(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＳＯ６７２２規格において０．１３ｓｑの断面積を有する析出強化型の銅合金からなる導体部を有し、前記導体部は、伸び率が７％以上であり、引張強さが５００ＭＰａ以上である電線と、
一対のバレルを有し、当該一対のバレルが互いに近づく方向へ曲げられることにより前記電線の導体部を圧縮して加締める端子と、を備え、
前記端子の加締部分における当該端子の高さを示すクリンプハイトが少なくとも０．６７ｍｍ以上０．８７ｍｍ以下の範囲において、当該加締部分における端子固着力がＪＡＳＯ  Ｄ  ６１６に定める測定方法によって７０Ｎ以上である
ことを特徴とする端子付電線。
【請求項２】
５Ａヒューズに接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の端子付電線。
【請求項３】
ＩＳＯ６７２２規格において０．１３ｓｑの断面積を有する析出強化型の銅合金からなる導体部を有し、前記導体部は、伸び率が７％以上であり、引張強さが５００ＭＰａ以上である電線と、
一対のワイヤバレルと一対のインシュレーションバレルとを有し、当該一対のワイヤバレルが互いに近づく方向へ曲げられることにより前記電線の導体部を圧縮して加締める端子と、を備え、
前記ワイヤバレルの加締部分における当該ワイヤバレルの高さを示すクリンプハイトが少なくとも０．６７ｍｍ以上０．８７ｍｍ以下の範囲において、当該加締部分における端子固着力がＪＡＳＯ  Ｄ  ６１６に定める測定方法によって７０Ｎ以上である
ことを特徴とする端子付電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、０．１３ｓｑ、０．３ｓｑ及び０．３５ｓｑなど種々の導体断面積を有する電線が知られている。このような電線において導体部は、加工性や価格面から純銅や安価な銅合金、又は純アルミニウムやアルミニウム合金が用いられる（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８２３７５号公報
【特許文献２】特開２００７−１５７５０９号公報
【特許文献３】特開２００９−２６６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両には、数多くの電線が用いられる。このため、車両の重量には電線の重量が影響を与えることとなってしまい、車両の軽量化に際しては電線の軽量化についても考慮されるべきである。特に、車両用電線には０．３ｓｑや０．３５ｓｑの電線が用いられており、この電線を０．１３ｓｑ電線にすることが車両の軽量化につながっていく。しかし、０．１３ｓｑ電線を用いようとした場合、以下の問題が発生する。
【０００５】
すなわち、０．３ｓｑや０．３５ｓｑの電線では一対のＶ字状やＵ字状等のバレルを有する端子の電線接続部における一般的な端子固着力は７０Ｎ以上であるため、導体断面積の少ない０．１３ｓｑ電線に置き換えて電線接続部を加締めた場合、０．３ｓｑや０．３５ｓｑの電線と同等の７０Ｎ以上の端子固着力を有することが困難になってしまう。詳しくは、端子固着力を７０Ｎ以上とする場合、電線接続部のクリンプワイド（Ｃ／Ｗ）を一定とした場合のクリンプハイト（Ｃ／Ｈ）を所定範囲内に収めなければならないが、導体部が軟銅や純銅であると、０．１３ｓｑ電線の端子固着力を７０Ｎ以上とするためのクリンプハイトの範囲が広いとはいえない。この結果、端子加締め時において精度が要求され、０．３ｓｑや０．３５ｓｑの電線に代えて０．１３ｓｑ電線を用いることが困難となってしまう。
【０００６】
また、０．１３ｓｑのような細線の導体部には引張強さ等の観点から硬銅や硬銅合金を用いることが考えられるが、導体部に硬銅や硬銅合金を用いた場合であっても、クリンプハイトの範囲が広いとはいえない。
【０００７】
なお、上記では車両用電線を例に説明したが、この課題は車両用電線に限られるものではなく、クリンプハイトの調整が困難な他の０．１３ｓｑ電線について適用されるものである。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、クリンプハイトの調整を軽減することが可能な端子付電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の端子付電線は、ＩＳＯ６７２２規格において０．１３ｓｑの断面積を有する析出強化型の銅合金からなる導体部を有し、前記導体部は、伸び率が７％以上であり、引張強さが５００ＭＰａ以上である電線と、一対のバレルを有し、当該一対のバレルが互いに近づく方向へ曲げられることにより前記電線の導体部を圧縮して加締める端子と、を備え、前記端子の加締部分における当該端子の高さを示すクリンプハイトが少なくとも０．６７ｍｍ以上０．８７ｍｍ以下の範囲において、当該加締部分における端子固着力がＪＡＳＯ  Ｄ  ６１６に定める測定方法によって７０Ｎ以上であることを特徴とする。
【００１０】
この端子付電線によれば、析出強化型の銅合金からなる導体部を有し、導体部は伸び率が７％以上であり、引張強さが５００ＭＰａ以上であるため、導体部は加工ひずみによりある程度引張強さが向上（加工硬化）することとなり、端子が導体部に固着された状態を維持し易くなる。これにより、端子固着力７０Ｎ以上の領域を広げることができ、加締めのバラつきがあったとしても、要求される端子固着力を満たす０．１３ｓｑ電線を実現し易くなる。従って、クリンプハイトの調整を軽減することができる。
【００１２】
さらに、クリンプハイトが少なくとも０．６７ｍｍ以上０．８７ｍｍ以下の範囲において、端子固着力がＪＡＳＯ  Ｄ  ６１６に定める測定方法によって７０Ｎ以上であるため、上記範囲の全域において０．３ｓｑや０．３５ｓｑの電線と同等の７０Ｎ以上の端子固着力を有する端子付電線を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の端子付電線において、前記析出強化型の銅合金は、断面積減少率３０％に対して、強度の低下率が１８％以下であることが好ましい。
【００１４】
この端子付電線によれば、析出強化型の銅合金は、断面積減少率３０％に対して、強度の低下率が１８％以下であるため、強度の低下が少なく、端子付電線に加工する場合において有利な端子付き電線の提供に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、クリンプハイトの調整を軽減することが可能な電線及び端子付電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電線の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る端子付電線の断面図である。
【図３】伸び率と引張強さとの相関を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る導体部を備えた０．１３ｓｑ電線の特性を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例１，２の電線それぞれについてのクリンプハイトと端子固着力との相関を示すグラフである。
【図６】各金属の加工硬化特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電線の一例を示す概略図である。
【００２２】
本実施形態に係る電線１は、図１に示すように、導体部１１を絶縁部１２で被覆したものである。導体部１１は、各素線１１ａを撚り圧縮することによって形成されている。本実施形態において導体部１１は、析出強化型の銅合金によって製造されており、具体的にＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｐ系、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｎ系、及び、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系などの銅合金から製造されている。
【００２３】
このような導体部１１において、各金属の配合率は以下のようになっている。すなわち、導体部１１がＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系の銅合金である場合、Ｃｒが０．５０〜１．５０質量％であり、Ｚｒが０．０５〜０．１５質量％であり、Ｓｎが０．１０〜０．２０質量％であり、残部がＣｕである。また、導体部１１がＣｕ−Ｃｏ−Ｐ系の銅合金である場合、Ｃｏが０．２０〜０．３０質量％であり、Ｐが０．０７〜０．１２質量％であり、Ｎｉが０．０２〜０．０５である。さらに、Ｓｎが０．０８〜０．１２質量％であり、Ｚｎが０．０１〜０．０４質量％であり、残部がＣｕである。
【００２４】
ここで、本実施形態に係る電線１に端子を加締めた端子付電線を説明する。図２は、本発明の実施形態に係る端子付電線２の断面図である。図２に示すように、端子２０は、導体部１１を圧縮して加締める一対のバレル２１を備えている。一対のバレル２１は、端子２０の底面部２２両端から立ち上っており、導体部１１の加締め前において断面Ｖ字状やＵ字状となっている。また、一対のバレル２１は、加締め後においてはＶ字やＵ字の先端側が互いに接触する方向へ折り曲げられる。これにより、導体部１１は端子２０によって加締められることとなる。
【００２５】
なお、加締部分における端子２０の高さをクリンプハイト（Ｃ／Ｈ）といい、端子２０の幅をクリンプワイド（Ｃ／Ｗ）ということが一般的に知られている。
【００２６】
また、本実施形態において導体部１１は伸び率が７％以上であって、引張強さが５００ＭＰａ以上である。伸び率が７％未満であると、ＪＩＳ−Ｚ−２２４１に規定される引張試験機の測定した場合、端子加締め時に充分な加工硬化が得られず導体部１１の強度が小さくなり端子固着力７０Ｎを達成できなくなってしまうからである。同様に、引張強さが５００ＭＰａ未満であると、ＪＩＳ−Ｚ−２２４１に規定される引張試験機の測定した場合、広い範囲のクリンプハイトで端子固着力７０Ｎを達成できなくなってしまうからである。なお、引張強さは、ＪＩＳ−Ｚ−２２４１に規定される引張試験機を用いて測定した試験力（Ｎ）から求められ、伸び率は、同様の伸び計を用いて測定した標点間の長さから求められる。
【００２７】
また、伸び率は２０％未満であることが望ましい。伸び率と引張強さとは相関があり、伸び率を変化させると引張強さも変化してしまう。このような事情から、銅を基本とした合金の場合、伸び率が２０％以上となると、もはや引張強さ５００ＭＰａを維持できなくなってしまうからである。さらに、引張強さは７５０ＭＰａ未満であることが望ましい。銅を基本とした合金の場合、引張強さが７５０ＭＰａ以上となると、もはや伸び率７％を維持できなくなってしまうからである。
【００２８】
このような伸び率と引張強さとを有する導体部１１を製造するためには、上記したような析出強化型の銅合金を用いなければならず、軟銅や純銅では達成できない。
【００２９】
図３は、伸び率と引張強さとの相関を示すグラフである。図３に示すように、純銅や希薄銅合金では引張強さを５００ＭＰａ以上となるように調質すると、伸び率は２〜３％程度になってしまう。また、図３は示されていないが、伸び率を７％以上とすると引張強さは４００ＭＰａを大きく下回ってしまう。このため、本実施形態に係る０．１３ｓｑ電線では導体部１１に析出強化型の銅合金を用いることとしている。
【００３０】
例えば、図３に示すように、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｐ系の銅合金であると、伸び率を７％とした場合、５３０ＭＰａ程度の引張強さを得ることができ、引張強さを５００ＭＰａとした場合、９％程度の伸び率を得ることができる。また、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系の銅合金であると、伸び率を７％とした場合、５８７ＭＰａ程度の引張強さを得ることができ、引張強さを５００ＭＰａとした場合、１３％程度の伸び率を得ることができる。
【００３１】
なお、上記析出強化型の銅合金について配合量を変化させたり組成自体を変化させたりすることにより、上記に挙げる以外の、伸び率が７％以上２０％未満であって、引張強さが５００ＭＰａ以上７５０ＭＰａ未満の導体部１１を実現することができる。そして、この導体部１１を備えた０．１３ｓｑ電線によって、端子固着力７０Ｎ以上とするためのクリンプハイトの範囲（図５参照）を広げることができ、クリンプハイトの調整を軽減することができる。
【００３２】
次に、上記導体部１１を備えた０．１３ｓｑ電線１の製造方法について説明する。本実施形態に係る電線１の製造にあたっては、鋳造、容体化処理、中間伸線、仕上伸線、撚り圧縮、及び、時効処理を兼ねた調質熱処理等が行われる。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る導体部１１を備えた０．１３ｓｑ電線１の特性を示すグラフである。鋳造、容体化処理、中間伸線、仕上伸線、及び撚り圧縮等を行った後、図４に示すような温度及び時間により調質熱処理を行う。具体的にＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系の銅合金の場合、３９０〜４４０℃の温度で４時間の調質熱処理を行うことにより、伸び率７％以上且つ引張強さ５００ＭＰａ以上の導体部１１を得ることができる。また、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｐ系の銅合金の場合、３８５〜４０５℃の温度で４時間の調質熱処理を行うことにより、伸び率７％以上且つ引張強さ５００ＭＰａ以上の導体部１１を得ることができる。
【００３４】
なお、本実施形態において導体部１１の導電率が７０％ＩＡＣＳ以上であることが望ましい。本実施形態では導体部１１の伸び率が７％以上であり、引張強さが５００ＭＰａ以上であれば、クリンプハイトの調整を軽減することができる。しかし、導体部１１の導電率を無視して電線１を製造してしまうと、導電率が低くなってしまう場合があり、この場合にはスイッチ信号等を伝送するための信号線にしか使用ができなくなってしまう。
【００３５】
ここで、引張強さと導電率とには相関があることが知られている。このため、伸び率及び引張強さのみに着目して導体部１１を製造してしまうと、導電率の低い導体部１１しか提供できなくなるおそれがあり、信号線にしか使用できない０．１３ｓｑ電線１となってしまう。しかし、引張強さ５００ＭＰａ以上のみならず、導電率７０％ＩＡＣＳ以上となるように引張強さの調質を行えば、信号線のみならず小電流を流すための０．１３ｓｑ電線の電源線としての製造が可能となる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る０．１３ｓｑ電線１の実施例について説明する。
【００３７】
まず、実施例として、鋳造、容体化処理、中間伸線、仕上伸線、及び撚り圧縮の後に、４２０℃の温度で４時間の調質熱処理を行って得たＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系の銅合金を導体部１１とした電線１を得た。このとき、配合率は、Ｃｒが０．７９質量％であり、Ｚｒが０．１１質量％であり、Ｓｎが０．１０質量％であり、残部がＣｕである。このときの伸び率は１０％であり、引張強さは５４８ＭＰａである。
【００３８】
また、比較例１として、鋳造以降に熱処理を実施せず、鋳造・圧延、中間伸線、仕上伸線、及び撚り圧縮加工を行うことにより、加工ひずみ７以上の加工度を与えＣｕ−Ｓｎ系の硬銅合金を導体部とした電線を得た。このとき、配合率は、Ｓｎが０．３３質量％であり、残部がＣｕである。また、加工ひずみは７．７である。このときの伸び率は１．８％であり、引張強さは８２８ＭＰａである。
【００３９】
さらに、比較例２として、鋳造・圧延、中間伸線、及び撚り圧縮の後に、２５０℃の温度で１時間の焼鈍を行って得た軟銅を導体部とした電線を得た。このとき、配合率は、Ｏが１３５ｐｐｍであり、残部がＣｕである。このときの伸び率は２１％であり、引張強さは２１９ＭＰａである。
【００４０】
図５は、実施例及び比較例１，２の電線それぞれについてのクリンプハイトと端子固着力との相関を示すグラフである。なお、図５に示す端子固着力はＪＡＳＯ  Ｄ  ６１６に定める測定方法によって測定されたものである。
【００４１】
図５に示すように、実施例の０．１３ｓｑ電線の導体部を露出させ、端子を加締めた場合、クリンプハイトが０．６７〜０．８７ｍｍの範囲において端子固着力７０Ｎ以上を示す結果が得られた。
【００４２】
また、比較例１の０．１３ｓｑ電線の導体部を露出させ、端子を加締めた場合、クリンプハイトが０．７３〜０．８６ｍｍの範囲において端子固着力７０Ｎ以上を示す結果が得られた。さらに、比較例２の０．１３ｓｑ電線の導体部を露出させ、端子を加締めた場合、クリンプハイトが０．７５〜０．８５ｍｍの範囲において端子固着力７０Ｎ以上を示す結果が得られた。
【００４３】
このように、本実施形態に示す０．１３ｓｑ電線１では導体部１１が硬銅や軟銅である場合と比較して、伸び率７％以上２０％未満、且つ、引張強さ５００ＭＰａ以上７５０ＭＰａ未満とすることができ、端子固着力７０Ｎ以上とするためのクリンプハイトの範囲を広げることができる。よって、規格外の不良品が出にくくなると共にクリンプハイトの調査を頻繁にすることがなくなる。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係る０．１３ｓｑ電線１によれば、析出強化型の銅合金からなる導体部１１を有し、導体部１１は伸び率が７％以上であり、引張強さが５００ＭＰａ以上であるため、電線１の引張評価を行った場合に、導体部１１は加工ひずみによりある程度の引張強さが向上（加工硬化）することとなり、端子２０が導体部１１に固着された状態を維持し易くなる。これにより、端子固着力７０Ｎ以上の領域を広げることができ、加締めのバラつきがあったとしても、要求される端子固着力を満たす０．１３ｓｑ電線を実現し易くなる。従って、クリンプハイトの調整を軽減することができる。
【００４５】
また、導体部１１の導電率は７０％ＩＡＣＳ以上である。ここで、導体の導電率は引張強さに影響を与えるものであり、引張強さは５００ＭＰａ以上であればよいものの、導電率が７０％ＩＡＣＳ以上となるような引張強さを有する導体であれば、０．１３ｓｑ電線を５Ａヒューズと組み合わせて用いることができ、それほど電流値が大きくない電源線として利用することができる。
【００４６】
なお、クリンプハイトの範囲を広げるためには導体部１１にコルソン合金やベリリウム合金を用いることが考えられるが、この場合は導体部１１の電気抵抗の関係から５Ａヒューズと組み合わせて使用することが困難となってしまう。これに対して、本実施形態の銅合金であれば、このような事態も発生せず、従来に比してより有利であるといえる。
【００４７】
さらに、本実施形態に係る端子付電線によれば、クリンプハイトが０．６７ｍｍ以上０．８７ｍｍ以下であって、端子固着力がＪＡＳＯ  Ｄ  ６１６に定める測定方法によって７０Ｎ以上であるため、０．３ｓｑや０．３５ｓｑの電線と同等の７０Ｎ以上の端子固着力を有する端子付電線を提供することができる。
【００４８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態に係る０．１３ｓｑ電線１の製造方法については、上記したものに限られず、析出強化型の銅合金の種類によって変更可能である。
【００４９】
なお、本実施形態に係る０．１３ｓｑ電線１の導体部１１を端子２０で加締めた端子付電線２に関しては、以下のような利点がある。
【００５０】
図５からすると、硬銅であっても端子固着力７０Ｎ以上とするためのクリンプハイトの範囲はある程度広い。しかし、図６に示すように端子２０を加締めると強度の面で、本実施形態に示す銅合金の方が有利である。図６は、各金属の加工硬化特性を示すグラフである。例えば、端子２０を加締めておらず、導体部１１が圧縮していない状態（断面積減少率０％）では本実施形態に示す銅合金で５４０ＭＰａであるのに対し、硬銅では７５０ＭＰａである。
【００５１】
そして、端子２０を加締めることにより、導体部１１が圧縮され導体部１１の断面積が圧縮前の７０％となったとする（断面積減少率３０％）。このとき、以下が成り立ち、加締め後の強度面で本実施形態に示す銅合金の方が硬銅よりも有利といえる。
【００５２】
ここで、導体部１１（金属）は加締めによって圧縮されると硬化する特性がある。硬化自体は加締部における強度を高めることとなる。一方、導体部１１は加締めによって断面積が減少する。断面積の減少自体は加締部における強度を低下させることとなる。従って、加締め後の強度は加締めによる硬化割合と断面積の減少割合から算出されることとなる。
【００５３】
本実施形態に示す銅合金の場合、圧縮前の強度は５２１〔ＭＰａ〕×Ｓ〔ｍｍ２〕（Ｓは断面積）＝５２１Ｓ〔Ｎ〕で示すことができる。一方、断面積減少率３０％の場合、圧縮後の強度は６１３〔ＭＰａ〕×０．７Ｓ〔ｍｍ２〕≒４２３Ｓ〔Ｎ〕である。すなわち、５２１Ｓ〔Ｎ〕−４２９Ｓ〔Ｎ〕＝９２Ｓ〔Ｎ〕の強度低下があったといえる。これを圧縮前強度からの低下率として表わすと９２Ｓ〔Ｎ〕÷５２１Ｓ〔Ｎ〕＝１８〔％〕低下することになる。
【００５４】
一方、硬銅の場合、圧縮前の強度は７５０〔ＭＰａ〕×Ｓ〔ｍｍ２〕＝７５０Ｓ〔Ｎ〕であり、圧縮後の強度は７７５〔ＭＰａ〕×０．７Ｓ〔ｍｍ２〕≒５４３Ｓ〔Ｎ〕である。すなわち、７５０Ｓ〔Ｎ〕−５４３Ｓ〔Ｎ〕＝２０７Ｓ〔Ｎ〕の強度低下があったといえる。これを圧縮前強度からの低下率として表わすと２０７Ｓ〔Ｎ〕÷７５０Ｓ〔Ｎ〕＝２８〔％〕低下することになる。
【００５５】
上記２例を比較すると、本実施形態に示す銅合金の方が硬銅よりも強度の低下が少ないといえる。すなわち、端子付電線２に加工した段階においても、本実施形態に係る電線１は有利であるといえる。なお、強度の低下率は小さいことが望ましく、上記のように低下率１８％以下であることが好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１…電線
２…端子付電線
１１…導体部
１１ａ…素線
１２…被覆部
２０…端子
２１…バレル
２２…底面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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