(57)【要約】【課題】銅とアルミニウムとの間で生じるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる、耐腐食性の高い端子付電線を提供する。【解決手段】端子付電線１は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線２２と、芯線２２を被覆する絶縁被覆２４とを有する電線２０と、銅又は銅合金からなる端子１０と、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材３０とを備えている。付加部材３０は、電線２０の端部に取り付けられる。電線２０は、その端部に芯線２２が絶縁被覆２４から露出する芯線露出部２３を有する。端子１０は、芯線露出部２３と電気的に接続される。付加部材３０は、電線２０の絶縁被覆２４を包囲する被覆包囲部３４と、芯線露出部２３と電気的に接続される接続部３２とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線と、該芯線を被覆する絶縁被覆とを有する電線と、
銅又は銅合金からなる端子と、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材であって、前記電線の端部に取り付けられる付加部材と
を備え、
前記電線は、その端部に前記芯線が前記絶縁被覆から露出する芯線露出部を有し、
前記端子は、前記芯線露出部と電気的に接続され、
前記付加部材は、
前記電線の前記絶縁被覆を包囲する被覆包囲部と、
前記芯線露出部と電気的に接続される接続部と
を有することを特徴とする端子付電線。
【請求項２】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線と、該芯線を被覆する絶縁被覆とを有する電線と、
銅又は銅合金からなる端子と、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材であって、前記電線に取り付けられる付加部材と、
を備え、
前記電線は、その端部に前記芯線が前記絶縁被覆から露出する芯線露出部を有し、
前記端子は、前記芯線露出部と電気的に接続され、
前記付加部材は、前記芯線露出部を包囲し、前記芯線露出部と電気的に接続される接続部を有する
ことを特徴とする端子付電線。
【請求項３】
前記付加部材は、前記電線の前記絶縁被覆を包囲する被覆包囲部をさらに有する請求項２に記載の端子付電線。
【請求項４】
前記芯線露出部は、超音波溶接により前記端子及び前記付加部材の前記接続部と一体的に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の端子付電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付電線に係り、特に電線の端部に端子が接続された端子付電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
年々厳しくなる自動車の排ガス規制に対応するためにハイブリッドカーや電気自動車などの開発が盛んになっている。ハイブリッドカーや電気自動車においてはバッテリから大電力を取り出す必要があるため、従来の電線よりも大径の電線が使用される。このように、大径の電線やバッテリの使用によってハイブリッドカーや電気自動車の重量は増える傾向にあり、燃費の向上のためには、車体の軽量化が要求されている。
【０００３】
このような要求に伴い、自動車を構成する一部品であるワイヤハーネスにも軽量化が求められている。このため、ワイヤハーネス内の電線の導体（芯線）の材料として軽量のアルミニウムを使用することが多くなっている。一方で、そのような電線に接続される端子の材料としては、導電性及び経済性に優れる銅が使用されることが多い。
【０００４】
しかしながら、アルミニウム芯線と銅端子とを電気的に接続する場合、この接続部分に雨水や洗車、結露などによって水等の電解液が付着すると、電解液を介してアルミニウム芯線と銅端子との間に電池回路が形成され、電気化学的に卑な金属であるアルミニウムが電解液中に溶出して腐食される現象（ガルバニック腐食）が生じる。
【０００５】
一般的に、このようなガルバニック腐食の進行速度は、互いに電気的に接続される異種金属における標準電極電位の差、異種金属間の表面積比、回路抵抗などに左右されることが知られている。これらのうち、特に大きなウェイトを占めるのは異種金属間の表面積比であると言われている。このため、銅等の電気化学的に貴な金属の表面積に対して、アルミニウム等の卑な金属の表面積を大きくすればするほど、ガルバニック腐食の進行速度が遅くなるとされている。
【０００６】
このような観点から、アルミニウム導体との接続部分を残して銅端子の大部分にスズめっきを施し、電気化学的に貴な金属である銅の露出面積を極力小さくしてガルバニック腐食の進行を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術において用いられているスズは、アルミニウムよりも電気化学的に貴な金属であるため、端子の大部分にスズめっきを施したとしても、アルミニウムよりも電気化学に貴な金属である銅及びスズの表面積は全体として変わることがなく根本的な解決とはなっていない。したがって、特許文献１に開示された技術では、ガルバニック腐食の進行速度を十分に抑制できない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２７７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、銅とアルミニウムとの間で生じるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる、耐腐食性の高い端子付電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、銅とアルミニウムとの間で生じるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる、耐腐食性の高い端子付電線が提供される。この端子付電線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線と、該芯線を被覆する絶縁被覆とを有する電線と、銅又は銅合金からなる端子と、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材とを備えている。上記付加部材は、上記電線の端部に取り付けられる。上記電線は、その端部に上記芯線が上記絶縁被覆から露出する芯線露出部を有する。上記端子は、上記芯線露出部と電気的に接続される。上記付加部材は、上記電線の上記絶縁被覆を包囲する被覆包囲部と、上記芯線露出部と電気的に接続される接続部とを有する。
【００１１】
このように、芯線露出部には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材が電気的に接続されているため、銅又は銅合金からなる端子に接続されるアルミニウム部材の表面積を付加部材の表面積の分だけ増加させることができる。したがって、電気化学的に貴な金属である銅に対して卑な金属であるアルミニウムの表面積を増加させることができ、端子付電線におけるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる。また、付加部材の被覆包囲部が電線の絶縁被覆を包囲しているため、電線を端子及び付加部材から引き剥がそうとする力（ピール力）に対する端子付電線の強度が向上する。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、銅とアルミニウムとの間で生じるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる、耐腐食性の高い端子付電線が提供される。この端子付電線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線と、該芯線を被覆する絶縁被覆とを有する電線と、銅又は銅合金からなる端子と、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材とを備える。上記付加部材は、上記電線に取り付けられる。上記電線は、その端部に上記芯線が上記絶縁被覆から露出する芯線露出部を有する。上記端子は、上記芯線露出部と電気的に接続される。上記付加部材は、上記芯線露出部を包囲し、上記芯線露出部と電気的に接続される接続部を有する。
【００１３】
このように、芯線露出部には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材が電気的に接続されているため、銅又は銅合金からなる端子に接続されるアルミニウム部材の表面積を付加部材の表面積の分だけ増加させることができる。したがって、電気化学的に貴な金属である銅に対して卑な金属であるアルミニウムの表面積を増加させることができ、端子付電線におけるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる。
【００１４】
この場合において、上記付加部材は、上記電線の上記絶縁被覆を包囲する被覆包囲部をさらに有することが好ましい。このように付加部材の被覆包囲部によって電線の絶縁被覆を包囲することにより、電線を端子及び付加部材から引き剥がそうとする力（ピール力）に対する端子付電線の強度が向上する。
【００１５】
上記芯線露出部は、超音波溶接により上記端子及び上記付加部材の上記接続部と一体的に接続されていることが好ましい。このように超音波溶接を用いることにより、芯線露出部、付加部材の接続部、及び端子の表面上に存在する酸化皮膜や汚れが超音波振動によって除去され、超音波振動によって生じる金属原子の移動が金属原子間の強い引力を引き起こし、金属原子が互いに結びついて固相溶接状態となる。これにより、電線の芯線と端子との間の電気的接続をより確実なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、芯線露出部には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる付加部材が電気的に接続されているため、銅又は銅合金からなる端子に接続されるアルミニウム部材の表面積を付加部材の表面積の分だけ増加させることができる。したがって、電気化学的に貴な金属である銅に対して卑な金属であるアルミニウムの表面積を増加させることができ、端子付電線におけるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる。これにより、耐腐食性の高い端子付電線が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態における端子付電線を示す平面図である。
【図２】図１に示す端子付電線の正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における端子付電線を示す平面図である。
【図６】図５に示す端子付電線の正面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図６の端子付電線から付加部材を取り外した状態を示す正面図である。
【図１０】図６の端子付電線から付加部材を取り外した状態を示す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における端子付電線を示す平面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る端子付電線実施形態について図１から図１２を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１２において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図１２においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施形態における端子付電線１を示す平面図、図２は正面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１から図４に示すように、本実施形態における端子付電線１は、銅からなる略平板状の端子１０と、Ｘ方向に沿って延びる電線２０と、電線２０の端部に取り付けられる付加部材３０とを有している。
【００２０】
電線２０は、アルミニウムからなる複数の素線から構成される芯線２２と、芯線２２を被覆する絶縁被覆２４とを含んでいる。電線２０の絶縁被覆２４は端部から一定の距離にわたって除去されており、電線２０の端部には絶縁被覆２４から芯線２２が露出する芯線露出部２３が形成されている。
【００２１】
端子１０は、段部１２を挟んで第１の板部１４と第２の板部１６とを有している。第１の板部１４には、端子１０が接続される相手方機器の端子接続部（図示せず）への接続固定用のボルト（図示せず）を締結するためのボルト孔１５が形成されている。ボルト孔１５は、第１の板部１４をＺ方向に貫通するように形成されている。なお、第１の板部１４には、ボルト孔１５に加えて、対応する端子収容部（図示せず）に設けられたランスを係止するためのランス係止孔を形成してもよい。
【００２２】
付加部材３０は、芯線２２と同様に、アルミニウムから形成されている。付加部材３０は、芯線露出部２３と電気的に接続される接続部３２と、電線２０の絶縁被覆２４を包囲する被覆包囲部３４とを含んでいる。付加部材３０の接続部３２は、端子１０の第２の板部１６上に配置され、第２の板部１６と芯線露出部２３との間に介在するように配置されている。図２では、端子１０の第１の板部１４の上面と付加部材３０の接続部３２の上面とが同一平面上にあるように示されているが、これらの面が必ずしも同一平面上にある必要はない。
【００２３】
例えば、電線２０の芯線露出部２３の上方から超音波溶接を施すことによって電線２０の芯線露出部２３、付加部材３０の接続部３２、及び端子１０の第２の板部１６が一体となって固定される。このように超音波溶接を行うことによって、芯線２２を構成する素線、付加部材３０の接続部３２、及び端子１０の第２の板部１６の表面上に存在する酸化皮膜や汚れが超音波振動によって除去され、超音波振動によって生じる金属原子の移動が金属原子間の強い引力を引き起こし、金属原子が互いに結びついて固相溶接状態となる。これにより、電線２０の芯線露出部２３は、付加部材３０の接続部３２と電気的に接続され、さらに端子１０の第２の板部１６と電気的に接続される。
【００２４】
付加部材３０の被覆包囲部３４は、例えば図４に示す圧着片３４Ａ，３４Ｂを圧着する（加締める）ことにより絶縁被覆２４の周囲に固定される。このように、付加部材３０の被覆包囲部３４が電線２０の絶縁被覆２４を包囲するように固定されているため、電線２０を端子１０及び付加部材３０から引き剥がそうとする力（ピール力）に対する端子付電線１の強度が向上する。
【００２５】
上述したように、本実施形態の芯線露出部２３には、アルミニウムからなる付加部材３０が電気的に接続されているため、銅からなる端子１０に接続されるアルミニウム部材の表面積を付加部材３０の表面積の分だけ増加させることができる。したがって、電気化学的に貴な金属である銅に対して卑な金属であるアルミニウムの表面積を増加させることができ、端子付電線１におけるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる。
【００２６】
図５は本発明の第２の実施形態における端子付電線１０１を示す平面図、図６は正面図、図７は図５のＣ−Ｃ線断面図、図８は図５のＤ−Ｄ線断面図である。図５から図８に示すように、本実施形態における端子付電線１０１は、銅からなる略平板状の端子１１０と、Ｘ方向に沿って延びる電線２０と、電線２０の端部に取り付けられる付加部材１３０とを有している。
【００２７】
図９及び図１０は、端子付電線１０１から付加部材１３０を取り外した状態を示しており、図９は平面図、図１０は正面図である。図９及び図１０に示すように、端子１１０は、段部１１２を挟んで第１の板部１１４と第２の板部１１６とを有している。第１の板部１１４には、端子１１０が接続される相手方機器の端子接続部（図示せず）への接続固定用のボルト（図示せず）を締結するためのボルト孔１１５が形成されている。ボルト孔１１５は、第１の板部１１４をＺ方向に貫通するように形成されている。なお、第１の板部１１４には、ボルト孔１１５に加えて、対応する端子収容部（図示せず）に設けられたランスを係止するためのランス係止孔を形成してもよい。
【００２８】
付加部材１３０は、芯線２２と同様に、アルミニウムから形成されている。図５から図８に示すように、付加部材１３０は、芯線露出部２３を包囲する環状の接続部１３２と、電線２０の絶縁被覆２４を包囲する被覆包囲部１３４とを含んでいる。本実施形態においては、図７に示すように、接続部１３２が、芯線露出部２３だけではなく端子１１０の第２の板部１１６も包囲しているが、端子１１０は付加部材１３０の接続部１３２に包囲されていなくてもよい。図６では、端子１１０の第１の板部１１４の下面と付加部材１３０の接続部１３２の下面とが同一平面上にあるように示されているが、これらの面が必ずしも同一平面上にある必要はない。
【００２９】
例えば、電線２０の芯線露出部２３及び端子１１０の第２の板部１１６を付加部材１３０の接続部１３２により包囲した状態で、付加部材１３０の接続部１３２の上方から超音波溶接を施すことによって電線２０の芯線露出部２３、端子１１０の第２の板部１１６、及び付加部材１３０の接続部１３２が一体となって固定される。これにより、電線２０の芯線露出部２３は、付加部材１３０及び端子１１０と電気的に接続される。
【００３０】
付加部材１３０の被覆包囲部１３４は、例えば図８に示す圧着片１３４Ａ，１３４Ｂを圧着する（加締める）ことにより絶縁被覆２４の周囲に固定される。このように、付加部材１３０の被覆包囲部１３４が電線２０の絶縁被覆２４を包囲するように固定されているため、電線２０を端子１１０及び付加部材１３０から引き剥がそうとする力（ピール力）に対する端子付電線１０１の強度が向上する。
【００３１】
上述したように、本実施形態の芯線露出部２３には、アルミニウムからなる付加部材１３０が電気的に接続されているため、銅からなる端子１１０に接続されるアルミニウム部材の表面積を付加部材１３０の表面積の分だけ増加させることができる。したがって、電気化学的に貴な金属である銅に対して卑な金属であるアルミニウムの表面積を増加させることができ、端子付電線１０１におけるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる。
【００３２】
図１１は本発明の第３の実施形態における端子付電線２０１を示す平面図、図１２は図１１のＥ−Ｅ線断面図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態における端子付電線２０１は、第２の実施形態における端子１１０と同様の端子１１０と、Ｘ方向に沿って延びる電線２０と、電線２０の端部に取り付けられる付加部材２３０とを有している。
【００３３】
付加部材２３０は、芯線２２と同様に、アルミニウムから形成されている。付加部材２３０は、芯線露出部２３を包囲する接続部２３２と、電線２０の絶縁被覆２４を包囲する被覆包囲部２３４とを含んでいる。
【００３４】
付加部材２３０の接続部２３２は、例えば図１２に示す圧着片２３２Ａ，２３２Ｂを圧着する（加締める）ことにより芯線露出部２３を端子１１０の第２の板部１１６に固定するものである。このとき、芯線露出部２３と圧着片２３２Ａ，２３２Ｂとの間の電気的接続を確実にするために、例えば圧着片２３２Ａ，２３２Ｂの内面に微小な突起（セレーション）を設けて、芯線露出部２３の表面に形成される酸化皮膜を圧着時に破るようにしてもよい。同様に、端子１１０と芯線露出部２３との間の電気的接続を確実にするために、例えば端子１１０の第２の板部１１６の上面に微小な突起（セレーション）を設けて、芯線露出部２３の表面に形成される酸化皮膜を圧着時に破るようにしてもよい。
【００３５】
付加部材２３０の被覆包囲部２３４は、例えば図１２に示す圧着片２３４Ａ，２３４Ｂを圧着する（加締める）ことにより絶縁被覆２４の周囲に固定される。このように、付加部材２３０の被覆包囲部２３４が電線２０の絶縁被覆２４を包囲するように固定されているため、電線２０を端子１１０及び付加部材２３０から引き剥がそうとする力（ピール力）に対する端子付電線２０１の強度が向上する。
【００３６】
上述したように、本実施形態の芯線露出部２３には、アルミニウムからなる付加部材２３０が電気的に接続されているため、銅からなる端子１１０に接続されるアルミニウム部材の表面積を付加部材２３０の表面積の分だけ増加させることができる。したがって、電気化学的に貴な金属である銅に対して卑な金属であるアルミニウムの表面積を増加させることができ、端子付電線１０１におけるガルバニック腐食の進行速度を効果的に抑制することができる。
【００３７】
上述した実施形態では、端子１０の材料として銅を用いた例を説明したが、端子１０の材料として銅合金を用いることもできる。また、芯線２２及び付加部材３０の材料としてアルミニウムを用いた例を説明したが、芯線２２及び付加部材３０の材料としてアルミニウム合金を用いることもできる。
【００３８】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１    端子付電線
１０    端子
１２    段部
１４    第１の板部
１５    ボルト孔
１６    第２の板部
２０    電線
２２    芯線
２３    芯線露出部
２４    絶縁被覆
３０    付加部材
３２    接続部
３４    被覆包囲部
３４Ａ，３４Ｂ    圧着片
１０１，２０１    端子付電線
１１０    端子
１１２    段部
１１４    第１の板部
１１５    ボルト孔
１１６    第２の板部
１３０，２３０    付加部材
１３２，２３２    接続部
１３４，２３４    被覆包囲部
１３４Ａ，１３４Ｂ，２３２Ａ，２３２Ｂ，２３４Ａ，２３４Ｂ    圧着片
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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