(57)【要約】【課題】電気的特性を低下させることなく、従来の電線よりも強度を向上させた被覆電線、および、この被覆電線と端子の組立体を提供すること。【解決手段】導体である複数の素線１２が束ねられてなる導体部１０と、前記導体部１０の外周を覆う絶縁体である被覆材２０と、前記導体部１０の外周側かつ前記被覆材２０の内周側であって前記素線１２同士の間に存在する谷間１４に配された繊維状の補強材３０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2012003853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体である複数の素線が束ねられてなる導体部と、
前記導体部の外周を覆う絶縁体である被覆材と、
前記導体部の外周側かつ前記被覆材の内周側であって前記素線同士の間に存在する谷間に配された繊維状の補強材と、
を備えることを特徴とする被覆電線。
【請求項２】
前記繊維状の補強材は、導電性を有する引張強度３０００ＭＰａ以上の高強度繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の被覆電線。
【請求項３】
前記繊維状の補強材は、前記導体部の外縁に接する接円より内側に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載の被覆電線。
【請求項４】
前記導体部の断面積が、０．０３ｍｍ２ 以上０．０８ｍｍ２ 以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の被覆電線。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載の被覆電線の前記被覆材が、電線端部から所定長さ剥離され、露出した前記導体部および前記繊維状の補強材に端子が圧着されていることを特徴とする被覆電線と端子の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆電線および被覆電線と端子の組立体に関し、詳しくは、自動車等に好適に用いられる高強度の被覆電線、および、その被覆電線と電線端部に圧着された端子との組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車に用いられる被覆電線（以下、単に電線と称することもある）は、自動車の高性能化や車内設備の充実などに伴い、自動車一台あたりに用いられる電線量が増加している。そのため、自動車用電線には、燃費向上等を目的とした車両の軽量化に対応するためや、車両の小型化を目的とした電線の配索スペースの狭小化に対応するため、電線の細径化が求められている。
【０００３】
電線を細径化するに際し、電線の強度（本発明では、特に電線の耐引張性や、電線とその端部に圧着される端子との接続強度（端子把持力）のことをいう）確保という点が問題となる。電線を細径化すれば、その分必然的に電線の強度が低下することとなるが、電線の組み付け時や、電線組み付け後における電線の断線等を防止するため、電線を細径化しても使用環境に耐えうる電線の強度は確保しなければならない。特に、自動車用電線においては、電線を組み付ける際に掛かる張力に耐えるだけの強度を確保することが重要である。
【０００４】
特許文献１には、電線の強度確保のための補強材（テンションメンバ）として、ステンレスのような金属材料が配された構成が記載されている。しかし、補強材を一般的な金属材料で形成した断面積０．１ｍｍ２程度の細径の電線になると、補強材が細すぎて十分な補強効果を得ることができない。
【０００５】
一方、特許文献２には、炭素繊維の周囲に銅素線を配してなる高張力電線が記載されている。細くとも十分な引張強度を有する炭素繊維を中央に配して、電線全体の引張強度を向上させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０７０７９号公報
【特許文献２】特開２００２−１５０８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２のように、炭素繊維の周りに素線が配された構成とすれば、細線であっても十分な引張強度が得られる可能性がある。しかし、従来であれば素線が配されていた位置（中央位置）に炭素繊維が配された（素線を炭素繊維に置換した）構成であるため、同じ径を有する従来の電線と比較し、電線としての電気的特性が低下する。炭素繊維は導電性を有するものの、銅等からなる素線に比べて導電率は低いため、同じ径を有する従来の電線よりも導体抵抗が大きくなってしまうからである。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、電気的特性を低下させることなく、従来の電線よりも強度を向上させた被覆電線、および、この被覆電線と端子の組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明にかかる被覆電線は、導体である複数の素線が束ねられてなる導体部と、前記導体部の外周を覆う絶縁体である被覆材と、前記導体部の外周側かつ前記被覆材の内周側であって前記素線同士の間に存在する谷間に配された繊維状の補強材と、を備えることを要旨とする。なお、繊維状の補強材とは、炭素繊維やアラミド繊維などの高強度ポリマー繊維といったいわゆる高強度繊維を指す。
【００１０】
上記本発明にかかる被覆電線において、前記繊維状の補強材は、導電性を有する引張強度３０００ＭＰａ以上の高強度繊維からなるものであれば好適である。
【００１１】
また、上記本発明にかかる被覆電線において、前記繊維状の補強材は、前記導体部の外縁に接する接円より内側に配されていれば好適である。
【００１２】
また、前記導体部の断面積が、０．０３ｍｍ２ 以上０．０８ｍｍ２ 以下であればよい。
【００１３】
一方、本発明にかかる被覆電線と端子の組立体は、前記繊維状の補強材として導電性を有する引張強度３０００ＭＰａ以上の高強度繊維が用いられた被覆電線の前記被覆材が電線端部から所定長さ剥離され、露出した前記導体部および前記繊維状の補強材に端子が圧着されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる被覆電線は、繊維状の補強材（高強度繊維からなる補強材）が配された構成であるため、従来の電線よりも強度が向上する。また、その繊維状の素線同士の間に存在する谷間を巧く利用した構成であるため、複数の素線からなる導体部の断面積が小さくなることはない。つまり、本発明によれば、電気的特性を低下させずに、従来よりも高強度の電線を得ることができる。
【００１５】
また、補強材は導体部の外側に配されるため、導電性を有しない補強材である場合、その補強材は、電線とその端部に圧着される端子との間の電気伝導を阻害する（導体部と一緒に補強材も圧着されるため）。しかし、補強材が導電性を有するものであれば、電線と端子との間の電気伝導を阻害する原因となりうる補強材の影響を小さく抑えることができる。また、引張強度が３０００ＭＰａ以上である機械的強度が高い高強度繊維が導体部の外側に配されているため、補強材の存在による端子把持力の低下につながるおそれもない。
【００１６】
また、補強材が導体部の外縁に接する接円より内側に配されていれば、補強材によって電線の径が大きくなることはない。つまり、電線の太さを変えずに、従来よりも高強度の電線を得ることができる。
【００１７】
また、本発明は、導体部の断面積が、０．０３ｍｍ２ 以上０．０８ｍｍ２ 以下であるような、従来であれば電線の強度確保が困難であった細径電線に有効である。
【００１８】
そして、本発明にかかる被覆電線と端子の組立体は、繊維状の補強材が導電性を有するため、補強材の存在による電線と端子との間の電気抵抗の増加が小さい。また、導体部およびその外側に配された機械的強度が高い繊維状の補強材に端子が圧着された構成であるため、端子把持力の低下につながるおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる被覆電線の外観を模式的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる被覆電線をその軸線と直交する平面で切断した断面図である。
【図３】被覆電線の端部に端子が圧着された状態を示す外観図である。
【図４】素線が真っ直ぐ延びた状態にある被覆電線（図１に示した被覆電線の一変形例）を模式的に示した図である。
【図５】三本の素線を有する被覆電線（図１に示した被覆電線の一変形例）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態にかかる被覆電線１について、図面等を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる被覆電線１の外観を模式的に示した図、図２は、被覆電線１をその軸線と直交する平面で切断した断面図、図３は、被覆電線１の端部に端子９０が圧着された状態（本発明の一実施形態にかかる被覆電線と端子の組立体２）を示す外観図である。
【００２１】
被覆電線１は、中央に位置する導体部１０と、導体部１０の外周を覆う被覆材２０と、導体部１０と被覆材２０との間に配された補強材３０とを備える。
【００２２】
導体部１０は、導体である複数の素線１２が束ねられてなる。なお、ここでいう「束ねられた」構成には、図１に示すような素線１２が撚り合わされたもの（いわゆる撚り線）だけでなく、図４に示すような素線１２が真っ直ぐ延びたもの（被覆電線１ａ）も含む。素線１２は導電性の金属材料で形成されている。好適な材質としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが例示できる。図２に示すように、本実施形態の導体部１０は、断面で見ると、中心に配された一本の素線１２の周囲に、六本の素線１２が環状に配されてなる。つまり、計七本の素線１２によって構成されている。なお、本実施形態において「環状」とは、断面で見て素線１２の中心が同一の円上に位置する状態のことをいう。
【００２３】
導体部１０の外周を覆う被覆材２０は、合成樹脂製の絶縁体であって、導体部１０を電気的に絶縁する役割を果たす。
【００２４】
補強材３０は、被覆電線１の強度を高めるための部材である。図２に示されるように、補強材３０は、導体部１０の外周側かつ被覆材２０の内周側に配されている。具体的には、断面で見て環状に並べられた六本の素線１２同士の間に存在する六つの谷間１４のそれぞれに配されている。このように、補強材３０を谷間１４に配することによって、補強材３０による被覆電線１の大径化が抑制される。
【００２５】
なお、このような被覆電線１であって、導体部１０が、素線１２を撚り合わせてなるいわゆる撚り線の場合には、補強材３０も素線１２と一緒に撚り合わされた構成となる。撚り線である被覆電線１は、素線１２と一緒に補強材３０を撚り合わせることによって作製することができる。つまり、通常の撚り工程が適用できる。
【００２６】
また、補強材３０は、導体部１０（外側に位置する素線１２）の外縁に接する接円Ｃ（被覆材２０の内周）より内側に配されている。このようにすれば、補強材３０が導体部１０よりも外側に突出しないため、補強材３０が配されていない被覆電線（従来型の被覆電線）と同径の被覆電線１とすることができる。つまり、電線径を従来と同じ大きさに維持したまま、電線の強度向上を図ることができる。
【００２７】
なお、図２に示したように、導体部１０は、中心に配された一本の素線１２の周囲に、六本の素線１２が環状に配されてなるものであったが、これはあくまで例示であり、このような構成に限られるものではない。例えば、図５に示すような、断面で見て三本の素線１２が環状に配されてなる導体部１０と、その周りを覆う被覆材２０とを有する被覆電線１ｂの場合、それぞれの素線１２の間に存在する三つの谷間１４に、補強材３０が配された構成となる。つまり、断面で見て二以上の素線１２が環状に配されて、その間に谷間１４が形成されるような形状であればよい。また、素線１２によって形成される谷間１４の全てに補強材３０を配さなければならないわけではなく、必要な電線強度等に応じて適宜増減してもよい。
【００２８】
補強材３０が配される素線１２同士の間に存在する谷間１４は、非常に狭小なスペースである。特に、本実施形態のような細径の電線であればなおさらである。これに対応するため、本実施形態の補強材３０は繊維状の材料からなる。具体的には、繊維状の材料が撚り合わされて、谷間１４に収容可能な大きさ（径）の糸状に成形されたものである。最も好適なものとしては炭素繊維が挙げられる。炭素繊維は、細くとも、高い引張強度、耐屈曲性等、優れた機械的特性を有する。そのため、炭素繊維は、補強材３０を配するためのスペースが、導体部１０の外縁に接する接円Ｃより内側であって、素線１２同士の間に存在する谷間１４のような狭小なものであっても、被覆電線１の強度を大きく向上させることができる点で補強材３０として有効である。
【００２９】
また、炭素繊維は、上述のような優れた機械的特性に加え、導電性を有することが広く一般に知られている。この炭素繊維の特性は、図３に示した、被覆電線１と端子９０との接続の面で以下の点で優れる。換言すれば、次のような点で優れた被覆電線１と端子９０との組立体（本発明の一実施形態にかかる被覆電線と端子の組立体２）が得られる。
【００３０】
第一の点は、被覆電線１と端子９０との間の電気抵抗が小さいということである。通常、電線の端末に接続される端子９０は、電線端部から被覆材２０が所定長さ剥離されることで露出した導体部１０に圧着される。具体的には、導体部１０が端子９０のバレル部９２によってかしめられる。このとき、導体部１０は、その外周に存在する補強材３０（炭素繊維）と一緒に端子９０のバレル部９２にかしめられる。そのため、炭素繊維のように導電性を有する材料で補強材３０を形成すれば、補強材３０の存在を原因とする、被覆電線１と端子９０との間の電気抵抗の増大を抑制することができる。
【００３１】
第二の点は、炭素繊維の機械的強度が高いことから、被覆電線１と端子９０（バレル部９２）の接続強度（端子把持力）も高いということである。つまり、圧着される側である導体部１０の周囲に炭素繊維が配された構成であるため、圧着される側の強度が高く、被覆電線１と端子９０との高い接続強度が得られる（端子把持力が大きい）。
【００３２】
なお、図３に示した被覆電線１と端子９０との組立体２の構成は例示である。端子９０が、露出した導体部１０の外周から圧着される構成であればよい。例えば、図示したいわゆるオープンバレルタイプのバレル部９２ではなく、いわゆるクローズドバレルタイプ（バレルが筒状）のバレル部を有する端子であってもよい。
【００３３】
補強材３０を構成する繊維状の材料としては、上述した良好な端子把持力の確保、被覆電線１と端子９０との間の電気抵抗の増大の抑制の観点から、細くても機械的強度が高く、かつ、導電性を有するものであれば、炭素繊維以外のものを適用することができる。例えば、アラミド繊維などの高強度ポリマー繊維の表面を導電性の金属でメッキした、いわゆる「メッキ繊維」などを適用してもよい。具体的には、導電性を有し、十分な電線強度が確保できる引張強度が３０００ＭＰａ以上である高強度繊維であればよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態にかかる被覆電線１によれば、電線の電気的特性の低下、電線径の増大を回避しつつ、従来の電線よりも強度を向上させることができる。特に、従来の手法では強度確保が困難である細径の電線、具体的には導体部１０の断面積が０．０３ｍｍ２ 以上０．０８ｍｍ２ 以下の細径の電線に有効である。したがって、本発明は、自動車用の電線等、電線の軽量化や電線の配索スペースの狭小化が求められる分野において好適に利用することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、具体的な実施例で本発明を検証する。
【００３６】
本発明にかかる実施例として、図２で示したような素線七本から構成される被覆電線を作成した。断面で見て、中央に位置する一本の素線の周りに配された六本の素線同士の間の谷間に、補強材が六本配された構成である。各素線は、タフピッチ軟銅からなり、その直径は０．１２ｍｍである。この場合、素線から構成される導体部の外縁に接する接円Ｃの直径は、約０．３６ｍｍとなる。各補強材は、炭素繊維からなる。直径０．３６ｍｍの接円Ｃ１より内側であって、素線同士の間に形成される谷間に配される補強材は、直径０．０６ｍｍ相当のものである。
【００３７】
一方、比較例として、実施例１と同様に配された素線七本からなる被覆電線であって、補強材が配されていないものを作成した。なお、仮に、従来品のようにステンレスなどの金属材料からなる補強材を配したとしても、直径０．０６ｍｍ程度の太さでは電線の強度向上に全く寄与しない。そのため、補強材が配されていないものを従来品である比較例とした。比較例１は、実施例１と同様に素線がタフピッチ軟銅からなるものである。比較例２は、素線が３ｗｔ％の錫を含む銅合金硬質材からなるものである。比較例３は、素線が６ｗｔ％の錫を含む銅合金硬質材からなるものである。
【００３８】
これら実施例、比較例１〜３にかかる被覆電線の引張強度（Ｎ）、導体抵抗（ｍΩ／ｍ）の比較を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2012003853.tif 000003
【００４０】
上記表１から分かるように、実施例にかかる被覆電線は、最も引張強度が高い。特に、素線として同じタフピッチ軟銅を用いた比較例１にかかる被覆電線よりも約四倍引張強度が高いものが得られる。また、導体抵抗は、比較例１と同じものが得られる。つまり、本実施例にかかる被覆電線は、従来の電線の電気的特性を維持しつつ、電線の強度が高められている。
【００４１】
また、比較例２、３の素線を構成する材料である銅合金は、比較例１と比較すれば分かるように、タフピッチ軟銅よりも強度は大きいという利点を有するが、導体抵抗が大きいという難点を有するものである。本実施例にかかる被覆電線は、このような強度に優れる材料を素線に用いた比較例２、３にかかる被覆電線よりも、引張強度が大きくなる。また、導体抵抗は、当然比較例２、３よりも小さく、電気的特性に優れる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
被覆電線    １
導体部      １０
素線      １２
谷間      １４
被覆材      ２０
補強材      ３０
端子        ９０
【図１】
2012003853.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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