自動車用電線の線材選択方法および自動車用電線
【課題】電線径に応じて適した特性を有するアルミニウムを選択し、電線径にかかわらず十分な強度を有するアルミニウム電線とする。
【解決手段】０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で閾値を設定し、該閾値以上の径の電線には線材として純アルミニウムを用いる一方、前記閾値より小径の電線には線材として引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金（例えば、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（５０００系アルミニウム）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム）を用いる。
【解決手段】０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で閾値を設定し、該閾値以上の径の電線には線材として純アルミニウムを用いる一方、前記閾値より小径の電線には線材として引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金（例えば、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（５０００系アルミニウム）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム）を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用電線の線材選択方法および自動車用電線に関し、詳しくは、自動車用電線の線材としてアルミニウムを用い、電線径に応じて適した特性を有するアルミニウムを選択するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用のワイヤハーネスに用いられる電線は、線材として軟銅を用いているのが一般的である。
近年、自動車業界では環境対策の一環として自動車の燃費向上が図られており、自動車に配索されるワイヤハーネスの軽量化が強く求められている。
しかしながら、銅電線は重量が重く、自動車に求められる軽量化の要求に十分に対応することができないという問題がある。
そこで、銅電線に代えてアルミニウム電線を用いて軽量化を図ることが考えられているが、純アルミニウムは強度面で軟銅に劣り、アルミニウム合金は一般的に強度は優れているが導電率が軟銅に劣る問題がある。
【０００３】
そこで、本出願人は、特開２００６−１２４６８号公報（特許文献１）において、アルミニウム合金線の周囲に純アルミニウム線を複数撚り合わせた複合構造を有するアルミニウム細物電線を提供している。
特許文献１で提供しているアルミニウム細物電線では、１本の電線に導電率に優れた純アルミニウム線と強度に優れたアルミニウム合金線を用いて、純アルミニウムとアルミニウム合金の互いの弱点を補って導電率と強度に優れたアルミニウム細物電線を実現している。
しかしながら、前記アルミニウム細物電線では、１本の電線に２種類の線材を用い、アルミニウム合金線の周囲に純アルミニウム線を撚り合わせているため、製造工程およびコストが増大し、この点で改善の余地がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、電線径に応じて適した特性を有するアルミニウムを選択し、電線径にかかわらず十分な強度を有するアルミニウム電線とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で閾値を設定し、該閾値以上の径の電線には線材として純アルミニウムを用いる一方、前記閾値より小径の電線には線材として引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金を用いることを特徴とする自動車用電線の線材選択方法を提供している。
【０００７】
自動車用ワイヤハーネスの電線の線材としてアルミニウムを用いる場合、電線の軽量化を図ると共に大径化を最小限に抑えるには、導電率の高い純アルミニウムを用いることが好ましい。しかしながら、純アルミニウムは強度で劣るため、大径の電線であれば純アルミニウムであっても十分な強度を得ることができるが、小径の電線であると純アルミニウムでは自動車で使用するには十分な強度が得られない問題がある。
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、１ｓｑ程度の純アルミニウム電線の引張強度が０．３５ｓｑの銅電線の引張強度に相当することを見出し、この点に着目した。０．３５ｓｑの銅電線は自動車用ワイヤハーネスとして実際に使用されており、これに相当する引張強度を有する電線であれば自動車用ワイヤハーネスとして用いることができる。
よって、本発明では、１ｓｑ程度の０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑを純アルミニウムを用いる閾値とし、この閾値以上の径の電線には線材に純アルミニウムを用いる一方、この閾値より小径の電線には線材に純アルミニウムよりも強度に優れたアルミニウム合金を用いることとした。
【０００８】
前記方法によれば、線材として純アルミニウムが選択された電線であっても必ず０．３５ｓｑの銅電線と同等以上の強度を持たせることができる一方、線材としてアルミニウム合金が選択された電線は引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金としているため、十分な強度を得ることができる。また、強度面からみて可能な範囲では全て線材を純アルミニウムとしているため、効率良く軽量化することができると共に、電線の大径化を最小限に抑えることができる。
このように、前記方法に従って線材を選択すれば、電線径にかかわらず自動車で用いるのに十分な強度を有する電線とすることができ、線材として軟銅ではなくアルミニウムを用いているため、電線を軽量化することができる。
また、前記方法に従って線材を選択すれば、１本の電線に複数種類の線材を用いることなく、１種類の線材で十分な導電率と強度を有する電線を形成することができ、特許文献１と比較して製造工程およびコストを低減することができる。
なお、引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金としているのは、軟銅の引張強度が２３０ＭＰａ程度であり、軟銅の代わりに用いるアルミニウム合金の引張強度が２００ＭＰａ以上であれば、小径の電線であっても十分な強度が得られることによるものである。
【０００９】
前記閾値は、０．７５ｓｑ〜１．０ｓｑの範囲で設定していることが好ましく、さらには、前記閾値を１．０ｓｑとしていることが最も好ましい。
前記閾値を１．０ｓｑとすると、全ての径の電線において純アルミニウムとアルミニウム合金のうち最適な線材を選択することができる。
【００１０】
前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（５０００系アルミニウム）またはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム）であることが好ましい。
前記５０００系アルミニウムと６０００系アルミニウムは、軟銅と略同程度の引張強度を有するため、０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で設定した閾値よりも小径の電線の線材として用いるのに好適である。
なお、アルミニウム合金は５０００系アルミニウム、６０００系アルミニウムに限らず、Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金（２０００系アルミニウム）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金（７０００系アルミニウム）であってもよいが、加工性の良さから５０００系アルミニウム、６０００系アルミニウムが適している。
【００１１】
また、本発明は、前記線材選択方法により選択された線材を用いていることを特徴とする自動車用電線を提供している。
前記電線であれば、前記のように軽量化を図ることができると共に、該電線を自動車用ワイヤハーネスとして用いることにより、自動車に搭載する銅の量を低減でき、自動車廃棄時のリサイクル鉄鋼材の品質向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
前述したように、本発明の方法に従って線材を選択することにより、電線径にかかわらず自動車で用いるのに十分な強度を有するアルミニウム電線とすることができ、線材として軟銅ではなくアルミニウムを用いているため、電線を軽量化することができる。
また、前記方法により線材が選択された電線を自動車用ワイヤハーネスとして用いることにより、自動車の軽量化が可能となり、自動車の燃費を向上させることができると共に、自動車に搭載する銅の量を低減でき、自動車廃棄時のリサイクル鉄鋼材の品質向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施形態では、自動車用のワイヤハーネスに用いる電線の線材を径に応じて選択している。選択される線材は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、１本の電線に純アルミニウムまたはアルミニウム合金のいずれか一方を選択し、１本の電線に純アルミニウムとアルミニウム合金を併用することはしない。
【００１４】
電線の線材に純アルミニウムを選択するか、アルミニウム合金を選択するかの閾値を電線径１．０ｓｑとし、電線径が１．０ｓｑ以上となる電線（例えば、１．０ｓｑ、１．５ｓｑ、２．０ｓｑ、３．０ｓｑの電線）の線材には純アルミニウムを用いる一方、電線径が１．０ｓｑよりも小径となる電線（例えば、０．３５ｓｑ、０．５ｓｑ、０．７５ｓｑの電線）の線材にはアルミニウム合金を用いている。
【００１５】
本実施形態では、アルミニウム合金として、５０００系アルミニウム（Ａｌ−Ｍｇ系合金）を用いおり、該５０００系アルミニウムは引張強度が２００〜３００ＭＰａである。
【００１６】
前記純アルミニウムを線材とした電線では、純アルミニウムからなる素線を撚り合わせて外周面に絶縁材を被覆する一方、前記アルミニウム合金を線材とした電線では、アルミニウム合金からなる素線を撚り合わせて外周面に絶縁材を被覆している。
【００１７】
図１のグラフは、電線の導体断面積と強度（破断荷重）との関係を示す。
図１のグラフでは、本実施形態で用いた純アルミニウムを線材とした電線、本実施形態で用いた５０００系アルミニウムを線材とした電線、参考例として６０００系アルミニウムを線材とした電線の導体断面積と強度との関係をそれぞれ示している。
また、図１のグラフ中に、破線で示した横線は、０．３５ｓｑの銅電線の引張強度を示す。
なお、引張強度の測定は、ＪＩＳＺ２２４１あるいはＪＩＳＣ３００２に準拠して実施した。
【００１８】
図１のグラフより明らかなように、純アルミニウムを線材とした電線であっても、１．０ｓｑ以上であれば、０．３５ｓｑの銅電線と同等以上の強度を得ることができ、自動車用のワイヤハーネスとして用いることができる。
一方、アルミニウム合金を線材とした小径の電線も、いずれの径でも０．３５ｓｑの銅電線と同等以上の強度を得ることができ、自動車用のワイヤハーネスとして用いることができる。
【００１９】
前記方法に従って線材を選択することにより、電線径にかかわらず自動車で用いるのに十分な強度を有するアルミニウム電線とすることができ、線材として軟銅ではなくアルミニウムを用いているため、電線を軽量化することができる。
また、前記方法により線材が選択された電線を自動車用ワイヤハーネスとして用いることにより、自動車を軽量化できると共に、自動車に搭載する銅の量を低減でき、自動車廃棄時のリサイクル鉄鋼材の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】純アルミニウムおよびアルミニウム合金の導体断面積と強度の関係を示す図面である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用電線の線材選択方法および自動車用電線に関し、詳しくは、自動車用電線の線材としてアルミニウムを用い、電線径に応じて適した特性を有するアルミニウムを選択するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用のワイヤハーネスに用いられる電線は、線材として軟銅を用いているのが一般的である。
近年、自動車業界では環境対策の一環として自動車の燃費向上が図られており、自動車に配索されるワイヤハーネスの軽量化が強く求められている。
しかしながら、銅電線は重量が重く、自動車に求められる軽量化の要求に十分に対応することができないという問題がある。
そこで、銅電線に代えてアルミニウム電線を用いて軽量化を図ることが考えられているが、純アルミニウムは強度面で軟銅に劣り、アルミニウム合金は一般的に強度は優れているが導電率が軟銅に劣る問題がある。
【０００３】
そこで、本出願人は、特開２００６−１２４６８号公報（特許文献１）において、アルミニウム合金線の周囲に純アルミニウム線を複数撚り合わせた複合構造を有するアルミニウム細物電線を提供している。
特許文献１で提供しているアルミニウム細物電線では、１本の電線に導電率に優れた純アルミニウム線と強度に優れたアルミニウム合金線を用いて、純アルミニウムとアルミニウム合金の互いの弱点を補って導電率と強度に優れたアルミニウム細物電線を実現している。
しかしながら、前記アルミニウム細物電線では、１本の電線に２種類の線材を用い、アルミニウム合金線の周囲に純アルミニウム線を撚り合わせているため、製造工程およびコストが増大し、この点で改善の余地がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、電線径に応じて適した特性を有するアルミニウムを選択し、電線径にかかわらず十分な強度を有するアルミニウム電線とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で閾値を設定し、該閾値以上の径の電線には線材として純アルミニウムを用いる一方、前記閾値より小径の電線には線材として引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金を用いることを特徴とする自動車用電線の線材選択方法を提供している。
【０００７】
自動車用ワイヤハーネスの電線の線材としてアルミニウムを用いる場合、電線の軽量化を図ると共に大径化を最小限に抑えるには、導電率の高い純アルミニウムを用いることが好ましい。しかしながら、純アルミニウムは強度で劣るため、大径の電線であれば純アルミニウムであっても十分な強度を得ることができるが、小径の電線であると純アルミニウムでは自動車で使用するには十分な強度が得られない問題がある。
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、１ｓｑ程度の純アルミニウム電線の引張強度が０．３５ｓｑの銅電線の引張強度に相当することを見出し、この点に着目した。０．３５ｓｑの銅電線は自動車用ワイヤハーネスとして実際に使用されており、これに相当する引張強度を有する電線であれば自動車用ワイヤハーネスとして用いることができる。
よって、本発明では、１ｓｑ程度の０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑを純アルミニウムを用いる閾値とし、この閾値以上の径の電線には線材に純アルミニウムを用いる一方、この閾値より小径の電線には線材に純アルミニウムよりも強度に優れたアルミニウム合金を用いることとした。
【０００８】
前記方法によれば、線材として純アルミニウムが選択された電線であっても必ず０．３５ｓｑの銅電線と同等以上の強度を持たせることができる一方、線材としてアルミニウム合金が選択された電線は引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金としているため、十分な強度を得ることができる。また、強度面からみて可能な範囲では全て線材を純アルミニウムとしているため、効率良く軽量化することができると共に、電線の大径化を最小限に抑えることができる。
このように、前記方法に従って線材を選択すれば、電線径にかかわらず自動車で用いるのに十分な強度を有する電線とすることができ、線材として軟銅ではなくアルミニウムを用いているため、電線を軽量化することができる。
また、前記方法に従って線材を選択すれば、１本の電線に複数種類の線材を用いることなく、１種類の線材で十分な導電率と強度を有する電線を形成することができ、特許文献１と比較して製造工程およびコストを低減することができる。
なお、引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金としているのは、軟銅の引張強度が２３０ＭＰａ程度であり、軟銅の代わりに用いるアルミニウム合金の引張強度が２００ＭＰａ以上であれば、小径の電線であっても十分な強度が得られることによるものである。
【０００９】
前記閾値は、０．７５ｓｑ〜１．０ｓｑの範囲で設定していることが好ましく、さらには、前記閾値を１．０ｓｑとしていることが最も好ましい。
前記閾値を１．０ｓｑとすると、全ての径の電線において純アルミニウムとアルミニウム合金のうち最適な線材を選択することができる。
【００１０】
前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（５０００系アルミニウム）またはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム）であることが好ましい。
前記５０００系アルミニウムと６０００系アルミニウムは、軟銅と略同程度の引張強度を有するため、０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で設定した閾値よりも小径の電線の線材として用いるのに好適である。
なお、アルミニウム合金は５０００系アルミニウム、６０００系アルミニウムに限らず、Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金（２０００系アルミニウム）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金（７０００系アルミニウム）であってもよいが、加工性の良さから５０００系アルミニウム、６０００系アルミニウムが適している。
【００１１】
また、本発明は、前記線材選択方法により選択された線材を用いていることを特徴とする自動車用電線を提供している。
前記電線であれば、前記のように軽量化を図ることができると共に、該電線を自動車用ワイヤハーネスとして用いることにより、自動車に搭載する銅の量を低減でき、自動車廃棄時のリサイクル鉄鋼材の品質向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
前述したように、本発明の方法に従って線材を選択することにより、電線径にかかわらず自動車で用いるのに十分な強度を有するアルミニウム電線とすることができ、線材として軟銅ではなくアルミニウムを用いているため、電線を軽量化することができる。
また、前記方法により線材が選択された電線を自動車用ワイヤハーネスとして用いることにより、自動車の軽量化が可能となり、自動車の燃費を向上させることができると共に、自動車に搭載する銅の量を低減でき、自動車廃棄時のリサイクル鉄鋼材の品質向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施形態では、自動車用のワイヤハーネスに用いる電線の線材を径に応じて選択している。選択される線材は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、１本の電線に純アルミニウムまたはアルミニウム合金のいずれか一方を選択し、１本の電線に純アルミニウムとアルミニウム合金を併用することはしない。
【００１４】
電線の線材に純アルミニウムを選択するか、アルミニウム合金を選択するかの閾値を電線径１．０ｓｑとし、電線径が１．０ｓｑ以上となる電線（例えば、１．０ｓｑ、１．５ｓｑ、２．０ｓｑ、３．０ｓｑの電線）の線材には純アルミニウムを用いる一方、電線径が１．０ｓｑよりも小径となる電線（例えば、０．３５ｓｑ、０．５ｓｑ、０．７５ｓｑの電線）の線材にはアルミニウム合金を用いている。
【００１５】
本実施形態では、アルミニウム合金として、５０００系アルミニウム（Ａｌ−Ｍｇ系合金）を用いおり、該５０００系アルミニウムは引張強度が２００〜３００ＭＰａである。
【００１６】
前記純アルミニウムを線材とした電線では、純アルミニウムからなる素線を撚り合わせて外周面に絶縁材を被覆する一方、前記アルミニウム合金を線材とした電線では、アルミニウム合金からなる素線を撚り合わせて外周面に絶縁材を被覆している。
【００１７】
図１のグラフは、電線の導体断面積と強度（破断荷重）との関係を示す。
図１のグラフでは、本実施形態で用いた純アルミニウムを線材とした電線、本実施形態で用いた５０００系アルミニウムを線材とした電線、参考例として６０００系アルミニウムを線材とした電線の導体断面積と強度との関係をそれぞれ示している。
また、図１のグラフ中に、破線で示した横線は、０．３５ｓｑの銅電線の引張強度を示す。
なお、引張強度の測定は、ＪＩＳＺ２２４１あるいはＪＩＳＣ３００２に準拠して実施した。
【００１８】
図１のグラフより明らかなように、純アルミニウムを線材とした電線であっても、１．０ｓｑ以上であれば、０．３５ｓｑの銅電線と同等以上の強度を得ることができ、自動車用のワイヤハーネスとして用いることができる。
一方、アルミニウム合金を線材とした小径の電線も、いずれの径でも０．３５ｓｑの銅電線と同等以上の強度を得ることができ、自動車用のワイヤハーネスとして用いることができる。
【００１９】
前記方法に従って線材を選択することにより、電線径にかかわらず自動車で用いるのに十分な強度を有するアルミニウム電線とすることができ、線材として軟銅ではなくアルミニウムを用いているため、電線を軽量化することができる。
また、前記方法により線材が選択された電線を自動車用ワイヤハーネスとして用いることにより、自動車を軽量化できると共に、自動車に搭載する銅の量を低減でき、自動車廃棄時のリサイクル鉄鋼材の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】純アルミニウムおよびアルミニウム合金の導体断面積と強度の関係を示す図面である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で閾値を設定し、該閾値以上の径の電線には線材として純アルミニウムを用いる一方、前記閾値より小径の電線には線材として引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金を用いることを特徴とする自動車用電線の線材選択方法。
【請求項２】
前記閾値を１．０ｓｑとしている請求項１に記載の自動車用電線の線材選択方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（５０００系アルミニウム）またはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム）である請求項１または請求項２に記載の自動車用電線の線材選択方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の線材選択方法により選択された線材を用いていることを特徴とする自動車用電線。
【請求項１】
０．７５ｓｑ〜１．５ｓｑの範囲で閾値を設定し、該閾値以上の径の電線には線材として純アルミニウムを用いる一方、前記閾値より小径の電線には線材として引張強度が２００ＭＰａ以上のアルミニウム合金を用いることを特徴とする自動車用電線の線材選択方法。
【請求項２】
前記閾値を１．０ｓｑとしている請求項１に記載の自動車用電線の線材選択方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（５０００系アルミニウム）またはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム）である請求項１または請求項２に記載の自動車用電線の線材選択方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の線材選択方法により選択された線材を用いていることを特徴とする自動車用電線。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２６６９５（Ｐ２００９−２６６９５Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９１０５７（Ｐ２００７−１９１０５７）
【出願日】平成１９年７月２３日（２００７．７．２３）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２３日（２００７．７．２３）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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