(57)【要約】【課題】全く新規な構成で異種金属接触腐食（電食）に対処する技術を提供する【解決手段】アルミ電線２は、外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５と、を有する。ハーネス１は、外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５と、を有するアルミ電線２と、アルミ電線２の芯線４に圧着された銅又は銅合金製の圧着端子３と、を備える。ハーネス１の製造方法は、銅又は銅合金製の圧着端子３に防食処理剤を塗布する塗布工程（S130）と、外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５と、を有するアルミ電線２の芯線４に圧着端子３を圧着する接続工程（S160）と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁被覆と、を有するアルミ電線。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミ電線であって、
前記酸化皮膜は、陽極酸化皮膜である、
アルミ電線。
【請求項３】
請求項１に記載のアルミ電線であって、
前記酸化皮膜は、酸化アルミニウム水和物皮膜である、
アルミ電線。
【請求項４】
請求項３に記載のアルミ電線であって、
前記酸化アルミニウム水和物皮膜は、ベーマイト皮膜又はバイヤライト皮膜である、
アルミ電線。
【請求項５】
外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁被覆と、を有するアルミ電線と、
前記アルミ電線の前記芯線に圧着又は圧接された銅又は銅合金製の端子と、
を備えたハーネス。
【請求項６】
請求項５に記載のハーネスであって、
前記酸化皮膜は、陽極酸化皮膜である、
ハーネス。
【請求項７】
請求項５に記載のハーネスであって、
前記酸化皮膜は、酸化アルミニウム水和物皮膜である、
ハーネス。
【請求項８】
請求項７に記載のハーネスであって、
前記酸化アルミニウム水和物皮膜は、ベーマイト皮膜又はバイヤライト皮膜である、
ハーネス。
【請求項９】
銅又は銅合金製の端子に防食処理剤を塗布する塗布工程と、
外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁被覆と、を有するアルミ電線の前記芯線に前記端子を圧着又は圧接する接続工程と、
を含む、
ハーネスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ電線、ハーネス及びハーネスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、本願の図７に示すように、電線１００と、電線１００に取り付けられた端子１０１と、を備えた端子付き電線１０２を開示している。電線１００は、芯線１０３と、芯線１０３の外周を覆う絶縁材１０４と、によって構成されている。芯線１０３は、車両の軽量化等を目的としてアルミニウム又はアルミニウム合金製としている。また、端子１０１は、一般的な銅又は銅合金としている。以上の構成で、電線１００の露出した芯線１０３に端子１０１を圧着させると、異種金属接触腐食が発生する虞がある。そこで、特許文献１では、圧着前に予め端子１０１を疎水性材料から構成される止水材で覆うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、全く新規な構成で異種金属接触腐食（電食）に対処する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明の第１の観点によれば、外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁被覆と、を有するアルミ電線が提供される。
前記酸化皮膜は、陽極酸化皮膜である。
前記酸化皮膜は、酸化アルミニウム水和物皮膜である。
前記酸化アルミニウム水和物皮膜は、ベーマイト皮膜又はバイヤライト皮膜である。
本願発明の第２の観点によれば、外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁被覆と、を有するアルミ電線と、前記アルミ電線の前記芯線に圧着又は圧接された銅又は銅合金製の端子と、
を備えたハーネスが提供される。
前記酸化皮膜は、陽極酸化皮膜である。
前記酸化皮膜は、酸化アルミニウム水和物皮膜である。
前記酸化アルミニウム水和物皮膜は、ベーマイト皮膜又はバイヤライト皮膜である。
本願発明の第３の観点によれば、銅又は銅合金製の端子に防食処理剤を塗布する塗布工程と、外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線と、前記芯線を被覆する絶縁被覆と、を有するアルミ電線の前記芯線に前記端子を圧着又は圧接する接続工程と、を含む、ハーネスの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、前記芯線の外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜が形成されているので、異種金属接触腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ハーネスの分解斜視図である。
【図２】ハーネスの斜視図である。
【図３】芯線を構成する素線の断面図である。
【図４】ハーネスの製造工程に関するフローチャートの一例である。
【図５】圧接端子にアルミ電線を取り付ける様子を示す斜視図である。
【図６】ハーネスの製造工程に関するフローチャートの一例である。
【図７】特許文献１の図１に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、本願発明の実施形態を説明する。本実施形態では、アルミ電線の芯線の外周面に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜を形成することで、アルミ電線の芯線を銅又は銅合金製の端子に圧着又は圧接しても電食を抑制できるようにしている。
【０００９】
図１にはハーネス１の分解斜視図を示し、図２にはハーネス１の斜視図を示している。図１及び図２に示すように、ハーネス１は、アルミ電線２と、アルミ電線２の端部２Aに取り付けられる圧着端子３（端子）を備えている。
【００１０】
アルミ電線２は、芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５を有する。
【００１１】
芯線４は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。芯線４をアルミニウム又はアルミニウム合金製とすることで、一般的な銅又は銅合金製の芯線と比較して、芯線４の重さを約３分の１にすることができると共に、材料費を約２分の１にすることができる。図１に示すように、本実施形態において芯線４は、複数の素線ｐを撚り合わせて成る撚り線としている。図３に示すように、各素線ｐの外周面６には、自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されている。酸化皮膜７は、各素線ｐの全長に渡って一様に形成されている。酸化皮膜７は、例えば、陽極酸化皮膜又は酸化アルミニウム水和物皮膜である。酸化アルミニウム水和物皮膜は、例えば、ベーマイト皮膜やバイヤライト皮膜である。
【００１２】
陽極酸化皮膜は、人工的に厚く強固に形成できる酸化皮膜であって、陽極酸化皮膜処理によって形成することができる。陽極酸化皮膜処理とは、電解液（硫酸、シュウ酸、その他の有機酸）の中にアルミニウム製品を浸漬させ、アルミニウム製品を陽極として直流、交流、または、交直流の電流を流すことで、アルミニウム製品の表面に酸化皮膜を形成する処理である。
【００１３】
酸化アルミニウム水和物皮膜は、人工的に厚く強固に形成できる酸化皮膜であって、水和処理によって形成することができる。水和処理とは、高温の純水中にアルミニウム製品を所定時間浸漬させることで、アルミニウム製品の表面に酸化皮膜を形成する処理である。なお、アルミニウム製品を浸漬させる純水の水温が例えば８０度以上の場合はアルミニウム製品の表面に形成される酸化皮膜がベーマイト皮膜となり、同じく例えば８０度未満の場合はバイヤライト皮膜となる。
【００１４】
なお、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に自然に形成される自然酸化皮膜の膜厚は、一般的に、数十〜数百ナノメートルとされている。
【００１５】
本実施形態では、芯線４は複数の素線ｐを撚り合わせて成る撚り線であるとしたが、芯線４は単線でもよい。芯線４を単線とした場合は、芯線４の外周面６に上記の酸化皮膜７を形成することになる。この場合、酸化皮膜７は、芯線４の外周面６に全長に渡って形成される。
【００１６】
絶縁被覆５は、例えばポリ塩化ビニルなどの絶縁性合成樹脂から成る。絶縁被覆５は、芯線４が撚り線の場合は各素線ｐの外周面６に酸化皮膜７を形成した後に、芯線４を覆うように形成される。また、絶縁被覆５は、芯線４が単線の場合は芯線４の外周面６に酸化皮膜７を形成した後に、芯線４を覆うように形成される。
【００１７】
一方、圧着端子３は、銅又は銅合金製である。圧着端子３を銅又は銅合金とすることで、圧着端子３にバネ性を持たせることができる。圧着端子３は、例えば錫メッキ又はニッケルメッキが施されている。錫メッキは、ニッケルメッキと比較して、自然電位がアルミニウムの自然電位に近いので電食抑制効果を一層期待できる。図１に示すように、圧着端子３は、接触部１０、コンダクタバレル１１、インシュレーションバレル１２を有する。
【００１８】
接触部１０は、雌端子として構成されている。即ち、接触部１０は、角筒部１３と、角筒部１３内に収容された接触バネ片１４と、を有する。そして、角筒部１３内に雄端子が挿入されると、接触バネ片１４は弾性変形を伴いながら所定の接触圧で雄端子と接触する。なお、圧着端子３は雄端子であってもよい。
【００１９】
コンダクタバレル１１は、アルミ電線２の端部２Aにおいて露出した芯線４に対して圧着される部分である。
【００２０】
インシュレーションバレル１２は、アルミ電線２の端部２Aの近傍において絶縁被覆５に対して圧着される部分である。
【００２１】
次に、図４を参照して、ハーネス１の製造工程を説明する。
【００２２】
図４に示すように、ハーネス１の製造工程は、部材作製工程（S100）と、ハーネス組立工程（S110）と、を含む。部材作製工程（S100）は、ハーネス１の構成要素であるアルミ電線２及び圧着端子３を個別に作製する工程である。ハーネス組立工程（S110）は、アルミ電線２及び圧着端子３を組み合わせてハーネス１を作製する工程である。
【００２３】
部材作製工程（S100）において、先ず、銅又は銅合金製のロールを入手し（S120）、そのロールに対してメッキ処理を実施し、プレス加工することで所定形状の圧着端子３を作製し、圧着端子３に対して防食処理剤を塗布する（S130）。圧着端子３に対し防食処理剤を塗布する工程は、圧着端子３のプレスラインに組み込むことが可能である。防食処理剤は、例えば浸漬又は噴霧によって圧着端子３に対して塗布することが好ましい。防食処理剤としては、フッ素系やシリコン系の撥水処理剤や、ベースとなる鉱油又は合成油に防錆性の添加剤を付与したようなコンタクトオイルが挙げられる。
【００２４】
部材作製工程（S100）において、先ず、アルミニウム又はアルミニウム合金製の線材を入手し（S140）、その線材を圧延加工することで所定の直径を有する素線ｐを作製し、その素線ｐの外周面６に酸化皮膜７を形成した上で、複数の素線ｐを撚り合わせて絶縁被覆５で被覆することで、アルミ電線２を作製する。
【００２５】
次に、ハーネス組立工程（S110）では、アルミ電線２を必要に応じて切断し、規定長だけ絶縁被覆５を除去する(S150)。そして、アルミ電線２の芯線４を圧着端子３に圧着する(S160)。即ち、圧着端子３のコンダクタバレル１１をアルミ電線２の芯線４に圧着すると共に、圧着端子３のインシュレーションバレル１２をアルミ電線２の絶縁被覆５に圧着する。コンダクタバレル１１をアルミ電線２の芯線４に圧着させると、芯線４の各素線ｐの外周面６に形成されている酸化皮膜７は破れ、コンダクタバレル１１とアルミ電線２の芯線４は酸化皮膜７を介在させることなく直接的に接触することになる。以上の工程により、ハーネス１が完成する。
【００２６】
以上に、本願発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の特長を有する。
【００２７】
アルミ電線２は、外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５と、を有する。以上の構成によれば、酸化皮膜７が絶縁被覆５によって覆われるので、酸化皮膜７が意図しない外力によって破壊され難くなり、もって、酸化皮膜７を薄く設定することが可能となる。これにより、芯線４の圧着時に酸化皮膜７を容易に破ることができるようになり、また、圧着箇所以外の箇所においては酸化皮膜７による防食効果を期待することができる。
【００２８】
ハーネス１は、外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５と、を有するアルミ電線２と、アルミ電線２の芯線４に圧着された銅又は銅合金製の圧着端子３と、を備える。以上の構成によれば、芯線４の外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されているので、芯線４と圧着端子３との間における異種金属接触腐食を抑制することができる。
【００２９】
なお、アルミ電線の芯線の自然酸化皮膜を破って端子との接触抵抗を下げる技術は多数報告されている。
【００３０】
なお、上記実施形態では、ハーネス１は、アルミ電線２と圧着端子３を備えることとした。しかし、これに代えて、図５に示すように、ハーネス１は、アルミ電線２と、アルミ電線２に対して圧接される銅又は銅合金製の圧接端子１５と、を備えることとしてもよい。圧接端子１５のスリットにアルミ電線２が挿入されると、アルミ電線２の絶縁被覆５が圧接端子１５によって局所的に切られ、この結果、アルミ電線２の芯線４が圧接端子１５に対して直接的に接触する。この場合でも、芯線４の外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されているので、芯線４と圧接端子１５との間における異種金属接触腐食を抑制することができる。
【００３１】
また、酸化皮膜７としては、陽極酸化皮膜や酸化アルミニウム水和物皮膜が挙げられる。
【００３２】
また、酸化アルミニウム水和物皮膜としては、例えば、ベーマイト皮膜又はバイヤライト皮膜が挙げられる。
【００３３】
また、図４に示すように、ハーネス１の製造方法は、銅又は銅合金製の圧着端子３に防食処理剤を塗布する塗布工程（S130）と、外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯線４と、芯線４を被覆する絶縁被覆５と、を有するアルミ電線２の芯線４に圧着端子３を圧着する接続工程（S160）と、を含む。以上の方法によれば、芯線４の外周面６に自然酸化皮膜よりも厚い酸化皮膜７が形成されているので、芯線４と圧着端子３との間における異種金属接触腐食を抑制することができる。また、圧着端子３を芯線４に圧着する前に予め圧着端子３に防食処理剤を塗布しているので、圧着端子３を芯線４に圧着した後に圧着端子３に防食処理剤を塗布する場合と比較して、塗布工程の作業効率がよい。
【００３４】
なお、圧着端子３は、通常、錫メッキ等を施してからプレス機で切断するため、圧着端子３の端面には銅又は銅合金が露出している。従って、特に、圧着端子３の端面に防食処理剤を塗布することが電食抑制の観点から好ましい。
【００３５】
次に、図６を参照して、ハーネス１の他の製造工程を説明する。
【００３６】
図６に示すように、ハーネス１の製造工程は、部材作製工程（S200）と、ハーネス組立工程（S210）と、を含む。部材作製工程（S200）は、ハーネス１の構成要素であるアルミ電線２及び圧着端子３を個別に作製する工程である。ハーネス組立工程（S210）は、アルミ電線２及び圧着端子３を組み合わせてハーネス１を作製する工程である。
【００３７】
部材作製工程（S200）において、先ず、銅又は銅合金製のロールを入手し（S220）、そのロールに対してメッキ処理を実施し、プレス加工することで所定形状の圧着端子３を作製する（S230）。
【００３８】
部材作製工程（S200）において、先ず、アルミニウム又はアルミニウム合金製の線材を入手し（S240）、その線材を圧延加工することで所定の直径を有する素線ｐを作製し、その素線ｐの外周面６に酸化皮膜７を形成した上で、複数の素線ｐを撚り合わせて絶縁被覆５で被覆することで、アルミ電線２を作製する。
【００３９】
次に、ハーネス組立工程（S210）では、アルミ電線２を必要に応じて切断し、規定長だけ絶縁被覆５を除去する(S250)。そして、圧着端子３に防食処理剤を塗布した上で、アルミ電線２の芯線４を圧着端子３に圧着する(S260)。即ち、圧着端子３のコンダクタバレル１１をアルミ電線２の芯線４に圧着すると共に、圧着端子３のインシュレーションバレル１２をアルミ電線２の絶縁被覆５に圧着する。コンダクタバレル１１をアルミ電線２の芯線４に圧着させると、芯線４の各素線ｐの外周面６に形成されている酸化皮膜７は破れ、コンダクタバレル１１とアルミ電線２の芯線４は酸化皮膜７を介在させることなく直接的に接触することになる。以上の工程により、ハーネス１が完成する。
【００４０】
なお、圧着端子３に対し防食処理剤を塗布する工程は、アルミ電線２の芯線４を圧着端子３に圧着する圧着ラインに組み込むことが可能である。防食処理剤としては、フッ素系やシリコン系の撥水処理剤や、ベースとなる鉱油又は合成油に防錆性の添加剤を付与したようなコンタクトオイル、又は、接点用のグリースが挙げられる。防食処理剤がフッ素系やシリコン系の撥水処理剤や、ベースとなる鉱油又は合成油に防錆性の添加剤を付与したようなコンタクトオイルである場合は、防食処理剤は、例えば浸漬や噴霧により圧着端子３に対して塗布される。防食処理剤がグリースの場合は、防食処理剤は、例えばディスペンサにより圧着端子３に対して塗布される。
【００４１】
また、圧着端子３を酸化処理又は硫化処理することも電食抑制の効果を期待できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ハーネス
２  アルミ電線
２A  端部
３  圧着端子（端子）
４  芯線
５  絶縁被覆
６  外周面
７  酸化皮膜
１０  接触部
１１  コンダクタバレル
１２  インシュレーションバレル
１３  角筒部
１４  接触バネ片
１５  圧接端子（端子）
ｐ  素線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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