JP7226456B2 - 絶縁電線、ワイヤーハーネス、絶縁電線の製造方法 - Google Patents
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Description
(絶縁電線の概略)
図1に、本発明の第一の実施形態にかかる絶縁電線1の概略を示す。絶縁電線1は、金属材料よりなる素線2aが複数撚り合わせられた導体2と、導体2の外周を被覆する絶縁被覆3と、を有している。そして、絶縁電線1の長手軸方向の中途部に、止水部4が形成されている。
体2の間の空間を伝って、その水が絶縁電線1の他の部位に移動するのが、抑制される。例えば、絶縁電線1の一端に付着した水が、絶縁被覆3と導体2の間の空間を、絶縁電線1の他端に向かって移動するのを、抑制することができる。
上記のように、本実施形態にかかる絶縁電線1の止水部4においては、露出部10の導体2を構成する素線2aの間の空間を含む領域に、止水剤5が充填されている。十分に高い止水性能を有する止水部4とするためには、止水部4における止水剤5の空間分布が重要となる。ここで、図2,3に示した止水部4,4’の断面図を参照しながら、止水剤5の空間分布について説明する。図2は、高い止水性能を示す本実施形態にかかる絶縁電線1の止水部4について、図3は、十分な止水性能を示しにくい止水部4’について、絶縁電線1の長手軸方向に垂直に切断した断面を示している。以下、特記しないかぎり、止水部4,4’における止水剤5の分布および断面の状態の説明において、対象とする断面は、絶縁電線1の長手軸方向に垂直に止水部4,4’を切断した断面を指すものとする。
上記のように、本実施形態にかかる絶縁電線1の止水部4においては、止水剤5の分布状態等、断面が所定の状態を有していることが、止水部4の止水性能をはじめとする特性を高める観点から好ましい。加えて、止水部4に含まれる露出部10における導体2の状態が、絶縁電線1の他の部位における導体2の状態との比較において、以下のようになっていると、素線2aの間の空間をはじめとする所定の領域への止水剤5の充填および保持において、さらに有利である。
上記で説明した、本発明の第一の実施形態にかかる絶縁電線1においては、露出部10において、止水剤5が、導体2の全周を囲む領域に充填されていた。しかし、必ずしも、導体2の全周を取り囲む領域に止水剤5を充填しなくても、十分な止水性能を有する止水部を形成することができる。そこで、本発明の第二の実刑形態にかかる絶縁電線1Aとして、導体2の一部の領域にのみ止水剤5が充填された形態について簡単に説明する。ここでは、上記第一の実施形態にかかる絶縁電線1と異なる点についてのみ説明し、第一の実施形態にかかる絶縁電線1と共通する構成については、図面に共通の符号で表示するとともに、説明を省略する。
本発明の一実施形態にかかるワイヤーハーネス6は、上記で説明した、止水部4を備えた本発明の第一の実施形態にかかる絶縁電線1(または止水部4Aを備えた第二の実施形態にかかる絶縁電線1A;以下、「ワイヤーハーネス」の節において同じ)を有している。図5に、本実施形態にかかるワイヤーハーネス6の一例を示す。ワイヤーハーネス6を構成する絶縁電線1の両端には、それぞれ、コネクタ等、他の機器U1,U2に接続可能な電気接続部61,63が設けられている。ワイヤーハーネス6は、上記実施形態にかかる絶縁電線1に加えて、他種の絶縁電線をともに含むものであってもよい(不図示)。
次に、上記第一の実施形態にかかる絶縁電線1の製造方法の一例を説明する。上記第二の実施形態にかかる絶縁電線1Aも、基本的に同じ製造方法によって製造することができ、異なる操作を行う工程についてのみ、その差異を説明する。
まず、部分露出工程において、図7(a)に示したような連続した線状の絶縁電線1を用いて、図7(b)のように、露出部10を形成する。露出部10の長手方向両側には、被覆部20が隣接して存在する。
上記部分露出工程において、導体2が露出した露出部10を形成した後、そのまま充填工程を実施し、露出部10の導体2を構成する素線2aの間の空間に、止水剤5を充填してもよいが、充填工程の前に、密度変調工程を実施することが好ましい。
緊密化工程においては、図7(c)に示すように、一旦、露出部10における撚りを、元の状態よりも緊密にする。具体的には、絶縁電線1を、素線2aが撚り合わせられている方向に捩るように回転させ、さらに撚りを強くかけるようにする(運動M2)。これにより、露出部10における素線2aの撚りピッチが小さくなり、素線2aの間隔が小さくなる。
その後、弛緩工程において、図8(a)に示すように、露出部10における素線2aの撚りを、緊密化工程において緊密化した状態から、再度緩める。撚りの弛緩は、単に把持部30における把持を解放することにより、あるいは、把持部30を把持して、緊密化工程と反対方向に、つまり導体2が撚り合わせられている方向と逆方向に、捻るように回転させることにより(運動M3)、行うことができる。
次に、充填工程において、図8(b)のように、露出部10における素線2aの間の空間に、流動性の高い状態とした止水剤5を充填する。止水剤5の充填操作は、塗布、浸漬、滴下、注入等、止水剤5の粘度等の特性に応じた任意の方法で、素線2aの間の空間に、液状の樹脂組成物を導入することによって行えばよい。
充填工程が完了すると、次に、再緊密化工程において、図8(c)に示すように、素線2aの間の空間に止水剤5が充填された状態の露出部10において、素線2aの間隔を狭める。この工程は、例えば、先の密度変調工程における緊密化工程と同様に、露出部10の両側の被覆部20を、隣接域21において絶縁被覆3の外側から把持して、導体2を素線2aの撚り合わせ方向に、捻るように回転させ、素線2aの撚りを緊密化することによって、実行することができる(運動M4)。なお、再緊密化工程においては、緊密化工程とは異なり、露出部10へと導体2を繰り出す操作は行わない。
次に、被覆移動工程において、図9(a)に示すように、露出部10の両側の被覆部20に配置された絶縁被覆3を、相互に接近させるようにして、露出部10に向かって移動させる(運動M5)。被覆移動工程も、再緊密化工程と同様、露出部10に充填した止水剤5が流動性を有する間、つまり、硬化性樹脂組成物よりなる止水剤5であれば、止水剤5が硬化する前、あるいは硬化の途中で行うことが好ましい。被覆移動工程は、再緊密化工程と合わせて、実質的に一度の操作で行うようにすることもできる。上記のように、噴流装置等を用いて、絶縁電線1を止水剤5に浸漬して充填工程を実施した状態のまま、再緊密化工程を実施する場合には、被覆移動工程も、そのように絶縁電線1を止水剤5に浸漬した状態のまま、実施するとよい。
最後に、硬化工程において、止水剤5を流動性の低い状態にする。止水剤5が、各種硬化性樹脂組成物よりなる場合には、その種類に応じた硬化方法を適用すればよい。つまり、止水剤5が熱硬化性を有する場合は加熱により、光硬化性を有する場合は光照射により、湿気硬化性を有する場合には大気中での放置等による加湿により、嫌気硬化性を有する場合には、止水剤5が導体2に接触した状態での時間の経過により、止水剤5の硬化を行えばよい。硬化工程を経て、高い止水性能を有する止水部4を備えた絶縁電線1を得ることができる。
(1)試料の作製
導体断面積0.5mm2(素線径0.18mm、素線数20)の銅撚線導体の外周に、PVCよりなる厚さ0.35mmの絶縁被覆を形成した絶縁電線の中途部に、長さ8mmの露出部を形成した。そして、止水剤を用いて、露出部に対して、止水部を形成した。止水剤としては、紫外線硬化性および嫌気硬化性を有する樹脂である、スリーボンド社製「3062F」を使用した。
実施例および比較例にかかる各試料について、止水部の長手軸方向中央部を、絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した。そして、切断面に対して光学顕微鏡写真を撮影し、断面の状態を観察した。
実施例および比較例にかかる絶縁電線の止水部について、リーク試験により、素線間、また導体と絶縁被覆の間の止水性能を評価した。具体的には、各絶縁電線の止水部から一端部にわたる領域を水中に浸漬し、絶縁電線の他端部から、200kPaで空気圧を印加した。そして、水中に浸漬した止水部および絶縁電線の端部を目視にて観察した。
図11(a),(b)に、それぞれ、実施例および比較例にかかる試料の止水部に対して得られた断面写真を示す。各写真において、明るく観察されている領域が、導体を構成する素線に対応し、暗く観察されている領域が、止水剤に対応する。そして、止水剤の中に、比較的明るいグレーで観察されている領域が、気泡に対応する。
2 導体
2a 素線
3 絶縁被覆
4,4A 止水部
5 止水剤
51,52 部分充填域
6 ワイヤーハーネス
10 露出部
20 被覆部
21 隣接域
22 遠隔域
61 第一の電気接続部
62 防水構造
63 第二の電気接続部
B 気泡
Claims (15)
- 金属材料よりなる素線が複数撚り合わせられた導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆と、を有する絶縁電線において、
前記絶縁電線は、前記絶縁被覆が前記導体の外周から除去された露出部と、前記絶縁被覆が前記導体の外周を被覆した状態にある被覆部と、を長手軸方向に沿って隣接して有し、
さらに、前記露出部における前記素線の間の空間に、止水剤が充填された止水部を有し、
前記止水剤の表面に囲まれた領域において、前記素線の表面は、前記止水剤または他の素線に接触しており、
前記止水部を前記絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した断面における前記素線の楕円率が、前記被覆部を前記絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した断面における前記素線の楕円率よりも小さくなっていることを特徴とする絶縁電線。 - 前記止水部を前記絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した断面において、前記導体の外周部に位置する前記素線が、それよりも内側に位置する前記素線よりも、扁平な形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の絶縁電線。
- 前記素線を該素線の軸線方向に垂直に切断した断面の形状は、前記導体の外周部に位置する前記素線と、それよりも内側に位置する前記素線とで、同じであり、
前記止水部を前記絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した断面において、前記導体の外周部に位置する前記素線が、それよりも内側に位置する前記素線よりも、扁平な形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の絶縁電線。 - 前記止水剤の表面に囲まれた領域は、気泡を含まないか、気泡として、前記導体よりも外側に、全周を前記止水剤に囲まれた気泡のみを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記止水部において、前記止水剤は、前記導体の全周を囲んで充填されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記止水部を前記絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した断面において、前記止水剤は、前記導体の一部の領域を囲む部分充填域に充填されており、前記止水部の前記長手軸方向全域にわたって前記部分充填域を重畳したものが、前記導体を全周にわたって囲む領域を占めることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記導体を構成する全ての前記素線は、該素線の軸線方向に垂直に切断した断面が円形となっていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記絶縁電線の長手軸方向に対する傾斜角が、前記導体の外周部に位置する前記素線において、それよりも内側に位置する前記素線よりも大きくなっていることにより、前記止水部を前記絶縁電線の長手軸方向に垂直に切断した断面において、前記導体の外周部に位置する前記素線が、それよりも内側に位置する前記素線よりも、扁平な形状を有していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の絶縁電線を有し、
前記絶縁電線の両端に、それぞれ、他の機器に接続可能な電気接続部を備えていることを特徴とするワイヤーハーネス。 - 前記絶縁電線の両端に設けられた前記電気接続部のうち、一方は、外部からの水の侵入を抑制する防水構造を備え、他方は、該防水構造を備えず、
前記止水部は、それら2つの電気接続部の間の位置に設けられていることを特徴とする請求項9に記載のワイヤーハーネス。 - 導電性材料よりなる素線が複数撚り合わせられた導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆とを有する絶縁電線において、前記絶縁被覆が前記導体の外周から除去された露出部と、前記絶縁被覆が前記導体の外周を被覆した状態にある被覆部と、を前記絶縁電線の長手軸方向に沿って隣接させて設ける部分露出工程と、
前記露出部における前記素線の間の空間に、硬化性樹脂組成物よりなる止水剤を充填する充填工程と、
前記絶縁電線を軸回転させながら、前記露出部に充填した前記止水剤を硬化させる硬化工程と、を実行し、請求項1から8のいずれか1項に記載の絶縁電線を製造することを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 前記充填工程の完了後、前記硬化工程を開始するまでの間、前記絶縁電線を軸回転させておくことを特徴とする請求項11に記載の絶縁電線の製造方法。
- 前記充填工程においては、前記止水剤の噴流に、前記露出部を接触させることで、前記止水剤を前記素線の間に充填することを特徴とする請求項11または12に記載の絶縁電線の製造方法。
- 前記部分露出工程と前記充填工程の間に、前記露出部における単位長さあたりの前記導電性材料の密度を高めながら、前記露出部における前記素線の間隔を広げる密度変調工程を実行するとともに、
前記充填工程を実行した後、前記露出部における前記素線の間隔を狭めて前記素線の撚りピッチを小さくする再緊密化工程を実行することを特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載の絶縁電線の製造方法。 - 前記充填工程において、前記露出部の径方向一端から他端までの間の領域の半分以上を占めて、前記素線の間の空間に前記止水剤を充填した充填領域と、前記素線の間の領域に前記止水剤を充填しない非充填領域とを、前記露出部の径方向に隣接させて設けることを特徴とする請求項14に記載の絶縁電線の製造方法。
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