JPS6018104B2 - アルミニウム導体用圧着端子 - Google Patents

アルミニウム導体用圧着端子

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JPS6018104B2
JPS6018104B2 JP412979A JP412979A JPS6018104B2 JP S6018104 B2 JPS6018104 B2 JP S6018104B2 JP 412979 A JP412979 A JP 412979A JP 412979 A JP412979 A JP 412979A JP S6018104 B2 JPS6018104 B2 JP S6018104B2
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JP
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terminal
conductor
aluminum
wire
thickness
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JP412979A
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和夫 沢田
典 井上
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Tokai Electric Wire Co Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム導体用の圧着端子に関するもので
ある。
より詳しくはアルミニウム導体を使用した小電力用の低
圧電線を接続する量産用圧着端子に関するものである。
従釆、自動車内の配線などに用いられる組立電線は、鋼
導体電線に圧着により端子を取付けた電線により構成さ
れて来た。
しかしながら近年自動車の軽量化要求などの理由により
、これら組立電線に使用される小電力用の電線導体にも
アルミニウム導体の適用が望まれてきた。しかしながら
アルミニウムは銅に比べて一般に、■ 表面に絶縁酸化
皮膜を形成しやすい。
■ 応力緩和が発生しやすい。
■ 熱膨張係数が黄鋼などの端子材料に比べて大である
■ 特に水分が存在する場合の耐食性に劣る。
などの特性を有するため、圧着方式による接続は、通常
の銅線用圧着端子では十分な電気的な接続が不可能であ
った。また庄着方式以外の接続、例えばアルミニウム用
はんだによるはんだ付などの方法では作業性に劣り、組
立電線のような量産や自動化要求に合致させることが困
難であり、また溶接によっても圧着方式のような高能率
の接続作業性が期待できない。
そこで圧着端子のアルミニウム導体接続部の改良にも種
々の工夫がなされてきたが必ずしも本目的を満足するも
のはなかった。例えばアルミニウム導体漆持部内側にツ
メ状凸部を有する様に予め外側からッメを立てておく構
造では、アルミニウム導体表面の絶縁酸化皮膜を破壊す
る効果はあるが、導体自身が傷つけられ、断線が発生し
やすいほか、ッメ状部分の打抜き跡に水分がたまりやす
く、また直接アルミニウム導体が外気に触れるため耐食
性に問題を生じる恐れもある欠点があった。
また他の例として、予め多数の穴があげられた円筒形状
介在物を円筒状圧着端子内に挿入しておき、しかる後に
アルミニウム導体を挿入して圧着する方法(例えば米国
特許3955044)も提案されている。
しかし円筒形状介在物の製造や、これの圧着端子への挿
入、円筒状部分への電線の挿入など、コスト的にも作業
性の点でも工業的な量産に適しているとは言いがたい欠
点があった。またU字形の圧着挟持部に溝を設けた構造
(例えば米国特許2379567)や、溝の代わりに凹
部を有する構造(例えば米国特許3990143)の端
子も提案されている。しかしながら小電力用の電線の場
合、一般に電線径も細く、それを接続する端子も現用の
銅線用端子ではづ、型であり、過度に大きく、又は板厚
が厚くは設計されていない。アルミニウム導体の場合に
おいても、従来の銅用端子と互換性を持たせる意味から
も用いる素材条の板厚は薄く限定される。(通常自動車
内配線用端子の板厚は高々0.4肌程度である)。この
ような薄い板厚の素材条から加工されてなる端子では、
アルミニウム導体表面の酸化皮膜を破壊するに有効な、
および端子固着力を保証するに充分な深さを有する溝や
凹部を加工し難く、または加工できても、アルミニウム
導体の応力緩和現象を防ぐのに、導体圧着部は銅線の場
合より一層高強度、高弾性が要求されるにも拘わらず、
溝や凹部の存在により、圧着部の強度に寄与する有効断
面積が減少し、ヒートサイクルを繰返した後の圧着荷重
が減少しやすく、接触抵抗の増加を招きやすい欠点を有
していた。
本発明は、上述の問題点を解決し、小電力用の紬物のア
ルミニウム導体電線を、銅導体電線の圧着端子付と同様
に、容易に優れた作業性で量産圧着が可能で、かつ電気
的、機械的に充分な接続が可能であり、しかも、従来の
銅線用端子と互換性を有する圧着端子を提供せんとする
ものである。
本発明は、オス型又はメス型の電気接触部と電線圧着部
を有する端子において、上記電線圧着部の導体挟持部を
構成する素材の部分の板厚が上記電気鞍鮫部を構成する
素材の部分の板厚より大であり、かつ上記導体侠持部の
内壁に凹部又は凸部を有することを特徴とするアルミニ
ウム導体用圧着端子である。本発明において、導体挟持
部を構成する素材の部分の板厚は、電気接触部を構成す
る素材の部分の板厚1.3倍以上であることが良好な接
続を得るのに最適である。
又本発明において、アルミニウム導体とは、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金やそれらにめつき処理などの表
面加工を施した単線又は燃線を指し、特に0.2%耐力
が通常の電気用アルミニウムより高いアルミニウム合金
又はこれに表面加工を施した導体であることが好ましい
また端子を構成する素材は、アルミニウム導体表面の酸
化皮膜を、導体挟持部の内壁に設けた凹部又は凸部が効
果的に破壊するようアルミニウム導体より高硬度であり
、望ましくはマイクロビッカース硬度150以上で、か
つ応力緩和の発生を防止しやすい高弾性材料が好ましく
、黄銅などの銅合金やステンレス鋼などが適当である。
また、さらにより優れた電気的接続を得るため、又アル
ミニウム導体の接触腐食を防止する目的で錫、鉛、イン
ジウム、又はそれらの合金などを、端子素材又は端子に
めつきしておくことが望ましい。板厚を厚くすべき部分
は少なくともアルミニウム導体が露見している部分を圧
着する導体挟持部の部分であり、それに続く絶縁被覆ご
と電線を挟持する部分は必ずしも必要ではない。なおア
ルミニウム導体電線の被覆電線挟持部は、アルミニウム
導体が銅導体に比べて屈曲により破断しやすいため、余
り強く圧着する構造にしない方が望ましい。
又本発明において、素材の板厚の厚い部分の板厚が薄い
部分の1.3倍以上と規定したのは、1.3倍未満であ
るとそのような偏厚の素材条を予め加工する手間にも拘
らず、接続性向上の効果が少ないためである。
また導体挟持部の内壁に設ける凹部又は凸部は前述のよ
うな溝状凹部の形状に限定されず、その他の形状、例え
ば円形凹部など任意に選択できるが、凹部又は凸部を設
ける場合、アルミニウム導体表面の酸化皮膜を充分破壊
し、また端子固着力を保証するには、それらの深さ又は
高さが0.2肌以上であることが望ましいことを、本発
明者らは経験により確かめた。
また凹部又は凸部は複数個有することが望ましし、。
以下、本発明を図面を用いて実施例に従って説明する。
第1図および第2図は本発明端子の実施例の製造に使用
する素材条の例を示す斜視図である。第1図、第2図に
示した薄い部分の板厚0.32凧厚い部分の板厚0.6
肋の段差を有する形状の、マイクロビツカース硬度18
0〜190の2種の黄鋼条を準備し、第1図の黄鋼条に
は予め厚さ約1〃の銅下地めつき後、厚さ5りの錫めつ
きを施した。しJかる後に第1図に示す条の上側の面が
様子の内壁となるように、通常の方法で導体侠持部の内
壁に溝の中0.3側、深さ0.3凧、溝と溝の間隔0.
5肋の鞠方向と直交する方向の溝4本を有する端子を製
作した。第3図には第1図に示す葵鋼条にめつき処Z理
した後、製作した端子群を、第4図は第3図に示す端子
の電線圧着部の拡大図を示す(以下、この端子例を本発
明例1と呼ぶ)。次に、同様にして第2図に示す黄鋼条
から、条の上側の面が端子の内壁となるようにして、板
厚の厚い導体挟侍部の内壁に直径0.8側、深さ0.3
肋の凹部を断固設けた端子を製作した。
この端子群にも厚さ10一の錫めつき処理を施した(以
下この端子例を本発明例2と呼ぶ)。この端子の電線圧
着部の拡大図を第5図に示す。第3図〜第5図において
、1は電気接触部、2は導体挟持部、3は被覆電線侠持
部、4は溝、5は凹部である。また比較のため、板厚0
.32肋の均一な厚さの黄銅条より、加工製作した従来
の銅線用圧着端子に錫めつき厚さ10仏施したもの(以
下、比較例1と呼ぶ)比較例1と同機の黄条鋼条より導
体挟持部の内壁に、溝の中0.3柳深さ0.1柵、溝と
溝の間隔0.5側の軸万向と直交する方向の溝4本を有
する圧着端子に錫めつき厚さ10仏施したもの(以下、
比較例2と呼ぶ)を準備した。次に、通常の電気用アル
ミニウムに鉄を1重量パーセント添加したアルミニウム
合金よりなる0.2%耐力10k9/帆2、伸び25%
の1肋ぐ単線と0.5側◇秦線を7本岡心撚り加工した
撚線に0.4側厚のPVC被覆した電線に対し、通常と
全く同じ方法でこれらの端子にて圧着した。
第6図は第4図に示した端子を用いた場合の導体圧着部
の横断面を示し、第7図は同じく第6図に示すA−A′
面で切断した縦断面を示す。
図において、第4図と同一の符号は同一の部分を示し、
6はアルミニウム合金導体、7は絶縁被覆部である。こ
れらの試料について、ヒートサイクル試験前後の端子固
着力と接触抵抗値を測定した結果を表1に示す。表1よ
り、本発明による端子は、比較例の端子に比べ、端子固
着力が大きく、接触抵抗値が著しく低下すると共にヒー
トサイクル繰返し後もこれらの性能が殆んど低下しない
ことが分る。
これに対し比較例では特性が著しく低下し、実用できな
い。これは、本発明端子を圧着したものでは、導体圧着
部の深い凹部と厚い圧着部材の強大な弾性力により、大
きい端子固着力が得られ、また高硬度の素材よりなる深
い凹部への圧着による塑性変形の過程で、アルミニウム
合金導体表面の酸化皮膜が充分破壊され、良好な電気的
接続がなされ、また厚い圧着部の優れた締付力により、
導体と端子の間の気密性が保持されるとともに、厚い圧
着素材の優れた弾性力やめつきの効果とも相挨つてヒー
トサイクルを繰返した後も良好な機械的特性のみならず
、電気的接続が保持されるためである。0 さらに、本
発明端子では、導体圧着部は外気と遮断されているため
、めつき層の効果とも合せて耐食性の点も不安が少ない
ものである。
以上述べたように、本発明端子は電線圧着部の導体挟持
部を構成する素材の部分の板厚が電気綾タ触部を構成す
る素材の部分の板厚より大(好ましくは1.3倍以上)
であり、かつ上記導体侠持部の内壁に凹部又は凸部を有
するアルミニゥ表 1 注)1)*EP「 ヒートサイクルは大気中120℃,
45分保持→室温、15分保持の繰返しを1回と数えた
2)★★印端子固着力は端子と電線を軸方向に引脹れ電
線が抜ける、又は被断する荷重。
ム導体用圧着端子であるため、従来の銅線用端子と全く
同様に容易に能率良く圧着できるのみでなく、板厚の厚
い部分に充分な特性を得るに必要な深さ又は高さの凹部
又は凸部を形成することが可能であるので、優れた機械
的、電気的特性を有する端子接続を得ることができ、し
かも長期間劣化しない特長がある。その上、本発明端子
によると、電気接続部は従来の銅線用端子と同様にでき
るため、これと互換性を有し、鋼導体、アルミニウム導
体を混用した配線も容易にするという工業的に用いて多
大の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明端子の実施例の製造に使用
する素材の例を示す斜視図である。 第3図は第1図に示す素材から製作した端子群を示す斜
視図、第4図は第3図に示す端子の電線圧着部の拡大図
である。第5図は第2図に示す素材から製作した端子の
電線圧着部の拡大図である。第6図は第4図に示した端
子にアルミニウム導体電線を接続した場合の導体圧着部
の横断面図で、第7図は同じく第6図に示すA−A′面
で切断した縦断面図である。1・・・電気接触部、2・
・・導体侠持部、3・・・被覆電線挟持部、4・・・溝
、5・・・凹部、6・・・アルミニウム合金導体、7・
・・絶縁被覆部。 サー図 ブ2図 汝3図 ☆4図 ブ5図 外6図 外7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 オス型又はメス型の電気接触部と、電線圧着部を有
    する端子において、上記電線圧着部の導体挾持部を構成
    する素材の部分の板厚が、上記電気接触部を構成する素
    材の部分の板厚の1.3倍以上であり、且つ上記導体挾
    持部を構成する素材の内壁にある凹部又は凸部の深さ又
    は高さが0.2mm以上であり、また、端子を構成する
    素材が、マイクロビツカース硬度150以上の銅合金、
    鉄又は鉄合金より成り、少なくとも導体挾持部の内壁の
    平坦部には、錫、鉛、インジウム又はそれらの合金より
    成るめつき層を有することを特徴とするアルミニウム導
    体用圧着端子。
JP412979A 1979-01-17 1979-01-17 アルミニウム導体用圧着端子 Expired JPS6018104B2 (ja)

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