DE112022001886T5

DE112022001886T5 - Isolierte elektrische Leitung und Kabelbaum

Info

Publication number: DE112022001886T5
Application number: DE112022001886.0T
Authority: DE
Inventors: Kyoma Sahashi; Toyoki Furukawa; Yoshitaka Yamada
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2024-01-11
Also published as: JP2022156581A; US20240145123A1; WO2022210331A1; CN117121127A

Abstract

Es werden eine isolierte elektrische Leitung, die einen flachen Abschnitt mit einem in eine flache Gestalt gebrachten Leiterquerschnitt aufweist und flexibel in eine komplizierte Gestalt gebogen werden kann, und ein Kabelbaum bereitgestellt, der die isolierte elektrische Leitung aufweist. Eine isolierte elektrische Leitung 1 weist entlang einer axialen Richtung x einen flachen Abschnitt 20 und einen weniger flachen Abschnitt 30 auf, wobei sie Adern, die einen Leiter 11 bilden, und einen Isoliermantel 13 aufweist, die jeweils durchgängig verlaufen. Eine äußere Gestalt des Leiters 11 des flachen Abschnitts 20 in einem Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung x der isolierten elektrischen Leitung nimmt eine flache Gestalt an, und eine äußere Gestalt des Leiters des weniger flachen Abschnitts 30 nimmt eine Gestalt mit einer geringeren Flachheit als der flache Abschnitt 20 an. In den Querschnitten des Leiters 11 im flachen Abschnitt 20 sowie im weniger flachen Abschnitt 30 sind Verformungsgrade der Adern relativ zur Kreisform an Breitenrichtungsendabschnitten, die Bereichen entsprechen, die einem Außenumfang des Leiters an beiden Enden der flachen Gestalt in einer Breitenrichtung zugewandt sind, geringer als die Verformungsgrade der Adern in mittleren Abschnitten des Leiters 11.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine isolierte elektrische Leitung und einen Kabelbaum.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bekannt ist eine flache elektrische Leitung, die einen flachen Leiter aufweist. Eine flache elektrische Leitung belegt bei der Leitungsführung weniger Raum als eine herkömmliche elektrische Leitung, die einen Leiter mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist.
In einer herkömmlichen flachen elektrischen Leitung wird oft ein flacher rechteckiger Leiter als Leiter verwendet, wie in Patentdokument Nr. 1 und 2 offenbart ist. Der flache rechteckige Leiter ist aus einem einzelnen Metalldraht hergestellt, welcher derart ausgebildet ist, dass er einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die von den Anmeldern eingereichten Patentdokumente Nr. 3 bis 5 offenbaren einen elektrischen Leiter, bei dem eine verdrillte Leitung, die durch Verdrillen mehrerer Adern erhalten wird, unter dem Gesichtspunkt des Erreichens sowohl von Flexibilität als auch Raumersparnis in eine flache Gestalt gebracht wird.
VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument Nr. 1: JP 2014 - 130 739 A
Patentdokument Nr. 2: JP 2019 - 149 242 A
Patentdokument Nr. 3: WO 2019 / 093 309 A1
Patentdokument Nr. 4: WO 2019 / 093 310 A1
Patentdokument Nr. 5: WO 2019 / 177 016 A1

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Wie in Patentdokument Nr. 3 bis 5 offenbart ist, weist eine isolierte elektrische Leitung, die eine flache verdrillte Leitung, die durch Verdrillen mehrerer Adern zu einer flachen äußeren Gestalt erhalten wird, als Leiter aufweist, sowohl in Bezug auf die Raumersparnis als auch die Flexibilität hervorragende Eigenschaften auf. Die flache verdrillte Leitung weist eine signifikant hohe Flexibilität beim Biegen in einer Höhenrichtung (Richtung einer geringsten Abmessung) der flachen Gestalt auf, während sie dazu neigt, beim Biegen in einer Breitenrichtung (seitliche Richtung) der flachen Gestalt eine geringere Flexibilität als in der Höhenrichtung aufzuweisen. Die mit der flachen verdrillten Leitung versehene isolierte elektrische Leitung ist durch Ausnutzung der Raumersparnis und Flexibilität in der Höhenrichtung der flachen verdrillten Leitung geeignet für eine Verwendung bei der Leitungsführung in verschiedenen Arten von Räumen, beispielsweise einem engen Raum. Wenn jedoch die isolierte elektrische Leitung mit der flachen verdrillten Leitung für eine Anwendung verwendet wird, die ein kompliziertes Biegen umfasst, wie etwa eine dreidimensionale Leitungsführung, kann die nur in der Höhenrichtung vorhandene Biegeflexibilität das komplizierte Biegen für die Leitungsführung nicht bewältigen.
Um das komplizierte Biegen ausreichend bewältigen zu können, sollte die flache verdrillte Leitung auch in der Breitenrichtung biegbar sein, allerdings ist die flache verdrillte Leitung wie oben erwähnt beim Biegen in der Breitenrichtung weniger flexibel als beim Biegen in der Höhenrichtung. Daher ist es zum Beispiel auf dem Gebiet der elektrischen Leitungen für Automobile wünschenswert, eine isolierte elektrische Leitung zu entwickeln, die das komplizierte Biegen, beispielsweise bei der dreidimensionalen Leitungsführung, bei gleichzeitiger Verwendung der Raumersparnis der flachen verdrillten Leitung ausreichend bewältigen kann. Im Speziellen ist es, wenn die Querschnittsfläche des Leiters zunimmt, um der isolierten elektrischen Leitung zu ermöglichen, einen größeren Stromfluss zu bewältigen, wahrscheinlich, dass die Flexibilität des Leiters abnimmt; jedoch wird bevorzugt, dass die isolierte elektrische Leitung, die einen Leiter mit großer Querschnittsfläche aufweist, das komplizierte Biegen unter Gewährleistung der Raumersparnis bewältigen kann.
Angesichts des Vorstehenden liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine isolierte elektrische Leitung, die flexibel in eine komplizierte Gestalt gebogen werden kann, während sie einen flachen Abschnitt aufweist, der einen Leiter mit einem flachen Querschnitt aufweist, und einen Kabelbaum, der die isolierte elektrische Leitung aufweist, bereitzustellen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Eine isolierte elektrische Leitung gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung weist einen Leiter, der mehrere miteinander verdrillte Adern aufweist, und einen Isoliermantel auf, der einen Außenumfang des Leiters bedeckt, wobei die isolierte elektrische Leitung entlang einer axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung einen flachen Abschnitt und einen weniger flachen Abschnitt aufweist, wobei die mehreren Adern und der Isoliermantel jeweils durchgängig durch diese Abschnitte verlaufen; der Leiter in einem Querschnitt senkrecht zu einer axialen Richtung in dem flachen Abschnitt eine flache äußere Gestalt aufweist und in dem weniger flachen Abschnitt eine weniger flache äußere Gestalt als in dem flachen Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung aufweist; und in den Leiterquerschnitten sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt ein Verformungsgrad der Adern an Breitenrichtungsendabschnitten, die Bereichen entsprechen, die an beiden Enden der flachen Gestalt in einer Breitenrichtung einem Außenumfang des Leiters zugewandt sind, geringer ist als der Verformungsgrad der Adern in mittleren Abschnitten des Leiters.
Die isolierte elektrische Leitung gemäß einem zweiten Aspekt der Offenbarung wird hergestellt durch die Schritte: Herstellen einer isolierten elektrischen Leitung durch Zusammenpressen eines Leiters, in dem mehrere Adern miteinander verdrillt sind, in eine flache Gestalt und Bedecken des Außenumfangs des Leiters mit einem Isoliermantel; anschließendes Ausbilden eines weniger flachen Abschnitts durch Ausüben einer Kraft auf die isolierte elektrische Leitung in Breitenrichtung der flachen Gestalt von außen nach innen in einem Teilbereich entlang der axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung, um den Flachheitsgrad des Leiters zu reduzieren; und Belassen eines Bereichs, der nicht der Teilbereich ist, der als der weniger flache Abschnitt ausgebildet wurde, als einen flachen Abschnitt.
Der Kabelbaum der Offenbarung weist die isolierte elektrische Leitung auf.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Gemäß der Offenbarung kann eine isolierte elektrische Leitung flexibel in eine komplizierte Gestalt gebogen werden, während sie einen flachen Abschnitt mit einem Leiter mit einem flachen Querschnitt aufweist, und ein Kabelbaum weist die beschriebene isolierte elektrische Leitung auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A bis 1C veranschaulichen schematisch eine isolierte elektrische Leitung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. 1A ist eine perspektivische Ansicht.
1B ist eine Querschnittsansicht, die einen flachen Abschnitt darstellt, der einem Querschnitt entlang der Linie A-A von 1A entspricht, und 1C ist eine Querschnittsansicht, die einen weniger flachen Abschnitt darstellt, der einem Querschnitt entlang der Linie B-B von 1A entspricht. In den jeweiligen Zeichnungen sind Adern, die den Leiter bilden, weggelassen.
2 ist eine Querschnittsansicht des flachen Abschnitts der isolierten elektrischen Leitung und vergrößerter Bereiche R1 bis R3, die jeweils von Kreisen umgeben sind.
3 ist eine Querschnittsansicht des weniger flachen Abschnitts der isolierten elektrischen Leitung und vergrößerter Bereiche R1 bis R3, die jeweils von Kreisen umgeben sind.
4 ist eine Querschnittsansicht des weniger flachen Abschnitts einer isolierten elektrischen Leitung gemäß einer Abwandlung.
5 ist eine erläuternde Ansicht eines Verfahrens zum Bewerten der Flexibilität der isolierten elektrischen Leitung in einem Versuch [1].
6A und 6B sind Bilder eines Ergebnisses der detaillierten Betrachtung von Querschnitten des flachen Abschnitts und des weniger flachen Abschnitts der isolierten elektrischen Leitung in einem Versuch [2].
7A bis 7C zeigen Querschnitte der flachen Abschnitte (links) und der weniger flachen Abschnitte (rechts) der isolierten elektrischen Leitungen, deren Leiter eine Querschnittsfläche von 15 mm², 60 mm² bzw. 130 mm² aufweist.
8A stellt eine Fotografie eines Erscheinungsbilds der isolierten elektrischen Leitung dar, die als Probe in einem Versuch [4] verwendet wurde. 8B stellt Bilder von Querschnitten dar, die durch Schneiden der als Probe dienenden isolierten elektrischen Leitung an den Positionen P1 bis P5, die in 8A gezeigt sind, gewonnen wurden.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Es wird eine Ausführungsform der Offenbarung beschrieben.
Die isolierte elektrische Leitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung weist einen Leiter, der mehrere miteinander verdrillte Adern aufweist; und einen Isoliermantel auf, der einen Außenumfang des Leiters bedeckt, wobei die isolierte elektrische Leitung entlang einer axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung einen flachen Abschnitt und einen weniger flachen Abschnitt aufweist, wobei die mehreren Adern und der Isoliermantel jeweils durchgängig durch diese Abschnitte verlaufen; der Leiter in einem Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung in dem flachen Abschnitt eine flache äußere Gestalt aufweist und in dem weniger flachen Abschnitt eine weniger flache äußere Gestalt als in dem flachen Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung aufweist; und in den Querschnitten des Leiters sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt ein Verformungsgrad der Adern an Breitenrichtungsendabschnitten, die Bereichen entsprechen, die an beiden Enden der flachen Gestalt in einer Breitenrichtung einem Außenumfang des Leiters zugewandt sind, geringer ist als der Verformungsgrad der Adern in mittleren Abschnitten des Leiters.
Die isolierte elektrische Leitung weist einen Leiter auf, der nacheinander einen flachen Abschnitt, der eine flache äußere Gestalt annimmt, und einen weniger flachen Abschnitt aufweist, der eine weniger flache Gestalt annimmt. Im weniger flachen Abschnitt weist der Leiter einen geringen Flachheitsgrad auf, und ein Unterschied in der Flexibilität je nach Biegerichtung ist kleiner als im flachen Abschnitt, wodurch ein flexibles Biegen in jede Richtung einschließlich der Breitenrichtung der flachen Gestalt möglich ist. Dementsprechend kann die oben beschriebene isolierte elektrische Leitung unter Verwendung des weniger flachen Abschnitts, beispielsweise bei einer dreidimensionalen Leitungsführung, flexibel in eine komplizierte Gestalt gebogen werden. Bedingt durch die Biegeflexibilität des weniger flachen Abschnitts in jeder Richtung und die Biegeflexibilität und Raumersparnis des flachen Abschnitts wird eine isolierte elektrische Leitung hergestellt, die hervorragend hinsichtlich der Biegefähigkeit und der Raumersparnis ist. Es ist möglich, eine solche isolierte elektrische Leitung in einem Bereich mit begrenztem Raum zu verwenden, bei dem für einen komplizierten Weg eine komplizierte Leitungsführung erforderlich ist, zum Beispiel im Innenraum eines Automobils.
Ferner ist in dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung der Verformungsgrad der Adern relativ zur Kreisform an den Breitenrichtungsendabschnitten des Leiters geringer als der Verformungsgrad der Adern in den mittleren Abschnitten des Leiters. Somit ist es möglich, die isolierte elektrische Leitung auf einfache Weise durch Herstellen einer isolierten elektrischen Leitung, Zusammenpressen eines Leiters in eine flache Gestalt und anschließendes Ausbilden eines weniger flachen Abschnitts durch Ausüben einer Kraft von außen in einer Breitenrichtung der flachen Gestalt des Leiters, um den Flachheitsgrad des Leiters zu verringern, auszubilden, wobei die isolierte elektrische Leitung sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt an Breitenrichtungsendabschnitten des Leiters einen geringeren Verformungsgrad der Adern aufweist als in den mittleren Abschnitten des Leiters. Die isolierte elektrische Leitung kann durch Ausbilden des weniger flachen Abschnitts nach diesem Verfahren in verschiedenen Räumen in verschiedener Gestalt verlegt werden, während die Raumersparnis und die Biegeflexibilität gewährleistet sind.
Hierbei wird bevorzugt, dass in den Querschnitten des Leiters sowohl in dem flachen als auch in dem weniger flachen Abschnitt der Verformungsgrad der Adern relativ zur Kreisform an den Breitenrichtungsendabschnitten geringer ist als der Verformungsgrad der Adern an Höhenrichtungsendabschnitten, die Bereichen entsprechen, die an beiden Enden der flachen Gestalt in einer Höhenrichtung dem Außenumfang des Leiters zugewandt sind. Ferner wird bevorzugt, dass in dem weniger flachen Abschnitt der Verformungsgrad der Adern relativ zur Kreisform an den Breitenrichtungsendabschnitten höchstens 70 % des Verformungsgrads an den mittleren Abschnitten beträgt. Wie oben erwähnt ist, kann durch Verwenden der isolierten elektrischen Leitung, bei der der Leiter in die flache Gestalt zusammengepresst wird, als Ausgangsmaterial und Ausbilden des weniger flachen Abschnitts in einem Bereich der isolierten elektrischen Leitung auf einfache Weise die isolierte elektrische Leitung erhalten werden, die die weniger flachen Abschnitte aufweist, an denen der Verformungsgrad der Adern an den Breitenrichtungsendabschnitten des Leiters niedriger ist als an den mittleren Abschnitten sowie den Höhenrichtungsendabschnitten und der Verformungsgrad der Adern an den Breitenrichtungsendabschnitten deutlich niedriger ist als an den mittleren Abschnitten.
In dem mittleren Abschnitt des weniger flachen Abschnitts beträgt der Verformungsgrad der Adern relativ zur Kreisform vorzugsweise 5 % oder mehr. Durch Erhöhen des Verformungsgrads der Adern in den mittleren Abschnitten des Leiters auf beispielsweise 5 % oder mehr kann der Leiter effizient in die flache Gestalt gebracht werden. Beim Ausüben einer Kraft zur Verformung des flachen Leiters, um den weniger flachen Abschnitt zu formen, bleiben auch im weniger flachen Abschnitt an den mittleren Abschnitten des Leiters Adern mit einem Verformungsgrad von 5 % oder mehr erhalten.
Im weniger flachen Abschnitt ist ein Leerraumanteil höher als der Leerraumanteil im flachen Abschnitt, wobei der Leerraumanteil als Anteil einer nicht von den Adern belegten leeren Fläche an der Fläche eines vom Innenumfang des Isoliermantels umgebenen Bereichs im Querschnitt definiert ist. Der erzeugte Leerraum um den Leiter oder zwischen den Adern kann dem Leiter beim flexiblen Biegen helfen. Der weniger flache Abschnitt weist einen größeren Leerraum als der flache Abschnitt auf, sodass die Flexibilität in dem weniger flachen Abschnitt verbessert sein kann. Beim Verformen der isolierten elektrischen Leitung, die den Leiter aufweist, der durch Ausübung einer Kraft in eine flache Gestalt gebracht wird, um den weniger flachen Abschnitt zu erzeugen, wird der Leiter in dem Raum, dessen Umfangslänge durch die Innenumfangsfläche des Isoliermantels definiert ist, in die weniger flache Gestalt verformt, wodurch der Anteil des Leerraums in dem Leiter erhöht wird.
Im Querschnitt beträgt der Unterschied in der Länge des Außenumfangs des Leiters zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt vorzugsweise höchstens 5 % der Länge des Außenumfangs des Leiters in dem flachen Abschnitt. Beim Verformen der isolierten elektrischen Leitung, die den Leiter aufweist, der durch Ausübung einer Kraft in eine flache Gestalt gebracht wird, um den weniger flachen Abschnitt zu erzeugen, wird die Änderung der Außenumfangslänge des Leiters durch die Innenumfangsfläche des Isoliermantels begrenzt. Daher ist es durch Verwendung der isolierten elektrischen Leitung, bei der der Leiter vollständig in die flache Gestalt gebracht wurde, als Ausgangsmaterial möglich, die isolierte elektrische Leitung, bei der der Unterschied in der Außenumfangslänge des Leiters zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt auf höchstens 5 % der Außenumfangslänge des Leiters in dem flachen Abschnitt begrenzt ist, auf einfache Weise zu fertigen.
Der Isoliermantel haftet vorzugsweise sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt am Außenumfang des Leiters. Bei Wärmeentwicklung durch Stromfluss durch den Leiter kann der an dem Außenumfang des Leiters haftende Isoliermantel die Wärmeableitung über den Isoliermantel sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt verbessern. Die Wärmeableitung beim Stromfluss ist besonders wichtig für die isolierte elektrische Leitung, die einen Leiter mit großer Querschnittsfläche für hohe Ströme aufweist. Wenn die isolierte elektrische Leitung, bei der der Leiter vollständig in die flache Gestalt gebracht worden ist, durch Ausüben einer Kraft verformt wird, um den weniger flachen Abschnitt auszubilden, ist es wahrscheinlich, dass zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel in dem weniger flachen Abschnitt ein Leerraum entsteht. Allerdings wird der Bereich, der den ausgebildeten weniger flachen Abschnitt aufweist, erhitzt, um den ausgebildeten Isoliermantel vorübergehend zu erweichen oder zu schmelzen, sodass der Isoliermantel in engen Kontakt mit dem Außenumfang des Leiters gebracht werden kann.
In diesem Fall weist die isolierte elektrische Leitung einen Übergangsbereich auf, in dem eine äußere Gestalt des Leiters stufenlos von dem flachen Abschnitt in den weniger flachen Abschnitt übergeht, wobei der Isoliermantel in dem Übergangsbereich an dem Außenumfang des Leiters haftet. Dies ermöglicht eine erleichterte Wärmeableitung beim Stromfluss in dem Übergangsbereich zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt. Da sich die Gestalt des Leiters und des Isoliermantels zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt allmählich ändert, ist es im Vergleich zu dem Fall einer abrupten stufenweisen Änderung unwahrscheinlich, dass eine Last oder Belastung auf den Leiter und den Isoliermantel ausgeübt wird. Die Verwendung des Übergangsbereichs erleichtert die Bereitstellung von externen Elementen, beispielsweise Wasserstopp-Gummistopfen, an der isolierten elektrischen Leitung beim Positionieren.
Alternativ hierzu sind Bereiche im Querschnitt des weniger flachen Abschnitts, die in Richtungen, die der Breitenrichtung und der Höhenrichtung der flachen äußeren Gestalt entsprechen, außerhalb des Leiters liegen, als ein Bereich in Breitenrichtung außerhalb des Leiters und ein Bereich in Höhenrichtung außerhalb des Leiters definiert, und die isolierte elektrische Leitung weist vorzugsweise zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel in dem Bereich in Breitenrichtung außerhalb des Leiters einen größeren Leerraum auf als in dem Bereich in Höhenrichtung außerhalb des Leiters. Beim Ausbilden des weniger flachen Abschnitts durch Ausüben einer Kraft zur Verformung der isolierten elektrischen Leitung, die den in die flache Gestalt gebrachten Leiter aufweist, ist es wahrscheinlich, dass in dem weniger flachen Abschnitt zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel im Breitenrichtungsbereich außerhalb des Leiters ein Leerraum erzeugt wird, während die Abmessung des Leiters in der Breitenrichtung reduziert wird. Wenn der Isoliermantel nicht durch Erwärmen in engen Kontakt gebracht wird, bleiben die zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel erzeugten Leerräume beim Verformen des Leiters bestehen. Diese Leerräume tragen zusammen mit den zwischen den Adern erzeugten Leerräumen zur Verbesserung der Flexibilität des weniger flachen Abschnitts bei.
Die isolierte elektrische Leitung weist entlang einer axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung mehrere flache Abschnitte und zwischen zwei der flachen Abschnitte den weniger flachen Abschnitt auf. Die isolierte elektrische Leitung, die den weniger flachen Abschnitt in einem in der axialen Richtung mittleren Abschnitt aufweist, kann geeignet zum Biegen des mittleren Abschnitts in die komplizierte Gestalt für die dreidimensionale Leitungsführung verwendet werden.
Die isolierte elektrische Leitung gemäß der zweiten Ausführungsform der Offenbarung wird hergestellt durch die Schritte: Herstellen einer isolierten elektrischen Leitung durch Zusammenpressen eines Leiters, in dem mehrere Adern miteinander verdrillt sind, in eine flache Gestalt und Bedecken des Außenumfangs des Leiters mit einem Isoliermantel; anschließendes Ausbilden eines weniger flachen Abschnitts durch Ausüben einer Kraft auf die isolierte elektrische Leitung in Breitenrichtung der flachen Gestalt von außen nach innen in einem Teilbereich entlang einer axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung, um den Flachheitsgrad des Leiters zu reduzieren; und Belassen eines Bereichs, der nicht der Teilbereich ist, der als der weniger flache Abschnitt ausgebildet wurde, als einen flachen Abschnitt.
In dem weniger flachen Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Unterschied in der Flexibilität je nach Biegerichtung geringer als in dem flachen Abschnitt, und daher kann der weniger flache Abschnitt zum Biegen in die komplizierte Gestalt für die dreidimensionale Leitungsführung verwendet werden. Der weniger flache Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung ermöglicht ein flexibles Biegen in die komplizierte Gestalt für die dreidimensionale Leitungsführung. Durch Nutzung des weniger flachen Abschnitts, der die Biegeflexibilität in den verschiedenen Richtungen aufweist, und des flachen Abschnitts, der die Biegeflexibilität in der Höhenrichtung und die Raumersparnis aufweist, kann die isolierte elektrische Leitung hervorragend hinsichtlich der Biegefähigkeit und der Raumersparnis sein. Die isolierte elektrische Leitung, die die einteilig ausgebildeten flachen und weniger flachen Abschnitte aufweist, kann durch Aufbringen des Isoliermantels auf den Außenumfang des flachen Leiters, um die isolierte elektrische Leitung herzustellen, und anschließendes Ausüben einer Kraft, um die isolierte elektrische Leitung zu verformen, um den weniger flachen Abschnitt zu formen, auf einfache Weise ausgebildet werden. Es ist außerdem möglich, den weniger flachen Abschnitt an einer willkürlichen Position entlang der isolierten elektrischen Leitung auszubilden, was an bestimmten Verdrahtungsorten erforderlich ist.
Der Kabelbaum gemäß der Offenbarung weist die isolierte elektrische Leitung wie in der Offenbarung beschrieben auf. Wie vorstehend beschrieben ist, weist die isolierte elektrische Leitung gemäß der Offenbarung eine hohe Biegeflexibilität in verschiedenen Richtungen auf. insbesondere in dem weniger flachen Abschnitt sowie in der Breitenrichtung der flachen Gestalt. Der weniger flache Abschnitt ermöglicht es, den Kabelbaum geeignet an Orten anzuwenden, die das Biegen der isolierten elektrischen Leitung in die komplizierte Gestalt für die dreidimensionale Leitungsführung erfordern.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden detaillierte Erläuterungen zu einer isolierten elektrischen Leitung und einem Kabelbaum gemäß Ausführungsbeispielen der Offenbarung gegeben. In der Beschreibung kann jedes Gestalt- und Platzierungskonzept von Elementen, die die isolierte elektrische Leitung bilden, beispielsweise gerade Linien, Parallelen, Vertikale oder dergleichen, innerhalb eines zulässigen Bereichs der isolierten elektrischen Leitung der oben beschriebenen Art einen geometrischen Fehler von ungefähr ±15 % in Bezug auf Längen und ±15° in Bezug auf Winkel aufweisen. In der Beschreibung stellt der Querschnitt einer isolierten elektrischen Leitung oder eines Leiters einen Querschnitt dar, der durch Schneiden der Leitung bzw. des Leiters senkrecht zu einer axialen Richtung (Längsrichtung) erhalten wird.
Kurze Beschreibung der isolierten elektrischen Leitung

1A ist eine perspektivische Ansicht einer isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. 1B und 1C sind schematische Querschnittsansichten entlang der Linien A-A und B-B in 1A. 2 und 3 zeigen einen Querschnitt eines flachen Abschnitts entsprechend 1B bzw. einen Querschnitt eines weniger flachen Abschnitts entsprechend 1C im Detail.

Die isolierte elektrische Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel weist einen Leiter 11 und einen Isoliermantel 13 auf. Der Leiter 11 enthält eine verdrillte Leitung, die mehrere miteinander verdrillte Adern 12 aufweist. Der Isoliermantel 13 wird aufgebracht, sodass er einen gesamten Außenumfang des Leiters 11 ummantelt. Die isolierte elektrische Leitung 1 weist einen flachen Abschnitt 20 und einen weniger flachen Abschnitt 30 auf, die entlang einer axialen Richtung (x-Richtung) ausgebildet sind. Der flache Abschnitt 20 und der weniger flache Abschnitt 30 sind in axialer Richtung der isolierten elektrischen Leitung 1 einteilig durchgängig. Die Adern 12, die den Leiter 11 bilden, sind zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 einteilig durchgängig. Der Isoliermantel 13, der aufgebracht wird, sodass er den Leiter 11 ummantelt, ist ebenfalls zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 einteilig durchgängig.
Der Leiter 11 des flachen Abschnitts 20 weist im Querschnitt eine flache äußere Gestalt auf. Die flache Gestalt des Leiters 11 stellt einen Zustand dar, in dem eine Breite w länger als eine Höhe h ist, wobei die Breite w die längste gerade Linie derjenigen Linien darstellt, die den Querschnitt parallel zu der Seite oder dem Durchmesser des Querschnitts queren und den gesamten Querschnitt abdecken, und die Höhe h die Länge der geraden Linie senkrecht zur Linie der Breite w darstellt, die den gesamten Querschnitt abdeckt. Der Querschnitt des Leiters 11 kann eine beliebige konkrete Gestalt aufweisen, solange sie abgeflacht ist. In dem Ausführungsbeispiel weist der Querschnitt des Leiters 11 eine Gestalt auf, die ungefähr einem Rechteck entspricht. Außer dem rechteckigen Querschnitt der flachen Gestalt kann der Querschnitt der flachen Gestalt eine elliptische Form, eine ovale Form oder eine Stadionform (einer Form, bei der an beiden Seiten eines Rechtecks Kreisbögen angefügt sind) aufweisen. Vorzugsweise liegt ein Seitenverhältnis w/h des flachen Abschnitts 20 zur Verbesserung der Raumersparnis in einem Bereich von etwa 2 bis 6. In der folgenden Beschreibung werden Richtungen, die der Breiten- und Höhenrichtung der flachen Gestalt des flachen Abschnitts 20 entsprechen, als breitenäquivalente Richtung (y-Richtung) bzw. höhenäquivalente Richtung (z-Richtung) bezeichnet.
Der weniger flache Abschnitt 30 weist eine Gestalt auf, bei der die Flachheit des Leiters 11 im Querschnitt geringer ist als im flachen Abschnitt 20. Die geringere Flachheit des Leiters 11 bedeutet, dass das Seitenverhältnis w/h des Querschnitts des Leiters 11 niedrig ist und die Flachheit der Querschnittsgestalt zu einem gewissen Grad gering ist. Die konkrete Gestalt des weniger flachen Abschnitts 30 ist nicht notwendigerweise beschränkt, sondern kann eine Gestalt, die ungefähr einem Rechteck, einer Ellipse, einem Stadion oder dergleichen entspricht, mit einem geringeren Seitenverhältnis w/h als der flache Abschnitt 20 sein oder eine Gestalt ohne Anisotropie oder mit wenig Anisotropie wie ein Quadrat, Kreis oder Sechseck sein. Es wird bevorzugt, dass die Flachheit des weniger flachen Abschnitts 30 so gering wie möglich ist. Am meisten bevorzugt ist der Querschnitt so ausgebildet, dass er ungefähr einem Kreis oder einem Quadrat mit dem Seitenverhältnis w/h von 1 entspricht. Ein Effekt zur Verbesserung der Biegeflexibilität (Biegefähigkeit) in der breitenäquivalenten Richtung, der später beschrieben wird, kann ausreichend erzielt werden, solange das Seitenverhältnis w/h des weniger flachen Abschnitts 30 zu 2 oder weniger gewählt ist. Das Seitenverhältnis w/h des weniger flachen Abschnitts 30 kann im Bereich von etwa 20 % bis 70 % des Seitenverhältnisses w/h des flachen Abschnitts 20 liegen. Vorzugsweise wird die Abmessung w des weniger flachen Abschnitts 30 in der breitenäquivalenten Richtung nicht kleiner als die Abmessung h in der höhenäquivalenten Richtung (w/h ≥ 1). Das heißt, die Querschnittsgestalt des weniger flachen Abschnitts 30 wird vorzugsweise nicht so gebildet, dass sie eine vertikal längliche Gestalt ist. Jedoch ist es auch möglich, einen vertikal länglichen Querschnitt auszubilden. In einem solchen Fall wird bevorzugt, dass das Seitenverhältnis h/w des weniger flachen Abschnitts 30 kleiner als das Seitenverhältnis w/h des flachen Abschnitts 20 ist. Um die Flexibilität des weniger flachen Abschnitts 30 zu verbessern, sollte das Seitenverhältnis h/w des weniger flachen Abschnitts 30 wie das oben beschriebene Seitenverhältnis w/h des horizontal langen Querschnitts 2 oder weniger betragen. Das Seitenverhältnis h/w des weniger flachen Abschnitts 30 kann im Bereich von etwa 20 % bis 70 % des Seitenverhältnisses w/h des flachen Abschnitts 20 liegen.
Die isolierte elektrische Leitung 1, die den flachen Abschnitt 20 und den weniger flachen Abschnitt 30 einteilig aufweist, kann geeignet aus der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung hergestellt werden, die den in die flache Gestalt verformten Leiter 11 aufweist. Eine als Ausgangsmaterial dienende flache elektrische Leitung kann durch Zusammenpressen des Leiters 11 mit einem runden Querschnitt, der durch Verdrillen der mehreren Adern 12 gebildet wird, in die flache Gestalt und Aufbringen des Isoliermantels 13, sodass der Außenumfang des Leiters 11 beschichtet wird, hergestellt werden. In diesem Fall kann der Leiter 11 unter Verwendung einer Walze von beiden Seiten in der Höhenrichtung gepresst werden und ferner optional von beiden Seiten in der Breitenrichtung gepresst werden, wie in Patentdokument Nr. 3 bis 5 beschrieben ist. Vorzugsweise wird der auf den Außenumfang des zusammengepressten Leiters 11 aufzubringende Isoliermantel 13 durch Extrusionsformen einer Kunststoffverbindung gebildet. Auf einen Teilbereich der solchermaßen vorbereiteten, als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung entlang der axialen Richtung wird eine Kraft von außen auf die als Ausgangsmaterial dienende flache elektrische Leitung ausgeübt, insbesondere entlang der Breitenrichtung (y-Richtung) von außen nach innen auf den Bereich, der benötigt wird, um den weniger flachen Abschnitt 30 daraus zu bilden, sodass der Leiter 11 verformt wird. Die Anwendung von Kraft reduziert die Abmessung des Leiters 11 in der Breitenrichtung, um die Flachheit des Leiters 11 zu verringern. Der weniger flache Abschnitt 30 kann durch die oben genannten Vorgänge ausgebildet werden. Die Kraft kann durch manuelles Verarbeiten oder Verarbeiten mit einem Werkzeug wie einem Hammer und einer Einrichtung wie einer Form, einer Pressmaschine und dergleichen ausgeübt werden. Vorzugsweise ist die auf den Leiter 11 ausgeübte Kraft geringer als die Kraft, die ausgeübt wird, um den Leiter 11 bei der Herstellung der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung abzuflachen. Der Bereich der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung außerhalb des Bereichs, in dem der weniger flache Abschnitt 30 durch Ausübung einer Kraft ausgebildet wurde, wird als der flache Abschnitt 20 belassen.
Der flache Abschnitt 20 der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die flache Form auf, um die Leitungsführung auf engem Raum und die vertikale Anordnung anderer Elemente zu erleichtern, was zu einer großen Raumersparnis führt. Der von der verdrillten Leitung gebildete Leiter 11 ermöglicht es, dass die isolierte elektrische Leitung 1 in der höhenäquivalenten Richtung flexibel gebogen werden kann. Die flache Form des flachen Abschnitts 20 weist eine hohe Flexibilität auf, die ausreicht, um die isolierte elektrische Leitung 1 in der höhenäquivalenten Richtung (z-Richtung bzw. Richtung einer geringsten Abmessung) zu biegen, weist aber in der breitenäquivalenten Richtung (y-Richtung bzw. seitliche Richtung) eine niedrigere Biegeflexibilität auf als in der höhenäquivalenten Richtung. Im Falle des weniger flachen Abschnitts 30 ist, da die Flachheit der Querschnittsgestalt des Leiters 11 niedrig ist, der Unterschied in der Flexibilität beim Biegen in den verschiedenen Richtungen gering, was zu einer hohen Biegeflexibilität nicht nur in der höhenäquivalenten Richtung, sondern auch in der breitenäquivalenten Richtung führt. Der weniger flache Abschnitt 30 der isolierten elektrischen Leitung 1 kann auf einfache Weise durch Biegen in eine komplizierte Gestalt verformt werden. Die Verwendung des weniger flachen Abschnitts 30 ermöglicht eine geeignete Leitungsführung der isolierten elektrischen Leitung 1, die beispielsweise das Biegen in die komplizierte Gestalt entsprechend der dreidimensionalen Leitungsführung im Innenraum des Automobils umfasst.
Gemäß der Ausführungsform sind in der axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung 1 die Position, an der der weniger flache Abschnitt 30 gebildet wird, und die Anzahl der zu bildenden weniger flachen Abschnitte 30 nicht speziell eingeschränkt. Der weniger flache Abschnitt 30 kann an einer willkürlichen Position gebildet werden, an der die isolierte elektrische Leitung, beispielsweise bei der dreidimensionalen Leitungsführung, in eine komplizierte Gestalt gebogen werden soll. Der weniger flache Abschnitt 30 kann durch bloßes Ausüben von Kraft auf die als Ausgangsmaterial dienende flache elektrische Leitung von außen auf den Isoliermantel 13, um den Leiter 11 zu verformen, ausgebildet werden. Dies ermöglicht es, isolierte elektrische Leitungen 1 verschiedener Arten einfach zu fertigen, bei denen jeweils in einem anderen Bereich die Bildung des weniger flachen Abschnitts 30 erforderlich ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden entlang der axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung 1 mehrere flache Abschnitte 20 hergestellt, um die Bildung des weniger flachen Abschnitts 30 zwischen den zwei flachen Abschnitten 20 zu ermöglichen. Vorzugsweise werden die flachen Abschnitte 20 an beiden Enden derselben isolierten elektrischen Leitung 1 gebildet, wobei der weniger flache Abschnitt 30 zwischen den flachen Abschnitten 20 liegt. Der flache Abschnitt 20 führt an beiden Endabschnitten der isolierten elektrischen Leitung 1 zu einer großen Raumersparnis, an denen die komplizierte Leitungsführung aufgrund der an der Einrichtung bereitgestellten Verbindungspunkte nicht erforderlich ist. Gleichzeitig weist der weniger flache Abschnitt 30 an einem mittleren Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung 1 zur Bewältigung der komplizierten Leitungsführung eine hohe Flexibilität in den verschiedenen Richtungen auf.
Es wird bevorzugt, dass die isolierte elektrische Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Übergangsbereich 40 aufweist, in dem die äußere Gestalt des Leiters 11 von dem flachen Abschnitt 20 (in einer sich verjüngenden Gestalt) stufenlos in den weniger flachen Abschnitt 30 übergeht, anstatt dass sich die äußere Gestalt zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 abrupt mit einer Stufe ändert. Dies ermöglicht es, die Erzeugung einer großen Last oder Belastung zu verhindern, die als Ergebnis einer plötzlichen Änderung in der äußeren Gestalt des Leiters 11 zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 auf den Leiter 11 ausgeübt wird.
Bei der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß der Ausführungsform sind das Material und der Durchmesser der einzelnen Adern 12, die den Leiter 11 bilden, und die Querschnittsfläche des Leiters nicht speziell beschränkt. Es wird bevorzugt, einen Leiter 11 mit einer bis zu einem gewissen Grad großen Querschnittsfläche zu verwenden, um die Biegeflexibilität in den verschiedenen Richtungen durch Ausbilden des weniger flachen Abschnitts 30 zu verbessern. Aus solch einem Gesichtspunkt wird bevorzugt, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung zu verwenden, um den Leiter 11 mit der großen Querschnittsfläche auszubilden, die aufgrund der geringeren Leitfähigkeit als Kupfer bzw. Kupferlegierungen groß zu sein hat. Es wird bevorzugt, dass der Leiter eine Querschnittsfläche aufweist, die größer als oder gleich 10 mm², vorzugsweise 50 mm² und noch bevorzugter 100 mm² ist. Beispielsweise kann ein Außendurchmesser der Adern 12, die den Leiter 11 bilden, im Bereich von 0,3 mm bis 1,0 mm liegen.
Die isolierte elektrische Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann unabhängig verwendet oder als Element verwendet werden, das den Kabelbaum gemäß der Offenbarung des Ausführungsbeispiels bildet. Der Kabelbaum gemäß dem Ausführungsbeispiel der Offenbarung weißt die isolierte elektrische Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel auf. Der Kabelbaum kann mehrere isolierte elektrische Leitungen 1 oder zusätzlich zur oben beschriebenen isolierten elektrischen Leitung 1 isolierte elektrische Leitungen anderer Arten aufweisen.
Verformungsgrad der Adern
Die isolierte elektrische Leitung 1 der Ausführungsform, die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird, weist eine ungleiche Verteilung der Verformungsgrade der Adern 12 im Querschnitt auf. Der Verformungsgrad der Adern 12 stellt einen Index dar, der den Grad der Abweichung der Querschnittsgestalt der Adern 12 von der Kreisform angibt. Der Verformungsgrad D der Adern 12 kann durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden: $D = (A - R) / R \times 100%$
wobei A einen langen Durchmesser, d. h. die längste Gerade, die den Querschnitt der Adern 12 quert, und R den Durchmesser eines Kreises mit der gleichen Fläche wie die Querschnittsfläche der Adern 12 bezeichnet. Bei der Bewertung der Verformungsgrade der Adern 12 in einem Teilbereich des Querschnitts des Leiters 11, beispielsweise in Breitenrichtungsendabschnitten und mittleren Abschnitten, wird es bevorzugt, den Verformungsgrad durch Erhalten eines Durchschnittswerts der Verformungsgrade der mehreren Adern 12 in einem Bereich mit einer bestimmten Fläche wie den in 2 und 3 dargestellten Bereichen R1 bis R3 zu schätzen, um den Einfluss einer ungleichen Verformung der Adern 12 zu unterdrücken. Es ist möglich, den Bereich als umgeben von einem Rechteck, das eine Seitenlänge aufweist, die etwa 10 bis 30 % der Breite w des Leiters 11 entspricht, oder einem Kreis mit einem Durchmesser, der der oben beschriebenen Länge entspricht, festzulegen.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 sind sowohl im flachen Abschnitt 20 als auch im weniger flachen Abschnitt 30 der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Verformungsgrade der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten (Bereich R2), die einem Bereich an einer äußeren Seite (beiden Endabschnitten) der äußeren Endabschnitte des Leiters 11 entlang der breitenäquivalenten Richtung (y-Richtung) entsprechen, niedriger als die Verformungsgrade der Adern 12 in den mittleren Abschnitten (Bereich R1), die einem inneren Bereich zwischen den äußeren Endabschnitten entsprechen. Das heißt, im flachen Abschnitt 20 und im weniger flachen Abschnitt 30 ist die Gestalt die Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten der Kreisform ähnlicher als die der Adern 12 in den mittleren Abschnitten. 2 und 3 veranschaulichen die Verformung der einzelnen Adern 12 schematisch, und die Adern 12 in den mittleren Abschnitten des Leiters 11 sind derart verformt, dass sie die flache elliptische Gestalt aufweisen. Im realen Leiter 11 können die Adern 12 jedoch nicht nur in die flache Gestalt, sondern auch in eine unregelmäßige Gestalt verformt werden, wie in den Querschnittsbildern von 6A und 6B dargestellt ist.
Beim Herstellen der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung, die den flachen verdrillten Leiter aufweist, wird der Leiter 11, der in der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung enthalten ist, durch sanfte Ausübung von Kraft auf die verdrillte Leitung unter Verwendung einer Walze in die flache Gestalt verformt. Wie in Patentdokument Nr. 3 bis 5 beschrieben ist, werden dementsprechend die Verformungsgrade der Adern 12 an den äußeren Endabschnitten, insbesondere den Breitenrichtungsendabschnitten, kleiner als die Verformungsgrade der Adern 12 in den mittleren Abschnitten. Beim Herstellen der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung erbt der flache Abschnitt 20 im Wesentlichen direkt die Struktur des Leiters 11, der in der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung enthalten ist. Die äußere Gestalt des gesamten Leiters 11 des weniger flachen Abschnitts 30 wird in die weniger flache Gestalt verformt. Die Adern 12 sind jedoch nicht anfällig für eine solche Verformung und bleiben im Wesentlichen unverändert. Der weniger flache Abschnitt 30 übernimmt im Wesentlichen direkt die Verteilung der Verformungsgrade der Adern 12 von der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung. Sowohl im flachen Abschnitt 20 als auch im weniger flachen Abschnitt 30 der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel werden die Verformungsgrade der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten entsprechend dem Fall der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung niedriger als bei den Adern 12 in den mittleren Abschnitten.
In dem weniger flachen Abschnitt 30 und dem flachen Abschnitt 20 besteht keine spezielle Beschränkung des konkreten Verhältnisses des Verformungsgrads der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten zu dem Verformungsgrad der Adern 12 in den mittleren Abschnitten. Vorzugsweise ist jedoch der Verformungsgrad der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten so gering wie möglich. Zum Beispiel beträgt das Verhältnis des Verformungsgrads der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten zu dem Verformungsgrad der Adern 12 in den mittleren Abschnitten (Verformungsgrad im Breitenrichtungsendabschnitt / Verformungsgrad im mittleren Abschnitt × 100 %) vorzugsweise 70 % oder weniger und noch bevorzugter 50 % oder weniger. Vorzugsweise betragen der Werte des Verformungsgrads der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten 10 % oder weniger und noch bevorzugter 5 % oder weniger. Vorzugsweise ist der Verformungsgrad der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten so gering wie möglich. Der untere Grenzwert ist nicht speziell festgelegt.
Der Verformungsgrad der Adern 12 in den mittleren Abschnitten ist nicht speziell eingeschränkt. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Verformungsgrad 20 % oder weniger, noch bevorzugter 10 % oder weniger beträgt, um eine Belastung der Adern 12 aufgrund übermäßiger Verformung zu vermeiden. Vorzugsweise sind die Verformungsgrade in den mittleren Abschnitten sowohl des flachen Abschnitts 20 als auch des weniger flachen Abschnitts 30 größer als oder gleich 5 %, um den Leiter 11 des flachen Abschnitts 20, der direkt aus der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung ausgebildet wird, effektiv abzuflachen.
In jedem Querschnitt des weniger flachen Abschnitts 30 und des flachen Abschnitts 20 ist vorzugsweise der Verformungsgrad der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten geringer als die Verformungsgrade der Adern 12 in den mittleren Abschnitten sowie den Höhenrichtungsendabschnitten, die den äußeren Seiten (beiden Enden) der äußeren Endabschnitte des Leiters 11 in der höhenäquivalenten Richtung (z-Richtung) entsprechen. Es besteht keine spezielle Einschränkung für das konkrete Verhältnis des Verformungsgrads der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten zum Verformungsgrad in den Höhenrichtungsendabschnitten. Vorzugsweise beträgt jedoch das Verhältnis des Verformungsgrads der Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten zu dem Verformungsgrad der Adern 12 in den Höhenrichtungsendabschnitten (Verformungsgrad im Breitenrichtungsendabschnitt / Verformungsgrad im Höhenrichtungsendabschnitt × 100 %), entsprechend dem Verhältnis des Verformungsgrads in den Breitenrichtungsendabschnitten zu dem Verformungsgrad in den mittleren Abschnitten, 70 % oder weniger und noch bevorzugter 50 % oder weniger. Das Verhältnis der Verformungsgrade der Adern 12 zwischen den Höhenrichtungsendabschnitten und den mittleren Abschnitten ist nicht speziell eingeschränkt.
Die isolierte elektrische Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann durch den unten beschriebenen Prozess auf einfache Weise hergestellt werden. In dem Prozess wird die als Ausgangsmaterial dienende flache elektrische Leitung durch Aufbringen des Isoliermantels 13 auf den Außenumfang des Leiters 11, bei dem der gesamte Bereich in der axialen Richtung abgeflacht ist, und Verformen des Leiters 11 in einem Teilbereich in der axialen Richtung der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung hergestellt. Unterdessen ist es möglich, eine isolierte elektrische Leitung, die gleichzeitig den Bereich mit dem flachen Querschnitt und den Bereich mit dem weniger flachen Querschnitt aufweist, nach dem Verfahren herzustellen, bei dem nur ein Teilbereich der verdrillten Leitung mit einem runden Querschnitt in der axialen Richtung in die flache Gestalt verformt wird und der Isoliermantel 13 auf den Außenumfang des Leiters mit verdrillter Leitung aufgebracht wird. In diesem Fall wird der Bereich mit dem weniger flachen Querschnitt nicht durch Ausüben einer Kraft auf den Leiter 11 verformt. Dementsprechend werden die Querschnitte der Adern 12 in den mittleren Abschnitten sowie den äußeren Endabschnitten in einem nicht verformten kreisförmigen Zustand belassen. Wenn der Isoliermantel 13 nach dem Verformen nur eines Teilbereichs des Leiters 11 gebildet wird, muss die Position entlang der axialen Richtung, an der der weniger flache Bereich der isolierten elektrischen Leitung 1 gebildet wird, vorab bei der Vorbereitung des Leiters 11 bestimmt werden. Dieser Prozess unterscheidet sich von dem, der die spätere Bildung des weniger flachen Abschnitts 30 an einer willkürlichen Position ermöglicht.
Beziehung zwischen Leiter und Isoliermantel
Beim Herstellen der isolierten elektrischen Leitung 1 mit dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung, die durch Aufbringen des Isoliermantels 13 auf den Außenumfang des flachen Leiters 11 ausgebildet wird, entsteht in den meisten Fällen ein nicht von den Adern 12 belegter Leerraum zwischen dem Leiter 11 und dem Isoliermantel 13 des weniger flachen Abschnitts 30, wie in 4 veranschaulicht ist. Der Leerraum entsteht aufgrund der Tatsache, dass bei der Herstellung des weniger flachen Abschnitts 30 durch Ausüben der Kraft auf den Leiter 11 von außen auf die als Ausgangsmaterial dienende flache elektrische Leitung der Leiter 11 verformt wird, die Länge des Innenumfangs des Isoliermantels 13 jedoch im Wesentlichen unverändert bleibt. Wenn die Kraft auf den Leiter 11 in der breitenäquivalenten Richtung (y-Richtung) von außen nach innen ausgeübt wird, sodass der Leiter 11 in der breitenäquivalenten Richtung zusammengepresst wird, ist der erzeugte Leerraum in einem Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters, der einem Bereich außerhalb des Leiters 11 in der breitenäquivalenten Richtung entspricht, wahrscheinlich größer als der erzeugte Leerraum in einem Höhenrichtungsbereich R5 außerhalb des Leiters, der einem Bereich außerhalb des Leiters 11 in der höhenäquivalenten Richtung entspricht. Im Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters ist der Abstand zwischen dem Leiter 11 und der Innenumfangsfläche des Isoliermantels 13 wahrscheinlich größer als der Abstand im Höhenrichtungsbereich R5 außerhalb des Leiters, was zu einer ungleichen Verteilung des Leerraums im Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters führt. Außerdem kann die ungleiche Verteilung des Leerraums im Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters nicht nur im weniger flachen Abschnitt 30, sondern auch an der Grenze zwischen dem weniger flachen Abschnitt 30 und dem flachen Abschnitt 20 auftreten.
Unter Bezugnahme auf den weniger flachen Abschnitt 30, wie er in 4 dargestellt ist, haftet der Isoliermantel 13 nicht am Außenumfang des Leiters 11. Insbesondere im Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters verbleibt ein Leerraum zwischen dem Leiter 11 und dem Isoliermantel 13. Die isolierte elektrische Leitung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann verwendet werden, während der Leerraum in dem oben beschriebenen Zustand gehalten wird. Wie später im Detail beschrieben wird, trägt der Leerraum zwischen dem Leiter 11 und dem Isoliermantel 13 zur Verbesserung der Flexibilität des weniger flachen Abschnitts 30 bei. Während der Herstellung des weniger flachen Abschnitts 30 durch Verformen des Leiters 11 der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung, die durch Ausbilden des Isoliermantels 13 auf dem Außenumfang des flachen Leiters 11 durch Extrusionsformen vorbereitet wurde, oder nach der Herstellung des weniger flachen Abschnitts 30 durch Verformen des Leiters 11 kann der Isoliermantel 13 in dem Bereich, der den weniger flachen Abschnitt 30 aufweist, zum vorübergehenden Erweichen oder Schmelzen erhitzt werden. Der Isoliermantel 13 im erweichten oder geschmolzenen Zustand wird dann unter der Kraft unter Verwendung einer Form oder dergleichen gegen den Leiter 11 gepresst. Dies ermöglicht es, den Isoliermantel 13 in engen Kontakt mit dem Außenumfang des Leiters 11 zu bringen. Wie 2 und 3 zeigen, haftet der Isoliermantel 13 nach dem Abkühlen sowohl im flachen Abschnitt 20 als auch im weniger flachen Abschnitt 30 am Außenumfang des Leiters 11. Da der Isoliermantel 13 in engen Kontakt mit dem Leiter 11 gebracht wird, wird verhindert, dass eine Luftschicht zwischen dem Isoliermantel 13 und dem Leiter 11 angeordnet wird. Dies ermöglicht es, die beim Stromfluss durch den Leiter 11 erzeugte Wärme effizient über den Isoliermantel 13 nach außen abzuleiten.
Falls die isolierte elektrische Leitung 1 den Übergangsbereich 40 aufweist, bei dem die äußere Gestalt des Leiters 11 stufenlos von dem flachen Abschnitt 20 in den weniger flachen Abschnitt 30 übergeht, wird, wenn der Isoliermantel 13 in engen Kontakt mit dem Außenumfang des Leiters 11 des weniger flachen Abschnitts 30 gebracht wird, der Isoliermantel 13 auch in dem Übergangsbereich 40 in engen Kontakt mit dem Außenumfang des Leiters 11 gebracht. Vorzugsweise ändert sich die gesamte äußere Gestalt der isolierten elektrischen Leitung 1 einschließlich des Isoliermantels 13 beim Übergang stufenlos. Dies ermöglicht es, die Erzeugung einer großen Last oder Belastung, die im Bereich zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 durch eine plötzliche Änderung in der äußeren Gestalt nicht nur auf den Leiter 11, sondern auch auf den Isoliermantel 13 ausgeübt würde, zu unterdrücken. In diesem Fall weist die isolierte elektrische Leitung 1 einen sich sanft verjüngenden Verbindungsabschnitt zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 auf. Dies ermöglicht es, das externe Element, beispielsweise den Wasserstopp-Gummistopfen, an dem vorbestimmten Bereich entlang der axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung 1 zu positionieren und in engem Kontakt mit dem Außenumfang der isolierten elektrischen Leitung 1 anzubringen.
Beim Herstellen des weniger flachen Abschnitts 30 durch Ausüben von Kraft von außen auf die als Ausgangsmaterial dienende flache elektrische Leitung wird der Leiter 11 verformt, die Innenumfangslänge des Isoliermantels 13 bleibt jedoch im Wesentlichen unverändert. Dies führt dazu, dass es unwahrscheinlich ist, dass zwischen dem weniger flachen Abschnitt 30 und dem flachen Abschnitt 20 ein Unterschied in der Außenumfangslänge des Querschnitts des Leiters 11 auftritt, sowie dazu, dass in dem Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters der Leerraum zwischen dem Leiter 11 und dem Isoliermantel 13 aus folgendem Grund ungleich verteilt vorhanden ist: Es ist schwierig, beim Verformen des Leiters 11, um den weniger flachen Abschnitt 30 auszubilden, die Außenumfangslänge des Leiters 11, die durch die Innenumfangslänge des Isoliermantels 13 begrenzt ist, stark zu ändern. Im Querschnitt der sich ergebenden isolierten elektrischen Leitung 1 wird das Verhältnis des Unterschieds in der Außenumfangslänge des Leiters 11 zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 zur Außenumfangslänge des Leiters 11 des flachen Abschnitts 20 beispielsweise 5% oder weniger. Anders ausgedrückt beträgt der relative Umfangslängenunterschied ΔL, wie durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt, 5 % oder weniger. $Δ L = | L 1 - L 2 | / L 1$
wobei L1 die Außenumfangslänge des Leiters 11 im flachen Abschnitt 20 bezeichnet und L2 die Außenumfangslänge des Leiters 11 im weniger flachen Abschnitt 30 bezeichnet. Als Außenumfangslänge des Leiters 11 kann die Länge der Umrisslinie verwendet werden, die die Umrisse der im Querschnitt am äußersten Umfang des Leiters 11 angeordneten Adern 12 gleichmäßig nachzeichnet. Der Zustand, in dem der relative Umfangslängenunterschied ΔL 5% oder weniger beträgt, das heißt der Unterschied in der Außenumfangslänge des Leiters 11 zwischen dem flachen Abschnitt 20 und dem weniger flachen Abschnitt 30 klein ist, kann im weniger flachen Abschnitt 30 beibehalten werden, wenn der Isoliermantel 13 erhitzt wird, um in engen Kontakt mit dem Außenumfang des Leiters 11 gebracht zu werden. Wenn der Isoliermantel 13 nicht durch Erwärmung in engen Kontakt mit dem Leiter 11 gebracht wird, kann der relative Umfangslängenunterschied ΔL unter Verwendung der Innenumfangslänge des Isoliermantels 13 anstelle der Außenumfangslängen L1, L2 des Leiters 11 bestimmt werden.
Leerraumanteil der isolierten elektrischen Leitung
Bei der isolierten elektrischen Leitung 1 gemäß der Ausführungsform ist in dem Querschnitt des weniger flachen Abschnitts 30 ein Leerraumanteil vorzugsweise größer als im flachen Abschnitt 20. Der Leerraumanteil stellt den Anteil der Fläche des Leerraums, der nicht von den Adern 12 belegt ist, an der Fläche des Bereichs, der von dem Innenumfang des Isoliermantels 13 umgeben ist, in dem Querschnitt der isolierten elektrischen Leitung 1 dar.
Im Querschnitt der isolierten elektrischen Leitung 1 bewegen sich die Adern 12, wenn viele Leerräume erzeugt werden, um den Leerraumanteil zu erhöhen, beim Biegen des Leiters 11 zum Leerraum hin, um das flexible Biegen der isolierten elektrischen Leitung 1 zu unterstützen. Der weniger flache Abschnitt 30, der einen größeren Leerraumanteil als der flache Abschnitt 20 aufweist, stellt zusätzlich zu dem Effekt, der von der äußeren Gestalt des Querschnitts mit geringerer Flachheit abgeleitet ist, den Effekt bereit, die Biegeflexibilität in den verschiedenen Richtungen weiter zu verbessern. Dies ermöglicht es, die isolierte elektrische Leitung 1 unter Nutzung des weniger flachen Abschnitts 30 auf einfache Weise in die komplizierte Gestalt zu biegen.
Wie oben beschrieben ist, steigt beim Herstellen des weniger flachen Abschnitts 30 durch Ausüben von Kraft in der Breitenrichtung von außen nach innen, um den Leiter 11 in einem Teilbereich der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung mit auf den Außenumfang des flachen Leiters 11 aufgetragenem Isoliermantel 13 zu verformen, der Leerraumanteil im weniger flachen Abschnitt 30 wahrscheinlich höher als der Leerraumanteil im flachen Abschnitt 20. Gemäß der Beschreibung der Beziehung zwischen dem Leiter 11 und dem Isoliermantel 13 ist die Innenumfangslänge des Isoliermantels 13 im Querschnitt nach der Verformung im Wesentlichen unverändert gegenüber vor der Verformung. Die Innenumfangslänge des Isoliermantels 13 begrenzt die Änderung der Außenumfangslänge des Leiters 11. Bei gleicher Außenumfangslänge ist die Fläche des von dem Außenumfang umgebenen Bereichs bei der weniger flachen Gestalt größer als bei der flacheren Gestalt. Anders ausgedrückt weist der weniger flache Abschnitt 30 im Vergleich zu dem flachen Abschnitt 20 mehr Raum zum Vergrößern der Fläche des von dem Außenumfang des Leiters 11 umgebenen Bereichs auf. Die von den Adern 12 belegte Fläche ist in dem von dem Außenumfang des Leiters 11 umgebenen Bereich konstant. Wenn die Fläche des von dem Außenumfang des gesamten Leiters 11 des weniger flachen Abschnitts 30 umgebenen Bereichs vergrößert wird, wird die von dem Leerraum innerhalb des Bereichs belegte Fläche vergrößert, das heißt, der Leerraumanteil wird erhöht. Aus dem genannten Grund kann der durch Verformen der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung hergestellte weniger flache Abschnitt 30 mit Wahrscheinlichkeit bewirken, dass der Leerraumanteil am Querschnitt größer wird als der Leerraumanteil am Querschnitt des flachen Abschnitts 20.
Wie in Bezug auf die Beziehung zwischen dem Leiter 11 und dem Isoliermantel 13 beschrieben wurde, ist es, wenn der weniger flache Abschnitt 30, der durch Verformen des Leiters 11 der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung erzeugt wird, unverändert gelassen wird, wahrscheinlich, dass in dem weniger flachen Abschnitt 30 ein Leerraum zwischen dem Außenumfang des Leiters 11 und dem Isoliermantel 13 erzeugt wird. Insbesondere ist es wahrscheinlich, dass der Leerraum ungleich in dem Breitenrichtungsbereich R4 außerhalb des Leiters verteilt ist. Als Ergebnis der Bewegung der Adern 12 trägt der außerhalb des Leiters 11 erzeugte Leerraum auch zur Verbesserung der Flexibilität des Leiters 11 bei. Im Querschnitt der isolierten elektrischen Leitung 1 kann der Leerraumanteil des weniger flachen Abschnitts 30 in dem gesamten, von dem Innenumfang des Isoliermantels 13 umgebenen Bereich (der Leerraumanteil am gesamten Bereich) einschließlich des in dem Außenumfang des Leiters 11 erzeugten Leerraums größer sein als der Leerraumanteil des flachen Abschnitts 20. Der innerhalb des Außenumfangs des Leiters 11 erzeugte Leerraum, das heißt der Leerraum zwischen den Adern 12, die den Leiter 11 bilden, ist sehr effektiv zur Verbesserung der Biegeflexibilität des Leiters 11. Es wird ferner bevorzugt, dass der Leerraumanteil (Leerraumanteil im Leiter) in Bezug nur auf den innerhalb des Außenumfangs des Leiters 11 des weniger flachen Abschnitts 30 erzeugten Leerraum größer ist als der Leerraumanteil des flachen Abschnitts 20. Die Verteilung des Leerraums innerhalb des Außenumfangs des Leiters 11 sowie der Leerraumanteil des Leiters, der durch den Beitrag der Leerräume entsteht, bleibt im Wesentlichen gleich, auch nachdem der Isoliermantel 13 durch Erwärmung in engen Kontakt mit dem Leiter 11 gebracht wurde.
Der Leerraumanteil des weniger flachen Abschnitts 30 (Leerraumanteil am gesamten Bereich - gilt für die Beschreibung in diesem Absatz) ist nicht speziell eingeschränkt. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis Vr des Leerraumanteils des weniger flachen Abschnitts 30 zum Leerraumanteil des flachen Abschnitts 20, das durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt ist, 1,2 oder mehr: $Vr = V 2 / V 1$
wobei V1 (%) den Leerraumanteil des flachen Abschnitts 20 bezeichnet und V2 (%) den Leerraumanteil des weniger flachen Abschnitts 30 bezeichnet. Das Verhältnis Vr der Leerraumanteile beträgt noch bevorzugter mindestens 1,5 oder mindestens 2,0. Der Wert (V2) des Leerraumanteils des weniger flachen Abschnitts 30 beträgt bevorzugt mindestens 35 %, noch bevorzugter mindestens 40 % und am meisten bevorzugt mindestens 45 %. Dies ermöglicht es, die höhere Flexibilität in dem weniger flachen Abschnitt 30 auf einfache Weise zu gewährleisten. Zur Gewährleistung der Biegeflexibilität in der höhenäquivalenten Richtung beträgt der Leerraumanteil (V1) des flachen Abschnitts 20 vorzugsweise mindestens 10 %. Die Obergrenze der Leerraumanteile (V1, V2) ist hinsichtlich der Flexibilität nicht speziell festgelegt. Jedoch können im Falle des flachen Abschnitts 20 und des weniger flachen Abschnitts 30 die jeweiligen Leerraumanteile, um die vorbestimmte äußere Gestalt des Leiters 11 stabil zu halten, auf im Wesentlichen kleiner als oder gleich 50 % festgelegt werden.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Versuch [1]: Gestalt des Leiters und Biegeflexibilität der isolierten elektrischen Leitung
Hinsichtlich der Biegeflexibilität wurde ein Vergleich zwischen Vorhandensein und Nichtvorhandensein des weniger flachen Abschnitts bei einer flachen elektrischen Leitung gemacht.
Vorbereitung der Probe
Zunächst wurde die flache elektrische Leitung hergestellt. Eine verdrillte Leitung mit rundem Querschnitt wurde durch Verdrillen von Adern aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Durch Zusammenpressen der verdrillten Leitung mit einer Walze in die flache Gestalt wurde ein Leiter hergestellt. Es wurde eine verdrillte Leitung mit einer Leiterquerschnittsfläche von 130 mm² und einem Aderdurchmesser von 0,42 mm verwendet. Das Seitenverhältnis w/h der flachen Gestalt wurde auf etwa 3 festgelegt. Durch Extrusionsformen wurden ein Isoliermantel auf den Außenumfang des hergestellten Leiters aufgebracht. Zur Bildung des Isoliermantels wurde vernetztes Polyethylen mit einer Dicke von 2 mm verwendet.
Die wie oben beschrieben hergestellte flache elektrische Leitung wurde als eine der Proben verwendet. Als eine weitere Probe wurde die elektrische Leitung mit dem weniger flachen Abschnitt wie oben beschrieben aus der flachen elektrischen Leitung hergestellt. Eine in einer Breitenrichtung der flachen Gestalt von außen nach innen gerichtete Kraft wurde auf einen mittleren Bereich der flachen elektrischen Leitung ausgeübt, der eine Länge von 6 cm entlang einer axialen Richtung aufwies. Der weniger flache Abschnitt wurde durch Verringern der Flachheit der flachen Gestalt des Leiters gebildet. Das Seitenverhältnis w/h des Leiters des weniger flachen Abschnitts betrug etwa 1. Nach der Bildung des weniger flachen Abschnitts wurde der Bereich der elektrischen Leitung, der den weniger flachen Abschnitt aufwies, erhitzt, um den Isoliermantel in engen Kontakt mit dem Leiter zu bringen.
Bewertungsverfahren
Die Flexibilität jeder der wie oben beschrieben hergestellten isolierten elektrischen Leitungen wurde bewertet. Wie 5 zeigt, wurde im Bewertungsprozess ein Gewicht T2 von 500 g an einem Ende einer isolierten elektrischen Leitung 1 angebracht, die zu einem Abschnitt einer Länge von 50 cm zurechtgeschnitten war. Das geschnittene Kabel wurde in horizontaler Richtung gehalten, wobei die Position 25 cm vom anderen Ende als Auflagepunkt T1 (durch eine gestrichelte Linie angezeigt) festgelegt wurde. Die breitenäquivalente Richtung (y-Richtung) der flachen Gestalt der isolierten elektrischen Leitung 1 wurde in Schwerkraftrichtung angeordnet, sodass die isolierte elektrische Leitung 1 durch die Schwere des Gewichts T2 in die breitenäquivalente Richtung gebogen wurde. Bei der elektrischen Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt lag der Auflagepunkt T1 in der Mitte des Bereichs, in dem der weniger flache Abschnitt ausgebildet war. Für die jeweiligen isolierten elektrischen Leitungen 1 wurde eine Absackstrecke d1 des Endes mit dem Gewicht T2 von der horizontalen Position (Strecke d1, um die das Ende mit dem Gewicht T2 herabhängt) unter der Schwere des Gewichts T2 gemessen.
Bewertungsergebnis
Tabelle 1 zeigt jeweils die gemessene Absackstrecke d1 am Ende der flachen elektrischen Leitung bzw. der elektrischen Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt.
Tabelle 1

flaches elektrisches Kabel elektrisches Kabel mit einem weniger flachen Abschnitt

Absackstrecke d1 45 cm 95 cm
Unter Bezugnahme auf Tabelle 1 ist die Absackstrecke des beschwerten Endes der elektrischen Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt mindestens doppelt so lang wie bei der flachen elektrischen Leitung. Dies deutet darauf hin, dass die elektrische Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt eine höhere Biegeflexibilität in der breitenäquivalenten Richtung aufweist als die flache elektrische Leitung. Die elektrische Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt resultiert aus der Verringerung der Flachheit eines Teilbereichs der flachen elektrischen Leitung. Dies ist also sehr effektiv, um die Biegeflexibilität in der breitenäquivalenten Richtung zu verbessern.
Versuch [2]: Verformung von Adern des Leiters
Hinsichtlich der Verformung der Adern, die den Leiter bilden, wurde ein Vergleich zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt vorgenommen.
Vorbereitung der Probe
Wie beim Versuch [1] wurde der weniger flache Abschnitt in dem in axialer Richtung mittleren Abschnitt der flachen elektrischen Leitung gebildet, um die elektrische Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt herzustellen. In diesem Fall wurde der Isoliermantel nach dem Bilden des weniger flachen Abschnitts nicht durch Erwärmung in engen Kontakt mit dem Leiter gebracht. Die Querschnittsfläche des Leiters betrug 130 mm², das Seitenverhältnis w/h des Leiters im flachen Abschnitt betrug etwa 3 und das Seitenverhältnis des Leiters im weniger flachen Abschnitt betrug etwa 1. Die resultierende elektrische Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt wurde in Acrylharz eingebettet und fixiert. Die Leitung wurde dann im flachen Abschnitt und im weniger flachen Abschnitt in der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung geschnitten, um die Querschnittsproben bereitzustellen.
Bewertungsverfahren
Die Querschnittsproben des flachen Abschnitts und des weniger flachen Abschnitts wurden einer mikroskopischen Betrachtung unterzogen, um die Verformung der Adern im Querschnitt zu bewerten. Insbesondere im weniger flachen Abschnitt wurden die Verformungsgrade der Adern in Bezug auf die repräsentativen Abschnitte unter Verwendung der Mikroskopbilder der Querschnitte quantitativ bewertet. Im Speziellen wurde jeder Aderdurchmesser in dem vorbestimmten Bereich gemessen, um den Verformungsgrad (D) der Adern gemäß Gleichung (1) zu schätzen. Ein Durchschnittswert des Verformungsgrads der Adern in den jeweiligen Bereichen wurde notiert.
Bewertungsergebnis
6A und 6B zeigen Fotografien von Querschnitten des flachen Abschnitts und des weniger flachen Abschnitts. Tabelle 2 zeigt Ergebnisse der Bewertung des Verformungsgrads der Adern im weniger flachen Abschnitt an den jeweiligen Abschnitten.
Tabelle 2

mittlerer Teil R1 Breitenrichtungsendabschnitte Höhenrichtungsendabschnitte

Verformungsgrad der Adern D 7,5 % 3,2 % 9,0%
Unter Bezugnahme auf den Querschnitt des flachen Abschnitts in 6A sind die Adern in den mittleren Abschnitten des Leiters, die als Bereich R1 dargestellt sind, relativ zu einer Kreisform erheblich verformt. Die Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten, die als Bereich R2 dargestellt sind, weisen dagegen weiterhin eine Form auf, die der Kreisform ähnlicher ist. Dies deutet daraufhin, dass die Verformungsgrade der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten niedriger sind als die Verformungsgrade in den mittleren Abschnitten. Eine große Anzahl von Adern in den Höhenrichtungsendabschnitten, die als Bereich R3 dargestellt sind, sind gegenüber der Kreisform verformt. Dies deutet daraufhin, dass der Verformungsgrad der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten niedriger wird als die Verformungsgrade in den Höhenrichtungsendabschnitten. Dies wird darauf zurückgeführt, dass der gesamte Leiter unter Verwendung einer Walze sanft in die flache Gestalt verformt wurde, um eine starke Verformung der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten relativ zur Kreisform zu verhindern.
Im Bezug auf den Querschnitt des weniger flachen Abschnitts in 6B sind die Adern in den mittleren Abschnitten des Leiters, die als Bereich R1 dargestellt sind, ähnlich wie im flachen Abschnitt deutlich relativ zur Kreisform in die flache Gestalt verformt. Unterdessen weisen die Adern 12 in den Breitenrichtungsendabschnitten, die als Bereich R2 dargestellt sind, eine Gestalt auf, die der Kreisform ähnlicher ist, was darauf hinweist, dass der Verformungsgrad der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten niedriger ist als die Verformungsgrade in den mittleren Abschnitten. Diese Erkenntnis wird durch Tabelle 2 weiter verdeutlicht, die das Ergebnis einer quantitativen Analyse des jeweiligen Verformungsgrads der Adern in den Bereichen R1 und R2 zeigt. Der Wert des Verformungsgrads der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten R2 ist kleiner als oder gleich dem halben Wert der mittleren Abschnitte R1. Die Absolutwerte des Verformungsgrads der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten R2 betragen lediglich 5% oder weniger.
Unter Bezugnahme auf 6B sind viele Adern in den Höhenrichtungsendabschnitten, die als Bereich R3 dargestellt sind, relativ zur Kreisform verformt, was darauf hinweist, dass der Verformungsgrad der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten geringer ist als der Verformungsgrad der Adern in den Höhenrichtungsendabschnitten. Tabelle 2 zeigt, dass der Verformungsgrad der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten R2 einen kleinen Wert annimmt, der kleiner als oder gleich dem halben Wert der Höhenrichtungsendabschnitte R3 ist.
Aus den oben beschriebenen Ergebnissen geht hervor, dass der weniger flache Abschnitt die Eigenschaft des flachen Abschnitts, dass der Verformungsgrad der Adern in den Breitenrichtungsendabschnitten des Leiters niedriger ist als die Verformungsgrade sowohl in den mittleren Abschnitten als auch in den Höhenrichtungsendabschnitten, aufgrund der Verformung des Leiters durch Ausübung der Kraft von beiden Seiten in der Breitenrichtung übernimmt.
Versuch 3: Außenumfangslänge des Leiters und Leerraumanteil Vorbereitung der Probe
Wie beim Versuch [1] wurde der weniger flache Abschnitt in dem in axialer Richtung mittleren Abschnitt der flachen elektrischen Leitung ausgebildet, um die elektrische Leitung mit dem weniger flachen Abschnitt herzustellen. In diesem Fall wurde der Isoliermantel nach dem Bilden des weniger flachen Abschnitts nicht durch Erwärmung in engen Kontakt mit dem Leiter gebracht. Es wurden drei Arten von flachen elektrischen Leitungen verwendet, die eine Leiterquerschnittsfläche von 15 mm², 60 mm² bzw. 130 mm² aufwiesen. Das Seitenverhältnis w/h des Leiters des flachen Abschnitts betrug etwa 3, und das Seitenverhältnis des weniger flachen Abschnitts betrug etwa 1. Die Dicke des Isoliermantels der Probe mit der Leiterquerschnittsfläche von 15 mm² betrug 1 mm. Die Dicke des Isoliermantels der anderen beiden Proben betrug jeweils 2 mm. In gleicher Weise wie im Versuch [2] wurden Querschnittsproben sowohl des flachen Abschnitts als auch des weniger flachen Abschnitts der hergestellten isolierten elektrischen Leitungen vorbereitet. Die flache elektrische Leitung im Versuch [3], die als Ausgangsmaterial für die Herstellung der elektrischen Leitung mit einem weniger flachen Abschnitt verwendet wurde, wies im Vergleich zu dem im Versuch [2] verwendeten einen höheren Kontaktgrad des Isoliermantels mit dem Leiter auf.
Bewertungsverfahren
Das jeweilige Mikroskopbild der Querschnittsproben wurde verwendet, um durch Bildanalyse die Außenumfangslänge des Leiters und den Leerraumanteil zu messen. Zur Bestimmung der Außenumfangslänge des Leiters wurde der Außenumfang des Leiters im Bild sanft nachgezeichnet, um die Umrisslinie festzulegen und dann die Länge der Umrisslinie zu messen. Zur Bestimmung des Leerraumanteils wurde ein Verhältnis der Gesamtfläche der Bereiche, die nicht von den Adern belegt waren, zur Fläche des Bereichs innerhalb des Isoliermantels berechnet.
Bewertungsergebnis
7A bis 7C zeigen Bilder von Querschnitten des flachen Abschnitts und des weniger flachen Abschnitts der jeweiligen isolierten elektrischen Leitung. Die linken Bilder stellen die Querschnitte der flachen Abschnitte dar und die rechten Bilder stellen die Querschnitte der weniger flachen Abschnitte dar, und zwar jeweils für eine von drei Arten von isolierter elektrischer Leitung mit einer Leiterquerschnittsfläche von 15 mm², 60 mm² bzw. 130 mm². Tabelle 3 zeigt Werte der Außenumfangslänge des Leiters und des Leerraumanteils des flachen Abschnitts bzw. des weniger flachen Abschnitts, die aus den Proben abgeleitet wurden. Tabelle 3 zeigt die einzelnen Werte des relativen Umfangslängenunterschieds ΔL, der durch Gleichung (2) anhand der Außenumfangslänge des Leiters ermittelt wurde, und die einzelnen Werte des Verhältnisses Vr der Leerraumanteile, das durch die Gleichung (3) anhand der Leerraumanteile ermittelt wurde.

Tabelle 3

Leiterquerschnittsfläche	Umfangslänge des Leiters			Leerraumanteil
Leiterquerschnittsfläche	flacher Abschnitt L1	weniger flacher Abschnitt L2	relativer Umfangslängenunterschied ΔL = \|L1-L2\| / L1	flacher Abschnitt V1	weniger flacher Abschnitt V2	Leerraumanteil Vr = V2 / V1
15 mm²	21,2 mm	20,5 mm	3, 30 %	18%	49 %	2,7
60 mm²	40,0 mm	42,7 mm	6, 75 %	12%	42%	3,5
130 mm²	66,8 mm	65,7 mm	1,65%	21%	44%	2,1

Unter Bezugnahme auf die Probenbilder, die in 7A bis 7C gezeigt sind, haftet der Isoliermantel im gesamten Bereich des Außenumfangs des Leiters sowohl im flachen Abschnitt als auch im weniger flachen Abschnitt. Bei allen Proben wird beobachtet, dass zwischen den Adern des weniger flachen Abschnitts mehr Leerräume erzeugt werden als im flachen Abschnitt. Insbesondere wird bei der Probe mit der kleinen Leiterquerschnittsfläche ein signifikanter Unterschied in der Menge des Leerraums zwischen dem weniger flachen Abschnitt und dem flachen Abschnitt beobachtet.
Bezugnehmend auf Tabelle 3 sind bei allen Proben die Werte der Außenumfangslänge der Leiter des flachen Abschnitts ähnlich denen des weniger flachen Abschnitts. Der relative Umfangslängenunterschied beträgt lediglich 5% oder weniger. Dies deutet daraufhin, dass die Bildung des weniger flachen Abschnitts durch Verformen des Leiters die Außenumfangslänge des Leiters im Wesentlichen unverändert lässt. Es wird angenommen, dass das Ergebnis auf der Ursache beruht, dass der weniger flache Abschnitt durch Verformen des Leiters aus dem Zustand, in dem der Isoliermantel auf den Außenumfang des flachen Leiters aufgebracht worden ist, ausgebildet wird und die Änderung in der Außenumfangslänge des Leiters durch die Innenumfangslänge des Isoliermantels begrenzt wird. Die Außenumfangslänge des Leiters stellt, wie in Tabelle 3 dargestellt ist, die Länge der Umrisslinie dar, die durch gleichmäßiges Nachzeichnen des Außenumfangs des Leiters, wie oben beschrieben, erhalten wird. Es wurde bestätigt, dass die so erhaltene Außenumfangslänge im Wesentlichen mit dem Wert übereinstimmt, der durch Binarisieren des Innenbereichs des Isoliermantels in den einzelnen Probebildern und Analysieren der Außenumfangslänge des Bereichs, der den Adern entspricht, erhalten wird.
Tabelle 3 zeigt, dass in den jeweiligen Proben der jeweilige Leerraumanteil in dem weniger flachen Abschnitt größer ist als in dem flachen Abschnitt, wie die Querschnittsbilder von 7A bis 7C zeigen. Das Verhältnis der Leerraumanteile jeder Probe ist größer als oder gleich 2,0. Anders ausgedrückt machen die Leerräume, die den weniger flachen Abschnitt der elektrischen Leitung im Querschnitt belegen, einen um mindestens das Doppelte größeren Anteil aus als im Fall des flachen Abschnitts. Das Ergebnis spiegelt die Eigenschaft wider, dass die Fläche eines Bereichs, der von einem gleich langen Außenumfang umgeben ist, mit abnehmender Flachheit der Gestalt größer wird. Die Leerraumanteile der mehreren Bereiche der mehreren Proben wurden auch unter Verwendung des flachen Abschnitts der Probe mit der Leiterquerschnittsfläche von 130 mm² bewertet. Der Maximalwert des bei der Bestimmung des Leerraumanteils auftretenden Fehlers betrug ungefähr 5 %. Die Signifikanz des Unterschieds im Leerraumanteil zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt, wie er in Tabelle 3 gezeigt ist, wurde bestätigt.
Versuch 4: Leerraum zwischen Leiter und Isoliermantel
Es wurde eine Untersuchung über die Verteilung von Leerräumen durchgeführt, die zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel entstehen, wenn die flache elektrische Leitung verformt wird, um den weniger flachen Abschnitt zu erzeugen.
Vorbereitung der Probe
Die für den Versuch [2] verwendete Probe wurde auch für diesen Versuch verwendet. Die zu präparierende isolierte elektrische Leitung wurde in Acrylharz eingebettet und fixiert. Die Leitung wurde an den Bereichen des flachen Abschnitts, des weniger flachen Abschnitts und einer Grenze zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt geschnitten, um die Querschnittsproben zu präparieren.
Bewertungsverfahren
Es wurden Mikroskopbilder von Querschnittsproben aufgenommen, die durch Schneiden der isolierten elektrischen Leitung an den jeweiligen Positionen präpariert wurden. Wie beim Versuch [3] wurde der Leerraumanteil durch Bildanalyse gemessen.
Bewertungsergebnis
8A zeigt eine Fotografie des Aussehens der als Probe verwendeten isolierten elektrischen Leitung. Die Fotografie ist aus der Richtung aufgenommen, die der flachen Oberfläche des flachen Abschnitts zugewandt ist. Der flache Abschnitt befindet sich auf der linken Seite und der weniger flache Abschnitt auf der rechten Seite. Das Bild der Fotografie zeigt die Positionen, an denen die Querschnittsproben durch Schneiden gewonnen wurden. 8B zeigt Mikroskopbilder der Querschnitte an den jeweiligen Positionen. Die über den Bildern angegebenen Bezeichnungen entsprechen den in 8A gezeigten Schnittpositionen P1 bis P5. Die Position P1 entspricht dem flachen Abschnitt, die Position P2 entspricht der Grenze zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt und die Positionen P3 bis P5 entsprechen dem weniger flachen Abschnitt. Die Querschnittsbilder zur Analyse des Verformungsgrads der Adern im Versuch [2] entsprechen den mit P1 und P5 markierten Querschnitten.
Wie die Querschnittsbilder von 8B zeigen, wird in dem Grenzbereich an der Position P2 und in Bereichen des weniger flachen Abschnitts an den Positionen P3 bis P5 in der Breitenrichtung, die der Querrichtung des Bildes entspricht, ein Leerraum erzeugt, der größer ist als ein Leerraum in der Höhenrichtung. Die ungleiche Verteilung des Leerraums in dem Breitenrichtungsbereich außerhalb des Leiters ist auf eine Reduzierung der Leiterabmessung in Breitenrichtung durch die Ausübung von Kraft von außen nach innen in der Breitenrichtung auf den flachen Leiter beim Ausbilden des weniger flachen Abschnitts zurückzuführen. Die ungleiche Verteilung des Leerraums in dem Breitenrichtungsbereich außerhalb des Leiters ist besonders bemerkenswert an den Positionen P3 und P4 nahe der Grenze des weniger flachen Abschnitts.
Tabelle 4 zeigt die Leerraumanteile in den Querschnitten an der jeweiligen Position. Aufgrund des Unterschieds im Kontaktgrad zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel der als Ausgangsmaterial dienenden flachen elektrischen Leitung sind die Werte des Leerraumanteils des flachen Abschnitts und des weniger flachen Abschnitts in Tabelle 4 größer als die in Tabelle 3 gezeigten Werte. Ähnlich wie in Tabelle 3 zeigen die Ergebnisse in Tabelle 4, dass der Leerraumanteil des weniger flachen Abschnitts größer ist als der Leerraumanteil des flachen Abschnitts. Der Leerraumanteil im Grenzbereich nimmt einen Wert ähnlich dem im weniger flachen Abschnitt an.
Tabelle 4

flacher Abschnitt Grenzfläche weniger flacher Abschnitt

P1 P2 P3 P4 P5

Leerraumanteil 30% 42% 46% 45% 48%
Ausführungsbeispiele der Offenbarung wurden im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern kann im Rahmen des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung in unterschiedlicher Weise abgewandelt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: isolierte elektrische Leitung
11: Leiter
12: Ader
13: Isoliermantel
20: flacher Abschnitt
30: weniger flacher Abschnitt
40: Übergangsbereich
d1: Absackstrecke
h: Höhe des Leiters
w: Breite des Leiters
x: axiale Richtung der isolierten elektrischen Leitung
y: breitenäquivalente Richtung
z: höhenäquivalente Richtung
P1 bis P5: Schnittpositionen
R1: Bereich der mittleren Abschnitte
R2: Bereich der Breitenrichtungsendabschnitte
R3: Bereich der Höhenrichtungsendabschnitte
R4: Breitenrichtungsbereich außerhalb des Leiters
R5: Höhenrichtungsbereich außerhalb des Leiters
T1: Auflagepunkt
T2: Gewicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014130739 A [0003]
JP 2019149242 A [0003]
WO 2019093309 A1 [0003]
WO 2019093310 A1 [0003]
WO 2019177016 A1 [0003]

Claims

Isolierte elektrische Leitung, aufweisend: einen Leiter, der mehrere miteinander verdrillte Adern aufweist; und einen Isoliermantel, der einen Außenumfang des Leiters bedeckt; wobei die isolierte elektrische Leitung entlang einer axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung einen flachen Abschnitt und einen weniger flachen Abschnitt aufweist, wobei die mehreren Adern und der Isoliermantel jeweils durchgängig durch diese Abschnitte verlaufen; der Leiter in einem Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung in dem flachen Abschnitt eine flache äußere Gestalt aufweist und in dem weniger flachen Abschnitt eine weniger flache äußere Gestalt als in dem flachen Abschnitt der isolierten elektrischen Leitung aufweist; und in den Leiterquerschnitten sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt ein Verformungsgrad der Adern an Breitenrichtungsendabschnitten, die Bereichen entsprechen, die an beiden Enden der flachen Gestalt in einer Breitenrichtung einem Außenumfang des Leiters zugewandt sind, geringer ist als der Verformungsgrad der Adern in mittleren Abschnitten des Leiters.
Isolierte elektrische Leitung nach Anspruch 1, wobei in den Querschnitten des Leiters sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt der Verformungsgrad der Adern an den Breitenrichtungsendabschnitten geringer ist als der Verformungsgrad der Adern an Höhenrichtungsendabschnitten, die Bereichen entsprechen, die an beiden Enden der flachen Gestalt in einer Höhenrichtung einem Außenumfang des Leiters zugewandt sind.
Isolierte elektrische Leitung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem weniger flachen Abschnitt der Verformungsgrad der Adern an den Breitenrichtungsendabschnitten 70 % oder weniger des Verformungsgrads an den mittleren Abschnitten beträgt.
Isolierte elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem weniger flachen Abschnitt der Verformungsgrad der Adern an den mittleren Abschnitten 5 % oder mehr beträgt.
Isolierte elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Leerraumanteil in dem weniger flachen Abschnitt höher ist als der Leerraumanteil in dem flachen Abschnitt, wobei der Leerraumanteil als Anteil einer nicht von den Adern belegten leeren Fläche an einer Fläche eines von einem Innenumfang des Isoliermantels umgebenen Bereichs im Querschnitt definiert ist.
Isolierte elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Unterschied in der Länge des Außenumfangs des Leiters zwischen dem flachen Abschnitt und dem weniger flachen Abschnitt weniger als 5 % einer Länge des Außenumfangs des Leiters in dem flachen Abschnitt beträgt.
Isolierte elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Isoliermantel sowohl in dem flachen Abschnitt als auch in dem weniger flachen Abschnitt an dem Außenumfang des Leiters haftet.
Isolierte elektrische Leitung nach Anspruch 7, wobei die isolierte elektrische Leitung einen Übergangsbereich aufweist, in dem eine äußere Gestalt des Leiters stufenlos von dem flachen Abschnitt in den weniger flachen Abschnitt übergeht; und in dem Übergangsbereich der Isoliermantelan dem Außenumfang des Leiters haftet.
Isolierte elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Bereiche im Querschnitt des weniger flachen Abschnitts, die in Richtungen, die der Breitenrichtung und der Höhenrichtung der flachen äußeren Gestalt entsprechen, außerhalb des Leiters liegen, als ein Bereich in Breitenrichtung außerhalb des Leiters und ein Bereich in Höhenrichtung außerhalb des Leiters definiert sind und die isolierte elektrische Leitung zwischen dem Leiter und dem Isoliermantel in dem Bereich in Breitenrichtung außerhalb des Leiters einen größeren Leerraum aufweist als in dem Bereich in Höhenrichtung außerhalb des Leiters.
Isolierte elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend: mehrere flache Abschnitte entlang einer axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung; und den weniger flachen Abschnitt zwischen zwei der flachen Abschnitte.
Isolierte elektrische Leitung, hergestellt durch die Schritte: Herstellen einer isolierten elektrischen Leitung durch Zusammenpressen eines Leiters, in dem mehrere Adern miteinander verdrillt sind, in eine flache Gestalt und Bedecken eines Außenumfangs des Leiters mit einem Isoliermantel; anschließendes Ausbilden eines weniger flachen Abschnitts durch Ausüben einer Kraft auf die isolierte elektrische Leitung in Breitenrichtung der flachen Gestalt von außen nach innen in einem Teilbereich entlang der axialen Richtung der isolierten elektrischen Leitung, um den Flachheitsgrad des Leiters zu reduzieren; und Belassen eines Bereichs, der nicht der Teilbereich ist, welcher als der weniger flache Abschnitt ausgebildet wurde, als einen flachen Abschnitt.
Kabelbaum mit der isolierten elektrischen Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.