JP6819611B2 - 車両用の多芯ケーブル - Google Patents
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Description
本出願は、2016年6月2日出願の日本出願2016−111147号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
第一導体と、前記第一導体を覆う第一絶縁層と、をそれぞれ含む2本の電力線と、
前記第一導体より細い第二導体と、前記第二導体を覆う第二絶縁層と、をそれぞれ含む、2本の信号線と、
前記第一導体より細い第三導体と、前記第三導体を覆う第三絶縁層と、をそれぞれ含む、2本の電線と、
2本の前記電力線、2本の前記信号線および2本の前記電線を覆う外被と、を備え、
2本の前記電力線は大きさおよび材料が同じであり、
2本の前記信号線は、大きさおよび材料が同じであり、2本一組で撚り合わされて対撚信号線として構成されており、
2本の前記電線は、大きさおよび材料が同じであり、2本一組で撚り合わされて対撚電線として構成されており、
2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線が一体に撚り合わされている。
本開示は、6芯以上の線を有し車両への取付が容易なケーブルを提供することを目的とする。
本開示によれば、6芯以上の線を有し車両への取付が容易なケーブルが提供される。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
(1)車両用の多芯ケーブルは、
第一導体と、前記第一導体を覆う第一絶縁層と、をそれぞれ含む2本の電力線と、
前記第一導体より細い第二導体と、前記第二導体を覆う第二絶縁層と、をそれぞれ含む、2本の信号線と、
前記第一導体より細い第三導体と、前記第三導体を覆う第三絶縁層と、をそれぞれ含む、2本の電線と、
2本の前記電力線、2本の前記信号線および2本の前記電線を覆う外被と、を備え、
2本の前記電力線は大きさおよび材料が同じであり、
2本の前記信号線は、大きさおよび材料が同じであり、2本一組で撚り合わされて対撚信号線として構成されており、
2本の前記電線は、大きさおよび材料が同じであり、2本一組で撚り合わされて対撚電線として構成されており、
2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線が一体に撚り合わされている。
また、多芯ケーブルは、少なくとも、2本の電力線と、1本の対撚信号線と、1本の対撚電線と、を含んでいる。このため、多芯ケーブルの長手方向に直交する断面において、これらの線がバランスよく配置されやすく、外被を含むケーブル外形が円形に近づきやすい。このため、外被と止水部材との圧着部で隙間が生じにくく、止水性に優れている。
これらの理由により、6芯以上の線を有し車両への取付が容易なケーブルが提供される。
前記電力線の外径は、前記対撚信号線の外径の75%以上135%以下であってもよい。
前記多芯ケーブルの長手方向に直交する断面において、2本の前記電力線の中心と前記対撚信号線の中心と前記対撚電線の中心は仮想的な四角形の頂点に位置しており、2本の前記電力線は対角の位置に設けられていてもよい。
前記第一導体が複数本の導体素線からなり、前記電力線の長手方向に直交する断面において、前記第一絶縁層で囲まれる部分の面積S1から前記導体素線の断面積の総和S2を減じた隙間面積S3(=S1−S2)が、前記外被で囲まれる部分の面積S1の5%以上20%以下であってもよい。以下、S3/S1を隙間率という。
2本の前記電力線が隙間を空けて配置され、その隙間が繊維で埋められていてもよい。
前記第一導体より細い第四導体と、前記第四導体を覆う第四絶縁層と、をそれぞれ含み、大きさおよび材料が同じである2本の電線が2本一組で撚り合わされてなる第二対撚電線と、
前記第一導体より細い第五導体と、前記第五導体を覆う第五絶縁層と、をそれぞれ含み、大きさおよび材料が同じである2本の電線が2本一組で撚り合わされてなる第三対撚電線とをさらに含み、
2本の前記電力線、前記対撚信号線、前記対撚電線、前記第二対撚電線および前記第三対撚電線が一体に撚り合わされて前記外被で覆われていてもよい。
また、多芯ケーブルの長手方向に直交する断面において、これらの線がバランスよく配置されやすく、外被を含むケーブル外形が円形に近づきやすい。このため、外被と止水部材との圧着部で隙間が生じにくく、止水性に優れている。
以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。
多芯ケーブル1は、例えば、車両に搭載された電気制御部(ECU(Electric Control Unit))と、車輪の周囲に設けられた電動ブレーキや電動パーキングブレーキや車輪速センサなどを接続するために用いられる。車輪は、懸架装置や操舵装置を介して、車体に対して変位可能に支持されている。本実施形態の多芯ケーブル1は、車体に固定されたECUと、車体に変位可能に支持された車輪に取り付けられる部品とを接続するために用いられる。
多芯ケーブル1には、車輪が収容されるタイヤハウスの中の小さい空間に配索することが求められ、車輪の変位を妨げないように曲げやすいことや、繰り返し作用する曲げに対する高い耐久性などが求められる。
2本の電力線10はそれぞれ、第一導体12と、第一導体12を覆う第一絶縁層13と、をそれぞれ含んでいる。2本の電力線10は互いに大きさおよび材料が同じである。
2本の信号線21はそれぞれ、第一導体12より細い第二導体22と、第二導体22を覆う第二絶縁層23と、を含んでいる。撚り合わされる2本の信号線21は、互いに大きさおよび材料が同じである。信号線21は2本一組で撚り合わされて対撚信号線20として構成されている。対撚信号線20の撚りピッチは、対撚信号線20の撚り径(対撚信号線20の外径)の10倍以上15倍以下とすることができる。
第二絶縁層23は、第一絶縁層13と同じ材料を用いることができるし、異なる材料を用いてもよい。第二絶縁層23の外径は、1.0mm以上2.2mm以下とすることができる。
2本の電線31はそれぞれ、第一導体12より細い第三導体32と、第三導体32を覆う第三絶縁層33と、をそれぞれ含んでいる。2本の電線31は、2本一組で撚り合わされて対撚電線30として構成されている。撚り合わされる2本の電線31は、大きさおよび材料が同じである。電線31は、大きさおよび材料が信号線21と同じであってもよい。対撚電線30は、対撚信号線20と同じ方向に撚られていることが好ましい。対撚電線30は、対撚信号線20と撚りピッチが等しいことが好ましい。なお、図1に示すように、信号線21と電線31で2本の電力線10を挟むように、これらの線10,21,31を撚り合わせると、各線10,21,31が撚られる力のバランスがよい。
第三絶縁層33は、第二絶縁層23と同じ材料を用いることができるし、異なる材料を用いてもよい。第三絶縁層33の外径は、1.0mm以上2.2mm以下とすることができる。
外被40は、2本の電力線10と、2本の信号線21と、2本の電線31と、を含む全ての線を覆っている。2本の電力線10、1本の対撚信号線20および1本の対撚電線30が一体に撚り合わされている。外被40は、一体に撚り合わされた状態の2本の電力線10、1本の対撚信号線20および1本の対撚電線30を覆っている。
内側外被41は、2本の電力線10と、2本の信号線21と、2本の電線31と、を含む全ての線の撚られた形状を維持する。内側外被41は、2本の電力線10と、2本の信号線21と、2本の電線31の外周に押出被覆されて形成される。内側外被41は、外側外被42と同じ材料で構成してもよいし、外側外被42と異なる樹脂で構成してもよい。内側外被41は、例えば、ポリエチレンやエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、またはこれらの少なくとも2種を混合して形成される組成物で形成することができる。外側外被42または内側外被41は、架橋された樹脂であってもよい。
外被40の外径は、7.5mm以上11mm以下とすることができる。
2本の電力線10、対撚信号線20、対撚電線30は、一体に撚り合わされている。一体に撚り合わされたこれらの線の全体の撚り径は、5.5mm以上9mm以下とすることができる。
多芯ケーブル1は、介在50を有していてもよい。介在50は、外被40の内側に設けられている。介在50は、スフ糸やナイロン糸などの繊維で構成することができる。介在50は、抗張力繊維で構成してもよい。
多芯ケーブル1は、抑え巻51を有していてもよい。抑え巻51は、2本の電力線10、1本の対撚信号線20および1本の対撚電線30を覆っている。抑え巻51は、これらの線の撚り合わされた形状を安定的に維持する。抑え巻51は、外被40の内側に設けられている。
多芯ケーブル1は、外部に放射されるノイズを抑制するシールド層52を有していてもよい。シールド層52は、金属テープを電力線10、対撚信号線20、対撚電線30に巻き付けることにより構成できる。シールド層52は、多数本の金属細線をこれらの線に螺旋状に巻き付けることによっても構成できる。あるいは、シールド層52は、金属細線を編組することによっても構成できる。シールド層52を抑え巻51の外かつ外被40の内側に設けることができる。
本実施形態に係る車両用の多芯ケーブル1によれば、2本の電力線10と、対撚信号線20と、対撚電線30とを一度に配索でき、別々に配索する場合と比べて、配索工数が少ない。また、2本の電力線10と、対撚信号線20と、対撚電線30とが単一の多芯ケーブル1としてまとめられているので、2本の電力線10と、対撚信号線20と、対撚電線30とを別々に配索する場合に比べて、配索に要するスペースが小さい。
また、多芯ケーブル1の長手方向に直交する断面において、2本の電力線10と対撚信号線20とが一定の位置関係を保って配置されるため、撚り合わせた後の断面形状が円に内接するものに近くなる。このため、外被40の断面形状を真円に近い形状としやすく、外被40と止水部材間で隙間が生じにくく、さらに止水性が高まっている。
また、対撚信号線20と対撚電線30との大きさがほぼ一致することがさらに好ましい。
本実施形態に係る多芯ケーブル1によれば、2本の電力線10と対撚信号線20と対撚電線30を撚り合わせた形状が安定し、多芯ケーブル1の断面形状を長手方向に沿って一定にしやすい。
また、多芯ケーブル1を複数回曲げると、最も太い線に負荷が集中して最も太い線が他の線よりも先に切れる傾向がある。本実施形態に係る多芯ケーブル1においては、電力線10が信号線21や電線31に比べて太いため、電力線10が信号線21や電線31よりも先に切れる傾向がある。しかし、上記構成に係る多芯ケーブル1によれば、電力線10と対撚信号線20と対撚電線30の曲げ方向にかかる力がバランスされて、最も太い電力線10にかかる負荷が軽減され、電力線10が切れにくくなる。
なお、仮想的な四角形は正方形であることが好ましい。撚り合わせた形状がより安定しやすく、かつ、多芯ケーブル1を曲げた時に負荷が電力線10に集中しにくい。
隙間面積S3が5%未満では、多芯ケーブル1の屈曲時に、第一導体12に大きな曲げ応力が局所的に加わりやすくなり、耐屈曲性が低下するおそれがある。隙間面積S3が20%より大きいと、多芯ケーブル1の端末加工時に電力線10が自由に動き過ぎてしまい、加工が難しくなるおそれがある。
図2は、本発明の第二実施形態に係る車両用の多芯ケーブル101の断面図である。
上述した第一実施形態において2本の電力線10、2本の信号線21、2本の電線31を有する多芯ケーブル1を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図2に示すように、多芯ケーブル101は、2本の電力線10、2本の信号線21、2本の電線31の他に、4本の電線61,71を有してもよい。
第二対撚電線60、第三対撚電線70は対撚信号線20と同様の材料、大きさとすることができる。
図2に示したように、抑え巻やシールド層は設けなくてもよい。抑え巻やシールド層を設ける場合は、図1に示した多芯ケーブル1と同様に、電力線10、対撚信号線20、対撚電線30、第二対撚電線60、および第三対撚電線70を一体的に撚り合わせた上に抑え巻やシールド層を設け、その上に外被40を被せることができる。
次に、下記の表1のように構成した10芯の車両用の多芯ケーブル(実施例)について説明する。
電動パーキングブレーキ用の2本の電力線、ABS用の対撚信号線、車載ネットワーク用の対撚電線と第二対撚電線、ダンパー制御システム用の第三対撚電線を、撚り合わせずにそれぞれに外被を付けてケーブル化して6本のケーブルとする。比較例のケーブル群において、電力線が電動パーキングブレーキとECUとに接続され、対撚信号線が車輪速センサとECUとに接続され、対撚電線と第二対撚電線が車載機器とECUとに接続され、第三対撚電線がダンパー制御機器とECUとに接続される。
実施例に係る多芯ケーブルと比較例に係るケーブル群を使ってそれぞれECUと各種機器等を接続した場合とを比べると、実施例に係る多芯ケーブルは配線に要する空間が小さい。また、実施例に係る多芯ケーブルは、各々の線がまとめられているため、配線作業が容易である。
特に、比較例に係るケーブル群は、電力線、対撚信号線、対撚電線をそれぞれ保護する必要が生じる。このため、電力線、対撚信号線、対撚電線のそれぞれを保護するために外被が必要になる。それぞれの線に外被が被覆されているため、比較例に係るケーブル群をまとめた合計径は実施例に係る多芯ケーブルの径に比べてかなり大きくなる。
ISO 14572:2011(E)5.9に規定される繰り返し曲げ試験に従って多芯ケーブルの耐屈曲性を評価した。この繰り返し曲げ試験においては、多芯ケーブルに−90°から+90°となるような曲げを繰り返し作用させた。10万回曲げた後の電力線の初期抵抗値からの抵抗値の減少量が5%以上であった場合は、電力線が切れたものと判断した。初期抵抗値からの電力線の抵抗値の減少量が5%未満であった場合を合格とした。
上記実施例に係る多芯ケーブルは、10万回曲げた後の電力線の抵抗値の減少量が5%未満であり、合格であった。
公益社団法人 日本自動車技術会の定める自動車規格JASO C467-97 7.16 センサーハーネス屈曲試験に従って評価した。このU字曲げ試験においては、多芯ケーブルに直線状からU字状になるような曲げを繰り返し作用させた。−30°で30万回曲げた後、続いて、常温で70万回曲げた。試験後に、割れやヒビなどの外観の異常がなく、かつ、電力線の初期抵抗値からの抵抗値の減少量が5%未満であった場合を合格とした。
上記実施例に係る多芯ケーブルは、−30°で30万回曲げた後常温で70万回曲げた後も、外観の異常がなく、かつ、電力線の抵抗値の減少量が5%未満であり、合格であった。
1.導体の隙間率S3/S1、
2.対撚信号線の外径に対する電力線の外径の倍率、
3.対撚信号線および対撚電線の撚り方向に対する全体の撚り方向の向きの正逆、
4.全体の撚り外径に対する電力線、対撚信号線および対撚電線の撚りピッチの倍率
を異ならせた実施例2〜14の多芯ケーブルについて、10万回の繰り返し曲げ試験、100万回の繰り返し曲げ試験、U字曲げ試験および外観形状を評価した。その結果を表2に示す。各例の多芯ケーブルにおいて、2本の電力線の中心と対撚信号線の中心と対撚電線の中心は仮想的な四角形の頂点に位置しており、2本の電力線は対角の位置に設けられている。
100万回の繰り返し曲げ試験が不合格である実施例2は、導体の隙間率S3/S1が小さすぎることが原因と考えられる。
100万回の繰り返し曲げ試験が不合格である実施例12は、対撚信号線または対撚電線に対して電力線が太すぎることが原因と考えられる。
100万回の繰り返し曲げ試験が不合格である実施例14は、全体の撚り外径に対する電力線、対撚信号線および対撚電線の撚りピッチが大きすぎることが原因と考えられる。
真円度が長さ方向に一定にならない実施例7は、対撚信号線または対撚電線に対して電力線が細すぎることが原因と考えられる。
真円度が長さ方向に一定にならない実施例12は、対撚信号線または対撚電線に対して電力線が太すぎることが原因と考えられる。
真円度が長さ方向に一定にならない実施例13は、対撚信号線および対撚電線の撚り方向と全体の撚り方向が同じであることが原因と考えられる。
10 電力線
12 第一導体
13 第一絶縁層
20 対撚信号線
21 信号線
22 第二導体
23 第二絶縁層
30 対撚電線
31 電線
32 第三導体
33 第三絶縁層
40 外被
41 内側外被
42 外側外被
50 介在
51 抑え巻
52 シールド層
60 第二対撚電線
61 電線
62 第四導体
63 第四絶縁層
70 第三対撚電線
71 電線
72 第五導体
73 第五絶縁層
Claims (10)
- 第一導体と、前記第一導体を覆う第一絶縁層と、をそれぞれ含む2本の電力線と、
前記第一導体より細い第二導体と、前記第二導体を覆う第二絶縁層と、をそれぞれ含む、2本の信号線と、
前記第一導体より細い第三導体と、前記第三導体を覆う第三絶縁層と、をそれぞれ含む、2本の電線と、
2本の前記電力線、2本の前記信号線および2本の前記電線を覆う外被と、を備え、
2本の前記電力線は大きさおよび材料が同じであり、
2本の前記信号線は、大きさおよび材料が同じであり、2本一組で撚り合わされて、対撚信号線として構成されており、
2本の前記電線は、大きさおよび材料が同じであり、2本一組で撚り合わされて対撚電線として構成されており、
前記対撚信号線および前記対撚電線は、シールド層を有さず、
2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線が一体に撚り合わされており、
前記対撚電線は、2本の前記電線が撚り合わされた方向が、前記対撚信号線における2本の前記信号線が撚り合わされた方向と同じ方向である、
車両用の多芯ケーブル。 - 前記電力線の外径は、前記対撚信号線の外径の75%以上135%以下である、請求項1に記載の多芯ケーブル。
- 前記多芯ケーブルの長手方向に直交する断面において、2本の前記電力線の中心と前記対撚信号線の中心と前記対撚電線の中心は仮想的な四角形の頂点に位置しており、2本の前記電力線は対角の位置に設けられている、請求項1または請求項2に記載の多芯ケーブル。
- 前記第一導体が複数本の導体素線からなり、前記電力線の長手方向に直交する断面において、前記第一絶縁層で囲まれる部分の面積S1から前記導体素線の断面積の総和S2を減じた隙間面積S3(=S1−S2)が、前記第一絶縁層で囲まれる部分の面積S1の5%以上20%以下である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 2本の前記電力線が隙間を空けて配置され、その隙間が繊維で埋められている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 前記第一導体より細い第四導体と、前記第四導体を覆う第四絶縁層と、をそれぞれ含み、大きさおよび材料が同じである2本の電線が2本一組で撚り合わされてなる第二対撚電線と、
前記第一導体より細い第五導体と、前記第五導体を覆う第五絶縁層と、をそれぞれ含み、大きさおよび材料が同じである2本の電線が2本一組で撚り合わされてなる第三対撚電線とをさらに含み、
2本の前記電力線、前記対撚信号線、前記対撚電線、前記第二対撚電線および前記第三対撚電線が一体に撚り合わされて前記外被で覆われている、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。 - 一体に撚り合わされた2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線の撚り径に対する、一体に撚り合わされた2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線の撚りピッチは12倍以上24倍以下である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 一体に撚り合わされた2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線の撚り径に対する一体に撚り合わされた2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線の撚りピッチの比率は、対撚信号線の撚り径に対する対撚信号線の撚りピッチの比率より大きい、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 一体に撚り合わされた2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線の撚り方向は対撚信号線および対撚電線の撚り方向と逆方向である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 2本の前記電力線同士が直接接触し、前記対撚信号線と前記対撚電線とで2本の前記電力線を挟むように、2本の前記電力線、前記対撚信号線および前記対撚電線が一体に撚り合わされている、請求項1に記載の多芯ケーブル。
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