【製造・生産技術】アルミ電線の腐食を防ぐ！古河電気工業・古河ASの「密閉型防食端子」

【課題】アルミ電線化を阻む「異種金属接触腐食」の壁

自動車の軽量化において、電線の導体を「銅」から「アルミニウム」へ変更することは非常に効果的です。しかし、車のコネクタ端子にはバネ性や電気伝導性に優れた「銅合金」が使われます。

アルミニウムと銅合金という異なる金属が接触している部分に、泥水や融雪剤を含んだ塩水がかかると、電池のような化学反応が起きてしまい、アルミニウム側がボロボロに溶けてしまう「異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）」が発生します。これにより、導電性が失われ、最悪の場合は断線してしまいます。

これを防ぐために、従来は圧着した部分を樹脂モールドで覆ったり、熱収縮チューブを被せたりして防水処理を行っていました。しかし、車1台に何千か所もある端子のすべてにこの後処理を行うのは、部品点数と製造コストが跳ね上がるため、現実的ではありませんでした。

【解決策】端子自体をレーザ溶接して「密閉管」にする

古河電気工業および古河ASは、後から防水処理を追加するのではなく、プレス成形とレーザ溶接を組み合わせて「端子自体を密閉された筒状（底ありの管）」にしてしまうという画期的な構造を発明しました。

1. プレス成形とファイバレーザ溶接の融合

通常、継ぎ目のない筒（キャップ）を作ろうとすると「深絞り」というコストのかかるプレス加工が必要になります。

本特許では、平らな金属板を曲げて筒状に丸め、その合わせ目（突合せ部）と、先端を折り曲げて塞いだ部分（重ね合わせ部）を、超高エネルギーの「ファイバレーザ」で一気に連続溶接します。これにより、電線を挿入する側（後方）だけが開口した、水漏れの一切ない「密閉管構造」を、通常のプレス加工と同等のハイスピードで作り出すことに成功しました。

2. 電線被覆ごと圧着して完璧な止水を実現

このレーザ溶接で作られた密閉管の中に、被覆（ゴム）を剥いたアルミ導体を挿入します。

そして、端子の上から強い力でかしめる（圧着する）際、内部のアルミ導体だけでなく、入り口側の「電線の被覆部分」ごと端子を密着させて圧着します。

【効果】クルマの軽量化と環境負荷低減を加速させる基盤技術

このファイバレーザ溶接による密閉型防食端子の量産化により、自動車産業に以下のような劇的な効果がもたらされました。

• 圧倒的な防食性能と信頼性向上： アルミ導体が金属カプセルと被覆材によって完全に外部環境から遮断されるため、過酷な塩水環境下でも異種金属接触腐食を確実に防止します。
• 樹脂チューブ等の後工程を排除し低コスト化： 防水シール材や熱収縮チューブを後から被せたり加熱したりする面倒な工程が不要になり、部品点数と製造コストを大幅に削減できます。
• 自動車の劇的な軽量化（アルミ化）への貢献： 腐食の不安なくアルミ電線を採用できるようになったことで、車両全体のワイヤハーネスの大幅な軽量化が実現し、燃費向上やCO2削減に大きく貢献します。

電動化（EVシフト）が進む中、車体の軽量化は航続距離を伸ばすための最重要課題です。素材の弱点（腐食）を、最先端の「レーザ加工技術」と「端子構造の工夫」で鮮やかに解決したこの特許は、近畿経済産業局長賞の受賞にふさわしい、モビリティ社会の進化を支える素晴らしいイノベーションです。

特許情報まとめ