(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】アルカリ性溶液Ｌ１を用いて酸化被膜を溶解させることで、金属アルミニウムが表面に露出し、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、アルカリ性溶液を用いて処理することにより、その表面に形成された酸化被膜を溶解させ、
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】
前記アルカリ性溶液に前記導体部を浸漬させるとともに、前記アルカリ性溶液に超音波振動を付与することを特徴とする請求項１に記載の端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項３】
前記導体部の表面と、前記端子金具のうち前記導体部に接触する接触面と、のうち一方に前記アルカリ性溶液を塗布し、他方に、前記アルカリ性溶液を中和する中和剤溶液を塗布するとともに、前記導体部に前記端子金具を圧着することを特徴とする請求項１に記載の端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項４】
前記接触面に形成された凹溝部に前記アルカリ性溶液または前記中和剤溶液を滞留させることを特徴とする請求項３に記載の端子付アルミニウム電線製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ性溶液として、１〜１０重量％の炭酸水素ナトリウム水溶液を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の端子付アルミニウム電線製造方法。
【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、アルカリ性溶液を用いて処理することにより、その表面に形成された酸化被膜を溶解させ、前記導体部に端子金具を圧着することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
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、アルカリ性溶液を用いて酸化被膜を溶解させることで、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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】前記端子付アルミニウム電線の導体部の酸化被膜を溶解する様子を示す断面図である。
【図３】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４】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斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
［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、図１に示すように、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を製造する方法であって、溶解工程と圧着工程とを含む。溶解工程および圧着工程は、端子付アルミニウム電線３００の製造ラインの最終工程において実施されるものであり、溶解工程の後に圧着工程が実施される。
【００１２】
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。
【００１３】
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、導体部１０１が載置される載置板部２０４と、を一体に有し、端子接続部２０１と導体接続片２０２と被覆接続片２０３とが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。
【００１４】
載置板部２０４の上面（導体部１０１側の面）の一部、及び、導体接続片２０２の上面（導体部１０１側の面）は、導体部１０１に接触する接触面となる。この接触面には複数のセレーション２０５が形成されている。セレーション２０５は、導体接続片２０２から載置板部２０４にかけて、アルミニウム電線１００の長手方向に略直交する方向（周方向）に連続的に延びた凹溝である。
【００１５】
溶解工程には、図２に示すような溶解装置１０が用いられる。溶解装置１０は、アルカリ性溶液Ｌ１を収容するケース２と、ケース２の外側からアルカリ性溶液Ｌ１に超音波振動を付与する振動発生手段３と、を備える。アルカリ性溶液Ｌ１は、例えば８重量％の炭酸水素ナトリウム水溶液である。前工程において絶縁被覆部１０２が除去されることで露出した導体部１０１を、このアルカリ性溶液Ｌ１に例えば３秒間浸漬させる。尚、露出した導体部１０１のうち少なくとも導体接続片２０２に接続される部分が浸漬されればよく、その全体が浸漬されなくてもよい。また、振動発生手段３は、一般的な超音波洗浄装置に用いられるものであればよい。
【００１６】
溶解工程では、作業者が手作業により導体部１０１を浸漬させるとともに所定時間経過後に引き上げてもよいし、アルミニウム電線１００を保持する保持手段と、保持手段を移動させる移動手段と、を備えた装置によって浸漬および引き上げを実施してもよい。
【００１７】
このような溶解工程を実施することにより、導体部１０１に形成された酸化被膜がアルカリ性溶液Ｌ１に溶解し、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。このとき、アルカリ性溶液Ｌ１としての炭酸水素ナトリウム水溶液の濃度は、１〜１０重量％であることがより好ましい。また、浸漬時間は、数秒程度であることが好ましい。アルカリ性溶液Ｌ１の濃度が高すぎたり、浸漬時間が長すぎたりすると、酸化被膜だけでなく金属アルミニウムも溶解されやすくなってしまう。一方、アルカリ性溶液Ｌ１の濃度が低すぎたり、浸漬時間が短すぎたりすると、酸化被膜が溶解されにくくなってしまう。
【００１８】
尚、アルカリ性溶液Ｌ１の溶質は、炭酸水素ナトリウム以外であってもよく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、珪酸ナトリウムであってもよい。
【００１９】
上記のような溶解工程の後、圧着工程が実施される。圧着工程では、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。このとき、導体部のうち金属アルミニウムが露出した部分には、時間の経過とともに再び酸化被膜が形成されるため、溶解工程の後になるべく時間をあけずに圧着工程を実施することが好ましい。
【００２０】
このように、溶解工程において酸化被膜を溶解させた後に、圧着工程において導体部１０１に導体接続片２０２を圧着することにより、金属アルミニウムと導体接続片２０２とが直接（酸化被膜を介さずに）接触する直接接触部が形成される。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、直接接触部が、電流が通過するパスとなる。尚、溶解工程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。
【００２１】
圧着工程の後、端子付アルミニウム電線３００を洗浄することにより、アルカリ性溶液Ｌ１を除去し、金属アルミニウムの溶解を抑制する。洗浄には、アルカリ性溶液Ｌ１を中和する中和剤溶液（酸性溶液）を用いてもよいし、アルカリ性溶液Ｌ１と反応しない液体を用いて単にアルカリ性溶液Ｌ１を洗い流してもよい（即ち、水洗してもよい）。このような洗浄時や洗浄後に、導体部１０１の表面に酸化被膜が再び形成されても、上記の直接接触部には酸化被膜が形成されにくい。
【００２２】
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、アルカリ性溶液Ｌ１を用いて酸化被膜を溶解させることで、金属アルミニウムが表面に露出し、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。
【００２３】
また、アルカリ性溶液Ｌ１に導体部１０１を浸漬させるとともに、アルカリ性溶液Ｌ１に超音波振動を付与することで、酸化被膜の溶解を促進させることができ、溶解に要する時間を短縮することができる。
【００２４】
［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２００を接続して端子付アルミニウム電線３００を製造する方法である。
【００２５】
図３に示すように、導体部１０１の表面にアルカリ性溶液Ｌ１を塗布するとともに、端子金具２００の接触面に中和剤溶液Ｌ２を塗布する。中和剤溶液Ｌ２は酸性溶液であり、アルカリ性溶液Ｌ１が強塩基性である場合には、中和剤溶液Ｌ２は強酸性であることが好ましく、アルカリ性溶液Ｌ１が弱塩基性である場合には、中和剤溶液Ｌ２は弱酸性であることが好ましい。端子金具２００の接触面に塗布された中和剤溶液Ｌ２は、セレーション２０５に滞留する。即ち、セレーション２０５が凹溝部として用いられる。尚、複数のセレーション２０５のうち一部を凹溝部として用いてもよいし、全てを凹溝部として用いてもよい。
【００２６】
このような状態で導体接続片２０２によって導体部１０１を加締めることにより、酸化被膜が溶解されつつ、導体部１０１に端子金具２００が圧着される。これにより、前記第１実施形態と同様に、金属アルミニウムと導体接続片２０２とが直接（酸化被膜を介さずに）接触する直接接触部が形成される。さらに、アルカリ性溶液Ｌ１が中和剤溶液Ｌ２によって中和され、金属アルミニウムの溶解が抑制される。
【００２７】
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、前記第１実施形態と同様に、アルカリ性溶液Ｌ１を用いて酸化被膜を溶解させ、導体部１０１に端子金具２００を圧着することにより、接触抵抗を低下させるとともに端子付アルミニウム電線３００を軽量化することができる。
【００２８】
さらに、導体部１０１の表面にアルカリ性溶液Ｌ１を塗布するとともに端子金具２００の接触面に中和剤溶液Ｌ２を塗布し、導体部１０１に端子金具２００を圧着することにより、圧着工程と、アルカリ性溶液Ｌ１を中和する工程と、を略同時に実施することができ、端子付アルミニウム電線３００の製造に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
また、端子金具２００のセレーション２０５を凹溝部として用いて中和剤溶液Ｌ２を滞留させることで、端子金具２００に中和剤溶液を保持させやすい。また、中和剤溶液の保持のために専用の凹溝部を形成する必要がない。
【００３０】
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。
【００３１】
例えば、前記第１実施形態では、振動発生手段３によってアルカリ性溶液Ｌ１に超音波振動を付与するものとしたが、アルカリ性溶液Ｌ１によって酸化被膜を溶解させやすい場合には、超音波振動を付与しないものとしてもよい。
【００３２】
また、前記第２実施形態では、端子金具２００のセレーション２０５を凹溝部として利用するものとしたが、端子金具２００には、図４に示すように、中和剤溶液Ｌ２を滞留させるための専用のセレーション２０５Ａと、通常のセレーション２０５Ｂと、が形成されていてもよい。セレーション２０５Ａは、通常のセレーション２０５Ｂよりも幅が広く、多量の中和剤溶液Ｌ２を滞留させることができるようになっている。また、図示の例では、３つのセレーションのうち長手方向中央部のものを専用のセレーション２０５Ａとしているが、端部のものを専用のセレーションとしてもよい。また、専用のセレーションは、通常のものよりも溝深さが深いものであってもよい。
【００３３】
また、セレーションとは異なる凹溝部（例えばアルミニウム電線１００の長手方向に沿って延びる凹溝部）が端子金具に形成され、この凹溝部に中和剤溶液Ｌ２を滞留させてもよい。また、中和剤溶液Ｌ２の表面張力が高く、接触面に保持されやすい場合や、少量の中和剤溶液Ｌ２によってアルカリ性溶液Ｌ１を中和可能な場合には、中和剤溶液Ｌ２を凹溝部に滞留させなくてよいし、凹溝部が形成された端子金具を用いなくてもよい。
【００３４】
また、前記第２実施形態では、導体部１０１の表面にアルカリ性溶液Ｌ１を塗布するとともに端子金具２００の接触面に中和剤溶液Ｌ２を塗布するものとしたが、導体部１０１の表面に中和剤溶液Ｌ２を塗布するとともに端子金具２００の接触面にアルカリ性溶液Ｌ１を塗布してもよい。この場合、圧着時に溶液Ｌ１、Ｌ２同士が中和し合うが、端子金具２００の接触面に塗布された未反応のアルカリ性溶液Ｌ１によって、導体部１０１の酸化被膜が溶解される。このように、端子金具２００の接触面に塗布されたアルカリ性溶液Ｌ１によって導体部１０１の酸化被膜を溶解することも、「アルミニウム電線の導体部をアルカリ性溶液を用いて処理する」ことに含まれる。
【００３５】
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】
【００３６】
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、アルカリ性溶液による処理条件が異なる。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。実施例１では、濃度１．５重量％の炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて３秒間浸漬し、実施例２では、濃度８重量％の炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて３秒間浸漬した。比較例の端子付アルミニウム電線は、アルカリ性溶液によって処理されていないものである。
【００３７】
上記の実施例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】
【００３８】
３００      端子付アルミニウム電線
１００      アルミニウム電線
１０１      導体部
２００      端子金具
２０５      セレーション（凹溝部）
Ｌ１        アルカリ性溶液
Ｌ２        中和剤溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019140020.tif 000006