CN103025905B - 电线和具有端子的电线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够减少压接高度的调整的一种电线和一种具有端子的电线。提供了包括由具有按照ISO6722标准中的（0.13）sq的横截面面积的析出强化铜合金制成并且被压缩的导体部（11）的电线（1），其中导体部（11）具有（7%）以上的伸长率和（500）MPa以上的抗拉强度。另外，导体部的电导率是（70%）IACS以上。

Description

电线和具有端子的电线
技术领域
本发明涉及一种电线和一种具有端子的电线。
背景技术
在背景技术中，具有各种导体横截面面积诸如0.13sq、0.3sq和0.35sq的电线是已知的。在这种电线中，作为导体部，考虑到可加工性或者价格，使用了纯铜或者廉价的铜合金，或者纯铝或者铝合金。
JP-A-9-82375、JP-A-2007-157509和JP-A-2009-26695公开了这种电线和连接件。
发明内容
技术问题
在车辆中，使用了大量的电线。因此，电线的重量对于车辆的重量存在影响，从而当考虑在车辆中减重时，还要考虑电线的减重。特别地，0.3sq或者0.35sq的电线被用作用于车辆的电线，并且利用0.13sq的电线替代上述电线可以在车辆中导致减重。然而，当使用0.13sq的电线时，发生以下问题。
即，在0.3sq或者0.35sq的电线中，在具有一对V形或者U形筒部等的端子的电线连接部分中的通常端子固定载荷是70N以上，从而在该电线被具有小的导体横截面面积的0.13sq的电线替代并且电线连接部分被压接到电线的情况下，难以获得与利用0.3sq或者0.35sq的电线相同的70N以上的端子固定载荷。更加具体地，在端子固定载荷被设为70N以上的情况下，当使得电线连接部分的压接宽度C/W恒定时的压接高度C/H必须在预定范围内。然而，当导体部由退火铜或者纯铜制成时，用于将0.13sq的电线的端子固定载荷设置为70N以上的压接高度的范围并不宽。作为其结果，当压接端子时要求准确度，并且由此难以使用0.13sq的电线替代0.3sq或者0.35sq的电线。
另外，可以根据抗拉强度等的观点考虑使用例如硬铜或者硬铜合金作为0.13sq的细线的导体部，但是即使当硬铜或者硬铜合金被用作导体部时，压接高度的范围也不宽。
另外，在以上描述中，作为一个实例描述了用于车辆的电线，但是该问题不限于用于车辆的电线，并且可以被应用于其中压接高度的调整困难的、其它0.13sq的电线。
已经做出了本发明以解决在相关技术中的上述问题，并且本发明的目的在于提供能够减少压接高度调整的一种电线和一种具有端子的电线。
解决问题的方法
根据本发明的一个方面，提供这样一种电线，其包括：导体部，该导体部由在ISO 6722标准中具有0.13sq的横截面面积的析出强化铜合金制成，并且该导体部被压缩，其中，所述导体部具有7%以上的伸长率，和500MPa以上的抗拉强度。
根据这种电线，包括了由析出强化铜合金制成的导体部，该导体部具有7%以上的伸长率和500MPa以上的抗拉强度。因此，通过加工应变（加工硬化）在某种程度上改进了导体部的抗拉强度，并且易于维持端子被固定到导体部的状态。因此，可以加宽其中端子固定载荷为70N以上的区域，并且即使当在压接时的变化存在时，也易于实现满足所需的端子固定载荷的、0.13sq的电线。因此，可以减少压接高度的调整。析出强化铜合金可以具体地由铜合金诸如Cu-Cr-Zr系列、Cu-Co-P系列、Cu-Cr-Sn系列和Cu-Fe-P系列制成。在具体实施方式中公开了铜合金的优选混合比率。
另外，根据本发明的另一个方面，提供这样一种电线，其包括导体部，该导体部由在ISO6722标准中具有0.13sq的横截面面积的析出强化铜合金制成，其中，所述导体部具有7%以上的伸长率，和500MPa以上的抗拉强度，并且所述导体部的电导率是70%IACS以上。
根据这种电线，导体部的电导率是70% IACS以上。这里，导体的电导率对于抗拉强度存在影响并且抗拉强度优选地是500MPa以上，并且在导体具有一定抗拉强度使得电导率是70%以上的情况下，能够与5A熔丝相组合地来使用0.13sq的电线，并且能够作为电源线来使用电线，该电源线具有不像值那样大的电流值。
另外，在本发明的电线中，优选的是，在所述析出强化铜合金中，关于横截面面积方面的30%的降低率，强度方面的降低率是18%或者更低。
根据这种电线，在析出强化铜合金中，关于在横截面面积方面的30%的降低率，在强度方面的降低率是18%或者更低，使得可以提供其中强度方面的降低小的这样一种具有端子的电线，并且使得在加工具有端子的电线的情况下是有利的。
另外，根据本发明的另一个方面，提供一种具有端子的电线。该电线包括上述电线和端子，该端子包括一对筒部并且该端子压缩电线的导体部，并且当沿着使筒部相互靠近的方向弯曲该一对筒部时，该端子压接至所述导体部。
根据这种具有端子的电线，该电线包括上述电线和端子，该端子包括一对筒部并且压缩电线的导体部，并且当沿着使筒部相互靠近的方向弯曲该一对筒部时，该端子压接至所述导体部。这里，通常，在制造0.13sq等的细线时，存在使用预先使抗拉强度为700MPa以上的材料诸如硬铜和硬铜合金作为导体部的趋势。这个抗拉强度是有必要的，因为考虑到硬铜或者硬铜合金的加工硬化特性，在导体横截面面积由于端子的压接而被减弱的部分中，强度上的降低率高，并且作为其结果，牺牲了延长率。然而，在上述电线中，不需要将抗拉强度增加至700MPa的程度，并且导体部由于在某种程度上的加工应变而具有加工硬化特性，从而可以允许由于端子压接而发生的强度上的降低率小。因此，可以抑制伴随横截面面积降低的、在压接部分中的强度上的降低。
另外，在该具有端子的电线中，优选的是代表所述端子在其压接部分中的高度的压接高度为大于等于0.67mm并且小于等于0.87mm，并且当根据在JASO D 616中定义的测量方法测量时，在所述压接部分处的端子固定载荷是70N以上。
根据这种具有端子的电线，压接高度等于或者大于0.67mm并且等于或者小于0.87mm，并且当根据在JASO D 616中限定的测量方法测量时，在压接部分处的端子固定载荷是70N以上，从而可以提供具有与0.3sq或者0.35sq的电线相同的70N端子固定载荷的具有端子的电线。
本发明的有益效果
根据本发明，可以提供能够减少压接高度的调整的一种电线和一种具有端子的电线。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的电线的实例的示出图；
图2是根据本发明的实施例的具有端子的电线的横截面图；
图3是示出在伸长率和抗拉强度之间的关联(correlation)的曲线图；
图4是示出包括根据该实施例的具有导体部的0.13sq的电线的特性的曲线图；
图5是示出关于实例以及对照实例1和2的电线在压接高度和端子固定载荷之间的关联的曲线图；
图6是示出每一种金属的加工硬化特性的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明的实施例的电线的实例的示出图。
如在图1中所示，通过利用绝缘部12包覆导体部11来配置根据本实施例的电线1。通过扭绞并且压缩每一根线股11a而形成导体部11。在本实施例中，导体部11由析出强化铜合金制成，并且具体地，由铜合金诸如Cu-Cr-Zr系列、Cu-Co-P系列、Cu-Cr-Sn系列和Cu-Fe-P系列制成。
关于导体部11，每一种金属的混合比率如下。具体地，在其中导体部11由Cu-Cr-Zr系列铜合金制成的情况下，Cr的含量以质量计是0.50%到1.50%，Zr的含量以质量计是0.05%到0.15%，Sn的含量以质量计是0.10%到0.20%，并且其余部分为Cu。另外，在导体部11由Cu-Co-P系列铜合金制成时，Co含量以质量计是0.20%到0.30%，P的含量以质量计是0.07%到0.12%，Ni的含量以质量计是0.02%到0.05%，Sn的含量以质量计是0.08%到0.12%，Zn的含量以质量计是0.01%到0.04%，并且其余部分为Cu。
这里，将描述其中端子被压接到根据本实施例的电线1的具有端子的电线。图2示出了图示根据本发明的该实施例的具有端子的电线2的横截面图。如在图2中所示，端子20包括一对筒部21，该一对筒部21压缩所述导体部11并且被压接于该导体部11。该一对筒部21从端子20的底表面部分22的两端竖立，并且在被压接到导体部11之前具有V形或者U形横截面。另外，当被压接时，在使V形或者U形部分的末端侧产生相互接触的方向上弯曲该一对筒部21。以这种方式，端子20被压接到导体部11。
另外，通常，端子20在压接部分中的高度被称为压接高度C/H，并且端子20的宽度被称为压接宽度C/W。
另外，在本实施例中，在本实施例中的导体部11的伸长率是7%以上，并且抗拉强度是500MPa以上。当伸长率小于7%时，在进行由JIS-Z-2241中定义的拉伸测试机器测量的情况下，由于在压接端子时没有实现足够的加工硬化并且在导体部11中的强度变小，所以难以获得70N的端子固定载荷。类似地，当抗拉强度小于500MPa时，在进行由JIS-Z-2241中定义的拉伸测试机器测量的情况下，难以以宽的压接高度范围获得70N的端子固定载荷。另外，从由JIS-Z-2241中定义的拉伸测试机器测量的测试力（N）获得抗拉强度，并且从利用伸长测量设备测量的指标点之间的长度获得伸长率。
另外，优选的是伸长率小于20%。关于这种限制的原因如下。伸长率与抗拉强度相关，并且当伸长率改变时，抗拉强度也趋向于改变。从这个趋势，在合金包括铜作为基础物质的情况下，当伸长率是20%以上时，不再能够维持500MPa的抗拉强度。另外，优选的是抗拉强度小于750MPa。关于这种限制的原因如下。在合金包括铜作为基础物质的情况下，当抗拉强度是750MPa以上时，不再能够维持7%的伸长率。
为了制造具有这种伸长率和抗拉强度的导体部11，应该使用上述析出强化铜合金，并且在使用退火铜或者纯铜的情况下，不能制造上述导体部11。
图3示出图示了在伸长率和抗拉强度之间的关联的曲线图。如在图3中所示，当纯铜或者稀释铜合金被以使得抗拉强度为500MPa的方式热精炼时，伸长率变成2%到3%。另外，虽然在图3中没有示出，但是当伸长率是7%以上时，抗拉强度在很大程度上变得小于400MPa。因此，在根据本实施例的、0.13sq的电线中，析出强化铜合金被用于导体部11。
例如，如在图3中所示，在Cu-Co-P系列铜合金的情况下，当伸长率被设为7%时，可以获得大致530MPa的抗拉强度，并且当抗拉强度被设为500MPa时，可以获得大致9%的伸长率。另外，在Cu-Cr-Zr系列铜合金的情况下，当伸长率被设为7%时，可以获得大致587MPa的抗拉强度，并且当抗拉强度被设为500MPa时，可以获得大致13%的伸长率。
另外，关于上述析出强化铜合金，除了上述可能性之外，当混合量改变或者组成自身改变并且由此伸长率大于等于7%且小于等于20%时，可以实现具有大于等于500MPa且小于等于750MPa的抗拉强度的导体部11。另外，根据包括导体部11的、0.13sq的电线，可以加宽用于实现70N以上的端子固定载荷的压接高度范围（见图5），并且可以减少压接高度范围的调整。
下面，将描述制造包括导体单元11的、0.13sq的电线1的方法。在制造根据本实施例的电线1时，执行铸造、固溶处理、中拉、精拉、扭绞和压缩、还用作时效处理的精炼热处理等。
图4是示出包括根据本实施例的导体部11的、0.13sq的电线1的特性的曲线图。在执行铸造、固溶处理、中拉、精拉、扭绞和压缩等之后，以图4所示的温度和时间执行精炼热处理。具体地，在Cu-Cr-Zr系列铜合金的情况下，在390到440°C的温度下执行精炼热处理4个小时，并且由此可以获得具有7%以上的伸长率和500MPa以上的抗拉强度的导体部11。另外，在Cu-CO-P系列铜合金的情况下，在385到405°C的温度下执行精炼热处理4个小时，并且由此可以获得具有7%以上的伸长率和500MPa以上的抗拉强度的导体部11。
另外，导体部11的电导率优选地是70%IACS以上。在本实施例中，当导体部11的伸长率是7%以上并且抗拉强度是500MPa以上时，可以减少压接高度的调整。然而，当忽略导体部11的电导率地制造电线1时，存在电导率降低的情况，并且在此情况下，电线1不可以被用作用于传输开关信号等的信号线。
这里，已知的是抗拉强度和电导率具有一定关联。因此，当仅仅通过关注伸长率和抗拉强度地制造导体部11时，这仅仅可以提供具有低电导率的导体部11并且由此0.13sq的电线1仅仅可以被用于信号线。然而，当以使得不仅抗拉强度是500MPa以上而且电导率还为70%IACS以上的方式来执行用于抗拉强度的热精炼时，可以制造不仅将被用作信号线而且还将被用作用于允许低电流流动的0.13sq的电线的电源线的所述导体部11。
下面，将描述根据本实施例的0.13sq的电线1的实例。
首先，作为实例，通过使用在铸造、固溶处理、中拉、精拉以及扭绞和压缩之后在420°C的温度下经历精炼热处理4个小时的Cu-Cr-Zr系列铜合金作为导体部11而获得所述电线1。此时，在混合比率方面，Cr以质量计是0.79%，Zr以质量计是0.11%，Sn以质量计是0.10%，并且其余部分为Cu。此时伸长率是10%并且抗拉强度是548MPa。
另外，作为对照实例1，使用Cu-Sn系列硬铜合金的导体部获得一种电线，通过执行铸造和轧制、中拉、精拉以及扭绞和压缩而不在铸造之后执行热处理，向该Cu-Sn系列硬铜合金施加了具有7以上的加工应变的一定程度的加工。此时，在混合比率方面，Sn以质量计是0.33%，并且其余部分为Cu。另外，加工应变是7.7。此时伸长率是1.8%并且抗拉强度是828MPa。
另外，作为对照实例2，通过使用在铸造和轧制、固溶处理、中拉以及扭绞和压缩之后在250°C的温度下经历退火1个小时的退火铜合金作为导体部获得一种电线。此时，在混合比率方面，O是135ppm并且其余部分为Cu。此时伸长率是21%并且抗拉强度是219MPa。
图5示出关于在实例以及对照实例1和2中的每一种电线示出在压接高度和端子固定载荷之间的关联的曲线图。另外，图5所示的端子固定率是利用在JASO D 616中定义的测量方法测量的。
如在图5中所示，在其中将实例中的0.13sq的电线的导体部露出并且端子被压接的情况下，获得了如下结果：其中在0.67到0.87mm的压接高度范围中呈现了70N以上的端子固定载荷。
另外，在其中将对照实例1中的0.13sq的电线的导体部露出并且端子被压接的情况下，获得了如下结果：其中在0.73到0.86mm的压接高度范围中呈现了70N以上的端子固定载荷。另外，在将对照实例2中的0.13sq的电线的导体部露出并且端子被压接的情况下，获得了如下结果：其中在0.75到0.85mm的压接高度范围中呈现了70N以上的端子固定载荷。
如上所述，在代表本实施例的0.13sq的电线1中，可以使得伸长率大于等于7%并且小于等于20%，使得抗拉强度大于等于500MPa并且小于750MPa，并且与导体部11是硬铜或者退火铜的情况相比较，可以加宽用于实现70N以上的端子固定载荷的压接高度范围。因此，低于标准的缺陷性产品不易出现并且不需要频繁地检查压接高度。
以此方式，按照根据本实施例的0.13sq的电线1包括了由析出强化铜合金制成的导体部11，导体部11的伸长率是7%以上，并且抗拉强度是500MPa以上。因此，在执行关于电线1拉伸评价的情况下，利用加工应变（加工硬化）在某种程度上改进了导体部11的抗拉强度，并且易于维持端子20被固定到导体部11的状态。因此，可以加宽其中端子固定载荷是70N以上的区域，并且即使当压接时的变化存在时，也易于实现满足要求的端子固定载荷的0.13sq的电线。因此，可以减少压接高度的调整。
另外，导体部11的电导率是70%IACS以上。这里，导体的电导率对于抗拉强度存在影响并且抗拉强度优选地是500MPa以上，并且在导体具有使得电导率是70%IACS以上的抗拉强度的情况下，可以与5A熔丝相组合地来使用0.13sq的电线，并且可以作为电源线来使用该电线，所述电源线具有不像上述值那样大的电流值。
另外，可以考虑使用科森合金（Corson alloy）或者铍合金作为导体部11以加宽压接高度的范围，但是在此情况下，因为导体部11的电阻而难以与5A熔丝相组合地使用该导体部11。相反，根据本实施例的铜合金，这种困难不会发生，并且由此存在优于相关技术的优点。
另外，根据本实施例的具有端子的电线，压接高度大于等于0.67mm并且小于等于0.87mm，并且当根据在JASO D 616中定义的测量方法测量时，端子固定载荷是70N以上，从而可以提供具有与0.3sq或者0.35sq的电线相同的70N端子固定载荷的、具有端子的电线。
在上文中，基于实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例并且可以在不偏离本发明的范围的情况下作出各种改变。例如，根据该实施例的、制造0.13sq的电线1的方法不限于以上说明，并且可以根据析出强化铜合金的种类而改变。
另外，关于其中端子20被压接到根据该实施例的0.13sq的电线1的导体部11的、具有端子的电线2，存在如下优点。
从图5，能够看到即使在硬铜中，使得端子固定载荷为70N以上的压接高度的范围也在某种程度上加宽。然而，在用于如在图6中所示压接端子20的强度方面，由本实施例指示的铜合金是有利的。图6示出图示了每一种金属的加工硬化特性的曲线图。例如，在其中端子20未被压接并且导体部11未被压缩（横截面面积的降低率为0%）的状态中，在本实施例中示出的铜合金具有540MPa，并且硬铜具有750MPa。
当端子20被压接时，导体部11被压缩并且导体部11的横截面面积关于在压缩之前的横截面面积变成70%（横截面面积的降低率为30%）。此时，基于以下理由，从在压接之后的强度方面，在本实施例中示出的铜合金优于硬铜。
这里，导体部11（金属）具有当其通过压接而被压缩时硬化的特性。硬化自身增加了压接部分中的强度。在另一方面，导体11的横截面面积通过压接而减小。横截面面积的降低自身降低了压接部分中的强度。因此，从由于压接引起的硬化率和横截面面积的降低率来计算压接之后的强度。
在代表本实施例的铜合金的情况下，压缩之前的强度能够由521[MPa]×S[mm2]（S是横截面面积）=521S[N]表达。在另一方面，横截面面积上的降低率为30%的情况下，压缩之后的强度是613[MPa]×0.7S[mm2]≈423S[N]。即，强度降低了521S[N]-429S[N]=92S[N]。当利用从压缩之前的强度的降低率表达时，其降低了92S[N]÷521S[N]=18%。
另一方面，在硬铜的情况下，在压缩之前的强度是750[MPa]×S[mm2]=750S[N]，并且在压缩之后的强度是775[MPa]×0.7S[mm2]≈543S[N]。即，强度降低了750S[N]–543S[N]=207S[N]。当利用压缩之前的强度的降低率表达时，其降低了207S[N]÷750S[N]=28%。
当将上述两个实例相互比较时，示出本实施例的铜合金方面的强度的降低小于硬合金方面的强度的降低。即，即使在加工具有端子的电线2的阶段中，根据本实施例的电线1也是有利的。另外，优选地，强度上的降低率小，并且更加优选地，降低率是如上所述的18%以下。
工业实用性
根据本发明，可以提供能够减少压接高度的调整的一种电线和一种具有端子的电线。
本申请基于日本专利申请No.2010-163614，该专利申请的内容通过引用并入此处。

Claims (7)

1.一种电线，包括：
导体部，该导体部由在ISO 6722标准中具有0.13sq的横截面面积的析出强化铜合金制成，并且该导体部被压缩，
其中，所述导体部具有7％以上的伸长率，和500MPa以上的抗拉强度，
当根据在JASO D 616中定义的测量方法测量时，在压接部分处的端子固定载荷是70N以上，并且
代表所述端子在其压接部分中的高度的压接高度为大于等于0.67mm并且小于等于0.75mm。
2.一种电线，包括：
导体部，该导体部由在ISO6722标准中具有0.13sq的横截面面积的析出强化铜合金制成，
其中，所述导体部具有7％以上的伸长率，和500MPa以上的抗拉强度，
所述导体部的电导率是70％IACS以上，
当根据在JASO D 616中定义的测量方法测量时，在压接部分处的端子固定载荷是70N以上，并且
代表所述端子在其压接部分中的高度的压接高度为大于等于0.67mm并且小于等于0.75mm。
3.根据权利要求1所述的电线，
其中，在所述析出强化铜合金中，关于横截面面积方面的30％的降低率，强度方面的降低率是18％或者更低。
4.根据权利要求1到3中任何一项所述的电线，其中，所述析出强化铜合金由选自Cu-Cr-Zr系列、Cu-Co-P系列、Cu-Cr-Sn系列和Cu-Fe-P系列的铜合金制成。
5.根据权利要求1到3中任何一项所述的电线，其中，所述导体部由Cu-Cr-Zr系列铜合金制成，Cr的含量以质量计为0.50％到1.50％，Zr的含量以质量计为0.05％到0.15％，Sn的含量以质量计为0.10％到0.20％，并且其余部分为Cu。
6.根据权利要求1到3中任何一项所述的电线，其中，所述导体部由Cu-Co-P系列铜合金制成，Co含量以质量计为0.20％到0.30％，P的含量以质量计为0.07％到0.12％，Ni的含量以质量计为0.02％到0.05％，Sn的含量以质量计为0.08％到0.12％，Zn的含量以质量计为0.01％到0.04％，并且其余部分为Cu。
7.一种带有端子的电线，包括：
根据权利要求1到3中任何一项所述的电线；和
端子，该端子包括一对筒部，并且当在使该一对筒部彼此接近的方向上弯曲该一对筒部时，所述端子压缩所述电线的所述导体部并且压接于该导体部，从而形成压接部分。
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