(57)【要約】【課題】従来の銅線やＣＰ線に比べて軽量かつ安価であり、車両の軽量化ひいては低燃費化に貢献できるとともに、屈曲性、引張強度にも優れ、近年のハーネス配線の複雑化・細線化にも適応できる銅被覆アルミニウム複合素線よりなる自動車用電線の導体を提供せんとする。【解決手段】マグネシウム含有量２．２〜５．６重量％のアルミニウム−マグネシウム系合金からなる心材３と、銅又は銅合金からなり前記心材３の外側に積層される中間層４と、ニッケル又はニッケル合金からなり前記中間層４の外側に被覆される補強層２とより構成され、全体の線径は１．５ｍｍ以下であり、全体断面積あたりの補強層２の面積比率を３〜１０％とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金からなる心材と、銅又は銅合金からなり前記心材の外側に積層される中間層と、ニッケル又はニッケル合金からなり前記中間層の外側に被覆される補強層とより構成され、全体の線径を１．５ｍｍ以下とした銅被覆アルミニウム複合素線であって、前記アルミニウム合金をマグネシウム含有量２．２〜５．６重量％のアルミニウム−マグネシウム系合金とし、前記補強層の面積比率を全体断面積あたりの面積比で３〜１０％としたことを特徴とする銅被覆アルミニウム複合素線よりなる自動車用電線の導体。
【請求項２】
前記銅被覆アルミニウム複合素線が、前記心材の外側に銅又は銅合金からなる中間層を接合してクラッド材を構成し、当該心材及び中間層よりなるクラッド材の外側に前記補強層を形成してなる請求項１記載の自動車用電線の導体。
【請求項３】
前記銅被覆アルミニウム複合素線が、前記心材の外側に銅又は銅合金めっきを施すことにより前記中間層を形成し、さらに該中間層の外側に前記補強層を形成してなる請求項１記載の自動車用電線の導体。
【請求項４】
銅被覆アルミニウム複合素線を複数撚り合わせて形成した撚線よりなる請求項１〜３の何れか１項に記載の自動車用電線の導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅被覆アルミニウム複合素線よりなる自動車用電線の導体に係わり、より詳しくは、屈曲性や引張強度にも優れ、配線の複雑化・細線化に対応できる自動車用電線の導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車においては、従来からの低コスト化の要求に加え、近年の環境問題より低燃費化を進めるべく車両の軽量化が図られており、従来からワイヤーハーネスなどの自動車用導体についても、軽量かつ安価なアルミニウム線や、アルミニウムを芯材として周囲に銅を被覆した銅被覆アルミニウム複合線の可能性が検討されている。しかしながら、アルミニウムは軽量化・低コスト化が図れるものの、接続性や半田付け性が悪く、強度、特に引張強度が銅に比べて著しく劣っており、さらには耐熱・耐腐食性の問題もあった。
【０００３】
これに対し、銅被覆アルミニウム複合線の外周にさらにニッケルメッキを施したものとして、例えば、アルミニウム合金からなる芯材の外側に、青化銅浴により厚さ１μｍの銅からなるストライク層を形成し、銅ストライク層の外側に、厚さ３μｍのニッケルメッキ層を施した銅被覆アルミニウム複合線が開示されている（特許文献１参照）。このようなニッケルメッキを施したものでは、導体接続時の接触抵抗の低下、半田付け性の向上、強度アップ等を図ることが可能となる。
【０００４】
一方、近年の自動車の配線構造においては、エンジンの低燃費化やハイブリッド等の高機能化、ドライバーの運転をサポートするための各種センサーの増加などワイヤーハーネスの量が飛躍的に増加しており、その配線構造も複雑化・細線化し、各導体にかかる負担も増大していることから、とくに屈曲性や引張強度などの更なる向上が課題とされているが、上記の軽量な銅被覆アルミニウム複合線ではとくに強度が十分でなく、更なる改良が求められている。実際には、自動車用電線の導体としては屈曲性、引張強度に優れるＣＰ線が用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−１０８１０７号公報
【特許文献２】特許第４０４１９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、従来の銅線やＣＰ線に比べて軽量かつ安価であり、車両の軽量化ひいては低燃費化に貢献できるとともに、屈曲性、引張強度にも優れ、近年のハーネス配線の複雑化・細線化にも適応できる銅被覆アルミニウム複合素線よりなる自動車用電線の導体を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の課題解決のために、アルミニウム合金からなる心材と、銅又は銅合金からなり前記心材の外側に積層される中間層と、ニッケル又はニッケル合金からなり前記中間層の外側に被覆される補強層とより構成され、全体の線径を１．５ｍｍ以下とした銅被覆アルミニウム複合素線であって、前記アルミニウム合金をマグネシウム含有量２．２〜５．６重量％のアルミニウム−マグネシウム系合金とし、前記補強層の面積比率を全体断面積あたりの面積比で３〜１０％としたことを特徴とする銅被覆アルミニウム複合素線よりなる自動車用電線の導体を構成した（請求項１）。
【０００８】
具体的には、前記銅被覆アルミニウム複合素線が、前記心材の外側に銅又は銅合金からなる中間層を接合してクラッド材を構成し、当該心材及び中間層よりなるクラッド材の外側に前記補強層を形成してなるものが好ましい（請求項２）。
【０００９】
また、前記銅被覆アルミニウム複合素線が、前記心材の外側に銅又は銅合金めっきを施すことにより前記中間層を形成し、さらに該中間層の外側に前記補強層を形成してなるものが好ましい（請求項３）。
【００１０】
また、上記した銅被覆アルミニウム複合素線を複数撚り合わせて形成した撚線よりなるものが好ましい実施例である（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
以上にしてなる本願発明に係る銅被覆アルミニウム複合素線によれば、軽量・安価なアルミニウムを用いつつも、アルミニウム合金としてマグネシウム含有量２．２〜５．６重量％のアルミニウム−マグネシウム系合金を用い、補強層の面積比率を全体断面積あたりの面積比で３〜１０％として、銅線以上の引張強さを有する十分な強度と、必要な導電率を維持し、近年軽量化、低コスト化が厳しく求められる自動車用途として優れた特性を有する電線導体を提供できる。特に、撚線として構成すれば可撓性も向上し、配線が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る銅被覆アルミニウム複合素線の構成を示す断面図であり、図１は第１実施形態、図２は第２実施形態を示し、図中符号１は銅被覆アルミニウム複合素線、２は補強層、３は心材、４は中間層をそれぞれ示している。尚、以下の実施形態では単線を前提に説明しており、銅被覆アルミニウム複合素線１自体が自動車用電線の導体であるが、銅被覆アルミニウム複合素線１を複数撚り合わせて撚線とした自動車用電線の導体とすることもできる。
【００１４】
銅被覆アルミニウム複合素線１は、マグネシウム含有量２．２〜５．６重量％のアルミニウム−マグネシウム系合金からなる心材３と、銅又は銅合金からなり前記心材３の外側に積層される中間層４と、ニッケル又はニッケル合金からなり前記中間層４の外側に被覆される補強層２とより構成され、全体の線径は１．５ｍｍ以下であり、全体断面積あたりの補強層２の面積比率は３〜１０％とされていることを特徴としている。
【００１５】
尚、心材３及び中間層４の構造は、下記の各実施形態で説明するように心材３を中間層４で包み込んで接合または挟み込んで接合してクラッド材を構成したものや、心材３表面に中間層４をめっき法にて形成したもの以外に、心材３の周りに中間層４を管状に覆った状態で所定径まで伸線加工して互いに密着させ一体化させたものなど種々の構造のものを適用でき、適宜、補強層２の被覆前または被覆後に伸線し、上記した１．５ｍｍ以下の線径に加工される。
【００１６】
まず、図１に基づき、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態の銅被覆アルミニウム複合素線１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上記したアルミニウム合金からなる心材３を、銅又は銅合金からなる中間層４で包み込んで接合（クラッド）してクラッド材を構成し、当該心材３及び中間層４よりなるクラッド材５の外側に、補強層２を形成したものであり、（ａ）は円形ケーブル、（ｂ）は平角形ケーブルとして構成されている。
【００１８】
心材３のアルミニウム−マグネシウム系合金は、より具体的にはマグネシウム含有量２．２〜２．８重量％の５０５２（ＪＩＳ称呼）アルミニウム合金やマグネシウム含有量４．５〜５．６重量％の５０５６（ＪＩＳ称呼）アルミニウム合金が好ましい。
【００１９】
補強層２は、ニッケル若しくはニッケル合金からなり、加工性や半田付け時のぬれ性、耐熱・耐候性に優れており、とくに加工性（めっき性）を考慮すると、合金よりもニッケルよりなるものが好ましい。ニッケル合金としては、Ｎｉ−Ｐ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ系合金又はＮｉ−Ｃｕ系合金が好ましく、その他、モリブデン系（モリブデン若しくはモリブデン合金）やタングステン系（タングステン若しくはタングステン合金）のニッケル合金もぬれ性等に優れ、好ましい例である。
【００２０】
補強層２の形成方法は、例えば電気めっきや無電解めっきにより中間層４表面に被覆することができる。特に電気めっきが好ましく、電気めっき後に所定径まで伸線加工することができる。無電解めっきで、セラミックやＰＴＦＥ微粒子等の各種微粒子を共析させるコンポジットめっきでもよい。その他、中間層４の周りに補強層２の管体又はフィルム体を覆った状態で所定径まで伸線加工して互いに密着させ一体化させることなど、種々の方法が可能である。
【００２１】
補強層２を除く心材３と中間層４の断面積のうち、銅又は銅合金めっきで形成した中間層４の面積比率は、５〜３０％に設定される。５％未満では引張強度が低下するため、より好ましくは１０％以上に設定される。また、３０％以上であると全体の比重が大きくなり材料コストも嵩んでくるため、より好ましくは２０％以下に設定される。補強層２の厚みは、全体の断面積あたり面積比で３％以上に設定され（例えば全体の線径０．６ｍｍのとき補強層の厚みを５μｍ以上）、上記した優れた引張強度を実現している。３％未満であると引張強度が低下し、耐熱・耐候性も十分に得られなくなる。
【００２２】
次に、図２に基づき、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２３】
本実施形態の銅被覆アルミニウム複合素線１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上記したアルミニウム合金からなる心材３の外側に、銅又は銅合金めっきを施すことにより前記中間層４を形成し、さらに該中間層４の外側に前記補強層２を形成したものである。その他、好ましい素材、断面比率、補強層２の形成方法などは上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【実施例】
【００２４】
次に、下記実施例１〜６、比較例１〜１１について、質量、引張強度、導電率を算出した結果について説明する。
【００２５】
実施例１〜６、比較例１〜６の銅被覆アルミニウム複合素線は、図１（ａ）に示す構造であり、表１に示すとおり、クラッド材５におけるＣｕ中間層４の断面積比率を１４％とし（（中間層４の断面積／クラッド材５全体の断面積）×１００％）とし、中間層４の外径（Ｎｉ補強層２を除く径）を０．９ｍｍとした。
【００２６】
実施例１〜３の心材３は、５０５２（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金、実施例４〜６の心材３は、５０５６（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金、比較例１〜３の心材３は、１０５０（ＪＩＳ称呼）純アルミニウム、比較例４〜６の心材３は、５００５（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金であり、表１に示すように、それぞれＮｉ補強層２の厚みが異なる（８μｍ、１１μｍ、１６μｍ）の三種類について算出した。
【００２７】
比較例７〜１０は、Ｎｉ補強層を有さない銅被覆アルミニウム複合素線であり、比較例７の心材は１０５０（ＪＩＳ称呼）純アルミニウム、比較例８の心材は５００５（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金、比較例９の心材は５０５２（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金、比較例１０の心材は５０５６（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金であり、表１に示すとおり、クラッド材におけるＣｕ層の断面積比率を１５％とし、外径を０．９ｍｍとした。比較例１１はＣｕ線であり、表１に示すよう外径は０．９ｍｍとした。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１の結果から、比較例７〜１０の銅被覆アルミニウム線と比較して実施例１〜６はいずれも引張強度が向上しつつ、導電率も３６％ＩＡＣＳ以上の必要な数値をクリアしていることが分かる。また、比較例１１の銅線に比べて非常に軽量化でき、しかも引張強度も向上していることが分かる。とくに、比較例１〜６との比較で、実施例１〜３は心材に５０５２（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金、実施例４〜６は心材に５０５６（ＪＩＳ称呼）Ａｌ−Ｍｇ系合金を用いたので、導電率は低下するものの３６％ＩＡＣＳ以上を維持し、引張強度は４７５ＭＰａ以上の優れた数値となっており、近年のハーネス配線の複雑化・細線化にも十分に適応できる強度を有していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る銅被覆アルミニウム複合素線よりなる自動車用電線の導体を示す説明図であり、（ａ）は断面円形の複合素線とした例を示す断面図、（ｂ）はフラット形状の複合素線とした例を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る自動車用電線の導体を示す説明断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１  銅被覆アルミニウム複合素線（自動車用電線の導体）
２  補強層
３  心材
４  中間層
５  クラッド材
【図１】
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【図２】
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