JP6870642B2

JP6870642B2 - 複合ケーブル対

Info

Publication number: JP6870642B2
Application number: JP2018062475A
Authority: JP
Inventors: 健太小林; 彰北畑
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: CN110316107B; DE102019107263A1; US20220013255A1; JP2019172064A; JP7124920B2; CN110316107A; US11081256B2; US20190304632A1; US11569007B2; DE102019107263B4; JP2021102439A

Description

本発明は、複合ケーブル対に関する。

近年、自動車分野では、電気によりブレーキを制御する電動ブレーキ、電気によりパーキングブレーキを制御する電動パーキングブレーキが注目されている。例えば、特許文献１には、２本の信号線と２本の電源線とが撚り合わされてなる電線束を有する、電動ブレーキ・電動パーキングブレーキ用の複合ケーブルが開示されている。電動ブレーキ・電動パーキングブレーキでは、通常、この種の複合ケーブルが右前車輪の足回りに配策され、右前車輪側と同じ構成の複合ケーブルが左前車輪の足回りにも配策される。そして、これら一対の複合ケーブルにより複合ケーブル対が構成される。

特開２０１７−１５７５２１号公報

しかしながら、従来技術は、以下の点で課題がある。すなわち、従来の複合ケーブル対を構成する一対の複合ケーブルでは、各電線束を構成する電線がＳ撚りまたはＺ撚りのいずれか一方で撚り合わされている。そのため、自動車のハンドルが右または左に切られた場合に、一方の複合ケーブルは、撚りが締まる方向にねじられるが、他方の複合ケーブルは、撚りがほどける方向にねじられる。撚りが締まる方向および撚りがほどける方向に複合ケーブルが繰り返しねじられると、電線の耐久性が低下する。そのため、左右の複合ケーブルの耐久性に差が生じ、複合ケーブル対の信頼性が低下する。また、左右の複合ケーブルの耐久性の差をなくすため、片方の複合ケーブルにおける電線の材質を、耐ねじり性に優れた材質に変更した場合には、その分、コストがかさむことになる。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、自動車のハンドル操作に従って動く一対の右車輪および左車輪の足回りに配策された右車輪用複合ケーブルおよび左車輪用複合ケーブルの耐久性の差を低減可能な複合ケーブル対を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、自動車のハンドルの操作に従って動く一対の右車輪および左車輪の足回りに配策された複合ケーブル対であって、
ケーブル一端側が上記自動車の車体または車台側の第１のケーブル固定部に固定されるとともに、ケーブル他端側が上記右車輪側の第２のケーブル固定部に固定された右車輪用複合ケーブルと、
ケーブル一端側が上記自動車の車体または車台側の第３のケーブル固定部に固定されるとともに、ケーブル他端側が上記左車輪側の第４のケーブル固定部に固定された左車輪用複合ケーブルと、を有しており、
上記右車輪用複合ケーブルおよび上記左車輪用複合ケーブルは、いずれも、複数の電線が撚り合わされてなる電線束を有しており、
上記各電線束の上記電線は、上記ハンドルの操作によって撚りがほどけずに締まる方向にねじられるように、撚り方向が互いに反対向きとされている、複合ケーブル対にある。

上記複合ケーブル対では、右車輪用複合ケーブルの電線束の電線、左車輪用複合ケーブルの電線束の電線は、自動車のハンドルの操作によって撚りがほどけずに締まる方向にねじられるよう各撚り方向が互いに反対向きとされている。そのため、上記複合ケーブル対では、自動車のハンドルが右または左に切られた場合に、右車輪用複合ケーブルおよび左車輪用複合ケーブルにおける電線は、撚りがほどけることがなく、撚りが締まる方向にねじられる。電線は、撚りが締まる方向にねじられる場合には耐久性が低下し難い。それ故、上記複合ケーブル対によれば、自動車のハンドル操作に従って動く一対の右車輪および左車輪の足回りに配策された右車輪用複合ケーブルおよび左車輪用複合ケーブルの耐久性の差を低減することができる。それ故、複合ケーブル対の信頼性が向上する。

実施形態１の複合ケーブル対を模式的に説明するための説明図である。実施形態１の複合ケーブル対における右車輪用複合ケーブルおよび左車輪用複合ケーブルの固定の一例を模式的に示した説明図である。実施形態１の複合ケーブル対における右車輪用複合ケーブルおよび左車輪用複合ケーブルのケーブル軸に垂直な断面の一例を模式的に示した断面図である。電線束における電線の撚り方向を説明するための説明図である。実施形態２の複合ケーブル対を模式的に説明するための説明図である。

（実施形態１）
実施形態１の複合ケーブル対について、図１〜図４を用いて説明する。図１に例示されるように、本実施形態の複合ケーブル対１は、自動車のハンドル（不図示）の操作に従って動く一対の右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴの足回りに配策されている。なお、図１の上方が自動車の前部である。本実施形態では、一般的な自動車への適用を想定し、右車輪ＲＴは、右前車輪、左車輪ＬＴは、左前車輪として説明する。なお、自動車の操舵技術としては、一般的ではないが、４輪操舵技術４ＷＳ（４ＷｈｅｅｌＳｔｅｅｒｉｎｇ）も開発されている。このような自動車の足回りへ適用する場合には、上述した右車輪は、右前車輪のみならず、右後ろ車輪とすることができ、左車輪は、左前車輪のみならず、左後ろ車輪とすることができる。

図１に例示されるように、複合ケーブル対１は、右車輪用複合ケーブル１Ｒと、左車輪用複合ケーブル１Ｌと、を有している。右車輪用複合ケーブル１Ｒは、ケーブル一端側が自動車の車体または車台側の第１のケーブル固定部ＲＢＦに固定されており、ケーブル他端側が右車輪ＲＴ側の第２のケーブル固定部ＲＴＦに固定されている。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌは、ケーブル一端側が自動車の車体または車台側の第３のケーブル固定部ＬＢＦに固定されており、ケーブル他端側が左車輪ＬＴ側の第４のケーブル固定部ＬＴＦに固定されている。

本実施形態では、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌは、自動車の電動ブレーキ、または、電動パーキングブレーキに用いられるように構成されている。本実施形態では、右車輪用複合ケーブル１Ｒのケーブル他端側は、具体的には、例えば、自動車の右側フロントサスペンション装置（不図示）におけるロアアーム、アッパーアーム、右車輪支持部材、タイロッド、ナックル側枢支部、後側アーム部等の構成部材にブラッケット等の固定部材によって固定することができる。同様に、左車輪用複合ケーブル１Ｌのケーブル他端側は、具体的には、例えば、自動車の左側フロントサスペンション装置（不図示）におけるロアアーム、アッパーアーム、左車輪支持部材、タイロッド、ナックル側枢支部、後側アーム部等の構成部材にブラッケット等の固定部材によって固定することができる。なお、サスペンション装置には、各種公知のものを適用することができる。

本実施形態では、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌは、具体的には、図２に例示されるように、いずれも、上方に凸となるように屈曲した状態（逆「Ｕ」の字状）で配策されていることが好ましい。この構成によれば、下方に凸となるように屈曲した状態（「Ｕ」の字状）で配策されている場合に比べ、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌへの着雪や着氷の軽減を図りやすく、また、右車輪ＲＴ、左車輪ＬＴが跳ね上げた石、砂利等によるケーブル損傷を抑制しやすくなる。

右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌは、いずれも、図３に例示されるように、複数の電線２が撚り合わされてなる電線束３を有している。図３では、電線束３を構成する電線２が、具体的には、一対の信号線２１、一対の電源線２２より構成されている例が示されている。また、電線束３の外周は、シース５にて覆われている。なお、信号線２１、電源線２２等の電線２の本数は、図３で示される本数に限定されない。また、電線２は、シールド導体６によって被覆されていてもよい。なお、図３では、一対の信号線２１がシールド導体６によって被覆されている例が示されている。また、図３では、電線束３とシース５との間に、電線束３を覆う介在層４が設けられており、介在層４の内側面と電線２との間には、空間７が設けられている例が示されている。なお、図３では、介在層４が一定の厚みを有する例が示されている。また、介在層４は、押さえ巻きテープ等の押さえ巻き部材（不図示）に置換することができる。介在層４や押さえ巻き部材の内側面は、電線２の表面に接するように構成することができる。

電線２は、いずれも、導体２０１と、導体２０１の外周を覆う絶縁体２０２とを有する構成とすることができる。導体２０１は、金属素線が複数本撚り合わされてなる構成とすることができる。金属素線は、例えば、銅または銅合金、あるいは、アルミニウムまたはアルミニウム合金等より形成することができる。絶縁体２０２は、例えば、架橋ポリエチレン（ＰＥ）等より形成することができる。

ここで、本実施形態では、右車輪用複合ケーブル１Ｒにおける電線束３の電線２は、図４（ａ）に例示されるように、Ｓ撚り（右撚り）とされている。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける電線束３の電線２は、図４（ｂ）に例示されるように、Ｚ撚り（左撚り）とされている。つまり、各電線束３の電線２は、撚り方向が互いに反対向きとされている。

そして、本実施形態では、具体的には、右車輪用複合ケーブル１Ｒは、図１（ａ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＦが右一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されている。なお、複合ケーブルが自然長であるとは、複合ケーブルが完成状態の長さにある、すなわち、ねじり力によってねじられていない状態にあるときの長さにあることを意味する。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌは、図１（ｃ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが左一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されている。この構成によれば、右車輪用複合ケーブル１Ｒにおける電線束３の電線２は、図１（ｃ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが左一杯の状態にあるときに、車輪操舵によるねじり力によって最大にねじられた状態となる。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける電線束３の電線２は、図１（ａ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが右一杯の状態にあるときに、車輪操舵によるねじり力によって最大にねじられた状態となる。そのため、上記構成によれば、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける各電線束３の電線２が、ハンドルの操作によって確実に撚りがほどけずに締まる方向にのみねじられるようになる。

なお、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌの実際の取り付けは、例えば、図１（ａ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが右一杯の状態にあるときに、右車輪用複合ケーブル１Ｒが自然長、左車輪用複合ケーブル１Ｌが車輪操舵による車輪可動範囲内で最大にねじられた状態となるように実施すればよい。他にも、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌの実際の取り付けは、例えば、図１（ｃ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが左一杯の状態にあるときに、右車輪用複合ケーブル１Ｒが車輪操舵による車輪可動範囲内で最大にねじられた状態、左車輪用複合ケーブル１Ｌが自然長となるように実施すればよい。

また、本実施形態では、図１（ｂ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが直進状態にあるときに、各電線束３の電線２は、いずれも、撚りが締まる方向にねじられた状態とされている。この構成によれば、撚りが締まった状態で屈曲を受けることになるので、耐久性が低下し難いなどの利点がある。なお、本実施形態では、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが直進状態にあるときに、各電線束３の電線２は、いずれも、上記最大にねじられた状態の約半分程度で撚りが締まる方向にねじられた状態とされている。

本実施形態の複合ケーブル対１では、自動車のハンドルが右または左に切られた場合に、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける電線２は、撚りがほどけることがなく、撚りが締まる方向にねじられる。電線２は、撚りが締まる方向にねじられる場合には耐久性が低下し難い。それ故、本実施形態の複合ケーブル対１によれば、自動車のハンドル操作に従って動く一対の右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴの足回りに配策された右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌの耐久性の差を低減することができる。それ故、複合ケーブル対１の信頼性が向上する。

なお、電線２の導体２０１が複数の金属素線からなる場合、金属素線は、電線束３の電線２の撚り方向と同じ撚り方向に撚り合わされていることが好ましい。この構成によれば、金属素線の撚りがほどけ難いため、座屈による金属素線の断線を抑制しやすくなる。また、電線束３を構成する電線２のいくつかが互いに撚り合わされている場合（子撚りされている場合）、これら電線２は、電線束３の電線２の撚り方向と同じ撚り方向に撚り合わされていることが好ましい。この構成によれば、子撚りがほどけ難くなるため、上述した効果をより確実なものとすることができる。

（実施形態２）
実施形態２の複合ケーブル対について、図５を用いて説明する。なお、図５の上方が自動車の前部である。

図５に例示されるように、本実施形態の複合ケーブル対１では、右車輪用複合ケーブル１Ｒにおける電線束３の電線２は、図４（ｂ）に例示されるように、Ｚ撚り（左撚り）とされている。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける電線束３の電線２は、図４（ａ）に例示されるように、Ｓ撚り（右撚り）とされている。つまり、各電線束３の電線２は、撚り方向が互いに反対向きとされている。

そして、本実施形態では、具体的には、右車輪用複合ケーブル１Ｒは、図５（ｃ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが左一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されている。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌは、図５（ａ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが右一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されている。この構成によれば、右車輪用複合ケーブル１Ｒにおける電線束３の電線２は、図５（ａ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが右一杯の状態にあるときに、車輪操舵によるねじり力によって最大にねじられた状態となる。一方、左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける電線束３の電線２は、図５（ｃ）に例示されるように、ハンドルの操作によって右車輪ＲＴおよび左車輪ＬＴが左一杯の状態にあるときに、車輪操舵によるねじり力によって最大にねじられた状態となる。そのため、上記構成によれば、右車輪用複合ケーブル１Ｒおよび左車輪用複合ケーブル１Ｌにおける各電線束３の電線２が、ハンドルの操作によって確実に撚りがほどけずに締まる方向にのみねじられるようになる。その他の構成および作用効果は、実施形態１と同様である。

＜実験例＞
図３に示すケーブル断面を有する複合ケーブルＲ、複合ケーブルＬを準備した。各複合ケーブルＲ、Ｌにおける信号線の導体断面積は、０．３ｍｍ^２であり、電源線の導体断面積は、２．５ｍｍ^２である。また、複合ケーブルＲは、電線束の電線がＳ撚り（右撚り）とされており、複合ケーブルＬは、電線束の電線がＺ撚り（左撚り）とされている。

各複合ケーブルを逆「Ｕ」の字状に屈曲した状態とし、ケーブル一端側を固定部に固定した。また、ケーブル他端側を上下に振動可能かつ所定の操舵角で回転可能な可動部に固定した。なお、かかる固定状態は、ケーブル一端側が車体または車台に固定され、ケーブル他端側が車輪周辺部位に固定された場合を模擬したものである。上記において、固定部における固定点と、可動部における上下振動の中心位置とは、同じ高さとされており、両者の距離は、１００ｍｍとした。また、ケーブル長は、３００ｍｍとした。また、可動部の上下移動量は、±８０ｍｍとした。また、可動部における操舵角は±６０°とした。

上記条件にて、可動部を上下に動かしながら上記操舵角の範囲で操舵し、電線の導体が断線するまでの回数を数えた。なお、可動部が中心位置から、上限位置、中心位置、下限位置、中心位置に移動したときを１回とした。また、１回の動作につき、可動部は、パターン１では、０°→＋６０°→０°に操舵され、パターン２では、０°→−６０°→０°に操舵される。

上記試験結果によれば、複合ケーブルＲは、パターン１の操舵では、４００万回以上であったが、パターン２の操舵では、１５０万回であった。また、複合ケーブルＬは、パターン１の操舵では、１５０万回であったが、パターン２の操舵では、４００万回以上であった。この結果によれば、撚りが締まった状態で屈曲を受けると耐久性が低下し難いことがわかる。そして、右車輪および左車輪にいずれも撚りが締まる方向に撚られた電線束を用いることにより、自動車のハンドル操作に従って動く一対の右車輪および左車輪の足回りに配策された右車輪用複合ケーブルおよび左車輪用複合ケーブルの耐久性の差を低減することができることが確認された。

本発明は、上記各実施形態、実験例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、各実施形態、実験例に示される各構成は、それぞれ任意に組み合わせることができる。

１複合ケーブル対
ＲＴ右車輪
ＬＴ左車輪
１Ｒ右車輪用複合ケーブル
１Ｌ左車輪用複合ケーブル
ＲＢＦ第１のケーブル固定部
ＲＴＦ第２のケーブル固定部
ＬＢＦ第３のケーブル固定部
ＬＴＦ第４のケーブル固定部
２電線
３電線束

Claims

自動車のハンドルの操作に従って動く一対の右車輪および左車輪の足回りに配策された複合ケーブル対であって、
ケーブル一端側が上記自動車の車体または車台側の第１のケーブル固定部に固定されるとともに、ケーブル他端側が上記右車輪側の第２のケーブル固定部に固定された右車輪用複合ケーブルと、
ケーブル一端側が上記自動車の車体または車台側の第３のケーブル固定部に固定されるとともに、ケーブル他端側が上記左車輪側の第４のケーブル固定部に固定された左車輪用複合ケーブルと、を有しており、
上記右車輪用複合ケーブルおよび上記左車輪用複合ケーブルは、いずれも、複数の電線が撚り合わされてなる電線束を有しており、
上記各電線束の上記電線は、上記ハンドルの操作によって撚りがほどけずに締まる方向にねじられるように、撚り方向が互いに反対向きとされている、複合ケーブル対。
上記ハンドルの操作によって上記右車輪および上記左車輪が直進状態にあるときに、
上記各電線束の上記電線は、いずれも、撚りが締まる方向にねじられた状態にある、請求項１に記載の複合ケーブル対。
上記右車輪用複合ケーブルにおける上記電線束の上記電線は、Ｓ撚りとされており、
上記左車輪用複合ケーブルにおける上記電線束の上記電線は、Ｚ撚りとされており、
上記右車輪用複合ケーブルは、上記ハンドルの操作によって上記右車輪および上記左車輪が右一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されており、
上記左車輪用複合ケーブルは、上記ハンドルの操作によって上記右車輪および上記左車輪が左一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されている、請求項１または２に記載の複合ケーブル対。
上記右車輪用複合ケーブルの上記電線は、Ｚ撚りとされており、
上記左車輪用複合ケーブルの上記電線は、Ｓ撚りとされており、
上記右車輪用複合ケーブルは、上記ハンドルの操作によって上記右車輪および上記左車輪が左一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されており、
上記左車輪用複合ケーブルは、上記ハンドルの操作によって上記右車輪および上記左車輪が右一杯の状態にあるときに、自然長となるように配策されている、請求項１または２に記載の複合ケーブル対。
上記右車輪は、右前車輪であり、上記左車輪は、左前車輪である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合ケーブル対。
上記右車輪用複合ケーブルおよび上記左車輪用複合ケーブルは、いずれも、上方に凸となるように屈曲した状態で配策されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合ケーブル対。
上記右車輪用複合ケーブルおよび上記左車輪用複合ケーブルは、上記自動車の電動ブレーキ、または、電動パーキングブレーキに用いられるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項の記載の複合ケーブル対。