JP2010257719A - 端子付き電線 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】端子付き電線1は、アルミニウム合金からなる導体11の外周が絶縁層12で覆われた電線10と、銅又は銅合金からなり、この電線10の端部の導体11において絶縁層12が除去されて露出された露出箇所に取り付けられた端子部材20とを具える。端子部材20において導体11の露出箇所との接触箇所、及び外部端子との接触箇所を除いた非接触領域が絶縁被覆により覆われている。端子付き電線1は、端子部材20の非接触領域の少なくとも一部が絶縁被覆に覆われることで、導体11を構成するアルミニウム合金と端子部材20を構成する銅や銅合金との間で電池が形成されることを低減することができ、耐食性に優れる。
【選択図】図1
Description
<導体>
《組成》
電線の導体を構成するアルミニウム(Al)合金は、添加元素を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなる種々の組成のものが利用できる。添加元素は、例えば、Fe、Mg、Si、Cu、Zn、Ni、Mn、Ag、Cr及びZrから選択される1種以上が挙げられる。添加元素の好ましい合計含有量は0.005質量%以上5.0質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上2.0質量%以下である。各元素の好ましい含有量は、質量%で、Fe:0.005%以上2.2%以下、Mg:0.05%以上1.0%以下、Mn,Ni,Zr,Zn,Cr及びAg:合計で0.005%以上0.2%以下、Cu:0.05%以上0.5%以下、Si:0.04%以上1.0%以下である。これらの添加元素は、1種でも2種以上を組み合わせて含有していてもよい。このような合金として、例えば、Al-Fe合金、Al-Fe-Mg合金、Al-Fe-Si合金、Al-Fe-Mg-(Mn,Ni,Zr,Ag)合金、Al-Fe-Cu合金、Al-Fe-Cu-(Mg,Si)合金、Al-Mg-Si-Cu合金などが挙げられる。
(1) 質量%で、Feを0.90%以上1.20%以下、Mgを0.10%以上0.25%以下含有し、残部がAl及び不可避的不純物。
(2) 質量%で、Feを1.01%以上2.2%以下、Mgを0.05%以上0.5%以下、Mn,Ni,Zr,及びAgから選択される1種以上の元素を合計で0.005%以上0.2%以下含有し、残部がAl及び不可避的不純物。
(3) 質量%で、Feを1.01%以上2.2%以下、Cuを0.05%以上0.5%以下含有し、残部がAl及び不可避的不純物。
(4) 質量%で、Feを1.0%以上2.2%以下、Cuを0.05%以上0.5%以下含有し、更にMgを0.1%以上0.5%以下及びSiを0.04%以上0.3%以下の少なくとも1種を含有し、残部がAl及び不可避的不純物。
(5) 質量%で、Mgを0.2%以上1.0%以下、Siを0.1%以上1.0%以下、Cuを0.1%以上0.5%以下含有し、残部がAl及び不可避的不純物。
(6) 質量%で、Mgを0.2%以上1.0%以下、Siを0.1%以上1.0%以下、Cuを0.1%以上0.5%以下含有し、残部がAl及び不可避的不純物。但し、Mg及びSiの質量比Mg/Siが0.8≦Mg/Si≦2.7を満たす。
上記導体は、例えば、上記組成からなるAl合金からなる単線が挙げられる。単線の断面形状は、種々の形状が挙げられる。断面円形状が代表的であり、その他、楕円形状、矩形や六角形といった多角形状などの断面形状が挙げられる。その他の導体の形態として、上記単線を複数撚り合せた撚り線、撚り線を圧縮成形した圧縮線材などが挙げられる。例えば、7,11,19,37本といった複数の単線を撚り合せることで、強度の高い導体とすることができる。また、圧縮線材とすると、単に撚り合わせた状態よりも線径が小さい導体とすることができる。
上記導体は、導電率:58%IACS以上、伸び:10%以上であることが好ましく、導電率:59%IACS以上、伸び:25%以上がより好ましい。靭性に優れることで、導体における端子部材との境界近傍で導体が破断し難い。また、導体は、引張強さが110MPa以上200MPa以下であると、高靭性と高強度とを両立することができて好ましい。添加元素(種類や含有量)、製造条件(伸線加工時の加工度(断面減少率)、軟化条件など)を適宜調整することで、導電率、伸び、引張強さが上記特定の範囲を満たす導体が得られる。
上記導体の断面積が大きい場合、導体の完全露出箇所が大きくなり易いため、端子部材が絶縁被覆を具えていなくても、導体が腐食し難い傾向にある。例えば、自動車用電線の導体では、パワーケーブル用導体が最も大きな断面積を有しており、100mm2(100sq)程度である。一方、自動車用電線のうち信号線用導体では、断面積が50mm2以下のものが多い。導体の断面積が8mm2(8sq)以下、特に3mm2(3sq)以下、更に断面積が1mm2(1sq)以下といった断面積が小さい場合に、端子部材が絶縁被覆を具えると、耐食性の向上効果が大きい傾向にある。
上記導体を構成するAl合金線は、例えば、鋳造→熱間圧延→(ビレット鋳造材の場合:均質化処理)→冷間伸線加工(→適宜、軟化処理)という工程により形成することができる。
上記導体の露出箇所のうち、少なくとも完全露出箇所の外周を覆うように金属被覆層を具えると、更に耐食性を高められる。金属被覆層は、少なくとも最外層が錫(Sn)、錫合金、ニッケル(Ni)、ニッケル合金、亜鉛(Zn)、及び亜鉛合金から選択される1種から構成されることが好ましい。
上記導体の外周に具える絶縁層の構成材料は、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)やノンハロゲン樹脂、難燃性に優れる絶縁性材料などが挙げられる。絶縁層の材質や厚さは、所望の絶縁強度を考慮して適宜選択することができ、特に限定されない。
上記電線の端部の導体には、銅又は銅合金からなる端子部材が取り付けられている。この端子部材は、外部機器などに接続される外部端子に上記電線を電気的に接続するために介在させる部材であり、代表的には、一端側に上記電線の導体の露出箇所との接触箇所を有し、他端側に上記外部端子との接触箇所を有する雄端子又は雌端子が挙げられる。また、端子部材は、一つの電線のみに取り付け可能な形態でも、複数の電線に取り付け可能な形態でもよい。このような端子部材は、電線の端部にかしめる(圧着する)ことで装着可能な圧着端子が好適である。銅製の場合、導電率が高く、銅合金製の場合、強度などの機械的特性に優れる。銅合金は、黄銅(Cu-Zn合金)、Cu-Sn合金、Cu-Fe合金、Cu-Ni-Sn合金、Cu-Fe-P合金などが挙げられる。端子部材の基本的な構成は、公知のものを利用することができる。そして、本発明端子付き電線では、この端子部材の一部、具体的には、上記導体の露出箇所との接触箇所及び外部端子との接触箇所を除いた非接触領域の少なくとも一部に以下の絶縁被覆を具える。
<材質>
絶縁被覆の構成材料は、絶縁性の合成樹脂、例えば、アクリル樹脂、アクリロニトリル-スチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ふっ素樹脂などが挙げられる。
上記絶縁被覆は、電池の形成を低減できるように絶縁特性に優れることが好ましく、体積固有抵抗率が108Ω・cm以上、及び絶縁破壊強さが200V/mm以上の少なくとも一方を満たすことが好ましい。また、上記絶縁被覆は、破壊電圧値が10V以上であることが好ましい。所望の絶縁特性となるように絶縁被覆の材質や厚さを選択するとよい。
上記絶縁被覆は、例えば、電着塗装、粉体塗装、静電塗装、焼付け塗装などの各種の塗装方法を利用したり、その他、塗料などのように液状体を塗布したり、テープなどのように帯状体を貼り付けたり(マスキング)することで形成することができる。絶縁被覆の形成は、端子部材を電線に取り付ける前後のいずれに行ってもよい。即ち、端子部材に予め絶縁被覆を形成した本発明端子部材(後述)を利用してもよい。絶縁被覆の形成方法は、材料の種類や形成時期などにより適宜選択するとよい。
上記絶縁被覆は、導体において絶縁層から露出された露出箇所の面積Sdと、端子部材の上記非接触領域の面積Scとの面積比:(Sd/Sc)×100が4%以上となるように具えることで、異種金属からなる導体と端子部材との間での電食を低減することができる。上記面積比は高いほど好ましく、9%以上、更に14%以上がより好ましい。非接触領域の全域に亘って絶縁被覆を具えることが更に好ましい。所定の絶縁特性(例えば、破壊絶縁強さが200V/mm以上)を有する絶縁被覆とし、かつ被覆領域を大きくして上記面積比を大きくすることで、耐食性を向上することができる。
上記端子部材として、絶縁被覆を具える本発明の端子部材とすることができる。本発明の端子部材は、導体がアルミニウム合金からなる電線の端部において絶縁層が除去されて露出された導体の露出箇所に取り付けられる部材であり、銅又は銅合金から構成されている。この端子部材は、上記導体の露出箇所との接触箇所及び外部端子との接触箇所を除いた非接触領域の少なくとも一部が絶縁被覆により覆われている。この絶縁被覆は、当該端子部材が取り付けられる上記導体の露出箇所の面積をSd、当該端子部材において上記絶縁被覆により覆われていない非被覆箇所の面積をSc、この非被覆箇所の面積Scに対する上記導体の露出箇所の面積Sdの割合を面積比(%):(Sd/Sc)×100とするとき、上記面積比が4%以上を満たすように設けられている。
上述した電線の端部において絶縁層を剥がして導体の一部を露出させ、この露出箇所に端子部材を取り付けた後、絶縁被覆を形成したり、上記本発明端子部材を取り付けたりすることで、本発明端子付き電線が得られる。電線に端子部材を装着後に絶縁被覆を形成する場合、端子部材として市販品をそのまま利用することができる。上記本発明端子部材を利用すると、本発明端子付き電線が容易に得られる上に、絶縁被覆を形成し易い。また、樹脂被覆は、金属のメッキなどと比較して伸びがよく、電線の端部に本発明端子部材を取り付ける際に剥離し難いため、装着後にも十分に端子部材上に存在して、電線の導体の腐食を低減することができる。複数の電線に対して一つの端子部材を共有する電線群を含んだ形態である場合、複数の絶縁電線を結束具などにより一纏まりに束ねると、ハンドリング性に優れる。
本発明端子付き電線は、軽量化が望まれている種々の分野、特に、燃費の向上のために更なる軽量化が望まれている自動車に好適に利用することができる。
21a,21b,22a,22b,23a,23b 切片 22 雌端子部
Claims (4)
- アルミニウム合金からなる導体の外周が絶縁層で覆われた電線と、前記電線の端部において前記絶縁層が除去されて露出された導体の露出箇所に取り付けられた端子部材とを具える端子付き電線であって、
前記端子部材は、
銅又は銅合金から構成されており、
当該端子部材において前記導体の露出箇所との接触箇所及び外部端子との接触箇所を除いた非接触領域の少なくとも一部が絶縁被覆により覆われており、
前記導体の露出箇所の面積をSd、前記端子部材において前記絶縁被覆により覆われていない非被覆箇所の面積をSc、前記端子部材の非被覆箇所の面積Scに対する前記導体の露出箇所の面積Sdの割合を面積比(%):(Sd/Sc)×100とするとき、前記面積比が4%以上であることを特徴とする端子付き電線。 - 前記面積比が9%以上であることを特徴とする請求項1に記載の端子付き電線。
- 前記端子付き電線は、自動車に用いられることを特徴とする請求項1又は2に記載の端子付き電線。
- 導体がアルミニウム合金からなる電線の端部において絶縁層が除去されて露出された導体の露出箇所に取り付けられる端子部材であって、
銅又は銅合金から構成されており、
前記導体の露出箇所との接触箇所及び外部端子との接触箇所を除いた非接触領域の少なくとも一部が絶縁被覆により覆われており、
前記絶縁被覆は、当該端子部材が取り付けられる前記導体の露出箇所の面積をSd、当該端子部材において前記絶縁被覆により覆われていない非被覆箇所の面積をSc、この非被覆箇所の面積Scに対する前記導体の露出箇所の面積Sdの割合を面積比(%):(Sd/Sc)×100とするとき、前記面積比が4%以上を満たすように設けられていることを特徴とする端子部材。
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