JP4989693B2 - ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、ロボットや自動車などの繰り返し屈曲を受ける環境で使用されるケーブルに関する。

例えば、自動車のばね下（サスペンションの下）など、車輪の動きに伴い屈曲が繰り返される繰り返し屈曲を受ける環境に使用される自動車用のケーブルは、高い屈曲耐久性が要求されるだけでなく、例えば、配索の行い易さという観点により、高い可とう性も要求されるが、高い屈曲耐久性及び高い可とう性の二つを同時に実現することは困難であった。

図５に、従来のケーブルを示す。

ケーブル５１は、複数の導体素線を撚り合わせた複数の撚線（子より線）５２を束ねて撚ることにより撚線導体５３（図５の例では、７本の撚線５２を束ねて撚った状態）を形成し、その外周部に、絶縁層５６、遮蔽層５７、補強編組５８、シース５９と内側から順次配置したものである。

高い屈曲耐久性及び高い可とう性を持たせるために有効な、介在物を用いたケーブルに関し、本発明者は特願２００９−１０５３０７（以下、先願という）を提案している。この先願では、複数の撚線（子より線）だけを束ねて撚った構造において、屈曲時に撚線（子より線）同士が強い接触面圧で接触し、擦れることによる摩耗断線を解決するために、導体中心に介在物（中心介在物）が配置されており、ケーブルの屈曲時に中心介在物が先に変形し、撚線（子より線）同士の接触面圧の低減により摩耗断線を抑制することができる。

特開２００２−１２４１３７号公報 特開２００４−１７２０１９号公報

しかしながら、前記中心介在物を用いたケーブルにおいては、物理的に撚線（子より線）同士が接触する場合もあり、屈曲による摩耗断線の更なる抑制が望まれている。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、撚線同士の接触を低減させることを可能とし、屈曲による摩耗断線を抑制したケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のケーブルは、少なくとも、略円環状に配置され、複数の導体素線を撚り合わせた複数の撚線（子より線）と、略円環状に配置された前記複数の撚線の略中心部に配置される介在物と、を備え、前記介在物には、前記複数の撚線の外表面の少なくとも一部に合致し、且つ前記複数の撚線のうち互いに隣接する撚線同士が互いに接しないように隔てる隔壁を有する螺旋状の溝が前記複数の撚線毎に形成され、断面視で前記複数の撚線の最外部同士を結ぶ円の径が、断面視で前記介在物の前記隔壁の最外部同士を結ぶ円の径よりも大きいものである。

前記隔壁を前記複数の撚線のうち互いに隣接する撚線同士を結ぶ最短距離間に存在させてもよい。

前記複数の撚線の外周部に配置される絶縁層と、該絶縁層の外周部に配置される遮蔽層と、該遮蔽層の外周部に配置されるシースと、を有してもよい。

前記遮蔽層と前記シースとの間に、衝撃吸収性の繊維の編組である補強編組を配置してもよい。

前記介在物は、チューブ形状であってもよい。

前記介在物は、樹脂からなってもよい。

前記樹脂とは、シリコン又はポリテトラフルオロエチレンであってもよい。

前記導体素線に潤滑油を塗布してもよい。

前記潤滑油とは、シリコン油であってもよい。

本発明は、撚線同士の接触を低減させることが可能となり、従来技術と比較してケーブルの屈曲による摩耗断線を抑制することができる。

本発明の一実施形態を示すケーブルの断面図である。 本発明に用いる介在物の概要を示す図である。 本発明の一実施形態を示すケーブルの断面図である。 屈曲耐久性試験の概要を示す図である。 従来のケーブルの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係るケーブル１は、少なくとも、略円環状に配置され、複数の導体素線を撚り合わせた複数の撚線（子より線）２と、略円環状に配置された複数の撚線２の略中心部に配置される介在物３と、を備え、介在物３には、複数の撚線２の外表面の少なくとも一部に合致し、且つ複数の撚線２のうち互いに隣接する撚線２同士が互いに接しないように隔てる隔壁９を有する螺旋状の溝４が複数の撚線２毎に形成されたものである。

また、前記隔壁９を前記複数の撚線２のうち互いに隣接する撚線同士を結ぶ最短距離間に存在させてもよい。

また、本実施形態では、図１に示すように、６つの撚線２を略円環状に配置した構成、より詳しくは、６つの撚線２の各中心が同一半径の円上に配置し、６つの撚線２を略円環状に配置した構成を示したが、本技術思想の範囲ならば、複数の撚線の各中心が異なる半径の複数の円上に交互に配置し、複数の撚線を略円環状に配置する構成としても良いし、複数の撚線の中心を楕円上に配置し、複数の撚線を略円環状に配置する構成としても良い。

ケーブル１は、複数の撚線２の外周部に、絶縁層５、遮蔽層６、補強編組７、シース８と内側から順次配置される。遮蔽層６とシース８との間に配置された補強編組７は、衝撃吸収性の繊維の編組である。なお、遮蔽層６、補強編組７の有無は限定しない。

図２に介在物３の概要を示す。ここでは、介在物３は、ケーブル１における略円環状に配置された撚線２の本数が６本であるため、介在物３には６本の溝４が形成されている。各溝４の形状は、ここでは横断面が半円形であるが、横断面がＶ字状、凹型、逆台形状などでもよい。

介在物３の最外周部には、互いに隣接する２つの溝４間に隔壁９が形成されており、各溝４に収容された撚線２同士は隔壁９によって、互いに接しないよう隔てられている。

介在物３は、樹脂で構成するのが好ましい。樹脂は、柔軟性を有することが好ましく、摩擦係数が小さいことが好ましい。

また、介在物３は、図１のように外周から中心まで充実に形成してもよいが、図３のケーブル１のように中空部１０を有するチューブ形状に形成することで、より柔軟性を持たせてもよい。

以下、ケーブル１の作用効果を述べる。

図５に示される従来の中心介在物を有さないケーブル５１では、ケーブル５１の屈曲時に撚線（子より線）５２が逃げる余裕がないため、屈曲時に撚線５２同士が強い接触面圧で接触しつつ擦れることで摩耗断線を引き起こした。この対策として、先願では、導体中心に中心介在物を配置することで、屈曲時に中心介在物が先に変形し、撚線同士の接触面圧低減により摩耗断線を抑制するようにした。しかし、この構成においても、物理的に撚線同士が接触する場合もあり、完全には摩耗断線を防止できなかった。

これに対し本発明のケーブル１では、図１、図３に示されるように、介在物３に、前記複数の撚線２の外表面の少なくとも一部に合致し、且つ前記複数の撚線２のうち互いに隣接する撚線同士が互いに接しないように隔てる隔壁９を有する螺旋状の溝４を前記複数の撚線２毎に形成したので、介在物３の各溝４に各撚線２を嵌め込むことによって、撚線２同士の物理的な接触を低減させることができる。また、前記隔壁９を、前記複数の撚線２のうち互いに隣接する撚線同士を結ぶ最短距離間に存在させることで、より確実に撚線２同士間の物理的な接触を低減させることができる。

このように物理的な撚線２同士の接触を低減させることにより、屈曲による摩耗断線を従来に比して大幅に減少させることができる。

本実施形態では、６つの撚線２を略円環状に配置し、更に略円環状に配置した６つの撚線２の略中心部に介在物３を配置している。このように撚線２を略円環状に配置することで、ケーブルの外形を丸く形成することができる。そして、ケーブルの外形が丸くなることにより、意匠性の優れたケーブルが実現される。

なお、本実施形態では、撚線２は６つであったが、本技術思想の範囲ならば、２つ以上６つ未満であっても、７つ以上であってもよく、溝４の数は撚線２の数に応じればよい。

また、導体素線にシリコン油等の潤滑油を塗布してもよい。導体素線に潤滑油を塗布すると、導体素線を撚り合わせた撚線（子より線）２同士が仮に物理的に接触したとしても、摩耗断線の発生を低減させることができる。

図３のケーブル構造を有する実施例１のケーブル１と、図１のケーブル構造を有する実施例２のケーブル１と、図５のケーブル構造を有する比較例のケーブル５１を作製した。

実施例１，２と比較例は、実施例１，２に介在物３が有り、比較例に介在物３が無いことをのぞき、ほぼ同じケーブル構造である。

撚線（子より線）２は、スズめっき軟銅線φ０．０８ｍｍの導体素線を撚り合わせた。さらに複数の撚線（子より線）２を撚り合わせて撚線導体とし、前記複数の撚線２の外表面の少なくとも一部に合致し、且つ前記複数の撚線２のうち互いに隣接する撚線同士が互いに接しないように隔てる隔壁９を有する螺旋状の溝４に嵌め込んだ。なお、撚線（子より線）２は、φ１．０ｍｍである。

実施例１の介在物３は、ショア（Ａ）硬度のシリコンチューブとした。

実施例２の介在物３は、ＥＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂とした。

実施例２の介在物３は、最外径を約２．０ｍｍとすると共に、隔壁９の幅を、複数の撚線２のうち互いに隣接する撚線２同士を結ぶ最短距離が０．１ｍｍとなるようにした。

絶縁層５，５６は、架橋ポリエチレンで形成した。

遮蔽層６，５７は、スズめっき銅線で形成した。

補強編組層７，５８は、ポリビニルアルコール繊維材（ポリエチレンテレフタレート繊維材、ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維材でもよい）で形成した。

シース８，５９は、エチレンプロピレンジエンゴムで形成した。

性能比較は、屈曲耐久性と曲げ剛性を測定して行った。

まず、実施例１，２、比較例のケーブルに関し、曲げＲ３０で左右に１８０°に複数回屈曲させる屈曲耐久試験（ＩＥＣ（国際電気標準会議） ６０２２７−２ 電気用品技術基準による）を実施した。図４に実験方法を示す。

図４に示されるように、ケーブル４１の下端に錘４２を取り付けて負荷をかけておき、ケーブル４１を曲げＲ３０を与えるための曲面を有する治具４３，４３で挟んでおく。治具４３，４３より上部のケーブル４１を左向きに水平な位置から右向きに水平な位置まで屈曲させた後、左向きに水平な位置に戻すというサイクルを１回とする。このサイクルを繰り返し、撚線２が断線したときの回数を調べる。

表１に示されるように、比較例のケーブル５１では屈曲回数１万回で撚線２が断線するが、実施例１，２のケーブル１では屈曲回数５０万回でも撚線２の断線は発生せず、比較例と比較して著しく屈曲耐久性に優れている。

次に、実施例と比較例のケーブルに関し、曲げＲに対する曲げ剛性を測定した。

ここで、「曲げＲ」とは、ケーブルを屈曲させたときに、ケーブルが最も大きく曲がっている場所の曲げ半径を示す。「曲げ剛性」とは、縦弾性係数と断面２次モーメントの積で表される、曲げ難さを示す値である。曲げＲは、１５０、８０、５０、３０ｍｍとした。

表２に示すように、比較例のケーブル５１における曲げ剛性を１とすると、全ての曲げＲに対して、実施例１，２は比較例より曲げ剛性が小さくなった。このように、実施例１，２は比較例より可とう性が向上した。

これらの結果より、実施例１，２のケーブル１は、比較例のケーブル５１より、屈曲耐久性が高く、かつ、可とう性が高いケーブルであることが明らかになった。

なお、実施例は、遮蔽層６、シース８の両方を備えるものを示したが、どちらか一方だけでも同様の結果が得られる。

１ ケーブル
２ 撚線（子より線）
３ 介在物
４ 溝
５ 絶縁層
６ 遮蔽層
７ 補強編組層
８ シース
９ 隔壁
１０ 中空部

Claims (9)

1. 少なくとも、
   略円環状に配置され、複数の導体素線を撚り合わせた複数の撚線（子より線）と、
   略円環状に配置された前記複数の撚線の略中心部に配置される介在物と、
   を備え、
   前記介在物には、前記複数の撚線の外表面の少なくとも一部に合致し、且つ前記複数の撚線のうち互いに隣接する撚線同士が互いに接しないように隔てる隔壁を有する螺旋状の溝が前記複数の撚線毎に形成され、
   断面視で前記複数の撚線の最外部同士を結ぶ円の径が、断面視で前記介在物の前記隔壁の最外部同士を結ぶ円の径よりも大きい
   ことを特徴とするケーブル。
2. 前記隔壁を前記複数の撚線のうち互いに隣接する撚線同士を結ぶ最短距離間に存在させることを特徴とする請求項１記載のケーブル。
3. 前記複数の撚線の外周部に配置される絶縁層と、
   該絶縁層の外周部に配置される遮蔽層と、
   該遮蔽層の外周部に配置されるシースと、
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載のケーブル。
4. 前記遮蔽層と前記シースとの間に、衝撃吸収性の繊維の編組である補強編組を配置したことを特徴とする請求項３記載のケーブル。
5. 前記介在物は、チューブ形状であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のケーブル。
6. 前記介在物は、樹脂からなることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のケーブル。
7. 前記樹脂とは、シリコン又はポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項６記載のケーブル。
8. 前記導体素線に潤滑油を塗布したことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のケーブル。
9. 前記潤滑油とは、シリコン油であることを特徴とする請求項８記載のケーブル。

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