JP2003243058A - アルミ電線の端子への圧着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミ電線のアルミ芯線部を端子へ圧着する
際に、アルミ芯線部表面に形成されている酸化被膜を確
実に破壊・除去しつつ電気的に接続可能なアルミ電線の
端子への圧着方法を提供すること。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる素線を少なくとも含むアルミ芯線部を有するアルミ
電線の端子への圧着方法であって、アルミ芯線部を端子
へ圧着する際に、このアルミ芯線部表面に形成されてい
る酸化被膜と同等又はそれ以上の硬度を有する硬質粉体
を予めアルミ芯線部に付着させておく。このアルミ芯線
部が端子に圧着されると、硬質粉体がアルミ芯線部表面
の酸化被膜に食い込んで酸化被膜が破壊・除去される。
そして露出されたアルミ芯線部の清浄な金属面と端子と
が電気的に接触する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミ電線の端子
への圧着方法に関し、更に詳しくは、端子へ圧着される
アルミ電線のアルミ芯線部表面に形成されている酸化被
膜の破壊・除去に好適に適用可能なアルミ電線の端子へ
の圧着方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電所、架空送電線等の電力分野
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複数の素線が撚り合わされて
形成されたアルミ芯線部を有するアルミ電線が電力線と
して使用されている。通常、電線を用いて各種電気機器
等に配線を行う際には、電線の端末部分に電線接続用の
端子が取付けられるが、上記アルミ電線に適用される端
子としては、例えば、図７に示した圧着端子が広く知ら
れている。

【０００３】この圧着端子５０は、アルミニウムやアル
ミニウム合金等の金属板材等から一体に形成されたもの
である。圧着端子５０は、先端にボルト等の締結手段
（図示されず）を貫通可能な貫通孔５１が形成された締
結部５２を有するとともに、基端にアルミ電線５３の端
末部分の外被５４が皮剥されて露出されたアルミ芯線部
５５を圧着する圧着部５６を有している。

【０００４】圧着部５６の内側面及び底面には、圧着さ
れるアルミ芯線部５５の長さ方向と直交する方向に亘っ
て複数の溝部５７が刻設されている。この溝部５７は、
一般に、圧着部５６により圧着されたアルミ電線５３が
軸方向に引張力を受けた際に、アルミ芯線部５５の抜け
を防止するために設けられているものである。

【０００５】上記構成を有する圧着端子５０にアルミ電
線５３を圧着する圧着方法としては、圧着部５６の底面
にアルミ芯線部５５を配置した後、図略の工具等により
圧着部５６を加締めることにより、圧着端子５０とアル
ミ電線５３とを分離不能に圧着する方法が一般に行われ
ている（図８参照）。なお、締結部５２を各種電気機器
等に締結して電気的に接続するに当たっては、貫通孔に
ボルト等の締結手段を貫通し、その締結手段を相手側と
なる各種電気機器等の被接続部に締め付け固定すること
により行われる。これによってアルミ電線５３と各種電
気機器等が圧着端子５０を介して電気的に接続された状
態となる。

【０００６】一方、上記電力分野に対して、自動車、Ｏ
Ａ機器、家電製品等の分野においては、低コストで電気
伝導性に優れた銅系材料からなる素線により形成された
銅芯線部を有する銅電線が信号線として使用されてい
る。そして圧着端子に銅電線を圧着する圧着方法として
は、例えば、特開平８−３２１３３０号公報には、圧着
部分の機械的強度の低下を回避して接触抵抗を低下させ
るため、圧着端子に電線の芯線部を圧着するに際し、芯
線部を形成する素線材料よりも柔らかい金属粉を予め芯
線部に塗布しておく圧着方法が開示されている。

【０００７】また例えば、特開平８−３２１３３１号公
報には、圧着部分の機械的強度の低下を回避して電線表
面の汚染被膜を除去するため、圧着端子に電線の芯線部
を圧着するに際し、芯線部を形成する素線材料よりも硬
い硬質導電性粉末を予め芯線部に塗布しておく圧着方法
が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、自動車
分野においては、車両の高性能・高機能化が急速に進め
られてきており、車載される各種電気機器、制御機器等
の増加に伴って、使用される銅電線が急激に増加する傾
向にある。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等の開発が盛んに行われており、
この種の自動車においては、バッテリーや燃料電池等か
ら大きな電気エネルギーを取り出す必要があるため、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
より太径の電力線が必要とされる。

【０００９】このような状況の下、車両重量を軽くする
ことにより燃費効率等を向上させようとした場合、自動
車一台当たりに使用される電線の総重量はばかになら
ず、決して軽視することができる重さではない。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等
それ自体が重いことから、少しでも車両を軽くしたいと
いう要望が強い。そのため、より一層の軽量化を図る目
的から、銅に比較して密度が約３分の１であるアルミニ
ウムを芯線材料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きている（銅の密度８．９６ｇ／
ｃｍ^３対し、アルミニウムの密度は２．７０ｇ／ｃ
ｍ^３）。

【００１０】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等の電力分野において使用
されてきてはいるものの、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り、アルミ電線を自動車用として
用いようとした場合には、次のような問題が発生する。

【００１１】即ち、アルミニウムは非常に活性であるこ
とから、アルミ電線の端末部分の外被が皮剥されてアル
ミ芯線部が大気中に露出されると、その表面が外気に曝
されて酸化され、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（いわゆる不働態で、機
械的に強固）、かつ、絶縁性であるため、アルミ芯線部
と圧着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。

【００１２】そのため、上述した電力分野等において
は、この問題を回避するため、アルミ電線と圧着端子と
を圧着する直前に、アルミ芯線部の酸化被膜を作業者等
が予めワイヤブラシ等を用いて機械的に破壊・除去する
といったことが一般的に行われている。というのも、圧
着端子の圧着部を単に加締めただけでは、アルミ芯線部
の表面に形成された緻密で硬質な酸化被膜を効果的に破
壊することができないからである。

【００１３】しかしながら、多数の電線を使用する自動
車分野においてこの種の作業を行っていたのでは、非常
に効率が悪いばかりでなく、生産性を悪化せしめること
このうえない。また、作業者の違い等により酸化被膜の
除去量も一定とならず、電気的接続ばらつきも大きくな
るといった問題も生じ得る。

【００１４】このような問題を回避するため、特開平８
−３２１３３０号公報に示される圧着方法、すなわち、
圧着端子に電線の芯線部を圧着するに際し、芯線部を形
成する素線材料よりも柔らかい金属粉を予め芯線部に塗
布しておく圧着方法を上記アルミ電線の圧着に適用した
としても、素線材料であるアルミニウム又はアルミニウ
ム合金よりも柔らかい金属粉が単に変形してアルミ芯線
部表面に凝着しながら圧着されるだけであり、アルミ芯
線部表面に形成されている緻密で硬質な酸化被膜は、全
く破壊されることはない。

【００１５】また、特開平８−３２１３３１号公報に示
される圧着方法、すなわち、圧着端子に電線の芯線部を
圧着するに際し、芯線部を形成する素線材料よりも硬い
硬質導電性粉末を予め芯線部に塗布しておく圧着方法を
上記アルミ電線の圧着に適用したとしても、素線材料で
あるアルミニウム又はアルミニウム合金よりも硬い硬質
導電性粉末では、アルミ芯線部表面に形成されている緻
密で硬質な酸化被膜、いわゆる不働態被膜を確実に破壊
・除去することができるとは必ずしも言い得ない。

【００１６】そこで本発明が解決しようとする課題は、
アルミ電線のアルミ芯線部を端子へ圧着する際に、アル
ミ芯線部表面に形成されている酸化被膜を確実に破壊・
除去しつつ電気的に接続可能なアルミ電線の端子への圧
着方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係るアルミ電線の端子への圧着方法は、請
求項１に記載のように、アルミニウム又はアルミニウム
合金からなる素線を少なくとも含むアルミ芯線部を有す
るアルミ電線の端子への圧着方法であって、前記アルミ
芯線部を端子へ圧着する際に、このアルミ芯線部表面に
形成されている酸化被膜と同等又はそれ以上の硬度を有
する硬質粉体を予めアルミ芯線部に付着させておくこと
を要旨とするものである。

【００１８】上記アルミ電線の端子への圧着方法によれ
ば、アルミ電線のアルミ芯線部表面に形成されている酸
化被膜と同等又はそれ以上の硬度を有する硬質粉体（以
下単に「硬質粉体」という。）を予めアルミ芯線部に付
着させてあるので、このアルミ芯線部が端子に圧着され
ると、硬質粉体がアルミ芯線部表面の酸化被膜（不働態
で、機械的に強固）に食い込んで酸化被膜が破壊・除去
される。そしてその部分において露出されたアルミ芯線
部の清浄な金属面と端子とが電気的に接触する。

【００１９】また、硬質粉体がアルミ芯線部を形成する
各素線の隙間にも入り込んでいるので、端子−素線間の
みならず素線−素線間の酸化被膜も確実に破壊・除去す
ることが可能となる。また、圧着の際の加圧力が素線に
比較して小さな硬質粉体に集中するので、機械的に強固
な酸化被膜を破壊しやすいといった利点がある。

【００２０】したがって、本発明に係るアルミ電線の端
子への圧着方法によれば、アルミ電線のアルミ芯線部を
端子へ圧着する際に、アルミ芯線部表面に形成されてい
る機械的に強固な酸化被膜を確実に破壊・除去しつつ、
信頼性に優れた電気的接続を得ることが可能となる。

【００２１】この際、請求項２に記載のように、前記硬
質粉体は、アルミナ、シリカ、クリストバライト又はこ
れらの混合物のいずれかからなる粉体であることが好ま
しい。

【００２２】また、請求項３に記載のように、前記硬質
粉体のアルミ芯線部への付着は、常温で揮発性を有する
有機溶剤に硬質粉体を懸濁させたものが付着されること
によってなされているか、あるいは、請求項４に記載の
ように、前記硬質粉体のアルミ芯線部への付着は、硬質
粉体がアルミ芯線部に吹きつけられることによってなさ
れていることが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
アルミ電線の端子への圧着方法について図面を参照にし
て詳細に説明する。先ず初めに、本発明の一実施形態に
係るアルミ電線の端子への圧着方法に適用されるアルミ
電線、圧着端子等の構成について説明する。

【００２４】図１に示すように、アルミ電線１０は、端
末部分の外被１１が皮剥されてアルミ芯線部１３が露出
されている。このアルミ芯線部１３は、アルミニウム又
はアルミニウム合金からなる素線１４が複数本撚り合わ
されて形成されたものである。なお、アルミ芯線部１３
は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線１
４を含んでおれば良く、用途に合わせて他の銅系素線や
ステンレス系素線等といった他金属素線が混合されてい
ても良い。

【００２５】アルミ芯線部１３の表面（実際にはアルミ
芯線部１３の表面を覆う酸化被膜の表面）には、アルミ
芯線部１３表面に形成されている酸化被膜と同等又はそ
れ以上の硬度を有する硬質粉体１５が付着されている。
この硬質粉体１５としては、具体的には、アルミナ、シ
リカ、クリストバライト、ダイヤモンド、酸化被膜と同
等又はそれ以上の硬度を有する金属粉体等が挙げられ、
これらは単独又は２種以上混合された混合粉体として用
いても良い。尚、本発明においては、硬質粉体１５が導
電性を有するか否かは特に問題とはならない。

【００２６】この際、硬質粉体１５の粒径としては、通
常１μｍ程度が好ましいと言えるが、用いる硬質粉体の
種類や、端子の加締め力、表面粗さ等の兼ね合いにより
種々変更可能なものであり、特に限定されるものではな
い。

【００２７】また、アルミ芯線部１３表面に硬質粉体１
５を付着させる方法としては、具体的には、硬質粉体１
５の中に直接、又は、アルコール等の常温で揮発性を有
する有機溶剤に硬質粉体を懸濁したものの中にアルミ芯
線部１３をドブ漬けしたり、硬質粉体１５をアルミ芯線
部１３に吹き付けたりする等の方法が挙げられる。中で
も硬質粉体１５の中に直接、又は、アルコール等の常温
で揮発性を有する有機溶剤に硬質粉体１５を懸濁したも
のの中にアルミ芯線部１３をドブ漬けする方法の場合に
は、アルミ芯線部１３の各素線１４の隙間に硬質粉体１
５が入り込み易く好適である。しかしながら、硬質粉体
１５がアルミ芯線部１３に付着されていれば、その付着
方法は特に限定されるものではない。

【００２８】他方、圧着端子１６は、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、銅、銅合金、黄銅等の金属板材等から
形成されたもので、先端に図略の相手側被接続部に導通
接続される接続部としての締結部１７を有するととも
に、基端にアルミ電線１０のアルミ芯線部１３を圧着す
る圧着部１８を備えている。

【００２９】締結部１７は、その外形が略円形状とさ
れ、中央にはボルト等の締結手段（図示されず）を貫通
可能な貫通孔１９が形成されており、この貫通孔１９に
ボルト等の締結手段を貫通して相手側被接続部に締め付
け固定することができるようになっている。

【００３０】一方、圧着部１８は、アルミ電線１０のア
ルミ芯線部１３を受止する基底部２０を備え、この基底
部２０の左右には対からなる圧着片２１ａ、２１ｂが対
向状に立設されている。そして圧着部１８の基底部２０
及び左右圧着片２１ａ、２１ｂの内側の表面には、圧着
されるアルミ芯線部１３の長さ方向と直交する方向に亘
って複数の溝部２２が刻設されている。この溝部２２
は、主に、圧着部１８により圧着されたアルミ電線１０
が軸方向に引張力を受けた際にアルミ芯線部１３の抜け
を防止するためのものである。

【００３１】次に、本発明の一実施形態に係るアルミ電
線の端子への圧着方法とその作用効果について具体的に
説明する。

【００３２】図２から図４に示すように、予め上述の硬
質粉体１５をアルミ芯線部１３に付着させておいたアル
ミ電線１０のそのアルミ芯線部１３を、圧着端子１６の
基底部２０に配置する。その後、図略の工具等により上
下方向から圧着片２１ａ、２１ｂを挟み込んで行くと、
図５に示すように、圧着片２１ａ、２１ｂは内側方向に
丸め込まれて行く。そしてこの状態から更に加圧される
ことにより、図６に示すように、アルミ芯線部１３が圧
着端子１６に抜き脱不能に圧着され、同時に硬質粉体１
５がアルミ芯線部１３表面の酸化被膜（不働態で、機械
的に強固）に食い込んで酸化被膜が破壊・除去される。
そしてその部分において新たに露出されたアルミ芯線部
１３の清浄な金属面と圧着端子１６とが電気的に接触す
る。

【００３３】この際、アルミ芯線部１３を形成する各素
線１４の隙間に入り込んだ硬質粉体１５により、端子−
素線間のみならず素線−素線間の酸化被膜も確実に破壊
・除去される。また、素線１４に比較して小さな硬質粉
体１５に圧着の際の加圧力が集中するので、これによっ
ても容易に酸化被膜を破壊することができる。

【００３４】したがって、本発明の一実施形態に係るア
ルミ電線の端子への圧着方法によれば、アルミ電線のア
ルミ芯線部を圧着端子へ圧着する際に、アルミ芯線部表
面に形成されている機械的に強固な酸化被膜を確実に破
壊・除去しつつ、信頼性に優れた電気的接続を得ること
が可能となる。

【００３５】そのため、アルミ電線と圧着端子とを圧着
する直前に、アルミ芯線部の酸化被膜を作業者等が予め
ワイヤブラシ等を用いて機械的に破壊・除去するといっ
た作業を行う必要がなくなり、生産性を向上させること
が可能となる。

【００３６】以上本発明の実施の形態について説明した
が、本発明に係るアルミ電線の端子への圧着方法は上記
実施の形態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。例え
ば、上記実施の形態においては、圧着端子として基底部
の左右に一対の圧着片が対向状に立設された圧着部を備
えたものを用いて説明したが、それ以外にも複数の圧着
片が対向状に立設された圧着端子等を用いても良い。ま
た他にも、左右の圧着片が互いに対向しないように立設
された圧着端子等を用いても良く、特に限定されるもの
ではない。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係るアルミ電線の端子への圧着
方法によれば、アルミ電線のアルミ芯線部を端子へ圧着
する際に、アルミ芯線部表面に形成されている酸化被膜
を確実に破壊・除去しつつ電気的に接続可能なアルミ電
線の端子への圧着方法を得ることができる。

【００３８】そのため、このアルミ電線の端子への圧着
方法を例えば、多数の電線を使用する自動車分野に用い
た場合には、アルミ電線と端子とを圧着する直前に、ア
ルミ芯線部の酸化被膜を作業者等が予めワイヤブラシ等
を用いて機械的に破壊・除去する等といった作業を行う
必要がないので、非常に作業効率が良くなり、生産性も
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 予め硬質粉体をアルミ芯線部に付着させてお
いたアルミ電線と圧着部を備えた圧着端子を示した外観
斜視図である。

【図２】 予め硬質粉体をアルミ芯線部に付着させてお
いたアルミ電線のアルミ芯線部を圧着端子の基底部に配
置した様子を示した外観斜視図である。

【図３】 図２の上面図を示した図である。

【図４】 図３における断面Ａ−Ａを示した断面図であ
る。

【図５】 圧着端子の圧着片が内側に丸め込まれた様子
を示した断面図である。

【図６】 予め硬質粉体をアルミ芯線部に付着させてお
いたアルミ電線のアルミ芯線部が圧着端子の圧着片によ
り圧着された様子を示した断面図である。

【図７】 従来の圧着方法におけるアルミ電線と圧着端
子を示した外観斜視図である。

【図８】 従来の圧着方法により圧着されたアルミ電線
の端末部分の外観斜視図である。

【符号の説明】

１０ アルミ電線 １３ アルミ芯線部 １４ 素線 １５ 硬質粉体 １６ 圧着端子 １８ 圧着部 ２１ａ 圧着片 ２１ｂ 圧着片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂 喜文 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） 5E051 JA07 5E085 BB06 BB12 CC03 DD07 DD14 EE40 FF13 HH06 HH37 JJ36 5G355 AA10 BA01 BA08 CA06 5G367 CA03 CC02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
   なる素線を少なくとも含むアルミ芯線部を有するアルミ
   電線の端子への圧着方法であって、前記アルミ芯線部を
   端子へ圧着する際に、このアルミ芯線部表面に形成され
   ている酸化被膜と同等又はそれ以上の硬度を有する硬質
   粉体を予めアルミ芯線部に付着させておくことを特徴と
   するアルミ電線の端子への圧着方法。
2. 【請求項２】 前記硬質粉体は、アルミナ、シリカ、ク
   リストバライト又はこれらの混合物のいずれかからなる
   粉体であることを特徴とする請求項１に記載のアルミ電
   線の端子への圧着方法。
3. 【請求項３】 前記硬質粉体のアルミ芯線部への付着
   は、常温で揮発性を有する有機溶剤に硬質粉体を懸濁さ
   せたものが付着されることによってなされていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載のアルミ電線の端子へ
   の圧着方法。
4. 【請求項４】 前記硬質粉体のアルミ芯線部への付着
   は、硬質粉体がアルミ芯線部に吹きつけられることによ
   ってなされていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載のアルミ電線の端子への圧着方法。