JP2016062896A - ケーブルビーム及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電力伝送の機能を有するだけでなく過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有するケーブルビームを提供する。
【解決手段】ケーブルビームは、第1の導体11と、第1の導体を被覆する第1のPTC(正温度係数)材料層12とを備える第1のケーブル10と、第2の導体21と、第2の導体を被覆する第2のPTC材料層22とを備える第2のケーブル20とを備える。第1のケーブルと第2のケーブルは、互いに対して巻き付けられ、それによって、第1のPTC材料層が第2のPTC材料層と電気的に接触し、第1及び第2のPTC材料層を介して第1の導体から第2の導体へ電流が流れることが出来る。第1及び第2の導体を過大な電流が流れると、第1及び第2のPTC材料層の温度及び抵抗が急速に上昇し、それによって、ケーブルビームは電力伝送の機能を有するだけでなく、過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有する。
【選択図】図2

Description

関連出願の相互参照
本出願は、中国国家知識産権局にて2014年9月18日に出願された中国特許出願第201410478028.6号の利益を主張し、その全開示は参照によって本明細書に援用される。
本発明は、ケーブル、そのケーブルを製造する方法、ケーブルビーム、そのケーブルビームを製造する方法、及びそのケーブルビームを備える負荷回路に関する。
PTC(正温度係数)回路保護デバイスは、独立した電子デバイスであり、過電流保護機能及び/又は過電圧保護機能を有し、電力を伝送するためのケーブルとしては使用することが出来ない。従って、先行技術では、様々な電気機器間でその電力を伝送するためにPTC回路保護デバイスから独立してケーブルを使用する必要がある。
PTC回路保護デバイスは、一般的に、ファンクション基板上に取り付けられるか、ケーブル間に接続される。それにより、任意の手段で、PTC回路保護デバイスの設置用空間を確保する必要がある。しかしながら、多くのケーブルが非常に高密度で配置されている場合がある。この場合、設置空間は非常に狭くなり、多くの独立したPTC回路保護デバイスを設置することが出来ない。同時に、PTC回路保護デバイスの本体は、ある程度の剛性を有しているため、PTC回路保護デバイスがケーブル同士間に接続されていると、ケーブルは、PTC回路保護デバイスの位置で曲げることが出来ず、ケーブルレイアウトの密度を減少することになる。
本発明は、上述の欠点の少なくとも一部を克服又は低減するために成されたものである。
電力伝送の機能を有するだけでなく過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有するケーブルビームを提供することが有利である。
本発明の一態様によれば、第1の導体と、前記第1の導体を被覆する第1のPTC材料層とを備える第1のケーブルと、第2の導体と、前記第2の導体を被覆する第2のPTC材料層とを備える第2のケーブルとを備えるケーブルビームが提供される。前記第1のケーブルと前記第2のケーブルは、互いに対して巻き付けられ、それによって、前記第1のPTC材料層と前記第2のPTC材料層が互いに電気的に接触状態にあり、前記第1及び第2のPTC材料層を介して前記第1の導体から前記第2の導体へ電流が流れることが出来る。
本発明の例示的実施形態によれば、前記第1のPTC材料層は、押出成形によって前記第1の導体上に形成されることや記第2のPTC材料層は、押出成形によって前記第2の導体上に形成されることが行われる。
本発明の他の例示的実施形態によれば、当該ケーブルビームは、互いに対して巻き付けられた前記第1のケーブル及び前記第2のケーブルを被覆する外側絶縁層を更に備える。
本発明の他の態様によれば、上記ケーブルビームを備える負荷回路が提供され、前記ケーブルビームは、当該負荷回路に直列接続され、前記ケーブルビームの前記第1の導体及び前記第2の導体の内の一方が正極として使用され、他方が負極として使用される。
本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体を被覆するPTC材料層とを備えるケーブルと、裸線とを備えるケーブルビームが提供される。前記ケーブルと前記裸線は、互いに対して巻き付けられ、それによって、前記PTC材料層が前記裸線と電気的に接触状態にあり、前記PTC材料層を介して前記導体及び前記裸線の内の一方から前記導体及び前記裸線の内の他方へ電流が流れることが出来る。
本発明の例示的実施形態によれば、前記PTC材料層は、押出成形によって前記導体上に形成される。
本発明の他の例示的実施形態によれば、当該ケーブルビームは、互いに対して巻き付けられた前記ケーブル及び前記裸線を被覆する外側絶縁層を更に備える。
本発明の他の態様によれば、上記ケーブルビームを備える負荷回路が提供され、上記ケーブルビームは、当該負荷回路上に直列接続され、前記導体及び前記裸線のうちの一方が正極として使用され、他方が負極として使用される。
本発明の他の態様によれば、ケーブルビームを製造する方法であって、第1の導体と、前記第1の導体を被覆する第1のPTC材料層とを備える第1のケーブルと、第2の導体と、前記第2の導体を被覆する第2のPTC材料層とを備える第2のケーブルとを提供するステップと、前記第1のケーブルと前記第2のケーブルを互いに対して巻き付け、それによって、前記第1のPTC材料層と前記第2のPTC材料層が互いに電気的に接触状態にあり、前記第1及び第2のPTC材料層を介して前記第1の導体から前記第2の導体へ電流が流れることが出来るステップを備える方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、ケーブルビームを製造する方法であって、裸線と、導体と前記導体を被覆するPTC材料層とを備えるケーブルとを提供するステップと、前記ケーブルと前記裸線とを互いに対して巻き付け、それによって、前記PTC材料層が前記裸線と電気的に接触状態にあり、前記PTC材料層を介して前記導体及び前記裸線の内の一方から前記導体及び前記裸線の内の他方へ電流が流れることが出来るステップを備える方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体を被覆するPTC材料層とを含むケーブルが提供される。
本発明の他の態様によれば、導体と、前記導体を被覆するPTC材料層とを備えるケーブルを製造する方法であって、前記導体を被覆する前記PTC材料層を形成するように、押出機によって前記導体上に溶融PTC材料を押し出すステップを備える方法が提供される。
本発明の上記の様々な例示的実施形態では、前記第1及び第2の導体と電気的に接続した前記PTC材料層(単数又は複数)を介して前記第1及び第2の導体の内の一方から他方へ電流が流れることが出来る。本発明では、前記第1及び第2の導体を過大な電流が流れると、前記第1及び第2のPTC材料層の温度及び抵抗が急速に上昇し、それによって、前記第1及び第2の導体を通る電流が、許容された電流値を下回るまで急速に減少する。従って、前記ケーブルビームは、電力伝送の機能を有するだけでなく、過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有する。それにより、本発明は、前記ケーブルビーム及び前記ケーブルビームと接続した様々な電気機器が過電流又は過熱によって焼切れることを効果的に防止する。
本発明の上記及びその他の特徴は、以下の添付の図面を参照してその例示的実施形態を詳述することによってより明らかになる。
本発明の第1の実施形態に係るケーブルビームの、互いに対して巻き付けられる前の2本のケーブルの長手方向の断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るケーブルビームの、互いに対して巻き付けられた2本のケーブルの説明図である。 図2に示す互いに対して巻き付けられた2本のケーブル上に外側絶縁層を形成する説明図である。 本発明の第2の実施形態に係るケーブルビームの、互いに対して巻き付けられる前のケーブルと裸線の長手方向の断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るケーブルビームの、互いに対して巻き付けられたケーブルと裸線の説明図である。 図5に示す互いに対して巻き付けられたケーブルと裸線上に外側絶縁層を形成する説明図である。
本開示の例示的実施形態は、添付の図面を参照して以下に詳細に記述され、同様の参照番号は、同様の部材を指す。しかしながら、本開示は、様々な形態で実施されてよく、本明細書に示す実施形態に限定されるものと見なされるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示を十分且つ完全なものとし、当業者に本開示の概念を十分に伝えるように提供されるものである。
以下の詳細な記述では、説明のために、開示された実施形態が十分に理解されるように、数多くの具体的な細部が示される。しかしながら、1つ以上の実施形態は、これら具体的な細部を備えずに実施されてもよいことは明らかである。その他の例では、図面を簡略化するために、既知の構造及びデバイスを概略的に示す。
本発明の一般的概念によれば、第1の導体と、第1の導体を被覆する第1のPTC材料層とを備える第1のケーブルと、第2の導体と、第2の導体を被覆する第2のPTC材料層とを備える第2のケーブルとを備えるケーブルビームが提供される。第1のケーブルと第2のケーブルは、互いに対して巻き付けられて、それによって、第1のPTC材料層と第2のPTC材料層が、互いに電気的に接触状態にあり、第1及び第2のPTC材料層を介して第1の導体から第2の導体へ電流が流れることが出来る。
ケーブルビームの第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係るケーブルビームの、互いに対して巻き付けられる前の2本のケーブル10,20の長手方向の断面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係るケーブルビームの、互いに巻き付けられた2本のケーブル10,20の説明図であり、図3は、図2に示す互いに巻き付けられた2本のケーブル10,20上に外側絶縁層30を形成する説明図である。
図1乃至図3に示すように、本発明の例示的実施形態では、ケーブルビームは、主に、第1のケーブル10と第2のケーブル20とを備える。
本発明の一実施形態では、図1に明瞭に示すように、第1のケーブル10は、第1の導体11と、第1の導体11を被覆する第1のPTC(正温度係数)材料層12とを備える。第2のケーブル20は、第2の導体21と、第2の導体21を被覆する第2のPTC材料層22とを備える。
本発明の一実施形態では、図2に明瞭に示すように、第1のケーブル10と第2のケーブル20は、互いに対して巻き付けられ、それによって、第1のPTC材料層12が第2のPTC材料層22と電気的に接触し、且つそれによって、第1及び第2のPTC材料層12,22を介して第1の導体11,21から第2の導体11,21へ電流が流れることが出来る。
本発明の一実施形態では、図3に明瞭に示すように、ケーブルビームは、互いに巻き付けられた第1のケーブル10と第2のケーブル20を被覆する外側絶縁層30を更に備えていてもよい。
本発明の一実施形態では、外側絶縁層30は、押出成形によって第1のケーブル10及び第2のケーブル20上に形成されてもよい。
本発明の一実施形態では、第1のPTC材料層12は、押出成形によって第1の導体11上に形成されてもよい。同様に、第2のPTC材料層22は、押出成形によって第2の導体21上に形成されてもよい。
本発明の一実施形態では、図3に示すケーブルビームを備える負荷回路も提供される。このケーブルビームは負荷回路上に直列接続され、負荷回路上の様々な電気機器(図示せず)に電力を伝送し、この様々な電気機器に対して過電流保護を行う。
図示の実施形態では、ケーブルビームの第1の導体11及び第2の導体21の内の一方は正極として使用され、他方は負極として使用される。例えば、第1のケーブル10の第1の導体11は、負荷回路上の第1の機器の電極(例えば、負極)に電気的に接続され、第2のケーブル20の第2の導体21は、負荷回路上の第2の電気機器の電極(例えば、正極)に電気的に接続される。このようにして、第1の電気機器の負極は、図3に示すケーブルビームを介して第2の電気機器の正極に電気的に接続される、即ち、第1の電気機器と第2の電気機器は、図3に示すケーブルビームによって電気的に直列接続される。この場合、負荷回路の通常の使用時では、電流は、ケーブルビームの第1の導体11と第2の導体21の間で伝送される。
一方、第1及び第2のPTC材料層12,22は、低温では非常に小さい抵抗を有し、正常の電流が通過することができる。それにより、通常の使用時には、第1及び第2のPTC材料層12,22は、低温且つ低抵抗の状態にあり、第1及び第2のPTC材料層12,22を介して第1の導体と第2の導体11,21の間を正常電流が流れることが出来、それによって、ケーブルビームによって互いに対して接続された電気機器は正常に動作することが出来る。
他方、第1及び第2のPTC材料層12,22は、高温では非常に大きな抵抗を有し、通過する電流を制限する。それにより、高過ぎる電流が第1の導体11、第2の導体21、第1のPTC材料層12、及び第2のPTC材料層22を流れると、第1のPTC材料層12及び第2のPTC材料層22の温度及び抵抗が急速に増大し、それによって、第1及び第2の導体11,21を通る電流は、許容された電流値を下回るまで急速に減少し、場合によってはゼロにまで減少する。
従って、本発明の上記実施形態では、ケーブルビームは、電力伝送の機能を有するだけでなく、過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有する。それにより、本発明は、ケーブルビーム及びケーブルと接続した様々な電気機器が過電流又は過熱によって焼切れることを効果的に防止することが出来る。
本発明の一実施形態では、第1のケーブル10及び第2のケーブル20は、円形、楕円形、正方形、8の字形又は任意の他の適切な形状の断面を有してもよい。
図1乃至図3に示す実施形態では、ケーブルビームは、一対の導体11,21のみを備える。しかしながら、本発明は、これに限定されず、ケーブルビームは、複数対の導体11,21を含んでもよい。
以下、図1乃至図3を参照して第1の実施形態に係るケーブルビームを製造する方法を詳述する。
本発明の一実施形態では、ケーブルビームを製造する方法が提供され、主に、
図1に示すように、第1の導体11と、前記第1の導体11を被覆する第1のPTC材料層12とを備える第1のケーブル10と、第2の導体21と、前記第2の導体21を被覆する第2のPTC材料層22とを備える第2のケーブル20とを提供するステップと、
図2に示すように、前記第1のケーブル10と前記第2のケーブル20を互いに対して巻き付け、それによって、前記第1のPTC材料層12と前記第2のPTC材料層22が互いに電気的に接触状態にあり、前記第1及び第2のPTC材料層12,22を介して前記第1の導体11から前記第2の導体21へ電流が流れることが出来るステップとを備える。
本発明の一実施形態では、上記方法は、互いに対して巻き付けられた前記第1のケーブル10及び前記第2のケーブル20上に外側絶縁層30を形成するステップを更に備えてもよい。
図1に示すように、本発明の一実施形態では、第1のケーブル10又は第2のケーブル20を製造する方法が、第1の導体11又は第2の導体21を被覆する第1のPTC材料層12又は第2のPTC材料層22を形成するように、押出機によって第1の導体11又は第2の導体21上に溶融PTC材料を押し出すステップを含んでもよい。
ケーブルビームの第2の実施形態
図4は、本発明の第2の実施形態に係るケーブルビームの、互いに対して巻き付けられる前のケーブル100及び裸線200の長手方向の断面図であり、図5は、本発明の第2の実施形態に係るケーブルビームの、互いに巻き付けられたケーブル100と裸線200の説明図であり、図6は、図5に示す互いに巻き付けられたケーブル100と裸線200上に外側絶縁層300を形成する説明図である。
図4乃至図6に示すように、本発明の例示的実施形態では、ケーブルビームは、主に、ケーブル100と裸線200とを備える。
本発明の一実施形態では、図4に明瞭に示すように、ケーブル100は、導体110と、導体110を被覆するPTC(正温度係数)材料層120とを備える。
本発明の一実施形態では、図5に明瞭に示すように、ケーブル100と裸線200は、互いに対して巻き付けられ、それによって、PTC材料層120が、裸線200と電気的に接触状態にあり、PTC材料層120を介して導体110と裸線200との間に電流が流れることが出来る。
本発明の一実施形態では、図6に明瞭に示すように、ケーブルビームは、互いに巻き付けられたケーブル100及び裸線200を被覆する外側絶縁層30を更に備えていてもよい。
本発明の一実施形態では、外側絶縁層300は、押出成形によってケーブル100と裸線200上に形成されてもよい。
本発明の一実施形態では、PTC材料層120は、押出成形によって導体110上に形成されてもよい。
本発明の一実施形態では、裸線200は、銅線、銅錫線、又は任意の他の適切な導線でもよい。
本発明の一実施形態では、図6に示すケーブルビームを備える負荷回路も提供される。このケーブルビームは負荷回路上に直列接続され、負荷回路上の様々な電気機器(図示せず)に電力を伝送し、この様々な電気機器に対して過電流保護を行う。
図示の実施形態では、導体110及び裸線200の内の一方は正極として使用され、他方は負極として使用される。例えば、ケーブル100の導体110は、負荷回路上の第1の機器の電極(例えば、負極)に電気的に接続され、裸線200は、負荷回路上の第2の電気機器の電極(例えば、正極)に電気的に接続される。このようにして、第1の電気機器の負極は、図6に示すケーブルビームを介して第2の電気機器の正極に電気的に接続される、即ち、第1の電気機器と第2の電気機器は、図6に示すケーブルビームによって電気的に直列接続される。この場合、負荷回路の通常の使用時では、電流は、ケーブルビームの導体110と裸線200との間で伝送される。
一方、PTC材料層120は、低温では非常に小さい抵抗を有し、正常電流が通過することが出来る。それにより、通常の使用時には、PTC材料層120は、低温且つ低抵抗の状態にあり、PTC材料層120を介して導体110と裸線200との間を正常電流が流れることが出来、それによって、ケーブルビームによって互いに対して接続された電気機器は、正常に動作することが出来る。
他方、PTC材料層120は、高温では非常に大きな抵抗を有し、通過する電流を制限する。それにより、高過ぎる電流が導体110、裸線200、及びPTC材料層120を流れると、PTC材料層120の温度及び抵抗が急速に上昇し、それによって、導体110及び裸線200を通る電流は、許容された電流値を下回るまで急速に減少し、場合によってはゼロにまで減少する。
従って、本発明の上記実施形態では、ケーブルビームは、電力伝送の機能を有するだけでなく、過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有する。それにより、本発明は、ケーブルビーム及びケーブルと接続した様々な電気機器が過電流又は過熱によって焼切れることを効果的に防止することが出来る。
本発明の一実施形態では、ケーブル100及び裸線200は、円形、楕円形、正方形、8の字形又は任意の他の適切な形状の断面を有してもよい。
以下、図4乃至図6を参照して第2の実施形態に係るケーブルビームを製造する方法を詳述する。
本発明の一実施形態では、ケーブルビームを製造する方法が提供され、主に、
図4に示すように、導体110と、前記導体11を被覆するPTC材料層120とを備えるケーブル100と、裸線200とを提供するステップと、
図5に示すように、前記ケーブル100と前記裸線200を互いに対して巻き付け、それによって、前記PTC材料層120が前記裸線200と電気的に接触状態にあり、前記PTC材料層120を介して前記導体110及び前記裸線200の内の一方から前記導体110及び前記裸線200のうちの他方へ電流が流れることが出来るステップとを備える。
本発明の一実施形態では、上記方法は、互いに対して巻き付けられた前記ケーブル100及び前記裸線200上に外側絶縁層300を形成するステップを更に備えてもよい。
図4に示すように、本発明の一実施形態では、前記ケーブル100を製造する方法が、前記導体110を被覆する前記PTC材料層120を形成するように、押出機によって前記導体110上に溶融PTC材料を押し出すステップを備えてもよい。
本発明の上記の様々な実施形態では、ケーブルビームは、既存の従来のケーブル処理技術を使用してPPTC(ポリマー正温度係数)材料及び導体によって作製される。必要に応じて、PTC材料層上に絶縁層が形成されてもよい。このケーブルビームは、電力伝送の機能を有するだけでなく、過電流、過電圧、及び過熱保護の機能も有する。このようにして、従来の独立した回路保護デバイス及びその付属物は、本発明のこのケーブルビームと取り換えられることが出来、独立した回路保護デバイス及びその付属物を取り付けるための設置空間を省くことが出来る。
当業者には、上記実施形態は一例であって、限定的なものではないことは理解されるはずである。例えば、上記実施形態に対しては、当業者によって多くの変更がなされてもよく、異なる実施形態に記述された様々な特徴は、構成又は原理において矛盾することなく互いに自由に組み合わされてもよい。
幾つかの例示的実施形態が図示及び記述されたが、当業者には、その範囲が特許請求の範囲及びその均等物に定義される本開示の原理及び精神から逸脱することなく、これらの実施形態において様々な変化又は変更がなされてもよいことは理解されるだろう。
本明細書で使用されているように、単数形で記載され「一つの(“a”)」又は「一つの(“an”)」という言葉に続く部材は、明言しない限りは複数の当該部材又はステップを除外しないものと理解されるべきである。更に、本発明の「一実施形態」との言及は、記載された特徴も取り入れる更なる実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図していない。更に、反することを明言しない限りは、特定の性質を有するひとつの部材又は複数の部材を「備える」又は「有する」実施形態は、その性質を有しない更なる当該部材を含んでもよい。

Claims (11)

  1. ケーブルビームであって、
    第1の導体(11)と、前記第1の導体(11)を被覆する第1のPTC材料層(12)とを備える第1のケーブル(10)と、
    第2の導体(21)と、前記第2の導体(21)を被覆する第2のPTC材料層(22)とを備える第2のケーブル(20)とを備え、
    前記第1のケーブル(10)と前記第2のケーブル(20)は、互いに対して巻き付けられ、それによって、前記第1のPTC材料層(12)と前記第2のPTC材料層(22)が互いに電気的に接触状態にあり、前記第1及び第2のPTC材料層(12,22)を介して前記第1の導体から前記第2の導体へ電流が流れることが出来るケーブルビーム。
  2. 前記第1のPTC材料層(12)は、押出成形によって前記第1の導体(11)上に形成され、及び/又は、
    前記第2のPTC材料層(22)は、押出成形によって前記第2の導体(21)上に形成される請求項1に記載のケーブルビーム。
  3. 互いに対して巻き付けられた前記第1のケーブル(10)及び前記第2のケーブル(20)を被覆する外側絶縁層(30)を更に備える請求項1に記載のケーブルビーム。
  4. ケーブルビームであって、
    導体(110)と、前記導体(110)を被覆するPTC材料層(120)と備えるケーブル(100)と、
    裸線(200)を含み、
    前記ケーブル(100)と前記裸線(200)は、互いに対して巻き付けられ、それによって、前記PTC材料層(120)と前記裸線(200)が互いに電気的に接触状態にあり、前記PTC材料層(120)を介して前記導体(110)及び前記裸線(200)の内の一方から他方へ電流が流れることが出来るケーブルビーム。
  5. 前記PTC材料層(120)は、押出成形によって前記導体(110)上に形成される請求項4に記載のケーブルビーム。
  6. 互いに対して巻き付けられた前記ケーブル(100)及び前記裸線(200)を被覆する外側絶縁層(300)を更に備える請求項4に記載のケーブルビーム。
  7. ケーブルビームを製造する方法であって、
    第1の導体(11)と、前記第1の導体(11)を被覆する第1のPTC材料層(12)とを備える第1のケーブル(10)と、第2の導体(21)と、前記第2の導体(21)を被覆する第2のPTC材料層(22)とを備える第2のケーブル(20)とを提供するステップと、
    前記第1のケーブル(10)と前記第2のケーブル(20)を互いに対して巻き付け、それによって、前記第1のPTC材料層(12)と前記第2のPTC材料層(22)が互いに電気的に接触状態にあり、前記第1及び第2のPTC材料層を介して前記第1の導体から前記第2の導体へ電流が流れることが出来るステップとを含む方法。
  8. 前記第1のPTC材料層(12)は、押出成形によって前記第1の導体(11)上に形成され、及び/又は、
    前記第2のPTC材料層(22)は、押出成形によって前記第2の導体(21)上に形成される請求項7に記載の方法。
  9. 互いに対して巻き付けられた前記第1のケーブル(10)及び前記第2のケーブル(20)上に外側絶縁層(30)を形成するステップを更に備える請求項7に記載の方法。
  10. ケーブルであって、
    導体(11)と、
    前記導体(11)を被覆するPTC材料層(12)を備えるケーブル。
  11. 前記PTC材料層(12)は押出成形によって前記導体(11)上に形成される請求項10に記載のケーブル。
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