JP2010015941A - 撚電線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が単純で、耐屈曲性や耐衝撃性を十分に高めることのできる撚電線を提供する。
【解決手段】撚線を構成する複数のアルミニウム素線１の各外周が、樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材２で覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の素線よりなる撚電線およびその撚電線の製造方法に関するものである。

従来、自動車用のワイヤハーネスには、図６に示すような、複数の銅素線１１の撚線の外周に絶縁被覆１２を被せた銅撚電線が使用されてきたが、最近では主に軽量化を目的に、銅撚電線をアルミニウム撚電線に代替することが検討されてきている。しかし、アルミニウム撚電線は、銅撚電線に較べて耐屈曲性（耐繰り返し曲げ性）に劣るという問題がある。

アルミニウム撚電線が銅撚電線に比べて耐屈曲性に劣るのは、アルミニウム素線は、銅素線に較べて、強度、硬度、耐疲労特性が低いため、屈曲時に、アルミニウム素線が擦れ合うと、比較的少ない屈曲回数でも断線する可能性が少なくないためである。

この改善策として、複数のアルミニウム素線の撚線の外周に絶縁層が被覆されたアルミニウム撚電線において、潤滑剤が、絶縁層内に充満することなく、撚線を構成するアルミニウム素線の少なくとも１本に塗布された自動車用アルミケーブルが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３０３５１７号公報

しかし、撚線の外周を絶縁層で被覆している分、構成が複雑になり、耐屈曲性が劣る可能性がある上、少なくとも１本の素線の外周に潤滑剤を塗布するだけでは、屈曲時の素線同士の擦れ合いを無くすことはできず、結果的に耐屈曲性や耐衝撃性を十分に高められない可能性があった。

本発明は、上記事情を考慮し、構造が単純で、耐屈曲性や耐衝撃性を十分に高めることのできる撚電線とその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明の撚電線は、撚線を構成する複数の素線の各外周が、樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆われていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の撚電線であって、前記素線がアルミニウム素線であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の撚電線であって、前記撚線の中心部に素線無しの空所が設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の撚電線であって、各々の外周が前記緩衝材で被覆された素線を撚り合わせることにより構成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の撚電線であって、柱状または筒状に形成された前記緩衝材の内部に、前記複数の素線が、互いに非接触に撚り合わせられた状態で埋め込まれていることを特徴とする。

請求項６の発明の撚電線の製造方法は、外周を樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆った素線を形成する工程と、その外周が緩衝材で覆われた素線を複数本用意して撚り合わせる工程と、を備えることを特徴とする。

請求項７の発明の撚電線の製造方法は、外周を樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆った素線を形成する工程と、その外周が緩衝材で覆われた素線を互いに平行に横一列に並べて、隣接する素線の外周の緩衝材を互いに接合することで、帯状の素線束を形成する工程と、その帯状の素線束を加熱しながら螺旋状に巻いて筒状に形成することで前記素線を撚線化する工程と、を備えることを特徴とする。

請求項８の発明の撚電線の製造方法は、複数の素線を互いに間隔をおいて平行に配置し、それを樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材の内部に埋め込んで帯状の素線束を形成する工程と、その帯状の素線束を加熱しながら螺旋状に巻いて筒状に形成することで前記素線を撚線化する工程と、を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、撚線を構成する複数の素線の各外周が樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆われているので、屈曲時における素線の局部的な変形を防止することができると共に、素線の表面の擦れ合いによる傷付きを防止することができ、結果的に耐屈曲性を高めることができる。また、素線間に緩衝材が存在するので、耐衝撃性も高めることができる。また、素線の外周を緩衝材で覆っているので、撚線の外周に絶縁層を敢えて設ける必要を無くすことができ、構造の単純化も図れる。

請求項２の発明によれば、撚線の素線としてアルミニウム素線を用いているから、軽量化を図りながら、アルミニウム撚電線の弱点である耐屈曲性と耐衝撃性の改善を図ることができる。なお、アルミニウム素線の表面には酸化膜が生成されており、素線同士が接触していても、素線間に電流が流れることはない。従って、素線間に緩衝材が充填してあっても、緩衝材が存在しない場合と電気的性能は変わらない。つまり、本発明によれば、電気的性能を落とさずに、耐屈曲性と耐衝撃性の向上が図れる。

請求項３の発明によれば、撚線の中心部に素線無しの空所が設けられているので、屈曲する際に中心の空所が素線の逃げ場として機能し、屈曲性が増す。また、撚線を構成する素線が螺旋バネのようになるため、より屈曲しやすくなる。

請求項４の発明によれば、各々の外周が前記緩衝材で被覆された素線を撚り合わせることにより構成されているので、通常の撚線機で製造することができる。

請求項５の発明によれば、緩衝材の外周形状を、素線の断面形状に縛られずに、滑らかに形成することができる。

請求項６の発明によれば、素線の外周を１本ずつ緩衝材で覆う工程を実施した後、それを撚り合わせることで撚電線を形成する工程を実施するので、通常の押出機と撚線機により容易に製造することができる。

請求項７の発明によれば、外周を緩衝材で覆った素線を横一列に並べて帯状の素線束を形成し、その帯状の素線束を螺旋状に巻いて筒状に形成することで素線を撚線化するので、多数本の素線よりなる撚線を容易に作ることができる。

請求項８の発明によれば、緩衝材に複数の素線を埋め込んで帯状の素線束を形成し、その帯状の素線束を螺旋状に巻いて筒状に形成することで素線を撚線化するので、多数本の素線よりなる撚線を容易に作ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態のアルミニウム撚電線の構成を示す断面図で、図１（ａ）は素線１本の断面図、図１（ｂ）は撚線化した状態の断面図である。

このアルミニウム撚電線Ｍ１は、撚線を構成する７本のアルミニウム素線１の各外周を、樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材２で覆った構造のものであり、緩衝材２で被覆されたアルミニウム素線１を７本用意し、中心に１本を配置し、その周囲に６本を配置して、撚線機で撚り合わせることにより構成されている。

緩衝材２の材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ブチルゴム等を利用することができ、これらの材料を押出機によりアルミニウム素線１の外周に被覆することで緩衝材２が形成されている。

従って、製造工程としては、素線１の外周を１本ずつ緩衝材２で被覆する工程と、その素線１を複数本用意して撚り合わせる工程とを備えるだけでよく、通常の押出機と撚線機により容易に製造することができる。

屈曲性を高めるには、細いアルミニウム素線１を本数を多くして撚り合わせるのが望ましく、アルミニウム素線１の総断面積が変わらないように、素線径に応じて本数を決めれば、電気的性能が変わることはない。

このアルミニウム撚電線Ｍ１では、図示するように、撚線を構成する複数のアルミニウム素線１の各外周が樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材２で覆われているので、屈曲時におけるアルミニウム素線１の局部的な変形を防止することができると共に、アルミニウム素線１の表面の擦れ合いによる傷付きを防止することができ、結果的に耐屈曲性を高めることができる。また、アルミニウム素線１間に緩衝材２が存在するので、耐衝撃性も高めることができる。また、アルミニウム素線１の外周を緩衝材２で覆っているので、撚線の外周に絶縁層を敢えて設ける必要を無くすことができ、構造の単純化も図れる。

また、撚線の素線としてアルミニウム素線１を用いているから、軽量化を図りながら、アルミニウム撚電線の弱点である耐屈曲性と耐衝撃性の改善を図ることができる。通常、アルミニウム素線１の表面には酸化膜が生成されているので、素線同士が接触していても、素線間に電流が流れることはない。従って、このアルミニウム撚電線Ｍ１のようにアルミニウム素線１間に緩衝材２が存在していても、緩衝材２が存在しない場合と比べて電気的性能は変わらない。つまり、電気的性能を落とさずに、耐屈曲性と耐衝撃性の向上が図れる。

＜第２実施形態＞
図２は第２実施形態のアルミニウム撚電線の構成を示す断面図で、図２（ａ）は素線１本の断面図、図２（ｂ）は撚線化した状態の断面図である。

このアルミニウム撚電線Ｍ２は、アルミニウム素線１の本数を１本少なくして、６本で撚線化したものである。この場合、撚線の中心部には素線無しの空所７が設けられている。その他の点については、第１実施形態と同様である。

このように、撚線の中心部に素線無しの空所７が存在する場合、屈曲する際に中心の空所７が周囲のアルミニウム素線１の逃げ場として機能することになるため、屈曲性が増す。また、撚線を構成するアルミニウム素線１が螺旋バネのようになるため、より屈曲しやすくなる。

＜第３実施形態＞
図３は第３実施形態のアルミニウム撚電線の構成を示す断面図で、図３（ａ）は素線１本の断面図、図３（ｂ）は撚線化した状態の断面図である。

このアルミニウム撚電線Ｍ３は、径を太くした３本のアルミニウム素線１を撚り合わせたものである。それ以外の点は第２実施形態と同様である。

このようにアルミニウム素線１の径を太くして本数を減らした場合でも、素線の総断面積を変えないようにすれば、屈曲性能は変わるものの、同等の電気的性能を確保することができる。

＜第４実施形態＞
図４は第４実施形態のアルミニウム撚電線の製造工程を示す図で、図４（ａ）は素線１本の断面図、図４（ｂ）は素線を横一列に並べて連結した帯状の素線束の断面図、図４（ｃ）はその帯状の素線束を螺旋状に巻いた状態を示す斜視図、図４（ｄ）はそのような工程を経てできたアルミニウム撚電線の断面図である。

この第４実施形態のアルミニウム撚電線Ｍ４を作る場合は、まず、図４（ａ）に示すように、外周を樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材２で覆った素線１を１本ずつ押出機で形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、外周が緩衝材２で覆われたアルミニウム素線１を複数本、互いに平行に横一列に並べて、隣接する素線１の外周の緩衝材２を互いに接合することで、帯状の素線束Ｓ１を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、その帯状の素線束Ｓ１を、加熱しながら螺旋状に巻いて筒状に形成する。そうすることで、アルミニウム素線１を撚線化することができ、図４（ｄ）に示すような断面のアルミニウム撚電線Ｍ４が得られる。

この場合、外周を緩衝材２で覆ったアルミニウム素線１を横一列に並べて帯状の素線束Ｓ１を形成し、その帯状の素線束Ｓ１を螺旋状に巻いて筒状に形成することでアルミニウム素線１を撚線化するので、多数本のアルミニウム素線１よりなる撚線を容易に作ることができる。

また、でき上がったアルミニウム撚電線Ｍ４においては、各アルミニウム素線１の各外周が緩衝材２で覆われているので、第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を奏する。

＜第５実施形態＞
図５は第５実施形態のアルミニウム撚電線の製造工程を示す図で、図５（ａ）は素線を横一列に並べて緩衝材中に埋め込んだ帯状の素線束の断面図、図５（ｂ）はその帯状の素線束を螺旋状に巻いた状態を示す斜視図、図５（ｃ）はそのような工程を経てできたアルミニウム撚電線の断面図である。

この第５実施形態のアルミニウム撚電線Ｍ５を作る場合は、まず、図５（ａ）に示すように、複数のアルミニウム素線１を互いに間隔をおいて平行に配置し、それを樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材２の内部に埋め込んで帯状の素線束Ｓ２を形成する。次に、その帯状の素線束Ｓ２を加熱しながら螺旋状に巻いて筒状に形成することでアルミニウム素線１を撚線化する。

こうすることにより、柱状または筒状に形成された緩衝材２の内部に、複数の素線１が、互いに非接触に撚り合わせられた状態で埋め込まれた、図５（ｃ）に示すような断面のアルミニウム撚電線Ｍ５が得られる。

このように、緩衝材２の内部にアルミニウム素線１を埋め込んでいるので、緩衝材２の外周形状を、アルミニウム素線１の断面形状に縛られずに、滑らかに形成することができる。また、緩衝材２に複数のアルミニウム素線１を埋め込んで帯状の素線束Ｓ２を形成し、その帯状の素線束Ｓ２を螺旋状に巻いて筒状に形成することでアルミニウム素線１を撚線化するので、多数本のアルミニウム素線１よりなる撚線を容易に作ることができる。

また、でき上がったアルミニウム撚電線Ｍ５においては、各アルミニウム素線１の間に緩衝材２が充填されているので、第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を奏する。また、この場合も、中心に素線無しの空所７ができるので、耐屈曲性が増す。

なお、上記実施形態では、素線としてアルミニウム素線を使用した場合を示したが、銅や鉄、あるいはマグネシウム等を主成分とする素線であっても、同様の効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態のアルミニウム撚電線の構成を示す断面図で、（ａ）は素線１本の断面図、（ｂ）は撚線化した状態の断面図である。 本発明の第２実施形態のアルミニウム撚電線の構成を示す断面図で、（ａ）は素線１本の断面図、（ｂ）は撚線化した状態の断面図である。 本発明の第３実施形態のアルミニウム撚電線の構成を示す断面図で、（ａ）は素線１本の断面図、（ｂ）は撚線化した状態の断面図である。 本発明の第４実施形態のアルミニウム撚電線の製造工程を示す図で、（ａ）は素線１本の断面図、（ｂ）は素線を横一列に並べて連結した帯状の素線束の断面図、（ｃ）はその帯状の素線束を螺旋状に巻いた状態を示す斜視図、（ｄ）はそのような工程を経てできたアルミニウム撚電線の断面図である。 本発明の第５実施形態のアルミニウム撚電線の製造工程を示す図で、（ａ）は素線を横一列に並べて緩衝材中に埋め込んだ帯状の素線束の断面図、（ｂ）はその帯状の素線束を螺旋状に巻いた状態を示す斜視図、（ｃ）はそのような工程を経てできたアルミニウム撚電線の断面図である。 従来の銅撚電線の断面図である。

符号の説明

１ アルミニウム素線
２ 緩衝材
Ｍ１〜Ｍ５ アルミニウム撚電線
Ｓ１，Ｓ２ 素線束

Claims (8)

1. 撚線を構成する複数の素線の各外周が、樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆われていることを特徴とする撚電線。
2. 請求項１に記載の撚電線であって、
   前記素線がアルミニウム素線であることを特徴とする撚電線。
3. 請求項１または２に記載の撚電線であって、
   前記撚線の中心部に素線無しの空所が設けられていることを特徴とする撚電線。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の撚電線であって、
   各々の外周が前記緩衝材で被覆された素線を撚り合わせることにより構成されていることを特徴とする撚電線。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の撚電線であって、
   柱状または筒状に形成された前記緩衝材の内部に、前記複数の素線が、互いに非接触に撚り合わせられた状態で埋め込まれていることを特徴とする撚電線。
6. 外周を樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆った素線を形成する工程と、その外周が緩衝材で覆われた素線を複数本用意して撚り合わせる工程と、を備えることを特徴とする撚電線の製造方法。
7. 外周を樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材で覆った素線を形成する工程と、その外周が緩衝材で覆われた素線を互いに平行に横一列に並べて、隣接する素線の外周の緩衝材を互いに接合することで、帯状の素線束を形成する工程と、その帯状の素線束を加熱しながら螺旋状に巻いて筒状に形成することで前記素線を撚線化する工程と、を備えることを特徴とする撚電線の製造方法。
8. 複数の素線を互いに間隔をおいて平行に配置し、それを樹脂やゴム等の柔軟性を有する緩衝材の内部に埋め込んで帯状の素線束を形成する工程と、その帯状の素線束を加熱しながら螺旋状に巻いて筒状に形成することで前記素線を撚線化する工程と、を備えることを特徴とする撚電線の製造方法。

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