DE102017206833A1

DE102017206833A1 - Stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel und Kabelbaum

Info

Publication number: DE102017206833A1
Application number: DE102017206833.7A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Oshima; Yuki Tosaya
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2017-10-26
Also published as: US20170309369A1; JP2017199457A; CN107316693A; US10242766B2

Abstract

Ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel beinhaltet einen Leiterabschnitt, welcher eine Vielzahl von nicht verdichteten Litzen aus einer Kupferlegierung besitzt, wobei jede der nicht verdichteten Litzen eine Querschnittsfläche von 0,13 mm2 besitzt, und einen Abdeckabschnitt, welcher an dem Leiterabschnitt ausgebildet ist, wobei der Leiterabschnitt eine Dehnung von 7% oder mehr besitzt und eine Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr besitzt, und der Abdeckabschnitt aus 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid hergestellt ist und eine Dehnung von 100% oder mehr bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius besitzt.

Description

Hintergrund
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel und einen Kabelbaum.
2. Stand der Technik
Im Stand der Technik wurden isolierte elektrische Kabel vorgeschlagen, wobei jedes eine Leiterquerschnittsfläche von 0,13 mm² besitzt. Wenn ein Leiter in solch einem isolierten elektrischen Kabel dünner ausgestaltet wird, kann das Gewicht des isolierten elektrischen Kabels verringert werden. Zusätzlich gibt es eine Tendenz, dass das isolierte elektrische Kabel mit der Leiterquerschnittsfläche von 0,13 mm² einen höheren Biegewiderstand in einem größeren Temperaturbereich benötigt, um in einer Automobilumgebung benutzbar zu sein.
Beispielsweise wurde eine Technik zur Verbesserung der Biegbarkeit eines elektrischen Kabels vorgeschlagen (siehe JP-A-2005-197135 ). Hier werden eine Vielzahl von Metalllitzen zu einem Litzenkabel verdreht. Eine Vielzahl von solchen Litzenkabeln sind weiterhin zu einem Leiterabschnitt verdreht. Gemäß dieser Technik wird eine Zweifachverdrehung ausgeführt, beinhaltend das Verdrehen der Litzen und das Verdrehen der Litzenkabel, sodass der Durchmesser von jeder Metalllitze reduziert werden kann und die Verformung der Litze durch die Verbiegung reduziert werden kann. Entsprechend kann der Biegewiderstand verbessert werden.
Außerdem wurde eine weitere Technik vorgeschlagen (siehe JP-A-2011-126980 ). Hier wurde ein Material, welches einen exzellenten Kältewiderstand besitzt, als eine Isolation benutzt, welche ein elektrisches Kabel bedeckt, um ein elektrische Kabel mit einer exzellenten Biegbarkeit bei geringen Temperaturen bereitzustellen.
Außerdem wurde ein weiteres elektrisches Kabel vorgeschlagen (siehe JP-A-2011-18545 ). In diesem elektrisches Kabel wird ein Einschluss zwischen den jeweils benachbarten Litzen eingebracht, um Reibung zwischen den Litzen zu reduzieren. Entsprechend kann der Biegewiderstand des elektrischen Kabels verbessert werden.
Jedoch ist es gemäß JP-A-2005-197135 notwendig, eine Zweifachverdrehung in dem elektrischen Kabel auszuführen. Dies resultiert dementsprechend in einer Erhöhung der Anzahl der Produktionsarbeitsstunden und in einer Erhöhung der Kosten für das elektrische Kabel. Außerdem gibt es bei dem elektrischen Kabel gemäß JP-A-2011-126980 , bei welchem die Biegbarkeit bei geringen Temperatur verbessert wurde, Spielraum zur Verbesserung der Biegbarkeit bei Raumtemperatur. Außerdem wurde gemäß JP-A-2011-18545 der Einschluss in dem elektrischen Kabel benutzt. Dementsprechend erhöht sich die Anzahl der Produktionsarbeitsstunden und die Kosten des elektrischen Kabels im Zusammenhang mit der Einfügung des Einschlusses.
Die vorliegende Erfindung versucht die obigen Probleme im Stand der Technik zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel und einen Kabelbaum bereitzustellen, für welche eine Erhöhung der Anzahl der Produktionsarbeitsstunden und eine Erhöhung der Kosten des elektrischen Kabels vermieden werden kann, und wobei die Biegbarkeit bei geringen Temperaturen und die Biegbarkeit bei Raumtemperatur gleichermaßen gleichzeitig verbessert werden kann.
Zusammenfassung

(1) Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel einen Leiterabschnitt, welcher eine Vielzahl von nicht verdichteten bzw. nicht komprimierten Litzen besitzt, welche wiederum aus einer Kupferlegierung hergestellt sind, wobei jede der nicht verdichteten Litzen eine Querschnittsfläche von 0,13 mm² besitzt; und einen Abdeckabschnitt, welcher an dem Leiterabschnitt ausgebildet ist, wobei der Leiterabschnitt eine Dehnung bzw. Dehnbarkeit von 7% oder mehr und eine Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr besitzt, und wobei der Abdeckabschnitt aus einem Polyvinylchlorid hergestellt ist, welches 100 Grad Celsius hitzebeständig ist und eine Dehnung von 100% oder mehr bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius besitzt.

Gemäß dem stark biegbaren isolierten elektrischen Kabel von (1) besitzt der Leiterabschnitt eine Dehnung von 7% oder mehr und die Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr. Entsprechend kann der Leiterabschnitt, welcher exzellenter ist in sowohl der Dehnung als auch der Zerreißfestigkeit, einen Leiter ausbilden, welcher exzellent bezüglich des des Biegewiderstandes ist. Außerdem besteht der Leiterabschnitt aus einer Vielzahl von nicht verdichteten Litzen. Entsprechend kann eine Verschlechterung der Biegbarkeit, welche durch die verdichteten Litzen verursacht wird, vermieden werden. Zusätzlich ist der Abdeckabschnitt aus einem Polyvinylchlorid hergestellt, welches 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähig ist. Entsprechend ist der Abdeckabschnitt exzellent bezüglich der Biegbarkeit bei Raumtemperatur. Weiterhin besitzt der Abdeckabschnitt eine Dehnung von 100% oder mehr bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius. Entsprechend ist der Abdeckabschnitt auch exzellent in der Biegbarkeit bei niedrigen Temperaturen. Weiterhin ist es auch nicht nötig Zweifachverdrehung zu benutzen oder einen Einschluss. Entsprechend kann eine Erhöhung der Anzahl der Produktionsarbeitsstunden und eine Erhöhung der Kosten des elektrischen Kabels vermieden werden. Zusätzlich kann die Biegbarkeit bei geringen Temperaturen und die Biegbarkeit bei Raumtemperatur gleichermaßen verbessert werden.

(2) In dem stark biegbaren isolierten elektrischen Kabel von (1) wird es bevorzugt, dass die Anzahl der wiederholten Bewegungen des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels, bis ein Widerstandswert des Leiterabschnittes um 10% erhöht wird, 10.000 oder mehr erreicht, wenn ein Gewicht von 400 g an ein Ende des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels angebracht wird, und das eine Ende als eine befestigte Seite benutzt wird, und die andere Seite des stark biegbaren elektrischen Kabels wiederholt verbogen wird bei einer Temperatur von 23 Grad Celsius, und bei einer Geschwindigkeit von 30 U/min in einem Winkelbereich von –90 Grad bis 90 Grad durch die Benutzung von Mantelrohren, wobei jedes einen Radius von 12,5 mm besitzt, und die Anzahl der wiederholten Bewegung des stark biegbaren elektrischen Kabels bis der Widerstandswert des Leiterabschnittes um 10% erhöht wird, erreicht 3.000 oder mehr, wenn das Gewicht von 400 g an das eine Ende angebracht wird und das andere Ende als die fixierte Seite benutzt wird, während die andere Endseite wiederholt verbogen wird, bei einer Temperatur von –30 Grad Celsius und einer Geschwindigkeit von 30 U/min, in dem Winkelbereich von –90 Grad bis 90 Grad unter Benutzung von Mantelrohren, wobei jedes einen Radius von 12,5 mm besitzt.

Gemäß dem stark biegbaren isolierten elektrischen Kabel von (2), erreicht die Anzahl der wiederholten Bewegung des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels bis der Widerstandswert des Leiters sich um 10% erhöht hat, 10.000 oder mehr, bei einer Temperatur von 23 Grad Celsius, und erreicht die Anzahl der wiederholten Bewegung des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels, bis der Widerstandswert des Leiterabschnittes sich um 10% erhöht hat, 3.000 oder mehr bei der Temperatur von –30 Grad Celsius. Entsprechend ist es möglich, ein stark biegbares elektrisches Kabel bereitzustellen, welches mit Sicherheit mindestens eine vorbestimmte Anzahl von Malen entsprechend verbogen werden kann, bei entsprechend geringen Temperaturen und bei Raumtemperatur.

(3) Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kabelbaum ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel gemäß (1) oder (2).

Gemäß des Kabelbaumes von (3) ist es möglich, einen Kabelbaum bereitzustellen, welcher ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel beinhaltet, für welches eine Erhöhung der Produktionsarbeitsstunden und eine Erhöhung der Kosten des elektrischen Kabels vermieden werden und die Biegbarkeit bei geringen Temperaturen und die Biegbarkeit bei Raumtemperatur gleichzeitig verbessert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel und einen Kabelbaum bereitzustellen, in welchen eine Erhöhung der Produktionsarbeitsstunden und eine Erhöhung der Kosten des elektrischen Kabels vermieden werden kann und die Biegbarkeit bei geringen Temperaturen und die Biegbarkeit bei Raumtemperatur gleichzeitig verbessert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Kabelbaum, beinhaltend ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt einen Querschnitt des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels wie in 1 gezeigt.
3 ist ein Diagramm, welches die Dehnungen von 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 2.000: Material 1) und 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähiges Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 1.300: Material 2) bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius zeigt.
4 ist eine Tabelle, welche detaillierte Konfigurationen eines stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels gemäß eines Beispiels zeigt und elektrische Kabel gemäß der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, und Ergebnisse eines Biegewiderstandstests, welcher mit den elektrischen Kabeln ausgeführt wurde.
5 zeigt eine Skizze eines Zustandes des Biegewiderstandstestes.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Weiterem basierend auf den Zeichnungen beschrieben wird, ist die Erfindung nicht durch die folgende Ausführungsform begrenzt und kann entsprechend verändert werden, ohne von dem Geiste der Erfindung abzuweichen.
1 zeigt einen Kabelbaum, welcher ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Wie in 1 gezeigt, wird ein Kabelbaum WH als ein Bündel von elektrischen Kabeln W bereitgestellt. Mindestens eines (ein Schaltkreis) der elektrischen Kabel W besteht aus einem stark biegbaren isolierten elektrischen Kabel 1, welches im Weiteren im Detail beschrieben wird. Solch ein Kabelbaum WH kann mit Verbindern C an gegenüberliegenden Endabschnitten des elektrischen Kabels W ausgestaltet sein, wie beispielsweise in 1 gezeigt; oder Klebeband (nicht gezeigt) kann so um den Kabelbaum WH gewickelt sein, dass die elektrischen Kabel W in einem Bündel gebunden werden. Zusätzlich kann der Kabelbaum WH mit einer Mantelkomponente (nicht gezeigt) wie einem gewellten Schlauch ausgestaltet sein.
2 zeigt einen Querschnitt des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels von 1. Wie in 2 gezeigt, ist das stark biegbare isolierte elektrische Kabel 1 gemäß der Ausführungsform ein isoliertes elektrisches Kabel mit einer Querschnittsfläche von 0,13 mm², wie in dem ISO6722-Standard beschrieben. Das stark biegbare isolierte elektrische Kabel besteht aus einem Leiterabschnitt 10 und einem Abdeckabschnitt 20. Der Leiterabschnitt 10 besteht aus einer Vielzahl von (sieben) nicht verdichteten Litzen 11, welche aus einer behandelten/verstärkten Kupferlegierung (engl.: precipitation strengthened) hergestellt sind. Der Abdeckabschnitt 20 ist an dem Leiterabschnitt 10 bereitgestellt. Die Vielzahl von nicht verdichteten Litzen sind verdreht, um den Leiterabschnitt 10 auszubilden. Im Übrigen muss der Leiterabschnitt 10 nur eine Querschnittsfläche von 0,13 mm² besitzen. Beispielsweise kann der Leiterabschnitt 10 einer sein, welcher in dem JASO D 611-Standard beschrieben ist. Weiterhin ist der Leiterabschnitt nicht auf die verstärkte Kupferlegierung beschränkt.
Beispielsweise kann die hier für den Leiterabschnitt 10 benutzte verstärkte Kupferlegierung aus entweder einer Cu-Cr-basierten, Cu-Cr-Zr-basierten, Cu-Cr-Zn-basierten, Cu-Co-P-basierten, Cu-Ni-P-basierten oder einer Cu-Fe-P-basierten Kupferlegierungen, etc. hergestellt sein.
In solch einem Leiterabschnitt 10 sind die Mischverhältnisse der entsprechenden Metalle wie folgend: Wenn ein Leiterabschnitt 10 aus einer Cu-Cr-Zr-basierenden Kupferlegierung hergestellt ist, ist das Mischverhältnis von Cr 0,50 bis 1,50 Massen%, das Mischverhältnis von Zr ist 0,05 bis 0,15 Massen%, das Mischverhältnis von Sn ist 0,10 bis 0,20 Massen%, bezüglich des Cu. Außerdem, wenn der Leiterabschnitt 1 aus einer Cu-Co-P-basierenden Kupferlegierung hergestellt, dann ist das Mischverhältnis von Co 0,20 bis 0,30 Massen%, das Mischverhältnis von P ist 0,07 bis 0,12 Massen%, und das Mischverhältnis von Ni ist 0,02 bis 0,05 Massen%. Weiterhin ist das Mischverhältnis von Sn 0,08 bis 0,12 Massen%, das Mischverhältnis von Zn ist 0,01 bis 0,04 Massen% bezüglich des Cu.
Außerdem besitzt der Leiterabschnitt 10 in dieser Ausführungsform eine Dehnung von 7% oder mehr und eine Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius). Dementsprechend kann der Leiterabschnitt, welcher exzellenter ist in sowohl der Dehnung als auch der Zerreißfestigkeit, benutzt werden, um einen Leiter auszubilden mit einem exzellenten Biegewiderstand.
Außerdem ist es wünschenswert, dass die Dehnung weniger als 20% beträgt. Die Dehnung und die Zerreißfestigkeit sind korreliert. Entsprechend ändert sich die Zerreißfestigkeit, wenn die Dehnung verändert wird. Aufgrund dieser Korrelation kann der Leiterabschnitt, welcher aus einer kupferbasierten Legierung hergestellt ist, seine Zerreißfestigkeit von 500 MPa nicht beibehalten, wenn die Dehnung 20% oder mehr erreicht. Außerdem ist es wünschenswert, dass die Zerreißfestigkeit kleiner als 750 MPa ist. Der Leiterabschnitt, welcher aus einer kupferbasierten Legierung hergestellt ist, kann die Dehnung von 7% nicht beibehalten, wenn die Zerreißfestigkeit 750 MPa oder mehr erreicht.
Die vorher erwähnte verstärkte Kupferlegierung wird bevorzugt für die Produktion des Leiterabschnitts 10 mit einer solchen Dehnung und einer solchen Zerreißfestigkeit benutzt. Jedoch ist es nicht notwendig speziell die verstärkte Kupferlegierung zu benutzen. Übrigens ist es unmöglich pures Kupfer oder weiches Kupfer zu benutzen, um den Leiterabschnitt 10 mit der vorher erwähnten Dehnung und der vorher erwähnten Zerreißfestigkeit herzustellen.
Der Abdeckabschnitt 20 besteht aus 100 Grad Celsius hitzebeständigem Polyvinylchlorid. Das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid bezieht sich auf Polyvinylchlorid, welches eine Dehnung von 100% oder mehr besitzt nachdem es einer Temperatur von 100 Grad Celsius für 10.000 Stunden ausgesetzt wurde. Polyvinylchlorid mit einem höheren Polymerisationsgrad ist stabiler und außerdem stärker bezüglich Hitze. Entsprechend bedeutet dies, dass das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid ein Polyvinylchlorid einen Polymerisationsgrad besitzt, der nicht geringer ist als ein vorbestimmter Wert.
Außerdem wird das vorher erwähnte 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid, welches eine Dehnung von 100% oder mehr bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius besitzt, als das Material für den Abdeckabschnitt 20 benutzt. Dementsprechend kann eine Abdeckung ausgebildet werden, welche exzellent in der Biegbarkeit ist, sowohl bei niedrigen Temperaturen als auch bei Raumtemperatur. Im Besonderen besitzt das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid mit der Dehnung von 100% oder mehr bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius einen Polymerisationsgrad von 2.000 oder mehr.
3 zeigt eine Grafik, welche die Dehnungen von 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 2.000: Material 1) und 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 1.300: Material 2) bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius zeigt. Das 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid ist Polyvinylchlorid, welches eine Dehnung von 100% oder mehr besitzt, nachdem es einer Temperatur von 80 Grad Celsius für 10.000 Stunden ausgesetzt wurde.
Wie in 3 gezeigt, besitzt das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid des Materials 1 eine Dehnung, welche sich proportional zu der Zerreißfestigkeit erhöht. Die Dehnung des 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigen Polyvinylchlorids des Materials 1 beträgt ungefähr 50% bei der Zerreißfestigkeit von 87 MPa. Im Übrigen korrespondiert die Zerreißfestigkeit von 87 MPa und die Dehnung von ungefähr 50% mit einer oberen Streckgrenze bzw. Dehngrenze. Nach der oberen Streckgrenze verringert sich die Zerreißfestigkeit, es sei denn, die Dehnung erreicht ungefähr 105%. Das Material 1 bricht, wenn die Zerreißfestigkeit ein wenig höher ist als 50 MPa und die Dehnung ungefähr 105% beträgt.
Auf der anderen Seite besitzt das 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid des Materials 2 eine Dehnung, welches sich proportional erhöht, wenn die Zerreißfestigkeit erhöht wird. Die Dehnung des 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigen Polyvinylchlorids des Materials 2 ist geringfügig weniger als 40% bei einer Zerreißfestigkeit von ungefähr 67 MPa. Im Übrigen korrespondieren die Zerreißfestigkeit von ungefähr 67 MPa und die Dehnung von geringfügig weniger als 40% mit einer oberen Streckgrenze. Nach der oberen Streckgrenze verringert sich die Zerreißfestigkeit, es sei denn, die Dehnung erreicht geringfügig weniger als 50%. Das Material 2 bricht, wenn die Zerreißfestigkeit geringfügig mehr als 60 MPa beträgt und die Dehnung geringfügig weniger als 50% beträgt.
Entsprechend besitzt das 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid des Materials 2 eine geringere Dehnung und eine weniger exzellente Biegbarkeit bei geringeren Temperaturen als das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid des Materials 1. Auf der anderen Seite wurde nachgewiesen, dass das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid des Materials 1 eine exzellentere Biegbarkeit bei geringerer Temperatur besitzt.
Im Folgenden werden das Beispiel und die Vergleichsbeispiele beschrieben. 4 zeigt eine Tabelle, welche wiederum detaillierte Konfigurationen eines stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels gemäß des Beispiels zeigt und elektrische Kabel gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 3, und Ergebnisse eines Biegewiderstandstests, welcher mit den elektrischen Kabeln ausgeführt wurde.
Wie in 4 gezeigt, besitzt der Leiterabschnitt in dem stark biegbaren isolierten elektrischen Kabel gemäß dem Beispiel eine Querschnittsfläche von 0,13 mm². In dem Leiterabschnitt sind sieben Litzen in einer nicht verdichteten Art verdreht. Die sieben Litzen sind aus einer verstärkten Kupferlegierung hergestellt. Solch ein Leiterabschnitt besitzt eine Zerreißfestigkeit von 530 MPa und eine Dehnung von 10% bei Raumtemperatur.
Zusätzlich wird in diesem Beispiel das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 2.000) als das Material eines Abdeckabschnittes benutzt. Der Abdeckabschnitt in dem Beispiel besitzt eine Zerreißfestigkeit von 45 MPa und eine Dehnung von 270% bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius).
Ein Leiterabschnitt in dem elektrischen Kabel gemäß des Vergleichsbeispiels 1 besitzt eine Querschnittsfläche von 0,35 mm². In dem Leiterabschnitt sind sieben Litzen in einer nicht verdichteten Art verdreht. Die sieben Litzen sind aus reinem Kupfer hergestellt. Solch ein Leiterabschnitt besitzt eine Zerreißfestigkeit von 250 MPa und eine Dehnung von 23% bei Raumtemperatur. Außerdem wird das 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähige Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 2.000) des Materials 1 als das Material eines Abdeckabschnittes in dem Vergleichsbeispiel 1 benutzt. Der Abdeckabschnitt in dem Vergleichsbeispiel 1 besitzt eine Zerreißfestigkeit von 45 MPa und eine Dehnung von 270% bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius).
Ein Leiterabschnitt in dem elektrischen Kabel gemäß des Vergleichsbeispiels 2 besitzt eine Querschnittsfläche von 0,13 mm². In dem Leiterabschnitt sind sieben Litzen in einer verdichteten Art verdreht. Die sieben Litzen sind aus einer verstärkten Kupferlegierung hergestellt. Solch ein Leiterabschnitt besitzt eine Zerreißfestigkeit von 530 MPa und eine Dehnung von 10% bei Raumtemperatur. Zusätzlich wird das 80 Grad Celsius hitzebeständige Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 1.300) als das Material eines Abdeckabschnittes in dem Vergleichsbeispiel 2 benutzt. Der Abdeckabschnitt in dem Vergleichsbeispiel 2 besitzt eine Zerreißfestigkeit von 45 MPa und eine Dehnung von 300% bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius).
Ein Leiterabschnitt in dem elektrischen Kabel gemäß des Vergleichsbeispiels 3 besitzt eine Querschnittsfläche von 0,13 mm². In dem Leiterabschnitt sind sieben Litzen in einer nicht verdichteten Art verdreht. Die sieben Litzen sind aus einer verstärkten Kupferlegierung hergestellt. Solch ein Leiterabschnitt besitzt eine Zerreißfestigkeit von 530 MPa und eine Dehnung von 10% bei Raumtemperatur. Zusätzlich wird das 80 Grad Celsius hitzebeständige Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 2.000) als das Material eines Abdeckabschnittes in dem Vergleichsbeispiel 3 benutzt. Der Abdeckabschnitt in dem Vergleichsbeispiel 3 besitzt eine Zerreißfestigkeit von 45 MPa und eine Dehnung von 300% bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius).
5 zeigt eine schematische Übersicht eines Biegewiderstandstestes. Der Biegewiderstandstest wurde unter Benutzung einer zylindrischen Mantelrohr-Testmaschine, wie in 5 gezeigt, ausgeführt. Im Speziellen wurde in einem Zustand, in welchem ein Ende von jedem der elektrischen Kabel gemäß des Beispiels und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 fixiert wurde, und das elektrische Kabel gerade gedehnt wurde, das andere Ende des elektrischen Kabels wiederholt verbogen, in einem Winkelbereich von –90° bis 90° entweder bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius) oder bei niedriger Temperatur (–30 Grad Celsius) unter Benutzung der Mantelrohre M, die jeweils einen Radius von 12,5 mm haben. Die Anzahl der Male der Verbiegung (die Anzahl der wiederholten Bewegungen), bis einige der Litzen des elektrischen Kabels reißen, wurde gemessen. Ein Leiterabschnitt CP wurde benutzt, um einen Widerstandswert des Leiterabschnittes zu messen. Wenn sich der Widerstandswert des Leiterabschnittes um einen vorbestimmten Wert (10%) oder höher erhöht hat, wurde bestimmt, dass einige der Litzen gerissen waren. Im Übrigen wurde die Kraft eines Gewichtes B an eine Endseite des elektrischen Kabels angebracht und wurde auf 400 g festgesetzt jeweils bei Raumtemperatur und bei der geringeren Temperatur. Außerdem wurde die Biegegeschwindigkeit auf 30 U/min jeweils bei Raumtemperatur und bei der geringeren Temperatur festgesetzt.
In 4 wurde ein elektrisches Kabel, welches 12.000 Mal oder mehr bei Raumtemperatur gebogen wurde als ”GUT” evaluiert, ein elektrisches Kabel, welches 10.000 Mal bis 11,999 Mal bei Raumtemperatur verbogen wurde, als ”NORMAL” evaluiert, und ein elektrisches Kabel, welches 9.999 Mal oder weniger bei Raumtemperatur verbogen wurde, als ”SCHLECHT” evaluiert. Außerdem wurde ein elektrisches Kabel, welches 5.000 Mal oder mehr bei der geringeren Temperatur verbogen wurde als ”GUT” evaluiert, ein elektrisches Kabel, welches 3.000 bis 4.999 Mal verbogen wurde bei der geringen Temperatur als ”NORMAL” evaluiert, und ein elektrisches Kabel, welches 2.999 Mal oder weniger verbogen wurde bei der geringeren Temperatur, wurde als ”SCHLECHT” evaluiert.
Als Ergebnis des vorher erwähnten Biegewiderstandstestes in Bezug auf die Anzahl der Male der Biegungen bei Raumtemperatur wurde das Beispiel als ”GUT” evaluiert, das Vergleichsbeispiel 1 wurde als ”SCHLECHT” evaluiert, das Vergleichsbeispiel 2 wurde als ”NORMAL” evaluiert, und das Vergleichsbeispiel 3 wurde als ”GUT” evaluiert. In der obigen Beschreibung wurde bewiesen, dass der Leiter, welcher aus einer verstärkten Kupferlegierung hergestellt wurde (Kupferlegierung mit einer Dehnung von 7% oder mehr und einer Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius)) einen höheren Biegewiderstand bei Raumtemperatur besitzt als der Leiter, welcher aus reinem Kupfer hergestellt ist, und der Leiter in dem nicht verdichteten Zustand besaß einen höheren Biegewiderstand bei Raumtemperatur als der Leiter in einem verdichteten Zustand.
Außerdem wurde bezüglich der Anzahl der Male der Biegungen bei niedriger Temperatur, Beispiel 1 als ”GUT” evaluiert, Vergleichsbeispiel 1 wurde als ”NORMAL” evaluiert, Vergleichsbeispiel 2 wurde als ”SCHLECHT” evaluiert und Vergleichsbeispiel 3 ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel wurde als ”SCHLECHT” evaluiert. In der obigen Beschreibung wurde bewiesen, dass der Abdeckabschnitt aus 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid einen höheren Biegewiderstand bei niedrigen Temperaturen besitzt als der Abdeckabschnitt, welcher aus 80 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid hergestellt ist. Im Übrigen sind die Ergebnisse des Beispiels und des Vergleichsbeispiels 1 unterschiedlich, nämlich ”oo” und ”NORMAL”. Es wird vermutet, dass die Ergebnisse durch einen Unterschied zwischen den Leitern in dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel 1 beeinflusst sind.
Entsprechend besitzt der Leiterabschnitt 10 eine Dehnung von 7% oder mehr und eine Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr gemäß dem stark biegbaren isolierten elektrischen Kabel 1 und dem Kabelbaum WH gemäß der Ausführungsform. Entsprechend kann der Leiterabschnitt 10, welcher exzellenter in der Dehnung und der Zerreißfestigkeit ist, als benutzt werden um einen Leiter auszubilden, welcher exzellent bezüglich des Biegewiderstandes ist. Außerdem besteht der Leiterabschnitt 10 aus einer Vielzahl von nicht verdichteten Litzen 11, sodass eine Verschlechterung der Biegbarkeit, welche durch die verdichteten Litzen bewirkt wird, vermieden werden kann. Außerdem ist der Abdeckabschnitt 20 aus einem 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid hergestellt. Entsprechend ist der Abdeckabschnitt 20 exzellent in seiner Biegbarkeit bei Raumtemperatur. Außerdem besitzt der Abdeckabschnitt 20 eine Dehnung von 100% oder mehr bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius. Entsprechend ist auch der Abdeckabschnitt 20 exzellent in seiner Biegbarkeit bei geringen Temperaturen. Außerdem ist es nicht notwendig, Zweifachverdrehungen oder einen Einschluss zu benutzen. Entsprechend kann eine Erhöhung der Anzahl der Produktionsarbeitsstunden und eine Erhöhung der Kosten des elektrischen Kabels vermieden werden, und die Biegbarkeit bei einer niedrigen Temperatur und die Biegbarkeit bei Raumtemperatur kann gleichermaßen verbessert werden.
Zusätzlich erreicht die Anzahl der Male der wiederholten Bewegung bei einer Temperatur von 23°, bis der Widerstandswert des Leiterabschnittes 10 sich um 10% erhöht, 10.000 Mal oder mehr, und die Anzahl der Male der wiederholten Bewegung bei einer Temperatur von –30 Grad Celsius, bis sich der Widerstandswert des Leiterabschnittes 10 um 10% erhöht, erreicht 3.000 Mal oder mehr. Entsprechend ist es möglich, ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel 1 zur Verfügung zu stellen, welches mit Sicherheit mindestens die vorbestimmte Anzahl von Malen entsprechend verbogen werden kann, bei Raumtemperatur und bei niedriger Temperatur.
Obwohl die Erfindung, basierend auf der Ausführungsform, beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt, kann aber verändert werden, ohne vom Geiste der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist die verstärkte Kupferlegierung nicht auf die vorangehende beschränkt. Außerdem ist die Kupferlegierung, welche für den Leiterabschnitt 10 benutzt wurde, nicht auf die verstärkte beschränkt.
Zusätzlich ist es in der vorangehenden Ausführungsform wünschenswert, dass die elektrische Leitfähigkeit des Leiterabschnitts 10 70% IACS oder mehr beträgt. In der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel 1 bereitzustellen, in welchem eine Erhöhung in der Anzahl der Produktionsarbeitsstunden und eine Erhöhung der Kosten des elektrischen Kabels vermieden werden kann, und die Biegbarkeit bei niedrigen Temperaturen und eine Biegbarkeit bei Raumtemperatur gleichzeitig verbessert werden kann. Jedoch kann, wenn das stark biegbare isolierte elektrische Kabel 1 ohne Beachtung der elektrischen Leitfähigkeit des Leiterabschnitts 10 hergestellt, wird, die elektrische Leitfähigkeit verringert sein. In diesem Fall kann das stark biegbare isolierte elektrische Kabel 1 nur als ein Signalkabel zur Übertragung eines Schaltsignales etc. benutzt werden.
Hier ist bekannt, dass die Zerreißfestigkeit und die elektrische Leitfähigkeit korreliert sind. Entsprechend gibt es die Befürchtung, dass wenn der Leiterabschnitt 10 nur unter Beachtung der Dehnung und der Zerreißfestigkeit produziert wird, nur der Leiterabschnitt 10 mit einer elektrischen Leitfähigkeit bereitgestellt werden kann. Das stark biegbare isolierte elektrische Kabel kann nur als ein Signalkabel benutzt werden. Jedoch kann, wenn die Zerreißfestigkeit getempert wird diese Zerreißfestigkeit 500 MPa oder mehr betragen, sowie auch die elektrische Leitfähigkeit 70% IACS oder mehr betragen, das stark biegbare isolierte elektrische Kabel 1 nicht nur als eine Signalleitung produziert werden, sondern auch als eine Energieversorgungsleitung zur Anwendung von kleinen Strömen.
Außerdem ist der Polymerisationsgrad des 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigen Polyvinylchlorids in der vorgegangenen Ausführungsform etc. 2.000. Jedoch ist der Polymerisationsgrad nicht auf 2.000 beschränkt. Polyvinylchlorid, mit einem höheren Polymerisationsgrad ist stabiler und außerdem stärker bezüglich Hitze. Entsprechend wird Polyvinylchlorid mit einem höheren Polymerisationsgrad bezüglich der Biegbarkeit präferiert.
Bezugszeichenliste

1: stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel
10: Leiterabschnitt
11: nicht verdichtete Litzen
20: Abdeckabschnitt
B: Gewicht
C: Verbinder
CP: Leiterabschnitt
M: Mantelrohr
W: elektrisches Kabel
WH: Kabelbaum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-197135 A [0003, 0006]
JP 2011-126980 A [0004, 0006]
JP 2011-18545 A [0005, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO6722-Standard [0019]
JASO D 611-Standard [0019]

Claims

Ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel, umfassend: einen Leiterabschnitt, welcher eine Vielzahl von nicht verdichteten Litzen besitzt, welche aus einer Kupferlegierung hergestellt sind, wobei jede der nicht verdichteten Litzen eine Querschnittsfläche von 0,13 mm² besitzt; und einen Abdeckabschnitt, welcher an dem Leiterabschnitt ausgebildet ist, wobei der Leiterabschnitt eine Dehnung von 7% oder mehr besitzt und eine Zerreißfestigkeit von 500 MPa oder mehr besitzt, und wobei der Abdeckabschnitt aus einem 100 Grad Celsius hitzewiderstandsfähigem Polyvinylchlorid hergestellt ist und eine Dehnung von 100% oder mehr besitzt, bei einer Temperatur von –40 Grad Celsius.
Das stark biegbare isolierte elektrische Kabel gemäß Anspruch 1, wobei die Anzahl der Male der wiederholten Bewegung des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels bis sich ein Widerstandswert des Leiterabschnittes um 10% erhöht 10.000 erreicht oder mehr, wenn ein Gewicht von 400 g an ein Ende des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels angebracht ist und dieses eine Ende als eine fixierte Seite benutzt wird, und die andere Endseite des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels wiederholt bei einer Temperatur von 23 Grad Celsius gebogen wird, und bei einer Geschwindigkeit von 30 U/min in einem Winkelbereich von –90 Grad bis 90 Grad, unter Benutzung von Mantelrohren, wobei jedes einen Radius von 12,5 mm besitzt; und die Anzahl der Male der wiederholten Bewegung des stark biegbaren isolierten elektrischen Kabels bis sich der Widerstandswert des Leiterabschnittes um 10% erhöht, 3.000 erreicht oder mehr, wenn das Gewicht von 400 g an dem einen Ende angebracht ist und das eine Ende als eine fixierte Seite benutzt wird, während die andere Endseite wiederholt gebogen wird bei einer Temperatur von –30 Grad Celsius und der Geschwindigkeit von 30 U/min in dem Winkelbereich von –90 Grad bis 90 Grad unter Benutzung von Mantelrohren, wobei jedes einen Radius von 12,5 mm besitzt.
Ein Kabelbaum, umfassend ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel gemäß Anspruch 1.
Ein Kabelbaum, umfassend ein stark biegbares isoliertes elektrisches Kabel gemäß Anspruch 2.