圧着端子付ケーブルおよびその製造方法
【課題】圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度が大きく、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下が極めて少ない高信頼の圧着端子付ケーブルを提供する。
【解決手段】ケーブル１の導体２と、圧着端子３とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブル１０において、ケーブル１が樹脂材料からなる絶縁体５を有し、かつ、かしめ部では、前記導体２と前記圧着端子３とが銀を主成分とする金属接合材料Ｘを介して接合されているものである。
【解決手段】ケーブル１の導体２と、圧着端子３とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブル１０において、ケーブル１が樹脂材料からなる絶縁体５を有し、かつ、かしめ部では、前記導体２と前記圧着端子３とが銀を主成分とする金属接合材料Ｘを介して接合されているものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの導体と、圧着端子とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブルおよびその製造方法に係り、特に、ハイブリッド自動車などのモータやインバータ周辺、複写機の定着機の周辺などの高温環境で使用される圧着端子付ケーブルおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧着端子付ケーブルは、各種の機器の給電用あるいは信号伝送用配線部品として広く用いられている。
【０００３】
図３は、従来の圧着端子付ケーブルの平面模式図であり、図４は、その斜視図、図５は、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
図３〜５に示すように、従来の圧着端子付ケーブル３０は、ケーブル３１の導体３２と、圧着端子３３とをかしめにより締結したものである。以下、かしめられた部分をかしめ部３４と呼称する。
【０００５】
ケーブル３１は、前述の導体３２と絶縁体３５とで構成される。導体３２としては、撚線を用いるのが一般的であり、その撚線を構成する単線導体としては、軟銅線に錫めっきを施したものが多く用いられる。錫は、主に腐食防止用であり、用途に応じて、ニッケルや銀めっきを施したものも用いられる。
【０００６】
絶縁体３５は、ポリエチレン、塩化ビニル、フッ素樹脂などの材料が、用途に応じて適用可能である。特に、耐熱性が必要なケーブルにおいては、絶縁体の定格温度を考慮する必要があり、一般的に、塩化ビニルを主材料とする絶縁体では１２５℃、架橋ポリエチレン絶縁体では１５０℃、フッ素樹脂では２５０℃程度までの定格温度となる。
【０００７】
圧着端子３３は、ベースの材料として銅が使われるのが一般的である。主に、腐食防止の観点から、銅の表面に錫、ニッケル、銀などの金属がめっきされるケースが多い。
【０００８】
圧着端子３３の外部接続部３６については、用途に応じて様々な形状のものが製作されている。図３〜５には、外部端子のねじ穴にボルトで固定するための貫通孔３７が設けられた形状例を示した。
【０００９】
先に述べたように、ケーブル３０の導体３２と圧着端子３３は、かしめ部３４において締結されている。図４に示すように、かしめ部３４において導体３２は、圧着端子３３に内包される構造とするのが一般的であり、両者は、物理的な加圧により塑性変形されている。
【００１０】
かしめ部３４の破断強度を大きくするためには、適切な圧力を印加してかしめる必要がある。そのため、予めかしめ部３４の導体断面積比と印加圧力との関係、さらには、破断強度および破断モードと導体断面積比との関係を把握した上で、適切な圧力を印加してかしめを実施するのが一般的である。
【００１１】
ここで、導体断面積比とは、かしめ後の導体３２の断面積とかしめ前の導体３２の断面積の比を百分率で表した値である。また、かしめ部３４の引張試験を実施した際に、破断が起こる荷重が破断強度、破断部の形態が破断モードである。破断モードは、「導体破断」と「導体抜け」に大別される。
【００１２】
かしめ部３４においては、（１）破断強度が、導体のみの場合の破断荷重の８０％以上、理想的には９０％以上であること、（２）破断モードが「導体破断」であることが目標となる。
【００１３】
これらの目標を達成するためには、導体断面積比が重要なパラメータの一つになる。適切な導体断面積比は、導体３２のサイズや圧着端子３３の形状により若干異なるが、従来の圧着端子付ケーブル３０のかしめ部３４においては、導体断面積比はおおむね７０〜８０％の範囲であり、破断強度としては導体のみの場合の破断荷重の８０〜９０％の強度が得られていた。
【００１４】
従来の圧着端子付ケーブルの他の例として、圧着端子付ケーブル３０の圧着端子３３と導体３２との間に、半田材料（図示せず）を設けた構造が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
半田材料は、圧着端子３３と導体３２との間の電気的な接触抵抗を下げる目的で設けられたものであり、かしめ部３４の接続強度は、上述した圧着端子３３と導体３２の塑性変形により確保される。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−６７８３号公報
【特許文献２】特開平９−８２３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
金属の接合材料としては、合金ろう材料が広く使われているが、一般にそれらは融点が高く、樹脂材料からなる絶縁体に損傷を与えるため、圧着端子付ケーブルへの適用は困難であった。
【００１８】
また、一般的な半田材料は機械的に脆く、上述したように、接触抵抗の低減には有効であるが、圧着端子付ケーブルのかしめ部に適用した場合、十分な破断強度を得ることが難しかった。
【００１９】
さらに、従来の圧着端子付ケーブルは、高温環境下で使用されると、かしめ部の破断強度が著しく低下するという問題があった。また、かしめ直後の破断強度として、導体のみの場合の破断荷重の９０％を超える強度を得ることは難しかった。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度が大きく、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下が極めて少ない高信頼の圧着端子付ケーブルおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、ケーブルの導体と、圧着端子とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブルにおいて、ケーブルが樹脂材料からなる絶縁体を有し、かつ、かしめ部では、前記導体と前記圧着端子とが銀を主成分とする金属接合材料を介して接合されている圧着端子付ケーブルである。
【００２２】
請求項２の発明は、前記金属接合材料が、銀微粒子の焼結体を含む請求項１に記載の圧着端子付ケーブルである。
【００２３】
請求項３の発明は、前記導体および前記圧着端子が、銅を主成分とする金属からなり、かつ、前記金属接合材料が、銀と銅を構成元素として含む合金を有する請求項２に記載の圧着端子付ケーブルである。
【００２４】
請求項４の発明は、前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方が、表面に錫のめっき層を有し、かつ、前記金属接合材料が銀、銅、および錫を構成元素として含む合金を有する請求項３に記載の圧着端子付ケーブルである。
【００２５】
請求項５の発明は、樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、平均粒径が１００ｎｍ以下の銀微粒子を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備える圧着端子付ケーブルの製造方法である。
【００２６】
請求項６の発明は、樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備える圧着端子付ケーブルの製造方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度を大きくでき、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下を極めて少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２９】
一般に、金属の接合材料には、合金ろう材料が広く用いられているが、融点の高さから樹脂材料からなる絶縁体を有する圧着端子付ケーブルのかしめ部の接合材料として用いるには問題があった。
【００３０】
一方、金属粒子は、粒径がナノオーダーまで小さくなると、融点が低下し、低温で融着が起こることが知られている。本発明者等は、金属微粒子の低温での融着現象に着目し、銀微粒子をかしめ部の接合材料として活用した。
【００３１】
図１は、本発明の好適な一実施の形態を示す圧着端子付ケーブルのかしめ部の断面模式図である。基本的な構造については、従来の圧着端子付ケーブル３０と同様であるので、平面図および斜視図については図３，４を参照されたい。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態に係る圧着端子付ケーブル１０は、かしめ部において、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とがかしめにより締結され、かつ、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とが金属接合材料Ｘを介して接合されたものである。
【００３３】
ケーブル１は、導体２と樹脂材料からなる絶縁体５とで構成される。導体２としては、例えば断面サイズが約８ｍｍ2の撚線を用いるとよく、その撚線を構成する単線導体としては、例えば軟銅線に錫めっきを施したものを用いるとよい。錫は、主に腐食防止用であり、用途に応じて、ニッケルや銀めっきを施したものを用いてもよい。
【００３４】
絶縁体５は、例えば架橋ポリエチレンからなる。ポリエチレンの他にも、塩化ビニル、フッ素樹脂などの樹脂材料を用途に応じて適用可能である。特に、耐熱性が必要なケーブルにおいては、絶縁体の定格温度を考慮する必要がある。一般的に、塩化ビニルを主材料とする絶縁体では１２５℃、架橋ポリエチレン絶縁体では１５０℃、フッ素樹脂では２５０℃程度までの定格温度となる。
【００３５】
圧着端子３としては、そのベースの材料として銅を用いるとよい。また、主に、腐食防止の観点から、ベース材料である銅の表面に錫、ニッケル、銀などの金属がめっきされたものを用いるのが好ましい。
【００３６】
金属接合材料Ｘは、銀微粒子の焼結体を含む。銀微粒子の焼結体は、銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させたものである。
【００３７】
上述したように、金属粒子は、粒径がナノオーダーまで小さくなると融点が低下し、低温で融着が起こるが、その融着は常温でも進行する。そのため、金属微粒子を扱う際は、金属微粒子の周囲を有機物で保護し、それを有機溶媒中に分散させ、液状またはペースト状とした接合材料を扱うのが便利である。
【００３８】
金属微粒子を分散させた液状またはペースト状の接合材料を加熱すると、有機溶媒および保護用の有機物が蒸発、分解する。また、加熱により、金属微粒子が融着し、接合材料として機能すると考えられる。
【００３９】
金属接合材料Ｘは、圧着端子３が銅からなる場合は、銀に加え銅を構成元素として含んでいてもよい。さらに、金属接合材料Ｘは、導体２または圧着端子３が表面に錫めっき層を有する場合は、銀に加え銅、錫を含んでいてもよい。
【００４０】
金属接合材料Ｘは、導体２の周囲を覆う略連続した層構造を呈し、外周部は圧着端子３と接合されている。図示していないが、金属接合材料Ｘは、撚線で構成された導体２の内部（単線導体間の隙間）にも入り込んでいる。
【００４１】
金属接合材料Ｘとして、構成元素に銀、銅および錫を含むものを用いる場合、金属接合材料Ｘの主成分は銀であるが、その組成は均一ではなく、主に銀微粒子の焼結体、銀−銅合金および銀−銅−錫合金から構成され、銀微粒子の焼結体と合金、および各合金間は、金属学的に接合されている。
【００４２】
銀微粒子としては、平均粒径が１００ｎｍ以下のものを用いるとよい。これは、銀微粒子の平均粒径を１００ｎｍ以下とすることで、ケーブル１の絶縁体５に損傷を与えない熱処理温度・条件で、銀微粒子の融着（焼結）を充分に進行させることができ、圧着端子付ケーブル１０のかしめ部の破断強度を向上させることが可能となるからである。
【００４３】
逆に、平均粒径が１００ｎｍを超えると、低温での銀微粒子の融着が不充分となり、かしめ部の破断強度が低下する問題が生じる。この場合には、熱処理温度を高くすることにより破断強度を向上できるが、熱処理温度を高くするとケーブル１の絶縁体５に損傷を与える問題を生じる。
【００４４】
ここで、銀微粒子の平均粒径は、動的光散乱法を用いた粒度測定装置により計測した。体積基準の粒径の累積度数分布において、累積値が５０％に相当する粒径を「平均粒径」とした。粒度測定装置としては、例えば、日機装株式会社製のＵＰＡ−ＥＸ１５０を用いるとよい。
【００４５】
また、本発明者等は、本発明に関する接合材料の検討において、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させた金属接合材料Ｘも、優れた接合材料として機能することを見出した。金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させたものをかしめ部に適用した場合、ケーブル１の絶縁体５に損傷を与えない熱処理温度・条件において、金属接合材料Ｘとして、銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させたものを適用した場合と同等以上の破断強度が得られる。
【００４６】
酸化銀を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料は、加熱により、有機物の酸化、酸化銀の還元、銀微粒子の生成、および銀微粒子の融着の順に反応が進展し、接合材料として機能すると考えられる。酸化銀粒子の平均粒径は、ミクロンオーダーであっても接合材料として機能する。
【００４７】
酸化銀としては、例えば酸化第１銀（Ａｇ2Ｏ）を用いるとよい。その平均粒径は１０μｍ以下であるとよく、より好ましくは、８μｍ以下であるとよい。平均粒径が１０μｍを超えると、かしめ部の破断強度が１０％程度低下するためである。破断強度が１０％程度低下する理由は、平均粒径が１０μｍを超えると金属接合材料に多数のボイドが発生し、このボイドが破断強度低下の要因となるためと考えられる。
【００４８】
以上のような構成の圧着端子付ケーブル１０によれば、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とが金属接合材料Ｘを介して接合されているため、圧着端子付ケーブル１０のかしめ部において、かしめ直後の破断強度を大きくでき、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下を極めて少なくできる。また、銅を主成分とする導体２および圧着端子３を用い、これらの表面に錫めっきを施した場合は、上述の効果に加え、導体および圧着端子３の腐食も防止できる。
【００４９】
次に、本発明の圧着端子付ケーブル１０の製造方法を説明する。ここでは、金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用した場合について説明する。
【００５０】
本発明の圧着端子付ケーブル１０の製造方法は、（１）ケーブル１の導体２に酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、（２）接合材料を被着した導体２と圧着端子３とをかしめにより締結する工程と、（３）かしめ部を絶縁体５の融点以下の温度で加熱して金属接合材料Ｘを融着させる工程とを備える。
【００５１】
具体的には、（１）の工程では、ケーブル１端末部の絶縁体５を除去した後、導体２の周囲に酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する。
【００５２】
また、有機溶媒としては、例えばαテルピネオールおよびエチレングリコールを用いる。この他にも、例えばｎ−テトラデシルアルコール、グリセリン、トルエンを用いてもよい。
【００５３】
（２）の工程では、液状またはペースト状の接合材料を被着した導体２を圧着端子３に装着し、ダイスとプレス機によりかしめを行う。このとき、予めかしめ部の導体断面積比と印加圧力の関係、さらには、破断強度および破断モードと導体断面積比の関係を把握し、適正な条件で行うとよい。
【００５４】
（３）の工程では、圧着端子３のかしめ部の加熱工程を行う。加熱工程は、例えば抵抗発熱体を埋め込んだ金属ヒータブロックをかしめ部に接触させることにより行う。加熱は、例えば圧着端子３のかしめ部の温度が２００℃となる条件で１分間行う。これにより、（１）の工程で被着された液状またはペースト状の接合材料が焼結されて、金属接合材料Ｘとなり本発明の圧着端子付ケーブル１０が得られる。
【００５５】
本発明の圧着端子付ケーブル１０の製造方法によれば、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とを金属接合材料Ｘを介して接合することで、圧着端子付ケーブル１０のかしめ部において、かしめ直後の破断強度が大きく、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下が極めて少ない圧着端子付ケーブル１０が得られる。
【００５６】
本実施の形態においては、ケーブル１の導体２に液状またはペースト状の接合材料を被着したが、これに代えて圧着端子３のかしめ部に液状またはペースト状の接合材料を被着してもよく、あるいは導体２と圧着端子３のかしめ部両方に液状またはペースト状の接合材料を被着してもよい。
【００５７】
また、本実施の形態では金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用したが、金属接合材料Ｘとして、平均粒径１００ｎｍ以下の銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用する場合には、有機溶媒として、例えばｎ−テトラデシルアルコールを用いるとよく、銀微粒子の周囲を保護するための有機物としては、例えばオクチルアミンを用いるとよい。
【実施例】
【００５８】
（実施例１、２、比較例１、２）
本発明の効果を確かめるため、４つの工程（実施例１、２、比較例１、２）で圧着端子付ケーブルを試作し、かしめ部の破断モードおよび破断強度を比較した。
【００５９】
実施例１は、本発明の製造方法（金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用し、導体２および圧着端子３として、ベース材料を銅とし、その表面に錫めっきを施したものを用いた方法）により製造した圧着端子付ケーブル１０を用い、実施例２は、製造後の圧着端子付ケーブル１０に高温放置試験を加えたものを用いた。
【００６０】
比較例１は、従来の製造方法により製造した圧着端子付ケーブル３０を用い、比較例２は、製造後の圧着端子付ケーブル３０に高温放置試験を加えたものを用いた。従来の方法とは、ケーブル端末部の絶縁体を除去した後、導体を圧着端子に装着し、ダイスとプレス機によりかしめを施す方法である。
【００６１】
これらの絶縁体としては、架橋ポリエチレンを用い、圧着端子および導体には、いずれも錫めっきが施されたものを用い、また、酸化銀としては、平均粒径約３μｍの酸化第１銀（Ａｇ2Ｏ）を用いた。
【００６２】
高温放置試験の条件は、温度１８０℃で時間は２０００時間とした。各工程において、導体断面積比を６３〜９２％の間で変化させた５種類の圧着端子付ケーブルを試作した。
【００６３】
表１に、試作した圧着端子付ケーブルのかしめ部の破断モードを示す。また、図２に、試作した圧着端子付ケーブルの破断強度と導体断面積比の関係を示す。破断強度は、無負荷の導体の破断荷重を１００％とした場合の相対値である。
【００６４】
【表１】
【００６５】
まず、比較例１、２により試作した従来の圧着端子付ケーブルに注目する。導体断面積比が８５％以上となる場合では、破断モードは導体抜けであったが、導体断面積比を７９％以下とすることにより、破断モードを導体破断とすることができた。
【００６６】
導体断面積比が約７２％の場合においては、高温放置試験前（比較例１）で約８６％の破断強度が得られたが、高温放置試験後（比較例２）では約６４％と大幅に低下した。
【００６７】
高温放置試験後の破断強度を考慮すると、適正なかしめ条件は、導体断面積比で７９％程度と考えられ、そのときの破断強度は、高温放置試験前（比較例１）で約７４％、高温放置試験後（比較例２）で約７０％であった。
【００６８】
導体は、大きな塑性変形を受けると断面積は減少するが、加工硬化により強度は増加する。比較例１の導体断面積比が約７２％の場合において、比較的大きな破断強度が得られたのは、加工硬化の影響と考えられる。比較例２の場合において、破断強度が大幅に低下したのは、高温放置試験の間に導体が焼鈍されたこと、およびかしめ時の塑性変形により導体断面積比が７２％まで減少したためと考えられる。
【００６９】
一方、実施例１、２により試作した本発明の圧着端子付ケーブルに注目すると、導体断面積比が６３％から９２％の広い範囲で、破断モードが導体破断となった。適正なかしめ条件は、導体断面積比で９２％程度と考えられ、そのときの破断強度は、高温放置試験前（実施例１）で約９７％、高温放置試験後（実施例２）で約９２％と、極めて高い値であった。
【００７０】
このように、実施例１、２に記載の圧着端子付ケーブルにおいては、従来品と比べて、高温放置試験前（実施例１）のかしめ部の破断強度が７４％から９７％に、高温放置試験後（実施例２）のかしめ部の破断強度が７０％から９２％にそれぞれ向上した。
【００７１】
（実施例３〜１０、比較例３、４）
次に、本発明の圧着端子付ケーブルの製造方法（金属接合材料Ｘとして、平均粒径１００ｎｍ以下の銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用し、導体２および圧着端子３として、ベース材料を銅とし、その表面に錫めっきを施したものを用いた方法）で作製した圧着端子付ケーブル（実施例３、５、７、９）と、その圧着端子付ケーブルに高温放置試験を加えた圧着端子付ケーブル（実施例４、６、８、１０）について評価を行った。さらに、平均粒径が１００ｎｍを超える銀微粒子を用いて同様に圧着端子付ケーブル（比較例３、４）を作製した。
【００７２】
金属接合材料Ｘとして、平均粒径が約８ｎｍ（実施例３、４），２０ｎｍ（実施例５、６），３０ｎｍ（実施例７、８），８０ｎｍ（実施例９、１０），１３０ｎｍ（比較例３、４）の銀微粒子を、ｎ−テトラデシルアルコールからなる有機溶媒中に分散させてペースト状とした接合材料を焼結させたものを適用した。銀微粒子の周囲を保護するための有機物としては、オクチルアミンを用いた。
【００７３】
実施例３〜１０の圧着端子付ケーブルでは、かしめ部の破断モードおよび破断強度を調べた結果、実施例１，２とほぼ同様の結果が得られた。すなわち、かしめ部の導体断面積比が約９２％の条件において、高温放置試験前後におけるかしめ部の破断強度が９０％を超える高い値を示した。
【００７４】
一方、比較例３、４の圧着端子付ケーブルでは、破断強度が２０％低下した。
【００７５】
（実施例１１、比較例５）
次に、絶縁体５として、架橋ポリエチレン以外の樹脂材料、例えば塩化ビニル、フッ素樹脂などを用いて製造した圧着端子付ケーブル（実施例１１、比較例５）について評価を行った。実施例１１では、加熱工程を通電による瞬間的な熱処理で行い、比較例５では、実施例１と同様の方法で熱処理を行った。
【００７６】
比較的軟化点が低い塩化ビニル絶縁体からなるケーブルを用いた場合、かしめ部の加熱工程終了後に圧着端子の近傍で絶縁体に若干の変形が見られた（比較例５）。しかし、かしめ部の破断モードおよび破断強度への影響はなかった。
【００７７】
また、加熱工程を通電による瞬間的な熱処理で行うことにより、塩化ビニル絶縁体の変形を抑えることができた（実施例１１）。具体的には、上下に配した通電用電極ブロックの間にかしめ部を挟み込み、約２秒間通電させることで加熱工程を行った。
【００７８】
通電中のかしめ部の最高到達温度が２２０℃以下となるように通電電流を調整した。その方法で作製した圧着端子付ケーブル（実施例１１）のかしめ部の破断モードおよび破断強度は、実施例１とほぼ同じであった。
【００７９】
これらから、本発明は比較的軟化点の低い樹脂材料からなる絶縁体を有するケーブルにも適用できることが分かる。
【００８０】
（実施例１２）
次に、圧着端子３および導体２として、錫以外の金属でめっきを施したものを用いて製造した圧着端子付ケーブルについて評価を行った。
【００８１】
圧着端子３に銀、ニッケル、および銅でめっきを施した各場合において、導体２の表面材質（めっき材料）を銀、ニッケル、銅および錫に変えても、実施例１と同等の破断強度が得られた。
【００８２】
さらに、圧着端子３の表面材質が錫の場合も、導体２の表面材質を銀、ニッケル、および銅に変えてもやはり実施例１と同等の破断強度が得られた。
【００８３】
以上より、ケーブルの導体と、圧着端子とを金属接合材料Ｘを介して接合することにより、圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度を大きくでき、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下を極めて少なくできることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の好適な一実施の形態を示す圧着端子付ケーブルのかしめ部の断面模式図である。
【図２】実施例１、２、比較例１、２の各場合におけるかしめ部の破断強度と導体断面積比の関係を示す図である。
【図３】従来の圧着端子付ケーブルの平面模式図である。
【図４】図３の圧着端子付ケーブルの斜視図である。
【図５】図３の圧着端子付ケーブルのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ ケーブル
２ 導体
３ 圧着端子
５ 絶縁体
１０ 圧着端子付ケーブル
Ｘ 金属接合材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの導体と、圧着端子とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブルおよびその製造方法に係り、特に、ハイブリッド自動車などのモータやインバータ周辺、複写機の定着機の周辺などの高温環境で使用される圧着端子付ケーブルおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧着端子付ケーブルは、各種の機器の給電用あるいは信号伝送用配線部品として広く用いられている。
【０００３】
図３は、従来の圧着端子付ケーブルの平面模式図であり、図４は、その斜視図、図５は、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
図３〜５に示すように、従来の圧着端子付ケーブル３０は、ケーブル３１の導体３２と、圧着端子３３とをかしめにより締結したものである。以下、かしめられた部分をかしめ部３４と呼称する。
【０００５】
ケーブル３１は、前述の導体３２と絶縁体３５とで構成される。導体３２としては、撚線を用いるのが一般的であり、その撚線を構成する単線導体としては、軟銅線に錫めっきを施したものが多く用いられる。錫は、主に腐食防止用であり、用途に応じて、ニッケルや銀めっきを施したものも用いられる。
【０００６】
絶縁体３５は、ポリエチレン、塩化ビニル、フッ素樹脂などの材料が、用途に応じて適用可能である。特に、耐熱性が必要なケーブルにおいては、絶縁体の定格温度を考慮する必要があり、一般的に、塩化ビニルを主材料とする絶縁体では１２５℃、架橋ポリエチレン絶縁体では１５０℃、フッ素樹脂では２５０℃程度までの定格温度となる。
【０００７】
圧着端子３３は、ベースの材料として銅が使われるのが一般的である。主に、腐食防止の観点から、銅の表面に錫、ニッケル、銀などの金属がめっきされるケースが多い。
【０００８】
圧着端子３３の外部接続部３６については、用途に応じて様々な形状のものが製作されている。図３〜５には、外部端子のねじ穴にボルトで固定するための貫通孔３７が設けられた形状例を示した。
【０００９】
先に述べたように、ケーブル３０の導体３２と圧着端子３３は、かしめ部３４において締結されている。図４に示すように、かしめ部３４において導体３２は、圧着端子３３に内包される構造とするのが一般的であり、両者は、物理的な加圧により塑性変形されている。
【００１０】
かしめ部３４の破断強度を大きくするためには、適切な圧力を印加してかしめる必要がある。そのため、予めかしめ部３４の導体断面積比と印加圧力との関係、さらには、破断強度および破断モードと導体断面積比との関係を把握した上で、適切な圧力を印加してかしめを実施するのが一般的である。
【００１１】
ここで、導体断面積比とは、かしめ後の導体３２の断面積とかしめ前の導体３２の断面積の比を百分率で表した値である。また、かしめ部３４の引張試験を実施した際に、破断が起こる荷重が破断強度、破断部の形態が破断モードである。破断モードは、「導体破断」と「導体抜け」に大別される。
【００１２】
かしめ部３４においては、（１）破断強度が、導体のみの場合の破断荷重の８０％以上、理想的には９０％以上であること、（２）破断モードが「導体破断」であることが目標となる。
【００１３】
これらの目標を達成するためには、導体断面積比が重要なパラメータの一つになる。適切な導体断面積比は、導体３２のサイズや圧着端子３３の形状により若干異なるが、従来の圧着端子付ケーブル３０のかしめ部３４においては、導体断面積比はおおむね７０〜８０％の範囲であり、破断強度としては導体のみの場合の破断荷重の８０〜９０％の強度が得られていた。
【００１４】
従来の圧着端子付ケーブルの他の例として、圧着端子付ケーブル３０の圧着端子３３と導体３２との間に、半田材料（図示せず）を設けた構造が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
半田材料は、圧着端子３３と導体３２との間の電気的な接触抵抗を下げる目的で設けられたものであり、かしめ部３４の接続強度は、上述した圧着端子３３と導体３２の塑性変形により確保される。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−６７８３号公報
【特許文献２】特開平９−８２３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
金属の接合材料としては、合金ろう材料が広く使われているが、一般にそれらは融点が高く、樹脂材料からなる絶縁体に損傷を与えるため、圧着端子付ケーブルへの適用は困難であった。
【００１８】
また、一般的な半田材料は機械的に脆く、上述したように、接触抵抗の低減には有効であるが、圧着端子付ケーブルのかしめ部に適用した場合、十分な破断強度を得ることが難しかった。
【００１９】
さらに、従来の圧着端子付ケーブルは、高温環境下で使用されると、かしめ部の破断強度が著しく低下するという問題があった。また、かしめ直後の破断強度として、導体のみの場合の破断荷重の９０％を超える強度を得ることは難しかった。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度が大きく、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下が極めて少ない高信頼の圧着端子付ケーブルおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、ケーブルの導体と、圧着端子とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブルにおいて、ケーブルが樹脂材料からなる絶縁体を有し、かつ、かしめ部では、前記導体と前記圧着端子とが銀を主成分とする金属接合材料を介して接合されている圧着端子付ケーブルである。
【００２２】
請求項２の発明は、前記金属接合材料が、銀微粒子の焼結体を含む請求項１に記載の圧着端子付ケーブルである。
【００２３】
請求項３の発明は、前記導体および前記圧着端子が、銅を主成分とする金属からなり、かつ、前記金属接合材料が、銀と銅を構成元素として含む合金を有する請求項２に記載の圧着端子付ケーブルである。
【００２４】
請求項４の発明は、前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方が、表面に錫のめっき層を有し、かつ、前記金属接合材料が銀、銅、および錫を構成元素として含む合金を有する請求項３に記載の圧着端子付ケーブルである。
【００２５】
請求項５の発明は、樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、平均粒径が１００ｎｍ以下の銀微粒子を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備える圧着端子付ケーブルの製造方法である。
【００２６】
請求項６の発明は、樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備える圧着端子付ケーブルの製造方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度を大きくでき、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下を極めて少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２９】
一般に、金属の接合材料には、合金ろう材料が広く用いられているが、融点の高さから樹脂材料からなる絶縁体を有する圧着端子付ケーブルのかしめ部の接合材料として用いるには問題があった。
【００３０】
一方、金属粒子は、粒径がナノオーダーまで小さくなると、融点が低下し、低温で融着が起こることが知られている。本発明者等は、金属微粒子の低温での融着現象に着目し、銀微粒子をかしめ部の接合材料として活用した。
【００３１】
図１は、本発明の好適な一実施の形態を示す圧着端子付ケーブルのかしめ部の断面模式図である。基本的な構造については、従来の圧着端子付ケーブル３０と同様であるので、平面図および斜視図については図３，４を参照されたい。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態に係る圧着端子付ケーブル１０は、かしめ部において、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とがかしめにより締結され、かつ、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とが金属接合材料Ｘを介して接合されたものである。
【００３３】
ケーブル１は、導体２と樹脂材料からなる絶縁体５とで構成される。導体２としては、例えば断面サイズが約８ｍｍ2の撚線を用いるとよく、その撚線を構成する単線導体としては、例えば軟銅線に錫めっきを施したものを用いるとよい。錫は、主に腐食防止用であり、用途に応じて、ニッケルや銀めっきを施したものを用いてもよい。
【００３４】
絶縁体５は、例えば架橋ポリエチレンからなる。ポリエチレンの他にも、塩化ビニル、フッ素樹脂などの樹脂材料を用途に応じて適用可能である。特に、耐熱性が必要なケーブルにおいては、絶縁体の定格温度を考慮する必要がある。一般的に、塩化ビニルを主材料とする絶縁体では１２５℃、架橋ポリエチレン絶縁体では１５０℃、フッ素樹脂では２５０℃程度までの定格温度となる。
【００３５】
圧着端子３としては、そのベースの材料として銅を用いるとよい。また、主に、腐食防止の観点から、ベース材料である銅の表面に錫、ニッケル、銀などの金属がめっきされたものを用いるのが好ましい。
【００３６】
金属接合材料Ｘは、銀微粒子の焼結体を含む。銀微粒子の焼結体は、銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させたものである。
【００３７】
上述したように、金属粒子は、粒径がナノオーダーまで小さくなると融点が低下し、低温で融着が起こるが、その融着は常温でも進行する。そのため、金属微粒子を扱う際は、金属微粒子の周囲を有機物で保護し、それを有機溶媒中に分散させ、液状またはペースト状とした接合材料を扱うのが便利である。
【００３８】
金属微粒子を分散させた液状またはペースト状の接合材料を加熱すると、有機溶媒および保護用の有機物が蒸発、分解する。また、加熱により、金属微粒子が融着し、接合材料として機能すると考えられる。
【００３９】
金属接合材料Ｘは、圧着端子３が銅からなる場合は、銀に加え銅を構成元素として含んでいてもよい。さらに、金属接合材料Ｘは、導体２または圧着端子３が表面に錫めっき層を有する場合は、銀に加え銅、錫を含んでいてもよい。
【００４０】
金属接合材料Ｘは、導体２の周囲を覆う略連続した層構造を呈し、外周部は圧着端子３と接合されている。図示していないが、金属接合材料Ｘは、撚線で構成された導体２の内部（単線導体間の隙間）にも入り込んでいる。
【００４１】
金属接合材料Ｘとして、構成元素に銀、銅および錫を含むものを用いる場合、金属接合材料Ｘの主成分は銀であるが、その組成は均一ではなく、主に銀微粒子の焼結体、銀−銅合金および銀−銅−錫合金から構成され、銀微粒子の焼結体と合金、および各合金間は、金属学的に接合されている。
【００４２】
銀微粒子としては、平均粒径が１００ｎｍ以下のものを用いるとよい。これは、銀微粒子の平均粒径を１００ｎｍ以下とすることで、ケーブル１の絶縁体５に損傷を与えない熱処理温度・条件で、銀微粒子の融着（焼結）を充分に進行させることができ、圧着端子付ケーブル１０のかしめ部の破断強度を向上させることが可能となるからである。
【００４３】
逆に、平均粒径が１００ｎｍを超えると、低温での銀微粒子の融着が不充分となり、かしめ部の破断強度が低下する問題が生じる。この場合には、熱処理温度を高くすることにより破断強度を向上できるが、熱処理温度を高くするとケーブル１の絶縁体５に損傷を与える問題を生じる。
【００４４】
ここで、銀微粒子の平均粒径は、動的光散乱法を用いた粒度測定装置により計測した。体積基準の粒径の累積度数分布において、累積値が５０％に相当する粒径を「平均粒径」とした。粒度測定装置としては、例えば、日機装株式会社製のＵＰＡ−ＥＸ１５０を用いるとよい。
【００４５】
また、本発明者等は、本発明に関する接合材料の検討において、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させた金属接合材料Ｘも、優れた接合材料として機能することを見出した。金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させたものをかしめ部に適用した場合、ケーブル１の絶縁体５に損傷を与えない熱処理温度・条件において、金属接合材料Ｘとして、銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結させたものを適用した場合と同等以上の破断強度が得られる。
【００４６】
酸化銀を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料は、加熱により、有機物の酸化、酸化銀の還元、銀微粒子の生成、および銀微粒子の融着の順に反応が進展し、接合材料として機能すると考えられる。酸化銀粒子の平均粒径は、ミクロンオーダーであっても接合材料として機能する。
【００４７】
酸化銀としては、例えば酸化第１銀（Ａｇ2Ｏ）を用いるとよい。その平均粒径は１０μｍ以下であるとよく、より好ましくは、８μｍ以下であるとよい。平均粒径が１０μｍを超えると、かしめ部の破断強度が１０％程度低下するためである。破断強度が１０％程度低下する理由は、平均粒径が１０μｍを超えると金属接合材料に多数のボイドが発生し、このボイドが破断強度低下の要因となるためと考えられる。
【００４８】
以上のような構成の圧着端子付ケーブル１０によれば、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とが金属接合材料Ｘを介して接合されているため、圧着端子付ケーブル１０のかしめ部において、かしめ直後の破断強度を大きくでき、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下を極めて少なくできる。また、銅を主成分とする導体２および圧着端子３を用い、これらの表面に錫めっきを施した場合は、上述の効果に加え、導体および圧着端子３の腐食も防止できる。
【００４９】
次に、本発明の圧着端子付ケーブル１０の製造方法を説明する。ここでは、金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用した場合について説明する。
【００５０】
本発明の圧着端子付ケーブル１０の製造方法は、（１）ケーブル１の導体２に酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、（２）接合材料を被着した導体２と圧着端子３とをかしめにより締結する工程と、（３）かしめ部を絶縁体５の融点以下の温度で加熱して金属接合材料Ｘを融着させる工程とを備える。
【００５１】
具体的には、（１）の工程では、ケーブル１端末部の絶縁体５を除去した後、導体２の周囲に酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する。
【００５２】
また、有機溶媒としては、例えばαテルピネオールおよびエチレングリコールを用いる。この他にも、例えばｎ−テトラデシルアルコール、グリセリン、トルエンを用いてもよい。
【００５３】
（２）の工程では、液状またはペースト状の接合材料を被着した導体２を圧着端子３に装着し、ダイスとプレス機によりかしめを行う。このとき、予めかしめ部の導体断面積比と印加圧力の関係、さらには、破断強度および破断モードと導体断面積比の関係を把握し、適正な条件で行うとよい。
【００５４】
（３）の工程では、圧着端子３のかしめ部の加熱工程を行う。加熱工程は、例えば抵抗発熱体を埋め込んだ金属ヒータブロックをかしめ部に接触させることにより行う。加熱は、例えば圧着端子３のかしめ部の温度が２００℃となる条件で１分間行う。これにより、（１）の工程で被着された液状またはペースト状の接合材料が焼結されて、金属接合材料Ｘとなり本発明の圧着端子付ケーブル１０が得られる。
【００５５】
本発明の圧着端子付ケーブル１０の製造方法によれば、ケーブル１の導体２と、圧着端子３とを金属接合材料Ｘを介して接合することで、圧着端子付ケーブル１０のかしめ部において、かしめ直後の破断強度が大きく、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下が極めて少ない圧着端子付ケーブル１０が得られる。
【００５６】
本実施の形態においては、ケーブル１の導体２に液状またはペースト状の接合材料を被着したが、これに代えて圧着端子３のかしめ部に液状またはペースト状の接合材料を被着してもよく、あるいは導体２と圧着端子３のかしめ部両方に液状またはペースト状の接合材料を被着してもよい。
【００５７】
また、本実施の形態では金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用したが、金属接合材料Ｘとして、平均粒径１００ｎｍ以下の銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用する場合には、有機溶媒として、例えばｎ−テトラデシルアルコールを用いるとよく、銀微粒子の周囲を保護するための有機物としては、例えばオクチルアミンを用いるとよい。
【実施例】
【００５８】
（実施例１、２、比較例１、２）
本発明の効果を確かめるため、４つの工程（実施例１、２、比較例１、２）で圧着端子付ケーブルを試作し、かしめ部の破断モードおよび破断強度を比較した。
【００５９】
実施例１は、本発明の製造方法（金属接合材料Ｘとして、酸化銀粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用し、導体２および圧着端子３として、ベース材料を銅とし、その表面に錫めっきを施したものを用いた方法）により製造した圧着端子付ケーブル１０を用い、実施例２は、製造後の圧着端子付ケーブル１０に高温放置試験を加えたものを用いた。
【００６０】
比較例１は、従来の製造方法により製造した圧着端子付ケーブル３０を用い、比較例２は、製造後の圧着端子付ケーブル３０に高温放置試験を加えたものを用いた。従来の方法とは、ケーブル端末部の絶縁体を除去した後、導体を圧着端子に装着し、ダイスとプレス機によりかしめを施す方法である。
【００６１】
これらの絶縁体としては、架橋ポリエチレンを用い、圧着端子および導体には、いずれも錫めっきが施されたものを用い、また、酸化銀としては、平均粒径約３μｍの酸化第１銀（Ａｇ2Ｏ）を用いた。
【００６２】
高温放置試験の条件は、温度１８０℃で時間は２０００時間とした。各工程において、導体断面積比を６３〜９２％の間で変化させた５種類の圧着端子付ケーブルを試作した。
【００６３】
表１に、試作した圧着端子付ケーブルのかしめ部の破断モードを示す。また、図２に、試作した圧着端子付ケーブルの破断強度と導体断面積比の関係を示す。破断強度は、無負荷の導体の破断荷重を１００％とした場合の相対値である。
【００６４】
【表１】
【００６５】
まず、比較例１、２により試作した従来の圧着端子付ケーブルに注目する。導体断面積比が８５％以上となる場合では、破断モードは導体抜けであったが、導体断面積比を７９％以下とすることにより、破断モードを導体破断とすることができた。
【００６６】
導体断面積比が約７２％の場合においては、高温放置試験前（比較例１）で約８６％の破断強度が得られたが、高温放置試験後（比較例２）では約６４％と大幅に低下した。
【００６７】
高温放置試験後の破断強度を考慮すると、適正なかしめ条件は、導体断面積比で７９％程度と考えられ、そのときの破断強度は、高温放置試験前（比較例１）で約７４％、高温放置試験後（比較例２）で約７０％であった。
【００６８】
導体は、大きな塑性変形を受けると断面積は減少するが、加工硬化により強度は増加する。比較例１の導体断面積比が約７２％の場合において、比較的大きな破断強度が得られたのは、加工硬化の影響と考えられる。比較例２の場合において、破断強度が大幅に低下したのは、高温放置試験の間に導体が焼鈍されたこと、およびかしめ時の塑性変形により導体断面積比が７２％まで減少したためと考えられる。
【００６９】
一方、実施例１、２により試作した本発明の圧着端子付ケーブルに注目すると、導体断面積比が６３％から９２％の広い範囲で、破断モードが導体破断となった。適正なかしめ条件は、導体断面積比で９２％程度と考えられ、そのときの破断強度は、高温放置試験前（実施例１）で約９７％、高温放置試験後（実施例２）で約９２％と、極めて高い値であった。
【００７０】
このように、実施例１、２に記載の圧着端子付ケーブルにおいては、従来品と比べて、高温放置試験前（実施例１）のかしめ部の破断強度が７４％から９７％に、高温放置試験後（実施例２）のかしめ部の破断強度が７０％から９２％にそれぞれ向上した。
【００７１】
（実施例３〜１０、比較例３、４）
次に、本発明の圧着端子付ケーブルの製造方法（金属接合材料Ｘとして、平均粒径１００ｎｍ以下の銀微粒子を有機溶媒中に分散させた液状またはペースト状の接合材料を焼結したものを適用し、導体２および圧着端子３として、ベース材料を銅とし、その表面に錫めっきを施したものを用いた方法）で作製した圧着端子付ケーブル（実施例３、５、７、９）と、その圧着端子付ケーブルに高温放置試験を加えた圧着端子付ケーブル（実施例４、６、８、１０）について評価を行った。さらに、平均粒径が１００ｎｍを超える銀微粒子を用いて同様に圧着端子付ケーブル（比較例３、４）を作製した。
【００７２】
金属接合材料Ｘとして、平均粒径が約８ｎｍ（実施例３、４），２０ｎｍ（実施例５、６），３０ｎｍ（実施例７、８），８０ｎｍ（実施例９、１０），１３０ｎｍ（比較例３、４）の銀微粒子を、ｎ−テトラデシルアルコールからなる有機溶媒中に分散させてペースト状とした接合材料を焼結させたものを適用した。銀微粒子の周囲を保護するための有機物としては、オクチルアミンを用いた。
【００７３】
実施例３〜１０の圧着端子付ケーブルでは、かしめ部の破断モードおよび破断強度を調べた結果、実施例１，２とほぼ同様の結果が得られた。すなわち、かしめ部の導体断面積比が約９２％の条件において、高温放置試験前後におけるかしめ部の破断強度が９０％を超える高い値を示した。
【００７４】
一方、比較例３、４の圧着端子付ケーブルでは、破断強度が２０％低下した。
【００７５】
（実施例１１、比較例５）
次に、絶縁体５として、架橋ポリエチレン以外の樹脂材料、例えば塩化ビニル、フッ素樹脂などを用いて製造した圧着端子付ケーブル（実施例１１、比較例５）について評価を行った。実施例１１では、加熱工程を通電による瞬間的な熱処理で行い、比較例５では、実施例１と同様の方法で熱処理を行った。
【００７６】
比較的軟化点が低い塩化ビニル絶縁体からなるケーブルを用いた場合、かしめ部の加熱工程終了後に圧着端子の近傍で絶縁体に若干の変形が見られた（比較例５）。しかし、かしめ部の破断モードおよび破断強度への影響はなかった。
【００７７】
また、加熱工程を通電による瞬間的な熱処理で行うことにより、塩化ビニル絶縁体の変形を抑えることができた（実施例１１）。具体的には、上下に配した通電用電極ブロックの間にかしめ部を挟み込み、約２秒間通電させることで加熱工程を行った。
【００７８】
通電中のかしめ部の最高到達温度が２２０℃以下となるように通電電流を調整した。その方法で作製した圧着端子付ケーブル（実施例１１）のかしめ部の破断モードおよび破断強度は、実施例１とほぼ同じであった。
【００７９】
これらから、本発明は比較的軟化点の低い樹脂材料からなる絶縁体を有するケーブルにも適用できることが分かる。
【００８０】
（実施例１２）
次に、圧着端子３および導体２として、錫以外の金属でめっきを施したものを用いて製造した圧着端子付ケーブルについて評価を行った。
【００８１】
圧着端子３に銀、ニッケル、および銅でめっきを施した各場合において、導体２の表面材質（めっき材料）を銀、ニッケル、銅および錫に変えても、実施例１と同等の破断強度が得られた。
【００８２】
さらに、圧着端子３の表面材質が錫の場合も、導体２の表面材質を銀、ニッケル、および銅に変えてもやはり実施例１と同等の破断強度が得られた。
【００８３】
以上より、ケーブルの導体と、圧着端子とを金属接合材料Ｘを介して接合することにより、圧着端子付ケーブルのかしめ部において、かしめ直後の破断強度を大きくでき、かつ、高温環境での使用においても破断強度の低下を極めて少なくできることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の好適な一実施の形態を示す圧着端子付ケーブルのかしめ部の断面模式図である。
【図２】実施例１、２、比較例１、２の各場合におけるかしめ部の破断強度と導体断面積比の関係を示す図である。
【図３】従来の圧着端子付ケーブルの平面模式図である。
【図４】図３の圧着端子付ケーブルの斜視図である。
【図５】図３の圧着端子付ケーブルのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ ケーブル
２ 導体
３ 圧着端子
５ 絶縁体
１０ 圧着端子付ケーブル
Ｘ 金属接合材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルの導体と、圧着端子とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブルにおいて、 ケーブルが樹脂材料からなる絶縁体を有し、かつ、かしめ部では、前記導体と前記圧着端子とが銀を主成分とする金属接合材料を介して接合されていることを特徴とする圧着端子付ケーブル。
【請求項２】
前記金属接合材料が、銀微粒子の焼結体を含む請求項１に記載の圧着端子付ケーブル。
【請求項３】
前記導体および前記圧着端子が、銅を主成分とする金属からなり、かつ、前記金属接合材料が、銀と銅を構成元素として含む合金を有する請求項２に記載の圧着端子付ケーブル。
【請求項４】
前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方が、表面に錫のめっき層を有し、かつ、前記金属接合材料が銀、銅、および錫を構成元素として含む合金を有する請求項３に記載の圧着端子付ケーブル。
【請求項５】
樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、
前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、平均粒径が１００ｎｍ以下の銀微粒子を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備えることを特徴とする圧着端子付ケーブルの製造方法。
【請求項６】
樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、
前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備えることを特徴とする圧着端子付ケーブルの製造方法。
【請求項１】
ケーブルの導体と、圧着端子とをかしめにより締結した圧着端子付ケーブルにおいて、 ケーブルが樹脂材料からなる絶縁体を有し、かつ、かしめ部では、前記導体と前記圧着端子とが銀を主成分とする金属接合材料を介して接合されていることを特徴とする圧着端子付ケーブル。
【請求項２】
前記金属接合材料が、銀微粒子の焼結体を含む請求項１に記載の圧着端子付ケーブル。
【請求項３】
前記導体および前記圧着端子が、銅を主成分とする金属からなり、かつ、前記金属接合材料が、銀と銅を構成元素として含む合金を有する請求項２に記載の圧着端子付ケーブル。
【請求項４】
前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方が、表面に錫のめっき層を有し、かつ、前記金属接合材料が銀、銅、および錫を構成元素として含む合金を有する請求項３に記載の圧着端子付ケーブル。
【請求項５】
樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、
前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、平均粒径が１００ｎｍ以下の銀微粒子を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備えることを特徴とする圧着端子付ケーブルの製造方法。
【請求項６】
樹脂材料からなる絶縁体と導体とを有するケーブルと、圧着端子とを接続する圧着端子付ケーブルの製造方法において、
前記導体と前記圧着端子のいずれか一方、あるいは両方に、酸化銀を含む液状またはペースト状の接合材料を被着する工程と、接合材料を被着した前記導体と前記圧着端子とをかしめにより締結する工程と、かしめ部を前記絶縁体の融点以下の温度で加熱して前記金属接合材料を融着させる工程とを備えることを特徴とする圧着端子付ケーブルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２７４５３（Ｐ２０１０−２７４５３Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８７３９（Ｐ２００８−１８８７３９）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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