端子及び端子と電線の接続方法
【課題】導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法を提供する。
【解決手段】電線２の導体３に接合させて電気的に接続するための接合子部４と、接合子部４と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部５とを備えた端子１であって、接合子部４は、電線２の導体３と接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層６を有し、溶融性接合層６の反対面に上記温度で溶融しない母材層７を有し、母材層７に溶融性接合層６があらかじめ複合一体化されている。
【解決手段】電線２の導体３に接合させて電気的に接続するための接合子部４と、接合子部４と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部５とを備えた端子１であって、接合子部４は、電線２の導体３と接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層６を有し、溶融性接合層６の反対面に上記温度で溶融しない母材層７を有し、母材層７に溶融性接合層６があらかじめ複合一体化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle；ハイブリッド自動車）において、電気ケーブルを電気部材に電気的に接続するとき、端子が使用される。端子は、電気ケーブルの電線に取り付けた状態で使用される。
【０００３】
端子と電線の接続方法に関する従来技術として、以下のものが知られている。
【０００４】
特許文献１においては、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる端子及びＡｌ又はＡｌ合金からなる端子の両方を用いて、圧着方式によりこれら端子をＡｌ導体と接続する。この接続方法は、Ｃｕ又はＣｕ合金端子のスプリングバックによるＡｌ導体との接続抵抗の増加を、Ａｌ導体とのスプリングバック特性がほぼ同じであるＡｌ又はＡｌ合金端子を用いることで抑制する。
【０００５】
特許文献２においては、Ａｌ又はＣｕ、Ｃｕ合金からなる導体とＡｌ端子との接続方法として、導体素線間及び導体と端子間の隙間にニッケルペーストを充填することにより、接続抵抗の低減及び防水性の向上を図る。
【０００６】
特許文献３においては、端子金具の導体挟持内面と非接続導体との間に多孔質の金属シートを介在させ一括圧着する。
【０００７】
特許文献４においては、圧着部の変形に伴って容易に塑性変形しうる導電性金属層を圧着部の内側に設ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３０５３５６号公報
【特許文献２】特開２００４−２０００９４号公報
【特許文献３】特開昭５６−４８０７９号公報
【特許文献４】特開昭６４−１４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、Ｃｕ又はＣｕ合金端子とＡｌ又はＡｌ合金端子を必要とするため、部品点数が多くなると共に、圧着工程数が増加するため、コストが高くなる。また、特許文献１の技術では、導体素線間の接続抵抗は低減できない。
【００１０】
特許文献２の技術では、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗は低減できるが、使用するバインダーが液性であるため、取り扱いに難点があり、工程が煩雑となる。また、特許文献２の技術では、ペーストの導電性を確保するためには、高価なＮｉ粉末を高濃度に添加する必要があるため、材料コストが高い。
【００１１】
特許文献３の技術では、導体と端子間の接続抵抗の低減と接続強度の向上を目的としているが、端子金具の導体挟持内面と非接続導体との間に多孔質の金属シートを介在させ一括圧着するので、部品点数が多くなると共に圧着工程が煩雑化し、コストが高くなる。
【００１２】
特許文献４の技術では、導電性金属層を塑性変形させることによって、加熱工程を行うことなしに導線との電気的接触を行うことを目的としているが、圧着部の変形に伴って容易に塑性変形しうる導電性金属層を圧着部の内側に設けるので、部品点数が多くなると共に圧着工程が煩雑化し、コストが高くなる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の端子は、電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と、該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子であって、上記接合子部は、上記電線の導体と接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を有し、該溶融性接合層の反対面に上記温度で溶融しない母材層を有し、該母材層に上記溶融性接合層があらかじめ複合一体化されているものである。
【００１５】
上記溶融性接合層がＺｎ−Ａｌ合金（Ａｌが０〜３０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｓｎ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜４０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｃｄ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜９０ｍａｓｓ％；０％は除く）のいずれかからなってもよい。
【００１６】
上記母材層がＡｌ又はＡｌ合金からなってもよい。
【００１７】
また、本発明の端子と電線の接続方法は、電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子と、上記電線とを接続する方法であって、上記接合子部の上記電線の導体に接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を上記温度で溶融しない母材層とあらかじめ複合一体化させて設けておき、上記接合子部の溶融性接合層を上記電線の導体に臨ませ、これら溶融性接合層及び導体を上記温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、上記接合子部の溶融性接合層と上記電線の導体とを接合させるものである。
【００１８】
上記圧縮加工の際に、上記接合子部を上記電線の導体の輪郭に倣う形状に整形してもよい。
【００１９】
上記電線の導体がＡｌ又はＡｌ合金からなってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２１】
（１）導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減できる。
【００２２】
（２）低コストである。
【００２３】
（３）接続強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図５】本発明の端子と電線を接続した後の接合子部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２６】
図１〜図４に示されるように、本発明に係る端子１は、電線２の導体３に接合させて電気的に接続するための接合子部４と、接合子部４と一体的に形成され相手端子（図示せず）に接触させて電気的に接続するための接触子部５とを備えた端子１であって、接合子部４は、電線２の導体３と接合される面（以下、内面という）に所定の温度で溶融する溶融性接合層６を有し、溶融性接合層６の反対面（以下、外面という）に上記温度で溶融しない母材層７を有し、母材層７に溶融性接合層６があらかじめ複合一体化されているものである。
【００２７】
本発明の端子１は、内面に溶融性接合層６を有しており、その溶融性接合層６が外面の母材層７にあらかじめ複合一体化されていることを特徴とする。溶融性接合層６は所定の溶融温度（＝固相線の温度）で溶融する材料からなり、母材層７は溶融性接合層６の溶融温度では溶融しない材料からなる。溶融性接合層６の材料は、いわゆるろう材である。
【００２８】
本発明の端子１は、溶融性接合層６と母材層７とを複合一体化させたクラッド材を作製し、そのクラッド材を加工して端子１を製造したものである。
【００２９】
本発明の端子１と電線２とを接続する方法は、接合子部４の溶融性接合層６を電線２の導体３に臨ませ、溶融性接合層６及び導体３を溶融性接合層６の溶融温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、溶融性接合層６と導体３とを接合、一体化させることを特徴とする。圧縮加工の方法は、プレス加工、ロータリスエージ加工などがある。例えば、所定の温度に加熱した圧縮金型を用いて熱間プレスをすることにより、圧縮加工を行うとよい。
【００３０】
溶融性接合層６の材料は、所定の溶融温度で溶融する材料であり、Ｚｎ−Ａｌ合金（Ａｌが０〜３０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｓｎ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜４０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｃｄ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜９０ｍａｓｓ％；０％は除く）などが好ましい。
【００３１】
母材層７の材料は、Ａｌ又はＡｌ合金が好ましい。
【００３２】
端子１は、溶融性接合層６と母材層７とで構成される複合材である。溶融性接合層６と母材層７を複合一体化する方法としては、冷間あるいは熱間圧着によるクラッド法、めっき法、スパッタ法などが適用でき、その他の方法でも良い。
【００３３】
母材層７の材料と溶融性接合層６の材料の組み合わせとして、母材層７の材料がＣｕに対して溶融性接合層６の材料がリン銅ろう、母材層７の材料がＡｌに対して溶融性接合層６の材料が低温用のＺｎ−Ａｌ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｃｄ−Ｚｎ合金などがある。また、ＡｌにＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎのうち１種以上の元素を含む材料と、Ａｌ母材があらかじめ複合一体化されたアルミニウムブレージングシートを用いてもよい。
【００３４】
電線２の導体３には、Ａｌ導体、Ａｌ合金導体などが適用できる。Ｃｕ導体、Ｃｕ合金導体でもよい。比重の軽いＡｌ導体又はＡｌ合金導体を使用した場合、Ｃｕ導体又はＣｕ合金導体を使用した場合と比べて軽量化が可能である。
【００３５】
電線２は、複数本のＡｌ導体素線９を撚り合わせた導体３と、導体３を覆う絶縁層１０とからなる。絶縁層１０には、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素系樹脂などを用いる。
【００３６】
図１〜図４に示した端子１の接触子部５は、中央に貫通穴（ボルト穴）１１を有する円盤状に形成される。その接触子部５の一部から径方向に所定の長さ接合子部４が延びている。端子１に接続する電線２は、絶縁層１０が剥かれて導体３が所定の長さ露出される。
【００３７】
図１に示した端子１は、上端子片１ａと下端子片１ｂに分割形成されている。上端子片１ａと下端子片１ｂは、それぞれ接合子部４と接触子部５を有する。接合子部４は平板状に形成される。この端子１と電線２を接続する際には、上端子片１ａは溶融性接合層６が導体３に接するよう溶融性接合層６の面を下に向け、下端子片１ｂは溶融性接合層６が導体３に接するよう溶融性接合層６の面を上に向ける。上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟み、図示しない加熱圧縮手段により、上端子片１ａと下端子片１ｂを上下から加圧することにより、接合子部４を導体３の輪郭に倣う形状に整形しつつ、同時に、溶融性接合層６を固相線温度以上の温度に加熱し、溶融性接合層６を溶融させることにより、上端子片１ａと下端子片１ｂと導体３とを接合させる。加圧と加熱は同時に行ってもよいし、加圧後に加熱してもよい。
【００３８】
図２に示した端子１は、上端子片１ａと下端子片１ｂに分割形成されており、さらに、上端子片１ａと下端子片１ｂは接合子部４の溶融性接合層６の面が凹面となるように、接合子部４が長軸に沿って導体３の外周の曲率に合わせて円弧状に曲げられている。これにより、上端子片１ａと下端子片１ｂは、導体３に対して位置ずれがし難くなり、導体３の中心線と端子１の接合子部４の中心線が重なるように位置決めすることができる。また、図２の上端子片１ａと下端子片１ｂは、導体３との接触面積が図１のものより大きい。
【００３９】
図３に示した端子１は、接合子部４が中空管状に形成されている。この接合子部４となる中空管１２の接触子部５側の端部は開放されている。図３の端子１と電線２を接続するとき、中空管１２の接触子部５とは反対側の端部から中空管１２内へ導体３を挿入し、図示しない加熱圧縮手段により、中空管１２を周囲から加圧しつつ、同時に、溶融性接合層６を固相線温度以上の温度に加熱し、溶融性接合層６を溶融させることにより、中空管１２と導体３とを接合させる。中空管１２の接触子部５側の端部は開放されているが、導体３の周囲で溶融性接合層６が溶融して導体素線９間に浸透するので、接触子部５側から電線２の内部に水が浸入することが防止され、防水性が向上する。
【００４０】
図４に示した端子１は、接合子部４が中空管状に形成されており、さらに、接合子部４となる中空管１２の接触子部５側の端部はあらかじめ潰すなどして閉塞されている。図示しない中空管１２の反対側の端部は開放されている。図４の端子１と電線２を接続するとき、中空管１２の反対側の端部から中空管１２内へ導体３を挿入し、図示しない加熱圧縮手段により、中空管１２を周囲から加圧しつつ、同時に、溶融性接合層６を固相線温度以上の温度に加熱し、溶融性接合層６を溶融させることにより、中空管１２と導体３とを接合させる。中空管１２の接触子部５側の端部が閉塞されているため、接触子部５側から電線２の内部に水が浸入することが防止され、防水性が向上する。
【００４１】
図５に、端子１と電線２を接続した後の接合子部４の断面を示す。端子１は、接合子部４の内面に溶融性接合層６を有するため、溶融した溶融性接合層６が端子１と導体３の間に浸透して固まる。このため、接続後は、端子１と導体３が密に接合され、端子１と導体３との接続抵抗が低減されると共に、接続強度が高くなる。また、溶融した溶融性接合層６が導体素線９同士の間に浸透して固まることから、導体素線９同士間が密に接合され、導体素線９同士間の接続抵抗が低減される。したがって、導体３が接続抵抗増大の原因となる強固な酸化膜を形成するＡｌ導体又はＡｌ合金導体であったり、母材層７がＡｌ又はＡｌ合金であっても、本発明の端子１を用いれば接続抵抗が低減されるという高い効果が発揮される。
【００４２】
さらに、接続後の端子１と導体３との接合界面は、圧縮による接合に加え、溶融して固まった溶融性接合層６を介した強固な金属接合が形成されるため、接続強度が高くなり、機械的耐久性などの信頼性が向上する。
【００４３】
また、本発明では、溶融性接合層６が母材層７にあらかじめ複合一体化されているため、作業性に優れていると共に、ペースト材などを塗布する工程を必要とせず、低コストで端子１と電線２を接続することができる。また、端子１の圧縮と溶融性接合層６の溶融が同時に行われるため、低コストで端子１と電線２を接続することができる。
【００４４】
図１〜図３の端子１では、溶融性接合層６と母材層７とを複合一体化させたクラッド材を作製し、そのクラッド材を加工して端子１を製造しているため、端子１の片面全面に溶融性接合層６があることになり、相手端子に接触させる接触子部５にも溶融性接合層６が表れる。図１、図２の端子１では、２つの端子１で相手端子を上下から挟んで端子１と相手端子とを圧着するとき、加熱をすることにより、溶融性接合層６を溶融させて強固に接合させることができる。図３の端子１では、溶融性接合層６が相手端子に直接接するようにする。例えば、溶融性接合層６の材料をＳｎ−Ｚｎ合金とし、母材層７の材料をＡｌとしたとき、溶融性接合層６の接続抵抗がＡｌよりも低いため、相手端子への接続信頼性を高めることができる。
【実施例】
【００４５】
［実施例１］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＺｎ−Ａｌ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｚｎ−Ａｌ合金の固相線温度（３８２℃）以上の３９０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。圧縮加工は、所定の温度に加熱した圧縮金型を用いて熱間プレスすることにより行った。
【００４６】
［実施例２］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＳｎ−Ｚｎ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｓｎ−Ｚｎ合金の固相線温度（１９８℃）以上の２１０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００４７】
［実施例３］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＳｎ−Ｚｎ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を外径がφ１０ｍｍの管状に加工した。このクラッド材管を６０ｍｍの長さに切り出した後、その片端を潰して接触子部５とし、接触子部５に貫通穴１１を加工し、図４の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｓｎ−Ｚｎ合金の固相線温度（１９８℃）以上の２１０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００４８】
［実施例４］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＣｄ−Ｚｎ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｃｄ−Ｚｎ合金の固相線温度（２６６℃）以上の２８０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００４９】
［実施例５］
母材層７となる純Ｃｕ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＣｕ−Ｐ−Ａｇ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ｃｕ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｃｕ−Ｐ−Ａｇ合金の固相線温度（６４５℃）以上の６６０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００５０】
［比較例１］
図３の端子１と同様の形状をした純Ａｌ製の端子（肉厚１．５ｍｍ）の中空管状の接合子部内に純Ａｌ導体を挿入し、圧縮加工を行った。導体は、φ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５１】
［比較例２］
図３の端子１と同様の形状をした純Ｃｕ製の端子（肉厚１．５ｍｍ）の中空管状の接合子部内に純Ｃｕ導体を挿入し、圧縮加工を行った。導体は、φ１．０ｍｍの純Ｃｕ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５２】
［従来例１］
特許文献１と同様の片面が開放型のオープンタイプの純Ｃｕ製端子（肉厚１．５ｍｍ）上に純Ｃｕ導体を設置し、圧着により、純Ｃｕ製端子と純Ｃｕ導体を接続した。さらに、純Ｃｕ製端子のスプリングバック抑制を目的としたＡｌ製端子を、上記純Ｃｕ製端子を上から覆うように圧着した。導体は、φ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５３】
［従来例２］
図３の端子１と同様の形状をした純Ｃｕ製の端子（肉厚１．５ｍｍ）の中空管状の接合子部内に導電性接着材（Ｎｉペースト）を注入し、その後、接合子部内に純Ａｌ導体を挿入し、圧縮加工を行った。導体は、φ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５４】
表１は、上記の各実施例、比較例、従来例に基づく端子及び端子と電線の接続方法について、端子と導体の接続強度（初期値、塩水噴霧試験後の値）、接続抵抗（初期値、塩水噴霧試験後の値）、接続に関わる材料・工程を含めたコストを比較し、総合評価を行った結果を示したものである。端子と導体の接続強度の試験は、引っ張り試験機で端子と導体を掴み、引っ張り試験にて導体が破断するかまたは端子から導体が引き抜けるときの引っ張り応力を測定し、導体のみを引っ張り試験したときの引っ張り応力に対して９０％以上の引っ張り応力であれば◎、８５％以上９０％未満であれば○、７５％以上８５％未満であれば△という判定をした。接続抵抗測定は、直流４端子法を用い、接続部に１０Ａの通電条件で行った。接続抵抗が３０μΩ以下であれば◎、３０μΩより大６０μΩ以下であれば○、６０μΩより大９０μΩ以下であれば△、９０μΩより大であれば×という判定をした。これらの端子と導体の接続強度の試験と接続抵抗測定を塩水噴霧試験を行う前と行った後に実施し、初期値と塩水噴霧試験後の値とを得た。塩水噴霧試験は、ＪＩＳ Ｃ６００６８−２−１１に準拠した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１によれば、溶融性接合層６と母材層７とが一体となっている本発明の端子１を導体３と接続した実施例１〜５では、初期の接続強度が高いだけでなく、塩水噴霧試験後も高い接続強度が保たれていた。さらに、接続抵抗に関しても、実施例１〜５では、初期及び塩水噴霧試験後で優れた値を示した。これは、実施例１〜５では、端子１の導体３と接合される面に溶融性接合層６を有し、溶融性接合層６の反対面に母材層７を有し、母材層７に溶融性接合層６があらかじめ複合一体化されており、溶融性接合層６及び導体３を固相線温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、溶融性接合層６と導体３とを金属的に接合させたためである。特に、強固な酸化膜を形成しやすいＡｌ又はＡｌ合金を母材層７に用いる場合やＡｌ導体又はＡｌ合金導体を用いる場合、端子１が溶融性接合層６を有する効果は高い。
【００５７】
これに対し、溶融性接合層６を有さない比較例１、２及び従来例１は、初期の接続強度はある程度確保できるものの、塩水噴霧試験により、端子と導体の界面に塩水成分が浸入し、Ａｌの酸化あるいは腐食を進行させ、接続強度低下を引き起こす。また、同様の理由で、接続抵抗の増加を引き起こす。従来例２のようＮｉペーストを用いた場合、接続部への塩水の浸入が防止できるので、接続強度低下、接続抵抗増加を比較的抑えることができる。
【００５８】
コストに関しては、端子が金属単体からなる比較例１、２は優れている。実施例１〜５は、端子１の材料が複合材であるため、材料コストが比較例１、２より大きくなるものの、母材層７と溶融性接合層６が一体化しているため、複合材としての加工性及び取り扱い性が優れており、端子１の加工及び端子１と導体３の接続工程は簡易であり、コスト高を抑制できる。従来例１は、端子の部品点数が多いため、材料コストが高いのに加え、端子の製造コスト及び接続工程のコストが高くなる。従来例２は、端子に加え取り扱い性に難のあるＮｉペーストを用いるため、材料コスト及び接続工程のコストが著しく高くなる。また、高い導電性を確保するためには、ペースト中に高価なＮｉ粉末を高濃度で添加する必要があり、また、Ｎｉをペースト中に均一に分散させることは技術的に問題が大きい。
【００５９】
これらの判断により、コストの◎○×を評価し、総合評価の○△×を評価した。表１中の総合評価の欄に示される通り、接続強度、接続抵抗、コストの全てに優れた特性を示す端子及び端子と電線の接続方法は実施例１〜５である。
【００６０】
以上説明したように、本発明によれば、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 端子
２ 電線
３ 導体
４ 接合子部
５ 接触子部
６ 溶融性接合層
７ 母材層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle；ハイブリッド自動車）において、電気ケーブルを電気部材に電気的に接続するとき、端子が使用される。端子は、電気ケーブルの電線に取り付けた状態で使用される。
【０００３】
端子と電線の接続方法に関する従来技術として、以下のものが知られている。
【０００４】
特許文献１においては、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる端子及びＡｌ又はＡｌ合金からなる端子の両方を用いて、圧着方式によりこれら端子をＡｌ導体と接続する。この接続方法は、Ｃｕ又はＣｕ合金端子のスプリングバックによるＡｌ導体との接続抵抗の増加を、Ａｌ導体とのスプリングバック特性がほぼ同じであるＡｌ又はＡｌ合金端子を用いることで抑制する。
【０００５】
特許文献２においては、Ａｌ又はＣｕ、Ｃｕ合金からなる導体とＡｌ端子との接続方法として、導体素線間及び導体と端子間の隙間にニッケルペーストを充填することにより、接続抵抗の低減及び防水性の向上を図る。
【０００６】
特許文献３においては、端子金具の導体挟持内面と非接続導体との間に多孔質の金属シートを介在させ一括圧着する。
【０００７】
特許文献４においては、圧着部の変形に伴って容易に塑性変形しうる導電性金属層を圧着部の内側に設ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３０５３５６号公報
【特許文献２】特開２００４−２０００９４号公報
【特許文献３】特開昭５６−４８０７９号公報
【特許文献４】特開昭６４−１４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、Ｃｕ又はＣｕ合金端子とＡｌ又はＡｌ合金端子を必要とするため、部品点数が多くなると共に、圧着工程数が増加するため、コストが高くなる。また、特許文献１の技術では、導体素線間の接続抵抗は低減できない。
【００１０】
特許文献２の技術では、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗は低減できるが、使用するバインダーが液性であるため、取り扱いに難点があり、工程が煩雑となる。また、特許文献２の技術では、ペーストの導電性を確保するためには、高価なＮｉ粉末を高濃度に添加する必要があるため、材料コストが高い。
【００１１】
特許文献３の技術では、導体と端子間の接続抵抗の低減と接続強度の向上を目的としているが、端子金具の導体挟持内面と非接続導体との間に多孔質の金属シートを介在させ一括圧着するので、部品点数が多くなると共に圧着工程が煩雑化し、コストが高くなる。
【００１２】
特許文献４の技術では、導電性金属層を塑性変形させることによって、加熱工程を行うことなしに導線との電気的接触を行うことを目的としているが、圧着部の変形に伴って容易に塑性変形しうる導電性金属層を圧着部の内側に設けるので、部品点数が多くなると共に圧着工程が煩雑化し、コストが高くなる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の端子は、電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と、該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子であって、上記接合子部は、上記電線の導体と接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を有し、該溶融性接合層の反対面に上記温度で溶融しない母材層を有し、該母材層に上記溶融性接合層があらかじめ複合一体化されているものである。
【００１５】
上記溶融性接合層がＺｎ−Ａｌ合金（Ａｌが０〜３０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｓｎ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜４０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｃｄ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜９０ｍａｓｓ％；０％は除く）のいずれかからなってもよい。
【００１６】
上記母材層がＡｌ又はＡｌ合金からなってもよい。
【００１７】
また、本発明の端子と電線の接続方法は、電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子と、上記電線とを接続する方法であって、上記接合子部の上記電線の導体に接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を上記温度で溶融しない母材層とあらかじめ複合一体化させて設けておき、上記接合子部の溶融性接合層を上記電線の導体に臨ませ、これら溶融性接合層及び導体を上記温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、上記接合子部の溶融性接合層と上記電線の導体とを接合させるものである。
【００１８】
上記圧縮加工の際に、上記接合子部を上記電線の導体の輪郭に倣う形状に整形してもよい。
【００１９】
上記電線の導体がＡｌ又はＡｌ合金からなってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２１】
（１）導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減できる。
【００２２】
（２）低コストである。
【００２３】
（３）接続強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す端子と電線の斜視図である。
【図５】本発明の端子と電線を接続した後の接合子部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２６】
図１〜図４に示されるように、本発明に係る端子１は、電線２の導体３に接合させて電気的に接続するための接合子部４と、接合子部４と一体的に形成され相手端子（図示せず）に接触させて電気的に接続するための接触子部５とを備えた端子１であって、接合子部４は、電線２の導体３と接合される面（以下、内面という）に所定の温度で溶融する溶融性接合層６を有し、溶融性接合層６の反対面（以下、外面という）に上記温度で溶融しない母材層７を有し、母材層７に溶融性接合層６があらかじめ複合一体化されているものである。
【００２７】
本発明の端子１は、内面に溶融性接合層６を有しており、その溶融性接合層６が外面の母材層７にあらかじめ複合一体化されていることを特徴とする。溶融性接合層６は所定の溶融温度（＝固相線の温度）で溶融する材料からなり、母材層７は溶融性接合層６の溶融温度では溶融しない材料からなる。溶融性接合層６の材料は、いわゆるろう材である。
【００２８】
本発明の端子１は、溶融性接合層６と母材層７とを複合一体化させたクラッド材を作製し、そのクラッド材を加工して端子１を製造したものである。
【００２９】
本発明の端子１と電線２とを接続する方法は、接合子部４の溶融性接合層６を電線２の導体３に臨ませ、溶融性接合層６及び導体３を溶融性接合層６の溶融温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、溶融性接合層６と導体３とを接合、一体化させることを特徴とする。圧縮加工の方法は、プレス加工、ロータリスエージ加工などがある。例えば、所定の温度に加熱した圧縮金型を用いて熱間プレスをすることにより、圧縮加工を行うとよい。
【００３０】
溶融性接合層６の材料は、所定の溶融温度で溶融する材料であり、Ｚｎ−Ａｌ合金（Ａｌが０〜３０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｓｎ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜４０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｃｄ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜９０ｍａｓｓ％；０％は除く）などが好ましい。
【００３１】
母材層７の材料は、Ａｌ又はＡｌ合金が好ましい。
【００３２】
端子１は、溶融性接合層６と母材層７とで構成される複合材である。溶融性接合層６と母材層７を複合一体化する方法としては、冷間あるいは熱間圧着によるクラッド法、めっき法、スパッタ法などが適用でき、その他の方法でも良い。
【００３３】
母材層７の材料と溶融性接合層６の材料の組み合わせとして、母材層７の材料がＣｕに対して溶融性接合層６の材料がリン銅ろう、母材層７の材料がＡｌに対して溶融性接合層６の材料が低温用のＺｎ−Ａｌ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｃｄ−Ｚｎ合金などがある。また、ＡｌにＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎのうち１種以上の元素を含む材料と、Ａｌ母材があらかじめ複合一体化されたアルミニウムブレージングシートを用いてもよい。
【００３４】
電線２の導体３には、Ａｌ導体、Ａｌ合金導体などが適用できる。Ｃｕ導体、Ｃｕ合金導体でもよい。比重の軽いＡｌ導体又はＡｌ合金導体を使用した場合、Ｃｕ導体又はＣｕ合金導体を使用した場合と比べて軽量化が可能である。
【００３５】
電線２は、複数本のＡｌ導体素線９を撚り合わせた導体３と、導体３を覆う絶縁層１０とからなる。絶縁層１０には、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素系樹脂などを用いる。
【００３６】
図１〜図４に示した端子１の接触子部５は、中央に貫通穴（ボルト穴）１１を有する円盤状に形成される。その接触子部５の一部から径方向に所定の長さ接合子部４が延びている。端子１に接続する電線２は、絶縁層１０が剥かれて導体３が所定の長さ露出される。
【００３７】
図１に示した端子１は、上端子片１ａと下端子片１ｂに分割形成されている。上端子片１ａと下端子片１ｂは、それぞれ接合子部４と接触子部５を有する。接合子部４は平板状に形成される。この端子１と電線２を接続する際には、上端子片１ａは溶融性接合層６が導体３に接するよう溶融性接合層６の面を下に向け、下端子片１ｂは溶融性接合層６が導体３に接するよう溶融性接合層６の面を上に向ける。上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟み、図示しない加熱圧縮手段により、上端子片１ａと下端子片１ｂを上下から加圧することにより、接合子部４を導体３の輪郭に倣う形状に整形しつつ、同時に、溶融性接合層６を固相線温度以上の温度に加熱し、溶融性接合層６を溶融させることにより、上端子片１ａと下端子片１ｂと導体３とを接合させる。加圧と加熱は同時に行ってもよいし、加圧後に加熱してもよい。
【００３８】
図２に示した端子１は、上端子片１ａと下端子片１ｂに分割形成されており、さらに、上端子片１ａと下端子片１ｂは接合子部４の溶融性接合層６の面が凹面となるように、接合子部４が長軸に沿って導体３の外周の曲率に合わせて円弧状に曲げられている。これにより、上端子片１ａと下端子片１ｂは、導体３に対して位置ずれがし難くなり、導体３の中心線と端子１の接合子部４の中心線が重なるように位置決めすることができる。また、図２の上端子片１ａと下端子片１ｂは、導体３との接触面積が図１のものより大きい。
【００３９】
図３に示した端子１は、接合子部４が中空管状に形成されている。この接合子部４となる中空管１２の接触子部５側の端部は開放されている。図３の端子１と電線２を接続するとき、中空管１２の接触子部５とは反対側の端部から中空管１２内へ導体３を挿入し、図示しない加熱圧縮手段により、中空管１２を周囲から加圧しつつ、同時に、溶融性接合層６を固相線温度以上の温度に加熱し、溶融性接合層６を溶融させることにより、中空管１２と導体３とを接合させる。中空管１２の接触子部５側の端部は開放されているが、導体３の周囲で溶融性接合層６が溶融して導体素線９間に浸透するので、接触子部５側から電線２の内部に水が浸入することが防止され、防水性が向上する。
【００４０】
図４に示した端子１は、接合子部４が中空管状に形成されており、さらに、接合子部４となる中空管１２の接触子部５側の端部はあらかじめ潰すなどして閉塞されている。図示しない中空管１２の反対側の端部は開放されている。図４の端子１と電線２を接続するとき、中空管１２の反対側の端部から中空管１２内へ導体３を挿入し、図示しない加熱圧縮手段により、中空管１２を周囲から加圧しつつ、同時に、溶融性接合層６を固相線温度以上の温度に加熱し、溶融性接合層６を溶融させることにより、中空管１２と導体３とを接合させる。中空管１２の接触子部５側の端部が閉塞されているため、接触子部５側から電線２の内部に水が浸入することが防止され、防水性が向上する。
【００４１】
図５に、端子１と電線２を接続した後の接合子部４の断面を示す。端子１は、接合子部４の内面に溶融性接合層６を有するため、溶融した溶融性接合層６が端子１と導体３の間に浸透して固まる。このため、接続後は、端子１と導体３が密に接合され、端子１と導体３との接続抵抗が低減されると共に、接続強度が高くなる。また、溶融した溶融性接合層６が導体素線９同士の間に浸透して固まることから、導体素線９同士間が密に接合され、導体素線９同士間の接続抵抗が低減される。したがって、導体３が接続抵抗増大の原因となる強固な酸化膜を形成するＡｌ導体又はＡｌ合金導体であったり、母材層７がＡｌ又はＡｌ合金であっても、本発明の端子１を用いれば接続抵抗が低減されるという高い効果が発揮される。
【００４２】
さらに、接続後の端子１と導体３との接合界面は、圧縮による接合に加え、溶融して固まった溶融性接合層６を介した強固な金属接合が形成されるため、接続強度が高くなり、機械的耐久性などの信頼性が向上する。
【００４３】
また、本発明では、溶融性接合層６が母材層７にあらかじめ複合一体化されているため、作業性に優れていると共に、ペースト材などを塗布する工程を必要とせず、低コストで端子１と電線２を接続することができる。また、端子１の圧縮と溶融性接合層６の溶融が同時に行われるため、低コストで端子１と電線２を接続することができる。
【００４４】
図１〜図３の端子１では、溶融性接合層６と母材層７とを複合一体化させたクラッド材を作製し、そのクラッド材を加工して端子１を製造しているため、端子１の片面全面に溶融性接合層６があることになり、相手端子に接触させる接触子部５にも溶融性接合層６が表れる。図１、図２の端子１では、２つの端子１で相手端子を上下から挟んで端子１と相手端子とを圧着するとき、加熱をすることにより、溶融性接合層６を溶融させて強固に接合させることができる。図３の端子１では、溶融性接合層６が相手端子に直接接するようにする。例えば、溶融性接合層６の材料をＳｎ−Ｚｎ合金とし、母材層７の材料をＡｌとしたとき、溶融性接合層６の接続抵抗がＡｌよりも低いため、相手端子への接続信頼性を高めることができる。
【実施例】
【００４５】
［実施例１］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＺｎ−Ａｌ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｚｎ−Ａｌ合金の固相線温度（３８２℃）以上の３９０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。圧縮加工は、所定の温度に加熱した圧縮金型を用いて熱間プレスすることにより行った。
【００４６】
［実施例２］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＳｎ−Ｚｎ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｓｎ−Ｚｎ合金の固相線温度（１９８℃）以上の２１０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００４７】
［実施例３］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＳｎ−Ｚｎ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を外径がφ１０ｍｍの管状に加工した。このクラッド材管を６０ｍｍの長さに切り出した後、その片端を潰して接触子部５とし、接触子部５に貫通穴１１を加工し、図４の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｓｎ−Ｚｎ合金の固相線温度（１９８℃）以上の２１０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００４８】
［実施例４］
母材層７となる純Ａｌ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＣｄ−Ｚｎ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｃｄ−Ｚｎ合金の固相線温度（２６６℃）以上の２８０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００４９】
［実施例５］
母材層７となる純Ｃｕ条（厚さ４．０ｍｍ）と溶融性接合層６となるＣｕ−Ｐ−Ａｇ合金条（厚さ２．５ｍｍ）を熱間圧延法により一体化させてクラッド材を作製した。このクラッド材を総板厚１．５ｍｍになるように圧延加工を行った。その圧延したクラッド材を６０ｍｍ×２５ｍｍに切り出した。このクラッド材切り出し片に、接触子部５のための貫通穴１１を加工した。その後、この貫通穴１１を加工したクラッド材切り出し片の接合子部４となる部分を湾曲加工し、図２の端子１を得た。導体３は、導体素線９であるφ１．０ｍｍの純Ｃｕ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。端子１の溶融性接合層６が導体３と接するように上端子片１ａと下端子片１ｂで導体３を挟んだ後、Ｃｕ−Ｐ−Ａｇ合金の固相線温度（６４５℃）以上の６６０℃で加熱しながら、圧縮加工を行った。
【００５０】
［比較例１］
図３の端子１と同様の形状をした純Ａｌ製の端子（肉厚１．５ｍｍ）の中空管状の接合子部内に純Ａｌ導体を挿入し、圧縮加工を行った。導体は、φ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５１】
［比較例２］
図３の端子１と同様の形状をした純Ｃｕ製の端子（肉厚１．５ｍｍ）の中空管状の接合子部内に純Ｃｕ導体を挿入し、圧縮加工を行った。導体は、φ１．０ｍｍの純Ｃｕ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５２】
［従来例１］
特許文献１と同様の片面が開放型のオープンタイプの純Ｃｕ製端子（肉厚１．５ｍｍ）上に純Ｃｕ導体を設置し、圧着により、純Ｃｕ製端子と純Ｃｕ導体を接続した。さらに、純Ｃｕ製端子のスプリングバック抑制を目的としたＡｌ製端子を、上記純Ｃｕ製端子を上から覆うように圧着した。導体は、φ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５３】
［従来例２］
図３の端子１と同様の形状をした純Ｃｕ製の端子（肉厚１．５ｍｍ）の中空管状の接合子部内に導電性接着材（Ｎｉペースト）を注入し、その後、接合子部内に純Ａｌ導体を挿入し、圧縮加工を行った。導体は、φ１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積１５ｍｍ2）を用いた。
【００５４】
表１は、上記の各実施例、比較例、従来例に基づく端子及び端子と電線の接続方法について、端子と導体の接続強度（初期値、塩水噴霧試験後の値）、接続抵抗（初期値、塩水噴霧試験後の値）、接続に関わる材料・工程を含めたコストを比較し、総合評価を行った結果を示したものである。端子と導体の接続強度の試験は、引っ張り試験機で端子と導体を掴み、引っ張り試験にて導体が破断するかまたは端子から導体が引き抜けるときの引っ張り応力を測定し、導体のみを引っ張り試験したときの引っ張り応力に対して９０％以上の引っ張り応力であれば◎、８５％以上９０％未満であれば○、７５％以上８５％未満であれば△という判定をした。接続抵抗測定は、直流４端子法を用い、接続部に１０Ａの通電条件で行った。接続抵抗が３０μΩ以下であれば◎、３０μΩより大６０μΩ以下であれば○、６０μΩより大９０μΩ以下であれば△、９０μΩより大であれば×という判定をした。これらの端子と導体の接続強度の試験と接続抵抗測定を塩水噴霧試験を行う前と行った後に実施し、初期値と塩水噴霧試験後の値とを得た。塩水噴霧試験は、ＪＩＳ Ｃ６００６８−２−１１に準拠した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１によれば、溶融性接合層６と母材層７とが一体となっている本発明の端子１を導体３と接続した実施例１〜５では、初期の接続強度が高いだけでなく、塩水噴霧試験後も高い接続強度が保たれていた。さらに、接続抵抗に関しても、実施例１〜５では、初期及び塩水噴霧試験後で優れた値を示した。これは、実施例１〜５では、端子１の導体３と接合される面に溶融性接合層６を有し、溶融性接合層６の反対面に母材層７を有し、母材層７に溶融性接合層６があらかじめ複合一体化されており、溶融性接合層６及び導体３を固相線温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、溶融性接合層６と導体３とを金属的に接合させたためである。特に、強固な酸化膜を形成しやすいＡｌ又はＡｌ合金を母材層７に用いる場合やＡｌ導体又はＡｌ合金導体を用いる場合、端子１が溶融性接合層６を有する効果は高い。
【００５７】
これに対し、溶融性接合層６を有さない比較例１、２及び従来例１は、初期の接続強度はある程度確保できるものの、塩水噴霧試験により、端子と導体の界面に塩水成分が浸入し、Ａｌの酸化あるいは腐食を進行させ、接続強度低下を引き起こす。また、同様の理由で、接続抵抗の増加を引き起こす。従来例２のようＮｉペーストを用いた場合、接続部への塩水の浸入が防止できるので、接続強度低下、接続抵抗増加を比較的抑えることができる。
【００５８】
コストに関しては、端子が金属単体からなる比較例１、２は優れている。実施例１〜５は、端子１の材料が複合材であるため、材料コストが比較例１、２より大きくなるものの、母材層７と溶融性接合層６が一体化しているため、複合材としての加工性及び取り扱い性が優れており、端子１の加工及び端子１と導体３の接続工程は簡易であり、コスト高を抑制できる。従来例１は、端子の部品点数が多いため、材料コストが高いのに加え、端子の製造コスト及び接続工程のコストが高くなる。従来例２は、端子に加え取り扱い性に難のあるＮｉペーストを用いるため、材料コスト及び接続工程のコストが著しく高くなる。また、高い導電性を確保するためには、ペースト中に高価なＮｉ粉末を高濃度で添加する必要があり、また、Ｎｉをペースト中に均一に分散させることは技術的に問題が大きい。
【００５９】
これらの判断により、コストの◎○×を評価し、総合評価の○△×を評価した。表１中の総合評価の欄に示される通り、接続強度、接続抵抗、コストの全てに優れた特性を示す端子及び端子と電線の接続方法は実施例１〜５である。
【００６０】
以上説明したように、本発明によれば、導体素線間及び導体と端子間の接続抵抗が低減でき、低コストで、接続強度が高い端子及び端子と電線の接続方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 端子
２ 電線
３ 導体
４ 接合子部
５ 接触子部
６ 溶融性接合層
７ 母材層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と、該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子であって、 上記接合子部は、上記電線の導体と接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を有し、該溶融性接合層の反対面に上記温度で溶融しない母材層を有し、該母材層に上記溶融性接合層があらかじめ複合一体化されていることを特徴とする端子。
【請求項２】
上記溶融性接合層がＺｎ−Ａｌ合金（Ａｌが０〜３０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｓｎ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜４０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｃｄ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜９０ｍａｓｓ％；０％は除く）のいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の端子。
【請求項３】
上記母材層がＡｌ又はＡｌ合金からなることを特徴とする請求項１又は２記載の端子。
【請求項４】
電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子と、上記電線とを接続する方法であって、
上記接合子部の上記電線の導体に接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を上記温度で溶融しない母材層とあらかじめ複合一体化させて設けておき、
上記接合子部の溶融性接合層を上記電線の導体に臨ませ、これら溶融性接合層及び導体を上記温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、上記接合子部の溶融性接合層と上記電線の導体とを接合させることを特徴とする端子と電線の接続方法。
【請求項５】
上記圧縮加工の際に、上記接合子部を上記電線の導体の輪郭に倣う形状に整形することを特徴とする請求項４記載の端子と電線の接続方法。
【請求項６】
上記電線の導体がＡｌ又はＡｌ合金からなることを特徴とする請求項４又は５記載の端子と電線の接続方法。
【請求項１】
電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と、該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子であって、 上記接合子部は、上記電線の導体と接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を有し、該溶融性接合層の反対面に上記温度で溶融しない母材層を有し、該母材層に上記溶融性接合層があらかじめ複合一体化されていることを特徴とする端子。
【請求項２】
上記溶融性接合層がＺｎ−Ａｌ合金（Ａｌが０〜３０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｓｎ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜４０ｍａｓｓ％；０％は除く）、Ｃｄ−Ｚｎ合金（Ｚｎが０〜９０ｍａｓｓ％；０％は除く）のいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の端子。
【請求項３】
上記母材層がＡｌ又はＡｌ合金からなることを特徴とする請求項１又は２記載の端子。
【請求項４】
電線の導体に接合させて電気的に接続するための接合子部と該接合子部と一体的に形成され相手端子に接触させて電気的に接続するための接触子部とを備えた端子と、上記電線とを接続する方法であって、
上記接合子部の上記電線の導体に接合される面に所定の温度で溶融する溶融性接合層を上記温度で溶融しない母材層とあらかじめ複合一体化させて設けておき、
上記接合子部の溶融性接合層を上記電線の導体に臨ませ、これら溶融性接合層及び導体を上記温度以上に加熱しながら圧縮加工することにより、上記接合子部の溶融性接合層と上記電線の導体とを接合させることを特徴とする端子と電線の接続方法。
【請求項５】
上記圧縮加工の際に、上記接合子部を上記電線の導体の輪郭に倣う形状に整形することを特徴とする請求項４記載の端子と電線の接続方法。
【請求項６】
上記電線の導体がＡｌ又はＡｌ合金からなることを特徴とする請求項４又は５記載の端子と電線の接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１８２４９２（Ｐ２０１０−１８２４９２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３７６５（Ｐ２００９−２３７６５）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【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８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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