凸部１７の相似形状としたダイス（図示せず）を凸部１７の突出面１５ａ側に配置し、凸部１７の突出面と反対側の面１５ｂからポンチ（図示せず）で押圧することにより凸部１７の形状に突き出し成形することができる。
【００１８】
次に、上記した配索材の接合構造の作用を説明する。
図２（ａ）は溶接前の要部拡大断面図、（ｂ）は溶接後の要部拡大断面図である。
配索材の接合構造において、凸部１７は、一段目凸部２３の先端に二段目凸部２７が突出した状態に形成されている。二段目凸部２７が形成される一段目凸部２３の先端面２３ａは、裾広がりの緩やかな平面、又は水平面（接合中心軸３７に直交する面）となる。
【００１９】
二段目凸部２７は一段目凸部２３より小さな半径であることから図２（ａ）に示すように、溶融時の接触面積が一段目凸部２３より小さく、抵抗値が一段目凸部２３より高く発熱性が良好となる。これにより、溶接に必要な初期抵抗値の確保が可能となる。第一接合導体１１と第二接合導体１５には、それぞれ不図示の電極が接続される。すなわち、接合する材料を挟んで電極が対向配置されるダイレクト溶接となる。
【００２０】
第一接合導体１１と第二接合導体１５は、圧力が加えられながら電極間に大電流を短時間通電させ、第一接合導体１１の接合面１３ａに、第二接合導体１５の凸部１７を加圧接触させる。これにより、凸部１７は、二段目凸部２７の先端が溶融する。図２（ｂ）に記すように、二段目凸部２７が第一接合導体１１の平坦な接合面１３ａに接して溶融した溶融物３１は、平坦な接合面１３ａ、一段目凸部２３、及び二段目凸部２７の残部３３に包囲される空隙３５に充填される。
【００２１】
本実施の形態では、一段目凸部２３及び二段目凸部２７の外周が球面であるので、先端から徐々に溶融した二段目凸部２７の溶融物３１は、二段目凸部２７の周囲（すなわち、一段目凸部２３の先端面２３ａ）に流れ込む。流れ込んだ溶融物３１は、第一接合導体１１の平坦な接合面１３ａ、一段目凸部２３の先端面２３ａ、及び二段目凸部２７の残部３３に包囲される空隙３５に充填される。
【００２２】
また、溶融物３１は、一段目凸部２３と二段目凸部２７が同心円状となり、二段目凸部２７の周囲に環状となって充填される。これにより、溶融物３１が表面張力等によって拘束されて、流動変形が少なく、安定的な溶接が可能となっている。なお、この空隙３５は、図１に示した空間部４１が、二段目凸部２７の溶融した分小さくなったものとなる。
【００２３】
この充填完了と同時に、第一接合導体１１と第二接合導体１５は、溶融後の二段目凸部先端面２７ａと、溶融物３１を介する接触面との総和（大きな溶接面積Ｌ）で接合される。また、本来、空隙３５に相当する体積を溶融するのに必要であったエネルギーは、溶融物３１の流入によって不要となる。同時に凸部１７全体の変形量も少なくて済むことになり、低い加圧力での溶接が可能となる。
【００２４】
したがって、本実施の形態に係る配索材の接合構造によれば、溶接に必要な初期抵抗値を確保した上で、大きな溶接面積Ｌを得ることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１１  第一接合導体
１３ａ，１３ｂ  接合面
１５  第二接合導体
１７  凸部
１９  配索材
２１  裾
２３  一段目凸部
２５  頂
２７  二段目凸部
２９  仮想輪郭線
３１  溶融物
３３  残部
３５  空隙
３７  接合中心軸
３９ａ，３９ｂ  球面
【図１】
0005627303.tif 000002
【図２】
0005627303.tif 000003
【図３】
0005627303.tif 000004
【図４】
0005627303.tif 000005