(57)【要約】【課題】細径電線として使用できる強度を有するとともに異種金属による腐食を抑制できる細径アルミ電線を提供する。【解決手段】電線導体１６と電線導体１６の外周を覆う絶縁体１８とを備え、電線導体１６が、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる引張強度２２９ＭＰａ以下の低強度アルミニウム素線１４と、アルミニウム合金からなる引張強度２３０ＭＰａ以上の高強度アルミニウム素線１２と、からなる、純アルミニウムおよびアルミニウム合金以外の金属からなる素線を含まない素線束により構成され、素線束における外周位置に配置される素線の少なくとも一部が、低強度アルミニウム素線１４からなる細径アルミ電線１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線導体と前記電線導体の外周を覆う絶縁体とを備え、
前記電線導体が、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる引張強度２２９ＭＰａ以下の低強度アルミニウム素線と、アルミニウム合金からなる引張強度２３０ＭＰａ以上の高強度アルミニウム素線と、からなる、純アルミニウムおよびアルミニウム合金以外の金属からなる素線を含まない素線束により構成され、
前記素線束における外周位置に配置される素線の少なくとも一部が、前記低強度アルミニウム素線からなることを特徴とする細径アルミ電線。
【請求項２】
前記電線導体の断面積が、０．３５ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の細径アルミ電線。
【請求項３】
前記電線導体における前記高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合が、３０〜９５％の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の細径アルミ電線。
【請求項４】
前記電線導体の引張強度が、５０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の細径アルミ電線。
【請求項５】
前記高強度アルミニウム素線が、熱処理型のアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の細径アルミ電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細径アルミ電線に関し、さらに詳しくは、自動車用電線として好適な細径アルミ電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の軽量化を図る目的から、自動車などの車両に配策される電線の軽量化が図られている。その一環として、電線導体の材料に銅系材料よりも軽量なアルミニウム系材料を用いる試みがなされている。アルミニウム系材料のうち、純アルミニウムや比較的導電性に優れるアルミニウム合金は比較的強度が低く、これらのみでは、強度の面から、自動車などの車両に配策される細径電線の導体材料として用いることが難しい。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１では、複数本の素線を含む電線導体内に張力保持部材を束ね撚り電線とすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４７５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数本の素線を含む電線導体において、アルミニウム系材料とともに張力保持部材としてステンレス材料を用いると、異種金属の電位差により接触部にて腐食が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、細径電線として使用できる強度を有するとともに異種金属による腐食を抑制できる細径アルミ電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明に係る細径アルミ電線は、電線導体と前記電線導体の外周を覆う絶縁体とを備え、前記電線導体が、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる引張強度２２９ＭＰａ以下の低強度アルミニウム素線と、アルミニウム合金からなる引張強度２３０ＭＰａ以上の高強度アルミニウム素線と、からなる、純アルミニウムおよびアルミニウム合金以外の金属からなる素線を含まない素線束により構成され、前記素線束における外周位置に配置される素線の少なくとも一部が、前記低強度アルミニウム素線からなることを要旨とするものである。
【０００８】
この場合、前記電線導体の断面積は０．３５ｍｍ２以下であることが好ましい。また、前記電線導体における前記高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合は３０〜９５％の範囲内であることが好ましい。さらに、前記電線導体の引張強度は５０Ｎ以上であることが好ましい。また、前記高強度アルミニウム素線は熱処理型のアルミニウム合金からなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る細径アルミ電線によれば、低強度のアルミニウム系材料からなる素線とともに高強度のアルミニウム系材料からなる素線を用いて強度の向上を図っており、電線導体がアルミニウム系材料以外の金属からなる素線を含まないため、細径電線として使用できる強度を有するとともに異種金属による腐食を抑制できる。
【００１０】
また、素線束における外周位置に配置される素線の少なくとも一部が上記低強度アルミニウム素線からなることから、圧着端子を電線導体に圧着する圧着加工を行うことができる。そして、電線導体に圧着された圧着端子の固着力にも優れる。また、電線導体と圧着端子の接触抵抗も小さく抑えられる。
【００１１】
そして、電線導体における上記高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合が３０〜９５％の範囲内であると、強度と圧着加工性のバランスに優れる。また、上記高強度アルミニウム素線が熱処理型のアルミニウム合金からなると、金属化合物の析出強化によって優れた強度を発揮できるため、添加元素による導電性の低下を抑えつつ強度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る細径アルミ電線の断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る細径アルミ電線の断面図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る細径アルミ電線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明に係る細径アルミ電線は、電線導体と電線導体の外周を覆う絶縁体とを備える。電線導体は、低強度アルミニウム素線と、高強度アルミニウム素線と、からなる素線束により構成される。電線導体は、アルミニウム系材料のみで構成される。電線導体を構成する素線束には、純アルミニウムおよびアルミニウム合金以外の金属からなる素線は含まれない。本発明に係る細径アルミ電線では、高強度アルミニウム素線がテンションメンバとして機能し、強度が確保される。
【００１５】
低強度アルミニウム素線は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる引張強度２２９ＭＰａ以下のアルミニウム素線からなる。純アルミニウムは、純度９９．００％以上のものをいう。純アルミニウムとしては、１０００系アルミニウムなどが挙げられる。純アルミニウムの引張強度は７０ＭＰａ程度である。純アルミニウムは軟らかいため、加工性に優れる。また、導電性にも優れる。低強度アルミニウム素線に用いられるアルミニウム合金は、１．００原子％以上の添加元素を含有するが、添加元素によっても純アルミニウムの加工性や耐食性を低下させることなく純アルミニウムよりも強度をやや向上させたものである。アルミニウム素線の引張強度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法）に準拠して、汎用引張試験機にて測定される。
【００１６】
このような低強度アルミニウム素線に用いられるアルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｍｎ系合金（３０００系アルミニウム合金）、Ａｌ−Ｓｉ系合金（４０００系アルミニウム合金）、Ａｌ−Ｍｇ系合金（５０００系アルミニウム合金）などが挙げられる。これらのアルミニウム合金は、非熱処理型のアルミニウム合金である。非熱処理型のアルミニウム合金は、添加元素の固溶により強化が図られる。非熱処理型のアルミニウム合金は、所定の引張強度以下となるように、添加元素の量が抑えられる。低強度アルミニウム素線に用いられるアルミニウム合金は、添加元素の量が抑えられているため、純アルミニウムからそれほど硬くなっておらず、加工性に優れる。また、添加元素の量が抑えられているため、導電性にも優れる。
【００１７】
高強度アルミニウム素線は、アルミニウム合金からなる引張強度２３０ＭＰａ以上のアルミニウム素線からなる。このような高強度アルミニウム素線に用いられるアルミニウム合金は、非熱処理型のアルミニウム合金であってもよいし、熱処理型のアルミニウム合金であってもよい。非熱処理型のアルミニウム合金の場合には、所定の引張強度以上となるように、添加元素の量が多くなる。そうすると、導電性が大きく低下するおそれがある。熱処理型のアルミニウム合金は、添加元素の析出により強化を図るものである。このため、添加元素の量が多くなっても、導電性がそれほど大きく低下しない。この観点から、高強度アルミニウム素線に用いられるアルミニウム合金は、熱処理型のアルミニウム合金が好ましい。
【００１８】
このような高強度アルミニウム素線に用いられる熱処理型のアルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金（２０００系アルミニウム合金）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００系アルミニウム合金）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金（７０００系アルミニウム合金）などが挙げられる。
【００１９】
電線導体を構成する素線束において、素線数は特に限定されず、適宜調整すればよいが、低強度アルミニウム素線は１本以上含まれ、高強度アルミニウム素線も１本以上含まれる。
【００２０】
電線導体を構成する素線束において、低強度アルミニウム素線が１本である場合には、低強度アルミニウム素線は上記する低強度アルミニウム素線のうちの１種のみで構成される。低強度アルミニウム素線が２本以上である場合には、２本以上の低強度アルミニウム素線は上記する低強度アルミニウム素線のうちの１種のみから構成されていてもよいし、２種以上の組み合わせから構成されていてもよい。低強度アルミニウム素線における同種とは、組成および引張強度が同じ素線同士をいう。組成および引張強度のいずれか一方あるいは両方が異なるものは異種である。高強度アルミニウム素線も同様に、素線束において２本以上である場合には、２本以上の高強度アルミニウム素線は上記する高強度アルミニウム素線のうちの１種のみから構成されていてもよいし、２種以上の組み合わせから構成されていてもよい。また、同種とは、組成および引張強度が同じ素線同士をいう。
【００２１】
素線束における外周位置に配置される素線の少なくとも一部は、低強度アルミニウム素線により構成される。外周位置に配置された低強度アルミニウム素線の加工性により、圧着端子を電線導体に圧着する圧着加工を行うことができる。そして、電線導体に圧着された圧着端子の固着力にも優れる。また、電線導体と圧着端子の接触抵抗も小さく抑えられる。そして、この観点から、外周位置に配置される素線の半数以上が低強度アルミニウム素線であることが好ましい。より好ましくは、外周位置に配置される素線の全部が低強度アルミニウム素線である。素線束は、撚り合わされていなくてもよいが、複数本の素線が解れないで束ねられた状態を維持しやすい、素線の配置（特に外周位置に配置される素線の配置）が維持されやすいなどの観点から、素線束は、撚り合わされていることが好ましい。
【００２２】
以上の構成からなる本発明に係る細径アルミ電線によれば、低強度のアルミニウム系材料からなる素線とともに高強度のアルミニウム系材料からなる素線を用いて強度の向上を図っており、電線導体がアルミニウム系材料以外の金属からなる素線を含まないため、細径電線として使用できる強度を有するとともに異種金属による腐食を抑制できる。
【００２３】
電線導体において、強度を確保する観点から、高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合は、３０％以上であることが好ましい。また、圧着加工性を確保するなどの観点から、高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合は、９５％以下であることが好ましい。例えば電線導体が素線径の等しい１９本のアルミニウム素線からなる場合において、低強度アルミニウム素線が１本、高強度アルミニウム素線が１８本である構成においても、低強度アルミニウム素線が素線束における外周位置に配置されていれば、圧着加工性は確保される。この場合、高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合は、９４．７％である。
【００２４】
そして、本発明に係る細径アルミ電線は、電線導体における高強度アルミニウム素線が占める断面積の割合を調整するなどにより、電線導体の断面積が０．３５ｍｍ２以下の細径電線に適用することができる。また、電線導体の断面積が０．３０ｍｍ２以下の細径電線や、０．２５ｍｍ２以下の細径電線、０．２０ｍｍ２以下の細径電線にも適用することができる。このような断面積を有する細径電線に適用しても、電線導体の引張強度５０Ｎ以上を確保することができる。電線導体の引張強度が５０Ｎ以上であると、自動車用電線として十分な強度を有する。また、端子固着力に優れるものとなる。
【００２５】
本発明に係る細径アルミ電線は、自動車用電線としての細径アルミ電線に好適に用いることができる。自動車用電線として用いることを考慮した場合、電線導体の引張強度は５０Ｎ以上であることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る細径アルミ電線において、絶縁体材料は特に限定されるものではなく、電線被覆材料として用いられる材料であればよい。例えばポリオレフィン系材料、ポリ塩化ビニル系材料などが挙げられる。
【００２７】
図１には、本発明の第一実施形態に係る細径アルミ電線（断面図）を示す。図１に示すように、細径アルミ電線１０は、電線導体１６と電線導体１６の外周を覆う絶縁体１８とを備える。電線導体１６は、複数本の素線の束からなる素線束により構成されている。図１において、素線束は、９本の素線により構成されている。素線束は、素線束の中心に位置する１本の中心素線１２と、その中心素線１２の周囲に配置されて素線束の外周位置に配置される８本の周辺素線１４とにより構成されている。素線束を構成する９本の素線のいずれも、断面円形状に形成されている。
【００２８】
図１において、中心素線１２は、上記の高強度アルミニウム素線により構成されている。また、８本の周辺素線１４は、それぞれ上記の低強度アルミニウム素線により構成されている。したがって、図１に示す細径アルミ電線１０は、素線束における外周位置に配置される素線のすべてが低強度アルミニウム素線により構成されている。８本の周辺素線は、すべてが同種の低強度アルミニウム素線により構成されていてもよいし、すべてが互いに異なる種類の低強度アルミニウム素線により構成されていてもよいし、一部が他とは異なる種類の低強度アルミニウム素線により構成されていてもよい。
【００２９】
図１において、中心素線１２は、８本の周辺素線１４よりも径の大きい線として構成されている。８本の周辺素線１４は、すべてが同じ大きさの径からなる線として構成されている。中心素線１２の径が周辺素線１４の径よりも大きいため、周辺素線１４の本数が６本よりも多くなっている。
【００３０】
図２には、本発明の第二実施形態に係る細径アルミ電線（断面図）を示す。図２に示す細径アルミ電線２０は、図１に示す細径アルミ電線１０と比較して、高強度アルミニウム素線と低強度アルミニウム素線の配置および比率が異なるだけで、それ以外の構成は図１に示す細径アルミ電線１０と同じである。
【００３１】
図２において、中心素線１２は、上記の高強度アルミニウム素線により構成されている。８本の周辺素線１４ａ，１４ｂは、上記の高強度アルミニウム素線と上記の低強度アルミニウム素線により構成されている。８本の周辺素線の半数（１４ｂ）が上記の高強度アルミニウム素線により構成され、残りの半数（１４ａ）が上記の低強度アルミニウム素線により構成されている。したがって、図２に示す細径アルミ電線２０は、素線束における外周位置に配置される素線の半数が低強度アルミニウム素線により構成されている。
【００３２】
図２において、中心素線１２および周辺素線１４における高強度アルミニウム素線（１４ｂ）は、すべてが同種の高強度アルミニウム素線により構成されていてもよいし、すべてが互いに異なる種類の高強度アルミニウム素線により構成されていてもよいし、一部が他とは異なる種類の高強度アルミニウム素線により構成されていてもよい。また、周辺素線１４における低強度アルミニウム素線（１４ａ）は、すべてが同種の低強度アルミニウム素線により構成されていてもよいし、すべてが互いに異なる種類の低強度アルミニウム素線により構成されていてもよいし、一部が他とは異なる種類の低強度アルミニウム素線により構成されていてもよい。
【００３３】
図３には、本発明の第三実施形態に係る細径アルミ電線を示す。図３に示す細径アルミ電線３０は、図１に示す細径アルミ電線１０と比較して、電線導体１６が円形圧縮成形されている点が異なるだけで、それ以外の構成は図１に示す細径アルミ電線１０と同じである。このように、本発明に係る細径アルミ電線は、電線導体が円形圧縮成形されていてもよい。ただし、電線導体を均一に円形圧縮成形する観点から、電線導体の素線束における外周位置に配置される素線は、加工性に優れる低強度アルミニウム素線によりすべて構成されていることが好ましい。図３に示す細径アルミ電線３０は、中心素線１２が高強度アルミニウム素線により構成されているが、周辺素線１４のすべてが低強度アルミニウム素線により構成されている。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３５】
（実施例）
電線導体として、高強度アルミニウム素線よりなる中心素線の周囲に低強度アルミニウム素線よりなる８本の周辺素線を配置し、円形圧縮成形を行ったものを準備した。８本の周辺素線は、すべて同種で径が同じ低強度アルミニウム素線よりなる。
【００３６】
（比較例）
電線導体として、低強度アルミニウム素線よりなる中心素線の周囲に低強度アルミニウム素線よりなる８本の周辺素線を配置し、円形圧縮成形を行ったものを準備した。８本の周辺素線は、すべて同種で径が同じ低強度アルミニウム素線よりなる。中心素線は、周辺素線と同種の低強度アルミニウム素線よりなる。低強度アルミニウム素線は、実施例と同じ材料からなる。
【００３７】
（引張強度）
ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法）に準拠して、汎用引張試験機にて測定した。
【００３８】
（導体強度）
ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法）に準拠して、汎用引張試験機にて測定した。
【００３９】
実施例および比較例の導体構成を表１に示す。また、引張強度および導体強度の測定結果も表１に示す。
【００４０】
【表１】
2016046184.tif 000003
【００４１】
表１から、実施例の構成によると、電線導体の断面積が０．１３ｍｍ２相当の細径構成においても５０Ｎ以上の導体強度を有し、自動車用電線としての導体強度を満足し、導体強度に優れることが確認できた。また、電線導体がアルミニウム系材料のみで構成されているため、異種金属腐食のおそれもない。これに対し、比較例では、同じ細径構成において導体強度が低下し、自動車用電線としての導体強度を満足しないことがわかる。また、表１には記載していないが、中心素線および周辺素線のすべてを実施例に記載する高強度アルミニウム素線の材料で構成すると、圧着端子を圧着加工できなかった。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
１０、２０、３０  細径アルミ電線
１２  中心素線
１４  周辺素線
１６  電線導体
１８  絶縁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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