(57)【要約】【課題】Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、超音波溶接による接合を容易にすることが可能なワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】ワイヤーハーネス用撚り線１は、ステンレス鋼からなる第１芯部１１と、第１芯部１１を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層１２と、を含む第１素線１０と、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部２０を含み、第１素線１０に撚り合わされる第２素線２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼からなる第１芯部と、前記第１芯部を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層と、を含む第１素線と、
ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部を含み、前記第１素線に撚り合わされる第２素線と、を備える、ワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項２】
前記第２素線は、前記Ｃｕ線部を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第２被覆層をさらに含む、請求項１に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項３】
前記第１被覆層の厚みは０．５μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項４】
前記第１素線は、前記第１被覆層の表面に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項５】
前記第１素線は、前記第１被覆層と前記第１芯部との間に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項６】
前記Ａｕ層、前記Ａｇ層、前記Ｓｎ層および前記Ｃｏ層の厚みは、それぞれ０．３μｍ以上２０μｍ以下である、請求項４または請求項５に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項７】
前記第１素線の外周を取り囲むように複数の前記第２素線が撚り合わされる、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項８】
複数の前記第１素線と、複数の前記第２素線とが撚り合わされる、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項９】
前記第１芯部を構成するステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項１０】
式（１）で算出される前記オーステナイト系ステンレス鋼のマルテンサイト変態開始温度であるＭＳ点が−４００℃以下である、請求項９に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
ＭＳ＝１０３２−１６６７・（％Ｃ＋％Ｎ）−２７．８・％Ｓｉ−３３・％Ｍｎ−６１・％Ｎｉ−４１．７・％Ｃｒ・・・（１）
【請求項１１】
前記第１芯部の表面には不動態皮膜が形成されており、
前記不動態皮膜の厚みは５ｎｍ以下である、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項１２】
前記第２素線は、黄銅、リン青銅、コルソン系合金またはベリリウム銅からなる、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項１３】
長手方向に垂直な断面において、前記第１素線と前記第２素線との面積比は７：３〜２：８である、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項１４】
導電率が５０％ＩＡＣＳ以上９０％ＩＡＣＳ以下である、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項１５】
引張強度が６００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下である、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用撚り線を含む、ワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの機械装置内において電力の供給や通信などを可能とするため、ワイヤーハーネスが用いられる。ワイヤーハーネスは、たとえば導電体である銅（Ｃｕ）からなる導線部の端部にコネクタが配置された構造を有する。
【０００３】
ワイヤーハーネスの導線部には、電気抵抗が小さいだけでなく、耐久性を確保することが可能な強度も求められる。導線部を構成する材料としてＣｕまたはＣｕ合金を採用することにより、電気抵抗が小さい導線部が得られる。しかし、導線部に十分な強度を付与するためには、ＣｕまたはＣｕ合金からなる導線部の太さをある程度大きくする必要がある。その結果、Ｃｕの使用量が増大する。これに対し、ステンレス鋼からなる第１素線と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる第２素線とを撚り合わせたワイヤーハーネス用撚り線が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。これにより、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立したワイヤーハーネス用撚り線を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８１２４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０２４８５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤーハーネスの製造においては、一の導線部と他の導線部とが接合され（スプライスジョイント方式）、分岐が形成される場合がある。導線部同士の接合は、たとえば超音波溶接により実施することができる。しかし、上記特許文献１および２に記載のワイヤーハーネス用撚り線を導線部として採用した場合、超音波溶接による接合が難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、超音波溶接による接合を容易にすることが可能なワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従ったワイヤーハーネス用撚り線は、ステンレス鋼からなる第１芯部と、第１芯部を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層と、を含む第１素線と、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部を含み、第１素線に撚り合わされる第２素線と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記ワイヤーハーネス用撚り線によれば、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、超音波溶接による接合を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１におけるワイヤーハーネス用撚り線の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図２】第１芯部と第１被覆層との界面付近の構造を示す概略断面図である。
【図３】実施の形態２におけるワイヤーハーネス用撚り線の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図４】実施の形態３におけるワイヤーハーネス用撚り線の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図５】実施の形態４におけるワイヤーハーネス用撚り線の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図６】実施の形態５におけるワイヤーハーネス用撚り線の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図７】ワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスの製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図８】ワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図９】ワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスの製造方法を説明するための概略図である。
【図１０】ワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスの製造方法を説明するための概略図である。
【図１１】図１０の線分ＸＩ−ＸＩに沿う概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願のワイヤーハーネス用撚り線は、ステンレス鋼からなる第１芯部と、第１芯部を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層と、を含む第１素線と、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部を含み、第１素線に撚り合わされる第２素線と、を備える。
【００１１】
本発明者らは、上記特許文献１および２に記載のワイヤーハーネス用撚り線の超音波溶接による接合が難しい原因および対応策について検討した。その結果、ステンレス鋼からなる第１素線の表面が不動態皮膜に覆われていることに起因して、第１素線と第２素線とが溶接時に分離して（ほぐれて）、超音波溶接による接合が難しくなっていることが分かった。
【００１２】
本願のワイヤーハーネス用撚り線は、ステンレス鋼からなる第１芯部を含む第１素線と、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部を含む第２素線とが撚り合わされた構造を有する。そのため、本願のワイヤーハーネス用撚り線１によれば、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立することができる。また、本願のワイヤーハーネス用撚り線においては、第１素線の第１芯部を覆うようにＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層が形成される。これにより、第２素線に接触する第１素線の表面が不動態皮膜ではなくＮｉまたはＮｉ合金に覆われるため、第１素線と第２素線とが超音波溶接における振動により分離する（ほぐれる）ことが抑制されて、超音波溶接による接合が容易となる。このように、本願のワイヤーハーネス用撚り線によれば、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、超音波溶接による接合を容易にすることができる。
【００１３】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第２素線は、Ｃｕ線部を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第２被覆層をさらに含んでいてもよい。このようにすることにより、撚り線の作製時に第１素線と第２素線とが圧着する。その結果、第１素線と第２素線とが超音波溶接における振動により分離する（ほぐれる）ことが一層抑制される。
【００１４】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第１被覆層の厚みは０．５μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。第１被覆層の厚みを０．５μｍ以上とすることにより、第１素線と第２素線とが超音波溶接における振動により分離する（ほぐれる）ことをより確実に抑制することができる。第１被覆層の厚みが１０μｍを超えると、第１被覆層の形成による上記効果が飽和する。そのため、第１被覆層の厚みは１０μｍ以下とすることが好ましい。第１被覆層の厚みは３μｍ以上とすることがより好ましい。第１被覆層の厚みは７μｍ以下とすることがより好ましい。
【００１５】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第１素線は、第１被覆層の表面に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含んでいてもよい。このようにすることにより、ワイヤーハーネス用撚り線とコネクタとの接触抵抗を低減することができる。
【００１６】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第２素線は、第２素線の表面に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含んでいてもよい。このようにすることにより、ワイヤーハーネス用撚り線とコネクタとの接触抵抗を低減することができる。
【００１７】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第１素線は、第１被覆層と第１芯部との間に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つをさらに含んでいてもよい。このようにすることにより、一のワイヤーハーネス用撚り線と他のワイヤーハーネス用撚り線とを溶接により接合した場合の接合強度を向上させることができる。
【００１８】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みは、それぞれ０．３μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みを０．３μｍ以上とすることにより、これらの層の上記効果をより確実に得ることができる。Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みが２０μｍを超えると、これらの層の上記効果が飽和する。そのため、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みは２０μｍ以下とすることが好ましい。Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みは０．５μｍ以上とすることがより好ましい。Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みは５μｍ以下とすることがより好ましい。
【００１９】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第１素線の外周を取り囲むように複数の第２素線が撚り合わされてもよい。このようにすることにより、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立することが容易となる。
【００２０】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、複数の第１素線と、複数の第２素線とが撚り合わされてもよい。このようにすることによっても、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立することが容易となる。
【００２１】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第１芯部を構成するステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼であってもよい。このようにすることにより、ワイヤーハーネス用撚り線の耐食性、耐電蝕性および加工性を向上させることができる。
【００２２】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、式（１）で算出される上記オーステナイト系ステンレス鋼のマルテンサイト変態開始温度ＭＳ点が−４００℃以下であってもよい。
【００２３】
ＭＳ＝１０３２−１６６７・（％Ｃ＋％Ｎ）−２７．８・％Ｓｉ−３３・％Ｍｎ−６１・％Ｎｉ−４１．７・％Ｃｒ・・・（１）
このようにすることにより、第１素線の芯部を構成するオーステナイト系ステンレス鋼中に、ワイヤーハーネス用撚り線の製造工程において加工誘起マルテンサイト相が形成されることを抑制することができる。その結果、ワイヤーハーネス用撚り線の耐食性、耐電蝕性および加工性をより確実に向上させることができる。加工誘起マルテンサイト相の形成をより確実に抑制する観点から、式（１）で算出される上記ＭＳ点は−７００℃以下とすることが好ましい。
【００２４】
ここで、％Ｃ、％Ｎ、％Ｓｉ、％Ｍｎ、％Ｎｉおよび％Ｃｒは、それぞれ上記オーステナイト系ステンレス鋼における炭素、窒素、珪素、マンガン、ニッケルおよびクロムの含有量（単位：質量％）を意味する。また、ＭＳ点の単位は、℃である。
【００２５】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第１芯部の表面には不動態皮膜が形成されていてもよい。この不動態皮膜の厚みは５ｎｍ以下であってもよい。このようにすることにより、第１芯部の表面に第１被覆層を形成することが容易となる。なお、芯部の表面の不動態皮膜の厚みは、たとえばＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により不動態皮膜の厚みを異なる５点において測定し、その平均値を算出することにより導出することができる。
【００２６】
上記ワイヤーハーネス用撚り線において、第２素線は、黄銅、リン青銅、コルソン系合金またはベリリウム銅からなっていてもよい。これらの材料は、第２素線を構成するＣｕ合金として好適である。
【００２７】
上記ワイヤーハーネス用撚り線の長手方向に垂直な断面において、第１素線と第２素線との面積比は７：３〜２：８であってもよい。このようにすることにより、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立することが容易となる。
【００２８】
上記ワイヤーハーネス用撚り線の導電率は５０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）以上９０％ＩＡＣＳ以下であってもよい。ワイヤーハーネスの導線部として十分な導電性を確保する観点から、ワイヤーハーネス用撚り線の導電率は５０％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。一方、十分な強度を確保する観点から、ワイヤーハーネス用撚り線の導電率は９０％ＩＡＣＳ以下とすることが好ましく、７０％ＩＡＣＳ以下とすることがより好ましい。
【００２９】
上記ワイヤーハーネス用撚り線の引張強度は６００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であってもよい。ワイヤーハーネス（特に信号用ワイヤーハーネス）に十分な耐久性を付与する観点から、ワイヤーハーネス用撚り線の引張強度は６００ＭＰａ以上であることが好ましい。衝撃破断特性を向上させる観点から、ワイヤーハーネス用撚り線の引張強度は７５０ＭＰａ以上であることが好ましい。一方、十分な導電性を確保する観点から、ワイヤーハーネス用撚り線の引張強度は１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。また、十分な可撓性を確保する観点から、ワイヤーハーネス用撚り線の引張強度は９００ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
【００３０】
本願のワイヤーハーネスは、上記本願のワイヤーハーネス用撚り線を含む。本願のワイヤーハーネスによれば、上記本願のワイヤーハーネス用撚り線を含むことにより、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、超音波溶接による接合を容易にすることができる。
【００３１】
本願のワイヤーハーネスは、たとえば第１の撚り線と、第１の撚り線に溶接された第２の撚り線と、を備える。第１の撚り線および第２の撚り線は、上記本願のワイヤーハーネス用撚り線である。第１の撚り線の第２素線と、第２の撚り線の第２素線とは電気的に接続されている。本願のワイヤーハーネスによれば、超音波溶接による接合が容易な第１の撚り線と第２の撚り線とが溶接された構造が採用されることにより、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、分岐部の接合強度に優れたワイヤーハーネスを提供することができる。
【００３２】
［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本発明にかかるワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００３３】
（実施の形態１）
まず、図１および図２を参照して、実施の形態１におけるワイヤーハーネス用撚り線について説明する。図１を参照して、実施の形態１におけるワイヤーハーネス用撚り線である撚り線１は、第１素線１０と、第１素線１０に撚り合わされた第２素線２０とを備える。第１素線１０は、ステンレス鋼からなる第１芯部１１と、第１芯部１１を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層１２と、を含む。第１被覆層１２は、第１芯部１１の外周面１１Ａに接触するように外周面１１Ａを覆う。第１被覆層１２は、たとえばめっき層（Ｎｉめっき層またはＮｉ合金めっき層）である。第２素線２０は、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部を含む。Ｃｕ線部の表面には、第２被覆層が形成されていてもよい。しかし、本実施の形態においては、第２被覆層は形成されていない。すなわち、本実施の形態においては、第２素線２０は、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部からなっている。
【００３４】
第１素線１０の外周を取り囲むように複数の（本実施の形態では６本の）第２素線が撚り合わされている。第１被覆層１２の厚みは、たとえば０．５μｍ以上１０μｍ以下である。第１被覆層１２は、Ｎｉ（純ニッケル）からなっていてもよいし、Ｎｉ合金、たとえばＮｉ−Ｐ（リン）合金、Ｎｉ−Ｓ（硫黄）合金、Ｎｉ−Ｃｒ（クロム）合金またはＮｉ−Ａｌ（アルミニウム）合金からなっていてもよい。第２素線２０は、Ｃｕ（純銅）からなっていてもよいし、Ｃｕ合金、たとえば黄銅、リン青銅、コルソン系合金またはベリリウム銅からなっていてもよい。
【００３５】
本実施の形態の撚り線１は、ステンレス鋼からなる第１芯部１１を含む第１素線１０と、ＣｕまたはＣｕ合金からなる第２素線２０とが撚り合わされた構造を有する。そのため、本実施の形態の撚り線１は、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するワイヤーハーネス用撚り線となっている。また、本実施の形態の撚り線１においては、第１素線１０の第１芯部１１を覆うようにＮｉまたはＮｉ合金からなる第１被覆層１２が形成されている。これにより、第２素線２０に接触する第１素線１０の表面が不動態皮膜ではなくＮｉまたはＮｉ合金に覆われるため、第１素線１０と第２素線２０とが超音波溶接における振動により分離する（ほぐれる）ことが抑制されて、超音波溶接による接合が容易となっている。このように、撚り線１は、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、超音波溶接による接合を容易にすることが可能なワイヤーハーネス用撚り線となっている。
【００３６】
本実施の形態において、第１芯部１１を構成するステンレス鋼は、ＪＩＳ規格に規定されるオーステナイト系ステンレス鋼である。第１芯部１１を構成するオーステナイト系ステンレス鋼の、式（１）で算出されるＭＳ点は−４００℃以下であることが好ましく、−７００℃以下であることがより好ましい。
【００３７】
ＭＳ＝１０３２−１６６７・（％Ｃ＋％Ｎ）−２７．８・％Ｓｉ−３３・％Ｍｎ−６１・％Ｎｉ−４１．７・％Ｃｒ・・・（１）
これにより、第１芯部１１を構成するオーステナイト系ステンレス鋼中に加工誘起マルテンサイト相が形成されることを抑制することができる。
【００３８】
第１芯部１１はステンレス鋼からなるため、その表面には不動態皮膜が形成されている。図２を参照して、第１芯部１１の外周面１１Ａ（第１芯部１１と第１被覆層１２との間）には、不動態皮膜１９が存在する。本実施の形態の撚り線１において、不動態皮膜１９の厚みは５ｎｍ以下である。これにより、第１芯部１１の外周面１１Ａに第１被覆層１２を形成することが容易となっている。
【００３９】
図１を参照して、撚り線１の長手方向に垂直な断面において、第１素線１０と第２素線２０との面積比は７：３〜２：８であることが好ましい。これにより、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立することが容易となる。
【００４０】
撚り線１の導電率は５０％ＩＡＣＳ以上９０％ＩＡＣＳ以下であることが好ましい。ワイヤーハーネスの導線部として十分な導電性を確保する観点から、撚り線１の導電率は５０％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。一方、十分な強度を確保する観点から、撚り線１の導電率は９０％ＩＡＣＳ以下とすることが好ましく、７０％ＩＡＣＳ以下とすることがより好ましい。
【００４１】
撚り線１の引張強度は６００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であることが好ましい。ワイヤーハーネス（特に信号用ワイヤーハーネス）に十分な耐久性を付与する観点から、撚り線１の引張強度は６００ＭＰａ以上であることが好ましい。衝撃破断特性を向上させる観点から、撚り線１の引張強度は７５０ＭＰａ以上であることが好ましい。一方、十分な導電性を確保する観点から、撚り線１の引張強度は１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。また、十分な可撓性を確保する観点から、撚り線１の引張強度は９００ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、他の実施の形態である実施の形態２におけるワイヤーハーネス用撚り線について説明する。図３および図１を参照して、実施の形態２のワイヤーハーネス用撚り線である撚り線１は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２の撚り線１は、第１素線１０の構造において実施の形態１の場合とは異なっている。
【００４３】
図３を参照して、実施の形態２の撚り線１の第１素線１０は、第１被覆層１２の表面に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つからなる第３被覆層１３をさらに含んでいる。第３被覆層１３を構成するＡｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みは、それぞれ０．３μｍ以上２０μｍ以下である。
【００４４】
第１素線１０が第３被覆層１３を含むことにより、本実施の形態の撚り線１においては、撚り線１とコネクタとの接触抵抗が低減されている。
【００４５】
（実施の形態３）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態３におけるワイヤーハーネス用撚り線について説明する。図４および図１を参照して、実施の形態３のワイヤーハーネス用撚り線である撚り線１は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態３の撚り線１は、第１素線１０の構造において実施の形態１の場合とは異なっている。
【００４６】
図４を参照して、実施の形態３の撚り線１の第１素線１０は、第１被覆層１２と第１芯部１１との間に配置される、Ａｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層からなる群から選択される少なくとも１つからなる第４被覆層１４をさらに含んでいる。第４被覆層１４を構成するＡｕ層、Ａｇ層、Ｓｎ層およびＣｏ層の厚みは、それぞれ０．３μｍ以上２０μｍ以下である。
【００４７】
第１素線１０が第４被覆層１４を含むことにより、本実施の形態の撚り線１においては、他のワイヤーハーネス用撚り線と溶接により接合した場合の接合強度を向上させることができる。
【００４８】
（実施の形態４）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態４におけるワイヤーハーネス用撚り線について説明する。図５および図１を参照して、実施の形態４のワイヤーハーネス用撚り線である撚り線１は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態４の撚り線１は、第２素線２０の構造において実施の形態１の場合とは異なっている。
【００４９】
図５を参照して、実施の形態４の撚り線１の第２素線２０は、ＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ線部２１と、Ｃｕ線部２１を覆い、ＮｉまたはＮｉ合金からなる第２被覆層２２と、を含む。第２被覆層２２は、Ｃｕ線部２１の外周面２１Ａに接触するように外周面２１Ａを覆う。第２被覆層２２の厚みは、たとえば０．５μｍ以上１０μｍ以下である。第２被覆層２２は、たとえばめっき層（Ｎｉめっき層またはＮｉ合金めっき層）である。第２被覆層２２は、Ｎｉ（純ニッケル）からなっていてもよいし、Ｎｉ合金、たとえばＮｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｓ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ−Ａｌ合金からなっていてもよい。
【００５０】
第２素線２０が第２被覆層２２を含むことにより、本実施の形態の撚り線１においては、撚り線１の作製時に第１素線１０と第２素線２０とが圧着する。その結果、撚り線１は、第１素線１０と第２素線２０とが超音波溶接における振動により分離する（ほぐれる）ことが一層抑制されたワイヤーハーネス用撚り線となっている。
【００５１】
（実施の形態５）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態５におけるワイヤーハーネス用撚り線について説明する。図６および図１を参照して、実施の形態５のワイヤーハーネス用撚り線である撚り線１は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態５の撚り線１は、第１素線１０と第２素線２０との本数の比率および撚り合わせ状態において実施の形態１の場合とは異なっている。
【００５２】
図６を参照して、実施の形態５の撚り線１においては、複数の（４本の）第１素線１０と、複数の（３本の）第２素線２０とが撚り合わされている。具体的には、長手方向に垂直な断面において、中央に１本の第１素線１０が配置される。この中央の第１素線１０の外周を取り囲むように、周方向において合計６本の第１素線１０と第２素線２０とが交互に配置される。
【００５３】
このような構造が採用された実施の形態５の撚り線１によっても、上記実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態６）
次に、実施の形態１の撚り線１を含むワイヤーハーネスおよびその製造方法について説明する。図７は、２本の撚り線１が接合された構造を有するワイヤーハーネスの製造方法の概略を示すフローチャートである。
【００５５】
図７を参照して、本実施の形態のワイヤーハーネスの製造方法では、まず工程（Ｓ１０）として素線準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図１を参照して、第１素線１０と第２素線２０とが準備される。第２素線２０としては、たとえば線径０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの純銅線が準備される。一方、第１素線１０としては、たとえば線径０．１ｍｍ〜０．３ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼線（第１芯部１１）の表面にＮｉめっき層またはＮｉ合金めっき層（第１被覆層１２）が形成されたものが準備される。第１芯部１１の表面の不動態皮膜の厚みを小さく（たとえば５ｎｍ以下に）するため、ＮｉめっきまたはＮｉ合金めっき層の実施前にオーステナイト系ステンレス鋼線（第１芯部１１）に対して酸洗処理を実施してもよい。
【００５６】
次に、工程（Ｓ２０）として撚り合わせ工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において準備された第１素線１０と第２素線２０とが撚り合わされる。具体的には図１を参照して、第１素線１０を芯線として中央に配置し、第１素線１０の外周を取り囲むように６本の第２素線２０を配置する。そして、第１素線１０の外周面上において６本の第２素線２０がらせん状に延在する状態となるように、６本の第２素線２０が撚り合わされる。これにより、実施の形態１の撚り線１が得られる。
【００５７】
次に、工程（Ｓ３０）として圧着工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）において得られた撚り線１が径方向に圧縮される。具体的には、たとえば工程（Ｓ２０）において得られた撚り線１に対し、ダイスを用いて径方向に圧縮する加工を実施する。ダイスの孔の直径は、撚り線１の外径よりもわずかに小さく調整される。この工程（Ｓ３０）は必須の工程ではないが、これを実施することにより、隣り合う第２素線２０同士が圧着される。また、第２被覆層２２を有する第２素線２０が採用される実施の形態４の撚り線１を含むワイヤーハーネスの製造方法では、工程（Ｓ３０）を実施することにより、第２素線２０と第１素線１０とが圧着される。
【００５８】
次に、工程（Ｓ４０）として樹脂絶縁層形成工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、図１および図８を参照して、工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）が実施されて得られた撚り線１の外周面を覆うように、絶縁性の樹脂からなる樹脂絶縁層４０が形成される。これにより、径方向において外部と絶縁された撚り線１が得られる。
【００５９】
次に、工程（Ｓ５０）として剥離工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、工程（Ｓ１０）〜（Ｓ４０）を実施することにより得られる撚り線１に形成された樹脂絶縁層４０の一部が剥離される。具体的には、まず、互いに接合されるべき２本の撚り線（撚り線５０および撚り線６０）が準備される（図９参照）。
【００６０】
撚り線５０および撚り線６０は、上記工程（Ｓ１０）〜（Ｓ４０）を実施することにより得られる撚り線１である。図９を参照して、撚り線５０は、導線部５１と、導線部５１を覆う樹脂絶縁層５２とを含む。撚り線６０は、導線部６１と、導線部６１を覆う樹脂絶縁層６２とを含む。導線部５１および導線部６１は、図１に示す撚り線１に対応する。樹脂絶縁層５２および樹脂絶縁層６２は、上記樹脂絶縁層４０に対応する。
【００６１】
そして、撚り線５０および撚り線６０のうち、互いに接合される部分に対応する樹脂絶縁層５２および樹脂絶縁層６２が剥離される。本実施の形態では、撚り線５０の中途部分と、撚り線６０の端部とが接合される。そのため、撚り線５０の中途部分に対応する樹脂絶縁層５２と、撚り線６０の端部に対応する樹脂絶縁層６２とが剥離される。その結果、図９に示すように、撚り線５０の樹脂絶縁層５２が剥離された部分および撚り線６０において樹脂絶縁層６２が剥離された部分から、それぞれ導線部５１および導線部６１が露出する状態となる。
【００６２】
次に、工程（Ｓ６０）として、超音波溶接工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、工程（Ｓ５０）において樹脂絶縁層５２および樹脂絶縁層６２が剥離されて露出した導線部５１と導線部６１とが超音波溶接により接合される。具体的には、図９を参照して、樹脂絶縁層５２および樹脂絶縁層６２が剥離されて露出した導線部５１と導線部６１とが互いに接触する状態に維持されつつ、導線部５１と導線部６１との接触領域に超音波による振動が付与される。これにより、図１０に示すように溶接部７０が形成されて、撚り線５０と撚り線６０とが接合される。溶接部７０は、図１１を参照して、撚り線５０の第１芯部１１と撚り線６０の第１芯部１１との周りを第２素線２０由来するＣｕを主成分とし、第１被覆層１２に由来するＮｉを含む銅領域２５が取り囲む構造を有する。そして、必要に応じてコネクタ等が取り付けられ、本実施の形態のワイヤーハーネス１００が完成する。
【００６３】
本実施の形態のワイヤーハーネス１００は、撚り線５０と、撚り線５０に溶接された撚り線６０とを備える。撚り線５０および撚り線６０は、たとえば実施の形態１のワイヤーハーネス用撚り線である撚り線１である。そして、撚り線５０の第２素線２０と、撚り線６０の第２素線２０とが溶接部７０において銅領域２５を形成することにより電気的に接続されている。
【００６４】
本実施の形態のワイヤーハーネス１００においては、超音波溶接による接合が容易な撚り線１である撚り線５０と撚り線６０とが溶接された構造が採用されている。そのため、ワイヤーハーネス１００は、Ｃｕの使用量を削減しつつ、強度と導電性とを両立するとともに、分岐部（溶接部７０）の接合強度に優れたワイヤーハーネスとなっている。
【００６５】
なお、実施の形態１〜５においては、１本の第１素線１０と６本の第２素線２０とが撚り合わされる場合、および４本の第１素線１０と３本の第２素線２０とが撚り合わされる場合について説明したが、撚り合わされる第１素線１０および第２素線２０の本数はこれに限られず、用途に応じて必要となる強度および導電性を考慮して、撚り合わされる第１素線１０および第２素線２０の本数は任意に設定することができる。また、実施の形態２において説明した第３被覆層１３、実施の形態３において説明した第４被覆層１４および実施の形態４において説明した第２被覆層２２は、任意に組み合わせて採用されてもよい。
【実施例】
【００６６】
上記実施の形態６のワイヤーハーネス１００と同様に２本の撚り線１が超音波溶接により接合されたサンプルを作製し、接合強度を評価する実験を行った。実験の手順は以下の通りである。
【００６７】
線径０．１５ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼線（ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４−ＷＰＢ；第１芯部１１）の表面にめっきによりＮｉ層（第１被覆層１２）を形成した第１素線１０と、線径０．１５ｍｍの純銅からなる第２素線２０とを準備した。そして、実施の形態１の場合と同様に１本の第１素線１０を芯線とし、その周囲に６本の第２素線２０を配置して撚り合わせ加工を実施した。さらに、これを直径０．４２ｍｍの貫通孔を有するダイス内を通して径方向に圧縮して撚り線１を得た。このようにして得られた撚り線１を２本準備し、実施の形態６の場合と同様に超音波溶接により接合し、サンプルとした。溶接部７０の長さは約４．０ｍｍ、厚みは約０．８ｍｍとした。超音波溶接としては、Ｓｃｈｕｎｋ社製のＭｉｎｉｃシリーズの溶接機を用いたインラインスプライス溶接を実施した（実施例）。一方、比較のため、同様の手順において、第１被覆層１２の形成を省略したサンプルも作製した（比較例）。そして、長手方向に沿って溶接部７０に引張応力が作用するように引張試験を実施し、引張破断荷重を調査することにより、接合強度を評価した。
【００６８】
（実験１）
まず、接合強度に及ぼす第１被覆層１２の厚みの影響を、上記実験により調査した。実験条件および結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2019133869.tif 000003
表１を参照して、第１被覆層１２を形成しなかったサンプル２１（比較例）に比べて、第１被覆層１２を形成したサンプル１〜４（実施例）の引張破断荷重は明確に上昇している。サンプル２１（比較例）の溶接部においては、超音波溶接における振動により素線同士が分離した状態が観察された。このことから、Ｎｉからなる第１被覆層１２が形成される本願の撚り線においては、第２素線２０に接触する第１素線１０の表面が不動態皮膜ではなくＮｉに覆われるため、第１素線１０と第２素線２０とが超音波溶接における振動により分離する（ほぐれる）ことが抑制されて、超音波溶接による接合が容易となり、接合強度が上昇することが確認される。また、第１被覆層１２の厚みが１μｍであるサンプル１において、引張破断荷重はサンプル２１（比較例）に比べて明確に上昇している。そのため、第１被覆層１２の厚みは１μｍ以上とすることが好ましいといえる。
【００７０】
（実験２）
次に、接合強度に及ぼす第３被覆層１３の影響を、上記実験により調査した。具体的には、上記サンプル３と同様のサンプルにおいて、第３被覆層１３として厚み１μｍのＡｕ層、Ａｇ層、またはＳｎ層を追加したサンプル（サンプル５〜７；実施例）を作製し、同様に引張破断荷重を調査した。実験条件および結果を表２に示す。なお、表２の第３被覆層１３厚みの欄に記載された括弧内の元素名は、第３被覆層１３を構成する元素を示している。
【００７１】
【表２】
2019133869.tif 000004
表２を参照して、第３被覆層１３が形成されたサンプル５〜７の引張破断荷重は、これらを形成しないサンプル３の場合と遜色ない値となっている。このことから、第３被覆層１３を形成した場合であっても、十分な接合強度が得られることが確認される。
【００７２】
（実験３）
次に、接合強度に及ぼす第１被覆層１２および第２被覆層２２の厚みの影響を、上記実験により調査した。具体的には、上記サンプル１〜４と同様のサンプルにおいて、厚みの異なる第２被覆層２２を追加したサンプル（サンプル８〜１７；実施例）を作製し、同様に引張破断荷重を調査した。実験条件および結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
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表３を参照して、サンプル２１（比較例）だけでなく、第２被覆層２２を形成しなかったサンプル１〜４と比較しても、第２被覆層２２を形成したサンプル８〜１７の引張破断荷重は明確に上昇している。このことから、Ｎｉからなる第２被覆層２２を形成することにより、接合強度が一層上昇することが確認される。
【００７４】
（実験４）
次に、第２被覆層２２が形成される場合における接合強度に及ぼす第３被覆層１３の影響を、上記実験により調査した。具体的には、上記サンプル１２と同様のサンプルにおいて、第３被覆層１３として厚み１μｍのＡｕ層、Ａｇ層、またはＳｎ層を追加したサンプル（サンプル１８〜２０；実施例）を作製し、同様に引張破断荷重を調査した。実験条件および結果を表４に示す。なお、表４の第３被覆層１３厚みの欄に記載された括弧内の元素名は、第３被覆層１３を構成する元素を示している。
【００７５】
【表４】
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表４を参照して、第３被覆層１３が形成されたサンプル１８〜２０の引張破断荷重は、これらを形成しないサンプル１２の場合と遜色ない値となっている。このことから、第３被覆層１３を形成した場合であっても、十分な接合強度が得られることが確認される。
【００７６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本願のワイヤーハーネス用撚り線およびワイヤーハーネスは、溶接による分岐の形成が必要なワイヤーハーネスおよび当該ワイヤーハーネスを構成するワイヤーハーネス用撚り線に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００７８】
１  撚り線
１０  第１素線
１１  第１芯部
１１Ａ  外周面
１２  第１被覆層
１３  第３被覆層
１４  第４被覆層
１９  不動態皮膜
２０  第２素線
２１  Ｃｕ線部
２１Ａ  外周面
２２  第２被覆層
２５  銅領域
４０  樹脂絶縁層
５０  撚り線
５１  導線部
５２  樹脂絶縁層
６０  撚り線
６１  導線部
６２  樹脂絶縁層
７０  溶接部
１００  ワイヤーハーネス
【図１】
2019133869.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019133869.tif 000011
【図６】
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【図７】
2019133869.tif 000013
【図８】
2019133869.tif 000014
【図９】
2019133869.tif 000015
【図１０】
2019133869.tif 000016
【図１１】
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