JPH03184210A - 自動車用電線導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軽量化を計った自動車用電線導体に関する
。

〔従来の技術〕

自動車内の配線用電線導体としては、主にＪＩＳＣ３１
０２に規定されているような軟銅線又はこれに錫メツキ
などを施した線を撚り合わせたものが用いられ、これに
塩化ビニール、架橋ビニール、或いは架橋ポリエチレン
などの絶縁体を被覆して電線としていた。

しかしながら、自動車の高性能化に伴う各種制御回路の
増加により自動車内の配線箇所が多くなり、そのために
信頼性を維持しながら軽量化を計る要求が益々高まって
来た今日では、上述した如き従来の電線導体は敬遠され
る傾向にある。

配線の多くを占める制御回路用の電線は、信号電流を流
すので許容電流がＩＡ以下が大半であるが、従来の電線
導体は機械的強度の確保のために電気的な必要径より太
いものを用いざるを得す、車重増加を招くからである。

そこで、この種の電線を軽量化する試みとして、導体の
アルミニウム（合金を含む、以下間し）化が一部で検討
された。また、０．３〜０．９％Ｓｎ銅合金線や４〜８
％Ｓｎ入りリン青銅などを用いた導体も開発されて一部
で利用されている（特公昭６０−３００４３、同６ｌ−
２９１３３）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

アルミニウムは強度的に弱く、充分な電線強度を得るに
は外径を太くするとか、素導体の撚線本数を増やすとか
の対策が不可欠であるため、絶縁体の使用量、配線スペ
ースが増加し、コスト上昇を招くほか、充分な軽量化効
果も期待できない。

また、自動車の配線では端子を多く使用するが、このよ
うな端子部での電気腐食の問題やはんだ付性の悪化など
種々の難点を有している。

一方、上述の公報に示される電線導体はＳｎの添加によ
り銅線の強度アンプが計られ、その分撚線後の電線断面
積りを小さくすることが可能になってはいるが、その断
面積りは０．１５〜０．３ｍｍ”までが限界であり、現
在要求されている０゜０５〜０．１５＋ｏｓ”まで下げ
るとまだまだ強度不足であったり、強度があっても導電
率が２０％ＩＡＣＳ未満のために電気抵抗が大きくなる
と云う課題が残されていた。

本発明は、これ等の課題を解決し、信頼性を確保した上
で更なる軽量化を計った自動車用電線導体を提供するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明が提案する自動車用電線導体は、抗張力ｔが６０
〜１２０ｋｇ、導電率が２５％ＩＡＣＳ以上で表層は銅
又は銅合金、芯金部は炭素含有量０．０１〜０．２５％
で、その他、添加元素としてＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ
５Ｃｒなどを含む鋼よりなる複合構造の素導体を撚り合
わせて撚線後の導体総断面積りが０．０５〜０．３０ａ
ｍ”　、導体破断荷重Ｔが６ｋｇ以上となるようにした
ものである。

第１図はその一例の断面を示したもので、例示の電線導
体１は、直径ｄの素導体２を７本撚り合わせて構成され
ている。図中３は素導体の芯金となる鋼線、４は３の外
周に被覆した無酸素銅である。

素導体２の撚本数は、電線導体のしなやかさを保つため
には同一断面積であっても多いに越したことはないが、
この場合、細い素導体を準備し、かつ撚線時に多数本の
素導体を撚線機にセットしなければならず、そのことに
困難が伴うので２〜３７本、より好ましくは７〜１９本
が推奨される。

また、使用する素導体は芯金の外周に無酸素銅や銅合金
を重量比で２０〜８０％被覆したものが望ましい。

素導体の導電率の上限も８０％に止めるのがよ〔作用〕 素導体として、銅（合金も含む）被覆を有する複合体を
用いると、必要な導電率（２５％ＩＡＣＳ以上）やはん
だ付着性は被覆銅によって得ることができる。

また、導体の引張りによる破断荷重Ｔ、端子ハウジング
での保持力、電線屈曲値は、０，０１〜０．２５％Ｃ含
有の鋼線を素導体の芯金として用いているため、従来以
上に高まり、そのため、撚線後の導体断面積を小さくし
て軽量化を計ることかできる。

ここで、この発明において、素導体の抗張力ｔを６０〜
１２０ｋｇ／ｌｌｌｌ１１２に限定したのは、６０ｋｇ
／ｍ”以下では７本撚り電線の場合、総断面積Ｄ＝０．
１ｍｍ”時の導体破断荷重が６ｋｇ以下となり、電線が
破断したり、満足な端子保持力が得られなかったりする
からである。逆に、ｔ＝１２０ｋｇ／１ＩＩｌｔ以上は
、使用するｍ線の性質上無理な値である。端子の保持力
を考えた抗張力りのより望ましい値は８０〜１１０ｋｇ
／開２である。

また、素導体の導電率を２５％ＩＡＣＳ以上としたのは
、素導体の表層を無酸素銅や銅合金で形成した場合の導
体の電気抵抗値から許容電流を計算した結果による。許
容型ｉ１Ａを最低条件とすれば、導電率は２５％以上、
出来れば３０〜４０％ＩＡＣＳ以上が最適である。なお
、その導電率の上限は、複合体を用いて必要な抗張力を
維持しようとすると８０％ＩＡＣＳが限界であり、これ
以上では抗張力が犠牲になる。

次に、撚線後の導体の総断面積りを０．０５〜０゜３０
閣２としたのは、０．３０ａｍ”以上では従来品でも必
要強度を得ることができるが、軽量化の目的を達成でき
ない。一方、Ｄ　＝　０．０５　ｍ”以下では、Ｔが５
ｋｇ以下、７１０．０８φ構造では張力による変形が生
し易いからである。このＤのより望ましい値は０．０７
〜０．２０＋ｎｍ”である。

従来の軟銅線は、機械的性質より総断面積Ｄ＝０．３ａ
ｎ２が限界、また、Ｓｎ入り銅（０，３〜０．９Ｓｎ）
でも３Ｊ！ｉ常Ｄ＝０．２ｍＩＩ＋２が限界であるが、
本発明によれば、Ｄ＝０．１ｍｍ２程度でも従来の０．
３帥２品と同等の強度が得られ、電線の軽量化（例えば
０．１ｍｍ”で０．３帥２の６０％減）が可能となる。

このほか、素導体の芯金として用いる鋼線の炭素含有量
を０．Ｏ１〜０．２５％に限定したのは、０．０１％未
満では抗張力ｔを６０　ｋｇ／ｍ＋ｍ’以上、望ましく
は８０ｋｇ／ａｍ”以上確保するのが困難であり、また
、０．２５％以上では中間の熱処理が難しくなり、特殊
な熱処理をしないと耐力のある材料、即ち、屈曲値が良
くて断線し難い材料が得られないからである。ここで、
鋼中には、脱酸剤または脆化を防止するためＳｉＯ，３
％以下、Ｍｎ１．５％以下、他にｐ、　ｓｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒが若干台まれる。

〔実施例〕

第３図の表に示す試料ＮαＩ〜４の素導体用芯金材料と
して、炭素含有量を変えた４種類の８１１１１φの鋼ロ
ンドを用意した。その鋼は、添加元素としてＳ　ｉ　（
０，１〜０．３％）　、Ｍｎ　（０，６〜１．３％）を
含んでいる。また、試料弘１〜３用の被１１ｉｌｖｉ４
管として無酸素ｔＪ４（ＪＩＳ　３５１０）管（以下は
ＯＦＣ管と云う）を、試料隘４用として０．３％Ｓｎ入
り鋼管を各々用意した。これ等の被覆鋼管はいずれも外
径１６鴫φ、内径１２ａａφの直管である。

次に、これ等の材料から複合素導体を得るために、上記
各鋼ロンドの表面を乾式研磨（ショットプラス研磨）し
ながら上記ＯＦＣ管及びＳｎ入り鋼管に挿入し、これを
嵌合ダイスで絞って１０ｍφ程度にした。これにより、
導電率が試料Ｎα１から順に約４０％、約６０％、約３
０％、約２５％である銅複合体となった。

そこで、これ等の材料を伸線軟化を繰り返して０．５ｍ
ｍにした。最終軟化は６００〜８００°Ｃで約１時間処
理した後、直径ｄが０．１２７　ｗｒφになるように伸
線を行った。このようにして得られた素導体の抗張力り
と導電率は第３図の表に示す通りである。

この後、各素導体を７本宛撚線して総断面積Ｄ＝０．０
８〜Ｏ，ＩＩｌ＋ａ＋”の電線導体となし、さらに、こ
れに０．２ｍｍ厚の塩化ビニール被覆を施して自動車用
電線にした。

これ等の電線の緒特性を、従来品及び比較品の特性と共
に第３図の表に示す。

端子ハウジング保持力は、自動車用電線では端子への接
続部の信頼性のために重要な特性であり、その特性は導
体を端子に圧着後場体を軸方向に引張試験機にて引張り
、圧着部から電線が抜ける（もしくは破断する）時の荷
重を測定した。この保持力は多くの場合７ｋｇ以上、で
きれば１０ｋｇ以上であることが望まれる。

また、引張破断荷重も導体のしなやかさを失わない範囲
で概略１０ｋｇ以上であるのが望ましく、大である程よ
い。

また、電線の耐屈曲性は、特に端子部近傍でのくり返し
屈曲に対して導体が破断しないことが望まれ、その測定
は、被覆された電線５を、第２図に示す治具６にはさん
で、片端に５００ｇの荷重Ｗをかけた状態で左右に９０
°宛交互に屈曲させ、破断するまでの回数を９０°往復
を１回として示した。

はんだ付性は、試片をホワイトロジンフラックスに浸漬
した後、２３０°Ｃの共晶はんだ中に２秒間浸漬した後
、全浸漬表面積に対する溶融はんだにぬれた面積比を調
べ、９０％以上のものを良好、９０％未満のものを不良
とした。

表中のデータから判るように、本発明品と従来品につい
てＴ４ｖＡの軽量化効果を比較すると、総断面積Ｄ＝０
．３ｍ”導体（試料出、６）で電線重量は５．０ｇ／ｍ
であったものが、Ｄ＝Ｏ，１ｍ”　　（試料Ｎｃｉｌ〜
４）で１．４〜１．５ｇ／ｍとなり、約３．５ｇ７ｍ、
はぼ７０％の軽量化が可能であった。この場合の強度は
従来品と同等である。

〔効果〕

以上述べたように、この発明によれば、端子ハウジング
の保持力、引張破断荷重、耐屈曲性等の機械的特性、電
気的特性、及びはんだ付性を充分に満足させて電線導体
の大巾な軽量化を計ることが可能であり、配＆５１箇所
の増加による車重及び配線スペース増加の抑制、絶縁体
の使用量削減によるコストダウン等に貢献できると云う
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は屈曲
試験の態様を説明する図、第３図は緒特性を比較した表
である。 １・・・・・・電線導体、　　２・・・・・・素導体、
３・・・・・・鋼線、　　　　　４・・・・・・無酸素
銅、５・・・・・・被覆された１！線、 ６・・・・・・治具、　　　　　Ｗ・・・・・・荷重。 第１図 第２０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撚線前の素導体の抗張力をｔ（ｋｇ／ｍｍ＾２）
   、撚線後の導体の総断面積をＤ（ｍｍ＾２）、導体破断
   荷重をＴ（ｋｇ）としたとき、６０＜ｔ＜１２０、素導
   体の導電率２５％ＩＡＣＳ以上、０．０５＜Ｄ＜０．３
   ０、Ｔ＞６の条件を満足し、かつ、上記素導体は表層が
   銅又は銅合金、芯金部が炭素含有量０．０１〜０．２５
   ％で添加元素としてＳｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ等を含む鋼
   よりなる複合素導体であることを特徴とする自動車用電
   線導体。
2. （２）上記素導体として、芯金（鋼）の外周に無酸素銅
   又は銅合金を重量比で２０〜８０％被覆したものを用い
   る請求項（１）記載の自動車用電線導体。
3. （３）上記素導体は導電率の上限が８０％ＩＡＣＳであ
   る請求項（１）又は（２）記載の自動車用電線導体。