(57)【要約】【課題】軽量化しつつ接触抵抗を低下させることができる端子付アルミニウム電線製造方法および端子付アルミニウム電線を提供する。【解決手段】導体部１０１に電圧を印加して酸化被膜１０４を破壊することで、金属アルミニウム１０３が表面に露出する。このような導体部１０１に端子金具２００を圧着することにより、金属アルミニウム１０３と端子金具２００とが直接接触しやすくなり、接触抵抗を低下させることができる。このとき、導体部１０１にコーティング等を施す必要がないことから、端子付アルミニウム電線３００を軽量化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム電線の導体部を、一対の電極によって径方向から挟み込み、
通電時間および通電電流が、前記一対の電極間に電圧を印加することにより、前記導体部に形成された酸化被膜を破壊した後に、
前記導体部に端子金具を圧着することを特徴とする端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項２】
アルミニウム電線の導体部に端子金具を圧着した後、
前記導体部に第１電極を接続するとともに、前記端子金具に第２電極を接続し、
通電時間および通電電流が、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、前記導体部に形成された酸化被膜を破壊することを特徴とする端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項３】
前記端子金具として、他の端子金具との連結用のキャリア部を有するものを用い、
前記キャリア部に前記第２電極を接続し、
電圧印加後に前記キャリア部を前記端子金具から除去することを特徴とする請求項２に記載の端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項４】
前記導体部は、細線が撚り合わされることで構成されており、
棒状の前記第１電極を、前記導体部に対して先端面から挿入することによって接続することを特徴とする請求項２又は３に記載の端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項５】
アルミニウム電線と、該アルミニウム電線の導体部に接続された端子金具と、を備えた端子付アルミニウム電線であって、
前記端子金具は、前記アルミニウム電線が載置される載置板部と、該載置板部から立設されるとともに前記導体部を加締める一対の導体接続片と、を有し、
前記載置板部には、前記導体接続片よりも前記アルミニウム電線の基端側に、電圧印加突起が形成されていることを特徴とする端子付アルミニウム電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付アルミニウム電線製造方法および端子付アルミニウム電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の電装部品同士を接続するワイヤハーネスには、軽量化やリサイクル性の向上等を目的として、アルミニウム電線が用いられることがある。アルミニウム電線の先端の導体部には端子金具が接続され、この端子金具が相手方端子等に接続される。
【０００３】
しかしながら、アルミニウムはイオン化傾向が大きく酸化されやすいため、導体部の表面に酸化被膜が形成されてしまい、端子金具との間の接触抵抗が大きいという不都合があった。そこで、芯線（導体部）のうち絶縁被覆から露出した部分を半田コートによって覆い、芯線を外気に晒さないようにしたアルミ電線が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載されたアルミ電線では、半田コートに対して端子金具のバレルが圧着されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたようなアルミ電線では、芯線が外気に晒されないことから、酸化被膜が形成されにくいものと考えられる。しかしながら、半田コートを形成すると電線が高重量化してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、軽量化しつつ接触抵抗を低下させることができる端子付アルミニウム電線製造方法および端子付アルミニウム電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の発明の端子付アルミニウム電線製造方法は、アルミニウム電線の導体部を、一対の電極によって径方向から挟み込み、通電時間および通電電流が、前記一対の電極間に電圧を印加することにより、前記導体部に形成された酸化被膜を破壊した後に、前記導体部に端子金具を圧着することを特徴とする。
【０００８】
本願の他の発明の端子付アルミニウム電線製造方法は、アルミニウム電線の導体部に端子金具を圧着した後、前記導体部に第１電極を接続するとともに、前記端子金具に第２電極を接続し、通電時間および通電電流が、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加することにより、前記導体部に形成された酸化被膜を破壊することを特徴とする。
【０００９】
本願の発明の端子付アルミニウム電線は、アルミニウム電線と、該アルミニウム電線の導体部に接続された端子金具と、を備えた端子付アルミニウム電線であって、前記端子金具は、前記アルミニウム電線が載置される載置板部と、該載置板部から立設されるとともに前記導体部を加締める一対の導体接続片と、を有し、前記載置板部には、前記導体接続片よりも前記アルミニウム電線の基端側に、電圧印加突起が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のような本願の発明の端子付アルミニウム電線製造方法によれば、導体部に電圧を印加して酸化被膜を破壊することで、金属アルミニウム（酸化されていない部分）が表面に露出する。このような導体部に端子金具を圧着することにより、金属アルミニウムと端子金具とが直接接触しやすくなり、接触抵抗を低下させることができる。このとき、従来技術と異なり導体部にコーティング等を施す必要がないことから、端子付アルミニウム電線を軽量化することができる。
【００１１】
以上のような本願の他の発明の端子付アルミニウム電線製造方法によれば、導体部と端子金具とのそれぞれに電極を接続して電圧を印加することで、導体部と端子金具との間の電流通過経路において酸化被膜が破壊され、金属アルミニウムと端子金具とが直接接触しやすくなり、電流が通過するパスが形成される。これにより、接触抵抗を低下させることができる。このとき、従来技術と異なり導体部にコーティング等を施す必要がないことから、端子付アルミニウム電線を軽量化することができる。
【００１２】
上記のような本願の発明の端子付アルミニウム電線によれば、載置板部に電圧印加突起が形成されていることで、導体部に第１電極を接続するとともに電圧印加突起に第２電極を接続して電圧を印加することができる。これにより、上記のように金属アルミニウムと端子金具とが直接接触しやすくなり、端子付アルミニウム電線を軽量化しつつその接触抵抗を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る端子付アルミニウム電線製造方法により端子付アルミニウム電線を製造する様子を示す斜視図である。
【図２】電圧印加前の前記導体部を示す断面図である。
【図３】電圧印加後の前記導体部を示す断面図である。
【図４】前記導体部に端子金具が圧着された様子を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る端子付アルミニウム電線製造方法により端子付アルミニウム電線を製造する様子を示す斜視図である。
【図６】電圧印加前の前記端子付アルミニウム電線の導体部を示す断面図である。
【図７】電圧印加後の前記導体部を示す断面図である。
【図８】変形例の端子付アルミニウム電線製造方法に用いられる端子金具を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、第２実施形態においては、第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００１５】
［第１実施形態］
本実施形態の端子付アルミニウム電線製造方法は、アルミニウム電線１００に端子金具２００を接続して端子付アルミニウム電線３００を製造するものであって、図１に示すような電圧印加装置１０および図示しない圧着装置によって実施される。電圧印加装置１０および圧着装置は、端子付アルミニウム電線３００の製造ラインの最終工程近傍に配置されており、電圧印加装置１０の直後（下流側）に圧着装置が配置されている。
【００１６】
電圧印加装置１０は、一対の電極２Ａ、２Ｂと、電源３と、図示しない制御部と、を備える。一対の電極２Ａ、２Ｂは、アルミニウム電線１００の導体部１０１を径方向から挟み込む。このとき、一対の電極２Ａ、２Ｂを近づけるように力を加える押圧手段を用いてもよい。
【００１７】
電源３は、例えば定電流電源であって、制御部によって制御されることにより、一対の電極２Ａ、２Ｂ間に電圧を印加して通電させるものである。
【００１８】
アルミニウム電線１００は、素線（細線）が撚り合わされた導体部１０１と、導体部１０１を被覆する絶縁被覆部１０２と、を有する。この素線は、アルミニウム又はアルミニウム合金によって構成されている。アルミニウム電線１００の端部において絶縁被覆部１０２が適宜な長さだけ除去されており、導体部１０１が露出している。この露出した導体部１０１の表面には、酸化被膜（Ａｌ2Ｏ3膜）が形成されている。
【００１９】
端子金具２００は、例えば銅や銅合金によって構成され、相手方端子と電気的に接続される端子接続部２０１と、導体部１０１に圧着される一対の導体接続片２０２と、絶縁被覆部１０２に圧着される一対の被覆接続片２０３と、を一体に有し、先端側からこの順に並んでいる。導体接続片２０２および被覆接続片２０３は、各部を加締めることにより圧着される。
【００２０】
次に、端子付アルミニウム電線３００を製造する手順について説明する。まず、前工程において、アルミニウム電線１００が、上記のように端部において絶縁被覆部１０２が除去されて導体部１０１が露出した状態となり、電圧印加装置１０まで搬送される。電圧印加装置１０は、一対の電極２Ａ、２Ｂによって、露出した導体部１０１を径方向から挟み込むとともに、制御部によって電源３を制御して電圧を印加する。これにより、導体部１０１には、径方向に沿って電流が流れる。
【００２１】
このとき、制御部は、導体部１０１に流れる電流の通電時間および通電電流が、導体部１０１の発煙特性を下回るように、電源３を制御する。発煙特性は、導体部の断面積（撚り線の場合は細線の断面積および撚り本数）や、アルミニウムに添加された添加物の種類及び量によって決まるものであり、横軸を通電時間として縦軸を通電電流とした際に、通電時間が長くなるほど通電電流が小さくなるような曲線となる。
【００２２】
上記のように、酸化被膜が形成された導体部１０１に電流が流れると、導体部１０１に機械的な衝撃が加わり、酸化被膜の一部が破壊されてひび割れが生じる。従って、図２に示すように、導体部１０１の各素線において、金属アルミニウム１０３の外周全体が酸化被膜１０４によって覆われた状態から、図３に模式的に示すように、金属アルミニウム１０３の一部が露出した状態となる。
【００２３】
次いで、アルミニウム電線１００が圧着装置に搬送される。このとき、金属アルミニウム１０３の露出した部分には、時間の経過とともに再び酸化被膜が形成されるため、電圧印加後になるべく時間をあけずに搬送することが好ましい。圧着装置は、端子金具２００の導体接続片２０２を導体部１０１に圧着し、被覆接続片２０３を絶縁被覆部１０２に圧着する。これにより、端子付アルミニウム電線３００が構成される。
【００２４】
図３に示されるように金属アルミニウム１０３の一部が露出した状態で導体接続片２０２が圧着されると、図４に示すように、金属アルミニウム１０３と導体接続片２０２とが直接（酸化被膜１０４を介さずに）接触する直接接触部Ｄ１が形成される。端子付アルミニウム電線３００において、アルミニウム電線１００と端子金具２００との間で電流が流れる際、直接接触部Ｄ１が、電流が通過するパスとなる。尚、電圧印加後に新たな酸化被膜が多少形成されていたとしても、この膜厚は当初の酸化被膜１０４よりも薄く、接触抵抗を増大させにくいことから、導体部１０１と導体接続片２０２とが実質的に直接された状態となる。
【００２５】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、導体部１０１に電圧を印加して酸化被膜１０４を破壊することで、金属アルミニウム１０３が表面に露出する。このような導体部１０１に端子金具２００を圧着することにより、金属アルミニウム１０３と端子金具２００とが直接接触しやすくなり、接触抵抗を低下させることができる。このとき、導体部１０１にコーティング等を施す必要がないことから、端子付アルミニウム電線３００を軽量化することができる。
【００２６】
［第２実施形態］
本実施形態の端子付アルミニウム電線製造方法は、アルミニウム電線１００に端子金具４００を接続して端子付アルミニウム電線５００を製造するものであって、図５に示すような電圧印加装置２０および図示しない圧着装置によって実施される。電圧印加装置２０および圧着装置は、端子付アルミニウム電線５００の製造ラインの最終工程近傍に配置されており、圧着装置よりも下流側に電圧印加装置２０が配置されている。
【００２７】
端子金具４００は、例えば銅や銅合金によって構成され、相手方端子と電気的に接続される図示しない端子接続部と、導体部１０１に圧着される一対の導体接続片４０１と、絶縁被覆部１０２に圧着される一対の被覆接続片４０２と、アルミニウム電線１００が載置される載置板部４０３と、を一体に有する。端子接続部と導体接続片４０１と被覆接続片４０２とが先端側からこの順に並んでいる。
【００２８】
載置板部４０３には、導体接続片４０１よりもアルミニウム電線１００の基端側、且つ、被覆接続片４０２よりもアルミニウム電線１００の先端側に、電圧印加突起４０４が形成されている。電圧印加突起４０４は、載置板部４０３から立設するように延びているが、載置板部４０３の面内方向に沿って延びるものとしてもよい。また、端子付アルミニウム電線５００を製造する最終工程において電圧印加突起４０４を切除してもよいし、残してもよい。
【００２９】
電圧印加装置２０は、導体部１０１に接続される第１電極２Ｃと、端子金具４００に接続される第２電極２Ｄと、電源３と、図示しない制御部と、を備える。第１電極２Ｃは、アルミニウム電線１００の長手方向に沿って延びる棒状に形成され、素線（細線）が撚り合わされた導体部１０１に対して先端面から挿入されることにより、導体部１０１に接続される。第２電極２Ｄは、例えばクリップ状に形成され、電圧印加突起４０４を挟み込むことにより接続される。
【００３０】
電源３は、例えば定電流電源であって、制御部によって制御されることにより、電極２Ｃ、２Ｄ間に電圧を印加して通電させるものである。
【００３１】
次に、端子付アルミニウム電線５００を製造する手順について説明する。まず、前工程において、アルミニウム電線１００が、上記のように端部において絶縁被覆部１０２が除去されて導体部１０１が露出した状態となり、圧着装置まで搬送される。圧着装置は、端子金具４００の導体接続片４０１を導体部１０１に圧着し、被覆接続片４０２を絶縁被覆部１０２に圧着する。これにより、電圧印加前の端子付アルミニウム電線が構成される。
【００３２】
電圧印加前の端子付アルミニウム電線では、図６に示すように、導体部１０１の表面に酸化被膜（Ａｌ2Ｏ3膜）１０４が形成されており、金属アルミニウム１０３と導体接続片４０１とが直接接触しない。
【００３３】
次いで、電圧印加前の端子付アルミニウム電線が、電圧印加装置２０に搬送される。電圧印加装置２０において、第１電極２Ｃが導体部１０１に接続され、第２電極２Ｄが電圧印加突起４０４に接続される。尚、電圧印加突起４０４は、一対の導体接続片４０１のうち一方側に設けられており、第２電極２Ｄは、一対の導体接続片４０１のうち他方によって包み込まれた導体部１０１に接続される。これにより、第１電極２Ｃと第２電極２Ｄとの間で電流が通過する経路を長くすることができる。
【００３４】
さらに、制御部が電源３を制御して電極２Ｃ、２Ｄ間に電圧を印加する。これにより、導体部１０１と端子金具４００との間に電流が流れる。即ち、導体部１０１と導体接続片４０１とが接触する部分に電流が流れる。このとき、制御部は、前記第１実施形態と同様に、導体部１０１に流れる電流の通電時間および通電電流が、JASO D 609に定義される発煙試験方法によって定まる導体部１０１の発煙特性を下回るように、電源３を制御する。
【００３５】
上記のように、酸化被膜１０４が形成された導体部１０１に電流が流れると、導体部１０１に機械的な衝撃が加わり、導体部１０１のうち導体接続片４０１と接触する部分において、酸化被膜１０４にひび割れが生じる。このとき、導体接続片４０１が導体部１０１に圧着されており、これらは互いに近づくように復元しようとする。従って、図７に模式的に示すように、金属アルミニウム１０３と導体接続片４０１とが直接接触する直接接触部Ｄ２が形成される。電圧印加後の端子付アルミニウム電線５００において、アルミニウム電線１００と端子金具４００との間で電流が流れる際、直接接触部Ｄ２が、電流が通過するパスとなる。
【００３６】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、導体部１０１と端子金具４００とのそれぞれに電極２Ｃ、２Ｄを接続して電圧を印加することで、導体部１０１と端子金具４００との間の電流通過経路において酸化被膜が破壊され、金属アルミニウム１０３と端子金具４００との間に直接接触部Ｄ２が形成される。これにより、接触抵抗を低下させることができる。このとき、導体部１０１にコーティング等を施す必要がないことから、端子付アルミニウム電線５００を軽量化することができる。
【００３７】
また、細線が撚り合わされた導体部１０１に対し、棒状の第１電極２Ｃを挿入して接続することにより、これらを容易に電気的に接続することができる。さらに、板状の電極を導体部１０１の端面に当接させる構成と比較して、第１電極２Ｃと導体部１０１との接触面積を大きくし、通電させやすくすることができる。
【００３８】
また、端子金具４００のうち専用の電圧印加突起４０４に第２電極２Ｄが接続されることで、これらを容易に電気的に接続することができる。さらに、電圧印加時に電圧印加突起４０４に放電痕が形成されてしまった場合でも、電圧印加突起４０４を切除することにより、完成品の端子付アルミニウム電線５００において放電痕が残らないようにすることができる。
【００３９】
なお、本発明は、前記第１実施形態および前記第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００４０】
例えば、前記第２実施形態では、端子金具４００のうち電圧印加突起４０４に第２電極２Ｄが接続されるものとしたが、第２電極は端子金具の適宜な位置に接続されればよい。例えば、図８に示すような端子金具６００Ａを用いる場合、他の端子金具６００Ｂとの連結用のキャリア部６０１に第２電極を接続してもよい。端子金具６００Ａと端子金具６００Ｂと他の端子金具とは、１枚の板金を打ち抜くことにより形成されており、打ち抜き直後の状態において、キャリア部６０１によって互いに接続されている。このようなキャリア部６０１の途中を切断することで端子金具同士を独立なものとするとともに、キャリア部６０１が残った各端子金具をアルミニウム電線１００に接続し、上記のように電極間に電圧を印加する。電圧の印加後に端子金具からキャリア部６０１を切除すればよい。
【００４１】
キャリア部６０１を電圧印加用に用いることにより、第２電極を容易に接続することができる。また、第２電極を接続するための専用の接続部を形成する必要がない。さらに、電圧印加時にキャリア部６０１に放電痕が形成されてしまった場合でも、キャリア部６０１は切除されるものであることから、完成品の端子付アルミニウム電線において放電痕が残らないようにすることができる。
【００４２】
また、第２電極は、例えば導体接続片や被覆接続片をアルミニウム電線の長手方向から挟み込むことにより、端子金具に接続されてもよい。
【００４３】
また、前記第２実施形態では、細線が撚り合わされた導体部１０１に対し、棒状の第１電極２Ｃを挿入して接続するものとしたが、第１電極は適宜な方法で導体部に接続されればよい。例えば、導体部を外側から把持するような電極を用いてもよいし、板状の電極を導体部の端面に当接させてもよい。このような接続方法によれば、導体部が１本の線によって構成される場合であっても、第１電極を導体部に接続することができる。
【００４４】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例について説明する。実施例１、２および比較例の端子付アルミニウム電線は、いずれも同一のアルミニウム電線と端子金具とによって構成されたものであり、電圧の印加条件が異なる。このアルミニウム電線は、直径０．３２ｍｍの素線を５８本撚り合わせることで構成されたものである。端子金具は、銅により構成されたものである。
【００４６】
比較例の端子付アルミニウム電線は、電圧を印加しないものであり、実施例１の端子付アルミニウム電線は、前記第１実施形態のような手順で通電電流５０Ａ且つ通電時間５秒となるように電圧を印加したものであり、実施例２の端子付アルミニウム電線は、前記第２実施形態のような手順で通電電流５０Ａ且つ通電時間５秒となるように電圧を印加したものである。
【００４７】
実施例１、２の端子付アルミニウム電線では、接触抵抗が２ｍΩ以下となり、良好な結果が得られた。一方、比較例の端子付アルミニウム電線では、接触抵抗が２ｍΩよりも大きくなり、良好な結果が得られなかった。
【符号の説明】
【００４８】
３００、５００                          端子付アルミニウム電線
１００                                  アルミニウム電線
１０１                                  導体部
１０４                                  酸化被膜
２００、４００、６００Ａ、６００Ｂ      端子金具
４０１                                  導体接続片
４０３                                  載置板部
４０４                                  電圧印加突起
６０１                                  キャリア部
２Ａ、２Ｂ                              電極
２Ｃ                                    第１電極
２Ｄ                                    第２電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019140021.tif 000005
【図４】
2019140021.tif 000006
【図５】
2019140021.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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