(57)【要約】【課題】  モールド成型された樹脂部材内の端子とこれに接合される端子とを、簡単かつ確実に溶接接合することができ、また当該接続部分を小型かつコンパクトに構成でき、コスト的にも安価である電気部品の端子接続構造を提供する。【解決手段】  高融点金属からなる第１の端子６と、低融点金属からなり、反接合面側にモールド成型された樹脂部材３が付設されている第２の端子４とを接続するにあたって、第１の端子を、第２の端子の接続面上に所定間隙をおいて非接触状体で対接させ、該第１の端子の反接合面側からレーザ照射を行い、これを加熱溶融させるとともに、該第１の端子からの伝熱で第２の端子の接合面をも溶融させることにより、両端子を溶接接続するように構成する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属からなる第１の端子と、低融点金属からなる第２の端子とを接続する電気部品の端子接続構造であって、
前記第２の端子の反接合面には、モールド成型された樹脂部材が付設されており、
前記第１の端子は、前記第２の端子の接続面上に所定間隙をおいて非接触状体で対接させ、該第１の端子の反接合面側からレーザ照射を行い、第１の端子を加熱溶融させるとともに、該第１の端子からの伝熱で該第２の端子の接合面をも溶融させることにより、両端子を溶接接続するように構成されていることを特徴とする電気部品の端子接続構造。
【請求項２】
請求項１記載の電気部品の端子接続構造において、
前記第１の端子は、反接合面側からのレーザ照射で加熱溶融することにより、溶融溶解した該第１の端子が前記第２の端子の接合面に自重により接合することにより、両端子が接合されることを特徴とする電気部品の端子接続構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電気部品の端子接続構造において、
前記電気部品は電気制御型サーモスタットであり、
前記第１の端子は、前記サーモスタットにおけるヒータのヒータ端子であり、
前記第２の端子は、前記ヒータを外部接続するためのコネクタにおけるコネクタ端子であることを特徴とする電気部品の端子接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属による端子を溶接接合するにあたって、一方の端子が樹脂モールドされている場合に用いて好適な電気部品の端子接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば内燃機関での冷却水の流量制御用等として用いられるサーモスタット装置において、冷却水温度の如何にかかわらず、該装置の開閉弁を動作させるために、ヒータを組み込み、該ヒータを必要に応じて通電制御することで、前記開閉弁を開閉制御することが一般に採用されている。
【０００３】
従来この種の電気制御型サーモスタットは、例えば特許文献１に示されるように、冷却水通路を形成する装置ハウジング内に臨むように、ワックス等を封入したサーモエレメントを配置させ、冷却水温度によって熱膨張、熱収縮する軸線方向の動きを、前記冷却水通路を開閉する弁体に伝達することで、冷却水通路を開閉制御するようになっている。そして、前記装置ハウジングの外側から棒状ヒータを、前記サーモエレメント内に臨ませ、該棒状ヒータの熱影響で、ワックスを選択的に熱膨張させ得るようになっている。
【０００４】
ところで、この種の電気制御型サーモスタットでは、ヒータを装置外部に接続するための外部接続用ターミナル端子が、装置ハウジング外に引き出されている。すなわち、ターミナル端子は、これを装置ハウジング側に固定するための樹脂モールド成形されたコネクタ部材を有している。このコネクタ部材には、コネクタ端子が一部を外部に露呈した状態とされ、このコネクタ端子に、前記ヒータ側のヒータ端子を接続するといった構成が採用されている。
【０００５】
ここで、上述したヒータ端子には、一般にニッケル、コバール等の高融点金属が用いられ、コネクタ端子には、真鍮などの低融点金属が用いられ、これらの端子が、例えば抵抗溶接等で溶接接続されている。
【０００６】
しかし、このような抵抗溶接では、溶接すべき両端子を、電極間に挟み込むことで溶接することが必要であり、両端子の接合部には、上記の電極を配置させるようなスペースを設けなければならない。したがって、このような両端子の接合部の構造が複雑になり易く、また該接合部を、スペースを含めて大きくしなければならないために、コネクタ部材が大きくなるといった不具合もある。
【０００７】
勿論、上述したような樹脂モールドタイプの端子との溶接にあたって、樹脂部材の所定個所に穴を明けておき、該穴に電極を入れて挟み込み溶接することが考えられる。しかし、このようにすると、後工程で穴をふさぐ必要があり、部品数が増加し、部品費、組立て費が嵩み、コスト増となるといった問題もある。
【０００８】
例えば特許文献２には、高融点である上部材と低融点である下部材に隙間を設けた接合において、上部材のみレーザ照射による加熱溶融を行い、上部材からの伝熱にて下部材との接合面を溶かすレーザ接合方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１５５８３１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４２０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述した特許文献２におけるレーザ接合方法では、接合すべき上、下の部材は単純な板状を呈するものを、所定間隙をおいて非接触状態とし、レーザ照射を一方の部材側から行うことで、両部材を溶接接合しているだけのものである。
そして、この特許文献２には、上述した一方の部材が樹脂モードル成型されている場合の接合については何らの示唆する記載はない。
【００１１】
特に、上述した特許文献１のような電気制御型サーモスタットにあっては、外部接続用のターミナル端子のコネクタ部においてコネクタ端子とヒータ側のヒータ端子とを接合することが望まれるが、コネクタ端子は樹脂モールド成型されるコネクタ部材内に配置される。特に、このコネクタ部の小型化が望まれる場合には、コネクタ部材を構成する樹脂部材内に一部を露呈した状態で埋設することが多い。
【００１２】
したがって、このように樹脂モールド内に埋設されるコネクタ端子とヒータ端子とを溶接接合する場合にあっては、樹脂部材に溶接熱の影響が及ばないように配慮することが望まれる。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、モールド成型された樹脂部材内の第２の端子とこれに接合される第１の端子とを、簡単かつ確実に溶接接合することができ、また当該接続部分を小型かつコンパクトに構成でき、コスト的にも安価である電気部品の端子接続構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係る電気部品の端子接続構造は、高融点金属からなる第１の端子と、低融点金属からなる第２の端子とを接続する電気部品の端子接続構造であって、第２の端子の反接合面には、モールド成型された樹脂部材が付設されており、第１の端子は、第２の端子の接続面上に所定間隙をおいて非接触状体で対接させ、該第１の端子の反接合面側からレーザ照射を行い、第１の端子を加熱溶融させるとともに、該第１の端子からの伝熱で該第２の端子の接合面をも溶融させることにより、両端子を溶接接続するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明（請求項２記載の発明）に係る電気部品の端子接続構造は、請求項１において、第１の端子は、反接合面側からのレーザ照射で加熱溶融することにより、溶融溶解した該第１の端子が第２の端子の接合面に自重により接合することにより、両端子が接合されることを特徴とする。
【００１６】
本発明（請求項３記載の発明）に係る電気部品の端子接続構造は、請求項１または請求項２において、電気部品は電気制御型サーモスタットであり、第１の端子は、サーモスタットにおけるヒータのヒータ端子であり、第２の端子は、ヒータを外部接続するためのコネクタにおけるコネクタ端子であることを特徴とする。
【００１７】
ここで、高融点金属からなる第１の端子は、例えばニッケル、コバルト、これらの合金等で形成されている。また、低融点金属からなる第２の端子は、例えば真鍮などで形成されている。勿論、高融点および低融点という表現は、接合する２種類の金属材料の各融点の相対的な表現であって、ある温度範囲などを特定するものではない。また、金属材料としても、上記の例示に限定されるものではない。
【００１８】
特に、本発明によれば、第２の端子の反接合面側にモールド成型による樹脂部材が付設されており、しかも該樹脂部材の一部が第２の端子の接合面の周囲を取り囲むように形成された壁部を有している場合にあっても、該第２の端子に対し第１の端子を非接触状態で対接させ、該第１の端子の反接合面側からレーザ照射を行うことにより。両端子を溶接接合することができる。
【００１９】
また、本発明を、内燃機関に用いられる電気制御型サーモスタットにおけるワックス加熱制御用のヒータへの通電を行うコネクタ部に適用すると、高融点金属からなるヒータ端子と、低融点金属からなり該ヒータ端子と接する反対面に樹脂部材が存在するように樹脂モールド成型されたコネクタ側端子を接合する際に、ヒータ端子側のみにレーザ照射による加熱溶融を行い、ヒータ端子からの伝熱により、コネクタ端子の接合面が溶融することで、両端子を溶接接合することができるものである。
【００２０】
ここで、両端子は非接触状態であるが、溶融したヒータ端子が自重でコネクタ端子と接触し、接合する。また、レーザ照射は、ヒータ端子のみ加熱溶融できる程度であればよく、ジャストフォーカス、ディフォーカスは問わない。さらに、レーザ照射の強さ、時間については、対象金属の性質により、適宜選択すればよいものである。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明に係る電気部品の端子接続構造によれば、異種金属による第１、第２の端子を所定間隔をあけた非接触状態とし、第１の端子の反接合面側からレーザ照射を行うことにより、第１の端子を溶融させ、第２の端子を第１の端子からの伝熱によって溶融させることにより、両端子を加熱溶融して溶接接続するようにしているので、簡単な構成であるにもかかわらず、以下に列挙する種々優れた効果がある。
【００２２】
１、第１の端子（ヒータ端子）のみへのレーザ照射することにより、上記第１の端子（ヒータ端子）、第２の端子（コネクタ側端子；以下、コネクタ端子という）、これに付設される樹脂部材がレーザ照射方向に重なるような配置であっても、被照射部材の周辺部材への熱影響が少なく、下板付近の樹脂部材が劣化しない。
２、製品のシール性を維持できるから、冷却水の漏れ防止効果を発揮し得る。
【００２３】
３、伝熱での接合の為、端子は溶解による蒸発が極めて微少で、厚さが薄くなること等が無い。その為、接合面積を十分に確保でき、接合強度が向上する。そのうえ接合する周辺部への熱影響が少なく、接合面近傍の樹脂部材の厚さを薄くし、軽量化することができる。樹脂部材を薄くしても樹脂部材に貫通穴が開かないため、外気の影響を受けない。また、ホコリが入らない。
【００２４】
４、スポット溶接のように接合用の加工等も必要ない。ヒータ端子が別部材と銀蝋（700度〜900度）などの融点の低いもので接合させていても熱伝導で銀蝋が融解し、ヒータ端子が別部材から外れてしまうことがない。
【００２５】
５、両端子が非接触状態であっても、溶融したヒータ端子が自重でコネクタ側端子と接触することから、両端子間に隙間が生じ、非接触状態であっても、溶融したヒータ端子が自重によって接合するため、品質の高い製品が提供できる。
【００２６】
６、一方の端子の背面側からのレーザ照射で、両端子を溶融させて溶接できることから、他方の端子がモールド成型され、端子の周囲を取り囲むような壁部をもち、例えばスポット溶接用の電極等が入らないくらい、接合部の周囲が狭い場合にあっても、簡単かつ確実に溶接接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る電気部品の端子接続構造の一実施形態を示し、電子制御型サーモスタットの要部断面図である。
【図２】図１のＡ部におけるターミナルコネクタとヒータとの接続部を説明するための概略斜視図である。
【図３】図２のターミナルコネクタとヒータとの接続部の概略断面図である。
【図４】本発明に係る端子接続構造を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１ないし図４は本発明に係る電気部品の端子接続構造の一実施形態を示す。
これらの図において、本実施形態では、本発明を電気制御型サーモスタット１における外部接続用のターミナル端子２におけるコネクタ部３のコネクタ端子４と、サーモスタット１内の電気温度制御用のヒータ（後述する１６）におけるヒータ端子６との接合部に適用した場合を説明する。
【００２９】
ここで、本発明を適用する電気制御型サーモスタット１は、前述した特許文献１からも明らかなように従来から周知の構成を有するものであって、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３０】
なお、図１中、１０は図示しない冷却水通路を形成する装置ボディに組付けられる装置ハウジング、１１は該装置ハウジング１０内に形成される冷却水通路１２を開閉するメイン弁体、１３は該メイン弁体１１を付勢するリターンスプリングである。
１５は前記メイン弁体１１が軸線方向の一部に組付け固定されているサーモエレメントであり、内部にワックス、その熱膨張収縮で軸線方向に進退動作するピストン（共に図示せず）などが内蔵されている。
【００３１】
このサーモエレメント１５の内部には、装置ハウジング１０の軸線方向に開けられたコネクタ取付部から延設されている棒状等のヒータ１６が挿入され、このヒータ１６の発熱温度制御によって、前記ワックスを、冷却水温度の如何にかかわらず、熱膨張、収縮できるように構成されている。
【００３２】
さて、本発明によれば、高融点金属からなる第１の端子（ヒータ端子６）と、低融点金属からなる第２の端子（コネクタ端子４）とを接続するにあたって、図２，図４に示されるように、コネクタ端子４の反接合面には、モールド成型された樹脂部材（コネクタ部材３）が付設されており、ヒータ端子６は、コネクタ端子４の接続面上に所定間隙ＧＡＰをおいて非接触状体で対接させ、該ヒータ端子６の反接合面側からレーザ照射（図４中、矢印で示す）を行い、ヒータ端子６を加熱溶融させるとともに、該ヒータ端子６からの伝熱でコネクタ端子４の接合面をも溶融させることにより、両端子４，６を溶接接続するように構成したところを特徴としている。
【００３３】
ここで、上述したように、ヒータ端子６の反接合面側からのレーザ照射で加熱溶融させ、溶融溶解したヒータ端子６がコネクタ端子４の接合面に自重により接合させることにより、両端子４，６が接合される。なお、図４中、左側は、レーザ照射前で、コネクタ端子４とヒータ端子６との間に間隙ＧＡＰが空いている状態を、同図中、右側は、レーザ照射によって、ヒータ端子６が熔解し、自重によりコネクタ端子４に接合している状態を示す。
【００３４】
なお、上述した高融点金属からなるヒータ端子６は、例えばニッケル、コバルト、これらの合金等で形成されている。また、低融点金属からなるコネクタ端子４は、例えば真鍮などで形成されている。勿論、高融点および低融点という表現は、接合する２種類の金属材料の各融点の相対的な表現であって、ある温度範囲などを特定するものではない。また、金属材料としても、上記の例示に限定されるものではない。
【００３５】
さらに、上述したようなコネクタ端子４は、一般に酸化劣化防止目的でＳｎ，Ａｇ、Ａｕ等のメッキ材でメッキ処理されているが、このようなメッキの種類やメッキ処理の有無にかかわらず、ヒータ端子６と良好な状態での溶接接合が可能である。
【００３６】
また、本実施形態によれば、電気制御型サーモスタット１のコネクタ部３に適用するにあたって、コネクタ端子４の反接合面側にモールド成型による樹脂部材（コネクタ部材）が付設されており、しかもこのコネクタ部材３の一部がコネクタ端子４の接合面の周囲を取り囲むように形成された壁部８を有している場合において、図２、図３に示すように、この壁部８の内側部分にコネクタ端子４を配置させ、このコネクタ端子４に対しヒータ端子６を所定間隙をおいて非接触状態で対接させ、該ヒータ端子６の反接合面側からレーザ照射を行うことにより。両端子４，６を簡単にしかも確実に溶接接合することができる。
【００３７】
ここで、上述した両端子４，６は非接触状態であるが、溶融したヒータ端子６が自重でコネクタ端子４と接触し、接合するようになっている。また、レーザ照射は、ヒータ端子６のみ加熱溶融できる程度であればよく、ジャストフォーカス、ディフォーカスは問わない。この場合、レーザ照射の強さ、レーザ出力やスポット径、時間については、対象金属の性質、厚さ、幅等により、適宜選択すればよいものである。なお、ヒータ端子６の幅は、スポット径の２倍以内が良好であることが、実験により確認されている。
【００３８】
以上の構成によれば、簡単な構成であるにもかかわらず、以下に述べる種々優れた効果がある。
すなわち、ヒータ端子６のみへのレーザ照射することにより、ヒータ端子６、コネクタ側端子（以下、コネクタ端子４という）、これに付設されるコネクタ部材３がレーザ照射方向に重なるような配置であっても、被照射部材の周辺部材への熱影響が少なく、下側に位置するコネクタ部材３側が劣化しない。
したがって、コネクタ部材３が溶接等の熱影響を受けないため、製品のシール性を維持できるから、冷却水の漏れ防止効果を発揮し得る。
【００３９】
また、伝熱での接合のため、端子４，６は溶解による蒸発が極めて微少で、厚さが薄くなること等が無い。そのため、接合面積を十分に確保でき、接合強度が向上する。しかも、ショート等の電気的接続を害する不具合も生じない。そのうえ接合する周辺部への熱影響が少なく、接合面近傍のコネクタ部材３の厚さを薄くし、軽量化することができる。さらに、コネクタ部材３を薄くしても該部材に貫通穴が開かないため、外気の影響を受けず、また、ホコリ等の異物が入らないという利点もある。
【００４０】
さらに、スポット溶接のように接合用の加工等も必要ない。ヒータ端子６が別部材と銀蝋（700度〜900度）などの融点の低いもので接合させていても熱伝導で銀蝋が融解し、ヒータ端子６が別部材から外れてしまうことがない。
【００４１】
また、両端子４，６が非接触状態であっても、溶融したヒータ端子６が自重でコネクタ端子４と接触することから、両端子４，６間に隙間が生じ、非接触状態であっても、溶融したヒータ端子６が自重によって接合するため、品質の高い製品が提供できる。
【００４２】
さらに、一方の端子６の背面側からのレーザ照射で、両端子４，６を溶融させて溶接できることから、他方の端子６がモールド成型され、端子の周囲を取り囲むような壁部８を有する場合にあっても、簡単かつ確実に溶接接合することができる。
【００４３】
また、上述した実施形態構造によれば、端子４がモールドされたコネクタ部材３（樹脂部材）の壁部８によって取り囲まれた開口端側からの溶接が可能であり、従来のような抵抗溶接時の電極のような配置スペースが不要となるため、全長が小型化でき、しかも全体の構成も簡素化する。
【００４４】
ここで、上述した実施形態において、図４中、符号９は、溶接時にコネクタ端子４を押さえる押さえ治具であり、必要に応じて適宜用いることは自由である。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、電気部品としての電気制御型サーモスタット１におけるターミナル端子２のコネクタ部のコネクタ端子４とヒータ端子６との接合部を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。例えば、本発明を適用できる電気部品としては、上述した電気制御型サーモスタット１のコネクタ部に限定されない。
【符号の説明】
【００４６】
１  電気制御型サーモスタット
２  ターミナル端子
３  コネクタ部
４  コネクタ端子（コネクタ側端子）
６  ヒータ端子
８  壁部
１０  装置ハウジング
１１  メイン弁体
１２  冷却水通路
１３  リターンスプリング
１５  サーモエレメント
１６  ヒータ（棒状ヒータ）
【図１】
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【図２】
2015065019.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015065019.tif 000006