【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム電線と端子との接続方法に関し、詳しくは、アルミニウム電線と端子とを信頼性の高い電気的接続状態で固定できるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用のワイヤハーネス等に用いられる電気配線としては、銅電線と、これに接続される銅合金の端子を用いるのが一般的であった。そして、銅電線と端子との接続は、銅電線の端末を皮剥ぎして芯線を露出させると共に、この芯線に対し端子のワイヤバレルを圧着することで機械的に接続するようにしている。これら銅電線と銅合金の端子との接続部分はプレスにより簡易に圧着操作できるため作業効率が良好で、しかも電気的な接続信頼性も高いという利点があった。
【０００３】
しかしながら、銅電線は重量が重く、近年自動車に求められる軽量化の要求に十分に対応することができないという問題点を有していた。そこで、銅電線に代えてアルミニウム電線を用いて軽量化を図ることが考えられるが、アルミニウム電線は皮剥ぎした芯線の表面に絶縁性酸化皮膜を生じ易く、しかも銅合金端子との間の熱膨張率の差が大きいため応力緩和が生じ易いため、従来のような圧着による接続方法では満足な電気的接続信頼性を得ることが困難であった。
【０００４】
そこで、アルミニウム電線と端子とを確実に接続するため、溶接によって両者を接続するようにした方法が採用されている。このような接続方法によるものとしては例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１８０７７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、軽量化に伴って小型の端子と細径のアルミニウム電線とを接続固定する場合、溶接前の両者間の接続部の位置決めや、溶接等に伴う電極の配置等、狭いスペースでの作業は困難を要する場合があった。
【０００７】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、アルミニウム電線と銅合金からなる端子との溶接に際し、両者間の溶接作業の作業性向上と、接続信頼性の高い溶接部分を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のアルミニウム素線からなる芯線を有するアルミニウム電線と、一端に接触部を有すると共に他端に電線接続部を有する銅合金からなる端子との接続方法であって、
上記電線接続部に保持突起を突設して、該保持突起に対し上記アルミニウム電線を圧入することで上記芯線に上記保持突起を突き刺し、上記芯線から突き出た上記保持突起の先端部を溶融することで上記保持突起と芯線とを溶接一体化するようにしたことを特徴とするアルミニウム電線と端子との接続方法を提供している。
【０００９】
上記構成によれば、アルミニウム電線と銅合金からなる端子との溶接に際し、電線接続部に配置される芯線に保持突起を突き刺して保持させるようにしているので、アルミニウム電線の溶接部分の位置決めを容易に行うことができる。そして、芯線から突き出た保持突起の先端を溶融することで、アルミニウムより融点の高い銅合金を溶融させた後にアルミニウム電線と溶着一体化することができるので、電気的な接続信頼性の高い接続状態を確保することができる。
なお、保持突起の先端の溶融操作に際しては、マイクロアークの照射によるアーク溶接や、レーザー溶接等の被接触の溶接を利用するようにしている。これにより、小型の端子と細径のアルミニウム電線との溶接も難なく処理することができる。
【００１０】
上記電線保持部は底壁と左右一対の側壁とから断面コ字状に形成すると共に、上記保持突起は上記底壁の幅方向中央に一体突設し、上記アルミニウム電線は上記一対の側壁間の収容部分に押圧収容するときに上記保持突起を突き刺すようにしている。このようにすれば、両側壁間にアルミニウム電線を押し込み操作するのみで、芯線の中央に保持突起を突き刺すことができ、溶接すべきポイントの位置決めを容易に行うことができる。
【００１１】
上記アルミニウム電線は芯線を覆う絶縁被覆部を備え、上記保持突起の突き刺し領域では上記絶縁被覆を皮剥ぎするのが好ましい。このようにすることで、保持突起を溶融する際、絶縁被覆が溶けて保持突起と芯線との溶接部分に不純物が混入するのを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のアルミニウム電線と端子との接続方法に用いる銅合金製の雌型の端子１であり、一端に相手側雄端子（図示せず）と接続するための接触部２を備えると共に、他端にはアルミニウム電線１１を接続するための電線接続部３を備えている。
【００１３】
電線接続部３は底壁４と左右の側壁５ａ、５ｂとから断面コ字状に形成され、底壁４の幅方向中央には、長さ方向両側から切り越し形成した一対の保持突起６ａ、６ｂを垂直上方に向けて一体突設している。この保持突起６ａ、６ｂは先端に先鋭部６ｃを形成してアルミニウム電線１１に突き刺し可能とし、基部６ｄは幅広の台形に形成している。保持突起６ａ、６ｂの突出高さは、アルミニウム電線１１の外径よりも長い寸法設定とすることで、保持突起６ａ、６ｂをアルミニウム電線１１に突き刺した状態で先端の先鋭部６ｃがアルミニウム電線１１から突出可能な状態としている。また、電線接続部３の後端部にはアルミニウム電線１１の外周を圧着保持するための一対のインシュレーションバレル７ａ、７ｂを形成している。
【００１４】
アルミニウム電線１１は、図２（Ｂ）に示すように、複数のアルミニウム素線からなる芯線１１ａと、この芯線１１ａを被覆する樹脂製の絶縁被覆１１ｂとからなっている。
次に、上記構成からなるアルミニウム電線１１と端子１との接続方法について説明すると、先ず、図２（Ａ）に示すようにアルミニウム電線１１の端末を端子１の電線接続部３内に押し込んでインシュレーションバレル７ａ、７ｂにて絶縁被覆１１ｂの外周を圧着して固定する。このとき、図２（Ｂ）に示すように、電線接続部３の底壁４に突設した保持突起６ａ、６ｂがアルミニウム電線１１の中心部に突き刺さって、その先端部がアルミニウム電線１１から突き出た状態となる。
【００１５】
このようにして、電線接続部３の所要位置にアルミニウム電線１１の端末部を固定保持した後、図２（Ｃ）に示すように、端子１をマイクロアーク溶接機の電極１２とアークを照射するノズル１３との間にセットし、アーク溶接を開始する。これにより、ノズル１３から照射されるマイクロアークによってアルミニウム電線１１から突き出た保持突起６ａ、６ｂが溶融し、これに伴いアルミニウム電線１１の芯線１１ａも溶融して互いに溶け合って溶接される。この時、アルミニウムより融点の高い銅合金からなる保持突起６ａ、６ｂが先に溶融し、その後、アルミニウム電線１１の芯線１１ａと溶着一体化される。
【００１６】
このようにして、アルミニウム電線１１の芯線１１ａと保持突起６ａ、６ｂとが一体化されることでアルミニウム電線１１と端子１との電気的接続状態が確保される。この溶接による接続部分は機械的接続である圧着のようなアルミニウムに生じる酸化皮膜や熱膨張率の差異により生じる電気的接続信頼性の低下を生じることがなく、常に安定した接続状態を得ることができる。しかも、端子１に対し非接触状態で部分的な溶接を行うことができるため、小型の端子１と細径のアルミニウム電線１１との接続操作にも効率よく容易に対応することが可能となる。また、本発明のアルミニウム電線と端子との接続方法によれば、端子１の形態として、通常の銅電線を用いた圧着によるものと同様の形状のものを利用できるので、アルミニウム電線と銅電線が混在するコネクタへの適用も容易である。なお、保持突起６ａ、６ｂの溶接には、マイクロアーク溶接の他、レーザー溶接を利用することもできる。
【００１７】
図３（Ａ）（Ｂ）は、他の実施形態を示し、保持突起６ａ、６ｂを突き刺して溶接する部分に対し、アルミニウム電線１１の絶縁被覆１１ｂを予め全域または部分的にわたり皮剥ぎを施して、芯線１１ａを露出させるようにしている。このようにすれば、保持突起６ａ、６ｂの溶接時の熱によって絶縁被覆１１ｂが溶融もしくは燃焼し、不純物が芯線１１ａと保持突起６ａ、６ｂとの溶融接続部分に混入して悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように本発明によれば、アルミニウム電線に突き刺した保持突起を溶融することで、材質の異なるアルミニウムの芯線と銅合金の端子とを確実かつ容易に互いに溶融一体化することができる。よって、圧着のような機械的接続に比しその接続信頼性を安定的に確保することができる。また溶接操作開始時にはアルミニウム電線に保持突起を突き刺しているため、両者の位置決め仮固定を簡易かつ確実に行うことができ、溶接作業の作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のアルミニウム電線と端子との接続方法に用いる端子の斜視図、（Ｂ）は一部切欠斜視図である。
【図２】（Ａ）は端子の電線接続部にアルミニウム電線を仮固定した状態の平面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図、（Ｃ）はマイクロアーク溶接の状態を示す断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は他の実施形態を示す電線接続部の平面図である。
【符号の説明】
１ 端子
２ 接触部
３ 電線接続部
４ 底壁
５ａ、５ｂ 側壁
６ａ、６ｂ 保持突起
１１ アルミニウム電線
１１ａ 芯線
１１ｂ 絶縁被覆[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for connecting an aluminum electric wire and a terminal, and more particularly, to a method for fixing an aluminum electric wire and a terminal in a highly reliable electrical connection state.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a copper wire and a copper alloy terminal connected to the copper wire have been generally used as an electric wiring used for a wire harness for an automobile. The connection between the copper electric wire and the terminal is made by peeling the end of the copper electric wire to expose the core wire and mechanically connecting the core wire by crimping the wire barrel of the terminal to the core wire. The connection between the copper wire and the copper alloy terminal can be easily crimped by pressing, so that the working efficiency is good and the electrical connection reliability is high.
[0003]
However, the copper electric wire is heavy and has a problem that it cannot sufficiently cope with the recent demand for lighter weight of automobiles. Therefore, it is conceivable to reduce the weight by using an aluminum wire instead of a copper wire, but the aluminum wire tends to form an insulating oxide film on the surface of the peeled core wire, and furthermore, the thermal expansion between the copper wire and the copper alloy terminal. Since the stress difference is large due to the large difference in the rate, it is difficult to obtain satisfactory electrical connection reliability by the conventional connection method using crimping.
[0004]
Therefore, in order to securely connect the aluminum electric wire and the terminal, a method of connecting the both by welding has been adopted. As a method using such a connection method, for example, a method described in Patent Document 1 is known.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-180770
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when connecting and fixing a small terminal and a small-diameter aluminum electric wire with weight reduction, work in a narrow space such as positioning of a connection portion between the two before welding and arrangement of electrodes due to welding etc. In some cases, it was difficult.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and when welding an aluminum electric wire and a terminal made of a copper alloy, provides an improved workability of welding work between the two and a welded portion with high connection reliability. That is the task.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a method of connecting an aluminum electric wire having a core wire made of a plurality of aluminum wires and a terminal made of a copper alloy having a contact portion at one end and a wire connection portion at the other end. And
A holding projection is provided at the wire connection portion, and the aluminum wire is press-fitted into the holding projection to pierce the core with the holding projection and melt the tip of the holding projection protruding from the core. The invention provides a method for connecting an aluminum electric wire and a terminal, wherein the holding projection and the core wire are integrated by welding.
[0009]
According to the above configuration, when welding the aluminum wire and the terminal made of the copper alloy, the holding projection is pierced and held in the core wire arranged in the wire connection portion, so that the positioning of the welding portion of the aluminum wire is easy. Can be done. By melting the tip of the holding protrusion protruding from the core wire, the copper alloy having a higher melting point than aluminum can be melted and integrated with the aluminum electric wire, so that the connection state with high electrical connection reliability can be achieved. Can be secured.
In the melting operation of the tip of the holding projection, arc welding by irradiation of a micro arc or contact welding such as laser welding is used. Thereby, welding of a small terminal and a small-diameter aluminum electric wire can also be processed without difficulty.
[0010]
The electric wire holding portion is formed in a U-shaped cross section from a bottom wall and a pair of left and right side walls, and the holding protrusion is integrally protruded at a width direction center of the bottom wall, and the aluminum electric wire is provided between the pair of side walls. The holding projection is pierced when pressed and housed in the housing portion. By doing so, the holding projection can be pierced into the center of the core wire only by pushing in the aluminum electric wire between both side walls, and the point to be welded can be easily positioned.
[0011]
It is preferable that the aluminum electric wire is provided with an insulating coating covering the core wire, and the insulating coating is peeled off in the piercing region of the holding projection. With this configuration, when the holding projection is melted, it is possible to prevent the insulating coating from melting and mixing of impurities into the welded portion between the holding projection and the core wire.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a female terminal 1 made of a copper alloy used in the method for connecting an aluminum electric wire to a terminal according to the present invention. The female terminal 1 has a contact portion 2 at one end for connecting to a mating male terminal (not shown). The other end is provided with an electric wire connection portion 3 for connecting the aluminum electric wire 11.
[0013]
The electric wire connection part 3 is formed in a U-shaped cross section from the bottom wall 4 and the left and right side walls 5a and 5b, and a pair of holding projections 6a formed in the center of the bottom wall 4 in the width direction from both sides in the length direction. 6b is integrally protruded vertically upward. The holding projections 6a and 6b have a sharpened portion 6c at the tip so as to be able to pierce the aluminum electric wire 11, and the base 6d is formed in a wide trapezoidal shape. The protruding height of the holding projections 6a and 6b is set to be longer than the outer diameter of the aluminum electric wire 11, so that the sharpened portion 6c at the tip ends when the holding projections 6a and 6b are pierced into the aluminum electric wire 11. It can be projected from A pair of insulation barrels 7a and 7b for crimping and holding the outer periphery of the aluminum electric wire 11 are formed at the rear end of the electric wire connection portion 3.
[0014]
As shown in FIG. 2B, the aluminum electric wire 11 includes a core wire 11a composed of a plurality of aluminum wires and a resin insulating coating 11b that covers the core wire 11a.
Next, a method of connecting the aluminum electric wire 11 having the above configuration to the terminal 1 will be described. First, as shown in FIG. The outer circumference of the insulating coating 11b is pressed and fixed by the ration barrels 7a and 7b. At this time, as shown in FIG. 2 (B), the holding projections 6a and 6b protruding from the bottom wall 4 of the electric wire connection portion 3 pierce the center of the aluminum electric wire 11, and the tips protrude from the aluminum electric wire 11. State.
[0015]
After the terminal portion of the aluminum electric wire 11 is fixedly held at a required position of the electric wire connection portion 3 in this manner, the terminal 1 is irradiated with an arc with the electrode 12 of the micro-arc welding machine as shown in FIG. It is set between nozzle 13 and arc welding is started. Thereby, the holding projections 6a and 6b protruding from the aluminum electric wire 11 are melted by the micro arc irradiated from the nozzle 13, and accordingly, the core wire 11a of the aluminum electric wire 11 is also melted and welded to each other. At this time, the holding projections 6a and 6b made of a copper alloy having a higher melting point than aluminum are melted first, and then are welded and integrated with the core wire 11a of the aluminum electric wire 11.
[0016]
Thus, the electrical connection between the aluminum wire 11 and the terminal 1 is ensured by integrating the core wire 11a of the aluminum wire 11 and the holding projections 6a, 6b. The connection part by this welding can always obtain a stable connection state without causing a decrease in electrical connection reliability caused by a difference in thermal expansion coefficient due to an oxide film generated on aluminum such as crimping which is a mechanical connection. it can. In addition, since partial welding can be performed on the terminal 1 in a non-contact state, it is possible to efficiently and easily cope with a connection operation between the small terminal 1 and the small-diameter aluminum electric wire 11. Further, according to the method for connecting an aluminum electric wire and a terminal of the present invention, the terminal 1 can be in the same shape as that obtained by crimping using a normal copper electric wire. Application to mixed connectors is also easy. The welding of the holding projections 6a and 6b can be performed by laser welding in addition to micro-arc welding.
[0017]
FIGS. 3 (A) and 3 (B) show another embodiment, in which the insulating coating 11b of the aluminum electric wire 11 is peeled in advance over the entire area or part of the portion to be pierced and welded by the holding projections 6a, 6b. The core wire 11a is exposed. With this configuration, heat generated during welding of the holding projections 6a and 6b melts or burns the insulating coating 11b, so that impurities are mixed into the fusion connection between the core wire 11a and the holding projections 6a and 6b to have an adverse effect. Can be prevented.
[0018]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, by melting the holding projection pierced into the aluminum electric wire, the aluminum core wire and the copper alloy terminal of different materials can be reliably and easily fused and integrated with each other. Can be. Therefore, it is possible to stably secure the connection reliability as compared with mechanical connection such as crimping. Further, since the holding projection is pierced into the aluminum electric wire at the start of the welding operation, the temporary fixing of both can be performed easily and reliably, and the workability of the welding operation can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of a terminal used for a method of connecting an aluminum electric wire to a terminal according to the present invention, and FIG. 1B is a partially cutaway perspective view.
2A is a plan view showing a state in which an aluminum electric wire is temporarily fixed to an electric wire connection portion of a terminal, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line XX, and FIG. 2C is a cross-sectional view showing a state of micro-arc welding. .
FIGS. 3A and 3B are plan views of an electric wire connection portion showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Terminal 2 Contact part 3 Electric wire connection part 4 Bottom wall 5a, 5b Side wall 6a, 6b Holding projection 11 Aluminum electric wire 11a Core wire 11b Insulation coating
