JP2022030045A - Electric wire with crimp contact - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、圧着端子付き電線に関する。 The present disclosure relates to an electric wire with a crimp terminal.
近年、自動車の軽量化を目的に、自動車用ワイヤハーネスの素線について、銅系材料からアルミニウム系材料への切り替えが進んでいる。一方で、アルミニウム系材料の表面は体積抵抗率の高い酸化皮膜で覆われているため、アルミニウム系材料からなる素線間の接触抵抗値は高い。 In recent years, in order to reduce the weight of automobiles, the wire harnesses for automobiles have been switched from copper-based materials to aluminum-based materials. On the other hand, since the surface of the aluminum-based material is covered with an oxide film having a high volume resistivity, the contact resistance value between the strands made of the aluminum-based material is high.
アルミニウム系材料の素線間の抵抗を下げるために、アルミニウム系材料の素線同士をはんだで接合する方法や、表面の酸化皮膜を破壊する程度にアルミニウム系材料の素線同士を強圧着する方法が検討されている。しかしながら、はんだで接合する方法では、素線間の抵抗値のばらつきが大きいことがある。また、素線同士を強圧着する方法では、圧着によって素線が切れることがある。 In order to reduce the resistance between the wires of the aluminum-based material, a method of joining the wires of the aluminum-based material with solder, or a method of strongly crimping the wires of the aluminum-based material to the extent that the oxide film on the surface is destroyed. Is being considered. However, in the method of joining with solder, the variation in the resistance value between the strands may be large. Further, in the method of strongly crimping the strands to each other, the strands may be cut by the crimping.
また、特許文献１には、導線の先端部に形成されて素線同士を接合する素線一体化部が素線束部よりも大径の半球状に形成され、先端面に球面状に曲がる曲面を有するとともに後端面に平面を有しており、素線束部に圧着端子の圧着部が圧着された、圧着端子付き電線が記載されている。
Further, in
特許文献１の圧着端子付き電線では、素線の損傷などが従来に比べて改善されてるものの、導線の最外周に配置される素線と圧着端子との間の接触抵抗値は依然として高く、素線と圧着端子との抵抗値を低下させるための強圧着加工によって、素線切れが発生する可能性がある。また、素線同士の溶接で形成された素線一体化部の凝固組織部を含む、素線の溶接時の熱の影響を受ける熱影響組織部と、素線の溶接時の熱の影響を受けない非熱影響組織部とは、材料としての変形の挙動が異なる。凝固組織部を含む熱影響組織部と非熱影響組織部とを含む導線部分が同じ圧着条件で圧着端子と圧着加工されるため、これらの組織部の変形挙動の違いによって、素線切れが生じることがある。
In the electric wire with a crimp terminal of
本開示の目的は、素線間の抵抗の上昇を抑制すると共に、素線切れを抑制した圧着端子付き電線を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an electric wire with a crimp terminal that suppresses an increase in resistance between strands and suppresses breakage of strands.
［１］ 複数の素線から構成される導線および前記導線の外周を被覆する絶縁被覆部を有する電線と、前記電線の前記導線に圧着されている圧着端子とを備え、前記圧着端子が前記導線に圧着されている圧着部を有する圧着端子付き電線であって、前記導線は、アルミニウム系材料からなり、前記圧着部の縦断面において、前記電線の延在方向に沿った、前記圧着部の長さＬに対する前記複数の素線のうちの少なくとも一部が溶接している溶接部の長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）は、０．１０以上であることを特徴とする圧着端子付き電線。
［２］ 前記圧着部以外の前記導線の断面における平均結晶粒径（ｄ）に対する前記圧着部の前記導線の断面における平均結晶粒径（ｄ１）の比（ｄ１／ｄ）は、１．１以上である、上記［１］に記載の圧着端子付き電線。
［３］ 前記圧着部以外の前記導線の断面における平均ビッカース硬さ（ｈ）に対する前記圧着部の前記導線の断面における平均ビッカース硬さ（ｈ１）の比（ｈ１／ｈ）は、０．８０以下である、上記［１］または［２］に記載の圧着端子付き電線。
[1] An electric wire having a lead wire composed of a plurality of strands and an insulating coating portion covering the outer periphery of the lead wire, and a crimp terminal crimped to the lead wire of the electric wire are provided, and the crimp terminal is the lead wire. An electric wire with a crimp terminal having a crimping portion crimped to, wherein the lead wire is made of an aluminum-based material, and the length of the crimping portion along the extending direction of the electric wire in the vertical cross section of the crimping portion. A wire with a crimp terminal, wherein the ratio (L1 / L) of the length L1 of the welded portion to which at least a part of the plurality of strands is welded is 0.10 or more.
[2] The ratio (d1 / d) of the average crystal grain size (d1) in the cross section of the conductor of the crimping portion to the average crystal grain size (d) in the cross section of the conducting wire other than the crimping portion is 1.1 or more. The electric wire with a crimp terminal according to the above [1].
[3] The ratio (h1 / h) of the average Vickers hardness (h1) in the cross section of the conductor of the crimping portion to the average Vickers hardness (h) in the cross section of the conducting wire other than the crimping portion is 0.80 or less. The electric wire with a crimp terminal according to the above [1] or [2].
本開示によれば、素線間の抵抗の上昇を抑制すると共に、素線切れを抑制した圧着端子付き電線を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an electric wire with a crimp terminal that suppresses an increase in resistance between strands and suppresses breakage of strands.
以下、実施形態に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, a detailed description will be given based on the embodiment.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、圧着端子が圧着している圧着部における導線の状態を適正化することによって、素線間の抵抗の上昇を抑制すると共に素線切れを抑制できることを見出し、かかる知見に基づき本開示を完成させるに至った。 As a result of diligent research, the present inventors have been able to suppress an increase in resistance between strands and suppress wire breakage by optimizing the state of the conductor in the crimped portion where the crimp terminal is crimped. Based on this finding, we have completed this disclosure.
実施形態の圧着端子付き電線は、複数の素線から構成される導線および前記導線の外周を被覆する絶縁被覆部を有する電線と、前記電線の前記導線に圧着されている圧着端子とを備え、前記圧着端子が前記導線に圧着されている圧着部を有する圧着端子付き電線であって、前記導線は、アルミニウム系材料からなり、前記圧着部の縦断面において、前記電線の延在方向に沿った、前記圧着部の長さＬに対する前記複数の素線のうちの少なくとも一部が溶接している溶接部の長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）は、０．１０以上である。 The electric wire with a crimp terminal of the embodiment includes a wire composed of a plurality of strands, an electric wire having an insulating coating portion covering the outer periphery of the wire, and a crimp terminal crimped to the wire of the wire. The crimp terminal is a wire with a crimp terminal having a crimp portion crimped to the lead wire, and the lead wire is made of an aluminum-based material and is along the extending direction of the wire in the vertical cross section of the crimp portion. The ratio (L1 / L) of the length L1 of the welded portion to which at least a part of the plurality of strands is welded to the length L of the crimped portion is 0.10 or more.
図１は、実施形態の圧着端子付き電線の一例を示す縦断面図である。図１に示すように、実施形態の圧着端子付き電線１は、電線１０および圧着端子２０を備える。また、圧着端子付き電線１は、圧着端子２０が導線１１に圧着されている圧着部３０を有する。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of an electric wire with a crimp terminal according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the
電線１０は、導線１１および絶縁被覆部１３を有する。導線１１は、複数の素線１２から構成される。導線１１の端部には、溶接部４１ａが設けられる。溶接部４１ａでは、複数の素線１２のうちの少なくとも一部が溶接している。複数の素線１２は、溶接部４１ａを介して、相互に接続される。
The
導線１１は、圧縮されていてもよく、導線１１の延在方向に垂直な断面の外径は、円形でもよいし、平形でもよい。また、導線１１は、複数の素線１２を撚り合わせた撚線でもよいし、複数の素線１２の束である束線でもよい。
The
絶縁被覆部１３は、導線１１の外周を被覆する。絶縁被覆部１３の形状は筒状である。
The
圧着端子２０は、導線１１の端部に設けられる溶接部４１ａを含む電線１０の導線１１に圧着されている。導線１１の端部に圧着されている圧着端子２０は、導線１１の外周を環状に覆っている。
The
具体的には、電線１０の端部から絶縁被覆部１３の一部を剥離、いわゆる皮剥ぎし、皮剥ぎで露出した導線１１の端部を溶接してなる溶接部４１ａを含む導線１１の部分に対して、圧着端子２０のワイヤバレル部２１がかしめられると、ワイヤバレル部２１は、溶接部４１ａおよび露出している導線１１の外周を環状に覆うように、電線１０に圧着される。圧着端子２０のワイヤバレル部２１が電線１０に圧着されると、環状の圧着部３０が形成される。圧着端子２０は、圧着部３０を介して、電線１０の導線１１と電気的に接続される。
Specifically, the portion of the
上記のように、圧着端子２０は溶接部４１ａにも圧着されている。そのため、電線１０に対する圧着端子２０の圧着力を従来に比べて小さくしても、素線１２および圧着端子２０の接触抵抗値を低下できると共に、素線１２間の抵抗値のばらつきを小さくできる。圧着部３０における素線１２の減面率が小さいため、素線切れを抑制できる。一方で、圧着部３０における素線１２の減面率が大きいと、素線切れを生じることがある。
As described above, the
例えば、電線１０の端部から５ｍｍ以上２０ｍｍ以下離れた部分の絶縁被覆部１３を皮剥ぎし、露出した導線１１の端部を溶接加工した後、溶接部４１ａを含む導線１１の端部に圧着端子２０が圧着される。また、図１に示すように、導線１１の外周を覆う絶縁被覆部１３、すなわち皮剥ぎしていない絶縁被覆部１３に対して、圧着端子２０のインシュレーションバルブ部２２が圧着されてもよい。
For example, the
導線１１は、アルミニウム合金を含むアルミニウム系材料からなる。換言すると、導線１１を構成する複数の素線１２は、アルミニウム系材料からなる。アルミニウム系材料の組成は、９７．５質量％以上のＡｌ、任意成分としてＦｅ、Ｓｉ、ＣｕおよびＭｇからなる群より選択される１種以上の元素、ならびに不可避不純物からなる。
The
Ｆｅ（鉄）の含有量が０．０５質量％以上であると、導線の強度を向上できるため、素線切れを抑制できる。Ｆｅの含有量が０．５０質量％以下であると、導線の高い導電性を維持できると共に、伸線加工性の低下を抑制できる。このため、Ｆｅの含有量の下限値は、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１０質量％以上であり、Ｆｅの含有量の上限値は、好ましくは０．５０質量％以下、より好ましくは０．２５質量％以下である。 When the Fe (iron) content is 0.05% by mass or more, the strength of the conductor can be improved, so that the wire breakage can be suppressed. When the Fe content is 0.50% by mass or less, high conductivity of the conducting wire can be maintained and deterioration of wire drawing workability can be suppressed. Therefore, the lower limit of the Fe content is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more, and the upper limit of the Fe content is preferably 0.50% by mass or less. , More preferably 0.25% by mass or less.
Ｓｉ（ケイ素）の含有量が０．０１質量％以上であると、導線の強度を向上できるため、素線切れを抑制できる。Ｓｉの含有量が０．２０質量％以下であると、導線の高い導電性を維持できる。このため、Ｓｉの含有量の下限値は、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上であり、Ｓｉの含有量の上限値は、好ましくは０．２０質量％以下、より好ましくは０．１０質量％以下である。ただし、時効析出型の６０００系合金を用いる場合は強度と導電性への寄与度が異なり、Ｓｉの含有量の下限値は、好ましくは０．３０質量％以上、Ｓｉの含有量の上限値は、好ましくは０．７質量％以下である。 When the content of Si (silicon) is 0.01% by mass or more, the strength of the conducting wire can be improved, so that the breaking of the wire can be suppressed. When the Si content is 0.20% by mass or less, the high conductivity of the conducting wire can be maintained. Therefore, the lower limit of the Si content is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and the upper limit of the Si content is preferably 0.20% by mass or less. , More preferably 0.10% by mass or less. However, when an aging precipitation type 6000 series alloy is used, the contribution to strength and conductivity is different, the lower limit of the Si content is preferably 0.30% by mass or more, and the upper limit of the Si content is. It is preferably 0.7% by mass or less.
Ｃｕ（銅）の含有量が０．１０質量％以上であると、導線の高い導電性を維持しながら、導線の強度を向上できる。Ｃｕの含有量が０．２５質量％以下であると、導線の高い導電性を維持できる。このため、Ｃｕの含有量の下限値は、好ましくは０．１０質量％以上、より好ましくは０．１５質量％以上であり、Ｃｕの含有量の上限値は、好ましくは０．２５質量％以下、より好ましくは０．２０質量％以下である。 When the Cu (copper) content is 0.10% by mass or more, the strength of the conductor can be improved while maintaining the high conductivity of the conductor. When the Cu content is 0.25% by mass or less, the high conductivity of the conducting wire can be maintained. Therefore, the lower limit of the Cu content is preferably 0.10% by mass or more, more preferably 0.15% by mass or more, and the upper limit of the Cu content is preferably 0.25% by mass or less. , More preferably 0.20% by mass or less.
Ｍｇ（マグネシウム）の含有量が０．０３質量％以上であると、導線の高い導電性を維持しながら、導線の強度を向上できる。Ｍｇの含有量が０．１５質量％以下であると、導線の高い導電性を維持できる。このため、Ｍｇの含有量の下限値は、好ましくは０．０３質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上であり、Ｍｇの含有量の上限値は、好ましくは０．１５質量％以下、より好ましくは０．１０質量％以下である。ただし、時効析出型の６０００系合金を用いる場合は強度と導電性への寄与度が異なり、Ｍｇの含有量の下限値は、好ましくは０．３５質量％以上、Ｍｇの含有量の上限値は、好ましくは０．８０質量％以下である。 When the content of Mg (magnesium) is 0.03% by mass or more, the strength of the conductor can be improved while maintaining the high conductivity of the conductor. When the Mg content is 0.15% by mass or less, the high conductivity of the conducting wire can be maintained. Therefore, the lower limit of the Mg content is preferably 0.03% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and the upper limit of the Mg content is preferably 0.15% by mass or less. , More preferably 0.10% by mass or less. However, when an aging precipitation type 6000 series alloy is used, the contribution to strength and conductivity is different, the lower limit of the Mg content is preferably 0.35% by mass or more, and the upper limit of the Mg content is. It is preferably 0.80% by mass or less.
任意成分としてのＦｅ、Ｓｉ、ＣｕおよびＭｇからなる群より選択される１種以上の元素の合計含有量が０．０５質量％以上であると、導線の強度を向上できるため、素線切れを抑制できる。任意成分の合計含有量が２．１０質量％以下であると、導線の高い導電性を維持できると共に、伸線加工性の低下を抑制できる。このため、任意成分の含有量の下限値は、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１０質量％以上であり、任意成分の含有量の上限値は、好ましくは２．１０質量％以下、より好ましくは０．５０質量％以下である。 When the total content of one or more elements selected from the group consisting of Fe, Si, Cu and Mg as an optional component is 0.05% by mass or more, the strength of the lead wire can be improved, so that the wire breaks. Can be suppressed. When the total content of the optional components is 2.10% by mass or less, the high conductivity of the conducting wire can be maintained and the deterioration of the wire drawing workability can be suppressed. Therefore, the lower limit of the content of the arbitrary component is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more, and the upper limit of the content of the arbitrary component is preferably 2.10% by mass. % Or less, more preferably 0.50% by mass or less.
上述した成分以外の残部は不可避不純物である。不可避不純物は、製造工程上、不可避的に含まれうることもあり、含有量によっては導線の導電率および強度を低下させる要因にもなりうるため、不可避不純物の含有量は少ないことが好ましい。不可避不純物としては、例えば、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｂ、Ｖなどの元素が挙げられる。なお、上記不可避不純物の含有量の上限は、上記元素毎に、好ましくは０．０３質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以下であり、上記元素の合計で、好ましくは０．１０質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以下である。 The rest other than the above-mentioned components are unavoidable impurities. The unavoidable impurities may be unavoidably contained in the manufacturing process, and depending on the content, it may be a factor of lowering the conductivity and the strength of the conducting wire. Therefore, it is preferable that the content of the unavoidable impurities is small. Examples of unavoidable impurities include elements such as Mn, Zn, Ti, B, and V. The upper limit of the content of the unavoidable impurities is preferably 0.03% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less for each of the above elements, and the total of the above elements is preferably 0.10% by mass. % Or less, more preferably 0.05% by mass or less.
図１に示すように、圧着部３０の縦断面において、電線１０の延在方向に沿った、圧着部３０の長さＬに対する溶接部４１ａの長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）は、０．１０以上である。圧着部３０の縦断面は、圧着部３０における導線１１の中心軸に沿った面である。溶接部４１ａは、複数の素線１２のうちの少なくとも一部の素線１２同士が溶接している部分である。
As shown in FIG. 1, in the vertical cross section of the crimping
ここで、複数の素線１２を溶接して溶接部４１ａが形成されると、溶接部４１ａの組織、および導線１１における溶接部４１ａに隣接した溶接隣接部４１ｂの組織は、溶接時の熱の影響を受けて変化する。このように、導線１１は、溶接部４１ａおよび溶接隣接部４１ｂを有する熱影響組織部４１を端部側に有し、溶接時の熱の影響を受けない非熱影響組織部４２を溶接隣接部４１ｂと隣接する中央部側に有する。
Here, when a plurality of
非熱影響組織部４２は、溶接前の導線１１の組織と同じであり、熱影響組織部４１は、溶接前の導線１１の組織が溶接の熱によって変化した組織である。熱影響組織部４１および非熱影響組織部４２は、材料としての変形の挙動が異なる。熱影響組織部４１および非熱影響組織部４２は、ＳＥＭで観察すると、明確に異なる。
The non-heat-affected
そして、電線１０の延在方向に沿った圧着部３０の長さＬに対する電線１０の延在方向に沿った溶接部４１ａの長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）が０．１０以上であると、圧着部３０の大部分が熱影響組織部４１であるため、熱影響組織部４１と非熱影響組織部４２との圧着時の変形挙動の違いによって発生する素線１２の切れやクラックを抑制できる。素線１２のクラックの発生を抑制できるので、素線１２間の抵抗値の上昇、導線１１の耐食性の低下、導線１１の引張破断強度の低下などを抑制できる。このような観点から、上記比（Ｌ１／Ｌ）は、０．１０以上であり、好ましくは０．３０以上、より好ましくは０．５０以上である。
The ratio (L1 / L) of the length L1 of the welded
一方で、上記比（Ｌ１／Ｌ）が０．１０未満であると、圧着端子２０の圧着時における熱影響組織部４１と非熱影響組織部４２との変形挙動の違いで生じる素線１２の切れやクラックを抑制できない。
On the other hand, when the ratio (L1 / L) is less than 0.10, the
圧着端子２０の構成としては、Ｆクリンプのように、導線１１に圧着されているときに、導線１１の外周を環状に覆っていればよく、ワイヤバレル部２１やインシュレーションバルブ部２２を具備しなくてもよい。
As the configuration of the
また、圧着部３０以外の導線１１の断面における平均結晶粒径（ｄ）に対する圧着部３０の導線１１の断面における平均結晶粒径（ｄ１）の比（ｄ１／ｄ）は、１．１以上であることが好ましい。圧着部３０以外の導線１１は、圧着部３０で圧着されていない導線１１の部分、すなわち非圧着部である。
Further, the ratio (d1 / d) of the average crystal grain size (d1) in the cross section of the
比（ｄ１／ｄ）が１．１以上であると、非圧着部における導線１１の平均結晶粒径（ｄ）に比べて、圧着部３０における導線１１の平均結晶粒径（ｄ１）が粗大化することによって、圧着部３０における導線１１の応力緩和性が増加し、圧着部３０における内部圧力の低下が抑制される。そのため、素線間の抵抗の上昇を抑制することができる。このような観点から、上記比（ｄ１／ｄ）は、好ましくは１．１以上であり、より好ましくは１．５以上、さらに好ましくは２．０以上である。
When the ratio (d1 / d) is 1.1 or more, the average crystal grain size (d1) of the
平均結晶粒径（ｄ１）は、圧着部３０の縦断面において、電線の延在方向に沿って圧着部３０の長さＬを５等分し、５つの横断面毎に平均結晶粒径を測定し、これらの測定値を平均して得ることができる。また、平均結晶粒径（ｄ）は、圧着部３０以外の導線１１の縦断面において、圧着部３０の長さＬに相当する長さを５等分し、５つの横断面毎に平均結晶粒径を測定し、これらの測定値を平均して得ることができる。
For the average crystal grain size (d1), the length L of the crimping
また、圧着部３０以外の導線１１の断面における平均ビッカース硬さ（ｈ）に対する圧着部３０の導線１１の断面における平均ビッカース硬さ（ｈ１）の比（ｈ１／ｈ）は、０．８０以下であることが好ましい。
Further, the ratio (h1 / h) of the average Vickers hardness (h1) in the cross section of the
比（ｈ１／ｈ）が０．８０以下であると、圧着部３０における導線１１が変形しやすいことによって、圧着部３０における導線１１全体で変形が進み、局所的な抵抗値の上昇が抑制される。そのため、素線間の抵抗の上昇を抑制することができる。このような観点から、上記比（ｈ１／ｈ）は、好ましくは０．８０以下であり、より好ましくは０．７０以下、さらに好ましくは０．６０以下である。
When the ratio (h1 / h) is 0.80 or less, the
平均ビッカース硬さ（ｈ１）は、圧着部３０の縦断面において、電線の延在方向に沿って圧着部３０の長さＬを５等分し、５つの横断面毎に１ｍｍ間隔で５カ所のビッカース硬さを測定し、これらの測定値を平均して得ることができる。また、平均ビッカース硬さ（ｈ）は、圧着部３０以外の導線１１の縦断面において、圧着部３０の長さＬに相当する長さを５等分し、５つの横断面毎に１ｍｍ間隔で５カ所のビッカース硬さを測定し、これらの測定値を平均して得ることができる。
The average Vickers hardness (h1) is obtained by dividing the length L of the crimping
０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の線径を有する素線１２を７本以上３００本以下で撚り合わせてなる導線１１では、素線間の抵抗上昇の抑制および素線切れの抑制がさらに向上する。特に、上記範囲内の線径を有する素線１２が７本以上であると、導線１１の柔軟性が増加するため、圧着端子付き電線１に対する作業性を向上できる。また、上記範囲内の線径を有する素線１２が３００本以下であると、導線１１を構成する素線１２の素線切れをさらに抑制できる。また、３．０ｓｑ（３．０ｍｍ２）以上の断面積を有するアルミニウム系材料の導線において、素線間の抵抗上昇の抑制は従来困難であったが、比（Ｌ１／Ｌ）が０．１０以上である圧着端子付き電線１では、３．０ｓｑ以上の断面積を有する導線１１であっても、素線間の抵抗の上昇を抑制することができる。導線１１を構成する素線１２の本数および素線１２の線径は、圧着端子付き電線１の用途に応じて、適宜選択される。
In the
圧着端子２０を構成する材料は、圧着端子付き電線１の用途や導線１１を構成するアルミニウム系材料の種類に応じて、適宜選択される。その中でも、圧着端子付き電線１の低抵抗化の観点から、アルミニウムおよびアルミニウム合金を含むアルミニウム系材料、銅および銅合金を含む銅系材料が好ましく、純銅および黄銅がより好ましい。さらに、アルミニウム合金および銅合金は、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＣｏからなる群より選択される１種以上の元素を含有してもよい。
The material constituting the
圧着端子付き電線１は、軽量化に加えて、素線間の抵抗上昇の抑制や素線切れが起こらないことを要求される、ワイヤハーネス、好ましくは自動車用のワイヤハーネスに好適に用いられる。
The
次に、上記圧着端子付き電線１の製造方法について説明する。まず、電線１０から絶縁被覆部１３の一部を皮剥ぎし、導線１１の端部を露出する。続いて、露出している導線１１のうち、導線１１の端部を含む端部周辺を構成している複数の素線１２の少なくとも一部を溶接して、溶接部４１ａを形成する。
Next, a method of manufacturing the
ファイバレーザー、ＹＡＧレーザ、半導体レーザのようなレーザで溶接部４１ａを形成する場合、導線１１の端部の周辺から、電線の延在方向に沿ってレーザを走査し、導線１１の端部まで溶接する。レーザ溶接では、導線１１の端部を最後に溶接する。このような方法でレーザ溶接を行うことによって、溶接欠陥を減少できるため、導線１１の引張破断強度の低下を抑制できる。また、上記のレーザ溶接に加えて、アーク溶接も適用できる。アーク溶接の場合、導線１１の端部のみを溶接する。
When the welded
続いて、電線１０の延在方向に沿った圧着部３０の長さＬに対する電線１０の延在方向に沿った溶接部４１ａの長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）が０．１０以上になるように、溶接部４１ａを含む導線１１に圧着端子２０を圧着する。こうして、圧着端子付き電線１を得ることができる。
Subsequently, the ratio (L1 / L) of the length L1 of the welded
以上説明した実施形態によれば、圧着部の長さＬに対する溶接部の長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）を調整し、圧着部における導線の状態を適正化することによって、圧着端子付き電線では、素線間の抵抗の上昇を抑制できると共に、素線切れを抑制できる。 According to the embodiment described above, the ratio (L1 / L) of the length L1 of the welded portion to the length L of the crimping portion is adjusted to optimize the state of the conducting wire in the crimping portion, so that the electric wire with the crimp terminal is used. Then, it is possible to suppress an increase in resistance between the strands and to suppress breakage of the strands.
以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本開示の範囲内で種々に改変することができる。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes all aspects included in the concept of the present disclosure and the scope of claims, and various modifications are made within the scope of the present disclosure. be able to.
次に、実施例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Next, Examples and Comparative Examples will be described, but the present invention is not limited to these Examples.
（実施例１～１４および比較例１～４）
表１に示す組成を有する複数の素線を撚り合わせることによって、表１に示す撚り構成（導線の断面積、素線の本数）を満たす電線を得た。続いて、表２に示す数値になるように、圧着端子を電線に圧着させた。こうして、圧着端子付き電線を得た。
(Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4)
By twisting a plurality of strands having the compositions shown in Table 1, an electric wire satisfying the twisted configuration (cross-sectional area of conductors, number of strands) shown in Table 1 was obtained. Subsequently, the crimp terminal was crimped to the electric wire so as to have the numerical values shown in Table 2. In this way, an electric wire with a crimp terminal was obtained.
［測定および評価］
上記実施例および比較例で得られた圧着端子付き電線について、下記の測定および評価を行った。結果を表２に示す。
[Measurement and evaluation]
The electric wires with crimp terminals obtained in the above Examples and Comparative Examples were measured and evaluated as follows. The results are shown in Table 2.
［１］ 比（Ｌ１／Ｌ）
電線の延在方向に沿った圧着部の長さＬに対する電線の延在方向に沿った溶接部の長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）は、上記実施例および比較例で得られた圧着端子付き電線について、圧着部における導線の中心軸に沿った面である圧着部の縦断面をＳＥＭで観察した画像から得た。
[1] Ratio (L1 / L)
The ratio (L1 / L) of the length L1 of the welded portion along the extending direction of the electric wire to the length L of the crimping portion along the extending direction of the electric wire is the crimp terminal obtained in the above Examples and Comparative Examples. The attached electric wire was obtained from an image obtained by observing the vertical cross section of the crimped portion, which is a surface along the central axis of the conducting wire in the crimped portion, by SEM.
［２］ 比（ｄ１／ｄ）
圧着部の導線の断面における平均結晶粒径（ｄ１）は、圧着部の上記縦断面において、電線の延在方向に沿って圧着部の長さＬを５等分し、５つの横断面毎に平均結晶粒径を測定し、これらの測定値を平均して得た。また、圧着部以外の導線の断面における平均結晶粒径（ｄ）は、圧着部以外の導線の縦断面をＳＥＭで観察し、この縦断面における圧着部の長さＬに相当する長さを５等分し、５つの横断面毎に平均結晶粒径を測定し、これらの測定値を平均して得た。そして、得られた平均結晶粒径（ｄ１）および平均結晶粒径（ｄ）から比（ｄ１／ｄ）を算出した。
[2] Ratio (d1 / d)
The average crystal grain size (d1) in the cross section of the lead wire of the crimping portion is obtained by dividing the length L of the crimping portion into five equal parts along the extending direction of the electric wire in the vertical cross section of the crimping portion. The average crystal grain size was measured, and these measured values were averaged and obtained. Further, for the average crystal grain size (d) in the cross section of the lead wire other than the crimp portion, the vertical cross section of the lead wire other than the crimp portion is observed by SEM, and the length corresponding to the length L of the crimp portion in this vertical cross section is 5. It was divided into equal parts, and the average crystal grain size was measured for each of the five cross sections, and these measured values were averaged and obtained. Then, the ratio (d1 / d) was calculated from the obtained average crystal grain size (d1) and average crystal grain size (d).
［３］ 比（ｈ１／ｈ）
圧着部の導線の断面における平均ビッカース硬さ（ｈ１）は、圧着部の上記縦断面において、電線の延在方向に沿って圧着部の長さＬを５等分し、５つの横断面毎に１ｍｍ間隔で５カ所のビッカース硬さを測定し、これらの測定値を平均して得た。また、圧着部以外の導線の断面における平均ビッカース硬さ（ｈ）は、圧着部以外の導線の縦断面をＳＥＭで観察し、この縦断面における圧着部の長さＬに相当する長さを５等分し、５つの横断面毎に１ｍｍ間隔で５カ所のビッカース硬さを測定し、これらの測定値を平均して得た。そして、得られた平均ビッカース硬さ（ｈ１）および平均ビッカース硬さ（ｈ）から比（ｈ１／ｈ）を算出した。
[3] Ratio (h1 / h)
The average Vickers hardness (h1) in the cross section of the lead wire of the crimping portion is obtained by dividing the length L of the crimping portion into five equal parts along the extending direction of the electric wire in the vertical cross section of the crimping portion. Vickers hardness was measured at 5 points at 1 mm intervals, and these measured values were averaged and obtained. Further, for the average Vickers hardness (h) in the cross section of the lead wire other than the crimp portion, the vertical cross section of the lead wire other than the crimp portion is observed by SEM, and the length corresponding to the length L of the crimp portion in this vertical cross section is 5. It was divided into equal parts, and Vickers hardness was measured at 5 locations at 1 mm intervals for each of the 5 cross sections, and these measured values were averaged. Then, the ratio (h1 / h) was calculated from the obtained average Vickers hardness (h1) and the average Vickers hardness (h).
［４］ サーマルサイクル試験後の素線間の抵抗値の上昇率
まず、サーマルサイクル試験前の圧着端子付き電線の電気抵抗値について、回路素子測定器（日置電機株式会社製、３５６０ＡＣミリオームハイテスタ）を用いて、素線毎に、圧着端子と素線と間の抵抗値を測定した。次に、小型冷熱衝撃装置（エスペック株式会社製、ＴＳＥ－１２－Ａ）を用いて、圧着端子付き電線について、－４０℃で３０分および１２０℃で３０分の温度サイクルを２４０回繰り返すサーマルサイクル試験を行った。次に、サーマルサイクル試験後の圧着端子付き電線の電気抵抗値について、回路素子測定器を用いて、素線毎に、圧着端子と素線と間の抵抗値を測定した。これらの測定値から、抵抗値の上昇率について、平均値および標準偏差を算出した。平均値および標準偏差について、以下のランク付けを行った。抵抗値の上昇率が小さいほど、圧着端子付き電線は良好である。
[4] Increase rate of resistance value between strands after thermal cycle test First, regarding the electrical resistance value of the wire with crimp terminal before the thermal cycle test, a circuit element measuring instrument (3560AC milliohm high tester manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.) Was used to measure the resistance value between the crimp terminal and the wire for each wire. Next, using a small thermal shock device (TSE-12-A, manufactured by ESPEC CO., LTD.), A thermal cycle is repeated 240 times for a wire with a crimp terminal at -40 ° C for 30 minutes and at 120 ° C for 30 minutes. A test was conducted. Next, regarding the electric resistance value of the electric wire with the crimp terminal after the thermal cycle test, the resistance value between the crimp terminal and the wire was measured for each wire using a circuit element measuring instrument. From these measured values, the mean value and standard deviation were calculated for the rate of increase in resistance value. The following rankings were made for the mean and standard deviation. The smaller the rate of increase in resistance, the better the wire with crimp terminals.
平均値は以下の通りである。
Ａ：抵抗値の上昇率が１２０％以下
Ｂ：抵抗値の上昇率が１２０％超１５０％以下
Ｃ：抵抗値の上昇率が１５０％超
The average value is as follows.
A: The rate of increase in resistance is 120% or less B: The rate of increase in resistance is more than 120% and 150% or less C: The rate of increase in resistance is more than 150%
標準偏差は以下の通りである。
Ａ：抵抗値の上昇率が１５０％以下
Ｂ：抵抗値の上昇率が１５０％超３００％以下
Ｃ：抵抗値の上昇率が３００％超
The standard deviation is as follows.
A: The rate of increase in resistance is 150% or less B: The rate of increase in resistance is more than 150% and less than 300% C: The rate of increase in resistance is more than 300%
［５］ 引張破断強度
圧着端子付き電線の圧着端子と電線とを引張試験機に固定し、チャック間距離を１００ｍｍ、引張速度を１０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張試験を行った。そして、引張破断荷重を圧着部の断面積で割ることによって、引張破断強度（引張破断荷重／圧着部の断面積）を算出した。引張破断強度について、以下のランク付けを行った。引張破断強度が大きいほど、圧着端子付き電線は良好である。
[5] Tensile breaking strength The crimp terminal of the electric wire with a crimp terminal and the electric wire were fixed to a tensile tester, and a tensile test was conducted under the conditions of a chuck distance of 100 mm and a tensile speed of 10 mm / min. Then, the tensile breaking strength (tensile breaking load / cross-sectional area of the crimping portion) was calculated by dividing the tensile breaking load by the cross-sectional area of the crimping portion. The tensile breaking strength was ranked as follows. The higher the tensile breaking strength, the better the wire with a crimp terminal.
Ａ：引張破断強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上
Ｃ：引張破断強度が５０Ｎ／ｍｍ２未満
A: Tensile breaking strength is 50 N / mm 2 or more C: Tensile breaking strength is less than 50 N / mm 2 .
［６］ 素線切れ
圧着端子付き電線について、圧着端子を電線に圧着させた直後に目視で素線切れを観察した。素線切れについて、以下のランク付けを行った。素線切れの本数が少ないほど、圧着端子付き電線は良好である。
[6] Wire breakage With respect to the wire with a crimp terminal, the wire breakage was visually observed immediately after the crimp terminal was crimped to the wire. The following rankings were made for broken wires. The smaller the number of broken wires, the better the wire with crimp terminals.
Ａ：素線切れが生じない
Ｃ：素線切れが生じる
A: Wire breakage does not occur C: Wire breakage occurs
［７］ 総合評価
総合評価として、以下のランク付けを行った。
[7] Comprehensive evaluation The following rankings were made as a comprehensive evaluation.
◎：抵抗値の上昇率の平均値が１２０％以下、かつ抵抗値の上昇率の標準偏差が１５０％以下、かつ引張破断強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ素線切れが生じない
○：抵抗値の上昇率の平均値が１５０％以下、かつ抵抗値の上昇率の標準偏差が３００％以下、かつ引張破断強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ素線切れが生じなく、抵抗値の上昇率の平均値が１２０％超、または抵抗値の上昇率の標準偏差が１５０％超である
×：抵抗値の上昇率の平均値が１５０％超、または抵抗値の上昇率の標準偏差が３００％超、または引張破断強度が５０Ｎ／ｍｍ２未満、または素線切れが生じる
⊚: The mean value of the increase rate of the resistance value is 120% or less, the standard deviation of the increase rate of the resistance value is 150% or less, the tensile breaking strength is 50 N / mm 2 or more, and the wire breakage does not occur. The mean value increase rate is 150% or less, the standard deviation of the resistance value increase rate is 300% or less, the tensile breaking strength is 50 N / mm 2 or more, and the wire breakage does not occur, and the resistance value increase rate. The mean value of the resistance value is more than 120%, or the standard deviation of the resistance value increase rate is more than 150%. ×: The mean value of the resistance value increase rate is more than 150%, or the standard deviation of the resistance value increase rate is 300%. Super or tensile breaking strength less than 50 N / mm 2 or wire breakage occurs
表１～２に示すように、実施例１～１４では、比（Ｌ１／Ｌ）が０．１０以上であるため、素線間の抵抗値の上昇、引張破断強度の低下、および素線切れを抑制できた。特に、実施例４～９、１１、１３では、比（ｄ１／ｄ）が１．１以上かつ比（ｈ１／ｈ）が０．８０以下であるため、素線間の抵抗値の上昇および引張破断強度の低下をさらに抑制できた。 As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 to 14, since the ratio (L1 / L) is 0.10 or more, the resistance value between the strands increases, the tensile breaking strength decreases, and the strands break. Was able to be suppressed. In particular, in Examples 4 to 9, 11 and 13, since the ratio (d1 / d) is 1.1 or more and the ratio (h1 / h) is 0.80 or less, the resistance value between the strands increases and the tension is increased. The decrease in breaking strength could be further suppressed.
一方、比較例１では、導線端部の溶接を行わなかったため、比（Ｌ１／Ｌ）が０であり、その結果、素線間の抵抗値が上昇し、引張破断強度が低下し、素線切れが生じた。比較例２では、比（Ｌ１／Ｌ）が０．１０未満であるため、素線間の抵抗値が上昇し、素線切れが生じた。比較例３では、溶接が不十分であったため、比（Ｌ１／Ｌ）が０であり、その結果、素線間の抵抗値が上昇した。比較例４では、アーク溶接で導線の端部のみを溶接して比（Ｌ１／Ｌ）を０にしたため、素線間の抵抗値が上昇し、素線切れが生じた。 On the other hand, in Comparative Example 1, since the end of the conductor was not welded, the ratio (L1 / L) was 0, and as a result, the resistance value between the strands increased, the tensile breaking strength decreased, and the strands. There was a break. In Comparative Example 2, since the ratio (L1 / L) was less than 0.10, the resistance value between the strands increased and the strands were broken. In Comparative Example 3, the ratio (L1 / L) was 0 because the welding was insufficient, and as a result, the resistance value between the strands increased. In Comparative Example 4, since only the end portion of the conducting wire was welded by arc welding to set the ratio (L1 / L) to 0, the resistance value between the strands increased and the strands were broken.
１ 圧着端子付き電線
１０ 電線
１１ 導線
１２ 素線
１３ 絶縁被覆部
２０ 圧着端子
２１ ワイヤバレル部
２２ インシュレーションバルブ部
３０ 圧着部
４１ 熱影響組織部
４１ａ 溶接部
４１ｂ 溶接隣接部
４２ 非熱影響組織部
Ｌ 圧着部３０の長さ
Ｌ１ 溶接部３１の長さ
1 Electric wire with
Claims (3)
前記導線は、アルミニウム系材料からなり、
前記圧着部の縦断面において、前記電線の延在方向に沿った、前記圧着部の長さＬに対する前記複数の素線のうちの少なくとも一部が溶接している溶接部の長さＬ１の比（Ｌ１／Ｌ）は、０．１０以上であることを特徴とする圧着端子付き電線。 It is provided with a conductor composed of a plurality of strands, an electric wire having an insulating coating portion covering the outer periphery of the conductor, and a crimp terminal crimped to the conductor of the wire, and the crimp terminal is crimped to the conductor. An electric wire with a crimp terminal that has a crimping part
The conductor is made of an aluminum-based material and is made of an aluminum-based material.
In the vertical cross section of the crimping portion, the ratio of the length L1 of the welded portion to which at least a part of the plurality of strands is welded to the length L of the crimping portion along the extending direction of the electric wire. (L1 / L) is an electric wire with a crimp terminal characterized by being 0.10 or more.
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