JP2017010903A

JP2017010903A - 耐屈曲電線及びワイヤハーネス

Info

Publication number: JP2017010903A
Application number: JP2015128265A
Authority: JP
Inventors: 毅士大島; Takeshi Oshima; 宏行増井; Hiroyuki Masui; 雄紀土佐谷; Yuki Tosatani
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-01-12

Abstract

【課題】専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線及びワイヤハーネスを提供する。【解決手段】耐屈曲電線１は、導電性の素線１１を複数本撚ることにより形成された導体部１０と、導体部１０の外周を覆う絶縁性の被覆部２０と、を備え、被覆部２０は、引張強度が１０ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下であり、導体部１０は、素線１１の撚りピッチが１０ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、耐屈曲電線及びワイヤハーネスに関する。

近年、自動車の多部品化・高性能化が進み、耐屈曲電線のニーズが高まっている。電線の屈曲性を向上させるものとしては、隣合う撚線の間に細径介在物を介在させたケーブルが提案されている。このケーブルによれば、細径介在物により撚線同士の摩擦が低減されることで撚線を構成する素線の断線が抑制され、屈曲性の向上につなげることができる（例えば特許文献１参照）。また、導体と絶縁体との間にスラリー層を設けた絶縁線についても提案されている。この絶縁線によれば、スラリー層により導体と絶縁体との摩擦を低減させることで撚線を構成する素線の断線が抑制され、屈曲性の向上につなげることができる（例えば特許文献２参照）。

特開２０１１−１８５４５号公報特開２０１０−１７７１８９号公報

しかし、特許文献１及び２に記載の電線は、細径介在物やスラリー層などを設ける必要があるため、耐屈曲性を向上させるための専用の部材を必要としてしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線及びワイヤハーネスを提供することにある。

本発明の耐屈曲電線は、導電性の素線を複数本撚ることにより形成された導体部と、前記導体部の外周を覆う絶縁性の被覆部と、を備え、前記被覆部は、引張強度が１０ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下であり、前記導体部は、素線の撚りピッチが１０ｍｍ以上２１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明の耐屈曲電線によれば、被覆部は引張強度が１３ＭＰａ以下であるため、屈曲時に被覆部が変形し易くなる。これにより、屈曲時には素線同士に隙間が発生し、素線同士の摩耗が低減されて素線の断線の可能性が低減される。さらに、導体部は素線の撚りピッチが２１ｍｍ以下であるため、ピッチが広すぎて素線に撚り崩れが発生し、屈曲時に局所的な応力が加わって素線が断線してしまうことも防止することができる。このように、屈曲時に素線の断線の可能性を低減できるため、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることができる。

さらに、被覆部は引張強度が１０ＭＰａ以上であるため、電線自体に座屈が発生し難くなり電線に端子を付けた後にコネクタ挿入する際などに電線が折れ曲がり易くなることを防止することができる。また、導体部は素線の撚りピッチが１０ｍｍ以上であるため、ピッチが狭すぎて製造が困難となる事態も生じない。

さらに、本発明のワイヤハーネスは、上記に記載の耐屈曲電線を含むことを特徴とする。

本発明のワイヤハーネスによれば、耐屈曲電線を含むワイヤハーネスであるため、耐屈曲性に優れ例えばスライドドアなど繰り返し屈曲されてしまう部位に用いられるワイヤハーネスとして好適なものを提供することができる。さらには、耐屈曲電線に座屈が発生し難いため、生産性の低下を抑えたワイヤハーネスを提供することもできる。

本発明によれば、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることが可能な耐屈曲電線及びワイヤハーネスを提供することができる。

本発明の実施形態に係るワイヤハーネスの一例を示す斜視図である。図１に示した耐屈曲電線を示す断面図であり、非屈曲時を示している。図１に示した耐屈曲電線を示す断面図であり、屈曲時を示している。参考例に係る電線を示す断面図であり、屈曲時を示している。実施例及び比較例に係る耐屈曲電線の特性を示す図表である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤハーネスの一例を示す斜視図である。図１に示すようにワイヤハーネスＷＨは、複数の電線Ｗを束にしたものであり、複数の電線Ｗの少なくとも１本が以下に詳細説明する耐屈曲電線１により構成されている。このようなワイヤハーネスＷＨは、例えば図１に示すように電線Ｗの両端部にコネクタＣを備えていてもよいし、複数の電線Ｗをまとめるためにテープ巻き（図示せず）されていてもよい。また、ワイヤハーネスＷＨは、コルゲートチューブ等の外装部品（図示せず）を備えていてもよい。

図２は、図１に示した耐屈曲電線を示す断面図である。図２に示すように、耐屈曲電線１は、導電性の素線１１を複数本撚ることにより形成された導体部１０と、この導体部１０の外周を覆う絶縁性の被覆部２０とから構成されている。

導体部１０を構成する素線１１は、例えば純銅により構成され、詳細にはＣｕを９９．９質量％以上含み、他が不純物（添加剤を含む）で構成されている。

被覆部２０は、例えば、ポリエチレン樹脂混合物によって構成され、詳細にはポリエチレン、難燃剤混合物及び添加剤（酸化防止剤や安定剤）からなり、これら１００質量％に対して、ポリエチレンを６０質量％以上８０質量％以下含み、難燃剤混合物を５質量％以上２０質量％以下含み、添加剤を１０質量％以上２５質量％以下含んで構成されている。

図３は、図１に示した耐屈曲電線を示す断面図であり、図４は、参考例に係る電線を示す断面図である。なお、図３及び図４においては、それぞれの電線の屈曲時における断面を示している。

本実施形態に係る耐屈曲電線１は、被覆部２０の引張強度が１３ＭＰａ以下となっている。このため、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、屈曲時に被覆部２０が変形し易くなり、図３に示すように電線１の断面が潰れるように変形することとなる。これにより、素線１１が動き易くなる。すなわち、屈曲時には素線１１同士に隙間が発生して、素線１１同士の摩耗が低減されて素線１１の断線の可能性が低減されることとなる。

これに対して、参考例に係る電線は、被覆部１２０の引張強度が１３ＭＰａ以下となっていない（具体的には２０ＭＰａ以上２３ＭＰａ以下となっている）。このため、屈曲時に被覆部１２０が変形し難く、図４に示すように電線の断面形状があまり変化しない。よって、屈曲時には素線１１１同士が摩耗してしまい、素線１１１が断線してしまうことがある。

加えて、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、導体部１０の素線１１の撚りピッチが２１ｍｍ以下となっている。このため、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、ピッチが広すぎて素線１１に撚り崩れが発生し、屈曲時に局所的な応力が加わって素線１１が断線してしまうことも防止することができる。

このように、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、屈曲時に素線１１の断線の可能性を低減できるため、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることができる。

ここで、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、被覆部２０の引張強度が１０ＭＰａ以上となっていることが好ましい。これにより、耐屈曲電線１自体に座屈が発生し難くなり電線１に端子を付けた後にコネクタ挿入する際などに電線１が折れ曲がり易くなることを防止することができるからである。

加えて、導体部１０は素線１１の撚りピッチが１０ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、ピッチが狭すぎて製造が困難となる事態も生じないからである。

次に、実施例及び比較例に係る耐屈曲電線１を説明する。図５は、実施例及び比較例に係る耐屈曲電線の特性を示す図表である。

まず、実施例１及び実施例２に係る耐屈曲電線では、直径０．２６ｍｍとする純銅（Ｃｕを９９．９質量％以上含み、他が不純物（添加剤を含む））からなる素線を３７本用意し、これを撚ることによって導体部を構成した。ここで、実施例１では撚りピッチを１０ｍｍとし、実施例２では撚りピッチを２１ｍｍとした。そして、非架橋ポリエチレン（ポリエチレンを５０質量％以上８０質量％以下、難燃剤混合物を５質量％以上２５質量％以下、添加剤を１０質量％以上２５質量％以下含み、これら全体で１００質量％）を絶縁体材料とし、これを上記のような導体部に対して被覆した。被覆時における被覆部の厚さ（絶縁体厚さ）を実施例１及び実施例２の双方において０．４２ｍｍとし、耐屈曲電線の仕上り外径を２．６ｍｍとした。なお、このときの被覆部の引張強度は実施例１及び実施例２の双方において１０ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下であった。

さらに、実施例３に係る耐屈曲電線では、直径０．１６ｍｍとする純銅（実施例１，２と同じ組成のもの）からなる素線を１９本用意し、これを撚ることによって導体部を構成した。ここで、撚りピッチは１６ｍｍとした。そして、架橋ポリエチレン（ポリエチレンを５０質量％以上８０質量％以下、難燃剤混合物を５質量％以上２５質量％以下、添加剤を１０質量％以上２５質量％以下含み、これら全体で１００質量％）を絶縁体材料とし、これを上記のような導体部に対して被覆した。被覆時における被覆部の厚さ（絶縁体厚さ）を０．３ｍｍとし、耐屈曲電線の仕上り外径を１．４ｍｍとした。なお、このときの被覆部の引張強度は１０ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下であった。

また、比較例１及び比較例２に係る電線では、直径０．２６ｍｍとする純銅（実施例１，２と同じ組成のもの）からなる素線を３７本用意し、これを撚ることによって導体部を構成した。ここで、比較例１では撚りピッチを３１ｍｍとし、比較例２では撚りピッチを３９ｍｍとした。なお、比較例１及び比較例２に係る電線において、被覆部の構成は、実施例１及び実施例２と同じであり、被覆部の引張強度は１０ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下であった。

さらに、比較例３及び比較例４に係る電線において、導体部はそれぞれ実施例２及び比較例２と同じとしたが、被覆部には、架橋ポリエチレン（実施例３と同じ組成のもの）を絶縁体材料とし、これを上記のような導体部に対して被覆した。被覆時における被覆部の厚さ（絶縁体厚さ）を比較例３及び比較例４の双方において０．４２ｍｍとし、電線の仕上り外径を２．６ｍｍとした。なお、このときの被覆部の引張強度は１４ＭＰａ以上１６ＭＰａ以下であった。

加えて、比較例５及び比較例６に係る電線では、直径０．２６ｍｍとする純銅（実施例１，２と同じ組成のもの）からなる素線を３７本用意し、これを撚ることによって導体部を構成した。ここで、比較例５では撚りピッチを２１ｍｍとし、比較例６では撚りピッチを３０ｍｍとした。そして、ポリプロピレン（ポリプロピレンを４０質量％以上７０質量％以下、エチレン・オレフィン共重合体を３５質量％以上４５質量％以下、無機充填剤混合物を１質量％以上１０質量％以下、添加剤を１質量％以上１０質量％以下含み、これら全体で１００質量％）を絶縁体材料とし、これを上記のような導体部に対して被覆した。被覆時における被覆部の厚さ（絶縁体厚さ）を比較例５及び比較例６の双方において０．４２ｍｍとし、電線の仕上り外径を２．６ｍｍとした。なお、このときの被覆部の引張強度は２０ＭＰａ以上２３ＭＰａ以下であった。

また、比較例７に係る電線では、導体部を実施例３と同じとした。また、非架橋ポリエチレン（実施例１，２と同じ組成のもの）を絶縁体材料とし、これを上記のような導体部に対して被覆した。被覆時における被覆部の厚さ（絶縁体厚さ）を０．３ｍｍとし、耐屈曲電線の仕上り外径を１．４ｍｍとした。なお、このときの被覆部の引張強度は８ＭＰａ以上１０ＭＰａ未満であった。

そして、上記の実施例１〜３、及び、比較例１〜７について、屈曲試験及び座屈試験を行った。屈曲試験については、円筒形マンドレル屈曲試験器を用いて、それぞれの実施例及び比較例に係る電線を真直ぐに伸ばした状態から、常温で−９０°から９０°の角度範囲で曲げ半径２０ｍｍの曲げを繰り返し行い、素線が断線したときの曲げ回数（往復回数）を測定した。屈曲試験は、無荷重（荷重０ｇ）にて行い、屈曲速度は１回／ｓとした。

座屈試験については、それぞれの実施例及び比較例に係る電線を真直ぐに伸ばして両端を所定の器具で固定し、その後、所定の器具同士を近づけていき、電線が屈曲したときの荷重を測定した。所定の器具は電線の両端側をそれぞれ１５ｍｍ固定する（挟み込む）と共に、所定の器具同士の間隔を１０ｍｍとした（すなわち荷重が加わる部位の長さを１０ｍｍとした）。このとき、荷重が１５Ｎ以上である場合を「○」とし、１５Ｎ未満である場合を「×」とした。

なお、１５Ｎ未満である場合、電線に端子を付けた後にコネクタの端子収容室に端子を挿入する際に電線が座屈してしまい、ワイヤハーネスの生産性が低下してしまう。一方、１５Ｎ以上であれば、生産性の低下を防止することができる。

まず、屈曲回数は実施例１において７２０００回であり、実施例２において６００００回であり、実施例３において９００００回となり、いずれも６００００回以上となった。また、実施例１〜３において座屈時の荷重はいずれも１５Ｎ以上となった。

これに対して、屈曲回数は比較例１において４７０００回であり、比較例２において４００００回であり、比較例３において５００００回であり、比較例４において４５０００回であり、比較例５において４００００回であり、比較例６において３２０００回であった。すなわち、比較例１〜６では、座屈時の荷重はいずれも１５Ｎ以上であり良好であったが、屈曲回数がいずれも６００００回を下回った。

以上より、被覆部の引張強度が１３ＭＰａを超えてしまうと、又は、撚りピッチが２１ｍｍを超えてしまうと、屈曲回数が６００００回を下回ってしまうことがわかった。

さらに、比較例７では屈曲回数が９５０００回であり好適な結果となったが、座屈時の荷重が１５Ｎ未満となった。

よって、被覆部の引張強度が１０ＭＰａ未満となってしまうと、座屈時の荷重が１５Ｎ未満となってしまうことがわかった。

このようにして、本実施形態に係る耐屈曲電線１によれば、被覆部２０は引張強度が１３ＭＰａ以下であるため、屈曲時に被覆部２０が変形し易くなる。これにより、屈曲時には素線１１同士に隙間が発生し、素線１１同士の摩耗が低減されて素線１１の断線の可能性が低減される。さらに、導体部１０は素線１１の撚りピッチが２１ｍｍ以下であるため、ピッチが広すぎて素線１１に撚り崩れが発生し、屈曲時に局所的な応力が加わって素線１１が断線してしまうことも防止することができる。このように、屈曲時に素線１１の断線の可能性を低減できるため、専用の部材を必要とせず耐屈曲性を向上させることができる。

さらに、被覆部２０は引張強度が１０ＭＰａ以上であるため、電線１自体に座屈が発生し難くなり電線１に端子を付けた後にコネクタ挿入する際などに電線１が折れ曲がり易くなることを防止することができる。また、導体部１０は素線１１の撚りピッチが１０ｍｍ以上であるため、ピッチが狭すぎて製造が困難となる事態も生じない。

また、本実施形態に係るワイヤハーネスＷＨによれば、耐屈曲電線１を含むワイヤハーネスＷＨであるため、耐屈曲性に優れ例えばスライドドアなど繰り返し屈曲されてしまう部位に用いられるワイヤハーネスＷＨとして好適なものを提供することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。

例えば、本実施形態に係る耐屈曲電線１は、１本の電線であるが、このような耐屈曲電線１を含んでいれば、ツイスト線等に適用してもよい。

１：耐屈曲電線
１０：導体部
１１：素線
２０：被覆部
Ｃ：コネクタ
Ｗ：電線
ＷＨ：ワイヤハーネス

Claims

導電性の素線を複数本撚ることにより形成された導体部と、
前記導体部の外周を覆う絶縁性の被覆部と、を備え、
前記被覆部は、引張強度が１０ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下であり、
前記導体部は、素線の撚りピッチが１０ｍｍ以上２１ｍｍ以下である
ことを特徴とする耐屈曲電線。
請求項１に記載の耐屈曲電線を含む
ことを特徴とするワイヤハーネス。