JP2015131330A - アルミ導電体の表面処理方法及び表面処理装置、並びに、アルミ導電体 - Google Patents

Abstract

【課題】作業時間の短縮を図るアルミ導電体の表面処理方法及び表面処理装置、並びに、アルミ導電体を提供する。
【解決手段】長尺状のアルミ導電体１は、電線として用いられ、両端部に端子が接続される。ハンダ槽３１内に設置された一対の超音波振動板３２にアルミ導電体１の両端部のみが対向配置されるように、アルミ導電体１全体を前記ハンダ槽３１に漬し、超音波振動板３２を振動させて、アルミ導電体１の両端部のみの酸化被膜２を除去した状態でハンダメッキ層５を形成すると共に、アルミ導電体１の中間部の酸化被膜２を残した状態でハンダメッキ層５を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミ導電体の表面処理方法及び表面処理装置、並びに、アルミ導電体に関するものである。

近年、自動車内に配索されるワイヤハーネスの軽量化を図るために、従来の銅電線に代えて軽量のアルミ電線を採用することが考えられている。このアルミ電線１００としては、図７に示すように、アルミ撚線部１００Ａと、アルミ撚線部１００Ａを被覆する絶縁被覆部１００Ｂと、から構成されている。

しかしながら、アルミニウムは、その表面に強固な酸化被膜が存在するため、端子接続において圧着など現行の銅電線と同様の接続方法を採用するとアルミ電線と端子間の接触抵抗が経時的に増加する恐れがあった。そこで、アルミ電線と端子間の接触抵抗を増大させないために、端子と接続する部分のアルミニウム表面の酸化被膜を除去する必要がある。

そこで、特許文献１〜３に示すような超音波ハンダ技術を用いて、アルミニウムから構成されるアルミ撚線部１００Ａの両端部に、酸化被膜を除去した状態でハンダメッキ層を形成することが考えられている。なお、アルミ撚線部１００Ａの中間部は、保護を強化するために、酸化被膜は残しておきたい。

このため、下記に示すような手順で、アルミ電線１００を構成するアルミ撚線部１００Ａの端部にハンダメッキ層を形成していた。まず、アルミ電線１００の両端部の絶縁被覆部１００Ｂを除去して、アルミ撚線部１００Ａの両端部を露出させる。その後、露出したアルミ撚線部１００Ａの両端部のうち一方を超音波振動板２００が設置されたハンダ槽３００に漬ける。

この超音波振動板２００を用いて超音波振動を与えると、ハンダ槽３００に漬けられたアルミ撚線部１００Ａの酸化被膜が除去された状態で、ハンダメッキ層が形成される。露出したアルミ撚線部１００Ａの両端部のうち他方についても同様に、ハンダ槽３００に漬けて、ハンダメッキ層を形成する。これにより、露出したアルミ撚線部１００Ａの両端部は、酸化被膜が除去された状態でハンダメッキ層が形成され、絶縁被覆部１００Ｂに覆われたアルミ撚線部１００Ａの中間部は酸化被膜を残しておくことができる。

特開平９−１４３６７１号公報 特開昭５８−９７４７９号公報 特開昭６１−１１５６５８号公報

しかしながら、上述したアルミ電線の表面処理方法では、アルミ撚線部の両端部を順番にハンダ槽に漬けて、ハンダメッキ層を形成する必要があり、作業時間がかかる、という問題があった。また、アルミ撚線部に代えて棒状のアルミ材から構成されるアルミ電線を使用した場合、アルミ材は曲げられないため、アルミ材の両端部を別々にハンダ槽に漬ける作業が困難で、自動化に適さない、という問題もあった。

そこで、本発明は、作業時間の短縮を図るアルミ導電体の表面処理方法及び表面処理装置、並びに、アルミ導電体を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、電線として用いられる長尺状のアルミ導電体の表面にハンダメッキ層を形成するアルミ導電体の表面処理方法であって、ハンダ槽内に設置された一対の超音波振動板に前記アルミ導電体の両端部のみが対向配置されるように、前記アルミ導電体全体を前記ハンダ槽に漬し、前記超音波振動板を振動させて、前記アルミ導電体の両端部のみの酸化被膜を除去した状態で前記ハンダメッキ層を形成すると共に、前記アルミ導電体の中間部の酸化被膜を残した状態で前記ハンダメッキ層を形成することを特徴とするアルミ導電体の表面処理方法に存する。

請求項２記載の発明は、電線として用いられる長尺状のアルミ導電体の表面にハンダメッキ層を形成するアルミ導電体の表面処理装置であって、ハンダ槽と、前記ハンダ槽内に設置され、前記アルミ導電体の両端部が対向配置される一対の超音波振動板と、前記ハンダ槽内の前記一対の超音波振動板間に設置され、前記アルミ導電体を支持する第１支持部と、を備えたことを特徴とするアルミ導電体の表面処理装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記アルミ導電体の両端部を着脱自在に支持して前記アルミ導電体を前記ハンダ槽内外に出し入れする導電部材から構成された第２支持部と、前記第２支持部を介して前記アルミ導電体に電流を流すことによって、前記アルミ導電体両端部における酸化被膜の除去の良否を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のアルミ導電体の表面処理装置に存する。

請求項４記載の発明は、電線として用いられる長尺状のアルミ導電体であって、請求項１に記載のアルミ導電体の表面処理方法により、前記ハンダメッキ層が形成されたことを特徴とするアルミ導電体に存する。

以上説明したように請求項１、２及び４記載の発明によれば、アルミ導電体全体をハンダ槽に漬けるだけで両端部の酸化被膜を除去することができるので、作業時間を短縮することができる。また、音波振動板をアルミ導電体の両端部のみに対向配置することにより、超音波振動板を部分的に設ける為、コストダウンを図ることができる。しかも、アルミ導電体の中間部の酸化被膜を残した状態でハンダメッキ層を形成する為、中間部における機械的な外力からの保護を強化することができる。

請求項３記載の発明によれば、判定手段が、第２支持部を介してアルミ導電体に電流を流すことによって、アルミ導電体両端部における酸化被膜の除去の良否を判定するので、第２支持部を用いてアルミ導電体をハンダ槽から出すときに良否判定を行うことができ、より一層、作業時間の短縮を図ることができる。

本発明のアルミ導電体の表面処理装置の一実施形態を示す図である。 図１に示す保持台の詳細を示す斜視図である。 （Ａ）は、図１に示す吊り下げ部の詳細を示す斜視図であり、（Ｂ）は吊り下げ部の変形例である。 （Ａ）は表面処理を行う前のアルミ導電体の縦断面図であり、（Ｂ）は表面処理を行った後のアルミ導電体の縦断面図である。 本発明のアルミ導電体の表面処理方法を説明するための図である。 他の実施形態における本発明のアルミ導電体の表面処理装置を示す図である。 従来のアルミ導電体の表面処理方法を説明するための図である。

以下、本発明のアルミ導電体の表面処理装置について図１〜図４を参照して説明する。本発明で表面処理が行われるアルミ導電体は、電源を供給するために自動車内に配索される電線として用いられ、その両端部に端子金具が圧着（接続）される。図２などに示すように、アルミ導電体１は、アルミニウムから構成され、断面円形の長尺な棒状に形成されている。

表面処理が施される前のアルミ導電体１は、図４（Ａ）に示すように、表面全体に酸化被膜２が形成されている。図１に示すアルミ導電体の表面処理装置（以下単に表面処理装置）３は、図４（Ｂ）に示すように、アルミ導電体１の表面に、端子金具が圧接される両端部においては酸化被膜２を除去し、中間部においては酸化被膜２を残した状態でハンダメッキ層５を形成する装置である。

上記表面処理装置３は、図１などに示すように、ハンダ槽３１と、ハンダ槽３１内に設置され、アルミ導電体１の両端部が対向配置される一対の超音波振動板３２と、ハンダ槽３１の一対の超音波振動板３２間に設置され、アルミ導電体１の中間部を支持する保持台３３（＝第１支持部）と、アルミ導電体１の両端部を着脱自在に支持してアルミ導電体１をハンダ槽３１内外に出し入れする吊り下げ部３４（＝第２支持部）と、を備えている。

ハンダ槽３１は、ハンダ溶液３５がためられ、そのハンダ溶液３５内にアルミ導電体１全体を漬すことができるような大きさに設けられている。一対の超音波振動板３２は、板状に設けられ、その厚さ方向が上下方向に沿って配置されると共に、アルミ導電体１の長手方向に間隔を開けて並べて配置されている。この一対の超音波振動板３２には、図示しない超音波振動子が固定されていて、超音波振動子が振動すると超音波振動板３２が振動する。

保持台３３は、アルミ導電体１の長手方向に沿って長尺の略直方体に設けられ、その上面に断面半円状の溝３３Ａが設けられる。この溝３３Ａは、アルミ導電体１の長手方向に沿って設けられ、この溝３３Ａにアルミ導電体１が嵌め込まれて支持される。保持台３３の長手方向の長さは、アルミ導電体１の長手方向の長さよりも短く設けられている。これにより、アルミ導電体１の中間部をこの保持台３３によって保持させると、図１に示すように、アルミ導電体１の両端部が保持台３３から突出してそれぞれ超音波振動板３２上に対向配置される。図１に示す例では、アルミ導電体１の両端部と超音波振動板３２とが離間して対向配置されているが、アルミ導電体１の両端部と超音波振動板３２とは接していてもよい。

吊り下げ部３４は、図４（Ａ）に示すように、アルミ導電体１の長手方向に一対並べて配置され、その先端に開閉自在（着脱自在）なクリップ部３４Ａが設けられている。このクリップ部３４Ａを閉じることにより、アルミ導電体１の両端部を掴んで支持し、クリップ部３４Ａを開くことにより、アルミ導電体１は外すことができる。

なお、吊り下げ部３４としては、図４（Ａ）に示すクリップ部３４Ａに限ったものではなく、図４（Ｂ）に示すように、その先端にフック部３４Ｂが設けられたものであってもよい。

次に、上述した表面処理装置３を用いたアルミ導電体１の表面処理方法について図５を参照して説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、表面処理を行う前のアルミ導電体１の両端部を吊り下げ部３４により支持し、吊り下げ部３４をハンダ槽３１の上方に移動させる。その後、吊り下げ部３４を下側に移動させて、図５（Ｂ）に示すように、アルミ導電体１の中間部を保持台３３に支持させる。これにより、アルミ導電体１全体がハンダ槽３１に漬かると共に、アルミ導電体１の両端部が超音波振動板３２に対向する。

その後、図５（Ｃ）に示すように、吊り下げ部３４からアルミ導電体１を外して、吊り下げ部３４を上側に移動させて、ハンダ槽３１から出す。次に、図示しない超音波振動を振動させて、超音波振動板３２を振動させる。これにより、アルミ導電体１の中間部の酸化被膜２を残したまま超音波振動板３２に対向する両端部のみの酸化被膜２を除去することができる。

その後、吊り下げ部３４をハンダ槽３１に漬けて、再びアルミ導電体１の両端部を支持させる。次に、図５（Ｅ）に示すように、吊り下げ部３４を上側に移動させて、アルミ導電体１をハンダ槽３１から出す。引き上げられたアルミ導電体１の表面には、図４（Ｂ）に示すように、両端部のみの酸化被膜２を除去した状態でハンダメッキ層５が形成されると共に、中間部の酸化被膜２を残した状態でハンダメッキ層５を形成されている。これにより、アルミ導電体１の中間部においては、酸化被膜２及びハンダメッキ層５の２層でコーティングされる。

上述した吊り下げ部３４は各々、導電部材から構成されており、図５（Ｅ）に示すように、判定部６（＝判定手段）に接続されている。判定部６は、吊り下げ部３４を介してアルミ導電体１に電流を流すことによって、アルミ導電体１両端部における酸化被膜２の除去の良否を判定する。詳しく説明すると、判定部６は、例えば、吊り下げ部３４を介してアルミ導電体１に電流を流す電流源を有し、一対の吊り下げ部３４間に生じる電圧からアルミ導電体１の抵抗値を求める。判定部６は、この抵抗値が小さいと酸化被膜２がきれいに除去された良品と判定し、抵抗値が大きいと酸化被膜２がきれいに除去されていない良品でないと判定する。その後、良品と判定されたアルミ導電体１は、両端部を除いた部分に絶縁被覆層を設けて完成する。

上述した実施形態によれば、ハンダ槽３１内に設置された一対の超音波振動板３２にアルミ導電体１の両端部のみが対向配置されるように、アルミ導電体１全体をハンダ槽３１に漬し、超音波振動板３２を振動させて、アルミ導電体１の両端部のみの酸化被膜２を除去した状態でハンダメッキ層５を形成すると共に、アルミ導電体１の中間部の酸化被膜２を残した状態でハンダメッキ層５を形成する。これにより、アルミ導電体１全体をハンダ槽３１に漬けるだけで両端部の酸化被膜２を除去することができるので、作業時間を短縮することができる。また、超音波振動板３２をアルミ導電体１の両端部のみに対向配置することにより、超音波振動板３２を部分的に設ける為、コストダウンを図ることができる。しかも、アルミ導電体１の中間部の酸化被膜２を残した状態でハンダメッキ層５を形成する為、中間部における機械的な外力からの保護を強化することができる。

また、上述した実施形態によれば、判定部６が、吊り下げ部３４を介してアルミ導電体１に電流を流すことによって、ハンダメッキ層５の良否を判定する。これにより、吊り下げ部３４を用いてアルミ導電体１をハンダ槽３１から出すときに良否判定を行うことができ、より一層、作業時間の短縮を図ることができる。

また、上述した実施形態によれば、アルミ導電体１として棒状のものを用いていた。これにより、撚線のように変形することがなく、自動化がしやすい。

なお、上述した実施形態によれば、アルミ導電体１としては、断面円形の棒状のものを用いていたが、これに限ったものではない。アルミ導電体１としては、長尺状であればよく、帯状に形成されていてもよい。

また、上述した実施形態によれば、判定部６は、電流源を用いてアルミ導電体１に電流を流していたが、これに限ったものではない。電圧源を用いてアルミ導電体１に電流を流すようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、１つの保持台３３によってアルミ導電体１を支持していたが、これに限ったものではない。例えば、図６に示すように、アルミ導電体１の長手方向に離間する複数の保持台３３（図６に示す例では２つ）によって、アルミ導電体１を支持するようにしてもよい。また、この場合、上記実施形態と同様に、一対の吊り下げ部３４間に複数の保持台３３を設けてもよいし、図６に示すように、一対の吊り下げ部３４の外側に一対の保持台３３を設けてもよい。

また、上述した実施形態によれば、吊り下げ部３４は、アルミ導電体１のうち保持台３３から突出する部分を支持していたがこれに限ったものでない。吊り下げ部３４としては、アルミ導電体１の保持台３３の内側部分を支持するようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、アルミ導電体１の端部に端子金具を圧着していたが、これに限ったものではない。基板などに直接、接続されるアルミ導電体１にも本実施形態を適用することができる。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ アルミ導電体
２ 酸化被膜
３ 表面処理装置
５ ハンダメッキ層
６ 判定部（判定手段）
３１ ハンダ槽
３２ 超音波振動板
３３ 保持台（第１支持部）
３４ 吊り下げ部（第２支持部）

Claims (4)

1. 電線として用いられる長尺状のアルミ導電体の表面にハンダメッキ層を形成するアルミ導電体の表面処理方法であって、
   ハンダ槽内に設置された一対の超音波振動板に前記アルミ導電体の両端部のみが対向配置されるように、前記アルミ導電体全体を前記ハンダ槽に漬し、
   前記超音波振動板を振動させて、前記アルミ導電体の両端部のみの酸化被膜を除去した状態で前記ハンダメッキ層を形成すると共に、前記アルミ導電体の中間部の酸化被膜を残した状態で前記ハンダメッキ層を形成する
   ことを特徴とするアルミ導電体の表面処理方法。
2. 電線として用いられる長尺状のアルミ導電体の表面にハンダメッキ層を形成するアルミ導電体の表面処理装置であって、
   ハンダ槽と、
   前記ハンダ槽内に設置され、前記アルミ導電体の両端部が対向配置される一対の超音波振動板と、
   前記ハンダ槽内の前記一対の超音波振動板間に設置され、前記アルミ導電体を支持する第１支持部と、
   を備えたことを特徴とするアルミ導電体の表面処理装置。
3. 前記アルミ導電体の両端部を着脱自在に支持して前記アルミ導電体を前記ハンダ槽内外に出し入れする導電部材から構成された第２支持部と、
   前記第２支持部を介して前記アルミ導電体に電流を流すことによって、前記アルミ導電体両端部における酸化被膜の除去の良否を判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載のアルミ導電体の表面処理装置。
4. 電線として用いられる長尺状のアルミ導電体であって、
   請求項１に記載のアルミ導電体の表面処理方法により、前記ハンダメッキ層が形成された
   ことを特徴とするアルミ導電体。

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