连接结构体的制作方法

本发明涉及一种连接结构体，其通过压缩构成连接部件的第1导体的第1连接部，将第1连接部直接连结到构成被连接体的第2导体的第2连接部，且使用由铝合金构成的导体作为第2导体、或作为第1及第2导体双方来形成电连接结构，轻量且连接可靠性优异，而且也不易产生缩颈断线。

背景技术：

为了将电线及电缆(以下，有时将它们统称为“电线等”)的导体和端子、或者电线等的导体电连接，而通过相互连结的方式形成的连接结构体通常使用由铜或铜合金构成的铜系材料作为电线等的导体、或作为导体及端子双方，但最近，从轻量化等观点出发，代替铜系材料而将由铝或铝合金构成的铝系材料用作导体的研究正在进行。

如果将电线等的导体从铜系材料变更为铝系材料，那么能够实现连接结构体的轻量化的同时简化周边的附带设备，并且提高施工的安全性。另外，铝是埋藏量比铜多的金属，认为今后，将电线等的导体从铜系材料替代为铝系材料的必要性会进一步提高。

这里，作为连接结构体的形态，可以列举如下情况：以包裹由铝系材料构成的电线等的导体连接部的外周面的方式，利用压接等使例如由铜系材料构成的端子或套管的导体连接部加工变形，将电线等的导体连接部压缩，由此将端子等的导体连接部连结到电线等的导体连接部，从而形成电连接结构(例如图1、图2等)；或者用螺栓或螺钉等紧固件来紧固电线等的导体连接部进行压缩，由此将电线等的导体连接部连结到其它导体连接部，从而形成电连接结构(例如图3等)；等。

然而，电线等的导体连接部和端子等的导体连接部接触的部分即接点如果以微观形状观察，则能够考虑为具有凹凸的部分彼此接触，并且接触的多个点聚在一起形成(接触)面。另外，铝系材料由于与铜系材料相比强度低，因此使用铝系材料形成在电线等的导体连接部上的连接结构体与使用铜系材料形成在电线等的导体连接部上的连接结构体相比，具有接点的接触压力(接压)低的问题。

进而，这些连接结构体虽然都具有温度因伴随通电的发热等而上升的倾向，但如果温度上升，那么在将形成连接结构体的电线等的导体连接部设为铝系材料，将端子等连接部件的导体连接部设为铜系材料时，因铝系材料和铜系材料的热膨胀率的差而容易产生接点的偏移或解除。即，这是由于相对于铜的线膨胀系数为17×10^-6/℃铝的线膨胀系数高达23×10^-6/℃，所以随着温度上升，在电线等的导体连接部(铝系材料)和端子等(铜系材料)的接合(接触)界面，容易产生空隙或接点位置的相对偏移。而且，由于形成连接结构体时曾为接点位置(初始接点位置)的铝系材料的表面(凹凸)部分因温度上升而从铜系材料的接点位置相对地移动而偏移，由此导致曾为初始接点位置的铝系材料的表面(凹凸)部分暴露在空气中并被氧化膜覆盖，并且在相对地偏移而成为新接点位置的铝系材料的表面部分已经存在绝缘性高且以稳定的状态存在的氧化膜，所以具有通电时接点间的电阻上升，随之由焦耳热而产生的热量变多，并产生局部温度上升的倾向。而且，具有由此诱发进一步的接点偏移，并导致进一步的氧化膜增加及电阻上升这一恶性循环的问题，最坏的情况下有可能会导致火灾事故。

作为用于解决这种问题的方法，例如可以列举如下方法：增加电线等的导体的截面面积，或者降低流经导体的电流量，由此避免形成连接结构体的电线等的导体连接部(铝系材料)和端子等(铜系材料)的热膨胀差变大，从而尽量抑制连接结构体的温度上升。

然而，该方法具有受到设置电线或电缆的空间的制约，或者必须增加设置的电线或电缆的根数，连接结构体可使用的环境及用途等应用范围受限制的问题，缺乏通用性。

另外，作为用于解决如上所述问题的其它方法，例如可以想到不仅电线等的导体由铝系材料构成，而且端子也由铝系材料构成。在电线等的导体及端子由铝系材料构成时，虽然构成电线等的导体及端子的材料间的热膨胀差小，不易产生随之发生的接点的偏移，但由于接点间的接触压力(接压)低，所以例如在频繁地作用有振动或外力的环境下使用该连接结构体时，具有容易产生接点的偏移，并且如果产生接点的偏移，那么在偏移的表面会形成稳定的铝氧化膜，而容易增加电阻的问题。

另一方面，在电线等的导体及端子双方上使用铝系材料而形成的连接结构体与在电线等的导体及端子双方上使用铜系材料而形成的现有连接结构体相比，能够显著实现轻量化，而且，与在电线等的导体上使用铝系材料、在端子上使用铜系材料而形成的连接结构体相比，由于消除了异种金属腐蚀等问题，因此期待被开发。

另外，作为用来抑制电线的导体连接部(铝系材料)的氧化及确保与端子的导通连接部(铜系材料)的导通路径的方法，或者用来抑制电线的导体及端子的连接部(双方均为铝系材料)的氧化及确保接点间的导通路径的方法，已知如下方法：在导体连接部的表面涂布锌粉末或碳化硅粉末等配混物，使电线的导体连接部(铝系材料)和端子的导通连接部(铜系材料)之间介存有配混物。

然而，该方法也具有如下问题由于能够使用配混物的允许温度范围的上限值低，所以无法在超出该允许温度范围的环境下使用，而且在连接结构体的组装时或施工时，需要在电线等的导体连接部的表面平整均匀地涂布配混物的作业，但该作业会耗费时间及成本。

进而，作为用来防止接点偏移的方法，采用如下方法是有用的：在构成连接部件的导体连接部的表面(内表面)形成由多个沟槽及突部构成的锯齿，将该形成有锯齿的构成连接部件的导体连接部通过进行夹紧压接等而牢固地连结到电线的导体连接部(例如专利文献1及2等)。

然而，在构成连接部件的导体连接部形成锯齿的方法具有如下问题：由于使连接部件的结构变复杂，所以导致成本增加，此外，为了提高连接强度，必须使锯齿的顶点陷入电线的导体连接部，这在构成电线的导体连接部的线材直径细的情况下会导致缩颈断线，并且应用范围受限制。

另外，作为将由铝系材料构成的电线等的连接导体连接到由铜系材料所构成的电线等的连接导体所得的其它连接结构体，例如在专利文献3中提出了如下连接结构体，其在施工现场布设前，将由铝系材料构成的电线/电缆的导体预先连接到由铜系材料构成的电线/电缆的导体，连接后的电线/电缆的(线圈)主体为铝系导体，仅终端采用铜系导体。

然而，专利文献3所记载的连接结构体虽然只要由铝系导体构成的(线圈)主体的长度为在施工现场等使用的范围(距离)内能够始终延伸存在的长度即可，但在施工现场必须变更长度时，由于无法在施工现场等自由地变更线圈主体的长度，因此根据在施工现场等延伸设置的范围(距离)等，线圈主体(铝系导体)的长度会不足、或长得超过所需，其结果，具有材料的处理性变差，无法充分实现轻量化等问题。

如上所述，在现有技术下，无法获得即使在以下设想的用途中也能够适用的连接结构体，特别是轻量、连接可靠性优异、且不易产生缩颈断线的连接结构体，所述用途是为了应对当前大电流化及使用环境温度的高温化的趋势，而在电线等中流通大电流、或在高温环境下使用电线等情形。在这些用途中，在将电线等的导体从铜系材料替换成铝系材料的情况下，有产生火灾事故的危险性，因此现状是，依然继续使用铜系材料作为电线等的导体，尚未见到将使用铝系材料作为电线等的导体所形成的连接结构体用于上述用途的事例。

像这样使用铝系材料形成且实现轻量化的连接结构体由于能够适用于大电流用途及使用环境温度高温化的用途、例如大规模太阳能、电动汽车的快速充电、风力发电用风车及功率调节器、电力用电缆、工程用电缆、汽车用线束、橡胶绝缘电缆等用途，并期待在施工现场等中显著提高电线等的操作性等各种优点，因此强烈期望进行开发。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：jp特开2003-249284号公报

专利文献2：国际公开第2015/194640号

专利文献3：jp特开2016-167335号公报

技术实现要素：

(发明要解决的问题)

本发明的目的在于提供一种连接结构体，其使用铝合金作为构成被连接体的第2导体，寻求形成电连接结构状态下的第2导体的被压缩的部分(压缩部分)和未被压缩的部分(非压缩部分)的机械特性的适宜化，由此轻量且连接可靠性优异，而且也不易产生缩颈断线。

本发明的另一目的在于提供一种连接结构体，其将铝合金用于连接部件的第1导体及被连接体的第2导体双方，寻求形成电连接结构的状态下的第2导体的被压缩的部分(压缩部分)和未被压缩的部分(非压缩部分)的机械特性的适宜化，由此轻量且连接可靠性优异，而且也不易产生缩颈断线。

(用于解决问题的方案)

本发明人认为因铜和铝的热膨胀系数差而在接点产生偏移或解除的本质原因在于：和铜系材料的强度相比铝系材料的强度大概低一半以下，铜和铝之间的接点的接触压力(接压)小。

另外，认为在由铝合金构成第1导体的第1连接部及第2导体的第2连接部双方的连接结构体中，在接点会产生偏移或解除的本质原因在于：由于和铜系材料的强度相比铝系材料的强度大概低一半以下，所以由铝合金构成第1连接部及第2连接部双方的连接结构体和由铜系材料构成第1连接部及第2连接部双方的现有连接结构体相比，接点间的接触压力(接压)小。

而且，发现如果接触压力低，那么在对构成接点的面(接面)作用有平行方向的力、或垂直方向、即将接点彼此拉离(解除)方向的力时，会产生接点的偏移或解除。另外，关于因接压小而在接点间产生偏移或解除的原因，不仅会因像上述那样由伴随温度上升而产生的热应力(接点间的热膨胀差)所致的影响，也会因来自周边环境的应力(例如外力)、或在设置场所产生的振动等的影响而产生，因此必须形成不受这种外部应力影响的接点。这里，接触压力是指对接点的表面垂直作用的应力。

另外，本发明人以使用铝系材料作为构成被连接体的第2导体来形成连接结构体、或者在第1及第2导体双方使用由铝合金构成的导体来形成连接结构体作为前提，进行了为了提高连接可靠性并且抑制缩颈断线的锐意研究，结果发现：使用强度(更严格来说是硬度)高的铝系材料作为构成被连接体的第2导体，更详细地，提高形成电连接结构状态下的第2连接部的维氏硬度hv1，且寻求形成电连接结构的状态下的第2导体的压缩部分(第2连接部)的维氏硬度hv1的适宜化，以便在和未形成电连接结构的第2导体的非压缩部分(第2连接部以外的第2导体的部分)的维氏硬度hv2的关系中不会过高(不产生硬度级差)，由此能够提供轻量且连接可靠性优异、而且也不易产生缩颈断线的连接结构体，从而完成了本发明。

即，本发明的主旨构成如下所述。

(1)一种连接结构体，其通过如下方式构成，即、通过压缩构成连接部件的第1导体的第1连接部，将所述第1连接部直接连结到构成被连接体的第2导体的第2连接部，形成电连接结构，所述连接结构体的特征在于，所述第1导体由铜或铜合金构成，所述第2导体由铝合金构成，且所述第2导体在形成所述电连接结构的状态下，在所述第2连接部的位置测定时的维氏硬度hv1为110以上，且在未形成所述电连接结构的所述第2导体的位置测定时的维氏硬度hv2为所述维氏硬度hv1的80％以上。

(2)根据上述(1)所述的连接结构体，其中，所述第2导体在形成所述电连接结构的状态下，在所述第2连接部的位置测定时的维氏硬度hv1为140以上。

(3)根据上述(1)或(2)所述的连接结构体，其中，所述第2导体由6000系铝合金构成。

另外，本发明的主旨构成如以下所述。

(4)一种连接结构体，其通过如下方式构成，即、通过压缩构成连接部件的第1导体的第1连接部，将所述第1连接部直接连结到构成被连接体的第2导体的第2连接部，形成电连接结构，所述连接结构体的特征在于，所述第1及第2导体均由铝合金构成，且所述第2导体在形成所述电连接结构的状态下，在所述第2连接部的位置测定时的维氏硬度hv1为110以上，且在未形成所述电连接结构的所述第2导体的位置测定时的维氏硬度hv2为所述维氏硬度hv1的80％以上。

(5)根据上述(4)所述的连接结构体，其中，所述第2导体在形成所述电连接结构的状态下，在所述第2连接部的位置测定时的维氏硬度hv1为140以上。

(6)根据上述(4)或(5)所述的连接结构体，其中，所述第2导体由6000系铝合金构成。

(发明效果)

根据本发明，能够提供一种连接结构体，其通过如下方式构成，即、通过压缩构成连接部件的第1导体的第1连接部，将第1连接部直接连结到构成被连接体的第2导体的第2连接部，形成电连接结构，第1导体由铜或铜合金构成，第2导体由铝合金构成，且第2导体在形成电连接结构的状态下，在第2连接部的位置测定时的维氏硬度hv1为110以上，且在未形成电连接结构的第2导体的位置测定时的维氏硬度hv2为所述维氏硬度hv1的80％以上，由此轻量且连接可靠性，而且也不易产生缩颈断线。

另外，根据本发明，能够提供一种连接结构体，其通过如下方式构成，即、通过压缩构成连接部件的第1导体的第1连接部，将第1连接部直接连结到构成被连接体的第2导体的第2连接部，形成电连接结构，第1导体及第2导体均由铝合金构成，第2导体在形成电连接结构的状态下，在第2连接部的位置测定时的维氏硬度hv1为110以上，且在未形成电连接结构的第2导体的位置测定时的维氏硬度hv2为所述维氏硬度hv1的80％以上，由此轻量且连接可靠性优异，而且也不易产生缩颈断线。

附图说明

图1是根据本发明的第1实施方式的连接结构体的示意性立体图。

图2是根据本发明的第2实施方式的连接结构体的示意性立体图。

图3是根据本发明的第3实施方式的连接结构体的示意性截面图。

图4是对使用各种第2导体所求出的抗拉强度和维氏硬度的各实测值，以抗拉强度为纵轴、以维氏硬度为横轴绘制的图。

具体实施方式

以下，对根据本发明的连接结构体的实施方式在下文进行详细说明。

图1是根据本发明的第1实施方式的连接结构体，表示由作为被连接体的包覆电线和作为连接部件的压接端子构成连接结构体的情况的例子。

图示的连接结构体1主要由连接部件2和被连接体3构成。

连接部件2具有第1导体20，在第1导体20的一部分设置有导体连接在被连接体3上的第1连接部21。

[连接部件]

图1所示的连接部件2示出了如下情形：该连接部件是一种开筒型的压接端子，在一端侧具备：第1连接部21，其压接并导体连接于被连接体3的第2导体30的第2连接部31，并构成为接线筒部；及绝缘筒部22，其压接并连结被连接体3的绝缘包覆部32，在连接部件2的另一端(前端)侧具备圆形(r形)的端子孔23，该端子孔23用来使用安装螺钉等紧固件(未图示)导通连接到另一被连接体(未图示)，但本发明的连接部件2只要具有对被连接体3的第2连接部31通过压缩而能够导通连接的第1连接部21即可，连接部件2的其它部分可以任意地构成，另外，除图1所示的压接端子以外，例如还可以列举以下部件等：连接部件2a，其像图2所示的那样，构成为用于压缩并连结电线或电缆3a、3b的连接部周围的套管；及连接部件2b，其像图3所示的那样，构成为将被连接体3c紧固并压缩的螺栓或螺钉等紧固件等。

第1导体20例如由铜或铜合金构成。作为铜或铜合金的铜系材料，没有特别限定，例如可以列举韧铜、磷脱氧铜、黄铜系合金、磷青铜系合金、cu-sn-(ni、fe)-p系合金、cu-ni-si系合金、cu-cr系合金等。

另外，第1导体20也可以由铝合金构成。作为铝合金，从确保接点间充分的接触压力的观点出发，优选具有和第2导体30同等程度以上的维氏硬度，例如除了和构成第2导体30的铝合金为相同组成系的铝合金以外，也可以是具有高强度的其它组成系的铝合金，没有特别限定。若举出一例，那么有2000系(al-cu系)、5000系(al-mg系)、6000系(al-mg-si系)、7000系(al-zn-mg(-cu)系)的铝合金。第1导体20的hv优选为110以上。更优选为125以上，进一步优选为140以上，最优选为155以上。如果过高，那么会使成形性或耐应力腐蚀破裂性降低，因此第1导体20的hv优选为180以下。

[被连接体]

被连接体3具有由铝合金构成的第2导体30，在图1中示出了如下情形：第2导体30将扭绞7根线材而成的5根绞线33a～33e形成为平行排列状态而构成，并且被连接体3是由第2导体30和绝缘包覆32构成的包覆电线，该第2导体30由5根绞线33a～33e构成，该绝缘包覆32覆盖该第2导体30的外周，但不仅限于该情况，也可以是用称为护套(sheath)的绝缘包覆来覆盖1根包覆电线、或者多根包覆电线的束而形成的电缆。另外，也可以是未被绝缘包覆所包覆的裸电线。

[本发明的特征构成]

并且，本发明的构成上的主要特征在于，通过构成连接部件2的第1导体20的第1连接部21的压缩，使第1连接部21直接连结到构成被连接体3的第2导体30的第2连接部31，从而形成电连接结构，第1导体20由铜或铜合金构成，或者由铝合金构成，第2导体30由铝合金构成，第2导体30在形成电连接结构的状态下，在第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1为110以上，且将在未形成电连接结构的第2导体30的位置测定时的维氏硬度hv2设为维氏硬度hv1的80％以上，通过采用该构成，能够提供轻量且连接可靠性优异，而且也不易产生缩颈断线的连接结构体1。

(i)第2导体由铝合金构成

在本发明中，第2导体30由铝合金构成。由此，实现连接结构体的轻量化。作为铝合金虽然没有特别限定，但作为第2导体30，除了必须满足强度特性、导电性、成形加工性、耐蚀性等所有特性之外，进一步在本发明中，作为第2导体30，必须使用维氏硬度比现有铝合金高的铝合金。从该观点出发，在本发明中，作为适宜用于第2导体30的铝合金，例如优选使用5000系(al-mg系)、6000系(al-mg-si系)的铝合金，在特别是必须具备高导电率的情况下，优选使用6000系(al-mg-si系)的铝合金。为了降低连接结构体1的热应力，抑制第2导体30在通电中的焦耳发热也是有效的。因此，第2导体的导电率优选40％iacs，更优选45％iacs以上，进一步优选50％iacs以上。

(ii)第2导体在形成电连接结构的状态下，在第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1为110以上。

在本发明中，关于第2导体30，在形成电连接结构的状态下，将在由铝合金构成的第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1设为110以上，并由此，能够缩小和构成连接部件2的第1连接部21的铜系材料的硬度(强度)差、或和用于连接部件2的第1连接部21的高强度的铝合金的硬度差，并使形成电连接结构的第1连接部21和第2连接部31之间的接点的接触压力变高，结果，即便随着温度上升而产生的热应力(接点间的热膨胀差)、来自周边环境的应力(例如外力)、及在设置场所产生的振动等外部应力作用于接点，也不易产生接点的偏移或解除，因此能够获得优异的连接可靠性。

在形成电连接结构的压缩状态下，在第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1如果小于110以上，那么和构成连接部件2的第1连接部21的铜系材料的硬度(强度)差、或者和用于连接部件2的第1连接部21的高强度的铝合金的硬度差变大，形成电连接结构的第1连接部21和第2连接部31之间的接点的接触压力变低，结果，无法获得优异的连接可靠性。因此，在压缩状态下，将在第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1设为110以上，优选设为125以上，进一步优选设为140以上，进一步更优选设为155以上，最优选设为170以上。特别是当在高温环境或振动多的环境下使用连接结构体的情况下，所述维氏硬度hv1优选设为140以上。此外，维氏硬度hv1的上限虽然没有特别限定，但能够不断线地进行拉丝加工的(非压缩状态的)第2导体(线材)的维氏硬度hv2根据当前的制造设备来看，认为界限在至高240左右，因此(压缩状态的)维氏硬度hv1的上限优选设为300。

关于在形成电连接结构的(压缩)状态下，在第2连接部31的位置测定维氏硬度hv1的方法，例如可以对形成电连接结构的第2连接部31进行截面切出，对相对于其长度方向垂直的截面(横截面)进行镜面研磨，由此测定形成电连接结构的压缩状态下的第2连接部31的维氏硬度，该维氏硬度hv1的值越高，可获得越良好的连接可靠性。关于截面切出的方法，例如可利用带锯、线锯、精密盘形切刀等，维持电连接结构不变地进行切断，并利用研磨布或研磨轮研磨使其截面的凹凸变得轻微，由此来进行。此外，维氏硬度是依据jisz2244：2009测定的。另外，维氏硬度和抗拉强度成比例关系，维氏硬度越高，意味着强度越高。例如，在6000系(al-mg-si系)的铝合金的情况下，抗拉强度ts的估算值可通过将维氏硬度的测定值代入以下所示的(i)式而进行换算。

抗拉强度ts(mpa)＝3.70×维氏硬度hv(i)

此外，上述(i)式的系数3.70是如图4所示，对各种6000系铝合金线的抗拉强度和维氏硬度的实测值利用最小平方法解析出近似直线而求出的值。

(iii)将在未形成电连接结构的(非压缩状态下的)第2导体30的位置测定时的维氏硬度hv2设为形成电连接结构的(压缩)状态下在第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1的80％以上。

在本发明中，将在未形成电连接结构的处于未被第1连接部21压缩的(非压缩)状态下的第2导体30的位置(或部分)测定时的维氏硬度hv2，设为在形成电连接结构的处于被第1连接部21压缩的(压缩)状态下的第2连接部31的位置(或部分)测定时的维氏硬度hv1的80％以上。由此，第2导体30的处于压缩状态的第2连接部31的硬度(强度)和不处于压缩状态的第2导体30的部分的硬度(强度)的差小，不产生显著的刚性级差，结果，即便在用强力拉伸第2导体30时，由于第2导体30整体容易均匀地伸长，所以也不易产生缩颈断线。

在处于非压缩状态的第2导体30的位置测定时的维氏硬度hv2如果小于在处于压缩状态的第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1的80％，那么第2导体30的处于压缩状态的第2连接部31的硬度(强度)和不处于压缩状态的第2导体的部分的硬度(强度)的差会变大，产生显著的刚性级差，结果，如果用强力拉伸第2导体30，那么在有刚性级差的第2导体30的边界部分容易产生局部伸长(收缩)，无法有效地抑制缩颈断线。因此，在未形成电连接结构的(非压缩状态下的)第2导体30的位置测定时的维氏硬度hv2设为在形成电连接结构的(压缩)状态下在第2连接部31的位置测定时的维氏硬度hv1的80％以上，优选设为80％以上，更优选设为85％以上，进一步优选设为90％以上，最优选设为95％以上。此外，硬度比r(＝(hv2/hv1)×100)的上限虽然不特别限定，但在维氏硬度hv1和维氏硬度hv2相同的情况下，即为100％。

作为将形成电连接结构的压缩状态下的第2连接部31的维氏硬度hv1提高到110以上的方法，例如想到如下方法：预先使用维氏硬度hv1高的铝合金作为第2导体30；及在压缩、压接及紧固等连接步骤中，通过压缩使第2连接部31加工硬化。但是，如果利用后者的方法，那么在第2导体30中，会在第2连接部31的受到压缩加工的部分和未受到压缩加工的原始的导体部分之间产生大幅的硬度(强度)差。其结果，认为在第2导体中，应力集中于产生上述强度差(刚性级差)的部分，在拉伸、弯曲、扭转等的外力作用于第2导体30时，容易在应力集中的部分产生缩颈(收缩)而断线。因此，在将形成电连接结构的压缩状态下的第2连接部31的维氏硬度hv1提高到110以上时，预先使用维氏硬度hv1高的铝合金作为第2导体30，并且即便通过压缩而加工硬化第2连接部31，也将硬度的上升控制在维氏硬度hv2不会小于维氏硬度hv1的80％的范围内即可。此外，上述由缩颈导致的断线在第2导体30的线材径越细的情况下越容易产生。因此，本发明特别是应用于线材径较细的第2导体时就发挥显著效果的方面来说是优选的。例如，第2导体的线材径优选1.5mm以下，更优选1.0mm以下，进一步优选0.5mm以下，最适宜为0.2mm以下。

作为维氏硬度hv1高达110以上的铝合金，虽然没有特别限定，但作为用于第2导体30的铝合金，考虑到强度特性、导电性、成形加工性、耐蚀性等必须全部满足，则例如优选使用6000系(al-mg-si系)的铝合金。此外，第2导体30在导电性也可以相对低的情况下，也可以使用5000系(al-mg系)的铝合金。

此外，利用现有制造方法所制造的6000系(al-mg-si系)的铝合金通常维氏硬度小，因此即便用作本发明的第2导体也无法获得充分的特性。

因此，在本发明中，由于发现例如通过适宜地控制mg及si等的合金组成及制造条件，可获得高维氏硬度的6000系(al-mg-si系)的铝合金，所以在使用6000系铝合金材料作为第2导体的情况下，优选将提高了维氏硬度的如上所述的特定6000系(al-mg-si系)的铝合金材料用作第2导体30。

作为维氏硬度高的铝合金的制造方法，例如可列举如下方法：对al-mg-si系的6000系铝合金素材不进行时效析出热处理，而进行加工度η为4以上的冷加工。特别是通过用大加工度η进行冷加工，可促进随着金属组织变形而产生的金属结晶的分裂，可将晶界高密度地导入至铝合金材的内部，其结果，铝合金材(晶界)得到强化，能够大幅提高维氏硬度。这种加工度η优选设为5以上，更优选设为6以上，进一步优选设为7以上。另外，如果加工度η超过15，那么会有在拉丝加工时产生断线而难以制造电线(线材)的倾向，因此加工度η优选设为15以下。另外，根据需要，也可以在冷加工后进行调质退火。

进而，作为6000系铝合金素材的适宜组成，例如可列举含有0.2～1.8质量％的mg(镁)、0.2～1.8质量％的si(硅)、0.01～0.26质量％的fe(铁)的铝合金。从减少缩颈断线的观点来说，优选减少fe的含量。

此外，在将冷加工前的第2导体的截面面积设为s1、将冷加工后的第2导体的截面面积设为s2(s1＞s2)时，加工度η由下述(ii)式表示。

加工度η(无因次)＝ln(s1/s2)(ii)

另外，加工方法根据目标铝系材料的形状(线棒材、板材、条、箔等)适当选择即可，例如可以列举盒式辊模(cassetterollerdie)、槽辊轧制、圆线轧制、利用模具等进行的拉拔加工、型锻等。另外，如上所述的加工中的各条件(润滑油的种类、加工速度、加工发热等)在公知的范围内适当调整即可。

<本发明的连接结构体的用途>

本发明的连接结构体特别是适合用于大电流用途及使用环境温度为高温的用途、例如大规模太阳能、电动汽车的快速充电、风力发电用风车及功率调节器、电力用电缆、工程用电缆、汽车用线束、橡胶绝缘电缆等用途。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，而是包括本发明的概念及权利要求所包含的所有方式，能够在本发明的范围内进行各种改变。

(实施例)

其次，为了进一步明确本发明的效果，对实施例及比较例进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。

(实施例1～3及比较例1～4)

将具有下述所示的组成及直径尺寸的由铝系材料构成的各棒材或线材通过下述所示的包括拉丝加工的各制造方法，制造直径0.3mm的线材，将制造的7根线材扭绞而制成绞线，并将该绞线作为第2导体。

·实施例1

对直径10mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)。

·比较例1

对直径1.4mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行在350℃下保持2小时的退火，其后，进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝3.09)。

·实施例2

对直径10mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)后，进行在200℃下保持10秒的退火。

·比较例2

对直径1.4mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行在350℃下保持2小时的退火，其后，进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝3.09)。其后，实施在540℃下保持15秒进行淬火的固溶处理和在180℃下5小时的时效处理(t6处理)。

·实施例3

对直径6mm的al-2.52质量％mg-0.11质量％si-0.25质量％fe-0.19质量％cr(a5052的成分)的线进行在350℃下保持2小时的退火，其后，进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝5.99)。

·比较例3

对直径10mm的ec-al线(al：99.6质量％以上的电气用铝线)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)。

·比较例4

对直径10mm的al-0.11质量％mg-0.09质量％si-0.24质量％fe-0.21质量％cu合金(a1120的成分)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)。

(比较例5及6)

·比较例5

对直径10mm的0.12质量％si-0.15质量％fe-2.3质量％cu-2.3质量％mg-6.1质量％zn-0.1质量％zr合金(a7050的成分)进行冷拉丝，但在拉丝至直径7.8mm左右时断线多发，无法制造线材。

·比较例6

对直径10mm的1.1质量％si-0.7质量％fe-4.3质量％cu-0.8质量％mn-0.6质量％mg-0.2质量％zn合金(a2014的成分)进行冷拉丝，但在拉丝至直径8.5mm左右时断线多发，无法制造线材。

[评估方法]

利用作为连接部件的铜制压接端子的第1连接部压接上述中制作的第2导体的第2连接部，形成连接结构体，并对下述特性进行评估。

第2导体的处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度和接触压力的关系是用以下方法检测的。首先，依据jisz2244：2009，使用微小硬度试验机hm-125(明石股份有限公司(现三丰股份有限公司)制造)，通过下述方式测定第2导体的处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1：利用精密盘形切刀，维持电连接结构不变地进行切断，并利用研磨布或研磨轮研磨进行使其截面(横截面)的凹凸变得轻微的镜面研磨。另外，未形成电连接结构的第2导体30的位置上的维氏硬度hv2也和hv1相同，从相对于第2导体的长度方向垂直的截面测定。截面切出的方法也和hv1相同。这时，试验力设为0.1kgf(0.98n)，保持时间设为15秒。将测得的(处于非压缩状态的)维氏硬度hv2除以处于压缩状态的第2连接部上测得的维氏硬度hv1时的百分率作为硬度比r(％)求出。另外，形成电连接结构时的第2连接部的接触压力由于难以实际测定，因此通过有限元法的模拟进行检测。模拟软件使用ls-dyna。压接分析后进行去除负载分析。在由连接部件的第1连接部压缩的第2导体的第2连接部中，求出作为和第1连接部接触的第2连接部的总面积中，以100mpa以上的接压和第1连接部接触的第2连接部的面积所占的百分率的面积率s(％)。此外，在用铜合金制端子压接通用韧铜线的退火材的情况下，由于面积率s的模拟结果为5％，因此在本实施例中，将面积率s为5％以上的情况评估为连接可靠性处于合格水平。

另外，为了间接地测定第1导体和第2导体的接压，基于jisc2805(2010)“导线用压接端子”进行抗拉强度试验，测定其应力(＝pa)。另外，在第2导体上使用通用韧铜线的退火材料，并同样测定的应力设为pc，算出应力比q(＝pa/pc)。在应力比q为1以上的情况下，判断连接可靠性为合格水平。

进而，在进行压接而形成连接结构体后，也检测将第2导体相对于压接端子向45°方向拉伸时是否产生缩颈断线。拉伸力是以使用的第2导体的抗拉力的60～80％的力进行的。该抗拉力使用将所用的第2导体的抗拉强度乘以第2导体的非压缩部的截面面积所得的值。此外，在构成第2导体前的线材的状态下，在室温下用四端子法测定导电率。将这些评估结果表示于表1中。此外，表1中所示的有无产生缩颈断线是将没有产生断线的情况作为良好，用“○”记号表示，将产生了断线的情况作为不良，用“×”记号表示。

[表1]

(注)表1中的下划线粗体字的数值表示本发明的适宜范围外的数值。

根据表1的结果，实施例1～3均由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1为130以上，面积率s较大为7％以上，所以具有优异的连接可靠性，且由于硬度比r为90％以上，所以也没有产生缩颈断线。另外，抗拉强度试验的应力比q的值也高，在第1导体和第2导体之间产生了高接压。特别是实施例1及2的导电率ec均高达50％iacs以上。

与此相对，比较例1由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1较小为100，面积率s的数值较小为3％，所以连接可靠性差。另外，比较例2由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1由于为115，为110以上，面积率s的数值较大为8％，所以具有优异的连接可靠性，但因硬度比r为70％，故产生了缩颈断线。进而，比较例3由于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1较小为55，面积率s的数值较小为1％，所以连接可靠性差。进而，比较例4由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1较小为100，面积率s较小为2％，所以连接可靠性差。此外，比较例5及6均为结构用铝合金，且是已知可获得高强度的7000系及2000系铝合金，但在用来制造第2导体的拉丝加工中断线多发而无法制造，未能进行上述评估。另外，比较例1、3、4的抗拉强度试验的应力比q的值均低。

根据以上结果可知：第2导体在形成电连接结构的处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1为110以上时可获得良好的连接可靠性，且在上述硬度比r为80％以上时可防止缩颈断线，进而，在使用6000系铝合金作为第2导体的情况下，特别是通过进行加工度为4以上的拉丝加工，强度提高，包括导电率在内的所有特性良好。

(实施例4～7及比较例5～10)

将具有下述所示的组成及直径尺寸的由铝系材料构成的各棒材或线材通过包括下述所示的拉丝加工的各制造方法制造直径0.3mm的线材，并将制造出7根线材扭绞而制成绞线，并将该绞线作为第2导体。

·实施例4

对直径10mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)。

·实施例5

对直径10mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)后，进行在200℃下保持10秒的退火。

·实施例6

对直径6mm的al-2.52质量％mg-0.11质量％si-0.25质量％fe-0.19质量％cr(a5052的成分)的线进行在350℃下保持2小时的退火，其后，进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝5.99)。

·实施例7

对直径5mm的al-0.75质量％mg-0.53质量％si-0.26质量％fe-0.20质量％cu-0.11质量％cr(a6061的成分)的线进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝5.63)。

·比较例5

对直径10mm的al-0.11质量％mg-0.09质量％si-0.24质量％fe-0.21质量％cu合金(a1120的成分)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)。

·比较例6

对直径1.4mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行在350℃下保持2小时的退火，其后，进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝3.09)。

·比较例7

对直径1.4mm的al-0.61质量％mg-0.58质量％si-0.26质量％fe合金(a6201的成分)进行在350℃下保持2小时的退火，其后，进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝3.09)。其后，实施在540℃下保持15秒进行淬火的固溶处理和180℃下5小时的时效处理(t6处理)。

·比较例8

对直径10mm的ec-al线(al：99.6质量％以上的电气用铝线)进行冷拉丝至直径0.3mm(加工度η＝7.01)。

(比较例5及6)

·比较例9

对直径10mm的0.12质量％si-0.15质量％fe-2.3质量％cu-2.3质量％mg-6.1质量％zn-0.1质量％zr合金(a7050的成分)进行冷拉丝，但在拉丝至直径7.8mm左右时断线多发，无法制造线材。

·比较例10

对直径10mm的1.1质量％si-0.7质量％fe-4.3质量％cu-0.8质量％mn-0.6质量％mg-0.2质量％zn合金(a2014的成分)进行冷拉丝，但在拉丝至直径8.5mm左右时断线多发，无法制造线材。

[评估方法]

利用作为连接部件的6000系铝合金制压接端子的第1连接部压接上文中制作的第2导体的第2连接部，形成连接结构体，对各特性进行评估。用来评估的各值的测定方法和实施例1～3及比较例1～4相同。将评估结果表示于表2中。

[表2]

(注)表2中的下划线粗体字的数值表示本发明的适宜范围外的数值。

根据表2的结果，实施例4～7均由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1为132以上，面积率s较大为6％以上，所以具有优异的连接可靠性，且由于硬度比r为85％以上，所以也没有产生缩颈断线。另外，抗拉强度试验的应力比q的值也高，在第1导体和第2导体之间产生了高接压。特别是实施例4及5的导电率ec均高达50％iacs以上。

与此相对，比较例5由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1较小为98，面积率s较小为3％，所以连接可靠性差。另外，比较例6由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1较小为102，面积率s的数值较小为3％，所以连接可靠性差。进而，比较例7由于处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1为115，在110以上，面积率s的数值较大为6％，所以具有优异的连接可靠性，但因硬度比r为65％，故发生缩颈断线。此外，比较例8由于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1较小为55，面积率s的数值较小为1％，所以连接可靠性差。此外，比较例9及10均为结构用的铝合金，且是已知可获得高强度的7000系及2000系铝合金，但在用来制造第2导体的拉丝加工中断线多发而无法制造，未能进行上述评估。另外，比较例5、6、8的抗拉强度试验的应力比q的值均低。

根据以上结果可知：第2导体在形成电连接结构的处于压缩状态的第2连接部的维氏硬度hv1为110以上时，可获得良好的连接可靠性，另外，在上述硬度比r为80％以上时，能够防止缩颈断线，进而，在使用6000系铝合金作为第2导体的情况下，尤其是通过进行加工度为4以上的拉丝加工，强度提高，包括导电率在内的全部特性良好。

此外，在本发明中，也可以在作为连接部件的端子的形成接线筒部的(内表面)部分进而设置锯齿。在该情况下，为了使锯齿以良好的状态陷入维氏硬度hv1为110以上的硬质的第2连接部，优选使用强度相对高的铜合金、例如cu-zn系红铜、黄铜、cu-sn-p系磷青铜、cu-ni-si系科森铜等铜合金作为端子的第1导体。另外，在本发明中，也可以进而一并使用现有技术的配混物。

另外，在本发明中，也可以采用在第2导体上包覆有从由cu、ni、ag、sn、pd及au所组成的群中选择的金属的构成。另外，上述金属也包括以上述金属作为主要构成元素的合金或金属间化合物的状态。作为包覆第2导体的方法，例如可以列举置换式镀覆、电解镀覆、包层、喷镀等。为了最大限度地发挥出轻量化的效果，优选较薄地包覆，因此优选置换式镀覆或电解镀覆。另外，也可以是利用上述金属包覆具有中间线径的导体，其后进行拉丝加工的制法。另外，上述金属向第2导体的包覆优选在不会导致加工费增加及再循环性降低的范围内进行。

(标号说明)

1、1a、1b连接结构体

2、2a、2b连接部件

20第1导体

21第1连接部(或接线筒部)

22绝缘筒部

23端子孔

3、3a、3b、3c被连接体

30第2导体

31第2连接部

32绝缘包覆部

33a～33e绞线