JP2010244895A - Compression connection terminal for aluminum conductors, and connection method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金を導体とする電線・ケーブルの接続に際して用いられるアルミニウム導体用圧縮接続端子とその接続方法に関するものである。 The present invention relates to a compression connecting terminal for an aluminum conductor used when connecting an electric wire / cable using aluminum or an aluminum alloy containing aluminum as a main component as a conductor, and a connecting method thereof.
一般に、電線・ケーブルの接続端子を構成する金属材料としては、純銅のほか、黄銅、りん青銅、洋白等の銅を主成分とする銅合金が使用されている。また、この接続端子の、電線・ケーブルの導体と接する接触端子の内面には、電気的接触性を確保するなどの理由から、錫やニッケルなどの金属がめっきされることが多い。これらの金属は、いずれも鉄鋼リサイクルの観点から、できるだけ使用を避けたい金属である。 In general, as a metal material constituting the connection terminal of the electric wire / cable, a copper alloy containing copper as a main component such as brass, phosphor bronze, and white is used in addition to pure copper. Further, the inner surface of the contact terminal of the connection terminal that contacts the conductor of the electric wire / cable is often plated with a metal such as tin or nickel for the purpose of ensuring electrical contact. These metals are all metals that should be avoided as much as possible from the viewpoint of steel recycling.
すなわち、近年、鉄鋼スクラップ中に含まれる銅をはじめとする特定の金属の存在が問題になっているが、これはリサイクルされた鉄鋼中に銅（Ｃｕ）をはじめとする錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）などの金属が含まれていると、関係する鉄鋼製品の表面に割れや傷が発生するなど、鉄鋼製品の品質を低下させるからである。また、銅、錫、ニッケル、クロム等の金属は、いずれも鉄鋼スクラップをリサイクルする上で溶解された鉄鋼溶湯から除去することが非常に困難な金属であることから、鉄鋼リサイクルを繰り返す毎に濃縮され、関係する鉄鋼製品の品質をさらに低下させる原因となっている。このため、鉄鋼リサイクルにあたっては、自動車や家電製品などの鉄スクラップから電線・ケーブルやその接続端子類を取り除くことが行われていると共に、これら電線・ケーブルや接続端子類を構成する金属材料についても、銅、錫、ニッケル、クロム等の金属以外の金属材料の使用が望まれている。 That is, in recent years, the existence of specific metals such as copper contained in steel scrap has become a problem. This is because if a metal such as (Ni) or chromium (Cr) is contained, the quality of the steel product is deteriorated, for example, the surface of the related steel product is cracked or scratched. In addition, metals such as copper, tin, nickel, and chromium are all difficult to remove from molten steel when recycling steel scrap, so they are concentrated every time steel recycling is repeated. This is a cause of further deterioration of the quality of the related steel products. For this reason, in steel recycling, electric wires / cables and their connection terminals are removed from scrap steel such as automobiles and home appliances, and the metal materials constituting these electric wires / cables and connection terminals are also used. The use of metal materials other than metals such as copper, tin, nickel, and chromium is desired.
他方、近年における銅価高騰および将来的な銅資源の枯渇化を受けて、銅に代わる代替材料の検討が行われている。例えば、配線用電線・ケーブルの導体としては、アルミニウム又はアルミニウム合金の使用が検討されており、その接続端子を構成する金属材料についても、アルミニウム又はアルミニウム合金や、あるいは、鉄鋼材料とアルミニウム合金材料を組み合わせた複合金属材料の使用が試みられている（特許文献１）。 On the other hand, in response to the recent rise in copper prices and the depletion of copper resources in the future, alternative materials to replace copper have been studied. For example, the use of aluminum or an aluminum alloy has been studied as a conductor for wires and cables for wiring, and aluminum or aluminum alloy, or steel material and aluminum alloy material are also used as the metal material constituting the connection terminal. Attempts have been made to use combined composite metal materials (Patent Document 1).
しかしながら、配線用電線・ケーブルの接続端子として、接続工数が少なくて済む圧縮接続端子を用いた圧縮接続方法では、図９及び図１０に示されるように、圧縮接続端子１０の、導体２０と接する接触端子３０の内面４０に導体２０を配置して、両者を機械的に圧縮し接続することから、導体２０と接触端子３０との接合界面は、圧縮力によって機械的に接触しているだけである。このため、前記圧縮接続端子１０を前記アルミニウム又はアルミニウム合金や前記複合金属材料により構成した場合は、アルミニウム又はアルミニウム合金に起こり易いクリープと呼ばれる現象により、圧縮力が加わった状態で長時間経過すると、アルミニウム又はアルミニウム合金が塑性変形するという問題がある。この結果、接続部の圧縮力が緩和することによって、接続部の圧縮が緩み、接触抵抗が増加し、ジュール熱が発生する。しかも、前記したクリープによる塑性変形は高温になるほど起こり易いことから、前記したジュール熱の発生によって、さらに塑性変形が進み、圧縮が緩んで接触抵抗が増加し、ジュール熱が発生するという悪循環（サイクル）が繰り返されることにより、遂には接続部が破壊する事態に至る。また、アルミニウム又はアルミニウム合金は、その表面に強固な酸化皮膜を形成することから、圧縮接続により良好な電気的導通を得るためには、圧縮接続時にアルミニウム又はアルミニウム合金の表面の酸化皮膜を破壊してその表面を活性化させる必要があり、このためには圧縮接続時の圧縮率を例えば銅の場合と比較して大きくする必要がある。しかし、圧縮率を大きくした場合は、接続部分の導体２０が圧縮により局部的に細くなり、導体強度が低下して破断し易くなるという問題がある。なお、図９及び図１０において、５０は圧縮接続端子１０の他端に形成されたボルト穴である。
However, in the compression connection method using the compression connection terminal that requires less connection man-hours as the connection terminal of the electric wire / cable for wiring, as shown in FIGS. 9 and 10, the
このため、アルミニウム又はアルミニウム合金を構成材料とする接続端子を用いた接続方法では、接続部分をレーザ照射により加熱したり、接続部分を電極を通じて通電により発熱させたり、あるいは接続部分に超音波振動を与えることにより、導体と接続端子を金属的に接続する方法が行われている。 For this reason, in a connection method using a connection terminal made of aluminum or an aluminum alloy, the connection portion is heated by laser irradiation, the connection portion is heated by energization through an electrode, or ultrasonic vibration is applied to the connection portion. By giving, the method of connecting a conductor and a connection terminal metallically is performed.
一方、関連する先行技術文献として、特許文献２には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる、アルミ電線用圧着端子として、アルミ導体と接触されるベース及びアルミ導体を受止する左右の圧着片の内側表面に、導体長さ方向に対して斜めに延びるセレーション（溝）を形成することにより、圧着の際に導体表面の酸化皮膜を破壊しつつ良好な接続を可能とし、さらに、アルミ電線が長さ方向から引張力を受けたときの導体の耐引抜強度を高めることができる、アルミ電線用圧着端子が記載されている。 On the other hand, as a related prior art document, Patent Document 2 includes, as a crimp terminal for an aluminum electric wire, made of aluminum or an aluminum alloy, a base in contact with the aluminum conductor and inner surfaces of the left and right crimping pieces that receive the aluminum conductor. In addition, by forming serrations (grooves) extending obliquely with respect to the conductor length direction, it is possible to achieve a good connection while destroying the oxide film on the conductor surface during crimping. There is described a crimp terminal for an aluminum electric wire that can increase the pull-out strength of a conductor when subjected to a tensile force.
また、特許文献３には、圧着部内面にセレーションを設けたアルミ撚線用圧着端子として、セレーションを構成する溝の深さｄとアルミ素線の径ｅの比ｄ／ｅが０．３３以上であり、前記溝の数が３以上である構成とすることにより、圧着時にアルミ素線表面の酸化皮膜を破壊して良好な電気的接続性が得られると共に、アルミ撚線の抜けも防止でき機械的接続性にも優れた、アルミ撚線用圧着端子が記載されている。また、同文献３には、前記圧着端子は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性金属板で作製できる、と記載されている。 Further, in Patent Document 3, as a crimp terminal for an aluminum stranded wire having serrations on the inner surface of the crimping portion, the ratio d / e of the groove depth d and the aluminum wire diameter e is 0.33 or more. By adopting a configuration in which the number of the grooves is 3 or more, the oxide film on the surface of the aluminum element wire can be destroyed during crimping to obtain good electrical connectivity, and the aluminum twisted wire can be prevented from coming off. A crimp terminal for twisted aluminum wire having excellent mechanical connectivity is described. Further, Patent Document 3 describes that the crimp terminal can be made of a conductive metal plate such as copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy.
前記したように、アルミニウム又はアルミニウム合金を構成材料とする圧縮接続端子を用いた圧縮接続方法では、クリープと呼ばれる現象により、アルミニウム又はアルミニウム合金が塑性変形し、接続部の圧縮力が緩和して圧縮が緩み、接触抵抗が増加し、ジュール熱が発生するという悪循環（サイクル）が繰り返されることにより、遂には接続部が破壊する事態に至るという問題がある。また、アルミニウム又はアルミニウム合金は、その表面に強固な酸化皮膜を形成することから、圧縮接続により良好な電気的導通を得るためには、圧縮接続時にアルミニウム又はアルミニウム合金の表面の酸化皮膜を破壊してその表面を活性化させる必要がある。このためには圧縮接続時の圧縮率を例えば銅の場合と比較して大きくする必要があるが、圧縮率を大きくした場合は、接続部分の導体が圧縮により局部的に細くなり、強度が低下して破断し易くなるという問題がある。 As described above, in the compression connection method using the compression connection terminal made of aluminum or aluminum alloy, aluminum or the aluminum alloy is plastically deformed due to a phenomenon called creep, and the compression force of the connection portion is relaxed and compressed. However, there is a problem that the connection part is eventually destroyed by repeating the vicious cycle (cycle) in which the contact resistance increases, the contact resistance increases, and Joule heat is generated. In addition, since aluminum or aluminum alloy forms a strong oxide film on its surface, in order to obtain good electrical conduction by compression connection, the oxide film on the surface of aluminum or aluminum alloy is destroyed during compression connection. It is necessary to activate the surface. For this purpose, it is necessary to increase the compression ratio at the time of compression connection compared to the case of copper, for example. However, when the compression ratio is increased, the conductor of the connection portion is locally thinned by the compression and the strength is reduced. As a result, there is a problem that it is easy to break.
この対策として、接続部分をレーザ照射により加熱したり、接続部分を電極を通じて通電により発熱させたり、あるいは接続部分に超音波振動を与えることにより、導体と接続端子を金属的に接続する方法が行われているが、これらの方法は、いずれも圧縮だけの接続方法と比較すると、接続時間と共に接続工数が大幅に増えるという問題がある。 As countermeasures against this, there is a method of metallicly connecting the conductor and the connection terminal by heating the connection portion by laser irradiation, heating the connection portion by energization through the electrode, or applying ultrasonic vibration to the connection portion. However, both of these methods have a problem that the number of connection man-hours greatly increases with the connection time as compared with the connection method only of compression.
一方、特許文献２には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる、アルミ電線用圧着端子として、アルミ導体と接触されるベース及びアルミ導体を受止する左右の圧着片の内側表面に、導体長さ方向に対して斜めに延びるセレーション（溝）を形成することにより、圧着の際に導体表面の酸化皮膜を破壊しつつ良好な接続を可能とし、さらに、アルミ電線が長さ方向から引張力を受けたときの導体の耐引抜強度を高めることができる、アルミ電線用圧着端子が記載されている。しかし、この圧着端子の特徴は、斜めに延びるセレーション（溝）のアンカー効果により導体表面の酸化皮膜の破壊及び導体の耐引抜強度の向上を図ることにあり、この圧着端子によれば、アルミ導体やアルミ素線の大きさ（直径）に対応する溝の大きさについては何も言及されていないので、クリープと呼ばれる現象には十分対応することができない。 On the other hand, in Patent Document 2, as a crimp terminal for an aluminum wire made of aluminum or an aluminum alloy, on the inner surface of the left and right crimping pieces that receive the base and the aluminum conductor in contact with the aluminum conductor, in the conductor length direction. By forming serrations (grooves) that extend diagonally, it is possible to achieve a good connection while destroying the oxide film on the conductor surface during crimping, and when the aluminum wire receives a tensile force from the length direction. A crimp terminal for an aluminum electric wire that can increase the pull-out strength of the conductor is described. However, the feature of this crimp terminal is that the oxide film on the conductor surface is destroyed and the pull-out strength of the conductor is improved by the anchor effect of the serrations (grooves) extending diagonally. No mention is made of the size of the groove corresponding to the size (diameter) of the aluminum wire, and it cannot sufficiently cope with the phenomenon called creep.
また、特許文献３には、圧着部内面にセレーションを設けたアルミ撚線用圧着端子として、セレーションを構成する溝の深さｄとアルミ素線の径ｅの比ｄ／ｅが０．３３以上であり、前記溝の数が３以上である構成とすることにより、圧着時にアルミ素線表面の酸化皮膜を破壊して良好な電気的接続性が得られると共に、アルミ撚線の抜けも防止でき機械的接続性にも優れた、アルミ撚線用圧着端子が記載されている。しかし、この圧着端子の場合、アルミ撚線やアルミ素線の大きさ（直径）に対応する溝の大きさについて言及されているものの、アルミ撚線と直交する方向に延びる溝を圧着部内面に限定的に設けているので、溝の形成に特別な溝加工が必要であり、圧着端子の作製に多くの工数を要し、圧着端子作製コストを増加させるという問題がある。 Further, in Patent Document 3, as a crimp terminal for an aluminum stranded wire having serrations on the inner surface of the crimping portion, the ratio d / e of the groove depth d and the aluminum wire diameter e is 0.33 or more. By adopting a configuration in which the number of the grooves is 3 or more, the oxide film on the surface of the aluminum element wire can be destroyed during crimping to obtain good electrical connectivity, and the aluminum twisted wire can be prevented from coming off. A crimp terminal for twisted aluminum wire having excellent mechanical connectivity is described. However, in the case of this crimp terminal, although the size of the groove corresponding to the size (diameter) of the aluminum stranded wire or the aluminum strand is mentioned, a groove extending in a direction orthogonal to the aluminum stranded wire is provided on the inner surface of the crimp portion. Since it is provided in a limited manner, there is a problem that special groove processing is necessary for the formation of the groove, and a large number of man-hours are required for manufacturing the crimp terminal, which increases the cost of manufacturing the crimp terminal.
したがって、本発明の目的は、圧縮だけで接続することができ接続工数が少なくて済むと共に、溝加工が容易で安価に作製することができ、更に、クリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも十分対応することができる、アルミニウム導体用圧縮接続端子とその接続方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that the connection can be made only by compression and the number of connection steps can be reduced, the groove processing is easy and inexpensive, and the conductor strength is reduced due to the problem of creep phenomenon and compression. It is an object of the present invention to provide an aluminum conductor compression connection terminal and a connection method thereof that can sufficiently cope with the problem.
上記目的を達成するために請求項１の発明は、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金からなると共にアルミニウム導体と接する接触端子の内面に螺旋状のネジ溝が形成されており、前記ネジ溝の深さが、前記導体の直径の１／１０以上１／５以下であって、前記導体が複数本の素線を撚り合わせた撚線の場合は、更に、前記素線の直径の１／２以上１以下であることを特徴とするアルミニウム導体用圧縮接続端子を提供する。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is made of aluminum or an aluminum alloy containing aluminum as a main component, and has a spiral screw groove formed on the inner surface of a contact terminal in contact with the aluminum conductor. The depth of the conductor is 1/10 or more and 1/5 or less of the diameter of the conductor, and when the conductor is a stranded wire in which a plurality of strands are twisted together, it is further 1 / diameter of the diameter of the strands. Provided is a compression connection terminal for an aluminum conductor, which is 2 or more and 1 or less.
上記において、前記ネジ溝の深さが、前記導体の直径の１／１０以上１／５以下であるとする根拠は、その範囲外だと、前記ネジ溝による導体表面の酸化皮膜の破壊やアンカー効果が十分発揮されず、これにより前記導体との電気的導通が十分得られなくなると共にクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも十分対応することができなくなるからである。更に、前記ネジ溝の深さが、前記導体が複数本の素線を撚り合わせた撚線の場合は、前記素線の直径の１／２以上１以下であるとする根拠は、前記ネジ溝の深さが前記素線の直径よりも大きいと、圧縮接続の際に前記素線が破断し、接続部の接続強度が低下し、接触抵抗が増加する懸念があるからである。このことは、後述する実験例からも明らかである。 In the above, the grounds that the depth of the thread groove is 1/10 or more and 1/5 or less of the diameter of the conductor are outside the range. This is because the effect is not sufficiently exhibited, and thereby sufficient electrical continuity with the conductor cannot be obtained, and the problem of the creep phenomenon and the problem that the conductor strength decreases due to compression cannot be sufficiently dealt with. Furthermore, when the conductor is a stranded wire in which the conductor is a twist of a plurality of strands, the grounds that the depth of the strand is not less than 1/2 and not more than 1 of the strand This is because if the depth of the wire is larger than the diameter of the wire, the wire is broken during compression connection, the connection strength of the connection portion is lowered, and the contact resistance may be increased. This is clear from the experimental examples described later.
また、前記ネジ溝を有するメネジの形状としては、ネジ山の断面が三角形に近い最も一般的なネジ形状が好ましく、このネジ形状によれば、タップ等の工具を用いたネジ切り加工が容易であることは勿論、他のネジ形状の場合と比べて導体表面の酸化皮膜の破壊やアンカー効果が十分発揮されやすく、その分前記導体との電気的導通が十分得られると共にクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも極めて良い結果をもたらすことができる。 Further, as the shape of the female screw having the thread groove, the most general screw shape whose cross section of the thread is close to a triangle is preferable, and according to this screw shape, threading using a tool such as a tap is easy. Of course, compared to other screw shapes, the oxide film on the conductor surface is easily broken and the anchor effect is sufficiently exerted, so that sufficient electrical continuity with the conductor can be obtained and the problem of creep phenomenon and compression can be obtained. As a result, it is possible to bring about an extremely good result for the problem that the conductor strength is lowered.
このアルミニウム導体用圧縮接続端子によれば、上記構成の採用により、圧縮だけで接続することができ接続工数が少なくて済むと共に、ネジ溝の形成により溝加工が容易で安価に作製することができ、更に、ネジ溝による適切なアンカー効果によりクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも十分対応することができる。 According to the compression connection terminal for aluminum conductor, by adopting the above configuration, the connection can be made only by compression, and the connection man-hour can be reduced, and the groove processing can be easily and inexpensively produced by forming the screw groove. Furthermore, it is possible to sufficiently cope with the problem of the creep phenomenon and the problem that the conductor strength is reduced by the compression due to an appropriate anchor effect by the thread groove.
請求項２の発明は、前記接触端子の内面に、前記ネジ溝と交差する方向に伸びる切り欠きが間隔的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム導体用圧縮接続端子を提供する。 The invention according to claim 2 is characterized in that notches extending in a direction intersecting with the screw grooves are formed on the inner surface of the contact terminal at intervals. I will provide a.
このアルミニウム導体用圧縮接続端子によれば、上記効果に加えて、前記接触端子の内面に、前記ネジ溝と交差する方向に伸びる切り欠きが間隔的に形成されていることにより、ネジ溝と切り欠きとの併用によるアンカー効果により上記効果をより一層向上させることができる。この意味で、前記切り欠きは、前記ネジ溝と同程度の幅を有する細長い切り欠きであることが好ましく、さらに、前記切り欠きは、その複数本をもって接触端子内面に間隔的に形成されていることが好ましい。このような切り欠きであれば、ネジ溝と共に導体表面の酸化皮膜の破壊やアンカー効果をより一層向上させることができる。しかし、前記切り欠きは、その本数が多すぎる場合は、逆にアンカー効果を低下させ、接続強度を低下させる場合がある。このことも、後述する実験例から明らかである。 According to this aluminum conductor compression connection terminal, in addition to the above-described effects, the inner surface of the contact terminal is formed with notches extending in a direction intersecting the screw groove at intervals, thereby providing a screw groove and a cut. The above effect can be further improved by the anchor effect in combination with the notch. In this sense, the notch is preferably an elongated notch having a width comparable to that of the screw groove, and the notch is formed at intervals on the inner surface of the contact terminal. It is preferable. With such a notch, the breakage of the oxide film on the conductor surface and the anchor effect can be further improved together with the thread groove. However, if the number of the notches is too large, the anchor effect may be reduced and the connection strength may be reduced. This is also clear from experimental examples described later.
請求項３の発明は、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金からなると共にアルミニウム導体と接する接触端子の内面に螺旋状のネジ溝が形成されており、前記ネジ溝の深さが、前記導体の直径の１／１０以上１／５以下であって、前記導体が複数本の素線を撚り合わせた撚線の場合は、更に、前記素線の直径の１／２以上１以下であるアルミニウム導体用圧縮接続端子を用い、前記導体を前記接触端子の内面に配置して圧縮接続したとき、圧縮接続部の横断面が円形状をなし、且つ、圧縮が緩んでも前記導体が抜けにくいように圧縮接続部の外形が導体延伸方向に傾斜角θ（０°＜θ≦５°）を形成するように圧縮接続することを特徴とするアルミニウム導体用圧縮接続端子の接続方法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, a spiral thread groove is formed on the inner surface of a contact terminal which is made of aluminum or an aluminum alloy containing aluminum as a main component and is in contact with the aluminum conductor, and the depth of the thread groove is determined by the conductor. In the case where the conductor is a stranded wire in which a plurality of strands are twisted together, aluminum that is ½ or more and 1 or less the diameter of the strand When a conductor compression connection terminal is used and the conductor is placed on the inner surface of the contact terminal and compression connected, the cross section of the compression connection portion has a circular shape, and the conductor does not easily come out even if the compression is loosened. Provided is a method for connecting a compression connection terminal for an aluminum conductor, wherein the compression connection portion is compression-connected so that the outer shape of the compression connection portion forms an inclination angle θ (0 ° <θ ≦ 5 °) in the conductor extending direction.
上記において、前記導体を前記接触端子の内面に配置して圧縮接続したとき、圧縮接続部の横断面が円形状をなし、且つ、圧縮が緩んでも前記導体が抜けにくいように前記圧縮接続部の外形が導体延伸方向に傾斜角θ（０°＜θ≦５°）を形成するように圧縮接続するとしたのは、このように圧縮することによって、クリープ現象により圧縮が緩み前記導体が抜けようとするのを自動的に阻止することができ、これにより圧縮接続部の接続強度を効果的に維持することができるからである。傾斜角θがその範囲外の場合は、その効果が十分に得られない。因みに、傾斜角θがマイナスの場合は、前記導体が抜け易くなると共に、傾斜角θが５°を超える場合は、圧縮接続したときに傾斜による最小断面積部分の導体強度が低下し、前記導体が破断し易くなる。このことも、後述する実験例から明らかである。 In the above, when the conductor is arranged on the inner surface of the contact terminal and compression-connected, the cross-section of the compression connection portion has a circular shape, and the conductor of the compression connection portion is prevented from coming out even if the compression is loosened. The outer shape is compression-connected so as to form an inclination angle θ (0 ° <θ ≦ 5 °) in the conductor extending direction. By compressing in this way, the compression is loosened due to the creep phenomenon and the conductor is likely to come off. This is because it is possible to automatically prevent this, and thereby the connection strength of the compression connection portion can be effectively maintained. When the inclination angle θ is out of the range, the effect cannot be obtained sufficiently. Incidentally, when the inclination angle θ is negative, the conductor is easily pulled out, and when the inclination angle θ exceeds 5 °, the conductor strength of the minimum cross-sectional area portion due to the inclination decreases when the compression connection is made, and the conductor Becomes easy to break. This is also clear from experimental examples described later.
このアルミニウム導体用圧縮接続端子の接続方法によれば、上記構成の採用により、圧縮だけで接続することができ接続工数が少なくて済むと共に、ネジ溝の形成により溝加工が容易で安価に形成することができ、更に、ネジ溝による適切なアンカー効果によりクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも十分対応することができる上、特定の傾斜角θを形成した圧縮方法により圧縮が緩み導体が抜けようとするのを自動的に阻止することができ、これにより接続部の接続強度を効果的に維持することができる。 According to the connection method of this aluminum conductor compression connection terminal, the above-described configuration can be used to connect only by compression, so that the number of connection steps can be reduced, and the groove can be easily and inexpensively formed by forming the screw groove. Furthermore, it is possible to sufficiently cope with the problem of the creep phenomenon and the problem that the conductor strength is reduced due to the compression by an appropriate anchor effect by the thread groove, and the compression is performed by the compression method having a specific inclination angle θ. It is possible to automatically prevent the loose conductor from being pulled out, thereby effectively maintaining the connection strength of the connection portion.
請求項４の発明は、前記導体を前記接触端子の内面に配置して圧縮接続する際、両者の間に微小な金属粒子を介在させて圧縮接続し、これによって前記金属粒子が前記導体と前記接触端子の両方に食い込むようにすることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム導体用圧縮接続端子の接続方法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, when the conductor is disposed on the inner surface of the contact terminal and is compression-connected, the metal particles are compressed and connected by interposing minute metal particles therebetween. 4. The method for connecting compressed connection terminals for aluminum conductors according to claim 3, wherein both the contact terminals are cut into the contact terminals.
上記において、前記金属粒子の直径は、前記導体が複数本の素線を撚り合わせた撚線の場合、前記素線の直径よりも小さいことが好ましく、大きい場合は圧縮接続の際に前記素線が破断し易く、これにより接続部の接続強度が低下し、接触抵抗が増加する懸念があるからである。このことも、後述する実験例から明らかである。なお、金属粒子の種類や形状には、特に限定はなく、同様の効果が得られるのであれば、ナノ粒子レベルの金属粒子を使用することもできる。 In the above, the diameter of the metal particles is preferably smaller than the diameter of the strand when the conductor is a stranded wire in which a plurality of strands are twisted together. This is because there is a concern that the connection strength of the connection portion is lowered and the contact resistance is increased. This is also clear from experimental examples described later. In addition, there is no limitation in particular in the kind and shape of a metal particle, As long as the same effect is acquired, the metal particle of a nanoparticle level can also be used.
このアルミニウム導体用圧縮接続端子の接続方法によれば、請求項３の発明の効果に加えて、前記導体を前記接触端子の内面に配置して圧縮接続する際、両者の間に微小な金属粒子を介在させて圧縮接続し、これによって前記金属粒子が前記導体と前記接触端子の両方に食い込むようにすることにより、金属粒子の存在によるアンカー効果が更に加わることで、ネジ溝等の存在による上記効果をより一層確実で安定性のあるものにすることができる。 According to this method for connecting compression connection terminals for aluminum conductors, in addition to the effect of the invention of claim 3, when the conductor is arranged on the inner surface of the contact terminal and compression connected, minute metal particles are placed between the two. In this way, the metal particles bite into both the conductor and the contact terminal, thereby further adding an anchor effect due to the presence of the metal particles, and the above due to the presence of screw grooves and the like. The effect can be made more reliable and stable.
請求項５の発明は、前記金属粒子が前記導体及び前記接触端子を構成する金属材料よりも低融点の金属材料からなり、圧縮接続と同時もしくは圧縮接続後に前記圧縮接続部を加熱することによって前記金属粒子を溶融することを特徴とする請求項４に記載のアルミニウム導体用圧縮接続端子の接続方法を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, the metal particles are made of a metal material having a melting point lower than that of the metal material constituting the conductor and the contact terminal, and the compression connection portion is heated simultaneously with the compression connection or after the compression connection. The method for connecting a compression connection terminal for an aluminum conductor according to claim 4, wherein the metal particles are melted.
このアルミニウム導体用圧縮接続端子の接続方法によれば、請求項４の発明の効果に加えて、圧縮接続部を加熱することによって前記金属粒子を溶融することにより、加熱する分接続工数は増えるが、前記金属粒子を利用して簡単に金属的な接続を行うことができるので、接続部の電気的導通性を容易に高めることができると共に接続工数の増加による接続コストの上昇も低く抑えることができる。 According to the connection method of the compression connection terminal for an aluminum conductor, in addition to the effect of the invention of claim 4, by melting the metal particles by heating the compression connection portion, the connection man-hour increases. In addition, since the metallic connection can be easily performed using the metal particles, the electrical conductivity of the connection portion can be easily increased and the increase in the connection cost due to the increase in the number of connection steps can be suppressed to a low level. it can.
本発明のアルミニウム導体用圧縮接続端子とその接続方法によれば、圧縮だけで接続することができ接続工数が少なくて済むと共に、溝加工が容易で安価に作製することができ、更に、クリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも十分対応することができる。 According to the compression connection terminal for aluminum conductor and the connection method of the present invention, the connection can be made only by compression, the number of connection steps can be reduced, the groove processing can be easily made at low cost, and the creep phenomenon It is possible to sufficiently cope with this problem and the problem that the conductor strength decreases due to compression.
以下、本発明の好適な実施の形態を図１〜８に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図１は本発明の一実施の形態に係るアルミニウム導体用圧縮接続端子の構造説明図（正面図及び側面図）、図２は図１のアルミニウム導体用圧縮接続端子を用いてアルミニウム導体を圧縮接続する方法及び圧縮接続した状態を示す説明図である。 FIG. 1 is a structural explanatory view (a front view and a side view) of an aluminum conductor compression connection terminal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an aluminum conductor compression connection terminal using the aluminum conductor compression connection terminal of FIG. It is explanatory drawing which shows the method to perform, and the state connected by compression.
図１及び図２において、１はアルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金からなる圧縮接続端子、２は前記圧縮接続端子１と共に圧縮接続されるアルミニウム撚線導体である。前記圧縮接続端子１の、前記導体２と接する接触端子３の内面４には螺旋状のネジ溝６が形成されており、前記ネジ溝６の深さは、前記導体２の直径の１／１０以上１／５以下であって、前記導体２が複数本の素線を撚り合わせた撚線の場合は（図４参照）、更に、前記素線の直径の１／２以上１以下である。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a compression connecting terminal made of aluminum or an aluminum alloy containing aluminum as a main component, and 2 denotes an aluminum stranded wire conductor that is compressed and connected together with the compression connecting terminal 1. A
前記圧縮接続端子１によれば、圧縮だけで接続することができ、接続工数が少なくて済むと共に、タップ等の工具によるネジ溝６の形成により溝加工が容易で安価に作製することができ、更に、前記ネジ溝６による適切なアンカー効果によりクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも十分対応することができる。
According to the compression connection terminal 1, it can be connected only by compression, and the connection man-hours can be reduced, and the groove processing is easy and inexpensive by forming the
また、前記ネジ溝６を有するメネジの形状としては、ネジ山の断面が三角形に近い最も一般的なネジ形状であり、このネジ形状によれば、タップ等の工具を用いたネジ切り加工が容易であることは勿論、他のネジ形状の場合と比べて導体表面の酸化皮膜の破壊やアンカー効果が十分発揮されやすく、その分前記導体２との電気的導通が十分得られると共にクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも極めて良い結果をもたらすことができる。なお、５は前記圧縮接続端子１の他端に形成されたボルト穴である。
The female thread having the
図２において、前記圧縮接続端子１を用いて前記導体２を圧縮接続する方法は、前記導体２を前記接触端子３の内面に配置して圧縮接続したときに、圧縮接続部の横断面が略円形状（図示せず）をなし、且つ、圧縮が緩んでも前記導体２が抜けにくいように圧縮接続部の外形が導体延伸方向に傾斜角θ（０°＜θ≦５°）を形成するように圧縮接続する。この接続方法によれば、このように圧縮することにより、前記傾斜角θが効果的に機能し、クリープ現象により圧縮が緩み前記導体２が抜けようとするのを自動的に阻止することができ、これにより圧縮接続部の接続強度を効果的に維持することができる。 In FIG. 2, the method of compressing and connecting the conductor 2 using the compression connecting terminal 1 is such that when the conductor 2 is arranged on the inner surface of the contact terminal 3 and compression connected, the cross section of the compression connecting portion is substantially A circular shape (not shown) is formed, and the outer shape of the compression connecting portion forms an inclination angle θ (0 ° <θ ≦ 5 °) in the conductor extending direction so that the conductor 2 is not easily pulled out even if the compression is loosened. Connect to compression. According to this connection method, by compressing in this way, the inclination angle θ functions effectively, and it is possible to automatically prevent the conductor 2 from being loosened due to creep phenomenon and loosening the compression. Thus, the connection strength of the compression connection portion can be effectively maintained.
図３は本発明の他の実施の形態に係るアルミニウム導体用圧縮接続端子の構造説明図（正面図及び側面図）である。この圧縮接続端子１１の場合、接続すべき導体と接する接触端子３３の内面４４に、ネジ溝６６と交差する方向に伸びる細長い切り欠き７が４本等間隔に形成されている。前記切り欠き７の深さは、前記ネジ溝６６の深さと同程度である。この圧縮接続端子１１によれば、このように前記切り欠き７が形成されていることにより、前記ネジ溝６６と前記切り欠き７との併用によるアンカー効果により導体表面の酸化皮膜の破壊やそのアンカー効果をより一層向上させることができる。そして、これにより接続すべき導体と前記圧縮接続端子１１との電気的導通性を高めることができると共にクリープ現象の問題や圧縮により導体強度が低下する問題にも着実に改善を図ることができる。
FIG. 3 is a structural explanatory view (a front view and a side view) of an aluminum conductor compression connection terminal according to another embodiment of the present invention. In the case of this
図４は図１の圧縮接続端子１を用いて複数本のアルミニウム素線９を撚り合わせたアルミニウム撚線導体２２を圧縮接続する際、両者の間に金属粒子８を介在させて圧縮接続する接続方法を示す説明図、図５は図４の接続方法により、前記導体２２を圧縮接続した状態を示す説明図である。図４及び図５の接続方法の場合、前記導体２２を前記接触端子３の内面４に配置して圧縮接続する際、両者の間に微小な金属粒子８を介在させて圧縮接続し、これによって前記金属粒子８が前記導体２２と前記接触端子３の両方に食い込むようにする。金属粒子８の介在方法としては、散布等により行うことができる。この接続方法によれば、前記金属粒子８によるアンカー効果が更に加わることで、前記ネジ溝６等の存在による上記効果をより確実で安定性のあるものとすることができる。
FIG. 4 shows a connection in which when the aluminum stranded
また、図６は図４の接続方法により、前記圧縮接続端子１を用いて前記導体２２を圧縮接続した後、更に、圧縮接続部を加熱した状態を示す説明図である。図６の接続方法の場合、前記金属粒子８は、前記導体２２及び前記接触端子３を構成する金属材料よりも低融点の錫等の金属材料からなり、圧縮接続後に圧縮接続部をヒータ等により加熱することによって圧縮接続部内の前記金属粒子８を溶融する。８８は金属粒子８の融着部である。なお、前記加熱は圧縮接続と同時に行っても良い。この接続方法によれば、圧縮接続部を加熱することによって前記金属粒子８を溶融することにより、加熱する分接続工数は増えるが、前記金属粒子８を利用して簡単に金属的な接続を行うことができるので、接続部の電気的導通性を高めることができると共に接続工数の増加による接続コストの上昇を低く抑えることができる。
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the compression connection portion is further heated after the
また、図７は本発明の更に他の実施の形態に係るオープンバレル型のアルミニウム導体用圧縮接続端子の構造説明図、図８は図７のアルミニウム導体用圧縮接続端子を用いてアルミニウム導体を圧縮接続した状態を示す説明図である。この圧縮接続端子１１１を用いた圧縮接続方法によっても、アルミニウム撚線導体２２２と接する接触端子３３３の内面に螺旋状のネジ溝６６６を形成した同上の構成を採用することにより、同様の効果を得ることができる。なお、９９９はアルミニウム撚線導体２２２を構成するアルミニウム素線、１０００はオープンバレル型圧縮接続端子１１１用の圧縮治具である。
FIG. 7 is an explanatory view of the structure of an open barrel type aluminum conductor compression connection terminal according to still another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating compression of an aluminum conductor using the aluminum conductor compression connection terminal of FIG. It is explanatory drawing which shows the state connected. Also by the compression connection method using the
圧縮接続端子として、図１に示される挿入型のアルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金からなる圧縮接続端子を用いると共に、アルミニウム撚線導体として、直径１ｍｍの純アルミニウム素線を１９本（１／６／１２）同心撚りした直径５ｍｍのアルミニウム撚線導体を用い、以下の圧縮接続による実験を行った。なお、ネジ溝の形成にあたっては、専用のネジ切りタップを用い、圧縮接続にあたっては、専用の圧縮治具を用いた。 As the compression connection terminal, the insertion type aluminum shown in FIG. 1 or a compression connection terminal made of aluminum as a main component is used, and as the aluminum stranded conductor, 19 pure aluminum strands having a diameter of 1 mm (1 / 6/12) An experiment by the following compression connection was performed using a concentric twisted aluminum stranded wire conductor having a diameter of 5 mm. Note that a dedicated thread tap was used for forming the thread groove, and a dedicated compression jig was used for compression connection.
・実験例１（比較例１）
導体と接する接触端子の内面が平滑である上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが０°となるように圧縮接続した。
Experimental example 1 (Comparative example 1)
The aluminum twisted wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal having a smooth inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression-connected. In this case, the length of the compression portion is 5 mm, which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (residual cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 0 °. did.
・実験例２（比較例２）
導体と接する接触端子の内面が平滑である上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 2 (Comparative example 2)
The aluminum twisted wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal having a smooth inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression-connected. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例３（実施例１）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが０°となるように圧縮接続した。
Experimental example 3 (Example 1)
The aluminum stranded wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 1 mm was formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression connected. In this case, the length of the compression portion is 5 mm, which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (residual cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 0 °. did.
・実験例４（実施例２）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 4 (Example 2)
The aluminum stranded wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 1 mm was formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression connected. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例５（比較例３）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが−（マイナス）５°となるように圧縮接続した。
・ Experimental Example 5 (Comparative Example 3)
The aluminum stranded wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 1 mm was formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression connected. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, the cross-sectional reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%), and the inclination angle θ is − (minus) 5 °. So compression connected.
・実験例６（比較例４）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが１０°となるように圧縮接続した。
Experimental Example 6 (Comparative Example 4)
The aluminum stranded wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 1 mm was formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression connected. In this case, the length of the compression portion is 5 mm, which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (residual cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 10 °. did.
・実験例７（比較例５）
導体と接する接触端子の内面に深さ２ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 7 (Comparative example 5)
The aluminum stranded wire conductor was disposed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 2 mm was formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and both were compression-connected. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例８（実施例３）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成し且つ同じ深さでネジ溝と交差する細長い切り欠きを４本等間隔に形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 8 (Example 3)
A screw groove having a depth of 1 mm is formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and four elongated notches intersecting the screw groove at the same depth are formed at equal intervals on the inner surface of the contact terminal. The aluminum stranded wire conductor was placed and both were compression-connected. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例９（実施例４）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成し且つ同じ深さでネジ溝と交差する細長い切り欠きを８本等間隔に形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 9 (Example 4)
A screw groove having a depth of 1 mm is formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and eight elongated cutouts intersecting the screw groove at the same depth are formed at equal intervals on the inner surface of the contact terminal. The aluminum stranded wire conductor was placed and both were compression-connected. In this case, the length of the compression portion is 5 mm, which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例１０（実施例５）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、その接続部分の導体表面に硬質の純アルミニウムからなる金属粒子を均等に散布した上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。前記金属粒子の直径は、前記導体を構成するアルミニウム素線の直径と同じ１ｍｍである。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 10 (Example 5)
Metal particles made of hard pure aluminum were evenly dispersed on the inner surface of the contact terminal of the compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 1 mm was formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor. The said aluminum twisted-wire conductor was arrange | positioned and both were compression-connected. The diameter of the metal particles is 1 mm, which is the same as the diameter of the aluminum wire constituting the conductor. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例１１（実施例６）
導体と接する接触端子の内面に深さ１ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、接続部分の導体表面に硬質の純アルミニウムからなる金属粒子を均等に散布した上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。前記金属粒子の直径は、前記導体を構成するアルミニウム素線の直径の２倍の２ｍｍである。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。
Experimental example 11 (Example 6)
The above-mentioned compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 1 mm is formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, the metal particles made of hard pure aluminum are evenly dispersed on the inner surface of the contact terminal on the conductor surface of the connection portion. An aluminum stranded conductor was placed and both were compression connected. The diameter of the metal particles is 2 mm, which is twice the diameter of the aluminum wire constituting the conductor. In this case, the length of the compressed portion is 5 mm which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did.
・実験例１２（実施例７）
導体と接する接触端子の内面に深さ２ｍｍのネジ溝を形成した上記圧縮接続端子の、前記接触端子の内面に、接続部分の導体表面に低融点の錫からなる金属粒子を均等に散布した上記アルミニウム撚線導体を配置し、両者を圧縮接続した。前記金属粒子の直径は、前記導体を構成するアルミニウム素線の直径と同じ１ｍｍである。この場合、圧縮部分の長さが前記導体の直径と同じ５ｍｍであり、前記導体先端の断面減少率が２０％（残断面積率８０％）で傾斜角θが５°となるように圧縮接続した。更に、圧縮接続後、圧縮接続部分を加熱し、前記金属粒子を溶融した。
Experimental example 12 (Example 7)
The above-mentioned compression connection terminal in which a thread groove having a depth of 2 mm is formed on the inner surface of the contact terminal in contact with the conductor, and the metal particles made of low melting point tin are uniformly dispersed on the inner surface of the contact terminal on the conductor surface of the connection portion. An aluminum stranded conductor was placed and both were compression connected. The diameter of the metal particles is 1 mm, which is the same as the diameter of the aluminum wire constituting the conductor. In this case, the length of the compression portion is 5 mm, which is the same as the diameter of the conductor, and the compression connection is performed so that the cross-section reduction rate of the conductor tip is 20% (remaining cross-sectional area ratio 80%) and the inclination angle θ is 5 °. did. Furthermore, after the compression connection, the compression connection portion was heated to melt the metal particles.
上記各実験例に対し、夫々圧縮接続部分の、接続初期状態における接続強度及び接合界面の接触抵抗を夫々測定した。接続強度の測定は、アルミニウム撚線導体と圧縮接続端子の端末を夫々固定した状態で、アルミニウム撚線導体をその長さ方向に引張り、破断するまでの荷重（破断荷重）をもって測定した。また、夫々圧縮接続部分を、−（マイナス）４０℃、１５０℃に夫々３０分間ずつ放置することを一サイクルとする温度サイクルを１００回繰り返した後、同様の測定を行った。ここで、各々の測定値に基づき、接続強度については、アルミニウム撚線導体の破断強度を基準とした接続強度比（％）で評価し、接触抵抗については、実験例３（実施例１）の接続初期状態における接触抵抗を基準とした接触抵抗比（％）で評価した。この結果を表１に示す。 For each of the above experimental examples, the connection strength in the initial connection state and the contact resistance of the joint interface of each compression connection portion were measured. The connection strength was measured by pulling the aluminum stranded wire conductor in the length direction with the aluminum stranded wire conductor and the terminal of the compression connection terminal being fixed, and the load until the wire was broken (breaking load). In addition, the same measurement was performed after repeating the temperature cycle 100 times, in which each compression connection portion was allowed to stand at − (minus) 40 ° C. and 150 ° C. for 30 minutes, respectively. Here, based on the respective measured values, the connection strength is evaluated by a connection strength ratio (%) based on the breaking strength of the aluminum stranded wire conductor, and the contact resistance is that of Experimental Example 3 (Example 1). The contact resistance ratio (%) was evaluated based on the contact resistance in the initial connection state. The results are shown in Table 1.
表１より、本発明の実施例においては、いずれも特に温度サイクル後の接続強度の低下が少ないと共に接続抵抗の増加も少ないことが分かる。 From Table 1, it can be seen that in the examples of the present invention, the decrease in the connection strength especially after the temperature cycle is small and the increase in the connection resistance is small.
また、実験例４（実施例２）と実験例７（比較例５）の比較から、ネジ溝の深さが導体の素線の直径よりも大きいと、圧縮接続の際に素線が破断することにより、接続強度が低下し、接触抵抗が増加する懸念があることが分かる。 Further, from comparison between Experimental Example 4 (Example 2) and Experimental Example 7 (Comparative Example 5), when the depth of the thread groove is larger than the diameter of the conductor strand, the strand breaks during compression connection. This shows that there is a concern that the connection strength is lowered and the contact resistance is increased.
また、実験例５（比較例３）から、傾斜角θがマイナスの場合は、温度サイクル後に、導体が抜け易くなることにより、接続強度が低下し、接続抵抗も増加することが分かる。一方、実験例４（実施例２）と実験例６（比較例４）の比較から、傾斜角θが５°を超える場合は、傾斜による最小断面積部分の導体強度が低下し、導体が破断し易くなることにより、接続強度が低下し、接続抵抗も増加することが分かる。 In addition, it can be seen from Experimental Example 5 (Comparative Example 3) that when the inclination angle θ is negative, the conductor is easily removed after the temperature cycle, so that the connection strength is reduced and the connection resistance is also increased. On the other hand, from the comparison between Experimental Example 4 (Example 2) and Experimental Example 6 (Comparative Example 4), when the inclination angle θ exceeds 5 °, the conductor strength of the minimum cross-sectional area portion due to the inclination decreases and the conductor breaks. It can be seen that the connection strength is reduced and the connection resistance is also increased.
また、実験例８（実施例３）と実験例９（実施例４）の比較から、切り欠きの本数が多すぎる場合は、逆にアンカー効果が低下することにより、接続強度が低下し、接続抵抗も増加することが分かる。 Further, from comparison between Experimental Example 8 (Example 3) and Experimental Example 9 (Example 4), when the number of notches is too large, the anchor effect is reduced, and the connection strength is reduced. It can be seen that the resistance also increases.
また、実験例１０（実施例５）と実験例１１（実施例６）の比較から、金属粒子の直径が導体の素線の直径よりも大きい場合は、圧縮接続の際に導体の素線が破断することにより、接続強度が低下し、接触抵抗も増加する懸念があることが分かる。 Further, from comparison between Experimental Example 10 (Example 5) and Experimental Example 11 (Example 6), when the diameter of the metal particles is larger than the diameter of the conductor strand, the conductor strand is not compressed during the compression connection. It turns out that there exists a possibility that connection strength may fall and contact resistance may increase by fracture.
本発明においては、接続部分が軽量化されることは言うまでもなく、接続部分の信頼性も格段に向上する。また、接続工数も少なくて済むことから、高所や屋外など接続作業が困難な場所での接続作業にも適用が可能になる。 In the present invention, it goes without saying that the connection portion is lightened, and the reliability of the connection portion is also greatly improved. In addition, since the number of man-hours required for connection is small, it can be applied to connection work in places where connection work is difficult, such as high places and outdoors.
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の改変が可能である。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention.
１、１１、１１１ 圧縮接続端子
２、２２、２２２ アルミニウム撚線導体
３、３３、３３３ 接触端子
４ 内面
５ ボルト穴
６、６６ ネジ溝
７ 切り欠き
８ 金属粒子
８８ 融着部
９、９９９ アルミニウム素線
１０００ 圧縮治具
θ 傾斜角
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