阅读说明：本技术 带端子电线 (Electric wire with terminal ) 是由 井上亮 佐藤哲朗 远藤裕寿 于 2019-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种带端子电线，能够降低导体与压缩端子之间的电阻比。带端子电线包括具有由一根或多个裸线形成的导体和被覆在所述导体上的被覆层的电线，以及安装在所述导体的端部的压缩端子。所述裸线由以铝为主要成分的第一材料形成。所述压缩端子中，至少与所述露出部接触的部分由以铝为主要成分的第二材料形成。所述第一材料的抗拉强度大于所述第二材料的抗拉强度。(The invention provides a terminal-equipped wire capable of reducing the resistance ratio between a conductor and a compression terminal. The terminal-equipped electric wire includes an electric wire having a conductor formed of one or more bare wires and a coating layer coated on the conductor, and a compression terminal mounted on an end of the conductor. The bare wire is formed of a first material containing aluminum as a main component. At least a portion of the compression terminal that contacts the exposed portion is formed of a second material containing aluminum as a main component. The tensile strength of the first material is greater than the tensile strength of the second material.)

带端子电线

技术领域

本发明涉及一种带端子电线。

背景技术

历来，已知有如下的带端子电线。该带端子电线具备电线与压缩端子。电线包括导体与被覆层。导体例如由一根裸线形成。裸线也称作单线。导体例如由多根裸线捻合得到的绞线所形成。被覆层被覆在导体的外周。在电线的端部，被覆层被去除，露出导体。将露出的导体***压缩端子中，在此状态下，从外侧压缩压缩端子，由此将压缩端子安装在电线上。专利文献1中公开了这样的带端子电线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-244895号公报

发明内容

发明所要解决的课题

将压缩端子的连接部的电阻值相对于电线的电阻值的比例记作电阻比。要求带端子电线的电阻比进一步减小。本公开的一个实施方式的目的在于提供一种能够降低电阻比的带端子电线。

解决课题的方法

根据本公开的一个实施方式的带端子电线包括电线和安装在所述导体的端部的压缩端子，所述电线包括由一根或多根裸线构成的导体以及被覆在所述导体外周的被覆层；其中，所述裸线由以铝为主要成分的第一材料形成，所述压缩端子中，至少与所述导体接触的部分，由以铝为主要成分的第二材料形成，其中，所述第一材料的抗拉强度大于所述第二材料的抗拉强度。

根据本公开的一个实施方式的带端子电线的电阻比小。

另外，根据本公开的一个实施方式的带端子电线，导体与压缩端子之间的接触电阻小。

附图说明

图1是表示导体3与压缩端子5为分离状态的带端子电线1的结构的立体图。

图2是表示在与导体3的轴向相平行的横截面中的压缩前的带端子电线1的横截面的横截面图。

图3是表示在与导体3的轴向相平行的横截面中的压缩后的带端子电线1的横截面的横截面图。

图4是表示在第一材料的抗拉强度大于第二材料的抗拉强度的情况下，对于压缩端子从外周侧施加制造时压缩应力，接着除去制造时压缩应力时的导体及压缩端子的压缩变形及压缩应力的推移的曲线图。

图5是表示在第一材料的抗拉强度小于第二材料的抗拉强度的情况下，对于压缩端子从外周侧施加制造时压缩应力，接着除去制造时压缩应力时的导体及压缩端子的压缩变形及压缩应力的推移的曲线图。

图6是表示初始电阻比的测定方法的说明图。

图7是表示抗拉强度差与初始电阻比R_ratio之间的关系的曲线图。

附图标记说明

1…带端子电线，2…电线，3…导体，4…被覆，5…压缩端子，7…接触部，9…延伸部，11…螺栓孔。

具体实施方式

对于本公开的示例性的实施方式，参考附图进行说明。

1.带端子电线的结构

本公开的带端子电线包括电线与压缩端子。电线包括导体与被覆层。导体例如由1根裸线形成。裸线也称作单线。另外，导体例如由多根裸线捻合得到的绞线形成。在导体由绞线形成的情况下，通常，构成绞线的各裸线由相同材质形成。

被覆层覆盖在导体的外周。被覆层由绝缘体形成。作为绝缘体，可以列举例如树脂、橡胶等。在电线的端部，除去被覆层的一部分，露出导体。下文中，将露出的导体称作露出部。压缩端子安装在露出部。

带端子电线例如具有图1、图2及图3所示的形态。带端子电线1包括电线2和压缩端子5。电线2包括导体3和被覆层4。被覆层4覆盖在导体3的外周。在电线2的端部，去除被覆层4而露出导体3。图1、图2及图3所示的导体3对应于露出部。

压缩端子5包括接触部7与延伸部9。压缩端子5例如通过将管的一端侧进行加压加工来得到。上述一端侧相当于延伸部9。或者，压缩端子5例如通过将圆柱的母材的一端侧进行开孔加工，在另一端侧进行加压加工来得到。上述一端侧相当于接触部7，上述另一端相当于延伸部9。

接触部7具有一方开口的圆筒状。延伸部9与接触部7中的与开口侧相反侧的端部相连接。延伸部9具有板状的形状以安装在未图示的端子台上。延伸部9上形成有螺栓孔11用于未图示的螺栓通过。

带端子电线1例如可以如下制造。首先，如图2所示，将露出的导体3的端部***接触部7中。接着，对于接触部7，从外周侧施加压缩应力，将接触部7及导体3进行压缩。该压缩应力在下文中称作制造时压缩应力。制造时压缩应力的方向为使得接触部7及导体3在径向上缩小的方向。接着，去除制造时压缩应力，完成图3所示的带端子电线。所完成的带端子电线中，接触部7的内周面与导体3的外周面相接触。

上述压缩，例如，使用压缩工具对接触部7施加预定的压力，使得接触部7压缩变形。该压缩变形为塑性变形。优选地，压缩变形处为多处。在压缩变形处为多处的情况下，带端子电线的特性进一步变好。优选地，多个压缩处沿着导体3的长度方向，位置隔开来设定。

2.第一材料及第二材料

构成导体3的裸线由以铝为主要成分的第一材料形成。所谓主要成分，是相对于整体的质量占50质量％以上的成分。压缩端子之中，至少与导体3的露出部相接触的部分由以铝为主要成分的第二材料形成。在图1、图2及图3所示的形态中，接触部7由第二材料形成。

第一材料及第二材料没有特殊限定，可以列举例如纯铝或铝合金。

纯铝是由Al及不可避免的杂质形成的材料。作为纯铝，可以列举例如电气用纯铝(ECAl)。

作为铝合金，例如，可以列举以下的Al-Fe-Zr、Al-Zr等。

Al-Fe-Zr：含有0.2～1.0质量％的Fe(铁)、0.01～0.10质量％的Zr(锆)、0.1质量％以下的Si(硅)、0.01质量％以下的Cu(铜)、0.01质量％以下的Mn(锰)、0.01质量％以下的Mg(镁)、0.01质量％以下的Zn(锌)、0.01质量％以下的Ti(钛)以及0.01质量％以下的V(钒)且余量份为Al及不可避免的杂质所形成的铝合金。

Al-Zr：含有0.03～1.5质量％的Zr、0.1～1.0质量％的Fe及Si，且余量份由Al及不可避免的杂质形成的铝合金。

Al-Zr中，所谓“0.1～1.0质量％的Fe及Si”是指如下含义。在含有Fe及Si这两者的情况下，Fe及Si的总计浓度为0.1～1.0质量％。含有Fe而不含有Si的情况下，Fe的浓度为0.1～1.0质量％。含有Si而不含有Fe的情况下，Si的浓度为0.1～1.0质量％。

第一材料的抗拉强度大于第二材料的抗拉强度。第一材料的抗拉强度的测定方法如下。从构成导体的裸线切取试验片。对于该试验片，根据JISZ2241的方法进行拉伸试验，测定抗拉强度。拉伸试验中，试验速度为10％/min，标点距离为200mm。

第二材料的抗拉强度的测定方法如下。从压缩端子中的与露出部接触的部分，切取2mm×2mm方形的棒状试验片。对该试验片，根据JISZ2241方法进行拉伸试验，测定抗拉强度。拉伸试验中，试验速度为10％/min，标点距离为20mm。

在导体3由绞线构成的情况下，优选地，多根裸线由完全相同材料构成。导体3例如由复合绞线构成。复合绞线是将多根金属裸线捻合作为集合绞线，由多根集合绞线捻合来构成。在导体3由复合绞线构成的情况下，构成导体3的金属裸线的抗拉强度与导体3的抗拉强度及集合绞线的抗拉强度相同。

导体3中，安装压缩端子的部分的横截面积为S1。安装了压缩端子的部分是压缩变形的部分。导体中，未安装压缩端子的部分的横截面积为S2。未安装压缩端子的部分是不发生压缩变形的部分。S1/S2优选为0.5以上0.95以下。当S1/S2处于该范围内时，压缩端子保持导体的力变得更大。

本公开的带端子电线，例如可以用于建筑物、风力发电、铁道、车辆等用途。

3.带端子电线所产生的效果

本公开的带端子电线中，导体与压缩端子之间的接触电阻小。本公开的带端子电线中，导体的初始电阻比尤其小。所谓初始电阻比，是带端子电线在刚刚制造后的电阻比。

带端子电线的电阻比优选为100％以下。另外，优选地，进一步减小导体与压缩端子之间的接触电阻。本公开的带端子电线能够抑制电阻比。由此，能够抑制导体与接触端子之间在接合时的局部过热。其结果是，能够抑制电线的断线、导体与压缩端子之间的接触不良。

本公开的带端子电线的电阻比小的原因推测如下。图4是表示在第一材料的抗拉强度大于第二材料的抗拉强度的情况下，从压缩端子的外周侧施加制造时压缩应力，接着，去除制造时压缩应力之际的导体及压缩端子的压缩变形以及压缩应力的推移的曲线图。

图4中X1表示在第一材料的抗拉强度大于第二材料的抗拉强度的情况下，从压缩端子的外周侧施加制造时压缩应力，接着，去除制造时压缩应力之际导体的压缩变形以及压缩应力的推移的曲线。A表示在完全去除制造时压缩应力之际，导体的压缩变形以及压缩应力的点。

图4中Y1表示在第一材料的抗拉强度大于第二材料的抗拉强度的情况下，从压缩端子的外周侧施加制造时压缩应力，接着，去除制造时压缩应力之际压缩端子的压缩变形以及压缩应力的推移的曲线。B表示在完全去除制造时压缩应力之际，压缩端子的压缩变形以及压缩应力的点。

A处的压缩变形与B处的压缩变形相同。A及B处的压缩变形，是回弹时的应变量。另外，A处的压缩应力与B处的拉伸应力大小相同。

若施加制造时压缩应力，则压缩端子及导体被压缩。在完全去除制造时压缩应力后，压缩端子及导体由于初始杨氏模量而弹性回复。由于构成导体的第一材料的抗拉强度大于构成压缩端子的连接部的第二材料的抗拉强度，则导体的弹性回复量大于连接部的弹性回复量。因此，在导体的A处产生压缩应力。在导体中发生的压缩应力是沿着导体径向挤压压缩端子的力。在压缩端子产生拉伸应力。拉伸应力与导体中所产生的压缩应力相对应。因此，在完全去除制造时压缩应力之际，在导体的外周面与压缩端子的内周面之间产生相互挤压的应力。

然而，在金属之间的接触点处的电阻Rc，由如下式(1)表示。

式(1)Rc＝ρ/2r

式(1)中，ρ为金属的电阻率。另外，r是将接触部的形状假定为单一的圆形时的该圆的半径。r由如下式(2)所表示。

式(2)r＝[F/nζπH]1/2

式(2)中，F表示施加在金属间的负荷。n表示真正的接触部的数。ζ表示由金属变形方式所决定的常数。在弹性变形的情况下，ζ为0.3以下。在弹性变形与塑性变形混合存在的情况下，ζ超过0.3且为0.75以下。在塑性变形的情况下，ζ超过1。

如上所述，在第一材料的抗拉强度大于第二材料的抗拉强度的情况下，在导体的外周面与压缩端子的内周面之间，产生相互挤压的负荷，因此F较大。其结果，电阻Rc变小。因此，本公开的带端子电线，电阻比变小。

图5表示第一材料的抗拉强度小于第二材料的抗拉强度的情况下，从压缩端子的外周侧施加制造时压缩应力，接着，去除制造时压缩应力之际，导体及压缩端子的压缩变形以及压缩应力的推移的曲线。

图5中X2表示在第一材料的抗拉强度小于第二材料的抗拉强度的情况下，从压缩端子的外周侧施加制造时压缩应力，接着，去除制造时压缩应力之际导体的压缩变形以及压缩应力的推移的曲线。C表示在完全去除制造时压缩应力之际，导体的压缩变形以及压缩应力的点。

图5中Y2表示在第一材料的抗拉强度小于第二材料的抗拉强度的情况下，从压缩端子的外周侧施加制造时压缩应力，接着，去除制造时压缩应力之际压缩端子的压缩变形以及压缩应力的推移的曲线。D表示在完全去除制造时压缩应力之际，压缩端子的压缩变形以及压缩应力的点。

若施加制造时压缩应力，则压缩端子及导体被压缩。在完全去除制造时压缩应力后，压缩端子及导体由于初始杨氏模量而弹性回复。构成压缩端子的连接部的第二材料的抗拉强度大于构成导体的第一材料的抗拉强度。因此，在压缩端子与导体之间不产生相互作用力。

C处的压缩变形大于D处的压缩变形。因此，在完全去除制造时压缩应力之际，在导体的外周面与压缩端子的内周面之间，存在由于弹性回复产生的间隙。因此，在完全去除制造时压缩应力之际，在导体的外周面与压缩端子的内周面之间，不发生相互挤压的负荷。

因此，在第一材料的抗拉强度小于第二材料的抗拉强度的情况下，式(2)中的F小，电阻Rc大。

第一材料的抗拉强度与第二材料的抗拉强度之间的差越大，则导体与压缩端子之间的接触电阻越小，电阻比越小。第一材料的抗拉强度与第二材料的抗拉强度之差优选为20MPa以上，更优选为30MPa以上。

第一材料的抗拉强度与第二材料的抗拉强度之差在20MPa以上的情况下，与不足20MPa的情况相比，在150℃通电试验中，电阻比的变化减小。所谓150℃通电试验是指，设定电流使得试料为150℃，进行50小时通电的试验。

4.实施例

(4-1)带端子电线的制造

制造表1所示的No.1～6的带端子电线。各个带端子电线有图1及图2所示的形态。各个带端子电线中，第一材料及第二材料的组合如表1所示。各个带端子电线除了第一材料及第二材料的组合之外的方面均相同。各个带端子电线中，构成导体的所有的裸线由相同材料形成。各个带端子电线的导体的横截面积为200mm²。构成导体的裸线的直径为0.45mm。裸线的根数为1258根。

第一材料及第二材料所使用的材料，具体如下。

ECAl：使用相当于A1070的ECAl。

Al-Fe-Zr：含有0.6质量％Fe、0.02质量％Zr、0.06质量％Si、0.002质量％Cu、0.002质量％Mn以及共计0.006质量％的Ti及V，且余量份由Al形成的铝合金。

Al-Zr：含有0.34质量％Zr、0.15质量％Fe、0.1质量％Si以及共计0.03质量％的Ti及V，余量份由Al形成的铝合金。

表1

No.	第二材料	第一材料	抗拉强度差(MPa)	初始电阻比(％)
					1	ECAl	Al-Fe-Zr	-46	73
2	ECAl	Al-Zr	-24	76
					3	Al-Fe-Zr	Al-Fe-Zr	-33	74
4	Al-Fe-Zr	Al-Zr	-11	87
					5	Al-Zr	Al-Fe-Zr	60	118
6	Al-Zr	Al-Zr	82	142

(4-2)带端子电线的评价

对于各带端子电线，分别测定第一材料的抗拉强度以及第二材料的抗拉强度。测定方法如上所述。需要说明的是，抗拉强度的测定使用株式会社Orientec公司制备的拉伸试验机。接着，计算第二材料的抗拉强度减去第一材料的抗拉强度的差值(以下称作抗拉强度差)。计算得到的抗拉强度差示于上述表1。

另外，对各带端子电线，测定初始电阻比。初始电阻比的测定方法为依据JISC2805的方法。初始电阻比的测定通过4端子法进行。初始电阻比的测定中所用的试验体示于图6。

试验体包括从电线2去除被覆层的导体3以及安装在其两端的压缩端子5。

对于试验体整体，提供恒定电流1A。在此状态下，测定点P与点Q之间的电阻R。点P是导体3与压缩端子5的接触部中最前端侧的位置。点Q是导体3中未与压缩端子5接触的位置。点S是导体3与压缩端子5的接触部中的与点P为相反侧的端部。电阻的测定使用日置电气株式会社制备的电阻计。

初始电阻比R_ratio，通过如下式(3)计算得到。

式(3)R_ratio＝{R-L2×α}/{L1×α}

式(3)中，L1为点P与点S之间的距离。L2为点Q与点S之间的距离。α是导体3的单位长度的电阻。α为已知值。α例如可以事先测定来得到。或者也可以测定L2间的电阻，将该电阻除以L2间的长度来算出α。

算出的初始电阻比R_ratio示于上述表1。另外，抗拉强度差与初始电阻比R_ratio之间的关系示于图7。图7中，“ECAl端子”表示第二材料为ECAl。另外，“Al-Fe-Zr端子”表示第二材料为Al-Fe-Zr。另外，“Al-Zr端子”表示第二材料为Al-Zr。

如图7所示，在抗拉强度差为负值的情况下，相比于抗拉强度差为正值的情况，初始电阻比减小。另外，对于抗拉强度差为负值的带端子电线之间进行比较时，则抗拉强度差的绝对值越大，初始电阻比变得越小。

5.其他实施方式

以上，对于本公开的实施方式进行了说明，但是，本公开不限于上述实施方式，还可以进行各种变形。

(1)还可以将上述各实施方式中的1个构成要素所具有的功能通过多个构成要素进行分担，也可以将多个构成要素所具有的功能通过1个构成要素来发挥。另外，还可以省略上述各实施方式的构成的一部分。另外，还可以将上述各实施方式的构成的至少一部分，相对于其他的上述实施方式的构成进行附加、置换等。需要说明的是，由权利要求书所记载的语言能够确定的技术思想所包含的所有的方式，均属于本公开的实施方式。

(2)除了上述带端子电线之外，还可以通过以该带端子电线作为构成要素的系统、带端子电线的制造方法、相对于电线的压缩端子的安装方法等，各种方式来实现本公开。