特許 7402422 接続構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-13

(45)【発行日】2023-12-21

(54)【発明の名称】接続構造

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/62 20060101AFI20231214BHJP

   H01R 4/58 20060101ALI20231214BHJP

   H01R 4/34 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

H01R4/62 A

H01R4/58 B

H01R4/34

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023558573

(86)(22)【出願日】2023-03-14

(86)【国際出願番号】 JP2023009943

【審査請求日】2023-09-26

(31)【優先権主張番号】P 2022092361

(32)【優先日】2022-06-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116366

【弁理士】

【氏名又は名称】二島 英明

(72)【発明者】

【氏名】小林 亮平

(72)【発明者】

【氏名】前田 徹

(72)【発明者】

【氏名】宮本 賢次

(72)【発明者】

【氏名】藤木 匡

(72)【発明者】

【氏名】林 昭宏

【審査官】山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１０４３６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－３１７８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－００９７８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２３－０１５８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１１９１６８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ ４／６２

Ｈ０１Ｒ ４／５８

Ｈ０１Ｒ ４／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端子と、取付対象と、前記端子と前記取付対象とを接続するボルトと、を備える接続構造であって、
前記端子は、
前記取付対象に接続された状態において前記取付対象に向き合う第一面と、
前記ボルトが貫通される貫通孔と、を備え、
前記第一面は、前記貫通孔の周囲に形成された凹凸部を備え、
前記端子の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記端子のビッカース硬さは８０ＨＶ以上であり、
前記取付対象の材質が銅または銅合金であり、
前記ボルトの締め付けによって前記第一面と前記取付対象とが接続された状態における第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であり、
前記第一面積Ｓ１は、２５ＭＰａ以上の圧力で前記第一面が前記取付対象と接触する領域の面積であり、
前記第二面積Ｓ２は、前記貫通孔の内径Ｄ１に基づいて定められる前記ボルトの呼び径Ｄ２を内径、前記ボルトの座面径Ｄ３を外径とする円環領域の面積であり、
前記第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上である、
接続構造。

【請求項2】

前記第一面積Ｓ１は、以下の条件を満たす締付試験によって求められる感圧シートの特定発色領域の面積であり、
前記締付試験では、前記第一面とタフピッチ銅板との間に前記感圧シートを配置した積層体を１３８×（Ｄ２）^２±５０Ｎの軸力で締め付け、
前記タフピッチ銅板は、１．５ｍｍの厚さと７８±５ＨＶのビッカース硬さとを有する円環状の板であり、
前記円環状の板の内径は、前記呼び径Ｄ２であり、
前記円環状の板の外径は、前記座面径Ｄ３の√２倍であり、
前記特定発色領域は、２５ＭＰａ以上の圧力で押圧されたことを示す色を有する領域である、請求項１に記載の接続構造。

【請求項3】

前記比Ｓ１／Ｓ２が０．５以下である、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項4】

前記比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上である、請求項３に記載の接続構造。

【請求項5】

前記アルミニウム合金が、シリコンを０．０１質量％以上１．５０質量％以下、マグネシウムを０．０１質量％以上２．００質量％以下含む、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項6】

前記端子の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上６３％ＩＡＣＳ以下である、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項7】

前記端子のビッカース硬さが１６０ＨＶ以下である、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項8】

前記第一面の少なくとも一部において、前記アルミニウムまたは前記アルミニウム合金が外部に露出している、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項9】

前記端子のビッカース硬さを前記取付対象のビッカース硬さで割った硬さ比が１以上１．２５以下である、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項10】

前記凹凸部は、複数の溝を有し、
前記複数の溝はそれぞれＶ溝である、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項11】

前記複数の溝における隣接する二つのＶ溝の側壁同士のなす角度は９０°超１４０°以下である、請求項１０に記載の接続構造。

【請求項12】

前記端子は、端子付き電線における電線に接続されている、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項13】

前記取付対象の表面にさらに被覆層を有する、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【請求項14】

前記被覆層が、金、銀、スズ、またはニッケルから選択される少なくとも１種を含む、請求項１３に記載の接続構造。

【請求項15】

前記比Ｓ１／Ｓ２が０．４以下であり、
前記端子の材質が、国際登録合金番号における６０６１または６０５６であり、
前記端子の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上５０％ＩＡＣＳ以下であり、
前記端子のビッカース硬さが９０ＨＶ以上１１０ＨＶ以下であり、
前記ボルトの材質が、ＪＩＳ Ｇ ４１０７に規定されたＳＮＢ７鋼であり、
前記ボルトの前記呼び径Ｄ２が６ｍｍであり、
前記ボルトの前記座面径Ｄ３が１３ｍｍであり、
前記取付対象の材質が銅であり、
前記取付対象の表面にさらに被覆層を有する、請求項１または請求項２に記載の接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、端子、端子付き電線、および接続構造に関する。
本出願は、２０２２年６月７日付の日本国出願の特願２０２２－０９２３６１に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１および特許文献２は、ボルトによって取付対象に接続される端子付き電線を開示する。端子は貫通孔を備える。貫通孔には、端子と取付対象とを接続するボルトが貫通される。端子と取付対象とがボルトおよびナットによって締め付けられることで、端子と取付対象とが機械的に固定され、かつ電気的に導通される。

【0003】

端子付き電線に備わる端子は例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成される。アルミニウムまたはアルミニウム合金は軽量であるため、端子および端子付き電線の軽量化に寄与する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２２－１１１２８号公報

【文献】特開２０２２－２２６０９号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示の端子は、
ボルトによって取付対象と接続されるように構成された端子であって、
前記取付対象に接続された状態において前記取付対象に向き合う第一面と、
前記ボルトが貫通される貫通孔と、を備え、
前記第一面は、前記貫通孔の周囲に形成された凹凸部を備え、
前記端子の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記端子のビッカース硬さは８０ＨＶ以上であり、
前記ボルトの締め付けによって前記第一面と前記取付対象とが接続された状態における第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であり、
前記第一面積Ｓ１は、２５ＭＰａ以上の圧力で前記第一面が前記取付対象と接触する領域の面積であり、
前記第二面積Ｓ２は、前記貫通孔の内径Ｄ１に基づいて定められる前記ボルトの呼び径Ｄ２を内径、前記ボルトの座面径Ｄ３を外径とする円環領域の面積であり、
前記第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態１に係る接続構造の概略側面図である。

【図2】図２は、実施形態１に係る端子付き電線の概略平面図である。

【図3】図３は、図２とは異なる端子付き電線の概略部分平面図である。

【図4】図４は、実施形態１の端子の凹凸部の断面図である。

【図5】図５は、図４とは異なる凹凸部の断面図である。

【図6】図６は、締付試験に用いられる端子の概略平面図である。

【図7】図７は、締付試験の概要を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

［本開示が解決しようとする課題］
端子と取付対象とを接続してなる接続構造において、経時的に端子と取付対象との界面の接触抵抗が増加する恐れがある。例えば、接続構造に振動および熱衝撃が作用すると、端子と取付対象との締め付けが緩んだり、上記界面において端子と取付対象とが互いにこすれ合ったりする。特に、端子と取付対象とが異種材料である場合、端子と取付対象との熱膨張係数の差によって上記界面に熱衝撃が加わり易い。摩擦などによって前記界面における端子の表面にアルミニウムの新生面が形成される。アルミニウムの新生面が酸化すると、端子と取付対象との接触抵抗が増加する。

【0008】

本開示の目的の一つは、端子と取付対象との界面における経時的な接触抵抗の増加を抑制できる端子を提供することにある。

【0009】

［本開示の効果］
本開示の端子は、端子と取付対象との界面における経時的な接触抵抗の増加を抑制できる。

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
以下、本開示の実施態様を列記して説明する。

【0011】

＜１＞実施形態に係る端子は、
ボルトによって取付対象と接続されるように構成された端子であって、
前記取付対象に接続された状態において前記取付対象に向き合う第一面と、
前記ボルトが貫通される貫通孔と、を備え、
前記第一面は、前記貫通孔の周囲に形成された凹凸部を備え、
前記端子の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記端子のビッカース硬さは８０ＨＶ以上であり、
前記ボルトの締め付けによって前記第一面と前記取付対象とが接続された状態における第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であり、
前記第一面積Ｓ１は、２５ＭＰａ以上の圧力で前記第一面が前記取付対象と接触する領域の面積であり、
前記第二面積Ｓ２は、前記貫通孔の内径Ｄ１に基づいて定められる前記ボルトの呼び径Ｄ２を内径、前記ボルトの座面径Ｄ３を外径とする円環領域の面積であり、
前記第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上である。

【0012】

実施形態に係る端子は、電線に接続される形態に限定されない。本開示の端子は例えば、バスバーの一部、即ちバスバーに形成される接続部でも良い。接続部は、バスバーの一部が端子形状に形成された部分である。その他、本開示の端子は例えば、単芯線の一部、即ち単芯線の先端に形成される接続部でも良い。

【0013】

上記端子は８０ＨＶ以上のビッカース硬さを有する。このような硬さを有する端子の凹凸部の凸部は、端子と取付対象とがボルトによって接続されたときに、取付対象に食い込み易い。取付対象に食い込んだ凸部は、取付対象によって変形される。凸部が変形することで、凸部の近傍における酸化被覆が破壊され、端子と取付対象とが電気的に導通される。凸部が取付対象に食い込むと共に、凸部が変形することで、端子と取付対象とが機械的に強固に固定される。また、８０ＨＶ以上のビッカース硬さを有する凸部は、端子と取付対象とが接続された後の熱衝撃および振動では変形し難い。従って、端子と取付対象との接続強度が、熱衝撃および振動によって低下し難い。即ち、端子と取付対象との締め付けが緩んだり、端子と取付対象との界面において端子と取付対象とが互いにこすれ合ったりし難い。その結果、摩擦などによって前記界面における端子の表面にアルミニウムの新生面が形成され難く、端子と取付対象との接触抵抗が増加し難い。

【0014】

第一面積Ｓ１は、規定値以上の圧力で第一面が取付対象と接触する領域である。ボルトの軸力が一定の場合、第二面積Ｓ２に対する第一面積Ｓ１の割合が小さくなるほど、第一面積Ｓ１の領域に働く圧力が増加する。ただし、第一面積Ｓ１の絶対値が小さすぎると、端子と取付対象との接続強度が十分に確保されない。比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であり、かつ第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上であれば、端子と取付対象とが機械的に強固に接続され、かつその接続強度が長期にわたって維持され易い。その結果、端子と取付対象との間の接触抵抗が経時的に増加し難い。

【0015】

＜２＞上記＜１＞に記載される端子において、
前記第一面積Ｓ１は、以下の条件を満たす締付試験によって求められる感圧シートの特定発色領域の面積であり、
前記締付試験では、前記第一面とタフピッチ銅板との間に前記感圧シートを配置した積層体を１３８×（Ｄ２）^２±５０Ｎの軸力で締め付け、
前記タフピッチ銅板は、１．５ｍｍの厚さと７８±５ＨＶのビッカース硬さとを有する円環状の板であり、
前記円環状の板の内径は、前記呼び径Ｄ２であり、
前記円環状の板の外径は、前記座面径Ｄ３の√２倍であり、
前記特定発色領域は、２５ＭＰａ以上の圧力で押圧されたことを示す色を有する領域であっても良い。

【0016】

上記締付試験によって、実施形態の端子における比Ｓ１／Ｓ２が再現性良く適切に求められる。

【0017】

＜３＞上記＜１＞または＜２＞に記載される端子において、
前記比Ｓ１／Ｓ２が０．５以下であっても良い。

【0018】

０．５以下の比Ｓ１／Ｓ２を有する端子では、第一面積Ｓ１の領域に働く圧力が非常に高い。このような端子は、ボルトによって取付対象に非常に強固に接続される。

【0019】

＜４＞上記＜１＞から＜３＞のいずれかの端子において、
前記比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上であっても良い。

【0020】

０．１以上の比Ｓ１／Ｓ２を有する端子では、第一面積Ｓ１の面積が十分に確保される。そのため、端子と取付対象との接触抵抗が低くなり易い。

【0021】

＜５＞上記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載される端子において、
前記アルミニウム合金が、シリコンを０．０１質量％以上１．５０質量％以下、マグネシウムを０．０１質量％以上２．００質量％以下含んでいても良い。

【0022】

上記組成を有するアルミニウム合金は、導電性に優れ、かつ８０ＨＶ以上のビッカース硬さを達成し易い。

【0023】

＜６＞上記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載される端子において、
前記端子の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上６３％ＩＡＣＳ以下であっても良い。

【0024】

端子が上記導電率を有することで端子の発熱量が抑えられる。その結果、端子、および端子に接続される取付対象への熱ダメージが軽減される。また、端子と取付対象との界面における熱衝撃が軽減される。更に、端子に接続される導体、および取付対象に接続される導体の劣化が抑制され易い。

【0025】

＜７＞上記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載される端子において、
前記端子のビッカース硬さが１６０ＨＶ以下であっても良い。

【0026】

端子のビッカース硬さが１６０ＨＶ以下であれば、端子と取付対象とを接続する際、端子の凹凸部の凸部が適度に潰れ易い。その結果、凹凸部の凸部近傍の酸化被膜が破壊され易く、端子と取付対象との導通が確保され易い。

【0027】

＜８＞上記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載される端子において、
前記第一面の少なくとも一部において、前記アルミニウムまたは前記アルミニウム合金が外部に露出していても良い。

【0028】

本開示において『アルミニウムまたはアルミニウム合金が外部に露出する』とは、アルミニウムまたはアルミニウム合金の外周に人為的に形成された被膜を有さないことを意味する。この『人為的に形成された被膜』は、端子と取付対象との接触抵抗を低減させる目的で形成される導電性の被膜、例えば導電性のメッキ層である。従って、『人為的に形成された被膜』には、自然酸化膜は含まれない。自然酸化膜は人為的に形成されたものでもないし、導電性を有するものでもない。自然酸化膜は例えば、酸化アルミニウムの被膜である。その他『人為的に形成された被膜』には、不可避的な表面汚れ、具体的には有機物、水和物、水分は含まれない。

【0029】

端子に人為的に形成された被膜は、端子と取付対象との接触抵抗を低減させることができる。反面、人為的に被膜を形成するには手間とコストがかかる。本開示の端子は、人為的に形成された被膜を有さなくても、所定のビッカース硬さと凹凸部とによって取付対象との接触抵抗を低減できる。人為的に形成された被膜を有さない端子は生産性に優れる。

【0030】

＜９＞上記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載される端子において、
前記端子のビッカース硬さを前記取付対象のビッカース硬さで割った硬さ比が１以上１．２５以下であっても良い。

【0031】

硬さ比が１以上であるということは、端子が取付対象よりも硬いことを意味する。硬さ比が１．２５以下であるということは、端子が取付対象に比べて硬すぎないことを意味する。硬さ比が１以上１．２５以下であれば、端子と取付対象との接触抵抗が低減され易い。

【0032】

＜１０＞上記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載される端子において、
前記凹凸部は、複数の溝を有し、
前記複数の溝はそれぞれＶ溝であっても良い。

【0033】

Ｖ溝は、溝に沿った方向に直交する断面における溝の輪郭形状がＶ字形状である溝を意味する。Ｖ溝の開口縁は、取付対象に食い込み易い。従って、Ｖ溝を備える凹凸部は、端子と取付対象との接触抵抗を低減し易い。

【0034】

＜１１＞上記＜１０＞に記載される端子において、
前記複数の溝における隣接する二つのＶ溝の側壁同士のなす角度は９０°超１４０°以下であっても良い。

【0035】

上記角度が９０°超１４０°以下であれば、Ｖ溝の開口縁が取付対象に食い込み易い。

【0036】

＜１２＞実施形態に係る端子付き電線は、
上記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載される端子と、
前記端子に接続される電線と、を備える。

【0037】

上記端子付き電線は、端子と取付対象との界面における経時的な接触抵抗の増加を抑制できる。熱衝撃および振動に強い端子付き電線は例えば、ハイブリッド自動車および電気自動車における車内配線に利用される。

【0038】

＜１３＞実施形態に係る接続構造は、
上記＜１＞から＜１１＞のいずれか記載される端子と、
取付対象と、
前記端子と前記取付対象とを接続するボルトと、を備える。

【0039】

上記接続構造は、長期にわたって端子と取付対象との界面における接触抵抗の増加を抑制できる。従って、上記接続構造を備える機器、例えばハイブリッド自動車などは、長期にわたって性能を維持し易い。

【0040】

＜１４＞上記＜１３＞に記載される接続構造において、
前記取付対象の材質が銅または銅合金であっても良い。

【0041】

銅または銅合金は、比較的変形し易い。従って、端子の凹凸部の凸部が取付対象に食い込み易く、端子と取付対象との接続が強固になる。銅または銅合金は高い導電率を有するため、取付対象の発熱量が抑えられる。

【0042】

＜１５＞上記＜１３＞または＜１４＞に記載される接続構造において、
前記取付対象の表面にさらに被覆層を有していても良い。

【0043】

被覆層は、取付対象の経時的な表面変化を抑止することができる。表面変化とは例えば表面酸化である。取付対象の表面酸化を抑止することで、端子と取付対象との接触抵抗を低減することができる。また被覆層は、取付対象のはんだ付け性、ろう付け性を改善する。これにより、取付対象に金属線からなる導体を接合する際の接触抵抗を低減することができる。

【0044】

＜１６＞上記＜１５＞に記載される接続構造において、
前記被覆層が、金、銀、スズ、またはニッケルから選択される少なくとも１種を含んでいても良い。

【0045】

上記元素は、銅または銅合金からなる取付対象の表面酸化を抑止し易い。従って、端子と取付対象との界面の接触抵抗の上昇が抑制され易い。

【0046】

＜１７＞上記＜１３＞に記載される接続構造において、
前記比Ｓ１／Ｓ２が０．４以下であり、
前記端子の材質が、国際登録合金番号における６０６１または６０５６であり、
前記端子の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上５０％ＩＡＣＳ以下であり、
前記端子のビッカース硬さが９０ＨＶ以上１１０ＨＶ以下であり、
前記ボルトの材質が、ＪＩＳ Ｇ ４１０７に規定されたＳＮＢ７鋼であり、
前記ボルトの前記呼び径Ｄ２が６ｍｍであり、
前記ボルトの前記座面径Ｄ３が１３ｍｍであり、
前記取付対象の材質が銅であり、
前記取付対象の表面にさらに被覆層を有していても良い。

【0047】

上記接続構造は、長期にわたって端子と取付対象との界面における接触抵抗の増加を抑制できる。端子の導電率およびビッカース硬さは調質処理によって達成される。調質処理は例えば、冷間加工、冷間加工後の加熱、溶体化焼き入れ、および時効処理などである。

【0048】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の端子、端子付き電線、および接続構造の実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。

【0049】

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１に示される本例の接続構造１は、端子２と取付対象３とボルト４とを備える。端子２の形態は、ボルト４によって取付対象３と接続されるように構成されていれば、特に限定されない。本例の端子２は、端子付き電線１０の一部である。端子付き電線１０は、電線５と、電線５とは独立した端子２とで構成されている。本例とは異なり、端子２はバスバーの一部または単芯線の一部でも良い。以下、接続構造１の各構成を詳細に説明する。

【0050】

≪端子≫
端子２は、第一面２１と第二面２２とを備える。第一面２１は、端子２が取付対象３に接続された状態において取付対象３に向き合う面である。第一面２１には、取付対象３に重複する部分と、重複しない部分とを有する。第二面２２は、第一面２１の反対側の面である。端子２は、第一面２１と第二面２２とに開口する貫通孔２ｈを備える。貫通孔２ｈにはボルト４が貫通されている。

【0051】

本例の端子２は、電線５の導体５０を把持するワイヤバレル２９を備える。端子２は更に、電線５の絶縁被覆５１を把持するインシュレーションバレルを備えていても良い。電線５の接続面の位置は限定されず、第一面２１でも良いし、第二面２２でも良いし、それらに直交するその他の面でもよい。ワイヤバレル２９の代わりに溶接や固相接合により電線５を端子２に接続しても良い。そのような接合方法は例えば、抵抗溶接、レーザ溶接、超音波溶着、摩擦撹拌溶接である。

【0052】

端子２のサイズは、端子２の用途に応じて決定される。例えば端子２の長さ、即ち電線５の延伸方向に沿った長さは５ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。端子２の長さは１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下でも良い。端子２の厚さ、即ち第一面２１と第二面２２との距離は例えば、０．１ｍｍ以上７ｍｍ以下である。端子２の厚さは例えば、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下でも良いし、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下でも良い。

【0053】

図２に示される貫通孔２ｈの形状は円形状である。貫通孔２ｈの内径Ｄ１は例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。本例とは異なり、貫通孔２ｈの形状は長孔形状でも良い。長孔形状を有する貫通孔２ｈの内径Ｄ１は、貫通孔２ｈに内接する最小の円の直径である。貫通孔２ｈの形状は、端子２の外周縁部に至るスリット形状であっても良い。

【0054】

端子２は、第一面２１における取付対象３に重複する位置に凹凸部２５を備える。凹凸部２５は、図２にクロスハッチングで示される領域、即ち第一面２１における貫通孔２ｈの周囲に形成されている。凹凸部２５は、端子２と取付対象３との接続を強固にする役割を有する。凹凸部２５の外周輪郭は矩形状である。この凹凸部２５の内周輪郭は貫通孔２ｈに沿った円形状である。凹凸部２５は、図３に示されるように、円環形状であっても良い。図３に示される円環形状の凹凸部２５の内周輪郭は、貫通孔２ｈより大きい。円環形状の凹凸部２５の内周輪郭は、貫通孔２ｈに一致していても良い。凹凸部２５の外周輪郭は楕円形など、矩形、円形でなくても良い。

【0055】

本例の凹凸部２５は、図４および図５に示されるように、第一面２１と、第一面２１に形成された複数の溝２５ｇとによって構成されている。図４および図５は、溝２５ｇに沿った方向に直交する平面で端子２を切断した断面図である。複数の溝２５ｇは並列していても良いし、クロスハッチング状に交差していても良い。並列される複数の溝２５ｇは、端子２の長さ方向に並んでいることが望ましい。凹凸部２５において円環状の複数の溝２５ｇが同心円状に並んでいても良い。本例とは異なり、凹凸部２５は、第一面２１から突出する複数の突起を備えていても良い。その場合、突起が凹凸部２５の凸部、第一面２１が凹部を構成する。第一面２１よりも凹んだ領域を形成して相対的な凸部とし、さらに凹んだ領域を形成して相対的な凹部としても良い。突起の形状は、後述する第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２を実現できれば、特に限定されない。その突起の形状は例えば角柱、角錐、角錐台、円柱、円錐、円錐台、半球である。またそれら突起の頂点に任意の曲率半径Ｒの曲面を有していても良い。またそれら突起の形状は、突起の突出方向に延びる中心線を挟んで非対称であっても良い。

【0056】

図４に示される溝２５ｇの断面形状は矩形状である。この場合、各溝２５ｇが凹凸部２５の凹部、第一面２１が凹凸部２５の凸部を構成する。第一面２１よりも突出した領域を形成して凸部とし、第一面２１よりも凹んだ領域を形成して凹部としても良い。第一面２１よりも凹んだ領域を形成して相対的な凸部とし、さらに凹んだ領域を形成して相対的な凹部としても良い。第一面２１と溝２５ｇとのつなぎ目が、凹凸部２５の角２５ｃを構成する。角２５ｃは丸みを帯びていても良い。凸部の幅Ｗ１、即ち隣接する二つの溝２５ｇ，２５ｇの間隔は例えば０ｍｍ超５ｍｍ以下である。幅Ｗ１は例えば０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下でも良い。溝２５ｇの開口部の幅Ｗ２は例えば０．０１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。幅Ｗ２は例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下でも良い。溝２５ｇの深さ、即ち凸部の高さｈ１は例えば０．００５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。高さｈ１は０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下でも良い。角２５ｃの曲率半径Ｒは例えば０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下でも良い。角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下でも良い。図４に示される溝２５ｇの側壁と第一面２１とのなす角度θは９０°である。この角度θは９０°以上１６０°以下でも良い。この角度θは９０°以上１５０°以下でもよい。個々の角度θは一致していなくても良い。個々の角度θを一致させない場合、加工精度を過度に高める必要がないため、生産コストを低減し易い。溝２５ｇの底面は平面でなくても良く、曲面でも良い。溝２５ｇの底面と側壁はなめらかなＲ形状により接続されていても良い。溝２５ｇの底面形状が曲面、または側壁となめらかなＲ形状により接続される形状である場合、端子２への振動や熱衝撃等による応力が溝２５ｇの底面や側壁周辺に集中し難いため、端子２が破損し難い。また溝２５ｇの加工精度を過度に高める必要がないため、端子２の生産コストが低減され易い。

【0057】

図４に示す溝２５ｇは、溝２５ｇの底部に向かうに従って狭くなっていても良い。そのような溝２５ｇの一例が図５に示されている。図５の溝２５ｇは、溝２５ｇに沿った方向に直交する断面においてＶ字形状である。すなわち溝２５ｇはＶ溝である。図５における隣接する二つの溝２５ｇの間隔は０ｍｍである。この場合、凹凸部２５に断面山型の凸部が形成される。隣接する溝２５ｇ，２５ｇのつなぎ目、即ち断面山型の凸部の頂点が角２５ｃを構成している。角２５ｃは丸みを帯びていてもよい。隣接する二つの角２５ｃの間隔、即ちピッチＰ１は例えば０．４ｍｍ以上５ｍｍ以下である。本例におけるピッチＰ１は、溝２５ｇの開口部の幅Ｗ２でもある。ピッチＰ１は例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下でも良い。断面山型の凸部の高さｈ１、即ち垂直方向における溝２５ｇの底部から角２５ｃまでの長さである溝２５ｇの深さは、例えば０．００５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。高さｈ１は例えば０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下でも良い。角２５ｃの曲率半径Ｒは例えば０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下でも良い。角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下でも良い。図５に示される隣接する二つの溝２５ｇの側壁同士のなす角度φは９０°である。この角度φは９０°に限定されず、６０°以上１７０°以下でも良い。この角度φは８０°以上１６０°以下でも良いし、９０°超１４０°以下でも良い。個々の角度φは一致していなくても良い。個々の角度φを一致させない場合、加工精度を過度に高める必要がないため、生産コストを低減しやすい。溝２５ｇの底面形状は曲面、または側壁となめらかなＲ形状により接続された平面でも良い。溝２５ｇの底面形状が曲面または平面である場合、端子２への振動や熱衝撃等による応力が溝２５ｇのＶ字形状の底面周辺に集中し難いため、端子２が破損し難い。また溝２５ｇの加工精度を過度に高める必要がないため、端子２の生産コストが低減され易い。

【0058】

凹凸部２５の角２５ｃは、端子２と取付対象３とが接続される際、取付対象３に食い込む。その際、角２５ｃは取付対象３によって変形される。この変形によって角２５ｃの酸化被膜が破壊され、端子２と取付対象３とが電気的に導通される。凹凸部２５が規定の圧力以上で取付対象３に押し付けられることで、端子２と取付対象３とが長期にわたって強固に接続される。

【0059】

端子２の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金である。端子２の表面には被覆層は備わっていない。アルミニウム合金は、アルミニウムを主成分とする、例えばアルミニウムを８０質量％以上含む合金である。アルミニウム合金は例えば、アルミニウムの他に、シリコンを０．０１質量％以上１．５０質量％以下、マグネシウムを０．０１質量％以上２．００質量％以下含む。アルミニウム合金は更に、銅、マンガン、鉄、クロム、ジルコニウム、チタンからなる群から選択される１種以上の添加元素を含んでいても良い。アルミニウム合金が添加元素を含む場合、マンガンと銅の少なくとも一方は必須としてもよい。銅の含有量は例えば、０．１質量％以上１．２質量％以下である。マンガンの含有量は例えば、０質量％以上１．５質量％以下である。鉄の含有量は例えば、０質量％以上０.８質量％である。クロムの含有量は例えば、０質量％以上０．４質量％以下である。亜鉛の含有量は例えば、０質量％以上０．８質量％以下、チタンの含有量は例えば、０質量％以上０．２質量％以下である。チタンとジルコニウムの合計含有量は例えば、０質量％以上０．３質量％以下である。アルミニウム合金は例えば、国際登録合金番号における６０６１または６０５６である。

【0060】

端子２のビッカース硬さは８０ＨＶ以上である。ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４－１：２０２０に準拠して測定される。シリコンおよびマグネシウムを含むアルミニウム合金は、８０ＨＶ以上のビッカース硬さを満たし易い。ビッカース硬さが高いほど、ボルト４によって端子２と取付対象３とが締め付けられたときに、凹凸部２５の凸部の角２５ｃが取付対象３に食い込み易い。また、ビッカース硬さが高いほど、導通によって端子２が発熱したときに、端子２がクリープ変形し難い。その結果、取付対象３にボルト４の軸力が抜けることを抑止できる。端子２のビッカース硬さの上限は例えば、１６０ＨＶである。１６０ＨＶ以下のビッカース硬さを有する端子２の角２５ｃは、取付対象３に食い込む際、取付対象３によって適度に変形される。変形した角２５ｃにおいてアルミニウムの酸化被膜が破壊され易い。ビッカース硬さの範囲は例えば、８０ＨＶ以上１６０ＨＶ以下、更には８５ＨＶ以上１５０ＨＶ以下である。ビッカース硬さの範囲は、９０ＨＶ以上１４０ＨＶ以下でも良いし９０ＨＶ以上１１０以下でも良い。

【0061】

端子２の導電率は例えば、４０％ＩＡＣＳ以上６３％ＩＡＣＳ以下である。導電率は、ＪＩＳ Ｈ ０５０５：１９７５に準拠して測定される。シリコンおよびマグネシウムを含むアルミニウム合金は、上記導電率を満たし易い。端子２が上記導電率を有することで端子２の発熱量が抑えられる。その結果、端子２に接続される電線５、および取付対象３への熱ダメージが軽減される。導電率は、４１％ＩＡＣＳ以上６０％ＩＡＣＳ以下でも良いし、４２％ＩＡＣＳ以上５８％ＩＡＣＳ以下でも良い。その他、導電率は、４０％ＩＡＣＳ以上５０％ＩＡＣＳ以下でも良い。

【0062】

凹凸部２５を備える端子２は、ボルト４の締め付けによって第一面２１と取付対象３とが接続された状態において所定の条件を満たす。その条件は、第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であることである。比Ｓ１／Ｓ２は、端子２と取付対象３とが所定以上の接続強度で接続されることを示す指標である。比Ｓ１／Ｓ２は０．７以下、更には０．６以下である。比Ｓ１／Ｓ２は０．５以下でも良いし、０．４以下でも良い。比Ｓ１／Ｓ２の下限値は例えば０．１である。従って、比Ｓ１／Ｓ２の範囲は例えば、０．１以上０．８以下、０．１以上０．７以下、０．１以上０．６以下、０．１以上０．５以下、または０．１以上０．４以下である。

【0063】

第一面積Ｓ１は、規定値以上の圧力で第一面２１が取付対象３と接触する領域の面積である。規定値は例えば、２５ＭＰａである。第一面積Ｓ１は後述する試験例に示される締付試験によって求められる。第一面積Ｓ１は５ｍｍ^２以上である。第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上であれば、端子２と取付対象３とが機械的に強固に接続され、かつその接続強度が長期にわたって維持され易い。第一面積Ｓ１が大きくなるほど接続強度が高くなる。第一面積Ｓ１は例えば、６ｍｍ^２以上でも良いし、７ｍｍ^２以上でも良い。第一面積Ｓ１の上限は、比Ｓ１／Ｓ２によって制限される。言い換えれば、比Ｓ１／Ｓ２の下限は、第一面積Ｓ１によって制限される。

【0064】

第二面積Ｓ２は、所定の円環領域の面積である。円環領域は、貫通孔２ｈの内径Ｄ１に基づいて定められるボルト４の呼び径Ｄ２を内径、ボルト４の座面径Ｄ３を外径とする仮想領域である。つまり、Ｓ２＝π（Ｄ３／２）^２－π（Ｄ２／２）^２である。ボルト４は、内径Ｄ１の貫通孔２ｈに配置されたときに端子２と取付対象３とを適切に締め付けることができるように選定される。ボルト４の呼び径Ｄ２、座面径Ｄ３は、端子２が適用される箇所に応じて適宜選定できる。この選定基準を次のとおり例示する。呼び径Ｄ２は、内径Ｄ１に対応したボルト４の軸部４０の直径に相当するものである。座面径Ｄ３は、端子２の第二面２２においてボルト４の軸力が実質的に作用する範囲の外径に相当するものである。ボルト４による締結では、ヘッド部４１の下部にフランジ部４２を有するボルト４が使用される。フランジ部を有さないボルト４による締結ではワッシャが使用される。ＪＩＳ Ｂ １１８９：２０１４の付表ＪＡ．３を参考に、呼び径Ｄ２に応じた適切なフランジ部の外径を決めればよい。フランジ部を有するボルト４の場合、フランジ部の外径に０．９２９を掛けた値を座面径Ｄ３とみなすことができる。ボルト４と端子２との間にワッシャが配置される場合、ワッシャの外径に０．９２９を掛けた値を座面径Ｄ３とみなすことができる。呼び径Ｄ２は、内径Ｄ１と同じ場合がある。座面径Ｄ３は、内径Ｄ１および呼び径Ｄ２よりも大きい。例えば、内径Ｄ１が４ｍｍ以上５ｍｍ未満であれば、呼び径Ｄ２は４ｍｍ、座面径Ｄ３は９．８ｍｍである。なお、端子２の用途に応じて呼び径Ｄ２および座面径Ｄ３が変更されても良い。当業者であれば用途に応じて適切な呼び径Ｄ２および座面径Ｄ３を選択できる。

【0065】

ボルト４の軸力が一定の場合、第二面積Ｓ２に対する第一面積Ｓ１の割合が小さくなるほど、第一面積Ｓ１を有する領域に働く圧力が増加する。比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であり、かつ第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上であれば、端子２と取付対象３とが機械的に強固に接続され、かつその接続強度が長期にわたって維持され易い。その結果、端子２と取付対象３との間の接触抵抗が経時的に増加し難い。

【0066】

≪電線≫
電線５は、導体５０と、導体５０の外周を覆う絶縁被覆５１とを備える。導体５０の外径は例えば、０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下でも良いし、０．４ｍｍ以上３０ｍｍ以下でも良い。本例の導体５０は複数の素線をより合わせたより線である。導体５０は例えば、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金などで構成されている。

【0067】

絶縁被覆５１の厚さは例えば、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下でも良いし、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下でも良い。絶縁被覆５１の材質は例えば、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする。ポリオレフィン系樹脂は、例えばポリエチレンまたはポリプロピレンである。絶縁被覆５１はシリコーン系樹脂でも良い。

【0068】

≪取付対象≫
取付対象３は、ボルト４を介して端子２と接続可能な形態であれば特に限定されない。本例の取付対象３は端子形状を備える。取付対象３はボルト４が貫通される貫通孔３ｈを備える。

【0069】

取付対象３の材質は例えば、銅または銅合金である。銅または銅合金は、比較的変形し易い。従って、端子２の凹凸部２５の角２５ｃが取付対象３に食い込み易く、端子２と取付対象３との接続が強固になる。取付対象３のビッカース硬さは例えば、端子２のビッカース硬さの２倍よりも低い。この場合、端子２の凹凸部２５の凸部が取付対象３に食い込み易く、端子２と取付対象３との接続が強固になり易い。

【0070】

本例の取付対象３は、取付対象３の表面に被覆層３１を有している。被覆層３１は代表的にはめっきによって形成された金属層である。本例の被覆層３１はめっき層である。被覆層３１は、端子２と取付対象３とがこすれ合ったときに、端子２と取付対象３との界面の隙間を埋める。そのため、端子２のアルミニウムの新生面が酸化し難く、端子２と取付対象３との接触抵抗が上昇し難い。被覆層３１は、少なくとも端子２に接触する部分に設けられていれば良い。被覆層３１は必須ではない。

【0071】

被覆層３１は、金、銀、スズ、またはニッケルから選択される少なくとも１種を含んでいても良い。上記元素を含む被覆層３１は、銅または銅合金からなる取付対象３に密着し易い。従って、端子２と取付対象３との界面の接触抵抗の上昇が抑制され易い。被覆層３１のビッカース硬さが、取付対象３の本体を構成する銅または銅合金のビッカース硬さよりも低いと、端子２と取付対象３との界面の接触抵抗の上昇が抑制され易い。

【0072】

≪ボルト≫
ボルト４は、端子２と取付対象３とを締め付けて、端子２と取付対象３とを接続する。ボルト４は、軸部４０とヘッド部４１とを備える。本例のボルト４は更にフランジ部４２を有する。フランジ部４２は、端子２の第二面２２に当接する。軸部４０にナット４ｎがはめ込まれている。ナット４ｎは、取付対象３に当接する。ボルト４のフランジ部４２とナット４ｎとの間で、端子２と取付対象３とが締め付けられる。フランジ部４２を有さないボルト４の場合、ヘッド部４１と端子２との間にワッシャが配置される。

【0073】

ボルト４の材質は例えば鋼である。ボルト４は例えば、ＪＩＳ Ｇ ４１０７：２０１０に規定されたＳＮＢ７鋼によって構成されていても良い。

【0074】

＜試験例１＞
試験例では、実施形態１の端子２を模した複数の試料を作製し、締付試験によって各試料の比Ｓ１／Ｓ２を求めた。また、実施形態１の接続構造１を模した試験構造体を作製し、その試験構造体を用いて熱衝撃試験を実施した。

【0075】

≪試料≫
・試料Ｎｏ．１
試料Ｎｏ．１の端子２は、図６に示される形状を備える。端子２は、１４ｍｍ×４０ｍｍの矩形板である。端子２の厚さは２．０ｍｍである。端子２には、端子２の面積中心と同心の貫通孔２ｈが設けられている。貫通孔２ｈの内径Ｄ１は７ｍｍである。試料Ｎｏ．１の材質は国際登録合金番号における６０５６であった。材質の質別はＴ７であった。端子２のビッカース硬さは１００ＨＶであった。ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４－１：２０２０に準拠して測定した。ビッカース硬さは、２０点の測定値の中央値であった。端子２は、人為的に形成された導電性の被膜を有していない。この点は、以降の説明におけるいずれの端子２においても同様である。

【0076】

試料Ｎｏ．１の凹凸部２５は、図４に示されるような複数の矩形状の溝２５ｇを有する。複数の溝２５ｇは並列されている。幅Ｗ１は０．４ｍｍ、幅Ｗ２は０．６ｍｍであった。高さｈ１は０．２ｍｍであった。溝２５ｇの本数は１３本、角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０３ｍｍ、角度θは９０°であった。

【0077】

・試料Ｎｏ．２
試料Ｎｏ．２は、試料Ｎｏ．１とは凹凸部２５の形状のみが異なる。試料Ｎｏ．２の凹凸部２５は、図５に示されるような複数のＶ字形状の溝２５ｇを有する。複数の溝２５ｇは並列されている。ピッチＰ１は１ｍｍ、高さｈ１は０．５ｍｍであった。溝２５ｇの本数は１３本、角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０３ｍｍ、隣接する二つの溝２５ｇの側壁同士のなす角度φは９０°であった。

【0078】

・試料Ｎｏ．３
試料Ｎｏ．３は、試料Ｎｏ．１とは幅Ｗ１，Ｗ２、高さｈ１、および角度θのみが異なる。溝２５ｇは、開口幅よりも底部幅が狭いテーパ形状の溝２５ｇである。すなわち、溝２５ｇの断面形状は逆等脚台形状である。凹凸部２５の凸部の断面形状は等脚台形状である。幅Ｗ１は０．４５ｍｍ、幅Ｗ２は０．５５ｍｍ、高さｈ１は０．０２ｍｍ、角度θは１０５°であった。

【0079】

・試料Ｎｏ．４
試料Ｎｏ．４は、試料Ｎｏ．１とは凹凸部２５の形状のみが異なる。試料Ｎｏ．４の凹凸部２５の外形は、図３に示されるような円環形状を備える。円環形状の内径は１０．０ｍｍ、外径は１１．４ｍｍであった。凹凸部２５は、同心円状に配置された複数の溝２５ｇを有する。溝２５ｇの断面形状は逆等脚台形状であり、凹凸部２５の凸部の断面形状は等脚台形状である。幅Ｗ１は０．０６ｍｍ、幅Ｗ２は０．２ｍｍ、高さｈ１は０．２８ｍｍ、角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０３ｍｍ、角度θは１１０°、溝２５ｇの本数は３本、凸部は２本であった。

【0080】

・試料Ｎｏ．５
試料Ｎｏ．５は、試料Ｎｏ．４とは凹凸部２５の円環形状の内径、外径、幅Ｗ１，Ｗ２、高さｈ１、角２５ｃの曲率半径Ｒ、角度θが異なる。内径は８．０ｍｍ、外径は９．１ｍｍ、幅Ｗ１は０．１２ｍｍ、幅Ｗ２は０．３１ｍｍ、高さｈ１は０．４ｍｍ、角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０３ｍｍ、角度θは９０°であった。

【0081】

・試料Ｎｏ．６
試料Ｎｏ．６は、試料Ｎｏ．２とは凹凸部２５の形状のみが異なる。試料Ｎｏ．６の凹凸部２５は、並列される複数の溝２５ｇと、この複数の溝２５ｇに直交する別の複数の溝２５ｇとを備える。凹凸部２５はいわゆる、四角目ローレット形状である。ピッチＰ１は１ｍｍ、高さｈ１は０．５ｍｍ、角２５ｃの曲率半径Ｒは０．０３ｍｍ、隣接する二つの溝２５ｇの側壁同士のなす角度φは９０°であった。

【0082】

・試料Ｎｏ．１０１
試料Ｎｏ．１０１は、試料Ｎｏ．１とは幅Ｗ１，Ｗ２のみが異なる。幅Ｗ１は０．７ｍｍ、幅Ｗ２は０．３ｍｍであった。

【0083】

・試料Ｎｏ．１０２
凹凸部を有さないこと以外、試料Ｎｏ．１０２は試料Ｎｏ．１と同じである。

【0084】

・試料Ｎｏ．１０３
試料Ｎｏ．１０３は、材質以外は試料Ｎｏ．２と同じである。試料Ｎｏ．１０３の材質は国際登録合金番号における６１０１であった。材質の質別はＴ６であった。試料Ｎｏ．１０３のビッカース硬さは７１ＨＶであった。

【0085】

≪締付試験≫
図７は締付試験の概略図である。締付試験では、試料の端子２に加えて、円環状の板６と感圧シート７とを用意した。円環状の板６の材質は、ＪＩＳ Ｈ ３１００：２０１８に規定されるＣ１１００－１／４Ｈである。Ｃ１１００はタフピッチ銅である。円環状の板６のビッカース硬さは７８ＨＶである。円環状の板６の厚さは１．５ｍｍである。図６に破線で示されるように、締付試験において円環状の板６は端子２に重ねられる。円環状の板６の内径はボルト４（図１）の呼び径Ｄ２に等しい。円環状の板６の外径Ｄ４は、二点鎖線で示される座面径Ｄ３の円に外接する正方形の対角線の長さ、即ち座面径Ｄ３の√２倍である。図６に示される例では、上記正方形と凹凸部２５の外形とが一致している。内径Ｄ１、呼び径Ｄ２、座面径Ｄ３、および外径Ｄ４の関係を表１に示す。表１の数値は、既に述べた選定基準に基づいて設定されたものである。

【0086】

【表1】

【0087】

図７に示される締付装置８は、上パンチ８１と下パンチ８２と位置決めピン８３とを備える。上パンチ８１は円筒形状を備える。上パンチ８１の材質はＳ５０Ｃであった。上パンチ８１の外径は座面径Ｄ３と同じ、内径は呼び径Ｄ２と同じである。下パンチ８２は円筒形状を備える。下パンチ８２の材質はＳ５０Ｃであった。下パンチ８２の外径は座面径Ｄ３と同じである。下パンチ８２の内径は呼び径Ｄ２よりも小さい。本例では、下パンチ８２の端面に位置決めピン８３が配置されている。位置決めピン８３は、下パンチ８２の孔に圧入されていても良い。

【0088】

締付装置８の下パンチ８２の端面上に、円環状の板６、感圧シート７、端子２の順にセットした。その結果、端子２と円環状の板６との間に感圧シート７が配置された積層体９が、下パンチ８２の端面上に配置された。感圧シート７は、富士フイルム株式会社製の『プレシート（圧力測定フィルム）中圧用 ＭＳ ＰＳ』である。端子２の凹凸部２５は感圧シート７に面している。

【0089】

上パンチ８１を万能試験機のクロスヘッドにより圧縮して下方に移動させ、ボルト４に軸力が作用した状態を模擬して積層体９を加圧した。加圧力の最終到達値Ｌ１は、１３８×（Ｄ２）^２±５０Ｎである。加圧力は万能試験機のロードセルにより測定され、クロスヘッドの変位によって管理される。最終到達値Ｌ１は、多少の誤差はあるものの、貫通孔２ｈの内径Ｄ１に応じて一義的に決定される。軸力の印加開始から５秒で最終到達値Ｌ１に達した。最終到達値Ｌ１による締め付けを５秒間維持し、その後除荷した。測定時の温度は２５℃、相対湿度は４０％であった。

【0090】

端子２と円環状の板との間から感圧シート７を回収し、画像解析によって感圧シート７の特定発色領域の面積を算出した。特定発色領域の面積が第一面積Ｓ１である。

【0091】

感圧シート７の発色面をスキャンする。このとき、感圧シート７に付属するカラーチャートを感圧シートと同時にスキャンする。カラーチャートは、感圧シート７に作用した圧力と、感圧シート７の色の濃度との対応関係を示す。スキャナの解像度は３００ｄｐｉ（ドットパーインチ）、２４ｂｉｔカラーであった。

【0092】

スキャンした画像データをＩｍａｇｅ Ｊによって画像解析した。Ｉｍａｇｅ Ｊはオープンソースの画像解析ソフトである。ソフトのバージョンは１．５３ｋであった。画像データを８ｂｉｔのモノクロ画像に変換した。ソフトによって、感圧シートの発色領域の明度のヒストグラムを作成すると共に、カラーチャートの明度のヒストグラムを作成した。感圧シートでは、接触圧力が高いほど濃い色に発色する。モノクロ画像では、接触圧力が高いほど明度が低くなる。カラーチャートのヒストグラムから、２５ＭＰａ以上の接触圧力に相当する明度が求められる。一方、感圧シートの発色領域のヒストグラムから、２５ＭＰａ以上の接触圧力を示す画素の数Ｎを求める。３００ｄｐｉの画像では、１ピクセル当たりの面積は０．００７１６８ｍｍ^２である。従って、第一面積Ｓ１は、０．００７１６８×Ｎである。第一面積Ｓ１が得られれば、比Ｓ１／Ｓ２は計算によって求められる。

【0093】

≪熱衝撃試験≫
各試料の端子２と円環状の板６とをボルトとナットによって締め付けた試験構造体を作製した。ボルトの材質はＳＮＢ７鋼、ビッカース硬さは３６０ＨＶであった。ナットの材質はＳＷＲＣＨ１０Ｒ、ビッカース硬さは２１０ＨＶであった。端子２の内径Ｄ１が７ｍｍであるので、ボルトの呼び径Ｄ２およびナットの呼び径Ｄ２は６ｍｍであった。円環状の板６の内径は６ｍｍ、外径は１８．４ｍｍであった。ボルトとナットとを、軸力の最終到達値Ｌ１が約５ｋＮ（１３８×６^２Ｎ）となるように締め付けた。事前にトルクと軸力の関係をひずみゲージ付き軸力ボルトにより測定し、これに基づいて試験構造体の締め付けトルクを設定した。

【0094】

試験構造体を１０００サイクルの熱衝撃試験に供した。１サイクルは、１５０℃の雰囲気で３０分間保持する工程Ａと、工程Ａの完了から５分以内に雰囲気を－４０℃に冷却する工程Ｂと、工程Ｂの完了から－４０℃の雰囲気に３０分間保持する工程Ｃと、工程Ｃの完了から５分以内に雰囲気を１５０℃に加熱する工程Ｄと、を備える。

【0095】

熱衝撃試験後に、試験体の接触抵抗を四端子法で測定した。四端子法では、試料の端子２と円環状の板６のそれぞれに電流供給用のワニ口クリップを挟む。また、試料の端子２と円環状の板６のそれぞれに電圧測定用のワニ口クリップを挟む。制限電圧１２Ｖの条件下で１Ａの測定電流を印加した。測定された電圧を印加電流で除算し、接触抵抗を算出した。接触抵抗の単位はｍΩ（ミリオーム）である。接触抵抗の算出結果、試料の端子２のビッカース硬さ、第一面積Ｓ１の大きさ、および比Ｓ１／Ｓ２を表２に示す。

【0096】

【表2】

【0097】

表２に示されるように、第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上で、かつ比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下である試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．６の試験体の接触抵抗は０．１ｍΩ以下であった。比Ｓ１／Ｓ２が０．８超である試料Ｎｏ．１０１および試料Ｎｏ．１０２の接触抵抗は０．３ｍΩ以上であった。試料Ｎｏ．１０１と試料Ｎｏ．１０２との比較から、比Ｓ１／Ｓ２が大きくなるほど、接触抵抗が高くなることが分かった。

【0098】

試料Ｎｏ．１０３の試験体は、５ｍｍ^２以上の第一面積Ｓ１と、０．８以下のＳ１／Ｓ２を有するものの、試料Ｎｏ．１０３の試験体の接触抵抗は１．６０ｍΩであった。これは、試料Ｎｏ．１０３の試験体に備わる端子２のビッカース硬さが７１ＨＶであったため、熱衝撃試験によって凹凸部２５の角２５ｃが変形したからであると推察される。角２５ｃが変形すると、端子２と円環状の板６との間にアルミニウムの新生面が形成され、その新生面が酸化したと考えられる。また同時に端子２の応力緩和が生じ、ボルト軸力が抜け、端子２と円環状の板６との間がこすれることによりアルミニウムの新生面が形成され、その新生面が酸化したと考えられる。

【0099】

＜試験例２＞
試験例２では、端子２のビッカース硬さ、端子２の凹凸部２５の形状、または取付対象３のビッカース硬さが異なる複数の試験構造体を作製し、それらの試験構造体の接触抵抗を測定した。接触抵抗は、試験例１の熱衝撃試験に記載される測定方法によって求めた。

【0100】

各試験構造体の構成を表３に示す。ビッカース硬さが１００ＨＶである端子２は国際登録合金番号の６０５６で構成されている。ビッカース硬さが１０１ＨＶである端子２は国際登録合金番号における６０６１で構成されている。ビッカース硬さが９０ＨＶである端子２は国際登録合金番号における６０６１で構成されている。ビッカース硬さが１０８ＨＶである端子２は国際登録合金番号における６０６１で構成されている。ビッカース硬さが９６ＨＶである端子２は国際登録合金番号における６０６１で構成されている。

【0101】

取付対象３はすべて銅または銅合金であった。ビッカース硬さが７８ＨＶである取付対象３は、ＪＩＳ Ｈ ３１００：２０１８に規定されるＣ１１００－１／４Ｈで構成されている。ビッカース硬さが９５ＨＶである取付対象３は、ＪＩＳ Ｈ ３１００：２０１８に規定されるＣ１０２０－１／２Ｈで構成されている。ビッカース硬さが１３０ＨＶである取付対象３は、ＪＩＳＪＩＳ ３１００：２０１８に規定されるＣ２８０１－１／２Ｈで構成されている。Ｃ２８０１－１／２Ｈは黄銅である。

【0102】

表３における硬さ比は、端子２のビッカース硬さを取付対象３のビッカース硬さで割った値である。端子２のビッカース硬さが取付対象３のビッカース硬さ以上であれば、硬さ比は１以上となる。

【0103】

表３における『形状』は、凹凸部２５の全体的な形状を示す。『クロス溝』は、互いに直交する複数の溝２５ｇによって構成された四角目ローレット形状の凹凸部２５である。『平行溝』は、複数の溝２５ｇが並列された形状の凹凸部２５である。ここで、本例では、端子２の凹凸部２５の形状に起因する比Ｓ１／Ｓ２の変化を測定した。比Ｓ１／Ｓ２は、試験例１の締付試験に記載される測定方法によって求めた。締付試験において端子２と共に締め付けられる円環状の板６はいずれも、ビッカース硬さが７８ＨＶのＣ１１００－１／４Ｈであった。

【0104】

表３における『幅Ｗ１』は図４に示される凸部の幅Ｗ１である。幅Ｗ１がゼロである場合、図５に示されるように凸部が尖った形状であることを意味する。表３における『幅Ｗ２』は、図４および図５に示される溝２５ｇの幅Ｗ２である。表３における『高さｈ１』は、図４および図５に示される凸部の高さ、すなわち溝２５ｇの深さである。表３における『角度φ』は、図５に示される角度φである。ここで、試料Ｎｏ．１４は、凹凸部２５を有さない試料である。

【0105】

【表3】

【0106】

比Ｓ１／Ｓ２が０．２５である試料Ｎｏ．１３の接触抵抗は、比Ｓ１／Ｓ２が０．０７である試料Ｎｏ．１０の接触抵抗よりも小さかった。このことから、比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上であれば、接触抵抗が低くなり易いことが分かった。

【0107】

硬さ比が１以上１．２５以下である試料Ｎｏ．１１から試料Ｎｏ．１３の接触抵抗は、硬さ比が１．２８である試料Ｎｏ．１０の接触抵抗、および硬さ比が１未満である試料Ｎｏ．１５から試料Ｎｏ．１９の接触抵抗よりも小さかった。これらのことから、硬さ比が１以上１．２５以下であれば、接触抵抗が低くなり易いことが分かった。

【0108】

試料Ｎｏ．１０と、試料Ｎｏ．１１から試料Ｎｏ．１３との比較から、角度φが９０°超であれば、接触抵抗が低くなり易いことが分かった。

【符号の説明】

【0109】

１ 接続構造
１０ 端子付き電線
２ 端子
２ｈ 貫通孔
２１ 第一面
２２ 第二面
２５ 凹凸部
２５ｃ 角
２５ｇ 溝
２９ ワイヤバレル
３ 取付対象
３ｈ 貫通孔
３１ 被覆層
４ ボルト
４ｎ ナット
４０ 軸部
４１ ヘッド部
４２ フランジ部
５ 電線
５０ 導体
５１ 絶縁被覆
６ 円環状の板
７ 感圧シート
８ 締付装置
８１ 上パンチ
８２ 下パンチ
８３ 位置決めピン
９ 積層体
Ｄ１ 貫通孔の内径
Ｄ２ 呼び径
Ｄ３ 座面径
Ｄ４ 円環領域の外径
Ｐ１ ピッチ
Ｗ１，Ｗ２ 幅
ｈ１ 高さ
θ、φ 角度

【要約】

端子は、ボルトによって取付対象と接続されるように構成された端子であって、第一面と貫通孔と凹凸部とを備える。端子の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、端子のビッカース硬さは８０ＨＶ以上である。前記ボルトの締め付けによって前記第一面と前記取付対象とが接続された状態における第一面積Ｓ１と第二面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．８以下であり、前記第一面積Ｓ１は、２５ＭＰａ以上の圧力で前記第一面が前記取付対象と接触する領域の面積であり、前記第二面積Ｓ２は、前記貫通孔の内径Ｄ１に基づいて定められる前記ボルトの呼び径Ｄ２を内径、前記ボルトの座面径Ｄ３を外径とする円環領域の面積であり、前記第一面積Ｓ１が５ｍｍ^２以上である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】