DE112011102402T5

DE112011102402T5 - Draht und Draht mit Anschluss

Info

Publication number: DE112011102402T5
Application number: DE112011102402T
Authority: DE
Inventors: Satoru Yoshinaga
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-07-22
Also published as: RU2561878C2; US20130092437A1; JP6002360B2; JP2012028057A; CN103025905A; US20150229036A1; WO2012011611A3; US9786403B2; WO2012011611A2; RU2013107509A; AU2011280481A1; US9263165B2; CN103025905B; DE112011102402B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Draht und einen Draht mit einem Anschluss, mit denen die Anpassung an einer Quetschhöhe verringert werden kann. Ein Draht 1 wird geschaffen, der einen Leiterteil 11 enthält, der aus ausscheidungsgehärteter Kupferlegierung mit einer Querschnittsfläche von 0,13 sq nach dem Standard ISO 6722 besteht und zusammengedrückt wird, wobei der Leiterteil 11 eine Dehnungsrate von 7% oder mehr und eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr hat. Des Weiteren beträgt die elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 70% IACS oder mehr.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Draht und einen Draht mit einem Anschluss.
Technischer Hintergrund
In der Technik sind Drähte mit verschiedenen Leiter-Querschnittsflächen, wie beispielsweise 0,13 sq, 0,3 sq sowie 0,35 sq, bekannt. Bei derartigen Drähten wird als ein Leiterteil unter dem Aspekt der Bearbeitbarkeit bzw. des Preises reines Kupfer oder eine kostengünstige Kupferlegierung oder reines Aluminium oder eine Aluminiumlegierung eingesetzt.
JP-A-9-82375 , JP-A-2007-157509 und JP-A-2009-26695 offenbaren derartige Drähte und Verbinderteile.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einem Fahrzeug wird eine große Anzahl von Drähten eingesetzt. Daher hat das Gewicht der Drähte eine Auswirkung auf das Gewicht des Fahrzeugs, so dass, wenn Gewichtseinsparungen an dem Fahrzeug erwogen werden, auch Gewichtseinsparungen an den Drähten erwogen werden. Das heißt, es wird ein Draht mit 0,3 sq oder 0,35 sq als ein Draht für das Fahrzeug eingesetzt, und, wenn der Draht durch einen Draht mit 0,13 sq ersetzt wird, kann dies zu Gewichtseinsparungen an dem Fahrzeug führen. Wenn jedoch ein Draht mit 0,13 sq eingesetzt wird, treten die im Folgenden aufgeführten Probleme auf.
Das heißt, bei dem Draht mit 0,3 sq oder 0,35 sq beträgt die allgemeine Anschluss-Befestigungslast (terminal fixing load) an einem Draht-Verbindungsabschnitt eines Anschlusses mit einem Paar V-förmiger oder U-förmiger Hülsen oder dergleichen 70 N oder mehr, so dass es, wenn der Draht durch den Draht mit 0,13 sq mit einer kleinen Querschnittsfläche eines Leiters ersetzt wird und der Draht-Verbindungsabschnitt auf den Draht geklemmt wird, schwierig ist, die gleiche Anschluss-Befestigungslast von 70 N oder mehr wie bei dem Draht mit 0,3 sq oder 0,35 sq zu erreichen. Das heißt, wenn die Anschluss-Befestigungslast auf 70 N oder mehr festgelegt ist, muss eine Quetsch-Höhe C/H in einem vorgegebenen Bereich liegen, wenn eine Quetsch-Breite C/W des Draht-Verbindungsabschnitts konstant sein soll. Wenn jedoch der Leiterteil aus Weichkupfer oder reinem Kupfer besteht, ist der Bereich der Quetsch-Höhe zum Festlegen der Anschluss-Befestigungslast des Drahtes mit 0,13 sq auf 70 N oder mehr nicht groß. Dadurch ist Genauigkeit erforderlich, wenn der Anschluss verquetscht wird, und damit ist es schwierig, den Draht mit 0,13 sq anstelle des Drahtes mit 0,3 sq oder 0,35 sq einzusetzen.
Des Weiteren kann der Einsatz beispielsweise von Hartkupfer oder einer Hartkupferlegierung als Leiterteil des dünnen Drahtes mit 0,13 sq unter dem Gesichtspunkt der Zugfestigkeit oder dergleichen in Erwägung gezogen werden, jedoch ist der Bereich der Quetsch-Höhe selbst beim Einsatz von Hartkupfer oder Hartkupferlegierung als Leiterteil nicht groß.
Des Weiteren wird in der oben stehenden Beschreibung der Draht für ein Fahrzeug als ein Beispiel angeführt, das Problem ist jedoch nicht auf den Draht für ein Fahrzeug beschränkt und gilt auch für andere Drähte mit 0,13 sq, bei denen Anpassung der Quetsch-Höhe schwierig ist.
Die Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem der verwandten Technik zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Draht sowie einen Draht mit einem Anschluss zu schaffen, mit denen die Anpassung einer Quetsch-Höhe verringert wird.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Draht geschaffen, der einen Leiterteil enthält, der aus ausscheidungsgehärteter Kupferlegierung mit einer Querschnittsfläche von 0,13 sq nach dem Standard ISO 6722 besteht und zusammengedrückt wird, wobei der Leiterteil eine Dehnungsrate von 7% oder mehr und eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr hat.
Bei diesem Draht ist der Leiterteil enthalten, der aus der ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung besteht, und der Leiterteil hat eine Dehnungsrate von 7% oder mehr sowie eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr. Dabei wird die Zugfestigkeit des Leiterteils in gewissem Maß durch Kaltverfestigung (Kalthärtung) verbessert, und ein Zustand, in dem der Anschluss an dem Leiterteil befestigt ist, wird auf einfache Weise aufrechterhalten. Dementsprechend ist es möglich, den Bereich zu erweitern, in dem die Anschluss-Befestigungslast 70 N oder mehr beträgt, und selbst wenn Abweichungen beim Quetschen auftreten, kann auf einfache Weise ein Draht mit 0,13 sq hergestellt werden, der die erforderliche Anschluss-Befestigungslast aufweist. Daher ist es möglich, die Anpassung der Quetsch-Höhe zu verringern. Die ausscheidungsgehärtete Kupferlegierung kann im Einzelnen aus einer Kupferlegierung beispielsweise der Cu-Cr-Zr-Reihe, der Cu-Co-P-Reihe, der Cu-Cr-Sn-Reihe sowie der Cu-Fe-P-Reihe bestehen. Ein bevorzugtes Mischungsverhältnis der Kupferlegierung wird im Abschnitt ”Beschreibung von Ausführungsformen” offenbart.
Des Weiteren wird gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ein Draht geschaffen, der einen Leiterteil enthält, der aus ausscheidungsgehärteter Kupferlegierung besteht und eine Querschnittsfläche von 0,13 sq nach dem Standard ISO 6722 hat, wobei der Leiterteil eine Dehnungsrate von 7% oder mehr sowie eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr hat und die elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 70% IACS oder mehr beträgt.
Bei diesem Draht beträgt die elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 70% IACS oder mehr. Dabei hat die elektrische Leitfähigkeit des Leiters einen Einfluss auf die Zugfestigkeit, und die Zugfestigkeit beträgt vorzugsweise 500 MPa oder mehr, und wenn der Leiter eine Zugfestigkeit hat, aufgrund der die elektrische Leitfähigkeit 70% oder mehr beträgt, ist es möglich, einen Draht mit 0,13 sq in Kombination mit einer 5-A-Sicherung einzusetzen, und es ist möglich, einen elektrischen Draht als eine Stromversorgungsleitung zu verwenden, die einen Stromwert hat, der nicht so hoch ist wie dieser Wert.
Weiterhin beträgt bei dem Draht der Erfindung bei der ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung der Grad der Verringerung der Festigkeit vorzugsweise 18% oder weniger bei einem Grad der Verringerung bzw. Abnahme der Querschnittsfläche von 30%.
Bei diesem Draht beträgt bei ausscheidungsgehärteter Kupferlegierung der Grad der Verringerung der Festigkeit 18% oder weniger bei einem Grad der Abnahme der Querschnittsfläche von 30%, so dass es möglich ist, einen Draht mit einem Anschluss zu schaffen, bei dem die Verringerung der Festigkeit gering ist und der Vorteile bei der Verarbeitung des Drahtes mit einem Anschluss aufweist.
Zusätzlich wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Draht mit einem Anschluss geschaffen. Der Draht enthält den oben beschriebenen Draht sowie einen Anschluss, der ein Paar Hülsen enthält und der den Leiterteil des Drahtes zusammendrückt und darauf gequetscht wird, wenn die paarigen Hülsen in einer Richtung gebogen werden, in der sich die Hülsen einander nähern.
Bei diesem Draht mit dem Anschluss enthält der Draht den oben beschriebenen Draht sowie den Anschluss, der ein Paar Hülsen enthält und der den Leiterteil des Drahtes zusammendrückt und darauf gequetscht wird, wenn die paarigen Hülsen in einer Richtung gebogen werden, in der sich die Hülsen einander nähern. Dabei besteht im Allgemeinen bei Herstellung eines dünnen Drahtes mit 0,13 sq oder dergleichen eine Tendenz dazu, ein Material, wie beispielsweise Hartkupfer und eine Hartkupfer-Legierung, deren Zugfestigkeit im Voraus auf 700 MPa oder mehr gebracht wird, als den Leiterteil einzusetzen. Diese Zugfestigkeit ist, da die Rate der Verringerung der Festigkeit in einem Abschnitt hoch ist, in dem die Querschnittsfläche des Leiters aufgrund des Aufquetschens des Anschlusses verringert wird, unter dem Aspekt einer Kaltverfestigungseigenschaft des Hartkupfers bzw. der Hartkupferlegierung erforderlich, wobei dies auf Kosten der Dehnung geht. Bei dem oben beschriebenen Draht ist es jedoch nicht erforderlich, die Zugfestigkeit auf 700 MPa zu erhöhen, und der Leiterteil weist aufgrund der Kaltverfestigung in gewissem Maße Kalthärteigenschaften auf, so dass der Grad der Verringerung der Festigkeit, die aufgrund des Aufquetschens des Anschlusses auftritt, gering sein kann. Dementsprechend ist es möglich, die Verringerung der Festigkeit an dem Quetschabschnitt zu verhindern, die mit der Verringerung der Querschnittsfläche einhergeht.
Des Weiteren betragen bei dem Draht mit dem Anschluss vorzugsweise die Quetsch-Höhe, die die Höhe des Anschlusses in seinem Quetschabschnitt darstellt, 0,67 mm oder mehr und 0,87 mm oder weniger und die mit dem nach JASO D 616 definierten Messverfahren gemessene Anschluss-Befestigungslast an dem Quetschabschnitt 70 N oder mehr.
Bei diesem Draht mit dem Anschluss beträgt die Quetsch-Höhe 0,67 mm oder mehr und 0,87 mm oder weniger, und eine mit dem in JASO D 616 definierten Messverfahrens gemessene Anschluss-Befestigungslast an dem Quetschabschnitt beträgt 70 N oder mehr, so dass es möglich ist, einen Draht mit einem Anschluss zu schaffen, der die gleiche Anschluss-Befestigungslast von 70 N hat wie der elektrische Draht mit 0,3 sq oder 0,35 sq.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Draht und einen Draht mit einem Anschluss zu schaffen, mit denen die Anpassung einer Quetschhöhe verringert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Drahtes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsdarstellung eines Drahtes mit einem Anschluss gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Dehnungsrate und Zugfestigkeit darstellt.
4 ist ein Diagramm, das eine Kennlinie eines Drahtes mit 0,13 sq gemäß der Ausführungsform darstellt, der einen Leiterteil enthält.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Quetsch-Höhe und einer Anschluss-Befestigungslast bei Drähten eines Beispiels und von Vergleichsbeispielen 1 und 2 darstellt.
6 ist ein Diagramm, das Kaltverfestigungseigenschaften jedes Metalls darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Drahtes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Ein Draht 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 1 gezeigt, geschaffen, indem ein Leiterteil 11 mit einem isolierenden Teil 12 überzogen wird. Der Leiterteil 11 wird ausgebildet, indem jeder der Stränge 11a verdrillt und zusammengedrückt wird. In der vorliegenden Ausführungsform besteht der Leiterteil 11 aus ausscheidungsgehärteter Kupferlegierung und besteht insbesondere aus Kupferlegierung beispielsweise der Cu-Cr-Zr, der Cu-Co-P-Reihe, der Cu-Cr-Sn-Reihe sowie Cu-Fe-P-Reihe.
Was den Leiterteil 11 angeht, so entspricht der Mischungsanteil jedes Metalls dem im Folgenden aufgeführten. Das heißt, wenn der Leiterteil 11 aus Kupferlegierung der Cu-Cr-Zr-Reihe besteht, beträgt der Gehalt an Cr 0,50 bis 1,50 Gew.-%, der Gehalt an Zr beträgt 0,05 bis 0,15 Mass.-%, der Gehalt an Sn beträgt 0,10 bis 0,20 Gew.-%, und der Rest ist Cu. Des Weiteren beträgt, wenn der Leiterteil 11 aus Kupferlegierung der Cu-Co-P-Reihe der Gehalt an Co 0,20 bis 0,30 Gew.-%, der Gehalt an P beträgt 0,07 bis 0,12 Gew.-%, der Gehalt an Ni beträgt 0,02 bis 0,05 Gew.-%, der Gehalt an Sn beträgt 0,08 bis 0,12 Gew.-%, der Gehalt an Zn beträgt 0,001 bis 0,04 Gew.-%, und der Rest ist Cu.
Im Folgenden wird ein Draht mit einem Anschluss beschrieben, bei dem der Anschluss auf den Draht 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gequetscht wird. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die einen Draht 2 mit dem Anschluss gemäß der Ausführungsform der Erfindung darstellt. Ein Anschluss 20 enthält, wie in 2 gezeigt, ein Paar Hülsen 21, die den Leiterteil 11 zusammendrücken, und er wird auf diesen gequetscht. Die paarigen Hülsen 21 stehen von beiden Enden des Bodenflächenabschnitts 22 des Anschlusses 20 vor, und sie haben einen V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt, bevor sie auf den Leiterteil 11 gequetscht werden. Des Weiteren werden die paarigen Hülsen 21, wenn sie gequetscht werden, in einer Richtung gebogen, in der die vorderen Endseiten des V-förmigen oder U-förmigen Abschnitts in Kontakt miteinander kommen. Auf diese Weise wird der Anschluss 20 auf den Leiterteil 11 gequetscht.
Des Weiteren wird die Höhe des Anschlusses 20 in dem Quetschabschnitt im Allgemeinen als die Quetsch-Höhe C/H bezeichnet, und die Breite des Anschlusses 20 wird als die Quetsch-Breite C/W bezeichnet.
Weiterhin beträgt bei der vorliegenden Ausführungsform die Dehnungsrate des Leiterteils 11 in der vorliegenden Ausführungsform 7% oder mehr, und die Zugfestigkeit beträgt 500 MPa oder mehr. Wenn die Dehnungsrate weniger als 7% beträgt, ist es, wenn Messung mit einer Zugfestigkeitsprüfmaschine durchgeführt wird, wie sie in JIS-Z-2241 definiert ist, schwierig, eine Anschluss-Befestigungslast von 70 N zu erzielen, da beim Quetschen des Anschlusses keine ausreichende Kalthärtung erreicht wird und die Festigkeit in dem Leiterteil 11 abnimmt. Desgleichen ist es, wenn die Zugfestigkeit weniger als 500 MPa beträgt, wenn Messung mit einer Zugfestigkeitsprüfmaschine durchgeführt wird, wie sie in JIS-Z-2241 definiert ist, schwierig, eine Anschlussbefestigungslast von 70 N in einem breiten Bereich der Quetsch-Höhe zu erreichen. Des Weiteren wird die Zugfestigkeit anhand einer Testkraft (N) ermittelt, die mit einer Zugfestigkeitsprüfmaschine gemessen wird, sie sie in JIS-Z-2241 definiert ist, und die Dehnungsrate wird anhand der Länge zwischen Indexpunkten ermittelt, die unter Verwendung einer Dehnungsmessvorrichtung gemessen werden.
Des Weiteren beträgt die Dehnungsrate vorzugsweise weniger als 20%. Der Grund für diese Einschränkung ist der im Folgenden erläuterte. Die Dehnungsrate korreliert mit der Zugfestigkeit, und wenn die Dehnungsrate variiert, neigt auch die Zugfestigkeit dazu, zu variieren. Aufgrund dieser Tendenz kann bei einer Legierung, die Kupfer als eine Grundsubstanz enthält, wenn die Dehnungsrate 20% oder mehr beträgt, die Zugfestigkeit von 500 MPa nicht mehr aufrechterhalten werden. Des Weiteren beträgt die Zugfestigkeit vorzugsweise weniger als 750 MPa. Der Grund für diese Einschränkung ist der im Folgenden erläuterte. Bei einer Legierung, die Kupfer als einen Grundbestandteil enthält, kann, wenn die Zugfestigkeit 750 MPa oder mehr beträgt, die Dehnungsrate von 7% nicht mehr aufrechterhalten werden.
Zum Herstellen des Leiterteils 11 mit einer derartigen Dehnungsrate und Zugfestigkeit muss die oben beschriebene ausscheidungsgehärtete Kupferlegierung eingesetzt werden, und wenn Weichkupfer oder reines Kupfer eingesetzt wird, kann der oben beschriebene Leiterteil 11 nicht hergestellt werden.
3 zeigt ein Diagramm, das eine Korrelation zwischen der Dehnungsrate und der Zugfestigkeit darstellt. Wenn reines Kupfer oder eine niedrig legierte Kupferlegierung thermisch so veredelt wird, dass die Zugfestigkeit 500 MPa beträgt, beträgt, wie in 3 gezeigt, die Dehnungsrate 2 bis 3%. Des Weiteren beträgt, obwohl in 3 nicht dargestellt, wenn die Dehnungsrate 7% oder mehr beträgt, die Zugfestigkeit weitgehend weniger als 400 MPa. Daher wird bei dem Draht mit 0,13 sq gemäß der vorliegenden Ausführungsform die ausscheidungsgehärtete Kupferlegierung für den Leiterteil 11 eingesetzt.
Beispielsweise ist es, wie in 3 gezeigt, bei Kupferlegierung der Cu-Co-P-Reihe, wenn die Dehnungsrate auf 7% festgelegt wird, möglich, eine Zugfestigkeit von ungefähr 530 MPa zu erzielen, und wenn die Zugfestigkeit auf 500 MPa festgelegt wird, ist es möglich, die Dehnungsrate von ungefähr 9% zu erzielen. Des Weiteren ist es bei Kupferlegierung der Cu-Cr-Zr-Reihe, wenn die Dehnungsrate auf 7% festgelegt wird, möglich, eine Zugfestigkeit von ungefähr 587 MPa zu erreichen, und wenn die Zugfestigkeit auf 500 MPa festgelegt wird, ist es möglich, die Dehnungsrate von ungefähr 13% zu erreichen.
Des Weiteren ist es mit der oben beschriebenen ausscheidungsgehärtete Kupferlegierung neben den oben beschriebenen Möglichkeiten, wenn die Mischungsmenge geändert wird oder eine Zusammensetzung selbst geändert wird und dadurch die Dehnungsrate 7% oder mehr und 20% oder weniger beträgt, möglich, den Leiterteil 11 herzustellen, der eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr und von 750 MPa oder weniger hat. Weiterhin ist es mit dem Draht mit 0,13 sq, der den Leiterteil 11 enthält, möglich, den Bereich der Quetsch-Höhe zu erweitern (siehe 5), um eine Anschluss-Befestigungslast von 70 N oder mehr zu erzielen, und es ist möglich, die Anpassung des Bereiches der Quetsch-Höhe zu verringern.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Drahtes 1 mit 0,13 sq beschrieben, der die Leitereinheit 11 enthält. Beim Herstellen des Drahtes 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Gießen, Lösungsbehandlung, Zwischenziehen, Fertigziehen, Verdrillen und Zusammendrücken, Veredelungs-Wärmebehandlung, die auch als Alterungsbehandlung dient, oder dergleichen, durchgeführt.
4 ist ein Diagramm, das Eigenschaften des Drahtes 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit 0,13 sq darstellt, der den Leiterteil 11 enthält. Nach Durchführen des Gießens, der Lösungsbehandlung, des Zwischenziehens, des Fertigziehens, des Verdrillens und Zusammendrückens oder dergleichen wird die veredelnde Wärmebehandlung bei Temperaturen und über eine Zeit durchgeführt, wie sie in 4 dargestellt sind. Das heißt, bei der Kupferlegierung der Cu-Cr-Zr-Reihe wird die veredelnde Wärmebehandlung bei Temperaturen von 390 bis 440°C über 4 Stunden durchgeführt, und damit ist es möglich, den Leiterteil 11 mit einer Dehnungsrate von 7% oder mehr und der Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr zu gewinnen. Des Weiteren wird bei der Kupferlegierung der Cu-CO-P-Reihe die veredelnde Wärmebehandlung bei Temperaturen von 385 bis 405°C über 4 Stunden durchgeführt, und damit ist es möglich, den Leiterteil 11 mit der Dehnungsrate von 7% oder mehr und der Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr zu gewinnen.
Weiterhin beträgt die elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 11 vorzugsweise 70% IACS oder mehr. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es, wenn die Dehnungsrate des Leiterteils 11 7% oder mehr beträgt und die Zugfestigkeit 500 MPa oder mehr beträgt, möglich, die Anpassung der Quetschhöhe zu verringern. Wenn jedoch bei der Herstellung des Drahtes 1 die elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 11 nicht berücksichtigt wird, tritt ein Fall ein, in dem die elektrische Leitfähigkeit abnimmt, und in diesem Fall kann der Draht 1 nicht als Signalleitung zum Übertragen eines Schaltsignals oder dergleichen eingesetzt werden.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass eine Korrelation zwischen Zugfestigkeit und elektrischer Leitfähigkeit vorliegt. Daher kann, wenn bei der Herstellung des Leiterteils 11 nur auf die Dehnungsrate und die Zugfestigkeit geachtet wird, nur der Leiterteil 11 mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit geschaffen werden, und damit kann der Draht 11 mit 0,13 sq nur für die Signalleitung eingesetzt werden. Wenn jedoch die Wärmeveredelung im Interesse der Zugfestigkeit so durchgeführt wird, dass nicht nur die Zugfestigkeit 500 MPa oder mehr beträgt, sondern auch die elektrische Leitfähigkeit 70%IACS oder mehr beträgt, ist es möglich, den Leiterteil 11, der nicht nur als eine Signalleitung, sondern auch als eine Stromversorgungsleitung eingesetzt wird, aus einem Draht mit 0,13 sq herzustellen, der Leiten eines niedrigen Stroms ermöglicht.
Im Folgenden wird ein Beispiel des Drahtes 1 mit 0,13 sq gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wurde der Draht 1, um ein Beispiel anzuführen, unter Verwendung der Kupferlegierung der Cu-Cr-Zr-Reihe, die der veredelnden Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 420°C über 4 Stunden nach dem Gießen, der Lösungsbehandlung, dem Zwischenziehen, dem Fertigziehen sowie dem Verdrillen und Zusammendrücken unterzogen wurde, als der Leiterteil 11 gewonnen. Dabei lagen in dem Mischungsverhältnis 0,79 Gew.-% Cr, 0,11 Gew.-% Zr, 0,10 Gew.-% Sn sowie als Rest Kupfer vor. Die Dehnungsrate betrug dabei 10%, und die Zugfestigkeit betrug 548 MPa.
Des Weiteren wurde als ein Bezugsbeispiel 1 ein Draht unter Verwendung eines Leiterteils aus Hartkupferlegierung der Cu-Sn-Reihe gewonnen, der Bearbeitung mit einer Kaltverfestigung von 7 oder mehr unterzogen wurde, indem das Gießen und Walzen das Zwischenziehen, das Fertigziehen und das Verdrillen und Zusammendrücken durchgeführt wurden, ohne nach dem Gießen eine Wärmebehandlung durchzuführen. Dabei lagen in dem Mischungsverhältnis 0,33 Gew.-% Sn und Cu als Rest vor. Des Weiteren betrug die Kaltverfestigung 7,7. Die Dehnungsrate betrug dabei 1,8%, und die Zugfestigkeit betrug 828 MPa.
Weiterhin wurde als ein Vergleichsbeispiel 2 der Draht unter Verwendung einer Weichkupferlegierung, die einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 250°C über 1 Stunde nach dem Gießen und Walzen, der Lösungsbehandlung, dem Zwischenziehen sowie dem Verdrillen und Zusammendrücken unterzogen wurde, als der Leiterteil gewonnen. In dem Mischungsverhältnis lag O zu 135 ppm und Kupfer als Rest vor. Die Dehnungsrate betrug dabei 21%, und die Zugfestigkeit betrug 219 MPa.
5 zeigt ein Diagramm, das eine Korrelation zwischen einer Quetsch-Höhe und einer Anschluss-Befestigungslast für jeden der Drähte des Beispiels sowie der Vergleichsbeispiele 1 und 2 darstellt. Des Weiteren wurde die Anschluss-Befestigungsstärke, wie sie in 5 dargestellt ist, mit einem in JASO D 616 definierten Messverfahren gemessen.
Wenn der Leiterteil des Drahtes mit 0,13 sq bei dem Beispiel freigelegt wurde und der Anschluss aufgequetscht wurde, wurde, wie in 5 gezeigt, ein Ergebnis erzielt, bei dem die Anschluss-Befestigungslast von 70 N oder mehr in einem Bereich der Quetsch-Höhe von 0,67 bis 0,87 vorlag.
Des Weiteren wurde, wenn der Leiterteil des Drahtes mit 0,13 sq in dem Vergleichsbeispiel 1 freigelegt wurde und der Anschluss aufgequetscht wurde, ein Ergebnis erzielt, bei dem die Anschluss-Befestigungslast von 70 N oder mehr in einem Bereich der Quetsch-Höhe von 0,73 bis 0,86 mm vorlag. Weiterhin wurde, wenn der Leiterteil des Drahtes mit 0,13 sq bei dem Vergleichsbeispiel 2 freigelegt wurde und der Anschluss aufgequetscht wurde, ein Ergebnis erzielt, bei dem die Anschluss-Befestigungslast von 70 N oder mehr in einem Bereich der Quetsch-Höhe von 0,75 bis 0,85 mm vorlag.
Bei dem Draht 1 mit 0,13 sq, der die vorliegende Ausführungsform repräsentiert, ist es, wie oben beschrieben, möglich, dass die Dehnungsrate 7% oder mehr und 20% oder weniger beträgt, dass die Zugfestigkeit 500 MPa oder mehr und 750 MPa oder weniger beträgt, und dass der Bereich der Quetsch-Höhe zum Erzielen einer Anschluss-Befestigungslast von 70 N oder mehr, verglichen mit dem Fall erweitert wird, in dem der Leiterteil 11 aus Hartkupfer oder Weichkupfer bestand. Daher entstehen nicht ohne Weiteres Erzeugnisse unterhalb des Standards, und es ist nicht erforderlich, die Quetsch-Höhe häufig zu prüfen.
So ist in dem Draht 1 mit 0,13 sq gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Leiterteil 11 enthalten, der aus der ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung besteht, die Dehnungsrate des Leiterteils 11 beträgt 7% oder mehr, und die Zugfestigkeit beträgt 500 MPa oder mehr. Daher wird, wenn die Zugfestigkeitsbewertung an dem Draht 1 durchgeführt wird, die Zugfestigkeit des Leiterteils 11 in gewissem Maße durch Kaltverfestigung (Kalthärtung) verbessert, und ein Zustand, in dem der Anschluss 20 an dem Leiterteil 11 befestigt ist, wird auf einfache Weise aufrechterhalten. Dementsprechend ist es möglich, einen Bereich zu erweitern, in dem die Anschluss-Befestigungslast 70 N oder mehr beträgt, und selbst wenn es zu Abweichungen beim Quetschen kommt, ist es einfach, einen Draht 1 mit 0,13 sq herzustellen, der die erforderliche Anschluss-Befestigungslast aufweist. Daher kann die Anpassung der Quetsch-Höhe verringert werden.
Des Weiteren beträgt die elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 11 70% IACS oder mehr. Dabei hat die elektrische Leitfähigkeit des Leiters eine Auswirkung auf die Zugfestigkeit, und die Zugfestigkeit beträgt vorzugsweise 500 MPa oder mehr, und wenn die Leitfähigkeit aufgrund einer Zugfestigkeit des Leiters 70% IACS oder mehr beträgt, ist es möglich, den Draht mit 0,13 sq in Kombination mit einer 5-A-Sicherung einzusetzen, und es ist möglich, den Draht als eine Stromversorgungsleitung mit einem Stromwert zu verwenden, der nicht so groß ist wie dieser Wert.
Weiterhin kann der Einsatz einer Corson-Legierung oder einer Beryllium-Legierung als der Leiterteil 11 in Betracht gezogen werden, um den Bereich der Quetsch-Höhe zu erweitern, in diesem Fall ist es jedoch aufgrund des elektrischen Widerstandes des Leiterteils 11 schwierig, den Leiterteil 11 in Kombination mit einer 5-A-Sicherung einzusetzen. Im Unterschied dazu tritt bei der Kupferlegierung der vorliegenden Ausführungsform dieses Problem nicht auf, und damit liegt ein Vorteil gegenüber der verwandten Technik vor.
Weiterhin beträgt bei dem Draht mit dem Anschluss der vorliegenden Ausführungsform die Quetsch-Höhe 0,67 mm oder mehr und 0,87 mm oder weniger, und die mit einem in JASO D 616 definierten Messverfahren gemessene Anschluss-Befestigungslast beträgt 70 N oder mehr, so dass es möglich ist, einen Draht mit einem Anschluss zu schaffen, der die gleiche Anschluss-Befestigungslast von 70 N hat wie der Draht mit 0,3 sq oder 0,35 sq.
Die Erfindung wird oben auf Basis der Ausführungsform beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Veränderungen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist das Verfahren zum Herstellen des Drahtes 1 mit 0,13 sq gemäß der Ausführungsform nicht auf die oben stehende Beschreibung beschränkt und kann je nach der Art der ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung verändert werden.
Weiterhin ergeben sich bei dem Draht 2 mit dem Anschluss, bei dem der Anschluss 20 auf den Leiterteil 11 des Drahtes 1 mit 0,13 sq gemäß der Ausführungsform gequetscht wird, die im Folgenden aufgeführten Vorteile.
Aus 5 ist zu ersehen, dass selbst bei Hartkupfer der Bereich der Quetsch-Höhe, in dem die Anschluss-Befestigungslast 70 N oder mehr beträgt, in gewissem Maße groß ist. Die Kupferlegierung, wie sie von der vorliegenden Ausführungsform vorgegeben wird, ist jedoch hinsichtlich der Festigkeit beim Quetschen des Anschlusses 20 vorteilhaft, wie dies in 6 dargestellt ist. 6 zeigt ein Diagramm, das eine Kalthärt-Kennlinie jedes Metalls darstellt. Beispielsweise weist in einem Zustand, in dem der Anschluss 20 nicht aufgequetscht ist und der Leiterteil 11 nicht zusammengedrückt ist (das Verringerungsverhältnis der Querschnittsfläche beträgt 0%), die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Kupferlegierung 540 MPa auf, und das Hartkupfer weist 750 MPa auf.
Wenn der Anschluss 20 aufgequetscht wird, wird der Leiterteil 11 zusammengedrückt, und die Querschnittsfläche des Leiterteils 11 beträgt 70% der Querschnittsfläche vor dem Zusammendrücken (das Verringerungsverhältnis der Querschnittsfläche beträgt 30%). Dabei erweist die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Kupferlegierung unter dem Aspekt der Festigkeit nach dem Quetschen aufgrund der im Folgenden aufgeführten Gründe als vorteilhaft gegenüber dem Hartkupfer.
Der Leiterteil 11 (Metall) zeichnet sich dabei dadurch aus, dass er gehärtet wird, wenn er durch das Quetschen zusammengedrückt wird. Durch das Härten selbst wird die Festigkeit in dem Quetschabschnitt erhöht. Des Weiteren verringert sich die Querschnittsfläche des Leiters 11 durch das Quetschen. Durch die Verringerung der Querschnittsfläche an sich nimmt die Festigkeit in dem Quetschabschnitt ab. Daher wird die Festigkeit nach dem Quetschen anhand des Härtungsgrades und des Grades der Verringerung der Querschnittsfläche aufgrund des Quetschens berechnet.
Bei der Kupferlegierung, die die vorliegende Ausführungsform repräsentiert, kann die Festigkeit vor dem Zusammendrücken mit 521 [MPa] × S[mm²] (S ist die Querschnittsfläche) = 521 S[N] ausgedrückt werden. Wenn dabei jedoch der Grad der Verringerung der Querschnittsfläche 30% beträgt, beträgt die Festigkeit nach dem Zusammendrücken 613 [MPa] × 0,7 S[mm²] ≈ 423 S[N]. Das heißt, die Festigkeit wird um 521 S[N] – 429 S[N] = 92 S[N] verringert. Wenn dies als ein Grad der Verringerung gegenüber der Festigkeit vor dem Zusammendrücken ausgedrückt wird, wird sie um 92 S[N] ÷ 521 S[N] = 18% verringert.
Bei dem Hartkupfer hingegen beträgt die Festigkeit vor dem Zusammendrücken 750 [MPa] × S [mm²] = 750 S[N], und die Festigkeit nach dem Zusammendrücken beträgt 775 [MPa] × 0,7 S[mm²] ≈ 543 S[N]. Das heißt, die Festigkeit wird um 750 S[N] – 543 S[N] = 207 S[N] verringert. Wenn dies als ein Grad der Verringerung gegenüber der Festigkeit vor dem Zusammendrücken ausgedrückt wird, wird sie um 207 S[N] – 750 S[N] = 28% verringert.
Wenn die zwei oben beschriebenen Beispiele miteinander verglichen werden, so ergibt sich, dass die Verringerung der Festigkeit bei der Kupferlegierung, die die vorliegende Ausführungsform darstellt, geringer ist als bei der Hartlegierung. Das heißt, selbst in einem Zustand, in dem der Draht 2 mit dem Anschluss bearbeitet ist, erweist sich der Draht 1 gemäß der Ausführungsform als vorteilhaft. Des Weiteren ist der Grad der Verringerung der Festigkeit vorzugsweise gering, und noch besser beträgt der Grad der Verringerung, wie oben beschrieben, 18% oder weniger.
Industrielle Einsetzbarkeit
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Draht und einen Draht mit einem Anschluss zu schaffen, mit denen die Anpassung einer Quetsch-Höhe verringert werden kann.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-163614 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 9-82375 A [0003]
JP 2007-157509 A [0003]
JP 2009-26695 A [0003]
JP 2010-163614 [0062]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standard ISO 6722 [0009]
Standard ISO 6722 [0011]
JIS-Z-2241 [0031]
JIS-Z-2241 [0031]
JIS-Z-2241 [0031]

Claims

Draht, der umfasst: einen Leiterteil, der aus einer ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung besteht, eine Querschnittsfläche von 0,13 sq nach dem Standard ISO 6722 hat und zusammengedrückt ist, wobei der Leiterteil eine Dehnungsrate von 7% oder und eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr hat.
Draht, der umfasst: einen Leiterteil, der aus einer ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung besteht, eine Querschnittsfläche von 0,13 sq nach dem Standard ISO 6722 hat und zusammengedrückt ist, wobei der Leiterteil eine Dehnungsrate von 7% oder und eine Zugfestigkeit von 500 MPa oder mehr hat, und eine elektrische Leitfähigkeit des Leiterteils 70% IACS oder mehr beträgt.
Draht nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der ausscheidungsgehärteten Kupferlegierung ein Grad der Verringerung der Festigkeit 18% oder weniger bei einem Grad der Verringerung der Querschnittsfläche von 30% beträgt.
Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ausscheidungsgehärtete Kupferlegierung aus einer Kupferlegierung besteht, die aus der Cu-Cr-Zr-Reihe, der Cu-Co-P-Reihe, der Cu-Cr-Sn-Reihe und der Cu-Fe-P-Reihe ausgewählt wird.
Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Leiterteil aus Kupferlegierung der Cu-Cr-Zr-Reihe besteht, der Gehalt an Cr 0,50 bis 1,50 Gew.-% beträgt, der Gehalt an Zr 0,05 bis 0.15 Gew.-% beträgt, der Gehalt an Sn 0,10 bis 0,20 Gew.-% beträgt und der Rest Kupfer ist.
Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Leiterteil aus Kupferlegierung der Cu-Co-P-Reihe besteht, der Gehalt an Co 0,20 bis 0,30 Gew.-% beträgt, der Gehalt an P 0,07 bis 0,12 Gew.-% beträgt, der Gehalt an Ni 0,02 bis 0,05 Gew.-% beträgt, der Gehalt an Sn 0,08 bis 0,12 Gew.-% beträgt, der Gehalt an Zn 0,01 bis 0,04 Gew.-% beträgt und der Rest Kupfer ist.
Draht mit einem Anschluss, der umfasst: den Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und einen Anschluss, der ein Paar Hülsen enthält und der den Leiterteil des Drahtes zusammendrückt und auf ihn gequetscht wird, so dass ein Quetschabschnitt entsteht, wenn die paarigen Hülsen in einer Richtung gebogen werden, in der sich die Hülsen einander nähern.
Draht mit dem Anschluss nach Anspruch 7, wobei eine Quetsch-Höhe, die eine Höhe des Anschlusses in seinem Quetschabschnitt repräsentiert, 0,67 mm oder mehr und 0,87 mm oder weniger trägt, und eine mit einem in JASOD 6165 definierten Messverfahren gemessene Anschluss-Befestigungslast an dem Quetschabschnitt 70 N oder mehr beträgt.