(57)【要約】【課題】ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現可能なアルミニウム合金素線、アルミニウム合金撚線、また、これらを有する自動車用電線を提供する。【解決手段】アルミニウム合金素線１００は、Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、引張強さが４５０ＭＰａ以上である。アルミニウム合金撚線１０は、アルミニウム合金素線１００が複数本撚り合わされてなる。自動車用電線１は、アルミニウム合金撚線１０からなる導体と、導体の外周に被覆された絶縁体３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用電線の導体に用いられるアルミニウム合金素線であって、
Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、
引張強さが４５０ＭＰａ以上であることを特徴とするアルミニウム合金素線。
【請求項２】
導電率が１９％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金素線。
【請求項３】
素線径が０．１５〜０．４５ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金素線。
【請求項４】
伸線加工後、熱処理が施されていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金素線。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金素線が複数本撚り合わされてなることを特徴とするアルミニウム合金撚線。
【請求項６】
断面積が０．１５ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金撚線。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金素線または請求項５または６に記載のアルミニウム合金撚線からなる導体と、該導体の外周に被覆された絶縁体と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、アルミニウム合金素線、アルミニウム合金撚線および自動車用電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の分野では、各種電気・電子機器等を接続するためにワイヤーハーネスが使用されている。ワイヤーハーネスは、複数本の自動車用電線と、自動車用電線の電線端末部に取り付けられたコネクタ端子とを有している。ワイヤーハーネスに適用される自動車用電線は、一般に、熱処理が施されることにより軟質化された銅合金素線または銅合金撚線からなる導体と、導体の外周に被覆された絶縁体とを有している。
【０００３】
近年、自動車の軽量化を図る観点から、自動車用電線の導体として、銅合金に比べて軽量なアルミニウム合金が適用されるようになってきている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、アルミニウム合金に伸線加工後、熱処理が施されて形成された導体を有する自動車用電線が開示されている。上記アルミニウム合金は、Ｃｕ、Ｍｇから選択される少なくとも１種の元素を０．３〜１０．０重量％、Ｚｒを０．０１〜１．０重量％および／またはＳｉを０．０２〜２．０重量％の割合で含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる。また、同文献には、熱処理により、導体の引張強さが２６０〜３４０ＭＰａに調整される点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７６８３２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、従来技術は、以下の点で問題がある。すなわち、ワイヤーハーネスのさらなる軽量化を図るための方法として、アルミニウム合金からなる導体を細径化する方法が有効である。しかし、従来のアルミニウム合金は、強度が低い。そのため、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に、自動車用電線に引張力がかかると、導体が断線するおそれがある。それ故、比較的細径の自動車用電線の導体として、アルミニウム合金素線やアルミニウム合金撚線を適用することは難しく、未だ銅合金素線や銅合金撚線が多く用いられているのが現状である。特に、導体断面積が０．１５ｍｍ２以下の自動車用電線では、上記問題が顕著である。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現可能なアルミニウム合金素線、アルミニウム合金撚線、また、これらを有する自動車用電線を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、自動車用電線の導体に用いられるアルミニウム合金素線であって、
Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、
引張強さが４５０ＭＰａ以上であることを特徴とするアルミニウム合金素線にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、上記アルミニウム合金素線が複数本撚り合わされてなることを特徴とするアルミニウム合金撚線にある。
【００１０】
本発明のさらに他の態様は、上記アルミニウム合金素線または上記アルミニウム合金撚線からなる導体と、該導体の外周に被覆された絶縁体とを有することを特徴とする自動車用電線にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記アルミニウム合金素線は、Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、引張強さが４５０ＭＰａ以上とされている。そのため、上記アルミニウム合金素線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線にかかる引張力に耐えうる強度を発揮することができる。それ故、上記アルミニウム合金素線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現することが可能となる。
【００１２】
上記アルミニウム合金撚線は、上記アルミニウム合金素線が複数本撚り合わされてなる。そのため、上記アルミニウム合金撚線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現することが可能となる。
【００１３】
上記自動車用電線は、上記アルミニウム合金素線または上記アルミニウム合金撚線からなる導体を有している。そのため、上記自動車用電線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例２における、アルミニウム合金撚線、自動車用電線の構成を示す説明図である。
【図２】実施例３における、アルミニウム合金撚線、自動車用電線の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記アルミニウム合金素線における化学成分組成の限定理由について説明する。
【００１６】
Ｍｇ：５質量％以上
Ｍｇは、アルミニウム合金素線の強度向上に有効な元素である。Ｍｇは、固溶強化によって４５０ＭＰａ以上の引張強さを発現させるために、５質量％以上含まれていることが必要である。Ｍｇ含有量は、引張強さの向上等の観点から、好ましくは、５．５質量％以上、より好ましくは６．０質量％以上であるとよい。一方、Ｍｇが過剰に含まれると、導電率が低下する。そのため、Ｍｇ含有量は、引張強さと導電率とのバランス等の観点から、７．０質量％以下とすることができる。Ｍｇ含有量は、高い導電率を確保しやすくなる等の観点から、好ましくは、６．９質量％以下、より好ましくは、６．８質量％以下、さらに好ましくは、６．７質量％以下であるとよい。
【００１７】
上記アルミニウム合金素線は、引張強さが４５０ＭＰａ以上である。これにより、上記アルミニウム合金素線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線にかかる引張力に耐えうる強度を発揮することができる。上記引張強さは、より好ましくは、４７０ＭＰａ以上、さらに好ましくは、４９０ＭＰａ以上であるとよい。また、上記引張強さは、導電性とのバランスなどの観点から、好ましくは、７００ＭＰａ以下、より好ましくは、６８０ＭＰａ以下、さらに好ましくは、６６０ＭＰａ以下とすることができる。
【００１８】
上記アルミニウム合金素線は、導電率が１９％ＩＡＣＳ以上であるとよい。これにより、上記アルミニウム合金素線を用いた自動車用電線を信号線として好適に用いることが可能になる。なお、上記導電率は、好ましくは、１９．５％ＩＡＣＳ以上、より好ましくは、２０％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは、２０．５％ＩＡＣＳ以上であるとよい。また、上記導電率は、引張強さとのバランスなどの観点から、好ましくは、２８．５％ＩＡＣＳ以下、より好ましくは、２８％ＩＡＣＳ以下、さらに好ましくは、２７．５％ＩＡＣＳ以下とすることができる。
【００１９】
上記アルミニウム合金素線は、素線径が０．１５〜０．４５ｍｍの範囲内にあるとよい。これにより、アルミニウム合金撚線の断面積が０．１５ｍｍ２以下にしやすくなる。また、この場合には、上述の作用効果が十分に発揮される。なお、上記断面積は、軸方向に垂直な切断面における値である。また、自動車用電線の導体をアルミニウム合金素線単線から構成する場合、上記素線径は、具体的には、例えば、０．２５〜０．４５ｍｍ、好ましくは、０．３２〜０．４０ｍｍの範囲内とすることができる。また、自動車用電線の導体をアルミニウム合金撚線から構成する場合、上記素線径は、具体的には、例えば、０．１５〜０．２５ｍｍ、好ましくは、０．１６〜０．１８ｍｍの範囲内とすることができる。
【００２０】
上記アルミニウム合金素線は、伸線加工後、熱処理が施されていないことが好ましい。この場合は、伸線加工後に熱処理によって焼きなまされないため、硬質のアルミニウム合金素線となる。そのため、アルミニウム合金素線の引張強さが４５０ＭＰａ以上となりやすい。それ故、この場合は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現しやすいアルミニウム合金素線を得やすくなる。
【００２１】
上記アルミニウム合金撚線は、複数本のアルミニウム合金素線が撚り合わされたままであってもよいし、複数本のアルミニウム合金素線が撚り合わされた後、撚線径方向に圧縮されていてもよい。後者の場合には、撚線径をより一層細径化することができる。
【００２２】
上記アルミニウム合金撚線は、具体的には、例えば、中心に配置されたアルミニウム合金素線と、この中心に配置されたアルミニウム合金素線の外周に撚り合わされた複数本のアルミニウム合金素線とを有する構成とすることができる。
【００２３】
上記アルミニウム合金撚線は、断面積が０．１５ｍｍ２以下とすることができる。この場合には、上述の作用効果が十分に発揮される。なお、上記断面積は、細径化、軽量化などの観点から、好ましくは、０．１４５ｍｍ２以下、より好ましくは、０．１４ｍｍ２以下とすることができる。また、上記断面積は、アルミニウム合金撚線の強度確保、アルミニウム合金撚線の製造性等の観点から、好ましくは、０．０５ｍｍ２以上、より好ましくは、０．０８ｍｍ２以上、さらに好ましくは０．１ｍｍ２以上とすることができる。
【００２４】
上記自動車用電線は、上記アルミニウム合金素線または上記アルミニウム合金撚線からなる導体の外周に、絶縁体を有している。絶縁体は、電気絶縁性を有する各種の樹脂やゴム（エラストマー含む）等のポリマーを主成分とする樹脂組成物より構成することができる。上記樹脂やゴムは、１種または２種以上併用することができる。上記ポリマーとしては、具体的には、例えば、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリサルホン系樹脂などを例示することができる。絶縁体は、１層から構成されていてもよいし、２層以上から構成されていてもよい。絶縁体の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下とすることができる。なお、絶縁体には、一般的に電線に利用される各種の添加剤が１種または２種以上含有されていてもよい。上記添加剤としては、具体的には、充填剤、難燃剤、酸化防止剤、老化防止剤、滑剤、可塑剤、銅害防止剤、顔料などを例示することができる。
【００２５】
上記アルミニウム合金素線、上記アルミニウム合金撚線は、例えば、以下のようにして好適に製造することができる。
【００２６】
上記アルミニウム合金素線は、所定の化学成分組成を有する棒状形状等の鋳造材を所定の素線径となるように伸線加工することによって形成することができる。伸線加工は、１回または２回以上繰り返し行うことができる。また、伸線加工前に、必要に応じて、鋳造材に圧延または押出等の塑性加工を施し、伸線加工に最適な形状とすることもできる。なお、上記伸線加工後、アルミニウム合金素線に対し、焼きなましのための熱処理は行わない。
【００２７】
上記アルミニウム合金撚線は、伸線加工後に焼きなましのための熱処理が施されていない硬質のアルミニウム合金素線を複数本撚り合わせることにより形成することができる。
【００２８】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
純度９９．７％のアルミニウムに所定量のＭｇを添加することにより、表１に示される含有量のＭｇを含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有する各合金溶湯を作製した。得られた各合金溶湯をφ９．５ｍｍの棒状に鋳造し、各鋳造材を得た。各鋳造材に伸線加工を繰り返し施すことにより、素線径０．３ｍｍの試料１、試料３、試料４、試料５のアルミニウム合金素線を得た。なお、試料１、試料３、試料４、試料５のアルミニウム合金素線は、いずれも、伸線加工後に焼きなましのための熱処理が一切施されていない。
【００３０】
また、試料３の作製において、伸線加工後のアルミニウム合金素線に対し、３５０℃で３時間保持するという条件の熱処理を施すことにより、試料２のアルミニウム合金素線を得た。
【００３１】
得られた各アルミニウム合金素線について、引張試験と導電率の測定を実施した。引張試験の条件は、標点間距離ＧＬ＝２５０ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎという条件とした。また、導電率（％ＩＡＣＳ）の測定は、標点間距離ＧＬ＝１０００ｍｍの間の電気抵抗を測定することにより算出した。得られた結果を表１にまとめて示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１に示されるように、試料１のアルミニウム合金素線は、Ｍｇ含有量が４．０質量％である。つまり、試料１のアルミニウム合金素線は、Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有していない。そのため、引張強さが４５０ＭＰａ未満となった。したがって、試料１のアルミニウム合金素線を導体に用いてなる自動車用電線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時にかかる引張力により、導体が断線するおそれがあるといえる。
【００３４】
また、試料２のアルミニウム合金素線は、Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有している。しかし、試料２のアルミニウム合金素線は、伸線加工後に熱処理が施されている。そのため、試料２のアルミニウム合金素線は、焼きなまされて軟化し、引張強さが４５０ＭＰａ未満となっている。したがって、試料２のアルミニウム合金素線を導体に用いてなる自動車用電線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時にかかる引張力により、導体が断線するおそれがあるといえる。
【００３５】
これらに対し、試料３〜試料５のアルミニウム合金素線は、Ｍｇを５質量％以上含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、引張強さが４５０ＭＰａ以上である。そのため、上記アルミニウム合金素線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線にかかる引張力に耐えうる強度を発揮することができる。それ故、上記アルミニウム合金素線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現することができるといえる。また、自動車用電線の軽量化も図りやすくなる。
【００３６】
（実施例２）
実施例１における試料３〜試料５のアルミニウム合金素線の作製において、素線径０．１６ｍｍまで伸線加工を行った以外は同様にして、試料６〜試料８のアルミニウム合金素線をそれぞれ７本づつ作製した。なお、各アルミニウム合金素線の引張強さは、いずれも４５０ＭＰａ以上であった。次いで、図１に示すように、７本のアルミニウム合金素線１００をそれぞれ撚り合わせた。これにより、図１に示される断面形状を有する、試料６Ｗ〜試料８Ｗのアルミニウム合金撚線１０を得た。なお、各アルミニウム合金撚線の断面積は、いずれも０．１４ｍｍ２である。また、試料６Ｗ〜試料８Ｗのアルミニウム合金撚線の外周に、ＰＶＣ樹脂組成物をそれぞれ被覆して各絶縁体（厚み０．２５ｍｍ）を形成した。これにより、図１に示される断面形状を有するアルミニウム合金撚線１０と、アルミニウム合金撚線１０の外周を被覆する絶縁体３とを有する、試料６Ａ〜試料８Ａの自動車用電線１を得た。
【００３７】
上記アルミニウム合金撚線は、特定の化学成分組成を有し、引張強さが４５０ＭＰａ以上であるアルミニウム合金素線が複数本撚り合わされてなる。そのため、上記アルミニウム合金撚線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に自動車用電線に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難い自動車用電線を実現することができるといえる。
【００３８】
また、上記自動車用電線は、上記アルミニウム合金撚線からなる導体を有している。そのため、上記自動車用電線は、ワイヤーハーネスの組み立て時や自動車へのワイヤーハーネスの組み付け時に引張力がかかった場合でも、従来に比べ、導体が断線し難くなるといえる。
【００３９】
（実施例３）
実施例２において、図２に示すように、７本のアルミニウム合金素線２００を撚り合わせた後、さらに円形圧縮加工を行った以外は同様にして、図２に示される断面形状を有する、試料６Ｓ〜試料８Ｓのアルミニウム合金撚線２０を得た。なお、各アルミニウム合金撚線の断面積は、いずれも０．１３ｍｍ２である。また、試料６Ｓ〜試料８Ｓのアルミニウム合金撚線の外周に、ＰＶＣ樹脂組成物をそれぞれ被覆して各絶縁体（厚み０．２ｍｍ）を形成した。これにより、図２に示される断面形状を有するアルミニウム合金撚線２０と、アルミニウム合金撚線２０の外周を被覆する絶縁体３とを有する、試料６Ｂ〜試料８Ｂの自動車用電線２を得た。上記アルミニウム合金撚線、上記自動車用電線は、実施例２と同様の作用効果を奏することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１、２  自動車用電線
１０、２０  アルミニウム合金撚線
１００、２００  アルミニウム合金素線
【図１】
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【図２】
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