(57)【要約】【課題】信頼性を十分に向上することができる、被覆導電線接合体の製造方法等を提供する。【解決手段】実施形態にかかる被覆導電線の接合方法においては、金属導電線の周囲に金属被覆膜が被覆されている被覆導電線において第１接合重ね面と第２接合重ね面とを対向させる。そして、互いに対向された第１接合重ね面と第２接合重ね面との間を摩擦撹拌接合によって連結する。【選択図】図５
2014057994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属導電線の周囲に金属被覆膜が被覆されている被覆導電線において第１接合重ね面と第２接合重ね面とを対向させる対向工程と、
互いに対向された前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面との間を摩擦撹拌接合によって連結する接合工程と
を有することを特徴とする、被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項２】
前記金属被覆膜のうち、前記第１接合重ね面および前記第２接合重ね面の部分を、他の部分よりも薄膜にする薄膜化工程
を有し、
前記薄膜化工程を行った後に、前記対向工程を行う、
請求項１に記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項３】
前記金属被覆膜のうち、前記接合工程にて摩擦撹拌接合を行うときに用いる接合ツールのショルダに対向する部分を、他の部分よりも薄膜にする薄膜化工程
を有し、
前記薄膜化工程を行った後に、前記対向工程を行う、
請求項１に記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項４】
前記対向工程では、前記金属被覆膜よりも軟質である軟質材を前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面との間に介在させて、前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面とを対向させる、
請求項１から３のいずれかに記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項５】
前記接合工程にて摩擦撹拌接合を行うときに用いる接合ツールのピンが挿入される側に対して反対側に、裏当材を設置する裏当材設置工程
を有し、
前記対向工程の後であって前記接合工程の前に前記裏当材設置工程を行う、
請求項４に記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項６】
前記被覆導電線において前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面とが対向する部分をスリーブの内部に挿入するスリーブ挿入工程
を有し、
前記接合工程では、前記被覆導電線と前記スリーブとの間を摩擦撹拌接合によって連結する、
請求項１から３のいずれかに記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項７】
前記接合工程では、前記第１接合重ね面および前記第２接合重ね面の方向に沿って接合ツールのピンを接合開始点に挿入する、
請求項１から６のいずれかに記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項８】
前記接合工程では、前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面とが対向する方向に沿って接合ツールのピンを接合開始点に挿入する、
請求項１から６のいずれかに記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項９】
前記接合工程では、前記接合ツールのピンを前記接合開始点に挿入した後に、前記第１接合重ね面および前記第２接合重ね面に沿って前記接合ツールを前記接合開始点から接合終了点まで移動させることによって、摩擦撹拌接合を行う、
請求項７または８に記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程において前記接合ツールが前記接合終了点に移動する位置に固定具を設置する固定具設置工程
を有し、
前記対向工程の後であって前記接合工程の前に前記固定具設置工程を行う、
請求項９に記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項１１】
前記接合工程では、前記接合ツールを前記接合終了点まで移動した後に、前記接合ツールを前記接合終了点から取り除き、前記接合終了点に形成されたピン穴に金属の棒状部材を摩擦撹拌接合によって連結する、
請求項９に記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項１２】
前記対向工程では、前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面との間を、ろう付けする、
請求項１から１１のいずれかに記載の被覆導電線接合体の製造方法。
【請求項１３】
金属導電線の周囲に金属被覆膜が被覆されている被覆導電線において第１接合重ね面と第２接合重ね面とを対向させる対向工程と、
互いに対向された前記第１接合重ね面と前記第２接合重ね面との間を摩擦撹拌接合によって連結する接合工程と
を有する、
被覆導電線の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被覆導電線接合体の製造方法、被覆導電線の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の炉心を冷却する液体ナトリウムを送るために、電磁ポンプが用いられている。このような電磁ポンプの固定子において、コイルは、高温下での強度を確保するために、たとえば、銅線の周囲にＳＵＳクラッド膜が被覆された被覆導電線を用いて形成されている。コイルは、ろう付けによって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２９２３５２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、上記のように、ろう付けによって被覆導電線を接続した場合には、欠陥の発生が多いため、強度が十分でない場合があると共に、電気抵抗が増加する場合がある。特に、長期間、高温下において使用する場合には、ろう材と被覆導電線との間において元素の拡散が生じ、金属組織が変化して劣化するため、強度の低下と電気抵抗の増加が発生しやすい。
【０００５】
このような事情により、被覆導電線の接合においては、十分に信頼性を確保することが容易でない場合がある。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、信頼性を十分に向上することができる、被覆導電線接合体の製造方法、被覆導電線の接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態にかかる被覆導電線接合体の製造方法では、金属導電線の周囲に金属被覆膜が被覆されている被覆導電線において第１接合重ね面と第２接合重ね面とを対向させる。そして、互いに対向された第１接合重ね面と第２接合重ね面との間を摩擦撹拌接合によって連結する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図６】第１実施形態の変形例に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１０】第３実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１１】第３実施形態の変形例に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１２】第３実施形態の変形例に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１３】第３実施形態の変形例に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１４】第４実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１５】第５実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１６】第６実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【図１７】第７実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
［Ａ］接合方法
図１から図５は、第１実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図１から図５では、（ａ）が断面図であって、（ｂ）が上面図であり、（ａ）においては（ｂ）中のＸ−Ｘ部分の断面について示している。
【００１１】
本実施形態では、図１から図５に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。たとえば、電磁ポンプに用いられるコイルを構成する被覆導電線（コイル素線）の間を接合する。
【００１２】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【００１３】
［Ａ−１］接合重ね面Ｓ１，Ｓ２の対向
まず、図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。
【００１４】
ここでは、図１（ａ）に示すように、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂとして、金属導電線１１の周囲に金属被覆膜１２が被覆されているものを準備する。金属導電線１１は、たとえば、純銅で形成されており、矩形の角部分が円弧状にカットされた断面形状である。また、金属被覆膜１２は、たとえば、ステンレス鋼（ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ））のように、金属導電線１１よりも硬く電気抵抗が高い金属材料で形成されており、金属導電線１１の外周面を一定の厚みで被覆している。第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの両者は、互いに断面が同一形状である。第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの断面は、たとえば、縦が４ｍｍ幅であって、横が３ｍｍ幅であり、金属被覆膜１２の厚みが、たとえば、０．２ｍｍである。また、図１（ｂ）に示すように、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂは、直角に曲げられている。
【００１５】
上記のように第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂを準備した後には、第１被覆導電線１Ａにおいて第２被覆導電線１Ｂに重ねる第１接合重ね面Ｓ１と、第２被覆導電線１Ｂにおいて第１被覆導電線１Ａに重ねる第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。ここでは、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２との両者を密着させる。第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが重なった部分の長さは、たとえば、１００ｍｍである。
【００１６】
［Ａ−２］くさび形棒２の設置
つぎに、図２（ａ），（ｂ）に示すように、くさび形棒２を設置する。
【００１７】
ここでは、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間において一方の面（上面）に存在する凹部に、くさび形棒２を中間材として設置する。くさび形棒２は、断面が三角形状であって、凹部を埋め込むように設置される。これにより、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの組合せ体は、くさび形棒２によって、一方の面（上面）が平坦化された状態になる。本工程では、たとえば、純銅などの金属材料で形成された、くさび形棒２を用いる。
【００１８】
［Ａ−３］接合ツール３の設置
つぎに、図３（ａ），（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合の接合ツール３を設置する。
【００１９】
ここでは、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間において、一方の面（上面）の側に接合ツール３を設置する。具体的には、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対向した部分の上方であって、摩擦撹拌接合を開始する接合開始点に、接合ツール３を設置する。
【００２０】
接合ツール３は、ツール本体３１とピン３２とを有する。接合ツール３のうち、ツール本体３１は、円柱形状である。ピン３２は、ツール本体３１よりも外径が小さい円柱形状であって、ツール本体３１の一方の底面から突き出ており、中心軸がツール本体３１と一致している。そして、接合ツール３は、円柱形状のピン３２の中心軸が、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２の方向に沿うと共に、ピン３２の底面が、くさび形棒２の上面に接するように設置されている。接合ツール３は、たとえば、タングステン合金（Ｒｅ−Ｗなど）、工具鋼で形成されているものであって、ピン３２の直径が３ｍｍであり、長さが３．９ｍｍであり、ショルダ３３（ツール本体３１）の直径が５ｍｍである。
【００２１】
［Ａ−４］接合ツール３の挿入
つぎに、図４（ａ），（ｂ）に示すように、接合ツール３を挿入する。
【００２２】
ここでは、接合ツール３を回転させた状態で、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの外側から内側へ向けて接合ツール３を押し当てる。このようにして、第１被覆導電線１Ａ、第２被覆導電線１Ｂ、及び、くさび形棒２を摩擦熱によって軟化させ、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２に沿った方向に、接合ツール３のピン３２を接合開始点に挿入する。そして、接合ツール３のショルダ３３を第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの上面に接した状態にする。本工程では、たとえば、接合ツール３の回転数が７００〜１５００ｒｐｍの条件で、接合ツール３の挿入を行う。
【００２３】
［Ａ−５］摩擦撹拌接合の実施
つぎに、図５（ａ），（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合を行うことによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【００２４】
ここでは、接合ツール３を回転させた状態で接合開始点から接合終了点まで移動させることによって、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対向する部分に接合部１３（撹拌部）を形成し、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【００２５】
具体的には、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２に沿った方向のうち、接合ツール３のピン３２を接合開始点に挿入した方向に対して直交する方向に、接合ツール３を回転状態で移動させる。これにより、第１被覆導電線１Ａ、第２被覆導電線１Ｂ、及び、くさび形棒２は、摩擦熱によって塑性流動状態になる温度まで加熱されると共に、接合ツール３の回転によって撹拌されて互いが混合され、接合部１３が形成される。本工程では、たとえば、接合ツール３の回転数が７００〜１５００ｒｐｍであって、接合ツール３の移動速度が２００ｍｍ／ｍｉｎの条件で、摩擦撹拌接合を行う。
【００２６】
その後、接合終了点において摩擦撹拌接合を終了した後に、接合ツール３を接合終了点から取り外す。接合終了点では、接合ツール３の取り外しによって、ピン穴１４が形成された状態になる。なお、上記の場合は、ピン穴１４が接合部の付根に残る。このため、付根の強度を向上させる場合は、逆方向に接合し、先端部にピン穴１４を残す方が好ましい。
【００２７】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態において、金属導電線１１の周囲に金属被覆膜１２が被覆された第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの間を連結する際には、まず、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを対向させる。つぎに、摩擦撹拌接合を行うことによって、互いに対向された第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２との間を連結する。
【００２８】
このため、本実施形態では、摩擦撹拌接合によって形成された接合部１３には、ろう材が局所的に存在していないので、欠陥が生じにくい。また、高温下において、長期間、使用した場合であっても、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの金属組織が、ろう材によって変化し劣化することを防止できる。その結果、接合部１３の強度を向上することができると共に、電気抵抗の増加を抑制することができる。
【００２９】
したがって、本実施形態は、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの接合体について、信頼性を向上することができる。
【００３０】
［Ｃ］変形例
本実施形態では、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの両者について、金属導電線１１の外周面を金属被覆膜１２が一定の厚みで被覆している場合に関して説明したが、これに限らない。
【００３１】
図６は、第１実施形態の変形例に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図６において、（ａ），（ｂ）は、断面図である。
【００３２】
図６（ａ）に示すように、金属導電線１１の外周面を被覆する金属被覆膜１２のうち、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２の部分については、他の部分よりも薄膜にしてもよい。この他に、図６（ｂ）に示すように、金属被覆膜１２のうち、摩擦撹拌接合を行うときに用いる接合ツール３のショルダに対向する部分を、他の部分よりも薄膜にしてもよい。たとえば、グラインダを用いて、上記部分の金属被覆膜１２を薄膜化する。上記部分については、金属導電線１１が露出するように、金属被覆膜１２を薄膜化によって全て取り除いてもよい。そして、上記のように薄膜化を行った後に、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とを対向させて、摩擦撹拌接合を行う。この場合には、接合ツール３が接する部分に、金属導電線１１よりも硬質な金属被覆膜１２が少ないため、接合ツール３にかかる負荷が低減され、接合ツール３を長期に使用することができる。これと共に、摩擦撹拌接合によって接合部１３が形成される部分に、金属導電線１１よりも電気抵抗が高い金属被覆膜１２が少ないため、接合部１３の電気抵抗が低下することを抑制することができる。
【００３３】
本実施形態では、くさび形棒２は、断面が三角形状であるが、これに限らない。くさび形棒２については、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間に存在する凹部を全て埋め込むように、断面形状が湾曲した部分を含んでいてもよい。この場合には、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂと、くさび形棒２との間には、隙間が少ないため、ボイドなどの欠陥が発生することを防止できる。
【００３４】
また、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂと、くさび形棒２との間を、ろう付けした後に、摩擦撹拌接合を行ってもよい。さらに、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を、ろう付けした後に、摩擦撹拌接合を行ってもよい。この場合には、ろう付けによって各部が固定された状態にあるので、製造効率を向上させることができる。また、ろう材は、摩擦撹拌接合によって、接合部１３に分散して局所的に存在しないため、信頼性を十分に確保することができる。
【００３５】
その他、本実施形態では、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの一方の面に接合部１３を形成する場合について説明したが、これに限らない。反対側に位置する他方の面について、上記と同様に摩擦撹拌接合を更に行ってもよい。
【００３６】
＜第２実施形態＞
［Ａ］接合方法
図７，図８は、第２実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図７，図８において、（ａ）〜（ｄ）は、断面図である。
【００３７】
本実施形態では、図７，図８において、（ａ）〜（ｄ）に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。
【００３８】
本実施形態は、図７，図８に示すように、被覆導電線の接合方法が、第１実施形態と異なる（図１〜図５参照）。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００３９】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【００４０】
［Ａ−１］接合重ね面の対向
まず、図７（ａ）に示すように、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。
【００４１】
ここでは、第１実施形態と異なり、金属被覆膜１２よりも軟質である軟質材４を、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２との間に中間材として介在させて、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とを対向させる。
【００４２】
軟質材４は、断面が矩形形状であって、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂと高さが同じものを用いる。たとえば、軟質材４は、縦が４ｍｍであって横が３ｍｍの断面であり、純銅などの金属材料で形成されている。
【００４３】
そして、第１被覆導電線１Ａと軟質材４との間、および、第２被覆導電線１Ｂと軟質材４との間に存在する凹部に、くさび形棒２を設置する。くさび形棒２は、断面が三角形状であって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂと軟質材４との組合せ体の外周面に存在する凹部に設置される。これにより、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂと軟質材４との組合せ体は、くさび形棒２によって、一方の面（上面）および他方の面（下面）が平坦化された状態になる。たとえば、くさび形棒２は、純銅などの金属材料で形成されている。また、軟質材４とくさび形棒２を組み合わせた形状の軟質材を軟質材として用いても良い。
【００４４】
この他に、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの組合せ体に、裏当材５（バッキング材）を設置する。ここでは、後述する工程（図７（ｂ）参照）において、摩擦撹拌接合を行うときに用いる接合ツール３のピン３２が挿入される一方の面（上面）に対して反対側の他方の面（下面）に、裏当材５を設置する。たとえば、裏当材５は、純銅などの金属材料で形成されている。
【００４５】
［Ａ−２］接合ツール３の設置
つぎに、図７（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合の接合ツール３を設置する。
【００４６】
ここでは、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが軟質材４を介して対向した部分の上方であって、摩擦撹拌接合を開始する接合開始点に接合ツール３を設置する。本実施形態では、接合ツール３については、挿入方向におけるピン３２の高さが、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂよりも高いものを用いる。
【００４７】
［Ａ−３］接合ツール３の挿入
つぎに、図８（ｃ）に示すように、接合ツール３を挿入する。
【００４８】
ここでは、接合ツール３を回転させた状態で、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの外側から内側へ向けて接合ツール３を押し当てる。このようにして、第１被覆導電線１Ａ、第２被覆導電線１Ｂ、くさび形棒２、軟質材４、及び、裏当材５を摩擦熱で軟化させ、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２に沿った方向に、接合ツール３のピン３２を接合開始点に挿入する。そして、接合ツール３のショルダ部分が、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの上面から下方に０．１ｍｍ程度食い込み、ピン３２の先端が裏当材５に０．１ｍｍ程度食い込んだ状態にする。
【００４９】
［Ａ−４］摩擦撹拌接合の実施
つぎに、図８（ｄ）に示すように、摩擦撹拌接合を行うことによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【００５０】
ここでは、第１実施形態の場合と同様に、接合ツール３を回転させた状態で接合開始点から接合終了点まで移動させることによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間に接合部１３を形成する。その後、接合終了点において摩擦撹拌接合の実施を終了した後に、接合ツール３を接合終了点から取り外す。
【００５１】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態では、金属被覆膜１２よりも軟質である軟質材４を第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２との間に介在させる。このため、本実施形態では、第１実施形態と同様な効果の他に、接合ツール３に対する負荷が軽減され消耗が低減される。
【００５２】
また、本実施形態では、摩擦撹拌接合を行うときに用いる接合ツール３のピン３２が挿入される側に対して反対側に裏当材５を設置した状態で摩擦撹拌接合を行う。このため、本実施形態では、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２との全体を接合することができる。その結果、製造効率を向上することができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
［Ａ］接合方法
図９，図１０は、第３実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図９，図１０では、（ａ）が断面図であって、（ｂ）が上面図であり、（ａ）においては、（ｂ）中のＸ−Ｘ部分の断面について示している。
【００５４】
本実施形態では、図９，図１０に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。
【００５５】
本実施形態は、図９，図１０に示すように、被覆導電線の接合方法が、第１実施形態と異なる（図１〜図５参照）。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００５６】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【００５７】
［Ａ−１］スリーブへの挿入
まず、図９（ａ），（ｂ）に示すように、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂにおいて第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対向する部分を、スリーブ６の内部に挿入する。
【００５８】
ここでは、第１実施形態の場合と同様に、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。その後、管状体であるスリーブ６の内部に、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとを密着させた部分を挿入する。たとえば、スリーブ６は、純銅などの金属材料で形成されており、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの組合せ体の周囲において、厚みが一定である。
【００５９】
［Ａ−２］摩擦撹拌接合の実施
つぎに、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合を行うことによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【００６０】
ここでは、接合ツール３を回転させた状態で、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの外側から内側へ向けて、スリーブ６を介して、接合ツール３を押し当てる。このようにして、第１被覆導電線１Ａ、第２被覆導電線１Ｂ、及び、スリーブ６を摩擦熱によって軟化させ、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２に沿った方向に、接合ツール３のピン３２を接合開始点に挿入する。そして、接合ツール３を回転させた状態で接合開始点から接合終了点まで移動させることによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間に接合部１３を形成する。その後、接合終了点において摩擦撹拌接合の実施を終了した後に、接合ツール３を接合終了点から取り外す。
【００６１】
上記のように、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの組合せ体の一方の面（上面）側について摩擦撹拌接合を行って接合部１３を形成した後には、その一方の面に対して反対側に位置する他方の面（下面）側についても摩擦撹拌接合を行って接合部１３を形成する。つまり、両面接合を行う。ここでは、一方の面（上面）側の接合部１３と他方の面（下面）側の接合部１３との両者が内部においてオーバーラップした部分を含むように、摩擦撹拌接合が行われる。たとえば、第１被覆導電線１Ａ及び第２被覆導電線１Ｂの両者の高さが５ｍｍであるのに対して、ピン３２の高さが３ｍｍである接合ツール３を用いることによって、オーバーラップ部分を、１ｍｍ程度、形成する。
【００６２】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とが対向する部分をスリーブ６の内部に挿入する。そして、その状態で、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとスリーブ６との間を摩擦撹拌接合によって連結する。このため、本実施形態では、第１実施形態と同様な効果と共に、スリーブ６によって第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２との間の固定が容易になるので、製造効率を向上させることができる。
【００６３】
［Ｃ］変形例
本実施形態では、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの組合せ体の両面について摩擦撹拌接合を行う場合に関して説明したが、これに限らない。また、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの断面形状及び配置については、上記した形態に限らない。
【００６４】
図１１から図１３は、第３実施形態の変形例に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図１１から図１３において、（ａ），（ｂ）は、断面図であり、（ａ），（ｂ）に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。
【００６５】
図１１（ａ）に示すように、第１被覆導電線１Ａ及び第２被覆導電線１Ｂについては、断面形状が矩形形状であって、角部分が円弧状にカットされていなくてもよい。そして、この場合には、図１１（ｂ）に示すように、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの組合せ体の上面と下面以外に、両側面について摩擦撹拌接合を行なってもよい。つまり、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対向する方向に沿って接合ツール３のピン３２を接合開始点に挿入することによって、摩擦撹拌接合を行なってもよい。ここでは、上述した本実施形態の場合よりも、接合部１３の深さが浅くてもよい。具体的には、第１被覆導電線１Ａ及び第２被覆導電線１Ｂにおいて金属被覆膜１２を貫通し金属導電線１１に達する深さになるように、接合部１３を形成する。これにより、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間が、スリーブ６を介して電気的に接続される。また、接合ツール３のピン３２を挿入する深さが浅いため、ピン３２の消耗を抑制することができる。
【００６６】
また、図１２（ａ）に示すように、第１被覆導電線１Ａにおいて短尺方向に沿った面と第２被覆導電線１Ｂにおいて短尺方向に沿った面とを対面させてもよい。そして、この場合には、図１２（ｂ）に示すように、第１被覆導電線１Ａにおいて長尺方向に沿った一方の面と他方の面の両面について、スリーブ６を介して摩擦撹拌接合を行って接合部１３を形成すると共に、第２被覆導電線１Ｂにおいて長尺方向に沿った両面について、スリーブ６を介して摩擦撹拌接合を行って接合部１３を形成してもよい。ここでは、スリーブ６については、摩擦撹拌接合を行う部分の面が、その他の面よりも厚くすることが好ましい。このようにすることで、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を、スリーブ６を介して電気的に接続することができる。
【００６７】
この他に、図１３（ａ）に示すように、図１２の場合よりも短尺方向の幅が短い第１被覆導電線１Ａ及び第２被覆導電線１Ｂを用いてもよい。そして、この場合には、図１３（ｂ）に示すように、第１被覆導電線１Ａにおいて長尺方向に沿った一方の面について、スリーブ６を介して摩擦撹拌接合を行なって接合部１３を形成すると共に、第２被覆導電線１Ｂにおいて長尺方向に沿った一方の面について、スリーブ６を介して摩擦撹拌接合を行なって接合部１３を形成してもよい。ここでは、スリーブ６の一方の面から、第１被覆導電線１Ａ及び第２被覆導電線１Ｂを貫通するように、接合部１３を形成してもよい。このようにすることで、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を、スリーブ６を介して電気的に接続することができる。また、接合ツール３のピン３２を挿入する深さが浅いため、ピン３２の消耗を抑制することができる。
【００６８】
さらに、上記においては、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂをスリーブ６に、ろう付けした状態で、摩擦撹拌接合を行なってもよい。
【００６９】
＜第４実施形態＞
［Ａ］接合方法
図１４は、第４実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図１４において、（ａ）〜（ｃ）は、上面図である。
【００７０】
本実施形態では、図１４において、（ａ）〜（ｃ）に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。
【００７１】
本実施形態は、図１４に示すように、被覆導電線の接合方法が、第１実施形態と異なる（図１〜図５参照）。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００７２】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【００７３】
［Ａ−１］接合ツール３の設置
本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、接合ツール３を設置する。
【００７４】
ここでは、本工程の実施に先立って、第１実施形態の場合と同様に、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。
【００７５】
その後、図１４（ａ）に示すように、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対面する方向に接合ツール３のピン３２の中心軸が沿うように、第２接合重ね面Ｓ２の接合開始点に接合ツール３を設置する。つまり、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２の方向に対して、ピン３２の中心軸が垂直になるように、接合ツール３を設置する。
【００７６】
［Ａ−２］接合ツール３の挿入
つぎに、図１４（ｂ）に示すように、接合ツール３を挿入する。
【００７７】
ここでは、接合ツール３を回転させた状態で第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対向する方向に接合ツール３のピン３２を挿入する。そして、接合ツール３のショルダ部分が第２被覆導電線１Ｂに接し、接合ツール３のピン３２の先端が第２被覆導電線１Ｂを貫通して第１被覆導電線１Ａに接した状態にする。
【００７８】
［Ａ−３］摩擦撹拌接合の実施
つぎに、図１４（ｃ）に示すように、摩擦撹拌接合を行うことによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【００７９】
ここでは、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２に沿った方向に、接合ツール３を回転させた状態で接合開始点から接合終了点まで移動させる。このようにして、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間に接合部１３を形成し、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【００８０】
その後、接合終了点において摩擦撹拌接合の実施を終了した後に、接合ツール３を接合終了点から取り外す。接合終了点では、接合ツール３の取り外しによって、ピン穴１４が形成された状態になる。
【００８１】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対向する方向に沿って接合ツール３のピン３２を接合開始点に挿入し、摩擦撹拌接合を行う。このため、本実施形態では、第１実施形態と同様な効果の他に、接合ツール３のピン３２を挿入する深さを浅くすることができるので、接合ツール３に対する負荷が軽減され、接合ツール３のピン３２の消耗が低減される。
【００８２】
＜第５実施形態＞
［Ａ］接合方法
図１５は、第５実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図１５において、（ａ），（ｂ）は、上面図である。
【００８３】
本実施形態では、図１５において、（ａ），（ｂ）に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。
【００８４】
本実施形態は、図１５に示すように、被覆導電線の接合方法が、第１実施形態と異なる（図１〜図５参照）。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００８５】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【００８６】
［Ａ−１］接合ツール３の設置
本実施形態では、図１５（ａ）に示すように、接合ツール３を設置する。
【００８７】
ここでは、本工程の実施に先立って、第１実施形態の場合と同様に、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。
【００８８】
その後、図１５（ａ）に示すように、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの一端において、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２の方向に接合ツール３のピン３２の中心軸が沿うように接合ツール３を設置する。つまり、第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２の長手方向に対して、ピン３２の中心軸が平行になるように、接合ツール３を設置する。
【００８９】
［Ａ−２］接合ツール３の挿入
つぎに、図１５（ｂ）に示すように、接合ツール３を挿入する。
【００９０】
ここでは、第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの一端において、接合ツール３を回転させた状態で第１接合重ね面Ｓ１および第２接合重ね面Ｓ２の方向に沿って接合ツール３のピン３２を挿入する。そして、接合ツール３のショルダ部分が第１被覆導電線１Ａおよび第２被覆導電線１Ｂの一端に接した状態にする。その後、接合ツール３のピン３２を挿入した位置において摩擦撹拌接合を行うことによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。つまり、スポット接合を行う。そして、接合ツール３を接合終了点から取り外す。
【００９１】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、第１接合重ね面Ｓ１及び第２接合重ね面Ｓ２の方向に沿って接合ツール３のピン３２を挿入し、摩擦撹拌接合を行う。このため、本実施形態では、第１実施形態と同様な効果の他に、接合ツール３のピン３２を挿入する深さを浅くすることができるので、接合ツール３に対する負荷が軽減され、接合ツール３のピン３２の消耗が低減される。
【００９２】
＜第６実施形態＞
［Ａ］接合方法
図１６は、第６実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図１６において、（ａ）〜（ｃ）は、上面図である。
【００９３】
本実施形態では、図１６において、（ａ）〜（ｃ）に示す工程を順次実施することによって、複数の被覆導電線について接合し、被覆導電線接合体を製造する。
【００９４】
本実施形態は、図１６に示すように、被覆導電線の接合方法が、第１実施形態と異なる（図１〜図５参照）。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００９５】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【００９６】
［Ａ−１］固定具の設置
まず、図１６（ａ）に示すように、固定具７を設置する。
【００９７】
ここでは、本工程の実施に先立って、第１実施形態の場合と同様に、第１被覆導電線１Ａの第１接合重ね面Ｓ１と第２被覆導電線１Ｂの第２接合重ね面Ｓ２とを互いに対向させる。
【００９８】
その後、図１６（ａ）に示すように、本工程よりも後の工程において接合ツール３が接合終了点に移動する位置に、固定具７を設置する（図１６（ｃ）参照）。固定具７は、第１延在部７１と第２延在部７２とを含む。固定具７において、第１延在部７１は、第１接合重ね面Ｓ１と第２接合重ね面Ｓ２とが対面する方向に沿って延在している。そして、第２延在部７２は、その第１延在部７１の一端において、第１延在部７１の延在方向に対して直交する方向に延在している。そして、固定具７は、第１延在部７１の他端に固定部７３が形成されており、第１延在部７１の一端部と、第２延在部７２とが接合終了点に位置している。固定具７は、たとえば、金属材料によって形成されている。
【００９９】
［Ａ−２］接合ツール３の設置
つぎに、図１６（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合の接合ツール３を設置する。
【０１００】
ここでは、第１実施形態の場合と同様に、摩擦撹拌接合を開始する接合開始点に、接合ツール３を設置する。そして、接合開始点に接合ツール３を挿入する。
【０１０１】
［Ａ−３］摩擦撹拌接合の実施
つぎに、図１６（ｃ）に示すように、摩擦撹拌接合を行うことによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。
【０１０２】
ここでは、接合ツール３を回転させた状態で接合開始点から接合終了点まで移動させることによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間に接合部１３を形成し、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。本実施形態では、固定具７が設置された位置まで接合ツール３を移動させる。
【０１０３】
その後、接合終了点において摩擦撹拌接合を終了した後に、接合ツール３を接合終了点から取り外す。接合終了点では、接合ツール３の取り外しによって、ピン穴１４が形成された状態になる。
【０１０４】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、接合ツール３が接合終了点に移動する位置に固定具７を設置する。このため、ピン穴１４は、固定具７に形成され、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間には形成されない。その結果、ピン穴１４によって接合部１３の強度が低下することを防止することができる。したがって、本実施形態は、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの接合体について、信頼性を十分に向上することができる。また、本実施形態では、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとに固定具７が接合された状態になるので、固定具７を用いて、他の支持体に固定することができる。
【０１０５】
＜第７実施形態＞
［Ａ］接合方法
図１７は、第７実施形態に係る被覆導電線の接合方法を示す図である。図１７において、（ａ），（ｂ）は、上面図である。
【０１０６】
本実施形態では、図１７において、（ａ），（ｂ）に示す工程を順次実施することによって、被覆導電線接合体を製造する。
【０１０７】
本実施形態は、第４実施形態と同様に被覆導電線を接合した後に（図１４（ａ）〜（ｃ）参照）、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、棒状部材８（スタッド）を設置する。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第４実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【０１０８】
以下より、被覆導電線を接合するときの各工程について、詳細に説明する。
【０１０９】
［Ａ−１］棒状部材の設置
まず、図１７（ａ）に示すように、棒状部材８（スタッド）を設置する。
【０１１０】
ここでは、本工程の実施に先立って、第４実施形態の場合と同様に、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間に接合部１３を形成し、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの間を連結する。その後、接合終了点から接合ツール３を接合終了点から取り外す。接合終了点では、接合ツール３の取り外しによって、ピン穴１４が形成された状態になる（図１４（ａ）〜（ｃ）参照）。
【０１１１】
その後、図１７（ａ）に示すように、棒状部材８をピン穴１４に設置する。棒状部材８は、円柱部８１と円錐台部８２とを含み、円柱部８１と円錐台部８２との両者が同軸に設けられている。円柱部８１は、一端に円錐台部８２が設けられており、他端側に固定部８３が形成されている。円錐台部８２は、円柱部８１の側から先端側に向かうに伴って外径が小さくなっており、先端がピン穴１４に設置されている。棒状部材８は、たとえば、純銅などの金属材料によって形成されている。この他に、棒状部材８は、強度が必要な場合には、ステンレス鋼で形成されていてもよく、固定部８３において絶縁が必要な場合には、セラミックスや樹脂などの絶縁材料で形成されていてもよい。
【０１１２】
［Ａ−２］棒状部材の接合
つぎに、図１７（ｂ）に示すように、棒状部材８を接合する。
【０１１３】
ここでは、接合終了点に形成されたピン穴１４の内部に棒状部材８を回転させた状態で挿入し、摩擦撹拌接合により接合部８４を形成することによって、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの両者に棒状部材８を接合する。
【０１１４】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、接合終了点に形成されたピン穴１４に金属の棒状部材８を摩擦撹拌接合によって接合する。このため、ピン穴１４が棒状部材８によって無くなるため、接合部１３の強度が低下することを防止することができる。したがって、本実施形態は、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとの接合体について、信頼性を十分に向上することができる。また、本実施形態では、第１被覆導電線１Ａと第２被覆導電線１Ｂとに棒状部材８が接合された状態になるので、棒状部材８を用いて、他の支持体に固定することができる。
【０１１５】
＜その他＞
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、信頼性を十分に向上することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１６】
１Ａ，１Ｂ…被覆導電線、２…くさび形棒、３…接合ツール、４…軟質材、５…裏当材、６…スリーブ、７…固定具、８…棒状部材、１１…金属導電線、１２…金属被覆膜、１３…接合部、１４…ピン穴
【図１】
2014057994.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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