電線導体の製造方法および電線導体
【課題】細径化および軽量化が可能で、しかも、素線のバラケが生ずることはなく、かつ可撓性にも優れる電線導体を得る。
【解決手段】直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線１１の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線１２を複数本撚り合わせた後、この撚線に対し、周辺銅合金細線１２のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工を施す。
【解決手段】直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線１１の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線１２を複数本撚り合わせた後、この撚線に対し、周辺銅合金細線１２のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工を施す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用電線などに用いられる電線導体の製造方法および電線導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用電線においては、細径化および軽量化の要求が高まっている。
【０００３】
従来、自動車用電線の導体には、軟銅線または軟銅線に錫メッキなどを施した線を撚り合わせたものが用いられてきた。しかし、これらの軟銅線や錫メッキ軟銅線は加工性に優れるものの、機械的強度に乏しいために、外径が大きくなり、また、その結果、重量も重くなるという問題がある。
【０００４】
この点に関し、例えば、特許文献１には、中心素線として、銅に比べ比重の小さいステンレス鋼を用い、その周りに銅または銅合金からなる周辺素線を撚り合わせたものを、自動車用電線の導体として用いることが記載されている。また、特許文献２には、Ｍｇなどの金属元素を１．０質量％未満含有させた銅合金に特定の伸線加工を施すことにより引張強度などの機械的特性を高めた素線を用いた自動車用電線導体が記載されている。比重の小さい、あるいは引張強度の大きい素線を用いることにより、細線化、軽量化を図ろうとしたものである。
【０００５】
ところで、上記特許文献には、素線のバラケを防止し、撚線形状の安定化を図るため、撚り合わせた素線に円形圧縮加工を施すことが記載されている。しかしながら、上記特許文献のような、単に円形圧縮を施しただけの電線導体においては、確かに素線のバラケが防止され、撚線形状の安定化が図られる反面、可撓性が損なわれるおそれがあった。可撓性が低下すると、配線の作業性が低下するとともに、配線場所などの制約によって配線設計の自由度が減少するという問題を生じる。
【０００６】
そこで、本発明者らは、鋭意研究により原因を検討した結果、「中心銅合金細線に対する周辺銅合金細線による拘束度合い」が可撓性に大きく影響することが分かった。
【０００７】
例えば、上記特許文献の記載（特許文献１、２共に選択図参照）から分かるように、単に円形圧縮を施すと中心細材も変形し、中心銅合金細材と周辺銅合金細材との拘束度合いが非常に高いものとなってしまう。かかる場合、可撓性を著しく低下させてしまい、配線設計の自由度を大きく減少させてしまうという課題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２８８６２５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、細径化および軽量化が可能で、しかも、素線のバラケが生ずることはなく、かつ可撓性にも優れる電線導体を製造することができる方法、およびそのよう方法により製造された電線導体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせた後、この撚線に対し、前記周辺銅合金細線のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工を施すことを特徴とする電線導体の製造方法である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の電線導体の製造方法において、前記撚線に対し、前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下となるように、前記円形圧縮加工が施されることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の電線導体の製造方法において、前記円形圧縮加工の円形圧縮加工率が８５％以上９９％以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記円形圧縮加工は、複数回の圧縮加工を含むことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記電線導体は、０．１ｍｍ２以下の断面積を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項５記載の電線導体の製造方法において、前記電線導体は、１００Ｎ以上の引張破断荷重を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記電線導体は、自動車用電線導体であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記銅合金は、１質量％以上２４質量％未満のＡｇを含有することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせ、円形圧縮加工を施してなる電線導体であって、前記中心銅合金細線は圧縮前の断面形状が略保持されていることを特徴とする電線導体である。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、請求項９記載の電線導体において、前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、細径化および軽量化が可能で、しかも素線のバラケが生ずることはなく、かつ可撓性にも優れる電線導体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の電線導体を用いた自動車用電線の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の圧縮加工前の電線導体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態の電線導体を用いた自動車用電線を示す断面図である。
図１に示すように、この自動車用電線は、電線導体１と、その外周に設けられた絶縁被覆２とから構成されている。
【００２４】
電線導体１は、中心銅合金細線１１の周りに周辺銅合金細線１２を複数本、例えば６本撚り合わせ、断面が略円形状となるように圧縮加工を施した構造を有する。円形圧縮加工は、中心銅合金細線１１は圧縮されず、周辺銅合金細線１２のみが実質的に圧縮されるように施されている。すなわち、中心銅合金細線１１は圧縮加工前の断面形状（円形状）を保持しており、その外側に位置する周辺銅合金細線１２のみが、全体の断面形状が円形状になるような形状に圧縮されている。なお、図２は、圧縮加工前の電線導体１を示したものである。
【００２５】
なお、電線導体１は、その断面において中心銅合金細線１１とその周りの周辺銅合金細線１２との接触長が、中心銅合金細線の周囲長の１／４以下となっていることが好ましく、１／５以下となっていることがより好ましい。中心銅合金細線１１と周辺銅合金細線１２との接触長が、中心銅合金細線の周囲長の１／４より大きいと、中心銅合金細線１１に対する周辺銅合金細線１２による拘束の度合いが増し、電線導体１の可撓性が低下する。
【００２６】
中心銅合金細線１１および周辺銅合金細線１２に用いられる銅合金細線は、Ｍｇ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎなどの金属元素を１種以上含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金で形成される直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、好ましくは直径０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のものである。銅合金細線の直径が上記範囲に満たないと、引張破断荷重が低下し、上記範囲を超えると、電線の細径化を図ることができない。
【００２７】
また、銅合金細線は、縦弾性係数が１１０ＧＰａ以上であることが好ましく、１２０ＧＰａ以上であることがより好ましい。縦弾性係数が上記より小さい場合には、前述したような条件を満足する円形圧縮加工を施すことが困難になる。なお、銅合金細線の縦弾性係数は、いずれも汎用の引張試験機により測定することができる。
【００２８】
銅合金細線の材料としては、特にＡｇを１質量％以上２４質量％未満含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金が高い強度が得られ、かつ加工性にも優れることから好ましい。Ａｇの含有量は、３質量％以上１４質量％未満であることがより好ましい。中心銅合金細線１１および周辺銅合金細線１２は、同種の銅合金細線で構成されていてもよく、異種の銅合金細線で構成されていてもよい。ただし、その直径については、略同径のものが使用される。
【００２９】
本発明の目的のためには、上記銅合金細線として、以下のような方法で製造されたものを使用することが好ましい。
【００３０】
Ａｇを上記範囲、すなわち、好ましくは１質量％以上２４質量％未満、より好ましくは３質量％以上１４質量％未満の範囲で含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金の鋳造ロッドに縮径のための冷間加工を行い、この冷間加工の途中で１回以上の熱処理を施す。最後に熱処理を施した後に９９％以上の減面率で最終線径にまで冷間加工を行う。熱処理は、４００〜６００℃の温度で１〜１００時間行うことが好ましい。
【００３１】
あるいは、Ａｇを上記範囲、すなわち、好ましくは１質量％以上２４質量％未満、好ましくは３質量％以上１４質量％未満の範囲で含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金の鋳造ロッドに析出熱処理を施し、中間冷間加工を行った後、焼鈍・回復のための回復熱処理を施し、さらに９９％以上の減面率で最終線径にまで冷間加工を行う。析出熱処理は、４００〜６００℃の温度で１〜１００時間、また、回復熱処理は、２００〜４５０℃の温度で５〜１００時間施すことが好ましい。
【００３２】
なお、上記減面率は、以下の式で定義される。
減面率Ｒ（％）＝［（Ｓ０−Ｓ）／Ｓ０］×１００
（Ｓ０：加工前の断面積、Ｓ：加工後の断面積）
【００３３】
このようにして製造された銅合金細線は、高い強度と高い導電率を有している。
【００３４】
電線導体１は、前述したように円形圧縮加工が施されている。円形圧縮加工は、圧縮を複数回繰り返すことにより行うことが好ましい。これにより円形圧縮加工時の銅合金細線の加工割れを抑制乃至防止することができる。
【００３５】
また、円形圧縮加工率（圧縮を複数回繰り返す場合には、そのトータルの加工率）は８５％以上９９％以下の範囲が好ましい。円形圧縮加工率が８５％未満であると前述したような条件を満足する円形圧縮加工を施すことが困難になり、電線導体１の可撓性が低下する。逆に、円形圧縮加工率が９９％を超えると、素線のバラケが生じやすくなる。円形圧縮加工率は９０％以上９８％以下の範囲がより好ましい。ここで、円形圧縮加工率（％）は、加工前の撚線の外径をＬ１、加工後の撚線の外径（つまり、電線導体１の外径）をＬ２としたとき、次式で求められる。
円形圧縮加工率（％）＝（Ｌ２／Ｌ１）×１００
【００３６】
また、電線導体１の断面積は０．１ｍｍ２以下のものについて特に有効である。電線導体１の断面積が０．１ｍｍ２を超えると、電線の細径化、軽量化を十分に図ることができなくなる。
【００３７】
さらに、電線導体１は、引張破断荷重が１００Ｎ以上であることが好ましい。この電線導体１の引張破断荷重は、汎用の引張試験機により測定することができる。
【００３８】
絶縁被覆２は、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン、架橋ポリオレフィンなどにより形成される。ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体、エチレン・ブテン共重合体などが挙げられる。絶縁被覆２を形成する絶縁材料には、酸化防止剤などの添加剤が添加されていてもよい。本発明においては、電線導体１に円形圧縮加工が施されているため、円形圧縮加工が施されていない場合に比べ、絶縁被覆２の厚さを薄くすることができる。
【００３９】
このように構成される自動車用電線においては、電線導体１の撚り合わせ素線として、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の銅合金細線が使用されているため、細径であっても高い機械的強度および導電性を有することができる。したがって、電線の細径化、軽量化を図ることができる。しかも、中心銅合金細線１１は圧縮されず、周辺銅合金細線１２のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工が施されているため、末端における素線のバラケの発生が抑制されるとともに、従来のような円形圧縮加工にともなう可撓性の低下も抑制される。さらに、可撓性の低下が抑制されることによって、配線の作業性が向上し、かつ配線場所などの制約がなくなるため、配線設計の自由度も増大する。
【００４０】
以上、本発明の電線導体を自動車用電線の導体に適用した例について説明したが、本発明はこのような例に限定されるものではなく、各種電線・ケーブルに広く適用可能であり、それらの電線・ケーブルの細径化、軽量化を図ることができるとともに、素線のバラケが防止され、かつ可撓性にも優れる電線・ケーブルとすることができる。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００４２】
［銅合金細線の製造］
（製造例１）
０．６質量％のＳｎと残部がＣｕからなるＣｕ−Ｓｎ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間心線加工を施して、線径０．０２ｍｍの細線（１）を得た。
【００４３】
（製造例２）
０．６質量％のＭｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ｍｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間心線加工を施して、線径０．０２ｍｍの細線（２）を得た。
【００４４】
（製造例３）
０．９質量％のＺｎと残部がＣｕからなるＣｕ−Ｚn合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間心線加工を施して、線径０．０２ｍｍの細線（３）を得た。
【００４５】
（製造例４）
１質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、冷間加工を施して線径０．０２ｍｍの細線（４）を得た。
【００４６】
（製造例５）
１０質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、冷間加工を施して線径０．０２ｍｍの細線（５）を得た。
【００４７】
（製造例６）
１０質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間加工を施して５ｍｍφ（減面率６１％）とし、次いで４５０℃で１０時間の熱処理を行った後、冷間加工を施して２ｍｍφ（減面率８４％）とし、次いで３７０で１５時間の熱処理を行って、線径０．０５ｍｍ（減面率９９．９３％）、導電率（ＩＡＣＳ）６５％、引張強さ１４２０ＭＰａの細線（６）を得た。
【００４８】
（製造例７）
１０質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間加工を施して５ｍｍφ（減面率６１％）とし、次いで４５０℃で１０時間の熱処理を行った後、冷間加工を施して、線径０．０５ｍｍ（減面率９９．０％）、導電率（ＩＡＣＳ）６３％、引張強さ１５３０ＭＰａの細線（７）を得た。
【００４９】
［電線導体の製造］
実施例１
細線（１）を７本、そのうちの１本を中心に撚り合わせた後、この撚線をダイスの穴に通すことにより円形圧縮加工を施し、電線導体を得た。円形圧縮加工は、穴径の異なる２個のダイスに撚線を通過させ、円形圧縮加工率がトータルで９５％となるように行った。
【００５０】
実施例２〜７
細線（１）に代えて細線（２）〜（７）をそれぞれ用いた以外は実施例１と同様にして電線導体を得た。
【００５１】
実施例８〜１１、参考例１
円形圧縮加工率がトータルで８０％（参考例１）、８５％（実施例８）、９０％（実施例９）、９８％（実施例１０）、または９９％（実施例１１）となるようにした以外は実施例４と同様にして電線導体を得た。
【００５２】
参考例２、比較例１
円形圧縮回数を１回とするか（参考例２）、または、円形圧縮加工を全く行わなかった（比較例１）以外は実施例４と同様にして電線導体を得た。
【００５３】
上記実施例１〜１１、参考例１、２、および比較例１で得られた電線導体について、下記に示す方法で、細線のバラケおよび可撓性を評価した。これらの結果を、電線導体の直径および断面積、中心銅合金細線の断面形状、断面における中心銅合金細線及び周辺銅合金細線の接触長（ｌ）の中心銅合金細線の周囲長（Ｌ）に対する割合（ｌ／Ｌ）とともに表１に示す。中心銅合金細線の断面形状と、断面における中心銅合金細線と周辺銅合金細線の接触長（ｌ）の中心銅合金細線の周囲長（Ｌ）に対する割合（ｌ／Ｌ）は、導体断面写真から求めた。
【００５４】
［素線のバラケ］
電線導体を切断し、その切断端における細線のバラケの有無を目視により確認した。
［可撓性］
電線導体の一端を張力計を介して固定し、半径０．５ｍｍのマンドレルに中心角度９０度の範囲で巻き付けたときの張力を測定した。そして、その張力が、円形圧縮加工を施す前の電線導体について同様に測定した張力と比較して同等以下であった場合を○、大きかった場合を×とした。
【００５５】
【表１】
【００５６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…電線導体、２…絶縁被覆、１１…中心銅合金細線、１２…周辺銅合金細線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用電線などに用いられる電線導体の製造方法および電線導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用電線においては、細径化および軽量化の要求が高まっている。
【０００３】
従来、自動車用電線の導体には、軟銅線または軟銅線に錫メッキなどを施した線を撚り合わせたものが用いられてきた。しかし、これらの軟銅線や錫メッキ軟銅線は加工性に優れるものの、機械的強度に乏しいために、外径が大きくなり、また、その結果、重量も重くなるという問題がある。
【０００４】
この点に関し、例えば、特許文献１には、中心素線として、銅に比べ比重の小さいステンレス鋼を用い、その周りに銅または銅合金からなる周辺素線を撚り合わせたものを、自動車用電線の導体として用いることが記載されている。また、特許文献２には、Ｍｇなどの金属元素を１．０質量％未満含有させた銅合金に特定の伸線加工を施すことにより引張強度などの機械的特性を高めた素線を用いた自動車用電線導体が記載されている。比重の小さい、あるいは引張強度の大きい素線を用いることにより、細線化、軽量化を図ろうとしたものである。
【０００５】
ところで、上記特許文献には、素線のバラケを防止し、撚線形状の安定化を図るため、撚り合わせた素線に円形圧縮加工を施すことが記載されている。しかしながら、上記特許文献のような、単に円形圧縮を施しただけの電線導体においては、確かに素線のバラケが防止され、撚線形状の安定化が図られる反面、可撓性が損なわれるおそれがあった。可撓性が低下すると、配線の作業性が低下するとともに、配線場所などの制約によって配線設計の自由度が減少するという問題を生じる。
【０００６】
そこで、本発明者らは、鋭意研究により原因を検討した結果、「中心銅合金細線に対する周辺銅合金細線による拘束度合い」が可撓性に大きく影響することが分かった。
【０００７】
例えば、上記特許文献の記載（特許文献１、２共に選択図参照）から分かるように、単に円形圧縮を施すと中心細材も変形し、中心銅合金細材と周辺銅合金細材との拘束度合いが非常に高いものとなってしまう。かかる場合、可撓性を著しく低下させてしまい、配線設計の自由度を大きく減少させてしまうという課題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２８８６２５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、細径化および軽量化が可能で、しかも、素線のバラケが生ずることはなく、かつ可撓性にも優れる電線導体を製造することができる方法、およびそのよう方法により製造された電線導体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせた後、この撚線に対し、前記周辺銅合金細線のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工を施すことを特徴とする電線導体の製造方法である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の電線導体の製造方法において、前記撚線に対し、前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下となるように、前記円形圧縮加工が施されることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の電線導体の製造方法において、前記円形圧縮加工の円形圧縮加工率が８５％以上９９％以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記円形圧縮加工は、複数回の圧縮加工を含むことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記電線導体は、０．１ｍｍ２以下の断面積を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項５記載の電線導体の製造方法において、前記電線導体は、１００Ｎ以上の引張破断荷重を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記電線導体は、自動車用電線導体であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の電線導体の製造方法において、前記銅合金は、１質量％以上２４質量％未満のＡｇを含有することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせ、円形圧縮加工を施してなる電線導体であって、前記中心銅合金細線は圧縮前の断面形状が略保持されていることを特徴とする電線導体である。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、請求項９記載の電線導体において、前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、細径化および軽量化が可能で、しかも素線のバラケが生ずることはなく、かつ可撓性にも優れる電線導体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の電線導体を用いた自動車用電線の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の圧縮加工前の電線導体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態の電線導体を用いた自動車用電線を示す断面図である。
図１に示すように、この自動車用電線は、電線導体１と、その外周に設けられた絶縁被覆２とから構成されている。
【００２４】
電線導体１は、中心銅合金細線１１の周りに周辺銅合金細線１２を複数本、例えば６本撚り合わせ、断面が略円形状となるように圧縮加工を施した構造を有する。円形圧縮加工は、中心銅合金細線１１は圧縮されず、周辺銅合金細線１２のみが実質的に圧縮されるように施されている。すなわち、中心銅合金細線１１は圧縮加工前の断面形状（円形状）を保持しており、その外側に位置する周辺銅合金細線１２のみが、全体の断面形状が円形状になるような形状に圧縮されている。なお、図２は、圧縮加工前の電線導体１を示したものである。
【００２５】
なお、電線導体１は、その断面において中心銅合金細線１１とその周りの周辺銅合金細線１２との接触長が、中心銅合金細線の周囲長の１／４以下となっていることが好ましく、１／５以下となっていることがより好ましい。中心銅合金細線１１と周辺銅合金細線１２との接触長が、中心銅合金細線の周囲長の１／４より大きいと、中心銅合金細線１１に対する周辺銅合金細線１２による拘束の度合いが増し、電線導体１の可撓性が低下する。
【００２６】
中心銅合金細線１１および周辺銅合金細線１２に用いられる銅合金細線は、Ｍｇ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎなどの金属元素を１種以上含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金で形成される直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、好ましくは直径０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のものである。銅合金細線の直径が上記範囲に満たないと、引張破断荷重が低下し、上記範囲を超えると、電線の細径化を図ることができない。
【００２７】
また、銅合金細線は、縦弾性係数が１１０ＧＰａ以上であることが好ましく、１２０ＧＰａ以上であることがより好ましい。縦弾性係数が上記より小さい場合には、前述したような条件を満足する円形圧縮加工を施すことが困難になる。なお、銅合金細線の縦弾性係数は、いずれも汎用の引張試験機により測定することができる。
【００２８】
銅合金細線の材料としては、特にＡｇを１質量％以上２４質量％未満含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金が高い強度が得られ、かつ加工性にも優れることから好ましい。Ａｇの含有量は、３質量％以上１４質量％未満であることがより好ましい。中心銅合金細線１１および周辺銅合金細線１２は、同種の銅合金細線で構成されていてもよく、異種の銅合金細線で構成されていてもよい。ただし、その直径については、略同径のものが使用される。
【００２９】
本発明の目的のためには、上記銅合金細線として、以下のような方法で製造されたものを使用することが好ましい。
【００３０】
Ａｇを上記範囲、すなわち、好ましくは１質量％以上２４質量％未満、より好ましくは３質量％以上１４質量％未満の範囲で含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金の鋳造ロッドに縮径のための冷間加工を行い、この冷間加工の途中で１回以上の熱処理を施す。最後に熱処理を施した後に９９％以上の減面率で最終線径にまで冷間加工を行う。熱処理は、４００〜６００℃の温度で１〜１００時間行うことが好ましい。
【００３１】
あるいは、Ａｇを上記範囲、すなわち、好ましくは１質量％以上２４質量％未満、好ましくは３質量％以上１４質量％未満の範囲で含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的不純物よりなる合金の鋳造ロッドに析出熱処理を施し、中間冷間加工を行った後、焼鈍・回復のための回復熱処理を施し、さらに９９％以上の減面率で最終線径にまで冷間加工を行う。析出熱処理は、４００〜６００℃の温度で１〜１００時間、また、回復熱処理は、２００〜４５０℃の温度で５〜１００時間施すことが好ましい。
【００３２】
なお、上記減面率は、以下の式で定義される。
減面率Ｒ（％）＝［（Ｓ０−Ｓ）／Ｓ０］×１００
（Ｓ０：加工前の断面積、Ｓ：加工後の断面積）
【００３３】
このようにして製造された銅合金細線は、高い強度と高い導電率を有している。
【００３４】
電線導体１は、前述したように円形圧縮加工が施されている。円形圧縮加工は、圧縮を複数回繰り返すことにより行うことが好ましい。これにより円形圧縮加工時の銅合金細線の加工割れを抑制乃至防止することができる。
【００３５】
また、円形圧縮加工率（圧縮を複数回繰り返す場合には、そのトータルの加工率）は８５％以上９９％以下の範囲が好ましい。円形圧縮加工率が８５％未満であると前述したような条件を満足する円形圧縮加工を施すことが困難になり、電線導体１の可撓性が低下する。逆に、円形圧縮加工率が９９％を超えると、素線のバラケが生じやすくなる。円形圧縮加工率は９０％以上９８％以下の範囲がより好ましい。ここで、円形圧縮加工率（％）は、加工前の撚線の外径をＬ１、加工後の撚線の外径（つまり、電線導体１の外径）をＬ２としたとき、次式で求められる。
円形圧縮加工率（％）＝（Ｌ２／Ｌ１）×１００
【００３６】
また、電線導体１の断面積は０．１ｍｍ２以下のものについて特に有効である。電線導体１の断面積が０．１ｍｍ２を超えると、電線の細径化、軽量化を十分に図ることができなくなる。
【００３７】
さらに、電線導体１は、引張破断荷重が１００Ｎ以上であることが好ましい。この電線導体１の引張破断荷重は、汎用の引張試験機により測定することができる。
【００３８】
絶縁被覆２は、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン、架橋ポリオレフィンなどにより形成される。ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体、エチレン・ブテン共重合体などが挙げられる。絶縁被覆２を形成する絶縁材料には、酸化防止剤などの添加剤が添加されていてもよい。本発明においては、電線導体１に円形圧縮加工が施されているため、円形圧縮加工が施されていない場合に比べ、絶縁被覆２の厚さを薄くすることができる。
【００３９】
このように構成される自動車用電線においては、電線導体１の撚り合わせ素線として、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の銅合金細線が使用されているため、細径であっても高い機械的強度および導電性を有することができる。したがって、電線の細径化、軽量化を図ることができる。しかも、中心銅合金細線１１は圧縮されず、周辺銅合金細線１２のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工が施されているため、末端における素線のバラケの発生が抑制されるとともに、従来のような円形圧縮加工にともなう可撓性の低下も抑制される。さらに、可撓性の低下が抑制されることによって、配線の作業性が向上し、かつ配線場所などの制約がなくなるため、配線設計の自由度も増大する。
【００４０】
以上、本発明の電線導体を自動車用電線の導体に適用した例について説明したが、本発明はこのような例に限定されるものではなく、各種電線・ケーブルに広く適用可能であり、それらの電線・ケーブルの細径化、軽量化を図ることができるとともに、素線のバラケが防止され、かつ可撓性にも優れる電線・ケーブルとすることができる。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００４２】
［銅合金細線の製造］
（製造例１）
０．６質量％のＳｎと残部がＣｕからなるＣｕ−Ｓｎ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間心線加工を施して、線径０．０２ｍｍの細線（１）を得た。
【００４３】
（製造例２）
０．６質量％のＭｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ｍｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間心線加工を施して、線径０．０２ｍｍの細線（２）を得た。
【００４４】
（製造例３）
０．９質量％のＺｎと残部がＣｕからなるＣｕ−Ｚn合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間心線加工を施して、線径０．０２ｍｍの細線（３）を得た。
【００４５】
（製造例４）
１質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、冷間加工を施して線径０．０２ｍｍの細線（４）を得た。
【００４６】
（製造例５）
１０質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、冷間加工を施して線径０．０２ｍｍの細線（５）を得た。
【００４７】
（製造例６）
１０質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間加工を施して５ｍｍφ（減面率６１％）とし、次いで４５０℃で１０時間の熱処理を行った後、冷間加工を施して２ｍｍφ（減面率８４％）とし、次いで３７０で１５時間の熱処理を行って、線径０．０５ｍｍ（減面率９９．９３％）、導電率（ＩＡＣＳ）６５％、引張強さ１４２０ＭＰａの細線（６）を得た。
【００４８】
（製造例７）
１０質量％のＡｇと残部がＣｕからなるＣｕ−Ａｇ合金を、外周に水冷ジャケットを設けた黒鉛鋳型を有する水平連続鋳造機によって連続鋳造して、８ｍｍφの鋳造ロッドを作製し、これに冷間加工を施して５ｍｍφ（減面率６１％）とし、次いで４５０℃で１０時間の熱処理を行った後、冷間加工を施して、線径０．０５ｍｍ（減面率９９．０％）、導電率（ＩＡＣＳ）６３％、引張強さ１５３０ＭＰａの細線（７）を得た。
【００４９】
［電線導体の製造］
実施例１
細線（１）を７本、そのうちの１本を中心に撚り合わせた後、この撚線をダイスの穴に通すことにより円形圧縮加工を施し、電線導体を得た。円形圧縮加工は、穴径の異なる２個のダイスに撚線を通過させ、円形圧縮加工率がトータルで９５％となるように行った。
【００５０】
実施例２〜７
細線（１）に代えて細線（２）〜（７）をそれぞれ用いた以外は実施例１と同様にして電線導体を得た。
【００５１】
実施例８〜１１、参考例１
円形圧縮加工率がトータルで８０％（参考例１）、８５％（実施例８）、９０％（実施例９）、９８％（実施例１０）、または９９％（実施例１１）となるようにした以外は実施例４と同様にして電線導体を得た。
【００５２】
参考例２、比較例１
円形圧縮回数を１回とするか（参考例２）、または、円形圧縮加工を全く行わなかった（比較例１）以外は実施例４と同様にして電線導体を得た。
【００５３】
上記実施例１〜１１、参考例１、２、および比較例１で得られた電線導体について、下記に示す方法で、細線のバラケおよび可撓性を評価した。これらの結果を、電線導体の直径および断面積、中心銅合金細線の断面形状、断面における中心銅合金細線及び周辺銅合金細線の接触長（ｌ）の中心銅合金細線の周囲長（Ｌ）に対する割合（ｌ／Ｌ）とともに表１に示す。中心銅合金細線の断面形状と、断面における中心銅合金細線と周辺銅合金細線の接触長（ｌ）の中心銅合金細線の周囲長（Ｌ）に対する割合（ｌ／Ｌ）は、導体断面写真から求めた。
【００５４】
［素線のバラケ］
電線導体を切断し、その切断端における細線のバラケの有無を目視により確認した。
［可撓性］
電線導体の一端を張力計を介して固定し、半径０．５ｍｍのマンドレルに中心角度９０度の範囲で巻き付けたときの張力を測定した。そして、その張力が、円形圧縮加工を施す前の電線導体について同様に測定した張力と比較して同等以下であった場合を○、大きかった場合を×とした。
【００５５】
【表１】
【００５６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…電線導体、２…絶縁被覆、１１…中心銅合金細線、１２…周辺銅合金細線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせた後、この撚線に対し、前記周辺銅合金細線のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工を施すことを特徴とする電線導体の製造方法。
【請求項２】
前記撚線に対し、前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下となるように、前記円形圧縮加工が施されることを特徴とする請求項１記載の電線導体の製造方法。
【請求項３】
前記円形圧縮加工の円形圧縮加工率が８５％以上９９％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電線導体の製造方法。
【請求項４】
前記円形圧縮加工は、複数回の圧縮加工を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載の電線導体の製造方法。
【請求項５】
前記電線導体は、０．１ｍｍ２以下の断面積を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電線導体の製造方法。
【請求項６】
前記電線導体は、１００Ｎ以上の引張破断荷重を有することを特徴とする請求項５記載の電線導体の製造方法。
【請求項７】
前記電線導体は、自動車用電線導体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の電線導体の製造方法。
【請求項８】
前記銅合金は、１質量％以上２４質量％未満のＡｇを含有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の電線導体の製造方法。
【請求項９】
直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせ、円形圧縮加工を施してなる電線導体であって、
前記中心銅合金細線は圧縮前の断面形状が略保持されていることを特徴とする電線導体。
【請求項１０】
前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下であることを特徴とする請求項９記載の電線導体。
【請求項１】
直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせた後、この撚線に対し、前記周辺銅合金細線のみが実質的に圧縮されるように円形圧縮加工を施すことを特徴とする電線導体の製造方法。
【請求項２】
前記撚線に対し、前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下となるように、前記円形圧縮加工が施されることを特徴とする請求項１記載の電線導体の製造方法。
【請求項３】
前記円形圧縮加工の円形圧縮加工率が８５％以上９９％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電線導体の製造方法。
【請求項４】
前記円形圧縮加工は、複数回の圧縮加工を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載の電線導体の製造方法。
【請求項５】
前記電線導体は、０．１ｍｍ２以下の断面積を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電線導体の製造方法。
【請求項６】
前記電線導体は、１００Ｎ以上の引張破断荷重を有することを特徴とする請求項５記載の電線導体の製造方法。
【請求項７】
前記電線導体は、自動車用電線導体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の電線導体の製造方法。
【請求項８】
前記銅合金は、１質量％以上２４質量％未満のＡｇを含有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の電線導体の製造方法。
【請求項９】
直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の中心銅合金細線の周りに、直径０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の周辺銅合金細線を複数本撚り合わせ、円形圧縮加工を施してなる電線導体であって、
前記中心銅合金細線は圧縮前の断面形状が略保持されていることを特徴とする電線導体。
【請求項１０】
前記電線導体の断面において前記中心銅合金細線とその周りの前記周辺銅合金細線との接触長が、前記中心銅合金細線の周囲長の１／４以下であることを特徴とする請求項９記載の電線導体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２０５５４９（Ｐ２０１０−２０５５４９Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９５０５（Ｐ２００９−４９５０５）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（３０６０１３１２０）昭和電線ケーブルシステム株式会社 (218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（３０６０１３１２０）昭和電線ケーブルシステム株式会社 (218)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]