JP2012079563A

JP2012079563A - 電線

Info

Publication number: JP2012079563A
Application number: JP2010224335A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Matsuno; 孝之松野
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2012-04-19
Also published as: WO2012043873A1; US20130168127A1; DE112011103325T5; CN103140900A; US20150213922A1; US9443642B2

Abstract

【課題】自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線が破断することを防止できる電線を提供する。
【解決手段】電線１はアルミニウム又はアルミニウム合金で構成された断面丸形の素線５が複数撚り合わされて構成された芯線３と芯線３を被覆した絶縁性の被覆部４とを備えている。芯線３の複数の素線５の撚りピッチが芯線３の層心径の３倍以上かつ３０倍以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、素線がアルミニウム又はアルミニウム合金で構成された芯線を備えた電線に関する。

従来から自動車に配索されるワイヤハーネスの軽量化のために、一般的に銅又は銅合金で構成された電線の芯線の素線を、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成することが提案（例えば、特許文献１参照）されている。前述した電線は、その端末の芯線に端子金具が加締められるなどして取り付けられて、前述したワイヤハーネスを構成する。

特開２００９−１７０３１５号公報

前述したアルミニウム又はアルミニウム合金は、従来から電線の芯線の材料として用いられてきた銅又は銅合金よりも機械的な強度が低い。このために、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線を備えた電線を前述した自動車に配索されるワイヤハーネスに用いると、例えば、ドア部等のように自動車で繰り返し屈曲される部位に使用される際に、前述した電線の芯線の素線が破断してしまうことが考えられる。

したがって、本発明の目的は、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線が破断することを防止できる電線を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電線は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された断面丸形の素線が複数撚り合わされて、構成された芯線と、前記芯線を被覆した絶縁性の被覆部と、を備えた電線において、前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の層心径の３倍以上かつ３０倍以下であることを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の電線は、請求項１に記載の電線において、前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の層心径の３倍以上かつ２０倍以下であることを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の電線は、請求項１に記載の電線において、前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の層心径の１０倍以上かつ２０倍以下であることを特徴としている。

請求項４に記載の本発明の電線は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された圧縮導体の素線が複数撚り合わされて、構成された芯線と、前記芯線を被覆した絶縁性の被覆部と、を備えた電線において、前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の外径の３倍以上かつ３０倍以下であることを特徴としている。

請求項５に記載の本発明の電線は、請求項４に記載の電線において、前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の外径の３倍以上かつ２０倍以下であることを特徴としている。

請求項６に記載の本発明の電線は、請求項４に記載の電線において、前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の外径の５倍以上かつ１５倍以下であることを特徴としている。

請求項１に記載した本発明の電線によれば、芯線の複数の素線の撚りピッチが芯線の層心径の３倍以上でかつ３０倍以下と、従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さい。このように、芯線の素線を従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも、より撚り合わせている。このため、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも十分に長くなる。

請求項２に記載した本発明の電線によれば、芯線の複数の素線の撚りピッチが芯線の層心径の３倍以上でかつ２０倍以下と従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さくしているので、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも確実に十分に長くなる。

請求項３に記載した本発明の電線によれば、芯線の複数の素線の撚りピッチが芯線の層心径の１０倍以上でかつ２０倍以下と従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さくしているので、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも確実に十分に長くなる。

請求項４に記載した本発明の電線によれば、芯線の複数の素線の撚りピッチが芯線の外径の３倍以上でかつ３０倍以下と、従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さい。このように、芯線の素線を従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも、より捩りリ合わせている。このため、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも十分に長くなる。

請求項５に記載した本発明の電線によれば、芯線の複数の素線の撚りピッチが芯線の外径の３倍以上でかつ２０倍以下と従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さくしているので、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも確実に十分に長くなる。

請求項６に記載した本発明の電線によれば、芯線の複数の素線の撚りピッチが芯線の外径の５倍以上でかつ１５倍以下と従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さくしているので、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも確実に十分に長くなる。

以上説明したように、請求項１及び請求項４に記載の本発明によれば、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも十分に長くなるので、電線を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線に作用する歪みを低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線が破断することを防止することができる。

請求項２、請求項３、請求項５及び請求項６に記載の本発明によれば、電線内における芯線を構成する素線の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも確実に十分に長くなるので、電線を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線に作用する歪みを確実に低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線が破断することを確実に防止することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる電線を示す斜視図である。図１に示された電線の直線IIを通る矢印方向の断面図である。芯線の素線の撚りピッチを示す図である。本発明の第２の実施形態にかかる電線を示す斜視図である。図４に示された電線の直線Ｖを通る矢印方向の断面図である。素線が破断する屈曲回数を測定したときの層心径に対する撚りピッチの倍率と屈曲回数との関係を示すグラフである。素線が破断する屈曲回数を測定したときの導体外径に対する撚りピッチの倍率と屈曲回数との関係を示すグラフである。電線を繰り返し屈曲させる際の電線と治具との関係を説明するための図である。

以下、本発明の第１の実施形態にかかる電線を、図１ないし図３を参照して説明する。本発明の第１の実施形態にかかる電線１は、図１及び図２に示すように、導電性の芯線３と、絶縁性の被覆部４とを備えている。

芯線３は、複数の素線５で構成されている。図示例では、素線５は、１９本設けられている。素線５は、それぞれ、導電性の金属としてアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。素線５が、アルミニウムで構成されているとは、当該素線５がアルミニウムと不可避不純物のみで構成されていることをいい、素線５が、アルミニウム合金で構成されているとは、当該素線５がアルミニウムと他の金属と不可避不純物で構成されていることをいう。

素線５は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された棒状の金属材料が図示しないダイスの孔内に通されて、引き抜き加工が施されることで、得られる。即ち、素線５は、圧縮加工が施されることなく、断面丸形に形成されている。

また、芯線３は、前述した複数の素線５が束ねられて、当該芯線３の軸芯を中心として捻られて、合わされている。即ち、芯線３は、複数の断面丸形の素線５が撚り合わされて、構成されている。このため、芯線３を構成する素線５は、らせん状に湾曲した状態で互いに巻き付けられている。

芯線３の素線５の撚りピッチＡ（図３に示す）は、芯線３の層心径Ｂ（図２に示す）の３倍以上でかつ３０倍以下の寸法となっている。即ち、芯線３の素線５は、撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの３倍以上でかつ３０倍以下の寸法となるように、撚り合わされている。なお、本発明でいう撚りピッチＡとは、図３に模式的に示すように、らせん状に湾曲した素線５の芯線３の周方向の所定の位置と、当該所定の位置から芯線３の周りを１周回って戻った前記周方向の所定の位置との間の距離を示している。即ち、撚りピッチＡとは、素線５が１周回ってもとの位置へ戻ってくるまでの寸法を示している。また、本発明でいう層心径Ｂとは、芯線３の最大の外径から素線５の１本分の外径を引いた値即ち最外周に位置する素線５の軸芯を通る円の外径を示している。さらに、素線５自身の外径により、撚りピッチＡを芯線３の層心径Ｂの３倍を下回ることは、物理的にありまえない。即ち、複数の素線５を撚り合わせて構成された芯線３は、必ず撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの３倍以上となるように撚られている。

また、本実施形態では、芯線３の素線５の撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの３倍以上でかつ２０倍以下の寸法となっているのが望ましく、芯線３の素線５の撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの１０倍以上でかつ２０倍以下の寸法となっているのが望ましい。

被覆部４は、絶縁性の合成樹脂からなり、素線３を被覆している。被覆部４の断面形状は、円環状である。前述した芯線３を被覆部４とを備えて、電線１は、断面丸形に形成されている。また、前記電線１は、その端末２で被覆部４が除去されて芯線３が露出している。

前述した構成の電線１は、その端末２で露出した芯線３に図示しない端子金具が取り付けられ。この端子金具がコネクタハウジングに取り付けられて、その端末２のコネクタが取り付けられるなどして、自動車に配索されるワイヤハーネスに組み立てられる。

本実施形態によれば、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの３倍以上でかつ３０倍以下と、従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さい。このように、芯線３の素線５を従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも、より撚り合わせている。このため、電線１内における芯線３を構成する素線５の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも十分に長くなる。

このために、電線１を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線５に作用する歪みを低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することを防止することができる。

また、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの３倍以上でかつ２０倍以下である場合には、電線１を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線５に作用する歪みをより確実に低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより確実に防止することができる。

さらに、芯線３の複数の素線５の撚りピッチが芯線３の層心径Ｂの１０倍以上でかつ２０倍以下である場合には、電線１を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線５に作用する歪みをより一層確実に低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより一層確実に防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態にかかる電線１を図４及び図５を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、芯線３は、図４及び図５に示すように、複数の素線５が撚り合わされた状態で、断面積を縮小する圧縮加工が施されて、各素線５の断面形が略六角形に形成されている。即ち、芯線３を構成する素線５は、圧縮導体となっている。なお、本発明の圧縮導体とは、図示しない圧縮ダイスなどにより断面積を縮小する方向の圧縮加工が施された導体をいう。

また、本実施形態では、芯線３の素線５の撚りピッチＡは、芯線３の外径Ｃ（図５に示す）の３倍以上でかつ３０倍以下の寸法となっている。即ち、芯線３の素線５は、撚りピッチＡが芯線３の外径Ｃの３倍以上でかつ３０倍以下の寸法となるように、撚り合わされている。さらに、素線５自身の外径により、撚りピッチＡを芯線３の外径Ｃの３倍を下回ることは、物理的にありまえない。即ち、複数の素線５を撚り合わせて構成された芯線３は、必ず撚りピッチＡが芯線３の外径Ｃの３倍以上となるように撚られている。

また、本実施形態では、芯線３の素線５の撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの３倍以上でかつ２０倍以下の寸法となっているのが望ましく、芯線３の素線５の撚りピッチＡが芯線３の層心径Ｂの５倍以上でかつ１５倍以下の寸法となっているのが望ましい。

本実施形態によれば、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡが芯線３の外径Ｃの３倍以上でかつ３０倍以下と、従来から用いられてきた電線の撚りピッチよりも遥かに小さい。このように、芯線３の素線５を従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも、より撚り合わせている。このため、電線１内における芯線３を構成する素線５の余長が、従来から用いられてきた電線の芯線の素線よりも十分に長くなる。このために、電線１を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線５に作用する歪みを低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することを防止することができる。

また、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡが芯線３の外径Ｃの３倍以上でかつ２０倍以下である場合には、電線１を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線５に作用する歪みをより確実に低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより確実に防止することができる。

さらに、芯線３の複数の素線５の撚りピッチが芯線３の外径Ｃの５倍以上でかつ１５倍以下である場合には、電線１を繰り返し屈曲しても、この屈曲に伴って素線５に作用する歪みをより一層確実に低減できる。したがって、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより一層確実に防止することができる。

次に、本発明の発明者らは、撚りピッチＡの異なる電線１を製造して、当該電線１を繰り返し屈曲させて、少なくとも一本の素線５が破断する屈曲回数を測定した。結果を図６及び図７に示す。

図６及び図７の横軸は、前述した芯線３の素線５における層心径Ｂ（又は外径Ｃ）に対する撚りピッチＡの倍率を示し、縦軸は、少なくとも一本の素線５が破断する屈曲回数を示している。なお、図６は、前述した第１の実施形態の素線５に圧縮加工が施されることなく、断面丸形の素線５からなる芯線３を備えた電線１を示し、図７は、前述した第２の実施形態の素線５に圧縮加工が施されて、断面六角形の素線５からなる芯線３を備えた電線１を示している。

また、電線１を繰り返し屈曲させる際には、図８に示すように、電線１の一端部（上端部）を治具２０に固定し、他端部（下端部）に錘２１を取り付け、電線１を二つの円柱状の曲げ治具２２間に通しておく。そして、治具２０を一方の曲げ治具２２側に移動させて、電線１の一端部を一方の曲げ治具２２の外周面に沿って屈曲させた後、治具２０を他方の曲げ治具２２側に移動させて、電線１の一端部を他方の曲げ治具２２の外周面に沿って屈曲させる。こうして、交互に、互いに逆向きに電線１を繰り返し屈曲させる。屈曲回数が１０００回以上となることで、電線１は、自動車のワイヤハーネスとして十分な性能を有していることとなる。

図６及び図７によれば、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡを芯線３の層心径Ｂ（又は外径Ｃ）の３倍以上でかつ３０倍以下とすることにより、屈曲回数を１０００回以上とすることができ、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、前述した実施形態の電線１は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することを防止できること即ち疲労強度を向上できることが明らかとなった。また、図６及び図７によれば、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡを芯線３の層心径Ｂ（又は外径Ｃ）の３倍以上でかつ２０倍以下とすることにより、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、前述した実施形態の電線１は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより確実に防止できること即ち疲労強度を向上できることが明らかとなった。

さらに、図６によれば、前述した第１の実施形態の電線１では、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡを芯線３の層心径Ｂの１０倍以上でかつ２０倍以下とすることにより、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより確実に防止できること即ち疲労強度を向上できることが明らかとなり、前述した第２の実施形態の電線１では、図７に示すように、芯線３の複数の素線５の撚りピッチＡを芯線３の外径Ｃの５倍以上でかつ１５倍以下とすることにより、自動車に配索されるワイヤハーネスに用いられた際にも、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された素線５が破断することをより確実に防止できること即ち疲労強度を向上できることが明らかとなった。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１電線
３芯線
４被覆部
５素線
Ａ撚りピッチ
Ｂ層心径
Ｃ外径

Claims

アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された断面丸形の素線が複数撚り合わされて、構成された芯線と、
前記芯線を被覆した絶縁性の被覆部と、
を備えた電線において、
前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の層心径の３倍以上かつ３０倍以下であることを特徴とする電線。
前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の層心径の３倍以上かつ２０倍以下であることを特徴とする請求項１記載の電線。
前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の層心径の１０倍以上かつ２０倍以下であることを特徴とする請求項１記載の電線。
アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された圧縮導体の素線が複数撚り合わされて、構成された芯線と、
前記芯線を被覆した絶縁性の被覆部と、
を備えた電線において、
前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の外径の３倍以上かつ３０倍以下であることを特徴とする電線。
前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の外径の３倍以上かつ２０倍以下であることを特徴とする請求項４記載の電線。
前記芯線の前記複数の素線の撚りピッチが、前記芯線の外径の５倍以上かつ１５倍以下であることを特徴とする請求項４記載の電線。