JP6721078B2 - 車両用の被覆電線及び多芯ケーブル - Google Patents
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また、EPBのモータ等の車輪側の部品はタイヤと共に車体に対して変位する。このため、車体と車輪側の部品を接続する多芯ケーブルには高い耐屈曲性が求められる。
導体と、前記導体を覆う樹脂製の絶縁層と、を有する電線であって、
前記導体の断面積が1.5mm2以上3.0mm2以下であり、
前記絶縁層は、厚み0.3mm以上0.5mm以下で前記導体を覆っており、
前記絶縁層は、内層と、前記内層の外周に設けられた外層を有しており、
前記内層と前記外層のうちの一方が、エチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体を含み、
前記内層と前記外層のうちの他方が、ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなる。
2本の本発明の被覆電線と、
2本の前記被覆電線を覆う外被と、を有している。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
(1)車両用の被覆電線は、
導体と、前記導体を覆う樹脂製の絶縁層と、を有する電線であって、
前記導体の断面積が1.5mm2以上3.0mm2以下であり、
前記絶縁層は、厚み0.3mm以上0.5mm以下で前記導体を覆っており、
前記絶縁層は、内層と、前記内層の外周に設けられた外層を有しており、
前記内層と前記外層のうちの一方が、エチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体を含み、
前記内層と前記外層のうちの他方が、ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなる。
一方、ポリオレフィンやフッ素樹脂は、硬く耐摩耗性に優れている。
上記構成の車両用の被覆電線の絶縁層は、耐屈曲性に優れた層と、耐摩耗性に優れた層とをそれぞれ有している。このため、(1)の被覆電線は、耐屈曲性と耐摩耗性に優れている。
前記内層が、前記エチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体を含んでもよい。
前記内層が、ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなってもよい。
外層を構成している、エチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体は、変形しやすい。そのため、導体が曲げられるときに導体とともに外層が変形し、導体に高い応力を生じさせないので、耐屈曲性に優れている。
前記内層と前記外層のうち、エチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体を含む層が、ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなる層よりも厚く、
前記ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなる層の厚さが0.05mm以上であってもよい。
前記カルボニル基を有するαオレフィンが、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、ビニルエステル、不飽和酸、ビニルケトン及び(メタ)アクリル酸アミドの少なくとも一つを含んでもよい。
上記(1)〜(5)のいずれかに記載の2本の前記被覆電線と、
2本の前記被覆電線を覆う外被と、を有する。
前記導体よりも細い第二導体と、前記第二導体を覆う第二絶縁層と、をそれぞれ有する複数本の第二電線を有し、
前記第二電線が2本一組で撚り合わされて対撚第二電線を構成していてもよい。
2本の前記被覆電線と前記対撚第二電線とが撚り合わされており、
前記外被が、撚り合わされた2本の前記被覆電線と前記対撚第二電線とを覆っていてもよい。
横断面において、2本の前記被覆電線が点対称に配置されていてもよい。
断面において、長軸寸法と短軸寸法との比(長軸寸法/短軸寸法)が1.8以上であってもよい。
以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
多芯ケーブル1は、例えば、車両に搭載されたECU(Electric Control Unit)と、車輪の周囲に設けられた電動パーキングブレーキ(EPB)や車輪速センサなどを接続するために用いられる。車輪は、車体に対して、アクスル回りに回転可能に支持されている。また、車輪は、懸架装置や操舵装置を介して支持されている場合もある。つまり、車輪は、車体に変位可能に支持されている。本実施形態の多芯ケーブル1は、車体に固定されたECUと、車体に変位可能に支持された車輪に取り付けられる部品とを接続するために好適に用いられる。
多芯ケーブル1には、車輪が収容されるタイヤハウスの中を小さい空間で配索することが求められ、車輪の変位を妨げないように曲げやすいことや、繰り返し作用する曲げに対する高い耐久性などが求められる。
2本の電力線10はそれぞれ、第一導体12と、第一導体12を覆う第一絶縁層13と、をそれぞれ含んでいる。2本の電力線10は互いに大きさおよび材料が同じである。
2本の信号線21はそれぞれ、第一導体12より細い第二導体22と、第二導体22を覆う第二絶縁層23と、を含んでいる。撚り合わされる2本の信号線21は、互いに大きさおよび材料が同じである。信号線21は2本一組で撚り合わされて対撚信号線20として構成されている。対撚信号線20の撚りピッチは、対撚信号線20の撚り径(対撚信号線20の外径)の10倍以上15倍以下とすることができる。
第二絶縁層23は、例えば、難燃剤が配合されることで難燃性が付与された架橋ポリエチレンで形成することができる。第二絶縁層23を構成する材料としては、難燃性のポリオレフィン系樹脂に限られず、架橋フッ素系樹脂等の他の材料で形成しても良い。第二絶縁層23の外径は、1.0mm以上2.2mm以下とすることができる。
2本の電線31はそれぞれ、第一導体12より細い第三導体32と、第三導体32を覆う第三絶縁層33と、をそれぞれ含んでいる。2本の電線31は、2本一組で撚り合わされて対撚電線30として構成されている。撚り合わされる2本の電線31は、大きさおよび材料が同じである。電線31は、大きさおよび材料が信号線21と同じであってもよい。対撚電線30は、対撚信号線20と同じ方向に撚られていることが好ましい。対撚電線30は、対撚信号線20と撚りピッチが等しいことが好ましい。対撚電線30と対撚信号線20の撚り方向が異なる場合には、長い対撚りピッチに揃うように、短い方の対撚りピッチが長くなってしまい、耐屈曲性が低下してしまう。
第三絶縁層33は、第二絶縁層23と同じ材料を用いることができるし、異なる材料を用いてもよい。第三絶縁層33の外径は、1.0mm以上2.2mm以下とすることができる。
外被40は、2本の電力線10と、2本の信号線21と、2本の電線31と、を含む全ての線を覆っている。2本の電力線10、1本の対撚信号線20および1本の対撚電線30が一体に撚り合わされている。外被40は、一体に撚り合わされた状態の2本の電力線10、1本の対撚信号線20および1本の対撚電線30を覆っている。
外被40は、例えば、ポリエチレンやエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、またはこれらの少なくとも2種を混合して形成される組成物で形成することができる。また、例えば耐摩耗性に優れた架橋/非架橋熱可塑性ポリウレタン(TPU)で構成することができる。耐熱性に優れることから、外被40は架橋熱可塑性ポリウレタンで構成することが好ましい。
外被40の外径は、7.5mm以上11mm以下とすることができる。
2本の電力線10、対撚信号線20、対撚電線30は、一体に撚り合わされている。一体に撚り合わされたこれらの線の全体の撚り径は、5.5mm以上9mm以下とすることができる。
多芯ケーブル1は、介在50を有していてもよい。介在50は、外被40の内側に設けられている。介在50は、スフ糸やナイロン糸などの繊維で構成することができる。介在50は、抗張力繊維で構成してもよい。
多芯ケーブル1は、抑え巻51を有していてもよい。抑え巻51は、2本の電力線10、1本の対撚信号線20および1本の対撚電線30を覆っている。抑え巻51は、これらの線の撚り合わされた形状を安定的に維持する。抑え巻51は、外被40の内側に設けられている。
本実施形態に係る電力線10においては、硬い外層15と第一導体12との間に軟らかい内層14が設けられている。第一導体12に曲げを作用させたときに、第一導体12に接する軟らかい内層14が第一導体12の曲げとともに変形し、第一導体12の曲げを妨げないので第一導体12に高い応力が生じにくい。このため、硬い樹脂の外層15によって耐摩耗性を有しつつ、耐屈曲性の高い電力線10が提供される。
図2は、本発明の第二実施形態に係る車両用の多芯ケーブル101の断面図である。
上述した第一実施形態においてエチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体を含む内層14と、ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなる外層15とで形成されている第一絶縁層13を備える、2本の電力線10を含む多芯ケーブル1を説明したが、本発明はこれに限られない。
例えば、図2に示すように、第一絶縁層113は、ポリオレフィンまたはフッ素樹脂からなる内層114と、エチレンとカルボニル基を有するαオレフィンとの共重合体を含む外層115とで形成されていてもよい。
本実施形態に係る電力線110において、第一導体12に接触する内層114はポリオレフィンまたはフッ素樹脂で構成されている。内層114の外側に設けられた外層115が軟らかい樹脂で構成されている。このため、第一導体12に曲げが作用したときに外層115はこれに追従するように変形しやすく、第一導体12に無理な応力が生じにくい。これらの理由により、本実施形態に係る電力線110は高い耐屈曲性を有する。また、第一導体12が耐摩耗性に優れた樹脂で覆われているため、第一導体12が外部に露出しにくく、本実施形態に係る電力線110は高い耐摩耗性も有する。
そして、第一導体12に接触する内層114がフッ素樹脂で構成されている場合、第一導体12に曲げが作用したときに、第一導体12が内層114に対して滑るので、内層114と接する第一導体12に無理な応力が生じにくい。
上述した実施形態においては、電力線10と、対撚信号線20と、対撚電線30とが一体に撚り合わされた、断面が略円形の多芯ケーブル1を説明したが、本発明はこれに限られない。
例えば、図3に示したように、断面において、電力線10と、対撚信号線20とが一列に並列された偏平状の多芯フラットケーブル201としてもよい。この多芯フラットケーブル201は、断面において、長軸寸法と短軸寸法との比(長軸寸法/短軸寸法)が1.8以上であることが好ましい。
下記の表1のように構成した6芯の車両用の多芯ケーブルを作製した。
例1において、対撚信号線と対撚電線は、大きさおよび材料が同じである。
下記の表2のように構成した6芯の車両用の多芯ケーブルを作製した。
例2において、対撚信号線と対撚電線は、大きさおよび材料が同じである。
下記の表3のように構成した6芯の車両用の多芯ケーブルを作製した。
例3において、対撚信号線と対撚電線は、大きさおよび材料が同じである。
下記の表4のように構成した6芯の車両用の多芯ケーブルを作製した。
例4において、対撚信号線と対撚電線は、大きさおよび材料が同じである。
ISO 14572:2011(E)5.9に規定される繰り返し曲げ試験に従って多芯ケーブルの耐屈曲性を評価した。この繰り返し曲げ試験においては、多芯ケーブルに−90°から+90°となるような曲げを繰り返し作用させた。15万回曲げた後の電力線の初期抵抗値からの抵抗値の減少量が5%以上であった場合は、電力線が切れたものと判断した。初期抵抗値からの電力線の抵抗値の減少量が5%未満であった場合を合格とした。
上記例1〜例3に係る多芯ケーブルは、15万回曲げた後の電力線の抵抗値の減少量が5%未満であり、合格であった。
一方上記例4に係る多芯ケーブルは、15万回曲げた後の電力線の抵抗値の減少量が5%以上であり、不合格であった。
公益社団法人 日本自動車技術会の定める自動車規格JASO C467−97 7.16 センサーハーネス屈曲試験に従って評価した。このU字曲げ試験においては、多芯ケーブルに直線状からU字状になるような曲げを繰り返し作用させた。−30°で30万回曲げた後、続いて、常温で120万回曲げた。試験後に、割れやヒビなどの外観の異常がなく、かつ、電力線の初期抵抗値からの抵抗値の減少量が5%未満であった場合を合格とした。
上記例1〜3に係る多芯ケーブルは、−30°で30万回曲げた後常温で120万回曲げた後も、外観の異常がなく、かつ、電力線の抵抗値の減少量が5%未満であり、合格であった。
一方上記例4に係る多芯ケーブルは、−30°で30万回曲げた後常温で120万回曲げた後、割れがあり、かつ、電力線の抵抗値の減少量が5%以上であり、不合格であった。
公益社団法人 日本自動車技術会の定める自動車規JASO D618:2013のスクレープ摩耗試験に従って耐摩耗性を評価した。この耐摩耗試験においては、試験片であるEPB線を試験台の上に固定し、固定された試験片の絶縁層に針を接触させ、針に所定の垂直荷重を加えながら、所定の速度で試験片の軸方向に往復移動させた。絶縁体が摩耗して針が導体と接触するまでの往復回数をカウントし、往復回数が750回以上であれば合格とし、750回未満を不合格とした。
上記例1〜3に係る多芯ケーブルは、絶縁体が摩耗して針が導体と接触するまでの往復回数をカウントしたところ、往復回数が750回以上であり、合格であった。
一方上記例4に係る多芯ケーブルは、絶縁体が摩耗して針が導体と接触するまでの往復回数をカウントしたところ、往復回数が750回未満であり、不合格であった。
10,110 電力線
12 第一導体
13,113 第一絶縁層
14,114 内層
15,115 外層
20 対撚信号線
21 信号線
22 第二導体
23 第二絶縁層
30 対撚電線
31 電線
32 第三導体
33 第三絶縁層
40 外被
50 介在
51 抑え巻
Claims (7)
- 導体と、前記導体を覆う樹脂製の絶縁層と、を有する電線であって、
前記導体の断面積が1.5mm2以上3.0mm2以下であり、
前記絶縁層は、厚み0.3mm以上0.5mm以下で前記導体を覆っており、
前記絶縁層は、内層と、前記内層の外周に設けられた外層を有しており、
前記内層が、エチレンと(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体からなり、
前記外層が、ポリオレフィンからなる、被覆電線。 - 前記内層が、前記外層よりも厚く、
前記外層の厚さが0.05mm以上である、請求項1に記載の被覆電線。 - 請求項1または請求項2に記載の2本の前記被覆電線と、
2本の前記被覆電線を覆う外被と、を有する多芯ケーブル。 - 前記導体よりも細い第二導体と、前記第二導体を覆う第二絶縁層と、をそれぞれ有する複数本の第二電線を有し、
前記第二電線が2本一組で撚り合わされて対撚第二電線を構成している、請求項3に記載の多芯ケーブル。 - 2本の前記被覆電線と前記対撚第二電線とが撚り合わされており、
前記外被が、撚り合わされた2本の前記被覆電線と前記対撚第二電線とを覆う、請求項4に記載の多芯ケーブル。 - 横断面において、2本の前記被覆電線が点対称に配置されている、請求項5に記載の多芯ケーブル。
- 断面において、長軸寸法と短軸寸法との比(長軸寸法/短軸寸法)が1.8以上である、請求項3または請求項4に記載の多芯ケーブル。
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