专利名称：软导体及软导体的制造方法
技术领域：
本发明涉及软导体及软导体的制造方法，尤其是涉及通过将层叠多张薄板而形成
且具有导电性和挠性的层叠体、和设于层叠体两端部的端子部接合而得到的软导体及软导 体的制造方法。
背景技术：
软导体也被称作铜条、层叠铜箔(-一《^)等，如图10所示，软导体300通过将 层叠体301和设于该层叠体301两端部的端子部302、303接合而得到。层叠体301层叠多 张薄板而形成，具有导电性和挠性。端子部302、303分别与层叠体301的一端部和另一端 部接合。 这样的软导体300的一端子部302对于一电连接对象物电、机械、或热连接，另一 端子部303对于另一电连接对象物电、机械或热连接。层叠体301如按虚线弯曲所示，具 有挠性。因此，软导体300可在下述情况下适用，S卩，进行开关动作的电连接部分的位置移 动的吸收；电连接部分的振动的吸收；热引起的膨胀收縮的吸收；或进行电连接的安装位 置的柔性化，使得一电连接对象物和另一电连接对象物的安装位置即使稍微错位也能够对 应。 这种软导体中，具有例如一端子部302和另一端子部303由薄板形成，在这些一端 子部302和另一端子部303分别夹着层叠体301的端部的状态下，涂敷焊锡进行固定的形 式。另外，还具有一端子部302和另一端子部303使用铆钉分别固定于层叠体301的端部 的形式。 另外，一端子部302和另一端子部303有时也通过TIG(Tungstenlnsert Gas)焊
接及MIG(Metal Insert Gas)焊接、或电子束焊接分别固定于层叠体301的端部。 专利文献1中公开有将层叠好的金属箔和基材进行搅拌摩擦焊接(FSW :Friction
Stir Welding)来连接的技术。搅拌摩擦焊接也称作搅拌摩擦接合，是下述这样的接合法，
即，使前端有突起的圆筒状的工具边旋转边用强力对其进行按压，使其贯入接合突起部的
部件(母材)的接合部，由此产生摩擦热，使母材软化，同时，利用工具的旋转力使接合部周
边塑性流动并混合，由此使多个部件一体化。 专利文献1 :(日本)特开2005-118877号公报 但是，在上述的涂敷焊锡进行固定的软导体的情况下，从环境问题的观点来看，需 要使用无铅焊锡，层叠体的各薄板彼此的连接通过焊锡实现，由此，电阻及热阻增加。两端 部的宽度不能达到层叠体的宽度以上。 在使用铆钉进行固定的软导体的情况下，为了固定铆钉，需要在两端子部新追加
增强用的上下的板部件，从而材料费用增加及加工费用增加，且由于层叠体的各薄板只是
简单接触，故而电阻及热阻增加。两端部的宽度不能达到层叠体的宽度以上。 另外，在通过焊接进行固定的软导体的情况下，由于制造时的产品温度变为高温，
故而当用铜制作软导体时，产品自身软化，或因烧伤而发生变色。要消除该变色而需要大量的工作量。 另外，焊接部分的通电性能比通常的纯铜及纯铝差。在通过电子束焊接进行固定 的软导体的情况下，加热是瞬时完成的，软化部分一点也不会发生烧伤，但由于设备的关系 而分批处理，从而在生产性上有问题。 另外，将专利文献1中记载的搅拌摩擦焊接技术用于软导体的制造，对层叠体和 端子部的接合部实施搅拌摩擦焊接时，有时由于搅拌摩擦的作用，层叠体的薄板翘起，不能 进行健全的接合。另外，在实际使用软导体且层叠体可动时，在端子部附近层叠体的薄板有 可能被切断，因此，不能长期使用。
发明内容
于是，为解决上述课题，本发明的目的在于，提供软导体及软导体的制造方法，能 够防止层叠体的薄板翘起，并且能够防止层叠体动作时薄板被切断的现象，从而能够长期 使用。 为解决上述课题，本发明提供一种软导体，其特征为，该软导体具备层叠多张薄 板而形成、且具有导电性和挠性的层叠体；设于所述层叠体两端部的端子部；以及配置于 所述端子部和所述层叠体的接合部分、并防止所述薄板翘起的保护板，所述层叠体和所述 端子部通过搅拌摩擦接合而接合，在所述保护板的端部的面向所述薄板的一侧形成有倒角 部或退让部。 本发明的软导体的特征为，所述保护板被配置于所述端子部的第一面侧和与所述 第一面相反的第二面侧中至少一方。 本发明的软导体的特征为，所述端子部的第一面侧的所述保护板为与所述端子部
分体的部件，所述端子部的第二面侧的所述保护板与所述端子部形成为一体。 本发明的软导体的特征为，所述搅拌摩擦接合部沿所述端子部和所述保护板的接
合部形成。另外，搅拌摩擦接合部是指通过所述搅拌摩擦接合而一体化的部分。 另外，本发明提供一种软导体的制造方法，其通过将层叠体和设于所述层叠体两
端部的端子部接合来制造软导体，其中所述层叠体通过层叠多张薄板而形成、且具有导电
性和挠性，所述软导体的制造方法的特征为，在所述层叠体和所述端子部的接合部分配置
防止所述薄板翘起的保护板，在所述保护板的端部的面向所述薄板的一侧形成有倒角部或
退让部，通过搅拌摩擦接合将所述层叠体和所述端子部接合。 在此所说的倒角部或退让部是指，将保护板的面向薄板的一侧的端部加工成曲面 形状或斜面形状的部分；或将保护板的面向薄板的一侧折曲加工成曲面形状或斜面形状的 部分。 根据本发明，可以提供一种软导体及软导体的制造方法，能够防止层叠体的薄板 翘起，并且能够防止层叠体动作时薄板被切断的现象，能够长期使用。
图1是表示本发明的软导体的最佳实施方式的立体图；
图2是省略了图1所示的软导体的一部分的侧面图；
图3是表示搅拌摩擦接合装置的最佳例子的图；摩擦接合之前的状态的立体图； 图5是表示开始搅拌摩擦接合的状态的图； 图6是表示搅拌摩擦接合中途的状态的立体图； 图7是表示本发明其它实施方式的图； 图8是表示本发明其它实施方式的图； 图9是表示本发明其它实施方式的图； 图10是表示现有例的图。 符号说明 1软导体 10层叠体 ll第一端子部 12第二端子部 20薄板 31、32第一保护板 33、34第二保护板 41、42、43、44接合部分 51 、 52 、 53 、 54搅拌摩擦接合部分 31R、32R、33R、34R曲面部(倒角或退让部之一例) 100搅拌摩擦接合装置 200旋转刀具 201轴肩部 202销部 CL旋转刀具的中心线 L接合线
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的最佳实施方式。 图l是表示本发明的软导体的最佳实施方式的立体图。图2是省略了图1所示的 软导体的一部分的侧面图。 图1所示的软导体1具备层叠体10、第一端子部11、第二端子部12、第一保护板 31、32、第二保护板33、34。 层叠体10通过将多张薄板20层叠而形成，具有导电性和挠性。各薄板20为带状 部件，用具有导电性的金属，例如铜及铝制作。 图1所示的第一端子11对于层叠体10的第一端部10B电、热、机械性连接固定。
第二端子部12对于层叠体10的第二端部10C电、热、机械性连接固定。第一端子部11和
第二端子部12用具有导电性的金属，例如铜及铝制作。在第一端子部11和第二端子部12
上形成有例如一个以上用于分别将其向连接对象物进行安装的螺丝孔11H、12H。 图1所示的第一保护板31、32与第一端子部11的一面11B和另一面11C分别连
接。同样，第二保护板33、34与第二端子部12的一面12B和另一面12C分别连接。第一保
5护板31、32、和第二保护板33、34与第一端子部11和第二端子部12为相同的材质，用具有 导电性的金属，例如铜及铝制作。 如图1和图2所示，第一保护板31配置于第一端子部11的一面11B和层叠体10 的第一端部10B的接合部分41上，是用于防止接合部分41附近的层叠体10的薄板20翘 起的追加部件。 同样，第一保护板32配置于第一端子部11的另一面IIC和层叠体10的第一端部 10B的接合部分42上，是用于防止接合部分42附近的层叠体10的薄板20翘起的追加部 件。 另外，如图1和图2所示，第二保护板33配置于第二端子部12的一面12B和层叠 体10的第二端部10C的接合部分43上，是用于防止接合部分43附近的层叠体10的薄板 20翘起的追加部件。 同样，第二保护板34配置于第二端子部12的另一面12C和层叠体10的第二端部 10C的接合部分44上，是用于防止接合部分44附近的层叠体10的薄板20翘起的追加部 件。 如图2所示，第一端子部11的一面11B的端部15B、和第一保护板31的端部31B、 和层叠体10的第一端部10B通过搅拌摩擦接合部分51电、热、而且机械性连接固定。第一 端子部11的另一面11C的端部15C、和第一保护板32的端部32B、和层叠体10的第一端部 10B通过搅拌摩擦接合部分52电、热、机械性连接固定。 如图2所示，第二端子部12的一面12B的端部16B、和第二保护板33的端部33B、 和层叠体10的第二端部10C通过搅拌摩擦接合部分53电、热、而且机械性连接固定。第二 端子部12的另一面12C的端部16C、和第二保护板34的端部34B、和层叠体10的第二端部 10C通过搅拌摩擦接合部分54电、热、机械性连接固定。 如图1和图2所示，在第一保护板31的内端部，在面向薄板20的一侧形成有曲面 部31R。在第一保护板32的内端部，在面向薄板20的一侧形成有曲面部32R。在第二保护 板33的内端部，在面向薄板20的一侧形成有曲面部33R。在第二保护板34的内端部，在面 向薄板20的一侧形成有曲面部34R。这些曲面部31R 34R为倒角部或退让部之一例，如 图2所示，例如为四分之一圆周部分形状。 如图1和图2所示，通过使用第一保护板31、32和第二保护板33、34，具有如下优点。 如已经说明，第一保护板31 、32和第二保护板33、34，在通过压紧层叠好的薄板20 对层叠体10和第一端子部11的接合部、层叠体10和第二端子部12的接合部实施搅拌摩 擦焊接时，可防止层叠好的薄板20翘起。由于第一保护板31、32和第二保护板33、34按压 被层叠的薄板20，故而可防止在多张薄板20间形成微细的间隙，第一端子部11和层叠体 10的第一端部10B的接合部分的品质、第二端子部12和层叠体10的第二端部10C的接合 部分的品质提高。 而且，通过使用第一保护板31、32和第二保护板33、34，接合部分增强，在实际使 用软导体1且层叠体10很多次转动的情况下，特别能够实现产品寿命的提高。S卩，如已经说 明，在第一保护板31的内端部和第一保护板32的内端部、第二保护板33的内端部和第二 保护板34的内端部，各自朝向薄板20侧分别形成有曲面部31R 34R。因此，在本发明实施方式中，由于这样分别形成有曲面部31R 34R，故而与采用这些内端部呈棱角状的比较例的情况相比，不会对薄板20施加应力，可防止薄板20被切断的现象。曲面部31R 34R为倒角部或退让部之一例。在此，倒角部是指将保护板的面向薄板的一侧加工成R面或C面，退让部是指将保护板加工成向与面向薄板的一侧相反的一侧形成曲面或斜面形状的加工部。 图1所示的搅拌摩擦接合部分51如下形成，即，使旋转刀具旋转，同时，对被接合材料即第一端子部11的一面11B的端部15B、和第一保护板31的端部31B插入到规定的深度，沿接合线L移动该旋转刀具。 图1所示的搅拌摩擦接合部分52如下形成，即，使旋转刀具旋转，同时，对被接合材料即第一端子部11的另一面11C的端部15C、和第一保护板32的端部32B插入到规定的深度，沿接合线L移动该旋转刀具。 图1所示的搅拌摩擦接合部分53如下形成，即，使旋转刀具旋转，同时，对被接合材料即第二端子部12的一面12B的端部16B、和第二保护板33的端部33B插入到规定的深度，沿接合线L移动该旋转刀具。 图1所示的搅拌摩擦接合部分54如下形成，即，使旋转刀具旋转，同时，对被接合材料即第二端子部12的另一面12C的端部16C、和第二保护板34的端部34B插入到规定的深度，沿接合线L移动该旋转刀具。 图l所示和图2所示的这些搅拌摩擦接合部分51 54通过搅拌摩擦接合而得到。在搅拌摩擦接合时，旋转刀具附近的材料因在旋转刀具和被接合材料之间产生的摩擦热和加工热而升温，从而被接合材料软化，且该软化了的被接合材料通过旋转刀具的旋转而塑性流动并混合，由此在旋转刀具通过的后方固相接合。
图3表示搅拌摩擦接合装置的最佳例子。 图3所示的搅拌摩擦接合装置100具有基体101、工作台102、头装置103、立柱104、控制部105。 工作台102装载于基体101上，立柱104相对于基体101在Z方向立起固定。立柱104保持头装置103和促动器106。 图3所示的头装置103具有旋转刀具200的夹头装置107和用于使夹头装置107连续旋转的电动机108。控制部105对电动机108发送指令，由此，电动机108可使夹头装置107的旋转刀具200沿R方向连续旋转。 促动器106为了使头装置103沿Z方向升降而设置，例如为汽缸。控制部105向促动器106发送指令，由此，可使夹头装置107的旋转刀具200对工作台102上的软导体1进行按压。 图3所示的工作台102具有滑动部111和滑动部112。通过电动机114的进给丝杠115旋转，滑动部111能够边被轨道113导向边沿Y方向(图3中纸面左右方向)直线移动进行定位。同样，通过电动机118的进给丝杠119旋转，滑动部112能够边被轨道117导向边在滑动部111上沿X方向(图3中纸面垂直方向)直线移动进行定位。电动机114、118根据控制部105的指令工作。在滑动部112的装载面上可拆装地固定作为工件的软导体l。 其次，参照图3和图4 图7，对如图1所示那样通过对软导体1形成搅拌摩擦接
7合部分51 54来制造软导体1的方法进行说明。 如图4和图3所示，旋转刀具200具有轴肩部201和销部202。轴肩部201为圆柱状的金属部件，销部202从该轴肩部201的前端部突出而形成。销部202的直径比轴肩部201的直径小。 当通过通常的焊接进行接合部分的焊接时，接合部分的金属组织因晶粒的粗化，强度比其它部分降低。与之相对，使用搅拌摩擦接合进行接合部分的接合时，由于接合部分的金属组织为微晶组织，因此，接合强度比通常的焊接大。但是，层叠好的多张薄板20在实施搅拌摩擦接合时发生翘起的现象，因此有时不能进行健全的接合，所以，对接合部分51 54使用了上述的第一保护板31、32和第二保护板33、34。 首先，图3所示的工作台102的滑动部111和滑动部112移动，将软导体1定位于旋转刀具200的下部，同时，旋转刀具200下降。 由此，如图4所示，旋转刀具200的中心轴CL被定位于第一端子部11的一面11B的端部15B和第一保护板31的端部31B的接合线L的端部。然后，如图4 图5(A)和图5(B)所示，旋转刀具200边旋转边被向Zl方向推压，例如旋转刀具200的销部202的前端部203到达相反侧的第二保护板32侧。 其次，如图6所示，旋转刀具200相对地沿X1方向直线移动，由此，旋转刀具200附近的材料因在旋转刀具200和第一端子部11的一面11B的端部15B和第一保护板31的端部31B之间产生的摩擦热和加工热而升温，从而第一端子部11的一面11B的端部15B和第一保护板31的端部31B软化。 该软化了的第一端子部11的一面11B的端部15B和第一保护板31的端部31B通过旋转刀具200的旋转而塑性流动并混合，由此，在旋转刀具200通过的后方变为固相部分，得到搅拌摩擦接合部分51。 这样，第一端子部11的一面11B的端部15B和第一保护板31的端部31B和层叠体20被电、且热、并且机械性接合固定。通过与这种搅拌摩擦接合部分51相同的方法，也得到图1和图2所示的其它搅拌摩擦接合部分52 54。 其次，参照附图对本发明其它实施方式进行说明。此外，关于以下说明的本发明其
它实施方式，与图1 图6所示的实施方式相同的部位标注相同的符号，省略其说明。 图7是省略了表示本发明再其它实施方式的一部分的侧面图。 图7所示的实施方式的软导体1B中，第一端子部11和第一保护板31为分体部件，
但第一端子部11和第一保护板32为一体物。同样，第二端子部12和第二保护板33为分
体部件，但第二端子部12和第二保护板34为一体物。由此，可消减零件数量，只要仅形成
搅拌摩擦接合部分51、53即可，因此作业效率提高。 图8是表示本发明再其它实施方式的省略了一部分的侧面图。 图8所示的软导体1C中，层叠体10被弯曲大致90度而配置。该情况下，在第一
保护板31和第二保护板33上形成有曲面部31R、33R，但在相反侧的第一保护板32和第二
保护板34上不需要形成曲面部。这是由于，第一保护板32和第二保护板34不容易在薄板
20上产生应力，从而不容易发生薄板被切断的现象。 本发明提供一种软导体，其特征为，该软导体具备层叠多张薄板而形成、且具有导电性和挠性的层叠体；设于层叠体两端部的端子部；以及配置于端子部和层叠体的接合
8部分、并防止薄板翘起的保护板，层叠体和端子部通过搅拌摩擦接合而接合，在保护板的端部的面向薄板的一侧形成有倒角部或退让部。由此，能够防止层叠体的薄板翘起，并且能够防止层叠体动作时薄板被切断的现象，从而软导体可长期使用。 本发明的软导体的特征为，保护板被配置于端子部的第一面侧和与第一面相反的第二面侧中至少一方。由此，能够防止层叠体的薄板翘起。 本发明的软导体的特征为，端子部的第一面侧的保护板为与端子部分体的部件，端子部的第二面侧的保护板与端子部形成为一体。由此，只要端子部的第二面侧的保护板与端子部形成为一体，就可以减少零件数量。 本发明的软导体的特征为，搅拌摩擦接合部沿端子部和保护板的接合部形成。由此，端子部和保护板和层叠体可通过搅拌摩擦接合而可靠地接合。 另外，本发明提供一种软导体的制造方法，其通过将层叠体和设于层叠体两端部的端子部接合来制造软导体，其中所述层叠体通过层叠多张薄板而形成、且具有导电性和挠性，该软导体的制造方法的特征为，在层叠体和端子部的接合部分配置防止薄板翘起的保护板，在保护板的端部的面向薄板的一侧形成有倒角部或退让部，通过搅拌摩擦接合将层叠体和端子部接合。由此，能够防止层叠体的薄板翘起，并且能够防止层叠体动作时薄板被切断的现象，从而软导体可长期使用。 但是，本发明不限于上述实施方式，可采用各种变形例。 例如，如图2所示，曲面部31R 34R例如为四分之一圆周部分形状，但不限于此，也可以采用其它形状，特别是对形状没有限定。 在上述的本发明实施方式中，作为倒角部或退让部之一例，形成有曲面部31R 34R，但不限于此，倒角部或退让部也可以为例如图9(A)和图9(B)所示那样的形状。图9 (A)的例子中，倒角部或退让部131R 134R具有两级倾斜面。图9(B)的例子中，倒角部或退让部231R 234R为形状单纯的倾斜面。倒角部或退让部的形状除这些例子之外，还可以采用任意形状，没有特别限定。另外，如图9(C)所示，也可以设置退让部331R 334R。这些退让部331R 334R形成为向离开层叠体IO的表面的方向翘曲。
权利要求
一种软导体，其特征在于，该软导体具备层叠多张薄板而形成、且具有导电性和挠性的层叠体；设于所述层叠体两端部的端子部；以及配置于所述端子部和所述层叠体的接合部分、并防止所述薄板翘起的保护板，所述层叠体和所述端子部通过搅拌摩擦接合部而接合，在所述保护板的端部的面向所述薄板的一侧形成有倒角部或退让部。
2. 如权利要求1所述的软导体，其特征在于，所述保护板被配置于所述端子部的第一 面侧和与所述第一面相反的第二面侧中的至少一方。
3. 如权利要求2所述的软导体，其特征在于，所述端子部的第一面侧的所述保护板为 与所述端子部分体的部件，所述端子部的第二面侧的所述保护板与所述端子部形成为一 体。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的软导体，其特征在于，所述搅拌摩擦接合部沿所述 端子部和所述保护板的接合部形成。
5. —种软导体的制造方法，其通过将层叠体和设于所述层叠体两端部的端子部接合来 制造软导体，其中所述层叠体通过层叠多张薄板而形成、且具有导电性和挠 性，所述软导体 的制造方法的特征在于，在所述层叠体和所述端子部的接合部分配置防止所述薄板翘起的保护板，在所述保护 板的端部的面向所述薄板的一侧形成有倒角部或退让部，通过搅拌摩擦接合将所述层叠体 和所述端子部接合。
全文摘要
本发明提供软导体及软导体的制造方法，能够防止层叠体的薄板翘起，并且能够防止层叠体动作时薄板被切断的现象，从而能够长期使用。软导体(1)具备层叠多张薄板(20)而形成且具有导电性和挠性的层叠体(10)、设于层叠体(10)两端部的端子部(11、12)、配置于端子部(11、12)和层叠体(10)的接合部分并防止薄板(20)翘起的保护板(31、32、33、34)，层叠体(10)和端子部(11、12)通过搅拌摩擦接合而接合，在保护板(31、32、33、34)的端部的面向薄板(20)的一侧形成有曲面部(31R、32R、33R、34R)。
文档编号B23K20/12GK101783198SQ20091016892
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年1月21日
发明者井上芳雄, 矶崎诚 申请人:株式会社井上制作所;古河电气工业株式会社