(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターミナルの基板に一本の線材からなるリード線を溶接により接合する構造において、
上記ターミナルの基板に折返し片を設け、
上記折返し片の基部に、強度の小さい首部を設けると共に、上記折返し片が上記基板に載置した上記リード線上に折り曲げ形成され、
該リード線を上記基板と上記折返し片との間に挟持した状態でスポット溶接により結合し、
前記ターミナル表面のメッキ層が融けて形成された合金層により前記リード線及びターミナル間が結合され、
前記リード線の被覆部及びターミナルがつぶれていると共に前記折返し片が前記基板に対して平行に形成され、かつ前記基板と折返し片との間に隙間を設けたことを特徴とするターミナルとリード線の接合部構造。
【請求項２】
上記リード線は、先端に感温素子を接続し、
上記ターミナルは、樹脂ケースを樹脂成形するときの位置決め用突起を先端部に有し、上記リード線接合部とは反対側の端部を除いて前記感温素子から接合部までを上記樹脂ケースを形成する樹脂で覆ったことを特徴とする請求項１記載の接合部構造。
【請求項３】
基板及び折返し片を有するターミナルを板材より打ち抜く工程と、
上記折返し片を基板上に略直角に折り曲げ成形する工程と、
上記折返し片をリード線上に折り曲げる工程と、
上記リード線を狭持した基板と折返し片を電極間に挟んで加圧、通電するスポット溶接の工程、を有すると共に、
上記折返し片を基板上に略直角に折り曲げる工程において、基板と折返し片との間に、リード線の半径より大きな半径を有する湾曲部を形成し、
上記スポット溶接の工程において、スポット溶接の電極の直径が、折返し片のリード線方向寸法より大きいものを用い、
前記スポット溶接時の電極による加圧、通電時に折返し片が基板に対し平行状態を保ちつつ隙間を維持することを特徴とするターミナルとリード線の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ターミナルと一本の線材で構成されたリード線との接合部構造及びターミナルとリード線の接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ターミナルに上記リード線を接合する場合は、図８に示す様に、ターミナル２３上にリード線２６を載置し、両者を直接スポット溶接２７することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ターミナル２３とリード線２６との接合後、両者を引き離す方向に力が加わった場合、接合強度が十分でないとリード線２６が外れたり、あるいはスポット溶接時の加圧力が大きすぎると接合部近傍でリード線２６が切断してしまうことがあった。
【０００４】
そこで、両者の接合強度、品質を確保するため、スポット溶接時の電流値、通電時間等という通常の管理に加え、リード線２６のつぶれ量を管理項目として加える必要があり、管理が複雑になると共に、生産性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、ターミナルとリード線との接合部の強度及び品質が高く、且つ特別な管理項目を必要とすることのない、比較的簡単な工程で得られる接合部構造及びターミナルとリード線の接合方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、ターミナルの基板に一本の線材からなるリード線を溶接により接合する構造において、前記ターミナルの基板に折返し片を設け、上記折返し片の基部に、強度の小さい首部を設けると共に、上記折返し片が上記基板に載置した上記リード線上に折り曲げ形成され、該リード線を上記基板と上記折返し片との間に挟持した状態でスポット溶接により結合し、前記ターミナル表面のメッキ層が融けて形成された合金層により前記リード線及びターミナル間が結合され、前記リード線の被覆部及びターミナルがつぶれていると共に前記折返し片が前記基板に対して平行に形成され、かつ前記基板と折返し片との間に隙間を設けたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２の発明は、、リード線が先端に感温素子を接続し、上記ターミナルは、樹脂ケースを樹脂成形するときの位置決め用突起を先端部に有し、上記リード線接合部とは反対側の端部を除いて前記感温素子から接合部までを上記樹脂ケースを形成する樹脂で覆ったことを特徴とする構造である。
【０００８】
請求項３の発明は、基板及び折返し片を有するターミナルを板材より打ち抜く工程と、上記折返し片を基板上に略直角に折り曲げ成形する工程と、上記折返し片をリード線上に折り曲げる工程と、上記リード線を狭持した基板と折返し片を電極間に挟んで加圧、通電するスポット溶接の工程、を有すると共に、上記折返し片を基板上に略直角に折り曲げる工程において、基板と折返し片との間に、リード線の半径より大きな半径を有する湾曲部を形成し、上記スポット溶接の工程において、スポット溶接の電極の直径が、折返し片のリード線方向寸法より大きいものを用い、前記スポット溶接時の電極による加圧、通電時に折返し片が基板に対し平行状態を保ちつつ隙間を維持することを特徴とするターミナルとリード線の接合方法。
【０００９】
【実施例】
図１は、本発明を水温センサに適用した実施例を示すもので、この水温センサ１は、センサ部２とターミナル３及び樹脂ケース４で構成している。センサ部２は感温素子としてのサーミスタ５と、そこから延びる２本のリード線６，６からなり、各リード線６，６はサーミスタ５のガラス被覆部との馴染みを良くするため各々一本の鉄−ニッケル合金線に銅被覆を施したジュメット線を用い、その端部６ａ，６ｂを２つのターミナル３，３にそれぞれ接合する。樹脂ケース４は、例えばナイロンを素材としたもので、ターミナル３のリード線６との接合部とは反対側の端部を残して、サーミスタ５、リード線６、及びターミナル３のリード線５との接合部を覆っており、更に上記ターミナル３露出端部３５の周りを距離を設けて壁４ａで囲み、コネクタ７を形成している。
【００１０】
図２は、樹脂ケース４で覆う前の状態におけるセンサ部２とターミナル３との接合部分を示すもので、ターミナル３は、リン青銅板の表面に錫メッキした母材をプレスにより打抜き形成したもので、一端に後述のインサート成形時の位置決め用突起３４を有する長方形状の基板３１と、基板３１の位置決め用突起３４隣接部位において一側外方へ延びる折返し片３２と、この折返し片３２と基板３１とを結ぶ首部３３とからなっている。折返し片３２は、折返し片３２が連なる基板３１の幅ｗ1と同じ幅寸法ｗ2（＝ｗ1）を有しており、リード線６長手方向にはリード線６の接合時に必要な接合強度が得られる長さ寸法ｌを有している（図３（ａ））。一方首部３３は、折返し片３２を基板３１と平行位置まで曲げていく時（図３（ｂ））、折返し片３２及び基板３１そのものが変形することなく首部３３のみが変形する様に、曲げ強度を折返し片３２よりも小さく設定してあり、本実施例では基板３１、折返し片３２と同一の板厚でそのリード線６長手方向寸法を折返し片３２よりも所定寸法小さくすることにより、又、それに直交する方向には、折返し片３２を基板３１と平行に折り曲げるとき、リード線６直径に相当する空間を確保できるだけの寸法とすることにより上記の条件を満足させている。
【００１１】
次に、この水温センサ１の製造方法について説明する。まず、錫メッキを施したリン青銅板から所定形状のターミナル３をプレスにて打抜き（図４（ａ））、その後折返し片３２を首部３３から基板３１に対して略直角に折り曲げる（図４（ｂ））。この時、基板３１と折返し片３２とを結ぶ首部３３には、リード線６の半径ｒ１より大きな半径ｒ２（＞ｒ１）の湾曲部３６が形成される様、型８に沿って折り曲げる。
【００１２】
次に、サーミスタ５の各リード線６，６を、それぞれ平行に位置決めした２つのターミナル基板３１，３１上に、各リード線６，６の先端が折返し片３２，３２より突出する様に載置し（図４（ｃ））、折返し片３２をリード線６上に基板３１と平行となる様折り曲げる（図４（ｄ），（ｅ））。ここで、折返し片３２は基板３１と同じ幅寸法ｗ２を有しているので、加工工程中にリード線６位置が多少ずれても、基板３１の幅寸法ｗ１内であれば確実に両者間に挟持できる。又、首部３３の曲げ強度を折返し片３２より小さく、且つ首部３３にリード線６半径より大きな半径の湾曲部３６を形成しているので、基板３１、折返し片３２が変形することなく、確実に首部３３から折返し片３２と基板３１とがリード線６の直径に相当する空間を有して平行になる様折り曲げることができる。尚、基板３１へリード線６を載置する前に、折返し片３２を基板３１に対して直角に曲げておくのは、上記の通り首部３３に湾曲部３６を形成すると共に、リード線６載置後の工程を少なくすることにより、リード線６の位置ずれを少なくするためである。
【００１３】
続いて、基板３１下面と折返し片３２上面とにスポット溶接機の電極９，９を押し当て、電極９，９により基板３１、リード線６、折返し片３２の接合部を加圧し、両電極９，９間に通電する（図４（ｆ））。
この場合、電極９，９は折返し片３２のリード線６長手方向寸法ｌより直径ｄの大きなもの（ｄ＞ｌ）を用いることにより、折返し片３２を介して、リード線６の被挟持部全体を均一に加圧、通電できるようにし、十分な接合面積を確保すると共に、溶接強度のバラツキが出ない様にしている。
【００１４】
そして、所定時間通電後、両電極９，９を後退させる。この接合部は、図５に示す通り、リード線６の先端より若干内側部位を基板３１と折返し片３２とで挟持加圧することにより、ターミナル６より硬度の低いジュメット線の銅被覆部がまずつぶれ、その後ターミナル３がつぶれる。更に通電時の発熱により融点の低い錫メッキ層が融けてリード線６、ターミナル３間で合金層を形成し、結合を確実なものとしている。また、リード線６の先端が折り返し片３２から突出する様に挟持されるので、折返し片３２の被挟持部全体を総て有効に接合に利用できる。
【００１５】
次に、接合されたセンサ部２とターミナル３とを樹脂成形金型に入れて樹脂ケース４を成形する。この金型は、図６に示す通り、上型１１、下型１２、及びスライドブロック１３で構成されており、ターミナル３の位置決め用突起３４用の第１支持部１３ａと、サーミスタ５用の第２支持部１３ｂを有するスライドブロック１３は、上型１１に対してスプリング１４により突出方向に付勢されている。
【００１６】
従って、樹脂ケース４を成形する場合、先ずターミナル３端部を下型１２に位置決め保持し、続いてスライドブロック１３と共に上型１１を下型１２に被せる。この時、スライドブロック１３の第１支持部１３ａでターミナル３の位置決め用突起３４を、第２支持部１３ｂでサーミスタ５を位置決め保持する。
【００１７】
そして、ゲートより溶融樹脂を注入すると、上型１１と下型１２との空間内に溶融樹脂が満たされ、さらに注入を続けると、その圧力によりスプリング１４の付勢力に抗してスライドブロック１３が徐々に後退し、サーミスタ５とスライドブロック１３の第２支持部１３ｂとの間にも樹脂が流入してサーミスタ５を樹脂で被覆した状態となる。以上の工程を経た後、成形金型を冷却し、成形金型から取り出して水温センサ１が完成する。
【００１８】
尚、樹脂成形された状態では、ターミナル３の基板３１に対し、折返し片３２が積層された状態となるので、コネクタ７への脱着時にターミナル３の長手方向に力が加わるが、この力を前記積層部で受けることができ、ターミナル３とリード線６との接合部において両者の引外し方向の力が直接加わることを防止できる。
【００１９】
尚、上記実施例ではターミナル３の首部３３を折返し片３２のリード線６長手方向より小さくしているが、この寸法は折返し片３２と同じあるいは大きくして、板厚を折返し片３２より薄くすることにより所定の性能を得る様にしても良い。
【００２０】
更に、上記実施例では、水温センサにおけるリード線とターミナルとの接合部に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、他の温度センサを初め、各種接合部に用いることができ、要は一本のリード線をターミナルに接合する場合にはどこでも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上、請求項１の発明では、リード線をターミナルの基板と折返し片とで挟持した状態でスポット溶接により結合しているので、大きな接合面積を得ることができ、両者を引き離す方向に力が加わった場合でも、外れたり切断することのない確実な接合構造が得られる。また、請求項１の発明では、折返し片が前記基板に対して平行に形成されているので、リード線を直接位置決め保持しなくても、折返し片が基板と非平行状態でリード線に接触して、リード線が首部に近付いたり離れたりすることがなく、接合部の結合が確実である。さらに、前記ターミナル表面のメッキ層が融けて形成された合金層により前記リード線及びターミナル間が結合され、前記リード線の被覆部及びターミナルがつぶれていると共に前記折返し片が前記基板に対して平行に形成され、かつ前記基板と折返し片との間に隙間を設けたため、リード線の潰れを抑制することができる。
【００２３】
請求項２の発明では、感温素子から接合部までを樹脂ケースで覆ったものに適用した場合、折返し片が基板に対し積層された状態となっている事により、ターミナルに対するコネクタ脱着等による外力が働いても、積層状態の折返し片が樹脂ケース引っ掛かりターミナルが抜けたり、リード線とターミナルとの接合部に両者を引き離す力が働くのを防止できる。
【００２４】
また請求項３に示す接合方法では、スポット溶接時の電極による加圧、通電時に折返し片が基板に対し平行状態を保ちつつ隙間を維持するので、リード線を直接保持しなくてもリード線が近付いたり遠ざかる方向に動いてしまうことがなく、安定した溶接を行い、確実な接合を得ることができる。また基板と折返し片の両者に大きな面積でリード線を接合しているので、従来の様にリード線のつぶれ量を管理する必要もなく、生産性が向上する。また、スポット溶接時の電極による加圧、通電時に折返し片が基板に対し平行状態を保ちつつ隙間を維持するため、折返し片がリード線を基板との間から押し出したりするこなく、安定した状態を確保できる。また、請求項３の発明では、折返し片のリード線長さ方向寸法より大きな電極でスポット溶接することにより、折返し片を介してリード線の被狭持部全体を均一に加圧、通電できるので、外れ難く安定した接合品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を水温センサに適用した実施例を示す一部破断正面図である。
【図２】図１に示す水温センサの樹脂ケースを除いた平面図である。
【図３】この発明のターミナルの一実施例を示す平面図である。
【図４】この発明の接合工程を示す図である。
【図５】図３に示すターミナルを用いた接合部構造を示す斜視図である。
【図６】図１に示す水温センサの樹脂ケースを成形する金型構造を示す断面図である。
【図７】図６に示す金型で樹脂ケースを成形した状態を示す断面図である。
【図８】従来の接合部構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１  水温センサ
３  ターミナル
４  樹脂ケース
５  ターミナル（感温素子）
６  リード線
９  電極
３１  基板
３２  折返し片
３３  首部
３６  湾曲部
【図１】
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【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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