(57)【要約】【課題】良好な耐屈曲性を有する絶縁電線を提供する。【解決手段】絶縁電線１は、複数本の導体素線２０が撚り合わされるとともに円形圧縮されてなる圧縮導体２と、圧縮導体２の外周に被覆された絶縁体３とを有する。絶縁電線１は、電線断面で見た場合に、圧縮導体２の周表面を構成する導体素線２０同士の間に形成された隙間２０１部分における絶縁体３の導体径方向の厚みの最大値をｔｍａｘ、絶縁体３の導体径方向の厚みの最小値をｔｍｉｎとしたとき、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５以上１．０以下の範囲内にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の導体素線が撚り合わされるとともに円形圧縮されてなる圧縮導体と、該圧縮導体の外周に被覆された絶縁体とを有する絶縁電線であって、
電線断面で見た場合に、
上記圧縮導体の周表面を構成する導体素線同士の間に形成された隙間部分における上記絶縁体の導体径方向の厚みの最大値をｔｍａｘ、上記絶縁体の導体径方向の厚みの最小値をｔｍｉｎとしたとき、
ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５以上１．０以下の範囲内にあることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
上記圧縮導体に対する上記絶縁体の密着力が４０Ｎ以下であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
上記導体素線は、銅または銅合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
上記圧縮導体は、引張強さが４５０ＭＰａ以上、伸びが５％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項５】
上記圧縮導体は、導体断面積が０．２２ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
自動車用電線として用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の分野において、導体の外周に絶縁体が被覆された絶縁電線が使用されている。近年、自動車に適用される絶縁電線は、軽量化を図るため、細径化が求められている。
【０００３】
細径化された絶縁電線は、導体断面積が減少するため、電線の強度が低下する。そのため、上記導体としては、一般に、比較的高強度で伸びのある複数本の導体素線が撚り合わされるとともに円形圧縮されてなる圧縮導体が多く用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、中心線の外周に６本の外層線が同心撚りされて形成された撚線が円形圧縮されてなる圧縮導体と、圧縮導体の外周に被覆された絶縁体とを有する絶縁電線が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記圧縮導体を用いると、絶縁電線の耐屈曲性が低下することがある。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、良好な耐屈曲性を有する絶縁電線を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に対し、本発明者らは種々の実験を重ねた。その結果、次のような知見が得られた。すなわち、圧縮導体の周表面を構成する導体素線同士の間に形成された隙間に絶縁体の一部が入り込むことにより、圧縮導体に対する絶縁体の密着力が増し、その結果、絶縁電線の耐屈曲性が低下する。本発明は、主に上記知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
本発明の一態様は、複数本の導体素線が撚り合わされるとともに円形圧縮されてなる圧縮導体と、該圧縮導体の外周に被覆された絶縁体とを有する絶縁電線であって、
電線断面で見た場合に、
上記圧縮導体の周表面を構成する導体素線同士の間に形成された隙間部分における上記絶縁体の導体径方向の厚みの最大値をｔｍａｘ、上記絶縁体の導体径方向の厚みの最小値をｔｍｉｎとしたとき、
ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５以上１．０以下の範囲内にあることを特徴とする絶縁電線にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記絶縁電線は、上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が特定の範囲内にある。そのため、上記絶縁電線は、圧縮導体に対する絶縁体の密着力が低減される。その結果、上記絶縁電線は、良好な耐屈曲性を発揮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の絶縁電線の断面図である。
【図２】圧縮導体に対する絶縁体の密着力を測定する測定方法を説明するための説明図である。
【図３】絶縁電線の耐屈曲性を評価する評価方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記絶縁電線において、圧縮導体は、複数本の導体素線が撚り合わされるとともに円形圧縮されてなる。圧縮導体は、具体的には、中心に配置された導体素線と、この中心に配置された導体素線の外周に撚り合わされた複数本の導体素線とを有する構成とすることができる。この場合には、円形圧縮により圧縮導体が細径化されやすい。
【００１３】
導体素線は、例えば、銅または銅合金から構成されているとよい。圧縮導体の強度、伸び、および、導電性のバランスが良好なためである。導体素線は、圧縮導体の強度、伸び、および、導電性のバランスを調整しやすいなどの観点から、好ましくは、銅合金から構成されているとよい。
【００１４】
銅合金としては、例えば、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｒ、および、Ｐからなる群より選択される少なくとも１種の添加元素を合計で０．４５質量％以上２．０質量％以下、好ましくは０．６質量％以上１．８質量％以下、より好ましくは０．８質量％以上１．６質量％以下含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有する銅合金などを例示することができる。この場合には、導電性および伸びを確保しつつ、高い強度を有する圧縮導体を有する絶縁電線が得られる。上記化学成分組成は、Ｏ（酸素）含有量が質量比で１０ｐｐｍ以下であるとよい。他の添加元素との酸化物、例えば、チタン酸化物（ＴｉＯ２）、スズ酸化物（ＳｎＯ２）等の生成を抑制することが可能となるので、圧縮導体の強度低下を抑制しやすくなるからである。
【００１５】
圧縮導体は、引張強さが４５０ＭＰａ以上、伸びが５％以上であることが好ましい。この場合には、圧縮導体の強度、伸びに優れるため、強度、伸び、および、耐屈曲性に優れた絶縁電線が得られる。
【００１６】
圧縮導体の引張強さは、より好ましくは、４８０ＭＰａ以上、さらに好ましくは、５００ＭＰａ以上であるとよい。また、圧縮導体の引張強さは、導電性とのバランスなどの観点から、好ましくは、６００ＭＰａ以下とすることができる。一方、圧縮導体の伸びは、より好ましくは、６％以上、さらに好ましくは、７％以上であるとよい。また、圧縮導体の伸びは、引張強さとのバランスなどの観点から、好ましくは、１５％以下とすることができる。なお、上記圧縮導体の引張強さ、伸びは、例えば、上述した化学成分組成を有する圧縮導体に対して、引張強さ、伸びが上記範囲となる条件にて熱処理を施すことなどによって実現することができる。
【００１７】
圧縮導体は、導体断面積が０．２２ｍｍ２以下であるとよい。この場合には、耐屈曲性が良好であり、かつ、自動車用電線に用いて好適な細径の絶縁電線が得られる。導体断面積は、細径化、軽量化などの観点から、好ましくは、０．１７ｍｍ２以下、より好ましくは、０．１５ｍｍ２以下、さらに好ましくは、０．１３ｍｍ２以下とすることができる。また、導体断面積は、圧縮導体の強度確保、製造性等の観点から、好ましくは、０．０５ｍｍ２以上、より好ましくは、０．０８ｍｍ２以上とすることができる。
【００１８】
圧縮導体は、導体径が０．６ｍｍ以下であるとよい。この場合には、耐屈曲性が良好であり、かつ、自動車用電線に用いて好適な細径の絶縁電線が得られる。また、導体断面積を０．２２ｍｍ２以下としやすくなる。導体径は、細径化、軽量化などの観点から、好ましくは、０．５５ｍｍ以下、より好ましくは、０．５０ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．４５ｍｍ以下とすることができる。また、導体径は、圧縮導体の強度確保、製造性等の観点から、好ましくは、０．３０ｍｍ以上、より好ましくは、０．３６ｍｍ以上とすることができる。
【００１９】
上記絶縁電線において、上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比は、圧縮導体に対する絶縁体の密着力と関係があるパラメータである。
【００２０】
上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５未満になると、圧縮導体の周表面を構成する導体素線同士の間に形成された隙間に、絶縁体の圧縮導体側の部位が過度に入り込んだ状態となる。その結果、圧縮導体に対する絶縁体の密着力が増し、良好な耐屈曲性を有する絶縁電線が得られなくなる。上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比は、上記密着力の低減による絶縁電線の耐屈曲性向上などの観点から、好ましくは、０．８６以上、より好ましくは、０．８７以上、さらに好ましくは、０．８８以上とすることができる。一方、上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が１．０を超える圧縮導体は、製造が困難である。また、撚線工程における圧縮加工により断線の可能性が高まる。上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比は、上記断線の抑制などの観点から、好ましくは、０．９８以下、より好ましくは、０．９７以下、さらに好ましくは、０．９６以下とすることができる。なお、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比は、導体素線の素線径、圧縮導体の圧縮度合、絶縁体の押出条件（押出速度、押出温度）等を変更することによって調節することができる。また、上記ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比は、絶縁電線の軸方向に垂直な切断面を観察し、ｔｍｉｎ、ｔｍａｘを測定することにより算出することができる。ｔｍｉｎは、通常、圧縮導体の周表面を構成する導体素線において、円形圧縮によって円弧状に塑性変形を受けた部分における絶縁体の導体径方向の厚みの最小値となることが多い。
【００２１】
上記絶縁電線において、圧縮導体に対する絶縁体の密着力は、具体的には、４０Ｎ以下とすることができる。この場合には、耐屈曲性に優れた絶縁電線を確実に得ることができる。上記密着力は、絶縁電線の耐屈曲性向上などの観点から、好ましくは、３９Ｎ以下、より好ましくは、３８Ｎ以下とすることができる。一方、上記密着力は、絶縁体と圧縮導体との間の空隙から水が浸入するのを抑制しやすくなるなどの観点から、好ましくは、１５Ｎ以上、より好ましくは、２０Ｎ以上とすることができる。なお、上記密着力の測定方法については、後述する。
【００２２】
上記絶縁電線において、絶縁体は、電気絶縁性を有する各種の樹脂やゴム（エラストマー含む）等のポリマーを主成分とする樹脂組成物より構成することができる。上記ポリマーとしては、具体的には、例えば、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリサルホン系樹脂などを例示することができる。塩化ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などが挙げられる。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。ポリサルホン系樹脂としては、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、および、ポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ）などが挙げられる。
【００２３】
上記ポリマーとしては、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、および、ポリフェニルサルホンからなる群より選択される少なくとも１種より構成されるポリサルホン系樹脂を好適に用いることができる。この場合には、絶縁体の耐摩耗性に優れる。そのため、絶縁体を薄肉化することによって、絶縁電線の細径化を図ることができる。
【００２４】
絶縁体は、１層から構成されていてもよいし、２層以上から構成されていてもよい。絶縁体の平均厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下とすることができる。なお、絶縁体には、一般的に電線に利用される各種の添加剤が１種または２種以上含有されていてもよい。上記添加剤としては、具体的には、充填剤、難燃剤、酸化防止剤、老化防止剤、滑剤、可塑剤、銅害防止剤、顔料などを例示することができる。
【００２５】
上記絶縁電線は、自動車用電線として好適に用いることができる。この場合には、比較的細径で、耐屈曲性の良好な自動車用電線が得られる。
【００２６】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００２７】
上記絶縁電線の実施例につき、比較例とともに説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１に示されるように、本例の絶縁電線１は、複数本の導体素線２０が撚り合わされるとともに円形圧縮されてなる圧縮導体２と、圧縮導体２の外周に被覆された絶縁体３とを有している。本例では、圧縮導体２は、中心に配置された１本の導体素線２０と、この中心に配置された導体素線２０の外周に撚り合わされた６本の導体素線２０とを有している。圧縮導体２は、各導体素線２０が撚り合わされた後、円形圧縮されたものである。なお、導体素線２０は、銅合金より構成されている。
【００２９】
ここで、図１に示されるように、本例の絶縁電線１は、電線断面で見た場合に、圧縮導体２の周表面を構成する導体素線２０同士の間に形成された隙間２０１部分における絶縁体３の導体径方向の厚みの最大値をｔｍａｘ、絶縁体３の導体径方向の厚みの最小値をｔｍｉｎとしたとき、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５以上１．０以下の範囲内にある。なお、本例では、上記ｔｍａｘは、６か所の隙間２０１部分における絶縁体３の導体径方向の各厚みのうち、最大の値のことである。以下、詳説する。
【００３０】
本例では、表１に示される構成の絶縁電線を作製し、評価を行った。具体的には、表１に示されるように、所定の導体断面積、導体径、引張強さ、および、伸びを有する圧縮導体を準備した。引張強さおよび伸びは、各圧縮導体について、標点間距離ＧＬ＝２５０ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件にて引張試験を実施することにより測定した。
【００３１】
次いで、準備した圧縮導体の外周に所定の絶縁材料を押し出し被覆することにより、表１に示される所定のｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比を有する試料１〜６、Ｃ１０１、Ｃ１０２の絶縁電線を作製した。なお、試料Ｃ１０１、Ｃ１０２は、いずれもｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５未満であり、本願で規定される範囲外のものである。
【００３２】
【表１】
2015167092.tif 000003
【００３３】
−密着力−
作製した絶縁電線について、圧縮導体に対する絶縁体の密着力を次のようにして測定した。具体的には、図２に示されるように、作製された絶縁電線から７５ｍｍの電線サンプル１０を採取する。次いで、電線サンプル１０の一端部における絶縁体３を２５ｍｍ剥ぎとり、圧縮導体２を２５ｍｍ露出させる。次いで、露出させた圧縮導体２を、圧縮導体２より僅かに大きな貫通穴５０を有する板状治具５の貫通穴５０に挿通させる。次いで、上記挿通させた圧縮導体２の先端部を矢印Ｐの方向に引っ張り、圧縮導体２を絶縁体３から引き抜く。この際の引き抜き荷重を、絶縁電線の密着力（Ｎ）とする。なお、図２中、板状治具５は、その断面が示されている。
【００３４】
−耐屈曲性−
作製した絶縁電線について、耐屈曲性を次のようにして評価した。具体的には、図３に示されるように、作製された絶縁電線から１００ｍｍの電線サンプル１０を採取する。次いで、電線サンプル１０を繰り返し屈曲させることが可能な屈曲試験装置６に装着した。屈曲試験装置６は、電線サンプル１０の一端部を固定する第１固定部６１と、電線サンプル１０の他端部を固定する第２固定部６２とを有している。第２固定部６２は、電線サンプル１０の約半分の長さを半径とする円弧状経路（不図示）上の２か所の折り返し点Ｐの間を矢印Ｂのように繰り返し往復移動可能に構成されている。２か所の折り返し点Ｐのうち、第１固定部６１から遠い方の折り返し点Ｐを第１折り返し点Ｐ１とし、第１固定部６１から近い方の折り返し点Ｐを第２折り返し点Ｐ２とする。
【００３５】
上記屈曲試験装置６において、図３（ａ）に示されるように、第２固定部６２が第１折り返し点Ｐ１に位置する状態は、電線サンプル１０の屈曲度合が最も小さな状態である。このときの屈曲部分における曲率半径をＲｍａｘとする。一方、図３（ｂ）に示されるように、第２固定部６２が第２折り返し点Ｐ２に位置する状態は、電線サンプル１０の屈曲度合が最も大きな状態である。このときの屈曲部分における曲率半径をＲｍｉｎとする。
【００３６】
本例では、Ｒｍａｘが１９．５〜２９．７ｍｍ、Ｒｍｉｎが８〜１２．１ｍｍの範囲内にて、第２固定部６２を往復移動させ、電線サンプル１０が繰り返し屈曲により断線するまでの屈曲回数を測定した。第２固定部６２が１往復した場合に、屈曲回数が１回と数えられる。なお、本評価においてＲｍａｘ、Ｒｍｉｎが一定値でないのは、マンドレルのようなＲを有する治具が用いられていないためである。但し、Ｒｍａｘ、Ｒｍｉｎが上記範囲内であれば、ほぼ同条件での比較試験とみなすことができる。また、上記屈曲試験装置６において、電線サンプル１０の両端部は、繰り返し屈曲による断線を検知できるように、不図示の信号線によって制御部と電気的に接続されている。
【００３７】
表２に、圧縮導体に対する絶縁体の密着力、耐屈曲性の評価結果をまとめて示す。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
表１および表２によれば、以下のことがわかる。すなわち、試料１〜試料６は、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が０．８５以上１．０以下の範囲にある。そのため、試料１〜試料６は、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が試料０．８５未満である試料Ｃ１０１、試料Ｃ１０２に比べ、繰り返し屈曲された際に断線に至るまでの屈曲回数が多く、耐屈曲性が向上されていることがわかる。これは、試料Ｃ１０１、試料Ｃ１０２は、圧縮導体に対する絶縁体の密着力が４１Ｎ以上と過度に大きかったのに対し、試料１〜試料６は、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比が上記特定の範囲内とされることにより、圧縮導体に対する絶縁体の密着力が４０Ｎ以下に低減されていたためである。
【００４０】
よって、上記結果によれば、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘ比を上記特定の範囲内とすることにより、良好な耐屈曲性を有する絶縁電線を提供できることが確認された。
【００４１】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  絶縁電線
２  圧縮導体
２０  導体素線
２０１  隙間
３  絶縁体
【図１】
2015167092.tif 000005
【図２】
2015167092.tif 000006
【図３】
2015167092.tif 000007