CN106063039A - 端子及该端子的铝电线连接构造 - Google Patents

端子及该端子的铝电线连接构造 Download PDF

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Abstract

防止或抑制铝电线和以铜系金属板为基材的端子的接触部的腐蚀。端子是与具备由铝系金属构成的铝芯线的电线连接的螺栓紧固端子，具备电线连接部，该电线连接部由铜系金属件构成，与设有螺栓孔的电接触部连续，通过焊接与所述铝芯线电连接，所述电线连接部的表面由镍等第一金属包覆，并且所述电接触部的表面由锡等第二金属包覆，由不同金属构成的所述第一金属和第二金属从以氢电位为标准而为‑侧电位且离子化倾向大的铝与所述氢之间的金属中选择，且第二金属为与第一金属相比‑电位小且离子倾向小的金属。

Description

端子及该端子的铝电线连接构造
技术领域
本发明涉及端子及该端子的铝电线连接构造，尤其适用于在对铜系金属板进行加工而形成的端子上连接具备由铝系金属构成的芯线的铝电线并通过螺栓而紧固结合于对方导电件的端子。
背景技术
近年来，作为向汽车配设的电线，存在取代通用的铜电线而使用具有轻量和低成本的优点的铝电线的倾向。铝电线中，将由铝系金属构成的线材搓捻而设置芯线，并利用由绝缘树脂构成的绝缘覆层将该芯线包覆。
另一方面，为了与由导电制金属件构成的母线、端子、接地用的车身板等电连接，在所述电线上连接端子。该端子从导电性良好且电连接可靠性高的观点出发而由铜系金属形成。
由此，铝电线的由铝系金属构成的芯线(以下，称为铝芯线)与由铜系金属构成的端子接触而连接。然而，当使铝芯线与铜系端子接触时，会成为Al-Cu的异种金属的接触。由于该异种金属的接触而容易发生腐蚀，尤其是，当在异种金属接触部溅上融雪剂、蓄电池的电解液、雨水、清洗水时，腐蚀容易加深。
针对所述问题，在日本特开2013-20862号公报中提供了一种图7所示的铝电线用端子100。该端子100在用铝层包覆由铜系金属构成的端子的表面，将端子100的芯线筒101卷压压接于铝电线的铝芯线而使铝电线与端子100接触时，作为同种金属的接触而防止腐蚀发生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-20862号公报
发明内容
发明要解决的课题
在所述图7所示的专利文献1的压接端子100是电接触部102与对方端子进行阴阳嵌合的端子(在图7中为阴端子)的情况下，若对方端子也是镀有铝层的端子，则由于是同种金属彼此的嵌合，因此不会发生腐蚀。
然而，为了与铝电线连接而设有铝层的端子有时是如图8所示那样在电接触部151具备螺栓孔152，插入螺栓160而用螺栓160和螺母(未图示)紧固于对方导电件165的螺栓紧固端子150。在这种情况下，由于螺栓160为铜系金属或者在铜系金属的表面进行了镀锡，因此螺栓表面的铜或锡与端子150的铝层接触而成为异种金属的接触，存在容易在螺栓与端子的接触面发生腐蚀的问题。
而且，在铝电线是芯线截面积为8mm2以上的粗铝电线的情况下，为了提高铝芯线与端子的电连接可靠性并可靠地防止浸水，利用超声波焊接将铝芯线与端子连接。在这种情况下，若铝芯线与端子的接触面都为铝，则由于铝的熔点高而存在利用超声波焊接难以熔敷的问题。
此外，若取代超声波焊接而采用电阻焊接，则绝缘覆层可能会发生热劣化。
本发明鉴于所述问题而完成，课题在于在与铝电线连接的螺栓紧固端子中，提供一种防止铝电线的铝芯线与端子的异种金属接触及螺栓与端子的异种金属接触的双方从而腐蚀难以发生的端子。
用于解决课题的方案
为了解决所述课题，本发明提供一种端子，是与具备由铝系金属构成的铝芯线的电线连接的螺栓紧固端子，其特征在于，
具备电线连接部，该电线连接部由铜系金属件构成，与设有螺栓孔的电接触部连续，将所述铝芯线焊接并电连接，
所述电线连接部的表面由第一金属包覆，并且所述电接触部的表面由第二金属包覆，
由不同金属构成的所述第一金属和第二金属从以氢电位为标准而为-侧电位且离子化倾向大的铝与所述氢之间的金属中选择，且第二金属为与第一金属相比电位的-值小且离子倾向小的金属。
所述第一金属从Zn、Cr、Fe、Ni中选择，所述第二金属从Cr、Fe、Ni、Sn中选择。
所述第一金属及第二金属也可以是以选择的金属为主成分的合金。主成分是指包含的比例超过总质量的50％的成分。
金属的电位与离子化倾向的关系是：随着电位如“-侧电位→0→+侧电位”这样变化，离子化倾向变小。铝的电位为-1.662V，镍的电位为-0.257V，锡的电位为-0.138V，氢电位为0V，铜的电位为+0.342V。
异种金属接触部的腐蚀在电位差大的情况下容易发生，因此从防止腐蚀发生的观点出发，相互接触的金属选择电位小的金属。
端子的电线连接部与铝芯线接触，电接触部与由铜系金属构成的螺栓接触，铝与铜的电位差大，因此若利用相同的金属对电线连接部和电接触部进行镀敷，则与铝电线和螺栓中的某一方之间的电位差会变大，在电位差变大的一侧容易发生腐蚀。
由此，在本发明中，如前所述，通过镀敷而包覆于与铝芯线接触的电线连接部的第一金属为与铝的电位小的离子化倾向比较大的金属。该第一金属不同于通过镀敷而包覆于与螺栓接触的端子电接触部的第二金属，该第二金属为与螺栓的铜相近的离子化倾向小的金属，作为离子化倾向比第一金属小的金属。
具体而言，与所述铝芯线接触的电线连接部镀镍(以下，包括镀镍合金)而进行包覆，与实施了镀锡(以下，包括镀锡合金)的所述螺栓接触的电接触部镀锡而进行包覆。
此外，也可以对端子整体实施镀镍而进行基底镀敷，接下来，以镀锡对电接触部进行顶层镀敷，电线连接部由镍包覆层包覆，螺栓紧固电接触部由锡包覆层包覆。
由铜系金属构成的螺栓与由铜系金属构成的端子为同种金属，因此不进行镀敷的状态在使接触部不发生腐蚀这一点上是优选的，但是为了防止螺栓的氧化而通常进行镀敷，该镀敷进行与铜系端子的电位差小的镀锡。由此，进行了镀锡的螺栓所接触的端子的电接触部优选进行镀锡而成为同种金属的接触。
此外，若对端子的整体进行镀锡从而与铝芯线接触的电接触部也进行镀锡，则在铝芯线与端子的焊接时，熔化温度为232℃的锡会熔化，因此无法破坏铝芯线的氧化膜。这样，若铝芯线的氧化膜未破坏，则存在与端子的电连接不够充分的问题。由此，将镀锡设为与铝芯线焊接的电线连接部的镀敷是不合适的，对电线连接部实施与锡的电位差小且熔化温度(1453℃)高的镀镍。
另一方面，若对端子整体进行镀镍从而与镀锡的螺栓接触的电接触部也进行镀镍，则锡与镍成为异种金属接触，因此存在腐蚀的可能性，由此，优选如上述那样设为镀锡。
如前所述，本发明的端子是在电接触部具有螺栓孔的螺栓紧固端子，与铝芯线连接的所述电线连接部优选以与所述电接触部的基板连续的电线连接部的基板表面为芯线焊接部，在该芯线焊接部的后端设有卷压固定于所述电线的绝缘覆层的绝缘覆层筒。
此外，可以在电接触部的芯线焊接部的宽度方向的两侧突出设置芯线筒，在将铝芯线焊接于芯线焊接部之后利用压接装置对芯线筒和所述绝缘覆层筒一并进行卷压压接。
而且，可以在所述芯线焊接部以沿前后方向空出间隔的方式设置两处沿整个宽度方向延伸的肋，在该两处肋上无间隙地焊接铝芯线的线材。
而且，本发明提供一种端子的铝电线连接构造，其中，
将螺栓紧固端子与向车辆配设的具备铝芯线的铝电线连接，
该铝电线是铝芯线的截面积为8mm2以上的粗电线，通过超声波焊接而焊接于所述芯线焊接部。
与端子焊接的电线不限于所述粗电线，也可以将芯线截面积小于8mm2的铝电线的铝芯线与端子焊接，但是在粗电线的情况下，为了提高与端子的电连接可靠性，要求进行焊接。
发明效果
如上所述，本发明的与铝电线连接的螺栓紧固端子中，用与铝的电位差小的镍等第一金属对与电线的铝芯线焊接的电线连接部进行镀敷而设置有包覆层，并用与所述铜或锡的电位差小的锡等第二金属对与铜或镀有锡的螺栓接触的电接触部进行镀敷而形成有包覆层。由此，能够防止或抑制在异种金属接触时若电位差大则容易发生的腐蚀的发生。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的端子的立体图。
图2是所述端子的主视图。
图3是表示所述端子的变形例的主视图。
图4是在所述端子上连接有铝电线的俯视图。
图5是第二实施方式的端子的剖视图。
图6是第三实施方式的端子的概略剖视图。
图7是现有例的端子的立体图。
图8是另一现有例的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
图1至图4示出第一实施方式的端子。
该端子由螺栓紧固端子1构成，如图1所示，连接于铝电线2的末端，该铝电线2是利用由绝缘树脂构成的绝缘覆层4包覆将铝系金属制的线材3s搓捻而成的铝芯线3所得到的电线。本实施方式的所述铝电线2是铝芯线3的截面积为8mm2以上的粗电线，作为电源线或接地线而配设于汽车。
螺栓紧固端子1在前部设置有电接触部5，并在后部设置有电线连接部6。详细而言，使沿前后方向延伸的基板7的前部形成得宽而成为设有螺栓孔8的电接触部5。电线连接部6具备由连续的由基板7的长方形形状的平板部构成的芯线焊接部10和从自该芯线焊接部10向后方突出的基板7的宽度方向两侧突出设置有一对绝缘覆层筒11的绝缘覆层卷压部12。
具有所述形状的螺栓紧固端子1通过将铜系金属板(黄铜板)冲裁之后进行弯曲加工而形成。
所述电线连接部6的芯线焊接部10的表面的A区域通过在铜系金属板上镀敷作为第一金属的镍或镍合金而设置有镍包覆层15(在图1中由交叉斜线表示)。此外，也可以如图3所示，在电线连接部6的包括上表面、下表面及两侧面的铜系金属板的整个外表面上镀镍来设置镍包覆层15。
另外，紧固螺栓20的所述电接触部5的图中B区域通过在铜系金属板上镀敷作为第二金属的锡或锡合金而设置有锡包覆层16(在图1中由单点划线表示)。此外，也可以如图3所示，在电接触部5的包括上表面、下表面及侧面的铜系金属板的整个外表面上镀锡来设置锡包覆层16。
如图4所示，在使铝芯线3从绝缘覆层4的剥皮端4s露出并突出的铝电线2与所述螺栓紧固端子1连接时，将铝芯线3安设在螺栓紧固端子1的电线连接部6的芯线焊接部10上，使剥皮端4s位于绝缘覆层筒11的稍前方，在该状态下，利用超声波焊接将铝芯线3焊接于芯线焊接部10，在焊接后将绝缘覆层筒11卷压并压接于绝缘覆层4的外周面。
在所述螺栓紧固端子1与铝电线2的连接状态下，铝芯线3与芯线焊接部10的表面的镍包覆层15接触。铝的电位为-1.662V，镍的电子为-0.257V，由于电位差小，因此能够抑制或防止腐蚀的发生。而且，铝芯线3和镍包覆层15可以通过超声波焊接进行熔敷。
如图1所示，用螺栓20将与铝电线2连接后的螺栓紧固端子1紧固固定于电源母线30等导电件。螺栓20由铜系金属形成，从防止腐蚀的观点出发而在表面上实施了镀锡。
由于与所述镀锡后的螺栓20接触的螺栓紧固端子1的电接触部5设置有锡包覆层16，因此螺栓20与锡包覆层16的接触部成为同种金属的接触，从而能够防止腐蚀的发生。
本发明的螺栓紧固端子不限于所述实施方式。
即，在螺栓紧固端子1的电线连接部6上镀敷的第一金属、在电接触部5上镀敷的第二金属不限于所述镍和锡。
所述第一金属从Zn、Cr、Fe、Ni中选择，所述第二金属从Cr、Fe、Ni、Sn中选择，并且第二金属选择与作为第一金属而选择出的金属相比-电位小且离子化倾向小的金属。
在所述第一金属中，从-电位大且离子化倾向大的一侧向-电位小且离子化倾向小的一侧的顺序为Zn→Cr→Fe→Ni。
同样，在所述第一金属中，从-电位大且离子化倾向大的一侧向-电位小且离子化倾向小的一侧的顺序为Cr→Fe→Ni→Sn。
由于与在芯线焊接部10上镀敷的第一金属相比，在电线接触部5上镀敷的第二金属为-电位小的金属，因此若选择Zn作为第一金属，则作为第二金属可以为Cr、Fe、Ni、Sn中的任一个，但是与在铜上进行了镀锡的螺栓20接触的电接触部5优选如所述实施方式那样镀锡。
相反，若选择电位最低的锡作为在电接触部5上镀敷的第二金属，则在芯线焊接部10上镀敷的第一金属可以为所述Zn、Cr、Fe、Ni中的任一个，不限于Ni。
在图5所示的第二实施方式中，在螺栓紧固端子1-2的整体作为基底镀层而形成了镀镍层22之后，在除了电连接部6之外的电接触部5上作为顶层镀层而形成镀锡层23，电接触部5设置有在铜系金属板的表面的基底镀层的镀镍层22的表面镀敷镀锡层23而得到的锡包覆层16B。另一方面，电线连接部6的芯线焊接部10的基底镀敷层的镀镍层22形成了表面层的镍包覆层15B。
关于以铜系金属板为基材的螺栓紧固端子的由所述第一金属构成的镀层和由第二金属构成的镀层，可以在对铜系金属板进行冲裁加工之前进行镀敷，也可以在冲裁加工后的弯曲前的展开状态下进行镀敷，而且还可以在弯曲加工而形成为产品形状之后进行镀敷。镀敷可以是浸渍于镀槽的浸涂镀敷、使镀液喷射的镀敷方法中的任一个。而且，在两色镀敷中，优选将先镀敷部分遮盖而进行镀敷。
图6示出第三实施方式。
第三实施方式的螺栓紧固端子1-3在电线连接部6的芯线焊接部10设置有镍包覆层15且电接触部5设置有锡包覆层16这一结构上与第一实施方式相同。
从所述电线连接部6的芯线焊接部10的宽度方向的两侧突出设置有一对芯线筒18，在该芯线筒18的与铝芯线3接触的内表面也设置有镍包覆层15C。该芯线筒18在超声波焊接后与绝缘覆层筒11一并进行卷压压接。
标号说明
1 螺栓紧固端子
2 铝电线
3 铝芯线
4 绝缘覆层
5 电接触部
6 电线连接部
7 基板
8 螺栓孔
10 芯线焊接部
11 绝缘覆层筒
15 镍包覆层
16 锡包覆层
20 螺栓

Claims (5)

1.一种端子，是与具备由铝系金属构成的铝芯线的电线连接的螺栓紧固端子，其特征在于，
具备电线连接部，该电线连接部由铜系金属件构成，与设有螺栓孔的电接触部连续，通过焊接与所述铝芯线电连接，
所述电线连接部的表面由第一金属包覆，并且所述电接触部的表面由第二金属包覆，
由不同金属构成的所述第一金属和第二金属从以氢电位为标准为-侧电位且离子化倾向大的铝与所述氢之间的金属中选择，且第二金属为与第一金属相比-电位小且离子倾向小的金属。
2.根据权利要求1所述的端子，其中，
所述第一金属从Zn、Cr、Fe、Ni中选择，所述第二金属从Cr、Fe、Ni、Sn中选择。
3.根据权利要求1或2所述的端子，其中，
与所述铝芯线接触的电线连接部通过镀敷而包覆有镍或镍合金，与实施了镀锡的螺栓接触的电接触部通过镀敷而包覆有锡或锡合金。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的端子，其中，
所述端子是在所述电接触部具有螺栓孔的螺栓紧固端子，与铝芯线连接的所述电线连接部以与所述电接触部的基板连续的电线连接部的基板表面为芯线焊接部，在该芯线焊接部的后端设有卷压固定于所述电线的绝缘覆层的绝缘覆层筒。
5.一种端子的铝电线连接构造，其中，
将权利要求1～4中任一项所述的端子与向车辆配设的具备铝芯线的铝电线连接，
该铝电线是铝芯线的截面积为8mm2以上的粗电线，通过超声波焊接而焊接于所述芯线焊接部。
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