JP2020053378A

JP2020053378A - 扁平電線

Info

Publication number: JP2020053378A
Application number: JP2018184807A
Authority: JP
Inventors: 薫杉本; Kaoru Sugimoto
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-02

Abstract

【課題】形状安定性、柔軟性、および放熱特性に優れる扁平電線を提供する。【解決手段】本発明の扁平電線は、電気自動車のワイヤーハーネス等として使用可能な扁平電線であって、複数の素線が撚り合わされてなり、断面が矩形状をなし、幅さと厚さの比である扁平率が所定範囲内である扁平撚線導体と、前記扁平撚線導体を被覆する絶縁被覆部と、を備え、前記複数の素線のうち、少なくとも前記扁平撚線導体の外周部に位置する素線の断面が異形形状であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車のワイヤーハーネス等として使用可能な扁平電線に関する。

従来、ワイヤーハーネスに使用される扁平電線として、１枚の断面が扁平な金属板と、前記金属板の周囲を覆う絶縁被覆部と、を有し、前記絶縁被覆部が前記金属板の周方向の一部と接合されていない扁平電線が開示されている（特許文献１参照）。

具体的には、特許文献１には、１枚の金属板から構成されているため製造が容易であり、絶縁被覆部が金属板と接合されていない非接合部を含むことによって、絶縁被覆部と金属板とが別々に変形するため、１枚の金属板を導体として使用しても電線が曲がりやすい扁平電線について開示されている。

特開２０１８−３７１５２号公報

しかしながら、特許文献１に係る扁平電線は、金属板の周囲を絶縁被覆部で完全に被覆して接合された電線に比べて曲げやすいということであり、厚さ方向および幅方向に曲げやすいといえるものではない。よって、特許文献１に係る扁平電線は、配線作業が容易とは言えず、また、配線に要するスペースも大きくなってしまう。

また、非接合部は、絶縁被覆部と金属板との密着性が低くなるため、扁平電線を曲げたり、組み付ける際に、絶縁被覆部の剥れ等の損傷が生じやすく、絶縁被覆部の剥れによる絶縁特性の低下が生じるおそれもある。

さらに、非接合部は、絶縁被覆部と金属板との密着性が低いため、金属板で発生した熱が絶縁被覆部に伝わりにくくなり、扁平電線の放熱効果が低下し、局所的な異常発熱が発生するおそれもある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、形状安定性、柔軟性、および放熱特性に優れる扁平電線を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る扁平電線は、複数の素線が撚り合わされてなり、断面が長方形状の扁平撚線導体と、前記扁平撚線導体を被覆する絶縁被覆部と、を備え、前記複数の素線のうち、少なくとも前記扁平撚線導体の外周部に位置する素線の断面が異形形状であることを特徴とする。

また、本発明に係る扁平電線は、上記発明において、前記扁平撚線導体は、断面の幅と厚みの比である扁平率が５：１〜１０：１であることを特徴とする。

また、本発明に係る扁平電線は、上記発明において、前記絶縁被覆部を構成する材料が、前記扁平撚線導体の外周部に位置する素線と素線の間に存在し、密着していることを特徴とする。

本発明によれば、複数の素線が撚り合わされた扁平撚線導体は、形状安定性に優れるため絶縁被覆部による被覆を容易に行うことができるとともに、厚さ方向および幅方向にも容易に曲げることができるため、配線作業が容易となり、配線に要するスペースも削減することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態に係る扁平電線の斜視図である。図２は、図１の扁平電線の断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る扁平電線の製造手順を説明する図である。図４は、本発明の実施の形態に係る扁平電線の扁平率と放熱特性および形状安定性との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。

（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る扁平電線１の斜視図である。図２は、図１の扁平電線１の断面図である。

扁平電線１は、複数の素線３が撚り合わされてなり、断面が矩形状の扁平撚線導体２と、扁平撚線導体２を被覆する絶縁被覆部４と、を備える。扁平撚線導体２を構成する複数の素線３は、断面が円形以外の異形形状をなしている。素線３は、断面が異形形状をなすことにより、隣接する素線３と面で接触でき、撚りによる形状安定性が向上する。図２に示す扁平撚線導体２は、外周部に位置する素線３ａだけでなく、中央に位置する素線３ｂも断面が円形以外の異形（素線３ａは略三角形状、素線３ｂは略四角形状）をなしているが、使用する素線３の本数、撚りの種類、および扁平率（厚さと幅の比）によっては、中央部に位置する素線３は、断面が円形のままの場合がある。係る場合でも、少なくとも外周部に位置する素線３が異形形状をなして、隣接する素線３と面で接触する部分を有することにより、扁平撚線導体２の形状安定性を向上することができる。なお、この中央部に位置する素線３の数は、１本の場合もあれば、複数本の場合もある。また、素線３が異形形状をなして、隣接する素線３と面で接触することにより、扁平撚線導体２中の素線３の占積率が向上し、扁平電線１の小型化が可能となる。

扁平撚線導体２の幅方向の長さｘと厚さ方向の長さｙとの比（扁平率）は（図３（ｂ）参照）、５：１〜１０：１程度とすることが好ましい。扁平撚線導体２の扁平率を上記範囲とすることにより、塑性変形によって少なくとも外周部に位置する素線３ａの断面形状が異形形状となり、形状安定性、および放熱性に優れる扁平導体１を得ることができる。

素線３は、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等の材料からなる。素線３は、同一種類の材料のものを使用することができるが、異なる材料からなる素線３を使用することもできる。例えば、扁平撚線導体２の中央部には、硬度の高いアルミニウム合金からなる素線３を配置する。また、扁平撚線導体２の外周部には、硬度の低いアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線３を使用する。このような構成にすることにより、素線３の断線を防止しながら、扁平撚線導体２を所望の形状（扁平率）に成形しやすくなる。

素線３は、０．１〜２．０ｍｍ程度の径を有するものが使用される。扁平撚線導体２は、２〜５００本、好ましくは７〜３００本程度の素線３を撚り合わせてなる。扁平撚線導体２の線径（ＳＱ）は、８〜３０程度である。本実施の形態では、扁平電線１は、複数の素線３を撚り合せた扁平撚線導体２を使用するため、厚さ方向だけでなく、幅方向にも曲げやすくなり、扁平電線１の配線作業が容易となり、配線に要するスペースも削減することができる。

扁平撚線導体２は、同芯撚り、集合撚り、ロープ撚り等により撚り合わせられたものを使用することができる。撚りのピッチは、素線３の径、撚りの種類および撚りの本数により適宜選択されるが、３０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲である。素線３は、同一径のものを使用することが好ましいが、扁平撚線導体２の中央部に径の大きい素線３を配置してもよい。

絶縁被覆部４は、扁平撚線導体２の周囲を被覆する。絶縁被覆部４の形状は、特に限定されるものではないが、断面形状が略長方形状であれば、角部が丸みをなしていてもよい。さらに、短辺部が直線ではなく、弧状をなすものであってもよい。絶縁被覆部４を構成する材料は、絶縁性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレン・四フッ化エチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が例示される。絶縁性能および扁平撚線導体２への接着性の観点から、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレンが好ましい。

絶縁被覆部４は、扁平撚線導体２の周囲に絶縁被覆部４を構成する材料を押出成型することにより形成される。あるいは、扁平撚線導体２の周囲に絶縁被覆部４を構成する材料を塗布することにより形成することもできる。本実施の形態では、絶縁被覆部４を構成する材料が、扁平撚線導体２の外周部に位置する素線３ａと素線３ａの間に存在し、密着していることが好ましい。絶縁被覆部４を構成する材料が、扁平撚線導体２の外周部に位置する素線３ａと素線３ａの間に存在することにより、扁平撚線導体２で発生する熱が絶縁被覆部に伝わりやすくなり、扁平電線１の放熱効果を向上することができる。また、扁平撚線導体２の外周面だけでなく、素線３ａと素線３ａの間においても絶縁被覆部４が密着しているため、アンカー効果により絶縁被覆部４の扁平撚線導体からの剥れを効果的に防止でき、絶縁特性の低下が生じ難いという効果を得ることができる。

次に、図３を参照して本実施の形態に係る扁平電線１の製造手順について説明する。

図３（ａ）は扁平撚線導体２に成形する前の撚り合わされた素線３の斜視図である。素線３は断面が円形である。図３（ａ）では、１本の素線３ｂを６本の素線３ａで取り囲んだ状態で撚り合わされた同芯撚りを例に説明しているが、集合撚りでもよく、素線３の本数が多い場合は、ロープ撚りでもよい。

その後、図３（ｂ）に示すように、略円状に撚り合わされた素線３を４方向（幅方向および厚み方向）から圧延し、断面が長方形状の扁平撚線導体２を形成する。図３（ｂ）は、扁平撚線導体２の断面図である。この圧延加工により、素線３は、断面が円形から異形形状となり、隣接する素線３の噛み合いにより形状安定性が向上する。また、加工方法は、圧延加工に限定されない。例えば、所定形状のダイスを使用したダイス加工によっても、断面が長方形状の扁平撚線導体２を形成することができる。

扁平撚線導体２を形成後、扁平撚線導体の周囲に絶縁被覆部４の材料を押出加工することにより、扁平導体１を製造することができる。

なお、上記した実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

＜実施例＞
ここで、素線径が０．３２ｍｍの銅からなる素線３が撚り合わされた線径（ＳＱ）が８〜３０の撚線を使用して、扁平率を３:１〜２０：１の範囲で変更し、圧延加工により扁平撚線導体２を形成した場合の形状安定性について評価した。評価した線径（ＳＱ）は、８（ＳＱ）は同芯撚り、１０（ＳＱ）は集合撚り、１２〜３０（ＳＱ）はロープ撚りを使用した。評価結果を表１に示す。表１において、○：ほつれ、および傷なし、△：多少のほつれ、またはわずかな傷あり、×：ほつれあり、または深い傷、素線切れあり、である。

表１に示すように、すべての線径において、扁平率が４：１以下では素線のほつれがあり、形状が安定しなかった。また、すべての線形において、扁平率が１５：１以上では、扁平撚線導体２に深い傷または素線切れが確認された。また、アルミニウムからなる素線３を使用した場合でも、銅と同様の結果が得られた。

扁平撚線導体２は、図４に示すように、扁平率が大きい（幅方向の長さが厚さ方向の長さより大きい）ほど放熱特性が大きくなる。一方、扁平撚線導体２は、扁平率が６：１〜１０：１で形状安定性に優れることが確認された。

放熱性および形状安定性の観点から、扁平撚線導体２の扁平率は、５：１〜１０：１程度とすることが好ましい。

１扁平電線
２扁平撚線導体
３、３ａ、３ｂ素線
４絶縁被覆部

Claims

複数の素線が撚り合わされてなり、断面が矩形状の扁平撚線導体と、
前記扁平撚線導体を被覆する絶縁被覆部と、を備え、
前記複数の素線のうち、少なくとも前記扁平撚線導体の外周部に位置する素線の断面が異形形状であることを特徴とする扁平電線。
前記扁平撚線導体は、断面の幅と厚みの比である扁平率が５：１〜１０：１であることを特徴とする請求項１に記載の扁平電線。
前記絶縁被覆部を構成する材料が、前記扁平撚線導体の外周部に位置する素線と素線の間に存在し、密着していることを特徴とする請求項１または２に記載の扁平電線。