JP2017111895A - 多芯ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】複数信号を送信可能で、薄くかつ捻回に耐える多芯ケーブルを提供する。【解決手段】複数本のコア電線を備えた多芯ケーブル１において、複数本のコア電線が束ねられた電線束が複数形成され、複数の電線束１０，２０の径が互いに実質的に等しく、一定の間隔をあけて並列された複数の電線束１０，２０同士が一体的に外被３０で覆われている。外被３０において、複数の電線束１０，２０の間の部分に多芯ケーブル１の長手方向に沿って互いに対向する一対のノッチ３１が設けられ、外被３０の外面は、一対のノッチ３１が設けられた面に挟まれる部分が円弧状をなすように形成されている。一の電線束１０に含まれるコア電線の撚り合わせ方向Ｃ１は、他の電線束２０に含まれるコア電線の撚り合わせ方向Ｃ２と逆向きである。【選択図】図１

Description

本発明は、複数本の電線を有する多芯ケーブルに関する。

特許文献１は、エレベータケーブルに用いる平形ケーブルに関する発明であって、３組６本のケーブルコアと、当該ケーブルコアの各組の間に配置された２本の補強用ワイヤを一列に配列して、これらの周囲をビニル樹脂等のシースで被覆したものが開示されている。シースには、補強用ワイヤに沿った位置に、端末処理用等のための溝（ノッチ）が形成されている。

特開平８−３３９７２５号公報

単純な丸型ケーブルではない異形形状の多芯ケーブルとして、上記の特許文献１に開示のような平形ケーブルの例があるが、電力の送電のみや単一の信号を送信する等の目的のために用いられる簡便な構造のものが一般的であった。

本発明は、複数信号を送信可能で、薄くかつ捻回に耐える多芯ケーブルを提供することを目的とする。

本発明の多芯ケーブルは、
複数本のコア電線を備えた多芯ケーブルであって、
前記複数本のコア電線が束ねられた電線束が複数形成され、
当該複数の電線束の径が互いに実質的に等しく、
一定の間隔をあけて並列された前記複数の電線束同士が一体的に外被で覆われ、
前記外被において、前記複数の電線束の間の部分に前記多芯ケーブルの長手方向に沿って互いに対向する一対のノッチが設けられ、
前記外被の外面は、前記一対のノッチが設けられた面に挟まれる部分が円弧状をなすように形成され、
前記複数の電線束のうち一の電線束に含まれるコア電線の撚り合わせ方向は、前記一の電線束と隣り合う他の電線束に含まれるコア電線の撚り合わせ方向と逆向きである。

本発明によれば、複数信号を送信可能で、薄くかつ捻回に耐える多芯ケーブルを提供することができる。

本発明の実施形態に係る多芯ケーブルの一例を示す断面図である。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルは、
（１）複数本のコア電線を備えた多芯ケーブルであって、
前記複数本のコア電線が束ねられた電線束が複数形成され、
当該複数の電線束の径が互いに実質的に等しく、
一定の間隔をあけて並列された前記複数の電線束同士が一体的に外被で覆われ、
前記外被において、前記複数の電線束の間の部分に前記多芯ケーブルの長手方向に沿って互いに対向する一対のノッチが設けられ、
前記外被の外面は、前記一対のノッチが設けられた面に挟まれる部分が円弧状をなすように形成され、
前記複数の電線束のうち一の電線束に含まれるコア電線の撚り合わせ方向は、前記一の電線束と隣り合う他の電線束に含まれるコア電線の撚り合わせ方向と逆向きである。

本発明の多芯ケーブルでは、電線束を複数形成して並列することで、一つの束にするよりもケーブルを薄くすることができ、捻回性に優れている。また、別々にされた電線束に別々のコネクタが取り付けられることがあり、その場合、ケーブルの端部でケーブル外被を割いて電線束ごとに分けることが要求されるが、本構成によれば、ノッチを設けることでケーブルの端部で外被を割くことができる。さらに、ケーブルの外被の側面を電線束に沿った形状とすることで、外被を極力薄くしてケーブルを軽くすることができる。また、外被のエッジが欠けるおそれがない。

（２）各電線束に含まれる前記複数本のコア電線の撚りピッチは、前記各電線束の外径の１３倍以上２３倍以下であることが好ましい。
この構成によれば、断線しにくく機械特性に優れた多芯ケーブルを提供することができる。

（３）前記複数の電線束のうち一の電線束に含まれるコア電線は、その数、太さおよび構造の少なくとも一つが前記一の電線束と隣り合う他の電線束に含まれるコア電線とは異なることが好ましい。
（４）各電線束には、太さおよび構造が異なるコア電線が混在して含まれていることが好ましい。
これらの構成によれば、多芯ケーブルの電線束ごとにコネクタを付けることができる。

（５）各電線束の周囲に金属細線が横巻きされることで前記各電線束がシールドされていることが好ましい。
この構成によれば、細径化を維持できるとともに、柔軟性に優れた多芯ケーブルを提供できる。

（６）前記複数の電線束のうち一方の電線束は、その周囲に金属細線が横巻きされることでシールドされ、他方の電線束は、その周囲に金属細線が編組されることでシールドされていることが好ましい。
各電線束に含まれる電線種に応じてシールド方法を選択することで、実使用時の機械特性に優れた多芯ケーブルを提供することができる。

（７）前記金属細線が横巻きされる際の横巻ピッチは、各電線束の外径の５倍以上７倍以下であることが好ましい。
この構成によれば、断線しにくく機械特性に優れた多芯ケーブルを提供することができる。

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は本実施形態の多芯ケーブルの断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル１は、複数の電線束（ここでは、第一の電線束１０および第二の電線束２０）を備えている。

第一の電線束１０は、信号線、絶縁電線、同軸電線、対撚線等の異なる線種のコア電線を含んでいる。図１に示すように、第一の電線束１０には、太さおよび構造が異なるコア電線１１〜１４（例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）プラグ接続用のコア電線１１やＡＵＸ（Auxiliary）プラグ接続用のコア電線１３）が含まれている。

複数本のコア電線１１〜１４は、多芯ケーブル１の断面において一部のコア電線が外接円を有する形状をなすように配置されて束ねられている。例えば、図１において、コア電線１１〜１４のうち、コア電線１１および１２が内側に配置されるとともにその周囲にコア電線１３および１４が同一円周上に配置されている。このように配置されたコア電線１１〜１４は、その集合方向（撚り合わせ方向）Ｃ１が図１に示すように反時計回り方向となるように集合されている。

また、第一の電線束１０に含まれる複数本のコア電線１１〜１４は、その撚りピッチが第一の電線束１０（後述の抑え巻１５やシールド層１６は含まない）の外径Ｄ１の１３倍以上２３倍以下となるように集合されている。ここで、撚りピッチとは、多芯ケーブル１の軸方向に沿って一本のコア電線が一回転する間に進む距離のことを示す。例えば、第一の電線束の外径Ｄ１が１．５ｍｍである場合、コア電線１１〜１４の撚りピッチは２０〜３５ｍｍ程度であることが好ましい。撚りピッチが外径Ｄ１の１３倍よりも小さいと、必要となるコア電線１１〜１４が長くなってコストや重量が増大するとともに電線束１０の細径化や屈曲性の点で好ましくない。一方、撚りピッチが外径Ｄ１の２３倍よりも大きいと、コア電線１１〜１４が浮き上がること等により、コア電線１１〜１４（特に絶縁電線）のキンクが発生する可能性がある。したがって、第一の電線束１０の外径Ｄ１に対するコア電線１１〜１４の撚りピッチを上記範囲とすることで、細径や良好な屈曲性を維持したままで、多芯ケーブル１の実使用時の複雑な動きによるコア電線１１〜１４の断線を防止することができる。

複数本のコア電線１１〜１４が外接円をなす形状を有するように配置された束ねられた第一の電線束１０の周囲には、例えばテープが螺旋状に巻き付けられることで抑え巻１５が形成されている。抑え巻１５を構成するテープとしては、例えば、樹脂（ＰＥＴ）テープを用いることが好ましい。なお、抑え巻１５としての樹脂テープを用いる代わりに、金属樹脂テープを電線束の周囲に巻き付けて後述のシールド層１６としての機能を持たせても良い。

第一の電線束１０の周囲に巻き付けられた抑え巻１５は、その周囲がシールド層１６により覆われている。シールド層１６は、例えば金属細線が横巻きにより抑え巻１５の周囲に巻回されることで形成されている。このシールド層１６において、金属細線を横巻きする際の横巻ピッチは、第一の電線束１０の外径Ｄ１の５倍以上７倍以下となるようにすることが好ましい。ここで、横巻ピッチとは、多芯ケーブル１の軸方向に沿って一本の金属細線が一回転する間に進む距離のことを示す。例えば、第一の電線束の外径Ｄ１が１．５ｍｍである場合、シールド層１６の横巻ピッチは７．５〜１０．５ｍｍ程度であることが好ましい。横巻ピッチが外径Ｄ１の５倍よりも小さいと、必要となる金属細線が長くなってコストや重量が増大するとともに多芯ケーブル１の細径化や屈曲性の点で好ましくない。一方、横巻ピッチが外径Ｄ１の７倍よりも大きいと、実使用時に金属細線が断線しこれによりコア電線１１〜１４の断線が誘発される可能性が高い。したがって、第一の電線束１０の外径Ｄ１に対する金属細線（シールド層１６）の横巻ピッチを上記範囲とすることで、細径や良好な屈曲性を維持したままで、コア電線１１〜１４や金属細線の断線を防止することができる。なお、シールド層１６は、金属樹脂テープを巻き付けたものでもよく、金属細線を素線として編組したものでもよい。

第二の電線束２０は、信号線、絶縁電線、同軸電線、対撚線等の異なる線種のコア電線を含んでいる。図１に示すように、第二の電線束２０には、太さおよび構造が異なるコア電線２１，２２（例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）プラグ接続用のコア電線）が含まれている。

複数本のコア電線２１，２２は、多芯ケーブル１の断面において一部のコア電線が外接円を有する形状をなすように配置されて束ねられている。例えば、図１において、コア電線２１，２２のうち、コア電線２１が内側に配置されるとともにその周囲にコア電線２２が同一円周上に配置されている。このように配置されたコア電線２１，２２は、その集合方向（撚り合わせ方向）Ｃ２が図１に示すように第一の電線束１０の集合方向（撚り合わせ方向）Ｃ１とは逆向き（時計回り方向）となるように集合されている。

第二の電線束２０（後述の抑え巻２５やシールド層２６は含まない）の外径Ｄ２は、第一の電線束１０の外径Ｄ１と実質的に等しいものである。また、第二の電線束２０に含まれる複数本のコア電線２１，２２は、その撚りピッチが第二の電線束２０（後述の抑え巻２５やシールド層２６は含まない）の外径Ｄ２の１３倍以上２３倍以下となるように集合される。第二の電線束２０の外径Ｄ２に対するコア電線２１，２２の撚りピッチを上記範囲とすることで、細径を維持したままで、多芯ケーブル１の実使用時の複雑な動きによるコア電線２１，２２の断線を防止することができる。

複数本のコア電線２１，２２が外接円をなす形状を有するように配置された束ねられた第二の電線束２０の周囲には、例えばテープが螺旋状に巻き付けられることで抑え巻２５が形成されている。抑え巻２５としては、第一の電線束１０を覆う抑え巻１５と同様の樹脂テープ（金属樹脂テープ）を用いることができるが、異種のテープを用いても良い。

第二の電線束２０の周囲に巻き付けられた抑え巻２５は、その周囲がシールド層２６により覆われている。抑え巻２５を覆うシールド層２６は、金属細線が横巻きにより抑え巻２５の周囲に巻回されることで形成されている。このシールド層２６において、金属細線を横巻きする際の横巻ピッチは、第二の電線束２０の外径Ｄ２の５倍以上７倍以下となるようにすることが好ましい。これにより、細径や良好な屈曲性を維持したままで、コア電線２１，２２や金属細線の断線を防止することができる。なお、第二の電線束２０の周囲のシールド層２６は、金属細線を編み込んだ編組を抑え巻２５の周囲に被せることで形成されてもよい。金属細線の編組を採用することで機械的強度に優れたシールド層２６を形成することができる。第一の電線束１０のシールド層１６と第二の電線束２０のシールド層２６を異種のシールド層としてもよい。

抑え巻１５およびシールド層１６により覆われた第一の電線束１０と、抑え巻２５およびシールド層２６により覆われた第二の電線束２０とは、互いに一定の間隔を空けて並列して配置されており、その周囲が一括して外被３０で覆われている。外被３０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン、シリコーン等の樹脂材料により形成することができる。外被３０において、第一の電線束１０と第二の電線束２０との間の部分には、多芯ケーブル１の長手方向に沿って互いに対向する一対のノッチ（切れ込み）３１が設けられている。当該ノッチ３１により、多芯ケーブル１の屈曲性や捻回性が良好に保たれる。また、別々にされた電線束１０，２０に別々のコネクタが取り付けられることがあり、その場合、多芯ケーブル１の端部で外被３０を割いて電線束ごとに分けることが要求される。この要求に応えるため、本実施形態の多芯ケーブル１は、外被３０にノッチ３１を設けることで多芯ケーブル１の端部で外被３０を割くことができる。

また、外被３０は、その外面において、一対のノッチ３１が設けられた面を上下面とし当該上下面で挟まれる面を側面とした場合に、当該側面（一対のノッチ３１が設けられた面に挟まれる部分）が円形の電線束１０，２０の形状に合わせて円弧状をなすように形成されている。外被３０の側面を電線束１０，２０に沿った形状とすることで、外被３０を極力薄くして多芯ケーブル１を軽くすることができる。また、外被３０のエッジが欠けるおそれがない。このようにして、第一の電線束１０と第二の電線束２０を備えた平形の多芯ケーブル１が作製される。

以上説明したように、それぞれ含まれる電線の線種が異なる第一の電線束１０と第二の電線束２０とを外被３０により一括被覆して複合することで、ＨＤＭＩ信号、ＵＳＢ信号、ＡＵＸ信号といった複数の信号を送信可能な多芯ケーブル１を作製することができる。電線束１０，２０を複数形成して並列することで、一つの束にするよりもケーブルを薄くすることができ、捻回性に優れている。また、図示のように多芯ケーブル１に含まれる電線束が二つ（第一の電線束１０と第二の電線束２０）の場合には、各コア電線の集合方向を左右対称とすることで、線癖がつきにくく機械特性に優れた多芯ケーブル１を提供することができる。さらに、各電線束１０，２０に含まれる電線種に応じてシールド層１６，２６の形成方法（横巻き、あるいは編組）を選択することで、機械特性やシールド特性により優れた多芯ケーブル１とすることができる。

なお、第一の電線束１０と第二の電線束２０にそれぞれ含まれるコア電線の線種や、本数、配置等は図示の例に限定されるものではない。また、電線束１０，２０は断面が略真円状に形成されているが、楕円状や角状であってもよい。

上記実施形態において説明した多芯ケーブルの実施例について以下に説明する。
例１（比較例）および例２（実施例）として、図１に示す形状の多芯ケーブルを製造した。複数本の電線を束ねて形成した電線束（外径１．５ｍｍ）の周囲に抑え巻として樹脂テープを巻きつけ、その周囲に金属細線を横巻きして配してシールド層を形成した。二つの電線束を並列してポリ塩化ビニルをその周囲に押出被覆して外被とした。多芯ケーブルは図１に示す形状で、並列面に平行な上下の面はフラットな面として、電線束の間の部分は前記フラットな面からケーブルの中に向けて外被が落ち込む部分（ノッチ）とした。ケーブルの側面は電線束（断面が円形）に沿って円弧状とした。各電線束の集合方向は逆向きとした。例１においては、各電線束に含まれる電線の撚りピッチを４０ｍｍとし、シールド層をなす金属細線の横巻ピッチを１２ｍｍとした（各電線束（二束）とも同じピッチとした）。一方、例２は、電線の撚りピッチおよび金属細線の横巻ピッチともに例１よりも小さくしたものであって、電線の撚りピッチを２７ｍｍとし、金属細線の横巻ピッチを９ｍｍとした（こちらも各電線束（二束）とも同じピッチとした）。例１および例２の集合体について、それぞれ捻回試験を行った。捻回試験は、多芯ケーブルを鉛直に置き、ケーブルの上下をクランプで把持した。クランプ間のケーブルには２００ｇ（２Ｎ）の張力を負荷した。上のクランプを固定し、下のクランプを±３６０度、３０回／分の速度で捻回させ、多心ケーブルのいずれかのコア電線に断線が生じるまでの回数を測定した。その結果（平均値）を表１に示す。

表１に示されるように、電線の撚りピッチおよび金属細線の横巻ピッチを従来よりも小さくした例２では、例１に比べて捻回試験回数が大幅に改善されたことが確認できた。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができる。

１：多芯ケーブル
１０：第一の電線束
１１〜１４：コア電線
１５：抑え巻
１６：シールド層
２０：第二の電線束
２１，２２：コア電線
２５：抑え巻
２６：シールド層
３０：外被
３１：ノッチ

Claims (7)

1. 複数本のコア電線を備えた多芯ケーブルであって、
   前記複数本のコア電線が束ねられた電線束が複数形成され、
   当該複数の電線束の径が互いに実質的に等しく、
   一定の間隔をあけて並列された前記複数の電線束同士が一体的に外被で覆われ、
   前記外被において、前記複数の電線束の間の部分に前記多芯ケーブルの長手方向に沿って互いに対向する一対のノッチが設けられ、
   前記外被の外面は、前記一対のノッチが設けられた面に挟まれる部分が円弧状をなすように形成され、
   前記複数の電線束のうち一の電線束に含まれるコア電線の撚り合わせ方向は、前記一の電線束と隣り合う他の電線束に含まれるコア電線の撚り合わせ方向と逆向きである、多芯ケーブル。
2. 各電線束に含まれる前記複数本のコア電線の撚りピッチは、前記各電線束の外径の１３倍以上２３倍以下である、請求項１に記載の多芯ケーブル。
3. 前記複数の電線束のうち一の電線束に含まれるコア電線は、その数、太さおよび構造の少なくとも一つが前記一の電線束と隣り合う他の電線束に含まれるコア電線とは異なる、請求項１または請求項２に記載の多芯ケーブル。
4. 各電線束には、太さおよび構造が異なるコア電線が混在して含まれている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
5. 各電線束の周囲に金属細線が横巻きされた状態で前記各電線束がシールドされている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
6. 前記複数の電線束のうち一方の電線束は、その周囲に金属細線が横巻きされた状態でシールドされ、他方の電線束は、その周囲に金属細線が編組された状態でシールドされている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
7. 前記金属細線が横巻きされた状態での横巻ピッチは、各電線束の外径の５倍以上７倍以下である、請求項５または請求項６に記載の多芯ケーブル。
   

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