JP7509812B2 - アルミニウム圧縮電線及びワイヤーハーネス - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム圧縮電線及びワイヤーハーネスに関する。

アルミニウム圧縮電線は、自動車用ワイヤーハーネスの電線として用いられている。アルミニウム圧縮電線は、アルミニウム丸素線の撚線が圧縮されて形成された圧縮撚線導体からなる撚線導体と、撚線導体の外周を被覆する絶縁層と、を備える。

自動車用ワイヤーハーネス用の電線は、撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力、等が大きいことが好ましい。

また、自動車用ワイヤーハーネス用の電線は、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度が小さいことが好ましい。なお、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度は、アルミニウム素線の伸び率が大きいと、小さくなりやすい。また、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度は、アルミニウム圧縮電線のＲ０．１ｍｍの曲面での屈曲試験における断線までの屈曲回数（断線屈曲回数）とも、相関関係があると考えられている。すなわち、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度と、アルミニウム素線の伸び率と、アルミニウム圧縮電線の断線屈曲回数とは、相関関係があると考えられている。

例えば、アルミニウム素線の伸び率が大きい、例えば８％以上であると、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度が小さくなりやすく好ましい。また、アルミニウム素線の伸び率が８％以上であると、アルミニウム圧縮電線のＲ０．１ｍｍでの屈曲試験における断線までの屈曲回数（断線屈曲回数）が通常５回以上となりやすく好ましい。

従って、アルミニウム圧縮電線のＲ０．１ｍｍでの屈曲試験が５回以上であると、通常、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度が小さくなりやすく、好ましい。このように、従来、アルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度を低下させようとする場合、伸び率が８％以上のアルミニウム素線を用いたり、上記断線屈曲回数が５回以上のアルミニウム圧縮電線を用いたりすることが望まれていた。

また、従来、撚線導体としては、０．５ｓｑのものが多く用いられてきた。これに対し、近年、アルミニウム圧縮電線の軽量化、細径化の要請から、撚線導体を０．２２ｓｑにすることが望まれている。

導体としては、特許文献１に、アルミニウムとの間で金属間化合物を生成する元素Ｘを所定量含有するアルミニウム鋳造体を微細化した０．２ｓｑ（断面積が０．２ｍｍ^２）のアルミニウム合金導体が開示されている。

特開２０１４－１９４０７８号公報

しかし、特許文献１の０．２ｓｑの撚線導体では、高い導体破断強度とアルミニウム素線の高い伸び率とを両立することが困難であり、また、圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が十分でないおそれがある。このため、特許文献１の０．２ｓｑの撚線導体では、アルミニウム圧縮電線の製造時や端子挿入作業時に断線するおそれがある。

また、０．２２ｓｑの撚線導体は、一般的に０．５ｓｑの撚線導体よりも断線しやすい。このため、０．２２ｓｑの撚線導体を用いる場合は、撚線導体の製造設備に低張力化、低摩擦化等の対策を施すことが必要になる。このように０．２２ｓｑの撚線導体が０．５ｓｑの撚線導体よりも断線しやすい場合は、０．５ｓｑの撚線導体と同じ製造設備で０．２２ｓｑの撚線導体を製造することが困難になるため、生産性が低下しやすい。

このように、従来、０．２２ｓｑの撚線導体の導体破断強度及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が大きく、製造時の断線頻度が小さいアルミニウム圧縮電線及びこれを用いたワイヤーハーネスは知られていなかった。なお、上記のようにアルミニウム圧縮電線の製造時の断線頻度を小さくするためには、アルミニウム素線の伸び率が大きいことが好ましい。換言すれば、従来、０．２２ｓｑの撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が大きいアルミニウム圧縮電線及びこれを用いたワイヤーハーネスは知られていなかった。

なお、アルミニウム圧縮電線に端子を圧着する際は、圧縮撚線導体を露出させるために絶縁層の皮むきを行う。この絶縁層の皮むきは、圧縮撚線導体に傷をつけにくくする必要がある。このため、アルミニウム圧縮電線を構成する圧縮撚線導体は、通常、非圧縮撚線導体に、圧縮撚線導体に傷をつけにくい圧縮方法である円形圧縮を行うことで作製されている。ここで、円形圧縮とは、非圧縮撚線導体の横断面において外周から中心に向かって円形状に圧縮力を加える方法である。従来の０．２２ｓｑの銅圧縮電線では、円形圧縮が広く用いられている。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、０．２２ｓｑの撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が大きいアルミニウム圧縮電線及びこれを用いたワイヤーハーネスを提供することにある。

本発明の態様に係るアルミニウム圧縮電線は、７本のアルミニウム素線の撚線が圧縮された圧縮撚線導体からなり導体断面積０．２２ｓｑの撚線導体と、前記撚線導体の外周を被覆する絶縁層と、を備え、
前記撚線導体は、下記式（１）で表される第１の圧縮率ＣＲ_１［％］が９～１１％、導体破断強度が２８４ＭＰａ以上であり、
［数１］
ＣＲ_１＝｛１－（Ｃ_ｍｉｎ／Ｂ_ｍａｘ）｝×１００ （１）
（Ｃ_ｍｉｎ：圧縮撚線導体の最小外径［ｍｍ］、Ｂ_ｍａｘ：非圧縮撚線導体の最大外径［ｍｍ］）
前記アルミニウム素線は、圧縮前のアルミニウム素線である非圧縮アルミニウム素線の伸び率が８％以上である。

本発明の他の態様に係るワイヤーハーネスは、前記アルミニウム圧縮電線を備える。

本発明によれば、０．２２ｓｑの撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が大きいアルミニウム圧縮電線及びこれを用いたワイヤーハーネスを提供することができる。

本実施形態に係るアルミニウム圧縮電線の一例を示す断面図である。 従来のアルミニウム非圧縮電線の一例を示す断面図である。 非圧縮撚線導体を圧縮して、圧縮撚線導体を作製する様子を説明する断面図である。 図１の断面図に寸法を示す符号を加えた図である。 導体破断強度と、圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力と、の関係を示すグラフである。 アルミニウム圧縮電線の断線頻度測定する屈曲試験を説明する図である。 屈曲試験の結果の一例を示す図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係るアルミニウム圧縮電線及びこれを用いたワイヤーハーネスについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［アルミニウム圧縮電線］
図１は、本実施形態に係るアルミニウム圧縮電線の一例を示す断面図である。図１に示すアルミニウム圧縮電線１Ａ（１）は、撚線導体２０と、撚線導体２０の外周を被覆する絶縁層３０とを備える。

図２は、従来のアルミニウム非圧縮電線の一例を示す断面図である。図３は、非圧縮撚線導体を圧縮して、圧縮撚線導体を作製する様子を説明する断面図である。図３に示す非圧縮撚線導体２１は、図２に示す従来のアルミニウム非圧縮電線５Ａ（５）を構成する非圧縮撚線導体２１と同様の構成になっている。図４は、図１の断面図に寸法を示す符号を加えた図である。

（撚線導体）
撚線導体２０は、７本のアルミニウム素線１０の撚線が圧縮された圧縮撚線導体２２からなる。ここで、圧縮撚線導体２２とは、圧縮されていない撚線導体２０である非圧縮撚線導体２１を、アルミニウム圧縮電線１Ａの製造の際に圧縮された撚線導体２０を意味する。

このように、圧縮されていない撚線導体２０を非圧縮撚線導体２１ともいい、アルミニウム圧縮電線１Ａの製造の際に圧縮された撚線導体２０を圧縮撚線導体２２ともいう。また、非圧縮撚線導体２１を構成するアルミニウム素線１０を非圧縮アルミニウム素線１１ともいい、圧縮撚線導体２２を構成するアルミニウム素線１０を圧縮アルミニウム素線１２ともいう。

図１に示す圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）は、アルミニウム圧縮電線１Ａの製造の際に圧縮された７本のアルミニウム素線１０からなる。換言すれば、圧縮撚線導体２２は、７本の圧縮アルミニウム素線１２からなる。

具体的には、圧縮撚線導体２２は、７本の圧縮アルミニウム素線１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ）からなる。より具体的には、圧縮撚線導体２２は、横断面において中央部に配置される１本の圧縮アルミニウム素線１２ａと、圧縮アルミニウム素線１２ａの周囲を取り囲む６本の圧縮アルミニウム素線１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇからなる。図１に示すように、６本の圧縮アルミニウム素線１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇは六角形状に配置される。

このように、本実施形態に係るアルミニウム圧縮電線１Ａの圧縮撚線導体２２は、１本の圧縮アルミニウム素線１２と、この圧縮アルミニウム素線１２の周囲を取り囲んで六角形状に配置される６本の圧縮アルミニウム素線１２とを備える。なお、六角形状に配置される６本の圧縮アルミニウム素線１２は、正六角形状に配置されていてもよいが、正六角形以外の変形した六角形状に配置されていてもよい。

図４に示すように、横断面において中央部に配置される１本の圧縮アルミニウム素線１２ａは、横断面が六角形に類似する形状になっている。また、圧縮アルミニウム素線１２ａの周囲を取り囲む６本の圧縮アルミニウム素線１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇは、それぞれ台形に類似する形状になっている。

後述のように、アルミニウム圧縮電線１Ａは、圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）の第１の圧縮率ＣＲ_１を用いて規定される。第１の圧縮率ＣＲ_１は、例えば、図３に示すように非圧縮撚線導体２１から圧縮撚線導体２２を製造する場合の撚線導体の断面形状の変化に基づいて算出される圧縮率である。第１の圧縮率ＣＲ_１の算出には後述の圧縮撚線導体２２の最小外径Ｃ_ｍｉｎ［ｍｍ］が用いられる。図４では、Ｃ_ｍｉｎは、横断面において中央部に配置される１本の圧縮アルミニウム素線１２ａの対辺長Ｈ_１と、対辺長Ｈ_１の延長方向に位置する２本の圧縮アルミニウム素線１２ｂ、１２ｅの対辺長Ｈ_２、Ｈ_３と、の和（Ｈ_１＋Ｈ_２＋Ｈ_３）になっている。Ｃ_ｍｉｎについては後に詳述する。

図１に示す圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）は、図３に示す非圧縮撚線導体２１（撚線導体２０）の外周に矢印Ｆの力を加えることで形成される。なお、図３に示す非圧縮撚線導体２１（撚線導体２０）は、図２に示す従来のアルミニウム非圧縮電線５Ａ（５）構成する撚線導体２０である。従来のアルミニウム非圧縮電線５Ａは、非圧縮撚線導体２１（撚線導体２０）と、非圧縮撚線導体２１の外周を被覆する絶縁層３０と、備える。従来のアルミニウム非圧縮電線５Ａは、本実施形態に係るアルミニウム圧縮電線１Ａにおいて、圧縮撚線導体２２に代えて非圧縮撚線導体２１を用いたものに相当する。

非圧縮撚線導体２１は、７本の非圧縮アルミニウム素線１１（１０）からなる撚線導体２０である。具体的には、非圧縮撚線導体２１は、７本の非圧縮アルミニウム素線１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ）からなる。より具体的には、非圧縮撚線導体２１は、横断面において中央部に配置される１本の非圧縮アルミニウム素線１１ａと、非圧縮アルミニウム素線１１ａの周囲を取り囲む６本の非圧縮アルミニウム素線１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇからなる。図２及び図３に示すように、６本の非圧縮アルミニウム素線１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは六角形状に配置される。

７本の非圧縮アルミニウム素線１１のそれぞれは、図２及び図３に示すように横断面が円形の、いわゆる丸素線になっている。

上記第１の圧縮率ＣＲ_１の算出には、後述の非圧縮撚線導体２１の最大外径Ｂ_ｍａｘ［ｍｍ］が用いられる。図２では、Ｂ_ｍａｘは、横断面において中央部に配置される非圧縮アルミニウム素線１１ａの直径Ｄと、非圧縮アルミニウム素線１１ａと接して断面上一直線上に配置される２本の非圧縮アルミニウム素線１１ｂ、１１ｅの直径Ｄ、Ｄと、の和になっている。図２では、Ｂ_ｍａｘは、（Ｄ＋Ｄ＋Ｄ）である。Ｂ_ｍａｘについては後に詳述する。

図３に示すように、ダイス等を用いて、非圧縮撚線導体２１の外周に矢印Ｆの力を加えられると、図１及び図４に示す圧縮撚線導体２２が形成される。

本実施形態に係るアルミニウム圧縮電線１Ａを構成する圧縮撚線導体２２は、導体断面積が０．２２ｓｑである。ここで、圧縮撚線導体２２の導体断面積とは、７本の圧縮アルミニウム素線１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ）の断面積の総和を意味する。また、０．２２ｓｑとは、０．２２±０．０２ｍｍ^２を意味する。

＜撚線導体の第１の圧縮率ＣＲ_１＞
アルミニウム圧縮電線１Ａを構成する圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）は、下記式（１）で表される第１の圧縮率ＣＲ_１が９～１１％である。
［数２］
ＣＲ_１＝｛１－（Ｃ_ｍｉｎ／Ｂ_ｍａｘ）｝×１００ （１）
（Ｃ_ｍｉｎ：圧縮撚線導体の最小外径［ｍｍ］、Ｂ_ｍａｘ：非圧縮撚線導体の最大外径［ｍｍ］）

圧縮撚線導体２２の第１の圧縮率ＣＲ_１が上記範囲内にあると、後述のアルミニウム圧縮電線１Ａの断線頻度Ｆが小さくなりやすいため好ましい。

圧縮撚線導体の最小外径Ｃ_ｍｉｎとは、圧縮撚線導体２２の横断面における外周に接する内接円の直径を意味する。図４では、Ｃ_ｍｉｎは、横断面において中央部に配置される１本の圧縮アルミニウム素線１２ａの対辺長Ｈ_１と、対辺長Ｈ_１の延長方向に位置する２本の圧縮アルミニウム素線１２ｂ、１２ｅの対辺長Ｈ_２、Ｈ_３と、の和（Ｈ_１＋Ｈ_２＋Ｈ_３）になっている。

また、非圧縮撚線導体の最大外径Ｂ_ｍａｘとは、非圧縮撚線導体２１の横断面における外周に接する外接円の直径を意味する。図２では、Ｂ_ｍａｘは、横断面において中央部に配置される非圧縮アルミニウム素線１１ａの直径Ｄと、非圧縮アルミニウム素線１１ａと接して断面上一直線上に配置される２本の非圧縮アルミニウム素線１１ｂ、１１ｅの直径Ｄ、Ｄと、の和になっている。図２では、Ｂ_ｍａｘは、（Ｄ＋Ｄ＋Ｄ）である。

また、圧縮撚線導体２２は、上記第１の圧縮率ＣＲ_１が好ましくは９～１０％である。圧縮撚線導体２２の第１の圧縮率ＣＲ_１が上記範囲内にあると、圧縮率ＣＲ_１が９～１１％の場合に比較して、０．２ｓｑの圧縮撚線導体２２の導体破断強度が特に大きくなりやすいため好ましい。

本実施形態において上記第１の圧縮率ＣＲ_１を用いる理由を説明する。従来、アルミニウム圧縮電線１Ａの製造時の断線頻度を低下させようとする場合、伸び率が８％以上のアルミニウム素線を用いたり、断線屈曲回数が５回以上のアルミニウム圧縮電線を用いたりすることが行われていた。ここで、断線屈曲回数とは、アルミニウム圧縮電線のＲ０．１ｍｍでの屈曲試験における断線までの屈曲回数（断線屈曲回数）である。

図６に、アルミニウム圧縮電線の断線頻度を測定する屈曲試験を説明する図を示す。また、図７に、屈曲試験の結果の一例を示す。図７に示すように、断線屈曲回数が５回以上であることと、アルミニウム圧縮電線の原料である非圧縮アルミニウム素線の伸び率が８％以上であること、とは一般的に関連する。しかし、近年のアルミニウム圧縮電線１Ａの撚線導体の０．２２ｓｑへの細線化に鑑みると、アルミニウム圧縮電線１Ａの製造時の断線頻度の低下を推定可能な指標が他にもあることが望ましい。そこで、本発明者は、このアルミニウム圧縮電線１Ａの製造時の断線頻度の低下を推定可能な指標として、撚線導体の第１の圧縮率ＣＲ_１を見出した。

＜撚線導体の導体破断強度＞
アルミニウム圧縮電線１Ａを構成する圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）は、導体破断強度が２８４ＭＰａ以上である。ここで、導体破断強度とは、絶縁層３０で被覆されていない圧縮撚線導体２２が引張により破断するまでに測定された最大引張強度を意味する。導体破断強度は、ＪＩＳ Ｃ ３００２に準拠して測定される。

なお、導体破断強度の「２８４ＭＰａ以上」という数値範囲は、後述の式（３）を用いて固着力が５０［Ｎ］以上になるように算出した数値範囲である。固着力については、後述する。

＜アルミニウム素線の伸び率＞
圧縮アルミニウム素線１２（アルミニウム素線１０）は、圧縮前のアルミニウム素線である非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率が８％以上である。非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率とは、１本の非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率を意味する。非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率は、ＪＩＳ Ｃ ３００２に準拠して測定される。

非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率が上記範囲内にあると、アルミニウム圧縮電線１ＡがＲ０．１±０．０１ｍｍの非常に小さな曲率の角部に沿って屈曲しても断線頻度が小さくなりやすい。

＜アルミニウム素線の材質＞
圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）を構成する圧縮アルミニウム素線１２（アルミニウム素線１０）は、アルミニウムと、アルミニウムとの間で金属間化合物を生成する固溶元素と、を含むアルミニウム含有金属からなる。

圧縮撚線導体２２を構成するアルミニウム含有金属は、アルミニウムからなるアルミニウム微細結晶粒と、このアルミニウム微細結晶粒内に存在する第１のナノ粒子と、前記アルミニウム微細結晶粒の粒界に存在する第２のナノ粒子とを有する。第１のナノ粒子及び第２のナノ粒子は、それぞれ、上記金属間化合物からなる。

アルミニウム含有金属を構成するアルミニウム微細結晶粒の平均粒径は通常４００～８００ｎｍである。ここで、アルミニウム微細結晶粒の平均粒径とは、切断法で算出した粒径を意味する。アルミニウム微細結晶粒の平均粒径が上記範囲内にあると、強度・伸びのバランス確保のため好ましい。

また、アルミニウム含有金属を構成する第１のナノ粒子の平均粒径は、通常５０～３００ｎｍである。さらに、アルミニウム含有金属を構成する第２のナノ粒子の平均粒径は、通常２００～５００ｎｍである。ここで、第１のナノ粒子及び第２のナノ粒子の平均粒径は、上記アルミニウム微細結晶粒の平均粒径と同様の方法で算出した粒径を意味する。第１のナノ粒子の平均粒径が上記範囲内にあると、強度向上のため好ましい。第２のナノ粒子の平均粒径が上記範囲内にあると、伸び向上のため好ましい。

上記金属間化合物を生成する固溶元素としては、例えば、鉄、マンガン、及びクロムからなる群より選択される１種以上の元素が用いられる。固溶元素がこれらの元素であると、圧縮撚線導体２２の導体破断強度、非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率、及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線１Ａの固着力が大きくなりやすいため好ましい。上記導体破断強度、上記伸び率及び上記固着力が大きくなる理由は、アルミニウム含有金属中に第１のナノ粒子及び第２のナノ粒子が適量生成されるためであると推測される。

アルミニウム含有金属は、アルミニウム含有金属１００質量％に対して、固溶元素を、例えば、０．１～１０質量％、好ましくは０．３～５質量％含む。アルミニウム含有金属中の固溶元素の含有量が上記範囲内にあると、圧縮撚線導体２２の導体破断強度、非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率、及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線１Ａの固着力が大きくなりやすいため好ましい。

（絶縁層）
絶縁層３０は、圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）の外周を被覆する層である。絶縁層３０を構成する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂；塩化ビニル等を用いることができる。

絶縁層３０の厚さは、例えば１６０～２５０μｍ、好ましくは２００～２５０μｍである。絶縁層３０の厚さが上記範囲内にあると、圧縮撚線導体２２の導体破断強度、非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率、及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線１Ａの固着力が大きくなりやすいため好ましい。

（アルミニウム圧縮電線の固着力）
アルミニウム圧縮電線１Ａは、例えば、図示しない端子を圧着して使用される。アルミニウム圧縮電線１Ａへの端子の圧着方法としては、アルミニウム圧縮電線１Ａから剥き出した撚線導体２０のみへの端子の圧着、アルミニウム圧縮電線１Ａから剥き出した撚線導体２０と絶縁層３０との両方への端子の圧着、等がある。

アルミニウム圧縮電線１Ａのうち、少なくとも撚線導体２０（圧縮撚線導体２２）は、端子の圧着時に、端子との加締めにより撚線導体２０が外周から圧縮される。このアルミニウム圧縮電線１Ａへの端子の圧着時の撚線導体２０の圧縮率を下記式（２）で表される第２の圧縮率ＣＲ_２［％］と定義する。第２の圧縮率ＣＲ_２は、例えば、アルミニウム圧縮電線１Ａの撚線導体２０（圧縮撚線導体２２）を端子と加締めた場合の撚線導体の断面形状の変化に基づいて算出される圧縮率である。
［数３］
ＣＲ_２＝（ＳＣ_Ａ／ＳＣ_Ｂ）×１００ （２）
（ＳＣ_Ａ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着後の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］、ＳＣ_Ｂ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着前の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］）

アルミニウム圧縮電線１Ａは、第２の圧縮率ＣＲ_２［％］が８０±１％になるように端子を圧着したとき、端子に対するアルミニウム圧縮電線１Ａの固着力が５０Ｎ以上であることが好ましい。ここで、固着力とは、端子を圧着した撚線導体２０（圧縮撚線導体２２）から端子を引っ張ったときに、圧縮撚線導体２２が破断又は脱離するまでに測定された最大引張強度を意味する。固着力が５０Ｎ以上であると、アルミニウム圧縮電線１Ａに対して端子が実用上十分な圧着強度を満たすと推測される。

図５は、導体破断強度と、圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線１Ａの固着力と、の関係を示すグラフである。図５のグラフＧ１に示すように、圧縮撚線導体２２の破断するまでの最大引張強度である導体破断強度Ｘ［ＭＰａ］と、圧縮撚線導体２２の破断又は圧縮撚線導体２２が端子から脱離するまでの最大引張強度である固着力Ｙ［Ｎ］とは、直線関係を示す。具体的には、グラフＧ１は下記式（３）で示される。
［数４］
Ｙ［Ｎ］＝０．１７５Ｘ［ＭＰａ］ （３）

このため、アルミニウム圧縮電線１Ａの固着力をＹ［Ｎ］以上にすることを望む場合には、グラフＧ１を用いて固着力Ｙ［Ｎ］以上に相当する領域にある導体破断強度Ｘ［ＭＰａ］以上の領域の特性を有するアルミニウム圧縮電線１Ａを調製してもよい。図５では、固着力を５０［Ｎ］が導体破断強度２８４［ＭＰａ］に対応している。このため、導体破断強度２８４［Ｎ］以上のアルミニウム圧縮電線１Ａを調製すれば、固着力が５０［Ｎ］以上になることが期待される。

＜アルミニウム圧縮電線の作製時の断線頻度＞
アルミニウム圧縮電線１Ａは、アルミニウム圧縮電線１Ａの作製時の断線頻度が、好ましくは７０ｋｍ／回以上、より好ましくは１００［ｋｍ／回］以上である。ここで、断線頻度は、アルミニウム圧縮電線１Ａを作製する際の圧縮撚線導体２２の断線頻度Ｆ［ｋｍ／回］を意味する。

＜アルミニウム圧縮電線の断線屈曲回数＞
アルミニウム圧縮電線１Ａは、撚線導体２０（圧縮撚線導体２２）の断線屈曲回数が、好ましくは５回以上である。

上記断線屈曲回数とは、アルミニウム圧縮電線１Ａ（１）を、Ｒ０．１±０．０１ｍｍの９０°角部を有する一対の固定チャック装置に挟持し、張力２Ｎで前記９０°角部に沿って１８０°の屈曲角度で屈曲させたときの断線屈曲回数を意味する。

図６は、アルミニウム圧縮電線１の断線屈曲回数を測定する屈曲試験を説明する図である。初めに、アルミニウム圧縮電線１の一方端をＲ０．１±０．０１ｍｍの９０°角部Ｒを有する一対の固定チャック装置５２、５２で挟持し、アルミニウム圧縮電線１の他方端を可動チャック装置５１で挟持する。次に、アルミニウム圧縮電線１の張力を２Ｎに維持しながら可動チャック装置５１を弧を描くように移動させる。これにより、アルミニウム圧縮電線１を固定チャック装置５２、５２のＲ０．１±０．０１ｍｍの９０°角部Ｒに沿って開度１８０°でＵ字屈曲させる。Ｕ字屈曲により、アルミニウム圧縮電線１は、図６のアルミニウム圧縮電線１ａと１ｂとの間の状態をとる。

図６に示す状態のアルミニウム圧縮電線１がアルミニウム圧縮電線１ａ及び１ｂの状態を経てアルミニウム圧縮電線１に戻るまでのサイクルを屈曲回数１回とする。Ｕ字屈曲を速度３０［回／分］で繰り返し、アルミニウム圧縮電線１（１Ａ）の撚線導体２０（圧縮撚線導体２２）が断線したときの屈曲回数を断線屈曲回数Ｎ回とする。

（効果）
アルミニウム圧縮電線１Ａによれば、０．２２ｓｑの撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が大きいアルミニウム圧縮電線が得られる。

［ワイヤーハーネス］
実施形態に係るワイヤーハーネスは、上記アルミニウム圧縮電線１Ａを備える。
実施形態に係るワイヤーハーネスによれば、０．２２ｓｑの撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率及び圧着端子に対するアルミニウム圧縮電線の固着力が大きいワイヤーハーネスが得られる。

このように、本実施形態の態様に係るアルミニウム圧縮電線は、７本のアルミニウム素線の撚線が圧縮された圧縮撚線導体２２からなり導体断面積０．２２ｓｑの撚線導体と、前記撚線導体の外周を被覆する絶縁層と、を備え、前記撚線導体は、下記式（１）で表される第１の圧縮率ＣＲ_１［％］が９～１１％、導体破断強度が２８４ＭＰａ以上であり、
［数５］
ＣＲ_１＝｛１－（Ｃ_ｍｉｎ／Ｂ_ｍａｘ）｝×１００ （１）
（Ｃ_ｍｉｎ：圧縮撚線導体の最小外径［ｍｍ］、Ｂ_ｍａｘ：非圧縮撚線導体の最大外径［ｍｍ］）
前記アルミニウム素線の圧縮前のアルミニウム素線である非圧縮アルミニウム素線１１は、伸び率が８％以上である。

本実施形態の態様に係るアルミニウム圧縮電線は、下記式（２）で表される第２の圧縮率ＣＲ_２［％］が８０±１％になるように端子を圧着したとき、
［数６］
ＣＲ_２＝（ＳＣ_Ａ／ＳＣ_Ｂ）×１００ （２）
（ＳＣ_Ａ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着後の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］、ＳＣ_Ｂ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着前の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］）
前記端子に対する前記アルミニウム圧縮電線の固着力が５０Ｎ以上であってもよい。

本実施形態の態様に係るアルミニウム圧縮電線は、前記アルミニウム圧縮電線を、Ｒ０．１±０．０１ｍｍの９０°角部を有する一対の固定チャック装置に挟持し、張力２Ｎで前記９０°角部に沿って１８０°の屈曲角度で屈曲させたとき、前記撚線導体の断線頻度が７０ｋｍ／回以上であってもよい。

本実施形態の態様に係るアルミニウム圧縮電線は、前記撚線導体を構成するアルミニウム素線は、アルミニウムと、アルミニウムとの間で金属間化合物を生成する固溶元素と、を含むアルミニウム含有金属からなり、前記固溶元素は、鉄、マンガン、及びクロムからなる群より選択される１種以上の元素であってもよい。

本実施形態の態様に係るワイヤーハーネスは、上記アルミニウム圧縮電線を備える。

以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
（電線の作製）
図１に示すアルミニウム圧縮電線１Ａ（１）（試料Ｎｏ．Ａ３）を作製した。

＜非圧縮撚線導体の作製＞
非圧縮アルミニウム素線１１（アルミニウム素線１０）として、断面形状が円形で平均直径０．２ｍｍのアルミニウム素線を７本用意した。

次に、非圧縮アルミニウム素線１１の７本を撚り合わせて図２に示す構造の非圧縮撚線導体２１（撚線導体２０）を作製した。

＜圧縮撚線導体の作製＞
非圧縮撚線導体２１を、図３に示す圧縮力Ｆが働くように円形圧縮して、図１及び図３に示す構造の圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）を作製した。具体的には、非圧縮撚線導体２１を、下記式（１）で表される第１の圧縮率ＣＲ_１［％］が９％になるように圧縮して、圧縮撚線導体２２を作製した。表１に、第１の圧縮率ＣＲ_１を示す。
［数７］
ＣＲ_１＝｛１－（Ｃ_ｍｉｎ／Ｂ_ｍａｘ）｝×１００ （１）
（Ｃ_ｍｉｎ：圧縮撚線導体の最小外径［ｍｍ］、Ｂ_ｍａｘ：非圧縮撚線導体の最大外径［ｍｍ］）

＜樹脂組成物の調製＞
絶縁層３０の原料となる樹脂組成物を調製した。具体的には、塩化ビニル樹脂１００質量部、可塑剤３０質量部、熱安定剤８質量部、補強剤５質量部、改質剤３質量部及び加工助剤０．５質量部を、オープンロールを用いて温度１８０℃で均一に溶融混練して、樹脂組成物を調製した。塩化ビニル樹脂、可塑剤、熱安定剤、補強剤、改質剤、及び加工助剤としては、以下のものを用いた。
・塩化ビニル樹脂：信越化学工業株式会社製ストリートポリマーＴＫ－１３００（平均重合度１３００）
・可塑剤：ジェイプラス製ＴＯＴＭ（トリメリット酸トリス－２－エチルヘキシル）
・熱安定剤：株式会社ＡＤＥＫＡ製非鉛系（Ｃａ－Ｍｇ－Ｚｎ系）熱安定剤ＲＵＰ－１１０
・補強剤：竹原化学工業株式会製炭酸カルシウム、商品名：ＮＥＯＬＩＧＨＴ ＳＰ
・改質剤：株式会社カネカ製カネエース Ｂ－５６４
・加工助剤：株式会社カネカ製カネエース ＰＡ－４０

＜アルミニウム圧縮電線の作製＞
単軸押出機を用い、圧縮撚線導体２２の外周を樹脂組成物が被覆するように圧縮撚線導体２２と樹脂組成物とを同時押出しし、放冷したところ、図１に示す、絶縁層３０の厚さが０．２ｍｍのアルミニウム圧縮電線１Ａが得られた。

（アルミニウム圧縮電線の評価）
＜撚線導体の導体破断強度＞
はじめに、アルミニウム圧縮電線１Ａを構成する圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）を用意した。次に、圧縮撚線導体２２を用いＪＩＳ Ｃ ３００２に準拠して試験を行い、圧縮撚線導体２２が引張により破断するまでに測定された最大引張強度［ＭＰａ］を導体破断強度［ＭＰａ］とした。結果を表１に示す。

＜アルミニウム素線の伸び率＞
はじめに、アルミニウム圧縮電線１Ａの原料である非圧縮アルミニウム素線１１（アルミニウム素線１０）を用意した。非圧縮アルミニウム素線１１は断面形状が円形で平均直径０．２ｍｍであった。次に、１本の非圧縮アルミニウム素線１１を用いＪＩＳ Ｃ ３００２に準拠して試験を行い、非圧縮アルミニウム素線１１の伸び率［％］の最大値を測定した。結果を表１に示す。

＜アルミニウム圧縮電線の作製時の断線頻度＞
上記＜アルミニウム圧縮電線の作製＞に示す方法でアルミニウム圧縮電線１Ａを作製する際の圧縮撚線導体２２の断線頻度Ｆ［ｋｍ／回］を測定した。

断線頻度は、１００［ｋｍ／回］以上を○（良好）、７０［ｋｍ／回］以上１００［ｋｍ／回］未満を△（可）、７０［ｋｍ／回］未満を×（不良）と評価した。結果を表１に示す。

＜アルミニウム圧縮電線の固着力及び皮むき傷＞
はじめに、アルミニウム圧縮電線１Ａを構成する絶縁層３０の皮むきを行い、圧縮撚線導体２２（撚線導体２０）を露出させた。このとき、圧縮撚線導体２２の表面に、皮むき傷が生じているか否かを目視観察した。皮むき傷は、圧縮撚線導体２２の表面に刃痕があるもの、素線切れが発生しているものを皮むき傷あり、圧縮撚線導体２２の表面に刃痕がないもの、素線切れが発生していないものを皮むき傷なし、と評価した。結果を表１に示す。

次に、アルミニウム圧縮電線１Ａの圧縮撚線導体２２に端子を圧着した。圧縮撚線導体２２への端子の圧着は、圧縮撚線導体２２の下記式（２）で表される第２の圧縮率ＣＲ_２［％］が８０％になるようにした。
［数８］
ＣＲ_２＝（ＳＣ_Ａ／ＳＣ_Ｂ）×１００ （２）
（ＳＣ_Ａ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着後の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］、ＳＣ_Ｂ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着前の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］）

引張試験装置を用い、圧縮撚線導体２２に端子を圧着したアルミニウム圧縮電線１Ａの端子を引っ張って固着力［Ｎ］を測定した。固着力は、端子を圧着した圧縮撚線導体２２から端子を引っ張ったときに、圧縮撚線導体２２が破断又は脱離するまでに測定された最大引張強度とした。結果を表１に示す。

＜アルミニウム圧縮電線の撚り崩れ＞
はじめに、アルミニウム圧縮電線１Ａ（１）を用意した。次に、アルミニウム圧縮電線１Ａ（１）の絶縁体を取り除いた後、圧縮撚線導体２２の外径を測定し、狙い値よりも＋０．０３ｍｍを超えるものを撚り崩れあり、＋０．０３ｍｍ以内のものを撚り崩れなし、と評価した。結果を表１に示す。

＜アルミニウム圧縮電線の断線屈曲回数＞
はじめに、アルミニウム圧縮電線１Ａ（１）を用意した。次に、図６に示す屈曲試験にアルミニウム圧縮電線１をセットした。具体的には、アルミニウム圧縮電線１の一方端をＲ０．１ｍｍの９０°角部Ｒを有する一対の固定チャック装置５２、５２で挟持し、アルミニウム圧縮電線１の他方端を可動チャック装置５１で挟持した。さらに、アルミニウム圧縮電線１の張力を２Ｎに維持しながら可動チャック装置５１を弧を描くように移動させることにより、アルミニウム圧縮電線１を固定チャック装置５２、５２のＲ０．１ｍｍの９０°角部Ｒに沿って開度１８０°でＵ字屈曲を繰り返した。Ｕ字屈曲の速度は、３０［回／分］とした。

図６に示すように、アルミニウム圧縮電線１がアルミニウム圧縮電線１ａ及び１ｂの状態を経てアルミニウム圧縮電線１に戻るまでのサイクルを屈曲回数１回とした。Ｕ字屈曲を繰り返し、アルミニウム圧縮電線１の撚線導体２０が断線したときの屈曲回数を断線屈曲回数とした。

［実施例２及び３、比較例１～６］
表０に示すアルミニウム含有金属を用いかつ表１に示す第１の圧縮率ＣＲ_１にした以外は実施例１と同様にして、アルミニウム圧縮電線１Ａ（１）（試料Ｎｏ．Ａ１、Ａ２、Ａ４～Ａ１０）を作製した。

（アルミニウム圧縮電線の評価）
実施例１と同様にして、撚線導体の導体破断強度、アルミニウム素線の伸び率、アルミニウム圧縮電線の固着力、及びアルミニウム圧縮電線の断線頻度を測定した。結果を表１に示す。

表０及び表１より、第１の圧縮率ＣＲ_１が小さいほど、導体破断強度、固着力、断線頻度が良好になる傾向があり、撚り崩れ、皮むき傷が不良になる傾向があることが分かった。一方、第１の圧縮率ＣＲ_１が大きいほど、撚り崩れ、皮むき傷が良好になる傾向があり、導体破断強度、固着力、断線頻度が不良になる傾向があることが分かった。このため、第１の圧縮率ＣＲ_１が９．０～１１．０、特に９．０～１０．０の範囲内にあると、導体破断強度、断線頻度、固着力、撚り崩れ、及び皮むき傷の特性が良好であることが分かった。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１、１Ａ アルミニウム圧縮電線
５、５Ａ アルミニウム非圧縮電線
１０ アルミニウム素線
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ 非圧縮アルミニウム素線
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ 圧縮アルミニウム素線
２０ 撚線導体
２１ 非圧縮撚線導体
２２ 圧縮撚線導体
３０ 絶縁層
５１ 可動チャック装置
５２ 固定チャック装置
Ｒ ９０°角部

Claims (5)

1. ７本のアルミニウム素線の撚線が圧縮された圧縮撚線導体からなり導体断面積０．２２ｓｑの撚線導体と、
   前記撚線導体の外周を被覆する絶縁層と、
   を備え、
   前記撚線導体は、下記式（１）で表される第１の圧縮率ＣＲ_１［％］が９～１１％、導体破断強度が２８４ＭＰａ以上であり、
   ［数１］
   ＣＲ_１＝｛１－（Ｃ_ｍｉｎ／Ｂ_ｍａｘ）｝×１００ （１）
   （Ｃ_ｍｉｎ：圧縮撚線導体の最小外径［ｍｍ］、Ｂ_ｍａｘ：非圧縮撚線導体の最大外径［ｍｍ］）
   前記アルミニウム素線は、圧縮前のアルミニウム素線である非圧縮アルミニウム素線の伸び率が８％以上であるアルミニウム圧縮電線。
2. 下記式（２）で表される第２の圧縮率ＣＲ_２［％］が８０±１％になるように端子を圧着したとき、
   ［数２］
   ＣＲ_２＝（ＳＣ_Ａ／ＳＣ_Ｂ）×１００ （２）
   （ＳＣ_Ａ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着後の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］、ＳＣ_Ｂ：アルミニウム圧縮電線への端子の圧着前の撚線導体の断面積［ｍｍ^２］）
   前記端子に対する前記アルミニウム圧縮電線の固着力が５０Ｎ以上である、請求項１に記載のアルミニウム圧縮電線。
3. 前記アルミニウム圧縮電線の作製時の断線頻度が７０ｋｍ／回以上である、請求項１又は２に記載のアルミニウム圧縮電線。
4. 前記撚線導体を構成するアルミニウム素線は、アルミニウムと、アルミニウムとの間で金属間化合物を生成する固溶元素と、を含むアルミニウム含有金属からなり、
   前記固溶元素は、鉄、マンガン、及びクロムからなる群より選択される１種以上の元素である、請求項１～３のいずれか一項に記載のアルミニウム圧縮電線。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載のアルミニウム圧縮電線を備えるワイヤーハーネス。

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