JP7295698B2 - 撚線導体、並びに被覆電線、端子付き被覆電線、分岐被覆電線、補線付き被覆電線、端子付き分岐被覆電線及び補線付き分岐被覆電線 - Google Patents

Description

本発明は、撚線導体、並びに被覆電線、端子付き被覆電線、分岐被覆電線、補線付き被覆電線、端子付き分岐被覆電線及び補線付き分岐被覆電線に関する。

電力を伝送する導体として、銅の代わりに、銅よりも軽量なアルミニウムやアルミニウム合金が用いられることがあり、複数本のアルミニウムやアルミニウム合金からなるアルミニウム系素線を撚り合わせて形成してなる撚線導体が用いられている。

このような撚線導体を有する電線１００は、例えば図９に示されるように、撚線導体１０１の外周に絶縁層１０２が被覆され、その外周にシース１０３が被覆されるものである。例えば、特許文献１には、送電の際の通電損失の低減を図る鋼心アルミ撚線として、最外層以外の各層のアルミ素線を扇形断面に構成し、かつ最外層のアルミ素線を円形断面に構成する鋼心アルミ撚線が記載されている。

特開昭５９－１６５３０６号公報

撚線導体を有する被覆電線１００には、絶縁層１０２およびシース１０３を剥離（皮剥ぎ）して露出させた、撚線導体１０１の端部（図９（ａ）参照）や中間部分に、端子やコネクタ等の接続部材（図示せず）が圧着され、この接続部材を介して接続対象物に接続される。

しかし、アルミニウムやアルミニウム合金からなる撚線導体の表面には、電気抵抗の大きな不働態皮膜が形成されるので、撚線導体を端子やコネクタなどの接続部材に接続させたときに、接続部材と撚線導体との接続部分における電気抵抗が上昇することがあった。特に、接続部材と撚線導体との接続は、撚線導体を挿入した状態の接続部材の外面からカシメ加工等を行うことで圧着固定する方法が一般的であるが、カシメ加工が不十分であると、撚線導体の表面の不働態皮膜の大部分が破壊されないため、結果として、多くの不働態皮膜が接続部分に残留し、それにより接続部分における電気抵抗が上昇する傾向がある。

ここで、特許文献１に記載される鋼心アルミ撚線は、撚線導体の内部空間を埋めることで断面積を増加させるものであるが、撚線導体と接続部材との接続信頼性については着目していない。そのため、撚線導体と接続部材との接続信頼性の高い撚線導体を開発することが求められていた。

本発明の目的は、長期間にわたる使用によっても、接続部材との間で高い接続信頼性を有する撚線導体と、それを用いた被覆電線、端子付き被覆電線、分岐被覆電線、補線付き被覆電線、端子付き分岐被覆電線及び補線付き分岐被覆電線を提供することである。

本発明者らは、撚線導体の最外層に位置する最外層アルミニウム系素線の表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が所定の範囲内にある粗面化領域を設けるとともに、粗面化領域を構成する凹凸形状の中で凸になっている部分を、端子やコネクタ等の接続部材と圧着させる際に変形するように構成することで、撚線導体と接続部材との接続信頼性が高められることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）複数本のアルミニウム系素線を単層または２層以上に撚り合わせて形成してなる撚線導体において、前記撚線導体は、接続部材が圧着される被圧着部分の外周面を形成する、最外層に位置する最外層アルミニウム系素線の表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が０．４μｍ以上５００μｍ以下の粗面化領域を有する、撚線導体。
（２）前記粗面化領域は、前記撚線導体の長手方向寸法が１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲である、上記（１）に記載の撚線導体。
（３）前記粗面化領域は、前記撚線導体の長手方向寸法が、前記接続部材の長手方向寸法以上である、上記（１）または（２）に記載の撚線導体。
（４）前記最外層アルミニウム系素線は、丸線または扁平線であり、かつ前記被圧着部分の最小線径に対する最大線径の比が、平均で１．１以上２．０以下である、上記（１）、（２）または（３）に記載の撚線導体。
（５）前記最外層アルミニウム系素線の線径が、１．０ｍｍ以上３．２ｍｍ以下の範囲である、上記（１）～（４）のいずれか１項に記載の撚線導体。
（６）前記撚線導体は、前記アルミニウム系素線を２層以上に撚り合わせて形成してなり、隣接した層にそれぞれ位置するアルミニウム系素線同士は、互いに撚り方向が交差する方向になるような配置関係を有している、上記（１）～（５）のいずれか１項に記載の撚線導体。
（７）上記（１）～（６）のいずれか１項に記載の撚線導体と、前記粗面化領域を除いた前記撚線導体の外周面部分に形成された絶縁被覆とを有する、被覆電線。
（８）上記（７）に記載の被覆電線と、前記被覆電線の一端または両端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した前記接続部材としての端子とを有する、端子付き被覆電線。
（９）幹線としての上記（７）に記載の被覆電線である第１被覆電線と、分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線と、前記第１被覆電線に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第１圧着部、および前記第２被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第２圧着部を有する前記接続部材としての分岐コネクタとを有する、分岐被覆電線。
（１０）上記（７）に記載の被覆電線である第１被覆電線と、前記第１被覆電線を延長する補線である別の被覆電線である第３被覆電線と、前記第１被覆電線の一端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第３圧着部、および前記第３被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第４圧着部を有する前記接続部材としての延長コネクタとを有する、補線付き被覆電線。
（１１）上記（７）に記載の被覆電線である第１被覆電線と、分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線と、前記第１被覆電線に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第１圧着部、および前記第２被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第２圧着部を有する前記接続部材としての分岐コネクタと、前記第１被覆電線の一端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した前記接続部材としての端子とを有する、端子付き分岐被覆電線。
（１２）上記（７）に記載の被覆電線である第１被覆電線と、分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線と、前記第１被覆電線に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第１圧着部、および前記第２被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第２圧着部を有する前記接続部材としての分岐コネクタと、前記第１被覆電線を延長する補線である別の被覆電線である第３被覆電線と、前記第１被覆電線の一端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第３圧着部、および前記第３被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第４圧着部を有する前記接続部材としての延長コネクタとを有する、補線付き分岐被覆電線。

本発明によれば、撚線導体の最外層に位置する最外層アルミニウム系素線の表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が所定範囲である粗面化領域を設けることにより、長期間にわたる使用によっても、接続部材との間で高い接続信頼性を有する撚線導体と、それを用いた被覆電線、端子付き被覆電線、分岐被覆電線、補線付き被覆電線、端子付き分岐被覆電線及び補線付き分岐被覆電線を提供することができる。

本発明の実施形態に係る撚線導体を有する被覆電線の構成の一例を示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）に示す被覆電線をＩ－Ｉ線上で切断したときの断面図である。 本発明の実施形態に係る撚線導体の被圧着部分を示す断面図であって、最小線径と最大線径を示したものである。 本発明の実施形態に係る撚線導体における隣接する層の撚り方向の一例を示す正面図であって、（ａ）は、隣接する層に位置する素線同士の撚り方向が、交差する向き（逆巻き）である場合、（ｂ）は、隣接する層に位置する素線同士の撚り方向が、同じ向き（平行巻き）である場合を示す。 本発明の実施形態に係る端子付き被覆電線の要部構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る分岐被覆電線の要部構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る補線付き被覆電線の要部構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る端子付き分岐被覆電線の要部構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る補線付き分岐被覆電線の要部構成の一例を示す斜視図である。 従来技術に係る撚線導体を有する被覆電線の構成の一例を示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）に示す被覆電線をＩＩ－ＩＩ線上で切断したときの断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。

＜撚線導体＞
本実施形態の撚線導体は、複数本のアルミニウム系素線を単層または２層以上に撚り合わせて形成してなる撚線導体において、前記撚線導体は、接続部材が圧着される被圧着部分の外周面を形成する、最外層に位置する最外層アルミニウム系素線の表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が０．４μｍ以上５００μｍ以下の粗面化領域を有するアルミニウム系撚線導体である。

本実施形態に係るアルミニウム系撚線導体では、接続部材が圧着される部分である被圧着部分の外周面に、算術平均高さ（Ｓａ）が所定の範囲内にある粗面化領域を設けることにより、粗面化領域を構成する凹凸形状の中で凸になっている部分が、端子やコネクタ等の接続部材との圧着によって変形し、その変形した部分が大気と接触せずに接続部材と電気的に接続されるため、長期間にわたる使用によっても、撚線導体と接続部材との接続信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

＜撚線導体についての実施形態＞
図１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る撚線導体１０を有する被覆電線１の構成の一例を示すものであって、図１（ａ）が正面図、図１（ｂ）が図１（ａ）に示す被覆電線をＩ－Ｉ線上で切断したときの断面図である。本実施形態に係る撚線導体１０は、複数本のアルミニウム系素線を、単層または２層以上に撚り合わせて形成してなるものであり、その端部に粗面化領域２を有する。図１に示す被覆電線１は、中心となる１本の素線である中心素線１１と、その周囲に第１層および第２層の２層になるように、第１層（内層）を構成する複数本のアルミニウム系素線１２２、および第２層（最外層）を構成する複数本のアルミニウム系素線１２１を撚り合わせて形成した撚線導体１０を有する場合を示している。以下では、図１に示す２層撚り構造の撚線導体１０を有する被覆電線１を例にして説明するが、本発明では、かかる構成だけには限定されず、例えば、素線を単層または３層以上の撚り構造の撚線導体を有していてもよい。

撚線導体１０を構成するアルミニウム系素線としては、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線が挙げられる。このうち、アルミニウム合金としては、アルミニウム－マンガン系合金、アルミニウム－マグネシウム系合金、アルミニウム－マグネシウム－ケイ素系合金、アルミニウム－亜鉛－マグネシウム系合金、アルミニウム－銅－マグネシウム系合金等を用いることができる。

アルミニウム系素線は、中心となる中心素線１１と、中心素線１１の周囲に単層または２層以上に撚り合わせて形成される外周素線１２に大別される。このうち、外周素線１２は、最外層（第２層）を構成する最外層アルミニウム系素線１２１と、最外層アルミニウム系素線１２１の内側に形成される内層アルミニウム系素線１２２とに分けることができる。例えば、ｎ（ｎは２以上の整数）層撚り構造の撚線導体の場合、外周素線１２は、最外層（第ｎ層）を構成する最外層アルミニウム系素線１２１と、最外層アルミニウム系素線１２１の内側に形成される層（第ｎ－１層）を構成する内層アルミニウム系素線１２２とに分けることができる。

このうち、最外層アルミニウム系素線１２１は、端子３０（図４参照）、分岐コネクタ４１（図５参照）、延長コネクタ５２（図６参照）などの接続部材が圧着される被圧着部分の外周面を形成するものであり、その被圧着部分を含む表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が０．４μｍ以上５００μｍ以下の粗面化領域２を有する。このような数値範囲の算術平均高さ（Ｓａ）を備える粗面化領域２を有することで、粗面化領域２を構成する凹凸形状の中で凸になっている部分の多くが接続部材（図示せず）と圧着する際に変形し、その変形した多くの部分が大気と接触せずに接続部材と電気的に接続されるため、圧着後の最外層アルミニウム系素線１２１と接続部材との間の接続部分における不動態皮膜の形成が大幅に抑制され、撚線導体１０と接続部材との間における電気抵抗の上昇を大幅に抑えることができる。

ここで、最外層アルミニウム系素線１２１の粗面化領域２の算術平均高さ（Ｓａ）は、最外層アルミニウム系素線１２１の１本のうち、撚線導体１０の外面を構成している素線表面について、素線の線径の３分の１の長さを一辺とした正方形の領域を基準面として測定される、粗面化領域２の算術平均高さ（Ｓａ）である。撚線導体１０と接続部材との電気抵抗の上昇を抑える観点から、この算術平均高さ（Ｓａ）の下限は、６．０μｍが好ましく、９．０μｍがより好ましく、他方でこの算術平均高さ（Ｓａ）の上限は、３５０μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。

また、この粗面化領域２は、撚線導体１０の長手方向Ｘに沿って測定したときの寸法である長手方向寸法Ｚが、接続部材と接触する接続部分の全体について電気抵抗の上昇を抑えるため、接続部材の長手方向寸法以上であることが好ましい。ここで、接続部材の長手方向寸法とは、撚線導体１０の粗面化領域２の長手方向寸法Ｚに対応して延在する方向の寸法である。より具体的には、粗面化領域２の長手方向寸法Ｚは、例えば１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲にすることが好ましい。

最外層アルミニウム系素線１２１は、接続部材との接触部分を安定して形成できるとともに、撚線導体１０が屈曲し易くなるため、断面が円形の丸線や、断面が楕円形の扁平線であることが好ましい。特に、撚線導体１０が圧縮を施してなる圧縮撚線導体である場合には、外周素線１２、例えば最外層アルミニウム系素線１２１の断面は、図２に示すように、接続部材と接触する部分が圧縮されていることが好ましく、また、（圧着前の）被圧着部分の最小線径Ｌ１に対する最大線径Ｌ２の比（最大線径Ｌ２／最小線径Ｌ１）が、素線ごとの算術平均で１．１以上２．０以下であることが好ましい。

ここで、最外層アルミニウム系素線１２１の断面について、被圧着部分の最小線径Ｌ１に対する最大線径Ｌ２の比を、平均で１．１以上２．０以下の範囲にすることで、最外層アルミニウム系素線１２１と接続部材との接触面積が増加するとともに、上述の算術平均高さ（Ｓａ）によって、撚線導体１０と接続部材との電気的な接続をさらに図ることができるため、接続部材との間における接続信頼性をより高めることができる。

最外層アルミニウム系素線１２１の線径は、特に限定されないが、その下限値は、最外層アルミニウム系素線１２１の摩耗などによる断線を防ぐ観点から、１．０ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。他方で、最外層アルミニウム系素線１２１の線径の上限値は、所望の曲げ加工性を持たせる観点から、３．２ｍｍが好ましく、３．０ｍｍがより好ましく、２．５ｍｍがさらに好ましい。ここで、扁平線のように断面が円形でないアルミニウム系素線の線径（素線径）と、圧縮撚線導体における最外層アルミニウム系素線１２１の線径は、これらの素線の断面と断面積が等しい真円の直径とする。

他方で、最外層アルミニウム系素線１２１の内側に内層アルミニウム系素線１２２を有する場合、内層アルミニウム系素線１２２の線径は、最外層アルミニウム系素線１２１と同様の範囲であることが好ましいが、最外層アルミニウム系素線１２１とは異なっていてもよく、同じであってもよい。

本実施形態に係る撚線導体１０では、内層アルミニウム系素線１２２を１層以上有することが好ましく、その場合、撚線導体１０は、アルミニウム系素線を２層以上に撚り合わせて形成される。このとき、撚線導体１０の径方向について内外に隣接した層（例えば、図１の最外層アルミニウム系素線１２１と内層アルミニウム系素線１２２）にそれぞれ位置するアルミニウム系素線同士は、互いに撚り方向が交差する方向になるような配置関係を有していることが好ましい。このとき、隣接した層の撚り方向を交差させることで、隣接した層のうち、内側の層を構成するアルミニウム系素線（例えば図１の内層アルミニウム系素線１２２）によって形成される溝に、外側の層を構成するアルミニウム系素線（例えば図１の最外層アルミニウム系素線１２１）が入り込み難くなるため、撚線導体１０はより円形に近い径方向の断面を有し、被圧着部分において接続部材に安定して圧着される撚線導体１０を得ることができる。また、隣接した層の撚り方向を交差させることで、最外層を構成するアルミニウム系素線と、隣接する内層を構成するアルミニウム系素線とが互いに点接触するように配置されているため、点接触した素線同士の部分が互いに擦れ合って酸化被膜が破壊されやすくなる結果、接続安定性を向上させることができる。

ここで、撚り方向が交差する方向になるような配置関係としては、例えば図３（ａ）に示す撚線導体１０ａのように、隣接した層にそれぞれ位置するアルミニウム系素線同士、例えば図３（ａ）の最外層アルミニウム系素線１２１ａと内層アルミニウム系素線１２２ａ同士の撚り方向が、互いに交差する方向（逆向き）になるような配置関係（逆巻き）が好ましいが、このほか、隣接する層に位置するアルミニウム系素線の撚りに強弱の差をつけることで、撚り方向を交差させてもよい。

また、例えば図３（ｂ）に示す撚線導体１０ｂのように、隣接した層にそれぞれ位置するアルミニウム系素線同士、例えば図３（ｂ）の最外層アルミニウム系素線１２１ｂと内層アルミニウム系素線１２２ｂ同士の撚り方向が、互いに同じ方向（略平行方向）になるような配置関係（平行巻き）にしてもよい。

本実施形態に係る撚線導体１０を構成する中心素線１１は、図１では、１本の素線によって構成されている場合を示しているが、中心素線１１に代わって、複数の素線で構成してもよい。特に、中心素線１１を複数の素線を撚り合わせた中心撚線で構成する場合、中心撚線は、隣接した外側の層に位置する素線とは、上述のように撚り方向を互いに交差させることが好ましい。

本実施形態に係る撚線導体１０を作製する方法は、特に限定されないが、例えば、中心素線１１を中心にアルミニウム系素線を撚り合わせて単層または２層以上の外周素線１２を形成した後、最外層アルミニウム系素線１２１のうち、接続部材が圧着される部分、すなわち被圧着部分について、ステンレスブラシなどの粗面化部材を用いて手動で粗面化領域２を形成し、または、この粗面化部材を備えた粗面化機械を用いて粗面化領域２を形成することで、撚線導体１０を作製することができる。

ここで、粗面化領域２の算術平均高さ（Ｓａ）は、粗面化領域２を形成する際の条件を調整することで、適切な値に調整することができる。例えば、ステンレスブラシを用いて粗面化領域２を形成する場合には、ブラシの素線直径や素線密度、最外層アルミニウム系素線１２１を擦る際の荷重や回数を調整することができる。

また、最外層アルミニウム系素線１２１の断面における最小線径に対する最大線径の比については、アルミニウム系素線の扁平率（素線扁平率）や形状、撚り合わせたアルミニウム系素線を圧縮して撚線導体１０を得る際の撚線圧縮率を調整することで、適切な値に調整することができる。

＜被覆電線についての実施形態＞
本実施形態に係る被覆電線１は、例えば図１に示されるように、上述の撚線導体１０と、粗面化領域２を除く撚線導体１０の外周面部分に形成された絶縁被覆１３とを有する。より具体的には、撚線導体１０の外周に、少なくとも絶縁被覆１３が積層され、より好ましくはその外周に最外層としてシース１４が積層されたものとすることができる。

ここで、絶縁被覆１３としては、公知の材料を用いることができ、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンや、ポリ塩化ビニルなどを用いることができる。また、粗面化領域２による絶縁被覆１３の破損を防ぐため、絶縁被覆１３は、粗面化領域２を除く撚線導体１０の外周面部分に形成されていることが好ましい。

＜端子付き被覆電線、分岐被覆電線、補線付き被覆電線についての実施形態＞
本実施形態に係る被覆電線１は、少なくとも粗面化領域２に、端子、分岐コネクタ、延長コネクタ等の接続部材が圧着されることが好ましく、それにより端子付き被覆電線、分岐被覆電線、補線付き被覆電線を構成することが好ましい。

（端子付き被覆電線）
このうち、端子付き被覆電線３は、例えば図４に示すように、上述した被覆電線１と、この被覆電線１の一端または両端に形成した粗面化領域２に圧着固定した端子３０とを有する。

ここで、端子３０は、上述のアルミニウム系素線と同様に純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、筒状の内部空間３１を有する部材である。この端子３０には、被覆電線１のうち撚線導体１０の粗面化領域２が内部空間３１に挿入された状態でカシメ加工が施されており、それにより形成される係止部３２によって、端子３０が被覆電線１の粗面化領域２で圧着される。

（分岐被覆電線）
分岐被覆電線４は、例えば図５に示すように、幹線としての上述の被覆電線である第１被覆電線１と、分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線４０と、分岐コネクタ４１とを備え、この分岐コネクタ４１の第１圧着部４２で、第１被覆電線１に形成した粗面化領域２に圧着固定するとともに、分岐コネクタ４１の第２圧着部４３で、第２被覆電線４０の皮剥ぎした一端に圧着固定したものである。

ここで、第２被覆電線４０の導体材料は、上述のアルミニウム系素線と同様に純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなっていてもよく、また、銅やステンレス鋼（ＳＵＳ）のように、被覆電線１の撚線導体１０の構成材料とは異なる材料からなってもよい。

また、分岐コネクタ４１は、上述のアルミニウム系素線と同様に純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、両側が開いた筒状の内部空間を有する第１圧着部４２と、片側が開いた筒状の内部空間を有する第２圧着部４３と、を有する部材である。この分岐コネクタ４１は、被覆電線１のうち撚線導体１０の粗面化領域２が第１圧着部４２内に位置し、かつ第２被覆電線４０の皮剥ぎした端部が第２圧着部４３の内部空間に挿入された状態で圧潰されており、それにより第１圧着部４２が被覆電線１の粗面化領域２に圧着固定されるとともに、第２圧着部４３が第２被覆電線４０の皮剥ぎした一端に圧着固定されることによって、分岐被覆電線４を得ることができる。

（補線付き被覆電線）
補線付き被覆電線５は、例えば図６に示すように、上述の被覆電線である第１被覆電線１と、第１被覆電線１を延長する補線である別の被覆電線である第３被覆電線５０と、延長コネクタ５２とを備え、この延長コネクタ５２の第３圧着部５３で、第１被覆電線１に形成されている粗面化領域２に圧着固定するとともに、延長コネクタ５２の第４圧着部５４で、第３被覆電線５０の皮剥ぎした一端に圧着固定することで得ることができる。

ここで、第３被覆電線５０の導体材料は、アルミニウム系素線よりも電気抵抗の大きい不動態皮膜を形成し難い材料であることが好ましく、例えば銅やステンレス鋼（ＳＵＳ）などが挙げられる。

また、延長コネクタ５２は、上述のアルミニウム系素線と同様に純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、筒状の内部空間を有する第３圧着部５３および第４圧着部５４を有する部材である。この延長コネクタ５２は、被覆電線１のうち撚線導体１０の粗面化領域２が第３圧着部５３に挿入され、かつ第３被覆電線５０の皮剥ぎした端部が第４圧着部５４の内部空間に挿入された状態で圧潰されており、それにより第３圧着部５３が被覆電線１の粗面化領域２に圧着固定されるとともに、第４圧着部５４が第３被覆電線５０の皮剥ぎした一端に圧着固定されることによって、被覆電線１が延長された補線付き被覆電線５を得ることができる。

（複数の接続部材を有する構造）
本実施形態では、端子３０、分岐コネクタ４１および延長コネクタ５２のうち２種以上を組み合わせてもよい。

例えば、図７に示すように、上述の被覆電線である第１被覆電線１を用い、第１被覆電線１と、分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線４０と、分岐コネクタ４１と、端子３０、３０´を備えた、端子付き分岐被覆電線６を構成することができる。この端子付き分岐被覆電線６では、分岐コネクタ４１の第１圧着部４２で、第１被覆電線１に形成されている粗面化領域２が圧着固定されるとともに、分岐コネクタ４１の第２圧着部４３が第２被覆電線４０の皮剥ぎした一端に圧着固定される。他方で、上述の第１被覆電線１の一方の端に粗面化領域２´が形成され、この粗面化領域２´に端子３０が圧着固定される。また、上述の第１被覆電線１の他方の端に粗面化領域２´´が形成され、この粗面化領域２´´に端子３０´が圧着固定される。

また、図８に示すように、上述の被覆電線である第１被覆電線１を用い、第１被覆電線１と、分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線４０と、分岐コネクタ４１と、第１被覆電線１を延長する補線である別の被覆電線である第３被覆電線５０、５０´と、延長コネクタ５２、５２´とを備えた、補線付き分岐被覆電線７を構成することもできる。この補線付き分岐被覆電線７では、分岐コネクタ４１の第１圧着部４２で、第１被覆電線１に形成されている粗面化領域２が圧着固定されるとともに、分岐コネクタ４１の第２圧着部４３で、第２被覆電線４０の皮剥ぎした一端が圧着固定される。他方で、上述の第１被覆電線１の一方の端に粗面化領域２´が形成され、この延長コネクタ５２の第３圧着部５３で、第１被覆電線１に形成されている粗面化領域２´が圧着固定されるとともに、延長コネクタ５２の第４圧着部５４に第３被覆電線５０の皮剥ぎした一端が圧着固定される。また、上述の第１被覆電線１の他方の端に粗面化領域２´´が形成され、この延長コネクタ５２´の第３圧着部５３´で、第１被覆電線１に形成されている粗面化領域２´´が圧着固定されるとともに、延長コネクタ５２´の第４圧着部５４´に第３被覆電線５０´の皮剥ぎした一端が圧着固定される。

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。

（１）撚線導体の作製
［本発明例１］
アルミニウム系素線として、素線径２．６ｍｍの丸線（素線扁平率＝１）の材料種Ａ１０７０からなる純アルミニウム導体線を１９本用い、図１（ｂ）に示すように、１本の中心素線の周囲に６本の素線を撚り合わせて内層アルミニウム系素線を形成し、その周囲に、１２本の素線を撚り合わせて最外層アルミニウム系素線を形成して、１＋６＋１２の撚り構造を有する撚線導体を作製した。このとき、最外層アルミニウム系素線は、隣接している内層アルミニウム系素線と逆方向に撚り合わせた（逆巻き）。この撚線導体の全体について、圧縮率（撚線圧縮率）が２％となる力で径方向に圧縮を施し、圧縮撚線導体を得た。得られた圧縮撚線導体の撚線断面積は１００ｍｍ^２である。この撚線導体の外周面部分に、厚さ２．０ｍｍの架橋ポリエチレンからなる絶縁被覆と、厚さ１．５ｍｍの塩化ビニルからなるシースを設けて被覆電線を得た。

この被覆電線の端から１００ｍｍの範囲を皮剥ぎして、素線直径０．１ｍｍ、素線密度２本／ｍｍ^２のステンレスブラシを用い、撚線導体の粗面化領域を形成する部分に位置する最外層アルミニウム系素線の外周面に対して、１Ｎの負荷荷重を作用させたステンレスブラシを、撚線導体の長手方向Ｘに沿って３回移動させる（擦る）ことで、撚線導体の最外層に位置する最外層アルミニウム系素線の表面部分に、撚線導体の長手方向に沿った寸法Ｚが１００ｍｍとなる粗面化領域を形成した。形成された粗面化領域について、キーエンス製ＶＫ－Ｘ２５０を用いて、最外層アルミニウム系素線の１本のうち、撚線導体の外面を構成している素線の表面について、素線の線径の３分の１の長さを一辺とした正方形の領域を基準面としたときの算術平均高さ（Ｓａ）を倍率４００倍で測定したところ、０．４μｍであった。

また、撚線導体の最外層アルミニウム系素線について、倒立金属顕微鏡を用いて断面を観察するとともに、得られる画像から最小線径に対する最大線径の比を求めたところ、素線ごとの算術平均で１．１と求められた。

この被覆電線に接続するアルミニウム系端子として、純アルミニウム端子の内表面と外表面に、それぞれ、厚さ３μｍのニッケル層と厚さ１０μｍのスズ層を上記順序で積層させた表面被覆を形成させたアルミニウム系端子を用いた。このアルミニウム系端子の導体圧着部位の長手方向寸法は２０ｍｍである。このアルミニウム系端子の導体圧着部位に、撚線導体の粗面化領域を差し込み、減面率５～１５％となる領域の大きさが撚線導体の線径の１～２倍の大きさになるような圧着条件にて、かしめにより撚線導体をアルミニウム系端子に圧着した。

［本発明例２～２０、比較例１、２］
表１の記載に基づいて条件を調整した以外は本発明例１と同様にして、粗面化領域の形成された圧縮撚線導体を有する被覆電線を得た。ここで、素線扁平率が１のものは断面が円形の丸線であり、素線扁平率が１を超えているものは断面が楕円形の扁平線である。得られた圧縮撚線導体の粗面化領域の算術平均高さ（Ｓａ）と、最外層アルミニウム系素線の最小線径に対する最大線径の比の平均値の測定結果を、表１に示す。

（２）被覆電線の撚線導体を構成する素線間における抵抗のばらつきに関する評価
アルミニウム系端子に圧着された被覆電線について、圧着部分から２００ｍｍの被覆を除去し、アルミニウム系端子への圧着を保つように撚線導体の撚りを解いて素線ごとに分けた後、全ての素線とアルミニウム系端子との間の電気抵抗値を、３５６０ＡＣミリオームハイテスタ（ＨＩＯＫＩ社製）を用いて４端子抵抗測定法で測定し、測定した電気抵抗値から、電線部分の抵抗値を除いた電気抵抗値の平均値と標準偏差を算出して、以下の基準で評価した。結果を表２に示す。

ここで、全ての素線とアルミニウム系端子間の電気抵抗値の標準偏差が平均値の１０％以内であったものを、使用初期において接続部材との接続信頼性が優れていると判定して「◎」とし、全ての素線とアルミニウム系端子間の電気抵抗値の標準偏差が平均値の１０％超２５％以内であったものを、使用初期において接続部材との接続信頼性が良好であると判定して「○」とした。他方で、全ての素線とアルミニウム系端子間の電気抵抗値の標準偏差が平均値の２５％超であったものを、使用初期において接続部材との接続信頼性が劣る（不可）と判定して「×」とした。

（３）サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価
アルミニウム系端子に圧着された被覆電線について、ｅｓｐｅｃ社製の冷熱衝撃装置「ＴＳＥ－１１－Ａ」を用いて、サーマルショック試験として、被覆電線を０℃に保持されたボックスから１００℃に保持されたボックスに移動して昇温させた後で、１００℃で３０分間保持し、その後、被覆電線を１００℃に保持されたボックスから０℃に保持されたボックスに移動して冷却した後で、０℃で３０分間保持するサイクルを１サイクルとして、５００サイクル行うことで、被覆電線に熱衝撃を与えた。

熱衝撃を与える前と熱衝撃を与えた後の被覆電線について、アルミニウム系端子が圧着している部分から２００ｍｍの被覆を除去し、被覆を除去した部分のうちアルミニウム系端子が圧着していない側の３０ｍｍ程度をはんだ付けした。その後、はんだ付けした部分と圧着部分との間の電気抵抗値を、３５６０ＡＣミリオームハイテスタ（ＨＩＯＫＩ社製）を用いて４端子抵抗測定法で測定し、測定した電気抵抗値から、撚線部分の抵抗値を除いた電気抵抗値を算出して、以下の基準で評価した。結果を表２に示す。

ここで、サーマルショック試験後の抵抗値が、サーマルショック試験前の抵抗値に対して１５０％以内であったものを、長期間にわたる使用における接続部材との接続信頼性が優れていると判定して「◎」とした。また、サーマルショック試験後の抵抗値が、サーマルショック試験前の抵抗値に対して２００％以内であったものを、長期間にわたる使用における接続部材との接続信頼性が良好であると判定して「○」とした。他方で、サーマルショック試験後の抵抗値が、サーマルショック試験前の抵抗値に対して２００％超であったものを、長期間にわたる使用における接続部材との接続信頼性が劣る（不可）と判定して「×」とした。

（４）総合判定における評価方法
素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果と、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果に基づく総合判定について、以下の評価基準により判定した。結果を表２に示す。

ここで、素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果と、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果が、いずれも「◎」評価であったものを、長期間にわたる使用によっても接続部材との接続信頼性が優れていると判定して「◎」とした。また、素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果と、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果が、いずれも「○」評価であったものを、長期間にわたる使用によっても接続部材との接続信頼性が良好であると判定して「○」とした。他方で、素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果と、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果のうち少なくともいずれかの評価結果が「×」評価であったものを、少なくとも長期間にわたる使用において接続部材との接続信頼性が劣る（不可）と判定して「×」とした。

表１～２から明らかなように、接続部材が圧着される被圧着部分の外周面を形成する、最外層アルミニウム系素線の表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が０．４μｍ以上５００μｍ以下の粗面化領域を有する撚線導体（本発明例１～２０）では、素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果と、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果が、いずれも「○」評価以上であったため、長期間にわたる使用によっても接続部材との接続信頼性が良好であることが分かった。

他方で、粗面化領域の算術平均高さ（Ｓａ）が０．１μｍと小さい比較例１の撚線導体では、素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果は「〇」であったものの、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果が「×」であり、長期間にわたる使用において接続部材との接続信頼性が劣るものであった。また、粗面化領域の算術平均高さ（Ｓａ）が５１２μｍと大きい比較例２の撚線導体では、素線間における抵抗のばらつきに関する評価結果と、サーマルショック試験の前後における抵抗値の変動に関する評価結果がいずれも「×」であり、使用初期において接続部材との接続信頼性が劣り、かつ、長期間にわたる使用においても接続部材との接続信頼性が劣るものであった。

上記結果より、算術平均高さ（Ｓａ）が０．４μｍ以上５００μｍ以下の粗面化領域を有する撚線導体（本発明例１～２０）では、比較例１、２の撚線導体と比較して、長期間にわたる使用によっても接続部材との接続信頼性が良好であることが分かった。

１、１ａ、１ｂ 被覆電線
２ 粗面化領域
３ 端子付き被覆電線
４ 分岐被覆電線
５ 補線付き被覆電線
６ 端子付き分岐被覆電線
７ 補線付き分岐被覆電線
１０、１０ａ、１０ｂ 撚線導体
１１ 中心素線
１２ 外周素線
１３ 絶縁被覆
１４ シース
３０ 端子
３１ 内部空間
３２ 係止部
４０ 第２被覆電線
４１ 分岐コネクタ
４２ 第１圧着部
４３ 第２圧着部
５０ 第３被覆電線
５２ 延長コネクタ
５３ 第３圧着部
５４ 第４圧着部
１２１、１２１ａ、１２１ｂ 最外層アルミニウム系素線
１２２、１２２ａ、１２２ｂ 内層アルミニウム系素線
Ｄ 撚線導体の径方向
Ｘ 撚線導体の長手方向
Ｚ 粗面化領域の長手方向寸法
Ｌ１ 最小線径
Ｌ２ 最大線径

Claims (11)

1. 複数本のアルミニウム系素線を単層または２層以上に撚り合わせて形成してなる撚線導体において、
   前記撚線導体は、接続部材が圧着される被圧着部分の外周面を形成する、最外層に位置する最外層アルミニウム系素線の表面部分に、算術平均高さ（Ｓａ）が９．７μｍ以上３４μｍ以下の粗面化領域を有し、かつ、
   前記最外層アルミニウム系素線は、丸線または扁平線であり、かつ前記被圧着部分の最小線径に対する最大線径の比が、平均で１．１以上２．０以下である、撚線導体。
2. 前記粗面化領域は、前記撚線導体の長手方向寸法が１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲である、請求項１に記載の撚線導体。
3. 前記粗面化領域は、前記撚線導体の長手方向寸法が、前記接続部材の長手方向寸法以上である、請求項１または２に記載の撚線導体。
4. 前記最外層アルミニウム系素線の線径が、１．０ｍｍ以上３．２ｍｍ以下の範囲である、請求項１から３のいずれか１項に記載の撚線導体。
5. 前記撚線導体は、前記アルミニウム系素線を２層以上に撚り合わせて形成してなり、
   隣接した層にそれぞれ位置するアルミニウム系素線同士は、互いに撚り方向が交差する方向になるような配置関係を有している、請求項１から４のいずれか１項に記載の撚線導体。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の撚線導体と、前記粗面化領域を除いた前記撚線導体の外周面部分に形成された絶縁被覆とを有する、被覆電線。
7. 請求項６に記載の被覆電線と、
   前記被覆電線の一端または両端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した前記接続部材としての端子と
   を有する、端子付き被覆電線。
8. 幹線としての請求項６に記載の被覆電線である第１被覆電線と、
   分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線と、
   前記第１被覆電線に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第１圧着部、および前記第２被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第２圧着部を有する前記接続部材としての分岐コネクタと
   を有する、分岐被覆電線。
9. 請求項６に記載の被覆電線である第１被覆電線と、
   前記第１被覆電線を延長する補線である別の被覆電線である第３被覆電線と、
   前記第１被覆電線の一端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第３圧着部、および前記第３被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第４圧着部を有する前記接続部材としての延長コネクタと
   を有する、補線付き被覆電線。
10. 請求項６に記載の被覆電線である第１被覆電線と、
    分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線と、
    前記第１被覆電線に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第１圧着部、および前記第２被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第２圧着部を有する前記接続部材としての分岐コネクタと、
    前記第１被覆電線の一端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した前記接続部材としての端子と
    を有する、端子付き分岐被覆電線。
11. 請求項６に記載の被覆電線である第１被覆電線と、
    分岐線としての他の被覆電線である第２被覆電線と、
    前記第１被覆電線に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第１圧着部、および前記第２被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第２圧着部を有する前記接続部材としての分岐コネクタと、
    前記第１被覆電線を延長する補線である別の被覆電線である第３被覆電線と、
    前記第１被覆電線の一端に形成した前記粗面化領域に圧着固定した第３圧着部、および前記第３被覆電線の皮剥ぎした一端に圧着固定した第４圧着部を有する前記接続部材としての延長コネクタと
    を有する、補線付き分岐被覆電線。

Images