JP2017111901A - アルミニウム体の接続構造およびコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム電線と被接続体との間の電気抵抗が大きくなるのを抑制する。
【解決手段】アルミニウム体１と、このアルミニウム体１に圧着される圧着部２を有するコネクタ３とを備え、アルミニウム体１をコネクタ３に接続するアルミニウム体の接続構造において、圧着部２の圧着面４上に格子状に連続して配置された複数の突起５で構成される突起群６形成し、圧着部２の圧着面４をアルミニウム体１の表面部１０に押し当て、アルミニウム体１の表面部１０に、突起群６の各突起５の格子状に連続する先端部１１と、この先端部１１の個別の格子部の側面に沿って連続するひずみ領域１４の一群との組み合わせ部分１２を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２−Ａ

Description

本発明はアルミニウム電線等のアルミニウム体を銅等からなるコネクタ等の被接続体に接続するアルミニウム体の接続構造および前記接続構造に用いるコネクタに関するものである。

従来のアルミニウム電線の接続構造においては、特許文献１に示されるように、コネクタの圧着部でアルミニウム電線の端部を圧着している。

特開２００９−２８３４５８号公報

しかし、このようなアルミニウム電線の接続構造においては、アルミニウム材料の固有の特徴である冷間流れによって、アルミニウム電線の圧着された部分に作用する応力が時間の経過とともに小さくなり、アルミニウム電線と圧着部との間の圧着力が時間の経過とともに小さくなるので、アルミニウム電線と圧着部との間の電気抵抗が大きくなる。

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、アルミニウム体と被接続体との間の電気抵抗が大きくなるのを抑制することができるアルミニウム体の接続構造およびコネクタを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、アルミニウム体と、このアルミニウム体に圧着される圧着部を有する被接続体とを備え、前記アルミニウム体を被接続部に接続するアルミニウム体の接続構造において、前記圧着部の圧着面上に格子状に連続して配置された複数の突起で構成される突起群を形成し、前記圧着部の圧着面を前記アルミニウム体の表面部に押し当て、前記アルミニウム体の表面部に、前記各突起の先端部と、この先端部の個別の格子部の側面に沿って連続するひずみ領域の一群との組み合わせ部分を設けたことを特徴とする。

また、前記突起は４辺の長さが等しい截頭四角錐形状に形成され、該突起の前記側面の傾斜角度が４５〜８５度であることを特徴としてもよい。

また、隣設する前記突起間には、所定の寸法の隙間が形成され、該隙間は連続して、かつ格子状に形成されていることを特徴としてもよい。

また、上記のアルミニウム体の接続構造に使用するコネクタであって、本体に圧着部を設け、前記圧着部に突起部材を固定し、前記突起部材に複数の前記突起で構成される突起群を設けたことを特徴とする。

本発明に係るアルミニウム体の接続構造においては、一群の歪み領域内の個別の歪み領域が、格子状に連続する突起の先端部の対応する部位により、動きを阻止され、個別に連続する歪み領域と、格子状に連続する突起の先端部との相乗作用により、アルミニウムの冷間流れによる歪み領域の応力の低下を抑制することができる。

この結果、冷間流れによるひずみ領域の応力の低下を抑制することができ、突起の傾斜面とひずみ領域との間の密着力の低下を抑制することができるので、アルミニウム体と被接続体との間の電気抵抗が大きくなるのを抑制することができる。

図１−Ａは、本発明の実施の形態に係るアルミニウム電線の接続構造を説明する図であり、アルミニウム電線の端末にコネクタを圧着接続した状態を示す側面図である。 図１−Ｂは、本発明の実施の形態に係るアルミニウム電線の接続構造を説明する図であり、図１−ＡのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。 図１−Ｃは、本発明の実施の形態に係るアルミニウム電線の接続構造を説明する図であり、圧着部の表面を拡大した説明図である。 図１−Ｄは、本発明の実施の形態に係るアルミニウム電線の接続構造を説明する図であり、図１−ＣののＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。 図２−Ａは、図１−Ａ、図１−Ｂ、図１−Ｃ、図１−Ｄに示したアルミニウム電線の接続構造の一部を示す断面図である。 図２−Ｂは冷間流れにより突起の斜面とひずみ領域との間にすきまが生じた状態を示す説明図である。 図３は、コネクタを取り除いたアルミニウム電線の表面部を示す斜視図である。 図４−Ａは、本発明の実施の形態に係るコネクタを示す平面図である。 図４−Ｂは、本発明の実施の形態に係るコネクタを示す側面図である。 図４−Ｃは、本発明の実施の形態に係るコネクタを示す左側面図である。 図５−Ａは、本発明の形態に係るコネクタに用いられる突起部材を示す平面図である。 図５−Ｂは、本発明の実施の形態に係るコネクタに用いられる突起部材を示す側面図である。 図６−Ａは、本発明の実施の形態に係るコネクタに用いられる他の突起部材の例を示す平面図である。 図６−Ｂは、本発明の実施の形態に係るコネクタに用いられる他の突起部材の例を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るアルミニウム体の接続構造およびコネクタについて説明する。
［アルミニウム体の接続構造の実施の形態］

まず、図１−Ａ〜図１−Ｄ、図２、図３を用いて本発明の実施の形態に係るアルミニウム体の接続構造について説明する。図１−Ａ、図１−Ｂに示すように、本実施の形態に係るアルミニウム体の接続構造では、アルミニウム体としての単線のアルミニウム電線１と、このアルミニウム電線１に圧着される圧着部２を有する被接続体としてのコネクタ３とを備え、アルミニウム電線１をコネクタ３に接続する。

図１−Ｃに示すように、本実施の形態に係るアルミニウム体の接続構造では、圧着部２の圧着面４上に格子状に連続して配置された複数の突起５で構成される突起群６を形成している。個別の突起５は、４辺の長さが等しい截頭四角錐形状に形成されている。隣設する突起５間には、所定の隙間７が形成され、この隙間７は直線状に連続し、かつ格子状に形成されている。図１−Ｄに示すように、突起５間の基部８に対する突起５の４片の側面９の傾斜角度θが４５〜８５度に設定されている。

そして、図２−Ａに示すように、本実施の形態に係るアルミニウム体の接続構造では、圧着部２の圧着面４をアルミニウム電線１の表面部１０に押し当てることにより、アルミニウム電線１の表面部１０に、複数の突起５の格子状に連続する先端部１１と、この先端部１１の個別の側面９に沿って連続する歪み領域の一群との組み合わせ部分１２が設けられている。

図３に示すように、アルミニウム電線１の表面部１０には、複数の突起５を押し当てることで形成される複数の凹部１３が格子状に形成され、各凹部１３の４面の内側面の表面部に個別の歪み領域１４がそれぞれ発生している。凹部１３の底面１５は、突起５の先端部（頂面）１１が押し当てられる押し当て面となっている。また、各凹部１３間には、圧着部２に設けた隙間７に対応し、凹部１３間を区画する区画壁部１７が形成される。この区画壁部１７は、格子状にかつ直線状に連続している。

このようなアルミニウム電線の接続構造においては、一群の歪み領域内の個別の歪み領域１４が、格子状に連続する突起５の先端部１１の対応する部位により，動きを阻止され、個別に連続する歪み領域と、格子状に連続する突起５の先端部１１との相乗作用により、アルミニウム電線の冷間流れが好適に防止される。なお、図２−Ｂは、冷間流れによってアルミニウム電線が時間経過とともに物理的に寸法変化した状態を示す。同図に示すように、冷間流れによって突起５の斜面（側面）９とひずみ領域１４との間に若干の隙間が生じるが、本実施の形態では、冷間流れによるひずみ領域１４の応力の低下を抑制することができ、突起５の側面９とひずみ領域１４との間の密着力の低下を抑制することができるので、突起５の斜面（側面）９とひずみ領域１４との間に若干（極小）の隙間が生じることがない。
［コネクタの実施の形態］

次に、本発明の実施の形態に係るコネクタについて図４−Ａ、図４−Ｂ、図４−Ｃ、図５−Ａ、図５−Ｂ、図６−Ａ、図６−Ｂを用いて説明する。本実施の形態に係るコネクタ１８は、上記実施の形態に係るアルミニウム体の接続構造が用いられている。

図４−Ａ、図４−Ｂ、図４−Ｃに示すように、コネクタ１８は、銅からなる本体１９に圧着部２０が設けられている。圧着部２０に銅からなる突起部材２１がロウ付けにより固定されている。突起部材２１の表裏両面には、格子状に連続して配置された複数の突起２２で構成される突起群２３が設けられている。突起２２は、上記した実施の形態における突起５と同様に、４辺の長さが等しい截頭四角錐形状に形成されている。隣設する突起２２間には、所定の隙間２４が形成され、この隙間２４は直線状に連続し、かつ格子状に形成されている。突起２２間の基部に対する突起２２の４片の側面２５の傾斜角度が４５〜８５度に設定されている。

また、図５−Ａに示すように、突起群２３の紙面左右方向寸法は６．７９mm、紙面上下方向寸法は５．０９mm、突起２２のピッチはアルミニウム電線１の素線径の０．２５〜１．２５倍、突起２２の先端部（頂点フラット）の幅寸法はアルミニウム電線１の素線径の０．５〜１．２５倍である。

このコネクタ１８においては、ほぼ筒状にした圧着部２０内にアルミニウム電線１の端部を挿入したのち、圧着部２０とアルミニウム電線１の端部とを圧着することにより、アルミニウム電線１とコネクタ１８とを接続する。そして、アルミニウム電線１とコネクタ１８とが接続された状態では、アルミニウム電線１の端部の外周面全面が突起部材２１によって覆われている。

このようなコネクタ１８においては、アルミニウム電線１とコネクタ１８とを接続した状態では、突起２２がアルミニウム電線１の端部の外周面全面に圧入される。そして、アルミニウム電線１の表面部には、突起群２３の各突起２２の格子状に連続する先端部と、この先端部の個別の格子部の側面に沿って連続するひずみ領域の一群との組み合わせ部分が設けられる。

そして、一群の歪み領域内の個別の歪み領域が、格子状に連続する突起２２の先端部の対応する部位により，動きを阻止され、個別に連続する歪み領域と、格子状に連続する突起２２の先端部との相乗作用により、アルミニウム電線１の冷間流れが好適に防止される。

図６−Ａ、図６−Ｂは、本発明の実施の形態に係る他のコネクタの部品である突起部材２６を示す。本実施の形態に係る突起部材２６は、図５−Ａ、図５−Ｂに示す突起部材２１と同様に、突起部材２６の表裏両面に、格子状に連続して配置された複数の突起２７で構成される突起群２８が設けられている。

複数の突起２７が傾斜した格子状、すなわち、図５−Ａ、図５−Ｂに示す突起部材２１における突起群２３は、複数の突起２２間の隙間２４が突起部材２１の外周と平行に形成されるように突起２２が格子状に配置されている。これに対して、本実施の形態に係る突起部材２６では、図６−Ａ、図６−Ｂに示す本実施の形態における突起群２８は、複数の突起２７間の隙間２９が突起部材２６の外周に対して略４５度傾斜した格子状に突起２７が配置されている。

本実施の形態においても、上記実施の形態と同様に、アルミニウム電線１とコネクタ１８とを接続した状態では、突起２７がアルミニウム電線１の端部の外周面全面に圧入されると、アルミニウム電線１の表面部には、突起群２８の各突起２７の格子状に連続する先端部と、この先端部の個別の格子部の側面に沿って連続するひずみ領域の一群との組み合わせ部分が設けられる。

そして、一群の歪み領域内の個別の歪み領域が、格子状に連続する突起２７の先端部の対応する部位により，動きを阻止され、個別に連続する歪み領域と、格子状に連続する突起２７の先端部との相乗作用により、アルミニウム電線１の冷間流れが好適に防止される。

なお、上述の実施の形態においては、アルミニウム体がアルミニウム電線１の場合について説明したが、アルミニウム体が板状である場合などにも本発明を適用できることは明らかである。

また、上述の実施の形態においては、突起５、２２、２７の傾斜面の傾斜角度は４５〜８５度とするのが望ましい。この場合、突起の傾斜面の傾斜角度を４５度以上としたときには、多くの冷間流れのひずみ領域で止めることができ、また突起５、２２、２７の傾斜面の傾斜角度を８５度以下としたときには、傾斜面に沿ったひずみ領域を厚く形成することができるから、アルミニウム電線１等のアルミニウム体とコネクタとの間の電気抵抗が大きくなるのを良好に抑制することができる。

また、ひずみ領域のひずみを１６〜３２％にするのが望ましい。この場合、アルミニウムにおいてはひずみが１６〜３２％の場合にはひずみにかかわらず応力はほぼ一定であるから、突起の傾斜面とひずみ領域との間の密着力の低下を良好に抑制することができるので、アルミニウム電線１等のアルミニウム体とコネクタ等の被接続体との間の電気抵抗が大きくなるのを良好に抑制することができる。

また、アルミニウム体がアルミニウム電線の場合には、突起の中心間の距離をアルミニウム電線の直径の０．２５〜１．２５倍とするのが望ましい。そして、突起の中心間の距離をアルミニウム電線の直径の０．２５倍以上としたときには、コネクタ等の被接続体の製造が容易であり、また突起の中心間の距離をアルミニウム電線の直径の１．２５倍以下としたときには、コネクタ等の被接続体のアルミニウム電線の軸方向の長さが大きくなるのを抑制することができる。

１ アルミニウム電線
２、２０ 圧着部
３ コネクタ
４ 圧着面
５、２２、２７ 突起
６、２３、２８ 突起群
７ 、２４、２９隙間
８ 基部
９ 側面
１０ 表面部
１１ 先端部
１２ 組み合わせ部分
１３ 凹部
１４ 歪み領域
１８ コネクタ
１９ 本体

この目的を達成するため、本発明においては、アルミニウム電線からなるアルミニウム体と、このアルミニウム体に圧着される圧着部を有する被接続体とを備え、前記アルミニウム体を被接続部に接続するアルミニウム体の接続構造において、前記圧着部の圧着面上に格子状に連続して配置された複数の突起で構成される突起群を形成し、前記突起は、４片の長さが等しい截頭四角錐形状に形成され、前記突起の先端部の幅寸法は前記アルミニウム電線の素線径の０．５〜１．２５倍であり、前記突起の中心間の距離は前記アルミニウム電線の直径の０．２５〜１．２５倍であり、隣設する前記突起間には、所定の寸法の隙間が形成され、該隙間は連続して、かつ格子状に形成され、前記圧着部の圧着面を前記アルミニウム体の表面部に押し当て、前記アルミニウム体の表面部に、前記突起群の各突起の先端部と、この先端部の個別の格子部の側面に沿って連続するひずみ領域の一群との組み合わせ部分を設けたことを特徴とする。

また、前記突起の前記側面の傾斜角度が４５〜８５度であることを特徴としてもよい。

Claims (4)

1. アルミニウム体と、このアルミニウム体に圧着される圧着部を有する被接続体とを備え、前記アルミニウム体を被接続部に接続するアルミニウム体の接続構造において、
   前記圧着部の圧着面上に格子状に連続して配置された複数の突起で構成される突起群を形成し、
   前記圧着部の圧着面を前記アルミニウム体の表面部に押し当て、
   前記アルミニウム体の表面部に、前記突起群の各突起の先端部と、この先端部の個別の格子部の側面に沿って連続するひずみ領域の一群との組み合わせ部分を設けたことを特徴とするアルミニウム体の接続構造。
2. 前記突起は４辺の長さが等しい截頭四角錐形状に形成され、
   該突起の前記側面の傾斜角度が４５〜８５度であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム体の接続構造。
3. 隣設する前記突起間には、所定の寸法の隙間が形成され、該隙間は連続して、かつ格子状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム体の接続構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム体の接続構造に使用するコネクタであって、本体に圧着部を設け、前記圧着部に突起部材を固定し、前記突起部材に格子状に連続して配置された複数の突起で構成される突起群を設けたことを特徴とするコネクタ。