(57)【要約】【課題】電気回路の充分なる信頼性を確保する。【解決手段】端子１０，１２等の電気回路構成部材の１つの接合部を、接合条件の異なる複数の接合箇所２０，２２を含んで構成する。例えば、接合の種類を異にする形態として、接合箇所２０をスポット溶接によって行い、接合箇所２２をＴＩＧ溶接によって行う。また、複数の接合箇所２０，２２の接合を、互いに異なる接合装置によって行うこともできる。さらに、複数の接合箇所が冗長となるようにして接合部に冗長性をもたせれば、電気回路の信頼性はより向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的導通を確保しつつ互いに接合された２つの電気回路構成部材を含んで電気回路を構成する接合構造体であって、
前記２つの電気回路構成部材の接合部が複数の接合箇所を有し、その複数の接合箇所のうちの２以上のものが、互いに異なる接合条件で接合されたものであることを特徴とする接合構造体。
【請求項２】
前記接合部が冗長化された請求項１に記載の接合構造体。
【請求項３】
電気的導通を確保しつつ互いに接合される２つの電気回路構成部材を準備する電気部材準備工程と、
前記２つの電気回路構成部材を１以上の接合箇所において設定された接合条件で接合する第１接合工程と、
前記２つの電気回路構成部材を、前記１以上の接合箇所とは異なる１以上の接合箇所において、前記設定された接合条件とは異なる接合条件で接合する第２接合工程と
を含むことを特徴とする電気回路構成部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路を構成する部材どうしが接合された接合構造体、および、接合構造体とするための部材どうしの接合方法に関し、詳しくは、接合方式の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路は、産業機器、輸送機器、家電、重電等、種々の分野の様々な機器、装置に設けられている。電気回路は、電気部品、電子部品、プリント配線板等の基板、接続端子、バスバー、電線等の導電部材等の各種構成部材の集合であり、それら構成部材は、電気回路において、電気的導通を確保されながら接合されている。電気回路の信頼性は、それら構成部材の接合状態の影響をうけるため、構成部材どうしは、充分なる接合状態を確保することが望まれる。電気回路構成部材の接合に関して、例えば、下記特許文献に示す技術が存在する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１７４９４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
上記特許文献に記載の技術は、電気回路構成部材の接合部における１つの接合箇所に、２つの互いに異なる種類の接合が施され、それらの協働によりそ接合部の破損を防いで、電気回路の信頼性を高めるものであった。しかし、当該接合に関する技術は、あくまでも協働という作用によって接合部の破損を防ぐものであるゆえ、一方の接合状態が不充分であるような場合は、所定の接合強度を発揮し得ず、電気回路の信頼性を満足できる程度には向上させるものとはなっていない。
【０００５】
そこで、本発明は、電気回路の充分なる信頼性を確保することを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の接合構造体および電気回路構成部材の接合方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能である。
【０００６】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に、（６）項が請求項２に、それぞれ相当し、（７）項が請求項３に相当する。
【０００７】
（１）電気的導通を確保しつつ互いに接合された２つの電気回路構成部材を含んで電気回路を構成する接合構造体であって、
前記２つの電気回路構成部材の接合部が複数の接合箇所を有し、その複数の接合箇所のうちの２以上のものが、互いに異なる接合条件で接合されたものであることを特徴とする接合構造体。
【０００８】
本発明の接合構造体とは異なる接合構造体、例えば、複数の接合箇所に対して、同じ種類の接合を、同じ装置で、同じ時期に行った接合構造体を考える。かかる接合構造体において、１つの接合箇所に何らかの原因で接合不良が発生するときには、複数の接合箇所のすべてに接合不良が発生する可能性が高い。その具体例として、２つの端子板を重ね合わせてスポット溶接（抵抗溶接の一種である）を行う場合を挙げることができる。その場合、例えば、スポット溶接機の不良、工場消費電力の揺らぎ、端子板の板厚のバラツキ，表面状態等の原因によって、接合時において接合不良が発生するが、それらの原因によるときは、上記複数の接合箇所に同時に接合不良が発生するのである。本発明の接合構造体では、１つの接合部の異なる接合箇所において、異なる接合条件で接合が行われるため、１の接合箇所において接合不良が発生しても、他の接合箇所に接合不良が生じる可能性は低い。
【０００９】
また、接合構造体は、外力，振動，腐食といった種々の因子によって決定付けられる環境下に置かれる。これらの環境決定因子の変化は接合箇所に影響を与える。例えば、同じ種類の接合を行った接合箇所が複数設けられる場合、何らかの環境決定因子が変化したときに、それらすべての接合箇所の接合が解除される危険性がある。接合箇所は、接合の種類等の接合条件の違いにより、特性（例えば、強度，耐振動性，耐腐食性等）が異なるため、接合条件の互いに異なる２つの接合箇所を設けた場合、ある環境決定因子が変化して１つの接合箇所の接合が解除される場合であっても、他の接合箇所は充分なる接合が維持され得る。
【００１０】
本発明の接合構造体は、簡単に言えば、電気回路を構成する構成部材が接合されたものであり、その接合部において、接合条件の互いに異なる接合が行われた２つ以上の接合箇所を有するものである。上述した利点を有することから、かかる接合部を有する本発明の接合構造体は、電気回路の信頼性を向上させるものとなる。なお、本発明の接合構造体には、３以上の接合箇所が存在する場合に、接合箇所のうちの１つだけが接合条件を異にする態様、複数の接合箇所のすべてが互いに接合条件を異ならせる態様等、種々の態様が含まれる。
【００１１】
本発明の接合構造体において、電気回路構成部材は、特に限定されず、例えば、先に述べたように、電気部品、電子部品、プリント配線板等の基板、接続端子、バスバー，電線等の導電部材等、種々のものであってよい。異なる接合条件とは、例えば、接合の種類，接合装置等、接合に関する諸因子のいずれかのものが異なることを意味する。接合の種類，接合装置については、後に詳しく説明する。本発明の接合構造体によって構成される電気回路についても、特に限定されない。先に述べたように、産業機器、輸送機器、家電、重電等、種々の分野の様々な機器、装置に設けられる種々の電気回路が対象となる。一例として、自動車用のジャンクションボックスに内蔵される電気回路を挙げることができる。ジャンクションボックスは特に高い信頼性を要求されることから、その内蔵回路に本発明の接合構造体が適用された場合の効果が大きい。その場合、内蔵回路を構成するバスバー，接続端子等が接合されたものが本発明の接合構造体に相当する。また、ジャンクションボックスに接続されるワイヤリングハーネスも、自動車における電気回路の一部であると考えることができ、その場合は、ワイヤリングハーネスを構成する電線、端子等が接合されたものが、本発明の接合構造体に相当することになる。
【００１２】
（２）前記複数の接合箇所のうちの２以上のものが、接合の種類を互いに異にする（１）項に記載の接合構造体。
【００１３】
接合の種類とは、例えば、カシメ等の圧着、螺合、リベット止め、はんだ付け，ろう付け等のろう接、溶接、超音波接合、拡散接合といった接合法によるカテゴリーを意味する。またそれらのカテゴリーは下位のカテゴリーに分類することができる。例えば、溶接であれば、アーク溶接、抵抗溶接、摩擦溶接等であり、それらは、それらの下位カテゴリーは、さらに下位のカテゴリー（被覆溶接、ＭＡＧ溶接，ＴＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接等）に、何段階にも細分化することができる。本項に記載の態様における接合の種類の相違とは、このように細分化された接合法のカテゴリーに相違がある場合であってもよい。接合の種類の相違させることによって接合条件を異ならせれば、接合箇所の各々をカテゴリーに応じた特性を有する接合箇所とすることでき、前述のようた接合時に生じる接合不良についての問題、環境決定因子の変化についての問題を容易にクリアし得るため、本項に記載の態様は、電気回路の信頼性を充分に確保できるものとなる。
【００１４】
（３）前記複数の接合箇所のうちの２以上のもののうち、少なくとも１つのものが溶接によって接合されたものである（２）項に記載の接合構造体。
【００１５】
本項は、接合箇所に適用される接合の種類を限定する態様であり、少なくとも１つの接合箇所に溶接による接合を適用する態様である。溶接によれば、充分な接合強度を担保し得る接合箇所が得られる。溶接法は特に限定されるものではなく、アーク溶接、抵抗溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接等種々の溶接法から適宜選択すればよい。電気回路構成部材が、比較的薄い板厚の部材、比較的径の小さな部材とされることに考慮すれば、ＴＩＧ溶接（アーク溶接の一種である），スポット溶接（抵抗溶接の一種である），レーザ溶接等を採用することが望ましい。
【００１６】
（４）前記複数の接合箇所のうちの２以上のものが、互いに異なる接合装置によって接合されたものである（１）項ないし（３）項のいずれかに記載の接合構造体。
【００１７】
先に説明したように、１つの接合部のすべての接合箇所を同じ接合装置によって接合すれば、その装置に起因する接合不良が、すべての接合箇所について発生する可能性がある。本項に記載の態様では、１つの接合部が２以上の接合装置によって接合されたものであるため、接合装置に起因する接合不良が接合部の電気的導通に与える影響が小さく、電気回路の信頼性を充分に向上させることができる。接合の種類が異なれば、その場合の多くは接合装置が異なるものとなるが、本項に記載の態様は、接合の種類が同じ場合であって、接合装置が異なる場合も含まれる。例えば、２つの接合箇所を互いに異なる装置でスポット溶接を行う場合等である。この場合、例えば、異なる電極を用いて２つの接合箇所のそれぞれをスポット溶接するものであってもよい。そのとき、２セットの電極を備えた１つのスポット溶接の設備によって、１つの接合部の接合を行ってもよく、本項にいう接合装置が異なる接合とは、接合を行う１つの設備において異なる接合装置が配備されているときに、その異なる接合装置にによって行われる接合を含むことを意味する。
【００１８】
（５）前記複数の接合箇所のうちの２以上のものが、互いに離間して位置する（１）項ないし（４）項のいずれかに記載の接合構造体。
【００１９】
１の接合箇所が他の接合箇所に影響を与えないという観点からすれば、本項に記載の態様のように、接合箇所を互いに離間させることが望ましい。離間の程度が特に限定されるものではないが、２つの接合箇所の間に、別の接合箇所を設ける態度に離間させることが望ましい。
【００２０】
（６）前記接合部が冗長化された（１）項ないし（５）項のいずれかに記載の接合構造体。
【００２１】
本項でいう「冗長化」とは、信頼性工学でいう冗長化を意味する。つまり、本項に記載の態様は、複数の接合箇所の１つ１つがそれのみで接合部の本来の機能を確保し得るものであり、接合箇所の１つの接合が解かれた状態においても、接合部の機能が損なわれないようにされた態様である。平たく言えば、接合箇所が１つでも機能すれば、接合部において充分な電気的導通が確保され得る態様である。複数の接合箇所を設けて接合部に冗長性を持たせることで、電気回路の信頼性をさらに向上させることができるのである。
【００２２】
（７）電気的導通を確保しつつ互いに接合される２つの電気回路構成部材を準備する電気部材準備工程と、
前記２つの電気回路構成部材を１以上の接合箇所において設定された接合条件で接合する第１接合工程と、
前記２つの電気回路構成部材を、前記１以上の接合箇所とは異なる１以上の接合箇所において、前記設定された接合条件とは異なる接合条件で接合する第２接合工程と
を含むことを特徴とする電気回路構成部材の接合方法。
【００２３】
本発明の電気回路構成部材の接合方法は、上記本発明の接合構造体を製造するための、１つの方法である。詳しい説明は前述の説明と重複となるため省略するが、本発明の接合方法によれば、１つの接合部に互いに接合条件の異なる複数の接合箇所を設けることができ、電気回路の信頼性を向上させることができる。なお、上記電気部材準備工程は、２つの電気回路構成部材を、互いに接合が行えるまでに製造する工程であってもよく、また、既に調整されている電気回路部材をいずれかから調達する場合（例えば、他の業者から購入するような場合）には、それを調達する工程とすることができる。また、本発明の接合方法は、前記本発明の接合構造体についての上記（２）項ないし（６）項に記載の技術的特徴を適宜取り入れた態様で実施することもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について、図を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、決して、以下の実施形態に限定されるものではなく、以下の実施形態の他、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【００２５】
図１に、電気回路構成部材としての２つの端子が接合された接合構造体を示す。端子１０，端子１２ともに平盤な板材であり、端子１２は、２つの脚部１４，１６を有し、その脚部１４，１６の各々において、接合されている。つまり、脚部１４，１６の各々と端子１０との接合されている箇所の各々が接合箇所２０，２２とされており、本実施形態では、端子１０と端子１２との接合部は、２つの接合箇所を有している。２つの脚部１４，１６は、略同じ幅に形成されるとともに、両者の間隔は、その幅を超えるものとされている。
【００２６】
接合箇所２０は、図２（ａ）に示すように、スポット溶接にて接合される。詳しくは、端子１０および端子１２を重ねたものを電極２４と電極２６とで板厚方向に挟持し、所定の挟持力の下、両電極２４，２６間に所定の大きさの電流を所定時間流すことによって行われる。また、接合箇所２２は、図２（ｂ）に示すように、ＴＩＧ溶接にて接合される。詳しくは、ＴＩＧ溶接トーチ２８を使用して、を端子１２の脚部１６に設けられた穴３０の周囲とその部分に接する端子１０の部分を互いに融着させることによって行われる（プラグ溶接の一種である）。
【００２７】
２つの接合箇所２０，２２の各々の溶接は、別々の設備によって、すなわち互いに異なる装置によって行われる。詳しく言えば、まず、第１接合工程として、所定のスポット溶接設備を利用して接合箇所２０のスポット溶接が行われる。すスポット溶接終了後、端子１０および端子１２（既に接合されている）が、所定の搬送装置によって、所定のＴＩＧ溶接装置まで搬送される。搬送の後、第２接合工程として、そのＴＩＧ溶接装置によって、接合箇所２２にＴＩＧ溶接が行われるのである。
【００２８】
上記接合構造体において、接合部に求められる機能（充分な通電性能，接合強度等）は、接合箇所２０および接合箇所２２のいずれかの一方のみによっても満足し得るものとされている。つまり、上記接合構造体は、接合条件の異なる接合箇所、より具体的には、互いに接合の種類が異なりかつ異なる接合設備を用いて接合された２つの接合箇所を有することで、接合部が冗長化されてものであるといえる。
【００２９】
次に、上記態様の接合構造体が高い信頼性のある接合部を有するかを、接合不良が発生する場合を想定して、以下に説明する。なお、以下の説明では、接合装置に起因する接合不良を例にとって説明する。図３に、製造工程における時間の経過とその接合構造体が含まれる電気回路の故障率との関係を、チャートを用いて模式的に示す。図３（ａ）は、接合箇所２０についての、また、図３（ｂ）は、接合箇所２２についての接合時刻と不良率との関係を表している。ここで、接合箇所に接合不良が生じた場合に、その接合構造体を含む電気回路が故障するものと擬制すれば、つまり、図３（ａ）は、接合部が接合箇所２０のみで接合されていると仮定した場合の故障率を表し、図３（ｂ）は、接合部が接合箇所２２のみで接合されていると仮定した場合の故障率を表しているのである。
【００３０】
図３（ａ）から解るように、通常は、接合箇所２０の不良率はλ１であるが、Δｔ１の時期において、不良率がλ１’と上昇している。これは、スポット溶接装置が備える電極２４，２６の変形によって、安定したスポット溶接が行えなかった時期である。図３（ｂ）から解るように、通常は、接合箇所２２の不良率はλ２であるが、Δｔ２の時期において、不良率がλ２’と上昇している。これは、ＴＩＧ溶接装置が備えるトーチ２８のタングステン電極の先端が消耗して、安定したスポット溶接が行えなかった時期である。このような、接合設備に起因する接合不良は現実に起こり得る問題である。仮に、接合構造体の接合部が、接合箇所２０または接合箇所２２のみしか有しない場合、その接合構造体を含む電気回路の故障率は、λ１あるいはλ２と低いのであるが、接合不良が発生した時期Δｔ１あるいはΔｔ２に接合された接合構造体を含む電気回路は、故障率がλ１’あるいはλ２’に上昇し、その電気回路の信頼性の低いものとなってしまう。
【００３１】
図３（ｃ）は、上記接合構造体、すなわち、接合箇所２０および接合箇所２２の両者において接合された接合構造体を含む電気回路の故障率を示す。この図から解るように、通常の故障率λはλ１×λ２と低くなっている。また、Δｔ１の時期における故障率λ（１）もλ２×λ１’と小さく、さらに、Δｔ２の時期における故障率λ（２）もλ１×λ２’と、小さくなっている。つまり、接合構造体の接合部に冗長性をもたせることによって、電気回路の信頼性がより向上するのである。
【００３２】
図４に、本発明のもう一つの実施形態として、端子４０と電線４２とを電気回路構成部材とした接合構造体を示す。接合箇所４４は、端子４０の一部を折り返し、カシメによる接合が行われている。また、接合箇所４６は、はんだ付けにより、接合箇所４８は、レーザ溶接によりそれぞれ接合されている。本接合構造体は、互いに異なる接合条件で接合された３つの接合箇所４４，４６，４８を有する接合部とされている。このように、本発明の接合構造体は、３以上の接合箇所を設けた接合体であってもよいのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気回路構成部材としての２つの端子が接合された接合構造体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す接合構造体において、各接合箇所の接合を説明するための模式図である。
【図３】図１に示す接合構造体を有する電気回路の、製造時間の経過と故障率との関係を示す模式的なタイムチャートである。
【図４】電気回路構成部材としての端子と電線とが接合された接合構造体を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，１２：端子（電気回路構成部材）  ２０，２２：接合箇所  ４０：端子（電気回路構成部材）  ４２：電線（電気回路構成部材）  ４４，４６，４８：接合箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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