Selection and Application of Low-Voltage Wiring Harness Conductors in Automobiles - FISSOT®

エンジニアにとって重要なこと

コア・テクニカル・ポイント

標準準拠： 準拠 ISO 6722 そして最新の ISO 14811:2024 規格
素材のブレークスルー FISSOT銅張鋼板（CCS）は19% IACSの導電率を達成し、業界平均の15%を大きく上回ります。
アプリケーションのシナリオ： CCSは、高い耐振動性と強度を必要とするエンジン・コンパートメントや接地システムに推奨される。
選考の優先順位 導電性（25%） > 耐熱性・耐油性（20%） > 絶縁性能（20%） > 安全規格（20%） > 柔軟性（10%） > コスト（5%）

要旨

低圧ワイヤーハーネス導体は、自動車電装システムの「血管」と「神経」として、信号伝送とエネルギー伝送という2つの核心任務を担っている。本論文は、低電圧ワイヤーハーネス導体のコア技術要件、材料選択戦略、応用シナリオのマッチング、および将来の開発動向を体系的に分析し、自動車電気システム設計のための包括的な技術参考資料と実践的なガイダンスを提供します。.

エンジニアにとって重要なこと

コア・テクニカル・ポイント

標準準拠： 準拠 ISO 6722 そして最新の ISO 14811:2024 規格
素材のブレークスルー FISSOT銅張鋼板（CCS）は19% IACSの導電率を達成し、業界平均の15%を大きく上回ります。
アプリケーションのシナリオ： CCSは、高い耐振動性と強度を必要とするエンジン・コンパートメントや接地システムに推奨される。
選考の優先順位 導電性（25%） > 耐熱性・耐油性（20%） > 絶縁性能（20%） > 安全規格（20%） > 柔軟性（10%） > コスト（5%）

1.はじめに

現代の自動車工学において、電気システムの信頼性と性能は、車両全体の正常な作動と乗員の安全にとって決定的な意味を持つ。自動車の知能化と電動化の継続的な向上により、電気システムはエンジン、シャシーに次ぐ第3の中核技術システムとなっている。.

現代の自動車のワイヤーハーネスの全長は通常3キロメートルを超え、数百のコネクターと数千の電線を含み、重量は40～60キログラムに達します。自動車回路の基本部品である低電圧ワイヤーハーネスの導体の性能は、自動車全体の電気性能、安全性、信頼性に直接影響します。.

1.1 低電圧ワイヤーハーネス導体のコアバリュー

低圧ワイヤーハーネス導体のコアバリューは、3つの次元に反映されている：

バリュー・ディメンション	コア・コンテンツ	実践的意義
機能レベル	複雑な車両環境でも安定した電流と信号の伝送を実現	各種電子制御ユニットに信頼性の高い電源サポートを提供
安全レベル	漏電や短絡などの電気障害を効果的に防止する。	乗客の安全保護と電気火災の防止
パフォーマンス・レベル	導体材料と構造を合理的に選択	自動車システムの全体的な効率と応答速度を大幅に向上させる

自動車電装システムの信頼性と安定性を大幅に向上させ、電線トラブルによる故障率を低減させる。.

2.低電圧ワイヤーハーネス導体のコア技術要件

2.1 自動車用配線の5つの主要技術要件とは？

自動車回路は、照明システム、通信システム、点火システム、センサーシステム、制御システム、電源システムなど、複数の機能モジュールを網羅する複雑で精密な電気ネットワークです。低電圧ワイヤーハーネス導体は、自動車回路の低電圧（通常12Vまたは24V）を伝送する導体を指し、一般的に金属導体と絶縁外層からなる銅多芯軟線構造を採用しています。.

コア要件	技術説明	典型的な動作条件	試験基準
導電率	電流や信号を効果的に伝送できる良好な導電特性	すべての電気モジュールへの安定した電力供給	ISO 6722
耐熱・耐寒性	温度変化に影響されることなく、高温環境でも低温環境でも正常に動作可能	-40℃~120℃の動作温度範囲	ISO 14572
耐油性・耐腐食性	耐油性、耐食性に優れ、過酷な環境でも長期間使用できる。	エンジンルームの燃料、潤滑油、冷却水環境	ISO 14572
柔軟性と引張強度	車両内の複雑な経路に適応する十分な柔軟性	束ねる、曲げる、伸ばすなどの様々な機械的ストレスに耐える	ISO 6722
断熱性能	高品質の絶縁材料を使用し、電流漏れと短絡を効果的に防止する。	車両電気系統全体の安全を守る	ISO 6722

2.2 ワイヤーハーネスが直面する環境問題とは？

低電圧ワイヤーハーネスの導体は、自動車のライフサイクルを通じて、複数の厳しい環境課題に耐える必要があります：

環境要因	チャレンジ内容	インパクト・レベル	緩和戦略
温度サイクル	極地から熱帯まで、温度スパンは160℃に達する。	⭐⭐⭐⭐⭐	高温および低温に耐性のある断熱材を使用する
化学腐食	燃料、潤滑油、冷却水、ブレーキ液、その他の化学的侵食	⭐⭐⭐⭐	化学的耐食性シースを使用する
機械的ストレス	車両運転中の振動、屈曲、伸縮	⭐⭐⭐⭐	多芯軟線構造を使用
電磁妨害	エンジン、モーター、高電圧システムからの電磁干渉	⭐⭐⭐⭐	シールド構造の使用
紫外線	直射日光による素材の老化	⭐⭐⭐	UVカット素材を使用する

3.導体材料選択戦略

3.1 5つの主流導体素材の比較は？

自動車回路では、低電圧ワイヤーハーネスの導体材料を適切に選択することが極めて重要である。.

素材タイプ	導電率	重量	コスト	柔軟性	耐食性	引張強度	アプリケーション・シナリオ
銅線	⭐⭐⭐⭐⭐	重い	高	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	215-265 MPa	一般的なシナリオ、重要な回路
アルミニウムワイヤー	⭐⭐⭐	ライト	低い	⭐⭐	⭐⭐⭐	80-120 MPa	軽量要件、非重要回路
銅被覆アルミニウム	⭐⭐⭐⭐	ライト	ミディアム	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	150-200 MPa	軽量化アプリケーション、一般回路
銅被覆スチール	⭐⭐⭐	ミディアム	ミディアム	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	350-760 MPa	高強度要件、特殊条件
銅合金	⭐⭐⭐⭐	ミディアム	高	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	300-500 MPa	特別な環境、高級車

3.2 それぞれの導体素材の特徴は？

3.2.1 銅線

銅線は、最も一般的に使用される低電圧ワイヤーハーネスの導体材料で、優れた導電性と優れた耐食性を備えています。導電率が高いため、安定した電流伝送が可能で、抵抗率が低く、エネルギー損失が少ない。また、銅線は柔軟性と引張強度に優れ、曲げや取り付けが容易で、様々な複雑な配線シナリオに適しています。.

メリット 最適な導電性、良好な柔軟性、強力な耐食性、優れた溶接性能、成熟した技術

制限： コストが高く、重量が重く、軽量アプリケーションのシナリオでは有利ではない

代表的な用途 エンジン制御システム、エアバッグシステム、ABSシステム、その他の重要な回路

3.2.2 アルミ・ワイヤー

アルミ線は比較的軽量な素材であり、密度は銅の約3分の1しかないため、車両の総重量を効果的に減らすことができ、燃費と航続距離を追求するモデルにとって魅力的な素材である。銅ほどではないが導電性もよく、価格も比較的安く、明らかにコスト面で有利である。.

メリット 軽量（銅の約1/3）、低コスト、豊富な資源

制限： 導電性がやや劣る（銅の60%程度）、抵抗が高い、エネルギーロスを起こしやすい、脆い、柔軟性に乏しい、頻繁に曲げる用途では疲労破壊を起こしやすい、溶接性能に劣る。

代表的な用途 車両アース線、非重要回路、重量に敏感なアプリケーションシナリオ

3.2.3 銅被覆アルミ線

銅クラッドアルミ線は、アルミニウム芯線を銅層で包んだ複合導体材料です。銅とアルミニウムの長所を巧みに組み合わせ、より軽量で優れた導電性を実現しています。銅層は良好な表面導電性と溶接性能を提供し、アルミニウム・コアは全体の重量を大幅に削減します。.

メリット 軽量（銅約50%）、良好な導電性、適度なコスト、良好な溶接性能

制限： 高温環境での導電性と安定性に問題があり、銅とアルミニウムの界面における熱膨張係数の違いが剥離のリスクにつながる可能性がある。

代表的な用途 一般的な回路、重量とコストの両方が要求されるアプリケーション・シナリオ

3.2.4 なぜ自動車配線に銅被覆鋼板(CCS)を使うのか?

銅クラッド鋼線は、鋼芯線に銅の外層を被覆したものです。このワイヤー構造は、より高い強度、より優れた引張抵抗、より大きな機械的ストレスに耐える能力など、特定の用途においてユニークな利点があります。.

メリット 非常に高い強度、良好な引張抵抗、引張強さは純銅の1.6-2倍、適度なコスト。

制限： 平均的な導電性、薄い銅層は腐食の問題につながる可能性がある、柔軟性が低い

代表的な用途 高強度要求シナリオ、特殊条件、より大きな機械的ストレスに耐える必要のある場所

製品情報フィソット, は、首鋼集団と共同で、最高レベルの導電率を持つ超低炭素高ホウ素銅クラッド鋼コイルを開発した。 19% IACS (市場に出回っている一般的な製品は15-16% IACS）、優れた機械的特性、低い透磁率、良好な柔軟性、高い鋼純度を特徴とし、全体的な性能が安定しており、優れた耐ねじれ性を有し、ハイエンドの銅張鋼板製品の加工および製造の要件を満たしています。.

3.2.5 銅合金ワイヤー

銅合金線は、銅に他の金属（アルミニウム、スズ、ニッケル、ベリリウムなど）を混ぜた導体材料です。銅合金線は純銅線の欠点を補うことができ、より高い強度と優れた耐食性を提供します。.

メリット 優れた総合性能、高強度、優れた耐食性、優れた耐疲労性、優れた高温性能

制限： 高コスト、複雑な製造工程、比較的希少

代表的な用途 特殊環境、ハイエンド車両、極めて高い性能が要求される重要な回路

3.3 異なる電流負荷に対して、どのようなワイヤー・ゲージを選べばよいですか？

公称断面積 (mm²)	適用負荷電流 (A)	代表的なアプリケーション・シナリオ	推奨素材
0.50	3-5	計器灯、表示灯、ドア灯	銅線、銅クラッドアルミ
0.75	5-8	フロント＆リアライト、ブレーキライト、ナンバープレートライト	銅線
1.00	8-12	ウインカー、フォグランプ	銅線
1.50	12-16	ヘッドライト、ホーン	銅線
2.50-4.00	20-40	発電機のハブ、アース線、その他の主要電源ライン	銅線、, 銅被覆スチール
>12.00	>100	バッテリーのアース線、プラス電源ライン	銅線（メインハーネスには含まれない）

4.アプリケーションシナリオと導体マッチング

4.1 異なる自動車システムにワイヤータイプを適合させるには？

アプリケーションシステム	主な機能	コア要件	推奨ワイヤタイプ	動作温度範囲	特別要件
点火システム	イグニッションコイル、イグニッションスイッチ、スパークプラグの接続	良好な絶縁性能、導電性、耐高電圧パルス性	銅線、銅合金線	-40℃~150℃	耐高電圧パルス性、耐振動性
照明システム	各種ランプに電流を送る	耐熱性、耐久性、耐候性に優れる	銅線、銅クラッドアルミ線	-40℃~120℃	耐紫外線性、耐候性
通信システム	オーディオ、ビデオ、データ信号の送信	良好な信号伝送性能、シールド性能、耐干渉性	同軸ケーブル、ツイストペア	-40℃~85℃	特性インピーダンス整合、低減衰
センサーシステム	センサー信号をコントロール・ユニットに送信	良好な耐干渉性、正確な信号伝送能力	シールドケーブル、銅線	-40℃~125℃	低ノイズ、高シールド
制御システム	ECU、ブレーキシステム、その他の制御モジュールを接続	高精度、低ノイズ、信頼性の高い信号伝送能力	多芯シールドケーブル	-40℃~105℃	高信頼性、低遅延
電力システム	スターターモーター、発電機に電流を送る	高安全性、高耐久性、大電流対応	大断面銅線	-40℃~120℃	高通電容量、難燃性

4.2 各システムで考慮すべき点は？

4.2.1 点火システムの用途

点火システムは、自動車エンジンのコアシステムの一つであり、低電圧ワイヤーハーネスの導体は、その中で重要な役割を果たしています。配線は、イグニッションコイル、イグニッションスイッチ、スパークプラグを接続し、スパークプラグに電力を伝達して混合気を点火し、エンジン動作を駆動します。.

テクニカルポイント

点火は瞬間的に数万ボルトの高電圧パルスを発生させるため、電線はこの過渡的な高電圧に絶縁破壊することなく耐えなければならない。
点火システムは高温・高振動環境で使用されるため、ワイヤーには優れた耐熱性と耐振動性が求められる。
絶縁層の厚さは、高電圧パルスに耐える特別な設計が必要

4.2.2 照明システムの用途

照明システムは、自動車の安全運転を保証する重要なものです。低電圧ワイヤーハーネス導体は、自動車照明システムに広く使用され、適切な照明と信号表示機能を提供するために、様々なランプに電流を伝送します。.

テクニカルポイント

ヘッドライト付近の温度は100℃以上に達することがあるため、ワイヤーは長時間安定して動作する必要がある。
紫外線や雨などの外部環境からの浸食に耐える耐候性が必要
長期連続運転には耐熱老化性が必要

4.2.3 通信システム・アプリケーション

車載エンターテインメント・システム、ナビゲーション・システム、ブルートゥース接続、車載Wi-Fi、Internet of Vehicles、その他のサブシステムなど、現代の自動車における通信システムの重要性はますます高まっている。.

テクニカルポイント

高周波信号伝送には、電線の特性インピーダンス、減衰定数、その他のパラメータに厳しい要件があります。
通常、同軸ケーブルまたはツイストペア構造が必要
エンジンやモーターなどの強力な電磁波源からの干渉を避けるため、優れた電磁干渉耐性が必要。

4.2.4 センサーシステムの応用

センサーは現代の自動車にとって、外部環境と自身の状態を認識するための重要な部品です。低電圧ワイヤーハーネスの導体は、温度センサー、圧力センサー、スピードセンサー、酸素センサー、レーダーセンサーなど、さまざまなセンサーを接続します。.

テクニカルポイント

センサー信号は通常弱く、干渉されやすいため、電線はシールド構造を採用する必要がある。
センサーは車両全体のさまざまな位置に配置され、使用環境も異なるため、ワイヤーには優れた環境適応性が求められる。
高い信号伝送精度には、低ノイズと高い安定性が必要

4.2.5 制御システム・アプリケーション

制御システムは車の「頭脳」です。低電圧ワイヤーハーネスの導線は、エンジン・コントロール・ユニット（ECU）、ブレーキ・システム、ステアリング・システム、パーキング・アシスト・システム、エアバッグ・システムなどの複数の制御モジュールを接続しています。.

テクニカルポイント

制御信号はタイミングと精度に対する要求が非常に高く、信号の遅延や歪みは制御エラーにつながる可能性があります。
信号伝送の正確性と信頼性を確保するため、通常、高品質の多芯シールドケーブルが使用されます。
自動車の機能安全規格に準拠する必要があるISO 26262)

4.2.6 電力システム・アプリケーション

パワーシステムは、自動車の電気システムのエネルギー源です。低電圧ワイヤーハーネス導体は、車両のパワーシステムで使用され、スターターモーター、ジェネレーター、バッテリーなどの主要コンポーネントに電流を伝送します。.

テクニカルポイント

瞬時電流が数百アンペアに達することもあるため、ワイヤーには十分な断面積と優れた導電性が必要です。
電圧降下とエネルギー損失の低減が必要
過負荷や短絡による火災を防ぐため、優れた耐熱性と難燃性が必要。

5.選考決定ガイド

5.1 ワイヤー選択の優先基準は？

選考基準	詳細	優先順位	重量
導電率	安定した電流伝送を確保するため、抵抗が低く、導電率が高いこと。	⭐⭐⭐⭐⭐	25%
耐熱・耐油性	エンジンルームの温度は通常高く、過酷な条件下では120℃以上に達することもある。	⭐⭐⭐⭐⭐	20%
断熱性能	電線を他の電子部品から効果的に絶縁するために、優れた絶縁抵抗と絶縁耐力を持つ必要がある。	⭐⭐⭐⭐⭐	20%
安全性と規格への準拠	以下のような自動車安全基準に準拠すること。 ISO 6722, SAE J1128など.	⭐⭐⭐⭐⭐	20%
柔軟性と引張強度	自動車の車内スペースはコンパクトで、複雑な配線経路があるため、ワイヤーには十分な柔軟性が求められます。	⭐⭐⭐⭐	10%
コストと持続可能性	性能要件を満たすことを前提に、合理的な範囲内で最も費用対効果の高いワイヤーを選択すべきである。	⭐⭐⭐	5%

5.2 ワイヤー選択の決定プロセスは？

選考決定プロセス：

アプリケーション・シナリオの決定 → 作業環境の分析 → 性能要件の決定 → 導体材料の選択 → ワイヤー仕様の決定 → 規格準拠の確認 → コスト最適化

5.3 避けるべき一般的なワイヤーの選択ミスとは？

間違い	正しいアプローチ
コストばかりを重視し、パフォーマンスは無視	パフォーマンス要件を満たすことを前提に、コストを最適化する。
すべての回路に同じワイヤーを使用する	用途に応じてワイヤーを選択可能
労働環境要因を無視する	温度、化学的、機械的、その他の環境要因を十分に考慮する。
将来のアップグレードの必要性を考慮しない	一定のパフォーマンス・マージンを確保する
規格遵守を無視する	自動車業界の関連規格に確実に準拠する

6.今後の開発動向

6.1 自動車配線の新たな技術トレンドは？

開発の方向性	コア・テクノロジー	期待される効果	成熟	出願期間
電化適応	高電圧絶縁、電磁両立性	より高い電流負荷、より多くの電気機器をサポート	⭐⭐⭐⭐	商品化
半導体インテグレーション	スマートチップ、リアルタイムモニタリング	故障診断、予知保全	⭐⭐⭐	2025-2027
軽量設計	アルミニウム合金ワイヤー、薄肉絶縁	30%より軽量化、航続距離向上	⭐⭐⭐⭐	商品化
フレキシブルワイヤー	極細ワイヤー、フラットワイヤー、フレキシブル回路基板	配線の簡素化、省スペース化	⭐⭐⭐	2024-2026
グリーン＆環境	リサイクル可能な素材、ハロゲンフリーの難燃剤	環境負荷の低減、規制の遵守	⭐⭐⭐⭐	商品化

6.2 電動化はワイヤーハーネス設計にどのような影響を与えるか？

電動化とハイブリッド車の急速な普及に伴い、低電圧ワイヤーハーネス導体はより大きな課題と機会に直面することになる。これらの自動車は、より複雑な電気システムを必要とし、より高いエネルギー伝送が要求される。高電圧システムと低電圧システムが共存し、電線の絶縁性能と定格電圧に高い要件が課せられています。.

コア・チャレンジ

高電圧システムと低電圧システムの共存、より高い電磁両立性要件
電流負荷が大幅に増加するため、ワイヤの断面積をそれに応じて増加させる必要がある
熱管理要件が高く、より優れた放熱設計が必要

6.3 半導体の統合はいかにワイヤーをスマートにするか？

半導体技術の継続的な発展により、将来の低圧ワイヤーハーネス導体はよりスマートなものになる。半導体部品やチップと一体化した電線は、リアルタイムのデータ伝送、信号処理、故障診断、予知保全など、より高度な機能を実現できるようになる。.

スマート・ワイヤーの機能：

動作状態（温度、電流、電圧、その他のパラメータ）をリアルタイムで監視
異常検知時のタイムリーなアラームで故障拡大を防止
電線の識別とトレーサビリティを実現し、サプライチェーン管理の透明性を高める

6.4 ワイヤーハーネス軽量化のための最善の戦略とは？

自動車業界が燃費と環境保護にますます重点を置くようになるにつれ、低電圧ワイヤーハーネス導体も軽量化の方向に発展する必要がある。.

軽量化戦略：

従来の銅線の代わりに効率的なアルミニウム合金線を使用し、30%以上の軽量化を実現
ワイヤー断面形状を最適化し、材料利用率を向上
非導電性材料の重量を減らすため、薄肉の断熱材を使用する。
冗長長を削減し、ルーティングパスを正確に計算する

素材の革新：銅被覆スチール複合導体は、軽量化ソリューションの1つとして、高強度（引張強度350～760MPa）とコスト優位性から、エンジンルームハーネス、アース線、高振動エリアなどの場面で広く使用されている。. フィソット超低炭素高ホウ素銅張鋼は19% IACS導電率を達成し、軟質高導電性銅張鋼ハーネスと中高強度（≧800MPa）硬質銅張鋼ハーネスに適しており、耐熱性、耐振動性、難燃性、柔軟性、耐食性、環境性能に優れています。.

6.5 フレキシブル・ワイヤー技術を牽引するイノベーションとは？

フレキシブル電線技術は、将来の低電圧ワイヤーハーネス導体のもう一つの重要な開発方向である。フレキシブル電線は、複雑な車体形状や取り付け要件によりよく適応し、より柔軟な配線ソリューションを提供することができます。.

技術フォーム：

極細ワイヤー：直径が小さく、曲げ半径が小さい
平らなワイヤー：スペースが小さく、配線を隠すのが容易
フレキシブル回路基板：“ワイヤーとしての構造 ”という革新的なコンセプトを実現”

6.6 ワイヤー製造における環境の持続可能性を確保するには？

世界的な環境意識の向上と規制の厳格化に伴い、低圧ワイヤーハーネス導体のグリーン環境性能は重要な競争力指標となる。.

環境戦略：

火災時の有毒ガスの発生を抑えるため、ハロゲンフリーの難燃素材を使用する。
リサイクル可能な断熱材を使用し、製品のリサイクル率を高める
生産工程を最適化し、エネルギー消費と廃棄物発生を削減する。
製品のライフサイクルを通じた環境影響評価の実施

規格と認証： 2025年2月、国際標準化機構（ISO）は国際規格を公布し、実施した。 ISO 14811:2024 “「銅クラッド鋼用超低炭素高ホウ素鋼線」、2023年6月に国家標準化 GB/T38347-2019 “「熱間圧延超低炭素高ホウ素鋼線」が公布・施行された。業界標準の改善は銅被覆鋼製品の標準的な発展を促進する。.

7.結論

自動車電装システムの基本部品である低電圧ワイヤーハーネス導体の選択と適用は、自動車全体の性能、安全性、信頼性に直結します。適切な導体材料と構造を合理的に選択することで、自動車の機能要件を満たしながら自動車システムの信頼性と安定性を向上させ、乗客に安全で快適なカーライフを提供することができます。.

技術開発動向から見ると、低電圧ワイヤーハーネス導体は、材料革新、インテリジェント化、自動化統合、グリーン環境持続可能性へと急速に進化している。新素材の応用は導体の性能限界を絶えず拡大し、インテリジェント技術は電線にさらなる機能と価値を与え、グリーン環境コンセプトは業界全体を持続可能な発展へと導くでしょう。.

技術の進歩と産業の高度化に伴い、自動車産業における低圧ワイヤーハーネス導体の応用は引き続き促進され、改善されていくでしょう。未来の低電圧ワイヤーハーネス導体は、よりスマートで、より効率的で、より環境に優しく、自動車産業の変革とアップグレードに確かな技術的支援を提供し、人類のより良い旅行生活に大きな価値を貢献する。.

FISSOTテクニカルコンテンツチーム作成文書