(57)【要約】【課題】油や水等が毛細管現象によって導体内部に浸入したり、電線端末部から漏出したりすることを確実に防止できるとともに、生産性に優れ安価であり、且つ、端末加工が容易な気密電線を提供すること。【解決手段】長さ方向の少なくとも一部に気密部が形成された撚線導体５と、その外周に被覆された絶縁体６とからなる気密電線であって、前記撚線導体５は、複数本の導体素線４と、芯材１上に熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーからなる気密材２が被覆されてなる充填材３を必須構成とし、且つ最外層には導体素線４が配置されるとともに、該撚線導体５の気密部においては、前記充填材３を構成する気密材２が各導体素線４間に侵入していることを特徴とする気密電線。上記気密電線において、前記撚線導体５の最外層に配置されている導体素線４が相互に密着するように径方向に圧縮されていることを特徴とする気密電線。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向の少なくとも一部に気密部が形成された撚線導体と、その外周に被覆された絶縁体とからなる気密電線であって、前記撚線導体は、複数本の導体素線と、芯材上に熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーからなる気密材が被覆されてなる充填材を必須構成とし、且つ最外層には導体素線が配置されるとともに、該撚線導体の気密部においては、前記充填材を構成する気密材が各導体素線間に侵入していることを特徴とする気密電線。
【請求項２】
請求項１記載の気密電線において、前記撚線導体の最外層に配置されている導体素線が相互に密着するように径方向に圧縮されていることを特徴とする気密電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油や水などが毛細管現象によって導体内部に侵入したり、電線端末部から漏出したりすることを確実に防止できるとともに、生産性に優れ安価であり、且つ、端末加工が容易な気密電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種機器のリード線として使用される電線においては、屈曲性を向上させる目的から複数本の導体素線を撚り合わせた撚線導体が導体として使用されている。通常、この種の電線は、端末部分の絶縁体を除去して撚線導体を露出させた後、各種の用途に応じて適宜に端末加工処理を施して実使用に供されるのであるが、その際、電線端末部付近に油や水などが存在していると、毛細管現象によってそれらが導体内部を伝わって電線の長手方向に侵入して種々の問題を引き起こしてしまう。このような現象は、例えば、自動車の酸素センサーのリード線や、自動変速機のオイルケース内に配置されて使用されるリード線のように、電線の両端末間に圧力差があるような環境下で使用された場合に特に顕著であった。
【０００３】
そこで従来は、電線内部への油や水などの浸入、電線端末部からの油や水の漏出を防ぐための手段として、例えば、電線をオイルケースに固定するための電線保持ケースの内部に導体露出部を形成した電線を配置し、該電線の露出した導体素線間にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を充填する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。又、複数の端子を装着した基盤の端子挿入孔と該端子との間をハンダ付けにより密封して形成した端子保持板を筒状のハウジングと一体に成形し、該筒状のハウジングの電線導入部に液体漏出防止用の封止体を装着してあるコネクタを使用する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。又、電線として撚線導体を構成する各導体素線の隙間に熱可塑性樹脂繊維束を配置し、前記繊維束を加熱、溶融することによって気密部を形成した構成のものを使用する方法などが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
しかしながら、まず、特許文献１に開示されているような方法の場合は、充填材として使用するエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が熱膨張や熱収縮に対して追従性が無くクラックが入りやすいため、場合によっては油漏れを起こしてしまうという恐れがあった。この問題に対しては、例えば、追従性が良くクラックの入りにくい樹脂材を使用することのできる油漏防止用電線保持ケースが知られているのであるが（例えば、特許文献４参照。）、このような電線保持ケースは、その形状が非常に複雑で特殊であることからコストが上昇してしまうという問題があった。又、特許文献２に開示されているようなコネクタも特許文献４に開示されているような電線保持ケースと同様に、その形状が非常に複雑で特殊であることからコストが上昇してしまうという問題があった。
【０００５】
次に、特許文献３に開示されているような構成のものの場合は、熱可塑性樹脂繊維束を構成する繊維の強度が弱い場合には、導体素線を撚り合わせる際に繊維束の一部が断線して、断線した繊維が撚線導体の外部に飛び出して絶縁体と融着してしまい、電線のストリップ性が悪化してしまう恐れがあった。
【０００６】
このような特許文献１乃至４の問題点を解決するものとして、熱硬化性ポリマーからなる充填材の最外層に導体素線が配置されているとともに、長さ方向の少なくとも一部に気密部が形成されており、この気密部においては充填材が各導体素線間に浸入している構成の気密電線が、当該出願人より提案されている（特許文献５参照。）。又、熱可塑性ポリマーからなる充填材の最外層に導体素線が配置されているとともに、長さ方向の少なくとも一部に気密部が形成されており、この気密部においては充填材が各導体素線間に浸入している構成の気密電線が、当該出願人より提案されている（特許文献６参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特公平１−５９４７６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特許第２８２５１４３号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−２４３１５１号公報
【００１０】
【特許文献４】
特許第２７６６５５８号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開２００２−１７５７３１号公報
【００１２】
【特許公報６】
特願２００２−８６２５１号明細書
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献５及び６に開示された気密電線では、熱硬化性ポリマーや熱可塑性ポリマーからなる充填材を線状に押出加工する際や、充填材と導体素線を撚り合わせる際の巻取り張力等により断線したり、伸びてしまったりすることがあるため、充填材の外径が不均一になってしまう恐れがあった。このような外径が不均一な充填材によって気密電線を作製すると、充填材が導体素線間にしっかりと侵入できずに隙間ができてしまい、その隙間を通して油や水が電線内部に浸入したり、電線端末部から漏出したりする可能性がある。このような問題を回避するため、充填材の外径を均一にするためには、押出加工条件の厳密な制御が必要であるとともに、加工時の巻取り張力を弱くする必要があることから、生産速度を遅くせざるを得ないため、生産性に劣るものとなってしまっていた。
【００１４】
本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、油や水などが毛細管現象によって電線内部に浸入したり、電線端末部から漏出したりすることを確実に防止できるとともに、生産性に優れ安価であり、且つ、端末加工が容易な気密電線を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１による気密電線は、長さ方向の少なくとも一部に気密部が形成された撚線導体と、その外周に被覆された絶縁体とからなる気密電線であって、前記撚線導体は、複数本の導体素線と、芯材上に熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーからなる気密材が被覆されてなる充填材を必須構成とし、且つ最外層には導体素線が配置されるとともに、該撚線導体の気密部においては、前記充填材を構成する気密材が各導体素線間に侵入していることを特徴とするものである。
又、請求項２による気密電線は、請求項１記載の気密電線において、前記撚線導体の最外層に配置されている導体素線が相互に密着するように径方向に圧縮されていることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
導体素線の構成材料は特に限定されず、本発明によって得られる電線の使用条件（用途、要求機能等）を考慮して、従来公知の導体材料をいずれも使用することができる。
【００１７】
本発明で使用される充填材は、芯材上に気密材が被覆された構成となっている。芯材としては、加工時の巻取り張力によって大きく伸びないものなら特に限定はなく、例えば、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等やこれらの材料にメッキが施されたもの、などの金属材料からなる線材、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、などの有機材料からなる繊維や押出成形品、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、などの無機繊維などが使用できる。又、芯材は、単独で使用いても良いし、複数の芯材を撚り合わせるか又は引き揃えて使用して良い。
【００１８】
気密材としては、熱可塑性ポリマーであっても熱硬化性ポリマーであっても良い。熱可塑性ポリマーであれば、加熱により軟化又は溶融させることによって、気密材を各導線素線間に侵入させることができる。又、熱硬化性ポリマーであれば、加熱により気密材が硬化する際の接着作用によって、気密材を各導線素線間に侵入させることができるとともに、実使用時に気密材が油や薬品、熱によって溶解することを防止できる。ここで、気密材が各導体素線間に侵入している状態とは、各導体素線に隙間がある場合は、導体素線の隙間に気密材が存在している状態を指し、又、導体素線が相互に密着するように径方向に圧縮されている場合は、円周上に配置された導体素線の内周側の表面に密着するように気密材が存在している状態を指す。
【００１９】
熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）のようなポリオレフィン系樹脂や、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）や四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、四フッ化エチレン−プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−αオレフィン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン−フッ化ビニリデン共重合体（ＴＨＶ）、ポリパーフルオロブテニルビニルエーテル、フッ素系熱可塑性エラストマーのようなフッ素系ポリマー、エチレンプロピレンゴムのようなゴム材料、オレフィン系エラストマーやスチレン系エラストマーのようなエラストマー材料、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）などが挙げられる。又、熱硬化性ポリマーとしては、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メラミン樹脂などの硬質熱硬化性ポリマーや、電線の絶縁材として使用されるポリオレフィン系樹脂やフッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレン-プロピレンゴムなどの軟質ポリマーに架橋成分を配合し、架橋によって硬化させた軟質熱硬化性ポリマーが挙げられるが、熱膨張や熱収縮に対する追従性や、柔軟性や加工性を考慮すると、軟質ポリマーに架橋成分を配合し、架橋によって硬化させた軟質熱硬化性ポリマーを使用することが望ましい。これらは、本発明によって得られる電線の使用条件（用途、要求機能等）や、後述する絶縁体の種類、気密部の形成方法などを考慮して適宜に選択すれば良い。又、複数種のポリマーを適宜に組み合わせたり、難燃剤、着色剤、加工助剤、老化防止剤、充填材等の配合薬品を適宜に添加したりしても良い。
【００２０】
又、前記気密材には、膨張成分を含有させても良い。こうしておけば、撚線導体に気密部を形成する際、気密材が導体素線間の隙間により確実に侵入することになる。膨張成分を含有させる方法としては、例えば、充填材中にアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｐ，Ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、Ｐ−トルエンスルホニルヒドラジドなどの発泡剤を配合し、化学的に発泡させる方法が挙げられる。膨張成分の種類や添加量は、本発明によって得られる電線の使用条件（製造温度、用途、要求機能等）などを考慮して適宜に選択、調整すれば良い。
【００２１】
芯材上に気密材を被覆し、充填材を形成する方法としては、例えば、芯材上に気密材を押出被覆する方法、芯材上にテープ状にした気密材を巻回する方法、芯材上に繊維状にした気密材を横巻、編組等により設置する方法などが挙げられる。ここで、本発明による充填材は、上記のように芯材の上に気密材を被覆した構造であるため、充填材を形成する際や、充填体と導体素線を撚り合わせる際に大きな巻取り張力が加わった場合でも、芯材によって、充填材が伸びたり断線したりしてしまうことを防ぐことができるため、充填剤の外径を均一なものとすることができる。従って、生産速度を上げることが可能となるため、生産性を向上させることができる。
【００２２】
本発明においては、前記の芯材上に気密材が被覆された充填材と導体素線とを少なくとも最外層には導体素線が配置されるように撚り合わせて撚線導体を形成するのであるが、この際、最外層に配置された各導体素線が相互に密着するように径方向に圧縮しておくことが望ましい。こうしておけば、導体素線を気密材に押し付けることになり、各導体素線間の隙間に気密材が侵入することになるため、気密性を向上させることができる。又、撚線導体に気密部を形成する際、気密材が導体素線の隙間から流出して絶縁体と接着してしまうことを防止することができるため、電線の端末加工性が損なわれることも無い。
【００２３】
気密部は、油や水などが毛細管現象によって電線内部に浸入したり、電線内部に浸入した油や水が電線端末部から漏出したりするのを防止するためのものであり、充填材を加熱処理することにより撚線導体の長さ方向の少なくとも一部（一部分、複数部分または全部）に形成される。この気密部を撚線導体の一部に形成するか、複数部分に形成するか、全部に形成するかは、本発明によって得られる電線の使用条件（用途、要求機能等）を考慮して選択されるものであり、特に限定されない。
【００２４】
気密部の形成方法としては、例えば、絶縁体を押出被覆する前の撚線導体を各種の加熱装置で加熱処理する方法、絶縁体を押出被覆する際の熱を利用して加熱処理する方法、絶縁体に加熱架橋を施す場合には架橋の際の熱を利用して加熱処理する方法、電線の端末加工時に加熱処理する方法など様々な方法が挙げられる。これらの中でも、加熱用の設備や工程が別途必要なく、生産性の向上やコストの低下を実現できることから、絶縁体を押出被覆する際の熱、又は絶縁体に加熱架橋を施す際の熱、を利用して加熱処理する方法が好ましく用いられる。
【００２５】
絶縁体は、従来公知の様々な絶縁被覆材料を公知の押出機を用いて撚線導体上に押出被覆することにより形成されるものであり、絶縁被覆材料の種類によっては適宜に架橋処理が施される。絶縁被覆材料の種類は、本発明によって得られる電線の使用条件（用途、要求機能等）を考慮して選択されるものであり特に限定されない。
【００２６】
【実施例】
以下に図面を参照して本発明の実施例を比較例と併せて説明する。
【００２７】
実施例１、２
図１に示すように、まず、素線径０．２６ｍｍの錫メッキ軟銅線（ＴＡ）からなる芯材１があり、この芯材１にポリエチレン混合物（熱可塑性ポリマー）からなる気密材２を直径０．６５ｍｍとなるように押出被覆して充填材３を形成した。この充填材３と素線径０．２６ｍｍの錫メッキ軟銅線（ＴＡ）からなる１１本の導体素線４とをピッチ８．２ｍｍで、最外層に導体素線４が配置されるように撚り合わせて仕上外径１．０５ｍｍの撚線導体５を形成した。次に、この撚線導体５上にポリエチレン混合物からなる絶縁体６を０．３ｍｍの厚さで１３０℃の条件で押出被覆しながら、２００℃の条件で加圧蒸気による連続架橋法で架橋して仕上外径１．７ｍｍの気密電線を製造した。尚、気密部は、絶縁体を架橋させる際の熱と圧力を利用して、ポリエチレン混合物からなる気密材２を溶融させることにより形成した。又、撚線導体５への圧縮加工の有無は、表１に示した。
【００２８】
実施例３、４
気密材２をフッ素ゴム混合物（熱可塑性ポリマー）に、絶縁体６をフッ素ゴム混合物に変更した他は実施例１と同様にして気密電線を製造した。尚、気密部は、絶縁体を架橋させる際の熱と圧力を利用して、フッ素ゴム混合物からなる気密材２を硬化させることにより形成した。又、撚線導体５への圧縮加工の有無は、表１に示した。
【００２９】
比較例１〜４
実施例１乃至４において、芯線１を備えていないものをそれぞれ比較例１乃至４とした。
【００３０】
比較例５
素線径０．１８ｍｍの錫メッキ軟銅線（ＴＡ）２０本をピッチ３５ｍｍで撚り合わせて仕上外径０．９ｍｍの撚線導体を形成した。次に、この撚線導体上にフッ素ゴム混合物からなる絶縁体を０．４ｍｍの厚さで１３０℃の条件で押出被覆しながら、２００℃の条件で加圧蒸気による連続架橋法で架橋して仕上外径１．７ｍｍの電線を製造した。尚、撚線導体への圧縮加工は施さず、又、充填材も使用しなかった。
【００３１】
ここで、上記９種類の電線をそれぞれ５本ずつ用意して試料とし、気密性、漏油性、端末加工性及び生産性についての評価を行った。評価方法は以下に示す通りである。評価の結果は表１に示した。
【００３２】
気密性
長さ２００ｍｍに切断した試料の片端末に０．０４９ＭＰａの空気圧をかけ、１０分間で試料の他端末から漏出した空気の量（空気漏出量）を測定し、５本の試料の平均値を求めた。
漏油性
長さ５００ｍｍに切断した試料の片端末を油の中に浸漬し、油面に０．１９６ＭＰａの圧力をかけ、２４時間で試料の他端末から漏出した油の量（油漏出量）を測定し、５本の試料の平均値を求めた。試験油は、日産マチックフルードＤオイルを使用した。
端末加工性
実施例１乃至４及び比較例１乃至４による試料については、気密部が形成された部分の絶縁体を幅２０ｍｍでストリップして撚線導体表面への充填材及び絶縁被覆材料の付着状態を目視にて確認した。又、比較例５による試料については、長さ方向の任意の位置の絶縁体を幅２０ｍｍでストリップして撚線導体表面への絶縁被覆材料の付着状態を目視にて確認した。尚、評価は、全ての試料について絶縁被覆材料が全く付着していないものを◎、実使用上問題が無い程度の僅かな絶縁被覆材料が付着していた試料があったものを○、絶縁被覆材料が付着し、実使用に問題を生じた試料があったものを×、とした。
生産性
芯線に気密材を押出被覆し、充填材を形成した際の線速を測定した。尚、線速は、充填材の外径が均一となるように設定している。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
上記の評価の結果により、以下のことが判った。まず、比較例５の電線では空気漏れと油漏れが確認された。又、実施例１乃至４及び比較例１乃至４による電線では空気漏れと油漏れは実使用上問題のないレベルであったが、芯線１の有無で比較をすると、芯線１を備えている実施例１乃至４のほうが、空気漏れと油漏れの量が少なかった。更に、芯線１を備えている実施例１乃至４の線速に比べて、芯線１を備えていない比較例１乃至４の線速は遥かに遅く、生産性に劣るものであった。
【００３５】
又、実施例１と実施例２、実施例３と実施例４との比較より、最外層に配置された導体素線が相互に密着するように径方向に圧縮したものの方が気密性及び端末加工性が向上していた。
【００３６】
又、上記の試験とは別に比較例１乃至４について、実施例１乃至４と同様の線速で充填材を形成したところ、充填材が伸びてしまって、均一な外径を得ることができなかった。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の気密電線は、撚線導体の長さ方向の少なくとも一部に、熱可塑性ポリマーから形成された気密部が設けられているので、油や水などが毛細管現象によって電線内部に浸入したり、電線端末部から漏出したりすることを確実に防止できる。更にこの効果は生産速度を上げた場合でも安定して得ることができるため、生産性を著しく向上させることができる。従って、気密電線を低コストで提供することができる。又、気密材が導体素線の隙間から流出して絶縁体と接着してしまうことがないため、端末加工が容易である。よって、例えば、自動車の酸素センサーのリード線や、自動変速機のオイルケース内に配置されるリード線など、幅広い用途で好適に使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図で、気密電線の断面図である。
【符号の説明】
１  芯材
２  気密材
３  充填材
４  導体素線
５  撚線導体
６  絶縁体
【図１】
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