JP2017220398A - カールコードおよびカールコードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電線が螺旋形状に加工されたカールコードにおいて、絶縁のための部材による大径化を抑えることができるカールコード、およびそのようなカールコードの製造方法を提供すること。【解決手段】導体１１が螺旋形状をとる螺旋電線１０と、螺旋電線１０の周囲を被覆する絶縁被覆２０とを、有し、絶縁被覆２０は、収縮性のポリマー材料よりなり、該ポリマー材料が収縮された状態にあるカールコード１とする。また、導体１１を螺旋形状に加工し、螺旋電線１０とする導体加工工程と、螺旋電線１０の外周に、収縮性のポリマー材料よりなる被覆層２０’を配置する被覆工程と、被覆工程で形成した被覆層２０’を収縮させる収縮工程と、を有するカールコードの製造方法とする。【選択図】図２

Description

本発明は、カールコードおよびカールコードの製造方法に関し、さらに詳しくは、電線が螺旋形状に加工され、伸縮性を有するカールコード、およびそのようなカールコードの製造方法に関するものである。

絶縁電線を螺旋状に加工して伸縮自在としたカールコードが公知である。この種のカールコードは、可動部材の間に電気接続を形成する等の用途に用いられる。

カールコードの製造方法が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、絶縁電線４本を撚り合わせ、その外側にシールド層を設け、更にその外側にポリ塩化ビニル樹脂組成物による外被を設け、シールド電線を作成している。そして、このシールド電線を丸棒に密に巻き付け、加熱し、空中で冷却した後、巻き付けたコードを反転させて、カールコードを作成している。

特開平７−１４７１１３号公報

上記のように、通常のカールコードにおいては、導体の外周に絶縁被覆を有する状態の絶縁電線、あるいはそのような絶縁電線が複数本まとめられ、外被が設けられた状態の電線に対して、螺旋形状への加工が行われる。十分な伸縮性を有するカールコードを得るためには、螺旋形状の巻き付け径を、少なくとも電線の径以上とする必要があり、絶縁被覆や外被の厚みに応じて、その巻き付け径が大きくなってしまう。すると、カールコードの螺旋形状全体の径が大きくなってしまう。しかし、自動車内等、限られた空間でカールコードを使用する場合に、カールコードの径を小さくし、省スペース化を図ることが求められる。

本発明の課題は、電線が螺旋形状に加工されたカールコードにおいて、絶縁のための部材による大径化を抑えることができるカールコード、およびそのようなカールコードの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかるカールコードは、導体が螺旋形状をとる螺旋電線と、前記螺旋電線の周囲を被覆する絶縁被覆とを、有し、前記絶縁被覆は、収縮性のポリマー材料よりなり、該ポリマー材料が収縮された状態にあるものである。

本発明にかかるカールコードの製造方法は、導体を螺旋形状に加工し、螺旋電線とする導体加工工程と、前記螺旋電線の外周に、収縮性のポリマー材料よりなる被覆層を配置する被覆工程と、前記被覆工程で形成した被覆層を収縮させる収縮工程と、を有するものである。

上記発明にかかるカールコードにおいては、導体の各部の外周が絶縁被覆に被覆された絶縁電線を螺旋形状に加工しているのではなく、導体が露出されたままの状態で螺旋形状を形成しており、その螺旋形状全体の外周に絶縁被覆を配置している。そのため、絶縁電線を螺旋形状に加工する場合と比較して、螺旋形状の外径を小さくすることができ、その外周に配置する絶縁被覆の厚さまで含めても、カールコードの径を小さく抑えやすい。特に、絶縁被覆が収縮性のポリマー材料よりなり、収縮された状態にあることで、収縮の効果により、螺旋形状をなす導体の外周に絶縁被覆が密着し、導体と絶縁被覆の一体性を高めることができるとともに、絶縁被覆まで含めたカールコードの径を小さく抑えることができる。

上記発明にかかるカールコードの製造方法においては、導体加工工程において、導体のみを螺旋形状に加工するので、径の小さい螺旋電線を得ることができる。その後、被覆工程において、得られた螺旋電線の外周に収縮性のポリマー材料よりなる被覆層を形成し、さらに収縮工程において、その被覆層を収縮させるので、先に導体の外周に絶縁被覆を形成した絶縁電線を螺旋形状に加工する場合と比較して、絶縁部材の厚さまで含めたカールコード全体の径を、小さく抑えることができる。また、そのような省スペース性に優れたカールコードを簡便に製造することができる。

本発明の一実施形態にかかるカールコードを示す透視斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるカールコードの製造方法を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に加工を行う。

以下、図面を用いて本発明の一実施形態にかかるカールコードおよびその製造方法について詳細に説明する。

［カールコードの構成］
図１に、本発明の一実施形態にかかるカールコード１を透視斜視図にて示す。カールコード１は、螺旋電線１０と、絶縁被覆２０と、を有している。

螺旋電線１０は、導体１１が螺旋形状をとったものである。導体１１は、導電性材料よりなる線材である。導体１１は、導電性材料が露出された状態にあり、絶縁被覆２０を除いて、外周に絶縁体の層を有していない。

導体１１としては、一般的な電線に用いられる金属線材を好適に使用することができる。金属線材を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、もしくはこれらの材料に各種メッキが施された材料を例示することができる。これらのうち、高い導電率および高い弾性率を有する等の点で、銅または銅合金が特に好適である。導体１１は、単線であっても、多数の素線を撚り合わせた撚線よりなってもよいが、螺旋電線１０において、ばねとして高い伸縮性を達成する観点、螺旋形状の形成および保持の利便性等の観点から、単線である方が好ましい。単線である導体１１の外径は、十分な弾性率を確保する得る観点から、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。一方、螺旋電線１０のばね定数および外径を過度に大きくしない観点から、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

螺旋電線１０の外周を被覆する絶縁被覆２０は、熱収縮性ポリマー材料よりなっており、その熱収縮性ポリマー材料が熱収縮された状態にある。熱収縮性ポリマー材料は、加熱により収縮する材料であり、熱収縮チューブ、熱収縮フィルム等として公知のものを用いることができる。熱収縮性ポリマー材料を構成するポリマー材料として、ポリエチレンに代表されるポリオレフィン、ポリスチレンに代表される熱可塑性エラストマー、フッ素系ポリマー等が、電子線照射等によって架橋されたものを挙げることができる。これらのうち、高弾性率を有することにより、ポリオレフィンよりなる熱収縮性ポリマー材料を用いることが特に好ましい。熱収縮性ポリマー材料を構成するポリマー成分は、熱収縮性を有するポリマーのみよりなっても、熱収縮性を有さないポリマーが混合されたものであってもよい。また、ポリマー成分の他に、難燃剤、充填剤、着色剤等、各種添加剤が含有されていてもよい。

カールコード１全体として十分な弾性率を確保する観点から、絶縁被覆２０は、熱収縮させた状態で、０．２ｍｍ以上の厚さを有していることが好ましい。一方、カールコード１の大径化を抑制する観点から、絶縁被覆２０の厚さは、熱収縮させた状態で、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。

本実施形態にかかるカールコード１において、螺旋電線１０の外周に配置した熱収縮性ポリマー材料が熱収縮されて絶縁被覆２０が形成されていることにより、絶縁被覆２０の内側面の少なくとも一部が、螺旋電線１０を構成する導体１１の表面に密着している。絶縁被覆２０の内周面の少なくとも一部が、導体１１の表面に融着しているとより好ましい。なお、絶縁被覆２０が螺旋電線１０を構成する導体１１の外周に融着している場合に、螺旋電線１０を伸長させた際に、絶縁被覆２０に破断等の損傷が生じるのを避けるために、絶縁被覆２０が導体１１に融着していない部位が残っていることが好ましい。

また、螺旋電線１０の外周に配置した熱収縮性ポリマー材料が熱収縮されて絶縁被覆２０が形成されていることにより、螺旋電線１０の形状が絶縁被覆２０の外表面に現れるカールコード１全体の外観形状として反映されており、絶縁被覆２０の外表面に、螺旋電線１０の螺旋形状に対応する凹凸が形成されている。具体的には、図１に示すように、巻き回された導体１１が存在する導体部１０ａを被覆する部位において、絶縁被覆２０がカールコード１の径方向外側に突出している。一方、巻き回された導体１１のターンとターンの間に相当し、導体１１が配置されていない部位である隙間部１０ｂを被覆する部位において、絶縁被覆２０がカールコード１の径方向内側に陥入した状態となっている。より好ましくは、隙間部１０ｂを被覆する部位において絶縁被覆２０が配置されている位置が、導体部１０ａにおいて導体１１が配置されている位置よりも、カールコード１の径方向内側に陥入しているとよい。

本カールコード１においては、絶縁体を外周に有さない導体１１が螺旋形状に加工されていることにより、導体の外周に絶縁体を有する絶縁電線が螺旋形状に加工される場合と比較して、螺旋形状の外径を小さく抑えることができる。特に、十分な伸縮性を得るためには、螺旋形状の巻き付け径を電線の外径以上とする必要があるが、この場合に、絶縁電線を螺旋形状に加工するとすれば、螺旋形状の巻き付け径が絶縁体の厚さまで含んだ絶縁電線の外径によって規定されるのに対し、本実施形態にかかるカールコード１においては、螺旋形状の巻き付け径が導体１１のみの外径によって規定される。

本カールコード１においては、螺旋電線１０の外周に絶縁被覆２０を有しているが、導体の外周に絶縁体を有する絶縁電線が螺旋形状に加工されている場合と比較して、絶縁被覆２０の厚さまで含めても、カールコード１全体として、外径を小さく抑えることができる。絶縁電線を螺旋形状に加工する場合には、螺旋を形成する線材の全周にわたって、本来絶縁の必要がない螺旋形状のターンとターンの間の部位等にも絶縁体が配置されるので、その分だけ不可避的にカールコードの外径が大きくなる。これに対して、本実施形態にかかるカールコード１においては、外部との絶縁に必要な螺旋電線１０の外周にのみ絶縁被覆２０が配置されており、絶縁のための部材の存在による大径化が、小さく抑えられている。さらに、本実施形態にかかるカールコード１においては、絶縁被覆２０が熱収縮性ポリマー材料よりなり、螺旋電線１０を構成する導体１１に密着するように収縮されていることで、絶縁被覆２０が、収縮されない材料よりなる場合と比較して、螺旋電線１０と絶縁被覆２０の一体性を高めることができるとともに、カールコード１全体としての外径を特に小さくすることが可能となっている。

このように、本実施形態にかかるカールコード１においては、絶縁電線を螺旋形状に加工する場合と比較して、絶縁に必要な部材を設けることによる大径化が小さく抑えられる。その結果、カールコード１の省スペース化が達成され、自動車内等、限られた空間において可動部材間に電気接続を形成する場合に、本カールコード１を好適に用いることができる。本カールコード１において、省スペース性を高める観点から、絶縁被覆２０を設けない状態の螺旋電線１０の外径は、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。ただし、螺旋電線１０の伸縮性を高める観点からは、螺旋電線１０の巻き付け径が大きい方が好ましく、絶縁被覆２０を設けない状態の螺旋電線１０の外径として、１．５ｍｍ以上であることが好ましい。絶縁被覆２０を設け、熱収縮させた状態のカールコード１全体としての外径は、８．０ｍｍ以下であることが好ましい。

［カールコードの製造方法］
次に、本発明の一実施形態にかかるカールコード１の製造方法について、図２を参照しながら簡単に説明する。

まず、図２（ａ）のように、長尺状の導体１１を準備する。上記のように、導体１１は、導電性材料が露出したものである。

次に、図２（ｂ）のように、導体１１を螺旋形状に加工する導体加工工程を実施する。例えば、所望される螺旋電線１０の径に応じた外径を有する直線状の棒材に、所望されるピッチで導体１１を螺旋状に巻き付ける。導体１１の外径と同じ外径を有する棒材に導体１１を隙間なく巻き付ける自己径巻き付けを例示することができる。

そして、図２（ｃ）のように、螺旋電線１０の外周に、熱収縮性のポリマー材料よりなる被覆層２０’を配置する被覆工程を実施する。この際、被覆層２０’において、熱収縮性ポリマー材料は、熱収縮されていない状態にある。被覆層２０’としては、熱収縮チューブを利用すればよい。熱収縮チューブは、広く市販されている。熱収縮チューブとして、螺旋電線１０の外径より大きな内径を有するものを準備し、熱収縮チューブの中空部内に、螺旋電線１０を挿通すればよい。被覆層２０’としては、熱収縮チューブ以外の形態の熱収縮性ポリマー材料を用いてもよく、例えば、熱収縮フィルム（シート）を螺旋電線１０の外周に巻き付けて用いればよい。

最後に、図２（ｄ）に示したように、収縮工程において、螺旋電線１０の外周に配置した被覆層２０’を加熱して熱収縮させ、熱収縮したポリマー材料よりなる絶縁被覆２０とする。このようにして、本発明の実施形態にかかるカールコード１が得られる。収縮工程における加熱は、熱風の接触、恒温槽への投入等によって行うことができる。加熱温度および加熱時間は、被覆層２０’が所望の程度まで収縮し、螺旋電線１０を構成する導体１１の外周に密着または融着するように選択すればよい。加熱を行う間、螺旋電線１０は、自然長に維持しておけばよい。

このような製造方法によれば、導体１１よりなる螺旋形状の外周に絶縁被覆２０が配置され、しかもその絶縁被覆２０が熱収縮された熱収縮ポリマーよりなる省スペース性に優れたカールコード１を、簡便に製造することができる。

上記で説明した製造方法では、収縮工程において、簡便性等の観点から、螺旋電線１０を自然長に維持したままで被覆層２０’を収縮させたが、螺旋電線１０を自然長より伸長させた状態で、加熱による被覆層２０’の収縮を行ってもよい。この場合には、螺旋電線１０を自然長に維持しておく場合と比較して、螺旋電線１０の隙間部１０ｂに被覆層２０’が大面積で、深く入り込んだ状態で収縮されるので、収縮後に螺旋電線１０を伸長させていた力を解放すると、螺旋電線１０を構成する導体１１に沿って絶縁被覆２０が大面積で密着したカールコード１となる。この場合には、螺旋電線１０の伸長に絶縁被覆２０が追随しやすくなり、伸長による絶縁被覆２０の損傷が高度に回避される。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

［試料の作製］
図２に基づいて上記で説明した方法により、実施例１〜４にかかるカールコードをそれぞれ作成した。具体的には、最初に、金属の単線よりなる導体を螺旋形状に巻き付け、螺旋電線を得た。ここで、導体の材料および導体径、導体の巻き付け径は、表１に示したとおりとした。そして、自然長にある螺旋電線の外周に熱収縮チューブを被せ、加熱によって収縮させた。熱収縮チューブとしては、いずれの実施例においても、住友電気工業社製「スミチューブ Ｆ２（Ｚ） １．５×０．２」を用いた（電子線架橋軟質難燃性ポリオレフィン樹脂製、収縮前の内径：２．０ｍｍ、肉厚：０．２ｍｍ）。

［伸縮性の評価］
上記で作製した各実施例にかかるカールコードについて、それぞれ伸縮性の評価を行った。つまり、カールコードの両端を引張り、自然長の１．４倍または１．５倍の長さまで伸張した後、両端を引張る力を解放した。そして、カールコードが自然長に復帰するかどうかを、目視にて評価した。１．４倍の伸長でも自然長に復帰しなかった場合には、伸縮性不十分「×」と判定した。一方、少なくとも１．４倍の伸長で自然長に復帰した場合には、伸縮性良好「○」と判定した。特に、１．５倍の伸長でも自然長に復帰した場合には、伸縮性が特に良好「◎」と判定した。

［評価結果］
下記の表１に、実施例１〜４にかかるカールコードについて、導体材料および導体径、導体巻き付け径、カールコード全体としての外径とともに、伸縮性の評価結果を示す。

表１によると、実施例１〜４のいずれのカールコードにおいても、全体の外径を約２ｍｍに抑えながら、良好な伸縮性を達成することができている。特に、導体巻き付け径の大きい実施例２において、カールコードが高い伸縮性を有している。

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。例えば、上記では、螺旋電線１０を構成する導体１１は、導電性材料が露出されたものであったが、収縮された状態の絶縁被覆２０よりも薄いものであれば、導体１１の各部の外周に絶縁体が設けられていてもよい。この場合でも、収縮された状態の絶縁被覆２０と同じ厚さの絶縁体を導体１１の外周に配置して螺旋形状に加工する場合よりは、カールコード１の省スペース化を達成しやすい。

また、上記では、絶縁被覆２０は、熱収縮性ポリマー材料よりなっていたが、熱以外の刺激によって収縮させることができる収縮性ポリマー材料よりなる絶縁被覆を、それぞれに適した方法で収縮させて用いてもよい

１ カールコード
１０ 螺旋電線
１０ａ 導体部
１０ｂ 隙間部
１１ 導体
２０ 絶縁被覆

Claims (2)

1. 導体が螺旋形状をとる螺旋電線と、前記螺旋電線の周囲を被覆する絶縁被覆とを、有し、
   前記絶縁被覆は、収縮性のポリマー材料よりなり、該ポリマー材料が収縮された状態にあることを特徴とするカールコード。
2. 導体を螺旋形状に加工し、螺旋電線とする導体加工工程と、
   前記螺旋電線の外周に、収縮性のポリマー材料よりなる被覆層を配置する被覆工程と、
   前記被覆工程で形成した被覆層を収縮させる収縮工程と、を有することを特徴とするカールコードの製造方法。

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