CN118140280A - 多芯电缆、断线探测装置 - Google Patents
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Abstract
一种多芯电缆,具有:多根包覆电线,所述包覆电线具有电线导体和电线包覆,所述电线导体是多根电线基线的绞合线,所述电线包覆包覆所述电线导体的外周;探测线,具有探测线导体,所述探测线导体是多根探测线基线的绞合线;以及外皮,包覆包括所述多根包覆电线和所述探测线的芯的外周,所述探测线配置于由所述多根包覆电线包围的区域内,所述探测线基线的基线直径为所述电线基线的基线直径以上。
Description
技术领域
本公开涉及多芯电缆、断线探测装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种电动制动器用电缆,具备至少一根电源供给线和至少一根信号线,所述电源供给线用于向作为汽车等车辆的电动制动器的制动源的电机供给电力,所述信号线传输与所述电机的控制相关的信号,所述电动制动器用电缆的特征在于,具备被绝缘包覆的至少一根断线探测线,所述断线探测线形成为纵包于所述电源供给线及所述信号线或螺旋卷绕于相应的线的周围而与其复合,并且在所述电源供给线或所述信号线断线之前断线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-166450号公报
发明内容
本公开的多芯电缆具有:多根包覆电线,所述包覆电线具有电线导体和电线包覆,所述电线导体是多根电线基线的绞合线,所述电线包覆包覆所述电线导体的外周;探测线,具有探测线导体,所述探测线导体是多根探测线基线的绞合线;以及外皮,包覆包括所述多根包覆电线和所述探测线的芯的外周,所述探测线配置于由所述多根包覆电线包围的区域内,所述探测线基线的基线直径为所述电线基线的基线直径以上。
附图说明
图1A是本公开的一方面所涉及的多芯电缆的与长度方向垂直的面处的截面图。
图1B是本公开的一方面所涉及的多芯电缆的与长度方向垂直的面处的截面图。
图1C是本公开的一方面所涉及的多芯电缆的与长度方向垂直的面处的截面图。
图1D是在耐弯曲性试验的模拟中使用的多芯电缆的与长度方向垂直的面处的截面图。
图2A是本公开的一方面所涉及的多芯电缆所具有的探测线的与长度方向垂直的面处的截面图。
图2B是本公开的一方面所涉及的多芯电缆所具有的探测线的与长度方向垂直的面处的截面图。
图3A是导电带的结构说明图。
图3B是导电带的结构说明图。
图4是扭绞节距的说明图。
图5是耐弯曲性试验的说明图。
图6A是耐弯曲性试验的模拟结果。
图6B是耐弯曲性试验的模拟结果。
图6C是耐弯曲性试验的模拟结果。
图7是本公开的一方面所涉及的断线探测装置的结构说明图。
具体实施方式
[本公开要解决的技术问题]
如专利文献1中公开的那样,以往在容易施加弯曲运动的电缆中配置了预测该电缆所包括的电线的断线的断线探测线。
但是,在包括多根包覆电线的多芯电缆的与长度方向垂直的截面中,在所含有的包覆电线未配置为以该截面中的中心为对称点的点对称、而沿周向配置有结构不同的包覆电线的情况等下,难以预计负荷的大小。为此,在上述结构的多芯电缆中,有时无法预测包覆电线的断线。
因而,在包括多根包覆电线的多芯电缆中,要求能够预测该包覆电线的断线的多芯电缆。
本公开的目的在于提供在包括多根包覆电线的多芯电缆中能够预测该包覆电线的断线的多芯电缆。
[本公开的效果]
根据本公开,能够提供在包括多根包覆电线的多芯电缆中能够预测该包覆电线的断线的多芯电缆。
以下对用于实施的方式进行说明。
[本公开的实施方式的说明]
首先,列出本公开的实施方面进行说明。在以下的说明中,对相同或对应的要素标注相同的附图标记,对它们不重复进行相同的说明。
(1)本公开的一方面所涉及的多芯电缆具有:多根包覆电线,所述包覆电线具有电线导体和电线包覆,所述电线导体是多根电线基线的绞合线,所述电线包覆包覆所述电线导体的外周;探测线,具有探测线导体,所述探测线导体是多根探测线基线的绞合线;以及外皮,包覆包括所述多根包覆电线和所述探测线的芯的外周,所述探测线配置于由所述多根包覆电线包围的区域内,所述探测线基线的基线直径为所述电线基线的基线直径以上。
通过使探测线所具有的探测线基线的基线直径为包覆电线所具有的电线基线的基线直径以上,能够构成为,在反复弯曲的情况下,探测线的探测线导体比包覆电线的电线导体先断线。
此外,本公开的一方面所涉及的包括多根包覆电线的多芯电缆使探测线配置于由多根包覆电线包围的区域内。为此,即使是在该多芯电缆的与长度方向垂直的截面中沿周向配置有结构不同的包覆电线、且包覆电线未配置为以该截面中的中心为对称点的点对称的情况下,当使多芯电缆反复弯曲时,也会对探测线施加比其他包覆电线大的负荷。另外,通过使探测线配置于由多根包覆电线包围的区域内,即使是在使多芯电缆反复弯曲的情况下,芯内的探测线的位置也稳定。因而,通过进行探测线所具有的探测线导体的电气特性的测定,并评估探测线导体的状态,能够在适当的时机预测包覆电线的断线。
(2)也可以是,所述探测线基线的基线直径大于所述电线基线的基线直径。
通过使探测线所具有的探测线基线的基线直径大于包覆电线所具有的电线基线的基线直径,在使多芯电缆反复弯曲时,探测线比包覆电线更容易断线。为此,能够提前高精度地预测包覆电线的断线。
(3)也可以是,所述探测线为同轴电缆,所述同轴电缆具备:探测线包覆,包覆所述探测线导体的外周;以及屏蔽导体,包覆所述探测线包覆的外周。
在进行两个导体间的特性阻抗的测定的情况下,例如,将测定装置连接于探测线的探测线导体与屏蔽导体之间。通过使探测线的探测线导体与屏蔽导体的位置一定,另外,在其间未夹有其他包覆电线,能够抑制进行特性阻抗的测定时的噪声而稳定地进行测定。
(4)也可以是,所述包覆电线包括电源线,所述电源线包括将多根所述电线基线绞合而得到的第一绞合线以及将多根所述第一绞合线绞合而得到的第二绞合线,所述探测线导体的扭绞节距比所述第一绞合线的扭绞节距长。
通过使探测线导体的扭绞节距比电源线所具有的第一绞合线的扭绞节距长,探测线比电源线更容易断线。为此,通过进行探测线所具有的探测线导体的电气特性的测定,并评估探测线导体的状态,能够提前高精度地预测多芯电缆所具有的包覆电线中特别是断线预测的要求高的电源线的断线。
(5)也可以是,所述包覆电线包括电源线和通信线,所述电源线所具有的所述电线导体的导体截面积S1、所述通信线所具有的所述电线导体的导体截面积S2以及所述探测线导体的导体截面积S3处于S1>S2≥S3的关系。
通过使电源线所具有的电线导体的导体截面积S1、通信线所具有的电线导体的导体截面积S2以及探测线所具有的探测线导体的导体截面积S3满足上述关系,能够使探测线适当地配置于由多根包覆电线包围的区域内。
(6)也可以是,所述芯由多根所述包覆电线和所述探测线绞合而得到,所述包覆电线包括两根电源线,在所述芯中,所述电源线中连接于接地电位的第一电源线与所述探测线配置为相接并被绞合。
通过使探测线与连接于接地电位的第一电源线相接并绞合,能够抑制进行特性阻抗的测定时的噪声而容易且稳定地进行特性阻抗的测定。
(7)也可以是,具有包覆所述芯的外周的屏蔽层,所述屏蔽层配置于所述芯与所述外皮之间。
在多芯电缆的与长度方向垂直的截面中,屏蔽层配置于比包覆电线、探测线靠外侧的位置。为此,在多芯电缆因外力而突然受到冲击时、在与外部物体之间受到接触或摩擦时,屏蔽层比包覆电线、探测线更容易受到大的负荷,更容易断裂。因而,通过配置屏蔽层,并检测屏蔽层的损伤、断裂,能够灵敏地探测包覆电线出现由冲击、外伤引起的损伤的预兆。其结果,可以提高包覆电线的断线的预测精度。
(8)也可以是,具有加蔽线,所述屏蔽层具有配置于所述芯一侧的导电层和包含绝缘性材料的基材层叠而得的构造,所述加蔽线与所述导电层相接。
为了评估屏蔽层是否断裂,需要将屏蔽层与外部的测量装置电连接。在通过导电带等形成屏蔽层的情况下,有时难以将屏蔽层直接连接于端子。为此,通过设置加蔽线,并使加蔽线事先与屏蔽层、例如导电层等接触,能够经由加蔽线容易地将屏蔽层连接于端子。
(9)也可以是,具有加蔽线,所述屏蔽层具有配置于所述芯一侧的包含绝缘性材料的基材和导电层层叠而得的构造,所述加蔽线与所述包含绝缘性材料的基材相接。
通过使屏蔽层以与加蔽线相接的方式被卷绕,能够抑制进行特性阻抗的测定时的噪声而容易且稳定地进行特性阻抗的测定。
(10)也可以具有配置于由所述外皮包围的区域内的填充物。
通过使多芯电缆在由外皮包围的区域内具有填充物,能够防止使多芯电缆弯曲时的探测线的位置偏移、随时间经过而发生的位置偏移。进而,能够提高利用探测线预测包覆电线的断线的预测精度。
(11)也可以是,所述包覆电线包括作为两根电源线的第一电源线和第二电源线以及两根通信线,两根所述通信线绞合而成为双绞通信线,所述填充物包括第一填充物及第二填充物,在所述芯的与长度方向垂直的截面中,所述探测线配置于由两根所述电源线、所述双绞通信线及所述填充物包围的区域内,所述第一填充物配置为与所述第一电源线和所述双绞通信线相接,所述第二填充物配置为与所述第二电源线和所述双绞通信线相接。
通过如上述那样配置填充物,并使探测线配置于由两根电源线、双绞通信线及填充物包围的区域内,能够防止使多芯电缆弯曲时的探测线的位置偏移、随时间经过而发生的位置偏移。进而,能够提高利用探测线预测包覆电线的断线的预测精度。
(12)本公开的一方面所涉及的断线探测装置能够具有:(1)至(11)中任一项所述的多芯电缆;以及测量装置,构成为将包含交流成分的检查信号输入到所述探测线导体来测定特性阻抗。
根据本公开的一方面所涉及的断线探测装置,由于使用上述多芯电缆,因此通过测定探测线所具有的探测线导体的特性阻抗等电气特性,能够高精度地预测包覆电线的断线。
[本公开的实施方式的详情]
以下,参照附图对本公开的一实施方式(以下记为“本实施方式”)所涉及的多芯电缆、断线探测装置的具体例进行说明。需要说明的是,本发明并不限定于这些示例,而是由权利要求示出,旨在包括与权利要求等同的含义及范围内的所有变更。
(1)关于多芯电缆所具有的部件
首先,基于图1A~图6C对本实施方式的多芯电缆进行说明。
图1A示出本实施方式的多芯电缆10的与长度方向垂直的面处的截面图。图1B示出本实施方式的多芯电缆100的与长度方向垂直的面处的截面图。图1C示出本实施方式的多芯电缆110的与长度方向垂直的面处的截面图。图1D示出在耐弯曲性试验的模拟中使用的多芯电缆111的与长度方向垂直的面处的截面图。图2A、图2B示出探测线的与长度方向垂直的面处的截面图。图3A、图3B是导电带的结构说明图。图4是扭绞节距的说明图。图5是耐弯曲性试验的说明图,图6A~图6C示出耐弯曲性试验的模拟结果。
如图1A所示,本实施方式的多芯电缆10具有多根包覆电线11、探测线12及外皮13。在图1A~图1D中,与纸面垂直的Z轴方向相当于多芯电缆、包覆电线11、探测线12、芯17等的长度方向,由X轴、Y轴形成的XY平面成为与上述多芯电缆10等的长度方向垂直的面。
在图1A所示的多芯电缆10中,示出了具有两根电源线14和两根通信线15作为包覆电线11的例子,但本实施方式的多芯电缆所具有的多根包覆电线的结构并不限定于这样的方式。例如,也能够采用具有三根以上的电源线、通信线的结构。另外,也能够含有电源线、通信线以外的包覆电线。本实施方式的多芯电缆能够根据连接多芯电缆的设备等而具有任意根数的任意结构的包覆电线。由图1A可知,多芯电缆10在与长度方向垂直的截面中,所含有的包覆电线未配置为以该截面中的中心为对称点的点对称,而是沿周向配置有结构不同的包覆电线。为此,多芯电缆10的弯曲中心与截面中心不一致。
以下,对本实施方式的多芯电缆10所具有的部件进行说明。
(1-1)包覆电线
包覆电线11是起到设备等中要求的供电、施加电压、通信等功能的电线,是作为应检测损伤的预兆的对象的电线。如上所述,包覆电线11的根数、结构并不特别限定,例如如图1A所示,能够包括结构不同的多种包覆电线。
包覆电线11能够具有电线导体和电线包覆,电线导体是多根电线基线的绞合线,电线包覆包覆电线导体的外周。
电源线14具有电线导体141和电线包覆142,电线导体141是电线基线的绞合线,电线包覆142包覆电线导体141的外周。
通信线15具有电线导体151和电线包覆152,电线导体151是电线基线的绞合线,电线包覆152包覆电线导体151的外周。关于通信线15,两根通信线15沿与图1A的纸面垂直的Z轴方向即长度方向绞合而成为双绞通信线16。在图1A中,用虚线显示双绞通信线16的外缘。
构成包覆电线11的电线导体的电线基线的基线直径、根数能够根据各包覆电线11所要求的电气特性来选择。
例如在包覆电线11是电源线14的情况下,电线基线的基线直径优选为0.05mm以上且0.16mm以下,更优选为0.05mm以上且0.10mm以下。关于电源线14,也能够通过将电线基线多阶段地绞合而形成电线导体141。为此,例如,电源线14的电线导体141也能够具有将电线基线绞合而得到的第一绞合线(子绞合线)以及将多根第一绞合线绞合而得到的第二绞合线(母绞合线)。也能够将第二绞合线作为电线导体141,还能够将多根第二绞合线进一步绞合而得到的例如第三绞合线作为电线导体141。
作为电源线14的电线导体141,可列举以下的结构例作为一例。需要说明的是,以下是示例,并不限定于以下的例子。
电线基线的基线直径为0.08mm。此外,形成由48根电线基线绞合而得到的第一绞合线(右扭绞、10mm节距),并将七根第一绞合线绞合而能够形成第二绞合线(右扭绞、30mm节距)。需要说明的是,10mm节距、30mm节距意指扭绞节距。如图1A所示,能够将由七根第一绞合线绞合而得到的第二绞合线作为电线导体141。此时,电源线14的导体截面积S1为1.69mm2。包括电线包覆142在内的电源线14的外径为2.7mm。
在包覆电线11是通信线15的情况下,电线基线的基线直径优选为0.05mm以上且0.16mm以下,更优选为0.05mm以上且0.10mm以下。
关于通信线15,也能够通过将电线基线多阶段地绞合而形成电线导体151。即,通信线15的电线导体151也能够具有将电线基线绞合而得到的第一绞合线(子绞合线)以及将多根第一绞合线绞合而得到的第二绞合线(母绞合线)。也能够将第二绞合线作为电线导体151,还能够将多根第二绞合线进一步绞合而得到的例如第三绞合线作为电线导体151。通信线15的电线基线也能够为单绞,也能够将上述第一绞合线作为电线导体151。
另外,如上所述,关于通信线15,也能够将两根通信线15绞合而形成为双绞通信线16。
作为通信线15的电线导体151,可列举以下的结构例作为一例。需要说明的是,以下是示例,并不限定于以下的例子。
电线基线的基线直径为0.08mm。此外,形成由16根电线基线绞合而得到的第一绞合线(右扭绞、5mm节距),并将三根第一绞合线绞合而能够形成第二绞合线(右扭绞、9mm节距)。需要说明的是,括号内的5mm节距、9mm节距意指扭绞节距。如图1A所示,能够将由三根第一绞合线绞合而得到的第二绞合线作为电线导体151。此时,通信线15的导体截面积S2为0.24mm2。包括电线包覆152在内的通信线15的外径为1.5mm。进而,能够将两根通信线15绞合(右扭绞、25mm节距)而形成为双绞通信线16。在这种情况下,双绞通信线16的外径为3.0mm。
在另一例中,也能够使通信线15的电线导体151为单绞的结构。即,也能够将上述的第一绞合线作为电线导体。通过使通信线15的电线导体151为单绞,能够减小通信线15等的外径。例如,能够形成由48根电线基线绞合而得到的第一绞合线(右扭绞、12mm节距)。能够将第一绞合线作为电线导体151。此时,通信线15的导体截面积S2为0.24mm2。包括电线包覆152在内的通信线15的外径为1.1mm。进而,能够将两根通信线15绞合(右扭绞、20mm节距)而形成为双绞通信线16。双绞通信线16的外径为2.2mm。
电线基线等基线的基线直径例如能够依照JIS C3002(1992)而通过以下步骤来测定、计算。
首先,在基线的与长度方向垂直的任意一个截面内,沿着基线的正交的两条直径,通过测微计测定基线的基线直径。然后,能够将其平均值作为该基线的基线直径。在本说明书中,基线的基线直径能够同样地测定、计算。
另外,在如图1A所示的多芯电缆10那样、多芯电缆10具有电源线14和通信线15作为包覆电线11的情况下,能够例示使电源线14所具有的电线导体141的导体截面积S1为1.5mm2以上且2.5mm2以下的方式。另外,在这种情况下,能够例示使通信线15所具有的电线导体151的导体截面积S2为0.1mm2以上且0.5mm2以下的方式。
优选通信线15所具有的电线导体151的导体截面积S2比电源线14所具有的电线导体141的导体截面积S1小。更优选电源线14所具有的电线导体141的导体截面积S1为通信线15所具有的电线导体151的导体截面积S2的3倍以上且15倍以下。
电线导体的导体截面积能够通过以下步骤来计算。首先,通过上述的方法测定、计算构成电线导体的电线基线的基线直径,使用该基线直径计算各电线基线的截面积。然后,通过计算电线基线的截面积与电线导体所含有的电线基线的根数的乘积,能够计算电线导体的导体截面积。
包覆电线11所具有的电线基线的材料并不特别限定,例如可列举铜、铝、铜合金等。也可以对电线基线的表面实施镀银、镀锡处理。为此,作为电线基线的材料,例如也能够使用镀银铜合金、镀锡铜合金等。
关于电线包覆的材料,也没有特别限定,例如能够使用选自聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂等中的一种以上的树脂。电线包覆的树脂可以交联,也可以不交联。
除了上述树脂以外,电线包覆也能够含有阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂、增塑剂等添加剂。
(1-2)探测线
(1-2-1)结构
探测线12是通过自身发生损伤、断裂(断线)来探测包覆电线11出现断线的预兆的电线。
在此,本说明书中所说的断裂、断线不是仅意指探测线、屏蔽层等实际发生断线,而是还意指探测线、探测线基线、屏蔽层的一部分发生损伤、断线、膜厚变薄。通过不仅测定探测线、屏蔽层这样的一个导体的电阻,而且还将包含交流成分的检查信号输入到两个导体来测定两个导体间的特性阻抗作为响应信号,从而能够更准确地探测断裂前的异常。
如图2A所示,探测线12能够具有探测线导体121,探测线导体121是多根探测线基线的绞合线,探测线12也能够还具有包覆探测线导体121的外周的探测线包覆122。
在图1A中,示出了多芯电缆10具有一根探测线12的例子,但并不限定于这样的方式,也能够具有多根探测线12。在设置有多根探测线12的情况下,只要至少一根探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域内即可。
通过使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域内,在因反复弯曲、振动而对多芯电缆10施加了负荷时,探测线12的探测线导体121比包覆电线11的电线导体更容易断裂。为此,若因弯曲、振动而对本实施方式的多芯电缆反复施加负荷,则探测线12的探测线导体121比包覆电线11的电线导体在更短的期间内断裂。然后,对探测线导体121进行特性阻抗的测定等电气特性的测定,能够根据测定值的变化等检测探测线导体121的损伤、断裂等探测线导体121的状态。为此,通过进行探测线导体121的电气特性的测定,可以在包覆电线11断线之前探测出包覆电线11出现断线的预兆。即,能够预测包覆电线11的断线。
(探测线基线、探测线导体)
根据本发明发明人的研究,构成导体的基线的基线直径影响包覆电线等电线的弯曲特性,基线直径越粗,在反复弯曲而施加了负荷的情况下越容易断线。为此,优选探测线12所具有的探测线基线的基线直径为包覆电线11所具有的电线基线的基线直径以上。
通过使探测线12所具有的探测线基线的基线直径为包覆电线11所具有的电线基线的基线直径以上,能够构成为,在反复弯曲的情况下,探测线12的探测线导体121比包覆电线11的电线导体先断线。此外,如后所述,通过使探测线12配置于特定的区域内,在使多芯电缆反复弯曲而施加了负荷的情况下,探测线12被施加比包覆电线11大的负荷。为此,探测线12比包覆电线11更容易断线,通过进行探测线12所具有的探测线导体121的电气特性的测定,并评估探测线导体的状态,能够掌握包覆电线11的状态,并预测包覆电线11的断线。
更优选探测线12所具有的探测线基线的基线直径比包覆电线11所具有的电线基线的基线直径大。通过使探测线12所具有的探测线基线的基线直径比包覆电线11所具有的电线基线的基线直径大,在使多芯电缆10反复弯曲时,探测线12比包覆电线11更容易断线。为此,能够提前高精度地预测包覆电线11的断线。
在多芯电缆具有多种包覆电线的情况下,优选探测线所具有的探测线基线至少为要求预测断线的包覆电线11的电线基线的基线直径以上。
在如图1A所示、多芯电缆10具有电源线14和通信线15的情况下,如上所述,优选探测线12所具有的探测线基线的基线直径至少为电源线14所具有的电线基线的基线直径以上。即,在将探测线12所具有的探测线基线的基线直径设为D1211、将电源线14所具有的电线基线的基线直径设为D1411的情况下,优选D1211≥D1411。特别是,更优选D1211>D1411。
优选探测线12所具有的探测线基线的基线直径为多芯电缆10含有的所有包覆电线所具有的电线基线的基线直径以上。在多芯电缆10的情况下,优选探测线12所具有的探测线基线的基线直径与电源线14的电线基线的基线直径、通信线15的电线基线的基线直径为D1211≥D1411、D1211≥D1511的关系。特别是,更优选D1211>D1411、D1211>D1511。在上式中,将探测线12所具有的探测线基线的基线直径记载为D1211,将电源线14所具有的电线基线的基线直径记载为D1411,将通信线15所具有的电线基线的基线直径记载为D1511。以下,同样地进行记载。
也能够使探测线12所具有的探测线基线的基线直径与多芯电缆10含有的所有包覆电线所具有的电线基线的基线直径相等。在多芯电缆10的情况下,探测线12所具有的探测线基线的基线直径与电源线14的电线基线的基线直径、通信线15的电线基线的基线直径能够设为D1211=D1411=D1511的关系。通过使多芯电缆具有的包覆电线11、探测线12所包括的基线的基线直径相同,抑制制造多芯电缆时所需要的基线的种类,可以提高生产率。
能够例示探测线导体121的导体截面积S3例如设为0.08mm2以上且0.42mm2以下的方式。优选探测线12所具有的探测线导体121的导体截面积S3比电源线14所具有的电线导体141的导体截面积S1小。另外,优选探测线12所具有的探测线导体121的导体截面积S3与通信线15所具有的电线导体151的导体截面积S2相同或者比导体截面积S2小。
因而,在包覆电线11包括电源线14和通信线15的情况下,优选电源线14所具有的电线导体141的导体截面积S1、通信线15所具有的电线导体151的导体截面积S2以及探测线导体121的导体截面积S3满足式(A)的关系。
S1>S2≥S3…(A)
通过使电源线14所具有的电线导体141的导体截面积S1、通信线15所具有的电线导体151的导体截面积S2以及探测线12所具有的探测线导体121的导体截面积S3满足上式(A)的关系,能够使探测线12适当地配置于由多根包覆电线11包围的区域A内。
在包覆电线11包括电源线14的情况下,如上所述,电源线14的电线导体141能够包括将多根电线基线绞合而得到的第一绞合线(子绞合线)、以及将多根第一绞合线绞合而得到的第二绞合线(母绞合线)。在这种情况下,优选探测线导体121的扭绞节距比电源线14所具有的第一绞合线的扭绞节距长。
通过使探测线导体121的扭绞节距比电源线14所具有的第一绞合线的扭绞节距长,探测线12比电源线14更容易断线。为此,通过进行探测线12所具有的探测线导体121的电气特性的测定,并评估探测线导体121的状态,能够提前高精度地预测多芯电缆10所具有的包覆电线11中特别是断线预测的要求高的电源线14的断线。
需要说明的是,上述扭绞节距意指构成绞合线的基线等电缆扭绞一次的长度。这样的长度意指沿着绞合线的中心轴的长度。
图4示出绞合线40的侧视图。绞合线40具有电缆400~电缆409共十根电缆绞合而得到的结构。
在这种情况下,如图4所示,在绞合线40的侧面,沿着中心轴CA的相同的电缆之间、例如电缆400之间的距离为绞合线40的扭绞节距Pt。扭绞节距通过测定上述扭绞节距Pt而求出。
在本说明书中,扭绞节距、缠绕节距能够同样地测定、计算。
另外,在包覆电线11包括通信线15的情况下,如上所述,通信线15的电线导体151能够包括将多根电线基线绞合而得到的第一绞合线(子绞合线)、以及将多根第一绞合线绞合而得到的第二绞合线(母绞合线)。在这种情况下,优选探测线导体121的扭绞节距比通信线15所具有的第一绞合线的扭绞节距长。
需要说明的是,通信线15的电线导体151也能够为单绞。在这种情况下,优选探测线导体121的扭绞节距比通信线15所具有的电线导体151的扭绞节距长。
通过使探测线导体121的扭绞节距比通信线15所具有的第一绞合线的扭绞节距长,探测线12比通信线15更容易断线。需要说明的是,在通信线15的电线导体151为单绞时使探测线导体121的扭绞节距比通信线15所具有的电线导体151的扭绞节距长的情况也是同样的。
为此,通过进行探测线12所具有的探测线导体121的电气特性的测定,并评估探测线导体121的状态,对于通信线15的断线,也能够提前高精度地预测。
关于多芯电缆10含有的各包覆电线11所具有的电线基线的基线直径和探测线12所具有的探测线基线的基线直径,可列举以下的结构例。需要说明的是,以下是示例,并不限定于以下的例子。
在第一例中,探测线12所具有的探测线基线的基线直径能够与选自电源线14及通信线15的一种以上的包覆电线的电线基线的基线直径相等。例如将电源线14、通信线15的电线基线的基线直径设为上述结构例的0.08mm。此外,关于探测线基线的基线直径,也为0.08mm。42根探测线基线绞合(右扭绞、14mm节距)而形成探测线导体121。此时,探测线12的导体截面积S3为0.21mm2。包括探测线包覆在内的探测线12的外径为1.3mm。
在第二例中,探测线12所具有的探测线基线的基线直径比选自电源线14及通信线15的一种以上的包覆电线的电线基线的基线直径大。例如将电源线14、通信线15的电线基线的基线直径设为上述结构例的0.08mm。此外,探测线基线的基线直径为0.10mm。28根探测线基线绞合(右扭绞、14mm节距)而形成探测线导体121。此时,探测线12的导体截面积S3为0.22mm2。包括探测线包覆在内的探测线12的外径为1.3mm。通过以这样的方式形成,能够使第二例的探测线基线比上述第一例的探测线基线更容易断线。
不管在上述哪个例子中,如上所述,为了使探测线12比电源线14更容易断线,例如探测线12所具有的探测线导体121的扭绞节距比电源线14所具有的电线导体141的第一绞合线的扭绞节距长较好。
另外,为了使探测线12比通信线15更容易断线,例如探测线12所具有的探测线导体121的扭绞节距比通信线15所具有的电线导体151的第一绞合线的扭绞节距长较好。
需要说明的是,在通信线15的电线导体151为单绞的情况下,例如探测线12所具有的探测线导体121的扭绞节距比通信线15所具有的电线导体151的扭绞节距长较好。
探测线基线的材料并不特别限定,例如可列举铜、铝、铜合金等。也可以对探测线基线的表面实施镀银、镀锡处理。为此,作为探测线基线的材料,例如也能够使用镀银铜合金、镀锡铜合金等。
(探测线包覆)
关于探测线包覆122的材料,并不特别限定,例如能够使用选自聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂等中的一种以上的树脂。探测线包覆122的树脂可以交联,也可以不交联。
除了上述树脂以外,探测线包覆122也能够含有阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂、增塑剂等添加剂。
(屏蔽导体、外周包覆)
如图2B所示,探测线也可以由同轴电缆构成。也就是说,探测线120也可以具有探测线导体121、探测线包覆122以及屏蔽导体123,探测线导体121是多根探测线基线的绞合线,探测线包覆122包覆探测线导体121的外周,屏蔽导体123包覆探测线包覆122的外周。屏蔽导体123可以通过将多根屏蔽基线绞合而构成,也可以由铜箔等金属箔构成。进而,也能够具有包覆屏蔽导体123的外周的外周包覆124。
在进行两个导体间的特性阻抗的测定的情况下,例如,将测定装置连接于探测线12的探测线导体121与屏蔽导体123之间。通过使探测线12的探测线导体121与屏蔽导体123的位置一定,另外,在其间未夹有其他包覆电线,能够抑制进行特性阻抗的测定时的噪声而稳定地进行测定。另外,通过在屏蔽导体123的外周设置外周包覆124,能够保护屏蔽导体123、探测线包覆122、探测线导体121。为此,能够防止探测线导体121与探测包覆电线的断线的预兆的情况无关地断线。
(1-2-2)配置
在考虑与长度方向垂直的截面中、所含有的包覆电线配置为以该截面中的中心为对称点的点对称的多芯电缆的情况下,多芯电缆的弯曲中心与截面中心一致,中心的弯曲应变为0。为此,配置于中心的包覆电线不易发生断裂。
在如本实施方式的多芯电缆10那样、多芯电缆10的弯曲中心与截面中心不一致的情况下,特别难预测与探测线12在多芯电缆10内的配置相关的使多芯电缆反复弯曲时的负荷的大小。因此,本发明的发明人进行了研究,求出了在使多芯电缆10反复弯曲的情况下、与探测线12在多芯电缆10内的配置相关的负荷的大小的差异。其结果可知,在多芯电缆10中,通过使探测线12在多芯电缆10的与长度方向垂直的截面中配置于由多根包覆电线11包围的区域内,从而在使多芯电缆反复弯曲时,施加于探测线12的负荷变大。为此,通过使探测线12在多芯电缆10的与长度方向垂直的截面中配置于由多根包覆电线11包围的区域内,探测线12容易发生断裂。
另外,在多芯电缆的弯曲中心与截面中心不一致的情况下,根据多芯电缆内的探测线12的配置,施加于探测线12的负荷的大小不同,因此特别难以从对探测线12的评估结果来进行包覆电线11的断裂的预测。具体而言,例如在制造具有将多根包覆电线和探测线绞合而得到的芯的多芯电缆的情况下,制造批次不同的各批次多芯电缆的探测线12的配置会产生偏移,断裂的时机容易产生偏移。与此相对地,在本实施方式的多芯电缆10中,通过使探测线12在多芯电缆10的与长度方向垂直的截面中配置于由多根包覆电线11包围的区域内,即使是制造批次不同的多芯电缆,多芯电缆内的探测线12的配置也稳定。这也有助于抑制包覆电线11和探测线12在沿长度方向的位置的随时间经过而发生的位置偏移。
根据以上的研究结果,本实施方式的多芯电缆10优选在与长度方向垂直的截面中使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域内。
通过采用上述配置,即使是在多芯电缆的与长度方向垂直的截面中沿周向配置有结构不同的包覆电线、且包覆电线未配置为以该截面中的中心为对称点的点对称的情况下,当使多芯电缆反复弯曲时,也会对探测线施加比其他包覆电线大的负荷。另外,通过使探测线配置于由多根包覆电线包围的区域内,即使是在使多芯电缆反复弯曲的情况下,芯内的探测线的位置也稳定。因而,通过进行探测线所具有的探测线导体的电气特性的测定,并评估探测线导体的状态,能够在适当的时机预测包覆电线的断线。
在多芯电缆10的与长度方向垂直的截面中,由多根包覆电线11包围的区域A是由多根包覆电线的中心包围的区域,且是由多根包覆电线11的外周部分包围的区域。例如,在图1A的结构中,探测线12配置于区域A,该区域A是由包覆电线11的中心O141、O142、O151、O152包围的区域,且是由多根包覆电线11的外周部分包围的区域。
在此,在图6A~图6C中示出探测线12的配置与施加于探测线的负荷的大小的关系的模拟结果。
上述模拟是实施了图5所示的耐弯曲性试验时的模拟结果。耐弯曲性试验能够按照以下步骤来实施。首先,如图5所示,将进行评估的多芯电缆50配置并夹在水平且相互平行地配置的直径20mm的第一芯轴511与第二芯轴512之间,向铅直下方对多芯电缆50施加500g的载荷。然后,在上述状态下,反复实施使多芯电缆50的上端在水平方向上90°弯曲成与第一芯轴511的上侧抵接之后、在水平方向上90°弯曲成与第二芯轴512的上侧抵接。
图6A~图6C示出实施了上述耐弯曲性试验时分步骤地改变多芯电缆的弯曲角度、方向时多芯电缆所包括的探测线、包覆电线的曲率的最大值的变化。曲率的最大值表示探测线、包覆电线的弯曲程度,即相当于施加于探测线、包覆电线的负荷。
图6A是将图1A所示的使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域A内的多芯电缆10供于上述耐弯曲性试验时的模拟结果。
图6B是将图1D所示的使探测线12A配置于由多根包覆电线11包围的区域A之外的多芯电缆111供于上述耐弯曲性试验时的模拟结果。在多芯电缆111中,使探测线12A配置于多根包覆电线11的外周侧,具体而言,配置于两根电源线14与外皮13之间。图1D所示的多芯电缆111除了变更了探测线的配置这一点以外,与图1A所示的多芯电缆10为相同的结构。
图6C示出了图6A、图6B所示的耐弯曲性试验的模拟结果中关于探测线的结果。在图6C中,分别由探测线中央表示关于图6A中的探测线的模拟结果,由探测线外侧表示关于图6B中的探测线的模拟结果。
在图6A、图6B中,电源线1、电源线2分别相当于图1A的多芯电缆10中的电源线14,通信线1、通信线2分别相当于图1A的多芯电缆10中的通信线15。另外,在图6A~图6C中,分别由虚线61表示多芯电缆的弯曲角度达到90度的状态、即与第一芯轴511相接的状态,由虚线62表示多芯电缆的弯曲角度达到-90度的状态、即与第二芯轴512相接的状态。在图6A~图6C中,横轴的步骤0对应于多芯电缆被弯曲0度的状态,步骤2.5对应于被弯曲90度的状态。另外,步骤7.5对应于被弯曲-90度的状态,步骤12.5对应于被弯曲90度的状态。即,横轴上的一个步骤对应于18度的弯曲。
通过像图1A所示的多芯电缆10那样使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域A内,如图6A所示,能够确认,在曲率的最大值取极大值的位置,探测线12与包覆电线11相比,所被施加的负荷更大。上述曲率的最大值取极大值的位置意指虚线61所示的弯曲角度达到90度的状态的位置、以及虚线62所示的弯曲角度达到-90度的状态的位置,以下同样。
与此相对地,通过像图1D所示的多芯电缆111那样使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域A之外,如图6B所示,能够确认,在曲率的最大值取极大值的位置,探测线12与包覆电线11相比,所被施加的负荷更小。在图1D所示的多芯电缆111中,如上所述,使探测线12配置于由电源线14和外皮13包围的区域内。
图6C是在图6A(探测线中央)和图6B(探测线外侧)所示的结果中针对探测线提取出曲率的最大值的变化而得到的图表。能够确认,若使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域A内(探测线中央),则与使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域A之外(探测线外侧)的情况相比,施加于探测线的负荷变大。
因而,通过在多芯电缆10的与长度方向垂直的截面中、使探测线12配置于由多根包覆电线11包围的区域A内,在使多芯电缆10反复弯曲而施加了负荷的情况下,探测线12被施加比包覆电线11大的负荷。为此,探测线12容易比包覆电线11更快地断线,通过进行探测线12所具有的探测线导体121的电气特性的测定,并评估探测线导体121的状态,能够预测包覆电线11的断线。
(1-3)芯
多芯电缆10能够含有芯17,该芯17包括上述的多根包覆电线11和探测线12。芯17能够通过将上述多根包覆电线11和探测线12沿长度方向绞合而构成。
构成芯17的多根包覆电线11和探测线12的配置能够根据芯17所含有的多根包覆电线11的结构而选择。例如,包覆电线11能够包括作为两根电源线14的第一电源线14A和第二电源线14B。例如,第一电源线14A能够连接于接地电位。在这种情况下,在芯17中,优选上述电源线14中的第一电源线14A与探测线12配置为相接并绞合。
如后所述,在进行特性阻抗的测定的情况下,在探测线12与电源线14、通信线15中的任一包覆电线11、屏蔽导体123或屏蔽层20之间进行。为此,通过使探测线12与连接于接地电位的第一电源线14A相接并绞合,能够抑制进行特性阻抗的测定时的噪声而容易且稳定地进行特性阻抗的测定。
如图1A所示,探测线12也可以与两根电源线14双方相接并绞合。
芯17的扭绞方向能够任意选择,在一例中,可列举右扭绞。
关于芯17的扭绞节距,也能够任意选择,在一例中,可列举90mm。
需要说明的是,上述扭绞方向、扭绞节距是示例,并不限定于上述例子。
(1-4)外皮
多芯电缆10能够具有包覆芯17的外周的外皮13。外皮13例如能够作为以聚合物材料为主要成分的绝缘体的挤出成型体而构成,能够构成多芯电缆10的最外周。
外皮13的结构并不特别限定,例如能够由一层或两层以上构成。例如如图1A所示,外皮13也能够由内层131和外层132这两层构成。在这种情况下,优选配置于最外周的外层132由耐磨损性等机械特性比内层131优异的材料构成。
外皮13的材料并不特别限定,如图1A所示,在外皮13具有内层131和外层132的情况下,内层131例如能够含有选自聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚烯烃、聚氨酯弹性体、聚酯弹性体等中的一种以上作为树脂成分。
外层132由于配置于多芯电缆10的最表面,因此优选是耐外伤性、耐磨损性优异的材料,例如能够含有聚氨酯等作为树脂成分。
外皮13的树脂成分可以交联,也可以不交联。
除了上述树脂成分以外,外皮13也能够含有阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂、增塑剂等添加剂。
(1-5)屏蔽层
如图1B所示,本实施方式的多芯电缆100也能够具有包覆芯17的外周的屏蔽层20。在这种情况下,屏蔽层20能够配置于芯17与外皮13之间。
上述的探测线12用于以探测线导体121的损伤、断裂为指标,来预测包覆电线11的电线导体的由金属疲劳的累积引起的断线。
但是,在多芯电缆所包括的包覆电线中,除了由金属疲劳引起的电线导体的断线以外,还存在产生损伤的可能性。例如,由电线导体的金属疲劳引起的断线是因反复弯曲、振动而长期形成的,与此相对地,在因外力等而突然对包覆电线施加了大的冲击时,电线导体也有可能发生断线。另外,由于与外部物体的接触或摩擦等,包覆电线有可能产生外伤而导致电线包覆进而电线导体的断裂。
在利用上述探测线12的断裂的探测方法中,能够灵敏地探测由金属疲劳引起的电线导体的断线的预兆等。但是,难以探测由突然的冲击引起的电线导体的断线的预兆、由与外部物体的接触或摩擦引起的在包覆电线11上形成外伤或其预兆。
因此,本实施方式的多芯电缆通过除了探测线12以外还使屏蔽层20作为外侧探测层发挥功能,能够与由金属疲劳引起的断线的预兆一并地还探测起因于突然的冲击或外伤的包覆电线11的损伤的预兆。为了输入测定特性阻抗的检查信号,优选作为外侧探测层发挥功能的屏蔽层20不与接地电位或地电位导通。
屏蔽层20的配置并不特别限定,能够配置于比多芯电缆所包括的芯17靠外周侧的位置。虽然也能够将屏蔽层20配置于外皮13的外周来探测包覆电线11的损伤的预兆,但从持续准确地探测损伤并保护屏蔽层20不受外部环境的影响的角度出发,优选屏蔽层20配置于外皮13的内侧。为此,如上所述,优选屏蔽层20配置于芯17与外皮13之间。
需要说明的是,在本实施方式的多芯电缆100具有后述的压卷18的情况下,优选屏蔽层20配置于比压卷18靠内侧的位置、例如芯17与压卷18之间。通过比压卷18靠内侧地配置屏蔽层20,在多芯电缆10的长度方向的端部取出包覆电线11、探测线12时,也能够容易地取出屏蔽层20。
在多芯电缆100的与长度方向垂直的截面中,屏蔽层20配置于比包覆电线11、探测线12靠外侧的位置。为此,在多芯电缆100因外力而突然受到冲击时、在与外部物体之间受到接触或摩擦时,屏蔽层20比包覆电线11、探测线12更容易受到大的负荷,更容易断裂。因而,通过配置屏蔽层20,并检测屏蔽层20的损伤、断裂,能够灵敏地探测包覆电线11出现起因于冲击、外伤的损伤的预兆。其结果,可以提高包覆电线11的断线的预测精度。
本实施方式的多芯电缆能够通过上述的探测线12来进行主要起因于金属疲劳的包覆电线11的断线的探测、预测。此外,通过使本实施方式的多芯电缆100具有作为外侧探测层发挥功能的屏蔽层20,还能够探测起因于冲击、外伤的包覆电线11的损伤的预兆。因而,通过使本实施方式的多芯电缆100具有屏蔽层20,能够针对包覆电线11探测多种损伤的预兆。
屏蔽层20只要具有导电性部件即可,结构并不特别限定。例如,如以下所说明的那样,屏蔽层20能够由导电带、金属基线、编织物构成。
需要说明的是,如上所述,屏蔽层20只要具有导电性部件即可,但优选导电性部件的厚度比探测线12的探测线导体121的外径小。导电性部件的厚度例如在使用以下的导电带的情况下意指导电层的厚度,在使用金属基线的情况下意指由金属基线形成的导电层的厚度。
通过使导电性部件的厚度比探测线导体121的外径小,从而也在施加不至于使探测线12断裂的突然的冲击、受到与外部物体的接触或摩擦时,屏蔽层的导电性部件容易发生断裂。为此,通过屏蔽层20,能够灵敏地探测出仅通过探测线12无法探测出的包覆电线11的损伤的预兆。
屏蔽层20能够通过在芯17的外周配置含有金属等导电性物质的层而形成。
例如,能够通过将包括导电层的导电带沿芯17的长度方向呈螺旋状地缠绕于芯17的外周来构成屏蔽层20。
在这种情况下,导电带能够在基材的上表面及下表面中的一方的面上配置导电层。为此,例如如图3A所示,导电带30能够具有层叠有基材31和导电层32的构造。优选导电带30的导电层32位于芯17侧,以便与后述的加蔽线21电连接。即,优选面30A位于芯17侧。为此,屏蔽层20能够形成为使配置于芯侧的导电层32和配置于外皮侧的基材31层叠而得的构造。为了无间隙地感测异常,优选导电带30以彼此相接的方式缠绕成螺旋状。在将导电带30缠绕于芯17时,通过在外侧设置有基材31,导电层32即使被缠绕也不会相互接触,能够如后文说明的那样确定发生断裂的位置。
需要说明的是,如后所述,屏蔽层20也能够在芯17侧配置基材,在这种情况下,屏蔽层20能够形成为使配置于芯侧的基材31和配置于外皮侧的导电层32层叠而得的构造。
另外,如图3B所示,导电带300也能够具有层叠有第一导电层321、基材31以及第二导电层322的构造。在这种情况下,任一面朝向芯17侧均可。
图3A、图3B是沿着构成导电带的各层的层叠方向的面处的截面图。需要说明的是,在像图3B所示的导电带300那样在基材的两面设置有导电层的情况下,导电带以不彼此相接的方式设置有间隙地被卷绕较好。通过这样构成,能够确定发生断裂的位置。
导电层32、第一导电层321、第二导电层322的材料并不特别限定,优选包含金属,例如能够采用金属箔。在导电层32、第一导电层321、第二导电层322包含金属的情况下,作为金属的材料,并不特别限定,例如能够使用铜、铜合金、铝、铝合金等。
关于基材31的材料,也没有特别限定,优选由有机聚合物材料、无纺布等绝缘性材料构成。作为有机聚合物材料,例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚氯乙烯等乙烯基树脂等。基材31能够采用包含绝缘性材料的基材,也能够采用仅由绝缘性材料构成的基材。
在如上所述缠绕导电带而形成屏蔽层20的情况下,导电带的缠绕方向能够任意选择,例如可以是与上述的芯17的扭绞方向相同的方向,也可以是不同的方向。特别是,优选芯17的扭绞方向与导电带的缠绕方向是相同的方向。
导电带的缠绕节距能够任意选择,在一例中,可列举18mm。
需要说明的是,上述缠绕节距是示例,并不限定于上述例子。
在上述内容中,以作为外侧探测层发挥功能的屏蔽层20进行了说明,但也可以只用于屏蔽多芯电缆内的包覆电线。在这种情况下,屏蔽层20与接地电位或地电位导通。
也可以在芯17与导电带之间配置或不配置粘合剂等用于固定导电带的材料。
另外,通过在芯17的外周横向卷绕或以编织结构配置金属基线,也能够构成屏蔽层20。即,能够由金属基线构成屏蔽层20。作为金属基线的材料,能够使用铜、铝、铜合金等。为此,作为金属基线,也能够使用硬铜线等。也可以对金属基线的表面实施镀银或镀锡处理。为此,作为金属基线,例如也能够使用镀银铜合金或镀锡铜合金等。
(1-6)加蔽线
如图1B所示,本实施方式的多芯电缆100也能够具有加蔽线21。加蔽线21优选与上述的屏蔽层20相接,详细而言,在屏蔽层20由导电带30形成的情况下,加蔽线21优选与导电层32相接。
为了评估屏蔽层20是否断裂,需要将屏蔽层20与外部的测量装置电连接。在由上述的导电带等形成屏蔽层20的情况下,有时难以将屏蔽层20直接连接于端子。为此,通过设置加蔽线21,并使加蔽线21事先与屏蔽层20、例如上述的导电层32、第一导电层321或第二导电层322等接触,能够经由加蔽线21容易地将屏蔽层20连接于端子。
加蔽线21至少在一处与屏蔽层20相接即可,即,只要可以电连接即可,但优选加蔽线21沿加蔽线21的长度方向在多处与屏蔽层20相接。
加蔽线21的结构并不特别限定。加蔽线21例如优选为将多根加蔽基线绞合而得到的绞合线。
加蔽基线的基线直径、根数能够根据加蔽线21所要求的电气特性来选择,并不特别限定。例如加蔽基线的基线直径优选为0.05mm以上且0.16mm以下,更优选为0.05mm以上且0.10mm以下。作为加蔽线21所具有的加蔽基线的基线直径、加蔽线21的导体截面积的结构,可列举以下的结构例。需要说明的是,以下是示例,并不限定于以下的例子。
在一例中,加蔽基线的基线直径为0.08mm。42根加蔽基线绞合(右扭绞、12mm节距)而形成加蔽线21。此时,加蔽线21的导体截面积为0.21mm2。
加蔽基线的材料并不特别限定,例如可列举铜、铝、铜合金等。也可以对加蔽基线的表面实施镀银或镀锡处理。为此,作为加蔽基线的材料,例如也能够使用镀银铜合金或镀锡铜合金等。
为了使加蔽线21与上述的屏蔽层20之间电连接,优选在加蔽基线的绞合线的表面不设置包覆。
在上述内容中,对屏蔽层20与加蔽线21电连接的结构进行了说明,但也能够采用不电连接的结构。也就是说,为基材31位于芯17侧而使基材31与加蔽线21相接的结构。在这种情况下,屏蔽层20能够具有配置于芯17侧的包含绝缘性材料的基材31和导电层32层叠而得的构造。此外,能够形成为基材31与加蔽线21相接的结构。
在上述情况下,加蔽线21与接地电位电连接,屏蔽层20作为外侧探测层发挥功能。通过使屏蔽层20以与加蔽线21相接的方式被卷绕,能够抑制进行特性阻抗的测定时的噪声而容易且稳定地进行特性阻抗的测定。
(1-7)压卷
本实施方式的多芯电缆10也能够具有包覆芯17的外周的压卷18。压卷18能够适合例示将由纸、无纺布、聚酯等树脂等绝缘性材料构成的带体沿芯17的长度方向呈螺旋状地缠绕于芯17的外周的方式。
通过在芯17的外周配置压卷18,从而压卷18起到集中的作用,以使构成芯17的包覆电线11、探测线12的位置不相互远离。为此,在芯17内,能够抑制包覆电线11、探测线12的位置发生位移。即,能够抑制包覆电线11与探测线12的位置关系根据沿着长度方向的位置而变化、随着时间的经过而变化。为此,在多芯电缆被施加弯曲、振动等外力时,包覆电线11受到的负荷与探测线12受到的负荷的关系性容易维持一定,而与多芯电缆的长度方向的位置、时间无关。因此,在探测线12的探测线导体121发生断裂时,通过检测出该断裂,能够与多芯电缆的沿长度方向的位置、时期无关地作为包覆电线11的电线导体累积了相同程度的金属疲劳而包覆电线11出现断线预兆的指标。也就是说,能够以不依赖于位置、时期的灵敏度准确地探测包覆电线11的断线的预兆。
另外,通过在芯17的外周配置压卷18,能够防止芯17与外皮13直接相接,因此在多芯电缆10的长度方向的端部取出包覆电线11、探测线12时,能够容易地将外皮13剥离。
在如上所述将带体缠绕于芯17的外周而形成压卷18的情况下,压卷18的缠绕方向能够任意选择,例如可以是与上述的芯17的扭绞方向相同的方向,也可以是不同的方向。特别是,优选芯17的扭绞方向与压卷18的缠绕方向是相同的方向。
另外,优选压卷18的缠绕节距比芯17的缠绕节距短。这是因为,通过使压卷18的缠绕节距比芯17的缠绕节距短,能够抑制形成压卷18的带体陷入构成芯的包覆电线11、探测线12间形成的凹部,使压卷18的表面平滑。
压卷18的缠绕节距能够任意选择,在一例中,可列举20mm。
需要说明的是,上述缠绕节距是示例,并不限定于上述例子。
(1-8)填充物
本实施方式的多芯电缆10也能够具有配置于由外皮13包围的区域内、例如芯17内的填充物19。填充物19能够由人造短纤维、尼龙线等纤维构成。填充物也可以由抗张力纤维构成。
如上所述,本实施方式的多芯电缆10例如能够包括作为两根电源线的第一电源线14A和第二电源线14B以及两根通信线15作为包覆电线。此外,两根通信线15能够绞合而形成为双绞通信线16。
在这种情况下,填充物19能够包括第一填充物191及第二填充物192。
此外,优选如图1C所示的多芯电缆110那样,在芯17的与长度方向垂直的截面中,使探测线12配置于由两根电源线14、双绞通信线16及填充物19包围的区域内。
在图1C的多芯电缆110的例子中,第一填充物191能够配置为与第一电源线14A和双绞通信线16相接。另外,第二填充物192能够配置为与第二电源线14B和双绞通信线16相接。
在图1C的多芯电缆110中,探测线12与填充物19分离配置,但填充物19也可以配置为与探测线12相接。
通过使多芯电缆10在由外皮13包围的区域内具有填充物19,能够防止使多芯电缆10弯曲时的探测线12的位置偏移、随时间经过而发生的位置偏移。进而,能够提高利用探测线12预测包覆电线11的断线的预测精度。
通过如上述那样配置填充物19,并使探测线12配置于由两根电源线14、双绞通信线16以及填充物19包围的区域内,能够防止使多芯电缆110弯曲时的探测线12的位置偏移、随时间经过而发生的位置偏移。进而,能够提高利用探测线12预测包覆电线11的断线的预测精度。
以上说明的本实施方式的多芯电缆除了包括在设备等中起到规定功能的包覆电线11以外,还包括探测线12。此外,在多芯电缆的与长度方向垂直的截面中,探测线12配置于由多根包覆电线包围的区域A内,在使多芯电缆反复弯曲的情况下,这样的区域容易被施加大的力。
另外,探测线12所含有的探测线基线的基线直径为包覆电线11的电线基线的基线直径以上,能够构成为,在使多芯电缆反复弯曲时,探测线12的探测线导体121比包覆电线11的电线导体先断裂。
为此,在使多芯电缆反复弯曲的情况下,探测线12的探测线导体121比包覆电线11的电线导体更容易断裂,通过进行这样的探测线导体121的电气特性的测定,并评估探测线导体121的状态,能够预测包覆电线的断线。
需要说明的是,探测线导体121、屏蔽层20的断裂能够通过特性阻抗的测定等电气测定来检测。评估方法将在后述的断线探测装置中说明。
本实施方式的多芯电缆能够用于要求预测包覆电线的断线的各种用途。本实施方式的多芯电缆适合用于汽车等因运动而频繁对多芯电缆施加弯曲、振动的设备、例如使驻车制动器电动化的电动驻车制动器。其中,尤其能够适合用于使汽车的脚制动器电动化的电动制动器系统等在包覆电线断线的情况下可能产生的影响大、预先探测包覆电线的断线的意义大的用途。在电动制动器系统中,电源线构成为供给用于使电机进行驱动的电力,通信线构成为传递与电机的控制相关的电信号、与车轮的转速相关的电信号。
[断线探测装置]
本实施方式的断线探测装置能够具有上述的多芯电缆以及连接于多芯电缆所具有的探测线的探测线导体的测量装置。测量装置能够构成为将包含交流成分的检查信号输入到探测线导体来测定特性阻抗。
图7示意性地示出本公开的一实施方式所涉及的断线探测装置70的结构。断线探测装置70以上述的多芯电缆为对象,来探测包覆电线的电线导体的断线的预兆,即预测断线。在图7中,为了简化,作为多芯电缆71的构成部件,对包覆电线的电线导体711和探测线的探测线导体712分别仅示出一根,示出了该探测线导体712发生异常或断裂X1的状态。
断线探测装置70能够具有测量装置72。测量装置72例如是通过测量多芯电缆71中包括的探测线所具有的探测线导体712的特性阻抗来检查探测线导体712是否发生异常或断裂X1的装置。即,测量装置72例如能够构成为测定探测线导体712的特性阻抗。特性阻抗的测定能够通过将包含交流成分的检查信号输入到导体、例如探测线导体712来实施。特性阻抗的测定优选能够通过将包含交流成分的检查信号输入到两个导体并测定两个导体间的特性阻抗作为响应信号来进行。两个导体间的特性阻抗的测定只要在所关注的探测线导体712与电源线14、通信线15中的任一种包覆电线11的电线导体、屏蔽导体或屏蔽层的导电层之间进行即可。在多芯电缆具有多个探测线的情况下,也可以在两个探测线导体712之间进行测定。将包含交流成分的检查信号输入到上述两个导体来测定特性阻抗。为此,测量装置例如能够构成为将包含交流成分的检查信号输入到探测线导体和电线导体来测定探测线导体与电线导体之间的特性阻抗。需要说明的是,也能够取代电线导体而如上所述采用屏蔽导体、屏蔽层的导电层。响应信号通过反射法或透射法来获取。作为测量装置72,可列举LCR测试仪等。
若在探测线导体712的中途部分存在异常或断裂X1,则在断裂X1的部位会发生检查信号的反射,因此响应信号产生不连续的变化。因此,在由测量装置72测量的特性阻抗产生基准值以上的变化的情况下,能够判定为探测线导体712发生异常或断裂X1而包覆电线的电线导体711出现断线的预兆。即,能够预测包覆电线的断线。基准值能够基于探测线导体712未发生异常或断裂X1时的实测结果等而作为应视为由探测线导体712的异常或断裂引起的变化量的阈值来预先规定。需要说明的是,也会因尚不至于断裂的探测线导体712的损伤等异常而产生特性阻抗的变化。在本说明书中,以由断裂引起的特性阻抗的变化为代表进行处理,但对于断裂以外的探测线导体712的损伤,也同样能够经由特性阻抗的变化而用于包覆电线的断线的预兆的探测、即预测。
探测线导体712的异常或断裂X1的检测并不限于两个导体间的特性阻抗的测定,也可以通过只测定一个导体(探测线导体712)的电阻来进行。不过,通过测定两个导体间的特性阻抗,能够在实际断裂前灵敏度更高地探测探测线导体712的异常。特别是,在通过反射法进行特性阻抗测定的情况下,即使不将测量装置72连接于多芯电缆71的两端,如果能够将测量装置72仅连接于一端,也能够实施特性阻抗的测定。为此,只要能够将测量装置72连接于探测线导体712的一端,则不用拆下多芯电缆、或者去除障碍物,就能够进行包覆电线中的断线的预兆的探测。因而,如果能够如上所述将测量装置72连接于探测线导体712的一端,则即使是多芯电缆71在车辆的内部等中配置于无法容易到达的部位的情况下、采用复杂的路径的情况下,也能够实施包覆电线中的断线的预兆的探测。
进而,如果通过时域反射法(TDR法)进行探测线导体712的特性阻抗的测量,则不仅能够确定探测线导体712中有无断裂X1,而且还能够确定发生断裂X1的位置。
在多芯电缆具有上述的屏蔽层的情况下,关于屏蔽层的断裂,也能够使用测量装置同样地进行测定。为此,在本实施方式的断线探测装置所含有的多芯电缆具有屏蔽层的情况下,本实施方式的断线探测装置也能够具有连接于多芯电缆所具有的屏蔽层的测量装置。连接于上述的探测线导体的测量装置和连接于屏蔽层的测量装置可以由一台测量装置构成,也可以由分别不同的共两台测量装置构成。在由一台测量装置构成连接于探测线导体的测量装置和连接于屏蔽层的测量装置的情况下,优选事先在布线上设置开关等,以便可以根据测定对象而切换连接。
屏蔽层的断裂的检测并不限于两个导体间的特性阻抗的测定,也可以通过只测定一个导体(屏蔽层)的电阻来进行。不过,通过测定两个导体间的特性阻抗,能够在实际断裂前灵敏度更高地探测屏蔽层的异常。若屏蔽层发生断裂,则特性阻抗会产生不连续的变化。屏蔽层的特性阻抗的测定只要可以在屏蔽层与电源线14、通信线15中的任一种包覆电线11的电线导体、屏蔽导体或探测线导体712之间进行即可。将包含交流成分的检查信号输入到上述两个导体来测定特性阻抗。关于屏蔽层,也与探测线导体同样地,如果通过TDR法进行特性阻抗的测量,则不仅能够确定有无异常或断裂,而且还能够确定发生异常或断裂的位置。需要说明的是,在屏蔽层中,也会因尚不至于断裂的屏蔽层的损伤而产生特性阻抗的变化。在本说明书中,以由屏蔽层的断裂引起的特性阻抗的变化为代表进行处理,但对于断裂以外的屏蔽层的损伤,也同样能够经由特性阻抗的变化而用于包覆电线的损伤的预兆的探测。
本实施方式的断线探测装置70也能够具有通知装置73。从测量装置72向通知装置73传递关于测量结果的信号。在由测量装置72判定为探测线导体712、屏蔽层的特性阻抗产生基准值以上的变化而探测线导体712、屏蔽层发生断线时,通知装置73能够向外部通知关于包覆电线的电线导体711的断线的预兆。
通知外部的具体方法并不特别限定,例如,能够例示在汽车等配置有多芯电缆的设备中设置显示面板等作为通知装置73来进行视觉上的通知的方法、通过警报声进行通知的方法。或者,作为对包括多芯电缆71的设备的功能的一部分或全部进行限制的联锁装置,也可以设置通知装置73。为此,作为通知装置73,可列举显示面板、警示灯等显示装置、蜂鸣器等发送器、进行联锁的控制装置等。
优选在汽车等配置有多芯电缆的设备中一直将测量装置72等连接于多芯电缆,持续性地通过测量装置72进行特性阻抗的测定,以持续监视包覆电线是否出现断线的预兆。这样一来,如果多芯电缆71所包括的包覆电线出现断线的预兆,则能够提前发现该断线的预兆,并经由通知装置73通知设备的使用者等。接收到通知的使用者能够提前采取更换多芯电缆等对策,能够在没有不良情况的状态下长时间使用该设备。在包覆电线发生断线的可能性或频率低的情况等下,也可以不一直通过测量装置72进行包覆电线的断线的预兆的监视,而仅在配置有多芯电缆的设备的定期检查时等规定的时期,将测量装置72连接于多芯电缆来进行检查。
根据以上说明的本实施方式的断线探测装置,由于使用上述的多芯电缆,因此通过测定探测线所具有的探测线导体的特性阻抗等电气特性,能够高精度地预测包覆电线的断线。
附图标记说明
10、100、110、111、50、71多芯电缆;11包覆电线;12、120、12A探测线;121、712探测线导体;S3探测线导体的导体截面积;122探测线包覆;123屏蔽导体;124外周包覆;13外皮;131内层;132外层;14电源线;14A第一电源线;14B第二电源线;15通信线;16双绞通信线;141、151、711电线导体;S1电源线所具有的电线导体的导体截面积;S2通信线所具有的电线导体的导体截面积;142、152电线包覆;O141、O142、O151、O152中心;17芯;18压卷;19填充物;191第一填充物;192第二填充物;20屏蔽层;21加蔽线;A区域;X X轴;Y Y轴;Z Z轴(长度方向);30、300导电带;30A面;31基材;32导电层;321第一导电层;322第二导电层;40绞合线;400-409电缆;CA中心轴;Pt扭绞节距;511第一芯轴;512第二芯轴;61、62虚线;70断线探测装置;72测量装置;73通知装置;X1断裂。
Claims (12)
1.一种多芯电缆,具有:
多根包覆电线,所述包覆电线具有电线导体和电线包覆,所述电线导体是多根电线基线的绞合线,所述电线包覆包覆所述电线导体的外周;
探测线,具有探测线导体,所述探测线导体是多根探测线基线的绞合线;以及
外皮,包覆包括所述多根包覆电线和所述探测线的芯的外周,
所述探测线配置于由所述多根包覆电线包围的区域内,
所述探测线基线的基线直径为所述电线基线的基线直径以上。
2.根据权利要求1所述的多芯电缆,其中,
所述探测线基线的基线直径大于所述电线基线的基线直径。
3.根据权利要求2所述的多芯电缆,其中,
所述探测线为同轴电缆,所述同轴电缆具备:
探测线包覆,包覆所述探测线导体的外周;以及
屏蔽导体,包覆所述探测线包覆的外周。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多芯电缆,其中,
所述包覆电线包括电源线,
所述电源线包括将多根所述电线基线绞合而得到的第一绞合线以及将多根所述第一绞合线绞合而得到的第二绞合线,
所述探测线导体的扭绞节距比所述第一绞合线的扭绞节距长。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多芯电缆,其中,
所述包覆电线包括电源线和通信线,
所述电源线所具有的所述电线导体的导体截面积S1、所述通信线所具有的所述电线导体的导体截面积S2以及所述探测线导体的导体截面积S3处于S1>S2≥S3的关系。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多芯电缆,其中,
所述芯由多根所述包覆电线和所述探测线绞合而得到,
所述包覆电线包括两根电源线,
在所述芯中,所述电源线中与接地电位连接的第一电源线与所述探测线配置为相接并被绞合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多芯电缆,其中,
所述多芯电缆具有包覆所述芯的外周的屏蔽层,
所述屏蔽层配置于所述芯与所述外皮之间。
8.根据权利要求7所述的多芯电缆,其中,
所述多芯电缆具有加蔽线,
所述屏蔽层具有配置于所述芯一侧的导电层和包含绝缘性材料的基材层叠而得的构造,
所述加蔽线与所述导电层相接。
9.根据权利要求7所述的多芯电缆,其中,
所述多芯电缆具有加蔽线,
所述屏蔽层具有配置于所述芯一侧的包含绝缘性材料的基材和导电层层叠而得的构造,
所述加蔽线与所述包含绝缘性材料的基材相接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的多芯电缆,其中,
所述多芯电缆具有配置于由所述外皮包围的区域内的填充物。
11.根据权利要求10所述的多芯电缆,其中,
所述包覆电线包括作为两根电源线的第一电源线和第二电源线以及两根通信线,
两根所述通信线绞合而成为双绞通信线,
所述填充物包括第一填充物及第二填充物,
在所述芯的与长度方向垂直的截面中,
所述探测线配置于由两根所述电源线、所述双绞通信线及所述填充物包围的区域内,
所述第一填充物配置为与所述第一电源线和所述双绞通信线相接,
所述第二填充物配置为与所述第二电源线和所述双绞通信线相接。
12.一种断线探测装置,具有:
权利要求1至11中任一项所述的多芯电缆;以及
测量装置,构成为将包含交流成分的检查信号输入到所述探测线导体来测定特性阻抗。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118140280A true CN118140280A (zh) | 2024-06-04 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication |