WO2007015345A1 - 自動車用電線 - Google Patents

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WO2007015345A1
WO2007015345A1 PCT/JP2006/313246 JP2006313246W WO2007015345A1 WO 2007015345 A1 WO2007015345 A1 WO 2007015345A1 JP 2006313246 W JP2006313246 W JP 2006313246W WO 2007015345 A1 WO2007015345 A1 WO 2007015345A1
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stainless steel
electric wire
copper
diameter
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PCT/JP2006/313246
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French (fr)
Inventor
Jun Yoshimoto
Shinji Kamei
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems, Limited
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/0009—Details relating to the conductive cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
    • H01B5/10—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material
    • H01B5/102—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core
    • H01B5/104—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core composed of metallic wires, e.g. steel wires

Definitions

  • the present invention relates to an automotive electric wire, and more particularly to an automotive electric wire having a structure having a core wire portion made of stainless steel wire force and an outer peripheral wire portion made of copper wire.
  • Wires for internal wiring (wire harnesses) used for electrical connection of electrical components of automobiles are thin in diameter, and have low corrosion resistance and good contact with terminals. It is required to have excellent mechanical properties, that is, sufficient tensile strength and good bending properties. Therefore, the core wire is formed by bundling a number of stainless fine wires by simply bundling a number of stainless steel fine wires with good corrosion resistance and mechanical properties and copper wires with good conductivity.
  • various inventions have been made such as arranging a large number of copper fine wires around them, and further setting the ratio of the cross-sectional area of stainless steel fine wires to copper fine wires within a predetermined range (Patent Documents). 1).
  • Patent Document 1 JP-A-9 147631
  • the present invention has been made to satisfy the above-mentioned demands, and is a core wire in which seven fine stainless steel wires (hereinafter referred to as “stainless steel wires”) having predetermined characteristics are adhered.
  • This is an automotive electric wire in which 12 copper thin wires having predetermined characteristics (hereinafter referred to as “copper strands”) are closely attached and wound in a spiral shape.
  • the cross-sectional area (diameter) of stainless steel wires and copper wires has also been devised.
  • the entire wire was compressed (pressed) from the outside toward the center while the copper wires were placed in close contact with each other on the outer periphery of the core wire portion, which is made of stainless steel wire force, and the entire 12 copper wires
  • the cross-sectional shape is made into a pipe shape and is combined with a small diameter. Along with this, the unevenness on the surface of the outer peripheral line portion is eliminated, so the insulation coating is made thinner.
  • the invention of claim 1 is made of stainless steel having an elongation of 30% or more and a tensile strength of 920 MPa or more, and is formed by closely adhering seven strands having a diameter of 0.127 mm ⁇ 10%.
  • the core wire part is made of copper with a tensile strength of 220 MPa or more, the diameter is within the range of 10% to + 15% of 0.127 mm, and 12 strands of the same diameter are in close contact with each other around the core wire part. And an outer peripheral wire portion that is braided in a single spiral shape.
  • the core wire portion which has a high elongation and high strength stainless steel wire force mainly takes the tensile force and becomes a copper wire wire having good conductivity such as pure copper or electrolytic copper.
  • the outer periphery is mainly responsible for conductivity, and the V and displacement properties are excellent.
  • the stainless steel wire and the copper wire are appropriately determined in terms of elongation, tensile strength, diameter, and number of wires, they are excellent in conductivity, tensile strength, and bending characteristics, and are small in diameter and light in weight.
  • the copper wire is spirally hooked around the outer periphery of the stainless steel core wire portion, the stress generated during bending is reduced as in the case of a coil or coil, so that the bending characteristics are excellent.
  • the vibration resistance is excellent.
  • the elongation is 30% or more and the tensile strength is 920 MPa or more, and the tensile strength is preferably 930 MPa or more, more preferably 940 MPa or more.
  • it is a thin wire of high-strength stainless steel.
  • the invention described in claim 2 is made of stainless steel having an elongation of 30% or more and a tensile strength of 920 MPa or more, and is formed by closely adhering seven strands having a diameter of 0.127 mm ⁇ 10%.
  • a core wire part made of copper with a tensile strength of 220 MPa or more, having a cross-sectional area equivalent to a wire with a diameter of 0.127 mm in the range of 10% to + 15%, and 12 strands of the same cross-sectional area.
  • the core wire portion has a circumferential spiral portion that is braided in a spiral shape, and the cross-sectional shape of the entire copper wire has an outer peripheral line portion that is formed in a pipe shape. This is an automotive electric wire.
  • the invention of the present claim is the one in which the cross-sectional shape of the entire copper wire of the outer peripheral wire portion of the invention of claim 1 is made into a pipe shape, and a further narrow diameter of the electric wire for automobiles is achieved.
  • the insulation coating was stripped in the field work In this case, it is not necessary to increase the thickness of the insulating cover to 0.3 mm or more in order to prevent the insulating cover from being left in the form of a thread in the recess of the outer peripheral line. As a result, since the insulating coating can be made thinner, it is possible to make the thickness and diameter smaller accordingly.
  • the invention according to claim 3 is the above-described automotive electric wire, wherein the formation of the cross-sectional shape of the entire copper wire constituting the outer peripheral wire portion is compressed from the outside toward the core wire portion.
  • This is an automotive electric wire characterized by the above.
  • the formation of the cross-sectional shape of the entire twelve copper strands is achieved by compressing (pressing) the entire twelve copper strands in the direction of the core wire portion at a time.
  • the cross-sectional shape is more tight and orderly, unlike the case where a pre-formed copper wire is brazed.
  • the invention according to claim 4 is the automobile electric wire
  • the core wire part is an electric wire for an automobile characterized in that six other stainless steel wires having the same diameter are spirally brazed around one stainless steel wire at the center. .
  • the stainless steel wire at the center is inherently small in bending stress generated when the entire electric wire is bent, and the surrounding stainless steel wire is spirally attached. Therefore, bending stress is reduced by the same principle as that of springs and coils, so that the bending characteristics of the core wire are excellent.
  • the core wire is a single wire, there is a risk that a hard core wire will come into direct contact with the terminal during crimping to the terminal, but there are 7 core wires with a brazing line force. Even if the cross-sectional area of the core wire part is the same, it becomes substantially thicker, and since the copper wires on the outer periphery are arranged in close contact with each other, there is little risk of this, and electrical contact with the terminal is less likely. Become good.
  • the cross section of the core wire portion is almost circular, so that it is easy to braze the copper wire on the outer periphery.
  • the invention according to claim 5 is the electric wire for automobiles, wherein all of the core wire portions are seven. It is an electric wire for automobiles characterized in that it also has a stainless steel wire force of the same diameter.
  • the number of brazing is six, so that there is no space for the brazing, and the work is easy. Arrangement and management of materials become easy.
  • the invention according to claim 6 is the above-described automotive electric wire, wherein the stainless steel wire is all or the other six wires except for the one at the center have a diameter compared to the copper wire. Is small
  • V an electric wire for automobiles.
  • the ratio of the total cross-sectional area of the stainless steel wire to the total cross-sectional area of the copper wire is smaller than when the diameter of the stainless steel wire is the same as the diameter of the copper wire. Accordingly, the electric wire for automobiles has a smaller diameter or better conductivity while satisfying the required tensile strength.
  • the invention according to claim 7 is the above-described automotive electric wire, wherein the total cross-sectional area of the stainless steel wire is A, and the total cross-sectional area of the copper wire is B, 20% ⁇ ⁇ A
  • the electric wire for a motor vehicle has a better balance between bow I tension strength, bending characteristics and conductivity.
  • the invention of claim 8 is the above automotive wire, the total cross-sectional area of the peripheral line section, characterized in that it is in the range of 0. 14mm 2 ⁇ 0. 19mm 2 It is an electric wire for automobiles.
  • an automotive electric wire having a current nominal cross-sectional area of about 0.22 mm 2 can be provided with an excellent balance of tensile strength, bending characteristics, and electrical conductivity. It can also be used in place of electric wires for automobiles having a cross-sectional area of about 0.5 mm 2 .
  • the invention according to claim 9 is the above-described electric wire for automobiles, which is made of stainless steel having an elongation of 30% or more and a tensile strength of 920 MPa or more, and has a diameter of 0.127 mm ⁇ 10%.
  • the invention of this claim is an invention in which the invention of the best mode among the inventions of claims 1 and 4 to 8 is regarded as one invention, and the current nominal sectional area is 0.
  • the electric wire of the present invention having a diameter and weight equivalent to about 22 mm 2 can be used in place of an electric wire for automobiles having a current nominal sectional area of about 0.5 mm 2 .
  • copper wires which have higher electrical conductivity than stainless steel wires but low bending fatigue strength, are spirally brazed to the outer periphery of the core wire, which is a stainless steel wire force.
  • the bending stress generated when the entire body is bent is reduced by the same principle as that of a spring or coil, and the bending fatigue strength is improved as a result of the number of bending resistances. For this reason, the bending characteristic as the whole electric wire for automobiles is excellent.
  • the invention according to claim 10 is the above-described automotive electric wire, characterized in that the core wire portion and the outer peripheral wire portion have different brazing pitches of the strands. It is an electric wire for automobiles.
  • the brazing pitch is different, the copper wire does not drop into the recesses between the stainless steel wires. As a result, the cross-section of the outer peripheral line portion, and thus the circular cross-section of the entire cross-section of the electric wire becomes easier.
  • the copper wire and the stainless steel wire are twisted at about twice the pitch length. Become. At this time, if the brazing direction of the stainless steel wire and the copper wire are different, the stainless steel wire becomes loose during crimping, so that the so-called butting at the top and bottom of the terminal caulking portion is less likely to occur. The later holding power is difficult to decrease.
  • the invention according to claim 11 is the above-described automobile electric wire, wherein the pitch of the brazing of each of the strands is larger for the copper strand than for the stainless strand. It is an electric wire for automobiles.
  • the brazing pitch of stainless steel wire itself is large and is preferable in terms of the surface where the stainless steel wire is easily broken when crimped.
  • the invention according to claim 12 is the above-described automobile electric wire, wherein one of the seven stainless steel wires is made of a material having a higher hardness than the other six at the time of manufacture. It is an electric wire for automobiles characterized in that a thing is selected.
  • the invention according to claim 13 is the above-described automotive electric wire, wherein the core wire portion is less stretched when broken compared to the outer peripheral wire portion. .
  • the core wire portion is the first to break due to excessive elongation, and therefore, the electric wire is energized with only the core wire portion not being broken, and the automobile electric wire is overheated and further ignites. Can be avoided.
  • the invention according to claim 14 is the above-described automotive electric wire, wherein the outer circumferential line portion has an insulating coating having a thickness of 0.33 mm or less. It is an electric wire.
  • the invention according to claim 15 is the above-described automobile electric wire, wherein the thickness of the insulating coating is within a range of 1S 0.2 mm ⁇ 10%.
  • the seven core wires having a predetermined characteristic are provided for the core wire portion having tensile strength. Since it is made of stainless steel wires, all the wires are integrally handled with respect to the bow I tension from the outside, and sufficient tensile strength is maintained. The bending stress generated due to individual bending is small, and as a result, the electric wire for automobiles has very good bending fatigue characteristics.
  • the so-called abutment where the hard core wire comes into direct contact with the terminal during crimping to the terminal is reduced.
  • the core wire portion has a structure composed of seven brazing wires, it is more difficult to cause a butt compared to the case of the core wire portion of a single stainless steel wire.
  • the stainless steel wire at the center of the other stainless steel wire that generates less bending stress and the copper wire located on the outer periphery of the stainless steel wire are also brazed in a spiral shape.
  • the copper wire is brazed to a core wire portion having a high strength stainless steel wire force.
  • the outer surface of the outer peripheral wire portion made only of the copper wire becomes almost smooth due to the compression in the direction of the core wire portion, so that the insulating coating film on the outer periphery can be made thinner and the diameter can be reduced. It is an electric wire for automobiles that is superior in both-sided power and light weight. Furthermore, when the insulation coating is peeled off for connection to the terminals, the outer surface of the copper wire is smooth, so that it is easier to leave the insulation coating in the recesses between the thin wires like a normal multi-core wire.
  • the nominal cross-sectional area of 0. 22 mm 2 wires of the present invention conventional nominal cross-sectional area of 0. 5 mm 2 wires (AVSSHO. 5mm 2) If it is used instead of an automobile sensor or signal circuit, the weight of the engine harness can be reduced by 15% or more.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a cross section of an automobile electric wire according to a first embodiment of the present invention.
  • ⁇ 2] It is a conceptual diagram of a cross section of an automobile electric wire according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 conceptually shows a completed cross section of the automotive electric wire 10 of the present embodiment.
  • 20 is a core wire portion having a total of 7 stainless steel wire forces
  • 21 is a stainless steel wire at the center
  • 22 is a single layer on the outer periphery of the stainless steel wire 21 at the center. It is a stainless steel wire braided in a spiral shape.
  • 30 is an outer peripheral line portion made up of a total of 12 copper wires, and 31 is each copper wire.
  • Reference numeral 40 denotes an insulating coating.
  • the core wire portion 20 is made of six stainless steel wires 22 having the same thickness as the outer periphery of one stainless steel wire 21, which are braided in a single and close spiral manner.
  • the six stainless steel strands 22 on the outer periphery are slightly pressed and slightly stretched, that is, work hardens. Therefore, the central stainless steel strand 21 is slightly hardened in advance. It is used as a material.
  • the diameter of the stainless steel wire is 0.127 mm, and the brazing pitch is 5-30 mm.
  • the cross section of the six stainless steel wires 22 on the outer periphery is not a perfect circle because it is brazed, but it is ignored in the figure because there are few errors. And this is. The same is true for copper wires.
  • the outer peripheral wire portion 30 is formed by twelve copper wires 31 having the same thickness as the stainless steel wires on the outer periphery of the core wire portion 20 in a single and close contact with each other in a spiral shape.
  • the brazing direction is the same as that of the stainless steel wire, and the brazing pitch is the same or more, so that the copper wire is formed in the recess between the stainless steel wires 22 on the outer peripheral surface of the core wire portion 20.
  • Line 31 is prevented from falling. Accordingly, each copper wire 31 is braided in a spiral shape along the outer edge line of the stainless steel wire 22 on the outer peripheral side of the core wire portion 20.
  • Insulation coating 40 contains 140 to 200 parts by weight of magnesium hydroxide as a flame retardant with respect to 100 parts by weight of olefin-based polymer, and the outer periphery of copper wire 31 has a thickness of 0.3 mm. Cover to cover with.
  • the insulating material examples include polyethylene and polypropylene.
  • the coating material the above-mentioned non-norogen is preferable, but an olefin-based polymer using a PVC coating or a non-flame retardant can also be used.
  • a bending fracture test of the electric wire having the above structure was performed.
  • the test was performed at a speed of 90 times / minute, bending 90 degrees to the left and right, with one reciprocation being one time. After that, every 500 times, it was inspected whether the deviation of the stainless steel wire or the copper wire was broken.
  • test results showed that there were no abnormalities up to 2500 times, and 2 copper wires were broken at 3000 times. In addition, 11 copper wires were broken at 3,500 times. All strands broken after 4000 times It was confirmed that it had sufficient bending fatigue strength.
  • the strength of the harness assembly for automobiles is the strictest in the strength of the crimped part.
  • the nominal cross-sectional area of 0. 5 mm 2 is not smaller than 70N.
  • the strength generally drops to 70%, so a minimum tensile strength of 100N is required.
  • the automotive electric wire of the present embodiment has a conductor strength of 111 N (breaking strength is 129 N). Therefore, it satisfies the requirements sufficiently.
  • the outer diameter is 1. 14mm.
  • the weight is 3. lgZm, and it has been reduced in diameter and weight while maintaining sufficient strength.
  • a conventional automobile wire with a nominal cross-sectional area of 0.5 mm 2 is a bundle of 19 copper wires with an outer diameter of 0.19 mm.
  • This wire has a tensile breaking load of 140 N or more, and in the bending test, it was not broken up to 1000 times, and 11 wires were broken at 1500 times. For this reason, the embodiment of the present invention is not inferior in terms of mechanical strength.
  • the outer diameter of the wire is 1.6 mm and the weight is 7. lg / mm.
  • This wire had a thin outer diameter of 0.95 mm, and its tensile breaking load was as low as 65 N.
  • An automobile electric wire was manufactured by spirally braiding six copper wires with an outer diameter of 0.203 mm on the outer periphery of a stainless steel wire with an outer diameter of 0.23 mm.
  • the tensile strength was 76N and it was strong. Also, the bending fatigue strength was low compared to the embodiment of the present invention.
  • Cross-sectional area of stainless steel wire Full cross-section of metal part including copper wire The reason is that the ratio to the product is as low as 14%.
  • An automobile electric wire was manufactured by winding eight copper strands with an outer diameter of 0.175 mm around the outer periphery of a stainless steel strand with an outer diameter of 0.280 mm.
  • the tensile strength was about 110N, which met the requirements. It seems that the cross-sectional area of the stainless steel wire accounts for about 24% of the total cross-sectional area of the metal part including the copper wire. However, since the diameter of the stainless steel wire was large, the bending fatigue strength was reduced. In addition, in the connection test to the terminal, a so-called bottom protrusion occurred in which the stainless steel wire directly contacted the terminal.
  • Fig. 2 shows a state after compression of the outer peripheral line portion of the electric wire shown in Fig. 1.
  • 32 is a copper wire after deformation and integration by pressing, that is, a copper wire constituting the outer peripheral wire portion.
  • the copper wire is pure copper with a tensile breaking strength of 230 MPa and is a soft material. For this reason, the entire cross section of the 12 copper strands in the outer peripheral wire portion is easily formed into a pipe-like shape by compression in the core wire direction from the outside using a die.
  • stainless steel is harder (high Young's modulus) than pure copper or electrolytic copper. For this reason, unlike the copper wire 32, the stainless steel wire 21 extends slightly in the line direction when pressed to force it through the pores of the die, but the cross-sectional shape does not change significantly. On the other hand, the close contact with the copper wire 32 and the close contact with the other stainless steel wire 31 are appropriately performed.
  • the thickness of the insulating coating is set to 0.2 mm, so as to further reduce the diameter and weight.

Landscapes

  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

　伸びが３０％以上、引張強度が９２０ＭＰａ以上のステンレス製で、直径が０．１２７ｍｍ±１０％の範囲内で全て同じ直径の素線を、１本の素線の周囲に他の６本の素線を螺旋状に巻付けてなる芯線部と、引張強度が２２０ＭＰａ以上の銅製で、直径が０．１２７ｍｍ±１０％の範囲内で全て同じ直径の素線を１２本、相互に密着して前記芯線部の周囲に１重かつ螺旋状に巻付けてなる外周線部とを有していることを特徴とし、現在の自動車用電線に比べて、軽量で細径かつ充分な引張り強度と良好な屈曲特性を有する自動車用電線を提供する。

Description

明 細 書
自動車用電線
技術分野
[0001] 本発明は自動車用電線に関し、特に、ステンレス製素線力 なる芯線部と、銅製素 線からなる外周線部とを有する構造とした自動車用電線に関する。
背景技術
[0002] 自動車の電装品の電気的接続等のために用いられる内部配線 (ワイヤハーネス） 用の電線は、細径であり、かつ電気抵抗が少なぐ耐食性や端子との接触性も良好 であるだけでなぐ機械的特性が優れていること、即ち充分な引張り強度と良好な屈 曲特性を有していることが要求される。そこで、単に耐食性と機械的性質が良好なス テンレスの細線と、導電性が良好な銅の細線とを多数束ねてなる多芯線とするだけ でなぐステンレスの細線を複数本束ねて芯線部を形成し、その周囲に多数の銅の 細線を配置したり、さらにはステンレス製の細線と銅製の細線の断面積の比率を所定 の範囲内にしたりする等の様々な発明がなされている（特許文献 1)。
特許文献 1 :特開平 9 147631号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、近年の技術の進歩と競争の激ィ匕の下で、自動車用電線に要求され る細径化、導電性、引張強度、屈曲特性等への水準あるいは要望は、益々厳しくな つてきている。特に、近年の電子化の進展の下、乗用車、トラック、単車等自動車用 電線の細径ィ匕への要求は非常に厳しくなつて 、る。
[0004] このため、現在用いられている自動車用電線を、より軽量、細径のもので置き換える ことが必要とされている。しかしながら、端子への接続作業時に加わる外力あるいは 作業性、使用時に加わる振動等を考慮すると、引張強さや屈曲特性は、細径化して も現在用いられて ヽる自動車用電線と同等あるいはそれ以上必要とされ、たとえ細径 化されたために一部劣る面があるとしても大きな遜色があってはならな 、とされて!/、る また、公称断面積や公称径が同じであるならば、導電性は同等以上であり、引張り 強度や屈曲特性は一層優れ、し力もより軽量な電線が要求されて 、る。
[0005] また、多芯線の場合、その外周面に凹凸が生じ、このため絶縁被覆は厚くなりがち である。さらに、端子との接続のため工具で絶縁被覆を剥すときに、多芯線の外周面 の凹凸で形成された凹み内に線状の絶縁被覆が残らな 、ようにするためにはある程 度絶縁被覆を厚くする必要がある。特に、難燃剤を含む絶縁被覆の場合にそうであ る。
このため、導電部の外周面に凹凸等がなぐ絶縁被覆は薄ぐその分直径が細く軽 量であり、し力も低コストの電線が望まれていた。
以上のほか、通電による加熱を防止するため、急な外力が作用したときには、電気 抵抗の大き ヽステンレス線が先に断線することと ヽぅ要望もある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明は、以上の要望を充たすためなされたものであり、所定の特性を有する 7本 のステンレス製の細線 (以下、「ステンレス製素線」と記載する）を密着させた芯線の 周囲に、所定の特性を有する銅製の細線 (以下、「銅製素線」と記載する)を密着させ て、 12本螺旋状に巻き付けた自動車用電線である。
また、ステンレス製素線と銅製素線の断面積 (直径）にも工夫を凝らしたものである。 さらに、ステンレス製素線力 なる芯線部の外周に銅製素線を 1重かつ相互に密着 して配置した状態で電線全体を外から中心方向に圧縮 (押圧)し、 12本の銅製素線 全体の断面形状をパイプ状にし、併せて細径ィ匕したものである。またこれに伴い外周 線部の表面の凹凸が無くなるため、絶縁被覆を薄くしたものである。
以下、各請求項の発明について説明する。
[0007] 請求項 1に記載の発明は、伸びが 30%以上、引張強度が 920MPa以上のステン レス製で、直径が 0. 127mm± 10%の範囲内の素線を 7本密着してなる芯線部と、 引張強度が 220MPa以上の銅製で、直径が 0. 127mmの 10%〜+ 15%の範 囲内でありかつ同じ直径の素線を 12本、相互に密着して前記芯線部の周囲に 1重 に螺旋状に卷付けてなる外周線部とを有して 、ることを特徴とする自動車用電線で ある。 [0008] 本請求項の発明では、伸びが大きく強度の高いステンレス製素線力もなる芯線部 が主に引張力を受持ち、純銅や電気銅等の導電性が良好な銅製素線カゝらなる外周 線部が主に導電性を受持ち、 V、ずれの性質も優れたものとなる。
そして、ステンレス製素線および銅製素線は各々、伸び、引張強度、直径、本数に ついて適切に定められているため、導電性、引張強さ、屈曲特性に優れかつ細径で 軽量となる。
また、銅とステンレス力 なるため、耐食性に優れる。
また、銅製素線はステンレス製の芯線部の外周に螺旋状に卷付いているため、ば ねやコイルと同じく屈曲時に発生する応力が小さくなるため、屈曲特性が優れたもの となる。
さらに、激しく繰返される振動時に発生する応力もステンレス製素線が受け持つの で耐振動性も優れたものとなる。
また、銅製素線のみが外周にあるため、端子との接触性が優れたものとなる。
なお、ステンレス製素線の (破断)伸びと引張 (破断)強度は、いずれも大きいほど 好ましいが、相互に相容れない面があり（引張強度が大なら、伸びは小さくなる）、コ ストとの兼ね合いもあるため、伸びは 30%以上、引張強度は 920MPa以上としたも のであり、引張強度は 930MPa以上あるのが好ましぐ 940MPa以上あるのがより好 ましい。具体的には、高張力ステンレス鋼の細線である。
[0009] 請求項 2に記載の発明は、伸びが 30%以上、引張強度が 920MPa以上のステン レス製で、直径が 0. 127mm± 10%の範囲内の素線を 7本密着してなる芯線部と、 引張強度が 220MPa以上の銅製で、直径が 0. 127mmの 10%〜+ 15%の範 囲内である線材相当の断面積を有しかつ同じ断面積の素線を 12本、相互に密着し て前記芯線部の周隨こ 1重に螺旋状に卷付け、さらに銅製素線全体の断面形状が、 パイプ状に形成されてなる外周線部とを有していることを特徴とする自動車用電線で ある。
[0010] 本請求項の発明は、請求項 1の発明の外周線部の銅製素線全体の断面形状をパ イブ状にしたものであり、自動車用電線の一層の細径ィ匕が達成される。
また、外周線部の外周面は凹凸が少なくなるため、現場作業で絶縁被覆を剥したと きに外周線部の凹部内に糸状に絶縁被覆が取残されないようにするために絶縁被 覆の厚さを 0. 3mm以上にする必要がなくなる。この結果、絶縁被覆を薄くしえるの で、その分一層軽量、細径とすることが可能になる。
[0011] 請求項 3に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記外周線部を構成す る銅製素線全体の断面形状の形成が、外部から前記芯線部の方向への圧縮による ことを特徴とする自動車用電線である。
[0012] 本請求項の発明では、前記 12本の銅製素線全体の断面形状の形成が、 12本の 銅製素線全体を一度に外部力 前記芯線部方向へ圧縮 (押圧)されることによりなさ れるため、予め成形した銅製素線を卷付ける等の成形と異なり、より緊密で整然とし た断面の形状になる。
[0013] 請求項 4に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、
前記芯線部は、中心にある 1本のステンレス製素線の周囲に、他の 6本の同じ直径 のステンレス製素線が螺旋状に卷付けられてなることを特徴とする自動車用電線で ある。
[0014] 本請求項の発明では、一番中心にあるステンレス製素線は電線全体が屈曲したと きに発生する曲げ応力がもともと小さく、周囲にあるステンレス製素線は螺旋状に卷 付けられているため、ばねやコイルと同じ原理で曲げ応力が小さくなり、このため芯線 部の屈曲特性に優れる。
また、外部からの引張力は、全てのステンレス製素線に一体的に作用する構造であ るため、引張強度も向上する。
また、芯線が 1本の線の場合には、端子への圧着時に硬い芯線が端子に直接接触 するいわゆる突き当りが生じる恐れがあるが、 7本の卷付け線力 なる芯線部とされて おり、芯線部の断面積が同じであっても実質的には太くなり、し力も外周の銅製素線 は相互に密着して配置されているため、その恐れは少なぐひいては端子との電気 的接触が良好になる。
さらにまた、ステンレス製素線の本数と配置の関係で、芯線部の断面はほぼ円形に なるので、外周に銅製素線を卷付けることが容易になる。
[0015] 請求項 5に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記芯線部は、 7本とも 同じ直径のステンレス製素線力もなることを特徴とする自動車用電線である。
[0016] 本請求項の発明では、ステンレス製素線が同じ直径であるため、卷付け本数が 6本 であることとあいまって卷付けにスペース状の無理が生ぜず、作業が容易となり、また 材料の手配や管理も容易になる。
[0017] 請求項 6に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記ステンレス製素線 は全てまたは中心にある 1本を除く他の 6本が、前記銅製素線に比べて直径が小さ
V、ことを特徴とする自動車用電線である。
[0018] 本請求項の発明では、ステンレス製素線の直径が銅製素線の直径と同じ場合に比 ベて、ステンレス製素線の合計断面積の銅製素線の合計断面積に対する比率が小 さくなるので、要求される引張強度を充たしつつより細径あるいはより良好な導電性を 有する自動車用電線となる。
[0019] 請求項 7に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記ステンレス製素線 の断面積の合計を Aとし、前記銅製素線の断面積の合計を Bとしたとき、 20%≤{A
/ (A+B) }≤ 40%であることを特徴とする自動車用電線である。
[0020] 本請求項の発明では、弓 I張強度や屈曲特性と導電性のバランスがより優れた自動 車用電線となる。
[0021] 請求項 8に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記外周線部の合計断 面積が、 0. 14mm2〜0. 19mm2の範囲内であることを特徴とする自動車用電線で ある。
[0022] 本請求項の発明では、現在の公称断面積が 0. 22mm2程度の自動車用電線とし て引張強度や屈曲特性と導電性のバランスが優れたものを提供し得、さらに現在の 公称断面積 0. 5mm2程度の自動車用電線に代えて使用することも可能となる。
[0023] 請求項 9に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、伸びが 30%以上、引張 強度が 920MPa以上のステンレス製で、直径が 0. 127mm± 10%の範囲内で全て 同じ直径の素線を、 1本の素線の周囲に他の 6本の素線を螺旋状に卷付けてなる芯 線部と、
引張強度が 220MPa以上の銅製で、直径が 0. 127mm± 10%の範囲内で全て 同じ直径の素線を 12本、相互に密着して前記芯線部の周囲に 1重かつ螺旋状に卷 付けてなる外周線部とを有して 、ることを特徴とする自動車用電線である。
[0024] 本請求項の発明は、前記請求項 1および請求項 4から請求項 8の発明の内、最良 の形態の発明を 1の発明として捉えた発明であり、現在の公称断面積が 0. 22mm2 程度に相当する直径と重量の本発明の電線を、現在の公称断面積が 0. 5mm2程度 の自動車用電線に代えて使用可能になる。
また、導電性が良好な銅製素線のみが外周にあるので、端子との電気的接触性が すぐれたものとなる。
また、ステンレス製素線に比べて電気伝導度は高いが曲げ疲労強度が低い銅製素 線は、ステンレス製素線力 なる芯線部の外周側に螺旋状に卷付けられているため、 自動車用電線全体が屈曲した際に発生する曲げ応力がばねやコイルと同じ原理で 小さくなり、耐屈曲回数が結果的に曲げ疲労強度が向上する。このため、自動車用 電線全体としての屈曲特性が優れたものになる。
[0025] 請求項 10に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記芯線部と前記外 周線部とは、各素線の卷付けのピッチが異なっていることを特徴とする自動車用電線 である。
[0026] 本請求項の発明では、卷付けのピッチが異なって 、るので、ステンレス製素線間の 凹部に銅製素線が落込むことがない。結果的に、外周線部の断面、ひいては電線全 体の断面の円形ィ匕が一層容易になる。
なお、この場合、ステンレス製素線をあるピッチ長さで下撚り（卷付ける）後、銅製素 線とステンレス製素線 (2回目）をその倍程度のピッチ長さで撚つたりすることとなる。 なおこの際、ステンレス製素線と銅製素線の卷付け方向が異なっておれば圧着時に ステンレス製素線がバラケゃすくなり、端子加締め部の上下でのいわゆる突き当りが 発生し難くなり、圧着後の保持力が低下し難くなる。
[0027] 請求項 11に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記各素線の卷付け のピッチは、銅製素線の方がステンレス製素線よりも大きいことを特徴とする自動車 用電線である。
[0028] 本請求項の発明では、銅製素線は過度の卷付けがなされな 、ため、電気抵抗が増 カロすることがなくなる。 また、芯線部の外表面のステンレス素線間の凹部への銅製素線の落込みもなくな るため、卷付けも容易になる。
なお、ステンレス製素線の卷付けピッチそのものは、圧着時にステンレス素線がバラ ケやすくなる面からは大き 、方が好ま U、。
[0029] 請求項 12に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記 7本のステンレス 製素線のうち、製造時に中心の 1本は他の 6本よりも硬度が高い材質のものが選択さ れて 、ることを特徴とする自動車用電線である。
[0030] 本請求項の発明では、外周部の 6本のステンレス製素線は、卷付けにより加工硬化 するため、自動車用電線としての完成時には、全ステンレス製素線の特性が一致す ることとなる。
[0031] 請求項 13に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記芯線部は、前記 外周線部に比較して破断に際して伸びが少ないことを特徴とする自動車用電線であ る。
[0032] 本請求項の発明では、過度の伸びによる破断は芯線部が先であり、このため芯線 部のみ破断しない状態で通電がなされて自動車用電線が過熱する、さらには発火す るという事態が避けられる。
[0033] 請求項 14に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記外周線部の外周 に、厚さ 0. 33mm以下の絶縁被覆を有していることを特徴とする自動車用電線であ る。
[0034] 本請求項の発明は、絶縁被覆内に難燃剤が添加されて 、ても、現場工事で絶縁 被覆を剥した際に、絶縁被覆の一部が外周線部に糸状に取り残されることがなぐか つ薄いため、作業性が良好で、さらに軽量かつ細径の自動車用電線になる。
[0035] 請求項 15に記載の発明は、前記の自動車用電線であって、前記絶縁被覆の厚さ 1S 0. 2mm± 10%の範囲内であることを特徴とする自動車用電線である。
[0036] 本請求項の発明は、絶縁被覆が一層薄いため、より一層軽量かつ細径の自動車 用電線になる。
発明の効果
[0037] 本発明においては、引張り強度を受持つ芯線部を所定の特性を有する 7本の細い ステンレス製素線で形成して 、るため、外部からの弓 I張力に対しては全素線が一体 的に受持つこととなり充分な引張り強度が保持され、曲げに対しては各素線が個々 に曲がるため発生する曲げ応力は小さぐこの結果小さな外力で曲がりやすぐしか も極めて良好な曲げ疲労特性を有する自動車用電線となる。
また、外周の銅製素線は相互に密着してし力も卷付けて配置されているため、端子 への圧着時に硬い芯線が端子に直接接触するいわゆる突き当たり発生の恐れが少 なくなる。
[0038] また、芯線部を 7本の卷付け線からなる構造とすると、 1本のステンレス製素線の芯 線部の場合に比べて一層突き当りが生じ難くなる。
また、外周部には導電性が良好な銅製の素線のみが配置されているため、この面 からも端子との接触性が優れた自動車用電線となる。
また、中心のステンレス製素線は発生する曲げ応力が小さぐ他のステンレス製素 線とさらにその外周に位置する銅製素線は 、ずれも螺旋状に卷付けられて 、るため
、曲げで発生する応力も小さくなり、このため小さな力で大きく屈曲するだけでなぐ 屈曲疲労強度も上昇する。
[0039] また、銅製素線は、強度の大きなステンレス製素線力 なる芯線部に卷付けられて
V、るため、激 、振動に繰返し曝されても破断する恐れがな!、。
[0040] また、芯線部方向への圧縮により、銅製の素線のみからなる外周線部の外表面は ほぼ平滑となるため、その外周の絶縁被覆膜を薄くすることができ、細径化と軽量ィ匕 の両面力も一層優れた自動車用電線となる。さらに、端子に接続するため絶縁被覆 を剥がす際に、銅線の外表面は平滑であるため、通常の多芯線のごとく細線間の窪 み内に絶縁被覆が残ることがなぐ作業が楽になる。
[0041] さらに、具体的な効果の 1例を挙げるならば、本発明の公称断面積が 0. 22mm2の 電線を、従来の公称断面積が 0. 5mm2の電線 (AVSSHO. 5mm2)に代えて自動車 のセンサー、信号回路に使用すると、エンジンハーネス重量は 15パーセント以上の 軽量ィ匕が可能になる。
図面の簡単な説明
[0042] [図 1]本発明の第 1の実施の形態の自動車用電線の断面の概念図である。 圆 2]本発明の第 2の実施の形態の自動車用電線の断面の概念図である。
符号の説明
[0043] 10 本発明の自動車用電線
20 芯線部
21 中心のステンレス製素線
22 外周に卷付けられたステンレス製素線
30 外周線部
31 銅線素線 (圧縮後）
32 銅製の細線 (圧縮前）
40 絶縁被覆
発明を実施するための最良の形態
[0044] 以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以 下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内にお いて、以下の実施の形態に対して種々の変更をカ卩えることが可能である。
[0045] (第 1の実施の形態）
(全体構成）
先ず、本実施の形態の自動車用電線の要部の全体構成を説明する。 図 1に、本実施の形態の自動車用電線 10の完成状態の横断面を概念的に示す。 図 1において、 20は合計 7本のステンレス製素線力もなる芯線部であり、 21はその中 心にあるステンレス製素線であり、 22はこの中心のステンレス製素線 21の外周に 1重 かつ螺旋状に卷付けられたステンレス製素線である。また、 30は合計 12本の銅製素 線からなる外周線部であり、 31は各銅製素線である。また、 40は絶縁被覆である。
[0046] (芯線部）
芯線部 20は、 1本のステンレス製素線 21の外周に、それと同じ太さの 6本のステン レス製素線 22が 1重かつ密接して螺旋状に卷付けたものである。なおここに、卷付け の際、外周の 6本のステンレス製素線 22は多少押圧され、少し伸びる、即ち加工硬 化するため、これに合わせて中心のステンレス製素線 21は予め多少硬めの材料とし ている。 また、ステンレス製素線の直径は 0. 127mmであり、さらに卷付けのピッチは 5〜30 mmとしている。
なお、外周の 6本のステンレス製素線 22の断面は、卷付けているため厳密には真 円ではないが、誤差が少ないため図ではそれを無視している。そしてこのことは。銅 製素線にっ ヽても同じである。
[0047] (外周線部）
外周線部 30は、芯線部 20の外周にステンレス製素線と同じ太さの 12本の銅製素 線 31を、これまた 1重かつ密接して螺旋状に卷付けたものである。なおここに、卷付 けの方向はステンレス製素線と同じであり、卷付けのピッチは同じかそれ以上とし、こ れにより芯線部 20の外周面のステンレス素線 22間の凹部に銅製素線 31が落込む のを防いでいる。従って、各銅製素線 31は、芯線部 20の外周側のステンレス製素線 22の外縁線に沿って螺旋状に卷付けられることとなる。
[0048] (絶縁被覆）
絶縁被覆 40は、ォレフィン系ポリマー 100重量部に対して、難燃剤として水酸化マ グネシゥムを 140〜200重量部含ませたものであり、銅製素線 31の外周部を 0. 3m mの厚さで覆うように被覆して 、る。
具体的な絶縁材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。 なお、被覆材料としては前記のノンノヽロゲンのものが好ましいが、 PVC被覆やノヽロ ゲン系難燃剤を用いたォレフィン系ポリマーを用いることもできる。
[0049] (試験結果）
(曲げ疲労試験結果）
以上の構造の電線の屈曲破断試験を行った。試験方法は、 20°Cの恒温槽内にお いて、電線の下端に重さ 250gの分銅を吊るし、 R= 6mmのマンドレル（円筒）で電線 を軽く挟み込み、マンドレルの外周部に沿って電線を左右に 90度ずつ屈曲させ、 1 往復を 1回として 90回/分の速度で試験を行った。その上で、 500回ごとに、ステン レス製素線または銅製素線の 、ずれかが破断して 、るか否かを検査した。
試験結果は、 2500回までは異常がなぐ 3000回では銅製素線が 2本破断してい た。さらに、 3500回では銅製素線が 11本破断していた。 4000回で全ての素線が破 断していたが、充分な曲げ疲労強度を有していることが確認できた。
[0050] (引張試験結果）
自動車用のハーネス組立の強度（引張破断強度)規定は、圧着部強度が最も厳し い。そして、公称断面積が 0. 5mm2の場合には、 70N以上とされる。ところで、端子 圧着では、一般的に強度は 70%に低下するため、最低 100Nの引張強度が必要と なる。
本実施の形態の自動車用電線は、引張り試験の結果、導体強度は 111N (破断強 度は 129N)であった。従って、充分要求を充たす。
[0051] (外径と重量）
外径は、 1. 14mmである。
重量は、 3. lgZmであり、充分な強度を保持しながら細径化、軽量化を達成して いる。
[0052] (比較例 1)
従来の公称断面積が 0. 5mm2の自動車用電線は、外径 0. 19mmの銅線を 19本 束ねたものである。
この電線は、引張破断加重は 140N以上あり、また屈曲試験では 1000回までは破 断せず、 1500回では 11本が破断した。このため、機械的強度の面からは、本発明 の実施例に遜色はない。しかしながら、電線の外径は 1. 6mmもあり、重量は 7. lg / mmである。
[0053] (比較例 2)
外径 0. 215mmの純銅製素線を、 1本の素線の外周に 6本を卷付け、圧縮にて一 体化し、さら〖こ厚さ 0. 2mmの絶縁材を被覆した電線を試作した。
この、電線は、外径こそ 0. 95mmと細かった力 引張破断加重は 65Nと低カゝつた。
[0054] (比較例 3)
外径 0. 203mmのステンレス製素線の外周に、同じく外径 0. 203mmの銅製素線 を 6本螺旋状に卷付けた自動車用電線を製作した。
引張強度が 76Nし力な力つた。また、曲げ疲労強度も、本発明の実施の形態に比 較して低力つた。ステンレス製素線の断面積力 銅製素線を含めた金属部の全断面 積に対して占める比率が 14%と低いのが原因と判断される。
[0055] (比較例 4)
外径 0. 280mmのステンレス製素線の外周に、同じく外径 0. 175mmの銅製素線 を 8本巻きつけた自動車用電線を製作した。
引張強度は、 110N程度はあり、要求を充たした。ステンレス製素線の断面積が、 銅製素線を含めた金属部の全断面積に対して占める比率が 24%程度あるからと思 われる。しかし、ステンレス製素線の直径が大きいため、曲げ疲労強度が低下した。 さらに、端子への接続試験では、ステンレス製素線が直接端子に接触する、いわゆ る底突きが発生した。
[0056] (第 2の実施の形態）
本実施の形態は、銅製素線を圧縮 (押圧）により一体ィ匕したものである。 図 2に、図 1に示す電線の外周線部の圧縮後の状態を示す。本図において、 32は 押圧による変形、一体化後の銅製素線、即ち外周線部を構成する銅製素線である。 銅製素線は、引張破断強度 230MPaの純銅であり、柔らかい材質である。このため 、ダイスを使用しての外部からの芯線方向への圧縮により、外周線部の 12本の銅製 素線は、容易に全体の断面がパイプ状の形状にされる。
一方、純銅や電気銅に比較して、ステンレスはずつと硬い (ヤング率が大きい)。こ のため、強制的にダイスの細孔を通過させる押圧時に、銅製素線 32と異なり、ステン レス製素線 21は線方向に多少伸びはするものの、断面の形状は大きくは変化しない 。この一方で、銅製素線 32との密着および他のステンレス製素線 31との密着は適度 になされることとなる。
なお、本実施の形態では、外周線部にほとんど凹凸がないため、図示はしていない が絶縁被覆の厚さを 0. 2mmとし、一層の細径ィ匕と軽量ィ匕を図っている。
(その他の実施の形態）
銅製素線およびステンレス製素線とも、それらの直径が 0. 114mmの自動車用電 線およびそれらの直径が 0. 140mmの自動車用電線をも製造した。いずれも、優れ た引張強度と屈曲特性を示したが、特に前者は屈曲特性に、後者は引張り強度に優 れていた。
tZ£U/900Zdr/∑Jd £1 S^CSTO/.OOZ OAV

Claims

請求の範囲
[1] 伸びが 30%以上、引張強度が 920MPa以上のステンレス製で、直径が 0. 127m m士 10%の範囲内の素線を 7本密着してなる芯線部と、
引張強度が 220MPa以上の銅製で、直径が 0. 127mmの 10%〜+ 15%の範 囲内でありかつ同じ直径の素線を 12本、相互に密着して前記芯線部の周囲に 1重 に螺旋状に卷付けてなる外周線部とを有して ヽることを特徴とする自動車用電線。
[2] 伸びが 30%以上、引張強度が 920MPa以上のステンレス製で、直径が 0. 127m m士 10%の範囲内の素線を 7本密着してなる芯線部と、
引張強度が 220MPa以上の銅製で、直径が 0. 127mmの 10%〜+ 15%の範囲 内である線材相当の断面積を有しかつ同じ断面積の素線を 12本、相互に密着して 前記芯線部の周隨こ 1重に螺旋状に卷付け、さらに銅製素線全体の断面形状が、 パイプ状に形成されてなる外周線部とを有していることを特徴とする自動車用電線。
[3] 前記外周線部を構成する銅製素線全体の断面形状の形成が、外部から前記芯線 部の方向への圧縮によることを特徴とする請求項 2に記載の自動車用電線。
[4] 前記芯線部は、中心にある 1本のステンレス製素線の周囲に、他の 6本の同じ直径 のステンレス製素線が螺旋状に卷付けられてなることを特徴とする請求項 1ないし請 求項 3のいずれか〖こ記載の自動車用電線。
[5] 前記芯線部は、 7本とも同じ直径のステンレス製素線力 なることを特徴とする請求 項 1な 、し請求項 4の 、ずれかに記載の自動車用電線。
[6] 前記ステンレス製素線は全てまたは中心にある 1本を除く他の 6本が、前記銅製素 線に比べて直径が小さ 、ことを特徴とする請求項 1な 、し請求項 5の 、ずれかに記 載の自動車用電線。
[7] 前記ステンレス製素線の断面積の合計を Aとし、前記銅製素線の断面積の合計を Bとしたとき、 20%≤{A/ (A+B) }≤ 40%であることを特徴とする請求項 1ないし請 求項 6のいずれか〖こ記載の自動車用電線。
[8] 前記外周線部の合計断面積が、 0. 14mm2〜0. 19mm2の範囲内であることを特 徴とする請求項 1ないし請求項 7のいずれかに記載の自動車用電線。
[9] 伸びが 30%以上、引張強度が 920MPa以上のステンレス製で、直径が 0. 127m m± 10%の範囲内で全て同じ直径の素線を、 1本の素線の周囲に他の 6本の素線 を螺旋状に卷付けてなる芯線部と、
引張強度が 220MPa以上の銅製で、直径が 0. 127mm± 10%の範囲内で全て 同じ直径の素線を 12本、相互に密着して前記芯線部の周囲に 1重かつ螺旋状に卷 付けてなる外周線部とを有して ヽることを特徴とする自動車用電線。
[10] 前記芯線部と前記外周線部とは、各素線の卷付けのピッチが異なっていることを特 徴とする請求項 4な 、し請求項 9の 、ずれかに記載の自動車用電線。
[11] 前記各素線の卷付けのピッチは、銅製素線の方がステンレス製素線よりも大き 、こ とを特徴とする請求項 10に記載の自動車用電線。
[12] 前記 7本のステンレス製素線のうち、製造時に中心の 1本は他の 6本よりも硬度が高
V、材質のものが選択されて 、ることを特徴とする請求項 4な 、し請求項 11の 、ずれ かに記載の自動車用電線。
[13] 前記芯線部は、前記外周線部に比較して破断に際して伸びが少ないことを特徴と する請求項 1な 、し請求項 12の 、ずれかに記載の自動車用電線。
[14] 前記外周線部の外周に、厚さ 0. 33mm以下の絶縁被覆を有していることを特徴と する請求項 1な 、し請求項 13の 、ずれかに記載の自動車用電線。
[15] 前記絶縁被覆の厚さが、 0. 2mm± 10%であることを特徴とする請求項 14に記載 の自動車用電線。
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