CN105684100A

CN105684100A - 扁平电缆

Info

Publication number: CN105684100A
Application number: CN201480057723.3A
Authority: CN
Inventors: 杉山真; 杉山真一; 近藤康顺; 长泽宪三; 铃木高广
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-06-15
Also published as: JP2015103366A; WO2015076410A1; JP6252132B2

Abstract

一种乙烯基绝缘的乙烯基护套电缆(VVH)(1)，包括绝缘线芯(2)，每个该绝缘线芯包括作为组成部分的导体(4)，该导体包括：由铝或铝合金制成的铝单线(6)，以及围绕铝单线(6)而设置的由铜或铜合金制成的铜包覆(7)。在VVF(1)中，当导体(4)根据其规格直径为2.0mm时，铜包覆(7)的厚度是50μm至200μm。

Description

扁平电缆

技术领域

本发明涉及一种扁平电缆。

背景技术

使用铜导体的扁平电缆(即，VVF(600V乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆))通常用于室内布线。一种特定的铜端子设置在电连接部中。根据铜端子，铜端子还设置在布线装置侧上。顺便地，还经常使用插入式连接器的连接。插入式连接器在其构造中包括铜弹簧端子(见以下专利文献1)。当铜导体插入到插入式连接器中时，铜导体能够由于从由铜制成的弹簧端子接收的压力而滑动。从而，铜导体能够连接到插入式连接器。

然而，由于近来铜的成本提高，或者考虑重量减轻，已经开始广泛使用在构造中包括铝导体的铝电线。已众所周知的是，由于诸如氧化膜、蠕变和应力松弛等这样的问题，铝导体的连接在电连接性上随着时间产生劣化(在图3中示意性地示出铝连接中劣化的过程)。

当通常的铜端子参与同铝导体的连接时，存在对如下问题的担忧：诸如，由铝与铜之间的热膨胀系数的差异以及在不同种类金属之间的接触腐蚀，而引起的连接部中促发蠕变和应力松弛的问题。

因此，为了解决前述问题，专利文献2公开了如下的方案。即，专利文件2提出并公开了如下技术，其中，在压接端子的压接部的内表面中设置锯齿，使得在连接中由蠕变和应力松弛导致的劣化能够被锯齿抑制。另外，下面的专利文件3公开了其中将铜端子镀铝以使得能够防止接触腐蚀的技术。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：JP-A-2002-184484

专利文件2：JP-A-2007-173215

专利文件3：JP-A-2007-12329

发明内容

技术问题

然而，在专利文件2中公开的压接端子由铜或铜合金制成，并且在专利文件3中公开的端子是简单电镀的铜端子。这些方案不总是适于铝导体与铜端子之间的连接。

已经考虑上述情况作出本发明。本发明的目的是提供一种扁平电缆，与铜导体的连接相比，该扁平电缆能够降低重量和成本，并且能够实现在电连接位置处的连接。

问题解决方案

通过以下构造实现本发明的目的。

(1)一种扁平电缆，包括多个绝缘线芯，和护套，每个所述绝缘线芯都包括导体和绝缘体，所述绝缘线芯并排布置并且由所述护套一次全部地覆盖，其中，所述导体包括由铝或铝合金制成的铝单线，以及由铜或铜合金制成并且围绕所述铝单线设置的铜包覆。

(2)根据(1)所述的扁平电缆，其中，所述铜包覆的厚度是50μm至200μm。

(3)根据(1)所述的扁平电缆，

其中，铜包覆的厚度是导体的直径的2.5％至10％。

发明有益效果

在根据构造(1)的扁平电缆中，其中铜包覆围绕铝单线设置的结构用作多个绝缘线芯并排布置的导体结构。因此，与利用铜导体的背景技术相比，能够取得电连接的优势。另外，在如此构造的扁平电缆中，包括铝单线作为各个绝缘线芯的导体结构。从而，存在能够降低重量和成本的另一优点。即，可以说因为使用了利用铝和铜各自优点的导体结构，所以如此构造的扁平电缆适用于室内布线。

在根据构造(2)的扁平电缆中，考虑外部损伤的深度，铜包覆的厚度不小于50μm。具体地，考虑外部损伤，诸如由与，例如插入式连接器的弹簧端子这样的连接对象的滑动而引起的刮伤。当在如此构造的扁平电缆中如此设定厚度时，存在即是产生了诸如刮伤这样的外部损伤，也能够防止铝单线被露出的优点。因此，根据如此构造的扁平电缆，存在能够防止在连接部中由于铝与铜之间的热膨胀系数的差异而导致的蠕变和应力松弛的发生的优点，或者能够防止不同种类的金属之间的接触腐蚀的优点。另外，考虑重量降低和经济效益，使得铜包覆的厚度不大于200μm。结果，存在能够降低重量和成本的另一优点。

在根据构造(3)的扁平电缆中，考虑外部损伤的深度，使得铜包覆的厚度不小于导体直径的2.5％。具体地，考虑外部损伤，诸如由与，例如插入式连接器的弹簧端子这样的连接对象的滑动而引起的刮伤。当在如此构造的扁平电缆中如此设定厚度时，存在即使产生了诸如刮伤这样的外部损伤，也能够防止铝单线被露出的优点。因此，根据如此构造的扁平电缆，存在能够防止在连接部中由于铝与铜之间的热膨胀系数的差异而导致的蠕变和应力松弛的发生的优点，或者能够防止不同种类的金属之间的接触腐蚀的优点。另外，考虑重量降低和经济效益，使得铜包覆的厚度不大于导体直径的10％。结果，存在能够降低重量和成本的另一优点。

附图说明

图1A是示出根据本发明的实施例的扁平电缆的端面图。

图1B是示出根据本发明的实施例的扁平电缆的透视图。

图2是示出连接器种类与外部损伤深度之间的关系的图。

图3是示出铝连接中的劣化过程的图。

参考标记列表

1:乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆(VVF，扁平电缆)

2:绝缘线芯

3:护套

4:导体

5:绝缘体

6:铝单线

7:铜包覆

8:连接部

具体实施方式

将通过参考附图描述本发明的实施例。

在图1A和1B中，与根据本发明的实施例的扁平电缆相对应的乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆1(后文中缩写为VVF1)能够代替已经广泛用于室内布线的背景技术的VVF(即，构造中包括铜导体的“扁平型600V乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆”)。VVF1的构造包括两个绝缘线芯2，以及护套3，绝缘线芯2一次全部地由该护套3覆盖(绝缘线芯2的数量仅是实例，并且可以是三个或四个)。

根据VVF1，如将从以下说明中了解到的，与背景技术VVF相比能够降低重量和成本，并且与利用铜导体连接相比，能够在电连接位置处实现连接。

各个绝缘线芯2的构造均包括具有导电性的导体4和具有绝缘性能的绝缘体5。绝缘线芯2布置成具有等同于或高于构成背景技术VVF的绝缘线芯(未示出)的柔性、机械强度等。在与背景技术VVF的绝缘线芯不同的绝缘线芯2中，导体4如下形成。即，导体4的构造包括铝单线6和铜包覆7。

铝单线6是由铝或铝合金制成的单线，并且截面为圆形。在实施例中，考虑柔性、机械强度等而使用由铝合金制成的单线。由于铝被用作铝单线6的材料，所以当然铝单线6重量比背景技术VVF的铜导体的重量轻。具体地，铝的比重是2.7，而铜的比重是8.9。因此，比重为铜的大约三分之一的铝重量比铜轻。

铜包覆7是围绕铝单线6设置的金属被覆部，并且由铜或铜合金制成。铜包覆7设置在具有固定厚度的层的状态下。铜包覆7设置成与已经去除了氧化物的铝单线6的外表面进行紧密接触。稍后将描述铜包覆7的厚度。

由于铝被用作铝单线6的材料，所以导体4的直径(外径)设定成足够大，以获得与背景技术VVF的铜导体相等的容许电流。在实施例中，导体4的直径设定为2.0mm，以获得与直径为1.6mm的铜导体相等的容许电流。顺便地，除了直径为1.6mm的铜导体以外，通常还已知直径为2.0mm的铜导体和直径为2.6mm的铜导体。因此，假设根据这样的直径尺寸设定导体4的直径。

绝缘体5由具有绝缘性能的树脂材料通过挤出成型而形成，并且形成在导体4的外表面上。树脂材料是乙烯树脂。在实施例中，绝缘体5形成为与构成背景技术VVF的绝缘线芯的绝缘体具有相同的厚度和相同的状态(假设树脂材料不限于上述乙烯树脂)。

顺便地，绝缘线芯2具有上述构造、结构和材料。因此，绝缘线芯2可以称为CCAA线(铜包覆铝合金电线)。

护套3形成为被覆部，如上所述，两个绝缘线芯2一次全部地由护套3覆盖。另外，护套3由具有绝缘性能的树脂材料通过挤出成型而形成，并且形成在并排布置的两个绝缘线芯2的外表面上。由于并排布置的两个绝缘线芯2一次全部地由护套3覆盖，所以护套3形成为椭圆形截面。树脂材料是乙烯树脂。在实施例中，护套3形成为与构成背景技术VVF的护套具有相同的厚度和相同的状态(假设树脂材料不限于上述乙烯树脂)。

顺便地，由于如此形成的VVF1的在其构造中包括绝缘线芯2，所以VVF1可以称为CCAA-VVF。

将概括根据实施例的VVF1的特征。区别于权利要求中声明的内容，VVF1可以特征在于“构成各个绝缘线芯2的导体4包括：铝单线6，其由铝或铝合金制成；以及铜包覆7，其由铜或铜合金制成的并且围绕铝单线6设置，并且构成各个绝缘线芯2的绝缘体5由乙烯树脂制成，并且一次全部地覆盖多个绝缘线芯2的护套3由乙烯树脂制成”。

在VVF1中，当在VVF1的末端以预定长度移除护套3时，如图1B所示露出两个绝缘线芯2。此外，当在末端处以预定长度从两个露出的绝缘线芯2移除绝缘体5时，露出导体4。每个露出的导体4都充当电连接部8。具体地，露出的导体4充当电连接部8，由铜制成的未示出的压接筒(作为一种铜端子的环状筒)能够装接到该电连接部8。或者，露出的导体4充当能够插入到公知的插入式连接器的电连接部8。

此处，将描述铜包覆7的厚度。在实施例中，铜包覆7的厚度设置为50μm至200μm(如上所述，导体4的直径设定为2.0mm)。原因是，例如，考虑由与连接对象的滑动导致的诸如划痕这样的损伤的深度。

图2是示出连接器种类与外部损伤深度之间的关系的图。图的纵轴表示外部损伤的深度(单位为μm)，并且横轴表示连接器种类。连接器是公知的插入式连接器。能够使用图2所示的8种类型的连接器(A)至(H)(将省略具体连接器的说明)。外部损伤的深度与损伤的深度相对应，该损伤诸如当将导体4插入到插入式连接器中并且导体4的外表面在由铜制成的弹性端子上滑动时产生的(或可能产生的)划痕。外部损伤的深度由最大值(max)和最小值(min)表达。下面将描述外部损伤的深度的测量结果。

<连接器(A)>

当导体4插入到连接器(A)中时外部损伤的深度(在位于导体4的外表面中的铜包覆7中可能产生的损伤的深度)最大值是55μm并且最小值为35μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为35μm。

<连接器(B)>

当导体4插入到连接器(B)中时外部损伤的深度最大值75μm并且最小值是48μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为48μm。

<连接器(C)>

当导体4插入到连接器(C)中时外部损伤的深度最大值是63μm并且最小值是35μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为35μm。

<连接器(D)>

当导体4插入到连接器(D)中时外部损伤的深度最大值是73μm并且最小值是43μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为43μm。

<连接器(E)>

当导体4插入到连接器(E)中时外部损伤的深度最大值是70μm并且最小值是43μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为43μm。

<连接器(F)>

当导体4插入到连接器(F)中时外部损伤的深度最大值是38μm并且最小值是28μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为28μm。

<连接器(G)>

当导体4插入到连接器(G)中时外部损伤的深度最大值是85μm并且最小值是25μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为25μm。

<连接器(H)>

当导体4插入到连接器(H)中时外部损伤的深度最大值是83μm并且最小值是48μm。因此理解为铜包覆7的厚度必须至少为48μm。

如上所述，在最小值(min)的基础上考虑外部损伤的深度，可以这样说，即使产生外部损伤，为了防止铜包覆7内部的铝单线6被露出，优选的是铜包覆的厚度设定为至少50μm。另一方面，更确定地，在最大值(max)的基础上考虑外部损伤的深度，可以这样说，优选地将铜包覆7的厚度设定为至少86μm或包括裕度的至少90μm。

另外，当考虑重量减少和经济效率时，可以说优选的是将铜包覆7的厚度设定为不大于200μm。顺便地，此处，导体4的直径设定为2.0mm，并且铜包覆7的厚度设定为50μm至200μm。因此，假设这能够理解为铜包覆7的厚度设定为导体4的直径的2.5％至10％。

由铜制成的未示出的压接筒装接到根据实施例的每个VVF1的末端处的电连接部8，并且在其上进行用于JISC2086的用于铜导体的非绝缘压接型套筒的热周期测试。获得下列图表1中所示的结果。

顺便地，在图表1中，在各个项目中示出在25周期(cyc)和125周期(cyc)处的结果。具体地，在实例1至9的各个项目中示出带有压接筒(环形筒)的连接部的温度(℃)和距离外部空气温度的温度升高值(℃)的结果。顺便地，在25周期时外部空气温度为20.8℃，并且在125周期时为22.7℃。另外，在25周期和125周期两者处电流值均为26.0A。

[表1]

连接部的热周期测试结果

用于判断测验结果的标准是在25周期时升温值是否最多为50℃，以及在125周期时的升温值相对于50周期时的连接部的温度是否为+8℃(顺便地，如从测验结果所了解的，因为在任何结果中升温值都不对应于+8℃，所以在图表1中省略了50周期时的温度)。

<实例1>

在实例1中，在25周期时的连接部的温度是67.0℃，并且在相同周期处的升温值为46.2℃。另外，在125周期时连接部的温度是66.9℃，并且在相同周期处的升温值是44.2℃。可以说实例1的测验结果是良好的。

<实例2>

在实例2中，在25周期时的连接部的温度是69.4℃，并且在相同周期处的升温值为48.6℃。另外，在125周期时连接部的温度是68.8℃，并且在相同周期处的升温值是46.1℃。可以说实例2的测验结果也是良好的。

<实例3>

在实例3中，在25周期时的连接部的温度是60.2℃，并且在相同周期处的升温值为39.4℃。另外，在125周期时连接部的温度是62.4℃，并且在相同周期处的升温值是39.7℃。可以说实例3的测验结果也是良好的。

<实例4>

在实例4中，在25周期时的连接部的温度是59.8℃，并且在相同周期处的升温值为39.0℃。另外，在125周期时连接部的温度是61.2℃，并且在相同周期处的升温值是38.5℃。可以说实例4的测验结果也是良好的。

<实例5>

在实例5中，在25周期时的连接部的温度是62.7℃，并且在相同周期处的升温值为41.9℃。另外，在125周期时连接部的温度是62.1℃，并且在相同周期处的升温值是39.4℃。可以说实例5的测验结果也是良好的。

<实例6>

在实例6中，在25周期时的连接部的温度是65.4℃，并且在相同周期处的升温值为44.6℃。另外，在125周期时连接部的温度是61.8℃，并且在相同周期处的升温值是39.1℃。可以说实例6的测验结果也是良好的。

<实例7>

在实例7中，在25周期时的连接部的温度是58.3℃，并且在相同周期处的升温值为37.5℃。另外，在125周期时连接部的温度是57.0℃，并且在相同周期处的升温值是34.3℃。可以说实例7的测验结果也是良好的。

<实例8>

在实例8中，在25周期时的连接部的温度是63.1℃，并且在相同周期处的升温值为42.3℃。另外，在125周期时连接部的温度是62.8℃，并且在相同周期处的升温值是40.1℃。可以说实例8的测验结果也是良好的。

<实例9>

在实例9中，在25周期时的连接部的温度是62.0℃，并且在相同周期处的升温值为41.2℃。另外，在125周期时连接部的温度是61.9℃，并且在相同周期处的升温值是39.2℃。可以说实例9的测验结果也是良好的。

如以上参考图1A至图2和图表1所述，在根据实施例的VVF1中，将铜包覆7设置在铝单线6周围的结构用作各个绝缘线芯2中的导体4的结构。因此，与背景技术中的铜导体相比，存在能够实现电连接的效果。

另外，在根据实施例的VVF1中，包含铝单线6作为绝缘线芯2中导体4的结构。因此，存在能够降低重量和成本的另一效果。使用铝和铜的各自的优点的导体结构用在VVF1中。因此，可以说VVF1适用于室内布线。

当然能够在不改变本发明的主旨的情况下对本发明做出各种改变。即，本发明不限于上述实施例，而是可以在其基础上做出合适的变形、改善等。另外，不限制上述实施例中的构成元件的材料、形状、尺寸、数量、布置位置等，而是可以合意地选择，只要能够获得本发明。

本发明基于2013年11月25日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2013-242477)，其内容通过引用并入此处。

此处，将在下面各条中简要总结和列出根据本发明的扁平电缆的实施例的上述特征。

[1]一种扁平电缆(乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆(VVF)1)，包括护套(3)和多个绝缘线芯(2)，每个绝缘线芯(2)都包括导体(4)和绝缘体(5)，所述绝缘线芯(2)并排布置并且由所述护套(3)一次全部地覆盖，

其中，所述导体(4)包括：由铝或铝合金制成的铝单线(6)；以及铜包覆(7)，其由铜或铜合金制成，并且围绕所述铝单线(6)设置。

[2]根据条目[1]所述的扁平电缆(乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆(VVF)1)，

其中，铜包覆(7)的厚度为50μm至200μm。

[3]根据条目[1]所述的扁平电缆(乙烯基绝缘材料乙烯基护套电缆(VVF)1)，

其中，铜包覆(7)的厚度是导体(4)的直径的2.5％至10％。

工业实用性

由于根据本发明的扁平电缆使用了利用铝和铜的各自的优点的导体结构，所以扁平电缆适用于室内布线。

Claims

1.一种扁平电缆，包括多个绝缘线芯，和护套，每个所述绝缘线芯都包括导体和绝缘体，所述绝缘线芯并排布置并且由所述护套一次全部地覆盖，

其中，所述导体包括：由铝或铝合金制成的铝单线；以及铜包覆，其由铜或铜合金制成，并且围绕所述铝单线设置。

2.根据权利要求1所述的扁平电缆，其中，所述铜包覆的厚度是50μm至200μm。

3.根据权利要求1所述的扁平电缆，其中，所述铜包覆的厚度是所述导体的直径的2.5％至10％。