CN101939797A

CN101939797A - 复合电线

Info

Publication number: CN101939797A
Application number: CN2008801263596A
Authority: CN
Inventors: 渡边仁
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2011-01-05
Also published as: EP2224456B1; JP5177849B2; EP2224456A4; US8704096B2; WO2009081679A1; JP2009152141A; US20100263912A1; EP2224456A1; ES2547653T3

Abstract

本发明提供同时实现轻量化和提高机械强度、且避免氧化覆膜及电腐蚀的问题而可提高电线的可靠性、在作为车载线束使用时容易处理的复合电线。复合电线包含由中心导线(CU)、和在Z方向沿该中心导线(CU)的外周面延长且配置成包围该中心导体(CU)的外层导线(AL)构成的电线本体(W)。在该电线本体(W)中，由1+6根的铜线材(10)构成的中心导体(CU)的剖面位于电线本体(W)的X-Y平面的中心部，另外由12根铜包覆铝线材(20)构成的外层导线(AL)位于该X-Y平面的中心部周围的外周部，另外外层导线(AL)的外周面与中心导线(CU)的外周面接触而进行电连接。

Description

复合电线

技术领域

本发明涉及在中心部和外周部配置不同种类的金属线材的复合电线，特别涉及适合作为搭载在机动车等车辆上的线束使用的复合电线。

背景技术

以前，作为配设于机动车等车辆的线束，从导电性良好度方面考虑一般使用铜电线。但是，近年来考虑到铜资源的不足及由于该不足导致的价格提高，此外还考虑车辆的轻量化及由该轻量化实现的低燃费化、以及金属资源的再循环使用性等，转换成铝电线的期望越来越高。

因为铝具备具有次于铜的高导电率、延展加工性也很好、且具有重量轻(比重为铜的1/3以下)的性质，所以以前一直以高架输电线或高架配电线等的用途为中心作为电线材料使用。

在此，作为铝电线的例子，已知仅捻合铝线材或者铝合金线材而构成的铝电线、或者捻合铜包覆铝线材(例如参照专利文献1)构成的铝电线等。

但是，把现有的铝线材或铝合金线材作为导体使用的铝电线不适于在车载环境下使用。

即，在车载环境中，因为必须在有限的空间中配线，要求电线对弯曲或拉伸有高的强度，但在使用比铜电线强度差的铝电线时，即使适用于车载环境，因为作为电线的适应性(高温、高湿、弯曲、拉伸等)的问题，使用范围也受到限制。

因此，为了解决这样的问题，提出了在中心部配置铝线材、在其周围配置镀敷熔融铝的铁线的复合电线的方案(例如参照专利文献2)。

另外，还公开了在中心配置捻合钢线的钢心部、在其周围配置捻合铝线材的铝部的钢心铝捻线、或是取代钢线捻合因钢线的钢心铝捻线等(例如参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开平11-181593号公报

专利文献2：日本特开2006-339040号公报

专利文献3：日本特开2000-90744号公报

另外，在把铝线材作为导体的全部或者部分使用时，具有在铝线材的外表面与空气接触的同时在其表面生成氧化覆膜的特性，因为该氧化覆膜对电线的电特性带来不好的影响，所以例如在适用于车载线束而与端子连接时，存在必须考虑该氧化覆膜等、非常难以处理的问题。另外，在与不同种类金属组合作为复合电线使用时，也存在由于这些不同种类金属相互的接触导致不同种类金属之间的电位差、铝线材产生电腐蚀的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种可同时实现轻量化和提高机械强度、又能避免氧化覆膜及电腐蚀的问题而提高电线的可靠性、在作为车载线束使用时容易处理的复合电线。

本发明的上述目的由以下的构成实现。

(1)一种复合电线，该复合电线具备电线本体，所述电线本体由中心导线和外层导线构成，该外层导线在该中心导线的长度方向沿该中心导线的外周面延长且配置成包围该中心导线，其特征在于，

上述中心导线由至少一根铜线材构成，

上述外层导线由多个铜包覆铝线材构成，

上述中心导线的剖面位于上述电线本体的与长度方向正交的剖面的中央部，而且，上述外层导线的剖面位于配置在上述中央部周围的外周部，并且，上述外层导线的外周面与上述中心导线的上述外周面接触而电连接。

(2)上述(1)的复合电线，其特征在于，上述多个铜包覆铝线材分别是包含铝的金属与铜在它们的接合界面上进行了扩散结合的镀铜铝线材。

(3)上述(1)或者上述(2)的复合电线，其特征在于，构成上述至少一根铜线材的铜与形成上述多个铜包覆铝线材各自的外周面的铜由同一铜材料构成。

根据上述(1)的构成，由于在电线本体的与长度方向正交的剖面的中心部具有由铜线材构成的中心导体，同时在该剖面的外周部具有由铜包覆铝线材构成的外层导体，所以与整体由铜线材构成的情况相比，可实现轻量化。另外，与由铝线材或者铝合金线材构成整体的情况相比，可以提高拉伸强度及弯曲强度，同时可以实现导电率的提高(电线电阻的降低)。进而，与由例如作为铜包覆铝线材的一种形态的镀铜铝线材构成整体的情况相比，可以提高拉伸强度。

特别地，为了形成电线本体W的外周部而需要多根线材，但在此根据本构成，由于配置于电线本体的外周部的外层导体由铜包覆铝线材构成，所以可以容易使该铜包覆铝线材的量增多，随之可以进一步实现电线的轻量化。另外，由于由比铝线材强度高的铜线材构成中心导体，所以可以提高电线的拉伸强度。

另外，在原样使用铝线材或者铝合金线材时，如前所述，存在在这些线材的表面生成氧化覆膜等的问题，但由于置换了这些线材而使用铜包覆铝线材，所以完全不会发生氧化覆膜的问题。

进而，在原样使用铝线材或者铝合金线材时，在使由铜包覆铝线材组成的外层导线的外周面与该中心导线的外周面接触地配置而进行电连接的情况下，中心导体和外层导体的接触成为铜和铝相互的接触，可能会有由于不同种类金属接触产生的电位差的影响导致铝线材或者铝合金线材的电腐蚀，但在本构成的复合电线中，由于使用由铜包覆层覆盖铝线材或者铝合金线材的外周表面的铜包覆铝线材，所以作为中心导体的铜线材和作为外层导体的铜包覆铝线材的接触成为铜与铜的同种金属接触，在其接触面不产生电位差，可以确实防止电腐蚀。

另外，由于这样构成的中心导线及外层导线在电线本体的长度方向大致并列延长，所以在以任意的剖面切出复合电线使用时，可以抑制各自切出的复合电线的特性(例如压接性能、拉伸强度等)的偏差，可以实现作为电线的可靠性的提高。

因此，如上所述，根据本构成，可以做成具有适应性而充分适应车载环境的电线，对车辆的广大范围的用途，可以与铜电线置换而进行使用，在作为车载线束使用时，由该线束的轻量化，可有助于车辆重量的减轻。另外，由于可以避免氧化覆膜及电腐蚀的问题，所以可实现电线的可靠性的提高，同时，在适用于车载线束时也不必特别考虑氧化覆膜的发生，变得容易处理。另外，在本发明中的“铜包覆铝线材”的“铝”意味着包含铝的金属，纯铝自不用说，也包括铝和例如铁、铜、锰、硅、镁、锌、镍等的铝合金。

根据上述(2)的构成，由于作为铜包覆铝线材使用镀铜铝线材，所以在包含铝的金属线和铜包覆层的界面可以保持牢固的接合力，在压接等时也不用担心铜包覆层意外剥离，可以确实防止在该包含铝的金属表面上生成氧化覆膜。

根据上述(3)的构成，由于构成铜线材的铜和形成铜包覆铝线材各自的外周面的铜由同一铜材料构成，所以作为中心导体的铜线材和作为外层导体的铜包覆铝线材的接触成为完全相同的铜和铜的同种金属接触，在其接触面完全不会产生电位差，可以更确实地实现防止电腐蚀。

根据本发明，可以谋求同时实现轻量化和提高机械强度。另外，可以避免氧化覆膜及电腐蚀的问题，提高电线的可靠性，在用于车载线束时可以使其处理变得容易。

以上对本发明进行了简单说明。进而，通过参照附图并通读以下说明的用于实施发明的最佳方式，可进一步明确本发明的细节。

附图说明

图1是本发明实施方式的电线的立体图。

图2是本发明实施方式的电线的导体的剖面图。

图3是本发明的电线中的铜线材和铜包覆铝线材的接触部分的放大图。

附图标记说明

CU...中心导体，AL...外层导体，10...铜线材，20...铜包覆铝线材，21...铝线材，22...镀铜层(铜包覆层)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1是实施方式的电线的立体图，图2是实施方式的电线的导体的剖面图，图3是本发明的电线的铜线材和铜包覆铝线材的接触部分的放大图。另外，把复合电线(电线本体)的长度方向作为“Z方向”，而把与该Z方向正交的面、即包含电线本体剖面的平面标记为“X-Y平面”，进行以下说明。

如图1所示，本实施方式的复合电线1具有：由后述的中心导线CU和在Z方向沿中心导线CU的外周面延长且包围该中心导体CU配置的外层导线AL构成的电线本体W、以及在包围该电线本体W的外周面同时沿Z方向延长的包覆层2。另外，包覆层2作为保护该电线本体W免于外部的冲击等的层而设置，由树脂材料等成形。

在该电线本体W中，如图2所示，由1+6根铜线材10组成的中心导体CU的剖面位于电线本体W的X-Y平面的中心部，另外，由12根铜包覆铝线材20组成的外层导线AL位于配置在该X-Y平面的中心部周围的外周部，而中心导线CU的外周面与外层导线AL的外周面接触而进行电连接。

另外，此时，铜包覆铝线材20及铜线材10各自是捻合的。

在此，设定铜线材10的直径和铜包覆铝线材20的直径大体相等。铜包覆铝线材20是在铝线21的外周表面形成镀铜层(铜包覆层)22的线材，更具体地，是在铝和铜的接合界面上进行了扩散结合的镀铜铝线材。另外，构成铜线材10的铜和形成铜包覆铝线材20各个外周面的镀铜层22的铜由相同的铜材料组成。

在该复合电线1的电线本体W中，由于在该电线本体W的X-Y平面的中心部具有由铜线材10组成的中心导体CU，同时在该X-Y平面的外周部具有由铜包覆铝线材20组成的外层导体CU，所以与整体由铜线材10构成的情况相比，可以实现轻量化。另外，与由铝线材20构成整体的情况相比，可以提高拉伸强度及弯曲强度，同时，可以实现导电率的提高(电线电阻的降低)。进而，与由镀铜铝线材构成整体的情况相比，可以提高拉伸强度。

特别地，为了形成电线本体W的外周部而必须有多根线材，但在此根据本实施方式，由于配置于电线本体的外周部的外层导体AL由铜包覆铝线材20构成，所以可容易地增加该铜包覆铝线材20的量，随之可以进一步实现电线的轻量化。另外，由于用比铝线材21强度高的铜线材10构成中心导体CU，所以可以提高电线的拉伸强度。

另外，在原样使用铝线材21时，存在在铝线材21的表面生成氧化覆膜等的问题，由于置换该原样的铝线材而使用铜包覆铝线材20，所以完全不会发生氧化覆膜的问题。

进而，在原样使用铝线材21时，在使由铜包覆铝线材20组成的外层导线AL的外周面与该中心导线CU的外周面接触地配置而进行电连接的情况下，中心导体CU和外层导体AL的接触成为铜和铝相互接触，可能会有由不同种类金属接触产生的电位差的影响而导致铝线材21的电腐蚀，但在本构成的复合电线1中，如图3所示，由于使用由镀铜层(铜包覆层)22覆盖铝线材21的外周表面的铜包覆铝线材20，所以作为中心导体CU的铜线材10和作为外层导体AL的铜包覆铝线材20的接触为铜与铜的同种金属接触，在其接触面不产生电位差，可以确实防止电腐蚀。

另外，在本实施方式的情况下，由于铜包覆铝线材20的镀铜层22的铜和铜线材10的铜由相同的铜材料组成，所以形成完全相同的铜和铜的同种金属接触，在其接触面完全不会产生电位差，可以更切实地防止电腐蚀。

另外，由于这样构成的中心导线CU及外层导线AL在Z方向大致并列延长，所以在任意的X-Y平面切出该复合电线1使用时，可以抑制分别切出的复合电线的特性(例如压接性能、拉伸强度等)的偏差，可以提高作为电线的可靠性。

进而，在该复合电线1中，由于作为铜包覆铝线材20使用镀铜铝线材，所以可在铝线材21和镀铜层22的界面上保持牢固的接合力，在压接等时也不用担心镀铜层22意外剥离，可以切实防止在铝线材21的表面生成氧化覆膜。

因此，综上所述，根据本实施方式，可以做成具有适应性而充分适应车载环境的电线，对于车辆的广泛范围的用途，能与铜电线置换进行使用，在作为车载线束使用时，由于其线束的轻量化，可以有助于车辆重量的减轻。另外，由于可以避免氧化覆膜及电腐蚀的问题，所以在实现电线的高可靠性的同时，即使在适用于车载线束时也不必特别考虑氧化覆膜，处理变得容易。

另外，本发明不限于上述的实施方式，可以适当变形、改良等。另外，在上述的实施方式中的各构成要素的材质、形状、尺寸、数量、配置部位等只要能完成本发明，则可以是任意的，没有限定。

例如，在上述的实施方式中，例示了构成中心导体CU的铜线材10的根数是7根、构成其周围的外层导体AL的铜包覆铝线材20的根数是12根的情况，但关于各线材10、20的根数，在此以上或以下都可以。若增加铜包覆铝线材20的比例，则可以提高对轻量化的贡献率，另一方面若增加铜线材10的比例，则可以提高对拉伸强度提高的贡献率。

另外，在本发明中，作为铜包覆铝线材20的铝，不限于纯铝，也包括包含铝的金属、例如铝和铁、铜、锰、硅、镁、锌、镍等的铝合金，在此时也可以和上述一样进行实施，且可以收到和上述同样的作用及效果。

另外，作为该铝合金中的理想具体例，可以举出铝和铁的合金。采用该合金时，与纯铝的导线相比可以容易延展、增加强度(特别是拉伸强度)，是适用的。

另外，本发明作为铜包覆铝线材20也可以使用在铝线材或铝合金线材的外周表面上镀铜的镀铜铝线材或者镀铜铝合金线材。

Claims

1.一种复合电线，该复合电线具备电线本体，所述电线本体由中心导线和外层导线构成，该外层导线在该中心导线的长度方向沿该中心导线的外周面延长且配置成包围该中心导线，其特征在于，

上述中心导线由至少一根铜线材构成，

上述外层导线由多个铜包覆铝线材构成，

2.如权利要求1所述的复合电线，其特征在于，上述多个铜包覆铝线材分别是包含铝的金属与铜在它们的接合界面上进行了扩散结合的镀铜铝线材。

3.如权利要求1或2所述的复合电线，其特征在于，构成上述至少一根铜线材的铜与形成上述多个铜包覆铝线材各自的外周面的铜由同一铜材料构成。