(57)【要約】【課題】常温及び低温の双方の環境下において屈曲性に優れた高屈曲絶縁電線を提供する。【解決手段】複数本の金属素線（１２）が撚り合わされてなる導線（１４）と、導線（１４）を被覆する絶縁体（１６）とを備え、導線（１４）の撚りピッチ比率（撚りピッチ／導線の外径）が１０．８以下であり、絶縁体（１６）が、塩化ビニル樹脂を含み、−４０℃における伸び率が１３０％以上の樹脂組成物からなり、導線（１４）と絶縁体（１６）との密着力が２０Ｎ以下である、高屈曲絶縁電線（１０）である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の金属素線が撚り合わされてなる導線と、前記導線を被覆する絶縁体とを備え、
前記導線の撚りピッチ比率（撚りピッチ／導線の外径）が１０．８以下であり、
前記絶縁体が、塩化ビニル樹脂を含み、−４０℃における伸び率が１３０％以上の樹脂組成物からなり、
前記導線と前記絶縁体との密着力が２０Ｎ以下である、高屈曲絶縁電線。
【請求項２】
請求項１に記載の高屈曲絶縁電線を含む、ワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈曲絶縁電線に関する。詳細には、本発明は、自動車等の車両に配索される電線として用いられる高屈曲絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両用のワイヤーハーネス等の電線は、短い経路内で大きく曲げられて配索されることがある。そのため、このような電線は高い屈曲性を備えることが要求される。そして、近年、自動車の多部品化・高性能化が進み、広範囲温度に対応し得る高屈曲電線が求められてきている。しかし、そのような高屈曲電線は、コストを抑えつつ、電線の屈曲性を向上させることが困難である。
【０００３】
電線の屈曲性を向上させる方法として、導体部に主眼を置いたものとしては、導体素線径を小さくし、二重撚り合わせ構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、絶縁体部に主眼を置いたものとしては、耐寒性等に優れる被覆材料を用いた絶縁部を備えるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。その他、素線間に介在物を入れることによって素線同士の摩耗を低減したものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９７１３５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２６９８０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものにおいては、素線を多本小径化、二重撚り合わせをすることで管理が困難となりコストアップの原因となる。また、特許文献２に記載のものにおいては、耐寒性に優れる絶縁体部についての知見であり、導体部及び常温における屈曲性については考慮されていない。さらに、特許文献３に記載のものにおいては、素線間に介在物を入れることにより、製造工程が増えるためコストアップの原因となる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、常温及び低温の双方の環境下において屈曲性に優れ、構成が簡単な高屈曲絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る高屈曲絶縁電線は、複数本の金属素線が撚り合わされてなる導線と、導線を被覆する絶縁体とを備え、
導線の撚りピッチ比率（撚りピッチ／導線の外径）が１０．８以下であり、
絶縁体が、塩化ビニル樹脂を含み、−４０℃における伸び率が１３０％以上の樹脂組成物からなり、
導線と絶縁体との密着力が２０Ｎ以下である。
【０００８】
本発明の第２の態様に係るワイヤーハーネスは、第１の態様の高屈曲絶縁電線を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、常温及び低温の双方の環境下において屈曲性に優れ、構成が簡単な高屈曲絶縁電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】導線の撚りピッチを説明するための概念図である。
【図２】本実施形態に係る高屈曲絶縁電線の断面図である。
【図３】屈曲試験に用いる装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本実施形態に係る高屈曲絶縁電線について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【００１２】
＜高屈曲絶縁電線＞
本実施形態の高屈曲絶縁電線は、複数本の金属素線が撚り合わされてなる導線と、導線を被覆する絶縁体とを備える。そして、導線の撚りピッチ比率（撚りピッチ／導線の外径）が１０．８以下であり、絶縁体が、塩化ビニル樹脂を含み、−４０℃における伸び率が１３０％以上の樹脂組成物からなり、導線と絶縁体との密着力が２０Ｎ以下である。本実施形態の高屈曲絶縁電線は、導線及び絶縁体が上記条件を満たすことにより、特殊な構造や別部材を要せずに常温（２３℃程度）及び低温（−３０℃程度）の双方の環境下において屈曲性に優れる。より具体的には、導線の撚りピッチ比率を１０．８以下とすることによる素線にかかる屈曲ひずみが低減する。また、導線と絶縁体との密着力を２０Ｎ以下とすることによって金属素線−絶縁体間の干渉が低減する。そして、以上のことに加えて、−４０℃の低温環境下において１３０％以上の伸び性能を有する絶縁体を用いることによって、常温及び低温の双方の環境下において屈曲性に優れるものとなる。
以下に、本実施形態の高屈曲絶縁電線における導線及び絶縁体について説明する。
【００１３】
［導線］
導線は、複数本の金属素線を撚り合わせて構成される。金属素線は、導線の材質などについて特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜定めることができる。金属素線の材料としては、銅、銅合金及びアルミニウム、アルミニウム合金等の公知の導電性金属材料を用いることができる。
【００１４】
本実施形態においては、導線の撚りピッチ比率（撚りピッチ／導線の外径）は１０．８以下である。撚りピッチ比率が１０．８以下であることで、金属素線にかかる屈曲ひずみの低減を図ることができる。逆に、撚りピッチ比率が１０．８を超えると、素線にかかる応力が大きくなり、屈曲ひずみが増大し、ひいては屈曲性が低下しやすくなる。導線の撚りピッチ比率は８．６以下が好ましい。また、導線の撚りピッチ比率の下限は５．０であることが好ましい。
ここで、「撚りピッチ」とは、図１に示すように、導線１４において螺旋状に周回するある一の金属素線１２の一周分であって、導線１４の長手方向の長さＰを意味する。また、「外径」とは、導線の長手方向に垂直な断面の円相当径を意味する。
【００１５】
本実施形態において、導線の撚りピッチは、撚りピッチ比率が１０．８以下となるように設定すればよく、例えば、８〜２５ｍｍとすることができる。同様に、導線の外径は、０．８〜２．４ｍｍとすることができる。
【００１６】
また、本実施形態においては、導線の撚りピッチ比率が上記範囲を満たす限り、金属素線の素線径は問わないが、例えば、０．１６〜０．３２ｍｍとすることができる。また、導線のサイズは、０．３５〜３ｓｑとすることができる。
【００１７】
複数本の金属素線を撚り合わせて導線を得る手法としては特に限定はなく、人手によって撚り合わせてもよいし、自動機を用いて撚り合わせてもよい。そして、いずれの場合であっても導線の撚りピッチ比率が１０．８以下となるように設定する。
【００１８】
［絶縁体］
本実施形態において、導線を被覆する絶縁体は、塩化ビニル樹脂を含み、−４０℃における伸び率が１３０％以上の樹脂組成物からなる。絶縁体が、低温環境下において上記のような伸び性能を有することで高い常温屈曲性、低温屈曲性を有する絶縁電線を提供することができる。
【００１９】
ここで、前記「伸び率」は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１（プラスチック−引張特性の試験方法  第１部：通則）に準じて測定することができる。
【００２０】
絶縁体を構成する樹脂組成物として、−４０℃における伸び率を１３０％以上とするには、特定の塩化ビニル樹脂の選定することや、可塑剤や柔軟樹脂など、特定の添加剤を添加することなどが挙げられる。
【００２１】
本実施形態の樹脂組成物に使用される塩化ビニル樹脂は、例えば、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−プロピレン共重合体、塩化ビニル−スチレン共重合体、塩化ビニル−イソブチレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−スチレン−無水マレイン酸共重合体、塩化ビニル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−イソプレン共重合体、塩化ビニル−塩素化プロピレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−各種ビニルエーテル共重合体などを挙げることができる。これらの塩化ビニル樹脂は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、塩化ビニル樹脂の重合方法は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合及び乳化重合など特に限定されない。
【００２２】
塩化ビニル樹脂の平均重合度（重量平均重合度）は特に限定されないが、５００〜５０００であることが好ましく、１０００〜３０００であることがより好ましい。平均重合度が５００以上であることにより、得られる樹脂組成物の耐摩耗性の低下を抑制することができる。また、平均重合度が５０００以下であることにより、樹脂組成物を押出成形する場合、押出成形時の溶融粘度の上昇を抑制し、さらに混練及び成形加工性の悪化を防止することができる。なお、本実施形態の樹脂組成物では、上記重合度の範囲にある塩化ビニル樹脂を一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２３】
樹脂組成物に使用される可塑剤は、塩化ビニル樹脂の分子間に浸透して樹脂の分子間力を弱め、塩化ビニル樹脂に柔軟性を与えるものであれば特に限定されない。例えば、トリメリット酸系可塑剤及びピロメリット酸系可塑剤、フタル酸系可塑剤及び脂肪族系可塑剤などを挙げることができる。中でも、低コスト、優れた柔軟性、車両用電線への適用の観点から、フタル酸系可塑剤が好ましい。
【００２４】
トリメリット酸系可塑剤としては、トリメリット酸エステルを挙げることができる。また、ピロメリット酸系可塑剤としては、ピロメリット酸エステルを挙げることができる。なお、トリメリット酸エステル及びピロメリット酸エステルにおいて、脱水縮合によりエステルを構成するアルコールとしては、炭素数が８〜１３の飽和脂肪族アルコールなどを挙げることができる。これらのアルコールは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２５】
フタル酸系可塑剤としては、フタル酸エステルを挙げることができる。フタル酸エステルにおいて、脱水縮合によりエステルを構成するアルコールとしては、炭素数が８〜１３の飽和脂肪族アルコールなどを挙げることができる。また、これらのアルコールは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。より具体的には、フタル酸系可塑剤は、例えば、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソデシル及びフタル酸ジトリデシルからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。
【００２６】
脂肪族系可塑剤としては、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル及びアゼライン酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。また、これらのエステルにおいて、脱水縮合によりエステルを構成するアルコールとしては、炭素数が３〜１３の飽和脂肪族アルコールなどを挙げることができる。また、これらのアルコールは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。より具体的には、脂肪族系可塑剤は、例えば、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸イソノニル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル及びアゼライン酸ジオクチルからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。
【００２７】
樹脂組成物において、塩化ビニル樹脂１００質量部に対する可塑剤の含有量は、３５〜５５質量部であることが好ましい。可塑剤の含有量がこの範囲内であることにより、絶縁体の伸び率を１３０％以上とすることができる。また、高温下における変形を抑制しつつも、耐寒性を良好なものとすることができる。
【００２８】
柔軟樹脂としては、塩素化ポリエチレン等の塩素化ポリオレフィン、アクリル系ゴム、アクリル系やスチレン系エラストマーのうちの１種または複数を用いることができる。アクリル系ゴムとしては、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等を用いることができる。エラストマーとしては、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート共重合体）、ＥＥＡ、ＥＭＡ等を用いることができる。中でも、塩素化ポリエチレンが好適に用いられる。柔軟樹脂の含有量は、絶縁体の伸び率１３０％以上を実現する観点から、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、２〜２０質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。
【００２９】
本実施形態において、絶縁体を構成する樹脂組成物には、本実施形態の効果を妨げない範囲で必要に応じて他の添加剤を添加することができる。添加剤としては、難燃助剤、酸化防止剤、金属不活性剤、老化防止剤、充填剤、補強剤、紫外線吸収剤、安定剤、顔料、染料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤等が挙げられる。
【００３０】
本実施形態において、絶縁体の厚みは０．２０〜０．４０ｍｍとすることが好ましく、０．２５〜０．３５ｍｍとすることがより好ましい。
【００３１】
［導線と絶縁体との密着力］
本実施形態において、導線と絶縁体との密着力は２０Ｎ以下である。導線と絶縁体との密着力が２０Ｎ以下であることで導線と絶縁体との間の干渉を低減することができる。当該密着力は１５Ｎ以下であることが好ましい。また、当該密着力の下限は１０Ｎであることが好ましい。
【００３２】
ここで、前記「密着力」は、ＪＡＳＯ  Ｄ  ６１８「自動車部品  低圧電線の試験方法」に準じて測定して得られる。
【００３３】
導線と絶縁体との密着力を２０Ｎ以下とする手段としては、例えば以下の手段が挙げられる。（１）絶縁体被覆における電線製造において、絶縁体を被覆する前に導線に予熱をかけないか、又は予熱を低温でかける。（２）絶縁体樹脂の被覆時の圧力を小さくする。（３）絶縁体をチューブ状に押出成形する。（４）導線に潤滑剤を塗布する。
【００３４】
以上、絶縁体と導線とについて説明したが、本実施形態の高屈曲絶縁電線は、上述の導線を、上述の樹脂組成物からなる絶縁体で被覆することにより作製することができる。以下に、本実施形態の高屈曲絶縁電線の製造方法について説明する。高屈曲絶縁電線の絶縁体は、上述の材料を混練することにより調製されるが、その方法は公知の手段を用いることができる。例えば、予めヘンシェルミキサー等の高速混合装置を用いてプリブレンドした後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の公知の混練機を用いて混練することにより、絶縁体を構成する樹脂組成物を得ることができる。
【００３５】
また、導線を絶縁体で被覆する方法も公知の手段を用いることができる。例えば絶縁体は、一般的な押出成形法により形成することができる。そして、押出成形法で用いる押出機としては、例えば単軸押出機や二軸押出機を使用し、スクリュー、ブレーカープレート、クロスヘッド、ディストリビューター、ニップル及びダイスを有するものを使用することができる。
【００３６】
絶縁体を構成する樹脂組成物を調製する場合には、樹脂材料が十分に溶融する温度に設定された二軸押出機に樹脂材料を投入する。この際、必要に応じて、滑剤、難燃助剤や酸化防止剤などの他の成分も投入する。そして、樹脂材料はスクリューにより溶融及び混練され、一定量がブレーカープレートを経由してクロスヘッドに供給される。溶融した樹脂材料等は、ディストリビューターによりニップルの円周上へ流れ込み、ダイスにより導線の外周上に被覆された状態で押し出されることにより、導線の外周を被覆する絶縁体、すなわち高屈曲絶縁電線を得ることができる。
【００３７】
＜ワイヤーハーネス＞
本実施形態のワイヤーハーネスは、以上説明した高屈曲絶縁電線を含む。そして、本実施形態のワイヤーハーネスは、上述の本実施形態の高屈曲絶縁電線を含むため、常温及び低温の双方の環境下において屈曲性に優れるワイヤーハーネスとして好適に用いることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３９】
［実施例１〜２、比較例１〜３］
各実施例・比較例において、以下に示す樹脂組成物１を溶融混練して得た絶縁体組成物を導線に押出成形して被覆し、高屈曲絶縁電線を得た。なお、導線としては、各実施例・比較例において、銅からなり、表１に記載の素線径の金属素線を、表１に記載の撚りピッチ比率となるように撚り合わせたものを用いた。また、導線の予熱温度を調整することにより、導線と絶縁体との密着力が表１に記載の数値となるように調整した。当該密着力は、ＪＡＳＯ  Ｄ  ６１８「自動車部品  低圧電線の試験方法」により測定した。
【００４０】
（樹脂組成物１の処方）
ポリ塩化ビニル（重合度：１３００）：１００質量％
塩素化ポリエチレン（柔軟樹脂）：１０質量％
フタル酸ジウンデシル（可塑剤）：３５質量％
Ｃａ／Ｚｎ系ＰＶＣ用安定剤（安定剤）：５質量％
【００４１】
［比較例４］
絶縁層を構成する樹脂組成物を以下の樹脂組成物２としたこと以外は実施例１と同様にして高屈曲絶縁電線を作製した。
（樹脂組成物２の処方）
ポリ塩化ビニル（重合度：１３００）：１００質量％
フタル酸ジウンデシル（可塑剤）：３５質量％
Ｃａ／Ｚｎ系ＰＶＣ用安定剤（安定剤）：５質量％
【００４２】
各実施例・比較例において、−４０℃における絶縁体の伸び率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準じて測定した。
【００４３】
次いで、図３に示す屈曲試験機を用い、作製した高屈曲絶縁電線に対して以下の評価試験を行った。
（１）常温屈曲試験
図３に示す試験装置を用い、まず、各実施例・比較例の高屈曲絶縁電線１０の一端部近傍と他端部近傍とを導通部ＣＰに電気接続した状態とした。次いで、高屈曲絶縁電線１０をまっすぐ伸ばした状態から、−３０°（図３の左方向）〜９０°（図３の右方向）の角度の範囲でマンドレルＭの曲げ半径２５ｍｍに沿うように曲げる操作を繰り返し行った。そして、導線の金属素線が断線したことを導通部ＣＰにより検知し、そのときの回数を測定した。試験温度は常温(２３℃)とし、試験片にかかる屈曲速度は６０ｒｐｍとした。また、本試験は車両組み付けした場合を考慮し、サンプルにおもり等の負荷をかけずに試験を行った。屈曲回数５９９９９回以下を「×」、６００００回以上を「〇」、８００００回以上を「◎」とした。評価結果を表１に示す。
【００４４】
（２）低温屈曲試験
試験温度を−３０℃としたこと以外は上記（１）の常温屈曲試験と同様にして試験を行った。そして、屈曲回数６９９９回以下を「×」、７０００回〜９９９９回を「△」、１００００回以上を「〇」、１５０００回以上を「◎」とした。評価結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2019021560.tif 000003
【００４６】
表１より、実施例１及び２の高屈曲絶縁電線は、常温及び低温のいずれにおいても屈曲性に優れていることが分かる。これに対して、比較例１〜４においては常温及び低温のいずれかにおける屈曲性が劣っていた。
【符号の説明】
【００４７】
１０  高屈曲絶縁電線
１２  金属素線
１４  導線
１６  絶縁体
【図１】
2019021560.tif 000004
【図２】
2019021560.tif 000005
【図３】
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