JP6324164B2 - 複合撚線 - Google Patents

Description

本発明は、複合撚線に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる複合撚線に関する。

自動車のワイヤーハーネスなどに用いられる電線には、従来、銅線が用いられている。しかし、近年、軽量化が要求されていることから、銅線よりも軽量である金属線が用いられた電線の開発が望まれている。銅線よりも軽量化が図られた金属線として、アルミニウムまたはアルミニウム合金線からなる素線を用いることが考えられる。しかし、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線は、銅線よりも軽量であるが、引張強さの点で劣るため、電線に必要な引張強さを保つことができない。そこで、電線の中に引張強さに優れているステンレス鋼からなる素線と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線とを含めることにより、引張強さおよび導電性を向上させた複合電線が提案されている。前記複合電線として、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルニミウム合金などからなる素線を第一素線とし、ステンレス鋼からなる素線を第二素線とした電線が提案されている（例えば、特許文献１の請求項１〜３参照）。

国際公開第２００５／０２４８５１号パンフレット

しかし、前記電線には、次のような問題点がある。特許文献１には、細線化および軽量化が図られた電線として、ステンレス鋼からなる素線とアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線とが組合わされた電線が紹介されている。前記電線には、当該電線を端子に装着し、当該端子を圧着した後、引張試験を行なったとき、引張荷重が小さい段階で当該電線に用いられているアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線が圧着部で破断するという欠点がある。また、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線が圧着部で破断したとき、ステンレス鋼からなる素線が圧着部から引き抜かれてしまい、当該ステンレス鋼からなる素線による補強効果が十分に得られないことがある。

そこで、前記電線を端子に装着し、当該端子を圧着したときの圧着部の断面を観察すると、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線は、ステンレス鋼からなる素線と対比して柔らかいことから、圧着部で大きく変形し、その断面積が小さくなるのに対し、ステンレス鋼からなる素線の形状が維持されていることが観察された。このことから、前記電線に対して引張試験を行なったとき、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線は、端子に圧着したときに断面積が小さくなった圧着部で破断するが、ステンレス鋼からなる素線は、破断せずにその形状が維持されるため、圧着部においてアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線がステンレス鋼からなる素線を強固に把持することができなくなり、ステンレス鋼からなる素線のみが圧着部から引き抜かれてしまうことに起因して電線の引張強度が高められないものと考えられる。

前記電線を端子に装着し、当該端子を圧着したときにステンレス鋼からなる素線のみが圧着部から引き出されることを防止するために、圧着時の圧下量を大きくすることが考えられる。しかし、端子を圧着する際の圧下量を大きくしたとき、圧着部におけるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線の断面積がさらに小さくなり、さらに弱い引張応力でアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線が破断することから、単純に端子を圧着する際の圧下量を大きくするだけでは、当該電線の引張強度を高めることができない。

また、ステンレス鋼からなる素線とアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線とが組合わされた電線には、当該電線に用いられているステンレス鋼とアルミニウムまたはアルミニウム合金とは異種金属であるため、当該ステンレス鋼と当該アルミニウムまたはアルミニウム合金との接触部で電位差腐食が発生するおそれがある。ここで、特許文献１に開示された各種電線のうち、ステンレス鋼と銅の組み合せからなる電線は、電位差腐食の問題を解決しているが、ステンレス鋼とアルミニウム合金の組み合わせからなる電線では、この問題が解決されていない。

本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、軽量化が図られ、しかも引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れた複合撚線を提供することを目的とする。

本発明は、
（１）複数の素線が撚り合わされてなる複合撚線であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜がステンレス鋼からなる鋼線の表面に形成されたアルミニウム被覆素線を複数本有するとともにアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線を複数本有し、アルミニウム被覆素線がいずれもアルミニウム素線のみと接していることを特徴とする複合撚線、および
（２）最外周に配置される素線が、いずれもアルミニウム素線である前記（１）に記載の複合撚線
に関する。

本発明によれば、軽量化が図られ、しかも引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れた複合撚線が提供される。

本発明の複合撚線の一実施態様を示す概略断面図である。 本発明の複合撚線に用いられるアルミニウム被覆素線の概略断面図である。 本発明の複合撚線の製造方法の一実施態様を示す概略説明図である。 （ａ）〜（ｉ）は、それぞれ、本発明の他の実施態様の複合撚線の概略断面図である。 本発明の実施例３４、比較例６、比較例７および比較例８で得られた複合撚線または撚線の電気抵抗の増加量の経時変化を示すグラフである。 比較例７で得られた複合撚線と端子との圧着部の断面の光学顕微鏡写真である。 本発明の実施例３４で得られた複合撚線と端子との圧着部の断面の光学顕微鏡写真である。

本発明の複合撚線は、前記したように、複数の素線が撚り合わされた複合撚線であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜が鋼線の表面に形成されたアルミニウム被覆素線およびアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線を有することを特徴とする。

本発明の複合撚線は、このようにアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜が鋼線の表面に形成されたアルミニウム被覆素線およびアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線が用いられ、アルミニウム被覆素線およびアルミニウム素線が撚り合わされているので、アルミニウム被覆素線に用いられている鋼線は、アルミニウム素線よりも大きな変形抵抗を有することから、例えば、圧着端子に装着し、複合撚線と圧着端子とを圧着したとき、当該複合撚線に含まれているアルミニウム被覆素線が圧着部から引き出されがたく、優れた引張強度が発現され、さらに電気抵抗の経時的安定性に優れている。

また、本発明の複合撚線には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜が鋼線の表面に形成されたアルミニウム被覆素線およびアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線が用いられており、アルミニウム被覆素線の表面とアルミニウム素線の表面とが同質であることから、異種金属の接触による電位差腐食を抑制することができる。

したがって、本発明の複合撚線を端子に接続することにより、当該端子の信頼性を高めることができる。

以下に、本発明の複合撚線を図面に基づいて説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の複合撚線の一実施態様を示す概略断面図である。また、図２は、本発明の複合撚線に用いられるアルミニウム被覆素線の概略断面図である。

本発明の複合撚線１は、図１および図２に示されるように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂが鋼線２ａの表面に形成されたアルミニウム被覆素線２およびアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線３を有する。

アルミニウム被覆素線２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂを鋼線２ａの表面に形成させることによって製造することができる。

鋼線２ａを構成する鋼材としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

ステンレス鋼は、クロム（Ｃｒ）を１０質量％以上含有する合金鋼である。ステンレス鋼としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ４３０９に規定されているオーステナイト系の鋼材、フェライト系の鋼材、マルテンサイト系の鋼材などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ステンレス鋼の具体例としては、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４などの一般にオーステナイト相が準安定であるとされるステンレス鋼；ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６などの安定オーステナイト系ステンレス鋼；ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４３６、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４７などのフェライト系ステンレス鋼；ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４４０などのマルテンサイト系ステンレス鋼などをはじめ、ＳＵＳ２００番台に分類されるクロム−ニッケル−マンガン系のステンレス鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

炭素鋼は、炭素（Ｃ）を０．０２質量％以上含有する鋼材である。炭素鋼としては、例えば、例えば、ＪＩＳ Ｇ３５６０の硬鋼線材、ＪＩＳ Ｇ３５０５の軟鋼線材の規格に規定される鋼材などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。炭素鋼の具体例としては、硬鋼、軟鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示にのみ限定されるものではない。

前記鋼材のなかでは、本発明の複合撚線１の引張強度を高める観点から、ステンレス鋼および炭素鋼が好ましい。

鋼線２ａの直径は、特に限定されず、本発明の複合撚線１の用途に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、本発明の複合撚線１を自動車のワイヤーハーネスなどの用途に用いる場合には、鋼線２ａの直径は、通常、０．０５〜０．５ｍｍ程度であることが好ましい。

鋼線２ａの表面には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂが形成されている。本発明においては、このように鋼線２ａの表面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂが形成されているので、本発明の複合撚線１は、アルミニウム被覆素線２とアルミニウム素線３との密着性に優れ、引張強度および電気抵抗の経時的安定性にも優れている。

被膜２ｂは、アルミニウムのみで形成されていてもよく、必要により、本発明の目的を阻害しない範囲内で他の元素が含有されていてもよい。

前記他の元素としては、例えば、ニッケル、クロム、亜鉛、ケイ素、銅、鉄などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの他の元素をアルミニウムに含有させた場合には、被膜２ｂの機械的強度を高めることができ、ひいては本発明の複合撚線１の引張強度を高めることができる。前記他の元素のなかでは、鋼線２ａの種類にもよるが、鋼線２ａに含まれている鉄と被膜２ｂに含まれているアルミニウムとの間で脆性を有する鉄−アルミニウム合金層の生成を抑制し、被膜２ｂの機械的強度を高める観点から、ケイ素が好ましい。

被膜２ｂにおける前記他の元素の含有率の下限値は、０質量％であるが、当該他の元素が有する性質を十分に発現させる観点から、好ましくは０．３質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、さらに好ましくは１質量％以上であり、アルミニウム素線との接触による電位差腐食を抑制する観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以下である。

鋼線２ａの表面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂを形成させる方法としては、例えば、鋼線２ａの表面に被膜２ｂを形成する材料をめっきする方法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

鋼線２ａの表面に被膜２ｂを形成する材料をめっきする方法としては、例えば、溶融めっき法、電気めっき法、真空めっき法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの方法のなかでは、均一な膜厚の被膜を形成する観点から、溶融めっき法が好ましい。

被膜２ｂの厚さは、アルミニウム被覆素線２とアルミニウム素線３との密着性を向上させる観点から、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、被膜２ｂの機械的強度を高める観点から、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。

なお、本発明の複合撚線１においては、必要により、鋼線２ａと被膜２ｂとの間に中間層としてめっき層が形成されていてもよい。めっき層を構成する金属としては、例えば、亜鉛、ニッケル、クロム、これらの合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、めっき層は、１層のみで形成されていてもよく、同一または異なる金属からなる複数のめっき層が形成されていてもよい。なお、中間層は、鋼線２ａに被膜２ｂを溶融めっき法によって被覆する際に形成された合金層であってもよい。

以上のようにして鋼線２ａの表面上に被膜２ｂを形成させることにより、アルミニウム被覆素線２が得られる。なお、アルミニウム被覆素線２は、必要により、所望の線径を有するようにするために、伸線加工を施してもよい。

本発明の複合撚線１は、アルミニウム素線３が用いられているので、軽量化が図られ、またアルミニウム素線３とともにアルミニウム被覆素線２が用いられているので、引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れている。

アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線３は、アルミニウムで構成される素線であってもよく、アルミニウム合金で構成される素線であってもよい。

アルミニウム合金としては、例えば、アルミニウム−ケイ素合金、アルミニウム−鉄合金、アルミニウム−クロム合金、アルミニウム−ニッケル合金、アルミニウム−亜鉛合金、アルミニウム−銅合金、アルミニウム−マンガン合金、アルミニウム−マグネシウム合金（例えば、ＪＩＳ Ｈ４０４０に規定の合金番号Ａ５０５６など）、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素合金、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム合金、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム−銅合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアルミニウム合金は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

アルミニウム合金におけるアルミニウム以外の金属の含有率は、当該金属の種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、引張強度を向上させる観点から、０．３質量％以上であることが好ましく、軽量化を図るとともにアルミニウム被覆素線２との接触による電位差腐食を抑制する観点から、１０質量％以下であることが好ましい。

アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線３を構成する金属は、引張強度を向上させる観点から、好ましくはアルミニウム合金、より好ましくはアルミニウム−マンガン合金およびアルミニウム−マグネシウム−ケイ素合金である。

アルミニウム素線３の直径は、特に限定されず、本発明の複合撚線１の用途に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、本発明の複合撚線１を自動車のワイヤーハーネスなどの用途に用いる場合には、アルミニウム素線３の直径は、通常、０．０５〜０．５ｍｍ程度であることが好ましい。

本発明の複合撚線１は、アルミニウム被覆素線２およびアルミニウム素線３を撚り合わせることによって製造することができる。なお、本発明の複合撚線１には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、アルミニウム被覆素線２およびアルミニウム素線３以外の素線が含まれていてもよい。

本発明の複合撚線１として、例えば、図１に示される断面形状を有する複合撚線１を製造する場合、図３に示される方法にしたがって製造することができる。図３は、本発明の複合撚線１の製造方法の一実施態様を示す概略説明図である。

図３に示されるように、アルミニウム被覆素線２は、供給ボビン４から供給され、アルミニウム素線３は、供給ボビン５から供給される。

図３に示される実施態様では、本発明の複合撚線１の中心部を構成する中心素線として１本のアルミニウム被覆素線２が供給ボビン４から供給されている。また、中心素線を包囲する周辺素線として６本のアルミニウム素線３が各供給ボビン５から送り出され、アルミニウム被覆素線２の周囲に供給されている。アルミニウム被覆素線２とアルミニウム素線３とを例えば矢印Ａ方向に捻りながら矢印Ｂ方向に搬送することにより、複合撚線１を製造することができる。

以上のようにして製造された複合撚線１は、図１に示される断面形状を有するが、本発明は、当該断面形状のみに限定されるものではない。

図１に示される複合撚線以外の他の断面形状を有する複合撚線としては、例えば、図４に示される断面形状を有する複合撚線１が挙げられる。図４において、（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ、本発明の他の実施態様の複合撚線の概略断面図である。

図４（ａ）〜（ｄ）には、それぞれ、最外周に配置されている素線がいずれもアルミニウム素線３であり、アルミニウム被覆素線２がアルミニウム素線３のみと接している複合撚線１の断面が示されている。

図４（ｅ）および（ｆ）には、それぞれ、最外周に配置されている素線がいずれもアルミニウム素線３であり、アルミニウム被覆素線２同士が接している複合撚線１の断面図が示されている。

また、図４（ｇ）〜（ｉ）には、それぞれ、アルミニウム被覆素線２が最外周に配置され、すべてのアルミニウム被覆素線２がアルミニウム素線３のみと接している複合撚線１の断面図が示されている。

図４（ａ）〜（ｉ）に示される実施態様のなかでは、図４（ａ）〜（ｄ）に示されるように、アルミニウム被覆素線２がアルミニウム素線３のみと接していることが、端子（図示せず）に圧着したときに本発明の複合撚線１を端子に密着させるとともに、アルミニウム被覆素線２とアルミニウム素線との密着性を高め、本発明の複合撚線１の引張強度を向上させる観点から好ましい。

複合撚線１を構成する中心素線の数は、例えば、図１に示されるように１本であってもよく、例えば、２〜６本程度の複数本であってもよい。本発明の複合撚線１の引張強度を向上させる観点から、複合撚線１を構成する中心素線の数は、１本、３本または７本であることが好ましく、１本または３本であることがより好ましい。また、複合撚線１を構成する中心素線は、本発明の複合撚線１の引張強度を向上させる観点から、アルミニウム被覆素線２であることが好ましい。したがって、本発明の複合撚線１の引張強度を向上させる観点から、複合撚線１を構成する中心素線は、アルミニウム被覆素線２で構成され、その数が１本、３本または７本、好ましくは１本または３本であることが望ましい。

中心素線を包囲する周辺素線の数は、例えば、図１に示される実施態様では６本であるが、図４（ａ）〜（ｉ）に示されるように、６〜３６本程度の複数本であってもよい。本発明の複合撚線１の引張強度を向上させる観点から、複合撚線１を構成する周辺素線の本数は、６〜３６本であることが好ましく、６本、１０本、１２本、１６本または１８本であることがより好ましく、６本、１０本または１２本であることがさらに好ましく、６本であることがさらに一層好ましい。また、複合撚線１を構成する周辺素線は、本発明の複合撚線１の引張強度を向上させる観点から、アルミニウム素線３であることが好ましい。

したがって、本発明の複合撚線１は、図１に示されるように、中心素線が１本のアルミニウム被覆素線２で構成され、当該中心素線を取り囲む周辺素線が６本のアルミニウム素線３で構成されていることが、軽量化が図られ、しかも引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れた複合撚線１を得る観点から好ましい。

以上説明したように、本発明の複合撚線１は、軽量化が図られており、引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れている。本発明の複合撚線１がこのように引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れているのは、以下の理由に基づくものと考えられる。

すなわち、例えば、鋼線とアルミニウム素線とが撚り合わされた撚線と端子とを圧着して接続したとき、撚線と端子との圧着部では、鋼線は、ほとんど変形せずに、当該鋼線よりも柔らかいアルミニウム素線が変形し、端子内部の空隙を充填するようになる。このような状態で撚線が端子から引っ張られたとき、鋼線の保持力は、アルミニウム素線との摩擦抵抗によって付与されているところ、鋼線とアルミニウム素線の間で滑りが起こりやすく、当該アルミニウム素線がほとんど変形しないため、鋼線とアルミニウム素線との接触部における摩擦抵抗の増大は小さく、鋼線が端子から引き抜かれやすくなるものと考えられる。

これに対して、本発明の複合撚線１では、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂが表面に形成されているアルミニウム被覆素線２とアルミニウム素線３とが撚り合わされており、当該複合撚線１と端子とを圧着して接続したとき、複合撚線１と端子との圧着部では、アルミニウム被覆素線２に用いられている鋼線２ａは、ほとんど変形せずに、当該アルミニウム被覆素線２の表面に存在しているアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂとアルミニウム素線３とが塑性変形し、端子内部の空隙を充填するようになる。このような状態で複合撚線１が端子から引っ張られたとき、アルミニウム被覆素線２の表面に存在しているアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜２ｂとアルミニウム素線３との滑りが起こりにくく、摩擦抵抗が大きくなることから、アルミニウム被覆素線２に使用されている鋼線２ａが端子から引き抜かれがたくなるものと考えられる。

このように、本発明の複合撚線１は、前記したようにアルミニウム被覆素線２およびアルミニウム素線３が用いられていることから、軽量であり、しかも引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れているので、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに用いられる電線などの用途に使用することが期待されるものである。

次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜８
鋼線として線径が０．２ｍｍであり、表１に示す種類の鋼材からなる鋼線を用い、この鋼線を溶融アルミニウム浴（アルミニウムの純度：９９．７％以上）に浸漬することにより、表１に示される厚さのアルミニウム被膜を形成させた後、線径が０．２ｍｍとなるように伸線することにより、アルミニウム被覆素線を作製した。なお、被膜の厚さは、長さが１００ｍｍであるアルミニウム被膜を形成させたアルミニウム被覆素線の任意の５カ所を光学式外径測定器〔（株）キーエンス製、品番：ＬＳ−７０００〕を用いて０．１ｍｍ間隔で測定し、測定されたアルミニウム被覆素線の線径の平均値からアルミニウム被膜を形成する前の線径（０．２ｍｍ）を減算することによって求めた。

前記で得られたアルミニウム被覆素線を中心素線として用い、その周囲に周辺素線として線径が０．２ｍｍであり、図１に示されるようにアルミニウム合金Ａ１０７０からなるアルミニウム素線６本を配置し、撚りピッチ１２ｍｍで撚り合わせることにより、複合撚線を得た。

比較例１
実施例１において、アルミニウム被覆素線の代わりに、線径が０．２ｍｍであり、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるステンレス鋼線にめっきを施さずに当該ステンレス鋼線をそのままの状態で中心素線として用いたこと以外は、実施例１と同様にして複合撚線を作製した。

次に、各実施例および比較例１で得られた複合撚線の中心素線の引き抜けまたは破断を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表１に示す。

〔複合撚線の中心素線の引き抜けまたは破断〕
複合撚線を圧着端子〔日本端子（株）製、品番：１７５２１−Ｍ２〕に配設し、圧着端子を押圧することにより、複合撚線と圧着端子とを接続させて試料を作製した。作製した試料に対して引張試験を行ない、圧着部の中心素線の引き抜けまたは破断の評価に供した。

なお、各素線の１本あたりの破断強度は、次のとおりである。
ＳＵＳ３０４線からなるステンレス鋼線にアルミニウムを被覆したアルミニウム被覆素線：３８Ｎ
ＳＵＳ４３０線からなるステンレス鋼線にアルミニウムを被覆したアルミニウム被覆素線：３５Ｎ
アルミニウム合金Ａ１０７０からなるアルミニウム素線：９Ｎ
アルミニウム合金Ａ５０５６からなるアルミニウム素線：１４Ｎ

前記で得られた試料を５本用意し、各試料に対して、引張試験機〔（株）島津製作所製、商品名：オートグラフＡＧ−５０００Ｂ〕の一方のチャックに圧着端子、もう一方のチャックに複合撚線の中心素線をそれぞれ掴持し、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて中心素線が破断するかまたは引抜けるまで引張試験を行ない、中心素線の引き抜けたかどうかについて、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
×：中心素線が引き抜けた。
○：中心素線は引き抜けずに破断した。

表１に示された結果から、各実施例で得られた複合撚線は、いずれも、比較例１で得られた撚線と対比して、中心素線の引き抜けが起こらずに破断したことがわかる。

なお、引張試験において中心素線が破断するときの強度は、前記アルミニウム被覆鋼線の１本あたりの破断強度とほぼ同等である。このことは、以下の表２〜表６に示される実施例および比較例についても同様である。

実施例９〜１１および比較例２
実施例１において、アルミニウム被覆素線およびアルミニウム素線を表２に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして複合撚線を作製し、複合撚線の中心素線の引き抜けまたは破断を実施例１と同様にして調べた。その結果を表２に示す。

表２に示された結果から、各実施例で得られた複合撚線は、いずれも、比較例２で得られた撚線と対比して、中心素線の引き抜けが起こらずに破断したことがわかる。

実施例１２〜１６および比較例３
実施例１において、アルミニウム被覆素線を表３に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして複合撚線を作製し、複合撚線の中心素線の引き抜けまたは破断を実施例１と同様にして調べた。その結果を表３に示す。

表３に示された結果から、各実施例で得られた複合撚線は、いずれも、比較例３で得られた複合撚線と対比して、中心素線の引き抜けが起こらずに破断したことがわかる。

実施例１７〜２１および比較例４
実施例１において、アルミニウム被覆素線を表４に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして複合撚線を作製し、複合撚線の中心素線の引き抜けまたは破断を実施例１と同様にして調べた。その結果を表４に示す。

表４に示された結果から、各実施例で得られた複合撚線は、いずれも、比較例４で得られた複合撚線と対比して、中心素線の引き抜けが起こらずに破断したことがわかる。

実施例２２〜２４および比較例５
実施例１において、アルミニウム被覆素線およびアルミニウム素線を表５に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして複合撚線を作製し、中心素線の引き抜けまたは破断を実施例１と同様にして調べた。その結果を表５に示す。

表５に示された結果から、各実施例で得られた複合撚線は、いずれも、比較例５で得られた複合撚線と対比して、中心素線の引き抜けが起こらずに破断したことがわかる。

実施例２５〜３３
実施例１において、溶融アルミニウム浴を表６に示すように変更し、アルミニウム被膜の厚さを１２μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして複合撚線を作製し、中心素線の引き抜けまたは破断を調べた。その結果を表６に示す。

表６に示された結果から、各実施例で得られた複合撚線は、いずれも、中心素線の引き抜けが起こらずに破断することがわかる。また、表１および表６に示された結果から、めっき被膜にアルミニウムとともに１質量％以上のケイ素、鉄、クロム、ニッケルまたは亜鉛が含まれていても中心素線の引き抜けが起こらずに破断することがわかる。

実施例３４
鋼線としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなり、線径が０．２ｍｍであるステンレス鋼線を用い、このステンレス鋼線を溶融アルミニウム浴（アルミニウムの純度：９９．７％以上）に浸漬することにより、平均厚さが８μｍのアルミニウムのめっき被膜を形成させた後、線径が０．２ｍｍとなるように伸線することにより、アルミニウム被覆素線を作製した。なお、被膜の厚さは、実施例１と同様にして測定した。

次に、前記で得られたアルミニウム被覆素線を中心素線として用い、その周囲に周辺素線としてアルミニウム（Ａ１０７０）からなり、線径が０．２ｍｍであるアルミニウム素線６本を配置し、撚りピッチ１２ｍｍで撚り合わせることにより、複合撚線を得た。

比較例６
鋼線としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなり、線径が０．２ｍｍであるステンレス鋼線を用い、この鋼線を溶融亜鉛浴に浸漬することにより、厚さ３μｍの亜鉛のめっき被膜を形成させた後、線径が０．２ｍｍとなるように伸線することにより、亜鉛被覆素線を作製した。なお、被膜の厚さは、実施例１と同様にして測定した。

次に、前記で得られた亜鉛被覆素線を中心素線として用い、その周囲に周辺素線として線径が０．２ｍｍであり、アルミニウム（Ａ１０７０）からなるアルミニウム素線６本を配置し、撚りピッチ１２ｍｍで撚り合わせることにより、複合撚線を得た。

比較例７
鋼線として線径が０．２２ｍｍであり、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるステンレス鋼線を中心素線として用い、その周囲に周辺素線として線径が０．２ｍｍであり、アルミニウム（Ａ１０７０）からなるアルミニウム素線６本を配置し、撚りピッチ１２ｍｍで撚り合わせることにより、複合撚線を得た。

比較例８
アルミニウム（Ａ１０７０）からなり、線径が０．２ｍｍであるアルミニウム素線を中心素線として用い、その周囲に周辺素線としてアルミニウム（Ａ１０７０）からなり、線径が０．２ｍｍであるアルミニウム素線６本を配置し、撚りピッチ１２ｍｍで撚り合わせることにより、撚線を得た。

前記で得られた撚線を用い、以下の方法にしたがって各撚線の電気抵抗の経時的安定性を調べた。その結果を図５に示す。

なお、図５中、Ａは実施例３４で得られた複合撚線の電気抵抗の経時的安定性の測定結果、Ｂは比較例６で得られた複合撚線の電気抵抗の経時的安定性の測定結果、Ｃは比較例７で得られた複合撚線の電気抵抗の経時的安定性の測定結果、Ｄは比較例８で得られた撚線の電気抵抗の経時的安定性の測定結果である。

〔電気抵抗の経時的安定性〕
撚線をポリプロピレンで被覆し、１５ｃｍの長さに切断し、その両端に端子〔市販の０．６４（０２５）と呼ばれる車載用信号線の結線に用いられるオス端子であって、スズめっきが施された厚さ０．２ｍｍの黄銅製の端子〕をかしめることにより、圧着して接続し、試料を作製した。

前記で得られた４種類の試料をそれぞれ５本用意し、環境試験装置を用いて５０℃の温度で相対湿度９８％以上の雰囲気中で各試料について１０００時間環境試験を行なった。なお、試験中、任意の時間が経過したときに環境試験装置から試料を取り出し、定電流発生装置で前記試料に１ｍＡの電流を通電し、両端子間の電圧を測定し、その測定結果から電気抵抗の経時変化を調べた。なお、試験開始前の端子間の抵抗は、いずれの試料についても１９〜２２ｍΩの範囲にあった。

図５に示される結果から、実施例３４で得られた複合撚線（図５中のＡ）は、被膜とアルミニウム素線とで異種金属が接触している比較例６で得られた複合撚線（図５中のＢ）および比較例７で得られた複合撚線（図５中のＣ）と対比して、電気抵抗の経時変化量が小さいことから、電気抵抗の経時的安定性に優れていることがわかる。特に、実施例３４で得られた複合撚線（図５中のＡ）は、比較例８で得られた撚線（図５中のＤ）、すなわち中心素線および周辺素線がいずれもアルミニウム合金である撚線よりも電気抵抗の経時的安定性に優れていることは、本発明の複合撚線が奏する作用効果のなかでも特徴的な点である。

その理由として、アルミニウム素線からなる撚線を端子に圧着したとき、アルミニウムは内部応力が低下しやすいことから、端子とアルミニウムからなる素線との間に空隙が生じやすく、その結果、電気抵抗が次第に増大するとともに、アルミニウム素線の表面に酸化皮膜が形成され、さらに経時的に電気抵抗が高くなるものと考えられる。これに対して、本発明の複合撚線は、アルミニウム被膜が表面に形成された鋼線からなる素線を含んでいるため、この鋼線が圧着部の内部応力の低下を抑制することにより、経時的な電気抵抗の増大が抑えられたものと考えられる。

次に、比較例７および実施例３４で得られた複合撚線と端子との圧着部を切断し、その断面を調べた。

図６は、比較例７で得られた複合撚線を端子にかしめて接続することによって得られた試料のかしめ部の断面における光学顕微鏡写真である。

図６に示されるように、中心に１本のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるステンレス鋼線があり、その周囲にアルミニウム（Ａ１０７０）からなるアルミニウム素線６本が配置されている。さらにその周囲を端子が包囲している。ここで、１本の鋼線と６本のアルミニウム素線は端子によりかしめられているため、アルミニウム素線が塑性変形し、端子内部を隙間なく充填しているが、鋼線の周囲には、アルミニウム素線との境界が明瞭に存在していることがわかる。

一方、図７は、実施例３４で得られた複合撚線を端子にかしめて接続することによって得られた試料のかしめ部における光学顕微鏡写真である。

図７に示されるように、１本のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるステンレス鋼線に平均厚さが８μｍのアルミニウム被覆を形成させたアルミニウム被覆素線を中心素線とし、その周囲に周辺素線としてアルミニウム（Ａ１０７０）からなるアルミニウム素線６本が配置されている。さらにその周囲を端子が包囲している。ここで、実施例３４で得られた複合撚線では、中心素線の鋼線がその周囲にアルミニウム被覆を有するため、このアルミニウム被覆がアルミニウム素線と一体化していることから、両者の境界が明瞭に存在していないことがわかる。

したがって、実施例３４で得られた複合撚線では、アルミニウム被覆とアルミニウム素線とが一体化した部位が存在しているので、複合撚線が端子から引っ張られたときに、アルミニウム被覆素線の表面のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜とアルミニウム素線の滑りが生じがたく、摩擦抵抗が大きくなることから、アルミニウム被覆素線に使用されている鋼線が端子から引き抜かれがたくなるものと考えられる。このように、実施例３４で得られた複合撚線では、アルミニウム被覆とアルミニウム素線とが一体化しているので、図５に示されるように、本発明の複合撚線が電気抵抗の経時的安定性に優れるという効果が発現するものと考えられる。

本発明の複合撚線は、軽量であり、引張強度および電気抵抗の経時的安定性に優れているので、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる。

１ 複合撚線
２ アルミニウム被覆素線
２ａ 鋼線
２ｂ 被膜
３ アルミニウム素線
４ 供給ボビン
５ 供給ボビン

Claims (2)

1. 複数の素線が撚り合わされてなる複合撚線であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜がステンレス鋼からなる鋼線の表面に形成されたアルミニウム被覆素線を複数本有するとともにアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム素線を複数本有し、アルミニウム被覆素線がいずれもアルミニウム素線のみと接していることを特徴とする複合撚線。
2. 最外周に配置される素線が、いずれもアルミニウム素線である請求項１に記載の複合撚線。