JP7162413B2 - アルミニウム合金製車載用バスバー及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム合金製車載用バスバー及びその製造方法に関する。

従来、車載用バスバー等の導電部材の基材には、導電性の良い銅が使用されてきた。近年は、銅地金の高騰等の理由から、アルミニウム又はアルミニウム合金が使用される場合が多い。しかし、アルミニウム又はアルミニウム合金は、その表面に絶縁性の酸化物や水和物の皮膜が生じやすく、経時的に接触抵抗が増加するという問題があった。そこで、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材を用いた導電部材では、導電性を向上させるために、被導電部材と通電させる接点部にＳｎめっき層が設けられている。

Ｓｎめっき層が設けられる際に、アルミニウム又はアルミニウム合金は難めっき素材であるため、まず、その表面にジンケート処理を行ってＺｎ層が設けられる。このＺｎ層は、強酸性浴であるＳｎめっき浴によって溶解してしまう場合があるので、通常は、Ｚｎ層の上にさらに下地層として、弱酸性浴で形成可能なＮｉめっき層が設けられ、その上にＳｎめっき層が設けられている（特許文献１、２）。
特開２０１３－２２７６３０号公報 特開２００６－２９１３４０号公報

しかしながら、Ｎｉめっき層を設けた後にＳｎめっき層を設ける場合、めっき処理の工程が多くコストがかかるという問題があった。加えて、めっき層が設けられた後の導電部材は、接点部以外での通電を防ぐ目的で、接点部以外の表面が絶縁性の樹脂等で被覆されていることが多い。樹脂による被覆をするために導電部材を樹脂と一体成形する場合、溶融した樹脂の熱によって、樹脂で被覆される接点部以外の表面だけでなく、Ｓｎめっき層が設けられている接点部も高温となる。すると、Ｓｎの融点は２３２℃と低いので、Ｓｎめっき層が部分的に溶融してめっきが欠損してしまい、接触抵抗の増大を抑制する効果が十分に得られない場合がある。

こうした問題を解決する目的で、Ｓｎめっき層を設けずに、融点が高いＮｉめっき層を下地層ではなく最表面層とする導電部材が考えられる。しかし、Ｎｉめっき層は、高温高湿潤環境下ではＳｎめっき層よりも酸化物や水和物を生じる傾向が強く、その結果、接触抵抗が増大してしまう場合がある。そのため、車両のエンジンルーム内のような高温高湿潤環境下で用いられる車載用バスバーとしては、基材上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層をこの順で有する導電部材が依然として用いられている。

車載用のバスバーには、車載用として一定以上の耐力が求められる。車載用バスバーには耐力に優れるＴ６材を用いることが一般的であるが、Ｔ６材は伸びが小さいため、エッジワイズ曲げ等の成形加工により破断してしまい、プレス加工のように切断加工と成形加工とを同時に行うことにより製造することになり、歩留りが低い。このため、上記問題を解決できる車載用バスバーが望まれている。

本発明は、接触抵抗の増大を抑制することができるアルミニウム合金製車載用バスバー及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記の課題を達成するべく種々の研究を行った結果、Ｎｉめっき層の表面を粗くすることで、高温高湿潤環境下でもＮｉめっき層の表面に酸化物や水和物が形成されることを防ぐことができることを見出した。そして、表面が粗いＮｉめっき層を最表面層として形成することで、Ｓｎめっき層を設けずかつ接触抵抗の増大を十分に抑制することができることを見出した。また、めっき処理を施したアルミニウム合金基材を長尺状に切断し、エッジワイズ曲げ等の成形加工を施した後に時効処理を施すことにより、高い歩留りで、車載用として利用可能な耐力を有するバスバーが得られるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、表面の算術平均粗さＳａが２０ｎｍ以上であり、かつ、押し込み硬さＨ_ＩＴが５０００Ｎ／ｍｍ^２以下であるＮｉめっき層を表面に有し、耐力が１５５ＭＰａ以上であることを特徴とする、アルミニウム合金製車載用バスバーである。

本発明は、以下の態様を採用することができる。すなわち、本発明の一態様としては、前記アルミニウム合金製車載用バスバーは、帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材から形成されている。また、アルミニウム合金製車載用バスバーは、少なくとも１以上の曲げ部を有する。また、少なくとも１以上の曲げ部は、エッジワイズ曲げ部である。また、少なくとも１以上の曲げ部は、１０°以上の曲げ角を有し、且つ曲げ部を挟むバスバーの平坦部の同一の圧延面が平行である。

また、本発明の一態様としては、Ｎｉめっき層の膜厚は、０．１～１０μｍである。また、Ｎｉめっき層中の硫黄の含有量は、０．１質量％未満であることが好ましい。また、接点部以外の表面に樹脂層が形成されているように構成することができる。

また、本発明は、コイル状に巻かれたアルミニウム合金圧延材を引き出し、硫黄を含有する光沢剤を含まないＮｉめっき処理液で前記圧延材をめっき処理する工程と、めっき処理された圧延材をコイル状に巻き上げる工程と、めっき処理された圧延材を切断加工する工程と、切断された圧延材を成形加工する工程と、を含むことを特徴とする、上記いずれかに記載のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法である。

また、本発明の一態様としては、切断加工する工程は、圧延材から一方向に延びる帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材を打ち抜く工程であり、また、成形加工する工程は、エッジワイズ曲げ加工を含む。また、成形加工する工程の後に、熱処理工程を含む。また、めっき処理工程は、ｐＨが３．５～４．８のスルファミン酸浴を用いて電解めっき処理を行うことが好ましい。また、めっき処理する工程後に、接点部以外の部分に樹脂層を設ける工程を有する。

本発明によれば、接触抵抗の増大を抑制することができるアルミニウム合金製車載用バスバーを得ることができる。

本発明のアルミニウム合金製車載用バスバーの一実施形態を示す斜視図である。 成形加工前のアルミニウム合金基材を示す斜視図である。 図２におけるアルミニウム合金基材の断面図である。 面の算術平均粗さＳａについての説明図である。 硫黄を含む光沢剤を含むめっき処理液で形成したＮｉめっき層の表面の走査電子顕微鏡画像である。 光沢剤を含まないめっき処理液で形成したＮｉめっき層の表面の走査電子顕微鏡画像である。 本発明のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法のフロー図である。 成形加工の一例であるエッジワイズ曲げを例示する模式図であって（ａ）は、平面図、（ｂ）は、側面図である。 成形加工の一例であるフラットワイズ曲げを例示する模式図であって（ａ）は、平面図、（ｂ）は、側面図である。 成形加工の一例であるヘム曲げを例示する模式図であって（ａ）は、平面図、（ｂ）は、側面図である。 接触抵抗の測定方法を示す模式図である。 温湿度サイクル試験についての説明図である。 接触抵抗とＮｉめっき層表面の算術平均粗さＳａとの関係を示すグラフである。 接触抵抗とＮｉめっき層の押し込み硬さＨ_ＩＴとの関係を示すグラフである。 熱処理前後のＮｉめっき材の接触抵抗を示すグラフである。 歩留り評価のためのバスバーの形状を示す図面である。

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。

［車載用バスバー］
図１は、本発明に係るアルミニウム合金製車載用バスバーの一実施形態を示す図である。この図に示すように、アルミニウム合金製車載用バスバー（以下バスバーと称す）１は、帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材から形成された、アルミニウム合金基材の成形体であって、一方向（二点鎖線ｘで示す方向）に延びる一方の基端部２の先端２ａに、前記一方向から側方に折り曲げられて前記一方向に直交する方向に延びる中間部３が形成され、該中間部３の先端３ａに、該先端３ａから前記二点鎖線ｘ側に折り曲げられて前記一方向側へ延びる中間部４が形成され、該中間部４の先端４ａに、その上面５から斜め上方に立ち上がる立上り部６が形成され、該立上り部６の上端６ａに、該上端６ａから上面を前記一方の端部２の上面と平行に位置させて、前記一方向側へ延びる他方の端部７が形成されている。

この場合、一方の端部２と他方の端部７とは、被導電部材と導通するための接点部を構成している。なお、一方の端部２と、中間部３との間の曲げ部８は、いわゆるエッジワイズ曲げ加工により折曲されているエッジワイズ曲げ部である。また、立上り部６と、端部７の間は、フラットワイズ曲げ加工により折曲されているフラットワイズ曲げ部である。一方の端部２及び他方の端部７には、各々バスバー１をボルト等で被導電部材に接合するための貫通孔９、１０が形成されている。このバスバー１は、接点部以外の表面に絶縁皮膜としての樹脂層を形成する構成としてもよい。

（耐力）
本発明に係るアルミニウム合金製車載用バスバー１は、１５５ＭＰａ以上、好ましくは１６０ＭＰａ以上の耐力を有することが好ましい。耐力が１５５ＭＰａ以上であるので、車載用バスバーとして使用することができる。なお、耐力は、ＪＩＳＺ２２４１に準拠し、ＪＩＳ１４Ｂ号試験片を用いて測定した値である。

本発明に係るアルミニウム合金製車載用バスバー１は、図２に例示されるアルミニウム合金基材１１から形成される。

（基材１１）
基材１１は、アルミニウム合金からなる。基材１１は、アルミニウム合金圧延材から、切断加工、例えば、プレス加工により形成される。貫通穴９、１０も基材１１と同時に切断加工により形成される。基材１１の厚さは、特に限定されず、０．１ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上とすることができ、５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下とすることができる。

基材１１は、後述するＮｉめっき層１３が設けられる前にジンケート処理され、Ｚｎ層１２が設けられる。この場合、図３に示すように、バスバー１には、基材１１、Ｚｎ層１２、Ｎｉめっき層１３がこの順で積層されている。Ｚｎ層１２の厚さは、特に限定されず、例えば、０．０１μｍ以上、１μｍ以下とすることができる。

（Ｎｉめっき層１３）
次に、Ｎｉめっき層１３について説明する。Ｎｉの融点は約１４５０℃であり、Ｓｎの融点（２３２℃）よりもはるかに高温であるので、バスバー１の表面に絶縁皮膜として樹脂層が設けられる場合でも、溶融した樹脂の熱によってＮｉめっき層１３が欠損してしまうことがない。Ｎｉめっき層の厚さは、基材の表面を十分に被覆するため、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがさらに好ましい。また、めっき後のプレス成形時にＮｉめっきが厚膜であると基材の変形に追随せずめっきが割れやすいので、成形性の観点から、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましい。

（表面の算術平均粗さＳａ）
Ｎｉめっき層１３は、表面の算術平均粗さＳａ（以下、単に「平均粗さＳａ」ということがある。）が、２０ｎｍ以上であり、好ましくは、４０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは、１５０ｎｍ以上である。なお、面の算術平均粗さＳａは、線の算術平均粗さＲａを面に拡張したパラメーターであり、光干渉顕微鏡を使用して、図４に示すように、平均面に対する各点の高さＨ，Ｈ’の差の絶対値から算出した平均値を表す。測定は、ＩＳＯ２５１７８に準拠して行うことができる。

Ｎｉめっき層１３は、平均粗さＳａが２０ｎｍ以上であるので、表面が粗い。従来、Ｎｉめっき層は、最表面層として用いられる場合は、外観を良くする目的や汚れ防止の目的で、平滑で均一に形成されることが好ましいとされていた。しかしながら、本発明者が鋭意研究を行ったところ、高温高湿潤環境下で使用される場合は、逆に、めっき面の表面粗さが粗いほど、接触抵抗の経時的な増加が少ないことがわかった。後述する実施例で実証されているように、Ｎｉめっき層１３の表面の算術平均粗さＳａが２０ｎｍ以上の場合に、導電部材の高温高湿潤環境下での接触抵抗の経時的な増大が抑制された。Ｎｉめっき層１３は、導電部材の最表面層とすることができるので、従来のようにＮｉめっき層上にさらにＳｎめっき層を設ける必要がなく、コストを抑制することもできる。

Ｎｉめっき層１３の表面の算術平均粗さＳａは、大きければ大きい程よく上限値は限定されないが、めっき膜厚よりも粗さが大きいと凹部が基材にまで達してしまい、被覆層の欠陥となるので、被覆性を十分に確保する観点からは、上限値をめっき膜厚と同等以下、好ましくはめっき膜厚の半分以下とすることができる。

（押し込み硬さＨ_ＩＴ）
Ｎｉめっき層１３は、押し込み硬さＨ_ＩＴが、５０００Ｎ／ｍｍ^２以下であることが好ましい。押し込み硬さＨ_ＩＴを５０００Ｎ／ｍｍ^２以下とすることで、バスバー１を被導電部材に締結するときに凸部（Ｎｉの新生面）が押しつぶされて変形し、バスバー１の接点部（端部２、７）と被導電部材の接点部との接触面積が増大する。その結果、接触抵抗を小さくすることができる。具体的には、固体同士が表面で真に接触している面積（真実接触面積）Ａｒは、以下の式（１）で表される。

Ａｒ=Ｐ/ｐｍ （１）
（但し、Ｐ：荷重、ｐｍ：柔らかい方の材料の降伏応力を表す。）
上記式（１）からも明らかなように、めっきの硬さが小さい（柔らかい方の材料の降伏応力Ｐｍが小さい）ほど、真実接触面積Ａｒが大きくなり電気的接触を確立しやすいといえる。

押し込み硬さＨ_ＩＴの下限値は、特に限定されず、１００Ｎ／ｍｍ^２以上とすることができる。なお、一般に、硬さの定量評価にはビッカース試験等が用いられるが、Ｎｉめっき層１３の厚さは数μｍ程度と薄いため、マイクロビッカース試験では圧痕の深さが基材１１にまで達し、測定結果が基材１の硬さに影響を受けてしまう場合がある。そのため、ここでは、押し込み硬さＨ_ＩＴは、ナノインデンターを用いて測定した押し込み硬さである。

（Ｎｉめっき層１３の形成方法）
Ｎｉめっき層１３の形成方法は、特に限定されず、電解めっき又は無電解めっきによって形成することができるが、表面が粗いめっき層を形成しやすい点で、電解めっきが好ましい。Ｎｉめっき層１３を形成する前に、必要に応じて、脱脂、酸洗、水洗等の前処理を行ってもよい。Ｎｉめっき処理液は、ワット浴やスルファミン酸浴など工業的に用いられているめっき処理液を用いることができる。中でも、基材１１上にＺｎ層１２が設けられている場合にＺｎ層１２が溶解するのを防ぎ、さらに内部応力が小さく、めっき後の成形性が優れる点から、ｐＨが３．５～４．８のスルファミン酸浴が好ましい。

一般的に、Ｎｉめっき処理液には、得られるＮｉめっき層に光沢を持たせるために、光沢剤を添加することがある。光沢剤としては、サッカリン等の硫黄が含まれるものが用いられることが多い。硫黄を含む光沢剤は、めっき層を構成する結晶粒径を微細化する作用を呈する。例えば、図５に、硫黄を含む光沢剤を含むめっき処理液で形成されたＮｉめっき層の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。このＮｉめっき層の表面は、結晶粒が微細でＳＥＭ写真では結晶粒が確認できない。その結果、このＮｉめっき層の表面は、平滑になっている。一方、図６に、光沢剤を含まないめっき処理液（無光沢めっき）で形成されたＮｉめっき層の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。このＮｉめっき層の表面は、数１００ｎｍオーダーの粗大なＮｉの結晶粒を確認することができる。その結果、このＮｉめっき層の表面は、粗くなっている。

よって、結晶粒径が大きく表面粗さが粗いＮｉめっき層１３を得るために、めっき処理液中に、硫黄を含有する光沢剤を含まないことが好ましい。例えば、めっき処理液中に、光沢剤を含有しないか、又は、硫黄を含まない光沢剤を含有することで、Ｎｉめっき層１３の結晶粒径を大きくすることができる。その結果、Ｎｉめっき層１３の表面粗さを粗くして、高温高湿潤環境下でも酸化物や水和物の形成を抑制し、経時的に接触抵抗が増大することを抑制することができる。

この場合、形成されたＮｉめっき層１３は、実質的に硫黄を含有しない。Ｎｉめっき層中の硫黄の含有量は、例えば、０．１質量％未満、好ましくは０．０５質量％未満である。

結晶粒径の大きいＮｉめっき層１３とするための他の方法としては、めっき処理時の電流密度を、２Ａ／ｄｍ^２～１０Ａ／ｄｍ^２、好ましくは２Ａ／ｄｍ^２～５Ａ／ｄｍ^２に低く抑えたり、めっき浴中のＮｉイオン濃度高めるため、例えばスルファミン酸Ｎｉめっき浴であれば、処理液中のスルファミン酸ニッケルの濃度を４００ｇ/Ｌ～５００ｇ/Ｌ、好ましくは４５０ｇ/Ｌ～５００ｇ/Ｌに高めたりすること等によって形成することもできる。

一方、Ｎｉめっき層１３を形成後に、サンドブラストやヤスリ等によって機械的に表面粗さＳａを２０ｎｍ以上とすることもできる。この場合は、結晶粒径の大きさに関係なくＮｉめっき層１３を形成し、その後、機械的に表面を粗くすればよい。

（樹脂層）
バスバー１は、接点部（端部２、７）以外の表面に絶縁皮膜としての樹脂層が形成されていてもよい。樹脂層を設けることで、接点部以外での通電を防ぐことができる。樹脂層を形成する樹脂は、基材１１上にコーティング可能な樹脂であれば特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、汎用プラスチック、汎用エンプラ（エンジニアリング・プラスチック）、スーパーエンプラ等から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。汎用プラスチックとしては、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂等を挙げることができる。汎用エンプラとしては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等を挙げることができる。スーパーエンプラとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド等を挙げることができる。樹脂層の厚さは、特に限定されず、１０μｍ以上５０００μｍ以下とすることができる。

樹脂層の形成方法は、特に限定されない。例えば、基材上にＮｉめっき層１３を形成した後、射出成形、溶融押出成形、圧縮成形、又はトランスファー成形等によって基材１１と一体的に成形することができる。基材１１上の接点部（端部２，７）の表面に設けられているＮｉめっき層１３は、融点が高いので、溶融した樹脂の熱によって溶融してめっきが欠損することがない。その結果、バスバー１に樹脂層が設けられ絶縁被覆されている場合でも、接触抵抗の増大を抑制する効果を十分に得ることができる。

［アルミニウム合金製車載用バスバー１の製造方法］
次に、上述したアルミニウム合金製車載用バスバー１の製造方法について、図７を参照して説明する。バスバー１の製造方法は、基材１１を準備する工程（以下、基材準備工程（Ｓ１）という）と、基材１１をＮｉめっき処理液に接触させるめっき処理工程（以下、「めっき処理工程（Ｓ２）」という。）と、めっき処理した後、基材１１を再びコイル状に巻き上げる工程（以下、「巻き上げ工程（Ｓ３）」と、切断加工及び成形加工する工程（Ｓ４）と、を有する。本発明のアルミニウム合金製車載用バスバー１の製造方法の一態様では、さらに、熱処理工程（Ｓ５）を有する。本発明のめっき処理工程では、Ｎｉめっき処理液が、硫黄を含有する光沢剤を含まないことを特徴とする。Ｎｉめっき処理液が、硫黄を含有する光沢剤を含まないので、Ｎｉめっき層１３の表面が粗くなり、接触抵抗が経時的に増大することを抑制できるバスバー１を得ることができる。また、バスバー１は、従来の導電部材のように、Ｎｉめっき層及びＳｎめっき層の多層のめっき層を有していないので、めっき処理工程が少なく済む。そのため、バスバー１の製造方法は、コイル状に巻かれた基材を解いてめっき処理した後、再びコイル状に巻き上げる、いわゆるコイルトゥコイルでＮｉめっき層１３を形成し、切断加工及び成形加工して製造することができる。

（基材準備工程）
基材準備工程は、コイル状に巻かれたアルミニウム合金圧延材（基材１１）を、解いて引き出す工程とすることができる。引き出し速度は、Ｎｉめっき処理工程でめっき処理する時間や速度に合わせて適宜調整することができる。基材準備工程は、基材１１をジンケート処理して基材１１上にＺｎ層１２を形成する工程を有していてもよい。

（Ｎｉめっき処理工程）
Ｎｉめっき処理工程は、基材１１をＮｉめっき処理液に接触させて、基材１１上にＮｉめっき層１３を形成する工程である。Ｎｉめっき処理方法、及びめっき処理液については、上述のとおりである。めっき処理工程は、必要に応じて、脱脂、酸洗、水洗等の前処理工程を有していてもよい。形成される結晶粒径を大きくしてＮｉめっき層１３の表面粗さＳａを２０ｎｍ以上とする目的で、Ｎｉめっき処理液が、硫黄を含有する光沢剤を含まないことが好ましい。硫黄を含有する光沢剤としては、サッカリン、１，３，６－トリナフタレンスルフォン酸ナトリウム、ナフタレン－１，３，６－トリスルホン酸ナトリウム等を挙げることができる。めっき処理液は、好ましくは、光沢剤を含有しないか、又は、硫黄を含まない光沢剤を含有する。硫黄を含有しない光沢剤としては、２次光沢剤に分類される光沢剤等を挙げることができる。２次光沢剤に分類される光沢剤としては、例えば、クマリン、２－ブチン－１，４－ジオール、エチレンシアンヒドリン、プロパルギルアルコール、ホルムアルデヒド、キノリン又はピリジン等を挙げることができる。

めっき処理工程において、ｐＨが３．５～４．８のスルファミン酸浴またはｐＨ４．０～５．５のワット浴を用いて電解めっき処理を行うことが好ましいが、前述のとおりめっき後の成形性に優れることからスルファミン酸浴がさらに好ましい。電解めっき処理でＮｉめっき層を形成する際の電流密度は、２Ａ／ｄｍ^２以上１０Ａ／ｄｍ^２以下で行うことが好ましい。さらに好ましい電流密度は、２Ａ／ｄｍ^２以上５Ａ／ｄｍ^２以下である。さらに、Ｎｉめっき処理液中のＮｉイオン濃度を高めるため、例えばスルファミン酸Ｎｉめっき浴であれば、処理液中のスルファミン酸ニッケルの濃度を４００ｇ／Ｌ以上５００ｇ／Ｌ以下、又は４５０ｇ／Ｌ以上５００ｇ／Ｌ以下とすることも好ましい。

なお、切断工程後にＮｉめっき処理するよりも、切断工程前にＮｉめっき処理を行った方が、製造コストをより低くすることができる。よって、基材準備工程、Ｎｉめっき処理工程、巻き上げ工程、切断加工する工程、成形加工する工程をこの順で有することが好ましい。バスバーの耐力を向上させるため、成形加工する工程の後に、熱処理工程を有することができる。樹脂層形成工程は、成形加工する工程の後に有することが好ましい。また、Ｓｎめっき層を形成する工程が不要なので、コストを抑えるために、基材準備工程、Ｎｉめっき処理工程、巻き上げ工程、加工工程、及び樹脂層形成工程からなる最小限の工程で製造することもできる。

（巻き上げ工程）
巻き上げ工程は、Ｎｉめっき処理された基材を、再びコイル状に巻きあげる工程である。巻き上げ速度は、Ｎｉめっき処理工程でめっき処理する時間や速度に合わせて適宜調整することができる。従来の導電部材のように、Ｎｉめっき層及びＳｎめっき層の多層のめっき層を形成する必要がなく、めっき処理工程が少なく済むので、このように、コイル状の基材をめっき処理後に再びコイル状に巻きあげる、いわゆるコイルトゥコイルでＮｉめっき層１３を形成することができる。

（切断加工及び成形加工する工程）
切断加工及び成形加工する工程は、Ｎｉめっき層１３が形成された基材１１を所望の大きさに切断し、所望の形状に成形加工してバスバー１を得る工程である。この工程では、切断加工と成形加工とを別の工程としてもよいし、プレス加工のように切断加工と成形加工とを同時に行ってもよい。歩留りの観点から、基材を長尺状に切断した後に、成形加工を行うことが好ましい。成形加工は、バスバー１に求められる形状に応じて各種曲げ加工を採用することができる。

図８から１０は、成形加工する工程で採用することができる各種曲げ加工方法を示す図である。

図８の（ａ）、（ｂ）は、エッジワイズ曲げ加工を示す図である。この図に示されるように、一端から延在する板の中央部において、他端部が板の延在する方向に対して直交ように曲げる加工である。

図９の（ａ）、（ｂ）フラットワイズ曲げ加工を示す図である。この図に示されるように、板を基材の厚さ方向に屈曲する加工である。

図１０の（ａ）、（ｂ）は、上述する実施の形態には、記載されていないが、ヘム曲げ加工を示す図である。ヘム曲げ加工は、広く折り曲げ加工を指すが、この図に示されるように、例えば、一端から延在する板の中央部において、他端部が板の延在する方向に対して直交するように曲げる加工であるが、板に垂直な立上げ部を設けるように曲げる加工である。ヘム曲げ加工により折曲されているヘム曲げ部は、１０°以上の曲げ角を有し、且つ曲げ部を挟む平坦部の同一の圧延面が平行である。

本発明のアルミニウム合金製車載用バスバーは、上記の各曲げ加工及びそれらを組合せることにより、長尺状のアルミニウム合金基材から所望の形状に形成される。

（熱処理工程）
熱処理工程は、成形加工後のバスバー１に熱処理を施し、所望の機械的性質を得る工程である。この工程では、例えば、Ｔ４材である成形加工後のバスバー１に時効処理を施し、Ｔ６材にし、耐力を向上させることができる。

（樹脂層形成工程）
樹脂層形成工程は、接点部（端部２、７）以外の表面に樹脂層を設けて絶縁被覆する工程である。バスバー１は、接点部（端部２、７）の表面にＮｉめっき層１３を有するので、樹脂層を形成する際に溶融した樹脂の熱によって接点部（端部２、７）が高温になったとしても、めっきの欠損が発生せず、接触抵抗の増大を抑制する効果を十分に得ることができる。用いる樹脂及び形成方法については、上述のとおりである。

以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。

［実施例１］
アルミニウム合金６１０１－Ｔ６材の圧延品（１００ｍｍ×３４０ｍｍ×厚み３ｍｍ）を基材１１とした。基材１１の両面に、前処理として、以下に示す（１）アルカリエッジング及びデスマット並びに（２）二段ジンケート処理を行った後、（３）電解Ｎｉめっきを行ってＮｉめっき層１３を形成した。これを２０ｍｍ×３４０ｍｍ×厚み３ｍｍに切断した後、島津製作所製万能油圧式試験機 形式ＲＥＨ―３０と横曲げ加工用治具を用いて、エッジワイズ曲げ加工を採用して図１６に示す形状に形成し、実施例１のバスバー１を得た。なお、図１６に示す寸法の単位はｍｍである。

（１）アルカリエッチング及びデスマットは、以下のように行った。すなわち、基材１１を、５０℃、５０ｇ/ＬのＮａＯＨ水溶液中に３０秒間浸漬してアルカリエッチングし、室温の水道水で３０秒間水洗した。その後、基材１１を、６０質量％の硝酸を５００ｍｌ/Ｌの濃度にイオン交換水で希釈し室温に保持したデスマット液に３０秒間浸漬し、さらに室温の水道水で３０秒間水洗した。

（２）二段ジンケート処理は、以下のように行った。すなわち、奥野製薬工業株式会社製のジンケート液「サブスターＺＮ-１１１」をイオン交換水で５００ｍｌ/Ｌの濃度に希釈し、室温に保持したジンケート処理液に、デスマット後の基材１１を６０秒間浸漬した。室温の水道水で３０秒間水洗した後、基材１１を、６０質量％の硝酸を１００ｍ/Ｌの濃度にイオン交換水で希釈し室温に保持した亜鉛剥離液に３０秒間浸漬して亜鉛層を剥離した。さらに水洗した後、上述のジンケート処理液に３０秒間浸漬して、基材上にち密な亜鉛置換層を形成した。これを水洗し、前処理材とした。

（３）電解Ｎｉめっきは、ワット浴を用いて以下のように行った。すなわち、硫酸ニッケル６水和物を２４０ｇ/Ｌ、ほう酸を３５ｇ/Ｌ含むめっき浴（ワット浴）を浴温４５℃に保持し、前処理材を浸漬してカソードとし、４Ａ/ｄｍ^２のカソード電流密度でめっきし、Ｎｉめっき層３を形成した。めっき時間は、Ｎｉめっき層１３の厚みが約３μｍとなるよう、任意の時間とした。

［実施例２］
スルファミン酸浴を用いて以下のようにＮｉめっき層１３を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例２のバスバー１を得た。Ｎｉめっき層１３は、スルファミン酸Ｎｉ４水和物を４５０ｇ/Ｌ、塩化ニッケル６水和物を１０ｇ/Ｌ、ほう酸を３５ｇ/Ｌ含むめっき浴（スルファミン酸浴）中で、５Ａ/ｄｍ^２のカソード電流密度でめっきし形成した。

［実施例３］
スルファミン酸浴に、硫黄を含まない光沢剤として株式会社ムラタ製のＳＮ－２０を４ｍｌ／Ｌの濃度で添加した以外は、実施例２と同様にして、実施例３のバスバー１を得た。

［実施例４］
実施例２と同様の方法でＮｉめっき層１３を形成し、かつエッジワイズ曲げ加工を行わずプレス加工で図１６に示す形状に形成した他は、実施例１と同様にして、実施例４のバスバー１を得た。

［実施例５］
実施例３と同様の方法でＮｉめっき層１３を形成し、かつエッジワイズ曲げ加工を行わずプレス加工で図１６に示す形状に形成した他は、実施例１と同様にして、実施例５のバスバー１を得た。

［比較例１］
ワット浴に、光沢剤として３ｇ/Ｌの濃度でサッカリンを添加した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の導電部材を得た。

［比較例２］
スルファミン酸浴に、光沢剤として３ｇ/Ｌの濃度でサッカリンを添加した以外は、実施例２と同様にして、比較例２の導電部材を得た。
なお、上記実施例及び比較例におけるめっき浴のｐＨは、いずれも、４．０とした。

［算術平均粗さＳａ］
Ｎｉめっき層を形成した後の試料を２０ｍｍ角に切断し、ブルカー・エイエックスエス株式会社製の光干渉顕微鏡（ＧＴ－１）を使用して、１１５倍の対物レンズで試料の表面からおよそ２０μｍ×４０μｍの視野を選出した。その測定視野内の面の算術平均粗さＳａをＩＳＯ２５１７８に準拠して算出し、Ｎｉめっき層の表面の算術平均粗さＳａとした。結果を表１に示す。

［押し込み硬さＨ_ＩＴ］
Ｎｉめっき層を形成した後の試料を２０ｍｍ角に切断し、株式会社エリオニクス製ナノインデンター ＥＮＴ－１１００ａを用い、バーコビッチ型のダイヤモンド圧子 記号６１７０を２０ｍＮの荷重で押し込んで、ＩＳＯ １４５７７で定められる押し込み硬さＨ_ＩＴを算出した。結果を表１に示す。

［接触抵抗測定］
Ｎｉめっき層を形成した後の試料を、室温のイオン交換水中で３０秒間水洗し、ドライヤーを用いて熱風乾燥した後、試料の接触抵抗を測定した。その後、試料について温湿度サイクル試験を行い、再度、試料の接触抵抗を測定した。

接触抵抗は、図１１に示すように、ＡｕめっきしたＡｌ板１４で片面４ｃｍ^２の面積が接触するよう試料を挟み、１ＭＰａの面圧をかけながら１Ａの電流を流し、Ａｕめっき板間の電圧降下Ｖを測定し、Ｒ＝（Ｖ／Ｉ）から算出した。但し、Ｒ：接触抵抗（ｍΩｃｍ^２）、Ｉ：電流（Ａ）である。

温湿度サイクル試験は、エスペック株式会社製恒温恒湿試験機ＰＲ－４Ｊを用いて、ＪＩＳ Ｃ６００６８－２－３８（試験記号：Ｚ／ＡＤ）に準じて、湿度９３％で、図１２に示す温湿度サイクル試験のサイクル模式図に沿って１０サイクル行った。すなわち、２時間かけて２５℃から６５℃まで昇温し、３．５時間６５℃を維持した後、２時間かけて６５℃から２５℃まで降温した。さらに０．５時間２５℃に保持し、これを２サイクル行った。その後０．５時間かけて２５℃から－１０℃まで降温し、３時間－１０℃を維持した後、１．５時間かけて－１０℃から２５℃まで昇温し、試験開始から２４時間経過時まで２５℃を維持した。結果を表１に示す。

温湿度サイクル試験後の接触抵抗値が０．７５ｍΩを下回っていると、接触抵抗値の増大が抑制されていることを示している。一方、接触抵抗値が０．７５ｍΩを上回っていると、接触抵抗が増大してしまっていることを示している。表１から明らかなように、実施例１～５の導電部材は、いずれも、接触抵抗が０．７５ｍΩを下回っており、接触抵抗値の増大が抑制されている。

［Ｓ含有量測定］
Ｎｉめっき層を形成した後の試料について、Ｎｉめっき層中の硫黄の含有量（Ｓ分率）を、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：株式会社島津製作所社製、型番ＥＰＭＡ―１６１０ 分析下限値０．１質量％）を用いて測定した。結果を、表１中に示す。実施例１～５の導電部材のＮｉめっき層からは硫黄は検出されなかった。

図１３及び１４に、表１の数値に基づいて、接触抵抗と、算術平均粗さＳａ（図１３）、又は押し込み硬さＨ_ＩＴ（図１４）との関係を示した。図１３及び１４において、四角は温湿度サイクル前の値を示し、黒丸は温湿度サイクル試験後の値を示す。温湿度サイクル試験後（黒丸で示す）の接触抵抗値が０．７５ｍΩ以下の場合に、高温高湿潤環境下でも接触抵抗の増大が抑制できるといえる。図１３及び１４から明らかなように、Ｎｉめっき層の算術平均粗さＳａが２０ｎｍ以上である実施例１から５の導電部材は、温湿度サイクル試験後の接触抵抗が０．７５ｍΩ以下となり、接触抵抗の増大を抑制することができた。

図１５に、実施例２及び３のバスバーを、２００℃で５時間の熱処理前後の接触抵抗の変化を示す。図１５から明らかなように、無光沢Ｎｉめっきを用いたバスバーは、熱処理後であっても、接触抵抗の変化が小さい。例えば、Ｔ４材のアルミニウム合金コイル材を、バスバーに形成した後に、熱処理し、Ｔ６材とする製造方法も可能である。

［加工方法の比較］
表１にプレス加工のみで製造した場合と、エッジワイズ曲げ加工で製造した場合とのプレス歩留りの差を示す。表１から明らかなように、本発明に係るアルミニウム合金製バスバーの製造方法を用いた場合、１００％に近い歩留りでバスバーを製造することができる。

１ アルミニウム合金製車載用バスバー
ｘ 方向を示す二点鎖線
２、７ 端部（接点部）
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ 先端
３、４ 中間部
５ 上面
６ 立上り部
８ 曲げ部
９、１０ 貫通孔
１１ アルミニウム合金基材
１２ Ｚｎ層
１３ Ｎｉめっき層
１４ ＡｕめっきしたＡｌ板

Claims (9)

1. 表面の算術平均粗さＳａが２０ｎｍ以上であり、かつ、押し込み硬さＨ _ＩＴ が５０００Ｎ／ｍｍ^２以下であるＮｉめっき層を表面に有し、Ｎｉめっき層が、アルミニウム合金基材上に設けられたＺｎ層の上に形成されており、耐力が１５５ＭＰａ以上であり、少なくとも１以上のフラットワイズ曲げ部及び少なくとも１以上のエッジワイズ曲げ部を有することを特徴とする、アルミニウム合金製車載用バスバー。
2. 少なくとも２以上の曲げ部を有し、且つ少なくとも２以上の曲げ部を挟むバスバー端部の平坦部の圧延面のそれぞれが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対して、ずれていることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。
3. 曲げ部を挟むバスバーの平坦部の同一の圧延面が平行であ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合金製車載用バスバー。
4. 曲げ部を挟むバスバーの平坦部の同一の圧延面が平行であることを特徴とする、請求項２に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。
5. 帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材から形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。
6. 少なくとも１以上の曲げ部が、１０°以上の曲げ角を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。
7. Ｎｉめっき層の膜厚が０．１～１０μｍであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。
8. Ｎｉめっき層中の硫黄の含有量が、０．１質量％未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。
9. 接点部以外の表面に樹脂層が形成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。

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