JP4790851B2 - アルミニウム体の接続構造およびコネクタ - Google Patents

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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上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るから、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、アルミニウム体を被接続体に接続する接続構造において、上記被接続体に傾斜面を有する複数の突起を設け、上記突起を上記アルミニウム体の表面に圧入して、上記アルミニウム体の表面部に上記傾斜面に沿ったひずみ領域を複数形成し、上記アルミニウム体の表面部に上記ひずみ領域が閉じている独立領域を複数形成し、上記傾斜面の傾斜角度を４５〜７５度とし、上記突起の形状を４辺の長さが等しい截頭四角錐形状としたことを特徴とする。
また、上記ひずみ領域のひずみが１６〜３２％であることを特徴としてもよい。
また、上記アルミニウム体がアルミニウム電線であり、上記突出部の中心間の距離を上記アルミニウム電線の直径の０．２５〜１．２５倍とした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、上記圧着部に突起部材を固定し、上記突起部材に複数の上記突起を設けたことを特徴とする。
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、ポストの圧着部に複数の上記突起を設け、アンカーの内面に複数の上記突起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、突出部の傾斜面に沿ってひずみ領域が複数形成され、ひずみ領域からの冷間流れが主に傾斜面と直角の方向に生ずるから、あるひずみ領域のある部分からの冷間流れを他のひずみ領域または同じひずみ領域の他の部分によって止めることができる。このため、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るから、突出部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。また、アルミニウム体の表面部にひずみ領域が閉じている独立領域を複数形成しているから、ひずみ領域のどの部分にも同じひずみ領域の他の部分が対向しているので、冷間流れを確実に止めることができるため、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良好に抑制することができる。また、突出部の傾斜面の傾斜角度を４５度以上としているから、多くの冷間流れのひずみ領域で止めることができ、また突出部の傾斜面の傾斜角度を７５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、アルミニウム体と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、ひずみ領域のひずみを１６〜３２％にしたときには、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、突出部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、アルミニウム体と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、突出部の中心間の距離をアルミニウム電線の直径の０．２５以上としたときには、被接続体の製造が容易であり、また突出部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、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。
また、本発明に係るコネクタにおいては、アルミニウム体を接続したときに、突起の傾斜面に沿ってひずみ領域が形成され、あるひずみ領域のある部分からの冷間流れを他のひずみ領域または同じひずみ領域の他の部分によって止めることができるから、突起の傾斜面とひずみ領域との間の圧着力、圧接力の低下を抑制することができるので、アルミニウム体とコネクタ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。
本発明に係るアルミニウム電線の接続構造を説明する図である。 図１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。 本発明に係るコネクタを示す図である。 図３に示したコネクタの部品を示す図である。 本発明に係る他のコネクタの部品を示す図である。 図５に示したコネクタとアルミニウム電線との接続方法の説明図である。 参考例のコネクタを示す図である。
図１は本発明に係るアルミニウム電線の接続構造を説明する図であって、（ａ）はアルミニウム電線の接続構造を示す図、（ｂ）は（ａ）の拡大Ａ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）に示したアルミニウム電線の接続構造に使用するコネクタの変形前の圧着部の一部を示す図、（ｄ）は（ｃ）の拡大Ｂ−Ｂ断面図であり、また図２は図１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。図に示すように、単線のアルミニウム電線１の端部とコネクタ２の圧着部３とが圧着されている。そして、圧着部３に複数の突起４（突出部）が設けられている。突起４は４辺の長さが等しい截頭四角錐形状であり、突起４は４つの傾斜面５を有している。また、図１（ｄ）に示す状態において、圧着部３の表面に対する突起４の稜線の角度は６０度であり、傾斜面５の傾斜角度θは６０度である。そして、突起４が基部を残してアルミニウム電線１の表面に圧入されており、アルミニウム電線１の表面部に傾斜面５に沿ったひずみ領域６が形成されている。そして、アルミニウム電線１の表面部にはひずみ領域６が閉じている独立領域が複数形成されている。すなわち、アルミニウム電線１の表面部には、４つの突起４によって囲まれた領域内に存在する図２紙面左右方向平面において切れ目のないひずみ領域６が形成されており、この切れ目のないひずみ領域６によって囲まれた独立領域が複数形成されている。また、アルミニウム電線１の表面部の４つの突起４によって囲まれた領域においては、ひずみ領域６の体積はひずみ領域６以外の領域の体積よりも大きい。
このようなアルミニウム電線の接続構造においては、アルミニウム電線１の表面部にはひずみ領域６が閉じている独立領域が複数形成され、ひずみ領域６のどの部分にも同じひずみ領域６の他の部分が対向している。したがって、ひずみ領域６のある部分からの冷間流れを同じひずみ領域６の他の部分によって止めることができるから、冷間流れを確実に止めることができる。このため、冷間流れによるひずみ領域６の応力の低下を抑制することができるから、突起４の傾斜面５とアルミニウム電線１のひずみ領域６との間の圧着力（密着力）の低下を抑制することができるので、アルミニウム電線１とコネクタ２の圧着部３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３は本発明に係るコネクタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図である。また、図４は図３に示したコネクタの部品を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は本体を示す図、（ｄ）〜（ｆ）は突起部材を示す図で、（ａ）、（ｄ）は平面図、（ｂ）、（ｅ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｆ）は突起部材を筒状に曲げた状態を示す図である。図に示すように、銅からなる本体１１に圧着部１２が設けられている。圧着部１２に銅からなる突起部材１３がロウ付けにより固定されている。突起部材１３の表面に複数の突起１４（突出部）が設けられている。突起１４は截頭四角錐形状であり、突起１４は４つの傾斜面を有している。図４（ｅ）に示す状態において、突起部材１３の表面に対する突起１４の稜線の角度は６０度である。また、図４（ｄ）に示すように、突起１４が設けられた部分の紙面上下方向寸法は６．７９ｍｍ、左右方向寸法は５．０９ｍｍ、突起１４の底部の寸法は０．４ｍｍ、突起１４の高さは０．２ｍｍである。
このコネクタにおいては、ほぼ筒状にした圧着部１２内にアルミニウム電線１の端部を挿入したのち、圧着部１２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とコネクタとを接続する。そして、アルミニウム電線１とコネクタ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１３によって覆われている。
このようなコネクタにおいては、アルミニウム電線１とコネクタとを接続した状態では、突起１４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の表面部にはひずみ領域が閉じている独立領域が複数形成されるから、冷間流れを確実に止めることができるので、アルミニウム電線１とコネクタの圧着部１２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。
図５は本発明に係る他のコネクタの部品を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はポストを示す図、（ｅ）〜（ｈ）はアンカーを示す図で、（ａ）、（ｅ）は平面図、（ｂ）、（ｆ）は左側面図、（ｃ）、（ｇ）は正面図、（ｄ）、（ｈ）は右側面図である。図に示すように、銅からなるポスト２１は柄部２２およびほぼロ字状に曲げられた圧着部２３を有している。圧着部２３に突起２４（突出部）が設けられている。突起２４は截頭四角錐形状であり、突起２４は４つの傾斜面を有している。また、圧着部２３の表面に対する突起２４の稜線の角度は６０度である。また、銅からなるアンカー２５は板をコ字状に曲げたものであり、アンカー２５の内面に突起２６（突出部）が設けられている。突起２６は截頭四角錐形状であり、突起２６は４つの傾斜面を有している。また、アンカー２５の表面に対する突起２６の稜線の角度は６０度である。アンカー２５に溝２７が設けられている。
つぎに、図６により図５に示したコネクタとアルミニウム電線との接続方法を説明する。まず、図６（ａ）に示すように、穴２９が設けられた台２８にアンカー２５を載置するとともに、アルミニウム電線１の端部を溝２７、穴２９に通す。つぎに、図６（ｂ）に示すように、ポスト２１を下降することにより、圧着部２３をアンカー２５内に位置させる。つぎに、図６（ｃ）に示すように、圧着部２３を矢印Ｃの方向に押すことにより、圧着部２３を変形させる。つぎに、図６（ｄ）に示すように、圧着部２３とアンカー２５とでアルミニウム電線１の端部に圧着することにより、アルミニウム電線１とコネクタとを接続する。そして、アルミニウム電線１とコネクタとが接続された状態では、圧着部２３とアンカー２５とでアルミニウム電線１の端部が挟まれている。
このようなコネクタにおいては、アルミニウム電線１とコネクタとを接続した状態では、突起２４、２６がアルミニウム電線１の端部の表面に圧入される。そして、アルミニウム電線１の表面部にはひずみ領域が閉じている独立領域が複数形成されるから、冷間流れを確実に止めることができるので、アルミニウム電線１とコネクタの圧着部２３、アンカー２５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７は参考例のコネクタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は（ｄ）のＤ−Ｄ断面である。図に示すように、銅からなる本体３１に圧接部３２が設けられている。圧接部３２は折り曲げて形成された４枚の板状部３３を有しており、各板状部３３に溝３４が設けられている。そして、溝３４の中心は各板状部３３と直角な平面に含まれており、各溝３４の幅（図７（ｃ）紙面左右方向寸法）は同一である。各板状部３３の溝３４部には傾斜面３５が設けられ、傾斜面３５の図７（ｅ）の紙面上下方向に対する角度すなわち傾斜角度は６０度である。
このコネクタにおいては、図７（ｂ）の紙面下方から溝３４内にアルミニウム電線１の端部を挿入して、板状部３３の溝３４部（突出部）をアルミニウム電線１の端部に圧接することにより、アルミニウム電線１とコネクタとを接続する。
このようなコネクタにおいては、アルミニウム電線１とコネクタとを接続した状態では、板状部３３の溝３４部がアルミニウム電線１の表面に圧入される。そして、アルミニウム電線１の表面部に板状部３３の溝３４部の傾斜面３５に沿ってひずみ領域が形成され、アルミニウム電線１の表面部にひずみ領域が対向した対向領域を複数形成される。したがって、対向する２つのひずみ領域からの冷間流れをそれぞれ他方のひずみ領域により止めることができるから、板状部３３の溝３４部の傾斜面３５とひずみ領域との間の冷間流れによる圧接力（密着力）の低下を抑制することができるので、アルミニウム電線１とコネクタの圧接部３２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。
また、上述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、上述実施の形態、参考例においては、突出部（突起４、１４、２４、２６、板状部３３の溝３４部）の傾斜面の傾斜角度を６０度としたが、突出部の傾斜面の傾斜角度を４５〜７５度、特に５５〜６５度とするのが望ましい。この場合、突出部の傾斜面の傾斜角度を４５度以上、特に５５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、また突出部の傾斜面の傾斜角度を７５度以下、特に６５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、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、突出部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、突出部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、突出部の中心間の距離をアルミニウム電線の直径の０．２５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、また突出部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。
また、図７に示した参考例においては、圧接部３２が４枚の板状部３３を有する場合について説明したが、圧接部に３枚、５枚以上の板状部を設けてもよい。
１…アルミニウム電線、２…コネクタ、３…圧着部、４…突起、５…傾斜面、６…ひずみ領域、１２…圧着部、１４…突起、２３…圧着部、２４…突起、２５…圧着部、２６…突起、３２…圧接部、３４…溝

Claims (5)

  1. アルミニウム体を被接続体に接続する接続構造において、
    上記被接続体に傾斜面を有する複数の突起を設け、上記突起を上記アルミニウム体の表面に圧入して、上記アルミニウム体の表面部に上記傾斜面に沿ったひずみ領域を複数形成し、
    上記アルミニウム体の表面部に上記ひずみ領域が閉じている独立領域を複数形成し、
    上記傾斜面の傾斜角度を４５〜７５度とし、
    上記突起の形状を４辺の長さが等しい截頭四角錐形状とした
    ことを特徴とするアルミニウム体の接続構造。
  2. 上記ひずみ領域のひずみが１６〜３２％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. 上記アルミニウム体がアルミニウム電線であり、上記突出部の中心間の距離を上記アルミニウム電線の直径の０．２５〜１．２５倍としたことを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム体の接続構造。
  4. 請求項１、２または３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、上記圧着部に突起部材を固定し、上記突起部材に複数の上記突起を設けたことを特徴とするコネクタ。
  5. 請求項１、２または３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、ポストの圧着部に複数の上記突起を設け、アンカーの内面に複数の上記突起を設けたことを特徴とするコネクタ。
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