(57)【要約】【課題】  ニーズに合わせて全導体面積を変えずに同径寸法の導体で引張強度を種々の程度に調整することができるバリエーションに富んだ自動車用電線を提供する。【解決手段】  ステンレス鋼からなる単一の中心素線２２の周囲に該中心素線２２を包囲するように銅又は銅合金からなる７本以上の周辺素線２３を一重にかつ互いに密着配置してなる導体を有し、該中心素線２２として、その径寸法が該周辺素線２３の径寸法よりも大きいものを用い、かつ、該導体の占積率が下記式を満足することを特徴とする自動車用電線。  導体の占積率＝｛（Ａ＋Ｂ）／Ｃ｝×１００［％］≧８５［％］（但し、上記式中、Ａは周辺素線の断面積の合計、Ｂは中心素線の断面積、Ｃは導体の断面積である）【選択図】      図４
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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単一の中心素線の周囲に該中心素線を包囲するように銅又は銅合金からなる７本以上の周辺素線を一重にかつ互いに密着配置してなる導体を有し、該中心素線として、その径寸法が該周辺素線の径寸法よりも大きいものを用い、かつ、該導体の占積率が下記式を満足することを特徴とする自動車用電線。
導体の占積率＝｛（Ａ＋Ｂ）／Ｃ｝×１００［％］≧８５［％］
（但し、上記式中、Ａは周辺素線の断面積の合計、Ｂは中心素線の断面積、Ｃは導体の断面積である）
【請求項２】
該導体の占積率が９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用電線。
【請求項３】
該導体の断面積に対する該中心素線の占有断面積が１９．５％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用電線。
【請求項４】
該導体の断面積が０．３ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用電線。
【請求項５】
該導体が圧縮導体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用電線。
【請求項６】
撚線構造であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用電線に関し、特にニーズに合わせて導体径を変えずに引張強度を種々の程度に調整することができる自動車用電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、電装品等への電気的接続のために多数の電線を束ねたワイヤハーネスが使用されている。このワイヤハーネスに用いられる電線の中には、複数本の素線を撚りあわせた撚線構造の導体を有するものがある。この種の電線で典型的なものの導体（素線集合体）を図１に示す。図中１が導体であり、単一の中心素線２の周りに６本の周辺素線３を一重にかつ互いに密着配置して撚りあわせた撚線構造となっている。従来、このような撚線構造の導体を構成する中心素線２及び周辺素線３にはいずれも銅又は銅合金が使用されているのが一般的であった。また、中心素線２及び周辺素線３の径寸法はいずれも同径のものが使用されていた。
【０００３】
ところで、自動車用電線では、用途に応じてその引張強度がある程度の値であればよいもの、比較的大きいことが好ましいもの、より大きいことが必要なもの等、種々のスペックのものを利用することを希望するニーズがある。ところが、自動車用電線には、通常、その導体径（導体サイズ）に規格が設けられており（例えば、０．１３ｍｍ２、０．２２ｍｍ２等）、より引張強度の大きな電線を利用するには導体径がランクの上のものを使用することで対処していた。しかしながら、導体径がランクの上のものを使用することは、特に自動車用電線の細線化、軽量化の流れに逆行することとなる。
【０００４】
そこで、ニーズに合わせて導体径を変えずに（導体径のランクの上のものを使用することなく）引張強度を種々の程度に調整することができる自動車用電線の実現が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、ニーズに合わせて導体径を変えずに引張強度を種々の程度に調整することができるバリエーションに富んだ自動車用電線を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
（１）ステンレス鋼からなる単一の中心素線の周囲に該中心素線を包囲するように銅又は銅合金からなる７本以上の周辺素線を一重にかつ互いに密着配置してなる導体を有し、該中心素線として、その径寸法が該周辺素線の径寸法よりも大きいものを用い、かつ、該導体の占積率が下記式を満足することを特徴とする自動車用電線。
導体の占積率＝｛（Ａ＋Ｂ）／Ｃ｝×１００［％］≧８５［％］
（但し、上記式中、Ａは周辺素線の断面積の合計、Ｂは中心素線の断面積、Ｃは導体の断面積である）
（２）該導体の占積率が９０％以上であることを特徴とする前記（１）に記載の自動車用電線。
（３）該導体の断面積に対する該中心素線の占有断面積が１９．５％以上であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の自動車用電線。
（４）該導体の断面積が０．３ｍｍ２以下であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の自動車用電線。
（５）該導体が圧縮導体であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の自動車用電線。
（６）撚線構造であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の自動車用電線。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記構成を採用したので、ニーズに合わせて導体径を変えずに引張強度を種々の程度に調整することができるバリエーションに富んだ自動車用電線を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を好ましい実施例により説明する。
本発明による自動車用電線は、ステンレス鋼からなる単一の中心素線の周囲に該中心素線を包囲するように銅又は銅合金からなる７本以上の周辺素線を一重にかつ互いに密着配置してなる導体を有し、該中心素線として、その径寸法が該周辺素線の径寸法よりも大きいものを用い、かつ、該導体の占積率が８５％以上であり、より好ましくは９０％以上である。ここで導体の占積率は下記式で表される。
導体の占積率＝｛（Ａ＋Ｂ）／Ｃ｝×１００［％］
（但し、上記式中、Ａは周辺素線の断面積の合計、Ｂは中心素線の断面積、Ｃは導体の断面積である）
本明細書中において、導体径とは図２に示すように導体の直径のことをいい、導体の断面積Ｃは下記の式で表される。
Ｃ（ｍｍ２）＝π×導体径（ｍｍ）×導体径（ｍｍ）÷４
本発明の自動車用電線において、該導体の占積率を上記のように規定すると、中心素線及び周辺素線の径寸法の関係と周辺素線の本数の選択とあいまって、導体径を変えずに、ニーズに応じて引張強度を上げ、かつその引張強度の値を種々の程度のものとすることが可能になる。
【０００９】
本発明による自動車用電線における導体は、上記の条件を満足していれば、圧縮導体であってもよいし、非圧縮導体であってもよい。
【００１０】
図３は、本発明による自動車用電線の一構成例（導体が圧縮導体である場合）における導体の圧縮前、圧縮後、絶縁被覆後の状態を断面図で示すもので、周辺素線が７本、８本、９本の３例である。また、図４は周辺素線が７本の例で導体の圧縮前の状態を示す断面図である。
図４において２１は圧縮前の導体（素線の集合形態）で、ステンレス鋼からなる単一の中心素線２２の周囲に、銅又は銅合金からなる７本の周辺素線２３が一重に周方向に密着配置され、撚り合わされ撚線構造となっており、中心素線２２の径寸法は周辺素線２３の径寸法より大きく設定されている。このような素線の集合形態を例えば圧縮ダイス等を用いて中心方向に圧縮して圧縮導体とする。そして、この圧縮導体の周りに直接又はシールド層を介して絶縁被覆を設けて、自動車用電線とする。
【００１１】
本発明では、ステンレス鋼からなる中心素線の径寸法を、銅又は銅合金からなる周辺素線の径寸法より大きく設定するが、中心素線の径寸法は、要求される引張強度に応じて種々の値とすることができる。本発明では、中心素線の径寸法を、全導体断面積に対して中心素線の占有断面積が１９．５％以上となるように設定することが好ましく、１９．５〜２９．１％となるように設定することがより好ましい。中心素線の占有断面積が小さすぎると引張強度を上げることが難しく、大きすぎると電気抵抗が上昇する。
背景技術の項で前記した通常の自動車用電線では、中心素線の周りに同径の周辺素線を６本一重に密着配置した構成をとるが、本発明の自動車用電線では、中心素線の径寸法を周辺素線の径寸法より大きく設定する関係から、周辺素線の本数を７本以上に設定する。周辺素線の本数が６本以下では引張強度が低下する。周辺素線の本数は７本以上であれば適宜の数に設定できるが、生産性の観点からは、７〜１１本がより好ましく、８本が特に好ましい。
本発明では、中心素線の径寸法と周辺素線の径寸法との割合は、中心素線の周囲に周辺素線が密着配置できるように設定される。
【００１２】
本発明の自動車用電線は、ワイヤハーネス用電線として用いることを考慮して、電線破断強度が６０Ｎ以上が好ましく、７０Ｎ以上がより好ましい。このような範囲のものは近年の自動車用ワイヤハーネス用電線の必要強度を十分満足するものである。
【００１３】
通常、自動車用のワイヤハーネスに使用される電線は、その導体サイズに規格があり、種々のサイズのものが使用可能であるが、０．１３〜０．３ｍｍ２程度のものが好ましく使用される。このようなサイズのものはワイヤハーネス用電線としてのニーズに十分沿うことができるものである。
【００１４】
本発明の自動車用電線の中心素線に使用されるステンレス鋼としては、各種のものが使用可能であるが、特に引張強度が大きいＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等が好ましく使用できる。中心素線の直径は、用途、周辺素線の本数等に応じて適宜設定される。
また、周辺素線に使用される銅又は銅合金は、通常電線に使用される各種のタイプのものが使用できるが、導電性、引張強度、伸び等の観点から純銅、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金等の使用が好ましい。周辺素線の直径も、用途、配置本数に応じて適宜設定される。
【００１５】
本発明では、自動車用電線としての最終製品には導体の周りに絶縁被覆が設けられるが、その絶縁被覆としては、従来使用されているポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（発泡系を含む）、ハロゲンフリー材、テトラフロロエチレン等の各種樹脂材料を用いることができる。絶縁被覆の厚さは導体の仕上外径に応じて適宜設定される。
また、シールド層を設ける場合には、従来公知のシールド効果を有する各種材料が使用できる。
【００１６】
上記のような構成とすることにより、ニーズに応じて引張強度を上げ、かつその引張強度の値を種々の程度のものとすることができる。そして、中心素線の径寸法、材料等、周辺素線の本数、径寸法、材料等を適切に設定することにより、同じ導体サイズの電線でも１ランク上の大きさの電線とほぼ同じかそれ以上の引張強度を得ることができるようになる。
【００１７】
次に、本発明における導体の占積率の測定方法について述べる。
（１）導体１ｍの中心素線（ステンレス鋼）の重量（ｇ／ｍ）及び周辺素線（銅又は銅合金）全体の重量（ｇ／ｍ）を実測する。
（２）次式から中心素線及び周辺素線全体の断面積を算出する。
中心素線の断面積（ｍｍ２）
＝中心素線の質量（ｇ／ｍ）÷中心素線比重（ｇ／ｃｍ３）    ・・・Ｉ
周辺素線全体の断面積（ｍｍ２）
＝周辺素線全体の質量（ｇ／ｍ）÷周辺素線比重（ｇ／ｃｍ３）・・・ＩＩ
（３）次式から導体断面積を算出
導体断面積（ｍｍ２）＝π×導体径（ｍｍ）×導体径（ｍｍ）÷４  ・・・ＩＩＩ
（４）占積率＝｛（Ｉ＋ＩＩ）÷ＩＩＩ｝×１００［％］
【００１８】
ここで一例として、中心素線にＳＵＳ３０４、周辺素線に純銅を用い、中心素線の周りに周辺素線を８本配置した圧縮導体の場合の占積率を求めた例を挙げる。
（１）中心素線重量＝０．２７６７（ｇ／ｍ）
周辺素線全体重量＝０．９９２０（ｇ／ｍ）
中心素線比重＝７．９（ｇ／ｃｍ３）
周辺素線比重＝８．９（ｇ／ｃｍ３）
（２）よって
中心素線断面積＝３．５０３×１０−２（ｍｍ２）
周辺素線全体断面積＝１１．１４６×１０−２（ｍｍ２）
（３）導体径＝φ０．４６（実測値）
導体断面積＝１５．９０４×１０−２（ｍｍ２）
（４）占積率＝｛（３．５０３＋１１．１４６）÷１５．９０４｝×１００
＝９２．１［％］
【００１９】
次に、本発明の自動車用電線の導体構成例（圧縮導体の場合の例）を述べる。図５に本発明の自動車用電線の圧縮前の構造断面のパラメータを示す。中心素線径をｙ、周辺素線径をｄ、周辺素線の数をｎ、圧縮前の仕上外径をＤ、導体中心と一つの周辺素線の中心とを結ぶ線と、隣接した中心素線の中心同士を結ぶ線とのなす角度をθとすると、次のような関係がある。
ｙ＝（１／ｃｏｓθ）−１
Ｄ＝ｙ＋２ｄ
θ＝（（ｎ−２）×１８０）／２ｎ
【００２０】
導体サイズが０．１３ｍｍ２の場合の構成例における圧縮前構成を表１に、圧縮後構成を表２に示す。なお、参考例は周辺素線の数が６つの場合である。
【００２１】
【表１】
2005158450.tif 000003
【００２２】
【表２】
2005158450.tif 000004
【００２３】
次に、本発明の自動車用電線の作製例を述べる。参考例１は表１の参考例の場合、参考例２は中心素線も純銅からなるもので導体サイズが１ランク上の０．２２ｍｍ２の場合である。
【００２４】
実施例１
圧縮前の中心素線として表１の構成例１で示す断面積のＳＵＳ３０４からなる中心素線を用いるとともに、圧縮前の周辺素線として表１の構成例１で示す断面積の純銅からなる周辺素線を７本一重に密着配置した後、ダイスにより表２の構成例１で示す圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材（オレフィン系；以下同様）を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して本発明による自動車用電線を得た。ステンレス鋼の引張破断強度は７２０ＭＰａ、銅線の引張破断強度は２３０ＭＰａであり、その他の条件は表１の構成例１で示すとおりとした。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表３に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００２５】
実施例２
圧縮前の中心素線として表１の構成例２で示す断面積のＳＵＳ３０４からなる中心素線を用いるとともに、圧縮前の周辺素線として表１の構成例２で示す断面積の純銅からなる周辺素線を８本一重に密着配置した後、ダイスにより表２の構成例２で示す圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して本発明による自動車用電線を得た。ステンレス鋼の引張破断強度は７２０ＭＰａ、銅線の引張破断強度は２３０ＭＰａであり、その他の条件は表１の構成例２で示すとおりとした。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表３に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００２６】
参考例１
圧縮前の中心素線として表１の参考例で示す断面積のＳＵＳ３０４からなる中心素線を用いるとともに、圧縮前の周辺素線として表１の参考例で示す断面積の純銅からなる周辺素線を６本一重に密着配置した後、ダイスにより表２の参考例で示す圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して参考例１の自動車用電線を得た。ステンレス鋼の引張破断強度は７２０ＭＰａ、銅線の引張破断強度は２３０ＭＰａであり、その他の条件は表１の参考例で示すとおりとした。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表３に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００２７】
参考例２
中心素線及び周辺素線ともに純銅の素線を用い、中心素線の周囲に周辺素線を６本密着配置させて圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して参考例２の自動車用電線を得た。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表３に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００２８】
【表３】
2005158450.tif 000005
【００２９】
表３より、本発明の自動車用電線の優位性が確認された。特に実施例２の場合には純銅のみの素線を用いた１ランク上の導体サイズのものと同じ強度信頼性を有する電線を製作することが可能となることがわかった。
【００３０】
実施例３
圧縮前の中心素線として表１の構成例１で示す断面積のＳＵＳ３０４からなる中心素線を用いるとともに、圧縮前の周辺素線として表１の構成例１で示す断面積の純銅からなる周辺素線を７本一重に密着配置した後、ダイスにより表２の構成例１で示す圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して本発明による自動車用電線を得た。ステンレス鋼の引張破断強度は９００ＭＰａ、銅線の引張破断強度は２３０ＭＰａであり、その他の条件は表１の構成例１で示すとおりとした。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表４に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００３１】
実施例４
圧縮前の中心素線として表１の構成例２で示す断面積のＳＵＳ３０４からなる中心素線を用いるとともに、圧縮前の周辺素線として表１の構成例２で示す断面積の純銅からなる周辺素線を８本一重に密着配置した後、ダイスにより表２の構成例２で示す圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して本発明による自動車用電線を得た。ステンレス鋼の引張破断強度は９００ＭＰａ、銅線の引張破断強度は２３０ＭＰａであり、その他の条件は表１の構成例２で示すとおりとした。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表４に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００３２】
参考例３
圧縮前の中心素線として表１の参考例で示す断面積のＳＵＳ３０４からなる中心素線を用いるとともに、圧縮前の周辺素線として表１の参考例で示す断面積の純銅からなる周辺素線を６本一重に密着配置した後、ダイスにより表２の参考例で示す圧縮を行い、その後、ハロゲンフリー材を被覆材として用い押し出し成形で絶縁被覆して参考例３の自動車用電線を得た。ステンレス鋼の引張破断強度は９００ＭＰａ、銅線の引張破断強度は２３０ＭＰａであり、その他の条件は表１の参考例で示すとおりとした。これらの電線の電線外径、電線重量、及び破断荷重の測定結果を表４に示す。導体の占積率は９０％以上であった。
【００３３】
【表４】
2005158450.tif 000006
【００３４】
表４より、本発明の自動車用電線の優位性が確認された。実施例３の場合には純銅のみの素線を用いた１ランク上の導体サイズのものとほぼ同じ、実施例４の場合はそれより大きな強度信頼性を有する電線を製作することが可能となることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の撚線構造（非圧縮導体）の自動車用電線導体の断面図である。
【図２】導体径の説明断面図である。
【図３】本発明による自動車用電線導体の構成例の断面図である。
【図４】周辺素線が７本の場合の構成例の断面図である。
【図５】本発明による自動車用電線のパラメータ説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
２１  導体
２２  中心素線
２３  周辺素線
【図１】
2005158450.tif 000007
【図２】
2005158450.tif 000008
【図３】
2005158450.tif 000009
【図４】
2005158450.tif 000010
【図５】
2005158450.tif 000011