JP2017188484A - 被覆電線及び束電線 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の円形導体用の圧着端子やワイヤシールを利用することができると共に、既存の断面円形状の被覆電線を使用して束ねた際に外径を小さくして省スペース化を図ることができ、汎用性が高く安価に製造可能な被覆電線、束電線及びその製造方法を提供する。【解決手段】被覆電線１は、導電材からなる芯線４が絶縁材からなる被覆５に覆われてなり、長手方向の少なくとも一方の端部２の断面形状が円形状であり、端部２以外の主要部分３の断面形状が非円形状である。束電線１０は、この被覆電線１が複数束ねられてなり、長手方向の少なくとも一方の端部１２における各被覆電線１の個別断面形状が円形状であり、端部１２以外の主要部分１３の各被覆電線１の個別断面形状が非円形状である。【選択図】図３

Description

この発明は、導電材からなる芯線が絶縁材からなる被覆に覆われた被覆電線、この被覆電線を複数束ねた束電線、及びこの束電線の製造方法に関する。

複数の被覆電線を束ねて束電線やケーブルを製造するものとして、例えば扇形導体に架橋ポリエチレン及びプラスチックシースを被覆した扇形架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの三本を全体の断面形状が円形状に仕上がるように撚り合わせた後に、撚り合わせた状態のまま加熱して形状を記憶させるアニール処理を行って製造する方法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開平１０−２２３０７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の製造方法では、撚り合わされる各電力ケーブルが扇形導体からなるため、撚り合わせた際の外径を円形導体と比べて小さくすることはできるが、扇形導体の形状や大きさに合わせた専用の圧着端子やワイヤシールを個別に用意する必要があるため、コストが掛かり汎用性が乏しいという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、既存の円形導体用の圧着端子やワイヤシールを利用することができると共に、既存の断面円形状の被覆電線を使用して束ねた際に外径を小さくして省スペース化を図ることができ、汎用性が高く安価に製造可能な被覆電線、束電線及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る被覆電線は、導電材からなる芯線が絶縁材からなる被覆に覆われた被覆電線であって、長手方向の少なくとも一方の端部の断面形状が円形状であり、前記端部以外の部分の断面形状が非円形状であることを特徴とする。

本発明に係る被覆電線によれば、長手方向の少なくとも一方の端部の断面形状が円形状であり、端部以外の部分の断面形状が非円形状であるので、複数束ねた束電線の形態では、既存の円形導体を有する一般的な電線に比べて全体の外径を小さくすることができる。従って、端部以外の部分の配索スペース等の省スペース化を図ることができる。

本発明の一実施形態においては、前記端部以外の部分の断面形状は扇形状である。これにより、被覆電線を三本まとめた場合に最小外径の断面円形状にまとめることができる。

本発明に係る束電線は、上記記載の被覆電線が複数束ねられてなる束電線であって、長手方向の少なくとも一方の端部における各被覆電線の個別断面形状が円形状であり、前記端部以外の部分の前記各被覆電線の個別断面形状が非円形状であることを特徴とする。

本発明に係る束電線によれば、長手方向の少なくとも一方の端部の各被覆電線の個別断面形状が円形状であるので、既存の断面円形状の一般的な電線に用いられる円形導体用の圧着端子やワイヤシールを利用することができると共に、端部以外の部分の各被覆電線の
個別断面形状が非円形状であるので、束ねた際に一般的な電線を束ねた場合と比べて全体の外径を小さくすることができる。

本発明の一実施形態においては、前記端部以外の部分の前記各被覆電線が全体断面形状が円形状となるように撚り合わされている。これにより、端部以外の部分の外径を小さくしつつ解かれ難い構造とすることができる。

本発明に係る束電線の製造方法は、導電材からなる芯線が絶縁材からなる被覆に覆われて断面形状が円形状となるように形成された被覆電線を複数束ねて束電線を形成する第１工程と、前記束電線を加熱及び加圧して各被覆電線の個別断面形状が非円形状となると共に前記束電線の全体断面形状が円形状となるように第１整形することと、前記束電線を部分的に加圧又は加熱せずに前記各被覆電線の個別断面形状が円形状となると共に前記束電線の全体断面形状が円形の組み合わせ形状となるように第２整形することとを連続的に繰り返し行う第２工程とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る束電線の製造方法によれば、上記記載の作用効果を奏する束電線を連続的に製造することができる。

本発明の一実施形態においては、前記第２工程では、前記束電線をヒータにより加熱しつつローラにより加圧して前記第１整形を行うと共に、前記ローラにより加圧しないことで前記第２整形を行う。

本発明の他の実施形態においては、前記第２工程では、前記束電線をヒータにより加熱しつつローラにより加圧して前記第１整形を行うと共に、前記ヒータにより加熱せずに前記ローラにより加圧して前記第２整形を行う。

本発明の更に他の実施形態においては、前記第２工程の後に、前記束電線の前記第２整形された箇所の長手方向中間部を切断する後工程を備える。

本発明によれば、既存の円形導体用の圧着端子やワイヤシールを利用することができると共に、既存の断面円形状の被覆電線を使用して束ねた際に外径を小さくして省スペース化を図ることができ、汎用性が高く安価に製造可能な被覆電線、束電線及びその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る被覆電線を示す斜視図である。 同被覆電線にワイヤシールを取り付けた状態を示す斜視図である。 同被覆電線を束ねた他の実施形態に係る束電線を示す説明図である。 図３のＡ−Ａ’線断面図である。 束電線の端末部が装着されたコネクタを示す斜視図である。 図５のＢ−Ｂ’線断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る束電線の製造方法による製造工程を示すフローチャートである。 製造工程の一例の説明図である。 製造工程の一部変形例の説明図である。 製造工程の他の例の説明図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施形態に係る被覆電線、束電線及びその製
造方法を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る被覆電線を示す斜視図、図２は被覆電線にワイヤシールを取り付けた状態を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る被覆電線１は、銅、アルミニウムなどの導電材からなる芯線４が絶縁樹脂などの絶縁材からなる被覆５に覆われた構造を備えている。被覆電線１は、長手方向の少なくとも一方の端部２の断面形状が円形状であり、端部２以外の部分（以下、「主要部分」と呼ぶ。）３の断面形状が非円形状の例えば扇形状となるように形成されている。

ここで、扇形或いは扇形状とは、一つの円弧部とその両端を通る二つの半径部とで囲まれた形状をいう。二つの半径部が成す角度は必ずしも１８０°未満とは限らず、半円形でもよい。また、主要部分３の断面は厳密な扇形ではなく、ほぼ扇形であればよい。

このように構成された被覆電線１は、図２に示すように、端部２においては断面形状が円形状であるので、例えば被覆電線１を挿通するための円形の挿通穴８が形成された既存のワイヤシール９を取り付けたり、図示しない既存の円形導体用の圧着端子を被覆電線１の芯線４に圧着接続したりして利用することができる。

また、主要部分３においては断面形状が扇形状であるので、被覆電線１を複数束ねた束電線の形態では、既存の円形導体を有する一般的な電線に比べて全体の外径を小さくすることができる。従って、主要部分３の配索スペース等の省スペース化を図ることができる。

なお、例えば芯線４の導電材を銅ではなくアルミニウムにより構成すると、被覆電線１の軽量化が図れるが、この場合は芯線４の導電率が低くなってしまうため、銅と同様の導電率を有する被覆電線を形成しようとすると芯線４のサイズが大きくなってしまう。しかし、本実施形態によれば、束ねたときの全体の外径を小さくすることができるので、電線全体の大型化を抑制することができる。

図３は、上記実施形態に係る被覆電線１を束ねた他の実施形態に係る束電線を示す斜視図、図４は図３のＡ−Ａ’線断面図である。また、図５は、束電線の端末部が装着されたコネクタを示す斜視図、図６は図５のＢ−Ｂ’線断面図である。図３及び図４に示すように、本実施形態に係る束電線１０は、先の実施形態の被覆電線１を複数（例えば、三本）束ねて構成されている。

なお、束電線１０の束ねる態様は、各被覆電線１の軸心Ｐが平行配置されるように束ねられてもよいが、本例では図示のように各被覆電線１の軸心Ｐが螺旋状配置されるように撚り合わされて束ねられているとする。束電線１０は、例えば両端部１２と、これら両端部１２以外の部分（主要部分）１３とを備えている。

束電線１０は、長手方向の両端部１２における各被覆電線１の個別断面形状が円形状であり、主要部分１３の各被覆電線１の個別断面形状が非円形状の扇形状となっていると共に、図４に示すように、この主要部分１３の全体断面形状が円形状となるように各被覆電線１が撚り合わされている。なお、端部１２は長手方向の一方にのみ設けられていてもよい。上記のように、本例においては、束電線１０が三本の被覆電線１を撚り合わせて束ねてなるため、一つの被覆電線１における扇形状の二つの半径部が成す角度は約１２０°となっている。

このように構成された束電線１０は、上記被覆電線１と同様に、端部１２の各被覆電線１の個別断面形状が円形状であるので、既存の断面円形状の一般的な電線に用いられる円
形導体用の圧着端子やワイヤシールを利用することができる。これと共に、端部１２以外の主要部分１３の各被覆電線１の個別断面形状が非円形状であり、且つ全体断面形状が円形状であるので、上記のような一般的な電線を束ねた場合と比べてその外径を小さくする（最小外径とする）ことができる。
また、各被覆電線１が撚り合わされ束ねられているため、各被覆電線１同士の離間が抑制されて最小外径を維持できるとともに、束電線１０の湾曲にも対応できる。

なお、本実施形態に係る束電線１０は、図５及び図６に示すように、個別断面形状が円形状の端部１２の各被覆電線１に合わせて、既存の円形導体を有する一般的な電線用のコネクタ１００にその端末部を接続することが可能である。ここで、コネクタ１００について説明する。

コネクタ１００は、束電線１０の端部１２側において、それぞれ解かれた状態の各被覆電線１の端末部の先端をまとめて内部に収容するように束電線１０に取り付けられ、図示しない相手方のコネクタや筐体等に接続されるものである。コネクタ１００は、各被覆電線１の芯線４に圧着接続された既存の圧着端子３９をそれぞれ収容する複数の端子収容孔３７が並設された樹脂成形部材からなるコネクタハウジング３１を備える。

また、コネクタ１００は、このコネクタハウジング３１にフランジ状に形成され、上記相手方のコネクタや筐体等に形成された螺子穴にねじ止めにより取り付けるための穴部３２ａが複数形成されたコネクタハウジング固定部３２を備える。そして、コネクタハウジング固定部３２の先端面側に形成された溝内には、コネクタハウジング３１の端子収容孔３７の先端側に露出する圧着端子３９と、相手方のコネクタや筐体等に設けられた接続端子との接続箇所を、外部から水密にシールするための角丸矩形リング状のパッキン３３が備えられている。

コネクタハウジング３１には、圧着端子３９を内部に固定収容する端子収容孔３７と、この端子収容孔３７の後端側に連通する電線挿通穴３８とが設けられている。電線挿通穴３８は、圧着端子３９と芯線４との圧着箇所を含む被覆電線１の先端側が挿通される先方電線挿通穴３８Ａ及びこれよりも大径の後方電線挿通穴３８Ｂにより構成され、これらの間には段差面３８ａが設けられている。

なお、後方電線挿通穴３８Ｂには、既存の円筒状のワイヤシール９が装着された被覆電線１が挿通される。このように、コネクタハウジング３１の電線挿通穴３８には、圧着端子３９が接続されワイヤシール９が装着された被覆電線１が挿通される。束電線１０の主要部分１３の端部１２との境界近傍には、撚り合わせて束ねた状態を保持させるための樹脂製の環状の押さえ具３６が取り付けられている。

ワイヤシール９は、例えばエラストマー等の弾性体からなり、コネクタハウジング３１の後方電線挿通穴３８Ｂ内において、段差面３８ａとエンドカバー３４との間に挟まれて配置され、コネクタハウジング３１と被覆電線１の外周面６との間を水密に封止するものである。エンドカバー３４は、例えば樹脂成形部材からなり、コネクタハウジング３１の後端側に電線挿通穴３８を被覆電線１と共に塞ぐように装着される。

このように、コネクタ１００には、端部１２の各被覆電線１の断面形状が円形である本実施形態に係る束電線１０を用いることで、既存の圧着端子３９やワイヤシール９を利用することができるようになるので、汎用性が高く、安価に製造可能で、また束電線１０の主要部分１３の外径は小さいので、配索スペース等の省スペース化を図ることができる。

次に、上記のような束電線１０の製造方法について説明する。
図７は、本発明の更に他の実施形態に係る束電線の製造方法による製造工程を示すフローチャート、図８は製造工程の一例の説明図である。図７に示すように、まず、断面形状が円形状となる丸形被覆電線を別途作製して準備しておく（ステップＳ１００）。

次に、図８に示すように、作製された丸形被覆電線１Ａが巻き取られたリールドラム４０から所望数の丸形被覆電線１Ａを撚り合わせ機４１に送り出し、この撚り合わせ機４１で各丸形被覆電線１Ａを束ねて束電線１０の原型を形成する（ステップＳ１０２）。その後、束電線１０はヒータ４２に送り出されて加熱された後に、加熱された束電線１０に対して可動式ローラ４３が移動して接触することにより加圧する第１整形と、可動式ローラ４３が移動して非接触となることにより加圧しない第２整形とが連続的に繰り返し行われる（ステップＳ１０４）。

すなわち、第１整形においてはヒータ４２による加熱と可動式ローラ４３による加圧とが行われて、各丸形被覆電線１Ａの個別断面形状が非円形状の扇形状となると共に束電線１０の全体断面形状が円形状となるように束電線１０が変形されて、主要部分１３が作製される。

一方、第２整形においてはヒータ４２による加熱は行われるが可動式ローラ４３による加圧は行われないので、各丸形被覆電線１Ａの個別断面形状が円形状となると共に束電線１０の全体断面形状が円形の組み合わせ形状であるトリプレックス状となるように束電線１０が変形されず、端部１２部分が作製される。なお、第１整形及び第２整形の実施時間は、求められる束電線１０の全長における端部１２の部分長さと主要部分１３の長さとによって適宜設定される。

そして、第１整形と第２整形とが繰り返し行われた後の束電線１０は、空冷部４４に通されて所定時間冷却された後、エンドドラム４５に巻き取られる。最後に、後工程が行われて（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連の製造工程が終了する。

ステップＳ１０６の後工程においては、図示は省略するが、例えば端部１２部分と主要部分１３とが交互に形成されてエンドドラム４５に巻き取られた束電線１０をエンドドラム４５から引き出し、第２整形された箇所である端部１２部分を、例えば長手方向の中間部で切断することが行われる。このようにすれば、図３に示したような両端部１２及び主要部分１３を有する束電線１０を量産することができる。

なお、後工程においては、切断した後の端部１２における芯線４に既存の圧着端子を圧着接続したり被覆５の外周に既存のワイヤシールを取り付けたり、上述したようなコネクタ１００を端部１２に取り付けたりすることが行われてもよい。また、図９は製造工程の一部変形例の説明図であり、上記可動式ローラ４３の代わりに、図９に示すような回転式ローラ４６を用いて、第１整形と第２整形とを連続的に繰り返し行うようにしてもよい。

回転式ローラ４６は、いわゆる板カムのような構造を備え、図９に示すように、第１整形用面４７と第２整形用面４８とが形成されており、加熱された束電線１０に対して第１整形用面４７が接触しているときは加圧が行われるが、第２整形用面４８が接触しているときは加圧されないように構成されている。このような回転式ローラ４６を用いても、可動式ローラ４３を用いた場合と同様に束電線１０を製造することができる。

その他、束電線１０は、次にように製造することもできる。
図１０は、束電線の製造方法による製造工程の他の例を説明するための図である。
図１０に示すように、リールドラム４０から撚り合わせ機４１に送り出されて束ねられた各丸形被覆電線１Ａからなる束電線１０に対しては、可動式ヒータ５０に送り出されて
可動式ヒータ５０が接近することにより加熱された後にローラ５１が接触することにより加圧される第１整形と、可動式ヒータ５０が離れることにより加熱されずにローラ５１が接触することにより加圧される第２整形とが連続的に繰り返し行われる。

すなわち、第１整形においては可動式ヒータ５０による加熱とローラ５１による加圧とが行われて、各丸形被覆電線１Ａの個別断面形状が非円形状の扇形状となると共に束電線１０の全体断面形状が円形状となるように束電線１０が変形されて、主要部分１３が作製される。一方、第２整形においては可動式ヒータ５０による加熱は行われずにローラ５１による加圧が行われる。

ここで、束電線１０は、第２整形におけるローラ５１による加圧により一旦各丸形被覆電線１Ａが扇形状となり全体が円形状となるような状態に変形するが、可動式ヒータ５０による加熱が行われないので、変形した部分は元の状態に戻ることとなる。この現象は、発明者の実験により確認されている。

従って、第２整形においては、各丸形被覆電線１Ａの個別断面形状が円形状となると共に束電線１０の全体断面形状が円形の組み合わせ形状であるトリプレックス状となり、端部１２部分が作製されることとなる。その後の空冷部４４による冷却、エンドドラム４５への巻き取りや後工程は、上述したものと同様に行われる。なお、可動式ローラ４３や回転式ローラ４６、可動式ヒータ５０の移動態様は、線運動や円運動等の種々の形態を取り得る。

１ 被覆電線
１Ａ 丸形被覆電線
２，１２ 端部
３，１３ 端部以外の部分（主要部分）
４ 芯線
５ 被覆
８ 挿通穴
９ ワイヤシール
１０ 束電線
４０ リールドラム
４１ 撚り合わせ機
４２ ヒータ
４３ 可動式ローラ
４４ 空冷部
４５ エンドドラム
４６ 回転式ローラ
４７ 第１整形用面
４８ 第２整形用面
５０ 可動式ヒータ
５１ ローラ
１００ コネクタ

Claims (4)

1. 導電材からなる芯線が絶縁材からなる被覆に覆われた被覆電線であって、
   長手方向の少なくとも一方の端部の断面形状が円形状であり、前記端部以外の部分の断面形状が非円形状である
   ことを特徴とする被覆電線。
2. 前記端部以外の部分の断面形状は扇形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の被覆電線。
3. 請求項１又は２記載の被覆電線が複数束ねられてなる束電線であって、
   長手方向の少なくとも一方の端部における各被覆電線の個別断面形状が円形状であり、前記端部以外の部分の前記各被覆電線の個別断面形状が非円形状である
   ことを特徴とする束電線。
4. 前記端部以外の部分の前記各被覆電線が全体断面形状が円形状となるように撚り合わされている
   ことを特徴とする請求項３記載の束電線。

Images