JP2019102268A - 多芯ケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と、当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第一の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第一のユニットを含むコア電線と、
前記コア電線を覆うように形成された外被と、
を備えた多芯ケーブルであって、
前記導体の断面積が1.2mm2以上3.5mm2以下であり、
前記導体は硬銅線から構成されており、
前記絶縁層の外径が2.0mm以上3.6mm以下である。
複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第一の絶縁電線と、複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第二の絶縁電線とから形成されたコア電線と、
前記コア電線を覆うように形成された外被と、
を備えた多芯ケーブルであって、
前記第一の絶縁電線の前記導体の断面積が1.2mm2以上3.5mm2以下であり、
前記第一の絶縁電線の前記導体は、硬銅線から構成されており、
前記第一の絶縁電線の前記絶縁層の外径が2.0mm以上3.6mm以下であり、
前記第二の絶縁電線の前記導体の断面積が0.13mm2以上0.75mm2以下であり、
前記第二の絶縁電線の前記絶縁層の外径が1.0mm以上2.2mm以下であり、
前記第二の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第二のユニットが2本の前記第一の絶縁電線と撚り合わされることで前記コア電線が形成されている。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本実施形態に係る多芯ケーブルは、
(1)複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と、当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第一の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第一のユニットを含むコア電線と、
前記コア電線を覆うように形成された外被と、
を備えた多芯ケーブルであって、
前記導体の断面積が1.2mm2以上3.5mm2以下であり、
前記導体は硬銅線から構成されており、
前記絶縁層の外径が2.0mm以上3.6mm以下である。
(2)複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第一の絶縁電線と、複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第二の絶縁電線とから形成されたコア電線と、
前記コア電線を覆うように形成された外被と、
を備えた多芯ケーブルであって、
前記第一の絶縁電線の前記導体の断面積が1.2mm2以上3.5mm2以下であり、
前記第一の絶縁電線の前記導体は、硬銅線から構成されており、
前記第一の絶縁電線の前記絶縁層の外径が2.0mm以上3.6mm以下であり、
前記第二の絶縁電線の前記導体の断面積が0.13mm2以上0.75mm2以下であり、
前記第二の絶縁電線の前記絶縁層の外径が1.0mm以上2.2mm以下であり、
前記第二の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第二のユニットが2本の前記第一の絶縁電線と撚り合わされることで前記コア電線が形成されている。
前記コア電線は、断面積が0.13mm2以上0.75mm2以下の導体と、当該導体を覆うように形成され、その外径が1.0mm以上2.2mm以下の絶縁層とを含む第三の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第三のユニットをさらに含み、
前記第一の絶縁電線、前記第二のユニットおよび前記第三のユニットが互いに撚り合わされることで前記コア電線が形成されていてもよい。
前記外被は、前記コア電線の周囲を覆う第一の被覆層と、前記第一の被覆層の周囲を覆う第二の被覆層とから構成されていてもよい。
前記第一の被覆層は、前記第二の被覆層よりも柔らかい材料から構成されていてもよい。
前記第一の被覆層は、発泡材料から構成されていてもよい。
前記コア電線と前記外被との間に、前記コア電線の周囲に巻かれた状態で配置されたテープ部材をさらに備えていてもよい。
前記コア電線の周囲に紛体が塗布され、当該紛体が塗布された前記コア電線の周囲が前記外被で覆われていてもよい。
前記複数本の子撚り導体を撚り合わせる撚りピッチが2本の前記第一の絶縁電線の撚りピッチより小さく、且つ、2本の前記第一の絶縁電線の撚りピッチが前記複数本の子撚り導体の撚りピッチの4倍以下であってもよい。
以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る電気絶縁ケーブル10(多芯ケーブルの一例)の構成を示す断面図である。電気絶縁ケーブル10は、例えば、車両に搭載された電動ブレーキに用いられるものであり、ブレーキキャリパーを駆動するモータに電力を供給するためのケーブルとして用いることができる。電気絶縁ケーブル10は、特に、電動パーキングブレーキ(Electro Mechanical Parking Brake:EPB)に用いられるものである。
絶縁層4は二層でもよい。この場合、内層(導体3のすぐ外側の層)を25℃でのヤング率が700MPa以下の比較的柔らかい樹脂で形成し、外層を25℃でのヤング率が700MPaを超える比較的硬い樹脂で形成すると屈曲性向上の点で好ましい。
図1では、コア電線1の周囲にテープ6を巻き付ける態様を示しているが、コア電線1の周囲に必ずしもテープを巻かなくてもよい。シース7を除去してコア電線1を取り出すことが容易にできるのであれば、テープ6は必要ない。なお、テープ6の代わりに、離型剤(例えば、タルクなどの粉)をコア電線1とシース7との間に介在させてもよい。
次に、本発明の第二実施形態について図3を参照して説明する。なお、第一実施形態と同一構成の部分には同一符号を付すことで説明を省略する。図3は、第二実施形態に係る電気絶縁ケーブル30の断面を示している。本実施形態の電気絶縁ケーブル30は、電動ブレーキ(例えば、電動パーキングブレーキ)へ電力を供給する用途に加えて、他の用途として例えば車輪速センサからの電気信号を送信するために用いることができる。また、電気絶縁ケーブル30は、他の機器からの信号を車両ECU(Electronic Control Unit)に送信する用途や車両ECUからの信号を機器に送信する用途に用いられても良い。
次に、本発明の第三実施形態について図4を参照して説明する。なお、第一および第二実施形態と同一構成の部分には同一符号を付すことで説明を省略する。図4は、第三実施形態に係る電気絶縁ケーブル40の断面を示している。
サブユニット31とサブユニット41とが隣り合わず、図4に示すように、2本の絶縁電線2から見て反対側に両サブユニット31,41が振り分けられて配置されるのが好ましい。これにより、コア電線1Bの組み合わせ形状がケーブル長さ方向に安定し、電気絶縁ケーブル40の外形がケーブル長さ方向に安定する。
実施例1においては、軟銅線よりも破断強度の高い硬銅線である外径0.08mmの導体素線を50本撚り合わせて子撚り導体(撚線)5を形成し、その子撚り導体5を7本撚り合わせて撚撚線とし、外径1.9mmの導体3を形成した。この導体3の外周にポリエチレンからなる絶縁層4を被覆して外径2.7mmの絶縁電線2を形成した。二本の絶縁電線2を撚り合わせてコア電線1(対撚電線)とし、コア電線1の外周にポリウレタンからなるシース7(内部シース8と外部シース9の二層構造であり、内部シース8も外部シース9もポリウレタンからなる)を被覆して外径7.7mmの二芯の電気絶縁ケーブル10を作製した。シース7の厚さ(最も薄い部分)は、1.15mmとした。なお、子撚り導体5の撚りピッチは38mm(親撚り)とし、コア電線1の撚りピッチは85mmとした。絶縁電線2の許容電流は9.7mΩ/mであった。
(実施例2)
外径0.08mmの軟銅線を16本撚り合わせて子撚りとし、子撚り3本を撚り合わせて撚撚線とした。この撚撚線にポリエチレンを被覆して外径1.4mmの絶縁電線を作製した。この絶縁電線2本を対撚りしてサブユニット31とした。サブユニット31と2本の絶縁電線2(実施例1と同じ)を撚り合わせてコア電線1Aとした。コア電線1Aの外周にポリウレタンからなるシース7(内部シース8と外部シース9の二層構造であり、内部シース8も外部シース9もポリウレタンからなる)を被覆して四芯の電気絶縁ケーブル30(外径8.6mm)を作製した。シース7の厚さ(最も薄い部分)は、1.15mmとした。導体(子撚り導体5)の撚りピッチおよびコア電線1Aの撚りピッチは実施例1と同様とした。
(実施例3)
サブユニット31と同構成のサブユニット41を作製した。2本の絶縁電線2とサブユニット31と上述のサブユニット41とを撚り合わせてコア電線1Bとした。コア電線1Bの外周にポリウレタンからなるシース7(実施例1,2と同構成)を被覆して六芯の電気絶縁ケーブル40(外径9.3mm)を作製した。シース7の厚さ(最も薄い部分)は、1.15mmとした。導体(子撚り導体5)の撚りピッチおよびコア電線1Aの撚りピッチは実施例1と同様とした。
(実施例4)
絶縁電線(絶縁電線2に相当する電線)の絶縁層を二層で構成した以外は、実施例1と同様の構成の二芯の電気絶縁ケーブルを作製した。二層の絶縁層の内層(導体の外周に接する層)をEVA(比較的軟らかい樹脂)で形成し、外層をポリエチレン(比較的硬い樹脂)で形成した。なお、この絶縁層全体の厚さは、実施例1の一層の絶縁層の厚さと同じとした。
(実施例5)
絶縁電線(絶縁電線2に相当する電線)の絶縁層を二層で構成した以外は、実施例2と同様の構成の四芯の電気絶縁ケーブルを作製した。二層の絶縁層の内層(導体の外周に接する層)をEVA(比較的軟らかい樹脂)で形成し、外層をポリエチレン(比較的硬い樹脂)で形成した。なお、この絶縁層全体の厚さは、実施例1(実施例2も同様)の一層の絶縁層の厚さと同じとした。
(実施例6)
絶縁電線(絶縁電線2に相当する電線)の絶縁層を二層で構成した以外は、実施例3と同様の構成の六芯の電気絶縁ケーブルを作製した。二層からなる絶縁層の内層(導体の外周に接する層)をEVA(比較的軟らかい樹脂)で形成し、外層をポリエチレン(比較的硬い樹脂)で形成した。なお、この絶縁層全体の厚さは、実施例1(実施例3も同様)の一層の絶縁層の厚さと同じとした。
絶縁電線の導体を硬銅線に代えて軟銅線で構成した以外は、実施例1と同様の構成の二芯の電気絶縁ケーブルを作製した。
(比較例2)
絶縁電線の導体を硬銅線に代えて軟銅線で構成した以外は、実施例2と同様の構成の四芯の電気絶縁ケーブルを作製した。
(比較例3)
絶縁電線の導体を硬銅線に代えて軟銅線で構成した以外は、実施例3と同様の構成の六芯の電気絶縁ケーブルを作製した。
銅合金線から構成された外径0.08mmの素線を60本撚り合わせて子撚り導体(撚線)を形成し、その子撚り導体を7本撚り合わせて撚撚線とし、外径2.1mmの導体を形成した。この導体の外周にポリエチレンからなる絶縁層を被覆して外径2.9mmの絶縁電線を形成した。二本の絶縁電線を撚り合わせてコア電線(対撚電線)とし、コア電線の外周にポリウレタンからなるシースを被覆して外径8.2mmの電気絶縁ケーブルを作製した。シースの厚さ(最も薄い部分)は、1.15mmとした。この電気絶縁ケーブルの外径は実施例1と比べて6%太くなった。
(比較例5)
比較例4と同様の絶縁電線2本と実施例2と同様のサブユニットを撚り合わせて、実施例2と同様にシースを被覆して四芯の電気絶縁ケーブルを作製した。シースの厚さ(最も薄い部分)は、1.15mmとした。この電気絶縁ケーブルの外径は9.2mmであり、実施例2と比べて7%太くなった。
(比較例6)
比較例4と同様の絶縁電線2本と実施例3と同様の2つのサブユニットを撚り合わせて、実施例3と同様にシースを被覆して六芯の電気絶縁ケーブルを作製した。シースの厚さ(最も薄い部分)は、1.15mmとした。この電気絶縁ケーブルの外径は10.0mmであり、実施例3と比べて7%太くなった。
比較例4〜6では、銅合金線からなる子撚り導体は、実施例1の硬銅線からなる子撚り導体よりも径が太いため、子撚り導体の撚りピッチは45mmとし、コア電線の撚りピッチは85mmとした。
比較例4〜6の電気絶縁ケーブルの絶縁電線の許容電流は9.8mΩ/mであった。
ISO 14572:2011(E)5.9に規定される屈曲試験をベースにして電気絶縁ケーブルの耐屈曲性を評価した。この屈曲試験においては、図5に示すように、ケーブルCを一対のマンドレル61(マンドレル61の直径は40mm)の間に通しケーブルCを垂れ下がらせ、ケーブルCの上端をチャック62で把持し、ケーブルCの下端に2kgの重り63を取り付けた。−30℃の環境下において、マンドレル61同士の間を中心とした円周に沿ってチャック62を振り子状に振ることにより、ケーブルCをそれぞれのマンドレル61側へ−90°から+90°となるような曲げを繰り返し作用させた。ケーブルCを構成する絶縁電線(第一の絶縁電線)の導体が破断するまで(導体の抵抗値の減少率が5%を超えるまで)の曲げ回数を調べた。なお、曲げ回数は、ケーブルCが垂直な状態から開始して、ケーブルCを+90°から−90°まで曲げて再び垂直な状態に戻すまでを1回と数えた。
実施例1では、7万回の屈曲試験後においても二芯の電気絶縁ケーブル10の導体3の破断は生じなかった。また、実施例2と実施例3の電気絶縁ケーブルについても、それぞれ、7万回の屈曲試験後においても導体3の破断は生じなかった。実施例4〜6の電気絶縁ケーブルは、20万回の屈曲試験後においても導体3の破断は生じなかった。実施例4〜6では、絶縁層を二層として内層を比較的柔らかい樹脂で形成し外層を比較的硬い樹脂で形成することで、屈曲性がさらに向上した。
これに対して、比較例1では、1万回に満たない屈曲回数で二芯の電気絶縁ケーブルの導体の破断が生じた。また、比較例2と比較例3の電気絶縁ケーブルでも、それぞれ、1万回に満たない屈曲回数で導体の破断が生じた。これにより、実施例1〜6が比較例1〜3よりも屈曲性について優れた耐性を有していることが確認できた。
比較例4では、10万回以上の屈曲試験後においても二芯の電気絶縁ケーブルの導体の破断は生じなかった。また、比較例5と比較例6の電気絶縁ケーブルでも、それぞれ、10万回以上の屈曲試験後においても導体の破断は生じなかった。これにより、実施例1〜6と比較例4〜6は優れた耐屈曲性を有していることが確認できた。なお、上述の通り、実施例1〜6の電気絶縁ケーブル10の外径は、比較例4〜6に対して6〜7%も細径化できている。
以上の結果により、実施例1〜6はケーブルの細径化と屈曲耐性の向上との両立が達成できていることが確認できた。
図1は、本発明の第一実施形態に係る電気絶縁ケーブル10(多芯ケーブルの一例)の構成を示す断面図である。電気絶縁ケーブル10は、例えば、車両に搭載された電動ブレーキに用いられるものであり、ブレーキキャリパーを駆動するモータに電力を供給するためのケーブルとして用いることができる。電気絶縁ケーブル10は、特に、電動パーキングブレーキ(Electric Parking Brake:EPB)に用いられるものである。
Claims (9)
- 複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と、当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第一の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第一のユニットを含むコア電線と、
前記コア電線を覆うように形成された外被と、
を備えた多芯ケーブルであって、
前記導体の断面積が1.2mm2以上3.5mm2以下であり、
前記導体は、硬銅線から構成されており、
前記絶縁層の外径が2.0mm以上3.6mm以下である、多芯ケーブル。 - 複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第一の絶縁電線と、複数本の導体素線により形成された子撚り導体が複数本撚り合わされて形成された導体と当該導体を覆うように形成された絶縁層とを含む第二の絶縁電線とから形成されたコア電線と、
前記コア電線を覆うように形成された外被と、
を備えた多芯ケーブルであって、
前記第一の絶縁電線の前記導体の断面積が1.2mm2以上3.5mm2以下であり、
前記第一の絶縁電線の前記導体は、硬銅線から構成されており、
前記第一の絶縁電線の前記絶縁層の外径が2.0mm以上3.6mm以下であり、
前記第二の絶縁電線の前記導体の断面積が0.13mm2以上0.75mm2以下であり、
前記第二の絶縁電線の前記絶縁層の外径が1.0mm以上2.2mm以下であり、
前記第二の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第二のユニットが2本の前記第一の絶縁電線と撚り合わされることで前記コア電線が形成されている、多芯ケーブル。 - 前記コア電線は、断面積が0.13mm2以上0.75mm2以下の導体と、当該導体を覆うように形成され、その外径が1.0mm以上2.2mm以下の絶縁層とを含む第三の絶縁電線が2本撚り合わされて形成された第三のユニットをさらに含み、
前記第一の絶縁電線、前記第二のユニットおよび前記第三のユニットが互いに撚り合わされることで前記コア電線が形成されている、請求項2に記載の多芯ケーブル。 - 前記外被は、前記コア電線の周囲を覆う第一の被覆層と、前記第一の被覆層の周囲を覆う第二の被覆層とから構成されている、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。
- 前記第一の被覆層は、前記第二の被覆層よりも柔らかい材料から構成されている、請求項4に記載の多芯ケーブル。
- 前記第一の被覆層は、発泡材料から構成されている、請求項4または請求項5に記載の多芯ケーブル。
- 前記コア電線と前記外被との間に、前記コア電線の周囲に巻かれた状態で配置されたテープ部材をさらに備えている、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 前記コア電線の周囲に紛体が塗布され、当該紛体が塗布された前記コア電線の周囲が前記外被で覆われている、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
- 前記複数本の子撚り導体を撚り合わせる撚りピッチが2本の前記第一の絶縁電線の撚りピッチより小さく、且つ、2本の前記第一の絶縁電線の撚りピッチが前記複数本の子撚り導体の撚りピッチの4倍以下である、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
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