JP2011192533A

JP2011192533A - 耐屈曲ケーブル

Info

Publication number: JP2011192533A
Application number: JP2010057752A
Authority: JP
Inventors: Fumito Oka; 史人岡; Hirotaka Ejima; 弘高江島
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-29
Also published as: US8710371B2; CN102194544A; US20110220391A1

Abstract

【課題】子撚導線同士の摩耗を最小限に抑え、十分な耐屈曲性及び引張強度を得ることができる耐屈曲ケーブルを提供する。
【解決手段】複数本の素線２を撚った子撚導線３ａ及び３ｂを円周方向に複数本並べると共にこれを撚り合わせて撚線４を形成し、撚線４の外周に絶縁体層５、補強編組層６、シース７を順次被覆して形成した耐屈曲ケーブル１において、円周方向で隣接する子撚導線３ａ及び３ｂの素線の撚り方向を互いに異ならせたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の電動ブレーキ用ケーブルなど耐屈曲性、引張強度が要求される環境に用いられる耐屈曲ケーブルに係り、特に、内部の導体構造が子撚導線を撚り合わせた構造となっている耐屈曲ケーブルに関するものである。

近年、自動車においては、各種機器の電気化が進んでいることから、電動ブレーキ用ケーブルを始めとする各種自動車用ケーブルが使用されている。自動車用ケーブルは、過酷な条件下で使用されることから、耐屈曲性、引張強度といった特性が要求される。例えば、電動ブレーキ用ケーブルは、サスペンションの動作（駆動）による揺動が頻繁に加わることから、耐屈曲性、引張強度が要求される。

耐屈曲性、引張強度が要求される環境に用いられる自動車用ケーブルとしては、図４に示すような耐屈曲ケーブル４０が提案されている。

耐屈曲ケーブル４０は、複数本の素線を撚った子撚導線４１を、複数本撚り合わせてなる撚線４２の外周に、絶縁体層４３、補強編組層４４、シース４５を順次被覆して形成され、シース４５下の補強編組層４４によって耐屈曲性、引張強度を向上させている。

このように子撚導線を撚り合わせた構造のケーブルでは、撚線を構成する子撚導線同士が接触しているため、屈曲を受けるとその接触部に応力が掛かる。この応力を繰返し受けることにより、最終的にケーブルが断線してしまう可能性がある。

従来、この問題を解決するために、撚線の中心に配置される子撚導線を他の子撚導線よりも小径とした自動車用アルミケーブルや（特許文献１）、撚線を構成する子撚導線の少なくとも１本に潤滑剤を塗布した自動車用アルミケーブル（特許文献２）が開発されている。

特開２００４−８７４３６号公報特開２００３−３０３５１７号公報

上述したような補強編組層を有する耐屈曲ケーブルでは、撚線に補強編組層からの締め付け圧が付与される上、強靱な補強編組層に覆われていることで、屈曲時に子撚導線が逃げる余裕がなく、屈曲時には子撚導線同士の接触部に強い接触圧が掛かり、子撚導線同士が揺動することで接触部に摩耗が発生する。

そのため、例え、特許文献１，２に記載されたような構造を耐屈曲ケーブル４０に適用したとしても、自動車用ケーブルに要求される耐屈曲性を十分に満たすとは言えず、過酷な条件下では断線の虞があった。

そこで、本発明の目的は、子撚導線同士の摩耗を最小限に抑え、十分な耐屈曲性及び引張強度を得ることができる耐屈曲ケーブルを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、複数本の素線を撚った子撚導線を円周方向に複数本並べると共にこれを撚り合わせて撚線を形成した耐屈曲ケーブルにおいて、円周方向で隣接する子撚導線の素線の撚り方向を互いに異ならせた耐屈曲ケーブルである。

請求項２の発明は、前記子撚導線を中心介在の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせて前記撚線を形成した請求項１に記載の耐屈曲ケーブルである。

請求項３の発明は、前記子撚導線をダミー線の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせた後、前記ダミー線を抜き取って前記撚線を形成した請求項１に記載の耐屈曲ケーブルである。

請求項４の発明は、前記撚線の中心部が中心介在であることを特徴とする請求項１に記載の耐屈曲ケーブルである。

請求項５の発明は、前記撚線の中心部が中空であることを特徴とする請求項１に記載の耐屈曲ケーブルである。

請求項６の発明は、前記撚線の外周に絶縁体層、補強編組層、シースを順次被覆して形成した請求項１〜５のいずれかに記載の耐屈曲ケーブルである。

請求項７の発明は、前記隣接する子撚導線の素線の撚りピッチを互いに等しくした請求項１〜６のいずれかに記載の耐屈曲ケーブルである。

本発明によれば、シース下に補強編組層を有する耐屈曲ケーブルにおいて、子撚導線同士の摩耗を最小限に抑え、十分な耐屈曲性及び引張強度を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係る耐屈曲ケーブルを示す横断面図である。本発明の耐屈曲ケーブルの導体構造を示す側面図である。本発明の他の実施の形態に係る耐屈曲ケーブルを示す横断面図である。従来の耐屈曲ケーブルを示す横断面図である。図４の耐屈曲ケーブルにおける断線メカニズムを説明する図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

先ず、図４に示した従来の耐屈曲ケーブル４０における断線メカニズムを説明する。

従来の耐屈曲ケーブル４０は、主に素線の撚り方向が同じ子撚導線４１を用いて撚線４２を形成していた。そのため、隣接する子撚導線４１の表面部の素線は互いに交差する方向で接触する（図５参照）。交差部では点接触となるので、即ち、接触面積が小さくなるので、接触部の接触圧が高くなり屈曲するとより強い応力を受け、ケーブルが断線する。

また、耐屈曲ケーブル４０では、ケーブルが捻れたりして加工性が悪化するのを防止するため、例えば、経験的に中心の子撚導線４１をＳ撚り、その外周の子撚導線４１をＺ撚りとしてケーブルの捻れを抑制するようにしている。

このように構成した撚線４２では、中心の子撚導線４１とその外周の子撚導線４１は素線の撚り方向が互いに異なるため、表面部の素線は互いに平行に近い方向で接触（線接触)させることができる。また、中心の子撚導線４１とその外周の子撚導線４１の撚りピッチ（素線が３６０°回転するのに要する長手方向の距離）、撚線４２の撚りピッチを互いに等しくすることにより、表面部の素線は互いに平行な方向で接触（線接触)させることができる。従って、接触部の面積が大きくなり、屈曲によって受ける応力集中を緩和することができる。

しかし、中心の子撚導線４１はその外周の子撚導線４１と比べて撚りによる変形（曲げ変形など）が小さいため、屈曲時には、表面部の素線が必ずしも平行な方向で接触するとは言えず、やはりこの部分も屈曲時に強い応力を受け断線の起点となる場合があった（図５参照）。

本発明者らは、これらの断線メカニズムを考慮し、隣接する子撚導線の素線がケーブル長手方向に亘って略平行な方向で接触するような導体構造の耐屈曲ケーブルを発明した。

図１は、本実施の形態に係る耐屈曲ケーブルを示す横断面図であり、図２は、その導体構造を示す側面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る耐屈曲ケーブル１においては、複数本の素線２を撚った子撚導線３ａ（Ｓ撚り）及び３ｂ（Ｚ撚り）を円周方向に複数本並べると共にこれを撚り合わせて撚線４を形成し、円周方向で隣接する子撚導線３ａ及び３ｂの素線の撚り方向を互いに異ならせたことを特徴とする。

このように、素線２を撚り合わせた子撚導線３ａ及び３ｂをさらに撚り合わせて撚線４を形成するのは、ケーブルの耐屈曲性を向上させるためである。

撚線４は、素線の撚り方向が異なる子撚導線３ａ及び３ｂを交互に中心介在８の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせて形成される。つまり、このとき、撚線の中心部は中心介在である。また、本実施の形態に係る耐屈曲ケーブル１は、撚線４の外周に絶縁体層５、補強編組層６、シース７を順次被覆して形成されるが、本発明は、特にこの構造に限定されるものではなく、耐屈曲ケーブルに求められる特性に応じて適宜変更してもよい。

中心介在８は、例えば、シリコンチューブや樹脂紐からなり、ケーブルが屈曲したときに外周に撚り合わされた子撚導線３ａ及び３ｂを逃がして、子撚導線３ａ及び３ｂに掛かる応力を低減することができるように配置するものである。また、中心介在８は、子撚導線３ａ及び３ｂを円状に撚り合わせるための芯材としての機能も有する。

なお、隣接する子撚導線３ａと子撚導線３ｂの素線の撚りピッチを互いに等しくなるように構成するとよい。これにより、隣接する子撚導線３ａ及び３ｂの表面部の素線２が平行な方向で接触する。

子撚導線３ａ又は３ｂは芯材として用いない。その理由は以下の通りである。

子撚導線３ａ（３ｂ）を芯材として用いた場合、芯材としての中心の子撚導線３ａ（３ｂ）とその外周の子撚導線３ｂ（３ａ）は素線の撚り方向が互いに異なるため、表面部の素線は互いに平行に近い方向で接触（線接触)させることができる。また、芯材としての中心の子撚導線３ａ（３ｂ）とその外周の子撚導線３ｂ（３ａ）の撚りピッチを互いに等しくすることにより、表面部の素線は互いに平行な方向で接触（線接触)させることができる。従って、接触部の面積が大きくなり、屈曲によって受ける応力集中を緩和することができる。

しかし、外周の子撚導線３ａと３ｂとは、撚り方向が互いに異なるため、外周の子撚導線３ａ（３ｂ）の素線と、芯材の子撚導線３ａ（３ｂ）の素線とは、平行に近い方向で接触（線接触)させることができない。その結果、外周の子撚導線３ａ（３ｂ）の素線と、芯材の子撚導線３ａ（３ｂ）の素線とは、必ず点接触となり、断線の起点となることから、子撚導線を芯材として用いない。

補強編組層６を構成する繊維材としては、ケーブルの屈曲疲労を考慮すると、耐疲労性及び耐摩耗性に優れた材料を用いることが好ましい。この補強編組層６は、把持力、レイアウト保持性、及び引張強度を向上させるための層である。また、シース７の構成材としては、耐熱性、耐候性、及び耐油性が良好なものが好ましい。

この耐屈曲ケーブル１では、シース７下に補強編組層６を設けているため、引張強度を向上させることができる。

また、素線の撚り方向が異なる子撚導線３ａ及び３ｂを交互に中心介在８の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせて撚線４を形成しているので、隣接する子撚導線３ａ及び３ｂの表面部の素線をケーブル長手方向に亘って平行な方向で接触させることができ、即ち、線接触させることができ、従来の耐屈曲ケーブル４０に比べて大幅に接触面圧を低下させることが可能となり、屈曲時に掛かる応力を低減することができる。つまり、耐屈曲性を大幅に向上させることができる。例えば、従来の耐屈曲ケーブル４０では屈曲試験１０万回程度で断線していたが、耐屈曲ケーブル１では数１０万回〜１００万回程度の屈曲寿命を得ることができる。

以上、要するに、本実施の形態に係る耐屈曲ケーブル１によれば、子撚導線３ａ及び３ｂ同士の摩耗を最小限に抑え、十分な耐屈曲性及び引張強度を得ることができる。

本実施の形態では、中心介在８の外周に子撚導線３ａ及び３ｂを並列し撚り合わせて撚線４を形成したが、図３に示すように、撚線４の中心部を中空としてもよい。このように構成するためには、例えば、子撚導線３ａ及び３ｂをダミー線の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせた後、ダミー線を抜き取って撚線９を形成するとよい。この撚線９を用いた耐屈曲ケーブル３０でも、上述の耐屈曲ケーブル１と同様に、子撚導線３ａ及び３ｂ同士の摩耗を最小限に抑え、十分な耐屈曲性及び引張強度を得ることができる。

また、撚線４の中心部を中空とした本実施の形態に係る耐屈曲ケーブル１も、撚線４の外周に絶縁体層５、補強編組層６、シース７を順次被覆して形成されるが、本発明は、特にこの構造に限定されるものではなく、耐屈曲ケーブルに求められる特性に応じて適宜変更してもよい。

また、撚線４の中心部を中空とした本実施の形態においても、隣接する子撚導線３ａと子撚導線３ｂの素線の撚りピッチを互いに等しくなるように構成するとよい。これにより、隣接する子撚導線３ａ及び３ｂの表面部の素線２が平行な方向で接触（線接触）する。

なお、上述の耐屈曲ケーブル１，３０にシールド層を設けてシールドケーブルとしてもよい。この場合、シールド層は、導体を横巻きして形成することで、耐屈曲性に優れたシールド層とすることができる。

１耐屈曲ケーブル
２素線
３ａ子撚導線（Ｓ撚り）
３ｂ子撚導線（Ｚ撚り）
４撚線
５絶縁体層
６補強編組層
７シース

Claims

複数本の素線を撚った子撚導線を円周方向に複数本並べると共にこれを撚り合わせて撚線を形成した耐屈曲ケーブルにおいて、
円周方向で隣接する子撚導線の素線の撚り方向を互いに異ならせたことを特徴とする耐屈曲ケーブル。
前記子撚導線を中心介在の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせて前記撚線を形成した請求項１に記載の耐屈曲ケーブル。
前記子撚導線をダミー線の外周に複数本並べると共にこれを撚り合わせた後、前記ダミー線を抜き取って前記撚線を形成した請求項１に記載の耐屈曲ケーブル。
前記撚線の中心部が中心介在であることを特徴とする請求項１に記載の耐屈曲ケーブル。
前記撚線の中心部が中空であることを特徴とする請求項１に記載の耐屈曲ケーブル。
前記撚線の外周に絶縁体層、補強編組層、シースを順次被覆して形成した請求項１〜５のいずれかに記載の耐屈曲ケーブル。
前記隣接する子撚導線の素線の撚りピッチを互いに等しくした請求項１〜６のいずれかに記載の耐屈曲ケーブル。