JP2012022989A

JP2012022989A - 電線導体及びその製造方法

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Publication number: JP2012022989A
Application number: JP2010162018A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsukada; 浩之塚田; Toshiyuki Hashimoto; 利行橋本; Hitomi Sato; 仁美佐藤
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい場合であっても、引張強度と共に十分な座屈抗力も得る。
【解決手段】電線導体１は、鉄系合金である炭素鋼３の外周に銅メッキ４を施してなる複数（ここでは７本）の素線２，２・・からなる撚り線で、全体が円形に圧縮加工されて導体断面積は０．０８ｍｍ^２となっている。この電線導体１は、直径０．１ｍｍφの炭素鋼３の外周に、厚さ１０μｍの銅メッキ４を施して直径０．１２ｍｍφの素線２を得、その素線２を７本束ねて撚り合わせ、ダイスを通して引き抜くことで得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用のワイヤハーネス等に使用される電線導体とその製造方法とに関する。

信号線等に用いられる比較的細径の電線導体としては、ＪＩＳＣ３１０２に規定される軟銅線や、当該軟銅線にスズメッキを施した線を撚り合わせた撚線がよく知られている。
特に、自動車用のワイヤハーネスに用いられる電線では、制御用信号回路や微弱電流回路が増加しており、軽量化や省スペース、低コスト化の達成のために細径化の要求が高まっている。
しかし、自動車用のワイヤハーネスは、配索時の取り扱いやワイヤハーネスの自重、圧着端子によるかしめ、走行時の振動等によって機械的強度が要求されることから、電線導体には、細径化と共に高い引張強度も必要とされている。
そこで、特許文献１には、０．２〜２．５重量％のスズと銅とからなる素線を撚り合わせて撚線として、圧縮加工してなる０．０３〜０．３ｍｍ^２のハーネス用電線導体の発明が開示されている。
また、特許文献２には、ステンレス鋼からなる中心素線の周囲に、銅又は銅合金からなる周辺素線を密着配置して圧縮し、断面積が０．１３〜０．１６ｍｍ^２となる導体を用いた自動車用電線の発明が記載されている。同様に、特許文献３にも、鉄鋼材料からなる心線の周囲に銅又は銅合金からなる複数本の撚線を撚り合わせて電線導体を得る製造方法が記載されている。

特開平４−１７２１４号公報特開２００６−３２０８４号公報特開２００６−４９１１７号公報

細径の電線のうち、特に導体断面積が０．１３ｍｍ^２より小さいものは需要が高いが、導体末端に圧着端子を取り付けた場合、上記特許文献１〜３の発明を採用すれば引張強度は十分確保できる。しかし、電線長手方向の圧縮に対する抗力（座屈抗力）は小さく、ワイヤハーネスを接続するコネクタハウジングに圧着端子を挿入する際に電線が挿入抵抗に負けて座屈し、圧着端子の挿入がスムーズに行えないおそれがある。特許文献２，３の発明では中心素線を太くすることで座屈抗力を高めることはできるものの、逆に電線の細径化を阻害してしまう。

そこで、本発明は、導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい場合であっても、引張強度と共に十分な座屈抗力も得られる電線導体とその製造方法とを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい電線導体であって、鉄、鉄系合金、ステンレス鋼の何れかからなる素線の外周に、銅又は銅合金のメッキが施されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、メッキが施された素線を複数撚り合わせてなることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、撚り合わせた素線は半径方向に円形圧縮加工されていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３の構成において、素線の撚り合わせは、中心に配置した１本の素線の周囲に、複数の素線が囲むように配置されてなることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、メッキの厚さは０．５〜３０μｍであることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、電気抵抗値が、２３℃環境下において５００ｍΩ／ｍ以下であることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、電線導体の製造方法であって、鉄、鉄系合金、ステンレス鋼の何れかからなる複数の素線の外周に、胴又は銅合金のメッキを夫々施し、素線を撚り合わせて半径方向に円形圧縮加工して導体断面積を０．１３ｍｍ^２より小さくすることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項７の構成において、メッキを、０．５〜３０μｍの厚さで施すことを特徴とするものである。

請求項１及び７に記載の発明によれば、素線の外周にメッキを施すことで、導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい場合であっても、引張強度と共に十分な座屈抗力も得られる。よって、端子を圧着してコネクタハウジングに挿入するような場合に、挿入力で電線が座屈することがなく、スムーズに挿入可能となり、自動車用電線として好適に使用できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、素線の撚り合わせによって、引張強度と座屈抗力とがより高い電線導体が得られる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、円形圧縮加工により、同じ素線を用いても外径を小さくできる上、絶縁被覆を施す際に比較的薄肉で被覆可能となり、偏肉も抑えられる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３の効果に加えて、円形圧縮加工時に断面がより円形に近くなり、絶縁被覆の薄肉化や偏肉抑制に有効となる。
請求項５及び６、８に記載の発明によれば、上記効果に加えて、自動車用電線として十分な電気伝導度を備えることができる。

形態１の電線導体の横断面図で、（Ａ）が圧縮加工前、（Ｂ）が圧縮加工後を夫々示す。形態２の電線導体の横断面図で、（Ａ）が圧縮加工前、（Ｂ）が圧縮加工後を夫々示す。形態３の電線導体の横断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１（Ｂ）に示す電線導体１は、鉄系合金である炭素鋼３の外周に銅メッキ４を施してなる複数（ここでは７本）の素線２，２・・からなる撚り線で、断面が略円形となる中心の素線２（Ａ）に対して外周の６本の素線２（Ｂ）は扇状の断面形状となって、全体が円形に圧縮加工されている。導体断面積は０．０８ｍｍ^２である。

この電線導体１は、以下の工程で製造される。
（１）直径０．１ｍｍφの炭素鋼３の外周に、厚さ１０μｍの銅メッキ４を施して直径０．１２ｍｍφの素線２を得る。
（２）（１）の素線２を７本束ねて撚り合わせ（図１（Ａ））、ダイスを通して引き抜くことで円形に圧縮加工する。これにより、長径で０．３６ｍｍであった撚り線の径が、約０．３２ｍｍにまで縮小した電線導体１が得られる（同図（Ｂ））。
こうして得られた電線導体１の外周に合成樹脂による絶縁被覆を施すと、導体断面積０．０８ｍｍ^２で電気抵抗値が５００ｍΩ／ｍ以下（温度２３℃環境下）となる自動車用電線が得られる。

このように、上記形態１の電線導体１及びその製造方法によれば、炭素鋼３からなる素線２の外周に銅メッキ４を施したことで、導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい場合であっても、引張強度と共に十分な座屈抗力も得られる。よって、端子を圧着してコネクタハウジングに挿入するような場合に、挿入力で電線が座屈することがなく、スムーズに挿入可能となり、自動車用電線として好適に使用できる。
特にここでは、複数の素線２を撚り合わせて電線導体１を得ているため、引張強度と座屈抗力とがより高くなっている。

また、撚り合わせた素線２を半径方向に円形圧縮加工しているので、同じ素線２を用いても外径を小さくできる上、絶縁被覆を施す際に比較的薄肉で被覆可能となり、偏肉も抑えられる。
さらに、素線２の撚り合わせは、中心に配置した１本の素線２の周囲に、複数の素線２を囲むように配置して行っているので、円形圧縮加工時に断面がより円形に近くなり、絶縁被覆の薄肉化や偏肉抑制に有効となる。

［形態２］
図２（Ｂ）に示す電線導体１ａは、炭素鋼３の外周に銅メッキ４を施してなる複数の素線２，２・・からなる撚り線である点は形態１と同様であるが、ここでは中心に位置する中心素線２Ａがその外周に配置される８本の周辺素線２Ｂよりも大径である点が異なる。この場合も導体断面積は０．０８ｍｍ^２である。

この電線導体１ａは、以下の工程で製造される。
（１）直径０．１４ｍｍφの炭素鋼３の外周に、厚さ１０μｍの銅メッキ４を施して直径０．１６ｍｍφの中心素線２Ａを得る。
（２）直径０．０８ｍｍφの炭素鋼３の外周に、厚さ１０μｍの銅メッキ４を施して直径０．１０ｍｍφの周辺素線２Ｂを得る。
（３）（１）の中心素線２Ａの外周に（２）の周辺素線２Ｂを８本配置して撚り合わせ（図２（Ａ））、ダイスを通して引き抜くことで円形に圧縮加工する。これにより、長径で０．３６ｍｍであった撚り線の径が、約０．３２ｍｍにまで縮小した電線導体１ａが得られる（同図（Ｂ））。
こうして得られた電線導体１ａの外周に合成樹脂による絶縁被覆を施すと、導体断面積０．０８ｍｍ^２で電気抵抗値が５００ｍΩ／ｍ以下（２３℃環境下）となる自動車用電線が得られる。

このように、上記形態２の電線導体１ａ及びその製造方法においても、炭素鋼３からなる素線２の外周に銅メッキ４を施したことで、導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい場合であっても、引張強度と共に十分な座屈抗力も得られ、自動車用電線として好適に使用可能となる。また、複数の素線２を撚り合わせて半径方向に円形圧縮加工しているので、ここでも形態１と同様の効果が得られる。

［形態３］
図３に示す電線導体１ｂは、炭素鋼３の外周に銅メッキ４を施してなる単一の素線からなる。これも導体断面積は０．０８ｍｍ^２である。
この電線導体１ｂは、直径０．３０ｍｍφの炭素鋼３の外周に、厚さ１０μｍの銅メッキ４を施すことで、直径０．３２ｍｍの素線として得られる。
こうして得られた電線導体１ｂの外周に合成樹脂による絶縁被覆を施すと、導体断面積０．０８ｍｍ^２で電気抵抗値が５００ｍΩ／ｍ以下（２３℃環境下）となる自動車用電線が得られる。

このように、上記形態３の電線導体１ｂ及びその製造方法においても、炭素鋼３からなる素線２の外周に銅メッキ４を施したことで、導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい場合であっても、引張強度と共に十分な座屈抗力も得られ、自動車用電線として好適に使用可能となる。
特にここでは、１本の素線から電線導体１ｂが得られるため、複数の素線を用いる形態１，２に比べて安価となる利点がある。

なお、中心の素線の周囲に配置する素線の数や径は上記形態１，２に限らず、適宜変更可能である。また、各形態に共通して、素線の材質は他の鉄系合金でもよいし、鉄やステンレス鋼も使用できる。
さらにメッキも、銅メッキ以外に銅合金を採用して差し支えないし、厚さも０．５〜３０μｍの範囲で適宜選択することができる。このようにメッキの厚さを０．５〜３０μｍの範囲とすることで、自動車用電線として十分な電気伝導度を備えることができる。
一方、導体断面積も、需要の高い０．１３ｍｍ^２よりも小さいものであれば、上記形態以外の断面積が採用できる。同様に、電気抵抗値も、２３℃において５００ｍΩ／ｍ以下であれば十分な電気伝導度が得られるため、上記形態の数値に限定されない。

１，１ａ，１ｂ・・電線導体、２・・素線、３・・炭素鋼、４・・銅メッキ。

Claims

導体断面積が０．１３ｍｍ^２よりも小さい電線導体であって、
鉄、鉄系合金、ステンレス鋼の何れかからなる素線の外周に、銅又は銅合金のメッキが施されていることを特徴とする電線導体。
前記メッキが施された前記素線を複数撚り合わせてなることを特徴とする請求項１に記載の電線導体。
撚り合わせた前記素線は半径方向に円形圧縮加工されていることを特徴とする請求項２に記載の電線導体。
前記素線の撚り合わせは、中心に配置した１本の前記素線の周囲に、複数の前記素線が囲むように配置されてなることを特徴とする請求項２又は３に記載の電線導体。
前記メッキの厚さは、０．５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電線導体。
電気抵抗値が、２３℃環境下において５００ｍΩ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電線導体。
鉄、鉄系合金、ステンレス鋼の何れかからなる複数の素線の外周に、胴又は銅合金のメッキを夫々施し、前記素線を撚り合わせて半径方向に円形圧縮加工して導体断面積を０．１３ｍｍ^２より小さくすることを特徴とする電線導体の製造方法。
前記メッキを、０．５〜３０μｍの厚さで施すことを特徴とする請求項７に記載の電線導体の製造方法。