KR102135666B1

KR102135666B1 - 복합 연선

Info

Publication number: KR102135666B1
Application number: KR1020167015800A
Authority: KR
Inventors: 신이치 카모시다; 타다아키 미오노; 야스노리 핫토리
Original assignee: 닛테츠 닛신 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2020-07-20
Also published as: US20160322125A1; KR20160099565A; MX365265B; CA2933831C; EP3086326A1; MX2016007983A; CN105830171A; CN105830171B; SG11201604910SA; PH12016501148B1; JP2015135798A; PH12016501148A1; CA2933831A1; AU2014367816A1; JP6324164B2; EP3086326A4; US20190244723A1; WO2015093460A1; AU2014367816B2

Abstract

복수의 소선이 합쳐 꼬아짐으로써 얻어지는 복합 연선(1)으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)이 강선(2a)의 표면에 형성된 알루미늄 피복 소선(2) 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선(3)을 갖는 복합 연선. 상기 복합 연선은 경량화가 도모되고, 또한 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수하기 때문에, 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 적합하게 사용할 수 있다.

Description

복합 연선{COMPOSITE TWISTED WIRE}

본 발명은 복합 연선에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 적합하게 사용할 수 있는 복합 연선에 관한 것이다.

자동차의 와이어 하니스 등에 사용되는 전선에는, 종래 구리선이 사용되고 있다. 그러나, 최근, 경량화가 요구되고 있기 때문에 구리선보다 경량인 금속선이 사용된 전선의 개발이 요망되고 있다. 구리선보다 경량화가 도모된 금속선으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금선으로 이루어지는 소선(素線)을 사용하는 것이 생각된다. 그러나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선은, 구리선보다 경량이지만 인장강도의 점에서 떨어지기 때문에, 전선에 필요한 인장강도를 유지할 수 없다. 그래서, 전선 중에 인장강도가 우수한 스테인레스강으로 이루어지는 소선과, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선을 포함함으로써, 인장강도 및 도전성을 향상시킨 복합 전선이 제안되어 있다. 상기 복합 전선으로서, 예를 들면 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 소선을 제 1 소선으로 하고, 스테인레스강으로 이루어지는 소선을 제 2 소선으로 한 전선이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1의 청구항 1∼3 참조).

국제공개 제2005/024851호 팜플릿

그러나, 상기 전선에는 다음과 같은 문제점이 있다. 특허문헌 1에는, 세선화 및 경량화가 도모된 전선으로서 스테인레스강으로 이루어지는 소선과 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선이 조합된 전선이 소개되어 있다. 상기 전선에는, 그 전선을 단자에 장착하고, 그 단자를 압착한 후 인장시험을 행했을 때, 인장하중이 작은 단계에서 상기 전선에 사용되어 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선이 압착부에서 파단된다고 하는 결점이 있다. 또한, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선이 압착부에서 파단되었을 때, 스테인레스강으로 이루어지는 소선이 압착부로부터 인발되어 버려, 상기 스테인레스강으로 이루어지는 소선에 의한 보강 효과가 충분하게 얻어지지 않는 경우가 있다.

그래서, 상기 전선을 단자에 장착하고, 그 단자를 압착했을 때의 압착부의 단면을 관찰하면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선은 스테인레스강으로 이루어지는 소선과 대비해서 부드럽기 때문에 압착부에서 크게 변형하고, 그 단면적이 작아지는 것에 대해, 스테인레스강으로 이루어지는 소선의 형상이 유지되어 있는 것이 관찰되었다. 이 것으로부터, 상기 전선에 대하여 인장시험을 행했을 때, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선은 단자에 압착했을 때에 단면적이 작아진 압착부에서 파단되지만, 스테인레스강으로 이루어지는 소선은 파단되지 않고 그 형상이 유지되기 때문에, 압착부에 있어서 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선이 스테인레스강으로 이루어지는 소선을 강고하게 파지할 수 없어져, 스테인레스강으로 이루어지는 소선만이 압착부로부터 인발되어 버리는 것에 기인해서 전선의 인장강도를 향상시킬 수 없는 것으로 생각된다.

상기 전선을 단자에 장착하고, 그 단자를 압착했을 때에 스테인레스강으로 이루어지는 소선만이 압착부로부터 인출되는 것을 방지하기 위해서, 압착시의 압하량을 크게 하는 것이 고려된다. 그러나, 단자를 압착할 때의 압하량을 크게 했을 때, 압착부에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선의 단면적이 더욱 작아지고, 또한 약한 인장응력에 의해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선이 파단되기 때문에, 단순하게 단자를 압착할 때의 압하량을 크게 하는 것만으로는 상기 전선의 인장강도를 높일 수 없다.

또한, 스테인레스강으로 이루어지는 소선과 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선이 조합된 전선에는, 그 전선에 사용되고 있는 스테인레스강과 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 이종 금속이기 때문에, 상기 스테인레스강과 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 접촉부에서 전위차 부식이 발생할 우려가 있다. 여기에서, 특허문헌 1에 개시된 각종 전선 중, 스테인레스강과 구리의 조합으로 이루어지는 전선은 전위차 부식의 문제를 해결하고 있지만, 스테인레스강과 알루미늄 합금의 조합으로 이루어지는 전선에서는 이 문제가 해결되어 있지 않다.

본 발명은 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로서, 경량화가 도모되고, 또한 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수한 복합 연선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은,

(1) 복수의 소선이 합쳐 꼬여서 이루어지는 복합 연선으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막이 강선의 표면에 형성된 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 연선,

(2) 알루미늄 피복 소선의 강선을 구성하는 강재가 탄소강 또는 스테인레스강인 상기 (1)에 기재된 복합 연선,

(3) 최외주에 배치되는 소선이 모두 알루미늄 소선인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 복합 연선, 및

(4) 알루미늄 피복 소선이 알루미늄 소선만과 접하고 있는 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 복합 연선

에 관한 것이다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 경량화가 도모되고, 또한 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수한 복합 연선이 제공된다.

도 1은 본 발명의 복합 연선의 일실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 복합 연선에 사용되는 알루미늄 피복 소선의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 복합 연선의 제조 방법의 일실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.
도 4의 (a)∼(i)는, 각각 본 발명의 다른 실시형태의 복합 연선의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 34, 비교예 6, 비교예 7 및 비교예 8에서 얻어진 복합 연선 또는 연선의 전기저항 증가량의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 비교예 7에서 얻어진 복합 연선과 단자의 압착부 단면의 광학 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 34에서 얻어진 복합 연선과 단자의 압착부 단면의 광학 현미경 사진이다.

본 발명의 복합 연선은, 상기한 바와 같이 복수의 소선이 합쳐 꼬인 복합 연선이며, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막이 강선의 표면에 형성된 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 복합 연선은, 이와 같이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막이 강선의 표면이 형성된 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선이 사용되고, 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 소선이 합쳐 꼬여져 있으므로, 알루미늄 피복 소선에 사용되고 있는 강선은 알루미늄 소선보다 큰 변형 저항을 갖기 때문에, 예를 들면 압착단자에 장착하고, 복합 연선과 압착단자를 압착했을 때에 상기 복합 연선에 포함되어 있는 알루미늄 피복 소선이 압착부로부터 인출되기 어려워 뛰어난 인장강도가 발현되며, 또한 전기저항의 경시적 안정성이 우수하다.

또한, 본 발명의 복합 연선에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막이 강선의 표면에 형성된 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선이 사용되고 있고, 알루미늄 피복 소선의 표면과 알루미늄 소선의 표면이 동질이기 때문에 이종 금속의 접촉에 의한 전위차 부식을 억제할 수 있다.

따라서, 본 발명의 복합 연선을 단자에 접속함으로써 그 단자의 신뢰성을 높일 수 있다.

이하에, 본 발명의 복합 연선을 도면에 의거하여 설명하지만, 본 발명은 상기 도면에 기재된 실시형태에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 복합 연선의 일실시형태를 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 복합 연선에 사용되는 알루미늄 피복 소선의 개략 단면도이다.

본 발명의 복합 연선(1)은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)이 강선(2a)의 표면에 형성된 알루미늄 피복 소선(2) 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선(3)을 갖는다.

알루미늄 피복 소선(2)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)을 강선(2a)의 표면에 형성시킴으로써 제조할 수 있다.

강선(2a)을 구성하는 강재로서는, 예를 들면 스테인레스강, 탄소강 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

스테인레스강은 크롬(Cr)을 10질량% 이상 함유하는 합금강이다. 스테인레스강으로서는, 예를 들면 JIS G4309에 규정되어 있는 오스테나이트계의 강재, 페라이트계의 강재, 마르텐사이트계의 강재 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 스테인레스강의 구체예로서는, SUS301, SUS304 등의 일반적으로 오스테나이트상이 준안정이라고 여겨지는 스테인레스강; SUS305, SUS310, SUS316 등의 안정 오스테나이트계 스테인레스강; SUS405, SUS410, SUS429, SUS430, SUS434, SUS436, SUS444, SUS447 등의 페라이트계 스테인레스강; SUS403, SUS410, SUS416, SUS420, SUS431, SUS440 등의 마르텐사이트계 스테인레스강 등을 비롯해, SUS200번대로 분류되는 크롬-니켈-망간계의 스테인레스강 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

탄소강은 탄소(C)를 0.02질량% 이상 함유하는 강재이다. 탄소강으로서는, 예를 들면 JIS G3560의 경강 선재, JIS G3505의 연강 선재의 규격에 규정되는 강재 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 탄소강의 구체예로서는, 경강, 연강 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

상기 강재 중에서는 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 높이는 관점으로부터 스테인레스강 및 탄소강이 바람직하다.

강선(2a)의 직경은 특별하게 한정되지 않고, 본 발명의 복합 연선(1)의 용도에 따라 적당하게 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명의 복합 연선(1)을 자동차의 와이어 하니스 등의 용도에 사용할 경우에는, 강선(2a)의 직경은 통상 0.05∼0.5㎜ 정도인 것이 바람직하다.

강선(2a)의 표면에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)이 형성되어 있다. 본 발명에 있어서는 이와 같이 강선(2a)의 표면 상에 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)이 형성되어 있으므로, 본 발명의 복합 연선(1)은 알루미늄 피복 소선(2)과 알루미늄 소선(3)의 밀착성이 뛰어나고, 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성에도 뛰어나다.

피막(2b)은 알루미늄만으로 형성되어 있어도 되고, 필요에 따라 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 원소가 함유되어 있어도 된다.

상기 다른 원소로서는, 예를 들면 니켈, 크롬, 아연, 규소, 구리, 철 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이들 다른 원소를 알루미늄에 함유시켰을 경우에는, 피막(2b)의 기계적 강도를 높일 수 있고, 나아가서는 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 높일 수 있다. 상기 다른 원소 중에서는 강선(2a)의 종류에도 의하지만, 강선(2a)에 포함되어 있는 철과 피막(2b)에 포함되어 있는 알루미늄 사이에서 취성을 갖는 철-알루미늄 합금층의 생성을 억제하고, 피막(2b)의 기계적 강도를 높이는 관점으로부터 규소가 바람직하다.

피막(2b)에 있어서의 상기 다른 원소의 함유율의 하한값은 0질량%이지만, 상기 다른 원소가 갖는 성질을 충분하게 발현시키는 관점으로부터, 바람직하게는 0.3질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1질량% 이상이며, 알루미늄 소선과의 접촉에 의한 전위차 부식을 억제하는 관점으로부터, 바람직하게는 50질량% 이하, 보다 바람직하게는 20질량% 이하, 더욱 바람직하게는 15질량% 이하이다.

강선(2a)의 표면 상에 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)을 형성시키는 방법으로서는, 예를 들면 강선(2a)의 표면에 피막(2b)을 형성하는 재료를 도금하는 방법 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

강선(2a)의 표면에 피막(2b)을 형성하는 재료를 도금하는 방법으로서는, 예를 들면 용융 도금법, 전기 도금법, 진공 도금법 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이들 방법 중에서는 균일한 막두께의 피막을 형성하는 관점으로부터 용융 도금법이 바람직하다.

피막(2b)의 두께는 알루미늄 피복 소선(2)과 알루미늄 소선(3)의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상이며, 피막(2b)의 기계적 강도를 향상시키는 관점으로부터, 바람직하게는 50㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30㎛ 이하이다.

또한, 본 발명의 복합 연선(1)에 있어서는 필요에 따라 강선(2a)과 피막(2b) 사이에 중간층으로서 도금층이 형성되어 있어도 된다. 도금층을 구성하는 금속으로서는, 예를 들면 아연, 니켈, 크롬, 이것들의 합금 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 도금층은, 1층만으로 형성되어 있어도 되고, 동일 또는 다른 금속으로 이루어지는 복수의 도금층이 형성되어 있어도 된다. 또한, 중간층은 강선(2a)에 피막(2b)을 용융 도금법에 의해 피복할 때에 형성된 합금층이라도 된다.

이상과 같이 해서 강선(2a)의 표면 상에 피막(2b)을 형성시킴으로써, 알루미늄 피복 소선(2)이 얻어진다. 또한, 알루미늄 피복 소선(2)은 필요에 따라 원하는 선지름을 갖도록 하기 위해서, 신선(伸線, wire drawing) 가공을 실시해도 좋다.

본 발명의 복합 연선(1)은 알루미늄 소선(3)이 사용되고 있으므로 경량화가 도모되고, 또한 알루미늄 소선(3)와 함께 알루미늄 피복 소선(2)이 사용되고 있으므로 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수하다.

알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선(3)은 알루미늄으로 구성되는 소선이어도 좋고, 알루미늄 합금으로 구성되는 소선이어도 좋다.

알루미늄 합금으로서는, 예를 들면 알루미늄-규소 합금, 알루미늄-철 합금, 알루미늄-크롬 합금, 알루미늄-니켈 합금, 알루미늄-아연 합금, 알루미늄-구리 합금, 알루미늄-망간 합금, 알루미늄-마그네슘 합금(예를 들면, JIS H4040에 규정의 합금번호 A5056 등), 알루미늄-마그네슘-규소 합금, 알루미늄-아연-마그네슘 합금, 알루미늄-아연-마그네슘-구리 합금 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이들 알루미늄 합금은 각각 단독으로 사용되어도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.

알루미늄 합금에 있어서의 알루미늄 이외의 금속의 함유율은, 그 금속의 종류 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없지만, 통상 인장강도를 향상시키는 관점으로부터 0.3질량% 이상인 것이 바람직하고, 경량화를 꾀함과 아울러 알루미늄 피복 소선(2)과의 접촉에 의한 전위차 부식을 억제하는 관점으로부터 10질량% 이하인 것이 바람직하다.

알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선(3)을 구성하는 금속은, 인장강도를 향상시키는 관점으로부터 바람직하게는 알루미늄 합금, 보다 바람직하게는 알루미늄-망간 합금 및 알루미늄-마그네슘-규소 합금이다.

알루미늄 소선(3)의 직경은 특별하게 한정되지 않고, 본 발명의 복합 연선(1)의 용도에 따라 적당하게 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명의 복합 연선(1)을 자동차의 와이어 하니스 등의 용도에 사용할 경우에는, 알루미늄 소선(3)의 직경은 통상 0.05∼0.5㎜ 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 복합 연선(1)은 알루미늄 피복 소선(2) 및 알루미늄 소선(3)을 합쳐 꼬는 것에 의해서 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 복합 연선(1)에는 본 발명의 목적이 저해되지 않는 범위 내에서, 알루미늄 피복 소선(2) 및 알루미늄 소선(3) 이외의 소선이 함유되어 있어도 된다.

본 발명의 복합 연선(1)으로서, 예를 들면 도 1에 나타내어지는 단면 형상을 갖는 복합 연선(1)을 제조할 경우, 도 3에 나타내어지는 방법에 따라서 제조할 수 있다. 도 3은 본 발명의 복합 연선(1)의 제조 방법의 일실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 피복 소선(2)은 공급 보빈(4)으로부터 공급되고, 알루미늄 소선(3)은 공급 보빈(5)으로부터 공급된다.

도 3에 나타내어지는 실시형태에서는, 본 발명의 복합 연선(1)의 중심부를 구성하는 중심 소선으로서 1개의 알루미늄 피복 소선(2)이 공급 보빈(4)으로부터 공급되고 있다. 또한, 중심 소선을 포위하는 주변 소선으로서 6개의 알루미늄 소선(3)이 각 공급 보빈(5)으로부터 송출되어 알루미늄 피복 소선(2)의 주위에 공급되고 있다. 알루미늄 피복 소선(2)과 알루미늄 소선(3)을, 예를 들면 화살표 A 방향으로 비틀면서 화살표 B 방향으로 반송함으로써, 복합 연선(1)을 제조할 수 있다.

이상과 같이 해서 제조된 복합 연선(1)은, 도 1에 나타내어지는 단면 형상을 갖지만, 본 발명은 그 단면 형상에만 한정되는 것은 아니다.

도 1에 나타내어지는 복합 연선 이외의 다른 단면 형상을 갖는 복합 연선으로서는, 예를 들면 도 4에 나타내어지는 단면 형상을 갖는 복합 연선(1)을 들 수 있다. 도 4에 있어서, (a)∼(i)는 각각 본 발명의 다른 실시형태의 복합 연선의 개략 단면도이다.

도 4(a)∼(d)에는, 각각 최외주에 배치되어 있는 소선이 모두 알루미늄 소선(3)이며, 알루미늄 피복 소선(2)이 알루미늄 소선(3)만과 접하고 있는 복합 연선(1)의 단면이 나타내어져 있다.

도 4(e) 및 도 4(f)에는, 각각 최외주에 배치되어 있는 소선이 모두 알루미늄 소선(3)이며, 알루미늄 피복 소선(2)끼리가 접하고 있는 복합 연선(1)의 단면도가 나타내어져 있다.

또한, 도 4(g)∼(i)에는, 각각 알루미늄 피복 소선(2)이 최외주에 배치되고, 모든 알루미늄 피복 소선(2)이 알루미늄 소선(3)만과 접하고 있는 복합 연선(1)의 단면도가 나타내어져 있다.

도 4(a)∼(i)에 나타내어지는 실시형태 중에서는, 도 4(a)∼(d)에 나타내는 바와 같이 알루미늄 피복 소선(2)이 알루미늄 소선(3)만과 접하고 있는 것이, 단자(도시하지 않음)에 압착했을 때에 본 발명의 복합 연선(1)을 단자에 밀착시킴과 아울러 알루미늄 피복 소선(2)과 알루미늄 소선의 밀착성을 높여, 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 향상시키는 관점으로부터 바람직하다.

복합 연선(1)을 구성하는 중심 소선의 수는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이 1개라도 되고, 예를 들면 2∼6개 정도의 복수개라도 된다. 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 향상시키는 관점으로부터, 복합 연선(1)을 구성하는 중심 소선의 수는 1개, 3개 또는 7개인 것이 바람직하고, 1개 또는 3개인 것이 보다 바람직하다. 또한, 복합 연선(1)을 구성하는 중심 소선은 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 향상시키는 관점으로부터 알루미늄 피복 소선(2)인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 향상시키는 관점으로부터, 복합 연선(1)을 구성하는 중심 소선은 알루미늄 피복 소선(2)으로 구성되고, 그 수가 1개, 3개 또는 7개, 바람직하게는 1개 또는 3개인 것이 바람직하다.

중심 소선을 포위하는 주변 소선의 수는, 예를 들면 도 1에 나타내어지는 실시형태에서는 6개이지만, 도 4(a)∼(i)에 나타내는 바와 같이, 6∼36개 정도의 복수개라도 된다. 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 향상시키는 관점으로부터, 복합 연선(1)을 구성하는 주변 소선의 개수는 6∼36개인 것이 바람직하고, 6개, 10개, 12개, 16개 또는 18개인 것이 보다 바람직하고, 6개, 10개 또는 12개인 것이 더욱 바람직하고, 6개인 것이 한층 더 바람직하다. 또한, 복합 연선(1)을 구성하는 주변 소선은, 본 발명의 복합 연선(1)의 인장강도를 향상시키는 관점으로부터 알루미늄 소선(3)인 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 복합 연선(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이 중심 소선이 1개의 알루미늄 피복 소선(2)으로 구성되고, 상기 중심 소선을 둘러싸는 주변 소선이 6개의 알루미늄 소선(3)으로 구성되어 있는 것이, 경량화가 도모되고 또한 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수한 복합 연선(1)을 얻는 관점에서 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 복합 연선(1)은 경량화가 도모되어 있고, 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수하다. 본 발명의 복합 연선(1)이 이와 같이 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수한 것은, 이하의 이유에 의거한 것이라 생각된다.

즉, 예를 들면 강선과 알루미늄 소선이 합쳐 꼬인 연선과 단자를 압착해서 접속했을 때, 연선과 단자의 압착부에서는, 강선은 거의 변형하지 않고 그 강선보다 부드러운 알루미늄 소선이 변형하여 단자 내부의 공극을 충전하게 된다. 이러한 상태에서 연선이 단자로부터 잡아당겨졌을 때, 강선의 유지력은 알루미늄 소선과의 마찰저항에 의해 부여되어 있는 결과, 강선과 알루미늄 소선 사이에서 미끄럼이 일어나기 쉽고, 상기 알루미늄 소선이 거의 변형되지 않기 때문에 강선과 알루미늄 소선의 접촉부에 있어서의 마찰저항의 증대는 작아, 강선이 단자로부터 인발되기 쉬워지는 것이라 생각된다.

이것에 대하여, 본 발명의 복합 연선(1)에서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)이 표면에 형성되어 있는 알루미늄 피복 소선(2)과 알루미늄 소선(3)이 합쳐 꼬여져 있고, 상기 복합 연선(1)과 단자를 압착해서 접속했을 때 복합 연선(1)과 단자의 압착부에서는 알루미늄 피복 소선(2)에 사용되고 있는 강선(2a)은 거의 변형하지 않고, 상기 알루미늄 피복 소선(2)의 표면에 존재하고 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)과 알루미늄 소선(3)이 소성 변형하여 단자 내부의 공극을 충전하게 된다. 이러한 상태에서 복합 연선(1)이 단자로부터 잡아당겨졌을 때, 알루미늄 피복 소선(2)의 표면에 존재하고 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막(2b)과 알루미늄 소선(3)의 미끄럼이 일어나기 어려워 마찰저항이 커지기 때문에, 알루미늄 피복 소선(2)에 사용되어 있는 강선(2a)이 단자로부터 인발되기 어려워지는 것이라 생각된다.

이와 같이, 본 발명의 복합 연선(1)은 상기한 바와 같이 알루미늄 피복 소선(2) 및 알루미늄 소선(3)이 사용되고 있기 때문에, 경량이며, 또한 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수하므로, 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 사용되는 전선 등의 용도로 사용하는 것이 기대되는 것이다.

(실시예)

다음에 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼8

강선으로서 선지름이 0.2㎜이며, 표 1에 나타내는 종류의 강재로 이루어지는 강선을 사용하고, 이 강선을 용융 알루미늄욕(알루미늄의 순도: 99.7% 이상)에 침지시킴으로써 표 1에 나타내어지는 두께의 알루미늄 피막을 형성시킨 후, 선지름이 0.2㎜로 되도록 신선함으로써 알루미늄 피복 소선을 제작했다. 또한, 피막의 두께는 길이가 100㎜인 알루미늄 피막을 형성시킨 알루미늄 피복 소선의 임의의 5개소를 광학식 외경 측정기〔(주)기엔스제, 품번: LS-7000〕를 사용해서 0.1㎜ 간격으로 측정하고, 측정된 알루미늄 피복 소선의 선지름의 평균값으로부터 알루미늄 피막을 형성하기 전의 선지름(0.2㎜)을 감산함으로써 구했다.

상기에서 얻어진 알루미늄 피복 소선을 중심 소선으로서 사용하고, 그 주위에 주변 소선으로서 선지름이 0.2㎜이며, 도 1에 나타내는 바와 같이 알루미늄 합금 A1070으로 이루어지는 알루미늄 소선 6개를 배치하고, 꼬임 피치 12㎜로 합쳐 꼬이게 함으로써 복합 연선을 얻었다.

비교예 1

실시예 1에 있어서 알루미늄 피복 소선 대신에, 선지름이 0.2㎜이며, 스테인레스강(SUS304)으로 이루어지는 스테인레스강선에 도금을 실시하지 않고 그 스테인레스강선을 그대로의 상태에서 중심 소선으로서 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 복합 연선을 제작했다.

이어서, 각 실시예 및 비교예 1에서 얻어진 복합 연선의 중심 소선의 인발 또는 파단을 이하의 방법에 의거해서 조사했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

〔복합 연선의 중심 소선의 인발 또는 파단〕

복합 연선을 압착단자〔니혼단시(주)제, 품번: 17521-M2〕에 설치하고, 압착단자를 압박함으로써 복합 연선과 압착단자를 접속시켜서 시료를 제작했다. 제작한 시료에 대하여 인장시험을 행하고, 압착부의 중심 소선의 인발 또는 파단의 평가에 제공했다.

또한, 각 소선의 1개당의 파단 강도는 다음과 같다.

SUS304선으로 이루어지는 스테인레스강선에 알루미늄을 피복한 알루미늄 피복 소선: 38N

SUS430선으로 이루어지는 스테인레스강선에 알루미늄을 피복한 알루미늄 피복 소선: 35N

알루미늄 합금 A1070으로 이루어지는 알루미늄 소선: 9N

알루미늄 합금 A5056으로 이루어지는 알루미늄 소선: 14N

상기에서 얻어진 시료를 5개 준비하고, 각 시료에 대하여 인장시험기〔(주) 시마즈 세이사쿠쇼제, 상품명: 오토그래프 AG-5000B〕의 한쪽의 척에 압착단자, 다른 한쪽의 척에 복합 연선의 중심 소선을 각각 파지시키고, 인장속도 10㎜/min으로 중심 소선이 파단하거나 또는 인발할 때까지 인장시험을 행하고, 중심 소선의 인발 여부에 대해서 이하의 평가 기준에 의거하여 평가했다.

〔평가기준〕

×: 중심 소선이 인발되었다.

○: 중심 소선은 인발되지 않고 파단되었다.

표 1에 나타내어진 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 복합 연선은 어느 것이나 비교예 1에서 얻어진 연선과 대비하여, 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단한 것을 알 수 있다.

또한, 인장시험에 있어서 중심 소선이 파단할 때의 강도는 상기 알루미늄 피복 강선의 1개당의 파단강도와 거의 동등하다. 이것은, 이하의 표 2∼표 6에 나타내어지는 실시예 및 비교예에 대해서도 마찬가지이다.

실시예 9∼11 및 비교예 2

실시예 1에 있어서 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 소선을 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 복합 연선을 제작하고, 복합 연선의 중심 소선의 인발 또는 파단을 실시예 1과 마찬가지로 해서 조사했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타내어진 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 복합 연선은 모두 비교예 2에서 얻어진 연선과 대비하여 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단한 것을 알 수 있다.

실시예 12∼16 및 비교예 3

실시예 1에 있어서 알루미늄 피복 소선을 표 3에 나타낸 바와 같이 변경 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 복합 연선을 제작하고, 복합 연선의 중심 소선의 인발 또는 파단을 실시예 1과 마찬가지로 해서 조사했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3에 나타내어진 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 복합 연선은 모두 비교예 3에서 얻어진 복합 연선과 대비하여 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단한 것을 알 수 있다.

실시예 17∼21 및 비교예 4

실시예 1에 있어서 알루미늄 피복 소선을 표 4에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 복합 연선을 제작하고, 복합 연선의 중심 소선의 인발 또는 파단을 실시예 1과 마찬가지로 해서 조사했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4에 나타내어진 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 복합 연선은 모두 비교예 4에서 얻어진 복합 연선과 대비하여 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단한 것을 알 수 있다.

실시예 22∼24 및 비교예 5

실시예 1에 있어서 알루미늄 피복 소선 및 알루미늄 소선을 표 5에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 복합 연선을 제작하고, 중심 소선의 인발 또는 파단을 실시예 1과 마찬가지로 해서 조사했다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.

표 5에 나타내어진 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 복합 연선은 모두 비교예 5에서 얻어진 복합 연선과 대비하여 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단한 것을 알 수 있다.

실시예 25∼33

실시예 1에 있어서 용융 알루미늄욕을 표 6에 나타낸 바와 같이 변경하고, 알루미늄 피막의 두께를 12㎛로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 복합 연선을 제작하고, 중심 소선의 인발 또는 파단을 조사했다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.

표 6에 나타내어진 결과로부터, 각 실시예에서 얻어진 복합 연선은 모두 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단하는 것을 알 수 있다. 또한, 표 1 및 표 6에 나타내어진 결과로부터, 도금 피막에 알루미늄과 함께 1질량% 이상의 규소, 철, 크롬, 니켈 또는 아연이 포함되어 있어도 중심 소선의 인발이 일어나지 않고 파단하는 것을 알 수 있다.

실시예 34

강선으로서 스테인레스강(SUS304)으로 이루어지고, 선지름이 0.2㎜인 스테인레스강선을 사용하고, 이 스테인레스강선을 용융 알루미늄욕(알루미늄의 순도: 99.7% 이상)에 침지시킴으로써 평균 두께가 8㎛인 알루미늄의 도금 피막을 형성시킨 후, 선지름이 0.2㎜로 되도록 신선함으로써 알루미늄 피복 소선을 제작했다. 또한, 피막의 두께는 실시예 1과 마찬가지로 해서 측정했다.

이어서, 상기에서 얻어진 알루미늄 피복 소선을 중심 소선으로서 사용하고, 그 주위에 주변 소선으로서 알루미늄(A1070)으로 이루어지고, 선지름이 0.2㎜인 알루미늄 소선 6개를 배치하고, 꼬임 피치 12㎜로 합쳐 꼬이게 함으로써 복합 연선을 얻었다.

비교예 6

강선으로서 스테인레스강(SUS304)으로 이루어지고, 선지름이 0.2㎜인 스테인레스강선을 사용하고, 이 강선을 용융 아연욕에 침지시킴으로써 두께 3㎛의 아연의 도금 피막을 형성시킨 후, 선지름이 0.2㎜로 되도록 신선함으로써 아연 피복 소선을 제작했다. 또한, 피막의 두께는 실시예 1과 마찬가지로 해서 측정했다.

이어서, 상기에서 얻어진 아연 피복 소선을 중심 소선으로서 사용하고, 그 주위에 주변 소선으로서 선지름이 0.2㎜이며, 알루미늄(A1070)으로 이루어지는 알루미늄 소선 6개를 배치하고, 꼬임 피치 12㎜로 합쳐 꼬이게 함으로써 복합 연선을 얻었다.

비교예 7

강선으로서 선지름이 0.22㎜이며, 스테인레스강(SUS3 04)으로 이루어지는 스테인레스강선을 중심 소선으로서 사용하고, 그 주위에 주변 소선으로서 선지름이 0.2㎜이며, 알루미늄(A1070)으로 이루어지는 알루미늄 소선 6개를 배치하고, 꼬임 피치 12㎜로 합쳐 꼬이게 함으로써 복합 연선을 얻었다.

비교예 8

알루미늄(A1070)으로 이루어지고, 선지름이 0.2㎜인 알루미늄 소선을 중심 소선으로서 사용하고, 그 주위에 주변 소선으로서 알루미늄(A1070)으로 이루어지고, 선지름이 0.2㎜인 알루미늄 소선 6개를 배치하고, 꼬임 피치 12㎜로 합쳐 꼬이게 함으로써 연선을 얻었다.

상기에서 얻어진 연선을 사용하고, 이하의 방법에 따라서 각 연선의 전기저항의 경시적 안정성을 조사했다. 그 결과를 도 5에 나타낸다.

또한, 도 5 중, A는 실시예 34에서 얻어진 복합 연선의 전기저항의 경시적 안정성의 측정 결과, B는 비교예 6에서 얻어진 복합 연선의 전기저항의 경시적 안정성의 측정 결과, C는 비교예 7에서 얻어진 복합 연선의 전기저항의 경시적 안정성의 측정 결과, D는 비교예 8에서 얻어진 연선의 전기저항의 경시적 안정성의 측정 결과이다.

〔전기저항의 경시적 안정성〕

연선을 폴리프로필렌으로 피복하고, 15㎝의 길이로 절단하고, 그 양단에 단자〔시판의 0.64(025)로 불리는 차재용 신호선의 결선에 사용되는 수단자이며, 주석 도금이 실시된 두께 0.2㎜의 황동제의 단자〕를 코킹함으로써 압착해서 접속하여 시료를 제작했다.

상기에서 얻어진 4종류의 시료를 각각 5개 준비하고, 환경 시험 장치를 이용하여 50℃의 온도에서 상대습도 98% 이상의 분위기 중에서 각 시료에 대해서 1000시간 환경 시험을 행했다. 또한, 시험 중 임의의 시간이 경과했을 때에 환경 시험 장치로부터 시료를 꺼내고, 정전류 발생 장치로 상기 시료에 1㎃의 전류를 통전하여 양 단자간의 전압을 측정하고, 그 측정 결과로부터 전기저항의 경시 변화를 조사했다. 또한, 시험 개시 전의 단자간의 저항은 어느 시료에 대해서나 19∼22mΩ의 범위에 있었다.

도 5에 나타내어지는 결과로부터, 실시예 34에서 얻어진 복합 연선(도 5 중의 A)은 피막과 알루미늄 소선에서 이종 금속이 접촉하고 있는 비교예 6에서 얻어진 복합 연선(도 5 중의 B) 및 비교예 7에서 얻어진 복합 연선(도 5 중의 C)과 대비하여 전기저항의 경시 변화량이 작기 때문에, 전기저항의 경시적 안정성이 우수한 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 34에서 얻어진 복합 연선(도 5 중의 A)은, 비교예 8에서 얻어진 연선(도 5 중의 D), 즉 중심 소선 및 주변 소선이 어느 것이나 알루미늄 합금인 연선보다 전기저항의 경시적 안정성이 우수한 것은, 본 발명의 복합 연선이 이루는 작용 효과 중에서도 특징적인 점이다.

그 이유로서, 알루미늄 소선으로 이루어지는 연선을 단자에 압착했을 때, 알루미늄은 내부응력이 저하하기 쉽기 때문에 단자와 알루미늄으로 이루어지는 소선 사이에 공극이 생기기 쉽고, 그 결과, 전기저항이 점차로 증대함과 아울러 알루미늄 소선의 표면에 산화 피막이 형성되고, 또한 경시적으로 전기저항이 높아지게 되는 것이라 생각된다. 이것에 대하여, 본 발명의 복합 연선은 알루미늄 피막이 표면에 형성된 강선으로 이루어지는 소선을 포함하고 있기 때문에, 이 강선이 압착부의 내부응력의 저하를 억제함으로써 경시적인 전기저항의 증대가 억제된 것으로 생각된다.

이어서, 비교예 7 및 실시예 34에서 얻어진 복합 연선과 단자의 압착부를 절단하고, 그 단면을 조사했다.

도 6은 비교예 7에서 얻어진 복합 연선을 단자에 코킹하여 접속함으로써 얻어진 시료의 코킹부의 단면에 있어서의 광학 현미경 사진이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 중심에 1개의 스테인레스강(SUS304)으로 이루어지는 스테인레스강선이 있고, 그 주위에 알루미늄(A1070)으로 이루어지는 알루미늄 소선 6개가 배치되어 있다. 또한 그 주위를 단자가 포위하고 있다. 여기에서, 1개의 강선과 6개의 알루미늄 소선은 단자에 의해 코킹되어 있기 때문에, 알루미늄 소선이 소성 변형하여 단자 내부를 간극 없이 충전하고 있지만, 강선의 주위에는 알루미늄 소선과의 경계가 명료하게 존재하고 있는 것을 알 수 있다.

한편, 도 7은 실시예 34에서 얻어진 복합 연선을 단자에 코킹하여 접속함으로써 얻어진 시료의 코킹부에 있어서의 광학 현미경 사진이다.

도 7에 나타내어지는 바와 같이, 1개의 스테인레스강(SUS304)으로 이루어지는 스테인레스강선에 평균 두께가 8㎛인 알루미늄 피복을 형성시킨 알루미늄 피복 소선을 중심 소선로 하고, 그 주위에 주변 소선으로서 알루미늄(A1070)으로 이루어지는 알루미늄 소선 6개가 배치되어 있다. 또한 그 주위를 단자가 포위하고 있다. 여기에서, 실시예 34에서 얻어진 복합 연선에서는, 중심 소선의 강선이 그 주위에 알루미늄 피복을 갖기 때문에, 이 알루미늄 피복이 알루미늄 소선과 일체화하고 있으므로 양자의 경계가 명료하게 존재하지 않고 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 실시예 34에서 얻어진 복합 연선에서는 알루미늄 피복과 알루미늄 소선이 일체화한 부위가 존재하고 있으므로, 복합 연선이 단자로부터 잡아 당겨졌을 때에 알루미늄 피복 소선의 표면의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막과 알루미늄 소선의 미끄럼이 생기기 어려워 마찰저항이 커지는 것으로부터, 알루미늄 피복 소선에 사용되어 있는 강선이 단자로부터 인발되기 어려워지는 것으로 생각된다. 이와 같이, 실시예 34에서 얻어진 복합 연선에서는 알루미늄 피복과 알루미늄 소선이 일체화되어 있으므로, 도 5에 나타내는 바와 같이 본 발명의 복합 연선이 전기저항의 경시적 안정성이 우수하다고 하는 효과가 발현되는 것으로 생각된다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 복합 연선은 경량이며, 인장강도 및 전기저항의 경시적 안정성이 우수하므로, 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 적합하게 사용할 수 있다.

1 : 복합 연선 2 : 알루미늄 피복 소선
2a : 강선 2b : 피막
3 : 알루미늄 소선 4 : 공급 보빈
5 : 공급 보빈

Claims

복수의 소선이 합쳐 꼬여서 이루어지는 복합 연선으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피막이 스테인레스강으로 이루어지는 강선의 표면에 형성된 알루미늄 피복 소선을 복수개 가짐과 아울러 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 소선을 복수개 갖고, 알루미늄 피복 소선이 모두 알루미늄 소선만과 접하고 있는 것을 특징으로 하는 복합 연선.
제 1 항에 있어서,
최외주에 배치되는 소선이 모두 알루미늄 소선인 복합 연선.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
알루미늄 피복 소선의 피막에 규소가 1질량% ~ 15질량%의 함유율로 함유되어 있는 복합 연선.
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