(57)【要約】【課題】実用的で高屈曲性を有した絶縁電線、ケーブルを提供する。【解決手段】中心導体２と、中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体３とからなる絶縁電線４である。中心導体が、銅の外層２ｃと鋼の芯材２ｂとからなるクラッド線材２ａを複数本撚り合わせた撚り線で形成されている。クラッド線材の電気導電率が２０（ＩＡＣＳ％）〜８０（ＩＡＣＳ％）の範囲であり、かつ、クラッド線材の径が、０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、該中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線であって、
前記中心導体が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材を複数本撚り合わせた撚り線で形成されており、
前記クラッド線材の電気導電率が２０（ＩＡＣＳ％）〜８０（ＩＡＣＳ％）の範囲であり、かつ、前記クラッド線材の径が、０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲である、絶縁電線。
【請求項２】
前記中心導体の導体断面積が０．００４（ｍｍ2）〜０．６（ｍｍ2）の範囲である、請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の６０（％）〜９０（％）の範囲である、請求項１または２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記外層がメッキによって形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記クラッド線材の撚りピッチが、前記中心導体の径の３０倍以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
中心導体、絶縁体、シールド部および外被を配したケーブルであって、
前記シールド部が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材で形成されている、ケーブル。
【請求項７】
前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の６０（％）〜９０（％）の範囲である、請求項６に記載のケーブル。
【請求項８】
前記外層がメッキによって形成される、請求項６または７に記載のケーブル。
【請求項９】
前記クラッド線材の径が、０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲である、請求項６〜８のいずれか一項に記載のケーブル。
【請求項１０】
前記シールド部が、前記複数本のクラッド線材を並列に配して螺旋状に巻かれている、請求項６〜９のいずれか一項に記載のケーブル。
【請求項１１】
前記シールド部は、前記複数本のクラッド線材が編組されている、請求項６〜９のいずれか一項に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線、ケーブルに関し、詳細には、中心導体と、中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線、ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤーハーネスは、車両内に配策されており、電気導電性の良さから銅電線を使用することが多い。また、軽量化や金属資源のリサイクルのためにアルミニウム電線を使用することもあるが、アルミニウム電線は銅電線よりも強度面で劣る。このため、例えば、特許文献１には、中心部がアルミニウム線で、その外周表面に銅クラッド層を形成した構造（銅被覆アルミニウム素線ともいう）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５２１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばＦＡ産業設備用の電線、ロボット用の電線、民生機器の可動部の電線、自動車用の電線などの屈曲部分に使用するケーブルには、断線しにくさ（高屈曲性）を備えることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線、ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る絶縁電線は、中心導体と、該中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線であって、前記中心導体が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材を複数本撚り合わせた撚り線で形成されており、前記クラッド線材の電気導電率が２０（ＩＡＣＳ％）〜８０（ＩＡＣＳ％）の範囲であり、かつ、前記クラッド線材の径が、０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲である。
本発明の一態様に係るケーブルは、中心導体、絶縁体、シールド部および外被を配したケーブルであって、前記シールド部が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材で形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
上記によれば、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線、ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る絶縁電線を有したケーブルの斜視図である。
【図２】図１の中心導体を構成するクラッド線材の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る絶縁電線の斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係るケーブルの斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のシールド部を構成するクラッド線材の断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るケーブルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る絶縁電線は、（１）中心導体と、該中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線であって、前記中心導体が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材を複数本撚り合わせた撚り線で形成されており、前記クラッド線材の電気導電率が２０（ＩＡＣＳ％）〜８０（ＩＡＣＳ％）の範囲であり、かつ、前記クラッド線材の径が、０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲である。
中心導体を撚り線で形成すれば、単線と比べて可撓性が優れ、断線しにくくなる。この撚り線構造の絶縁電線において、クラッド線材の電気導電率が２０（ＩＡＣＳ％）より小さいと電線として実用的でなく、８０（ＩＡＣＳ％）を超えると外層である銅の割合が増えるため屈曲性が低下する。よって、クラッド線材の電気導電率を２０（ＩＡＣＳ％）〜８０（ＩＡＣＳ％）にすれば、高屈曲性を得ることが可能になる。そして、クラッド線材の径が０．０２（ｍｍ）未満では、製造しにくくなるので実用的ではないが、クラッド線材の径が０．０６（ｍｍ）を超えると、クラッド線材を曲げた場合に、曲げの外側に生ずる引張ひずみと内側に生ずる圧縮ひずみの差が大きくなるため、可撓性が低下する。よって、クラッド線材の径が０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲であれば、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線を提供することができる。
【００１０】
（２）本発明の絶縁電線の一態様では、前記中心導体の導体断面積が０．００４（ｍｍ2）〜０．６（ｍｍ2）の範囲である。中心導体の導体断面積を０．００４（ｍｍ2）〜０．６（ｍｍ2）にすれば、ＦＡ産業設備用の電線、ロボット用の電線、民生機器の可動部の電線、自動車用の電線などの屈曲部分に用いることができる。
（３）本発明の絶縁電線の一態様では、前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の６０（％）〜９０（％）の範囲である。芯材の径をクラッド線材の径の６０（％）〜９０（％）にすれば、低速信号線用途で可動する配線として用いることができる。
（４）本発明の絶縁電線の一態様では、前記外層がメッキによって形成される。銅の外層を、圧着で形成する場合に比べて容易に形成できる。
（５）本発明の絶縁電線の一態様では、前記クラッド線材の撚りピッチが、前記中心導体の径の３０倍以下である。クラッド線材は素線硬度が大きいことから、クラッド線材の撚りピッチを中心導体の径の３０倍以下にすれば、撚りピッチが長くならずに済み、撚り線浮きが生じない。
【００１１】
（６）本発明の一態様に係るケーブルは、中心導体、絶縁体、シールド部および外被を配したケーブルであって、前記シールド部が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材で形成されている。シールド部を銅覆鋼線で形成すれば、高屈曲性を得ることが可能になる。
（７）本発明のケーブルの一態様では、前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の６０（％）〜９０（％）の範囲である。芯材の径をクラッド線材の径の６０（％）〜９０（％）にすれば、低速信号線用途の可動する配線として用いることができる。
（８）本発明のケーブルの一態様では、前記外層がメッキによって形成される。銅の外層を、圧着で形成する場合に比べて容易に形成できる。
（９）本発明のケーブルの一態様では、前記クラッド線材の径が、０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲である。クラッド線材の径が０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲であれば、実用的で高屈曲性を有したシールドケーブルを提供することができる。
【００１２】
（１０）本発明のケーブルの一態様では、前記シールド部が、前記複数本のクラッド線材を並列に配して螺旋状に巻かれている。シールド部を横巻き構造にすれば、編組構造に比べてシールド部を作りやすくなる。
（１１）本発明のケーブルの一態様では、前記シールド部は、前記複数本のクラッド線材が編組されている。シールド部を編組構造にすれば、信号漏洩や外部電波の侵入を容易に防止できる。
【００１３】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る絶縁電線、ケーブルの具体例について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る絶縁電線を有したケーブルの斜視図であり、図２は、図１の中心導体を構成するクラッド線材の断面図である。
【００１４】
図１に示したケーブル１はセンサーケーブルであり、信号線となる２心の絶縁電線４と、絶縁電線４の周囲を被覆する外被（シースともいう）６とから構成されており、２芯楕円の断面構造で形成されている。
絶縁電線４は、ノイズの影響を受けにくくするために、２本の絶縁電線４を撚った対撚り線とすることができる。絶縁電線４は、中心導体２と、中心導体２の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体３とからなる。
【００１５】
中心導体２は、例えば１８本のクラッド線材２ａを撚り合わせた撚り線で形成されている。中心導体を撚り線で形成すれば、単線と比べて可撓性が優れ、断線しにくくなる。
中心導体２として、導体断面積が０．００４（ｍｍ2）〜０．６（ｍｍ2）程度で、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の＃２０〜＃４０に相当する導線を用いている。中心導体２の線材には、図２に示すように、銅の外層２ｃと鋼の芯材２ｂとからなるクラッド線材２ａ（銅覆鋼線、ＣＣＳ（Copper Clad Steel）線ともいう）が用いられている。
【００１６】
ＣＣＳ線は、ＡＳＴＭ規格のＢ２２７−９８に規定する引っ張り強さ（８８３（ＭＰａ）以上）を有するものである。芯材２ｂの炭素含有率は０．８（％）〜０．８５（％）であり、クラッド線材２ａの電気導電率は、２０（ＩＡＣＳ（International Annealed Copper Standard）％）〜８０（ＩＡＣＳ％）の範囲内に設定されている。
クラッド線材２ａの電気導電率が８０（ＩＡＣＳ％）を超えると、強度が低下して断線しやすくなる。一方、クラッド線材２ａの電気導電率が２０（ＩＡＣＳ％）未満では、信号線として実用的ではない。このため、クラッド線材２ａの電気導電率を２０（ＩＡＣＳ％）〜８０（ＩＡＣＳ％）にすれば、高屈曲性を得ることが可能になる。
【００１７】
クラッド線材２ａの外径は０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲内であり、好ましくは０．０５（ｍｍ）である。外径０．０５（ｍｍ）のクラッド線材２ａを１８本撚った場合には、断面積０．０３（ｍｍ2）、外径０．２５（ｍｍ）の中心導体２が形成される。
クラッド線材２ａの径が０．０２（ｍｍ）未満では、クラッド線材２ａを曲げても、曲げの外側に生ずる引張ひずみと内側に生ずる圧縮ひずみの差が小さいため、可撓性は良好であるが、製造しにくくなるので実用的ではない。一方、クラッド線材２ａの径が０．０６（ｍｍ）を超えると、クラッド線材２ａを曲げた場合に、曲げの外側に生ずる引張ひずみと内側に生ずる圧縮ひずみの差が大きくなるため、可撓性が低下する。よって、クラッド線材の径が０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲であれば、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線４を提供することができる。
【００１８】
なお、クラッド線材２ａの撚りピッチは、中心導体２の外径の例えば３０倍以下に設定されている。また、芯材２ｂの外径は、クラッド線材２ａの外径の６０（％）〜９０（％）の範囲内、言い換えれば、外層２ｃの厚みがクラッド線材２ａの外径の５（％）〜２０（％）の範囲内に設定される。外層２ｃは、芯材２ｂの外周に例えばメッキによって形成されているが、メッキに変えて圧着で形成してもよい。
【００１９】
絶縁体３には、例えば架橋したポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂が用いられ、外径が例えば０．０５（ｍｍ）に成形される。架橋ＰＶＣにより、対半田特性、耐熱性があるケーブルとなる。
外被６には、例えば耐熱性のＰＶＣ樹脂が用いられており、２本の絶縁電線４の周囲を覆っている。耐熱性のＰＶＣ樹脂により耐熱性と同時に耐油性のあるケーブルとなる。
【００２０】
次に、絶縁電線４の試験結果を説明する。中心導体にＣＣＳ線を用いた絶縁電線４（試料１）と、中心導体に錫入銅合金線を用いた絶縁電線（試料２）について、マンドレルを用いた屈曲試験を行った。
具体的には、試料１と試料２は中心導体２の材質が異なるが、その他は同じ構成であり、試料１および試料２のいずれも、中心導体２は、外径０．０５（ｍｍ）の導線を１８本撚って外径０．２５（ｍｍ）とし、絶縁体３は、架橋ＰＶＣを用いて外径０．５０（ｍｍ）とし、外被６はＰＶＣ樹脂で押出し成形し、短径が１．０（ｍｍ）、長径が２．０（ｍｍ）である。
【００２１】
そして、絶縁電線４の両側はマンドレル（半径＝８（ｍｍ））で挟み付けられ、絶縁電線４の一端には荷重（１００ｇ）がかけられている。この絶縁電線４の他端を絶縁電線４の長手方向を基準にして例えば９０°ずつ屈曲させた。絶縁電線４の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料２は１０（万回）であったのに対し、試料１は１５（万回）であった。
次いで、径の異なるマンドレル（半径＝２０（ｍｍ））を準備し、同じく絶縁電線４の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料２は４０（万回）であったのに対し、試料１は２９０（万回）に達していた。ＦＡ産業設備用の電線などの屈曲部分に相当するような、マンドレルが比較的大径の場合には、試料１の耐屈曲性が試料２よりも７倍程度向上していた。
【００２２】
続いて、ケーブル１についてもマンドレルを用いて屈曲試験を行った。詳しくは、試料１の絶縁電線４を２本収容したケーブル１（試料３）と、試料２の絶縁電線を２本収容したケーブル１（試料４）を準備した。
ケーブル１の両側はマンドレル（半径＝１０（ｍｍ））で挟み付けられ、ケーブル１の一端には荷重（２００ｇ）がかけられている。このケーブル１の他端をケーブル１の長手方向を基準にして例えば９０°ずつ屈曲させた。ケーブル１の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料４は２５（千回）であったのに対し、試料３は５０（千回）であった。
【００２３】
次いて、径の異なるマンドレル（半径＝１２．５（ｍｍ））を準備し、同じくケーブル１の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料４は５０（千回）であったのに対し、試料１は２４７（千回）に達していた。ケーブル１についても、マンドレルが比較的大径の場合には、試料３の耐屈曲性が試料４よりも５倍程度向上していた。
【００２４】
上記実施形態では、中心導体２を撚り線で形成した例を挙げて説明したが、図３に示すように、単線のクラッド線材２ａのみで中心導体２を形成することも可能である。単線の場合は、撚り線に比べて導体断面積を同じにすると、線径が多少細くなり、より細径化することができ、また、コネクタ等の接点部に半田付けしやすいという利点がある。
【００２５】
また、上述したＣＣＳ線は、中心導体２のみならず、シールド部（シールド導体ともいう）に用いることもできる。
図４，５に示したケーブル１はシールドケーブルであり、例えば接触して並べた２本の絶縁電線４の外側にシールド部５を配しており、その外側を外被６で被覆して構成されている。なお、図示の中心導体２は、図１で説明した撚り線であっても、図３で説明した単線であってもよい。
【００２６】
シールド部５は、図４（Ａ）に示すように、複数本のクラッド線材５ａを並列に配して螺旋状に巻かれており（横巻き構造ともいう）、２本の絶縁電線４を一括してシールドしている。
図４（Ｂ）に示すように、シールド部５の線材には、銅の外層５ｃと鋼の芯材５ｂとからなるクラッド線材５ａが用いられている。
【００２７】
なお、クラッド線材５ａは、図２等で説明したクラッド線材２ａと同じ構造であり、クラッド線材５ａの外径が０．０２（ｍｍ）〜０．０６（ｍｍ）の範囲内に設定され、芯材５ｂの外径がクラッド線材５ａの外径の６０（％）〜９０（％）の範囲内に設定されている。また、外層５ｃも例えばメッキで形成される。
あるいは、シールド部５は、図５に示すように、複数本のクラッド線材５ａが編組された編組構造であってもよい。このクラッド線材５ａも、図４（Ｂ）で説明した構造と同様に、銅の外層５ｃと鋼の芯材５ｂとから構成される。
【００２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２９】
１…ケーブル、２…中心導体、２ａ，５ａ…クラッド線材、２ｂ，５ｂ…芯材、２ｃ，５ｃ…外層、３…絶縁体、４…絶縁電線、５…シールド部、６…外被。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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