JPH03184212A

JPH03184212A - 自動車用電線導体

Info

Publication number: JPH03184212A
Application number: JP1325700A
Authority: JP
Inventors: Kazunao Kudo; 和直工藤; Fukuma Sakamoto; 坂本　福馬; Kazunori Tsuji; 辻　一則
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-08-12

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
などを施した綿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、重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、以下同じ）化が一部で検討
された。また、０．３〜０．９％５ｎＩＪｊ４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
６１−２９１３３）。

〔発明が解決しようとする問題点］アル旦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ッテはいるが、その断
面積りは０．１５〜０．３ｔｐａａｚまでが限界であり
、現在要求されている０、０５〜０．１５ａｌ＋＋＋”
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
〜１４０ｋｇ、導電率が２５％ＩＡＣＳ以上で表層は銅
又は銅合金、芯金部はＮｊ、、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ等を含
むＦｅ基合金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０．０５〜０．３０ｍ”　、
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Ｆｅ基合金線、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。

芯金部に用いるＦｅ以外の金属元素は上述したもの以外
にＣｏ、Ｍｏ、Ｎｂなどが挙げられる。

芯金は上述の元素も含めてこれ等の中から選ばれた一種
以上を合わせて２０〜８０重量％含み、残部が鉄から成
るものが好ましい。

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２５〜８０％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、Ｆｅ基の合金線を素導体の
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
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／＋ｓ＋ｅ”に限定したのは、６０ｋｇ／
１１１１１”以下では６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、望ましいことではあるが使用する合金線が極めて
特殊なものとなり価格面で問題が生じる。従って、端子
の保持力も併せて考えた抗張力ｔのより望ましい値は一
般的な材料を利用できる８０〜１２０　ｋｇ／ｍｍ”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威した場合の導
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
閣２としたのは、０．３０＋ｗ”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園ｚ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０．０７〜０．
２０園２である。

従来の軟銅線は、機械的性質より総断面積Ｄ＝０．３Ｉ
ＩＩｌｚが限界、また、Ｓｎ入り銅（０，３〜０．９Ｓ
ｎ）でも通常Ｄ＝０．２ｍｓ”が限界であるが、本発明
によれば、Ｄ＝０．１ｍ”程度でも従来の０．３ＩＩＩ
ＩＩＩ２品と同等の強度が得られ、電線の軽量化（例え
ば０．１ｍ”で０．３ｍ”の６０％減）が可能となこの
ほか、芯余部のＦｅ基合金の成分のうち、Ｎｉ、Ｃｏ、
、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂの１種以上の添加量に
ついて２０〜８０重量％が好ましいとしたのは、必要な
抗張力を確保してコスト上昇を極力抑えるためである。

即ち、一般にＦｅ基材料は、Ｎｉ、Ｃｒなどの元素を添
加すると抗張力が高まる。その抗張力は、例えばＮｉ、
Ｃｏを２０％以上添加するだけでほぼ７０〜８０　ｋｇ
／−ｍ”になり、また、Ｓ　ｔ、Ｍｎ。

Ｃｒなどを含めて添加量を２０％以上にすれば抗張力は
ほぼ１００〜１４０ｋｇ／ａｍ”となる。ところが、添
加量を増やしたからと言って抗張力の増強効果が比例的
に高まる訳ではない、そこで、これ等の高価な添加元素
を無駄に使用しない範囲として２０〜８０％を選んだ。

なお、本願で芯金に用いる合金で一般に知られたものと
しては、例えば、３６〜５０％Ｎｉ１約１％のＳｉ％Ｍ
ｎ、残部鉄から戒るＦｅ−Ｎｉ合金や、１５〜２５％Ｃ
ｒ、３〜１０％Ｎｉ、約１％のＳｉ、Ｍｎ、残部鉄から
威るステンレス鋼、或いはこれ等にＭｏ、Ｎｂなどを加
えて強度アップした高抗張力インバー、高抗張カステン
レス鋼などがある。

〔実施例〕第３図の表に示す試料Ｎ１１ｌ〜５の素導体用芯金材料
として、３６％Ｎｉ、１．２％ＭＯ％１．Ｏ％Ｍｎ、０
．３％Ｓｉ、残部Ｆｅから威るインバー、４２％Ｎｉ、
１．０％Ｍｎ、０．２％Ｓｉ、残部Ｆｅから戒るＦｅ−
Ｎｉ合金及び、１８％Ｃ「−８％Ｎｉ１残部Ｆｅから戒
るステンレスの３種類の８ｍｓ＋φのロッドを用意した
。また、被覆鋼管として外径１６ｍｍφ、内径１２ｍφ
の無酸素銅（ＪＩＳ　３５１０）管（以下はＯＦＣ管と
云う）を用意した。

次に、これ等の材料から複合素導体を得るために、上記
各合金ロッ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管に挿入し、これを嵌合ダイスで絞
って１０閣φ程度にした。

これにより、導電率が試料阻１〜３は約４０％、Ｎａ４
は約６５％、弘５は約６０％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０．５ｓ
ｍφにした。最終軟化は６００〜９００″Ｃで約１時間
処理し、その後これを直径ｄが０．１２７　ｔｍφ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ｔ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閣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°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
て電線の軽量化効果を比較すると、総断面積Ｄ＝０．３
ｍｍ”導体（試料Ｎ（Ｌ７）で電線重量は５．０ｇ／ｍ
であったものが、Ｄ＝０．１ｍｍ”　　（試料Ｎ［Ｌ　
ｌ　〜５　）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・・・・・・被覆された電線、６・・・・・・治具、　　　　Ｗ・・・・・・荷重。

Claims

【特許請求の範囲】

（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Ｆｅ基のＮｉ、Ｃｒ合金よりな
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）上記素導体として、重量比でＮｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、
Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂから選ばれたものの一種以上を
合わせて２０〜８０％含み残部は鉄から成る合金芯金の
外周に無酸素銅又は銅合金を重量比で２５〜８０％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）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。