JP2008218273A - 絶縁電線 - Google Patents

Abstract

【課題】捻回伝播を抑制することができる絶縁電線を提供すること。また他の課題は、この絶縁電線を用いたワイヤーハーネスを提供すること。
【解決手段】絶縁電線は、複数の素線を撚り合わせて構成された中心撚線と、中心撚線の外周に複数の素線を撚り合わせて構成された撚線層とからなる導体の外周に、絶縁層を設けて構成される。この導体の撚線層の撚りピッチは、√（導体の断面積）の値の１５倍以上であることが好ましい。また、撚線層は、中心撚線および撚線層を構成する全素線本数の合計に対して、５０％以上の素線を含んでいると良い。そして、この絶縁電線をワイヤーハーネスの電線束中に使用する。
【選択図】なし

Description

本発明は、絶縁電線に関するものである。

従来、導体の外周に絶縁層が設けられた絶縁電線は、自動車などの車両や、電気・電子機器などの配線に幅広く用いられている。

絶縁電線はその用途に応じて、大小様々な断面積の導体が使用される。例えば、電気自動車などには、大容量の電力を伝達するために、導体断面積の大きい絶縁電線が用いられることがある。また、絶縁電線は、複数本束ねてワイヤーハーネスとして用いられることもある。

この種の絶縁電線では、通常、素線を複数本撚り合わせた撚線が導体として用いられている。

ここで、導体断面積の大きい絶縁電線では、素線の本数が多くなるため、一括で撚ることが難しい。そのため、従来、予め所定本数の素線を撚った素線束を複数本用意し、そして、それら素線束同士をさらに撚ることで、導体断面積を大きくした絶縁電線が用いられることがあった。

その他、特許文献１には、複数の素線を撚り合わせた撚線を中心に配し、その撚線の外周に複数の素線を撚り合わせて配することにより構成された導体を用いた屋外用絶縁電線が開示されている。

特開２００１−１１８４３５号公報

しかしながら、従来の素線束同士を撚り合わせた絶縁電線では、以下の問題があった。

すなわち、従来の絶縁電線では、捻回荷重が加わると、捻回が伝播しやすいという問題があった。

特に、絶縁電線の端部にまで捻回が伝播した場合には、接続不良が起きたり、作業者が配線作業をし難かった。この問題は、導体断面積が大きくなるほど顕著となる。

さらに、ワイヤーハーネスでは、複数の絶縁電線を束ねるので、捻回力が助長される。そして、自動車などの限られたスペースで配線する場合には、絶縁電線に捻回力が加わることが多く、特に、電気自動車などでは、導体断面積の大きい絶縁電線を束ねたワイヤーハーネスが用いられるため、大きな捻回が端部にまで伝播しやすかった。

なお、特許文献１は、捻回のあまりかからない電柱間などに架線される屋外用絶縁電線であり、捻回伝播については何ら考慮されていない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、捻回伝播を抑制することができる絶縁電線を提供することにある。また他の課題は、この絶縁電線を用いたワイヤーハーネスを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る絶縁電線は、導体の外周に絶縁層が設けられた絶縁電線であって、上記導体は、複数の素線を撚り合わせて構成された中心撚線と、上記中心撚線の外周に複数の素線を撚り合わせて構成された撚線層とを有し、上記撚線層の撚りピッチは、√（上記導体の断面積）の値の１５倍以上であることを要旨とするものである。

ここで、上記撚線層は、上記中心撚線および上記撚線層を構成する全素線本数の合計に対して、５０％以上の素線を含んでいることが好ましい。

また、上記中心撚線および上記撚線層の素線は、径がともに０．３２ｍｍかつ両素線の合計本数が１６８本である、または、径がともに０．４５ｍｍかつ両素線の合計本数が８４本であることが好ましい。

また、上記撚線層の撚りピッチは５５ｍｍ以上であることが好ましい。

一方、本発明に係るワイヤーハーネスは、上記絶縁電線を有していると良い。

本発明に係る絶縁電線によれば、中心撚線の外周に設けられた撚線層の撚りピッチを√（上記導体の断面積）の値の１５倍以上にすることにより、捻回伝播を抑制することができる。

このとき、上記撚線層が、上記中心撚線および上記撚線層を構成する全素線本数の合計に対して、５０％以上の素線を含んでいる場合には、上記作用効果に一層優れる。

さらに、本発明に係るワイヤーハーネスは、上記絶縁電線を電線束中に含んでいるので、捻回伝播を抑制することができ、配線接続部にかかる捻回荷重を減少させることができる。

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。

本発明による絶縁電線は、中心撚線と撚線層とを有する導体の外周に、絶縁層が形成されてなる。上記中心撚線は、複数の素線を撚り合わせてなる。また、上記撚線層は、中心撚線の外周に、複数の素線を撚り合わせてなる。

ここで、上記撚線層は、√（上記導体の断面積）の値の１５倍以上の撚りピッチで撚られている。導体の断面積とは、素線の断面の和の面積の値である。また、撚りピッチとは、素線を撚り合わせに沿って螺旋状に一回転させたときに進む距離をいう。

上記撚線層の撚りピッチの好ましい下限値は、√（上記導体の断面積）の値の１５倍超、１６倍以上、１６倍超、１７倍以上、１７倍超、１８倍以上、１８倍超、１９倍以上、１９倍超、２０倍以上、２０倍超などが挙げられる。

また、上記撚線層の撚りピッチの上限値は大きいほど捻回が伝播し難いが、製造性などを考慮すると、√（上記導体の断面積）の値の３０倍以下が好ましい。さらに、柔軟性を高める観点から、より好ましくは、２０倍以下が良い。

一方、中心撚線の撚りピッチは特に限定されず、必要に応じて変更することができる。

また、撚線層の素線は、中心撚線の撚り方向に対して、同一方向に撚られていても良いし、逆方向に撚られていても良い。

さらに、撚線層は、中心撚線および撚線層を構成する全素線本数の合計に対して、５０％以上の素線を含んでいると良い。より好ましくは、７０％以上の素線を含んでいると良い。撚線層が、中心撚線および撚線層を構成する全素線本数の合計に対して、５０％以上の素線を含んでいれば、捻回伝播をより一層抑制することができるからである。

中心撚線および撚線層を構成する素線の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等を例示することができるが、特にこれに限定されない。

中心撚線および撚線層は、１種の素線から撚られていても良いし、２種以上の素線から撚られていても良い。また、中心撚線および撚線層には、同種の素線を用いても良いし、異種の素線を用いても良い。

また、素線径は、特に限定されるものではなく、導体断面積の大きさなどに応じて適宜変更することができる。例えば、中心撚線および撚線層は、素線径の異なる複数の素線より構成されていても良い。

そして、中心撚線および撚線層を構成する全素線本数は、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更することができる。

中心撚線および撚線層の素線は、具体的には、径がともに０．３２ｍｍかつ両素線の合計本数が１６８本、または、径がともに０．４５ｍｍかつ両素線の合計本数が８４本、等を例示することができるが、特にこれに限定されるものではなく、適宜変更することができる。

上記導体の外周に設けられる絶縁層の材料としては、例えば、ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレンーエチレン共重合体などのオレフィン系樹脂、エチレン−プロピレンゴムやブタジエンゴムなどの樹脂に、金属水和物（水酸化マグネシウムなど）などのノンハロゲン系難燃剤や各種添加剤を添加してなる組成物を例示することができるが、特にこれに限定されない。

また、絶縁層の厚さは、特に限定されるものではなく、導体断面積の大きさなどを考慮して、適宜定めることができる。

次に、絶縁電線の製造方法の一例について説明する。

絶縁電線の製造方法は、中心撚線を形成する撚線工程１と、中心撚線の外周に撚線層を形成する撚線工程２と、導体の外周に絶縁層を形成する押出工程とからなる。

まず、撚線工程１において、素線が巻収されたボビンを所定の個数用意し、送出機構にセットする。そして、各ボビンの回転と移動により、素線をボビンから繰り出しながら撚り合わせていき、中心撚線を形成する。

次に、撚線工程２において、撚線工程１と同様に、素線が巻収されたボビンを所定の個数用意して送出機構にセットし、素線をボビンから繰り出しながら、撚線工程１で形成した中心撚線の外周に撚り合わせていき撚線層を形成し、導体を得る。

また、この際、撚線層の撚りピッチは、各ボビンの回転速度、素線の繰り出し速度などにより調整される。そして、押出工程において、導体の外周に押出成形機などを用いて絶縁層を押出被覆する。以上の工程により、絶縁電線を製造することができる。

本発明に係るワイヤーハーネスは、上記絶縁電線を有する。

ワイヤーハーネスを構成する絶縁電線は、上記絶縁電線のみが複数本組み合わされたものでも良いし、上記絶縁電線と、本発明によらない絶縁電線とが組み合わされたものでも良い。電線束に含まれる各電線の本数は、任意に定めることができ、特に限定されるものではない。

ワイヤーハーネス保護材は、複数本の絶縁電線が束ねられた電線束の外周を覆い、内部の電線束を外部環境などから保護する役割を主に有するものである。よって、複数の絶縁電線をひとまとまりに束ねて電線束とするものであれば良く、テープ状、チューブ状またはシート状などの種々の形状からなるものを適用できる。このとき、テープ状に形成された基材の少なくとも一方の面に粘着剤が塗布されたものや、チューブ状、シート状などに形成された基材を有するものなどを、用途に応じて適宜選択して用いることができる。

このワイヤーハーネス保護材を構成する基材は、特に限定されるものではなく、上記に挙げた絶縁層の材料と同様のものを用いることができる。

以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（実施例１）
本実施例１では、素線に径０．３２ｍｍの軟銅を用い、中心撚線および撚線層を形成した。中心撚線には８４本の素線を用い、上記素線を撚りピッチ３０ｍｍで撚り合わせた。

この中心撚線の外周に、８４本の素線を撚りピッチ６０ｍｍ（√（導体の断面積１３．５１ｍｍ^２）の１６．３倍の撚りピッチ）で、中心撚線の撚り方向に対して同一方向に撚り合わせ、撚線層を形成した。そして、上記中心撚線および撚線層からなる導体の外周に、絶縁層を１．１ｍｍ被覆し、外径７．０ｍｍの絶縁電線を製造した。

（実施例２）
本実施例２では、素線に径０．４５ｍｍの軟銅を用い、中心撚線および撚線層を形成した。中心撚線には４２本の素線を用い、上記素線を撚りピッチ３０ｍｍで撚り合わせた。

この中心撚線の外周に、４２本の素線を撚りピッチ６０ｍｍ（√（導体の断面積１３．３６ｍｍ^２）の１６．４倍の撚りピッチ）で、中心撚線の撚り方向に対して同一方向に撚り合わせ、撚線層を形成した。そして、上記中心撚線および撚線層からなる導体の外周に、絶縁層を１．１ｍｍ被覆し、外径７．０ｍｍの絶縁電線を製造した。

（実施例３）
本実施例３では、素線に径０．３２ｍｍの軟銅を用い、中心撚線および撚線層を形成した。中心撚線には８４本の素線を用い、上記素線を撚りピッチ３０ｍｍで撚り合わせた。

この中心撚線の外周に、８４本の素線を撚りピッチ９０ｍｍ（√（導体の断面積１３．５１ｍｍ^２）の２４．５倍の撚りピッチ）で、中心撚線の撚り方向に対して同一方向に撚り合わせ、撚線層を形成した。そして、上記中心撚線および撚線層からなる導体の外周に、絶縁層を１．１ｍｍ被覆し、外径７．０ｍｍの絶縁電線を製造した。

（比較例１）
素線に径０．３２ｍｍの軟銅を用い、素線９本を右方向に撚りピッチ２５ｍｍで撚った素線束１９本を、さらに左方向に撚りピッチ７０ｍｍで撚り合わせた導体に、絶縁層が１．１ｍｍ被覆された外径７．７ｍｍの絶縁電線を製造した。

（比較例２）
上記実施例１で、撚線層の撚りピッチが４５ｍｍ（√（導体の断面積１３．５１ｍｍ^２）の１２．２倍の撚りピッチ）であること以外は同一の条件として、絶縁電線を製造した。

（捻回試験）
捻回試験は、長さ８００ｍｍの絶縁電線の一端をトルク測定機に固定し、他端を±１８０°捻回させたときに、トルク測定機に固定した絶縁電線の一端に伝わる最大トルクの値を測定した。この最大トルクの値が小さいほど、捻回伝播性が弱くなることを示す。上述のようにして作製した実施例および比較例の絶縁電線について、最大トルクの値を相対比較し、捻回伝播性を評価した。次に、これらの測定結果を表１に示す。

捻回試験の結果、本実施例１および本実施例２の絶縁電線は、最大トルクの値が１４ｃＮ・ｍであり、また、本実施例３は１２ｃＮ・ｍであった。

一方、比較例１の絶縁電線は、最大トルクの値が２０ｃＮ・ｍ、比較例２は、１８ｃＮ・ｍとなった。

これらの結果から、中心撚線と撚線層とを有する導体の撚線層の撚りピッチが、√（導体の断面積）の値の１５倍以上である実施例１、実施例２および実施例３の絶縁電線では、比較例１および比較例２に比較して、捻回伝播を抑制できることが確認できた。

（柔軟性試験）
柔軟性試験は、長さ４００ｍｍの絶縁電線を曲率半径４０ｍｍになるようにＵ字状に曲げ、その際の反発力を測定した。この反発力の値が小さいほど、柔軟性が大きくなることを示す。実施例および比較例の絶縁電線について、反発力の値を相対比較し、柔軟性を評価した。次に、これらの測定結果を表２に示す。

柔軟性試験の結果から、実施例１および実施例２の絶縁電線は、実施例３に比較して反発力の値が小さくなり、撚線層の撚りピッチが√（導体の断面積）の値の２０倍以下の絶縁電線では、捻回伝播性を抑制できることに加え、柔軟性にも優れることが確認できた。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

本発明に係る絶縁電線は、自動車などの車両、特に電気自動車などに好適に用いることができる。

Claims (5)

1. 導体の外周に絶縁層が設けられた絶縁電線であって、
   前記導体は、複数の素線を撚り合わせて構成された中心撚線と、前記中心撚線の外周に複数の素線を撚り合わせて構成された撚線層とを有し、
   前記撚線層の撚りピッチは、√（前記導体の断面積）の値の１５倍以上であることを特徴とする絶縁電線。
2. 前記撚線層は、前記中心撚線および前記撚線層を構成する全素線本数の合計に対して、５０％以上の素線を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
3. 前記中心撚線および前記撚線層の素線は、径がともに０．３２ｍｍかつ両素線の合計本数が１６８本である、または、径がともに０．４５ｍｍかつ両素線の合計本数が８４本であることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁電線。
4. 前記撚線層の撚りピッチは５５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の絶縁電線。
5. 請求項１から４に記載の絶縁電線を含むことを特徴とするワイヤーハーネス。