JPH03184211A - 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′Ｈ，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大リリン青銅す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
り銅線の強度アップが計られ、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ＭＤは０．１５〜０．３＋ｍ”までが限界であり、現
在要求されている０、０５〜０．１５ｍ”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、抗張力りが６０
〜１４０ｋｇ、！電率が２５％ｌＡｃ５以上で表層は銅
又は銅合金、芯金部は炭素含有量０゜２５〜０．８５％
、その他、添加元素としてＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、
Ｃｒ等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０．０５〜０．３０１１Ｉ
１１２、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０図中３は素導体の芯金となるｗ４Ｉ！！、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鋼や銅合金
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％に止めるのがよい。

［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、０．２５〜０．８５％Ｃ含
有の鋼線を素導体の芯金とし７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ができる。

ここで、この発明において、素導体の抗張力りを６０〜
１４０　ｋｇ／ｍ１に限定したのは、６０ｋｇ／ｍｔａ
”以下では７本撚り電線の場合、総断面積Ｄ＝　０．１
ｍｍ”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＝１４０ｋｇ／開２以上は、使用す
る鋼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ｔのより望ましい（直は８０〜１３０　ｋｇ／ｍ
ｎ″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
容電流ＩＡ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
ｕｚとしたのは、０．３０ｍｍ”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　ａｍ”以下では、Ｔが
５ｋｇ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０．０
７〜０．２０ｍｎ”である。

従来の軟銅線は、機械的性質より総断面積Ｄ＝０．５＋
ｎｍ”が限界、また、Ｓｎ入りＲ（０，３〜０．９３ｎ
）でも通常Ｄ＝０．２ｍｍ”が限界であるが、本発明に
よれば、Ｄ＝０．ｂ＋ｏ”程度でも従来の０．３調２品
と同等の強度が得られ、電線の軽量化（例えば０．１ｍ
ｍ”で０．３＋ｎｍ”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０．２５〜０．８５％に限定したのは、０．２！％未
満では抗張力りを１００　ｋｇ　／　ＩＩＮ”以上、望
ましくは１２０　ｋｇ／ｍｍ２以上確保するのが困難で
ある。また、０．２５％Ｃ以上では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
材料を得難い、そこで、０．２５％以上、中でも、０．
４０％Ｃ以上の鋼線を用いる場合には、−度、Ａ、変態
点（７２３℃）を越える温度にした後、４００°Ｃ付近
でベイナイト組織に変化させるバテンチング処理を行う
、こうして得られた素線は非常に加工性の良い強い材料
となる。Ｃ含有量の上限を０．８５％に定めたのは、こ
れ以上では、鋼線がきわめて硬く、パテンチング処理後
も細線化が非常に困難であったことによる。

〔実施例〕

第３図の表に示す試料隘１〜４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８ｕφΦ鋼ロンドを用
意した。また、試料Ｎａｌ〜３用の被覆鋼管として無酸
素銅（、ＬｒＳ　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−φ、内
径１２５ｗφ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（シヨ・ントブラス研磨）
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１０間φ程度にした。これにより
、２４電率が試料Ｎαｌから順に約３０％、約４５％、
約６０％、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０．５＋
＋ｍ＋φにした。最終軟化は特殊パテンチング処理を行
った。そして、これを直径ｄが０．１２７１１Ｉｍφ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木兄撚線して総断面積Ｄ＝０．０
８〜０．１Ｍ”の電線導体となし、さらに、これに０．
２＋＋＋＋ｌ＋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
体を端子に圧着後導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、大きいほどよ
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℃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
て電線の軽量化効果を比較すると、総断面積Ｄ＝０．３
ｍ”導体（試料Ｎ１１６）で電線重量は５．０ｇ／ｍで
あったものが、Ｄ＝０．１ｍｍ”　　（試料Ｎ１１ｌ〜
４）で１．４〜１．５ｇ　／ｍとなり、約３．５ｇ／ｍ
、はぼ７０％の軽量化が可能であった。この場合の強度
は従来品と比較して遜色がない。

〔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、配線箇所の増
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Ｂ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
鋼、５・・・・・・被覆された電線、 ６・・・・・・ン台具、 Ｗ・・・・・・荷重。

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＜１４０、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０．２５〜０．８５
   ％で添加元素としてＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、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。