JP2016197569A

JP2016197569A - 耐屈曲電線及びワイヤハーネス

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Publication number: JP2016197569A
Application number: JP2015077623A
Authority: JP
Inventors: 毅士大島; Takeshi Oshima; 雄紀土佐谷; Yuki Tosatani
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2035-04-06
Also published as: US9748020B2; DE102016205642A1; JP6114331B2; US20160293292A1

Abstract

【課題】専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線及びワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】耐屈曲電線１は、導電性の素線１１ｃを複数本撚ることにより形成される集合撚線１１を更に複数本撚って形成される複合撚線１２を導体部１０とする耐屈曲電線１であって、集合撚線１１それぞれは、素線１１ｃの撚りピッチが、撚り外径Ｄ１の１０倍以上４７．２倍以下であり、複合撚線１２は、集合撚線１１の撚りピッチが、層心径の５倍以上３０倍以下であり、素線１１ｃの撚りピッチは集合撚線１１の撚りピッチ以下とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、耐屈曲電線及びワイヤハーネスに関する。

近年、自動車の多部品化・高性能化が進み、耐屈曲電線のニーズが高まっている。電線の屈曲性を向上させるものとしては、隣合う撚線の間に細径介在物を介在させたケーブルが提案されている。このケーブルによれば、細径介在物により撚線同士の摩擦が低減されることで撚線を構成する素線の断線が抑制され、屈曲性の向上につなげることができる（例えば特許文献１参照）。また、導体と絶縁体との間にスラリー層を設けた絶縁線についても提案されている。この絶縁線によれば、スラリー層により導体と絶縁体との摩擦を低減させることで撚線を構成する素線の断線が抑制され、屈曲性の向上につなげることができる（例えば特許文献２参照）。

特開２０１１−１８５４５号公報特開２０１０−１７７１８９号公報

しかし、特許文献１及び２に記載の電線は、細径介在物やスラリー層などを設ける必要があるため、耐屈曲性を向上させるための専用の部材を必要としてしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線及びワイヤハーネスを提供することにある。

本発明の耐屈曲電線は、導電性の素線を複数本撚ることにより形成される集合撚線を更に複数本撚って形成される複合撚線を導体部とする耐屈曲電線であって、前記集合撚線それぞれは、前記素線の撚りピッチが、撚り外径の１０倍以上４７．２倍以下であり、前記複合撚線は、前記集合撚線の撚りピッチが、層心径の５倍以上３０倍以下であり、前記素線の撚りピッチは前記集合撚線の撚りピッチ以下とされていることを特徴とする。

本発明の耐屈曲電線によれば、集合撚線それぞれは、素線の撚りピッチが、撚り外径の１０倍以上４７．２倍以下であるため、１０倍未満のように製造し難くなり且つコストが高騰してしまう事態を抑えつつ、４７．２倍を超える場合のように、屈曲時に素線に掛かる応力が大きくなって撚り崩れが発生し耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

さらに、集合撚線の撚りピッチが、層心径の５倍以上３０倍以下であるため、５倍未満のように製造し難くなり且つコストが高騰してしまう事態を抑えつつ、３０倍を超える場合のように、屈曲時に集合撚線を構成する素線に掛かる応力が大きくなって撚り崩れが発生し耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

加えて、素線の撚りピッチは集合撚線の撚りピッチ以下とされているため、素線に過度な締め付けが発生せず、電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

このように、耐屈曲電線は、素線と集合撚線との撚りピッチに基づいて耐屈曲性が向上するため、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線を提供することができる。

また、本発明の耐屈曲電線において、前記集合撚線の撚りピッチを、前記素線の撚りピッチで割り込んだ値であるピッチ比率が１．００以上１．５２以下であることが好ましい。

この耐屈曲電線によれば、集合撚線の撚りピッチを、素線の撚りピッチで割り込んだ値であるピッチ比率が１．００以上１．５２以下である。ここで、ピッチ比率が１．００以上であるため、素線に過度な締め付けが発生せず、電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。また、ピッチ比率が１．５２以下であるため、電線曲げ時に導体の撚り崩れが発生しづらく、撚り崩れが発生しないことで電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

また、本発明の耐屈曲電線において、前記素線の撚り方向と、前記集合撚線の撚り方向とが同じであることが好ましい。

この耐屈曲電線によれば、素線の撚り方向と集合撚線の撚り方向とが同じであるため、各集合撚線が他の集合撚線に接触するとき素線同士が面接触となり、素線に局所的に力が加わり難くなることから、断線の可能性を一層低減して耐屈曲性を向上させることができる。

さらに、本発明のワイヤハーネスは、上記のいずれか１つに記載の耐屈曲電線を含むことを特徴とする。

本発明のワイヤハーネスによれば、耐屈曲電線を含むワイヤハーネスであるため、耐屈曲性に優れ例えばスライドドアなど繰り返し屈曲されてしまう部位に用いられるワイヤハーネスとして好適なものを提供することができる。

本発明によれば、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線及びワイヤハーネスを提供することができる。

本発明の実施形態に係るワイヤハーネスの一例を示す斜視図である。図１に示した耐屈曲電線を示す斜視図である。図１に示した耐屈曲電線の一部断面図である。実施例及び比較例に係る耐屈曲電線の耐屈曲性を示す表である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤハーネスの一例を示す斜視図である。図１に示すようにワイヤハーネスＷＨは、複数の電線Ｗを束にしたものであり、複数の電線Ｗの少なくとも１本が以下に詳細説明する耐屈曲電線１により構成されている。このようなワイヤハーネスＷＨは、例えば図１に示すように電線Ｗの両端部にコネクタＣを備えていてもよいし、複数の電線Ｗをまとめるためにテープ巻き（図示せず）されていてもよい。また、ワイヤハーネスＷＨは、コルゲートチューブ等の外装部品（図示せず）を備えていてもよい。

図２は、図１に示した耐屈曲電線を示す斜視図であり、図３は、図１に示した耐屈曲電線の一部断面図である。図２に示すように、耐屈曲電線１は、導電性の素線１１ｃを複数本撚ることにより形成される集合撚線１１を更に複数本撚って形成される複合撚線１２を導体部１０とし、この導体部１０を絶縁体２０で被覆したものである。

具体的に集合撚線１１は、中心撚線１１ａと、周囲撚線１１ｂとから構成されている。本実施形態において中心撚線１１ａは１本となっており、周囲撚線１１ｂは６本となっている。各撚線１１ａ，１１ｂは、例えば７本の素線１１ｃが撚られることによって形成されている。なお、素線１１ｃとして本実施形態では純銅を用いるものとする。

また、本実施形態において各集合撚線１１は、素線１１ｃの撚りピッチが、撚り外径Ｄ１の４７．２倍以下となっている。ここで、集合撚線１１は、撚りピッチが小さくなるほど、屈曲時における素線１１ｃの歪みが小さくなり耐屈曲性が向上する。このため、集合撚線１１では、素線１１ｃの撚りピッチを、撚り外径Ｄ１の４７．２倍以下とすることにより耐屈曲性を向上させている。なお、４７．２倍という値は、素線１１ｃが純銅である場合により好適となる値である。すなわち、屈曲時に純銅で構成される素線１１ｃに掛かる応力を小さくでき、撚り崩れが発生し耐屈曲性が低下してしまうことを防止できる値である。

加えて、各集合撚線１１は、素線１１ｃの撚りピッチが、撚り外径Ｄ１の１０倍以上となっている。１０倍未満であると、集合撚線１１を製造する際に素線１１ｃが詰まり過ぎてしまって製造し難くなり且つ集合撚線１１のコストが高騰してしまうからである。

なお、撚り外径Ｄ１とは、図３に示すように集合撚線１１の直径に相当する値であることは言うまでもない。

さらに、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、上記のような構成の集合撚線１１のうち１本を、中心撚線１１ａとし、この中心撚線１１ａの周囲において複数本の周囲撚線１１ｂを撚ることで、複合撚線１２を構成している。

本実施形態において複合撚線１２は、集合撚線１１の撚りピッチが、層心径Ｄ２の３０倍以下となっている。ここで、複合撚線１２は、集合撚線１１の撚りピッチが小さくなるほど、屈曲時における素線１１ｃの歪みが小さくなり耐屈曲性が向上する。このため、複合撚線１２では、集合撚線１１の撚りピッチを、層心径Ｄ２の３０倍以下とすることにより耐屈曲性を向上させている。なお、３０倍という値は、素線１１ｃが純銅である場合における集合撚線１１を撚る際に好適となる値である。すなわち、屈曲時に集合撚線１１を構成する素線１１ｃに掛かる応力を小さくでき、撚り崩れが発生し耐屈曲性が低下してしまうことを防止できる値である。

加えて、複合撚線１２は、集合撚線１１の撚りピッチが、層心径Ｄ２の５倍以上となっている。５倍未満であると、複合撚線１２を製造する際に集合撚線１１が詰まり過ぎてしまって製造し難くなり且つ複合撚線１２のコストが高騰してしまうからである。

ここで、上記したように、集合撚線１１の撚りピッチは小さいほど耐屈曲性が向上するため、可能であれば５倍未満とすることも考えられる。しかし、本実施形態では素線１１ｃが純銅であるため、純銅を素線１１ｃとする場合の製造時の限界を考慮すると、層心径Ｄ２の５倍以上とする必要がある。なお、素線１１ｃがアルミニウム合金などの他の金属であれば、層心径Ｄ２の８倍が製造時の限界となってしまう。しかし、本実施形態のように素線１１ｃに純銅を用いれば、集合撚線１１の撚りピッチを、層心径Ｄ２の５倍以上８倍未満とすることができ、他の金属と比べて耐屈曲性を大きく向上させることとなる。

なお、層心径Ｄ２とは、図３に示すように集合撚線１１を撚り合わせたときの層（すなわち周囲撚線１１ｂの層）の各線心（すなわちそれぞれの周囲撚線１１ｂ）の中心を連ねる円の直径に相当する値である。

さらに、図２に示すように、集合撚線１１の撚り方向は素線１１ｃの撚り方向と同じとなっている。これにより、各集合撚線１１が他の集合撚線１１に接触するとき素線１１ｃ同士が面接触となり、素線１１ｃに局所的に力が加わり難くなって、一層耐屈曲性を向上させることができるからである。

加えて、本実施形態において耐屈曲電線１は、素線１１ｃの撚りピッチが集合撚線１１の撚りピッチ以下とされている。より具体的に耐屈曲電線１は、集合撚線１１の撚りピッチを、素線１１ｃの撚りピッチで割り込んだ値であるピッチ比率が１．００以上１．５２以下となっている。ここで、ピッチ比率が１．００以上であるため、素線に過度な締め付けが発生せず、電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。また、ピッチ比率が１．５２以下であるため、電線曲げ時に導体の撚り崩れが発生しづらく、撚り崩れが発生しないことで電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

次に、実施例及び比較例に係る耐屈曲電線１を説明する。図４は、実施例及び比較例に係る耐屈曲電線の耐屈曲性を示す表である。

まず、実施例及び比較例においては、７本の純銅からなる素線のうち１本を中心とし、その周囲に６本の素線を撚ることで集合撚線を形成した。集合撚線の撚り外径Ｄ１は０．７ｍｍとした。さらに、このような集合撚線を７本用意し、うち１本を中心撚線とし、中心撚線の周囲に６本の集合撚線（周囲撚線）を配置して撚ることにより複合撚線を形成した。複合撚線の層心径Ｄ２は１．８５ｍｍとした。

また、実施例及び比較例において素線の撚りピッチ（図４において下撚りピッチＰ１）、及び、集合撚線の撚りピッチ（本撚りピッチＰ２）を図４の表に示すようにした。

また、図４に示す屈曲回数については、円筒形マンドレル屈曲試験器を用いて、それぞれの実施例及び比較例に係る耐屈曲電線を真直ぐに伸ばした状態から、常温で−９０°から９０°の角度範囲で曲げ半径１２．５ｍｍの曲げを繰り返し行い、素線が断線したときの曲げ回数（往復回数）を測定した。なお、このときの荷重は１２００ｇであり、屈曲速度は０．５回／ｓとした。

実施例１に示す耐屈曲電線では、下撚りピッチＰ１を２３ｍｍとし、本撚りピッチＰ２を３０ｍｍとした。このため、素線の撚りピッチは撚り外径Ｄ１の３２．９倍であり、集合撚線の撚りピッチは層心径Ｄ２の１６．２倍であった。そして、このときのピッチ比率は１．３０であった。

また、実施例２に示す耐屈曲電線では、下撚りピッチＰ１を２９ｍｍとし、本撚りピッチＰ２を４０ｍｍとした。このため、素線の撚りピッチは撚り外径Ｄ１の４１．４倍であり、集合撚線の撚りピッチは層心径Ｄ２の２１．６倍であった。そして、このときのピッチ比率は１．４０であった。

さらに、実施例３に示す耐屈曲電線では、下撚りピッチＰ１を３３ｍｍとし、本撚りピッチＰ２を５０ｍｍとした。このため、素線の撚りピッチは撚り外径Ｄ１の４７．１倍であり、集合撚線の撚りピッチは層心径Ｄ２の２７倍であった。そして、このときのピッチ比率は１．５２であった。

実施例４に示す耐屈曲電線では、下撚りピッチＰ１を２３ｍｍとし、本撚りピッチＰ２を３７ｍｍとした。このため、素線の撚りピッチは撚り外径Ｄ１の３２．９倍であり、集合撚線の撚りピッチは層心径Ｄ２の２０倍であった。そして、このときのピッチ比率は１．６１であった。

また、比較例に示す耐屈曲電線では、下撚りピッチＰ１を２３ｍｍとし、本撚りピッチＰ２を２１ｍｍとした。このため、素線の撚りピッチは撚り外径Ｄ１の３２．９倍であり、集合撚線の撚りピッチは層心径Ｄ２の１１．４倍であった。そして、このときのピッチ比率は０．９０であった。

このような実施例１〜４については、耐屈曲回数がそれぞれ約２００００回、１．５２００回、１００００回、及び９０００回となり、いずれも９０００回の屈曲に耐え得るものとなった。

特にピッチ比率が１．００以上１．５２以下に収まる実施例１〜３については、いずれも１００００回の屈曲に耐え得るものとなった。

これに対して、比較例については、耐屈曲回数がそれぞれ７５００回となり、少なくとも９０００回の屈曲に耐え得ないものであるとわかった。

以上より、ピッチ比率は、１．００以上１．５２以下が好適であり、より好ましくは１．３０以上１．４０以下が良いことがわかった。

このようにして、本実施形態に係る耐屈曲電線１によれば、集合撚線１１それぞれは、素線１１ｃの撚りピッチＰ１が、撚り外径Ｄ１の１０倍以上４７．２倍以下であるため、１０倍未満のように製造し難くなり且つコストが高騰してしまう事態を抑えつつ、４７．２倍を超える場合のように、屈曲時に素線１１ｃに掛かる応力が大きくなって撚り崩れが発生し耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

さらに、集合撚線１１の撚りピッチＰ２が、層心径Ｄ２の５倍以上３０倍以下であるため、５倍未満のように製造し難くなり且つコストが高騰してしまう事態を抑えつつ、３０倍を超える場合のように、屈曲時に集合撚線１１を構成する素線１１ｃに掛かる応力が大きくなって撚り崩れが発生し耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

加えて、素線１１ｃの撚りピッチＰ１は集合撚線１１の撚りピッチＰ２以下とされているため、素線に過度な締め付けが発生せず、電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

このように、耐屈曲電線１は、素線１１ｃと集合撚線１１との撚りピッチＰ１，Ｐ２に基づいて耐屈曲性が向上するため、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線１を提供することができる。

また、集合撚線１１の撚りピッチＰ２を、素線１１ｃの撚りピッチＰ１で割り込んだ値であるピッチ比率が１．００以上１．５２以下である。ピッチ比率が１．００以上であるため、素線１１ｃに過度な締め付けが発生せず、電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。また、ピッチ比率が１．５２以下であるため、電線曲げ時に導体の撚り崩れが発生しづらく、撚り崩れが発生しないことで電線曲げ時に局所的に応力が集中することを防ぎ、耐屈曲性が低下してしまう事態を防止することができる。

また、素線１１ｃの撚り方向と集合撚線１１の撚り方向とが同じであるため、各集合撚線１１が他の集合撚線１１に接触するとき素線１１ｃ同士が面接触となり、素線１１ｃに局所的に力が加わり難くなることから、断線の可能性を一層低減して耐屈曲性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るワイヤハーネスＷＨによれば、耐屈曲電線１を含むワイヤハーネスＷＨであるため、耐屈曲性に優れ例えばスライドドアなど繰り返し屈曲されてしまう部位に用いられるワイヤハーネスＷＨとして好適なものを提供することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。

例えば、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、１本の中心となる素線１１ｃの周囲に設けられる複数本の素線１１ｃとを撚ることにより、集合撚線１１を構成しているが、これに限らず、中心となる素線１１ｃが存在せず、複数本の素線１１ｃを撚って集合撚線１１を構成してもよい。

同様に、本実施形態に係る耐屈曲電線１では、１本の中心となる中心撚線１１ａの周囲に設けられる複数本の周囲撚線１１ｂとを撚ることにより、複合撚線１２を構成しているが、これに限らず、中心撚線１１ａが存在せず、複数本の集合撚線１１を撚って複合撚線１２を構成してもよい。

１：耐屈曲電線
１０：導体部
１１：集合撚線
１１ａ：中心撚線
１１ｂ：周囲撚線
１１ｃ：素線
１２：複合撚線
２０：絶縁体
Ｃ：コネクタ
Ｄ１：撚り外径
Ｄ２：層心径
Ｐ１：下撚りピッチ
Ｐ２：本撚りピッチ
Ｗ：電線
ＷＨ：ワイヤハーネス

Claims

導電性の素線を複数本撚ることにより形成される集合撚線を更に複数本撚って形成される複合撚線を導体部とする耐屈曲電線であって、
前記集合撚線それぞれは、前記素線の撚りピッチが、撚り外径の１０倍以上４７．２倍以下であり、
前記複合撚線は、前記集合撚線の撚りピッチが、層心径の５倍以上３０倍以下であり、
前記素線の撚りピッチは前記集合撚線の撚りピッチ以下とされている
ことを特徴とする耐屈曲電線。
前記集合撚線の撚りピッチを、前記素線の撚りピッチで割り込んだ値であるピッチ比率が１．００以上１．５２以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の耐屈曲電線。
前記素線の撚り方向と、前記集合撚線の撚り方向とが同じである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の耐屈曲電線。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の耐屈曲電線を含む
ことを特徴とするワイヤハーネス。