JP2013235704A - 移動機械用の平型ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】移動機械用の平型ケーブルに関し、狭小な布設作業環境であっても布設時において絶縁被覆線心の座屈の発生を抑制できる移動機械用の平型ケーブルを提供する。
【解決手段】複数本の絶縁被覆線心１２を左右の何れか一方の撚り方向に撚り合わせて形成した集合心１１の複数本を並列に配置し、これら複数本の集合心１１を絶縁材料で一括して被覆してなる保護層１６を有する移動機械用の平型ケーブル１０において、複数本の集合心１１のうち保護層１６が被覆されることにより形成される集合心１１が占める空間同士が繋がった状態である少なくとも２本以上の集合心１１からなる集合心群１４を備え、集合心群１４を形成する集合心１１は、撚り方向のうち共通の撚り方向に複数本の絶縁被覆線心１２を撚り合わせて形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動部分に使用される移動機械用の平型ケーブルに関する。

可動部分に使用される移動機械用の平型ケーブルとして、ケーブル使用中における屈曲や捻回に優れた構造を有する平型ケーブルが広く実用化されている。

図３に、従来例に係る移動機械用の平型ケーブル１００の横断面図を示す。平型ケーブル１００の構成はその用途に応じて様々であるが、一般的には複数本の絶縁被覆線心１２０を撚り合わせて集合心１１０を形成すると共に、この集合心１１０を複数本並列に並べて配置し、これらを一体的にシース材料によって被覆して保護層１６０を形成することで構成されている。なお、図３中の符号１８０は補強線を示している。

このような移動機械用の平型ケーブル１００は、移動機械に布設された後、使用中に屈曲や捻回を繰り返すことにより平型ケーブル全体に捻れが生じるおそれがある。

このため、従来の移動機械用の平型ケーブル１００は、Ｓ撚り（右撚り）の集合心１１０とＺ撚り（左撚り）の集合心１１０とを混合して使用し、さらにこれらＳ撚りの集合心１１０及びＺ撚りの集合心１１０を平型ケーブルの幅方向に交互に配置している。これにより、隣り合う集合心１１０に互いに反対方向の撚り力が作用して、平型ケーブルの捻れを極力相殺させている。このような平型ケーブルは、例えば特許文献１〜４に開示されている。

特開２０１０−１０２８５１号公報 特開２０００−２２２９４６号公報 特開平１１−１８５５４０号公報 特開平１１−１８５５３９号公報

このような平型ケーブルは、ケーブル布設後の平型ケーブルの捻れを極力抑制することができるといった優れた長所を有しているが、改善の余地がないわけではない。

上述のように、平型ケーブルを布設後の可動に伴う屈曲や捻回に対する耐久性に関する検討・改善は多く進められている一方で、平型ケーブルの一方端又は他方端を設置部位側に布設する際に、ケーブルの布設作業環境に応じて平型ケーブルに生じる不具合に対する検討は未だ十分になされていない。

通常、布設時におけるケーブルの取扱いについて、張力・曲げ径など推奨されている条件があるが、実質的には布設作業エリアに機器類が多く設置されている場合には、その環境は狭小なものとならざるを得ない。

このような狭小な作業環境において、ケーブル布設作業中にボビンから引き出した平型ケーブルに意図しない過度の張力、曲げや捻りが加わると、絶縁被覆線心の一部に座屈が発生する。結果として、布設後に平型ケーブルを使用する中で、平型ケーブルは可動に伴う屈曲・捻回を繰り返すうちに断線に至るおそれがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来の構造に比して布設時において絶縁被覆線心の座屈の発生を抑制することができる移動機械用の平型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、本発明は複数本の絶縁被覆線心を左右の何れか一方の撚り方向に撚り合わせて形成した集合心の複数本を並列に配置し、該複数本の集合心を絶縁材料で一括して被覆してなる保護層を有する移動機械用の平型ケーブルにおいて、前記複数本の集合心のうち、前記保護層が被覆されることにより形成される前記集合心が占める空間同士が繋がった状態である少なくとも２本以上の集合心からなる集合心群を備え、該集合心群を形成する集合心は、前記撚り方向のうち共通の撚り方向に前記複数本の絶縁被覆線心を撚り合わせて形成されていることを特徴とする移動機械用の平型ケーブルを提供するものである。

本発明は、前記複数本の集合心は、前記集合心群の集合心を形成する絶縁被覆線心の撚り方向とは異なる撚り方向に複数の絶縁被覆線心を撚り合わせてなる集合心を含み、該集合心は前記集合心群から離間した位置に配置されていることが好ましい。

本発明者は、従来例の移動機械用の平型ケーブル（図３参照）に後述する捻り曲げ試験を行った結果、隣接して配置される複数本の集合心同士が互いに異なる方向に撚り合わされていることが、布設作業時に絶縁被覆線心の座屈現象を発生させる要因になることを見出した。特に、従来品の移動機械用の平型ケーブルを捻り曲げたときに絶縁被覆線心の座屈現象が発現することが分かった。

この座屈現象の発生メカニズムについては未だ不明な点もあるが、本発明者は以下のように推察する。

上述の従来例に係る集合心の配置は、図３に示すように、左側からＺ撚り集合心（以下、ユニット［１］と称す）、Ｚ撚り集合心（以下、ユニット［２］と称す）、Ｓ撚り集合心（以下、ユニット［３］と称す）、Ｓ撚り集合心（以下、ユニット［４］と称す）、Ｓ撚り集合心（以下、ユニット［５］と称す）の順に配置されている。ユニット［２］からユニット［４］は、保護層１６が被覆されることにより形成される夫々の集合心１１が占める空間同士が繋がるように配置され、ユニット［１］及びユニット［５］はこれらから離間して配置されている。

このような構成の移動機械用の平型ケーブルを上面視左方向に９０°捻り曲げを行うと、ユニット［３］は撚り方向がＳ撚り（右撚り）なので、集合心の撚りを締める方向に力が作用する。その結果、集合心の線長は短くなり、捻り曲げの方向（左方向）に追従する力が働く。これに対し、ユニット［２］は撚り方向がＺ撚り（左撚り）なので、いわゆる笑い（撚り緩み）が生じて、集合心の撚りをほぐして膨らませる方向に力が作用する。その結果、捻り曲げの方向（左方向）に対して反発する方向に力が働き、撚りがほぐれた絶縁被覆線心は捻り曲げ方向とは反対の方向（右方向）に膨らもうとする。また、集合心の配置が捻り曲げ方向から視てより近い位置（ここではユニット［１］の位置）にあるほど、捻り曲げ方向に追従する力、及び捻り曲げ方向に反発する力はより強くなる傾向にある。

そして、捻り曲げする動作過程の中で、移動機械用の平型ケーブルは右端が徐々に浮き上がり、右端が上方に位置する一方、左端が下方に位置する捻り曲げ状態になる。

この捻り曲げ状態において、ユニット［２］とユニット［３］との境界でユニット［２］の絶縁被覆線心が下方から略右方向へ膨らもうとする力を、ユニット［３］が略左方向に押さえつけるように作用して、ユニット［２］の絶縁被覆線心に座屈箇所が発生するものと推察される。

これに対し、本発明では保護層が被覆されることにより形成される夫々の集合心が占める空間同士が繋がった状態にある複数本の集合心同士が共通の撚り方向に撚り合わされているため、捻り曲げ動作の過程で何れの集合心も略同一の方向に捻り曲げによる力が作用し、集合心同士の境界において相互に干渉し合う関係にはない。

よって、本発明の構成によれば、布設作業スペースが狭小である布設作業環境において布設がなされたとしても、絶縁被覆線心の座屈の発生が抑制される。

本発明によれば、狭小な布設作業環境であっても布設時において絶縁被覆線心の座屈の発生しない移動機械用の平型ケーブルを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る移動機械用の平型ケーブルを示す横断面図である。 本発明の他の実施形態に係る移動機械用の平型ケーブルを示す横断面図である。 従来例の移動機械用の平型ケーブルを示す横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は本実施形態に係る移動機械用の平型ケーブル（以下、単に平型ケーブルという）１０の横断面図を示している。平型ケーブル１０は、複数本の集合心１１と、補強線１８と、これらを一括して被覆する保護層１６とを含んで構成されている。

複数本の絶縁被覆線心１２からなる集合心１１と、少なくとも１本の補強線１８とは、平型ケーブル１０の長手方向に互いに並列に配置されている。なお、複数本の集合心１１と補強線１８との配置構成は図１に限定されるものではなく、他の配置構成としてもよい。

集合心１１は、複数本の絶縁被覆線心１２を撚り合わせて形成されている。この集合心１１は、例えば３本の絶縁被覆線心１２を撚り合わせ、さらにその上に９本の絶縁被覆線心１２を撚り合わせる層撚り構造によって形成されている。なお、絶縁被覆線心１２の本数は１２本に限定されるものではなく、その用途に応じて任意の本数を選択することができる。また、必要に応じて層撚り構造の隙間に介在物を使用し、その上に９本の絶縁被覆線心１２を撚り合わせる構成であってもよい。また、層撚り構造に限定されるものではなく、複合撚り構造などの他の撚り構造であってもよい。また、絶縁被覆線心１２の撚り方向は、Ｚ撚り（左撚り）又はＳ撚り（右撚り）の何れの撚り方向であってもよい。

絶縁被覆線心１２は、複数本の軟銅線を集合撚り合わせた導体を用いることができ、この上に絶縁材を被覆して形成されている。なお、導体の材質は、特に銅に限定されるものではなく、例えば銅合金、アルミ、アルミ合金などを使用することもできる。また、導体は同心撚り構造または複合撚り構造であってもよい。また、銅素線の上にスズ、銀、ニッケル等のメッキを被覆した構成であってもよい。絶縁被覆線心１２は、給電用、制御用、通信用等の何れも使用可能である。

複数本の集合心１１は、平型ケーブル１０の長手方向に互いに並列に配置されている。図１に示すように、本実施形態は５本の集合心１１で構成されているが、これら集合心１１の本数は５本に限定されるものではなく、また奇数本であっても偶数本であってもよい。

集合心１１及び補強線１８の配置は、平型ケーブル１０の幅方向に図１中の左側から、Ｚ撚り集合心１１、補強線１８、Ｓ撚り集合心１１、Ｓ撚り集合心１１、Ｓ撚り集合心１１、補強線１８、Ｚ撚り集合心１１の順に配置されている。すなわち、本実施形態において、集合心群１４は、保護層１６が被覆されることにより形成される空間、すなわち夫々の集合心１１が占める空間同士が繋がった状態で、集合心群１４は互いに同じ共通の撚り方向（本実施形態ではＳ撚り）に設定されている。なお、本発明において集合心群を構成する集合心は、必ずしも集合心１１同士が直接接触するものである必要はない。つまり、本発明の効果を奏する限りにおいて、集合心群１４を構成する集合心１１が、外周をテープにより巻き回された構成、または係る集合心１１の上にジャケットを施した構成であってもよい。また、かかる集合心群１４の撚り方向はＳ撚りに限定されるものではなく、互いに共通の撚り方向であればＺ撚りとしてもよい。また、平型ケーブル１０のトルクバランスを考慮すると、集合心群１４から離間してより外側に位置する集合心１１は、集合心群１４を構成する集合心１１とは異なる撚り方向（本実施形態ではＺ撚り）に設定されることが好ましい。また、集合心群１４を構成する集合心１１の本数も、特に３本に限定されるものではなく、２本以上であればその用途に応じて適宜設定することが可能である。

補強線１８としては、公知の補強線を使用することができる。また、補強線１８の配置も特に限定されるものではなく、並列する複数本の集合心１１の最も外側に配置する構成であってもよい。

保護層１６は、集合心１１と補強線１８とを保護する機能を有している。保護層１６は製法を特に限定されるものではなく、例えば押出し成形することにより、これらを被覆することができる。保護層１６は特に材質を限定されるものではなく、ポリ塩化ビニル、ノンハロゲン系材料、ポリエチレン系、ゴム系材料、フッ素系材料等、本発明の効果を奏する限り何れであってもよい。

図２は本発明の他の実施形態に係る移動機械用の平型ケーブル１０’の横断面図を示している。図１に示す平型ケーブル１０との主な相違点は、集合心１１の集合心群１４を２個配置すると共に、補強線１８を使用しない点にある。本実施形態の移動機械用の平型ケーブル１０’は、介在物を中心に６本の絶縁被覆線心１２を撚り合わせた集合心１１が５本並列に配置されている。保護層１６が被覆されることにより形成される夫々の集合心１１が占める空間同士が繋がった状態で集合心群１４を構成する集合心１１は同じ共通の撚り方向（本実施形態では図中左側の集合心群１４はＺ撚り、図中右側の集合心群１４はＳ撚り）になっている。勿論、図中左側の集合心群１４をＳ撚りとし、図中右側の集合心群１４をＺ撚りとすることもできる。

以下、本発明の実施例について説明する。０．１８ｍｍの軟銅線を３０本用意し、この３０本の軟銅線を左方向に集合撚り（Ｚ撚り）した集合撚り導体に、塩化ビニルからなる絶縁体を被覆して絶縁被覆線心を作製した。

この絶縁被覆線心を３本用意し、これらを左方向に撚り合わせ（Ｚ撚り）、さらにその外周に９本の絶縁被覆線心を左方向に撚り合わせ（Ｚ撚り）、二層撚り構造の集合心（Ｚ撚り集合心）を作製した。

また、０．１８ｍｍの軟銅線を３０本用意し、この３０本の軟銅線を右方向に集合撚り（Ｓ撚り）した集合撚り導体に、塩化ビニルからなる絶縁体を被覆して絶縁被覆線心を作製した。

この絶縁被覆線心を３本用意し、これらを右方向に撚り合わせ（Ｓ撚り）、さらにその外周に９本の絶縁被覆線心を右方向に撚り合わせ（Ｓ撚り）、二層撚り構造の集合心（Ｓ撚り集合心）を作製した。

Ｚ撚り集合心を２本、Ｓ撚り集合心を３本用意し、幅方向左端からＺ撚り集合心（ユニット［１］と称す）、Ｓ撚り集合心（ユニット［２］と称す）、Ｓ撚り集合心（ユニット［３］と称す）、Ｓ撚り集合心（ユニット［４］と称す）、Ｚ撚り集合心（ユニット［５］と称す）の順に並列に配置した。

３本のＳ撚り集合心を隣接接触させて集合心群を形成し、２本のＺ撚り集合心をそれぞれ集合心群から所定の距離を隔てて離間して並列する位置に配置し、ユニット［１］とユニット［２］との間と、ユニット［４］とユニット［５］との間に夫々補強線を配置した。さらに、これらＺ撚り集合心、Ｓ撚り集合心、補強線を塩化ビニルからなる絶縁材料によって一括して被覆した保護層を形成して移動機械用の平型ケーブルを作成した。

［従来例］
Ｚ撚り集合心とＳ撚り集合心との配列を、左端からＺ撚り集合心（ユニット［１］と称す）、Ｚ撚り集合心（ユニット［２］と称す）、Ｓ撚り集合心（ユニット［３］と称す）、Ｓ撚り集合心（ユニット［４］と称す）、Ｓ撚り集合心（ユニット［５］と称す）の順に配置し、ユニット［２］からユニット［４］に相当するＺ撚り集合心、Ｓ撚り集合心、及びＳ撚り集合心を隣接接触させて集合心群を形成し、それ以外の構成は実施例と同様の方法で移動機械用の平型ケーブルを作製した。

これら実施例および従来例に係る移動機械用の平型ケーブルを以下の試験方法で評価した。

捻り曲げ試験：試料を直径５０ｍｍの円筒の外周に沿わせながら、試料の長手方向を基準として左方向に９０°の角度で捻り曲げる動作を１回以上行った後の保護層及び各ユニットの外観を目視にて確認した。

捻り曲げ試験において、実施例では保護層及びいずれのユニットにも外観の異常が認められなかったのに対し、従来例はユニット［２］の外観に絶縁被覆線心の一部に座屈が認められた。

１０ 移動機械用の平型ケーブル
１１ 集合心
１２ 絶縁被覆線心
１４ 集合心群
１６ 保護層
１８ 補強線

Claims (2)

1. 複数本の絶縁被覆線心を左右の何れか一方の撚り方向に撚り合わせて形成した集合心の複数本を並列に配置し、該複数本の集合心を絶縁材料で一括被覆してなる保護層を有する移動機械用の平型ケーブルにおいて、
   前記複数本の集合心のうち、前記保護層が被覆されることにより形成される前記集合心が占める空間同士が繋がった状態である少なくとも２本以上の集合心からなる集合心群を備え、該集合心群を形成する集合心は、前記撚り方向のうち共通の撚り方向に前記複数本の絶縁被覆線心を撚り合わせて形成されていることを特徴とする移動機械用の平型ケーブル。
2. 前記複数本の集合心は、前記集合心群の集合心を形成する絶縁被覆線心の撚り方向とは異なる撚り方向に複数の絶縁被覆線心を撚り合わせてなる集合心を含み、該集合心は前記集合心群から離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の移動機械用の平型ケーブル。