(57)【要約】【課題】導体強度、溶接性に優れた電線導体、また、これを用いた自動車用電線を提供する。【解決手段】Ｍｇを０．１〜０．６質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成される電線導体とする。上記銅合金は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を総量で０．０００５〜０．３質量％さらに含有していても良い。また、Ｓｎを０．２〜０．７５質量％含有していても良い。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇを０．１〜０．６質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを特徴とする電線導体。
【請求項２】
Ｍｇを０．１〜０．６質量％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を総量で０．０００５〜０．３質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを特徴とする電線導体。
【請求項３】
Ｍｇを０．１〜０．６質量％、Ｓｎを０．２〜０．７５質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを特徴とする電線導体。
【請求項４】
Ｍｇを０．１〜０．６質量％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を総量で０．０００５〜０．３質量％、Ｓｎを０．２〜０．７５質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを特徴とする電線導体。
【請求項５】
引張強度が３５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電線導体。
【請求項６】
導体断面積が０．２２ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電線導体。
【請求項７】
自動車用であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電線導体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の電線導体を有することを特徴とする自動車用電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線導体および自動車用電線に関し、さらに詳しくは、細径電線の導体に用いて好適な電線導体およびこれを用いた自動車用電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等に用いられる電線の導体材料として、タフピッチ銅の軟質材（以下、「軟銅」という。）が広く知られている。また、例えば、テンションメンバとしてＳＵＳ線を中心に配置し、その周囲に軟銅素線を配置する等、複数の導体材料を組み合わせて導体を構成することも行われている（以下、この導体を（ＳＵＳ＋軟銅）導体と略記することがある。）。
【０００３】
また、先行する特許文献１には、電線導体として、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｎの３元合金の添加成分が、Ｓｎ含量が０．１ｗｔ％−０．６ｗｔ％であり、Ｍｇ含量が０．１ｗｔ％−０．５ｗｔ％範囲内である銅合金を用いる点が開示されている。
【０００４】
また、先行する特許文献２には、電気電子機器に用いる導体材料として、酸素含有量５０ｐｐｍ以下のＣｕに、重量比で１１〜２００ｐｐｍのＭｇと、合計量で０．１〜１．０重量％のＩｎ、あるいはＳｎの何れか１種、又は２種を添加した銅合金を用いる点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平９−５１１８６７号公報
【特許文献２】特開平６−２４０３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来知られる軟銅からなる電線導体や（ＳＵＳ＋軟銅）導体は、以下の点で問題があった。
【０００７】
一般に、自動車分野等では、上述した導体を有する電線を複数本束ね、ワイヤーハーネスの形で使用する。近年、自動車の高性能化により電装部品の点数が増加し、これに伴って電装部品を電気的に接続するための電線本数も増加している。その反面、環境保護、省資源、燃費向上などの観点から、自動車の軽量化が求められており、これに伴ってワイヤーハーネスにも軽量化が求められるようになっている。ワイヤーハーネス軽量化の一処方として、ワイヤーハーネスの構成部材である電線導体の細径化がある。
【０００８】
ところが、従来の軟銅からなる導体は、細径化すると導体強度が低下するといった問題があった。
【０００９】
また、ワイヤーハーネスにおいて回路の分岐を作る際には、電線のスプライス（枝分かれ）を行う。この時、複数の電線を部分的に溶接して機械的・電気的な接続を確保することになるが、（ＳＵＳ＋軟銅）導体は、中心部にあるＳＵＳが導体表面に部分的に露出することがある。そのため、（ＳＵＳ＋軟銅）導体同士で溶接する時、あるいは、（ＳＵＳ＋軟銅）導体と軟銅導体とを溶接する時に、銅とＳＵＳとの異種金属間にて溶接されることがあり、機械的・電気的な接続を確保するのが難しいといった問題があった。また、（ＳＵＳ＋軟銅）導体は、軟銅からなる導体に比べ、耐疲労特性にも劣る。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、導体強度、溶接性に優れた電線導体、また、これを用いた自動車用電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明に係る電線導体は、Ｍｇを０．１〜０．６質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを要旨とする。
【００１２】
また、本発明に係る他の電線導体は、Ｍｇを０．１〜０．６質量％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を総量で０．０００５〜０．３質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを要旨とする。
【００１３】
また、本発明に係る他の電線導体は、Ｍｇを０．１〜０．６質量％、Ｓｎを０．２〜０．７５質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを要旨とする。
【００１４】
また、本発明に係る他の電線導体は、Ｍｇを０．１〜０．６質量％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を総量で０．０００５〜０．３質量％、Ｓｎを０．２〜０．７５質量％含有し、Ｏ２濃度（質量比）が５０ｐｐｍ以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されることを要旨とする。
【００１５】
ここで、上述した電線導体は、引張強度が３５０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００１６】
また、上述した電線導体は、導体断面積が０．２２ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００１７】
また、上述した電線導体は、自動車用であることが好ましい。
【００１８】
一方、本発明に係る自動車用電線は、上述した電線導体を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電線導体は、Ｍｇを特定量含有し、Ｏ２濃度が特定量以下とされている銅合金より構成されている。そのため、軟銅に比べ、高い引張強度を有する。また、その結果、（ＳＵＳ＋軟銅）導体のように、異種金属を組み合わせて強度を確保する必要がないので、溶接性にも優れる。さらに、良好な耐疲労特性を有するため、耐屈曲性にも優れる。したがって、これを例えば、自動車用電線の電線導体として適用した場合には、導体細径化による電線の細径化、ワイヤーハーネスの軽量化に寄与することができる。
【００２０】
ここで、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を特定量含有する場合には、導体強度の向上に有利である。また、耐疲労特性を向上させることができ、耐屈曲性の向上に寄与できる。
【００２１】
また、Ｓｎを特定量含有する場合には、導体強度の向上に加え、導体伸びの向上を図ることができる等の効果がある。
【００２２】
また、引張強度が３５０ＭＰａ以上である場合には、導体細径化による電線の細径化、ワイヤーハーネスの軽量化を図りやすくなる。
【００２３】
本発明に係る自動車用電線は、上述した電線導体を有している。そのため、電線導体を細径化しても、これに起因して従来のように強度不足や溶接性の低下を招き難い。そのため、ワイヤーハーネスの軽量化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例における耐屈曲特性の試験方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の一実施形態に係る電線導体（以下、「本導体」という。）、本導体を用いた自動車用電線（以下、「本電線」という。）について詳細に説明する。
【００２６】
１．本導体
本導体は、以下の成分元素を特定量含有し、Ｏ２濃度が特定量以下であり、残部が銅および不可避的不純物よりなる銅合金より構成されている。含まれる成分元素の種類、含有量および限定理由などは、以下の通りである。
【００２７】
・Ｍｇ：０．１〜０．６質量％
本導体を構成する銅合金は、導体強度、溶接性を確保する等の観点から、Ｍｇを０．１〜０．６質量％の範囲内で含有している。Ｍｇ含有量の下限は、高強度化、溶接性向上等の観点から、好ましくは、０．１５質量％以上であると良い。一方、Ｍｇ含有量の上限は、溶接性向上等の観点から、好ましくは、０．４質量％以下であると良い。
【００２８】
本導体を構成する銅合金は、Ｍｇ以外にも、次の成分元素を単独または組み合わせて含有していても良い。
・Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上：総量で０．０００５〜０．３質量％
本導体を構成する銅合金は、導体強度の向上に有利である、耐屈曲性の向上に寄与できる等の観点から、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、および、Ｃａから選択される１種または２種以上を総量で０．０００５〜０．３質量％含有していても良い。これら成分元素の含有量の下限（総量）は、好ましくは、０．０００８質量％以上、より好ましくは、０．００１質量％以上であると良い。一方、これら成分元素の含有量の上限（総量）は、導体コスト、製造加工性等の観点から、好ましくは、０．２質量％以下、より好ましくは、０．１質量％以下であると良い。
【００２９】
・Ｓｎ：０．２〜０．７５質量％
本導体を構成する銅合金は、導体強度の向上、導体伸びの向上等の観点から、Ｓｎを０．２〜０．７５質量％の範囲内で含有していても良い。Ｓｎ含有量の下限は、好ましくは、０．２５質量％以上であると良い。一方、Ｓｎ含有量の上限は、導体コスト、製造加工性等の観点から、好ましくは、０．７質量％以下であると良い。
【００３０】
ここで、本導体を構成する銅合金は、Ｏ２濃度が質量比で５０ｐｐｍ以下とされている。Ｏ２濃度が質量比で５０ｐｐｍを越えると、固溶マグネシウムが酸化マグネシウムとして析出し、導体強度が大きく低下してしまうからである。Ｏ２濃度の上限は、導体強度の向上の観点から、質量比で、好ましくは、３０ｐｐｍ以下、より好ましくは、２０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは、１０ｐｐｍ以下であると良い。なお、Ｏ２濃度は小さいほど好ましいため、特に下限が限定されるわけではないが、Ｏ２ を完全になくすことは製造コストの上昇を招きやすい。製造コストの観点から、Ｏ２濃度の下限は、質量比で、好ましくは、５ｐｐｍ以上であると良い。
【００３１】
上述した本導体は、その引張強度が、好ましくは、３５０ＭＰａ以上であると良い。導体細径化による電線の細径化、ワイヤーハーネスの軽量化を図りやすくなる等の利点があるからである。上記引張強度は、より好ましくは、４００ＭＰａ以上、さらに好ましくは、４５０ＭＰａ以上であると良い。
【００３２】
また、本導体の導体断面積は、自動車の絶縁電線等として好適である、ワイヤーハーネスの軽量化、配索スペースの削減等の観点から、好ましくは、０．２２ｍｍ２以下、より好ましくは、０．０５〜０．１５ｍｍ２の範囲内にあると良い。
【００３３】
上述した本導体の形態は、上述した銅合金よりなる素線の単芯線であっても良いし、上述の銅合金よりなる素線を複数本撚り合わせた撚線であっても良い。導体が撚線である場合には、円形圧縮加工等の加工が施されていても良い。
【００３４】
上述した銅合金は、ハーネス組立性、導体伸び等の観点から、軟化処理が施されていても良い。軟化処理温度としては、例えば、２００〜５００℃の範囲を例示することができる。なお、軟化処理方法としては、例えば、通電による連続軟化、高周波誘導加熱による連続軟化、箱型炉によるバッチ軟化等を挙げることができ、特に限定されるものではない。
【００３５】
２．本電線
本電線は、本導体を有している。本電線の具体的な構成としては、例えば、本導体と、本導体の外周に被覆された１層または２層以上の絶縁体とを有する構成等を例示することができる。また、絶縁体の外周には、編組や金属箔等のシールド導体等を有していても良い。
【００３６】
絶縁体を構成する絶縁材料としては、特に限定されるものではない。エチレン、プロピレン等のオレフィンの単独重合体、エチレンとαオレフィンとの共重合体、オレフィンと（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル等との共重合体など、ハロゲン原子を有していないノンハロゲン系材料であっても良いし、塩化ビニル樹脂等のハロゲン系材料であっても良い。絶縁材料中には、樹脂成分の他に、各種添加剤が含有されていても良い。
【００３７】
本電線の用途は、特に限定されるものではないが、信号線等として好適に用いることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００３９】
１．実施例および比較例に係る電線導体の作製
表１および表２に示す合金成分、素線径を有する素線を７本を撚り合わせることにより、実施例および比較例に係る電線導体を作製した。
【００４０】
２．評価
作製した各電線導体について、下記測定方法にしたがって、導体破断荷重、引張強度、超音波溶接性、耐屈曲特性を測定した。
【００４１】
（導体破断荷重、引張強度の測定）
作製した電線導体を引張試験機にて引っ張り、導体が破断したときの最大荷重を測定した。その後、得られた導体破断荷重の値を導体断面積の値で除することにより、引張強度［ＭＰａ］（＝導体破断荷重［Ｎ］／導体断面積［ｍｍ２］）を算出した。
【００４２】
（超音波溶接性）
同種の電線導体を用いて、各電線導体同士を超音波溶接し、溶接箇所の断面観察を行った。素線間の隙間の断面積が全体断面積中の１０％未満であった場合を、超音波溶接性に優れるとして「◎」、素線間の隙間の断面積が全体断面積中１０％〜２０％であった場合を、超音波溶接性が良好であるとして「○」、素線間の隙間の断面積が全体断面積中の２０％超であった場合を、超音波溶接性に劣るとして「×」と評価した。
【００４３】
（耐屈曲特性）
図１に示すように、長さ３００ｍｍの電線導体１の一端を回動アーム（不図示）に固定するとともに、他端におもり２（２５０ｇ）を吊るし、電線導体１の長手方向中間部を一対の円柱状部材３ａ、３ｂ（半径Ｒ＝６ｍｍ）で挟持した。次いで、この状態で、電線導体１が円柱状部材３ａ、３ｂの周面に沿うように、一方向に９０度、他方向に９０度、回動アームを回動させることにより、曲げ半径Ｒで電線導体１を繰り返し屈曲させた。なお、屈曲の繰り返し速度は１分間に６０往復とした。上記耐屈曲試験により電線導体１が破断するまでの屈曲回数（１往復で１回と数える）を測定した。なお、当該耐屈曲試験は、疲労特性を調査する目的で行ったものである。
【００４４】
【表１】
2011001566.tif 000002
【００４５】
【表２】
2011001566.tif 000003
【００４６】
３．考察
表１および表２の結果から以下のことが分かる。すなわち、比較例１および比較例２に示すように、軟銅からなる電線導体は、導体強度が低いうえ、細径化すると導体強度が低下する。そのため、細径化に不利であることが分かる。
【００４７】
比較例３は、導体強度、耐屈曲性に優れるものの、Ｍｇ含有量が本願で規定される上限を上回っている。そのため、溶接性に劣る。
【００４８】
比較例４、比較例５は、Ｏ２濃度が本願で規定される上限を上回っている。そのため、導体強度に劣る。これは、Ｏ２濃度が高くなると、酸化マグネシウムが生じやすくなり、導体強度の改善効果が阻害されるためであると推察される。
【００４９】
比較例６〜７は、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｒ、Ｃａの含有量が本願で規定される上限を上回っている。そのため、溶接性に劣る。
【００５０】
これら比較例に係る電線導体に対して、実施例に係る電線導体は、いずれも高い引張強度を有している。また、（ＳＵＳ＋軟銅）導体のように、異種金属を組み合わせて強度を確保する必要がないので、異種金属間接合が生じず、溶接性に優れる。さらに、良好な耐疲労特性を有するため、耐屈曲性にも優れる。したがって、これらを例えば、自動車用電線の電線導体として適用すれば、導体細径化による電線の細径化、ワイヤーハーネスの軽量化に寄与することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【図１】
2011001566.tif 000004