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JP5039619B2 - 電線に対する端子の圧着方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特にアルミニウム電線に対して端子を圧着する場合に有効な圧着方法に関するものである。
自動車用のワイヤーハーネスに使用されている電線は、従来では一般的に銅電線であったが、最近では、軽量性やリサイクル性の良さからアルミニウム電線に置き換える動きがある。
アルミニウムは、銅に比べて、導電率が６０％程度であるが、重さが１／３ですむので、大幅な軽量化が期待できるからである。また、銅の融点は１０８３℃であるのに対し、アルミニウムの融点は６６０℃であるので、金属回収しやすい利点もあるからである。
自動車用のワイヤーハーネスの電線をアルミニウム電線にした場合、特にアルミニウムやアルミニウム合金製の導体部の表面に、強固で電気抵抗の大きい酸化被膜が存在することが、端子を接続する上での問題となることがある。
図２はアルミニウム電線２１とアルミニウム端子３０を圧着接続する場合の一般的な例を示している（例えば、特許文献１参照）。端子３０は、前部に孔３１ａ付きの接続板部３１を持ち、後部に圧着部３２を持つ。圧着部３２は、底板３３と、該底板３３の幅方向両側縁から上に延設された一対の圧着片３４、３４とを持つＵ字形状をなしており、内面にセレーション３５を有する。アルミニウム電線２１は、撚線等よりなる導体部２２の外周を絶縁被覆２３で覆ったもので、端子３０を圧着する際には、皮剥きした電線２１の端末の露出導体２２を底板３３の上に挿入し、両側の圧着片３４を加締装置で内側に曲げて、導体部３２を包み込むように加締める。それにより、導体部２２に端子３０を圧着接続することができる。
このように、従来では、圧着部３２の内面にセレーション３５を形成することによって、圧着時に導体部２２の表面の酸化被膜を破壊するようにしている。また、導体部２２の表面の酸化被膜を破壊する効果を一層増すために、このセレーション３５を斜めに形成することも、特許文献１において提案されている。
また、導体部の表面の酸化被膜を破壊しながら端子を圧着する方法として、特許文献２には、電線の導体部と端子の圧着部にそれぞれ電極を介して外部電源を接続すると共に、電極と外部電源との間にパルス電流を発生させるパルス電流発生回路を接続し、いずれか一方の電極にパルス電流を印加することで、導体部と圧着部の界面に存在する酸化皮膜を破壊して、導体部と圧着部を直に接触させる電線接続方法が提案されている。
この方法によれば、導体部の表面の酸化皮膜を、パルス電流による衝撃作用と電気化学作用の両作用で破壊することができ、露出した導体部の素地と端子を直に接触させることができて、接触抵抗を低減できることになっている。
特開２００３−２４９２８４号公報 特開２００３−２７２７２８号公報
ところで、上述した２つの従来技術は、いずれも電線の導体部と端子の圧着部の接触面間に存在する酸化被膜を除去しながら、端子と導体部の接触抵抗を低減することを主な目的とするものであって、電線の導体部を構成する素線と素線の接触面間に存在する酸化被膜の問題を十分に解消するまでには至らなかった。即ち、導体部を構成する素線と素線の接触面にも酸化被膜が存在するが、特に太物電線の場合は、この素線間の酸化被膜が障害となって、端子を圧着した際の電気接続抵抗が小さくならないという問題があった。
本発明は、上記事情を考慮し、電線の導体部と端子の電気接続抵抗の低減を図れるようにした圧着方法を提供することを目的とする。
請求項１の発明の電線に対する端子の圧着方法は、端子の圧着部を、多数の素線の束よりなる電線の導体部に対して、外側から包み込むように圧着する電線に対する端子の圧着方法において、前記多数の素線の束の最中心部に位置する素線と、前記導体部を外側から包み込む前記圧着部との間に電流を流すことで、前記素線と素線の接触面間および前記素線と端子の接触面間の抵抗によるジュール熱により、前記素線の表面を溶融させながら、前記端子の圧着部を前記導体部に圧着することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の電線に対する端子の圧着方法であって、前記素線が、アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなる非メッキ素線であることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、多数の素線の束の最中心部に位置する素線と、電線の導体部を外側から包み込む圧着部との間に電流を流しながら、端子を電線の導体部に圧着するので、ジュール熱による発熱により、素線の接触表面を溶融させながら、素線間および素線と端子間を接合することができ、酸化被膜の影響を防止して低い電気接続抵抗で端子と電線を接続することができる。
請求項２の発明によれば、アルミニウム電線と端子を圧着する場合に特に有効性を発揮することができる。即ち、アルミニウム電線の場合は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金製の素線の表面に強固な酸化被膜が存在し、それが接続抵抗を小さくする上での阻害要因となっているが、素線の表面を溶融させながら圧着するので、その酸化被膜の影響を排除しながら、小さい電気接続抵抗で端子とアルミニウム電線を接続することができる。
以下、本発明の実施形態を図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
本実施形態の圧着方法は、自動車に使用するワイヤーハーネス用のアルミニウム電線に対して銅製またはアルミ製の端子（アルミ電線用圧着端子）を圧着する場合の方法である。図１（ａ）に示すように、アルミニウム電線の導体部１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の非メッキ素線２を複数本撚り合わせることで構成されている。
端子の圧着部３を電線の導体部１に対して圧着する場合は、断面Ｕ字状の圧着部３内に導体部１を収容し、一対の圧着片４、４を外側から内側に丸めるように加締めることで、導体部１を包み込みながら圧着部３を圧着することができる。
その圧着の際に、本実施形態の圧着方法では、多数の素線２の束の最中心部に位置する素線２ａと、導体部１を外側から包み込む圧着部３との間に直流電流を流す。そうすることで、図１（ｂ）に示すように、素線２と素線２の接触面間および素線２と端子の接触面間の抵抗Ｒによるジュール熱により、素線２の表面を溶融させながら、端子の圧着部３を導体部１に圧着させる。
例えば、素線２間の抵抗が約３００ｍΩ、ジュール熱によるアルミニウムの溶融電圧が３００ｍＶの場合、通電電流は０．３Ｖ／０．３Ω＝１Ａとなる。従って、１Ａの電流を流しながら圧着を行う。
そうすることにより、ジュール熱により、素線２の接触表面を溶融させながら、素線２間および素線２と端子（圧着部３）間を接合することができ、酸化被膜の影響を防止して、低い電気接続抵抗で端子と電線を接続することができる。特に太物のアルミニウム電線の場合は、素線２同士の接触面間に存在する酸化被膜による接触抵抗が問題となるが、その接触抵抗を低減できることになり、端子と電線の電気接続抵抗の減少を図ることができる。
本発明の実施形態の説明図で、（ａ）は端子を圧着するときの端子の圧着部と電線の導体分の関係を示す斜視図、（ｂ）は素線間および素線と端子間の接触抵抗によるジュール熱の発生原理を説明するための拡大模式図である。 一般的な端子の圧着方法の説明図である。
符号の説明
１ 導体部
２ 素線
２ａ 最中心部の素線
３ 端子の圧着部
４ 圧着片
Ｒ 表面接触抵抗

Claims (2)

  1. 端子の圧着部を、多数の素線の束よりなる電線の導体部に対して、外側から包み込むように圧着する電線に対する端子の圧着方法において、
    前記多数の素線の束の最中心部に位置する素線と、前記導体部を外側から包み込む前記圧着部との間に電流を流すことで、前記素線と素線の接触面間および前記素線と前記端子の接触面間の抵抗によるジュール熱により、前記素線の表面を溶融させながら、前記端子の圧着部を前記導体部に圧着することを特徴とする電線に対する端子の圧着方法。
  2. 請求項１に記載の電線に対する端子の圧着方法であって、
    前記素線が、アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなる非メッキ素線であることを特徴とする電線に対する端子の圧着方法。
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