CN113937515A - 带端子电线及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够将导体与端子之间的电阻维持得低并充分确保电连接的带端子电线及其制造方法。该带端子电线具备通过中空部被压缩而与导体连接的端子,导体所使用的材料的拉伸强度比端子所使用的材料的拉伸强度大,端子在导体的长度方向上具有3个以上的压缩部,在将导体的截面积设为S(mm2)、将压缩部的沿长度方向的长度即压缩宽度设为W(mm)、将位于相邻的压缩部间的非压缩部的沿长度方向的长度即压缩间隔设为L(mm)的情况下,压缩宽度W的值、压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式。0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)‑1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)。

Description

带端子电线及其制造方法
技术领域
本发明涉及带端子电线及其制造方法。
背景技术
以往,从导电性等观点出发,将电线的导体与端子连接而成的带端子电线使用由铜或铜合金形成的导体和端子,但近年来,从轻量化等观点出发,正在研究由铝材料(铝或铝合金)形成导体和端子。
另外,作为与本申请的发明相关的现有技术文献信息,有专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第98/54790号
发明内容
发明所要解决的课题
在带端子电线中,作用于导体与端子的连接部分的应力随着时间的经过而变小,伴随于此,导体与端子之间的接触力下降,它们之间的电阻有可能增加。特别是,铝与铜相比容易产生应力缓和,在将由铝材料构成的端子与由铝材料构成的导体连接的情况下,容易产生上述课题。若在导体与端子之间的电阻大的状态下在导体中流过电流,则会在带端子电线中产生发热,该发热可能会成为电线断线、接触不良的主要原因。
因此,本发明的目的在于提供一种能够将导体与端子之间的电阻维持得低并充分确保电连接的带端子电线及其制造方法。
用于解决课题的方法
本发明以解决上述课题为目的,提供一种带端子电线,其具备:电线,其包含导体和被覆所述导体的绝缘层;以及端子,其具有用于插入在上述电线的端部露出的上述导体的中空部,通过在上述中空部内插入有上述导体的状态下压缩上述中空部,从而与上述导体连接,其中,上述导体所使用的材料的拉伸强度比上述端子所使用的材料的拉伸强度大,上述端子在上述导体的长度方向上具有3个以上的压缩部,在将上述导体的截面积设为S(mm2)、将上述压缩部的沿上述长度方向的长度即压缩宽度设为W(mm)、将位于相邻的上述压缩部间的非压缩部的沿上述长度方向的长度即压缩间隔设为L(mm)的情况下,上述压缩宽度W的值、上述压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
另外,本发明以解决上述课题为目的,提供一种带端子电线的制造方法,该带端子电线具备:电线,其包含导体和被覆上述导体的绝缘层;以及端子,其具有用于插入在上述电线的端部露出的上述导体的中空部,通过在上述中空部内插入有上述导体的状态下压缩上述中空部,从而与上述导体连接,上述带端子电线的制造方法具备:准备工序,准备上述导体所使用的材料的拉伸强度比上述端子所使用的材料的拉伸强度大的上述电线和上述端子;以及连接工序,在将在上述电线的端部露出的上述导体插入到上述中空部内的状态下,将上述端子压缩3次以上而在上述端子形成3个以上的压缩部,由此将上述端子与上述导体连接,上述连接工序包括在已经形成的相邻的压缩部之间形成新的压缩部的工序,并且在将上述导体的截面积设为S(mm2)、将上述压缩部的沿上述长度方向的长度即压缩宽度设为W(mm)、将位于相邻的上述压缩部间的非压缩部的沿上述长度方向的长度即压缩间隔设为L(mm)的情况下,以上述压缩宽度W的值、上述压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式的方式形成上述压缩部。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
发明效果
根据本发明,可提供一种能够将导体与端子之间的电阻维持得低并充分确保电连接的带端子电线及其制造方法。
附图说明
图1的(a)是本发明的一个实施方式的带端子电线的截面图,图1的(b)是其A部放大图。
图2中的(a)~(c)是说明带端子电线的制造方法的图。
图3中的(a)、(b)是说明形成第三压缩部时的端子和导体的行为的图。
图4是表示高温环境暴露试验的概要的说明图。
图5是表示电阻比的测定方法的说明图。
图6的(a)是使压缩宽度W变化时的高温环境暴露试验后的电阻比R2的测定结果。
图6的(b)是表示使压缩间隔L变化时的高温环境暴露试验后的电阻比R2的测定结果的曲线图。
图6的(c)是表示重叠状态的图。
图7中,(a)是表示使压缩宽度W变化时的高温环境暴露试验后的电阻比增加率的测定结果的曲线图,(b)是表示使压缩间隔L变化时的高温环境暴露试验后的电阻比增加率的测定结果的曲线图。
图8中,(a)是表示高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下的区域的导体截面积S与压缩宽度W的关系的曲线图,(b)是表示高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下的区域的导体截面积S与压缩间隔L的关系的曲线图。
图9中,(a)是表示高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下且电阻比增加率为20%以下的区域的导体截面积S与压缩宽度W的关系的曲线图,(b)是表示高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下且电阻比增加率为20%以下的区域的导体截面积S与压缩间隔L的关系的曲线图。
符号说明
1:带端子电线,2:电线,3:导体,4:绝缘层,5:端子,6:筒状部,7:中空部,8:延伸部,9:螺栓孔,10:压缩部,101:第一压缩部,102:第二压缩部,103:第三压缩部,11:非压缩部。
具体实施方式
[实施方式]
以下,根据附图对本发明的实施方式进行说明。
(带端子电线的概略构成)
图1的(a)是本实施方式的带端子电线的截面图,图1的(b)是其A部放大图。如图1(a)、(b)所示,带端子电线1具备电线2和端子5。带端子电线1例如能够用作楼宇、风力发电机、铁路车辆、汽车等中使用的布线材料。
电线2具备导体3和被覆导体3的绝缘层4。作为导体3,可以使用金属线、将多根金属线材绞合而成的绞线、或者将多根绞线进一步绞合而成的复合绞线。作为构成导体3的金属材料,例如使用纯铝或铝合金(以下,将它们称为“铝材料”)。纯铝是由Al和不可避免的杂质构成的材料。
作为纯铝,例如可举出电气用纯铝(ECAl)。作为铝合金,例如可举出以下的Al-Zr、Al-Fe-Zr等。Al-Zr是具有如下化学组成的铝合金:含有0.03~1.5质量%的Zr和0.1~1.0质量%的Fe及Si,余量由Al和不可避免的杂质构成。另外,Al-Fe-Zr是含有0.01~0.10质量%的Zr、0.1质量%以下的Si、0.2~1.0质量%的Fe、0.01质量%以下的Cu、0.01质量%以下的Mn、0.01质量%以下的Mg、0.01质量%以下的Zn、0.01质量%以下的Ti和0.01质量%以下的V,余量具有Al和不可避免的杂质的铝合金。在Al-Zr中,“0.1~1.0质量%的Fe及Si”具有以下含义。在含有Fe和Si这两者的情况下,Fe和Si的合计浓度为0.1~1.0质量%。在含有Fe且不含有Si的情况下,Fe的浓度为0.1~1.0质量%。在含有Si且不含有Fe的情况下,Si的浓度为0.1~1.0质量%。需要说明的是,此处的“不含有”是指例如在高频电感耦合等离子体发光分光分析中为检测限以下。
绝缘层4例如由氟系树脂、烯烃系树脂或硅酮系树脂等构成。绝缘层4遍及电线2的长度方向的全长而设置,但在本实施方式中,从电线2的末端除去预定长度的绝缘层4,露出导体3的末端的一部分。
端子5具备具有中空部7的筒状的筒状部6以及延伸部8,它们一体地形成。端子5例如是对管的一端侧进行冲压加工而形成板状的延伸部8。或者,端子5例如对圆柱的母材的一端侧进行开孔加工而形成筒状部6,并且对另一端侧进行冲压加工而形成延伸部8。中空部7具有在一方开口的圆筒形状。
端子5例如由铝材料构成。更具体地,例如,纯铝或铝合金是优选的。纯铝是由Al和不可避免的杂质构成的材料。例如,可列举电气用纯铝(ECAl)。作为铝合金,例如可举出以下的Al-Fe-Zr。Al-Fe-Zr是含有0.01~0.10质量%的Zr、0.1质量%以下的Si、0.2~1.0质量%的Fe、0.01质量%以下的Cu、0.01质量%以下的Mn、0.01质量%以下的Mg、0.01质量%以下的Zn、0.01质量%以下的Ti和0.01质量%以下的V,余量具有Al和不可避免的杂质的铝合金。
筒状部6形成为截面圆形的筒状,在其内部形成有能够插入在电线2的端部露出的导体3的中空部7。筒状部6的内径N(mm)按照与导体3的外径同等的大小至导体3的外径的90%~95%左右的大小开口,从该中空部7的开口插入在电线2的端部露出的导体3。在将导体3从中空部7的开口插入时,若利用捆扎带等将导体3的外径压缩至与筒状部6同等程度的内径,则能够减少对导体3造成的损伤,而且,能够顺畅地将导体3插入至中空部7。另外,筒状部6的厚度A(mm)由在中空部7内插入了导体3的端子5被压缩时的、与导体3的长度方向垂直的截面中的、与端子5的非压缩部11对应的筒状部6的截面积和与端子5的非压缩部11对应的导体3的截面积之比来决定。即,在将端子5的非压缩部11的筒状部6的截面积设为T(mm2)且将端子5的非压缩部11的导体3的截面积设为S(mm2)的情况下,由(T/S)的式子决定。该比率的范围优选为1.0以上3.0以下。若比1.0小,则筒状部6的厚度A小,因此筒状部6有可能会因压缩而伸长并断裂。若比3.0大,则筒状部6主要被压缩,导体5未被充分压缩,有可能无法得到充分的机械接合。与端子5的非压缩部11对应的筒状部6的截面积T(mm2)由T=(((2A+N)/2)2-(N/2)2)×π来算出。只要确定由端子5的非压缩部11的筒状部6的截面积T与端子5的非压缩部11的导体3的截面积S之比求出的筒状部6的截面积T以及筒状部6的内径N,则可导出筒状部6的厚度A。
需说明的是,端子5的表面、筒状部6的内表面也可以实施镀Sn、镀Ag。另外,也可以在露出的导体3上涂布含有导电粒子的复合物后,插入至中空部7。另外,也可以在筒状部6的中空部7涂布或填充复合物后,插入露出的导体3。作为该含有导电粒子的复合物,例如可以使用含有由Ni-P或Ni-B、Ni、Zn构成的导电粒子或将它们混合而成的导电粒子的氟系油或硅酮系油。端子5通过在中空部7内插入有导体3的状态下压缩中空部7(筒状部6),从而与导体3连接。
延伸部8构成为与外部的连接对象侧的端子、螺栓等连接的部分。在本实施方式中,延伸部8形成为板状,设置有可插入用于与外部的端子连接的螺栓等的螺栓孔9。
在本实施方式的带端子电线1中,在端子5的筒状部6,在导体3的长度方向上形成有3个以上的压缩部10。在此,对形成3个压缩部10的情况进行说明,但压缩部10的数量也可以是4个以上。将位于相邻的压缩部10间的部分的筒状部6称为非压缩部11。压缩部10是被后述的压缩模具20压缩的部分,成为在长度方向上大致平坦的面。非压缩部11是未被压缩模具20按压的部分,外径比压缩部10大。在压缩部10与非压缩部11之间,通过压缩模具20的按压引起的变形而形成锥状的部分,该锥状的部分包含在非压缩部11中。关于压缩部10以及非压缩部11的详细内容在后面叙述。
在压缩工序中,使用具有半分割结构的一对压缩模具20。一对压缩模20用于对端子5的筒状部6施加预定的压力而使筒状部6的被加压部压缩变形(塑性变形)。各个压缩模具20的形状例如可以举出在横截面视图中为半圆形状、突形状、六边形状。在本实施方式中没有特别限定,但导体3的压缩比优选为50%以上95%以下。在此,压缩比是指在中空部7内插入了导体3的端子5被压缩时的、与导体3的长度方向垂直的截面中的、与端子5的非压缩部11对应的导体3的截面积和与压缩部10对应的导体3的截面积之比。即,在将与端子5的非压缩部11对应的导体3的截面积设为S(mm2)且将与压缩部10对应的导体3的截面积设为D(mm2)的情况下,可通过(D/S)×100的式子算出。如果是上述的压缩比,则能够抑制由导体3与端子5的应力缓和引起的导体3与端子5之间的接触力降低,因此能够抑制带端子电线1的电阻比的增加。需说明的是,在使用多个金属线材作为导体3的情况下,导体3的截面积S能够通过金属线材单体的截面积与金属线材的根数之积来计算。
(带端子电线的制造方法)
在制造带端子电线1时,首先,进行准备电线2和端子5的准备工序。此时,选定导体3和端子5的材料,以使导体3所使用的材料的拉伸强度比端子5所使用的材料的拉伸强度大(例如,大20MPa以上)。例如,在使用ECAl作为端子5的材料的情况下,作为拉伸强度比其大的材料,能够使用Al-Fe-Zr(拉伸强度差:24MPa左右以上)、Al-Zr(拉伸强度差:46MPa左右以上)作为导体3的材料。另外,即使在使用相同的材料作为导体3和端子5的材料的情况下,也能够根据制造工序中的热处理条件、加工度等来调整材料的拉伸强度。
在准备工序中,将电线2所具有的绝缘层4从电线2的长度方向的末端去除预定的长度,使导体3的一部分露出。然后,将电线2的导体3的露出的一部分插入到形成于端子5的筒状部6的中空部7内。
之后,在使导体3插入到中空部7内的状态下将端子5的筒状部6压缩3次以上而在端子形成3个以上的压缩部10,由此进行将端子5与导体3连接的连接工序。在此,对将端子5的筒状部6压缩3次而在端子5形成3个压缩部10的情况进行说明。
在连接工序中,首先,如图2(a)所示,利用压缩模具20按压筒状部6中的延伸部8侧的端部附近(导体3的端部附近),压缩筒状部6而形成第一压缩部101。然后,如图2(b)所示,利用压缩模具20按压筒状部6中的中空部7的开口侧(绝缘层4侧)的端部附近,压缩筒状部6而形成第二压缩部102。
之后,如图2(c)所示,利用压缩模具20按压第一压缩部101与第二压缩部102的中间的位置,压缩筒状部6而形成第三压缩部103。这样,连接工序包括在已经形成的相邻的第一及第二压缩部101、102之间形成新的第三压缩部103的工序。在第一压缩部101与第三压缩部103之间、以及第三压缩部103与第二压缩部102之间会分别形成非压缩部11。需说明的是,在此,在对在形成第一压缩部101之后形成第二压缩部102的情况进行了说明,但也可以在形成第二压缩部102之后形成第一压缩部101,还可以同时形成第一压缩部101和第二压缩部102。
第一至第三压缩部101~103通过使用压缩模具20在筒状部6的周向的整周施加预定的压力,从而使筒状部6压缩变形(塑性变形)而形成。在本实施方式中,各压缩部101~103的与导体3的长度方向(轴向)垂直的截面形状为六边形状。通过形成各压缩部101~103,能够将端子5压缩连接于导体3,得到带端子电线1。
(压缩部10和非压缩部11的详细情况)
在此,对形成压缩部10时的端子5和导体3的行为进行研究。如图3(a)所示,当利用压缩模具20按压端子5和导体3时,由于该按压的影响,端子5(筒状部6)和导体3这两者在长度方向上延伸。在本实施方式中,端子5所使用的材料的拉伸强度比导体3所使用的材料的拉伸强度小,因此端子5更大幅度地变形,端子5与导体3的伸长量之差为ΔL。
如图3(b)所示,将形成了第一及第二压缩部101、102的状态设为初始状态。在该状态下,若利用压缩模具20按压第一及第二压缩部101、102的中间的位置,则由于该按压的影响,端子5要比导体3多伸长ΔL的量,因此在第一及第二压缩部101、102产生端子5与导体3的接触力(轴向接触力),能够降低两者的接触电阻。
由于该端子5与导体3的伸长量之差ΔL的影响,能够增大端子5与导体3的接触力(轴向接触力),降低两者的接触电阻。虽然随着经时变化,端子5与导体3的接触力会降低,但在本实施方式中,不仅在径向上而且在长度方向(轴向)上也施加使端子5与导体3相互拉伸的力、即轴向接触力,由此通过轴向接触力来支撑径向的接触力的松弛,抑制因经时变化引起的端子5与导体3间的电阻值的上升。
为了进一步增大端子5与导体3的接触力(轴向接触力),进一步降低接触电阻,只要进一步增大伸长应变即可。关于伸长应变ε,若将由压缩引起的伸长设为ΔL,将压缩间隔(图3(b)中的在长度方向上相邻的压缩部10间的间隔、即非压缩部11的沿长度方向的长度)设为L,则可以由下式表示。
ε=ΔL/L
因此,通过增大由压缩引起的伸长ΔL,减小压缩间隔L,能够增大由压缩引起的伸长应变,进一步增大端子5与导体3的接触力(轴向接触力),进一步降低两者的接触电阻。
为了增大由压缩引起的端子5与导体3的伸长量之差ΔL,只要将压缩部10的沿长度方向的长度即压缩宽度W设为与导体截面积相应的适当的宽度即可。压缩宽度W能够通过调整所使用的压缩模具20的大小来控制,压缩间隔L能够通过调整各压缩部101~103的位置(沿导体3的长度方向的位置)来控制。
本发明人等为了研究压缩宽度W和压缩间隔L的影响而进行了实验。首先,使压缩模具20的压缩载荷固定为12t,使压缩间隔L(mm)固定为7mm,使压缩宽度W(mm)变化来进行实验。在实验中,使用具有导体截面积为50mm2和250mm2的导体3的电线2,对于导体截面积为50mm2的试样,将压缩比设为60%~95%,对于导体截面积为250mm2的试样,将压缩比设为70%~95%。在使用导体截面积为50mm2(直径约10mm)的电线2的情况下,端子5的筒状部6的内径N为10.2mm,厚度A为3.0mm,在使用导体截面积为250mm2(直径约23.6mm)的电线2的情况下,端子5的筒状部6的内径N为21.8mm,厚度A为5.2mm(在以下的实验中,端子5使用大小相同的端子)。若压缩宽度W(mm)变大,则导体3的压缩比也变大。
(电阻比增加率的测定)
接着,假想将端子5压缩而与导体3连接了的带端子电线1的延伸部8通过螺栓等与外部的连接对象侧的端子连接的情况,通过螺栓(未图示)将铝板13固定于延伸部8,由此制作高温环境暴露试验用试样。进行如下的高温环境暴露试验:将该高温环境暴露试验用试样如图4所示那样配置在设定为200℃的恒温槽14内,在大气中保持100小时,并且每隔10小时从恒温槽中取出,进行螺栓的装卸。高温环境暴露试验模拟了通电试验环境。需说明的是,虽然示出了将铝板固定于延伸部8的下侧的情况,但即使在固定于延伸部8的上侧的情况下,也能够得到与固定于延伸部8的下侧的情况同样的结果。
测定高温环境暴露试验前后的电阻比,由这些试验前后的电阻比算出电阻比增加率。需说明的是,在将高温环境暴露试验的实施前和实施后(保持100小时后)的导体3与端子5之间的电阻比分别设为R1、R2的情况下,电阻比增加率(%)可以通过((R2-R1)/R1)×100的式子算出。
(电阻比的测定)
在此,带端子电线1的高温环境暴露试验实施前的电阻比(初始电阻比)R1的测定通过所谓的四端子法进行。使用图5对四端子法进行说明。
首先,向带端子电线1的整体供给恒流1A,测定点P与点Q之间的电阻值R0。在此,点P是端子5的筒状部6的一端,是与所插入的导体3的前端部对应的部位。点Q是导体3中不与端子5接触的部位。点S是端子5的筒状部6的另一端,是插入导体3的入口部分的部位。在将点P与点S的距离设为L1、将点Q与点S的距离设为L2、将导体3的每单位长度的电阻值设为α的情况下,初始电阻比R1(%)可通过{(R0-L2×α)/(L1×α)}×100的式子算出。导体3的每单位长度的电阻值可以事先测定,或者测定L2间的电阻值并除以L2间的长度,作为每单位长度的电阻值来使用。
另外,高温环境暴露试验实施后的电阻比R2的测定通过在将带端子电线1冷却至室温后,与测定试验实施前的电阻比(初始电阻比)的值时同样的上述四端子法进行。具体而言,向高温环境暴露试验实施后的带端子电线1的整体供给恒流1A,测定点P与点Q之间的电阻值R。导体3的每单位长度的电阻值α在高温环境暴露试验实施前后没有变化,使用相同的值。电阻比R2(%)可通过{(R-L2×α)/(L1×α)}×100的式子算出。需说明的是,电阻值的测定使用日置电气株式会社制的电阻计。高温环境暴露试验实施后(保持100小时后)的电阻比R2的实验结果如图6(a)所示。
如图6(a)所示,在导体3的截面积为50mm2的试样中,可知压缩宽度W越变大则电阻比R2越降低,但若压缩宽度W过大,则电阻比R2转为增加,存在电阻比R2成为极小值的压缩宽度W。可知在导体3的截面积为250mm2的试样中,压缩宽度W越变大则电阻比R2越降低。
同样地,将导体3的截面积为50mm2的压缩宽度W固定为3mm,将导体3的截面积固定为250mm2,将压缩宽度W固定为7mm,并且将压缩模具20的压缩载荷固定为12t,使压缩间隔L变化,求出高温环境暴露试验实施后的电阻比R2。将实验结果示于图6(b)。在导体3的截面积为50mm2的试样中,可知压缩间隔L越变大则电阻比R2越降低,但若压缩间隔L过大,则电阻比R2转为增加,存在电阻比R2成为极小值的压缩间隔L。可知在导体3的截面积为250mm2的试样中,压缩间隔L越变大则电阻比R2越降低。另外,在图6(b)中也包含压缩间隔L为负的区域,这表示压缩部10重叠的状态。在图6(c)示出重叠的状态。由压缩模具20按压的第一压缩部101、第二压缩部102、第三压缩部103的压缩宽度W重叠压缩间隔L。在将从第一压缩部101的右端到第二压缩部102的左端的距离设为WL的情况下,压缩间隔L能够通过L=(WL-3W)/2来算出。在此,在压缩部10重叠的状态的情况下,压缩间隔L的值为负。
图7(a)是横轴表示压缩宽度W、纵轴表示电阻比增加率的曲线图。在将压缩模具20的压缩载荷固定为12t的基础上,对于导体截面积为50mm2的试样和导体截面积为250mm2的试样这两者,均将压缩间隔L固定为7mm,使压缩宽度W变化,求出高温环境暴露试验的实施前和实施后的电阻比增加率。如图7(a)所示,可知两种试样基本上压缩宽度W越变大则电阻比增加率越降低,但若压缩宽度W过大,则电阻比增加率转为增加,存在电阻比增加率成为极小值的压缩宽度W。
图7(b)是横轴表示压缩间隔L、纵轴表示电阻比增加率的曲线图。同样地,在将压缩模具20的压缩载荷固定为(12t)的基础上,将导体3的截面积为50mm2的压缩宽度W固定为3mm,将导体3的截面积为250mm2的压缩宽度W固定为7mm,使压缩间隔L变化,求出高温环境暴露试验的实施前和实施后的电阻比增加率。
如图7(b)所示,可知导体3的截面积为50mm2的试样和导体3的截面积为250mm2的试样这两者基本上压缩间隔L越变小,电阻比增加率越降低,但若压缩间隔L过小,则电阻比增加率转为增加,存在电阻比增加率成为极小值的压缩间隔L。另外,在图7(b)中也包含压缩间隔L为负的区域,这表示压缩部10重叠的状态。关于图7(b)的重叠的状态,也是与图6(c)所图示的重叠状态同样的状态。由压缩模具20按压的第一压缩部101、第二压缩部102、第三压缩部103的压缩宽度W重叠压缩间隔L。
图8(a)是将横轴设为导体3的截面积S(mm2)、将纵轴设为压缩宽度W(mm)的曲线图。另外,图8(b)是将横轴设为导体3的截面积S(mm2)、将纵轴设为压缩间隔L(mm)的曲线图。在此,在导体3的截面积为38mm2以上且500mm2以下的条件下,发现了满足高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下的压缩宽度W(mm)和压缩间隔L(mm)。其结果可知,在压缩宽度W(mm)满足下述所示的式(1)、压缩间隔L(mm)满足下述所示的式(2)的情况下,高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
式(1)所示的区域是图8(a)的斜线部。同样地,式(2)所示的区域是图8(b)的斜线部。例如,在导体3的截面积S为50mm2的情况下,压缩宽度W可以选择3mm以上7mm以下,压缩间隔L可以选择-1mm以上11mm以下,通过使用上述区域内的压缩宽度W和压缩间隔L,可使得高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下。
进而发现了良好的压缩宽度W(mm)和压缩间隔L(mm)。其为下述(1)、(2)的条件均满足的情况。与满足上述的高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下的目标规格的压缩宽度W和压缩间隔L的情况相比,可选择的范围变小。
(1)高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下。
(2)电阻比增加率为20%以下。
图9(a)是将横轴设为导体3的截面积S(mm2)、将纵轴设为压缩宽度W(mm)的曲线图。另外,图9(b)是将横轴设为导体3的截面积S(mm2)、将纵轴设为压缩间隔L(mm)的曲线图。在此,在导体3的截面积为38mm2以上500mm2以下的条件下,发现了满足(1)高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下、(2)高温环境试验后的电阻比增加率为20%以下这两个目标规格的压缩宽度W(mm)和压缩间隔L(mm)。其结果可知,在压缩宽度W(mm)满足下述所示的式(3)、压缩间隔L(mm)满足下述所示的式(4)的情况下,满足(1)高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下、(2)高温环境暴露试验前后的电阻比增加率为20%以下这两个目标规格。
0.01×S+2.5≤W≤0.035×S+4.25...(3)
-1.0≤L≤0.09×S+4.5...(4)
式(3)所示的区域是图9(a)的斜线部。同样地,式(4)所示的区域是图9(b)的斜线部。例如,在导体3的截面积S为50mm2的情况下,压缩宽度W可以选择3mm以上6mm以下,压缩间隔L可以选择-1mm以上9mm以下,通过使用上述区域内的压缩宽度W和压缩间隔L,可使得高温环境暴露试验后的电阻比R2为100%以下,且电阻比增加率为20%以下。
根据以上的结果,通过以满足式(1)、式(2)的方式调整压缩宽度W和压缩间隔L而形成压缩部10,从而能够得到高温环境暴露试验后的电阻比R2小,且满足上述目标规格的带端子电线1。更优选的是,通过以满足式(3)、式(4)的方式调整压缩宽度W和压缩间隔L而形成压缩部10,从而能够得到高温环境暴露试验后的电阻比R2和电阻比增加率小,且满足上述目标规格的带端子电线1。
即,本实施方式的带端子电线1的压缩宽度W(mm)和压缩间隔L(mm)可由下式(1)、(2)的与导体3的截面积S(mm2)的关系式来表示。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
即使在该范围内,根据压缩宽度W和压缩间隔L,电阻比增加率有时也会超过20%,为了满足上述目标规格中的(1)、(2)这两者,更优选压缩宽度W(mm)和压缩间隔L(mm)为下式(3)、(4)的与导体截面积S(mm2)的关系式。
0.01×S+2.5≤W≤0.035×S+4.25...(3)
-1.0≤L≤0.09×S+4.5...(4)
需说明的是,例如,在导体3的外径小的情况下,若压缩宽度W过小,则有可能无法满足目标规格。导体3的导体截面积S例如可以为38mm2以上500mm2以下。
(实施方式的作用及效果)
如以上说明的那样,在本实施方式的带端子电线1中,导体3所使用的材料的拉伸强度比端子5所使用的材料的拉伸强度大,端子5在导体3的长度方向上具有3个以上的压缩部10,在将导体3的截面积设为S(mm2)、将压缩部10的沿长度方向的长度即压缩宽度设为W(mm)、将位于相邻的压缩部10间的非压缩部11的沿长度方向的长度即压缩间隔设为L(mm)的情况下,压缩宽度W(mm)的值、压缩间隔L(mm)的值分别满足下式(1)、(2)的关系式。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
更优选的是,压缩宽度W(mm)的值、压缩间隔L(mm)的值分别满足下式(3)、(4)的关系式。
0.01×S+2.5≤W≤0.035×S+4.25...(3)
-1.0≤L≤0.09×S+4.5...(4)
通过这样构成,无论导体3的尺寸(外径、导体截面积)如何,都能够提高导体3与端子5之间的接触力(轴向接触力),能够实现将导体3与端子5之间的电阻维持得低而能够充分确保电连接的带端子电线1。
(实施方式的总结)
接着,对于从以上说明的实施方式掌握的技术思想,引用实施方式中的附图标记等进行记载。但是,以下记载中的各符号等并不将权利要求书中的构成要素限定于实施方式中具体示出的部件等。
[1]一种带端子电线1,其具备:电线2,其包含导体3和被覆上述导体3的绝缘层4;以及端子5,其具有用于插入在上述电线2的端部露出的上述导体3的中空部7,通过在上述中空部7内插入有上述导体3的状态下压缩上述中空部7,从而与上述导体3连接,其中,上述导体3所使用的材料的拉伸强度比上述端子5所使用的材料的拉伸强度大,上述端子5在上述导体3的长度方向上具有3个以上的压缩部10,在将上述导体3的截面积设为S(mm2)、将上述压缩部10的沿上述长度方向的长度即压缩宽度设为W(mm)、将位于相邻的上述压缩部10间的非压缩部11的沿上述长度方向的长度即压缩间隔设为L(mm)的情况下,上述压缩宽度W的值、上述压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
[2]如[1]所述的带端子电线1,上述压缩宽度W的值、上述压缩间隔L的值分别满足下式(3)、(4)的关系式。
0.01×S+2.5≤W≤0.035×S+4.25...(3)
-1.0≤L≤0.09×S+4.5...(4)
[3]如[1]或[2]所述的带端子电线1,上述端子5由铝材料构成,上述导体3由拉伸强度比上述端子5所使用的铝材料大的铝材料构成。
[4]一种带端子电线1的制造方法,上述带端子电线1具备:电线2,其包含导体3和被覆上述导体3的绝缘层4;以及端子5,其具有用于插入在上述电线2的端部露出的上述导体3的中空部7,通过在上述中空部7内插入有上述导体3的状态下压缩上述中空部7,从而与上述导体3连接,上述带端子电线1的制造方法具备:准备工序,准备上述导体3所使用的材料的拉伸强度比上述端子5所使用的材料的拉伸强度大的上述电线2和上述端子5;以及连接工序,在将在上述电线2的端部露出的上述导体3插入到上述中空部7内的状态下,将上述端子5压缩3次以上而在上述端子5形成3个以上的压缩部10,由此将上述端子5与上述导体3连接,上述连接工序包括在已经形成的相邻的压缩部10之间形成新的压缩部10的工序,并且在将上述导体3的截面积设为S(mm2)、将上述压缩部10的沿上述长度方向的长度即压缩宽度设为W(mm)、将位于相邻的上述压缩部10间的非压缩部11的沿上述长度方向的长度即压缩间隔设为L(mm)的情况下,以上述压缩宽度W的值、上述压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式的方式形成上述压缩部10。
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述记载的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。另外,应该注意的是,在实施方式中说明的全部特征的组合不一定是解决发明的课题的方法中所必须的。另外,本发明能够在不脱离其主旨的范围内适当进行变形而实施。

Claims (5)

1.一种带端子电线,其具备:
电线,其包含导体和被覆所述导体的绝缘层;以及
端子,具有用于插入在所述电线的端部露出的所述导体的中空部,通过在所述中空部内插入有所述导体的状态下压缩所述中空部,从而与所述导体连接,
所述导体所使用的材料的拉伸强度比所述端子所使用的材料的拉伸强度大,
所述端子在所述导体的长度方向上具有3个以上的压缩部,
在将所述导体的截面积设为S,将所述压缩部的沿所述长度方向的长度即压缩宽度设为W,将位于相邻的所述压缩部间的非压缩部的沿所述长度方向的长度即压缩间隔设为L的情况下,所述压缩宽度W的值、所述压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式,
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
其中,所述导体的截面积S的单位为mm2,所述压缩宽度W、所述压缩间隔L的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的带端子电线,所述压缩宽度W的值、所述压缩间隔L的值分别满足下式(3)、(4)的关系式,
0.01×S+2.5≤W≤0.035×S+4.25...(3)
-1.0≤L≤0.09×S+4.5...(4)。
3.根据权利要求1或2所述的带端子电线,所述端子由铝材料构成,所述导体由拉伸强度比所述端子所使用的铝材料大的铝材料构成。
4.一种带端子电线的制造方法,所述带端子电线具备:
电线,其包含导体和被覆所述导体的绝缘层;以及
端子,具有用于插入在所述电线的端部露出的所述导体的中空部,通过在所述中空部内插入有所述导体的状态下压缩所述中空部,从而与所述导体连接,
所述带端子电线的制造方法具备:
准备工序,准备所述导体所使用的材料的拉伸强度比所述端子所使用的材料的拉伸强度大的所述电线和所述端子;以及
连接工序,在将在所述电线的端部露出的所述导体插入到所述中空部内的状态下,将所述端子压缩3次以上而在所述端子形成3个以上的压缩部,由此将所述端子与所述导体连接,
所述连接工序包括在已经形成的相邻的压缩部之间形成新的压缩部的工序,并且在将所述导体的截面积设为S、将所述压缩部的沿所述长度方向的长度即压缩宽度设为W、将位于相邻的所述压缩部间的非压缩部的沿所述长度方向的长度即压缩间隔设为L的情况下,以所述压缩宽度W的值、所述压缩间隔L的值分别满足下式(1)、(2)的关系式的方式形成所述压缩部,
0.01×S+2.5≤W≤0.07×S+3.5...(1)
-1.0≤L≤0.145×S+3.75...(2)
其中,所述导体的截面积S的单位为mm2,所述压缩宽度W、所述压缩间隔L的单位为mm。
5.根据权利要求4所述的带端子电线的制造方法,所述压缩宽度W的值、所述压缩间隔L的值分别满足下式(3)、(4)的关系式,
0.01×S+2.5≤W≤0.035×S+4.25...(3)
-1.0≤L≤0.09×S+4.5...(4)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7228087B2 (ja) 2018-08-13 2023-02-24 株式会社プロテリアル 端子付電線
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