【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、可溶体を加熱・溶融させて棒材の端部と接合する可溶体と棒材の接合方法及び装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば温度ヒューズは、同軸状に配置した一対の棒状リード部材の対向する端面間に半田等の可溶合金（可溶体）を配置して可溶合金とリード部材の端部とを接合したもので、両者の接合方法の一例を図３を参照して次に示す。 図３（ａ）において（1a）（1b）は同軸状に配置した一対の銅製棒状リード部材、（２）はリード部材（1a）（1b）の対向する端面間に配置した半田等の可溶合金、（3a）（3b）はリード部材（1a）（1
b）を紙面上下方向から把持して同軸状に移動自在に保持する導電性各チャック爪、（４）は可溶合金（２）を紙面上下方向から把持してリード部材（1a）（1b）と同軸的に固定・保持するチャック爪である。 【０００３】上記構成によれば、チャック爪（3a）（3
b）（４）によりリード部材（1a）（1b）と可溶合金（２）をそれぞれ把持して同軸的に固定・配置した後、
チャック爪（3a）（3b）に通電してリード部材（1a）
（1b）を抵抗加熱する。 そこで、所定の高温度に達したリード部材（1a）（1b）を可溶合金（２）側に移動して押し付けると、可溶合金（２）が溶融してリード部材（1a）（1b）の端部に同軸的に接合される。 【０００４】次に、上記接合方法の他の一例を図３
（ｂ）を参照して示すと、相違する点は、レーザビーム照射ノズル（５）を可溶合金（２）の近傍に配置し、可溶合金（２）とリード部材（1a）（1b）との接点部（Ｐ）にレーザビーム（La）を照射して加熱・溶融させ、リード部材（1a）（1b）と接合したことである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題は、可溶合金（２）とリード部材（1a）（1b）とを接合する際、抵抗加熱の場合、リード部材（1a）（1b）や電極の表面状態により発熱量がバラ付いて接合不良が発生することがある点である。 又、レーザビーム加熱の場合、短時間で狭い範囲を急激に昇温させるため、照射終了後は、周囲から急激に冷却され、特に脆い材料からなる可溶合金（２）では、その接点部（Ｐ）に割れ等が発生し易いという不具合がある。 そこで、従来、超硬合金を予め200゜C以上に加熱した状態でレーザビーム加工し、加熱後の急冷を防止したもの（特開平３−２７８８
８号公報）が知られているが、レーザビーム加熱に先立って全体を加熱する手段を必要とし、構成が複雑になるという不具合がある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、方法として、
低融点の可溶体に棒材の端部を当接させて両者の接点部にレーザビームを照射し、可溶体が加熱されて溶融した瞬間、上記レーザビーム照射口を棒材側に所定距離移動させて棒材をレーザビーム加熱し、上記接点部を棒材からの伝熱で低温加熱しつつ徐々に冷却及び硬化させて可溶体と棒材とを接合することを特徴とし、又は、低融点の可溶体に棒材の端部を当接させて両者の接合部にレーザビームを照射し、可溶体が加熱されて溶融した瞬間、
上記棒材を所定距離、可溶体側に押し込み、上記レーザビーム照射位置を棒材側に所定距離、相対的に移動させて棒材をレーザビーム加熱し、上記接点部を棒材からの伝熱で低温加熱しつつ徐々に冷却及び硬化させて可溶体と棒材とを接合することを特徴とする。 【０００７】又、装置として、低融点の可溶体を把持して所定位置に固定・配置する第１クランプ部と、可溶体側に弾性的に付勢されて付勢方向に往復動自在に配設され、且つ、接合に係る棒材を把持して弾性付勢力により上記可溶体に当接させる第２クランプ部と、所定位置に配した照射口から上記可溶体と棒材の接点部にレーザビームを照射するレーザ発振器と、上記第２クランプ部に一体に設けられ、棒材の移動を規制する基準板と、ヘッド部を上記基準板に対し所定距離、離隔して対向配置させて上記第１クランプ部に一体に設けられ、レーザビーム照射による上記可溶体の加熱・溶融時に弾性付勢力により第２クランプ部と共に移動した上記基準板をヘッド部に当接させて棒材の移動量を規制するマイクロメータとを具備し、又、レーザビーム照射位置の移動距離は、
略レーザビーム径で、弾性付勢力は約１０ｇであることを特徴とする。 【０００８】 【作用】上記技術的手段によれば、低融点の可溶体と棒材とを接合する際、可溶体と棒材との接点部にレーザビームを照射し、可溶体が加熱及び溶融した瞬間、レーザビーム照射口を棒材側に移動させ、又は棒材を可溶体側に押し込み、レーザビーム照射位置を相対的に棒材側に移動させて棒材を加熱し、その伝熱で上記接点部を低温加熱しつつ徐々に冷却及び硬化させて可溶体と棒材とを接合する。 【０００９】 【実施例】本発明に係る可溶体と棒材の接合方法及び装置の実施例を図１及び図２を参照して以下に説明する。
まず図１において（５）はレーザビーム照射ノズル、
（６）は半田等の可溶合金からなる低融点の可溶体、
（７）は少なくとも可溶体（６）よりも高融点で、端部を可溶体（６）に当接させた棒材、（８）（９）は可溶体（６）及び棒材（７）を紙面上下方向から把持する各チャック爪である。 【００１０】上記構成に基づき本発明の動作（方法）を次に説明する。 まず図１（ａ）に示すように、従来同様、可溶体（６）及び棒材（７）をそれぞれチャック爪（８）（９）で把持した後、棒材（７）の端部を可溶体（６）に当接させる。 その状態で、可溶体（６）と棒材（７）との接点部（Ｑ）に所定出力波形｛例えば95゜Cで溶融する可溶体の場合、図１（ｄ）に示すように、15w
で0.1秒間、0.1秒で4wまで立ち下げる波形｝で0.6mm径のレーザビーム（La）を照射する。 そこで、可溶体（６）が加熱されて溶融した瞬間、図１（ｂ）に示すように、レーザビーム照射ノズル（５）を（Ａ）方向に所定距離、例えばレーザビーム径0.6mm程度だけ移動させてレーザビーム照射位置（Ｒ）を棒材側に移動させる。
そこで、棒材（７）の接点部近傍を一定時間、レーザビーム照射し、300゜C等の高温に加熱した後、照射を停止する。 そうすると、その後、接点部（Ｑ）が冷却して可溶体（６）と棒材（７）とが接合する際、高温になった棒材（７）からの伝熱で、接点部（Ｑ）は接合に必要な溶融状態（例えば溶融温度よりも20゜C程度高い温度）を所定時間、保持しつつ徐々に冷却及び硬化する。 それによって可溶体（６）の過熱が防止され、又、接合部の急冷を抑制して特に脆い材料からなる可溶体（６）の接合部の割れや脆化等を防止出来る。 【００１１】或いは、可溶体（６）が溶融した瞬間、直ちにレーザビーム照射ノズル（５）を移動することは、
甚だ困難であるため、他の実施例として予め棒材（７）
に図の（Ｂ）方向に弾性的に付勢力を加えておき、その状態で可溶体（６）と棒材（７）との接点部（Ｑ）を例えば上述の所定出力波形でレーザビーム加熱する。 そうすると、図１（ｃ）に示すように、可溶体（６）が加熱されて溶融した瞬間、棒材（７）が上記弾性的付勢力によって可溶体側｛（Ｂ）方向｝に所定距離（例えばレーザビーム径0.6mm程度）、自動的に押し込まれる。 その結果、レーザビーム照射ノズル（５）を直接移動せずに棒材（７）に対するレーザビーム照射位置（Ｒ）が相対的に移動する。 そこで、上記同様、棒材（７）の接点部近傍を一定時間、レーザビーム照射して高温加熱した後、照射を停止する。 そうすると、その後、接点部（Ｑ）が冷却して可溶体（６）と棒材（７）とが接合する際、高温になった棒材（７）からの伝熱で、接点部（Ｑ）は接合に必要な溶融状態を所定時間、保持しつつ徐々に冷却及び硬化する。 それによって可溶体（６）の過熱が防止され、又、接合部の急冷を抑制して特に脆い材料からなる可溶体（６）の接合部の割れや脆化等を防止出来る。 【００１２】この時、可溶体（６）及び棒材（７）の各端面は破断面であるため、平坦に形成されなかったり、
或いは傾斜していても、棒材（７）の押し込みによって可溶体（６）との同軸状態及び十分な接合強度を確保出来る。 又、可溶体（６）の溶融により接点部（Ｑ）で棒材（７）との間に隙間が生じても、棒材（７）の押し込みによって可溶体（６）との隙間が解消し、接合部の痩せが防止されて上記同様、接合強度を確保出来る。 【００１３】次に、本発明に係る可溶体と棒材の接合装置の実施例を図２（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。 図において（５）はレーザビーム照射ノズル（照射口）、（10）は第１クランプ部、（11）は第２クランプ部、（12）は基準板、（13）はマイクロメータである。
上記レーザビーム照射ノズル（５）はレーザ発振器（図示せず）から導出される。 第１クランプ部（10）は固定支持体（14）と第１爪部（15）とを具備し、両者間に可溶体（６）を水平方向に把持して所定位置に固定・配置される。 第２クランプ部（11）は、固定一軸ステージ（18）に水平方向にスライド自在に保持された可動支持体（16）と、支持体（16）に取り付けた第２爪部（17）
とを具備する。 そして、10g程度の比較的弱いバネによって可溶体側に弾性的に付勢されて付勢方向（Ｃ）に往復動自在に配設され、可動支持体（16）と第２爪部（1
7）間に棒材（７）を水平方向に可溶体（６）に同軸に把持して弾性付勢力により可溶体（６）に当接させる。
基準板（12）は可動支持体（16）の下面に垂下方向に一体に設けられ、棒材（７）の移動を規制する。 マイクロメータ（13）はヘッド部（13a）を基準板（12）に対し所定距離（Ｄ）｛図２（ｃ）を参照｝だけ離隔して対向配置させて第１クランプ部（10）に一体に設けられる。
そして、レーザビーム照射による可溶体（６）の加熱・
溶融時に弾性付勢力により第２クランプ部（11）と共に移動した基準板（12）をヘッド部（13a）に当接させて停止させ、棒材（７）の移動量を規制する。 【００１４】上記構成において、まず可溶体（６）及び棒材（７）をそれぞれ第１、第２各クランプ部（10）
（11）で把持すると、第２クランプ部（11）が可溶体側に弾性的に付勢されているため、付勢方向（Ｃ）に弾性移動し、棒材（７）の端部が可溶体（６）に当接する。
そして、レーザ照射ノズル（５）からレーザビーム（L
a）を棒材（７）と可溶体（６）との接点部に照射する。 そこで、可溶体（６）が加熱及び溶融すると、その瞬間、第２クランプ部（11）が更に付勢されて（Ｃ）方向に弾性移動する。 その結果、棒材（７）が自動的に押し込まれて可溶体（６）を押し付け、上記同様、レーザビーム照射位置が棒材側に相対的に移動する。 この時、
第２クランプ部（11）の移動と共に基準板（12）も移動してマイクロメータ（13）のヘッド部（13a）に当接した時点で停止するため、可溶体（６）の溶融状態によらず基準板（12）の移動量（Ｄ）（例えば0.6mm）によって上記レーザビーム照射位置の移動量が規制される。 【００１５】そこで、棒材（７）の接点部近傍を一定時間、レーザビーム照射して高温加熱した後、照射を停止する。 そうすると、その後、接点部が冷却して可溶体（６）と棒材（７）とが接合する際、高温になった棒材（７）からの伝熱で、接合に必要な溶融状態を所定時間、保持しつつ徐々に冷却及び硬化し、それによって可溶体（６）の過熱が防止され、又、接合部の急冷を抑制して特に脆い材料からなる可溶体（６）の接合部の割れや脆化等を防止出来る。 【００１６】 【発明の効果】本発明によれば、可溶体と棒材をレーザビーム加熱で接合する際、接点部を加熱して可溶体が溶融した瞬間、棒材を加熱し、その伝熱で接点部を徐々に冷却及び硬化させたから、接合部の急冷が防止されて割れや脆化を防止出来る。 又、接点部を加熱して可溶体が溶融した瞬間、棒材を所定距離だけ可溶体側に押し込むようすると、接合部の痩せが防止されて接合強度が向上する。 【図面の簡単な説明】 【図１】（ａ）（ｂ）は本発明に係る可溶体と棒材の接合方法の実施例を示す各工程図である。 （ｃ）は本発明に係る可溶体と棒材の接合方法の他の実施例を示す一工程図である。 （ｄ）はレーザビーム出力波形の一例を示す波形図である。 【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る可溶体と棒材の接合装置の実施例を示す正面図と側面図と要部拡大正面図である。 【図３】（ａ）は従来の可溶体と棒材の接合方法の一例を示す一工程図である。 （ｂ）は従来の可溶体と棒材の接合方法の他の一例を示す一工程図である。 【符号の説明】 ５ レーザ照射ノズル ６ 可溶体 ７ 棒材 La レーザビーム Ｑ 接点部 |
