導体線
【課題】剥離強度の高い溶接部を形成する導体線を提供する。
【解決手段】導体線１０は、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されている。導体線１０は、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である。導体線１０は、外径が０．０８〜０．２６ｍｍである。
【解決手段】導体線１０は、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されている。導体線１０は、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である。導体線１０は、外径が０．０８〜０．２６ｍｍである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体線及びその製造方法、並びにそれを用いた撚線導体、絶縁電線、溶接構造及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に配索されるワイヤーハーネスでは、一対の絶縁電線のそれぞれについて中間部分または端末部の被覆を剥いで撚線導体を露出させ、それらを超音波溶接により溶接してスプライス部を形成することが行われる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排ガス低減や燃費向上を目的とした自動車の軽量化が進められており、そのため自動車に搭載される各部品に対して軽量化及び小型化が求められている。その中でワイヤーハーネスも例外ではなく、軽量化のための電線の細径化が進んできている。
【０００５】
ところで、従来、自動車用の電線では、主に軟銅からなる導体線を同心撚りした撚線導体が用いられていたが、電線の細径化に伴う強度不足による車載時や配索時の断線が懸念されることから、現在では、銅合金等の硬質材（強度向上材を含む）からなる導体線が採用されている。
【０００６】
ところが、ワイヤーハーネスの組立においてはスプライス部を形成する中間ジョイントが採用されているが、硬質材からなる導体線を用いた細径化した電線を、軟銅からなる導体線を用いた一般電線に超音波溶接でジョイントする場合、溶接強度が不十分であり、また、バラツキが大きいという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、高く且つ安定な溶接強度を得ることができる導体線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の導体線は、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である外径０．０８〜０．２６ｍｍのものである。
【０００９】
本発明の導体線の製造方法は、導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工を施すものである。
【００１０】
本発明の撚線導体は、本発明の導体線を含む複数本の導体線を集めて撚って構成されたものである。
【００１１】
本発明の絶縁電線は、本発明の撚線導体を絶縁層で被覆して構成されたものである。
【００１２】
本発明の溶接構造は、本発明の絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接して構成されたものである。
【００１３】
本発明の溶接方法は、本発明の絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外径０．０８〜０．２６ｍｍの細径の導体線であるものの、それが、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、しかも、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下であることにより、十分に高く且つバラツキが小さい溶接強度を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る導体線を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る導体線の製造方法の説明図である。
【図３】実施形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図４】変形例の絶縁電線の断面図である。
【図５】実施形態に係る溶接構造を示す平面図である。
【図６】溶接強度の測定方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本実施形態に係る導体線１０を示す。
【００１８】
本実施形態に係る導体線１０は、硬質材（強度向上材を含む）である銅又は銅合金からなり、断面円形に形成されている。銅としては、例えば、タフピッチ銅、無酸素銅等が挙げられる。銅合金としては、例えば、Ｃｕ−０．３％Ｓｎ合金、Ｃｕ−２．５％Ｎｉ−０．６％Ｓｉ−０．３５％Ｃｒ合金（Ｃ１８０００）等が挙げられる。導体線１０の外径は０．０８〜０．２６ｍｍであり、０.０８〜０．２２ｍｍであることが好ましく、０.０８〜０.１８ｍｍであることがより好ましい。導体線１０の断面形状は、真円であることが好ましいが、必ずしも真円である必要はなく、偏平した円形であってもよい。なお、その場合の外径は、導体線１０の断面の最大外径である。
【００１９】
導体線１０は、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されている。酸化膜の厚さは１５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。酸化膜の厚さは、電解液に０．１ＮのＫＣｌ水溶液及び対極電極に白金をそれぞれ用い、曝露面積を１.５ｃｍ2及び電流密度を０．５Ａ／ｄｍ2としたカソード還元法によって測定される。導体線１０の表面の酸化膜は、実際にはＣｕＯ及びＣｕ2Ｏを含み、また、銅合金の場合には他の元素の酸化物をも含むが、上記の酸化膜の厚さの測定方法では、全てがＣｕ2Ｏであるとみなすものとする。従って、本願における酸化膜の厚さはＣｕ2Ｏ換算での酸化膜の厚さを意味する。
【００２０】
導体線１０は、引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、４００ＭＰａ以上であることが好ましく、４５０ＭＰａ以上であることがより好ましい。この導体線１０の引張強さは、ＪＩＳ Ｚ２２４１に基づいて測定される。
【００２１】
導体線１０は、表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である。その比は１.０４以下であることが好ましく、１.０３以下であることがより好ましい。
【００２２】
外層部及び内層部のビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｋ２２４４に基づき、外層部の場合には試験荷重５ｍＮ及び内層部の場合には試験荷重５０ｍＮとして測定される。
【００２３】
次に、本実施形態に係る導体線１０の製造方法について説明する。
【００２４】
本実施形態に係る導体線１０の製造方法は、図２（ａ）に示すように、導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工と、その後、表面層を除去した導体線材料を円形断面に伸線する表面層除去後伸線加工（表面層除去後冷間伸線加工）とを含む。表面層除去加工では、導体線材料の外径の３〜８％の表面層を除去することが好ましく、５〜８％の表面層を除去することがより好ましい。この表面層除去加工を施すことにより、最終的に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成され、また、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下で、さらに、外径が０．０８〜０．２６ｍｍであることを特徴とする上記導体線１０を得ることができる。表面層除去加工としては、例えば、導体線材料を皮剥ダイスに通す皮剥加工、導体線材料の表面を研磨する研磨加工、導体線材料を酸に浸漬して表面層をエッチングする酸洗浄加工が挙げられる。これらのうち、均一且つ簡単に導体線材料の表面層を除去することができるという観点から皮剥加工が好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る導体線１０の製造方法は、表面層除去代の均一化を図る観点から、図２（ｂ）に示すように、表面層除去加工の前に、導体線材料の初期形態である荒引線を円形断面に伸線する表面層除去前伸線加工（表面層除去前冷間伸線加工）をさらに含むことが望ましい。導体線材料の初期形態である荒引銅線の外径は例えば８〜１３ｍｍである。表面層除去前伸線加工では、続く表面層除去加工による断線を防止する観点から、導体線材料の外径を例えば３〜７ｍｍに細径化することが好ましい。
【００２６】
本実施形態に係る導体線１０の製造方法は、図２（ｃ）に示すように、必要に応じて、前記伸線加工中の、或いは、前記伸線加工後の熱処理工程をさらに含んでいてもよい。熱処理工程での熱処理方法、並びにその熱処理温度及び熱処理時間の条件は適宜設定すればよいが、熱処理温度は例えば１００〜６００℃とし、熱処理時間は例えば０.５〜１０時間とする。熱処理雰囲気はＣＯガスやＨ2ガス等の還元ガスを含む雰囲気とする。つまり、この熱処理は還元処理である。
【００２７】
表面層除去後伸線加工では、導体線材料を伸線ダイスに通して、最終的な外径を有する導体線１０に仕上げる。
【００２８】
以上の導体線の製造方法は、連続して行ってもよく、また、それぞれ独立して行ってもよいが、生産性を高める観点からは、連続して行うことが好ましい。その場合の線速度は例えば１００〜２０００ｍ／ｍｉｎである。
【００２９】
次に、本実施形態に係る絶縁電線２０について説明する。
【００３０】
図３は本実施形態に係る絶縁電線２０を示す。この絶縁電線２０は、例えば、自動車内のワイヤーハーネスを構成するのに用いられるものである。
【００３１】
本実施形態に係る絶縁電線２０は、本実施形態に係る導体線１０を含む複数本の導体線１０を集めて撚って構成された撚線導体２１を絶縁層２２で被覆して構成されている。
【００３２】
撚線導体２１を構成する導体線１０の本数は例えば７〜３７本である。撚線導体２１には本実施形態に係る導体線１０が少なくとも１本含まれていればよいが、撚線導体２１を構成する全ての導体線１０が本実施形態に係る導体線１０であることが好ましい。
【００３３】
撚線導体２１の撚形態は、集合撚りであってもよく、また、同心撚りであってもよい。集合撚りは、導体線１０を集めて撚り合わせただけのものであり、製造コストが安いというメリットがある。同心撚りは、導体線１０を同心円状に配設し、断面が正多角形や円形に近似した形状となるように撚り合わせたものである。複数本の導体線１０の外径が同一である場合には、低張力で安定して撚ることができるという観点から、集合撚りよりも、中心線である１本の導体線１０の周りに他の導体線１０を撚る同心撚りが好ましい。また、同心撚りにおいても、絶縁電線２０の細径化を図る観点からは、導体線１０を隙間無く最密充填状に配設することが好ましく、具体的には、例えば、図３に示すような１本の中心の導体線１０の周りに６本の導体線１０を最密充填状に１層配設した７（＝１＋６）本同心撚り、１本の中心の導体線１０の周りに６本の導体線１０及びその周りに１２本の導体線１０を最密充填状に配設した１９（＝１＋６＋１２）本同心撚り、並びに、１本の中心の導体線１０の周りに６本の導体線１０、その周りに１２本の導体線１０、及びその周りに１８本の導体線１０を最密充填状に配設した３７（＝１＋６＋１２＋１８）本同心撚りが好ましい。なお、導体線１０の本数が多くなると１本の導体線１０の断面積が小さくなって断線し易くなり、また、２層以上の撚りの場合に製造工程が煩雑になることから、７本同心撚りが特に好ましい。
【００３４】
撚線導体２１は、図２（ｃ）に示すように、撚線後に最終熱処理が施されていてもよい。最終熱処理の熱処理温度は例えば１００〜６００℃とし、熱処理時間は例えば０.５〜１０時間とする。熱処理雰囲気はＣＯガスやＨ2ガス等の還元ガスを含む雰囲気とする。つまり、この最終熱処理は還元処理である。
【００３５】
撚線導体２１は、図４に示すように、複数本の導体線１０或いは導体線材料を集めて撚った撚線に圧縮成型を施して導体線１０（特に最外層）の断面が変形していてもよく、そうすることにより断面における導体占有率が高められる。また、絶縁層２２の厚さを薄くすることができるという効果もある。
【００３６】
なお、撚線導体２１は、各々、表面層除去加工を施していない複数本の導体線材料集めて撚った撚り線を酸に浸漬して各導体線材料の表面層をエッチングすることによっても製造することができる。この場合、撚線後に導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工が施されることとなる。
【００３７】
絶縁層２２を形成する材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物、ポリエチレン、ポリプロピレン、α−オレフィンなどのポリオレフィン系樹脂組成物等が挙げられる。絶縁層２２の厚さは例えば０.２〜０.３ｍｍである。
【００３８】
本実施形態に係る絶縁電線２０は、押出成形により、撚線導体２１を被覆するように絶縁層２２を形成して製造することができる。
【００３９】
ところで、排ガス低減や燃費向上を目的とした自動車の軽量化が進められており、そのため自動車に搭載される各部品に対して軽量化及び小型化が求められている。その中でワイヤーハーネスも例外ではなく、軽量化のための電線の細径化が進んできている。そして、従来、自動車用の電線では、主に軟銅からなる導体線を同心撚りした撚線導体が用いられていたが、電線の細径化に伴う強度不足による配索時の断線が懸念されることから、現在では、銅合金等の硬質材（強度向上材を含む）からなる導体線が採用されている。
【００４０】
ところが、ワイヤーハーネスの組立においてはスプライス部を形成する中間ジョイントが採用されているが、硬質材からなる導体線を用いた細径化した電線を、軟銅からなる導体線を用いた一般電線に超音波溶接でジョイントする場合、溶接強度が不十分であり、また、バラツキが大きいという問題がある。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では、外径０．０８〜０．２６ｍｍの細径の導体線１０を用いているものの、それが、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、しかも、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下であることにより、十分に高く且つバラツキが小さい溶接強度を得ることができる。
【００４２】
次に、本実施形態に係る溶接構造３０について説明する。
【００４３】
図５は本実施形態に係る溶接構造３０を示す。この溶接構造３０は、上記絶縁電線２０の中間部および端末部の絶縁層２２を部分的に剥がして露出した撚線導体２１を、同様に加工した他の絶縁電線２０’の中間部の露出した撚線導体２１’に、それらが重ね合わされた溶接部３１で溶接してスプライス部に構成されたものであり、例えば、自動車内に搭載されるワイヤーハーネスを構成するものである。
【００４４】
他の絶縁電線２０’としては、例えば、外径が０．０８〜０．３２ｍｍの銅又は銅合金からなる導体線１０’を７〜６５本集めて撚り合わせた撚線導体２１’を絶縁層２２’で被覆したものを複数本組み合わせたものが挙げられる。従来と比較して溶接強度が十分に高く、しかもバラツキが小さいという作用効果が奏されるという観点からは、他の絶縁電線２０’は、引張強さが３５０ＭＰａ未満の軟銅からなる導体線１０’で構成されていることが好ましい。なお、他の絶縁電線２０’は本実施形態に係る絶縁電線２０と同一構成であってもよい。また、溶接対象は、電線に限定されず、電極等の他の金属材であってもよい。
【００４５】
溶接手段としては、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等が挙げられる。これらのうち細径化された電線間接続には超音波溶接が好ましい。超音波溶接の条件は、例えば、圧力が２〜６ｂａｒ、幅が１〜７ｍｍ、振幅が５０〜１００％、及びエネルギーが１００〜２０００Ｗｓである。
【実施例】
【００４６】
（導体線）
＜実施例１＞
タフピッチ銅からなる荒引銅線を伸線ダイスに通して円形断面に伸線し（表面層除去前伸線加工、φ８．０ｍｍ→φ２．６ｍｍ）、次いで、皮剥ダイスに通して皮剥加工を施し（表面層除去加工）、続いて、伸線ダイスに通して伸線した後（表面層除去後伸線加工、φ２．６ｍｍ→φ１．０ｍｍ）、さらに、伸線ダイスに通して最終外径に伸線することにより導体線を得た（φ１．０ｍｍ→φ０．１６ｍｍ）。そして、この導体線を７本集めて同心撚りして撚線導体とした後、押出成形により撚線導体を被覆するように絶縁層を形成して絶縁電線を作製した。この絶縁電線を実施例１とした。なお、撚線後の最終熱処理は施さなかった。
【００４７】
＜実施例２＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を１００℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例２とした。
【００４８】
＜実施例３＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を１２０℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例２とした。
【００４９】
＜比較例１＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例１とした。
【００５０】
＜比較例２＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例３と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例２とした。
【００５１】
＜参考例１＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を１４０℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて比較例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを参考例１とした。
【００５２】
＜参考例２＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を２００℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて比較例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを参考例２とした。
【００５３】
＜実施例４＞
Ｃｕ−０．３％Ｓｎ合金からなる荒引銅線を用いたことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例４とした。
【００５４】
＜実施例５＞
表面層除去加工として、皮剥加工に代えて、導体線材料の表面にサンドペーパーを当てる研磨加工を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例５とした。
【００５５】
＜実施例６＞
表面層除去加工として、皮剥加工に代えて、導体線材料に酸水溶液（濃度１０％の塩酸）に浸漬する酸洗浄加工を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例６とした。
【００５６】
＜実施例７＞
皮剥加工による表面層除去加工を施さず、同心撚り後の撚線導体に、酸水溶液（濃度１０％の塩酸）に浸漬する酸洗浄加工を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例７とした。
【００５７】
＜比較例３＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例４と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例３とした。
【００５８】
＜実施例８＞
Ｃｕ−２．５％Ｎｉ−０．６％Ｓｉ−０．３５％Ｃｒ合金からなる荒引銅線を用い、撚線後の撚線導体に熱処理温度を５００℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例８とした。
【００５９】
＜実施例９＞
最終熱処理における熱処理温度を５５０℃としたことを除いて実施例８と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例９とした。
【００６０】
＜実施例１０＞
最終熱処理における熱処理温度を６００℃としたことを除いて実施例８と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例１０とした。
【００６１】
＜比較例４＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例９と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例４とした。
【００６２】
＜参考例３＞
最終熱処理における熱処理温度を６５０℃としたことを除いて比較例４と同様にして絶縁電線を作製し、それを参考例１とした。
【００６３】
（試験評価方法）
＜引張り強さ＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、導体線を引き出して試験片とし、その引張り強さをＪＩＳ Ｚ２２４１に基づいて測定した。
【００６４】
＜酸化膜の厚さ＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、導体線を引き出して試験片とし、表面の酸化膜の厚さを、電解液に０．１ＮのＫＣｌ水溶液及び対極電極に白金をそれぞれ用い、曝露面積を１.５ｃｍ2及び電流密度を０．５Ａ／ｄｍ2としたカソード還元法によって測定した。
【００６５】
＜ビッカース硬さ比＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、導体線を引き出して試験片とし、その断面において表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部及び表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のそれぞれのビッカース硬さをＪＩＳ Ｋ２２４４に基づいて測定した。なお、外層部の測定では試験荷重を５ｍＮとし、内層部の測定では試験荷重を５０ｍＮとした。
【００６６】
＜溶接強度＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、中間部の絶縁層を部分的に剥がして撚線導体を露出させた。また、外径が０．３２ｍｍの銅からなる導体線を７本集めて同心撚りした撚線導体を絶縁層で被覆した被着側絶縁電線を３本準備し、それぞれについて、中間部の絶縁層を部分的に剥がして撚線導体を露出させた。そして、図６に示すように、試験対象の絶縁電線６１の露出した撚線導体を、３本の被着側絶縁電線６２の露出した撚線導体に超音波溶接して溶接部６３を形成し、試験対象の絶縁電線６１の１８０°剥離試験を行い、その溶接部６３での剥離強度を溶接強度として測定した。測定を３０回実施し、その平均値が２０Ｎ以上の場合をＡ判定、及び２０Ｎ未満の場合をＢ判定とした。
【００６７】
（試験評価結果）
表１は試験結果を示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
引張り強さは、実施例１が５５０ＭＰａ、実施例２が４５０ＭＰａ、実施例３が３５０ＭＰａ、比較例１が６００ＭＰａ、比較例２が３５０ＭＰａ、参考例１が３００ＭＰａ、及び参考例２が２５０ＭＰａであり、また、実施例４が８００ＭＰａ、実施例５が８００ＭＰａ、実施例６が８００ＭＰａ、実施例７が８００ＭＰａ、比較例３が８００ＭＰａであり、さらに、実施例８が７００ＭＰａ、実施例９が５５０ＭＰａ、実施例１０が４００ＭＰａ、比較例４が５５０ＭＰａ、及び参考例３が３００ＭＰａであった。
【００７０】
酸化膜の平均厚さは、実施例１が１３ｎｍ、実施例２が１３ｎｍ、実施例３が１４ｎｍ、比較例１が２２ｎｍ、比較例２が２２ｎｍ、参考例１が１８ｎｍ、及び参考例２が２８ｎｍであり、また、実施例４が１５ｎｍ、実施例５が１８ｎｍ、実施例６が２０ｎｍ、実施例７が２０ｎｍ、比較例３が２５ｎｍであり、さらに、実施例８が１０ｎｍ、実施例９が１０ｎｍ、実施例１０が１０ｎｍ、比較例４が２２ｎｍ、及び参考例３が２２ｎｍであった。
【００７１】
ビッカース硬さ比は、実施例１が１．０１、実施例２が１．０１、実施例３が１．０４、比較例１が１．０４、比較例２が１．０７、参考例１が１．０６、及び参考例２が１．０４であり、また、実施例４が１．０２、実施例５が１．０３、実施例６が１．０４、実施例７が１．０４、比較例３が１．０４であり、さらに、実施例８が１．０２、実施例９が１．０２、実施例１０が１．０３、比較例４が１．０３、及び参考例３が１．０７であった。
【００７２】
剥離強度は、実施例１〜１０がＡ、及び比較例１〜４がＢであり、また、参考例１〜３がＡであった。なお、引張り強さの低い参考例１〜３では、酸化膜の平均厚さが２０ｎｍよりも厚く、或いは、ビッカース硬さ比が１．０５より大きくても、溶接強度が高く且つそのバラツキが小さいことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、導体線及びその製造方法、並びにそれを用いた撚線導体、絶縁電線、溶接構造及び溶接方法について有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 導体線
２０ 絶縁電線
２１ 撚線導体
２２ 絶縁層
３０ 溶接構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体線及びその製造方法、並びにそれを用いた撚線導体、絶縁電線、溶接構造及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に配索されるワイヤーハーネスでは、一対の絶縁電線のそれぞれについて中間部分または端末部の被覆を剥いで撚線導体を露出させ、それらを超音波溶接により溶接してスプライス部を形成することが行われる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排ガス低減や燃費向上を目的とした自動車の軽量化が進められており、そのため自動車に搭載される各部品に対して軽量化及び小型化が求められている。その中でワイヤーハーネスも例外ではなく、軽量化のための電線の細径化が進んできている。
【０００５】
ところで、従来、自動車用の電線では、主に軟銅からなる導体線を同心撚りした撚線導体が用いられていたが、電線の細径化に伴う強度不足による車載時や配索時の断線が懸念されることから、現在では、銅合金等の硬質材（強度向上材を含む）からなる導体線が採用されている。
【０００６】
ところが、ワイヤーハーネスの組立においてはスプライス部を形成する中間ジョイントが採用されているが、硬質材からなる導体線を用いた細径化した電線を、軟銅からなる導体線を用いた一般電線に超音波溶接でジョイントする場合、溶接強度が不十分であり、また、バラツキが大きいという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、高く且つ安定な溶接強度を得ることができる導体線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の導体線は、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である外径０．０８〜０．２６ｍｍのものである。
【０００９】
本発明の導体線の製造方法は、導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工を施すものである。
【００１０】
本発明の撚線導体は、本発明の導体線を含む複数本の導体線を集めて撚って構成されたものである。
【００１１】
本発明の絶縁電線は、本発明の撚線導体を絶縁層で被覆して構成されたものである。
【００１２】
本発明の溶接構造は、本発明の絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接して構成されたものである。
【００１３】
本発明の溶接方法は、本発明の絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外径０．０８〜０．２６ｍｍの細径の導体線であるものの、それが、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、しかも、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下であることにより、十分に高く且つバラツキが小さい溶接強度を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る導体線を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る導体線の製造方法の説明図である。
【図３】実施形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図４】変形例の絶縁電線の断面図である。
【図５】実施形態に係る溶接構造を示す平面図である。
【図６】溶接強度の測定方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本実施形態に係る導体線１０を示す。
【００１８】
本実施形態に係る導体線１０は、硬質材（強度向上材を含む）である銅又は銅合金からなり、断面円形に形成されている。銅としては、例えば、タフピッチ銅、無酸素銅等が挙げられる。銅合金としては、例えば、Ｃｕ−０．３％Ｓｎ合金、Ｃｕ−２．５％Ｎｉ−０．６％Ｓｉ−０．３５％Ｃｒ合金（Ｃ１８０００）等が挙げられる。導体線１０の外径は０．０８〜０．２６ｍｍであり、０.０８〜０．２２ｍｍであることが好ましく、０.０８〜０.１８ｍｍであることがより好ましい。導体線１０の断面形状は、真円であることが好ましいが、必ずしも真円である必要はなく、偏平した円形であってもよい。なお、その場合の外径は、導体線１０の断面の最大外径である。
【００１９】
導体線１０は、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されている。酸化膜の厚さは１５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。酸化膜の厚さは、電解液に０．１ＮのＫＣｌ水溶液及び対極電極に白金をそれぞれ用い、曝露面積を１.５ｃｍ2及び電流密度を０．５Ａ／ｄｍ2としたカソード還元法によって測定される。導体線１０の表面の酸化膜は、実際にはＣｕＯ及びＣｕ2Ｏを含み、また、銅合金の場合には他の元素の酸化物をも含むが、上記の酸化膜の厚さの測定方法では、全てがＣｕ2Ｏであるとみなすものとする。従って、本願における酸化膜の厚さはＣｕ2Ｏ換算での酸化膜の厚さを意味する。
【００２０】
導体線１０は、引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、４００ＭＰａ以上であることが好ましく、４５０ＭＰａ以上であることがより好ましい。この導体線１０の引張強さは、ＪＩＳ Ｚ２２４１に基づいて測定される。
【００２１】
導体線１０は、表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である。その比は１.０４以下であることが好ましく、１.０３以下であることがより好ましい。
【００２２】
外層部及び内層部のビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｋ２２４４に基づき、外層部の場合には試験荷重５ｍＮ及び内層部の場合には試験荷重５０ｍＮとして測定される。
【００２３】
次に、本実施形態に係る導体線１０の製造方法について説明する。
【００２４】
本実施形態に係る導体線１０の製造方法は、図２（ａ）に示すように、導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工と、その後、表面層を除去した導体線材料を円形断面に伸線する表面層除去後伸線加工（表面層除去後冷間伸線加工）とを含む。表面層除去加工では、導体線材料の外径の３〜８％の表面層を除去することが好ましく、５〜８％の表面層を除去することがより好ましい。この表面層除去加工を施すことにより、最終的に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成され、また、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下で、さらに、外径が０．０８〜０．２６ｍｍであることを特徴とする上記導体線１０を得ることができる。表面層除去加工としては、例えば、導体線材料を皮剥ダイスに通す皮剥加工、導体線材料の表面を研磨する研磨加工、導体線材料を酸に浸漬して表面層をエッチングする酸洗浄加工が挙げられる。これらのうち、均一且つ簡単に導体線材料の表面層を除去することができるという観点から皮剥加工が好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る導体線１０の製造方法は、表面層除去代の均一化を図る観点から、図２（ｂ）に示すように、表面層除去加工の前に、導体線材料の初期形態である荒引線を円形断面に伸線する表面層除去前伸線加工（表面層除去前冷間伸線加工）をさらに含むことが望ましい。導体線材料の初期形態である荒引銅線の外径は例えば８〜１３ｍｍである。表面層除去前伸線加工では、続く表面層除去加工による断線を防止する観点から、導体線材料の外径を例えば３〜７ｍｍに細径化することが好ましい。
【００２６】
本実施形態に係る導体線１０の製造方法は、図２（ｃ）に示すように、必要に応じて、前記伸線加工中の、或いは、前記伸線加工後の熱処理工程をさらに含んでいてもよい。熱処理工程での熱処理方法、並びにその熱処理温度及び熱処理時間の条件は適宜設定すればよいが、熱処理温度は例えば１００〜６００℃とし、熱処理時間は例えば０.５〜１０時間とする。熱処理雰囲気はＣＯガスやＨ2ガス等の還元ガスを含む雰囲気とする。つまり、この熱処理は還元処理である。
【００２７】
表面層除去後伸線加工では、導体線材料を伸線ダイスに通して、最終的な外径を有する導体線１０に仕上げる。
【００２８】
以上の導体線の製造方法は、連続して行ってもよく、また、それぞれ独立して行ってもよいが、生産性を高める観点からは、連続して行うことが好ましい。その場合の線速度は例えば１００〜２０００ｍ／ｍｉｎである。
【００２９】
次に、本実施形態に係る絶縁電線２０について説明する。
【００３０】
図３は本実施形態に係る絶縁電線２０を示す。この絶縁電線２０は、例えば、自動車内のワイヤーハーネスを構成するのに用いられるものである。
【００３１】
本実施形態に係る絶縁電線２０は、本実施形態に係る導体線１０を含む複数本の導体線１０を集めて撚って構成された撚線導体２１を絶縁層２２で被覆して構成されている。
【００３２】
撚線導体２１を構成する導体線１０の本数は例えば７〜３７本である。撚線導体２１には本実施形態に係る導体線１０が少なくとも１本含まれていればよいが、撚線導体２１を構成する全ての導体線１０が本実施形態に係る導体線１０であることが好ましい。
【００３３】
撚線導体２１の撚形態は、集合撚りであってもよく、また、同心撚りであってもよい。集合撚りは、導体線１０を集めて撚り合わせただけのものであり、製造コストが安いというメリットがある。同心撚りは、導体線１０を同心円状に配設し、断面が正多角形や円形に近似した形状となるように撚り合わせたものである。複数本の導体線１０の外径が同一である場合には、低張力で安定して撚ることができるという観点から、集合撚りよりも、中心線である１本の導体線１０の周りに他の導体線１０を撚る同心撚りが好ましい。また、同心撚りにおいても、絶縁電線２０の細径化を図る観点からは、導体線１０を隙間無く最密充填状に配設することが好ましく、具体的には、例えば、図３に示すような１本の中心の導体線１０の周りに６本の導体線１０を最密充填状に１層配設した７（＝１＋６）本同心撚り、１本の中心の導体線１０の周りに６本の導体線１０及びその周りに１２本の導体線１０を最密充填状に配設した１９（＝１＋６＋１２）本同心撚り、並びに、１本の中心の導体線１０の周りに６本の導体線１０、その周りに１２本の導体線１０、及びその周りに１８本の導体線１０を最密充填状に配設した３７（＝１＋６＋１２＋１８）本同心撚りが好ましい。なお、導体線１０の本数が多くなると１本の導体線１０の断面積が小さくなって断線し易くなり、また、２層以上の撚りの場合に製造工程が煩雑になることから、７本同心撚りが特に好ましい。
【００３４】
撚線導体２１は、図２（ｃ）に示すように、撚線後に最終熱処理が施されていてもよい。最終熱処理の熱処理温度は例えば１００〜６００℃とし、熱処理時間は例えば０.５〜１０時間とする。熱処理雰囲気はＣＯガスやＨ2ガス等の還元ガスを含む雰囲気とする。つまり、この最終熱処理は還元処理である。
【００３５】
撚線導体２１は、図４に示すように、複数本の導体線１０或いは導体線材料を集めて撚った撚線に圧縮成型を施して導体線１０（特に最外層）の断面が変形していてもよく、そうすることにより断面における導体占有率が高められる。また、絶縁層２２の厚さを薄くすることができるという効果もある。
【００３６】
なお、撚線導体２１は、各々、表面層除去加工を施していない複数本の導体線材料集めて撚った撚り線を酸に浸漬して各導体線材料の表面層をエッチングすることによっても製造することができる。この場合、撚線後に導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工が施されることとなる。
【００３７】
絶縁層２２を形成する材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物、ポリエチレン、ポリプロピレン、α−オレフィンなどのポリオレフィン系樹脂組成物等が挙げられる。絶縁層２２の厚さは例えば０.２〜０.３ｍｍである。
【００３８】
本実施形態に係る絶縁電線２０は、押出成形により、撚線導体２１を被覆するように絶縁層２２を形成して製造することができる。
【００３９】
ところで、排ガス低減や燃費向上を目的とした自動車の軽量化が進められており、そのため自動車に搭載される各部品に対して軽量化及び小型化が求められている。その中でワイヤーハーネスも例外ではなく、軽量化のための電線の細径化が進んできている。そして、従来、自動車用の電線では、主に軟銅からなる導体線を同心撚りした撚線導体が用いられていたが、電線の細径化に伴う強度不足による配索時の断線が懸念されることから、現在では、銅合金等の硬質材（強度向上材を含む）からなる導体線が採用されている。
【００４０】
ところが、ワイヤーハーネスの組立においてはスプライス部を形成する中間ジョイントが採用されているが、硬質材からなる導体線を用いた細径化した電線を、軟銅からなる導体線を用いた一般電線に超音波溶接でジョイントする場合、溶接強度が不十分であり、また、バラツキが大きいという問題がある。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では、外径０．０８〜０．２６ｍｍの細径の導体線１０を用いているものの、それが、銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、しかも、引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下であることにより、十分に高く且つバラツキが小さい溶接強度を得ることができる。
【００４２】
次に、本実施形態に係る溶接構造３０について説明する。
【００４３】
図５は本実施形態に係る溶接構造３０を示す。この溶接構造３０は、上記絶縁電線２０の中間部および端末部の絶縁層２２を部分的に剥がして露出した撚線導体２１を、同様に加工した他の絶縁電線２０’の中間部の露出した撚線導体２１’に、それらが重ね合わされた溶接部３１で溶接してスプライス部に構成されたものであり、例えば、自動車内に搭載されるワイヤーハーネスを構成するものである。
【００４４】
他の絶縁電線２０’としては、例えば、外径が０．０８〜０．３２ｍｍの銅又は銅合金からなる導体線１０’を７〜６５本集めて撚り合わせた撚線導体２１’を絶縁層２２’で被覆したものを複数本組み合わせたものが挙げられる。従来と比較して溶接強度が十分に高く、しかもバラツキが小さいという作用効果が奏されるという観点からは、他の絶縁電線２０’は、引張強さが３５０ＭＰａ未満の軟銅からなる導体線１０’で構成されていることが好ましい。なお、他の絶縁電線２０’は本実施形態に係る絶縁電線２０と同一構成であってもよい。また、溶接対象は、電線に限定されず、電極等の他の金属材であってもよい。
【００４５】
溶接手段としては、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等が挙げられる。これらのうち細径化された電線間接続には超音波溶接が好ましい。超音波溶接の条件は、例えば、圧力が２〜６ｂａｒ、幅が１〜７ｍｍ、振幅が５０〜１００％、及びエネルギーが１００〜２０００Ｗｓである。
【実施例】
【００４６】
（導体線）
＜実施例１＞
タフピッチ銅からなる荒引銅線を伸線ダイスに通して円形断面に伸線し（表面層除去前伸線加工、φ８．０ｍｍ→φ２．６ｍｍ）、次いで、皮剥ダイスに通して皮剥加工を施し（表面層除去加工）、続いて、伸線ダイスに通して伸線した後（表面層除去後伸線加工、φ２．６ｍｍ→φ１．０ｍｍ）、さらに、伸線ダイスに通して最終外径に伸線することにより導体線を得た（φ１．０ｍｍ→φ０．１６ｍｍ）。そして、この導体線を７本集めて同心撚りして撚線導体とした後、押出成形により撚線導体を被覆するように絶縁層を形成して絶縁電線を作製した。この絶縁電線を実施例１とした。なお、撚線後の最終熱処理は施さなかった。
【００４７】
＜実施例２＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を１００℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例２とした。
【００４８】
＜実施例３＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を１２０℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例２とした。
【００４９】
＜比較例１＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例１とした。
【００５０】
＜比較例２＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例３と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例２とした。
【００５１】
＜参考例１＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を１４０℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて比較例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを参考例１とした。
【００５２】
＜参考例２＞
撚線後の撚線導体に熱処理温度を２００℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて比較例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを参考例２とした。
【００５３】
＜実施例４＞
Ｃｕ−０．３％Ｓｎ合金からなる荒引銅線を用いたことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例４とした。
【００５４】
＜実施例５＞
表面層除去加工として、皮剥加工に代えて、導体線材料の表面にサンドペーパーを当てる研磨加工を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例５とした。
【００５５】
＜実施例６＞
表面層除去加工として、皮剥加工に代えて、導体線材料に酸水溶液（濃度１０％の塩酸）に浸漬する酸洗浄加工を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例６とした。
【００５６】
＜実施例７＞
皮剥加工による表面層除去加工を施さず、同心撚り後の撚線導体に、酸水溶液（濃度１０％の塩酸）に浸漬する酸洗浄加工を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例７とした。
【００５７】
＜比較例３＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例４と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例３とした。
【００５８】
＜実施例８＞
Ｃｕ−２．５％Ｎｉ−０．６％Ｓｉ−０．３５％Ｃｒ合金からなる荒引銅線を用い、撚線後の撚線導体に熱処理温度を５００℃及び熱処理時間を１時間とした最終熱処理を施したことを除いて実施例１と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例８とした。
【００５９】
＜実施例９＞
最終熱処理における熱処理温度を５５０℃としたことを除いて実施例８と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例９とした。
【００６０】
＜実施例１０＞
最終熱処理における熱処理温度を６００℃としたことを除いて実施例８と同様にして絶縁電線を作製し、それを実施例１０とした。
【００６１】
＜比較例４＞
表面層除去加工を施していないことを除いて実施例９と同様にして絶縁電線を作製し、それを比較例４とした。
【００６２】
＜参考例３＞
最終熱処理における熱処理温度を６５０℃としたことを除いて比較例４と同様にして絶縁電線を作製し、それを参考例１とした。
【００６３】
（試験評価方法）
＜引張り強さ＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、導体線を引き出して試験片とし、その引張り強さをＪＩＳ Ｚ２２４１に基づいて測定した。
【００６４】
＜酸化膜の厚さ＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、導体線を引き出して試験片とし、表面の酸化膜の厚さを、電解液に０．１ＮのＫＣｌ水溶液及び対極電極に白金をそれぞれ用い、曝露面積を１.５ｃｍ2及び電流密度を０．５Ａ／ｄｍ2としたカソード還元法によって測定した。
【００６５】
＜ビッカース硬さ比＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、導体線を引き出して試験片とし、その断面において表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部及び表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のそれぞれのビッカース硬さをＪＩＳ Ｋ２２４４に基づいて測定した。なお、外層部の測定では試験荷重を５ｍＮとし、内層部の測定では試験荷重を５０ｍＮとした。
【００６６】
＜溶接強度＞
実施例１〜１０、比較例１〜４、及び参考例１〜３のそれぞれについて、中間部の絶縁層を部分的に剥がして撚線導体を露出させた。また、外径が０．３２ｍｍの銅からなる導体線を７本集めて同心撚りした撚線導体を絶縁層で被覆した被着側絶縁電線を３本準備し、それぞれについて、中間部の絶縁層を部分的に剥がして撚線導体を露出させた。そして、図６に示すように、試験対象の絶縁電線６１の露出した撚線導体を、３本の被着側絶縁電線６２の露出した撚線導体に超音波溶接して溶接部６３を形成し、試験対象の絶縁電線６１の１８０°剥離試験を行い、その溶接部６３での剥離強度を溶接強度として測定した。測定を３０回実施し、その平均値が２０Ｎ以上の場合をＡ判定、及び２０Ｎ未満の場合をＢ判定とした。
【００６７】
（試験評価結果）
表１は試験結果を示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
引張り強さは、実施例１が５５０ＭＰａ、実施例２が４５０ＭＰａ、実施例３が３５０ＭＰａ、比較例１が６００ＭＰａ、比較例２が３５０ＭＰａ、参考例１が３００ＭＰａ、及び参考例２が２５０ＭＰａであり、また、実施例４が８００ＭＰａ、実施例５が８００ＭＰａ、実施例６が８００ＭＰａ、実施例７が８００ＭＰａ、比較例３が８００ＭＰａであり、さらに、実施例８が７００ＭＰａ、実施例９が５５０ＭＰａ、実施例１０が４００ＭＰａ、比較例４が５５０ＭＰａ、及び参考例３が３００ＭＰａであった。
【００７０】
酸化膜の平均厚さは、実施例１が１３ｎｍ、実施例２が１３ｎｍ、実施例３が１４ｎｍ、比較例１が２２ｎｍ、比較例２が２２ｎｍ、参考例１が１８ｎｍ、及び参考例２が２８ｎｍであり、また、実施例４が１５ｎｍ、実施例５が１８ｎｍ、実施例６が２０ｎｍ、実施例７が２０ｎｍ、比較例３が２５ｎｍであり、さらに、実施例８が１０ｎｍ、実施例９が１０ｎｍ、実施例１０が１０ｎｍ、比較例４が２２ｎｍ、及び参考例３が２２ｎｍであった。
【００７１】
ビッカース硬さ比は、実施例１が１．０１、実施例２が１．０１、実施例３が１．０４、比較例１が１．０４、比較例２が１．０７、参考例１が１．０６、及び参考例２が１．０４であり、また、実施例４が１．０２、実施例５が１．０３、実施例６が１．０４、実施例７が１．０４、比較例３が１．０４であり、さらに、実施例８が１．０２、実施例９が１．０２、実施例１０が１．０３、比較例４が１．０３、及び参考例３が１．０７であった。
【００７２】
剥離強度は、実施例１〜１０がＡ、及び比較例１〜４がＢであり、また、参考例１〜３がＡであった。なお、引張り強さの低い参考例１〜３では、酸化膜の平均厚さが２０ｎｍよりも厚く、或いは、ビッカース硬さ比が１．０５より大きくても、溶接強度が高く且つそのバラツキが小さいことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、導体線及びその製造方法、並びにそれを用いた撚線導体、絶縁電線、溶接構造及び溶接方法について有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 導体線
２０ 絶縁電線
２１ 撚線導体
２２ 絶縁層
３０ 溶接構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、
引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である外径０．０８〜０．２６ｍｍの導体線。
【請求項２】
請求項１に記載された導体線において、
タフピッチ銅又は無酸素銅からなる導体線。
【請求項３】
請求項１に記載された導体線において、
Ｃｕ−０．３％Ｓｎ合金又はＣｕ−２．５％Ｎｉ−０．６％Ｓｉ合金からなる導体線。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された導体線において、
自動車用途に用いられる導体線。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された導体線の製造方法であって、
導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工を施す導体線の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された導体線の製造方法において、
導体線材料に冷間加工を施す冷間加工工程、及び該冷間加工工程で冷間加工した導体線材料に熱処理を施す熱処理工程を有し、
上記表面層除去加工は上記冷間加工工程における冷間加工に含まれると共に、該冷間加工工程における冷間加工は、該表面層除去加工の後に、導体線材料を伸線する表面層除去後伸線加工を含む導体線の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された導体線の製造方法において、
上記冷間加工工程における冷間加工は、表面層除去加工の前に、導体線材料を円形断面に伸線する表面層除去前伸線加工をさらに含む導体線の製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載された導体線の製造方法において、
上記表面層除去加工は、導体線材料の表面層を皮剥ぎして除去する皮剥加工である導体線の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載された導体線を含む複数本の導体線を集めて撚って構成された撚線導体。
【請求項１０】
請求項９に記載された撚線導体において、
上記複数本の導体線を集めて撚った後に圧縮成型されて構成された撚線導体。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載された撚線導体において、
上記複数本の導体線の全てが請求項１乃至４のいずれかに記載された導体線である撚線導体。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載された撚線導体において、
同心撚りに構成されている撚線導体。
【請求項１３】
請求項１２に記載された撚線導体において、
上記複数本の導体線の本数が７本である撚線導体。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれかに記載された撚線導体を絶縁層で被覆して構成された絶縁電線。
【請求項１５】
請求項１４に記載された絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接して構成された溶接構造。
【請求項１６】
請求項１４に記載された絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接する溶接方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載された溶接方法において、
溶接手段が超音波溶接である溶接方法。
【請求項１】
銅又は銅合金からなると共に、表面に平均厚さが２０ｎｍ以下である酸化膜が形成されており、
引張強さが３５０ＭＰａ以上で、且つ表面から中心に向かって２．０μｍ以下の外層部のビッカース硬さの表面から中心に向かって５．０μｍ以上の内層部のビッカース硬さに対する比が１．０５以下である外径０．０８〜０．２６ｍｍの導体線。
【請求項２】
請求項１に記載された導体線において、
タフピッチ銅又は無酸素銅からなる導体線。
【請求項３】
請求項１に記載された導体線において、
Ｃｕ−０．３％Ｓｎ合金又はＣｕ−２．５％Ｎｉ−０．６％Ｓｉ合金からなる導体線。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された導体線において、
自動車用途に用いられる導体線。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された導体線の製造方法であって、
導体線材料の表面層を除去する表面層除去加工を施す導体線の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された導体線の製造方法において、
導体線材料に冷間加工を施す冷間加工工程、及び該冷間加工工程で冷間加工した導体線材料に熱処理を施す熱処理工程を有し、
上記表面層除去加工は上記冷間加工工程における冷間加工に含まれると共に、該冷間加工工程における冷間加工は、該表面層除去加工の後に、導体線材料を伸線する表面層除去後伸線加工を含む導体線の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された導体線の製造方法において、
上記冷間加工工程における冷間加工は、表面層除去加工の前に、導体線材料を円形断面に伸線する表面層除去前伸線加工をさらに含む導体線の製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載された導体線の製造方法において、
上記表面層除去加工は、導体線材料の表面層を皮剥ぎして除去する皮剥加工である導体線の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載された導体線を含む複数本の導体線を集めて撚って構成された撚線導体。
【請求項１０】
請求項９に記載された撚線導体において、
上記複数本の導体線を集めて撚った後に圧縮成型されて構成された撚線導体。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載された撚線導体において、
上記複数本の導体線の全てが請求項１乃至４のいずれかに記載された導体線である撚線導体。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載された撚線導体において、
同心撚りに構成されている撚線導体。
【請求項１３】
請求項１２に記載された撚線導体において、
上記複数本の導体線の本数が７本である撚線導体。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれかに記載された撚線導体を絶縁層で被覆して構成された絶縁電線。
【請求項１５】
請求項１４に記載された絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接して構成された溶接構造。
【請求項１６】
請求項１４に記載された絶縁電線の絶縁層を部分的に剥がして露出した撚線導体を他の金属材に溶接する溶接方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載された溶接方法において、
溶接手段が超音波溶接である溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１６３８３（Ｐ２０１３−１６３８３Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９０８１（Ｐ２０１１−１４９０８１）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]