JP2024052118A - 端子付電線 - Google Patents

Abstract

【課題】熱や衝撃が加わるような過酷な環境でも、端末抵抗比が増加し難い端子付電線を提供すること。【解決手段】端子付電線は、導体、及び前記導体を被覆する絶縁層を含む電線と、前記電線の端部で露出する前記導体が挿入される中空部を有する端子と、前記導体が挿入された前記中空部を圧縮することで形成された圧縮部とを備える。前記導体に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さは、前記中空部に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さよりも大きい。前記圧縮部は、前記導体の長手方向に沿って３つ以上形成されている。３つ以上形成された前記圧縮部のうち、先に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さが、最後に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さよりも大きい。【選択図】図３

Description

本開示は端子付電線に関する。

端子付電線は、電線と、端子とを備える。電線は、導体と、絶縁層とを備える。絶縁層は導体を被覆する。導体は、電線の端部で露出している。端子は、端部で露出している導体が挿入される中空部を有する。導体が挿入された中空部を圧縮することで、端子は電線に取り付けられる。端子付電線は、特許文献１、２に開示されている。

特開２０１０－２０５６１６号公報 特開２０２０－２７７５８号公報

電線の軽量化による省エネルギー化や作業負荷軽減を目的にアルミ電線の使用が増加している。端子付電線の電線をアルミ電線とした場合、熱や衝撃が加わるような過酷な環境では、端子付電線の端末抵抗比が増加し易い。

本開示の１つの局面では、熱や衝撃が加わるような過酷な環境でも、端末抵抗比が増加し難い端子付電線を提供することが好ましい。

本開示の１つの局面は、導体、及び前記導体を被覆する絶縁層を含む電線と、前記電線の端部で露出する前記導体が挿入される中空部を有する端子と、前記導体が挿入された前記中空部を圧縮することで形成された圧縮部と、を備えた端子付電線である。

前記導体に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さは、前記中空部に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さよりも大きい。前記圧縮部は、前記導体の長手方向に沿って３つ以上形成されている。

３つ以上形成された前記圧縮部のうち、先に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さが、最後に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さよりも大きい。
本開示の１つの局面である端子付電線は、例えば、熱や衝撃が加わるような過酷な環境においても、端末抵抗比が増加し難い。

導体と、圧縮端子とが分離した状態にある端子付電線の構成を表す斜視図である。 圧縮前の端子付電線の、導体の長手方向に平行な断面を表す断面図である。 図３Ａは、最初の圧縮部が形成された端子付電線の、導体の長手方向に平行な断面を表す断面図である。図３Ｂは、２番目の圧縮部が形成された端子付電線の、導体の長手方向に平行な断面を表す断面図である。図３Ｃは、３番目の圧縮部が形成された端子付電線の、導体の長手方向に平行な断面を表す断面図である。 端末抵抗比の測定方法を表す説明図である。 試験装置の構成を表す説明図である。 試験装置に取り付けられた導体の動作を表す説明図である。 試験装置に取り付けられた導体の移動量と、導体に加えた引抜力との推移を表すグラフである。 試験装置に取り付けられた導体の移動量と、導体に加えた引抜力との推移を表すグラフである。 実施例において測定された動摩擦係数μ_ｄと端末抵抗比変化Ｚとの関係を表すグラフである。 導体及び中空部の伸び量の測定結果を表すグラフである。 端子付電線１Ｄの圧縮部１０～１２における中空部７の内周面をマイクロスコープにて観察を行った結果を表す写真である。 端子付電線１Ｄの圧縮部１０における中空部７の内周面に生じた平行な傷（凹凸）を拡大観察した結果を表す写真である。 端子付電線１Ｄの圧縮部１２における中空部７の内周面に生じた平行な傷（凹凸）を拡大観察した結果を表す写真である。 端子付電線１Ｄの圧縮部１１における中空部７の内周面を拡大観察した結果を表す写真である。 端子付電線１Ａの圧縮部１０～１２における中空部７の内周面をマイクロスコープにて観察を行った結果を表す写真である。 端子付電線１Ａの圧縮部１０における中空部７の内周面を拡大観察した結果を表す写真である。 端子付電線１Ａの圧縮部１１における中空部７の内周面を拡大観察した結果を表す写真である。 端子付電線１Ａの圧縮部１２における中空部７の内周面を拡大観察した結果を表す写真である。

本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
１．端子付電線１の構成及び製造方法
図１、図２に示すように、端子付電線１は、電線２と、圧縮端子５とを備える。電線２は、導体３と、絶縁層４とを備える。導体３は、例えば、一本の金属素線から成る。素線は、単線ともいう。また、導体３は、例えば、複数本の素線が撚り合わされた撚線からなる。導体３が撚線からなる場合、通常、撚線を構成する各素線は同一の材質からなる。

絶縁層４は導体３の外周を被覆する。絶縁層４は絶縁体から成る。絶縁体として、例えば、樹脂、ゴム等が挙げられる。電線２の端部において、絶縁層４の一部が除去されて導体３が露出している。以下では露出している導体３を露出部とする。圧縮端子５は露出部に取り付けられる。

圧縮端子５は、例えば、中空部７と、延在部９とを備える。圧縮端子５は、例えば、パイプの一端側をプレス加工したものである。前記一端側は、延在部９に相当する。あるいは、圧縮端子５は、例えば、円柱の母材の一端側を穴あけ加工し、他端側をプレス加工したものである。前記一端側は中空部７に相当する。前記他端側は延在部９に相当する。

中空部７は一方において開口した円筒形状を有する。延在部９は、中空部７のうち、開口側とは反対側の端部に電気的に接続している。延在部９は、図示しない端子台に取り付けられるように、板状の形状を有する。延在部９には、図示しないボルトを通すためのボルト孔１３が形成されている。

端子付電線１は、例えば、以下のように製造される。まず、図２に示すように、導体３の露出部を中空部７に挿入する。
次に、図３Ａに示すように、中空部７内に導体３の露出部を挿入した状態で、圧縮部Ｐ１を圧縮して、圧縮部１０を形成する。その後、図３Ｂに示すように、圧縮部Ｐ３を圧縮して、圧縮部１２を形成する。最後に、図３Ｃに示すように、圧縮部Ｐ１と圧縮部Ｐ３との間の圧縮部Ｐ２を圧縮して、圧縮部１１を形成することにより、圧縮端子５を導体３に接続する。

圧縮部Ｐ１～Ｐ３は中空部７にある。圧縮部Ｐ１～Ｐ３の圧縮は、例えば圧縮冶具を用いて、圧縮部Ｐ１～Ｐ３に中空部７の周方向の全周にわたって所定の圧力を加えて、中空部７を圧縮変形（すなわち塑性変形）させることにより行う。圧縮部Ｐ１～Ｐ３に加える圧縮荷重の方向は、中空部７及び導体３を径方向に縮小させる方向である。

本実施形態では、圧縮部１０～１２は、導体３の長手方向に垂直な断面において６角形の断面形状を有している。また、圧縮部１０～１２は、導体３の長手方向に沿って並ぶように形成されている。圧縮部１０～１２の位置は、導体３の長手方向において、互いにずれており、重なっていない。以上により、圧縮端子５を導体３に圧縮接続して、端子付電線１を得ることができる。
導体３の長手方向における隣接する圧縮部同士の間隔は、０．１６×Ｓ（ｍｍ）以下であることが好ましい。Ｓは導体３の横断面積である。Ｓの単位はＳＱである。例えば、導体３の断面積が５０ＳＱである場合、圧縮部同士の間隔は８ｍｍ以下であることが好ましい。例えば、導体３の断面積が２００ＳＱである場合、圧縮部同士の間隔は３２ｍｍ以下であることが好ましい。
隣接する圧縮部同士の間隔とは、図３Ｃに示す形態の場合、圧縮部１０と圧縮部１１との間隔、及び、圧縮部１１と圧縮部１２との間隔である。隣接する圧縮部同士の間隔が０．１６×Ｓ（ｍｍ）以下である場合、端末抵抗比が一層増加し難い。

圧縮部１０、１２は、圧縮部１１に隣接する圧縮部である。圧縮部１０、１２は、圧縮部１１よりも先に形成された圧縮部である。圧縮部１１は、最後に形成された圧縮部である。よって、圧縮部１０、１２は、隣接する圧縮部１１よりも先に形成された圧縮部である。なお、「先に」とは、「最後に」よりも時間的に早いことを意味する。圧縮部１０、１２にある中空部７の内周面における表面粗さが、圧縮部１１にある中空部７の内周面における表面粗さよりも大きい。中空部７の内周面における表面粗さの測定方法は後述する実施例に記載された方法である。中空部７の内周面における表面粗さは、中空部７の内周面における凹凸の深さを反映した指標である。

２．第１の材料及び第２の材料
導体３を構成する素線は、アルミニウムを主成分とする第１の材料から成る。主成分とは、全体の質量に対し、５０質量％以上を占める成分を意味する。圧縮端子５のうち、少なくとも中空部７は、アルミニウムを主成分とする第２の材料から成る。圧縮端子５のうち、延在部９は、中空部７と同材料で形成されていることが好ましい。

第１の材料及び第２の材料は特に限定されないが、例えば、以下の純アルミニウムまたはアルミニウム合金が挙げられる。
純アルミニウムは、Ａｌ及び不可避不純物から成る材料である。純アルミニウムとして、例えば、電気用純アルミニウム（ＥＣＡｌ）が挙げられる。アルミニウム合金として、例えば、以下のＡｌ－Ｆｅ－Ｚｒ、Ａｌ－Ｚｒ等が挙げられる。

Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｒ：０．２～１．０質量％のＦｅ（鉄）と、０．０１～０．１０質量％のＺｒ（ジルコニウム）と、０．１質量％以下のＳｉ（シリコン）と、０．０１質量％以下のＣｕ（銅）と、０．０１質量％以下のＭｎ（マンガン）と、０．０１質量％以下のＭｇ（マグネシウム）と、０．０１質量％以下のＺｎ（亜鉛）と、０．０１質量％以下のＴｉ（チタン）と、０．０１質量％以下のＶ（バナジウム）と、を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物から成るアルミニウム合金。

Ａｌ－Ｚｒ：０．０３～１．５質量％のＺｒと、０．１～１．０質量％のＦｅ及びＳｉと、を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物から成るアルミニウム合金。
Ａｌ－Ｚｒにおいて、「０．１～１．０質量％のＦｅ及びＳｉ」とは、以下の意味を有する。Ｆｅ及びＳｉの両方を含有する場合は、Ｆｅ及びＳｉの合計濃度が０．１～１．０質量％である。Ｆｅを含有し、Ｓｉを含有しない場合は、Ｆｅの濃度が０．１～１．０質量％である。Ｓｉを含有し、Ｆｅを含有しない場合は、Ｓｉの濃度が０．１～１．０質量％である。

第１の材料は、第２の材料より引張強さが大きい。第１の材料の引張強さの測定方法は以下のとおりである。導体３を構成する素線から試験片を切り出す。この試験片に対して、ＪＩＳＺ２２４１に準拠する方法により引張試験を行い、引張強さを測定する。引張試験では、引張速度を２０ｍｍ／ｍｉｎとし、標線距離を２００ｍｍとする。

第２の材料の引張強さの測定方法は以下のとおりである。中空部７から、２ｍｍ×２ｍｍ角の棒状の試験片を切り出す。この試験片に対して、ＪＩＳＺ２２４１に準拠する方法により引張試験を行い、引張強さを測定する。引張試験では、試験速度を２ｍｍ／ｍｉｎとし、標線距離を２０ｍｍとする。

導体３が撚線により構成される場合、複数の金属素線は、全て同じ材料から成ることが好ましい。導体３は、例えば、複合撚り線によって構成されている。複合撚り線は、複数の金属素線を撚り合わせて集合撚り線とし、集合撚り線を複数撚り合わせて構成されるものである。導体３が複合撚り線によって構成されている場合、導体３を構成する金属素線の引張強さは、導体３の引張強さ、及び集合撚り線の引張強さと同等である。

圧縮部１０～１２における導体３の横断面積をＳ１とする。圧縮部１０～１２以外の部分における導体３の横断面積をＳ２とする。Ｓ１／Ｓ２は、０．５以上０．９５以下であることが好ましい。Ｓ１／Ｓ２がこの範囲内である場合、圧縮端子５が導体３を保持する力が一層大きくなる。本開示の端子付電線１は、例えば、ビル、風力発電、鉄道、車両等の用途に用いることができる。

３．導体３の特性
導体３の動摩擦係数は１以上であることが好ましい。導体３の動摩擦係数が１以上である場合、端子付電線１の端末抵抗比が一層増加し難い。導体３の動摩擦係数は、導体３の静止摩擦係数より大きいことが好ましい。導体３の動摩擦係数が導体３の静止摩擦係数より大きい場合、端子付電線１の端末抵抗比が一層増加し難い。動摩擦係数及び静止摩擦係数の測定方法は後述する実施例に記載された方法である。

導体３は、最終焼鈍材であることが好ましい。最終焼鈍材とは、最終線径まで加工した素線を焼鈍した材料を意味する。導体３が最終焼鈍材である場合、端子付電線１の端末抵抗比が一層増加し難い。
導体３の破断伸び（伸び率）は６％以上であることが好ましい。導体３の破断伸び（伸び率）が６％以上である場合、端子付電線１の端末抵抗比が一層増加し難い。導体３の破断伸び（伸び率）の測定方法は、以下のとおりである。上述した条件で引張試験を行うとき、材料の標線距離の初期値をＡ_０とする。材料が破断した際の標線距離をＡ_１とする。Ａ_１からＡ_０を差し引いて、伸び量ΔＡを算出する。（ΔＡ／Ａ_０）×１００を破断伸び（伸び率）とする。

４．端子付電線１が奏する効果
端子付電線１では、熱や衝撃が加わるような過酷な環境においても、端末抵抗比が増加し難い。その理由は以下のように推測される。

導体３に用いられる第１の材料の引張強さは、中空部７に用いられる第２の材料の引張強さよりも大きい。そのため、圧縮されたとき、中空部７は、導体３よりも、導体３の長手方向において伸び易い。圧縮部１１を圧縮したとき、先に形成された圧縮部１０、１２において、導体３と中空部７との長手方向における伸び量の差に起因して、導体３と中空部７との間で長手方向における滑りが生じる。

導体３と中空部７との間で滑りが始まったとき、導体３の表面が塑性変形し、凹凸が発生する。凹凸が発生すると、導体３と中空部７との間のそれ以上の滑りは抑制され、導体３と中空部７との内部にひずみが残留する。残留したひずみにより、熱や衝撃が加わるような過酷な環境においても、導体３と中空部７との接触力が維持され、端末抵抗比が増加し難くなる。

５．実施例
（５－１）端子付電線１Ａ～１Ｄの製造
前記「１．端子付電線１の構成及び製造方法」の項で述べた方法により、端子付電線１Ａ～１Ｄを製造した。端子付電線１Ａ～１Ｄのいずれにおいても、導体３を構成する金属素線は、プロペルチ鋳造により製造したφ９．５ＷＲ（荒引線）を、伸線加工により、φ３．７ｍｍとしたものであった。導体３は、φ３．７ｍｍの金属素線を複数本束ねて、２００ＳＱになるように構成したものであった。

端子付電線１Ａ～１Ｄのいずれにおいても、圧縮端子５は、ＥＣＡｌ（Ｏ）から成る本体部の表面にＳｎめっきを施したものであった。また、端子付電線１Ａ～１Ｄのいずれにおいても、導体３の引張強さは、圧縮端子５（中空部７）の引張強さよりも大きかった。端子付電線１Ａ～１Ｄのいずれにおいても、圧縮部１０と圧縮部１１との間隔、及び、圧縮部１１と圧縮部１２との間隔は６ｍｍであった。端子付電線１Ａ～１Ｄは、以下の相違点では相違し、その他の点では同一であった。
（相違点）
端子付電線１Ａ～１Ｄにおける第１の材料を表１に示す。端子付電線１Ａの導体３は、ＥＣＡｌ（Ｈ）からなり、その組成はＡ１０７０であった。端子付電線１Ｂの導体３は、ＥＣＡｌ（Ｏ）からなり、その組成はＡ１０７０であった。端子付電線１Ｃの導体３は、Ａｌ－Ｚｒ（Ｈ）からなり、その組成は０．４質量％のＺｒを含んでいた。端子付電線１Ｄの導体３は、Ａｌ－Ｚｒ（Ｔ５）からなり、その組成は０．４質量％のＺｒを含んでいた。

表１における「（Ｈ）」は伸線加工後に焼きなましを行っていない材料であることを意味する。
表１における「（Ｏ）」は焼きなましを行った材料であることを意味する。焼きなましとは、加熱して内部応力を除去することである。端子付電線１Ｂの導体３は、φ３．７ｍｍとした後、４００℃で３時間熱処理した。
表１における「（Ｔ５）」とは、時効硬化熱処理を行った材料を意味する。時効硬化熱処理とは、析出現象を活用してアルミ合金を高強度化するための熱処理方法である。端子付電線１Ｄの導体３はφ３．７ｍｍとした後、３６０℃で２４時間熱処理した。熱処理を行った導体３は、最終焼鈍品である。

（５－２）接続特性の評価
端子付電線１Ａ～１Ｄのそれぞれについて、接続特性を評価した。接続特性とは、端末引張強度と、端末抵抗比と、端末抵抗比変化とであった。

端末引張強度の測定方法は以下のとおりであった。端子付電線１Ａ～１Ｄの両側の圧縮端子５の延在部９を、２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で、互いに遠ざかる方向に引っ張った。引張強度を徐々に強くした。中空部７から導体３が抜けるか、圧縮端子５及び導体３が破断したときの引張強さを、端末引張強度とした。
端末抵抗比の測定方法は以下のとおりであった。まず、Ｒｔ、Ｒｃを測定した。Ｒｔは、図４に示す電線２上の点Ｐ１１と、延在部９上の点Ｐ１２との間の電気抵抗である。点Ｐ１１と点Ｐ１２との電気的な接続の経路は、導体３と圧縮端子５との接続部を含む。Ｒｃは、点Ｐ１１と、電線２上の点Ｐ１３との間の電気抵抗である。

次に、以下の（式１）にＲｔ、Ｒｃを代入し、端末抵抗比Ｙを算出した。
（式１） Ｙ＝（Ｒｔ／Ｒｃ）×１００
次に、端子付電線１Ａ～１Ｄを、２００℃の高温環境に１００時間置いた。その後、再び、端末抵抗比Ｙを算出した。高温環境に置く前に算出した端末抵抗比ＹをＹ_１とする。高温環境に置いた後に算出した端末抵抗比ＹをＹ_２とする。以下の（式２）で表される端末抵抗比変化Ｚ（％）を算出した。

（式２） Ｚ＝Ｙ_２－Ｙ_１
端子付電線１Ａ～１Ｄにおける端末引張強度と、端末抵抗比Ｙ_１と、端末抵抗比変化Ｚとを表１に示す。表１に示すように、端子付電線１Ａ～１Ｄのいずれにおいても、端末抵抗比Ｙ_１は同程度であった。端子付電線１Ｂ、１Ｄでは、端子付電線１Ａ、１Ｃに比べて、端末抵抗比変化Ｚが顕著に小さかった。
このことから、端末抵抗比変化Ｚを小さくするためには、以下の条件Ａ、Ｂの両方を充足すればよいことが分かった。
（条件Ａ）
導体３に用いられる材料の引張強さは、中空部７（圧縮端子５）に用いられる材料の引張強さよりも大きい。
（条件Ｂ）
中空部７（圧縮端子５）に用いられる材料は、焼きなましを行った導体材料（例えば、Ｏ材）である。導体３に用いられる材料は、焼きなましを行った導体材料（例えば、Ｏ材）、又は、熱処理を行った導体材料（例えば、Ｔ５材）である。

（５－３）算術平均粗さの測定
端子付電線１Ａ～１Ｄのそれぞれについて、導体３の長手方向に対して平行な方向で中空部７及び導体３を切断した。半割れの中空部７から導体３を除去した。半割れの中空部７と導体３とに対し、それぞれ、有機溶媒を用いた超音波洗浄を行った。圧縮部１０～１２にある導体３の表面と、中空部７の内周面とを、それぞれ、マイクロスコープにて観察した。
端子付電線１Ｄの圧縮部１０～１２における中空部７の内周面をマイクロスコープにて観察を行った結果を図１１に示す。図１１において、圧縮部１０は左側にあり、圧縮部１１は中央にあり、圧縮部１２は右側にある。
端子付電線１Ｂ、１Ｄでは、圧縮部１０、１２にある導体３の表面及び中空部７の内周面には、導体３の長手方向に対して平行な傷（凹凸）が生じていることが確認できた。
端子付電線１Ｄにおいて、圧縮部１０における中空部７の内周面に生じた平行な傷（凹凸）を拡大観察した結果を図１２に示す。
端子付電線１Ｄの圧縮部１２における中空部７の内周面に生じた平行な傷（凹凸）を拡大観察した結果を図１３に示す。
圧縮部１１にある導体３の表面及び中空部７の内周面には、導体３の長手方向に対して平行な傷が生じていないことを確認できた。
端子付電線１Ｄの圧縮部１１における中空部７の内周面を拡大観察した結果を図１４に示す。
圧縮部１０、１２において生じた傷（凹凸）は、圧縮工程時に、導体３の表面と中空部７の内周面とが、導体３の長手方向に擦れて生じたものと考えられる。
端子付電線１Ａの圧縮部１０～１２における中空部７の内周面をマイクロスコープにて観察を行った結果を図１５に示す。図１５において、圧縮部１０は左側にあり、圧縮部１１は中央にあり、圧縮部１２は右側にある。
端子付電線１Ａの圧縮部１０における中空部７の内周面を拡大観察した結果を図１６に示す。
端子付電線１Ａの圧縮部１１における中空部７の内周面を拡大観察した結果を図１７に示す。
端子付電線１Ａの圧縮部１２における中空部７の内周面を拡大観察した結果を図１８に示す。
端子付電線１Ａ、１Ｃでは、圧縮部１０～１２にある導体３の表面及び中空部７の内周面には、導体３の長手方向に対して平行な傷（凹凸）が生じていないことを確認できた。
端子付電線１Ａ～１Ｄのそれぞれについて、圧縮部１２にある中空部７の内周面において、算術平均粗さＲ_ａを測定した。算術平均粗さＲ_ａの測定には、レーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ－Ｘ３０００）を用いた。算術平均粗さＲ_ａの測定は、１．５ｍｍ×１ｍｍの視野で、導体３の長手方向に対して平行な方向に実施した。基準長さβは１ｍｍであった。算術平均粗さＲ_ａは、JISB0601に準拠して求めた。測定により得られた粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さβだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にＸ軸を取り、縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をy＝f（χ）で表したときに、次の式（１１）によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものを算術平均粗さＲ_ａとした。うねり曲線と粗さ曲線のカットオフ波長は０．８ｍｍとした。５回測定した算術平均粗さＲ_ａの平均値を、最終的な算術平均粗さＲ_ａとした。測定結果を表１に示す。

端子付電線１Ｂでは、圧縮部１０～１２にある中空部７の内周面の算術平均粗さＲ_ａは、それぞれ、６．２μｍ、１．５μｍ、４．７μｍであった。端子付電線１Ｄでは、圧縮部１０～１２にある中空部７の内周面の算術平均粗さＲ_ａは、それぞれ、４．６μｍ、１．１μｍ、５．０μｍであった。このように端子付電線１Ｂ、１Ｄでは、最後に形成された圧縮部１１よりも先に形成された圧縮部１０、１２において、中空部７の内周面における算術平均粗さＲ_ａが大きい凹凸部が発生した。
端子付電線１Ａでは、圧縮部１０～１２にある中空部７の内周面の算術平均粗さＲ_ａは、それぞれ、１．２μｍ、２．５μｍ、２．２μｍであった。端子付電線１Ｃでは、圧縮部１０～１２にある中空部７の内周面の算術平均粗さＲ_ａは、それぞれ、１．１μｍ、１．４μｍ、１．１μｍであった。このように端子付電線１Ａ、１Ｃでは、先に形成された圧縮部１０、１２よりも最後に形成された圧縮部１１において、中空部７の内周面における算術平均粗さＲ_ａが大きい凹凸部が発生した。

（５－４）動摩擦係数及び静止摩擦係数の測定
端子付電線１Ａ～１Ｄのそれぞれについて、導体３と圧縮端子５との間の動摩擦係数及び静止摩擦係数を測定した。測定には、図５に示す試験装置１００を使用した。試験装置１００は、ベース板１０１と押さえ板１０３とを備える。

ベース板１０１と押さえ板１０３とは、導体３を両側から挟む。導体３が撚線により構成される場合は、撚線を解して、１本の金属素線を用いる。ベース板１０１の表面には、断面形状がＶ字型の溝１０５が形成されている。溝１０５の深さは、導体３の直径の１．０２倍とする。本実施例では、溝１０５の深さは、３．８ｍｍである。Ｖ字の頂点の角度は４５°である。導体３のうち、ベース板１０１の側にある一部は、溝１０５に収容される。押さえ板１０３のうち、導体３と接する面は平面である。
ベース板１０１は、純アルミニウム（Ａ１０７０）から成る。ベース板１０１のサイズは、幅４８ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、奥行き２４ｍｍである。押さえ板１０３は、純アルミニウム（Ａ１０７０）から成る。押さえ板１０３のサイズは、幅４８ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、奥行き７０ｍｍである。

ベース板１０１と押さえ板１０３とは、ボルト１０７Ａ、１０７Ｂと、ナット１０９Ａ、１０９Ｂとにより固定されている。ボルト１０７Ａ、１０７Ｂは、導体３の長手方向から見て、導体３を挟む位置にある。ボルト１０７Ａ、１０７ＢはＭ１２ボルトである。ボルト１０７Ａとナット１０９Ａとの締結トルク、及びボルト１０７Ｂとナット１０９Ｂとの締結トルクは、それぞれ、４５Ｎ・ｍである。

ボルト１０７Ａに対しナット１０９Ａを締め付け、ボルト１０７Ｂに対しナット１０９Ｂを締め付けることで、ベース板１０１と押さえ板１０３とは、導体３に対し、導体３が縮径する方向の荷重を加える。押さえ板１０３が導体３に接触し、荷重を加える接触位置をＡ１とする。ベース板１０１が導体３に接触し、荷重を加える接触位置をＡ２、Ａ３とする。Ａ２、Ａ３は溝１０５の内部の平面にある。荷重を加えられた導体３の直径比は０．８５である。直径比とは、ボルト締結後の導体３の直径を、圧縮前の導体３の直径で除した値である。

図６に示すように、ベース板１０１と押さえ板１０３とに挟まれた導体３の一方の端部をチャック部１１１に固定する。なお、図６では、説明の便宜上、ベース板１０１の記載を省略している。チャック部１１１は、導体３に対し、方向Ｘの引抜力Ｆ_ｄｌを加えることができる。

方向Ｘは導体３の長手方向と平行であり、ベース板１０１及び押さえ板１０３から遠ざかる方向である。すなわち、方向Ｘは、導体３を引き抜く方向である。導体３に引抜力Ｆ_ｄｌを加えたとき、導体３は、ベース板１０１と押さえ板１０３とに対し滑りながら、方向Ｘに移動する。導体３が滑ったとき、ベース板１０１及び押さえ板１０３には接触痕１１３が生じる。また、導体３の表面にも接触痕が生じる。

図６におけるｌは、導体３と、ベース板１０１及び押さえ板１０３との、導体３の長手方向における接触長である。ｌ_０は、初期における接触長ｌである。初期とは、導体３に対して、方向Ｘの引抜力Ｆ_ｄｌを印加する前の時点であり、導体３をベース板１０１及び押さえ板１０３で挟み込み、ボルトとナットで締結した時点である。初期における接触長ｌ_０はチャック部１１１の移動時に導体３が破断しないように、導体３の径に合わせて変更する。本実施では、接触長ｌ_０は５ｍｍとした。

Ｌは、チャック部１１１と、ベース板１０１及び押さえ板１０３との、導体３の長手方向における距離（以下ではチャック間距離Ｌとする）である。Ｌ_０は、初期におけるチャック間距離Ｌである。ｙは、導体３の移動量である。ｘは、チャック部１１１の移動量である。試験装置１００は、引抜力Ｆ_ｄｌと、移動量ｘとを測定し、記録することができる。

端子付電線１Ａ～１Ｄのそれぞれについて、測定した引抜力Ｆ_ｄｌと、測定した移動量ｘとの関係を表す曲線を図７、図８に示す。曲線には、導体３が滑り始める点（以下では滑り始め点Ｆ_ｓとする）が現れている。図７、図８に示す曲線のうち、移動量ｘが滑り始め点Ｆ_ｓを超え、傾きが安定した部分での曲線の傾きを動摩擦領域傾きαとする。αの単位はＮ／ｍｍである。

導体３がベース板１０１及び押さえ板１０３に対し滑っているとき、導体３がベース板１０１及び押さえ板１０３から受ける垂直抗力Ｆ_ｐｌは、（式３）により表される。また、導体３がベース板１０１及び押さえ板１０３に対し滑っているとき、導体３に加わる引抜力Ｆ_ｄｌは（式４）により表される。

（式３）において、Ｆ_Ｐ１は、接触位置Ａ１における垂直抗力である。Ｆ_Ｐ２は、接触位置Ａ２における垂直抗力である。Ｆ_Ｐ３は、接触位置Ａ３における垂直抗力である。Ｆ_ＰＬは、導体３に作用する垂直抗力の合計である。Ｆ_ＰＬは、Ｆ_Ｐ１、Ｆ_Ｐ２、及びＦ_Ｐ３を合計して求められる。σは、ベース板１０１および押さえ板１０３の０．２％耐力である。本実施例では、σは３３ＭＰaであった。
（式３）、（式４）において、ｌは、導体３にＦ_ＰＬが作用している時点における、導体３と、ベース板１０１及び押さえ板１０３との、導体３の長手方向における接触長である。

式（３）、（式４）において、ｗ_１は、接触位置Ａ１における、導体３と押さえ板１０３との接触幅である。接触幅ｗ_１は、押さえ板１０３に生じた接触痕１１３の幅を測定して求められる。ｗ_２は、接触位置Ａ２における、導体３とベース板１０１との接触幅である。接触幅ｗ_２は、ベース板１０１に生じた接触位置Ａ２における接触痕の幅を測定して求められる。ｗ_３は、接触位置Ａ３における、導体３とベース板１０１との接触幅である。接触幅ｗ_３は、ベース板１０１に生じた接触位置Ａ３における接触痕の幅を測定して求められる。接触幅ｗ_１～ｗ_３は、いずれも、導体３の長手方向と直交する方向での長さである。μ_ｄは動摩擦係数である。

ｙ、ｌ、ｌ_０について、（式５）が成立する。ｘは、チャック間距離の変化量である。また、ｘは、引抜による導体３の伸び量とyとの和となることから、（式６）が成立する。

（式６）におけるＡは、表２に示すように、導体３の横断面積である。Ａの単位と数値とは表２に示すものである。また、Ｅはヤング率である。Ｅの単位と数値とは表２に示すものである。（式５）及び（式６）から、（式７）が導出される。

（式４）に（式７）を代入することで、（式８）が導出される。（式８）における両辺をｘで微分することで、（式９）が導出される。（式９）におけるαは、動摩擦領域傾きである。（式９）を変形することで、動摩擦係数μ_ｄを表す（式１０）が導出される。

（式１０）に各数値を代入することで、動摩擦係数μ_ｄを算出することができる。ｗ_１～ｗ_３は、試験装置１００において導体３を滑らせた後、接触位置Ａ１、Ａ２、Ａ３において摺動した跡の幅を測定することで得られる。αは、上述したように、図７、図８に示す曲線から得られる。

算出した動摩擦係数μ_ｄを表３に示す。

端子付電線１Ｂ（導体３の材質がＥＣＡｌ（Ｏ）である端子付電線１）、１Ｄ（導体３の材質がＡｌ－Ｚｒ（Ｔ５）である端子付電線１）では、端子付電線１Ａ（導体３の材質がＥＣＡｌ（Ｈ）である端子付電線１）、１Ｃ（導体３の材質がＡｌ－Ｚｒ（Ｈ）である端子付電線１）に比べて、動摩擦係数μ_ｄが顕著に大きかった。端子付電線１Ｂ、１Ｄの動摩擦係数μ_ｄは１以上であった。
表３に、静止摩擦力Ｆ_ｓ、静止摩擦係数μ_ｓ、及び接触痕寸法を示す。静止摩擦係数μ_ｓは、以下の式（１２）により算出される。Ｆ_Ｐｌ０は引き抜く前の導体３に作用する垂直抗力の合計である。Ｆ_Ｐｌ０は、（式１）のｌに接触長ｌ_０の値を代入することにより求めることができる。

静止摩擦係数μ_ｓは、動摩擦係数μ_ｄに比べて、端子付電線１Ａ～１Ｄの間での差が小さかった。端子付電線１Ｂ、１Ｄでは、動摩擦係数μ_ｄは、静摩擦係数μ_ｓより大きかった。

端子付電線１Ａ～１Ｄにおける、動摩擦係数μ_ｄと端末抵抗比変化Ｚとの関係を図９に示す。動摩擦係数μ_ｄが大きいほど、端末抵抗比変化Ｚは小さかった。その理由は以下のように推測される。

導体３に用いられる第１の材料の引張強さは、中空部７に用いられる第２の材料の引張強さよりも大きい。そのため、圧縮部１０～１２を圧縮したとき、中空部７は、導体３よりも、導体３の長手方向において伸び易い。圧縮部１１を圧縮したとき、先に形成された圧縮部１０、１２において、導体３と中空部７との長手方向における伸び量の差に起因して、導体３と中空部７との間で長手方向での滑りが生じる。

導体３と中空部７との間で滑りが始まったとき、動摩擦係数μ_ｄが大きいほど、導体３の表面が大きく塑性変形し、図１２、図１３に示すように、中空部７の内周面に大きな凹凸が発生する。凹凸が大きいほど、導体３と中空部７との間のそれ以上の滑りは抑制され易く、導体３と中空部７との内部にひずみが残留し易い。残留したひずみが大きいほど、熱や衝撃が加わるような過酷な環境においても、導体３と中空部７との接触力が維持され易く、端末抵抗比変化Ｚが増加し難くなる。よって、動摩擦係数μ_ｄが大きいほど、端末抵抗比変化Ｚは小さくなる。
このように端末抵抗比変化Ｚを小さくするためには、先に形成された圧縮部１０、１２にある中空部７の内周面における凹凸（表面粗さ）を、最後に形成された圧縮部１２にある中空部７の内周面における凹凸（表面粗さ）よりも大きくすることが好ましい。圧縮部１０の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）は、圧縮部１１の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。また、圧縮部１２の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）は、圧縮部１１の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。

（５－５）伸び量の測定
圧縮端子５の中空部７内に導体３の露出部を挿入した状態で、幅６ｍｍのダイスを用いて中空部７に対して圧縮を行い、導体３の長手方向における伸び量と、中空部７の長手方向における伸び量とを測定した。圧縮には、６角ダイスを用いた。導体３の材質は、ＥＣＡｌ（Ｏ）、ＥＣＡｌ（Ｈ）、Ａｌ－Ｚｒ（Ｔ５）とした。中空部７の材質はＥＣＡｌ（Ｏ）であった。測定結果を図１０に示す。
「端子伸び」は、中空部７の長手方向における伸び量を意味する。「導体伸び」は、導体３の長手方向における伸び量を意味する。「伸び量差」は、中空部７の長手方向における伸び量から、導体３の長手方向における伸び量を差し引いた値を意味する。引張強さが高いほど、導体３の伸び量は小さかった。
６．他の実施形態
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）上記の実施形態では、圧縮部１０、１１、１２の数は３であったが、圧縮部の数は４以上であってもよい。圧縮部の数は、例えば、４、５、６、７、８、９・・・とすることができる。

（２）上記の実施形態では、圧縮部１０、１１、１２を形成する順番は、圧縮部１０、１２、１１の順番であったが、他の順番であってもよい。例えば、圧縮部１０、１１、１２を形成する順番は、圧縮部１２、１０、１１の順番であってもよい。この場合、圧縮部１２は、隣接する圧縮部１１よりも先に形成された圧縮部である。また、圧縮部１０は、隣接する圧縮部１１よりも先に形成された圧縮部である。そのため、最後に形成された圧縮部１１よりも先に形成された圧縮部１０、１２において、中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）が大きい凹凸部が発生する。
圧縮部１０の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）は、圧縮部１１の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。
また、圧縮部１２の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）は、圧縮部１１の中空部７の内周面における表面粗さ（算術平均粗さＲ_ａ）の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。

（４）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

（５）上述した端子付電線１の他、当該端子付電線１を構成要素とするシステム、端子付電線１の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
［本明細書が開示する技術思想］
［項目１］
導体、及び前記導体を被覆する絶縁層を含む電線と、
前記電線の端部で露出する前記導体が挿入される中空部を有する端子と、
前記導体が挿入された前記中空部を圧縮することで形成された圧縮部と、
を備えた端子付電線であって、
前記導体に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さは、前記中空部に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さよりも大きく、
前記圧縮部は、前記導体の長手方向に沿って３つ以上形成され、
３つ以上形成された前記圧縮部のうち、隣接する前記圧縮部よりも先に形成された前記圧縮部にある前記導体の表面において、先に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さが、最後に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さよりも大きい
端子付電線。
［項目２］
項目１に記載の端子付電線であって、
前記導体の動摩擦係数は１以上である、
端子付電線。
［項目３］
項目１又は２に記載の端子付電線であって、
前記導体の動摩擦係数は、前記導体の静摩擦係数より大きい、
端子付電線。
［項目４］
項目１～項目３のいずれか１つの項目に記載の端子付電線であって、
前記導体は最終焼鈍材である、
端子付電線。
［項目５］
項目１～項目４のいずれか１つの項目に記載の端子付電線であって、
前記導体の破断伸びは６％以上である、
端子付電線。

１、１Ａ～１Ｄ…端子付電線、２…電線、３…導体、４…絶縁層、５…圧縮端子、７…中空部、９…延在部、１０～１２…圧縮部、１００…試験装置、１０１…ベース板、１０３…押さえ板、１０５…溝、１０７Ａ、１０７Ｂ…ボルト、１０９Ａ、１０９Ｂ…ナット、１１１…チャック部、Ｐ１～Ｐ３…圧縮部

Claims (5)

1. 導体、及び前記導体を被覆する絶縁層を含む電線と、
   前記電線の端部で露出する前記導体が挿入される中空部を有する端子と、
   前記導体が挿入された前記中空部を圧縮することで形成された圧縮部と、
   を備えた端子付電線であって、
   前記導体に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さは、前記中空部に用いられる、アルミニウムを主成分とする材料の引張強さよりも大きく、
   前記圧縮部は、前記導体の長手方向に沿って３つ以上形成され、
   ３つ以上形成された前記圧縮部のうち、先に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さが、最後に形成された前記圧縮部にある前記中空部の内周面における表面粗さよりも大きい、
   端子付電線。
2. 請求項１に記載の端子付電線であって、
   前記導体の動摩擦係数は１以上である、
   端子付電線。
3. 請求項１又は２に記載の端子付電線であって、
   前記導体の動摩擦係数は、前記導体の静摩擦係数より大きい、
   端子付電線。
4. 請求項１又は２に記載の端子付電線であって、
   前記導体は最終焼鈍材である、
   端子付電線。
5. 請求項１又は２に記載の端子付電線であって、
   前記導体の破断伸びは６％以上である、
   端子付電線。

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