JP2021068575A - 耐屈曲絶縁電線 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る耐屈曲絶縁電線10(以下、「絶縁電線10」ともいう。)は、図1及び図2に示すように、繊維芯1と、繊維芯1の外周に設けられた外径が0.02mm以上0.2mm以下の範囲内の金属素線3を複数本撚ってなる撚線導体2と、撚線導体2の外周に設けられた絶縁体4とを有し、撚線導体2の撚りピッチPが、金属素線3の外径の120〜220倍である、ことを特徴とする。なお、「有する」とは、本発明の効果を阻害しない範囲でそれ以外の構成が含まれていてもよいことを意味し、例えば、撚線導体2と絶縁体4との間に押さえ巻きフィルム、金属素線3の表面にめっきや絶縁被覆層、絶縁体4の外周に融着層等が設けられていてもよいことを意味している。
繊維芯1は、耐屈曲絶縁電線10の略中央に位置する必須の構成であり、巻芯として機能する高張力体であることが好ましい。繊維芯1の例としては、複数の繊維を束ねた繊維糸が好ましく用いられる。繊維糸を構成する繊維としては、強度があり、耐熱性であればなおよい。例えば、繊維として、テトロン(登録商標)等のポリエステル繊維や、ケブラ(登録商標)等の全芳香族ポリアミド繊維や、ベクトラン(登録商標)等のポリアリレート繊維、ガラス繊維等を挙げることができる。また、繊維芯1は、異なる材質の繊維糸や、外径の異なる繊維糸を任意に複合させたものであってもよい。
撚線導体2は、繊維芯1の外周に設けられた必須の構成であり、図3に示すように、多数本の金属素線3を撚ってなる撚り線である。多本数の金属素線3を撚って撚線導体2とすることにより、繊維芯1の中心位置C1と撚線導体2の中心位置C2とを一致させずにずらすことができるとともに、軽量化も実現させることができる。
絶縁体4は、撚線導体2を覆うように設けられている。例えば、撚線導体2を設けた後に、その外周を覆うように樹脂押出等で形成することができる。絶縁体4の構成材料としては、絶縁性があり、耐熱性のある樹脂材料であればよく、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。絶縁体4の厚さは、0.05mm以上、1.0mm以下の程度であればよいが、屈曲特性向上のためには厚い方がよく、例えば0.1mm〜0.3mm程度が好ましい。
繊維芯1として、アラミド(ポリアミド)繊維からなる繊維糸(660dtex、外径約0.245mm)を用いた。この繊維芯1上に、外径0.08mmの軟銅線を100本用い、撚りピッチ15mmで撚り合わせて外径0.97mmの撚線導体2とした。次に、溶融押出しによって、FEP樹脂(絶縁体4)を厚さ0.2mmで形成し、外径1.4mmの絶縁電線10を作製した。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.5であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.21であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は9%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は11%であった。
外径0.08mmの金属素線50本を撚りピッチ11mmで撚った外径0.72mmの撚線導体2とし、外径1.1mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.3であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.28であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は19%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は11%であった。
外径0.11mmの金属素線50本を撚りピッチ14mmで撚った外径0.94mmの撚線導体2とし、外径1.3mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は14.9であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.21であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は10%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は20%であった。
外径0.09mmの金属素線150本を撚りピッチ18mmで撚った外径1.17mmの撚線導体2とし、外径1.6mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.4であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.17であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は5%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は13%であった。
外径0.05mmの金属素線150本を撚りピッチ11mmで撚った外径0.76mmの撚線導体2とし、外径1.2mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は14.5であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.26であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は16%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は4%であった。
アラミド(ポリアミド)繊維からなる繊維糸(440dtex、外径約0.20mm)を繊維芯1とし、外径0.08mmの金属素線50本を撚りピッチ11mmで撚った外径0.72mmの撚線導体2とし、外径1.1mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.3であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.28であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は13%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は16%であった。
アラミド(ポリアミド)繊維からなる繊維糸(440dtex、外径約0.20mm)を繊維芯1とし、外径0.05mmの金属素線150本を撚りピッチ11mmで撚った外径0.76mmの撚線導体2とし、外径1.2mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は14.5であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.26であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は11%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は6%であった。
外径0.08mmの金属素線30本を撚りピッチ9mmで撚った外径0.58mmの撚線導体2とし、外径1.0mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.5であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.34であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は31%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は11%であった。
外径0.08mmの金属素線220本を撚りピッチ21mmで撚った外径1.40mmの撚線導体2とし、外径1.8mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.0であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.14であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は4%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は11%であった。
外径0.12mmの金属素線160本を撚りピッチ27mmで撚った外径1.78mmの撚線導体2とし、外径2.2mmの絶縁電線10を作製した他は、実施例1と同様にした。この絶縁電線10は、「撚りピッチ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は15.2であり、「絶縁体4の厚さ(mm)」÷「撚線導体の外径(mm)」は0.11であり、「繊維芯1の断面積」÷「撚線導体2の総断面積」は3%であり、「1本の金属素線3の断面積」÷「繊維芯1の断面積」は24%であった。
各実施例と比較例について屈曲試験を図4に示す方法で行った。屈曲試験は、図4に示すように、半径5mmのマンドレル42,42の間に各実施例と比較例で作製した長さ1000mmの絶縁電線10を挟み、絶縁電線10の下方端部に荷重41を取り付け、マンドレル42と垂直方向に毎分30回の速度で両側90度ずつの屈曲を1回として屈曲回数を測定した。屈曲回数の評価は、絶縁電線10の抵抗値が10%上昇するまでの回数とした。実施例1〜7の絶縁電線は、いずれも屈曲回数2万回を超えたので、超えた時点で測定は終了した。一方、比較例1〜3は、屈曲回数がいずれも2万回まで到達しなかった。
得られた耐屈曲絶縁電線10を樹脂中に硬化させて断面を切り出し、研磨して顕微鏡で観察した、繊維芯1の中心位置C1と撚線導体2の中心位置C2との距離Lを測定した。
実施例1〜7及び比較例1〜3の絶縁電線について、撚線導体2の撚りピッチPと金属素線3の外径dとの関係を表1に示した。良好な屈曲特性を示す実施例1〜7の絶縁電線は、P/dがいずれも120〜220の範囲内であった。
2 撚線導体
3 金属素線
4 絶縁体
10 耐屈曲絶縁電線
A1 繊維芯の断面積
A2 撚線導体の断面積
A3 1本の金属素線の断面積
D1 繊維芯の外径
D2 撚線導体の外径
D3 耐屈曲絶縁電線の外径
d 金属素線の外径
C1 繊維芯の中心位置
C2 撚線導体の中心位置
L C1とC2との距離
P 撚線導体の撚りピッチ
T 絶縁体の厚さ
Claims (4)
- 繊維芯と、該繊維芯の外周に設けられた外径が0.02mm以上0.2mm以下の範囲内の金属素線を複数本撚ってなる撚線導体と、該撚線導体の外周に設けられた絶縁体とを有し、前記撚線導体の撚りピッチが、前記金属素線の外径の120〜220倍である、ことを特徴とする耐屈曲絶縁電線。
- 前記撚線導体を構成する金属素線の本数が、50〜150本である、請求項1に記載の耐屈曲絶縁電線。
- 前記撚線導体の外径が1.6mm以下である、請求項1又は2に記載の耐屈曲絶縁電線。
- 前記繊維芯の中心位置と前記撚線導体の中心位置とが一致せず、その差が0.10〜0.30mmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐屈曲絶縁電線。
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