JP2012054170A - 端子圧着電線 - Google Patents

Abstract

【課題】耐食性を有する端子圧着電線を提供する。
【解決手段】アルミニウム導体線２３が絶縁体で覆われているアルミニウム電線２の端末に、前記アルミニウム電線２に圧着されるかしめ部３１、３２と他の端子と接続するための電気接触部３３とを有する銅系材料からなる接続端子３が圧着されている端子圧着電線１において、
前記かしめ部３１、３２の外部に前記アルミニウム導体線２３が露出している導体線露出部１２が防食剤により被覆され、更に前記接続端子３の表面に油剤による油膜５が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は銅系材料よりなる接続端子がアルミニウム電線の端末に圧着されている端子圧着電線に関し、更に詳しくは、異種金属接触部の耐食性に優れた自動車用として好適である端子圧着電線に関する。

従来、電力分野においては、軽量かつ電気伝導性に優れたアルミニウム系材料からなる導体線を有するアルミニウム電線が架空送電線として使用されてきた。これに対して、自動車分野においては、電気伝導性と経済性に優れた銅系材料からなる導体線を有する銅電線が信号線、電力線として使用されてきた。

近年、自動車分野においては、環境への負担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などから大電力を送電する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より大径の電力線が必要とされている。

一方、自動車分野では車両の軽量化により燃費効率を向上させようとする動きが加速している中、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、電線についても軽量化が求められている。

そこで、電線の総重量の削減を図る目的から、比重が銅（８．９６ｇ／ｃｍ^３）の約３分の1であるアルミニウム（２．７０ｇ／ｃｍ^３）からなる導体線を有するアルミニウム電線が用いられることが増えている。

従来アルミニウム電線に限らず配線工事を行う場合には、電線同士を接続する目的や電線と外部電気機器の端子とを接続する目的のために接続端子が用いられる。この接続端子は、電気導線性と経済性等の観点から銅系材料で形成されたものが多い。

アルミニウム電線を車両に配索する場合にも、銅系材料からなる接続端子が用いられることが多く、その場合アルミニウム電線と接続端子が圧着する端子圧着部は異種金属接触部となる。例えば、銅からなる接続端子を用いる場合、銅の標準電極電位は＋０．３４Ｖで、アルミニウムの標準電極電位は−１．６６Ｖであるため、銅とアルミニウムの標準電極電位差が２．００Ｖと大きなものとなる。また、錫メッキを施した銅からなる接続端子を用いる場合、錫の標準電極電位は−０．１４Ｖで、錫とアルミニウムの標準電極電位差が１．５２Ｖとなる。このため、雨天時の走行や洗車、あるいは結露などによって、端子圧着部が被水し雨水等の電解質水溶液が侵入して滞留すると、アルミニウム、銅、電解質水溶液の三者やアルミニウム、錫、電解質水溶液の三者により電池が形成され、電池の陽極となるアルミ導体に異種金属の接触による腐食が発生する。

このように電気的に卑であるアルミニウム導体線のイオン化が進行して腐食が促進されると、端子圧着部の接触状態が悪化して電気的特性が不安定になるほか、接触抵抗の増大や電線径の減少による電気抵抗の増大、さらには断線が生じる虞があり、その結果電装部品の誤作動や機能停止に至ることも考えられる。

このようなアルミニウム電線の腐食を防ぐために、特許文献１に防食剤の樹脂で端子圧着部においてアルミニウム導体線が露出する部分を覆い、異種金属接触部に水や酸素等の腐食の原因となる因子が侵入することを防止する方法が開示されている。また、特許文献２には、アルミニウム電線と接続端子の接続部の一部に亜鉛メッキを施すことで、亜鉛層が犠牲防食となり、アルミ導体の腐食を防ぐ方法が開示されている。

特開２０１０−１０８７９８号公報 特開２００５−１０８４４５号公報

しかしながら、亜鉛メッキを施す防食方法は、大掛かりな設備が必要なことや、亜鉛メッキが消費されると防食効果がなくなるため延命措置にしかならず、長期的に防食効果を維持することは難しいという問題があった。

また、樹脂でアルミニウム導体線が露出する部分を覆う防食方法は、簡易な方法で利用しやすいが、厳しい環境下では接続端子自体が腐食することがある。接続端子が腐食すると、防食剤の樹脂と接続端子の間で隙間腐食が進行して隙間腐食がアルミニウム電線と接続端子が接触する異種金属接触部に到達しやすい。隙間腐食が異種金属接触部に到達すると、アルミニウムの腐食が著しく進行するという問題がある。

特に、一般的に用いられる銅系材料よりなる接続端子は、表面に錫メッキを施した銅板を型抜き加工して製造されるため、切断面は錫メッキで覆われておらず銅が露出している。ここで、銅の標準電極電位が＋０．３４Ｖであり、錫の標準電極電位が−０．１４Ｖであるため、銅の露出部分と錫が接触する異種金属接触部では、電気的に卑である錫が腐食しやすい。錫メッキが形成された接続端子の最表面の錫が腐食されて腐食が樹脂部分に到達すると、錫メッキと樹脂の隙間で隙間腐食が進行してアルミニウム電線と接続端子が接触する異種金属接触部に到達しやすい。

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、アルミニウム電線の端末に銅系材料よりなる接続端子が圧着された端子圧着電線において、異種金属接触部の耐食性に優れた端子圧着電線を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る端子圧着電線は、アルミニウム導体線が絶縁体で覆われているアルミニウム電線の端末に、前記アルミニウム電線に圧着されるかしめ部と他の端子と接続するための電気接触部とを有する銅系材料からなる接続端子が圧着されている端子圧着電線において、前記かしめ部の外部に前記アルミニウム導体線が露出している導体線露出部が防食剤により被覆され、更に前記接続端子の表面に油剤による油膜が形成されていることを要旨とするものである。

この場合、前記導体線露出部を覆う前記防食剤は有機樹脂であるとよい。

また、前記油膜が前記防食剤の表面に形成されていてもよい。

さらに、前記油剤は、揮発しにくいものであることが好ましい。

その上さらに、前記油剤は、常温で液体であり、粘度が１０００ｃＰ以下であることが好ましい。

上記構成を有する端子圧着電線によれば、アルミニウム導体線の露出部を防食剤で覆うとともに、接続端子表面に油剤による油膜を形成しているので、接続端子自体にも防食が施され、接続端子が被水することを防止できる。すなわち、接続端子の腐食が発生して腐食が防食剤に到達し、防食剤と接続端子の間を隙間腐食が進行して、隙間腐食がアルミニウム導体線と接続端子の異種金属接触部に到達することを防止することができる。よって、アルミニウム導体線の導体線露出部が防食剤で覆われただけの端子圧着電線よりも防食性を向上させることができる。さらに、接続端子表面の油剤による油膜は、アルミニウム導体線の導体線露出部が防食剤で覆われた端子圧着電線の接続端子を、油剤に浸すだけで形成できるので容易に実施することができる。

この場合、アルミニウム導体線の導体線露出部を覆う防食剤は、有機樹脂であると、高い防水性を持続できる。

また、油膜が防食剤の表面にも形成されていると、防食剤の防水を維持しやすい。

さらにこの場合、接続端子に油膜を形成する油剤が揮発しにくいものであると、油剤を塗布して形成した油膜が維持されるので、接続端子の防食性を維持できる。

さらにこの場合、接続端子に油膜を形成する油剤が常温で液体であり、粘度が１０００ｃＰ以下であると、接続端子に油膜を形成しやすく、かつ、他の接続端子との接続を阻害しない。

アルミニウム電線の端末に銅系材料よりなる接続端子が圧着された端子圧着電線の上面図である。 図１の端子圧着電線のアルミニウム導体線の導体線露出部に樹脂被覆部が形成された端子圧着電線の側面図である。 （ａ）は図２の端子圧着電線の接続端子に油膜が形成された本発明の端子圧着電線の上面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

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は、アルミニウム電線２の端末に、銅系材料よりなる接続端子３が圧着された端子圧着電線１ｂの上面図である。図２は、図１の端子圧着電線１ｂにおいてアルミニウム導体線２３が露出する導体線露出部１２に樹脂被覆部４が形成された端子圧着電線１ｃの側面図である。図３（ａ）は、図２の端子圧着電線１ｃの接続端子３に油膜５が形成された本発明の端子圧着電線１の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図である。図４は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図１〜４に示すように、アルミニウム電線２は、複数のアルミニウム導体線２３が絶縁体で覆われた絶縁被覆部２１と、端末の絶縁体が剥がされアルミニウム導体線２３が露出した導体線部２２を有する。一方、接続端子３は、銅の表面に錫メッキが形成されたものである。接続端子３は、錫メッキした銅系材料が所定の形状に打ち抜き加工され、曲げ加工されて形成されている。そのため、打ち抜き加工の際の切断により切断面３４は、錫メッキされていない状態になっている。接続端子には、銅、銅合金、またはこれらに錫メッキを形成したものを用いることができる。

また、接続端子３は、アルミニウム電線２にかしめて圧着されるかしめ部と他の端子と接続する電気接触部３３を有する。かしめ部は、アルミニウム電線２の導体線部２２をかしめるワイヤバレル３２と、ワイヤバレル３２とは所定の距離離間してアルミニウム電線２の絶縁被覆部２１をかしめるインシュレーションバレル３１とからなる。電気接触部３３は、雌型であって、図示しない雄型接続端子が嵌合可能な箱形に形成されている。

図１に示すように、アルミニウム電線２の導体線部２２にワイヤバレル３２が圧着され、アルミニウム電線２の絶縁被覆部２１にインシュレーションバレル３１が圧着された端子圧着電線１ｂは、ワイヤバレル３２とインシュレーションバレル３１との間でアルミニウム導体線２３が露出した状態となっている。さらに、ワイヤバレル３２から電気接触部３３側にアルミニウム導体線２３がはみ出して露出した状態となっている。この２箇所のアルミニウム導体線２３がかしめ部の外部に露出している導体線露出部１２は、アルミニウムと錫が接触している異種金属接触部である。よって、雨水等の電解質水溶液が導体線露出部１２に侵入して滞留すると、電池が形成され、電池の陽極となるアルミニウム導体に異種金属の接触腐食による腐食が発生する。

そこで、図２〜３に示すように、導体線露出部１２に有機樹脂を塗布して樹脂被覆部４を形成すると、導体線露出部１２への雨水等の侵入を防止することができる。有機樹脂は、高い防水性を持続可能で防食剤として好適である。本実施形態では、防食剤の有機樹脂としてポリアミド樹脂を導体線露出部１２に塗布し、樹脂被覆部４を形成している。この樹脂被覆部４により、異種金属接触部である導体線露出部１２が被水することを防止できる。しかし、樹脂被覆部４を形成しただけでは、接続端子３の銅が露出している切断面３４と表面の錫メッキの異種金属接触部分が被水して錫の腐食が始まり、接続端子３と樹脂被覆部４との間で隙間腐食４１が進行して接続端子３とアルミニウム導体線２３の異種金属接触部に到達しやすい。

そこで、本発明の端子圧着電線１では、図３に示すように、さらに接続端子３自体の腐食を防止するために、接続端子３の表面全体に油剤を塗布して油膜５を形成し、銅が露出している切断面３４が被水することを防止している。図３において斜線部分が油剤を塗布して油膜５を形成した部分である。図３では略しているが、樹脂被覆部４の表面にも油膜５は形成されている。油剤の防水性は有機樹脂の防水性より低いが、樹脂被覆部を形成できない部分に塗布して油膜を形成し、端子圧着電線全体の防水性を向上させることができる。油剤の塗布は、樹脂被覆部４を形成した端子圧着電線１ｃの接続端子３全体を油剤に浸漬して行う。よって、油膜５の形成は簡易な方法で行うことができる。このようにして、端子圧着電線の導体線露出部１２に樹脂被覆部４を形成し、接続端子３の表面全体を油剤でコーティングして油膜５を形成すると、高い防食性を有した本発明の端子圧着電線１となる。

ここで油剤とは、水と相分離する疎水性の物質を指す。疎水性の物質を接続端子３において銅が露出した切断面３４に塗布すると、銅と錫の異種金属接触部が被水して接続端子３自体が腐食することを防止することができる。この場合、錫メッキが衝撃で剥がれ、剥がれた箇所（銅と錫の異種金属接触部）が被水して腐食が進行する虞や、厳しい環境下で被水した錫の腐食が発生する虞もあるので、接続端子３において銅が露出した切断面３４以外の部分にも油剤を塗布するとより高い防食性を得られる。よって、本実施形態では接続端子３全体に油剤を塗布して油膜５を形成している。

また油剤は、揮発しにくいものが好適である。油剤が揮発しにくいものであると、接続端子３の表面全体に形成された油膜５を維持することができる。つまり、接続端子３の防水性を維持することができる。さらに、この場合油剤は、酸化による固化が起こりにくいものであると、接続端子３の表面全体に油膜５が形成された状態を維持することができるので好適である。加えて、この場合油剤は、常温において液体で、かつ粘度が１０００ｃＰ以下であると、接続端子３の表面に油膜５を形成しやすく、かつ、他の接続端子との接続を阻害しないので好適である。

次に、端子圧着電線の導体線露出部１２に樹脂被覆部４が形成され、接続端子３の表面全体に上記した好適条件を満たす油剤を塗布して油膜５が形成された端子圧着電線１と、端子圧着電線の導体線露出部１２に樹脂被覆部４が形成され、接続端子３に油膜が形成されていない端子圧着電線１ｃを用いて腐食試験（ＪＩＳ Ｃ００２４）を行い、目視観察にて腐食の有無を調べた。このとき、接続端子には090雌型接続端子、電線には0.75mm²サイズのアルミニウム電線、ポリアミド樹脂にはヘンケル社製マクロメルト6202を用いた。表１に腐食試験の結果を示す。

表１に示すように、接続端子３を油剤でコーティングせず油膜５が存在しない端子圧着電線１ｃでは腐食がみられたが、接続端子３を油剤でコーティングして油膜５が形成されている端子圧着電線１は腐食がみられなかった。接続端子３に油膜が存在しない端子圧着電線１ｃでは、接続端子３自体が腐食して樹脂被覆部４と接続端子３の間で隙間腐食４１が進行したのに対して、接続端子３の表面全体に油膜５が形成された端子圧着電線１では、接続端子３自体が腐食して樹脂被覆部４と接続端子３の間で隙間腐食が進行することが防止されたと考えられる。よって、導体線露出部に樹脂被覆部が形成された端子圧着電線の接続端子の表面全体に油剤が塗布され油膜が形成されることで、端子圧着電線の防食性は向上することがわかる。

油剤は、有機樹脂と比較すると防水性が弱く、油剤のみで端子圧着電線に防食を施した場合、端子圧着電線の導体線露出部が被水し腐食する虞がある。しかし、本発明のように、防水性の高い有機樹脂と塗布しやすい油剤を組み合わせることで、端子圧着電線全体の防水性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、本実施形態では、接続端子全体に油剤を塗布しているが、接続端子において銅が露出した切断面のみに油剤を塗布してもよい。また、樹脂被覆部を２箇所に分けて形成しているが、一体的に形成してもよい。

１、１ｂ、１ｃ 端子圧着電線
１２ 導体線露出部
２ アルミニウム電線
２１ 絶縁被覆部
２２ 導体線部
２３ アルミニウム導体線
３ 接続端子
４ 樹脂被覆部
４１ 隙間腐食
５ 油膜

Claims (5)

1. アルミニウム導体線が絶縁体で覆われているアルミニウム電線の端末に、前記アルミニウム電線に圧着されるかしめ部と他の端子と接続するための電気接触部とを有する銅系材料からなる接続端子が圧着されている端子圧着電線において、
   前記かしめ部の外部に前記アルミニウム導体線が露出している導体線露出部が防食剤により被覆され、更に前記接続端子の表面に油剤による油膜が形成されていることを特徴とする端子圧着電線。
2. 前記防食剤は有機樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の端子圧着電線。
3. 前記油膜が前記防食剤の表面にも形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の端子圧着電線。
4. 前記油剤は、揮発しにくいものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の端子圧着電線。
5. 前記油剤は、常温で液体であり、粘度が１０００ｃＰ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の端子圧着電線。
   
   
   
   
   

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