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WO2007060953A1 - アルミ撚線用圧着端子および前記圧着端子が接続されたアルミ撚線の端末構造 - Google Patents

アルミ撚線用圧着端子および前記圧着端子が接続されたアルミ撚線の端末構造 Download PDF

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WO2007060953A1
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terminal
wire
stranded wire
crimp
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Kyota Susai
Toshiyuki Hashimoto
Original Assignee
The Furukawa Electric Co., Ltd.
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Publication date
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R11/11End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/12End pieces terminating in an eye, hook, or fork
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    • H01R4/58Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors

Definitions

  • a terminal structure part of an aluminum stranded wire was formed in the same manner as in Example 1 except that the crimp terminal was prepared using a Cu-30 mass% Zn alloy strip (H material) with a thickness of 2.3 mm. The same tests and measurements were performed. The results are shown in Table 1 below.
  • a terminal structure part of an aluminum stranded wire was formed in the same manner as in Example 1 except that the cross-sectional area ratio (pZq) before and after crimping of the aluminum stranded wire was outside the specified value in the above-mentioned item (11). The same tests and measurements were performed. The results are shown in Table 1 below.
  • the terminal structure portions of the aluminum stranded wires of the present invention examples (Sample Nos. 1 to 12) all had high pulling loads and low electrical resistance. That is, the mechanical connectivity and electrical connectivity were excellent.
  • the stress relaxation rate of the crimped part is 70% or less and the cross-sectional area ratio (pZq) before and after crimping of the aluminum stranded wire satisfies the condition of 0.7 to 0.95 (sample No. 1 to 9). The property was extremely excellent.
  • sample No. 13 in Comparative Example 1 has a small number of grooves
  • sample No. 14 has a small ratio of groove depth to aluminum wire diameter (dZe). Connectivity was poor.
  • Aluminum crimp terminals were made using the same materials and methods as in Example 1, except that alloy strips with a thickness of 0.5 / ⁇ ⁇ , 1.2 / ⁇ ⁇ , 18 / ⁇ ⁇ , and 24 m were used.
  • end terminals of aluminum twisted wires (Sample Nos. 15 to 18) were formed, and the same tests and measurements as in Example 1 were performed.
  • the number of grooves in the selection was 3, the groove depth was 0.11 mm, the groove width was 1 mm, and the cross-sectional area ratio before and after crimping was 0.95.
  • the Sn plating thickness was calculated from the average of five fluorescent X-ray intensities with a collimator diameter of 0.1 mm.
  • the terminal structure of the aluminum stranded wire with Sn plating in the range of 1.0 to 20 m had low electrical resistance.
  • the pull-out strength was the same as in the case of no kneading (sample No. 5) for all of sample Nos. 15 to 18 at 2.4 kN. That is, the machine Excellent mechanical and electrical connectivity.
  • the terminal material had a tensile strength of 400 MPa or more, a Vickers hardness of 90 or more, and a tensile strength.
  • the strength ratio and the Vickers hardness ratio were more than twice, the terminal structure of the aluminum stranded wire had low electrical resistance and was stable after the deterioration test.
  • the pull-out strength was 2.4 kN for both Sample Nos. 19 and 20.
  • the terminal structure part of the aluminum stranded wire was the same as in Example 1 except that the thickness of the aluminum strands constituting the aluminum stranded wire to be crimped was 5 nm, 20 nm, and 25 nm. 21-23) and the same tests and investigations as in Example 1 were performed.
  • the number of grooves in the serration was 3, the groove depth was 0.11 mm, the groove width was 1 mm, and the cross-sectional area ratio before and after crimping was 0.95.
  • the thickness of the oxide film was controlled by heat treatment of aluminum stranded wire in the atmosphere.
  • the oxide film on the surface of the aluminum strand was measured by Auge electron spectroscopy over a 10 m square area.
  • Argon ion gun capable of sputtering lOOnm thick SiO in 10 minutes.
  • the surface force of the aluminum wire was digged and spectroscopic analysis was performed each time. From the sputtering time taken until the mass% of oxygen became half of the outermost surface, using an Al 2 O sputtering rate of 4 nm / min,
  • the thickness of the chemical film was calculated.
  • the crimp terminal for aluminum twisted wire of the present invention is excellent in electrical connectability and mechanical connectability, and is a crimp terminal for electrically connecting an automotive wire harness, a battery cable, or the like using the aluminum twisted wire. It can use suitably for etc.

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Abstract

 圧着部1内面1bにセレーション5を設けたアルミ撚線用圧着端子において、前記セレーション5を構成する溝4の深さdと前記アルミ撚線6を構成するアルミ素線7の径eの比(d/e)が0.33以上であり、前記溝4の数が3以上であるアルミ撚線用圧着端子、および該アルミ撚線用圧着端子が圧着され、アルミ撚線6の圧着後の断面積と圧着前の断面積の比が0.7~0.95であるアルミ撚線の端末構造。  

Description

明 細 書
アルミ撚線用圧着端子および前記圧着端子が接続されたアルミ撚線の端 末構造
技術分野
[0001] 本発明は、アルミ撚線を用いた自動車用ワイヤーハーネスやバッテリーケーブルな どの電気的接続に適した圧着端子および前記圧着端子を用いた電気的接続性に優 れるアルミ撚線の端末構造に関する。
背景技術
[0002] アルミニウム系材料力もなる導体線をもつアルミ撚線がケーブルとして使用されて!ヽ る。このようなケーブルを各種電気装置等に接続する際やケーブル同士の接続の際 には、アルミ撚線端末部分には接続端子が設けられるが、その接続端子としては圧 着端子型のものが使用されている。
その圧着端子は、図 5に示すように、断面 U字状の圧着部 10とボルト締結部 13から なり、圧着部 10の内面にはアルミ撚線の抜けを防止するための複数の凹溝 11からな るセレーシヨン 12が設けられており、締結部 13にはボルトなどを通すための穴 14が 設けられている。
[0003] 圧着部 10にはアルミケーブル端末の外被を剥 、で露出したアルミ撚線(図示せず )が挿入され、圧着部 10の側壁 15が外方から押圧されて圧着される。前記アルミ撚 線を構成するアルミ素線は前記圧着によりセレーシヨン 12の溝 11に食 、込んで抜け が防止されるとともに、アルミ撚線を構成するアルミ素線の酸ィ匕皮膜が破壊されメタル 面が露出して良好な電気接続が得られる。
[0004] アルミ撚線と圧着端子の接続性の改善にっ ヽては種々提案されて!、る。
例えば、圧着部内面にアルミ撚線より軟質の金属粉末を分散させて圧着部内面と アルミ撚線とを凝着させたもの、アルミ撚線より硬質の粉末を分散させてアルミ素線表 面の酸ィ匕皮膜を破壊したもの、硬質と軟質の粉末を分散させたもの、セレーシヨン( 溝)の食 、込み深さを異ならせたもの、セレーシヨン (溝)をらせん状に形成したもの、 圧着部の内面に突起を設けたものなどがある。 し力しながら、金属粉末を分散或いは付着させるものではコストと手間が掛かり、ま た、上記の溝の構造や突起を設けたセレーシヨンの形状では接触抵抗の経年劣化を 十分防止できない、などの問題があった。
発明の開示
[0005] 本発明は、コストや手間を要さずに、電気的接続性の経年劣化を防止できるアルミ 撚線用圧着端子および前記圧着端子を圧着した電気的接続性および機械的接続 性に優れるアルミ撚線の端末構造の提供を課題とする。
[0006] 本発明によれば、以下の手段が提供される:
(1)圧着部内面にセレーシヨンを設けたアルミ撚線用圧着端子において、前記セレ ーシヨンを構成する溝の深さ dと前記アルミ撚線を構成するアルミ素線の直径 eの比( dZe)が 0. 33以上であり、前記溝数が 3以上であることを特徴とするアルミ撚線用圧 着端子、
(2)前記圧着部が銅または銅合金力 なり、前記圧着部の応力緩和率が 70%以下 であることを特徴とする (1)項記載のアルミ撚線用圧着端子、
(3)前記アルミ撚線用圧着端子が、結晶粒 50 m以下の黄銅であることを特徴とす る (1)または (2)項記載のアルミ撚線用圧着端子、
(4)前記アルミ撚線用圧着端子の導電率が 25%IACS以上であることを特徴とする( 1)〜(3)のいずれ力 1項記載のアルミ撚線用圧着端子、
(5)前記アルミ撚線用圧着端子の引張り強度力 OOMPa以上、ビッカース硬度が 90 NZmm2以上であることを特徴とする (1)〜 (4)の 、ずれか 1項記載のアルミ撚線用 圧着端子、
(6)前記アルミ撚線用圧着端子の引張り強度がアルミ撚線を構成する素線の引張り 強度の 2倍以上であり、かつビッカース硬度がアルミ撚線を構成する素線の硬度の 2 倍以上であることを特徴とする (1)〜(5)のいずれか 1項記載のアルミ撚線用圧着端子
(7)前記アルミ撚線用圧着端子の表面に Snめっき又ははんだめつきが 1 m以上 2 0 m以下の厚さで施されていることを特徴とする (1)〜(6)のいずれか 1項記載のァ ルミ撚線用圧着端子、 (8)前記 Snめっき力 0. 2 /z m以上の厚さの純 Sn層を有することを特徴とする (7)項 記載のアルミ撚線用圧着端子、
(9)前記アルミ撚線用圧着端子の Snめっき又ははんだめつきの下地めつきとして、 C uめっき又は Niめっきが施されて 、ることを特徴とする (7)又は (8)項記載のアルミ撚 線用圧着端子、
(10)前記アルミ撚線用圧着端子の Snめっきの下地めつきとして Cuめっきが施され、 さらにその下地めつきとして Niめっきが施されて 、ることを特徴とする (7)〜(9)の ヽず れか 1項記載のアルミ撚線用圧着端子、
(11)前記 (1)〜(10)のいずれか 1項記載のアルミ撚線用圧着端子が圧着されたアル ミ撚線の端末構造であって、前記アルミ撚線の圧着後の断面積 pと圧着前の断面積 qの比 (pZq)が 0. 7〜0. 95であることを特徴とするアルミ撚線の端末構造、および
(12)前記アルミ撚線を構成するアルミ素線の酸ィ匕膜の厚さが 20nm以下であること を特徴とする (11)項記載のアルミ撚線の端末構造。
[0007] 本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記 載力もより明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1 (a)〜図 1 (c)は、本発明のアルミ撚線用圧着端子の一実施形態を示す説 明図であり、図 1 (a)は圧着端子の斜視図、図 1 (b)は末端部の外皮を除去したアル ミケーブルの斜視図、図 1 (c)はセレーシヨンの溝の説明図である。
[図 2]図 2は、本発明のアルミ撚線用圧着端子の他の実施形態を示す正面図である。
[図 3]図 3 (a)及び図 3 (b)は、本発明のアルミ撚線の端末構造の一実施形態を示す 断面図であり、図 3 (a)は断面積比 0. 7、図 3 (b)は断面積比 0. 95のものを示す。
[図 4]図 4 (a)及び図 4 (b)は、本発明のアルミ撚線の端末構造の他の実施形態を示 す断面図であり、図 4 (a)は断面積比 0. 7、図 4 (b)は断面積比 0. 95のものを示す。
[図 5]図 5は、従来のアルミ撚線用の圧着端子の斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下に、本発明のアルミ撚線用圧着端子の好ましい実施の態様について、図面を 参照して具体的に説明する。 本発明の圧着端子は、図 1 (a)に示すように、断面 U字状 (オープンバレルタイプ) の圧着部 1とボルト穴 2を設けた締結部 3を備え、圧着部 1の内面には 3本の並列溝 4 力もなるセレーシヨン 5が設けられたものである。そして、図 1 (b)に示すように、例え ばアルミケーブル 9の端末部の外皮 8を除去し、露出したアルミ撚線 6を圧着部 1に挿 入して圧着部 1の側壁 laを外側から押圧してアルミ撚線の端末構造とする。
なお、図 1 (a)で Cはボルト穴 2の中心力も圧着部 1後端までの距離、 Fはボルト穴の 中心から圧着部 1前端までの距離であり、 C—Fは圧着部 1の長さを示す。
[0010] 本発明では、溝 4の深さ d (図 1 (c)参照)とアルミ撚線 6を構成するアルミ素線 7の直 径 e (図 1 (b)参照)の比(dZe)を 0. 33以上、溝数を 3以上とする。
本発明にお 、て、セレーシヨン 5の溝 4の深さ dとアルミ撚線 6を構成するアルミ素線 7の直径 eの比(dZe)を 0. 33以上に規定し、かつ溝 4の数を 3以上に規定する理由 は、比(dZe)が 0. 33未満でも、セレーシヨン 5の溝 4数が 3未満でも良好な電気的 接続性が安定して得られな ヽためである。
セレーシヨン 5の溝 4の数は 5以上が好ましぐ上限は好ましくは 10である。なお、大 きすぎると加工精度、金型摩耗の点で問題となる恐れがある。比 (dZe)は 0. 5以上 が好ましぐ上限は好ましくは 10である。なお、大きすぎると酸化膜破壊が不十分で、 初期接触抵抗や、サーマルショックでの安定性に心配が出るようになる。セレーシヨン 5の溝 4の深さとは圧着部 1の内面 lb力 溝 4の底面 4aまでの長さ dをいう(図 1 (c)参 照)。
[0011] 本発明において、圧着部内面のセレーシヨンの溝の長さ方向は、通常、アルミケー ブル 9の長さ方向に直交させる力 アルミ撚線のアルミケーブルの長さ方向(図 1 (b) 中の矢印)に対する撚り角度 b (図 1 (b)参照)に応じて変化させて、接続強度などを 高めることができる。
[0012] 図 2に示す圧着端子は、バッテリー端子に締結する圧着端子であり、締結部 3の穴 2の径カ Sバッテリー端子の径より若干大きい。この圧着端子は圧着部 1の開口方向と 締結部 3の穴 2の向く方向とが直交している。図 1 (a)に示した圧着端子は前記両方 向が平行である。
[0013] 本発明の圧着端子は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性 金属板で作製できるが、導電性および機械的強度に優れる銅または銅合金で作製 するのが好ましい。また、使用中の冷熱サイクルで圧着部とアルミ撚線間の電気抵抗 が増大するのを防止するため圧着部の応力緩和率が 70%以下のものが好ましい。 中でも、圧着端子の材質として結晶粒が 50 m以下の黄銅を用いると、圧着端子 とアルミ素線の接続強度が高まるため好ましぐより好ましくは結晶粒が 30 m以下、 さらに好ましくは 20 μ m以下である。
圧着端子は、前記の導電性金属板を一体成型して作製できるが、導電性金属プロ ックを切削加工しても作製できる。
[0014] さらにこの圧着端子の導電率は 25%IACS以上であること力 導電性の観点力 好 ましい。
また、圧着端子の引張り強度が 400MPa以上、ビッカース硬度が 90NZmm2以上 であると、圧着端子とアルミ素線の接続強度が高まるため好ましい。前記圧着部の引 張り強度がアルミ撚線の素線の引張り強度の 2倍以上、および硬度がアルミ撚線の 素線の硬度の 2倍以上であると、圧着の際に新生面が出やすく端子とアルミ素線間 の電気抵抗が低く安定するため好まし 、。
[0015] 本発明において、圧着端子は、少なくともセレーシヨン部分の表面に Snめっき又は はんだめつきが施されていることが好ましぐその厚さは 1 m以上が好ましい。 Snめ つき又ははんだめつきを施すことにより圧着時にアルミ素線との密着性が上がり電気 抵抗が低く安定する。また厚すぎると圧着の際にアルミ素線のセレーシヨンへの食 ヽ 込みが少なくなるため、 20 m以下が好ましい。さらに、使用中の冷熱サイクルで圧 着部とアルミ撚線間の電気抵抗が増大するのを防止するため、 Snめっき又ははんだ めっきの下地めつきとして Cuめっき又は Niめっきが施され、さらにこれらを交互に 1層 以上配置することが好ましい。さらに Snめっきの場合には、耐食性を保っために純 S n層の厚さを 0. 2 m以上とすることが好ましい。
[0016] 本発明の別の態様としては、アルミ撚線用圧着端子の表面に施される Snめっきの 下地めつきとして Cuめっきが施され、さらにその下地めつきとして Niめっきが施されて いるのが好ましい。
[0017] 次に、本発明のアルミ撚線の端末構造について記載する。 その端末構造は、図 1 (a)に示す圧着端子の圧着部 1に、図 1 (b)に示すアルミケー ブル 9の端末の外皮 8を除去して露出したアルミ撚線 6を挿入し、圧着部 1の側壁 la を外側力ゝら押圧してアルミ撚線 6を圧着部 1に圧着したものである。その端末構造の 断面を図 3 (a)及び図 3 (b)に示すが、図 3 (a)はアルミ撚線 6の圧着前後の断面積比 (pZq)が 0. 7の場合であり、図 3 (b)はアルミ撚線 6の圧着前後の断面積比 (pZq) が 0. 95の場合である。ここで pはアルミ撚線の圧着後の断面積、 qは圧着前の断面 禾 M "ある。
図 4 (a)及び図 4 (b)に示す端末構造は、圧着部 1の側壁先端部 lcをアルミ撚線 6 に埋没させてアルミ撚線 6と圧着部 1の接触面積を増大させ、さらに側壁先端部 lcで アルミ撚線 6 (アルミ素線 7)の酸化皮膜を破壊して電気的接続性を向上させたもので あり、図 4 (a)は断面積比 0. 7のものを、図 4 (b)は断面積比 0. 95のものを示すもの である。
[0018] 本発明にお 、て、アルミ撚線の圧着後の断面積 pと圧着前の断面積 qの比 (pZq) を 0. 7〜0. 95に規定する理由は、 pZq比が小さすぎると撚線 (素線)が断線したり、 やせ細って圧着端子と撚線間の接続強度が十分に得られなくなり、また撚線が加工 硬化して使用中の冷熱サイクルによる応力緩和が大きくなり接触抵抗が増加するた めである。一方、 pZq比が大きすぎると、圧着力が弱すぎてアルミ撚線の酸ィ匕皮膜が 破壊せずに初期の接触抵抗が増加し、また撚線が抜け出ることがあるためである。
[0019] さらに、アルミ撚線を構成するアルミ素線 7の表面の酸ィ匕膜の厚さは 20nm以下とし たほうが、圧縮率が 0. 7〜0. 95の範囲内で、圧着端子と撚線の接続強度を高く取る ことができ好ましい。
[0020] 本発明の圧着端子には、図 1 (a)および図 2に示したような、 1個の圧着部 1と締結 部 3からなるものの他、圧着部を複数備えた中継用圧着端子や分岐用圧着端子も含 まれる。そして、本発明の圧着端子は、アルミ撚線以外のアルミ単線などに用いても 、アルミ撚線の場合と同様の効果が得られる。
[0021] 本発明のアルミ撚線用圧着端子が圧着されたアルミ撚線の端末構造は、異種金属 腐食を防止する目的や、アルミ撚線の隙間腐食を防止する目的で、防水チューブや 防水性のモールドを外部に施し、アルミ撚線と端子の接続部分やアルミ撚線の素線 の隙間に水分が滞留しな 、ようにしたものが好まし 、。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範 囲で実施できる。
[0022] 本発明の圧着端子は、その圧着部内面のセレーシヨンの溝の深さを、圧着するァ ルミ撚線を構成するアルミ素線の直径に応じて特定したものであるので、圧着時にァ ルミ素線表面の酸ィ匕皮膜が前記溝により十分に破壊され良好な電気的接続性が得 られる。また圧着部からのアルミ撚線の抜けも防止でき、機械的接続性にも優れてい る。圧着部を銅または銅合金で構成し、圧着部の応力緩和率を特定の範囲としたり、 めっきを施すことにより電気的接続性が一層向上する。さらに、圧着端子の引張り強 度ゃビッカース硬度を規定する本発明は、さらに良好な電気的接続性を示す。
本発明のアルミ撚線の端末構造は、アルミ撚線の圧着後の断面積 pと圧着前の断 面積 qの比 (pZq)を特定の範囲に規定するので、良好な電気的接続性が得られる。 またアルミ撚線の損傷も少なく、十分な接続強度が取れる。
[0023] 以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する力 本発明はこれらに制 限されるものではない。
実施例
[0024] [実施例 1]
図 1 (a)に示した形状の圧着端子を、厚み 2. Ommの Cu— 30質量%Zn合金条(O 材)をプレスカ卩ェして作製した。その圧着部 1に図 1 (b)に示したアルミケーブル 9端 末の外皮 8を除去して露出したアルミ撚線 6を挿入し、次いで圧着部 1の両側壁 laを 外側から押圧してアルミ撚線 6を圧着しアルミ撚線の端末構造とした。圧着部 1の長さ (図 1 (a)の(C— F) )は 13mmである。
アルミ撚線 6には、 350°Cで 2時間焼鈍した直径 0. 32mmの A1— 0. 1質量%Mg -0. 2質量%Cu合金線をロープ撚り(19本 Z17本)(合金線 17本を集合よりの子よ りに撚り合わせ、その子よりを 19本同心よりしたもの)した断面積が 25mm2のものを 用いた。圧着部 1内面 lbの溝 4の数、溝 4の深さ dとアルミ素線 7の径 eの比(dZe)、 アルミ撚線 6の圧着前後の断面積比 (pZq)は、表 1に示すように各試料で種々に変 化させた。 [0025] 得られたアルミ撚線の端末構造部につ!ヽて、アルミ撚線と圧着部間の接続強度(引 抜荷重)と電気抵抗を調べた。
前記圧着端子の接続強度は、締結部とアルミケーブルを把持して引張試験を行い 、アルミ撚線が圧着部力 抜け出るときの荷重を求め、前記荷重が 1. 7kN以上のも のを機械的接続性が良好と判定した。
[0026] 前記アルミ撚線の端末構造部の電気抵抗は、冷熱衝撃試験前後で測定し、前記 試験前 (初期)の圧着部の電気抵抗 rが 1. Οπι Ω以下、試験後(終期)の電気抵抗 s が 1. 5πι Ω以下、前記試験前後の電気抵抗の比(sZr)が 10以下のものを電気的接 続性が良好と判定した。
前記冷熱衝撃試験は、圧着部に 40°Cの低温環境と + 120°Cの高温環境を交互 に 1000回繰り返して行った。
電気抵抗は 4探針法により測定した。通電電流は 0. 1mA以上を流した。電源装置 には電圧 0. IV以下、電流 0. 01A以下の精度を有するものを用いた。電圧計には 0 . OlmV以下の精度を有するものを用いた。
[0027] 圧着部の応力緩和率は日本伸銅協会 JCBA T312 : 2001で規定される、表面最 大応力 500NZmm2、 120。C、 100時間の条件で測定した。
この圧着端子の圧着部の応力緩和率は 50%であった。
これらの試験および測定の結果を下記の表 1に示した。
[0028] [実施例 2]
圧着端子を、厚み 2. 3mmの Cu— 30質量%Zn合金条 (H材)を用いて作製した他 は、実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線の端末構造部を形成し、実施例 1と同じ試験 および測定を行った。その結果を下記の表 1に示した。
[0029] [実施例 3]
圧着端子を、厚み 1. 7mmの C5210合金条 (H材)を用いて作製した他は、実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線の端末構造部を形成し、実施例 1と同じ試験および測 定を行った。その結果を下記の表 1に示した。
[0030] [実施例 4]
圧着端子を厚み 2. Ommの C1020銅合金条 (H材)を用いて作製し、圧着部の応 力緩和率を前記(2)項の規定値外とした他は、実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線 の端末構造部を形成し、実施例 1と同じ試験および測定を行った。その結果を下記 の表 1に示した。
[0031] [実施例 5]
アルミ撚線の圧着前後の断面積比 (pZq)を、前記(11)項の規定値外とした他は、 実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線の端末構造部を形成し、実施例 1と同じ試験お よび測定を行った。その結果を下記の表 1に示した。
[0032] [比較例 1]
セレーシヨンの溝数、または溝深さ dとアルミ素線径 eの比(dZe)を前記(1)項の規 定値外とした他は、実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線の端末構造部を形成し、実 施例 1と同じ試験および測定を行った。その結果を下記の表 1に示した。
表 1
Figure imgf000012_0001
(註) *p:アルミ撚線の圧着後の断面積、 圧着前の断面積。
**©):極めて優れる、 〇:優れる、 X:劣る。
[0034] 表 1から明らかなように、本発明例 (試料 No. 1〜12)のアルミ撚線の端末構造部は いずれも引抜荷重が高ぐ電気抵抗が低かった。即ち、機械的接続性および電気的 接続性が優れたものであった。特に、圧着部の応力緩和率が 70%以下、アルミ撚線 の圧着前後の断面積比 (pZq)が 0. 7〜0. 95の条件を満たすもの(試料 No. 1〜9 )は前記接続性が極めて優れていた。
これに対し、比較例 1の試料 No. 13は溝数が少ないため、試料 No. 14は溝深さと アルミ素線径の比(dZe)が小さ力つたため 、ずれも機械的接続性および電気的接 続性が劣った。
[0035] [実施例 6]
厚み 0. 5 /ζ πι、 1. 2 /ζ πι、 18 /ζ πι、 24 mの Snめっきを施した合金条を使用した 他は、実施例 1と同じ材料、方法によりアルミ圧着端子を作製し、実施例 1と同様にァ ルミ撚線の端末構造部 (試料 No. 15〜18)を形成し、実施例 1と同じ試験および測 定を行った。
なお、セレーシヨンの溝数は 3、溝深さは 0. 11mm,溝幅は lmmで、圧着前後の 断面積比は 0. 95とした。なお、 Snめっき厚は、コリメータ径 0. lmmの蛍光 X線の強 度を 5点測定し、その平均から求めた。
得られた結果を下記の表 2に示した。なお、圧着前後の断面積比が 0. 95である実 施例 1の試料 No. 5を参考として表 2に記載した。
[0036] 表 2
Figure imgf000013_0001
表 2から明らかなように、 Snめっきが 1. 0以上 20 m以下の範囲のアルミ撚線の端 末構造部は、いずれも電気抵抗が低カゝつた。なお、引き抜き強度は試料 No. 15〜1 8のいずれもが 2. 4kNでめつきなしの場合 (試料 No. 5)と変わらなかった。即ち、機 械的接続性および電気的接続性が優れた。
[0038] [実施例 7]
圧着端子の引張り強度 (TS)およびビッカース硬度 (Hv)を種々に変化させた他は 、実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線の端末構造部 (試料 No. 19〜20)を形成し、 実施例 1と同じ試験および測定を行った。セレーシヨンの溝数は 3、溝深さは 0. 11m m、溝幅は lmmで、圧着前後の断面積比は 0. 95とした。
なお、圧着端子の引張り強度は、プレス加工する前の条材から JIS Z2201に規定 された試験片を作成し、 JIS Z2241に規定された試験方法に従った。またピッカー ス硬さ試験〖お IS Z2244〖こ従った。
得られた結果を下記の表 3に示した。
[0039] 表 3
Figure imgf000014_0001
[0040] 表 3から明らかなように、いずれの試料 (No. 19, 20)も好ましい電気抵抗の規定を 満足したが、特に端子材料の引張り強度が 400MPa以上、ビッカース硬度が 90以 上、引張り強度比及びビッカース硬度の比 (端子 Zアルミ素線)が 2倍以上の場合に 、アルミ撚線の端末構造部は電気抵抗が低ぐ劣化試験後も安定していた。なお、引 き抜き強度は試料 No. 19, 20のいずれもが 2. 4kNであった。
[0041] [実施例 8]
圧着するアルミ撚線を構成するアルミ素線の酸ィ匕膜の厚さを、厚み 5nm、 20nm、 25nmとした他は、実施例 1と同じ方法によりアルミ撚線の端末構造部 (試料 No. 21 〜23)を形成し、実施例 1と同じ試験および調査を行った。セレーシヨンの溝数は 3、 溝深さは 0. 11mm、溝幅は lmmで、圧着前後の断面積比は 0. 95とした。酸ィ匕膜 の厚さはアルミ撚線の大気中での加熱処理により制御した。
なお、アルミ素線の表面の酸ィ匕膜は、 10 m四方の領域をオージュ電子分光法で 測定した。厚さ lOOnmの SiOを 10分でスパッタする能力のアルゴンイオンガンで、 アルミ線の表面力 掘り進め、都度分光分析を行い、酸素の質量%が最表面の半分 になるまでにかかったスパッタ時間から、 Al Oのスパッタレート 4nm/分を用いて酸
2 3
化膜の厚さを計算により求めた。
得られた結果を下記の表 4に示した。
[0042] 表 4
Figure imgf000015_0001
[0043] 表 4から明らかなように、いずれの試料(No. 21〜22)でも好ましい電気抵抗の規 定を満足したが、アルミ素線の酸ィ匕膜が 20nm以下の場合に、アルミ撚線の端末構 造部は電気抵抗が低ぐ劣化試験後も安定していた。なお、引き抜き強度はいずれ の試料(No. 21〜22)とも 2. 4kNであった。
産業上の利用可能性
[0044] 本発明のアルミ撚線用圧着端子は、電気的接続性および機械的接続性に優れ、 アルミ撚線を用いた自動車用ワイヤーハーネスやバッテリーケーブルなどを電気的 に接続するための圧着端子等に好適に用いることができる。
[0045] 本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明 を説明のどの細部においても限定しょうとするものではなぐ添付の請求の範囲に示 した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
[0046] 本願は、 2005年 11月 24曰に曰本国で特許出願された特願 2005— 338604、及 び 2006年 10月 27曰【こ曰本国で特許出願された特願 2006— 293215【こ基づく優 先権を主張するものであり、これらはいずれもここに参照してその内容を本明細書の 記載の一部として取り込む。

Claims

請求の範囲
[1] 圧着部内面にセレーシヨンを設けたアルミ撚線用圧着端子において、前記セレー シヨンを構成する溝の深さ dと前記アルミ撚線を構成するアルミ素線の直径 eの比(d Ze)が 0. 33以上であり、前記溝数が 3以上であることを特徴とするアルミ撚線用圧 着端子。
[2] 前記圧着部が銅または銅合金からなり、前記圧着部の応力緩和率が 70%以下で あることを特徴とする請求項 1記載のアルミ撚線用圧着端子。
[3] 前記アルミ撚線用圧着端子が、結晶粒 50 μ m以下の黄銅であることを特徴とする 請求項 1または 2記載のアルミ撚線用圧着端子。
[4] 前記アルミ撚線用圧着端子の導電率が 25%IACS以上であることを特徴とする請 求項 1〜3のいずれか 1項記載のアルミ撚線用圧着端子。
[5] 前記アルミ撚線用圧着端子の引張り強度が 400MPa以上、ビッカース硬度が 90N
Zmm2以上であることを特徴とする請求項 1〜4のいずれか 1項記載のアルミ撚線用 圧着端子。
[6] 前記アルミ撚線用圧着端子の引張り強度がアルミ撚線を構成する素線の引張り強 度の 2倍以上であり、かつビッカース硬度がアルミ撚線を構成する素線の硬度の 2倍 以上であることを特徴とする請求項 1〜5のいずれか 1項記載のアルミ撚線用圧着端 子。
[7] 前記アルミ撚線用圧着端子の表面に Snめっき又ははんだめつきが 1 m以上 20 m以下の厚さで施されていることを特徴とする請求項 1〜6のいずれ力 1項記載の アルミ撚線用圧着端子。
[8] 前記 Snめっき力 0. 2 μ m以上の厚さの純 Sn層を有することを特徴とする請求項
7記載のアルミ撚線用圧着端子。
[9] 前記アルミ撚線用圧着端子の Snめっき又ははんだめつきの下地めつきとして、 Cu めっき又は Niめっきが施されていることを特徴とする請求項 7又は 8記載のアルミ撚 線用圧着端子。
[10] 前記アルミ撚線用圧着端子の Snめっきの下地めつきとして Cuめっきが施され、さら にその下地めつきとして Niめっきが施されて!/、ることを特徴とする請求項 7〜9の!、ず れか 1項記載のアルミ撚線用圧着端子。
[11] 請求項 1〜10のいずれか 1項記載のアルミ撚線用圧着端子が圧着されたアルミ撚 線の端末構造であって、前記アルミ撚線の圧着後の断面積 pと圧着前の断面積 qの 比 (p/q)が 0. 7〜0. 95であることを特徴とするアルミ撚線の端末構造。
[12] 前記アルミ撚線を構成するアルミ素線の酸ィ匕膜の厚さが 20nm以下であることを特 徴とする請求項 11記載のアルミ撚線の端末構造。
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