JP2020087692A

JP2020087692A - ケーブル

Info

Publication number: JP2020087692A
Application number: JP2018219976A
Authority: JP
Inventors: 晋太郎原田; Shintaro Harada
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-06-04

Abstract

【課題】簡易な構造で可撓性と遮水性の両立を図ることができるケーブルを提供する。【解決手段】ケーブル１は、可撓性及び導電性を有する導体２と、導体２の外周側に積層され、可撓性及び絶縁性を有する絶縁体４と、絶縁体４の最外周に形成されるシース１０と、シース１０の内周側に積層され、可撓性を有する遮水体８と、シース１０と遮水体８との間に積層され、可撓性を有する防水体９とを備える。遮水体８は、吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成される。防水体９は、樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブルに関する。

従来のケーブルでは、内部に水が侵入すると、水トリーが発生する場合がある。そのため、シースの外周がコルゲート加工された金属外装で被覆されたケーブルや、シースの内周側にアルミラミネートテープが巻回された遮水構造を有するケーブルがある。

また、ケーブルには、シースの内周側が、吸水膨潤性を有する樹脂組成物や走水防止用テープで形成されたものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００５−４８０８０号公報特開２００６−１６４８１３号公報特開２０１６−３５０６０号公報

ところで、金属外装で被覆されたケーブルは、一定の可撓性及び遮水性を有するが、それでも曲げにくく、ケーブル施工時の作業性が必ずしも良好とは言えない。一方、アルミラミネートテープを利用した遮水構造を有するケーブルは、製造が難しい上に、例えば、アルミラミネートテープの周方向の両端部の融着不足により遮水性能がばらつくおそれがある。また、ケーブルの曲げによりアルミラミネートテープにしわが発生して、水が侵入するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、簡易な構造で可撓性と遮水性の両立を図ることができるケーブルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るケーブルは、可撓性及び導電性を有する導体と、前記導体の外周側に積層され、可撓性及び絶縁性を有する絶縁体と、前記絶縁体の最外周に形成されるシースと、前記シースの内周側に積層され、可撓性を有する遮水体と、前記シースと前記遮水体との間に積層され、可撓性を有する防水体と、を備え、前記遮水体は、吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成され、前記防水体は、樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する、ことを特徴とする。

上記ケーブルにおいて、前記粘土鉱物の粉末は、２０μｍ以下の粒径を有する、ものである。

上記目的を達成するために、本発明に係るケーブルは、複数の素線で形成され、可撓性及び導電性を有する導体と、前記導体の外周に積層され、可撓性及び半導電性を有する内部半導電体と、前記内部半導電体の外周に積層され、可撓性及び絶縁性を有する絶縁体と、前記絶縁体の外周に積層され、可撓性及び半導電性を有する外部半導電体と、前記外部半導電体の外周に巻回された銅製テープで形成される遮蔽体と、前記遮蔽体の外周に巻回された不織布テープで形成される繊維体と、前記繊維体の外周に積層され、可撓性を有する遮水体と、前記遮水体の外周に積層され、可撓性を有する防水体と、前記防水体の外周に積層されるシースと、を備え、前記遮水体は、吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成され、前記防水体は、樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する、ことを特徴とする。

本発明に係るケーブルによれば、簡易な構造で可撓性と遮水性の両立を図ることができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るケーブルの概略構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るケーブルの概略構成を示す断面図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、実施形態に係るケーブルの遮水の仕組みを説明するための模式図である。

以下に、本発明に係るケーブルの実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るケーブルの概略構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るケーブルの概略構成を示す断面図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、実施形態における防水の仕組みを説明するための模式図である。なお、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３（Ａ）は、ケーブルのシースに生じた損傷に液体が付着した状態、図３（Ｂ）は、シース下の防水体が含有する粘土鉱物の粉末が損傷箇所を塞いだ状態を示す。

ケーブル１は、例えば、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル（ＣＶケーブル）である。ＣＶケーブルは、例えば、電力用ケーブルとして、離間して配置された高圧電源と配電盤とを電気的に接続することができる。本実施形態のケーブル１は、図１及び図２に示すように、導体２と、内部半導電体３と、絶縁体４と、外部半導電体５と、遮蔽体６と、繊維体７と、遮水体８と、防水体９と、シース１０とを備える。ケーブル１は、中心となる導体２からケーブル１の半径方向外側に向けて、内部半導電体３、絶縁体４、外部半導電体５、遮蔽体６、繊維体７、遮水体８、防水体９、及びシース１０が順に積層されている。

導体２は、導電性を有する金属線材、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の素線（不図示）を複数束ねて構成される。素線は、例えば、１ｍｍ以上の直径を有する。すなわち、導体２は、１ｍｍ以上の直径を有する複数の素線により構成される。導体２は、ケーブル１の曲がりに追従して曲がるものであることが好ましい。すなわち、導体２は、可撓性を有することが好ましい。

内部半導電体３及び外部半導電体５は、ケーブル１における半導電層である。内部半導電体３及び外部半導電体５は、例えば、繊維質（布）テープの導電材料を塗りつけたもの、または、ポリエチレンにカーボンを混入して押出成形したもの、または、これらを組み合わせたもので構成される。内部半導電体３及び外部半導電体５は、可撓性を有することが好ましい。内部半導電体３は、導体２の外周に積層される。外部半導電体５は、絶縁体４の外周に積層される。

絶縁体４は、絶縁層であり、ケーブル１における導体２の外周側に積層される。絶縁体４は、絶縁性を有する熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレン等により構成される。絶縁体４は、ケーブル１の曲がりに追従して曲がるものであること、すなわち可撓性を有することが好ましい。

遮蔽体６は、ケーブル１における遮蔽層であり、外部半導電体５の外周に巻回された銅製テープで形成される。なお、遮蔽体６は、銅製テープに限らず、銅ワイヤ、アルミテープであってもよい。

繊維体７は、例えば、遮蔽体６の外周に巻回された不織布テープで形成される。なお、繊維体７は、不織布テープに限らず、布テープであってもよい。

遮水体８は、ケーブル１における遮水層であり、シース１０の内周側に積層される。具体的には、遮水体８は、繊維体７の外周に積層される。本実施形態の遮水体８は、吸水率の低い樹脂材料、例えば、吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成される。１．０パーセント以下の吸水率を有する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン（吸水率＝０．０１パーセント以下）、ポリプロピレン（吸水率＝０．１パーセント以下）、ナイロン等のポリアミド系樹脂（吸水率＝１．０パーセント以下）等があるが、これらに限定されるものではない。遮水体８は、例えば、ケーブル１の外径に対して０．０３〜０．１パーセント程度の割合の層厚を有する。遮水体８は、ケーブル１の曲がりに追従して曲がるものであること、すなわち可撓性を有することが好ましい。

防水体９は、ケーブル１における防水層であり、シース１０と遮水体８との間に積層される。具体的には、防水体９は、遮水体８の外周に積層される。本実施形態の防水体９は、樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有するものである。防水体９の基材となる樹脂は、例えば、ポリスチレン等である。粘土鉱物は、吸水膨潤性に優れたものが好ましく、例えば、モンモリロナイトを主成分とするベントナイト等が好ましい。防水体９は、例えば、遮水体８が形成されたケーブル１の外周面に粘土鉱物の粉末をまんべんなく塗布されたものであってもよい。また、防水体９は、粘土鉱物の粉末をＰＳ（ポリスチレン）テープと水溶性フィルム（例えば、日本合成化学製のハイセロン）で挟み込んだ複合テープが、水溶性フィルム側を外側に向けた状態で遮水体８に巻回されたものであってもよい。防水体９は、例えば、ケーブル１の外径に対して０．０３〜０．１パーセント程度の割合の層厚を有する。防水体９は、ケーブル１の曲がりに追従して曲がるものであること、すなわち可撓性を有することが好ましい。

シース１０は、塩化ビニル及びポリエチレン等から形成される可塑性のチューブであり、絶縁体４の最外周に形成される。具体的には、シース１０は、防水体９の外周に積層される。

本実施形態のケーブル１における遮水の仕組みについて図３（Ａ）、図３（Ｂ）を参照して説明する。

ケーブル１は、例えば、地面下に長期間埋設された場合、シース１０を貫通して防水体９に届く程度の損傷（外傷）を受けることがある。シース１０に生じた損傷箇所に対して地下水や雨水等の液体Ｌが付着した場合（図３（Ａ）参照）、例えば、毛細管現象により当該液体Ｌがシース１０の損傷箇所を介して防水体９に到達する。防水体９は、含有する粘土鉱物の粉末が液体Ｌを吸収しながら膨潤する。液体Ｌを吸って膨潤した粘土鉱物は、行き場を求めて損傷箇所を埋めていく。このとき、損傷箇所を埋めた粘土鉱物は、一部がシース１０の外周面に回り込み、損傷箇所を覆うように形成される。これにより、シース１０に生じた損傷箇所は、水分を含んだ粘土鉱物の漏出により塞がれる。また、損傷箇所から侵入した液体Ｌは、防水体９の粘土鉱物が吸水し、かつ遮水体８が遮水することで、遮水体８下への侵入を防止することができる。

以上のように、本実施形態に係るケーブル１は、シース１０の内周側に積層される遮水体８と、シース１０と遮水体８との間に積層される防水体９とを備える。遮水体８は、吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成される。防水体９は、樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する。上記構成により、ケーブル１は、例えば、シース１０を貫通する損傷が生じて損傷箇所に液体Ｌが付着した場合、防水体９が含有する粘土鉱物の粉末が液体Ｌを吸水して膨潤することで損傷箇所を塞ぐ。この結果、シース１０に生じた損傷からケーブル内部への浸水を防止してケーブル１の遮水性を向上させることができ、ケーブル１における水トリーの発生を防止することができる。

また、本実施形態に係るケーブル１は、シース１０の内周側に積層され、可撓性を有する樹脂材料で形成された遮水体８と、シース１０と遮水体８との間に積層され、可撓性を有する樹脂を基材とする防水体９とを備える。これにより、金属外装やアルミラミネートテープ等を使用することなく、簡易な構造で可撓性及び遮水性の両立を図ることができる。すなわち、従来、シースをコルゲート加工された金属外装で被覆したり、シース下にアルミラミネートテープを巻回した遮水構造を設けることで、一定の可撓性と防水性の両立が達成されているが、上記構成により、金属外装が不要となる。また、アルミラミネートテープによる遮水性能のばらつきを考慮する必要がないので、ケーブル１の品質を維持し向上させることができる。また、ケーブル１の可撓性が向上してケーブル１が曲げやすくなり、ケーブル施工時の端末処理も金属外装等に比べて楽に行えるので、ケーブル１の施工性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るケーブル１は、防水体９が含有する粘土鉱物の粉末が２０μｍ以下の粒径を有する。これにより、粘土鉱物の粉末により防水体９の外周面に生じる凸凹を最小減にすることができ、ケーブル１を見栄えが良い外観にすることができる。

また、本実施形態に係るケーブル１は、シース１０と遮水体８との間に積層された防水体９を有し、防水体９が、樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する。これにより、シース層の下に樹脂製遮水層が形成されたケーブルにおいて、シース１０の外傷や劣化により遮水性能が低下しても、防水体９が液体Ｌを吸水し、かつ損傷箇所を塞ぐので、ケーブル１の遮水性能の低下を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態のケーブル１は、中心となる導体２からケーブル１の半径方向外側に向けて、内部半導電体３、絶縁体４、外部半導電体５、遮蔽体６、繊維体７、遮水体８、防水体９、及びシース１０が順に積層されている構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、遮水体８から半径方向内側に設けられた導体２及び絶縁体４を含む部分が、１芯構造だけでなく（図２参照）、２芯構造であってもよいし、３芯構造であってもよい。

また、本実施形態のケーブル１は、電源と配電盤とを電気的に接続して電源から配電盤に電力を供給するものとして説明したが、これ限定されるものではない。例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に配索され、当該車両内のインバータユニットとバッテリーとを電気的に接続するものであってもよい。

また、本実施形態の絶縁体４は、ポリエチレンとしたが、導体２とケーブル１の外部とを絶縁するものであれば、これに限定されるものではない。例えば、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、架橋反応により熱硬化性樹脂のような構造を有する、架橋ポリエチレン樹脂等であってもよい。

１ケーブル
２導体
３内部半導電体
４絶縁体
５外部半導電体
６遮蔽体
７繊維体
８遮水体
９防水体
１０シース
Ｌ液体

Claims

可撓性及び導電性を有する導体と、
前記導体の外周側に積層され、可撓性及び絶縁性を有する絶縁体と、
前記絶縁体の最外周に形成されるシースと、
前記シースの内周側に積層され、可撓性を有する遮水体と、
前記シースと前記遮水体との間に積層され、可撓性を有する防水体と、
を備え、
前記遮水体は、
吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成され、
前記防水体は、
樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する、
ことを特徴とするケーブル。
前記粘土鉱物の粉末は、
２０μｍ以下の粒径を有する、
請求項１に記載のケーブル。
複数の素線で形成され、可撓性及び導電性を有する導体と、
前記導体の外周に積層され、可撓性及び半導電性を有する内部半導電体と、
前記内部半導電体の外周に積層され、可撓性及び絶縁性を有する絶縁体と、
前記絶縁体の外周に積層され、可撓性及び半導電性を有する外部半導電体と、
前記外部半導電体の外周に巻回された銅製テープで形成される遮蔽体と、
前記遮蔽体の外周に巻回された不織布テープで形成される繊維体と、
前記繊維体の外周に積層され、可撓性を有する遮水体と、
前記遮水体の外周に積層され、可撓性を有する防水体と、
前記防水体の外周に積層されるシースと、
を備え、
前記遮水体は、
吸水率が１．０パーセント以下の樹脂材料で形成され、
前記防水体は、
樹脂を基材として形成され粘土鉱物の粉末を含有する、
ことを特徴とするケーブル。