JP2003229184A - 電食を防止するアルミ電線の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 標準電極電位差が大きい電材を電気的に接続
する場合において、接触部分における電食を防止するア
ルミ電線の接続構造を提供すること。 【解決手段】 電線挿入孔１０ａ、１０ｂが貫通形成さ
れ樹脂により形成された電線接続部材１と、電線挿入孔
１０ａの開口部の一端から挿入されたアルミ電線心線部
４と、他端から挿入された銅電線心線部６を有し、アル
ミ電線心線部４と銅電線心線部６は直接接触しない位置
に配設され、電線挿入孔内周面とアルミ電線２の心線部
４、銅電線３の心線部６の間には導電性樹脂層９が注入
形成される。アルミ電線２の心線部４と銅電線３の心線
部６が導電性樹脂層９を介して電気的に接続されるた
め、アルミ電線２の心線部４と銅電線３の心線部６との
間で腐食電池が形成されず、電食の発生を防止すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は電食を防止するアル
ミ電線の接続構造に関し、更に詳しくは、銅線との接続
に好適に用いられる電食を防止するアルミ電線の接続構
造に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より発電所、架空送電線などの電力
分野においては、軽量かつ電気伝導性に優れることか
ら、アルミニウム系材料からなる心線を有するアルミ電
線が電力線として使用されている。一般に、電線を用い
て各種電装機器などに配電を行う際には電線の端末部分
に電線接続端子が取り付けられる。例えば上記アルミ電
線に適用される電線接続端子としては、例えば図２に示
したものが知られている。 【０００３】図２は、従来の電線接続端子とアルミ電線
を示した外観斜視図で、図２（ａ）は分解（接続前）斜
視図、図２（ｂ）は接合した状態を示した図である。電
線接続端子１３はアルミニウムやアルミニウム合金等の
金属材料から一体に形成されたものである。この電線接
続端子は、先端にボルトなどの図示しない締結手段を貫
通可能な貫通孔１６が形成された締結部１４を有すると
ともに、基端にアルミ電線の端末部が挿入される挿入口
１７が形成された筒状の電線接続部１５を有している。 【０００４】この電線接続端子にアルミ電線を接続する
にあたっては、アルミ電線１８の端末部の外皮２０を皮
剥して露出させたアルミ心線部１９を挿入し、図略の工
具等により電線接続部を外側から圧縮してかしめる。こ
れにより、図２（ｂ）に示すように電線接続端子とアル
ミ電線とが分離不可能に圧着される。図中では電線接続
部を六角柱形状にかしめて圧着されている状態が例示さ
れている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで上述した電力
分野に対して、自動車、ＯＡ機器、家電製品の分野にお
いては、電気伝導性に優れた銅系材料からなる心線を有
する銅電線が信号線、電力線として使用されている。 【０００６】中でも自動車分野においては、車輌の高性
能・高機能化が急速に進められてきていることから車載
される各種電機器、制御機器等の増加に伴って使用され
る銅電線も増加する傾向にあるのが現状である。また最
近では環境への負荷の少ない電気自動車や燃料電池自動
車の開発が盛んに行われているが、この種の自動車にお
いては、バッテリーや燃料電池等から大きなエネルギー
を取り出す必要があることから、これらに接続される電
線としては従来の信号線に比べてより大径の電力線が必
要とされる。 【０００７】このような状況の下で車両の軽量化により
燃費効率を向上させようとする場合、自動車１台当たり
に使用される電線の総重量は決して軽視することができ
るものではなく、重量削減の対象となりうるものであ
る。特に近い将来普及が見込まれている電気自動車や燃
料電池自動車等においては、車載されるバッテリーや燃
料電池などそれ自体が重いことから、少しでも車輌を軽
くしたいという要望が強い。このようにより一層の軽量
化を図る目的から、密度が８．９６ｇ／ｃｍ^３の銅に比
較して２．７０ｇ／ｃｍ^３と約３分の１の密度であるア
ルミニウムを心線に用いたアルミ電線が最近自動車分野
において特に注目されている。 【０００８】しかしながら、このアルミ電線自体は既に
上述したように架空送電線などの電力分野において使用
されてはいるものの、自動車分野においては今まで特に
その必要性に乏しかったことからそれほど普及していな
かったものである。そして実際にアルミニウム電線を自
動車用として用いようとする場合には、主に以下に記す
ような２つの問題が発生する。 【０００９】第１は、空気中でアルミニウム表面に形成
される酸化被膜の問題である。アルミニウムは極めて活
性であることから、アルミ電線の端末部の外皮が皮剥さ
れてアルミニウム心線部が露出されると、表面が外気に
晒されて酸化し、酸化アルミニウムからなる酸化被膜が
形成される。この酸化被膜は約１００Å以下と極めて薄
いものであるが、緻密で硬質、かつ絶縁性であるため、
アルミ心線部と電線接続端子との間に介在したままの状
態で電気的接続が行われると電気抵抗が大きくなる。 【００１０】従って、従来より使用される電線接続部を
かしめて電線と電線接続端子とを接合する方法において
は、アルミ心線部表面に形成された硬質な酸化被膜を破
壊することができず、良好な電気特性を得られないとい
う問題が生じ、この問題を回避するため上述した電力分
野等においては、アルミ電線と電源接続端子とを接続す
る直前にアルミ心線部の酸化被膜を作業者等が予めワイ
ヤブラシなどを用いて物理的に破壊・除去するといった
ことが一般的に行われている。 【００１１】しかしながら、多数の電線を使用し、かつ
大量生産を行う自動車製造分野においてこの種の作業を
行うことは、非常に効率が悪く生産性を悪化させるため
現実的ではない。また、作業者の違いなどにより酸化皮
膜の除去量も一定とならず、その結果電気的特性のばら
つきも大きくなり、品質が安定しなくなるといった問題
も生じる。この問題を解決するために、アルミ心線部と
接続用端子の締結時に自然に酸化被膜を破壊除去して酸
化していないアルミニウムと直接接合できる構成などが
開発されている。 【００１２】第２は、電食（異種金属接触腐食）の問題
である。アルミ電線に限らず配線工事を行う場合には、
電線どうしの接続や電線と外部電気機器の端子との接
続、あるいは外部電気機器と接続するために電線に接続
用端子を装着する必要がある。これらの端子や電線類は
前述の通り電気的特性に優れた銅で形成されたものが多
い。このため、アルミと銅とを接触・接合させなければ
ならない場合が多々生じることになるが、標準電極電位
の相違する異種金属を接合させた場合この接触・接合部
分において電食が発生することになる。 【００１３】殊に、銅の標準電極電位は＋０．３４Ｖで
あり、アルミニウムの標準電極電位は−１．６６Ｖであ
るため、アルミニウム心線部と接続されるコネクタ類の
相互の標準電極電位差が２．００Ｖと大きなものとな
る。このため雨天時の走行や洗車、或いは結露などによ
って被水した場合には電気的に卑であるアルミ心線部の
イオン化が進行して腐食が促進され、端末部の接触状態
が悪化し電気的特性が不安定になる他、接触抵抗の増大
や腐食による線径の減少による電気抵抗の増大、更には
断線が生じるおそれがあり、その結果電装部品の誤動
作、機能停止に至ることも考えられる。 【００１４】このような電食を防ぐため、一般的には異
種金属が接触・接合している箇所に耐水性の塗装を施し
て塗膜を形成する方法や、防水キャップを被せるなどす
る方法により接合部分に直接水分が付着するのを防止す
る方法が用いられている。 【００１５】しかし、異種金属の接触部分に塗装を施し
て塗膜を形成し塗膜により被水しないようにする方法に
ついても、使用条件によっては塗膜の下で電食が進行し
塗膜にブリスター（膨れ）が発生して電気化学的に卑で
あるアルミニウムの腐食が進行することが知られてい
る。このため塗膜による保護も電食の防止としては充分
な効果を有しているとはいえない。 【００１６】また、防水キャップを用いる場合であって
も被水を完全に防ぐことは困難であり、キャップは絶縁
体である樹脂やゴムなどで形成されるのが一般的である
が、劣化などによって本来の機能を有しなくなる場合も
生じる。 【００１７】本発明が解決しようとする課題は、アルミ
電線と銅電線を接続する場合においても、接続部分にお
ける電食を防止することができるアルミ電線の端末接続
構造を提供することである。 【００１８】 【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本願請求項１に記載の発明は、絶縁性の合成樹脂に
よる電線接続部材の内部空間内に配設されたアルミ電線
の心線部と銅電線の心線部とが直接接触しない状態で挿
入配設されると共に、内部空間内に導電性樹脂が充填さ
れ、該導電性樹脂を介してアルミ電線の心線部と銅電線
の心線部とが電気的に導通接続されてなることを要旨と
するものである。 【００１９】かかる構成とすることにより、アルミ電線
の端末部の心線部と銅電線の端末部の心線部が直接接触
せずに導電性樹脂を介して電気的に接続されるため、腐
食電池が形成されず電食が発生しない。 【００２０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ）は、本発
明にかかる一実施例のアルミ電線と銅電線の接続構造の
断面図、図１（ｂ）はその外観斜視図であるである。 【００２１】電線接続用部材１は樹脂により形成されて
おり、図１（ａ）に示すように、所定の直径を有する電
線挿入孔１０ａ、１０ｂが貫通形成された筒状の形状で
ある。電線挿入孔は開口部１０ａの内径が小さく、中央
部１０ｂの内径が大きく形成されている。この内径が大
きい中央部１０ｂには、外側面から電線挿入孔１０ｂの
内周面までを貫通する導電性樹脂注入孔１１が形成され
る。 【００２２】次に、上記構成を有する電線接続用部材を
用いてアルミ電線と銅電線を接続する組み付け操作につ
いて説明する。 【００２３】図１（ａ）に示すように、電線接続部材１
に形成される電線挿入孔の開口部１０ａからアルミ電線
２の心線部４を、他端の開口部１０ａから銅電線３の心
線部６をそれぞれ中央付近まで挿入し、相互に直接接触
しない位置に配設する。 【００２４】そして電線接続用部材１に形成される導電
性樹脂注入孔１１から導電性樹脂を注入し、電線接続用
部材１の電線挿入孔の内部の内径が大なる中央部１０ｂ
に形成されるアルミ電線２の心線部４と銅電線３の心線
部６との隙間空間を充填して導電性樹脂層９を形成す
る。これによりアルミ電線２の心線部４と銅電線３の心
線部６とが導電性樹脂層９を介して電気的に接続され
る。このとき電線接続用部材１の電線挿入孔の端部から
注入した導電性樹脂が漏出しないよう、または外部から
水などが浸入しないよう電線接続用部材１の端面にシー
ル構造８が構成される。同様の理由で導電性樹脂注入孔
１１の開口部を塞ぐよう蓋部材１２を配設する。該蓋部
材１２は樹脂により形成されるものでも、シールなどを
貼付するものであっても良い。 【００２５】上記電線接続構造によれば、電線接続用部
材１の電線挿入孔の内部１０ｂでアルミ電線２の心線部
４と銅電線３の心線部６が直接接触せず、導電性樹脂層
９を介して電気的に接続されるため、アルミ電線２の心
線部４と銅電線３の心線部６との間で腐食電池が形成さ
れず、仮に両電線の心線部が接触して場合であっても導
電性樹脂内に封入された状態にあるため接触部分が直接
被水することはなく電食が発生しない。更に、導電性樹
脂内に封入されることにより、電気的接続を構成する両
電線の心線部の表面が酸化することなく、良好な導通状
態を維持することもできる。 【００２６】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明に係る電食を防止するアルミ電線の接続構造
は上記実施の形態、実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能
である。 【００２７】例えば本発明においては銅電線とアルミ電
線の接続構造として示したが、標準電極電位差の大きい
導電体どうしの接続に適用できるものであり、アルミ電
線と銅電線の接続に限られるものではない。また、実施
例においては両電線の心線部が直接接触しないようにす
る手段については示していないが、例えば、電線挿入孔
内周面に突起などを設けるなどすることも考えられる。 【００２８】 【発明の効果】本発明に係る電食防止のためのアルミ電
線接続構造によれば、アルミ電線心線部と銅電線心線部
を導電性樹脂層を介して接続することにより、アルミと
銅の間で腐食電池が生成されることを防止し、その結果
標準電極電位差が大きいアルミニウムや銅といった電材
どうしであっても電食が生じることなく電気的な接続が
可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 （ａ）は本発明の一実施形態に係る電食を防
止するアルミ電線の接続構造の断面図、（ｂ）はその外
観斜視図である。 【図２】 従来の電線接続端子とアルミ電線を示した外
観斜視図である。 【符号の説明】 １ 電線接続用部材 ２ アルミ電線 ３ 銅電線 ４ アルミ電線の心線部 ５ アルミ電線の被覆材 ６ 銅電線の心線部材 ７ 銅電線の被覆材 ８ シール構造部材 ９ 導電性樹脂層 １０ａ、１０ｂ 電線挿入孔 １１ 導電性樹脂注入孔 １２ 蓋部材 １３ 接続用端子 １４ 締結部 １５ 電線接続部 １７ 電線挿入孔 １９ 電線心線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 浩孝 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 Ｆターム(参考） 5E085 BB02 CC01 CC09 DD05 EE35 GG11 JJ06 5G355 BA01 BA11 CA01

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 絶縁性の合成樹脂による電線接続部材の
   内部空間内に配設されたアルミ電線の心線部と銅電線の
   心線部とが直接接触しない状態で挿入配設されると共
   に、内部空間内に導電性樹脂が充填され、該導電性樹脂
   を介してアルミ電線の心線部と銅電線の心線部とが電気
   的に導通接続されてなることを特徴とする電食を防止す
   るアルミ電線の接続構造。