JP7265324B2 - insulated wire, cable - Google Patents
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Description
本発明は、絶縁電線、ケーブルに関し、詳細には、中心導体と、中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線、ケーブルに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an insulated wire and cable, and more particularly to an insulated wire and cable comprising a central conductor and an insulator made of a resin material covering the periphery of the central conductor.
ワイヤーハーネスは、車両内に配策されており、電気導電性の良さから銅電線を使用することが多い。また、軽量化や金属資源のリサイクルのためにアルミニウム電線を使用することもあるが、アルミニウム電線は銅電線よりも強度面で劣る。このため、例えば、特許文献1には、中心部がアルミニウム線で、その外周表面に銅クラッド層を形成した構造(銅被覆アルミニウム素線ともいう)が開示されている。
Wire harnesses are routed in vehicles, and copper wires are often used because of their good electrical conductivity. Aluminum wires are sometimes used to reduce weight and recycle metal resources, but aluminum wires are inferior to copper wires in terms of strength. For this reason, for example,
しかしながら、例えばFA産業設備用の電線、ロボット用の電線、民生機器の可動部の電線、自動車用の電線などの屈曲部分に使用するケーブルには、断線しにくさ(高屈曲性)を備えることが望ましい。 However, for example, wires for FA industrial equipment, wires for robots, wires for moving parts of consumer equipment, wires for automobiles, etc., which are used for bending parts, must be difficult to break (high flexibility). is desirable.
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線、ケーブルを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an insulated wire or cable that is practical and highly flexible.
本発明の一態様に係る絶縁電線は、中心導体と、該中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線であって、前記中心導体が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材を複数本撚り合わせた撚り線で形成されており、前記クラッド線材の電気導電率が20(IACS%)~80(IACS%)の範囲であり、かつ、前記クラッド線材の径が、0.02(mm)~0.06(mm)の範囲であり、前記中心導体の導体断面積が0.004(mm2)~0.6(mm2)の範囲であり、前記クラッド線材の撚りピッチが、前記中心導体の径の30倍以下であり、前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の60(%)~90(%)の範囲であり、前記外層がメッキによって形成される。 An insulated wire according to an aspect of the present invention is an insulated wire comprising a central conductor and an insulator made of a resin material covering the periphery of the central conductor, wherein the central conductor comprises an outer layer of copper and a core of steel. The electric conductivity of the clad wire is in the range of 20 (IACS%) to 80 (IACS%), and the diameter of the clad wire is in the range of 0.02 (mm) to 0.06 (mm), the conductor cross-sectional area of the central conductor is in the range of 0.004 (mm 2 ) to 0.6 (mm 2 ), and the clad The twist pitch of the wire is 30 times or less the diameter of the central conductor, the diameter of the core is in the range of 60(%) to 90(%) of the diameter of the clad wire, and the outer layer is plated. formed by
上記によれば、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線、ケーブルを提供することができる。 According to the above, it is possible to provide an insulated wire or cable that is practical and highly flexible.
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る絶縁電線は、(1)中心導体と、該中心導体の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体とからなる絶縁電線であって、前記中心導体が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材を複数本撚り合わせた撚り線で形成されており、前記クラッド線材の電気導電率が20(IACS%)~80(IACS%)の範囲であり、かつ、前記クラッド線材の径が、0.02(mm)~0.06(mm)の範囲であり、前記中心導体の導体断面積が0.004(mm2)~0.6(mm2)の範囲であり、前記クラッド線材の撚りピッチが、前記中心導体の径の30倍以下であり、前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の60(%)~90(%)の範囲であり、前記外層がメッキによって形成される。
中心導体を撚り線で形成すれば、単線と比べて可撓性が優れ、断線しにくくなる。この撚り線構造の絶縁電線において、クラッド線材の電気導電率が20(IACS%)より小さいと電線として実用的でなく、80(IACS%)を超えると外層である銅の割合が増えるため屈曲性が低下する。よって、クラッド線材の電気導電率を20(IACS%)~80(IACS%)にすれば、高屈曲性を得ることが可能になる。そして、クラッド線材の径が0.02(mm)未満では、製造しにくくなるので実用的ではないが、クラッド線材の径が0.06(mm)を超えると、クラッド線材を曲げた場合に、曲げの外側に生ずる引張ひずみと内側に生ずる圧縮ひずみの差が大きくなるため、可撓性が低下する。よって、クラッド線材の径が0.02(mm)~0.06(mm)の範囲であれば、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線を提供することができる。
また、本発明の絶縁電線の一態様では、前記中心導体の導体断面積が0.004(mm2)~0.6(mm2)の範囲である。中心導体の導体断面積を0.004(mm2)~0.6(mm2)にすれば、FA産業設備用の電線、ロボット用の電線、民生機器の可動部の電線、自動車用の電線などの屈曲部分に用いることができる。
また、本発明の絶縁電線の一態様では、前記クラッド線材の撚りピッチが、前記中心導体の径の30倍以下である。クラッド線材は素線硬度が大きいことから、クラッド線材の撚りピッチを中心導体の径の30倍以下にすれば、撚りピッチが長くならずに済み、撚り線浮きが生じない。
[Description of the embodiment of the present invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and explained.
An insulated wire according to an aspect of the present invention is (1) an insulated wire comprising a central conductor and an insulator made of a resin material covering the periphery of the central conductor, wherein the central conductor comprises an outer layer of copper and a steel The clad wire is formed of a stranded wire in which a plurality of clad wires are twisted together, and the electric conductivity of the clad wire is in the range of 20 (IACS%) to 80 (IACS%), and the clad The diameter of the wire is in the range of 0.02 (mm) to 0.06 (mm), and the conductor cross-sectional area of the central conductor is in the range of 0.004 (mm 2 ) to 0.6 (mm 2 ). , the twist pitch of the clad wire is 30 times or less the diameter of the central conductor, the diameter of the core material is in the range of 60 (%) to 90 (%) of the diameter of the clad wire, An outer layer is formed by plating .
If the central conductor is formed of a twisted wire, it is more flexible than a single wire and is less likely to break. In the insulated wire of this stranded wire structure, if the electric conductivity of the clad wire is less than 20 (IACS%), it is not practical as an electric wire, and if it exceeds 80 (IACS%), the ratio of copper, which is the outer layer, increases, resulting in flexibility. decreases. Therefore, by setting the electric conductivity of the clad wire to 20 (IACS%) to 80 (IACS%), it is possible to obtain high flexibility. If the diameter of the clad wire is less than 0.02 (mm), it is not practical because it is difficult to manufacture. Flexibility is reduced because the difference between tensile strain on the outside and compressive strain on the inside increases. Therefore, if the diameter of the clad wire is in the range of 0.02 (mm) to 0.06 (mm), it is possible to provide a practical and highly flexible insulated wire.
In one aspect of the insulated wire of the present invention, the conductor cross-sectional area of the central conductor is in the range of 0.004 (mm 2 ) to 0.6 (mm 2 ). If the conductor cross-sectional area of the central conductor is set to 0.004 (mm 2 ) to 0.6 (mm 2 ), it can be used as a wire for FA industrial equipment, a wire for robots, a wire for moving parts of consumer equipment, and a wire for automobiles. It can be used for bending parts such as
Moreover, in one aspect of the insulated wire of the present invention, the twist pitch of the clad wire material is 30 times or less the diameter of the central conductor. Since the clad wire has a high wire hardness, if the twist pitch of the clad wire is set to 30 times or less the diameter of the central conductor, the twist pitch will not be long and the twist wire will not float.
また、本発明の絶縁電線の一態様では、前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の60(%)~90(%)の範囲である。芯材の径をクラッド線材の径の60(%)~90(%)にすれば、低速信号線用途で可動する配線として用いることができる。
また、本発明の絶縁電線の一態様では、前記外層がメッキによって形成される。銅の外層を、圧着で形成する場合に比べて容易に形成できる。
In one aspect of the insulated wire of the present invention, the diameter of the core material is in the range of 60(%) to 90(%) of the diameter of the clad wire material. If the diameter of the core material is set to 60(%) to 90(%) of the diameter of the clad wire material, it can be used as a movable wiring for low-speed signal line applications.
Moreover, in one aspect of the insulated wire of the present invention, the outer layer is formed by plating. The outer layer of copper can be formed more easily than when it is formed by crimping.
また、本発明の実施形態として、次の(2)~(7)の態様も記載されている。
(2)本発明の一態様に係るケーブルは、中心導体、絶縁体、シールド部および外被を配したケーブルであって、前記シールド部が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材で形成されている。シールド部を銅覆鋼線で形成すれば、高屈曲性を得ることが可能になる。
(3)本発明のケーブルの一態様では、前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の60(%)~90(%)の範囲である。芯材の径をクラッド線材の径の60(%)~90(%)にすれば、低速信号線用途の可動する配線として用いることができる。
(4)本発明のケーブルの一態様では、前記外層がメッキによって形成される。銅の外層を、圧着で形成する場合に比べて容易に形成できる。
(5)本発明のケーブルの一態様では、前記クラッド線材の径が、0.02(mm)~0.06(mm)の範囲である。クラッド線材の径が0.02(mm)~0.06(mm)の範囲であれば、実用的で高屈曲性を有したシールドケーブルを提供することができる。
The following aspects (2) to (7) are also described as embodiments of the present invention.
(2) A cable according to an aspect of the present invention is a cable having a central conductor, an insulator, a shield and a jacket, wherein the shield is a clad wire consisting of an outer layer of copper and a core of steel. is formed by If the shield part is made of a copper-clad steel wire, it becomes possible to obtain high flexibility.
(3) In one aspect of the cable of the present invention, the diameter of the core material is in the range of 60(%) to 90(%) of the diameter of the clad wire. If the diameter of the core material is 60(%) to 90(%) of the diameter of the clad wire material, it can be used as a movable wiring for low-speed signal line applications.
(4) In one aspect of the cable of the present invention, the outer layer is formed by plating. The outer layer of copper can be formed more easily than when it is formed by crimping.
(5) In one aspect of the cable of the present invention, the diameter of the clad wire is in the range of 0.02 (mm) to 0.06 (mm). If the diameter of the clad wire is in the range of 0.02 (mm) to 0.06 (mm), it is possible to provide a practical and highly flexible shielded cable.
(6)本発明のケーブルの一態様では、前記シールド部が、前記複数本のクラッド線材を並列に配して螺旋状に巻かれている。シールド部を横巻き構造にすれば、編組構造に比べてシールド部を作りやすくなる。
(7)本発明のケーブルの一態様では、前記シールド部は、前記複数本のクラッド線材が編組されている。シールド部を編組構造にすれば、信号漏洩や外部電波の侵入を容易に防止できる。
(6) In one aspect of the cable of the present invention, the shield part has the plurality of clad wires arranged in parallel and wound spirally. If the shield part has a horizontally wound structure, it becomes easier to form the shield part than with a braided structure.
(7) In one aspect of the cable of the present invention, the plurality of clad wires are braided into the shield portion. A braided structure for the shield can easily prevent signal leakage and external radio waves from entering.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る絶縁電線、ケーブルの具体例について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る絶縁電線を有したケーブルの斜視図であり、図2は、図1の中心導体を構成するクラッド線材の断面図である。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, specific examples of the insulated wire and cable according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a cable having an insulated wire according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a clad wire forming the central conductor of FIG.
図1に示したケーブル1はセンサーケーブルであり、信号線となる2心の絶縁電線4と、絶縁電線4の周囲を被覆する外被(シースともいう)6とから構成されており、2芯楕円の断面構造で形成されている。
絶縁電線4は、ノイズの影響を受けにくくするために、2本の絶縁電線4を撚った対撚り線とすることができる。絶縁電線4は、中心導体2と、中心導体2の周囲を被覆した樹脂材料による絶縁体3とからなる。
The
The insulated
中心導体2は、例えば18本のクラッド線材2aを撚り合わせた撚り線で形成されている。中心導体を撚り線で形成すれば、単線と比べて可撓性が優れ、断線しにくくなる。
中心導体2として、導体断面積が0.004(mm2)~0.6(mm2)程度で、AWG(American Wire Gauge)の#20~#40に相当する導線を用いている。中心導体2の線材には、図2に示すように、銅の外層2cと鋼の芯材2bとからなるクラッド線材2a(銅覆鋼線、CCS(Copper Clad Steel)線ともいう)が用いられている。
The
As the
CCS線は、ASTM規格のB227-98に規定する引っ張り強さ(883(MPa)以上)を有するものである。芯材2bの炭素含有率は0.8(%)~0.85(%)であり、クラッド線材2aの電気導電率は、20(IACS(International Annealed Copper Standard)%)~80(IACS%)の範囲内に設定されている。
クラッド線材2aの電気導電率が80(IACS%)を超えると、強度が低下して断線しやすくなる。一方、クラッド線材2aの電気導電率が20(IACS%)未満では、信号線として実用的ではない。このため、クラッド線材2aの電気導電率を20(IACS%)~80(IACS%)にすれば、高屈曲性を得ることが可能になる。
The CCS wire has a tensile strength (883 (MPa) or more) specified in ASTM standard B227-98. The carbon content of the
If the electric conductivity of the
クラッド線材2aの外径は0.02(mm)~0.06(mm)の範囲内であり、好ましくは0.05(mm)である。外径0.05(mm)のクラッド線材2aを18本撚った場合には、断面積0.03(mm2)、外径0.25(mm)の中心導体2が形成される。
クラッド線材2aの径が0.02(mm)未満では、クラッド線材2aを曲げても、曲げの外側に生ずる引張ひずみと内側に生ずる圧縮ひずみの差が小さいため、可撓性は良好であるが、製造しにくくなるので実用的ではない。一方、クラッド線材2aの径が0.06(mm)を超えると、クラッド線材2aを曲げた場合に、曲げの外側に生ずる引張ひずみと内側に生ずる圧縮ひずみの差が大きくなるため、可撓性が低下する。よって、クラッド線材の径が0.02(mm)~0.06(mm)の範囲であれば、実用的で高屈曲性を有した絶縁電線4を提供することができる。
The outer diameter of the
If the diameter of the
なお、クラッド線材2aの撚りピッチは、中心導体2の外径の例えば30倍以下に設定されている。また、芯材2bの外径は、クラッド線材2aの外径の60(%)~90(%)の範囲内、言い換えれば、外層2cの厚みがクラッド線材2aの外径の5(%)~20(%)の範囲内に設定される。外層2cは、芯材2bの外周に例えばメッキによって形成されているが、メッキに変えて圧着で形成してもよい。
The twist pitch of the
絶縁体3には、例えば架橋したポリ塩化ビニル(PVC)樹脂が用いられ、外径が例えば0.05(mm)に成形される。架橋PVCにより、対半田特性、耐熱性があるケーブルとなる。
外被6には、例えば耐熱性のPVC樹脂が用いられており、2本の絶縁電線4の周囲を覆っている。耐熱性のPVC樹脂により耐熱性と同時に耐油性のあるケーブルとなる。
The
The
次に、絶縁電線4の試験結果を説明する。中心導体にCCS線を用いた絶縁電線4(試料1)と、中心導体に錫入銅合金線を用いた絶縁電線(試料2)について、マンドレルを用いた屈曲試験を行った。
具体的には、試料1と試料2は中心導体2の材質が異なるが、その他は同じ構成であり、試料1および試料2のいずれも、中心導体2は、外径0.05(mm)の導線を18本撚って外径0.25(mm)とし、絶縁体3は、架橋PVCを用いて外径0.50(mm)とし、外被6はPVC樹脂で押出し成形し、短径が1.0(mm)、長径が2.0(mm)である。
Next, test results of the
Specifically,
そして、絶縁電線4の両側はマンドレル(半径=8(mm))で挟み付けられ、絶縁電線4の一端には荷重(100g)がかけられている。この絶縁電線4の他端を絶縁電線4の長手方向を基準にして例えば90°ずつ屈曲させた。絶縁電線4の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料2は10(万回)であったのに対し、試料1は15(万回)であった。
次いで、径の異なるマンドレル(半径=20(mm))を準備し、同じく絶縁電線4の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料2は40(万回)であったのに対し、試料1は290(万回)に達していた。FA産業設備用の電線などの屈曲部分に相当するような、マンドレルが比較的大径の場合には、試料1の耐屈曲性が試料2よりも7倍程度向上していた。
Both sides of the
Next, mandrels with different diameters (radius = 20 (mm)) were prepared, and bending was continued until disconnection of the
続いて、ケーブル1についてもマンドレルを用いて屈曲試験を行った。詳しくは、試料1の絶縁電線4を2本収容したケーブル1(試料3)と、試料2の絶縁電線を2本収容したケーブル1(試料4)を準備した。
ケーブル1の両側はマンドレル(半径=10(mm))で挟み付けられ、ケーブル1の一端には荷重(200g)がかけられている。このケーブル1の他端をケーブル1の長手方向を基準にして例えば90°ずつ屈曲させた。ケーブル1の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料4は25(千回)であったのに対し、試料3は50(千回)であった。
Subsequently, the
Both sides of the
次いて、径の異なるマンドレル(半径=12.5(mm))を準備し、同じくケーブル1の断線が確認されるまで屈曲を続けたところ、試料4は50(千回)であったのに対し、試料1は247(千回)に達していた。ケーブル1についても、マンドレルが比較的大径の場合には、試料3の耐屈曲性が試料4よりも5倍程度向上していた。
Next, mandrels with different diameters (radius = 12.5 (mm)) were prepared, and bending was continued until disconnection of the
上記実施形態では、中心導体2を撚り線で形成した例を挙げて説明したが、図3に示すように、単線のクラッド線材2aのみで中心導体2を形成することも可能である。単線の場合は、撚り線に比べて導体断面積を同じにすると、線径が多少細くなり、より細径化することができ、また、コネクタ等の接点部に半田付けしやすいという利点がある。
In the above-described embodiment, an example in which the
また、上述したCCS線は、中心導体2のみならず、シールド部(シールド導体ともいう)に用いることもできる。
図4,5に示したケーブル1はシールドケーブルであり、例えば接触して並べた2本の絶縁電線4の外側にシールド部5を配しており、その外側を外被6で被覆して構成されている。なお、図示の中心導体2は、図1で説明した撚り線であっても、図3で説明した単線であってもよい。
Moreover, the CCS wire described above can be used not only for the
The
シールド部5は、図4(A)に示すように、複数本のクラッド線材5aを並列に配して螺旋状に巻かれており(横巻き構造ともいう)、2本の絶縁電線4を一括してシールドしている。
図4(B)に示すように、シールド部5の線材には、銅の外層5cと鋼の芯材5bとからなるクラッド線材5aが用いられている。
As shown in FIG. 4(A), the
As shown in FIG. 4B, a
なお、クラッド線材5aは、図2等で説明したクラッド線材2aと同じ構造であり、クラッド線材5aの外径が0.02(mm)~0.06(mm)の範囲内に設定され、芯材5bの外径がクラッド線材5aの外径の60(%)~90(%)の範囲内に設定されている。また、外層5cも例えばメッキで形成される。
あるいは、シールド部5は、図5に示すように、複数本のクラッド線材5aが編組された編組構造であってもよい。このクラッド線材5aも、図4(B)で説明した構造と同様に、銅の外層5cと鋼の芯材5bとから構成される。
The
Alternatively, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the meaning described above, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1…ケーブル、2…中心導体、2a,5a…クラッド線材、2b,5b…芯材、2c,5c…外層、3…絶縁体、4…絶縁電線、5…シールド部、6…外被。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記中心導体が、銅の外層と鋼の芯材とからなるクラッド線材を複数本撚り合わせた撚り線で形成されており、
前記クラッド線材の電気導電率が20(IACS%)~80(IACS%)の範囲であり、かつ、前記クラッド線材の径が、0.02(mm)~0.06(mm)の範囲であり、
前記中心導体の導体断面積が0.004(mm2)~0.6(mm2)の範囲であり、
前記クラッド線材の撚りピッチが、前記中心導体の径の30倍以下であり、
前記芯材の径が、前記クラッド線材の径の60(%)~90(%)の範囲であり、
前記外層がメッキによって形成される、絶縁電線。 An insulated wire comprising a central conductor and an insulator made of a resin material covering the circumference of the central conductor,
The central conductor is formed of a stranded wire obtained by twisting a plurality of clad wires each having a copper outer layer and a steel core material,
The electric conductivity of the clad wire is in the range of 20 (IACS%) to 80 (IACS%), and the diameter of the clad wire is in the range of 0.02 (mm) to 0.06 (mm). ,
The conductor cross-sectional area of the central conductor is in the range of 0.004 (mm 2 ) to 0.6 (mm 2 ),
A twist pitch of the clad wire is 30 times or less the diameter of the central conductor,
The diameter of the core material is in the range of 60 (%) to 90 (%) of the diameter of the clad wire,
An insulated wire , wherein the outer layer is formed by plating .
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