特開 2024-98834 扁平電線

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098834

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】扁平電線

(51)【国際特許分類】

   H01B 7/08 20060101AFI20240717BHJP

【ＦＩ】

H01B7/08

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002582

(22)【出願日】2023-01-11

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145908

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信雄

(74)【代理人】

【識別番号】100136711

【弁理士】

【氏名又は名称】益頭 正一

(72)【発明者】

【氏名】白井 瑞木

(72)【発明者】

【氏名】南雲 哲也

【テーマコード（参考）】

5G311

【Ｆターム（参考）】

5G311CA05

5G311CB01

5G311CB02

5G311CC02

(57)【要約】

【課題】形状保持性と柔軟性との両立を図ることができる扁平電線を提供する。
【解決手段】扁平電線１は、並列に配置されて互いに接触状態となる複数本の導体部１０と、複数本の導体部１０を一括して被覆する絶縁体２０とを備え、複数本の導体部１０は、第１金属の素線１１ａが撚られて構成された撚線１１と、第１金属よりも塑性変形し易い第２金属によって構成された単線１２とを備え、単線１２は撚線１１の電気抵抗以下となる導体サイズであって、撚線１１と単線１２とは幅方向に対称となる配置とされている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列に配置されて互いに接触状態となる複数本の導体部と、前記複数本の導体部を一括して被覆する絶縁体と、を備えた扁平電線であって、
前記複数本の導体部は、第１金属の素線が撚られて構成された撚線と、前記第１金属よりも塑性変形し易い第２金属によって構成された単線と、を備える
ことを特徴とする扁平電線。

【請求項2】

前記単線は、前記撚線の電気抵抗以下となる導体サイズとされている
ことを特徴とする請求項１に記載の扁平電線。

【請求項3】

前記撚線と前記単線とは、幅方向に対称となる配置とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の扁平電線。

【請求項4】

前記第２金属は、純アルミニウムであり、
前記絶縁体は、ヤング率が３５ＭＰａ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の扁平電線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、扁平電線に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、導体を絶縁体で被覆して全体を扁平形状とした扁平電線が提案されている。このような扁平電線には、導体がバスバーによって構成されたものや（例えば特許文献１参照）、多数本の素線を撚って形成された撚線を複数本並列配置して導体としたものもある（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－５３３７７号公報

【特許文献2】特開２０２１－１５７９６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような特許文献１に記載の扁平電線については、導体がバスバーによって構成される関係上、形状保持性能に優れるものの柔軟性に劣るものとなってしまう。これに対して、特許文献２に記載の扁平電線については、導体が複数本の撚線によって構成されていることから、柔軟性に優れるものの形状保持性能に劣るものとなる。このため、従来では、形状保持性が求められる箇所において特許文献１に記載の扁平電線を用い、柔軟性が求められる箇所において特許文献２に記載の扁平電線を用いていた。よって、形状保持性と柔軟性とを両立させた扁平電線が望まれている。

【0005】

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、形状保持性と柔軟性との両立を図ることができる扁平電線を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る扁平電線は、並列に配置されて互いに接触状態となる複数本の導体部と、前記複数本の導体部を一括して被覆する絶縁体と、を備えた扁平電線であって、前記複数本の導体部は、第１金属の素線が撚られて構成された撚線と、前記第１金属よりも塑性変形し易い第２金属によって構成された単線と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、形状保持性と柔軟性との両立を図ることができる扁平電線を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る扁平電線を示す断面図である。

【図2】純銅と純アルミニウムとに対する応力と歪みとの相関を示す応力歪み線図である。

【図3】図１に示した単線の導体サイズを示す図表である。

【図4】実施例及び比較例を示す図表である。

【図5】形状保持試験の様子を示す工程図であり、（ａ）は第１工程であり、（ｂ）は第２工程であり、（ｃ）は第３工程である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す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において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係る扁平電線を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る扁平電線１は、複数本の導体部１０と、絶縁体２０とを備えて構成されている。

【0011】

複数本の導体部１０は、電力や信号等を伝送するための長尺な導電性の線条体であって、並列配置されて互いに接触状態となる撚線１１及び単線１２を備えている。本実施形態において複数本の導体部１０は４本の撚線１１と１本の単線１２とによって構成されている。撚線１１は、第１金属（例えば純銅）により構成された多数本の素線１１ａが撚られて形成されている。単線１２は、第１金属より塑性変形し易い第２金属（例えば純アルミニウム）によって構成されたものである。

【0012】

図２は、純銅と純アルミニウムとに対する応力と歪みとの相関を示す応力歪み線図である。図２に示すように純銅は、応力歪み線図において歪みα１までは、所定の勾配α２を有し、歪みα１を超えると勾配α３を有した特性となっている。ここで、０．２％耐力により降伏点を求めると（すなわち歪み０．２％から勾配α２の直線を引き純銅特性との交点を求めると）、降伏点は歪みα４となる。よって、純銅は歪みα４以下が弾性変形可能であり、歪みα４を超えると塑性変形するといえる。

【0013】

また、図２に示す純アルミニウムは、応力歪み線図において歪みβ１までは、所定の勾配β２を有し、歪みβ１を超えると勾配β３を有した特性となっている。ここで、０．２％耐力により降伏点を求めると（すなわち歪み０．２％から勾配β２の直線を引き純アルミニウム特性との交点を求めると）、降伏点は歪みβ４となる。よって、純アルミニウムは歪みβ４以下が弾性変形可能であり、歪みβ４を超えると塑性変形するといえる。特に、歪みβ４は歪みα４よりも小さく、純アルミニウムは純銅よりも塑性変形し易い。このように、単線１２に用いる第２金属は、撚線１１を構成する第１金属よりも塑性変形し易いものとされる。

【0014】

なお、本実施形態において第１金属は例えば純銅であり第２金属は純アルミニウムであるが、特にこれらの金属に限られるものではない。

【0015】

再度図１を参照する。図１に示す単線１２は、撚線１１の電気抵抗以下となる導体サイズとされていることが好ましい。図３は、図１に示した単線１２の導体サイズを示す図表である。第１金属を純銅とし第２金属を純アルミニウムとした場合、単線１２の断面積及び導体外径は撚線１１に対して図３に示す関係となる。

【0016】

具体的に説明すると、撚線１１の断面積が１ｓｑである場合において単線１２の断面積は１．６ｓｑ以上とされる。同様に、撚線１１の断面積が２ｓｑ、３ｓｑ、５ｓｑ、８ｓｑ、９ｓｑ、１０ｓｑ、１２ｓｑ、及び１５ｓｑである場合、単線１２の断面積は、順に３．３ｓｑ、４．９ｓｑ、８．１ｓｑ、１３．０ｓｑ、１４．７ｓｑ、１６．３ｓｑ、１９．５ｓｑ、及び２４．４ｓｑ以上とされる。また、撚線１１の外径が１．２ｍｍである場合において単線１２の外径は１．４ｍｍ以上とされる。同様に、撚線１１の外径が１．９ｍｍ、２．２ｍｍ、３．１ｍｍ、４．０ｍｍ、４．２ｍｍ、４．５ｍｍ、５．０ｍｍ、及び５．３ｍｍである場合、単線１２の外径は、順に２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．２ｍｍ、４．１ｍｍ、４．３ｍｍ、４．６ｍｍ、５．０ｍｍ及び５．６ｍｍ以上とされる。

【0017】

このように、単線１２の導体サイズについて、撚線１１の電気抵抗以下となるようにすることで、複数本の導体部１０のうち一部が異なる金属であることによる電気抵抗の増加を抑えることができる。

【0018】

再度図１を参照する。図１に示す複数本の導体部１０において撚線１１と単線１２とは、幅方向に対称となる配置とされている。本実施形態において導体部１０は４本の撚線１１と１本の単線１２とによって構成されていることから、単線１２は５本の導体部１０の中央に設けられることとなる。なお、複数本の導体部１０は幅方向に対称となる配置であれば、特に単線１２が中央に設けられる構成に限られない。例えば導体部１０が４本の撚線１１と、４本の撚線１１の両端に設けられる２本の単線１２とによって構成される等であってもよい。

【0019】

絶縁体２０は、複数本の導体部１０を一括して被覆するものである。この絶縁体２０は、ヤング率が３５ＭＰａ以下の樹脂（例えば軟質ＰＶＣ）によって構成されている。ヤング率が３５ＭＰａ以下の樹脂を絶縁体２０として用いることで形状保持性を確保し易くできるためである。より詳細には例えば第１金属が純銅且つ第２金属が純アルミニウムであって、複数本の導体部１０が４本の撚線１１と中央に配置される１本の単線１２とで構成される場合に、Ｒ３０の９０°曲げにおいて形状を保持することができるからである。

【0020】

次に、実施例及び比較例を説明する。図４は、実施例及び比較例を示す図表である。

【0021】

図４に示す比較例において複数本の導体部は５本の純銅による撚線によって構成した。撚線の降伏応力は１５５ＭＰａであり、ヤング率は１３ＧＰａであった。また、絶縁体については降伏応力を０．８ＭＰａとし、ヤング率を３３ＭＰａとした。

【0022】

また、実施例において複数本の導体部は４本の純銅による撚線と中央に配置される１本の純アルミニウムによる単線とによって構成した。撚線の特性は比較例と同じである。単線の降伏応力は３０ＭＰａであり、ヤング率は６８ＧＰａであった。絶縁体については比較例と同じである。

【0023】

図５は、形状保持試験の様子を示す工程図であり、（ａ）は第１工程であり、（ｂ）は第２工程であり、（ｃ）は第３工程である。図５に示す試験装置Ｔは、第１治具Ｔ１と、第２治具Ｔ２とを備えている。第１治具Ｔ１は、断面形状が上方を開放側とする凹形状とされると共に側面視してＲ３０の９０°曲げを行うための湾曲形状とされている。第１治具Ｔ１は、側面視して、その両端が扁平電線の載置部Ｐとなっている。また、第１治具Ｔ１は、第１部材Ｔ１１と第２部材Ｔ１２とを備え、湾曲中央部で分割された構造となっている。第２治具Ｔ２は、実施例及び比較例に示した扁平電線を屈曲させるための剛性を有すると共に側面視してＲ３０の９０°曲げを行うための湾曲形状とされている。この第２治具Ｔ２は、第１治具Ｔ１の上方に設けられ、上下移動する構成となっている。

【0024】

まず、形状保持試験においては、図５（ａ）に示すように、第１工程が実施される。この第１工程において、実施例及び比較例に係る扁平電線が第１治具Ｔ１の載置部Ｐに直線状に載置される。次いで、図５（ｂ）に示すように、第２工程において、第２治具Ｔ２が下方に移動させられる。これにより、載置部Ｐに載置された扁平電線が屈曲させられる。その後、図５（ｃ）に示すように、第２治具Ｔ２が更に下方移動させられ、扁平電線がＲ３０で９０°の屈曲状態とされる。その後、第２治具Ｔ２が上方移動させられると共に、扁平電線が取り出される。

【0025】

このような試験の結果、実施例に係る扁平電線はＲ３０の９０°屈曲状態を保持したが、比較例に係る扁平電線は９０°屈曲状態を維持できなかった。

【0026】

よって、撚線１１と単線１２とを備える複数本の導体部１０を有した扁平電線１は形状保持性能が撚線１１のみの扁平電線よりも優れていることが確認された。また、４本の純銅よりなる撚線１１と中央に配置された純アルミニウムによりなる単線１２とを備え、ヤング率３３ＭＰａとすれば形状が保持されることもわかった。

【0027】

このようにして、本実施形態に係る扁平電線１によれば、複数本の導体部１０が第１金属の素線が撚られて構成された撚線１１を有しているため、柔軟性を確保し易くすることができる。さらに、複数本の導体部１０が、第１金属よりも塑性変形し易い第２金属によって構成された単線１２を備えている。このため、例えば曲げ箇所に用いられて扁平電線１が曲げられたときに単線１２が塑性変形し易く曲げ形状を保持し易くなる。従って、形状保持性と柔軟性との両立を図ることができる扁平電線１を提供することができる。

【0028】

また、単線１２は撚線１１の電気抵抗以下となる導体サイズとされているため、撚線１１の中に単線１２が存在することによる電気抵抗の上昇を抑えることができる。

【0029】

また、撚線１１と単線１２とは幅方向に対称となる配置とされている。このため、例えば撚線１１が幅方向の一方に配置され、単線１２が幅方向の他方に配置される場合、幅方向の一方のみに配置される撚線１１が曲げに対して戻ろうとする力を発揮して歪みの原因となってしまうが、対称配置とすることで歪みの発生を抑えることができる。

【0030】

また、第２金属が純アルミニウムである場合において、絶縁体２０はヤング率が３５ＭＰａ以下であるため、絶縁体２０の応力が純アルミニウムによる形状保持性能を上回ることを防止して、形状保持を行うことができる。

【0031】

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、可能であれば公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。

【0032】

例えば、本実施形態においては、複数本の導体部１０は５本によって構成されているが、特にこれに限らず、２本以上４本以下であってもよいし、６本以上であってもよい。また、撚線１１は４本に限らず、１本以上３本以下であってもよいし、５本以上であってもよい。同様に単線１２は１本に限らず、２本以上であってもよい。また、図１に示す例において素線１１ａは７本であるが、これに限らず、２本以上６本以下であってもよいし、８本以上であってもよい。

【0033】

さらに、上記実施形態において複数本の導体部１０は５本が一列に並んで一層構造とされているが、特にこれに限らず、２層以上に積層されたものであってもよい。

【符号の説明】

【0034】

１ ：扁平電線
１０ ：複数本の導体部
１１ ：撚線
１１ａ ：素線
１２ ：単線
２０ ：絶縁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】