JP2020135961A - 端子付電線および端子付電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧着端子と芯線の接続状態が向上した端子付電線および端子付電線の製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯線３の一部が露出された電線１と、芯線３の露出部分に圧着される圧着端子２とを備え、圧着端子２と芯線３の圧着部分９は、芯線３を圧着端子２に接触させた状態で圧着端子２および芯線３の少なくとも一方を加熱して形成される。【選択図】 図１

Description

この発明は、端子付電線および端子付電線の製造方法に係り、特に、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯線を圧着端子で圧着した端子付電線および端子付電線の製造方法に関する。

従来から、アルミニウムからなる芯線を圧着端子で圧着した端子付電線が実用化されている。この端子付電線は、銅などで芯線を形成したものと比較して軽いため、例えば自動車の軽量化のためにハーネスなどに用いられている。しかしながら、アルミニウムからなる芯線を圧着すると応力緩和が生じやすく、芯線と圧着端子との間の接触抵抗が増加するといった問題があった。

そこで、芯線と圧着端子との間の接触抵抗を抑制する技術として、例えば、特許文献１には、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アルミニウム体の接続構造が提案されている。このアルミニウム体の接続構造は、被接続体に傾斜面を有する複数の突起を設け、この突起をアルミニウム体の表面に圧入するため、アルミニウム体と被接続体との間の接触抵抗を抑制することができる。

特許第４７９０８５１号公報

しかしながら、特許文献１のアルミニウム体の接続構造は、全ての突起を芯線に同等に圧入することが困難であり、芯線と圧着端子の接続状態が部分的に低下するおそれがあった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、圧着端子と芯線の接続状態が向上した端子付電線および端子付電線の製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係る端子付電線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯線の一部が露出された電線と、芯線の露出部分に圧着される圧着端子とを備え、圧着端子と芯線の圧着部分は、芯線を圧着端子に接触させた状態で圧着端子および芯線の少なくとも一方を加熱して形成されたものである。

ここで、圧着端子と芯線の圧着部分は、圧着端子および芯線の少なくとも一方を加熱しつつ圧着端子を芯線の露出部分に圧着して形成されることが好ましい。

この発明に係る端子付電線の製造方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯線の一部が露出された電線を圧着端子に当接する工程と、芯線の露出部分に圧着端子を圧着する工程とを含み、圧着端子と芯線の圧着部分は、芯線を圧着端子に接触させた状態で圧着端子および芯線の少なくとも一方を加熱して形成されるものである。

この発明によれば、圧着端子と芯線の圧着部分が、芯線を圧着端子に接触させた状態で圧着端子および芯線の少なくとも一方を加熱して形成されるので、圧着端子と芯線の接続状態が向上した端子付電線および端子付電線の製造方法を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る端子付電線の構成を示す図である。 端子付電線を製造する様子を示す図である。 実施の形態２に係る端子付電線の構成を示す断面図である。 熱衝撃試験を行った端子付電線の抵抗値を測定した結果を示し、（ａ）は圧着端子を加熱しつつ芯線に圧着した端子付電線の抵抗値を示し、（ｂ）は圧着端子を常温で芯線に圧着した端子付電線の抵抗値を示すグラフである。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る端子付電線の構成を示す。この端子付電線は、線状に延びるように形成された電線１と、電線１の先端部に接続された圧着端子２とを有する。

電線１は、芯線３と、被覆部４とを有する。
芯線３は、電気を伝導するためのもので、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成された複数の素線を束ねて構成されている。
被覆部４は、芯線３を絶縁するためのもので、絶縁材料から構成され、芯線３の外周を長手方向に被覆して、その先端部から芯線３の一部が露出されている。なお、被覆部４は、耐熱性を有することが好ましい。

圧着端子２は、接続部５を有し、この接続部５に圧着部６および保持部７が一体に接続されている。圧着端子２は、例えば銅などの芯線３と異なる材料から構成することができる。
接続部５は、例えば自動車の電子機器などの外部機器に電気的に接続されるもので、電線１の先端部より前側に配置されている。接続部５は、円板形状を有し、その中央部に外部機器に接続するための孔部８が形成されている。

圧着部６は、芯線３に対して電気的に接続されるもので、接続部５と保持部７の間において芯線３の露出部分に対応するように配置されている。圧着部６は、芯線３の外周部を囲むように筒状に形成されて、芯線３の露出部分に圧着されている。具体的には、圧着部６は、芯線３の外周部を互いに反対方向から囲むように形成された一対の側壁部６ａおよび６ｂを有し、側壁部６ａおよび６ｂの一方の縁部が接続部５および保持部７に一体に接続されると共に他方の縁部が互いに対向するように配置されている。この側壁部６ａおよび６ｂが芯線３に向かって互いに反対方向から押圧されることにより、圧着部６が芯線３に圧着される。ここで、圧着部６と芯線３とが接着する圧着部分９は、圧着部６を加熱しつつ芯線３に圧着することで形成されている。さらに、圧着部６の内面には、芯線３に食い込むように突出する複数の突出部１０が形成されている。

保持部７は、圧着端子２を電線１に保持させるもので、被覆部４の先端部近傍に対応するように配置されている。保持部７は、被覆部４の外周部を囲むように筒状に形成されて、被覆部４に圧着されている。具体的には、保持部７は、被覆部４の外周部を互いに反対方向から囲むように形成された一対の側壁部７ａおよび７ｂを有し、側壁部７ａおよび７ｂの一方の縁部が圧着部６に一体に接続されると共に他方の縁部が互いに対向するように配置されている。この側壁部７ａおよび７ｂが被覆部４に向かって互いに反対方向から押圧されることにより、保持部７が被覆部４に圧着される。

次に、端子付電線の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、圧着端子２が加熱装置Ｈ上に載置されて加熱される。ここで、圧着端子２は、銅板を切り抜いて形成することができ、接続部５、圧着部６および保持部７がそれぞれ平板状に形成されて同一平面上に並ぶように互いに接続されている。圧着端子２は、突出部１０が形成された圧着部６の内面が上方を向くように、すなわち外面が加熱装置Ｈに当接するように載置される。これにより、圧着端子２の全体を加熱装置Ｈで加熱することができる。ここで、圧着端子２は、２５℃の常温より高温で加熱、例えば約１００℃で加熱することができる。

続いて、図２（ｂ）に示すように、電線１のアルミニウムからなる芯線３の一部が被覆部４から露出され、その電線１が加熱装置Ｈで加熱される圧着端子２において圧着部６および保持部７に当接するように載置される。具体的には、電線１は、芯線３の露出部分が圧着部６の内面に当接し、被覆部４が保持部７の内面に当接するように載置される。また、電線１は、圧着端子２の中央部、すなわち圧着部６の側壁部６ａと側壁部６ｂの間を通るように載置される。
そして、図２（ｃ）に示すように、加熱装置Ｈで圧着端子２を加熱しつつ圧着部６が芯線３の露出部分に圧着される。このとき、圧着部６の側壁部６ａおよび６ｂが芯線３の露出部分に対して互いに反対方向から押圧されることにより圧着される。

このように、圧着端子２を芯線３に接触させた状態で圧着端子２を加熱することにより、圧着部６および芯線３が応力を緩和するようにアニーリングされて、図１（ａ）および（ｂ）に示す圧着部６と芯線３との圧着部分９を滑らかに形成することができる。これにより、圧着部６を芯線３に全体的に一定の圧力で接着させることができる。さらに、圧着部６が芯線３に熱間圧着されることにより、圧着部６と芯線３の接続量が増加した圧着部分９を形成することができる。このようにして、圧着部分９における接触抵抗値の増加を長期間にわたって抑制すると共に端子付電線毎の接触抵抗値のばらつきを抑制することができ、圧着部分９における圧着部６と芯線３の接続状態を向上させることができる。
また、圧着部６の内面には突出部１０が配置されているため、圧着部６と芯線３が強固に接着した圧着部分９を形成することができ、圧着部分９における圧着部６と芯線３の接続状態をさらに向上させることができる。

続いて、圧着端子２の保持部７が電線１の被覆部４に圧着される。このとき、保持部７の側壁部７ａおよび７ｂが被覆部４に対して互いに反対方向から押圧されることにより圧着される。これにより、圧着端子２を電線１に安定して保持させることができる。
このようにして、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、電線１に圧着端子２が圧着された端子付電線を作製することができる。

本実施の形態によれば、圧着端子２と芯線３の圧着部分９が、圧着端子２を加熱しつつ圧着端子２を芯線３の露出部分に圧着して形成されるため、圧着端子２と芯線３の接続状態を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、圧着端子２と芯線３の圧着部分９が、圧着端子２を加熱しつつ圧着端子２を芯線３の露出部分に圧着して形成されたが、圧着端子２および芯線３の少なくとも一方を加熱しつつ圧着端子２を芯線３の露出部分に圧着して形成できればよく、圧着端子２を加熱するものに限られるものではない。例えば、圧着端子２と芯線３の圧着部分９は、芯線３を加熱しつつ圧着端子２を芯線３の露出部分に圧着して形成することもできる。

実施の形態２
上記の実施の形態１では、圧着端子２と芯線３の圧着部分９は、圧着端子２および芯線３の少なくとも一方を加熱しつつ圧着端子２を芯線３の露出部分に圧着して形成されたが、芯線３を圧着端子２に接触させた状態で圧着端子２および芯線３の少なくとも一方を加熱して形成できればよく、これに限られるものではない。
例えば、図３に示すように、実施の形態１の圧着部分９に換えて圧着部分２１を配置することができる。

圧着端子２と芯線３の圧着部分２１は、圧着端子２を芯線３に２５℃の常温で圧着した後に圧着端子２の周囲全体を加熱して形成されたものである。このように、圧着端子２を芯線３に接触させた状態で圧着端子２を加熱することにより、圧着部分２１における接触抵抗値の増加を長期間にわたって抑制すると共に端子付電線間の接触抵抗値のばらつきを長期間にわたって抑制することができ、圧着部分２１における圧着部６と芯線３の接続状態を向上させることができる。
なお、圧着端子２は、実施の形態１と同様に、常温より高温で加熱、例えば約１００℃で加熱することができる。

本実施の形態によれば、圧着端子２と芯線３の圧着部分２１が、圧着端子２を芯線３に圧着した後に圧着端子２を加熱して形成されるため、圧着端子２と芯線３の接続状態を向上させることができる。
ただし、圧着端子２と芯線３の圧着部分は、圧着端子２および芯線３の少なくとも一方を加熱しつつ圧着端子２を芯線３の露出部分に圧着して形成することが好ましい。これにより、圧着端子２と芯線３の接続状態をより向上させることができる。

なお、上記の実施の形態１および２において、圧着端子２は、芯線３と同じアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成してもよく、芯線３と異なる材料、例えば銅および銅合金などから構成することもできる。
また、上記の実施の形態１および２において、圧着端子２は、表面に金属を被膜させる表面処理を施してもよく、例えば錫および半田などで表面処理することができる。

実施例１
銅合金からなる圧着端子（ＳＭＫ株式会社製、ＣＴＡ１１１８−０６０１）を１００℃で加熱しつつ高純度アルミニウムからなる芯線を有する電線（ＬＥＯＮＩ ＡＧ社製、断面積０．７５ｍｍ^２、長さ１００ｍｍ、導体抵抗４．３６ｍΩ）の両端に圧着して端子付電線を作製した。

比較例１
銅合金からなる圧着端子（ＳＭＫ株式会社製、ＣＴＡ１１１８−０６０１）を２５℃の常温で高純度アルミニウムからなる芯線を有する電線（ＬＥＯＮＩ ＡＧ社製、断面積０．７５ｍｍ^２、長さ１００ｍｍ、導体抵抗４．３６ｍΩ）の両端に圧着して端子付電線を作製した。

評価方法
実施例１および比較例１の端子付電線の熱衝撃試験を行った。熱衝撃試験は、−３０℃で３０分間維持した後に＋１２０℃で３０分間維持するサイクルを１００サイクル繰り返す環境に端子付電線を曝して行った。１５本の端子付電線について熱衝撃試験を行った後、両端に圧着された圧着端子間の抵抗値を測定した。その結果を図４（ａ）および（ｂ）に示す。

図４（ａ）に示すように、圧着端子を加熱しつつ芯線に圧着した１５本全ての端子付電線について、熱衝撃試験前に対する熱衝撃試験後の抵抗値の上昇が０．５ｍΩ以下に収まることがわかった。これに対して、図４（ｂ）に示すように、圧着端子を常温で芯線に圧着した端子付電線は、その多くが熱衝撃試験前に対する熱衝撃試験後の抵抗値が０．５ｍΩより大きく上昇することがわかった。このことから、圧着端子を加熱しつつ芯線に圧着することにより、その圧着部分における接触抵抗値の増加が長期間にわたって抑制されることが示唆された。
また、圧着端子を加熱しつつ芯線に圧着した１５本の端子付電線が、圧着端子を常温で芯線に圧着した１５本の端子付電線と比較して、熱衝撃試験後の抵抗値のばらつきが小さいことがわかった。このことから、圧着端子を加熱しつつ芯線に圧着することにより、端子付電線間の接触抵抗値のばらつきが長期間にわたって抑制されることが示唆された。

１ 電線、２ 圧着端子、３ 芯線、４ 被覆部、５ 接続部、６ 圧着部、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ 側壁部、７ 保持部、８ 孔部、９，２１ 圧着部分、１０ 突出部、Ｈ 加熱装置。

Claims (3)

1. アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯線の一部が露出された電線と、
   前記芯線の露出部分に圧着される圧着端子と
   を備え、
   前記圧着端子と前記芯線の圧着部分は、前記芯線を前記圧着端子に接触させた状態で前記圧着端子および前記芯線の少なくとも一方を加熱して形成された端子付電線。
2. 前記圧着端子と前記芯線の圧着部分は、前記圧着端子および前記芯線の少なくとも一方を加熱しつつ前記圧着端子を前記芯線の露出部分に圧着して形成された請求項１に記載の端子付電線。
3. アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯線の一部が露出された電線を圧着端子に当接する工程と、
   前記芯線の露出部分に前記圧着端子を圧着する工程と
   を含み、
   前記圧着端子と前記芯線の圧着部分は、前記芯線を前記圧着端子に接触させた状態で前記圧着端子および前記芯線の少なくとも一方を加熱して形成される端子付電線の製造方法。