JP5885346B2 - 圧着端子付きアルミニウム電線および圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアルミニウム素線が束ねられた導体部に圧着端子が圧着されてなる圧着端子付きアルミニウム電線、および圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法に関する。

従来、車両に配索されるワイヤーハーネス等に用いられる端子付き電線には、複数の素線が束ねられた導体部に圧着端子が圧着されてなる圧着端子付き電線が用いられている。

ところで、近年、自動車業界では環境への配慮から、車両を軽量化することによって燃費を向上させることが重要な課題となっている。このため、銅に比して軽量なアルミニウム、あるいはアルミニウム合金を素線の材料として用いた圧着端子付きアルミニウム電線が注目されている。
ところが、アルミニウム素線は、銅製の素線に比してその表面に酸化被膜が形成され易いため、アルミニウム素線とアルミニウム素線との間、あるいはアルミニウム素線と圧着端子との間で接触抵抗が増大してしまうという問題がある。
この問題を解消するため、例えば、特許文献１には、アルミニウム素線に形成された酸化被膜を破壊することによってアルミニウム素線とアルミニウム素線との間、あるいはアルミニウム素線と圧着端子との間での接触抵抗を低下させるようにした圧着端子付きアルミニウム電線が記載されている。

特許文献１に記載された圧着端子付きアルミニウム電線は、圧着端子が導体部に圧着される際、圧着端子に設けられた溝によって、導体部を構成する各アルミニウム素線が効率よく延ばされ、延びた部分の酸化被膜が破壊されることによって形成された新生面に対して、圧着端子に形成されたアルミニウムおよびアルミニウム合金に対して凝着作用を有する被膜が凝着されるようにしている。

特開２００９−１７６６７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された圧着端子付きアルミニウム電線は、導体部を構成するアルミニウム素線の本数が多くなると、すなわち導体部が太径になると、アルミニウム素線は導体部の径方向内側に配置されるほど、圧着端子の圧着による延び量が相対的に小さくなり、酸化被膜が破壊されて形成される新生面の面積が相対的に小さくなるので、接触抵抗が増加し、結果的にアルミニウム電線と圧着端子との接続信頼性が低下してしまうという問題あった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を有してなるアルミニウム電線と、導体部に圧着される圧着端子との接続信頼性が低下することを防止することができる圧着端子付きアルミニウム電線および圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る圧着端子付きアルミニウム電線は、複数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を含むアルミニウム電線と、前記導体部に圧着される圧着端子とを有してなる圧着端子付きアルミニウム電線において、前記複数のアルミニウム素線のうち、前記導体部の最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線を束ねるように、かつ前記圧着端子によって前記導体部が圧着される位置に配置され、アルミニウムとの凝着が可能な金属箔である凝着用金属箔を有してなることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る圧着端子付きアルミニウム電線は、上記の発明において、前記凝着用金属箔は、前記最外周側の複数のアルミニウム素線に接触される位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る圧着端子付きアルミニウム電線は、上記の発明において、前記凝着用金属箔は、前記最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線を筒内に束ねるように筒状に形成されてなることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項４に係る圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法は、複数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を含むアルミニウム電線と、前記導体部に圧着される圧着端子とを有してなる圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法において、前記複数のアルミニウム素線を束ねる工程で、前記複数のアルミニウム素線のうち、最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線を束ねるように、かつ前記圧着端子によって前記導体部が圧着される位置にアルミニウムとの凝着が可能な金属箔である凝着用金属箔を配置する凝着用金属箔配置工程を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る圧着端子付きアルミニウム電線は、前記凝着用金属箔が前記最外周側の複数のアルミニウム素線と、前記最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線との間に配置された状態で、前記導体部が前記圧着端子によって圧着されるので、圧着によって酸化被膜が破壊されて発生した前記内側にある複数のアルミニウム素線の各新生面に対して前記凝着用金属箔が凝着され、該凝着用金属箔を間にして前記複数のアルミニウム素線が一体化されるため、多数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を有してなるアルミニウム電線と、導体部に圧着される圧着端子との接続信頼性が低下することを防止することができる。

本発明の請求項２に係る圧着端子付きアルミニウム電線は、前記内側にあるアルミニウム素線が前記圧着端子に直接接触される最外周側の複数のアルミニウム素線に対して、前記凝着用金属箔を介して電気的に接続され易くなるので、アルミニウム電線と圧着端子との接続信頼性の低下を防止する効果をより高めることができる。

本発明の請求項３に係る圧着端子付きアルミニウム電線は、筒状の前記凝着用金属箔の筒内に前記複数のアルミニウム素線を束ねるだけで前記凝着用金属箔をセットすることができるので、製造が容易である。

本発明の請求項４に係る圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法は、前記凝着用金属箔が前記最外周側の複数のアルミニウム素線と、前記最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線との間に配置された状態で、前記導体部が前記圧着端子によって圧着されるので、前記圧着端子により圧着されることによって酸化被膜が破壊されて発生した前記内側にある複数のアルミニウム素線の各新生面に対して前記凝着用金属箔が凝着され、該凝着用金属箔を間にして前記複数のアルミニウム素線が一体化されるため、多数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を有してなるアルミニウム電線と、導体部に圧着される圧着端子との接続信頼性が低下することを防止することができ、しかも、前記複数のアルミニウム素線を束ねる工程で前記凝着用金属箔がセットされるため、前記導体部に前記圧着端子を圧着する工程が煩雑にならない。

図１は、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線の分解斜視図である。 図２は、図１に示したアルミニウム電線の絶縁被覆部を含む部分の横断面図である。 図３は、図２に示したアルミニウム電線のＡ―Ａ線断面図である。 図４は、図１に示した圧着端子付きアルミニウム電線を端末部側から視た図である。 図５は、圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法を示した図である。 図６は、圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法を示した図である。 図７は、本発明の実施例の変形例１の圧着端子付きアルミニウム電線のアルミニウム電線の絶縁被覆部を含む部分の横断面図である。 図８は、本発明の実施例の変形例２の圧着端子付きアルミニウム電線のアルミニウム電線の絶縁被覆部を含む部分の横断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る圧着端子付きアルミニウム電線および圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法の好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１の分解斜視図である。図２は、図１に示したアルミニウム電線２０の絶縁被覆部２１を含む部分の横断面図である。図３は、図２に示したアルミニウム電線２０のＡ―Ａ線断面図である。図４は、図１に示した圧着端子付きアルミニウム電線１を端末部２０ａ側から視た図である。
本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１は、複数のアルミニウム素線１０が束ねられた導体部１１を含むアルミニウム電線２０と、導体部１１に圧着される圧着端子３０と、アルミニウムとの凝着が可能な金属箔である凝着用金属箔４０と、を有してなる。

まず、アルミニウム電線２０について説明する。
アルミニウム電線２０は、複数のアルミニウム素線１０が束ねられてなる導体部１１の外周面が絶縁被覆部２１によって覆われてなる。
アルミニウム素線１０は、アルミニウム製、あるいはアルミニウム合金製であり、複数本束ねられることによって電線の導体部１１を構成する。
絶縁被覆部２１は、絶縁性の合成樹脂からなり、導体部１１の全周を包囲するように形成されることによって、導体部１１を外部から絶縁可能に保護するものである。
このようなアルミニウム電線２０は、端末部２０ａの絶縁被覆部２１が除去されることによって露出された導体部１１に圧着端子３０が圧着されるようになっている。

次に、圧着端子３０について説明する。
圧着端子３０は、銅、あるいは銅合金等の金属からなる平板が金型プレス加工され、さらに折り曲げ加工されることによって形成された端子金具である。この圧着端子３０は、不図示の相手接続先との接続部分となる相手接続部３１と、アルミニウム電線２０の露出された導体部１１に圧着されるワイヤーバレル部３２と、絶縁被覆部２１に圧着されるインシュレーションバレル部３３とを有してなる。

相手接続部３１は、外形円形状の平板の略中央に円形状の貫通孔３１ａが形成されてなり、この貫通孔３１ａにボルト等の固定部材が挿通されて不図示の相手接続先に固定されるようになっている。なお、相手接続部３１は、相手接続先に電気的に接続されるようになっていれば、その他の形状であっても構わない。

ワイヤーバレル部３２は、相手接続部３１とインシュレーションバレル部３３との間に形成され、露出された導体部１１が載置される底面を形成する壁からなる底壁部３２ａと、この底壁部３２ａの両縁が片状に起立された一対の側壁部３２ｂとを有してなる。この一対の側壁部３２ｂが、いわゆるアンビル、クリンパ等の圧着用の冶具を用いて内側に曲げられることによって導体部１１に圧着されるようになっている。

インシュレーションバレル部３３は、圧着端子３０の相手接続部３１とは逆側の端部を形成し、ワイヤーバレル部３２の底壁部３２ａに連接され、絶縁被覆部２１が残されたアルミニウム電線２０の端末部２０ａが載置される底壁部３３ａと、この底壁部３３ａの両縁が片状に起立された一対の側壁部３３ｂとを有してなる。この一対の側壁部３３ｂが、ワイヤーバレル部３２と同様に圧着用の冶具を用いて内側に曲げられることによって絶縁被覆部２１に圧着されるようになっている。

凝着用金属箔４０は、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、あるいは、アルミニウム合金等、アルミニウムとの凝着が可能な金属箔である。
この凝着用金属箔４０は、複数のアルミニウム素線１０のうち、導体部１１の最外周側の複数のアルミニウム素線群１０ａ（以下、「最外周側アルミニウム素線群」という。）よりも内側にある複数のアルミニウム素線群１０ｂ（以下、「内側アルミニウム素線群」という。）を束ねるように、かつ圧着端子３０によって導体部１１が圧着される位置に配置される。
より具体的には、凝着用金属箔４０は、内側アルミニウム素線群１０ｂを筒内に束ねるように筒状に形成されてなる。

このため、圧着端子３０がアルミニウム電線２０の露出された導体部１１に圧着された場合、図４に示すように、凝着用金属箔４０の各面が最外周側アルミニウム素線群１０ａと、内側アルミニウム素線群１０ｂとに密着される。このため、圧着端子３０が圧着されることによって最外周側アルミニウム素線群１０ａ、および内側アルミニウム素線群１０ｂの各アルミニウム素線１０の酸化被膜が破壊されて露出された新生面に凝着用金属箔４０が凝着される。

次に、図５および図６を用いて圧着端子付きアルミニウム電線１の製造方法について説明する。図５および図６は、圧着端子付きアルミニウム電線１の製造方法を示した図である。
まず、作業者は、内側アルミニウム素線群１０ｂを束ねる（図５（ａ）参照）。この内側アルミニウム素線群束ね工程によって、内側アルミニウム素線群１０ｂは、複数のアルミニウム素線１０が撚り合わされるようにして束ねられる。

その後、作業者は、束ねられた内側アルミニウム素線群１０ｂの外周全域を覆うように凝着用金属箔４０をセットする（図５（ｂ）参照）。この凝着用金属箔配置工程によって、凝着用金属箔４０が内側アルミニウム素線群１０ｂを筒内に束ね、かつ導体部１１が圧着端子３０によって圧着される位置に配置される。ここで、凝着用金属箔４０は、筒状であるため、内側アルミニウム素線群１０ｂを容易に束ねることができる。

その後、作業者は、凝着用金属箔４０の外周面を覆うように最外周側アルミニウム素線群１０ａを束ねる（図５（ｃ）参照）。この最外周側アルミニウム素線群束ね工程によって、凝着用金属箔４０の各面が最外周側アルミニウム素線群１０ａと、内側アルミニウム素線群１０ｂとに接触される。

その後、作業者は、束ねられた最外周側アルミニウム素線群１０ａの外周全域を覆うように絶縁被覆部２１をセットする（図５（ｄ）参照）。この絶縁被覆部セット工程によって、アルミニウム電線２０が完成される。

その後、作業者は、アルミニウム電線２０の端末部２０ａの絶縁被覆部２１を除去する（図６（ａ）参照）。この絶縁被覆部除去工程によって、アルミニウム電線２０の導体部１１が圧着端子３０に圧着されるように露出される。

その後、作業者は、アルミニウム電線２０に圧着端子３０を圧着することによって圧着端子付きアルミニウム電線１が完成される（図６（ｂ）、図６（ｃ）参照）。この端子圧着工程によって、ワイヤーバレル部３２が露出されたえ導体部１１に圧着されることによって、圧着端子３０と導体部１１とが電気的に接続される。
また、各アルミニウム素線１０は、ワイヤーバレル部３２に圧着された部分が延ばされ、酸化被膜が破壊されることによって各所に新生面が形成される。各所に形成された新性面のうち、最外周側アルミニウム素線群１０ａ、および内側アルミニウム素線群１０ｂの凝着用金属箔４０側の面に形成された各新生面に凝着用金属箔４０が凝着されることによって、最外周側アルミニウム素線群１０ａと内側アルミニウム素線群１０ｂとが一体となり、電気的に接続される。

本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１は、凝着用金属箔４０が最外周側アルミニウム素線群１０ａと、内側アルミニウム素線群１０ｂとの間に配置された状態で、導体部１１が圧着端子３０によって圧着されるので、圧着によって酸化被膜が破壊されて発生した内側アルミニウム素線群１０ｂ、および最外周側アルミニウム素線群１０ａの各新生面に対して凝着用金属箔４０が凝着され、凝着用金属箔４０を間にして最外周側アルミニウム素線群１０ａと、内側アルミニウム素線群１０ｂとが一体化されるため、多数のアルミニウム素線１０が束ねられた導体部１１を有してなるアルミニウム電線２０と、導体部１１に圧着される圧着端子３０との接続信頼性が低下することを防止することができる。

また、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１は、内側のアルミニウム素線１０ｂが圧着端子３０に直接接触される最外周側の複数のアルミニウム素線１０ｂに対して、凝着用金属箔４０を介して電気的に接続され易くなるので、アルミニウム電線２０と圧着端子３０との接続信頼性の低下を防止する効果をより高めることができる。

また、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１は、筒状の凝着用金属箔４０の筒内に内側アルミニウム素線群１０ｂを束ねるだけで凝着用金属箔４０をセットすることができるので、製造が容易である。

また、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法は、凝着用金属箔４０が最外周側アルミニウム素線群１０ａと、内側アルミニウム素線群１０ｂとの間に配置された状態で、導体部１１が圧着端子３０によって圧着されるので、圧着によって酸化被膜が破壊されて発生した内側アルミニウム素線群１０ｂ、および最外周側アルミニウム素線群１０ａの各新生面に対して凝着用金属箔４０が凝着され、凝着用金属箔４０を間にして最外周側アルミニウム素線群１０ａと、内側アルミニウム素線群１０ｂとが一体化されるため、多数のアルミニウム素線１０が束ねられた導体部１１を有してなるアルミニウム電線２０と、導体部１１に圧着される圧着端子３０との接続信頼性が低下することを防止することができ、しかも、複数のアルミニウム素線１０を束ねる工程で凝着用金属箔４０がセットされるため、導体部１１に圧着端子３０を圧着する工程が煩雑にならない。

（変形例１）
次に、図７を用いて本発明の実施例の圧着端子付きアルミニウム電線１の変形例１について説明する。図７は、本発明の実施例の変形例１の圧着端子付きアルミニウム電線２のアルミニウム電線５０の断面図である。
この変形例１の圧着端子付きアルミニウム電線２は、凝着用金属箔４０，４０が複数のアルミニウム素線を径方向で２重に束ねるようにして配置されている点で実施例の圧着端子付きアルミニウム電線１と異なる。
なお、その他の構成は実施例と同様であり、実施例と同一構成部分には同一符号を付している。

この変形例１の圧着端子付きアルミニウム電線２は、実施例１の圧着端子付きアルミニウム電線１と同様の効果を奏するとともに、実施例の圧着端子付きアルミニウム電線１に比して最外周側アルミニウム素線群１０ａよりも内側に、より多くの凝着用金属箔４０，４０が配置されるので、アルミニウム電線２０と圧着端子３０との接続信頼性の低下を防止する効果をより高めることができる。

なお、この変形例１の圧着端子付きアルミニウム電線２では、凝着用金属箔４０が複数のアルミニウム素線１０を径方向で２重に束ねるようにして配置されるものを例示したが、導体部１１を構成するアルミニウム素線１０の数の増加に応じて、凝着用金属箔４０がより多重で複数のアルミニウム素線１０を束ねるように配置されるようにしてもよい。

（変形例２）
次に、図８を用いて本発明の実施例の圧着端子付きアルミニウム電線１の変形例２について説明する。図８は、本発明の実施例の変形例２の圧着端子付きアルミニウム電線３のアルミニウム電線６０の断面図である。
この変形例２の圧着端子付きアルミニウム電線３は、凝着用金属箔７０が筒状でない点で実施例の圧着端子付きアルミニウム電線１と異なる。
なお、その他の構成は実施例と同様であり、実施例と同一構成部分には同一符号を付している。

この変形例２の圧着端子付きアルミニウム電線３は、凝着用金属箔７０が内側アルミニウム素線群１０ｂを束ねるように断面Ｃ状に形成されてなる。

この変形例２の圧着端子付きアルミニウム電線３は、実施例の圧着端子付きアルミニウム電線１に比して内側アルミニウム素線群１０ｂ、あるいは最外周側アルミニウム素線群１０ａの新生面に凝着される凝着用金属箔７０の面積が小さくなるものの、実施例１の圧着端子付きアルミニウム電線１と同様に、多数のアルミニウム素線１０が束ねられた導体部１１を有してなるアルミニウム電線６０と、導体部１１に圧着される圧着端子３０との接続信頼性が低下することを防止することができる。

なお、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１，２，３は、複数のアルミニウム素線１０を束ねる工程で、凝着用金属箔４０，７０がセットされるものを例示したが、これに限らず、凝着用金属箔４０，７０は、最外周側アルミニウム素線群１０ａよりも内側にある内側アルミニウム素線群１０ｂを束ねるように、かつ導体部１１が圧着端子３０によって圧着される位置に配置されていればよい。例えば、圧着端子３０の圧着工程で、圧着端子３０によって圧着される部分にだけに凝着用金属箔をセットするようにしてもよい。

また、本発明の実施例に係る圧着端子付きアルミニウム電線１，２，３は、凝着用金属４０，７０が最外周側アルミニウム素線群１０ａに接触されるように配置されるものを例示したが、これに限らず、凝着用金属箔は、最外周側アルミニウム素線群１０ａよりも内側にある内側アルミニウム素線群１０ｂを束ねるように配置されていればよい。例えば、図７に示す圧着端子付きアルミニウム電線２の２重に配置された凝着用金属箔４０，４０のうち、径方向内側の凝着用金属箔４０のみを設けるようにしてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を、上述した発明の実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上述した発明の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１、２、３ 圧着端子付きアルミニウム電線
１０ アルミニウム素線
１０ａ 最外周側アルミニウム素線群
１０ｂ 内側アルミニウム素線群
１１ 導体部
２０、５０、６０ アルミニウム電線
２０ａ 端末部
２１ 絶縁被覆部
３０ 圧着端子
３１ 相手接続部
３１ａ 貫通孔
３２ ワイヤーバレル部
３２ａ 底壁部
３２ｂ 側壁部
３３ インシュレーションバレル部
３３ａ 底壁部
３３ｂ 側壁部
４０、７０ 凝着用金属箔

Claims (4)

1. 複数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を含むアルミニウム電線と、前記導体部に圧着される圧着端子とを有してなる圧着端子付きアルミニウム電線において、
   前記複数のアルミニウム素線のうち、前記導体部の最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線を束ねるように、かつ前記導体部が前記圧着端子によって圧着される位置に配置され、アルミニウムとの凝着が可能な金属箔である凝着用金属箔を有してなることを特徴とする圧着端子付きアルミニウム電線。
2. 前記凝着用金属箔は、
   前記最外周側の複数のアルミニウム素線に接触される位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の圧着端子付きアルミニウム素線。
3. 前記凝着用金属箔は、
   前記最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線を筒内に束ねるように筒状に形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の圧着端子付きアルミニウム電線。
4. 複数のアルミニウム素線が束ねられた導体部を含むアルミニウム電線と、前記導体部に圧着される圧着端子とを有してなる圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法において、
   前記複数のアルミニウム素線を束ねる工程で、前記複数のアルミニウム素線のうち、最外周側の複数のアルミニウム素線よりも内側にある複数のアルミニウム素線を束ねるように、かつ前記導体部が前記圧着端子によって圧着される位置にアルミニウムとの凝着が可能な金属箔である凝着用金属箔を配置する凝着用金属箔配置工程を含むことを特徴とする圧着端子付きアルミニウム電線の製造方法。

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