(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板部と、該底板部の両側縁から上方に延長し且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の上面に密着した状態となるように加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部を備えたジョイント端子により、銅電線とアルミニウム電線が電気的に接続されたジョイント構造であって、
前記底板部の上面上に前記アルミニウム電線のアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が配置され且つ該アルミニウム電線の前記導体上に前記銅電線の銅製の導体が配置された状態で、前記ジョイント端子の導体圧着部が前記アルミニウム電線の前記導体および前記銅電線の前記導体に圧着し、
前記銅電線の前記銅製の導体よりも外径の太い前記アルミニウム電線の前記導体が、前記導体加締片で加締められた際に、前記底板部上から前記導体加締片の内面下部までの領域に広く展開させられるとともに、前記アルミニウム電線の前記導体上に配置された前記銅電線の前記導体が、前記導体加締片の先端の食い込みを受け止めることを特徴とする銅電線とアルミニウム電線とのジョイント構造。
【請求項２】
前記底板部の上面を含み、前記アルミニウム電線の前記導体に圧着する前記導体圧着部の内面に、セレーションが設けられていることを特徴とする請求項１に記載した銅電線とアルミニウム電線とのジョイント構造。
【請求項３】
底板部と、該底板部の両側縁から上方に延長し且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の上面に密着した状態となるように加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部を備えたジョイント端子を用いて、銅電線とアルミニウム電線を電気的に接続するジョイント方法であって、
前記アルミニウム電線のアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が下側、そして前記銅電線の銅製の導体が上側となるように該アルミニウム電線の前記導体および該銅電線の前記導体を前記ジョイント端子の底板部上に載せ、その状態で、前記一対の導体加締片を前記アルミニウム電線の前記導体および前記銅電線の前記導体を包み込むように内側に曲げて加締めることにより、
前記底板部の上面上に前記アルミニウム電線の前記導体が配置され且つ該アルミニウム電線の前記導体上に前記銅電線の前記導体が配置された状態で、前記ジョイント端子の導体圧着部を前記アルミニウム電線の前記導体および前記銅電線の前記導体に圧着し、
前記銅電線の前記銅製の導体よりも外径を太く設定した前記アルミニウム電線の前記導体を前記底板部上から前記導体加締片の内面下部までの領域に広く展開させるとともに、前記アルミニウム電線の前記導体上に配置された前記銅電線の前記導体によって前記導体加締片の先端の食い込みを受け止めることを特徴とする銅電線とアルミニウム電線とのジョイント方法。
【請求項４】
前記底板部の上面を含み、前記アルミニウム電線の前記導体に圧着する前記導体圧着部の内面に、セレーションが設けられていることを特徴とする請求項３に記載した銅電線とアルミニウム電線とのジョイント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジョイント端子を用いて銅電線とアルミニウム電線とを電気的に接続したジョイント構造、および、そのジョイント構造を得るためのジョイント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電線同士を直接接続するためにジョイント端子が用いられている（例えば、特許文献１参照）。ジョイント端子は、底板部と、該底板部の左右両側縁から起立し、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで、導体を底板部の上面に密着した状態で加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の端子である。
【０００３】
このジョイント端子を用いて２本の被覆電線を接続する場合、被覆を除去して露出させた２本の導体（各導体は撚線等といった形態の複数の素線の束からなる。）をジョイント端子の底板部の上に重ねて載せ、その状態で、上型と下型よりなる加締治具（換言すれば、圧着治具）により、一対の導体加締片を、２本の導体を包み込むように内側に曲げて加締めることにより、電線同士を接続している。
【０００４】
ところで、自動車等の車両の内部に配索されるワイヤーハーネスには、銅電線を使用するのが一般的であり、導電性や強度等の特性（物性）に劣るアルミニウム電線は、使用が困難であるため、あまり使われたことがない。しかしながら、近年、車両の軽量化およびそれによる低燃費化と、リサイクル性に鑑みて、アルミニウム電線の使用に関する要望が高まっている。
【０００５】
アルミニウム電線を使用する場合、銅電線とアルミニウム電線をジョイントすることが必要となる。例えば、従来のコネクタ等の電気部品は、銅電線の使用を前提として作られたものが主流であるので、アルミニウム電線を使用すると、サイズの問題等から同じものを使用できなくなるおそれがある。そこで、従来の電気部品をそのまま使用するに際し、その電気部品に直接つながる部分だけを銅電線にし、残りをアルミニウム電線にし、アルミニウム電線と銅電線を途中でジョイントするという構造の検討が必要となる。
【０００６】
しかし、銅電線とアルミニウム電線をジョイント端子を用いて接続することは従来から行なわれておらず、その実現のためには、強度的な問題と電気性能的な問題の両方をクリアすることが要求される。実際に銅電線とアルミニウム電線をジョイント端子を用いて接続する場合には、強度や導電性等の物理的な性質の違いを考慮する必要があると共に、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体の表面に酸化被膜が存在する点を十分に考慮せねばならないが、十分な検討がなされていないのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１８０８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、銅電線とアルミニウム電線を機械的強度と電気接続性能とを十分に満足させながら接続することができ、高い接続性能を発揮することのできるジョイント構造と、それを得るためのジョイント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係る銅電線とアルミニウム電線とのジョイント構造は、下記（１）及び（２）を特徴としている。
（１）  底板部と、該底板部の両側縁から上方に延長し且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の上面に密着した状態となるように加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部を備えたジョイント端子により、銅電線とアルミニウム電線が電気的に接続されたジョイント構造であって、
前記底板部の上面上に前記アルミニウム電線のアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が配置され且つ該アルミニウム電線の前記導体上に前記銅電線の銅製の導体が配置された状態で、前記ジョイント端子の導体圧着部が前記アルミニウム電線の前記導体および前記銅電線の前記導体に圧着し、
前記銅電線の前記銅製の導体よりも外径の太い前記アルミニウム電線の前記導体が、前記導体加締片で加締められた際に、前記底板部上から前記導体加締片の内面下部までの領域に広く展開させられるとともに、前記アルミニウム電線の前記導体上に配置された前記銅電線の前記導体が、前記導体加締片の先端の食い込みを受け止めること。
（２）  上記（１）の構成のジョイント構造において、
前記底板部の上面を含み、前記アルミニウム電線の前記導体に圧着する前記導体圧着部の内面に、セレーションが設けられていること。
【００１０】
上記（１）の構成のジョイント構造によれば、機械的な性能と電気的な性能を満足させながら、銅電線とアルミニウム電線を接続することができる。その点について解説する。
まず、銅電線とアルミニウム電線の性能を比べた場合、銅製の導体はアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に比べて、機械的強度が大きく、導電性が高い。反対に、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体は銅製の導体に比べて、機械的強度が小さく、導電性が低い。また、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体の表面には、通常、固有抵抗値の高い酸化被膜が生成されている。従って、圧着に際しては、酸化被膜を破りながら、導体同士（端子とアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体と）の接触導通を図らなければならない。
例えば、銅電線とアルミニウム電線の位置関係を規定しないで加締め接続を行ない、銅製の導体がジョイント端子の底板部側、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体がその上側に位置した場合を考えてみる。その場合は、導体加締片の先端のエッジが、強度の小さいアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に食い込むことになるため、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に傷が付き、固着力が落ちる可能性がある。
また一般に、導体を圧着するためにジョイント端子の導体加締片を導体に対して加締めた場合、ジョイント端子の底板部の反対側の方（上側の方）が、加締めによる接触圧が低くなることが知られているが、その底板部の反対側の接触圧が低い領域にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が位置することにより、酸化被膜の破壊作用があまり期待できなくなり、接触抵抗が大きくなる可能性がある。
その点、上記（１）の構成では、圧着によるダメージが大きくなる可能性のある領域、つまり、ジョイント端子の上側の領域（底板部と反対側の領域）に銅製の導体が位置し、ジョイント端子の下側（底板部側）にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が位置するように圧着してあるので、強度の大きな銅製の導体で導体加締片の先端の食い込みを受け止めることができると共に、接触圧の高い領域にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が位置することにより、アルミニウム表面またはアルミニウム合金表面の酸化被膜の除去効果を高めることができる。よって、ジョイント端子の加締めによる電線の固着力を高めることができると共に、電気的に良好な接続状態が得られるようになる。
更に、安定感のある接続状態を得ることができる。即ち、アルミニウムと銅の導電率を比べると、アルミニウムは銅の６割程度の導電率しか有しない。同様にアルミニウム合金の導電率も銅に比べてかなり低い。従って、同じ電流許容値を確保する場合、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体は銅製の導体よりも太くする必要がある。アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を太くすると、ジョイント端子の導体加締片で加締めた際に、ジョイント端子の底板部上から導体加締片の内面下部までの領域に広くアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が展開し、ジョイント端子とアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体との接触面積が広がる傾向となるため、酸化被膜の破壊率が高まり、安定感のある接続状態が得られる。また、電流許容値の点でも、バランスの取れた電線接続を行なうことができる。
上記（２）の構成のジョイント構造によれば、導体圧着部のアルミニウム電線の導体に圧着する内面にセレーションが設けられているので、セレーションを起点にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が延びて酸化被膜が効率的に破られることになり、電気的に良好な接触状態が得られるようになる。
【００１１】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る銅電線とアルミニウム電線とのジョイント方法は、下記（３）及び（４）を特徴としている。
（３）  底板部と、該底板部の両側縁から上方に延長し且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の上面に密着した状態となるように加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部を備えたジョイント端子を用いて、銅電線とアルミニウム電線を電気的に接続するジョイント方法であって、
前記アルミニウム電線のアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が下側、そして前記銅電線の銅製の導体が上側となるように該アルミニウム電線の前記導体および該銅電線の前記導体を前記ジョイント端子の底板部上に載せ、その状態で、前記一対の導体加締片を前記アルミニウム電線の前記導体および前記銅電線の前記導体を包み込むように内側に曲げて加締めることにより、
前記底板部の上面上に前記アルミニウム電線の前記導体が配置され且つ該アルミニウム電線の前記導体上に前記銅電線の前記導体が配置された状態で、前記ジョイント端子の導体圧着部を前記アルミニウム電線の前記導体および前記銅電線の前記導体に圧着し、
前記銅電線の前記銅製の導体よりも外径を太く設定した前記アルミニウム電線の前記導体を前記底板部上から前記導体加締片の内面下部までの領域に広く展開させるとともに、前記アルミニウム電線の前記導体上に配置された前記銅電線の前記導体によって前記導体加締片の先端の食い込みを受け止めること。
（４）  上記（３）のジョイント方法において、
前記底板部の上面を含み、前記アルミニウム電線の前記導体に圧着する前記導体圧着部の内面に、セレーションが設けられていること。
【００１２】
上記（３）の構成のジョイント方法によれば、機械的な性能と電気的な性能を満足させながら、銅電線とアルミニウム電線を接続することができる。その点について解説する。
まず、銅製の導体とアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体の性能を比べた場合、銅製の導体はアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に比べて、機械的強度が大きく、導電性が高い。反対に、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体は銅製の導体に比べて、機械的強度が小さく、導電性が低い。また、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体の表面には、通常、固有抵抗値の高い酸化被膜が生成されている。従って、圧着に際しては、酸化被膜を破りながら、導体同士（端子とアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体と）の接触導通を図らなければならない。
例えば、銅電線とアルミニウム電線の位置関係を規定しないで加締めを行なった場合、特に銅製の導体がジョイント端子の底板部側、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体がその上側に位置する状態で加締めを行なった場合を考えてみる。その場合は、導体加締片の先端のエッジが、強度の小さいアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に食い込むことになるため、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に傷が付き、固着力が落ちる可能性がある。
また一般に、導体を圧着するためにジョイント端子の導体加締片を導体に対して加締めた場合、ジョイント端子の底板部の反対側の方（上側の方）が、加締めによる接触圧が低くなることが知られているが、その底板部の反対側の接触圧が低い領域にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が位置することにより、酸化被膜の破壊作用があまり期待できなくなり、接触抵抗が大きくなる可能性がある。
その点、上記（４）の構成では、圧着によるダメージが大きくなる可能性のある領域、つまり、ジョイント端子の上側の領域（底板部と反対側の領域）に銅製の導体を位置させ、ジョイント端子の下側（底板部側）にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を位置させた状態で、導体加締片の加締めによる圧着を行なっているので、強度の大きな銅製の導体で導体加締片の先端の食い込みを受け止めることができると共に、接触圧の高い領域にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が位置することにより、アルミニウム表面またはアルミニウム合金表面の酸化被膜の除去効果を高めることができる。よって、ジョイント端子の加締めによる電線の固着力を高めることができると共に、電気的に良好な接続状態が得られるようになる。
更に、安定感のある接続状態を得ることができる。即ち、アルミニウムと銅の導電率を比べると、アルミニウムは銅の６割程度の導電率しか有しない。同様にアルミニウム合金の導電率も銅に比べてかなり低い。従って、同じ電流許容値を確保する場合、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体は銅製の導体よりも太くする必要がある。アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を太くすると、ジョイント端子の導体加締片で加締めた際に、ジョイント端子の底板部上から導体加締片の内面下部までの領域に広くアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を展開させることができ、ジョイント端子とアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体との接触面積を広げることができるため、酸化被膜の破壊率が高まって、安定感のある接続状態が得られる。また、電流許容値の点でも、バランスの取れた電線接続を行なうことができる。
上記（４）の構成のジョイント方法によれば、導体圧着部のアルミニウム電線の導体に圧着する内面にセレーションが設けられているので、セレーションを起点にアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体が延びて酸化被膜が効率的に破られることになり、電気的に良好な接触状態が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ジョイント端子の加締めによる電線の固着力を高めることができると共に、電気的に良好な接続状態が得られる。
【００１４】
尚、本発明は、車両の軽量化およびそれによる低燃費化を図るのに好適なものであり、またリサイクルの点でも好適である。
【００１５】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１（ａ）および（ｂ）は実施形態のジョイント構造およびジョイント方法の説明図であって、図１（ａ）はジョイント端子にアルミニウム電線と銅電線をセットしようとしている状態を示す斜視図、そして図１（ｂ）は加締め後のジョイント部分の断面図である。
【００１８】
ここで用いるジョイント端子１０は、底板部１１と、該底板部１１の左右両側縁から起立状態となるように上方に延長し且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで、導体を底板部１１の上面に密着した状態となるように加締める一対の導体加締片１２と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部１０ａを備えた端子である。このジョイント端子１０の一対の導体加締片１２の内面における該導体加締片１２の先端まで及ばない所から底板部１１の上面にわたって、ジョイント端子１０の長手方向と直交する方向に延びる３本のセレーション（即ち、プレスにより線打ちした浅い溝）１３が設けられている。
【００１９】
このジョイント端子１０を用いて銅電線２０とアルミニウム電線３０とを接続するにあたっては、まず、図１（ａ）に示すように、アルミニウム電線２０と銅電線３０の端末部の絶縁被覆２２、３２を除去して、アルミニウム製の導体（即ち、撚線等といった形態の複数のアルミニウム製の素線の束からなる導体）２１と、銅製の導体（即ち、撚線等といった形態の複数の銅製の素線の束からなる導体）３１とを必要長さだけ露出させる。そして、アルミニウム電線２０を一方側、銅電線３０を他方側にそれぞれ延ばした状態で、ジョイント端子１０の底板部１１上に、アルミニウム電線２０のアルミニウム製の導体２１を下側にし且つ銅電線３０の銅製の導体３１を上側にして、両導体２１、３１を重ねて載せる。本実施形態では、銅電線３０の銅製の導体３１の外径よりも大きな外径のアルミニウム製の導体２１を持つアルミニウム電線２０を用いている。
【００２０】
次に、両電線２０、３０を重ねた状態で、ジョイント端子１０を加締治具（不図示）上に加工できるようセットし、図１（ｂ）に示すように、一対の導体加締片１２を、アルミニウム製の導体２１および銅製の導体３１を包み込むように内側に曲げて加締めることにより、銅電線３０とアルミニウム電線２０とを電気的に接続する。
【００２１】
このように加締めた場合、ジョイント端子１０の底板部１１上にアルミニウム製の導体２１が配置され且つアルミニウム製の導体２１上に銅製の導体３１が配置されたジョイント構造が得られた状態で、導体圧着部１０ａがアルミニウム製の導体２１および銅製の導体３１に圧着するので、機械的な性能と電気的な性能を満足させながら、銅電線３０とアルミニウム電線２０とが確実に接続されることになる。
【００２２】
その点について解説すると、まず、銅製の導体３１とアルミニウム製の導体２１の性能を比べた場合、銅製の導体３１はアルミニウム製の導体２１に比べて、機械的強度が大きく、導電性が高い。反対に、アルミニウム製の導体２１は銅製の導体３１に比べて、機械的強度が小さく、導電性が低い。また、アルミニウム製の導体２１の表面には、通常、固有抵抗値の高い酸化被膜が生成されている。従って、圧着に際しては、酸化被膜を破りながら、導体同士（ジョイント端子１０とアルミニウム製の導体２１と）の接触導通を図らなければならない。
【００２３】
例えば、銅電線３０とアルミニウム電線２０の位置関係を規定しないで加締めを行なった場合、特に銅製の導体がジョイント端子１０の底板部１１側、アルミニウム製の導体がその上側に位置する状態で加締めを行なった場合を考えてみる。その場合は、導体加締片１２の先端１２ａのエッジが、強度の小さいアルミニウム製の導体に食い込むことになるため、アルミニウム製の導体に傷が付き、固着力が落ちる可能性がある。
【００２４】
また一般に、導体を圧着するためにジョイント端子１０の導体加締片１２を導体に対して加締めた場合、ジョイント端子１０の底板部１１の反対側の方（上側の方）が、加締めによる接触圧が低くなることが知られているが、その底板部１１の反対側の接触圧が低い領域にアルミニウム製の導体が位置することにより、酸化被膜の破壊作用があまり期待できなくなり、接触抵抗が大きくなる可能性がある。
【００２５】
その点、本実施形態では、図１（ｂ）に示されるように、圧着によるダメージが大きくなる可能性のある領域、つまり、ジョイント端子１０の上側の領域（底板部１１と反対側の領域）に銅製の導体３１を位置させ、ジョイント端子１０の下側（底板部１１側）にアルミニウム製の導体２１を位置させた状態で、導体加締片１２の加締めによる圧着を行なっているので、強度の大きな銅製の導体３１で導体加締片１２の先端の食い込みを受け止めることができると共に、接触圧の高い領域（矢印Ａの範囲）にアルミニウム製の導体２１が位置することにより、アルミニウム表面の酸化被膜の除去効果を高めることができる。よって、ジョイント端子１０の加締めによる両電線２０、３０の固着力を高めることができると共に、電気的に良好な接続状態が得られるようになる。
【００２６】
また、アルミニウムと銅の導電率を比べると、アルミニウムは銅の６割程度の導電率しか有しない。従って、同じ電流許容値を確保する場合、アルミニウム製の導体は銅製の導体よりも太くする必要がある。本実施形態のように、アルミニウム製の導体２１を銅製の導体３１よりも太くすると、ジョイント端子１０の導体加締片１２で加締めた際に、ジョイント端子１０の底板部１１上から導体加締片１２の内面下部までの領域に広くアルミニウム製の導体２１を展開させることができ、ジョイント端子１０とアルミニウム製の導体２１との接触面積を広げることができるため、酸化被膜の破壊率が高まって、安定感のある接続状態が得られる。また、電流許容値の点でも、バランスの取れた電線接続を行なうことができる。
【００２７】
また、内面にセレーション１３が設けられたジョイント端子１０を用いて圧着を行なっているので、セレーション１３を起点にアルミニウム製の導体２１を延ばして酸化被膜を効率的に破ることができて、電気的に良好な接触状態を得ることができる。
【００２８】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２９】
例えば、アルミニウム電線２０の導体２１をアルミニウム合金製としても上述と同様に実施でき、上述と同様な作用および効果を奏することができる。当該アルミニウム合金の好ましい具体例としては、アルミニウムと鉄との合金を挙げることができる。この合金を採用した場合、アルミニウム製の導体に比べて、延び易く、強度（特に引っ張り強度）を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の説明図であって、図１（ａ）はジョイント端子にアルミニウム電線と銅電線をセットしようとしている状態を示す斜視図、そして図１（ｂ）は加締め後のジョイント部分の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０：ジョイント端子
１０ａ：導体圧着部
１１：底板部
１２：導体加締片
１３：セレーション
２０：アルミニウム電線
２１：アルミニウム製の導体
３０：銅電線
３１：銅製の導体
【図１】
0005078572.tif 000002