JP2016213007A - Electric cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気機器内や車両内の配線等に用いられる電気ケーブルに関する。 The present invention relates to an electric cable used for wiring in an electric device or a vehicle.
例えば、特許文献1には、導体の外周を難燃剤を含む絶縁樹脂からなる絶縁体で被覆し、該絶縁体の外周に金属編組からなるシールド導体を配し、さらに該シールド導体の外周を絶縁樹脂からなる外被で被覆した電気ケーブルが開示されている。
For example, in
特許文献1に開示の電気ケーブルにおいては、熱サイクルにかけられることにより、シールド導体を構成する金属編組が破断してしまう場合がある。これは、温度変動によって絶縁体が伸縮して、絶縁体の周囲を被覆する金属編組が該絶縁体の伸縮の影響を受けて座屈してしまうためと考えられる。
In the electric cable disclosed in
本発明は、熱サイクルにかけられても金属編組が破断することのない電気ケーブルの提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an electric cable in which a metal braid does not break even when subjected to a thermal cycle.
本発明による電気ケーブルは、
断面積が20mm2以上である中心導体と、
前記中心導体の外周に押出被覆された絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の周囲に巻き付けられた樹脂テープと、
前記樹脂テープの周囲を覆う金属細線の編組と、
前記金属細線の編組の周囲に被覆された外被と、を備え、
電気ケーブル径/中心導体径が1.40以上1.77以下であり、
前記絶縁樹脂層の2%セカントモジュラスが10MPa以上50MPa以下である。
The electrical cable according to the present invention comprises:
A central conductor having a cross-sectional area of 20 mm 2 or more;
An insulating resin layer extrusion coated on the outer periphery of the central conductor;
A resin tape wound around the insulating resin layer;
A braid of fine metal wires covering the periphery of the resin tape;
A jacket coated around the braid of the fine metal wire,
Electric cable diameter / center conductor diameter is 1.40 or more and 1.77 or less,
The insulating resin layer has a 2% secant modulus of 10 MPa to 50 MPa.
本発明によれば、熱サイクルにかけられても金属細線の編組が破断することのない電気ケーブルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric cable in which a braid of fine metal wires does not break even when subjected to a thermal cycle.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る電気ケーブルは、
(1)断面積が20mm2以上である中心導体と、
前記中心導体の外周に押出被覆された絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の周囲に巻き付けられた樹脂テープと、
前記樹脂テープの周囲を覆う金属細線の編組と、
前記金属細線の編組の周囲に被覆された外被と、を備え、
電気ケーブル径/中心導体径が1.40以上1.77以下であり、
前記絶縁樹脂層の2%セカントモジュラスが10MPa以上50MPa以下である。
この構成によれば、熱サイクルにかけられても金属細線の編組(以下、金属編組)が破断することのない電気ケーブルを提供することができる。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
An electric cable according to an embodiment of the present invention is
(1) a central conductor having a cross-sectional area of 20 mm 2 or more;
An insulating resin layer extrusion coated on the outer periphery of the central conductor;
A resin tape wound around the insulating resin layer;
A braid of fine metal wires covering the periphery of the resin tape;
A jacket coated around the braid of the fine metal wire,
Electric cable diameter / center conductor diameter is 1.40 or more and 1.77 or less,
The insulating resin layer has a 2% secant modulus of 10 MPa to 50 MPa.
According to this configuration, it is possible to provide an electric cable in which a braid of thin metal wires (hereinafter, metal braid) is not broken even when subjected to a heat cycle.
(2)前記樹脂テープの線膨張係数が、前記絶縁樹脂層の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、絶縁樹脂層に比べて熱収縮しにくい樹脂テープを用いることで、金属編組が絶縁樹脂層の伸縮の影響を受けにくくなる。
(2) It is preferable that the linear expansion coefficient of the resin tape is smaller than the linear expansion coefficient of the insulating resin layer.
According to this configuration, the metal braid is less susceptible to the expansion and contraction of the insulating resin layer by using the resin tape that is less likely to heat shrink than the insulating resin layer.
(3)前記樹脂テープの重なり幅が、前記樹脂テープのテープ幅の1/4以上1/2以下であることが好ましい。
この構成によれば、金属編組への絶縁層の食い込みを十分に防止することができる。
(3) It is preferable that the overlap width of the resin tape is ¼ or more and ½ or less of the tape width of the resin tape.
According to this configuration, it is possible to sufficiently prevent the insulating layer from biting into the metal braid.
(4)前記金属細線は、軟銅線から構成されることが好ましい。
この構成によれば、金属編組の破断をより確実に防止することができる。
(4) It is preferable that the said metal fine wire is comprised from an annealed copper wire.
According to this configuration, breakage of the metal braid can be prevented more reliably.
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る電気ケーブルの概略を説明する。図1は、本実施形態に係る電気ケーブル1の例を示している。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, the outline of the electric cable according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an
本実施形態に係る電気ケーブル1は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車内のモータやインバータ等の電源系統の配線に用いられる。
図1に示すように、電気ケーブル1は、中心導体11と、絶縁層12と、樹脂テープ13と、金属編組14と、外被15とを備えている。
The
As shown in FIG. 1, the
中心導体11は、導体断面積が20SQ(20mm2)以上、例えば50mm2程度である。中心導体11は、単線または複数本の素線を撚り合わせた撚線で形成されている。中心導体11は、銅、軟銅、銀、ニッケルめっき軟銅、錫めっき軟銅等の、一般に汎用されている導体材料から構成されている。なお、撚線で形成する場合は、素線径が0.18mm〜0.5mm程度のものが用いられる。
The
中心導体11の周囲には、ポリオレフィン系の樹脂をベース樹脂とした絶縁層12が被覆されている。絶縁層12のベース樹脂であるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(L−LDPE)等の他、樹脂に柔軟性を付与すべくα−オレフィン以外の他の極性を有するモノマーを導入した、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン−メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等の共重合体も使用することができる。そして、上記のベース樹脂に難燃剤、酸化防止剤や架橋剤等の添加剤を添加して中心導体11の外周に絶縁層12として押出成形(押出被覆)される。
Around the
絶縁層12は、押出成形によって中心導体11の外面に略均一の厚さで被覆される。絶縁層12の厚さは、1.0mm以上であることが好ましい。また、絶縁被覆としての絶縁層12は、比較的温度の高い環境下で外力を受けた際に変形して電気絶縁性が低下したりするのを防止すべく、その耐熱変形性を向上するために、中心導体11の周囲に被覆された後に、電離放射線(γ線や電子線など)の照射や過酸化物架橋、シラン架橋などの化学架橋によって架橋処理される。なお、本実施形態の電気ケーブル1は、架橋してもしなくてもよいが、架橋することにより抗張力、耐熱性が向上するので好ましい。また、絶縁層12を架橋することにより、後述するセカントモジュラス(2%セカントモジュラス)は数%〜数10%上昇する。
The
絶縁層12のベース樹脂に用いるポリオレフィン系樹脂のうちでも、特に、EEAを用いるのが好ましい。EEAは、これに含まれるエチルアクリレート(EA)により結晶化度が小さくなり、本用途に好ましい高い柔軟性が得られ、また、EEAは熱分解開始温度が300℃と高く、ポリオレフィン系樹脂の中では長期老化耐熱性が高く、通電時に発熱する電気ケーブルとして長期に使用するには好ましい。また、燃焼時に炭化層を形成しやすく、炭化層によって酸素が遮蔽され燃焼が阻害されるため、難燃剤の添加量を少なくして、低比重で高難燃性を実現しやすい。なお、コポリマーの含有率は23重量%以上とするのが好ましく、これより小さいと結晶度が大きく柔軟性が低下する。また、絶縁層12がオレフィンと極性を有するコモノマーの共重合体、または、この共重合体と、オレフィンとαオレフィン共重合体との混合物であってもよい。
Among the polyolefin-based resins used for the base resin of the
絶縁層12の周囲には、樹脂テープ13が巻き付けられている。樹脂テープ13は、樹脂テープ13同士が重なり合うように螺旋状に巻き付けられることが好ましい。樹脂テープ13同士の重なり幅は、樹脂テープ13のテープ幅の1/4以上1/2以下、好ましくは1/3程度である。樹脂テープ13としては、特に、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂からなるPETテープを用いることが好ましい。PETの線膨張係数(例えば、2×10−5/℃)は、絶縁層12を構成するEVA等の樹脂材料の線膨張係数(例えば、16〜20×10−5/℃)よりも小さい。そのため、PETテープからなる樹脂テープ13は、熱サイクルにかけても絶縁層12より変形しにくい。また、PETの2%セカントモジュラス(例えば、200MPa)は、EVAの2%セカントモジュラス(例えば、20MPa)よりも大きいため、絶縁層12の伸縮の影響を受けにくい。本実施形態においては、このようなPETテープからなる樹脂テープ13を絶縁層12と金属編組14との間に介在させることにより、樹脂テープ13が主に緩衝材として機能している。
A
樹脂テープ13の周囲には、金属細線を編組して形成した金属編組14が配されている。金属編組14を構成する金属細線としては、柔軟性に優れた軟銅線を用いることが好ましい。柔軟性に優れた軟銅線を用いることで、金属編組14を作製する際の損傷を防ぐことができる。なお、金属細線にメッキ処理を施してハンダ付け容易で銅害が少ない金属編組14を作製してもよい。
Around the
金属編組14の周囲は、外被15で覆われている。外被15は、絶縁層12と同じ樹脂材料により構成されていればよい。外被15は、押出成形(押出被覆)によって金属編組14の外面に略均一の厚さで被覆される。外被15の厚さは、少なくとも0.8mm以上であることが好ましい。外被15は、押出成形された上に架橋処理されてもよい。
The periphery of the
本実施形態に係る電気ケーブル1は、図1に示すように、中心導体11の外径をD1とし、絶縁層12の外径をD2とし、外被15の外径をD3としたとき、導体外径D1に対する外被外径D3の比(D3/D1)が1.40以上1.77以下の範囲にあるケーブルを対象とする。また、導体外径D1に対する絶縁層外径D2の比(D2/D1)が1.15以上1.40以下の範囲にあることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the
また、本実施形態に係る電気ケーブル1は、絶縁層12および外被15の少なくとも一つの絶縁体部分の2%セカントモジュラスを10MPa以上50MPa以下とすることが好ましい。2%セカントモジュラスを50MPa以下とすることで、電気ケーブル1に柔軟性と取り回し性をもたせている。2%セカントモジュラスを10MPa以上としたのは、この値より小さいと、電気ケーブル1を押出後巻取る際に変形し、所定の外径とならずに外径不安定となるからである。なお、2%セカントモジュラスは、次の方法で測定する。電気ケーブルから絶縁層を剥離して長さ100mmの試験片を作製する。そして、この試験片を、インストロン引張試験機を用いて引張速度50mm/分の速度で長さ方向に引っ張った際の2%伸長時の抗張力を測定し、それを50倍して2%セカントモジュラス(kg/mm2(1kg/mm2=9.8MPa))とする。
Further, in the
本実施形態においては、ケーブル外径/導体外径の値に注目して、断面積が20mm2以上の中心導体11の周囲を、絶縁層12、樹脂テープ13、金属編組14および外被15をこの順で被覆し、電気ケーブル径/導体径が1.15以上1.40以下とした電気ケーブル1について、絶縁層12の2%セカントモジュラスが10MPa以上50MPa以下とすれば、柔軟性の良好な電気ケーブル1が得られる。
In this embodiment, paying attention to the value of the cable outer diameter / conductor outer diameter, the insulating
<評価>
ここで、以下の例1〜例3に対して熱サイクル試験を行った。例1は本実施形態に係る電気ケーブル1の一例を示し、例2および例3は比較例に係る電気ケーブルを示している。表1に例1〜例3の電気ケーブルの具体的な構成を示す。
<Evaluation>
Here, a thermal cycle test was performed on the following Examples 1 to 3. Example 1 shows an example of the
表1に示すように、例1においては、絶縁層の周囲にPETテープからなる樹脂テープを巻き付けることにより、絶縁層と金属編組との間に樹脂テープを介在させた。一方、例2および例3においては、絶縁層と金属編組との間に樹脂テープを介在させることなく、絶縁層の周囲に金属編組を直接配した。なお、例3においては、例1および例2の編組密度(90%)よりも高い編組密度(95%)で編組した金属編組を用いた。 As shown in Table 1, in Example 1, the resin tape was interposed between the insulating layer and the metal braid by winding a resin tape made of PET tape around the insulating layer. On the other hand, in Examples 2 and 3, the metal braid was directly disposed around the insulating layer without interposing a resin tape between the insulating layer and the metal braid. In Example 3, a metal braid braided at a braid density (95%) higher than that of Example 1 and Example 2 (90%) was used.
上記のように構成された例1〜例3に係る電気ケーブルに対して、温度変動が短時間で切り替わる熱サイクル試験を実施することにより、金属編組の破断の有無を評価した。熱サイクル試験は、−40℃から150℃への温度変化を5分で行い、このサイクルを1000回繰り返したものである。
この熱サイクル試験の結果、例1に係る電気ケーブルにおいては、金属編組の破断や損傷は確認されなかった。一方、例2および編組密度を上げた例3に係る電気ケーブルにおいては、金属編組が破断したことが確認された。
また、中心導体の断面積が20mm2とした場合も、絶縁層と金属編組との間に樹脂テープを介在させた例では金属編組の破断や損傷は確認されず、絶縁層と金属編組との間に樹脂テープを介在させなかった例では金属編組が破断した。
The electric cable according to Examples 1 to 3 configured as described above was subjected to a thermal cycle test in which the temperature change was switched in a short time, thereby evaluating whether or not the metal braid was broken. In the thermal cycle test, the temperature change from −40 ° C. to 150 ° C. was performed in 5 minutes, and this cycle was repeated 1000 times.
As a result of this thermal cycle test, no breakage or damage of the metal braid was confirmed in the electric cable according to Example 1. On the other hand, in the electric cable according to Example 2 and Example 3 in which the braid density was increased, it was confirmed that the metal braid was broken.
Further, even if the cross-sectional area of the center conductor was 20 mm 2, the breaking and damage of the metal braid in the example is interposed resin tape between the insulating layer and the metal braid is not confirmed, the insulating layer and the metal braid In an example in which no resin tape was interposed, the metal braid broke.
以上から、本実施形態にかかる電気ケーブル1のように、絶縁層12と、金属編組14との間に、例えばPETテープからなる樹脂テープ13を介在させると、温度変動により絶縁層12が伸縮した場合であっても、樹脂テープ13がいわゆる緩衝材となり、金属編組14は絶縁層12の伸縮の影響を受けにくくなる。そのため、金属編組14を構成する金属細線が座屈することなく、熱サイクルにかけても金属編組14が破断しない電気ケーブル1を提供することができる。
なお、本実施形態にかかる電気ケーブル1としては、中心導体11の断面積が20mm2以上であり、電気ケーブル径/中心導体径が1.40以上1.77以下であり、絶縁層12の2%セカントモジュラスが10MPa以上50MPa以下であるものを用いている。中心導体11の断面積が20mm2以上なので、金属編組14を有する電気ケーブル1の外径は10mmを超え、熱による絶縁層12の伸縮が大きく金属編組14が切れ易くなるが、本実施形態の構成により、金属編組14が切れにくい。さらに電気ケーブル1の柔軟性を十分に確保することができ、狭いスペース内での配線作業(取り回し)を容易にし、曲げ半径の低減等による省スペース化が可能となる。
From the above, when the
In the
また、本実施形態においては、樹脂テープ13の線膨張係数が、絶縁層12の線膨張係数よりも小さくなるように、絶縁層12および樹脂テープ13の材料を選択することが好ましい。絶縁層12に比べて熱収縮しにくい樹脂テープ13を用いることで、金属編組14が絶縁層12の伸縮の影響をさらに受けにくくなり、金属編組14の破断を確実に防止することができる。
In the present embodiment, it is preferable to select materials for the insulating
また、樹脂テープ13の重なり幅が、樹脂テープ13のテープ幅の1/4以上1/2以下であることが好ましい。電気ケーブル1を曲げた場合に樹脂テープ13が開くので、その場合でも絶縁層12の伸縮の影響が金属編組14に及ばないようにするためには、樹脂テープ13の重なり幅が1/4以上であることが好ましい。樹脂テープ13の重なり幅が1/2を超えても絶縁層12の伸縮の影響を金属編組14に及ぼさなくする効果は飽和し、樹脂テープ13の重なり幅を大きくするために電気ケーブル1の生産性が落ちることや、電気ケーブル1が固くなるなどの不利益が生じるので、樹脂テープ13の重なり幅を1/2以下とするのが好ましい。
The overlapping width of the
また、金属編組14を構成する金属細線は、軟銅線から構成されることが好ましい。伸び率が高く柔軟性に優れた軟銅線を用いることで、金属編組14の破断をより確実に防止することができる。
Moreover, it is preferable that the metal fine wire which comprises the
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。 While the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members described above are not limited to the above-described embodiments, and can be changed to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1:電気ケーブル
11:中心導体
12:絶縁層
13:樹脂テープ
14:金属編組(編組)
15:外被
1: Electric cable 11: Central conductor 12: Insulating layer 13: Resin tape 14: Metal braid (braid)
15: Jacket
Claims (4)
前記中心導体の外周に押出被覆された絶縁層と、
前記絶縁層の周囲に巻き付けられた樹脂テープと、
前記樹脂テープの周囲を覆う金属細線の編組と、
前記金属細線の編組の周囲に被覆された外被と、を備え、
電気ケーブル径/中心導体径が1.40以上1.77以下であり、
前記絶縁層の2%セカントモジュラスが10MPa以上50MPa以下である、電気ケーブル。 A central conductor having a cross-sectional area of 20 mm 2 or more;
An insulating layer extrusion coated on the outer periphery of the central conductor;
A resin tape wound around the insulating layer;
A braid of fine metal wires covering the periphery of the resin tape;
A jacket coated around the braid of the fine metal wire,
Electric cable diameter / center conductor diameter is 1.40 or more and 1.77 or less,
The electric cable having a 2% secant modulus of the insulating layer of 10 MPa to 50 MPa.
Priority Applications (1)
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JP2015093884A JP2016213007A (en) | 2015-05-01 | 2015-05-01 | Electric cable |
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JP2015093884A JP2016213007A (en) | 2015-05-01 | 2015-05-01 | Electric cable |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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---|---|---|---|
JP2015093884A Pending JP2016213007A (en) | 2015-05-01 | 2015-05-01 | Electric cable |
Country Status (1)
Country | Link |
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2015
- 2015-05-01 JP JP2015093884A patent/JP2016213007A/en active Pending
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