JP2015141784A - 端子及び該端子のアルミ電線接続構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム系金属からなるアルミ芯線を備えた電線に接続するボルト締め端子であって、銅系金属材からなり、ボルト穴を設けた電気接触部に連続して、前記アルミ芯線を溶接して電気接続する電線接続部を備え、前記電線接続部の表面をニッケル等の第1金属で被覆すると共に、前記電気接触部の表面を錫等の第2金属で被覆し、異なる金属からなる前記第1金属と第2金属とは、水素電位を標準として−側電位でイオン化傾向が大きなアルミニウムと前記水素との間の金属から選択され、かつ、第1金属より第2金属は−電位が小さくイオン傾向が小さい金属としている。
【選択図】図1
Description
一方、導電製金属材からなるバスバー、端子、アース接続用の車体パネル等に電気接続するために、前記電線に端子を接続している。該端子は導電性が良く電気接続信頼性が高い点より銅系金属で形成されている。
しかしながら、アルミ電線と接続するためにアルミニウム層を設けた端子が、図8に示すように、電気接触部151にボルト穴152を備え、ボルト160を通して相手方導電材165にボルト160とナット(図示せず)で締結するボルト締め端子150とする場合がある。その場合、ボルト160が銅系金属、または銅系金属の表面に錫メッキがされているため、ボルト表面の銅または錫と端子150のアルミニウム層とが接触し、異種金属の接触となり、ボルトと端子の接触面に腐食が発生しやすくなる問題がある。
なお、超音波溶接に変えて、抵抗溶接をすると絶縁被覆に熱劣化が発生する恐れがある。
銅系金属材からなり、ボルト穴を設けた電気接触部に連続して、前記アルミ芯線を溶接して電気接続する電線接続部を備え、
前記電線接続部の表面を第1金属で被覆すると共に、前記電気接触部の表面を第2金属で被覆し、
異なる金属からなる前記第1金属と第2金属とは、水素電位を標準として−側電位でイオン化傾向が大きなアルミニウムと前記水素との間の金属から選択され、かつ、第1金属より第2金属は電位の−値が小さくイオン傾向が小さい金属としていることを特徴とする端子を提供している。
前記第1金属および第2金属は選択される金属を主成分とする合金でもよい。主成分とは全質量の50質量%を越える割合が含まれている成分を指す。
異種金属接触部の腐食は電位差が大きい場合に発生しやすいため、腐食発生防止の観点から、互いに接触する金属は電位が小さくなる金属が選択される。
よって、本発明では、前記のように、アルミ芯線と接触する電線接続部にメッキして被覆する第1金属はアルミニウムとの電位が小さくなるイオン化傾向が比較的大きい金属としている。該第1金属はボルトと接触する端子電気接触部にメッキして被覆する第2金属と相違させ、該第2金属はボルトの銅に近いイオン化傾向が小さい金属とし、第1金属よりイオン化傾向が小さい金属としている。
なお、ニッケルメッキを端子全体に施して下地メッキを行い、ついで、電気接触部を錫メッキで上地メッキを行い、電線接続部はニッケル被覆層、ボルト締め電気接触部は錫被覆層で被覆してもよい。
一方、端子全体をニッケルメッキとして、錫メッキをしたボルトと接触する電気接触部もニッケルメッキとすると、錫とニッケルとは異種金属接触となるため腐食の可能性があり、よって、前記のように錫メッキとすることが好ましい。
なお、電気接触部の芯線溶接部の幅方向の両側に芯線バレルを突設し、アルミ芯線を芯線溶接部に溶接後に芯線バレルを前記絶縁被覆バレルと共に圧着装置で加締め圧着してもよい。
該アルミ電線は、アルミ芯線の断面積が8mm2以上の太物電線で、前記芯線溶接部に超音波溶接で溶接されている端子のアルミ電線接続構造を提供している。
端子と溶接する電線は前記太物電線に限定されず、芯線断面積が8mm2未満のアルミ電線もアルミ芯線と端子とを溶接してもよいが、太物電線では端子との電気接続信頼性を高めるために、溶接することが求められている。
図1乃至図4に第1実施形態の端子を示す。
該端子はボルト締め端子1からなり、図1に示すように、アルミニウム系金属製の素線3sを撚ったアルミ芯線3を絶縁樹脂からなる絶縁被覆4で被覆したアルミ電線2の端末に接続するものである。本実施形態の前記アルミ電線2は、アルミ芯線3の断面積が8mm2以上の太物電線で、電源線又はアース線として自動車に配線している。
前記電線接続部6の芯線溶接部10の表面のA領域は、第1金属とするニッケルまたはニッケル合金で銅系金属板にメッキしてニッケル被覆層15(図1中でクロス斜線で示す)を設けている。なお、図3に示すように、電線接続部6の上面、下面および両側面を含めた銅系金属板の外面全体をニッケルメッキしてニッケル被覆層15を設けてもよい。
また、ボルト20が締結される前記電気接触部5の図中B領域は、第2金属とする錫または錫合金で銅系金属板をメッキして錫被覆層16(図1中で一点鎖線で示す)を設けている。なお、図3に示すように、電気接触部5の上面、下面および側面を含めた銅系金属板の外面全体を錫メッキして錫被覆層16を設けてもよい。
前記錫メッキしたボルト20と接触するボルト締め端子1の電気接触部5は錫被覆層16を設けているため、ボルト20と錫被覆層16との接触部は同種金属の接触となるため、腐食の発生を防止できる。
即ち、ボルト締め端子1の電線接続部6にメッキする第1金属、電気接触部5にメッキする第2金属は、前記ニッケルと錫に限定されない。
前記第1金属は、Zn、Cr,Fe,Niから選択され、前記第2金属はCr,Fe,Ni,Snから選択され、かつ、第2金属は第1金属として選択された金属より−電位が小さく且つイオン化傾向が小さい金属が選択される。
同様に、前記第1金属において、−電位が大きくイオン化傾向が大きい側からー電位が小さくイオン化傾向が小さい側への順序は、Cr→Fe→Ni→Snである。
芯線溶接部10にメッキする第1金属より電線接触部5にメッキする第2金属はー電位が小さい金属としているため、第1金属としてZnを選択すると、第2金属としてCr、Fe、Ni、Snのいずれでも良いが、銅に錫メッキしたボルト20との接触する電気接触部5は前記実施形態のように錫メッキすることが好ましい。
逆に、電気接触部5にメッキする第2金属を電位が最も低い錫を選択すると、芯線溶接部10にメッキする第1金属は前記Zn、Cr、Fe、Niのいずれの金属でもよく、Niに限定されない。
第3実施形態のボルト締め端子1ー3は、電線接続部6の芯線溶接部10にニッケル被覆層15を設け、電気接触部5に錫被覆層16を設けている構成は第1実施形態と同様である。
前記電線接続部6の芯線溶接部10の幅方向の両側から一対の芯線バレル18を突設し、該芯線バレル18のアルミ芯線3と接触する内面にもニッケル被覆層15Cを設けている。この芯線バレル18は超音波溶接後に、絶縁被覆バレル11と一括で加締め圧着している。
2 アルミ電線
3 アルミ芯線
4 絶縁被覆
5 電気接触部
6 電線接続部
7 基板
8 ボルト穴
10 芯線溶接部
11 絶縁被覆バレル
15 ニッケル被覆層
16 錫被覆層
20 ボルト
Claims (5)
- アルミニウム系金属からなるアルミ芯線を備えた電線に接続するボルト締め端子であって、
銅系金属材からなり、ボルト穴を設けた電気接触部に連続して、前記アルミ芯線を溶接して電気接続する電線接続部を備え、
前記電線接続部の表面を第1金属で被覆すると共に、前記電気接触部の表面を第2金属で被覆し、
異なる金属からなる前記第1金属と第2金属とは、水素電位を標準として−側電位でイオン化傾向が大きなアルミニウムと前記水素との間の金属から選択され、かつ、第1金属より第2金属は−電位が小さくイオン傾向が小さい金属としていることを特徴とする端子。 - 前記第1金属は、Zn、Cr,Fe,Niから選択され、前記第2金属はCr,Fe,Ni,Snから選択される請求項1に記載の端子。
- 前記アルミ芯線と接触する電線接続部はニッケルまたはニッケル合金をメッキして被覆し、錫メッキを施したボルトと接触する電気接触部は錫または錫合金をメッキして被覆している請求項1または請求項2に記載の端子。
- 前記電気接触部にボルト穴を有するボルト締め端子であり、アルミ芯線と接続する前記電線接続部は、前記電気接触部の基板に連続する電線接続部の基板表面を芯線溶接部とし、該芯線溶接部の後端に前記電線の絶縁被覆に加締め固着する絶縁被覆バレルを設けている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の端子。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の端子を車両に配線するアルミ芯線を備えたアルミ電線と接続しており、
該アルミ電線は、アルミ芯線の断面積が8mm2以上の太物電線で、前記芯線溶接部に超音波溶接で溶接されている端子のアルミ電線接続構造。
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