JP2022112173A - ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し曲げた際に断線等の不具合が発生しにくい優れた機械特性と、大容量のデータ通信が可能な優れた伝送特性とを実現可能なケーブルを提供する。【解決手段】ケーブル１は、ケーブル中心に配置された抗張力繊維からなる抗張力線２と、抗張力線２の周囲に撚り合わされている複数本の対撚線３と、対撚線３の周囲に配置された複数本の合成繊維からなる介在４と、抗張力線２の周囲に複数本の対撚線３と介在４とを撚り合わせた集合体５の周囲にテープ部材６１を螺旋状に巻き付けてなる摩耗抑制層６と、摩耗抑制層６の外周を覆う編組シールドからなるシールド層７と、シールド層７の周囲を覆うシース８と、を備え、テープ部材６１の両面６１ａ，６１ｂがフッ素樹脂によって構成されており、テープ部材６１の幅方向の一部が重なり合うようにテープ部材６１が非接着で重ね巻きされている。【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブルに関する。

近年、生産性向上対策として人協働型ロボットや小型多関節ロボットの市場が拡大している。このようなロボットに使用されるロボットケーブルとして、ロボットの可動部に配線される可動部用のケーブルと、ロボットと制御機器とを接続する固定部用のケーブルとが用いられている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１がある。

特開２００６－１７２７８８号公報

近年、上述のロボットにおいて高画質なカメラ等が使用されてきており、ロボットケーブルにおいても、大容量のデータ通信が可能であることが求められている。特に、ロボットの可動部に配線される可動部用のケーブルでは、繰り返し曲げた際に断線等の不具合が発生しにくい優れた機械特性を実現しつつも、大容量のデータ通信が可能な優れた伝送特性を実現することが要求される。

そこで、本発明は、繰り返し曲げた際に断線等の不具合が発生しにくい優れた機械特性と、大容量のデータ通信が可能な優れた伝送特性とを実現可能なケーブルを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、ケーブル中心に配置された抗張力繊維からなる抗張力線と、一対の電線を撚り合わせて構成され、前記抗張力線の周囲に撚り合わされている複数本の対撚線と、前記対撚線の周囲に配置された複数本の合成繊維からなる介在と、前記抗張力線の周囲に前記複数本の対撚線と前記介在とを撚り合わせた集合体の周囲にテープ部材を螺旋状に巻き付けてなる摩耗抑制層と、前記摩耗抑制層の外周を覆う編組シールドからなるシールド層と、前記シールド層の周囲を覆うシースと、を備え、前記摩耗抑制層は、前記テープ部材の前記集合体に対向する面および前記シールド層に対向する面がフッ素樹脂によって構成されており、前記テープ部材の幅方向の一部が重なり合うように前記テープ部材が非接着で重ね巻きされている、ケーブルを提供する。

本発明によれば、繰り返し曲げた際に断線等の不具合が発生しにくい優れた機械特性と、大容量のデータ通信が可能な優れた伝送特性とを実現可能なケーブルを提供できる。

本発明の一実施の形態に係るケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。 （ａ）はテープ部材の斜視図、（ｂ）～（ｄ）はテープ部材の断面図である。 （ａ）は屈曲試験、（ｂ）は捻回試験、（ｃ）はしごき試験、（ｄ）はＵ字スライド試験を説明する図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係るケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。ケーブル１は、例えば、工場等で用いられるロボットの内部あるいは外部の配線、あるいは自動車におけるバネ下の配線（すなわち、車輪に設けた装置（例えばブレーキ装置やセンサ類）と車体に設けた装置（例えば制御装置）とを接続する配線）等に用いられるものであり、その少なくとも一部が可動部や揺動部をまたいで配設されるものである。また、ケーブル１は、画像信号等の信号を伝送するための通信用ケーブル（所謂ＬＡＮケーブル）として用いられるものである。ケーブル１は、例えば、カテゴリー５ｅのＬＡＮケーブルである。

図１に示すように、ケーブル１は、抗張力線２と、複数本の対撚線３と、介在４と、抗張力線２の周囲に複数本の対撚線３と介在４とを撚り合わせた集合体５の周囲に設けられた摩耗抑制層６と、摩耗抑制層６の外周を覆う編組シールドからなるシールド層７と、シールド層７の周囲を覆うシース８と、を備えている。

（抗張力線２）
抗張力線２は、ケーブル１が繰り返し屈曲された際に、ケーブル１に付与される張力を担い、当該張力により対撚線３やシールド層７等の他部材に負荷がかからないようにする役割を果たす。抗張力線２は、抗張力繊維からなり、ケーブル１のケーブル中心に配置されている。抗張力線２に用いる抗張力繊維としては、アラミド繊維等を用いることができる。抗張力線２がケーブル１に付与される張力を十分に担うために、抗張力線２に用いる抗張力繊維の伸びは、対撚線３を構成する電線３１の導体３１ａの伸び（本実施の形態では１０％以上）や絶縁体３１ｂの伸び（本実施の形態では１５０％以上）、及び、シールド層７を構成する金属素線の伸び（本実施の形態では７％以上１５％未満）よりも小さいことが望ましく、より具体的には３％未満であることが望ましい。

本実施の形態では、アラミド繊維からなり、繊度が１４２０デニールである複数本の抗張力繊維を用いて抗張力線２を構成した。なお、１デニールは、長さ４５０ｍで質量が０．０５ｇあるものをいう。抗張力線２を構成する抗張力繊維は、ケーブル１を繰り返し曲げた際に断線等の不具合を発生しにくくするために、後述する介在４を構成する合成繊維（ナイロン繊維等）よりも繊度が大きいとよい。

また、ケーブル１が繰り返し屈曲した際の張力を抗張力線２に有効に負担させるためには、抗張力線２を構成する抗張力繊維（ここではアラミド繊維）を、ケーブル長手方向に沿って真っすぐに配置することが望ましい。抗張力線２に用いる抗張力繊維の引張強度は、２９００ＭＰａ以上３４００ＭＰａ以下であるとよい。また、抗張力線２に用いる抗張力繊維の水分率は３．５％以上７．０％以下であるとよく、密度は１．４ｇ／ｃｍ^３以上１．５ｇ／ｃｍ^３以下であるとよい。

（対撚線３）
対撚線３は、一対の電線３１を撚り合わせて構成されている。電線３１は、導体３１ａと、導体３１ａの周囲を覆う絶縁体３１ｂと、を有している。曲げに対する耐久性を高めるために、導体３１ａとしては、複数本の金属素線を集合撚りした撚線導体からなるものを用いるとよい。導体３１ａの外径は、曲げに対する耐久性を高めるために、例えば、０．３０ｍｍ～３．００ｍｍとすることがよい。本実施の形態では、外径が０．０８ｍｍのすずめっき軟銅線からなる金属素線を３０本集合撚りした外径０．５０ｍｍの導体３１ａを用いた。

ケーブル１の細径化を図るために、絶縁体３１ｂの厚さは、できるだけ薄くすることが望ましく、例えば、０．１０ｍｍ～０．３０ｍｍ程度とすることがよい。絶縁体３１ｂとしては、薄肉で押出成形が可能なフッ素樹脂からなるものを用いるとよい。絶縁体３１ｂに用いるフッ素樹脂としては、ＦＥＰ（パーフルオロエチレンプロペンコポリマー）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）が挙げられる。また、絶縁体３１ｂとしては、ＰＰ（ポリプロピレン）を用いてもよい。本実施の形態では、ＦＥＰからなる厚さ約０．２５ｍｍの絶縁体３１ｂを用い、電線３１の外径を約１．００ｍｍとした。一対の電線３１を撚り合わせた対撚線３の外径は、約２．００ｍｍとなる。

絶縁体３１ｂは、導体３１ａの周囲にチューブ押出しにより形成されているとよい。これにより、絶縁体３１ｂ内で導体３１ａが電線３１の長手方向に移動可能となり、ケーブル１を曲げた際に導体３１ａに断線が発生しにくくなる。

なお、大容量のデータ通信が可能な伝送特性を実現するべく、高周波信号の伝送特性を向上させる（より詳細には、例えば、１ＭＨｚ～６ＧＨｚの帯域の高周波信号を長距離伝送した際に減衰しにくくする）場合、絶縁体３１ｂとしては、なるべく誘電率が低いものを用いることが望ましい。例えば、絶縁体３１ｂとしては、導体３１ａの外周に低誘電率の非発泡樹脂材料を用いてチューブ押出しによって設けられた非充実押出層と、非充実押出層の外周に非接着に設けられた発泡層と、発泡層の外周に接着して設けられた非発泡層と、を有する３層構造のものを用いてもよい。非充実押出層としては、例えば、ＦＥＰやＰＦＡ等からなるふっ素樹脂材料を用いることができる。また、発泡層は、非充実押出層に用いる樹脂材料よりも低融点の樹脂材料を用いるとよい。例えば、照射架橋発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレン等からなるものを用いることができる。さらに、非発泡層は、発泡層と同じ樹脂材料からなることがよい。例えば、非発泡ポリプロピレンや、照射架橋ポリエチレン等からなるものを用いることができる。

ケーブル１は、一対の電線３１を撚り合わせた対撚線３を４本備えており、これら４つの対撚線３と後述する介在４とを抗張力線２の周囲に撚り合わせて集合体５を構成している。なお、集合体５に用いる対撚線３の本数は４本に限定されない。また、本実施の形態では、集合体５を構成する全ての対撚線３を同じ構成としたが、これに限らず、例えば外径や導体断面積が異なる電線３１を用いた対撚線３を含んでいてもよい。

各対撚線３において、導体３１ａの撚り方向と、対撚線３の撚り方向とは、反対方向とされる。これは、例えば導体３１ａと対撚線３の撚り方向を同じ方向とした場合、導体３１ａの撚りが締まる方向に対撚線３が撚り合されることになり、導体３１ａに含まれる金属素線にかかる負荷が大きくなり、ケーブル１を曲げた際等に断線が生じるおそれがあるためである。なお、導体３１ａの撚り方向とは、電線３１の一端から見たときに、他端側から一端側にかけて金属素線が回転している方向である。また、対撚線３の撚り方向とは、対撚線３の一端から見たときに、他端側から一端側にかけて電線３１が回転している方向である。

また、クロストークを抑制するため、集合体５を構成する各対撚線３は、それぞれ撚りピッチが異なるようにされる。各対撚線３の撚りピッチは、例えば、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲において、それぞれ異なるようにするとよい。本実施の形態では、例えば、４つの対撚線３の撚りピッチを、それぞれ、１１ｍｍ、１４ｍｍ、１７ｍｍ、及び１９ｍｍとする等して、各対撚線３の撚りピッチの差を２ｍｍ以上とした。なお、導体３１ａの撚りピッチと、最も撚りピッチの小さい対撚線３の撚りピッチとを、同じ撚りピッチとした。なお、対撚線３の撚りピッチとは、対撚線３の周方向において任意の電線３１が同じ周方向位置となる箇所の対撚線３の長手方向に沿った間隔である。同様に、導体３１ａの撚りピッチとは、導体３１ａの周方向において任意の金属素線が同じ周方向位置となる箇所の導体３１ａの長手方向に沿った間隔である。

（介在４）
介在４は、ケーブル１が繰り返し屈曲された際の対撚線３間の擦れにより電線３１が摩耗断線してしまうことを抑制する役割と、ケーブル１全体の屈曲性を向上させる役割とを果たすものであり、周方向に隣り合う対撚線３の間にそれぞれ配置されている。介在４としては、上記役割を果たすために、クッション性に優れたものを用いることが望ましいが、例えばスフ（ステープル・ファイバー）などの吸湿しやすい再生繊維を用いた場合には、介在４の吸湿状態によってケーブル１の伝送特性が変化してしまい、十分な伝送特性が得られない場合がある。そこで、本実施の形態では、複数本の合成繊維からなる介在４を用いた。

介在４を構成する合成繊維としては、スフよりも吸湿しにくく、かつクッション性に富んだ繊維を用いることが望ましく、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系などの合成繊維を用いることができる。介在４は、隣り合う対撚線３同士の間、対撚線３と抗張力繊維２との間、又は対撚線３と摩耗抑制層６との間の隙間を埋めるように、対撚線３の周囲に配置される。介在４は、ケーブル中心に配置される抗張力繊維２に接して配置されていてもよい。介在４の繊度（集合体５の内部に配置される合成繊維を合計した繊度）は、３１００デニール以上４４００デニール以下であるとよく、より好ましくは、３９００デニール以上４２５０デニール以下であるとよい。合成繊維からなる介在４がこのような繊度を有して集合体５の内部に配置されることは、ケーブル１が繰り返し屈曲された際に、対撚線３同士の擦れや摩耗抑制層６と対撚線３とが接することによる対撚線３の擦れ等によって電線３１が摩耗断線してしまうことを抑制し、優れた伝送特性を備えつつ、ケーブル１全体の機械特性を向上させることに有効である。集合体５の内部に配置される介在４の繊度は、１本の合成繊維の繊度や合成繊維の本数を変更することで、適宜調整が可能である。本実施の形態では、介在４の繊度を４２００デニールとした。また、介在４が上記の役割を果たすために、合成繊維の引張強度は４９Ｎ以上（より好ましくは５８Ｎ以上）であるとよく、伸びは１５％以上であるとよい。

本実施の形態では、上記の特性を満足する介在４を構成する合成繊維として、ポリアミド系の合成繊維であるナイロン繊維を用いた。介在４を構成する合成繊維（ナイロン繊維）は、抗張力線２を構成する抗張力繊維（アラミド繊維）よりも吸湿性が低い。また、介在４を構成する１本の合成繊維（ナイロン繊維）の繊度は、１本の抗張力繊維（アラミド繊維）の繊度よりも小さい。具体的には、介在４を構成する１本の合成繊維（ナイロン繊維）の繊度は、１本の抗張力繊維（アラミド繊維）の繊度の０．１倍以上０．２倍以下である。１本の合成繊維（ナイロン繊維）の繊度は、例えば２１０デニールである。

本実施の形態では、ケーブル１全体で使用する（集合体５の内部に配置する）ナイロン繊維の本数は２０本とした。特に、本実施の形態では、周方向に隣り合う対撚線３の間のそれぞれ（４か所のそれぞれ）に、同じ本数の合成繊維からなる介在４がそれぞれ配置されている。これにより、繰り返し屈曲された際に、優れた伝送特性を備えつつ、ケーブル１全体の機械特性を向上させることができる。隣り合う対撚線３同士は、介在４が対撚線３間に入り込むことによって非接触となっている必要はなく、ケーブル長手方向のところどころで互いに接触していてもよい。つまり、介在４のクッション性により、周方向に隣り合う対撚線３同士の摩耗が緩和されていればよい。

（集合体５）
集合体５は、抗張力線２の周囲に、複数本（ここでは４本）の対撚線３と介在４とを撚り合わせて構成される。集合体５の撚り方向は、対撚線３の撚り方向と反対方向とされる。つまり、集合体５の撚り方向は、導体３１ａの撚り方向と同じ方向とされる。なお、集合体５の撚り方向とは、集合体５の一端から見たときに、集合体５の他端側から一端側にかけて対撚線３（及び介在４）が回転している方向である。本実施の形態では、集合体５の外径は、約４．４ｍｍである。

（摩耗抑制層６）
摩耗抑制層６は、集合体５の周囲にフッ素樹脂からなるテープ部材６１を螺旋状に巻き付けて構成されている。例えば、摩耗抑制層６を押出成形によって設けることも考えられるが、この場合、摩耗抑制層６が筒状となるために非常に硬く曲げにくくなってしまい、ケーブル１の可とう性が低下してしまう。本実施の形態では、ケーブル１の可とう性の低下を抑制するとともに、ケーブル１を繰り返し曲げたときに、複数本の金属素線で構成されるシールド層７と絶縁性の樹脂材料で構成される絶縁体３１ｂとの間で生じる側圧摩耗によって絶縁体３１ｂが摩耗することを抑制するために、絶縁体３１ｂの周囲にフッ素樹脂からなるテープ部材６１を螺旋状に巻き付けることで、摩耗抑制層６を形成している。

テープ部材６１の巻き方向は、集合体５の撚り方向と同じ方向であるとよい。これにより、テープ部材６１が集合体５の凹部（谷間部分）、すなわち周方向に隣り合う対撚線３の間の谷間部分に入り込み易くなり、テープ部材６１と対撚線３（電線３１）との接触面積を増やして、シールド層７による電線３１の摩耗をより抑制することが可能になる。

テープ部材６１は、フッ素樹脂テープの幅方向の一部が重なり合うように重ね巻きされて集合体５の外周に螺旋状に巻き付けられている。このとき、テープ部材６１は、ケーブル１を屈曲、揺動させたり、あるいはケーブル１にしごくような動きをさせたりしたときに、対撚線３（電線３１の絶縁体３１ｂ）の表面がテープ部材６１の重なり合う部分から露出しない状態が維持されるように重ね巻きされている。また、テープ部材６１は、重なり合う部分が接着されておらず、ケーブル１を屈曲、揺動させたり、あるいはケーブル１にしごくような動きをさせたりしたときに、重なり合ったテープ部材６１同士が互いにケーブル１の長手方向へスライドするように動くことができる。

また、フッ素樹脂からなるテープ部材６１は、対撚線３を構成する電線３１の絶縁体３１ｂ及びシールド層７のそれぞれに対して非接着性の表面を有することが望ましい。なお、ここでいう「フッ素樹脂からなるテープ部材６１」とは、フッ素樹脂によって一様に形成されたテープ部材６１を意味する。また、テープ部材６１は、上述した作用及び効果を得るために、テープ部材６１の重なり合う部分がテープ部材６１の幅（例えば、１５ｍｍ～３５ｍｍ）の０．３倍以上０．５倍以下となるように重ね巻きされていることが望ましい。

ケーブル１を繰り返し曲げた際（特にしごくような負荷がかかった際）には、ケーブル１が側圧を受けることになるが、本実施の形態に係るケーブル１では、上述した摩耗抑制層６を各対撚線３とシールド層７との間に備えることで、対撚線３を構成する電線３１の絶縁体３１ｂとシールド層７とが側圧によって擦れて絶縁体３１ｂが摩耗してしまうことを抑制できる。つまり、摩耗抑制層６を備えることで、各電線３１の絶縁体３１ｂに接触する摩耗抑制層６の面とシールド層７に接触する摩耗抑制層６の面とが側圧によって摩耗しにくいため、ケーブル１を繰り返し曲げた際の耐久性、特にしごくような負荷がかかった場合の耐久性（以下、単にしごきに対する耐久性という）を向上することができる。

ケーブル１を屈曲、揺動させたり、あるいはケーブル１にしごくような動きをさせたりしたときに、シールド層７が摩耗抑制層６に対して滑るように動くことができるように、摩耗抑制層６は、その表面の滑りがよいこと（摩擦係数が絶縁体３１ｂの表面の摩擦係数よりも低いこと）が望まれる。テープ部材６１に用いるフッ素樹脂としては、例えば、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が挙げられる。本実施の形態では、表面の滑りがよく、また誘電率も低いＰＴＦＥからなるテープ部材６１を用いた。

テープ部材６１の厚さは、２５μｍ以上１５０μｍ以下であるとよい。テープ部材６１の厚さが２５μｍ以上であると、繰り返し摩耗により破断しにくくなり、テープ部材６１の厚さが１５０μｍ以下であると、ケーブル１の可とう性を低下しにくくすることが可能な摩耗抑制層６の硬さが得られるためである。本実施の形態では、厚さ約１００μｍのＰＴＦＥテープからなるテープ部材６１を用いた。ＰＴＦＥテープからなるテープ部材６１は、合成繊維からなる介在４よりも吸湿しにくく、誘電率εが２．１と低いため、電線３１の摩耗断線の抑制と優れた伝送特性との両立に有効である。

本実施の形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、１層のフッ素樹脂層６１１を有する（単層の）テープ部材６１を用いたが、これに限らず、テープ部材６１は、その集合体５に対向する面６１ａおよびシールド層７に対向する面６１ｂがフッ素樹脂によって構成されていればよい。例えば、テープ部材６１は、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、２層以上の多層構造となっていてもよい。図２（ｃ）では、フッ素樹脂層６１１を多層（図示例では２層）に積層させることによって面６１ａ，６１ｂがともにフッ素樹脂によって構成される例を示している。図２（ｃ）のテープ部材６１は、例えば、フッ素樹脂からなるフィルムを貼り合わせること等によって形成することができる。また、図２（ｄ）では、基材６１２の両面にフッ素樹脂層６１１が設けられていることによって面６１ａ，６１ｂがともにフッ素樹脂によって構成される例を示している。図２（ｄ）のテープ部材６１は、例えば、基材６１２の両面全体にフッ素樹脂を塗布し硬化させてフッ素樹脂層６１１を形成する、あるいは、基材６１２の両面全体にフッ素樹脂からなるフィルムを貼り合わせ、当該フィルムと基材６１２とを融着させること等によって形成することができる。

（シールド層７）
シールド層７、外部ノイズを遮蔽するためのものである。摩耗抑制層６の外周を覆うケーブル１の可とう性を確保するために、シールド層７は、金属素線を編み込んだ編組シールドから構成されている。本実施の形態では、シールド層７は、編組シールドを複数層積層して構成されている。ここでは、編組シールドを２層積層してシールド層７を構成する場合を説明するが、編組シールドを３層以上積層してシールド層７を構成してもよい。以下、径方向内方に設けられる編組シールドを内側編組シールド７１、径方向外方に設けられる編組シールドを外側編組シールド７２と呼称する。

本実施の形態に係るケーブル１では、周方向の一部において、シールド層７（内側編組シールド７１）と摩耗抑制層６との間に不図示の空気層が形成されていてもよい。空気層を形成するためには、内側編組シールド７１の内径を、摩耗抑制層６の外径よりも大きくすればよい。本実施の形態では、内側編組シールド７１の形成時に摩耗抑制層６の外周に例えば編組形成装置に組み込まれた棒状のスペーサをケーブル長手方向に沿うように配置し、当該スペーサ上で金属素線を編み込んで内側編組シールド７１を形成し、形成された内側編組シールド７１をスペーサから離脱させるように編組形成装置から順次送り出すことで、空気層を形成することができる。なお、スペーサの形状は棒状に限定されない。空気層の大きさは、摩耗抑制層６の表面からシールド層７の内面（摩耗抑制層６の表面に対向する面）までの最大距離が５μｍ以上３０μｍ以下である範囲内で、シールド層７が摩耗抑制層６の表面からシース８側へ浮いている状態であるとよい。ここで、最大距離は、ケーブル１を所定の位置で切断した後、切断した部分の横断面（ケーブル長手方向に垂直な断面）を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡を用いて観察したときに、摩耗抑制層６の表面からシールド層７の内面までの直線距離の最大値を測定することによって得られる。シールド層７（内側編組シールド７１）と摩耗抑制層６間に空気層を形成することで、シールド層７による締付けを抑制し、ケーブル１を屈曲、揺動、あるいはしごいた際に、シールド層７（内側編組シールド７１）と摩耗抑制層６とがケーブル１の長手方向に対して容易に相対移動できるようになり、耐屈曲性、耐捻回性、及びしごきに対する耐久性を向上することが可能になる。

外側編組シールド７２は、通常の編組シールドの製法と同様に、内側編組シールド７１の外周上で金属素線を編み込んで形成される。そのため、内側編組シールド７１と外側編組シールド７２間には空気層が形成されない。これは、内側編組シールド７１と外側編組シールド７２間に空気層を形成すると、シールド層７内での接触抵抗が高くなり特性劣化のおそれが生じてしまうためである。

両編組シールド７１，７２に用いられる金属素線としては、耐屈曲性及び耐捻回性を十分に得るために、引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、かつ伸びが７％以上１５％以下の半硬質銅合金線が用いられる。金属素線の伸びを７％以上とすることで、例えば±１８０°といった大きな捻回にも耐えることが可能になり、伸びを１５％以下とすることで、金属素線の機械的強度の低下を抑制することができる。本実施の形態では、両編組シールド７１，７２に用いられる金属素線として、素線径０．０８ｍｍのすずめっき銅合金線を用いた。また、両編組シールド７１，７２の密度は約８５％とした。なお、両編組シールド７１，７２に用いられる金属素線は、素線径が同じであっても異なっていてもよい。

さらに、本実施の形態では、両編組シールド７１，７２に、潤滑剤が塗布された金属素線を用いることができる。潤滑剤としては、例えば流動パラフィンを用いることができる。これにより、シールド層７と摩耗抑制層６とがより滑りやすくなり、耐屈曲性、耐捻回性、及びしごきに対する耐久性をより向上することが可能になる。

ところで、内側編組シールド７１の編組角度が大きいと、摩耗抑制層６との擦れが激しくなってしまうおそれがある。また、曲げによる影響を受けやすい外側編組シールド７２の編組角度が小さいと、金属素線に断線が発生しやすくなり耐屈曲性が低下してしまうおそれがある。さらに、両編組シールド７１，７２の編組角度が同じであると、両編組シールド７１，７２間の摩耗が大きくなるおそれがある。よって、内側編組シールド７１の編組角度は、外側編組シールド７２の編組角度よりも小さいとよい。シールド層７が３層以上の編組シールドを有する場合、径方向において最も内方に設けられる編組シールドの編組角度が、当該編組シールドよりも外方に設けられる編組シールドの編組角度よりも小さいとよい。なお、編組角度とは、金属素線の長手方向とケーブル１の長手方向とのなす角度（絶対値）である。

（シース８）
シース８は、シールド層７（外側編組シールド７２）の周囲を覆うように形成されている。シース８としては、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やウレタンからなるものを用いることができる。シース８内でシールド層７が動けるように、シース８は、チューブ押出しにより形成されることが望ましい。本実施の形態では、厚さ０．８ｍｍのＰＶＣからなるシース８を設けた。シース８の外径、すなわちケーブル１の外径は、約７．０ｍｍである。

（特性試験）
図１のケーブル１を作製し、作製したケーブル１の機械特性および伝送特性の試験を行った。試験結果を表１にまとめて示す。なお、表１の伝送特性については、２０万回しごき試験後のケーブル１に対しての測定結果を示している。また、特性インピーダンスは、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry：時間領域反射）法によって測定した値を示す。減衰量は、ケーブル長４．９ｍで測定し、ケーブル長４０ｍに換算した値を示す。表１では、機械特性および伝送特性の規格値も併せて示しており、伝送特性の規格値はカテゴリー５ｅのＬＡＮケーブルにおける規格値を示している。

屈曲試験では、図３（ａ）に示すように、ケーブル１の線心の移動が起こらないようにケーブル１を固定し、左右９０度屈曲することを繰り返す左右９０度屈曲試験を行った。図３（ａ）に示す矢印ａ～ｄのサイクルを１回として、毎分３０回の速度で屈曲を繰り返した。ケーブル１に含まれる全ての電線３１を直列に接続して、定電圧源により数Ｖの電圧を加え、初期（屈曲を繰り返す前の状態での導体抵抗値）に対して導体抵抗値が２０％上昇した時点での回数を実測し、得られた実測値（回数）のときに断線したものと判断した。また、屈曲試験では、曲げ半径を１９ｍｍとし、荷重Ｗを０．５ｋｇｆ（４．９Ｎ）とした。

捻回試験では、図３（ｂ）に示すように、ケーブル１の線心の移動が起こらないようにケーブル１を固定し、±１８０°捻回することを繰り返す±１８０°捻回試験を行った。図３（ｂ）に示す矢印ａ～ｄのサイクルを１回として、毎分３０回の速度で捻回を繰り返した。断線の判断については、屈曲試験と同様とした。すなわち、ケーブル１に含まれる全ての電線３１を直列に接続して、定電圧源により数Ｖの電圧を加え、初期（捻回を繰り返す前の状態での導体抵抗値）に対して導体抵抗値が２０％上昇した時点での回数を実測し、得られた実測値（回数）のときに断線したものと判断した。また、捻回試験では、捻回長を５００ｍｍ、荷重Ｗを０．５ｋｇｆ（４．９Ｎ）とした。

しごき試験では、図３（ｃ）に示すように、２つの滑車９１を有するスライド部９を用い、両滑車９１でケーブル１をそれぞれ１８０°方向転換させてクランク状にケーブル１を配置した状態で、スライド部９を左右に一定のストロークで平行移動させることを繰り返した。図３（ｃ）に示す矢印ａ，ｂのサイクル（一往復）を１回とし、毎分１０回の速度でスライド部９を往復させた。断線の判断については、屈曲試験と同様とした。すなわち、ケーブル１に含まれる全ての電線３１を直列に接続して、定電圧源により数Ｖの電圧を加え、初期（スライド部９のスライドを繰り返す前の状態での導体抵抗値）に対して導体抵抗値が２０％上昇した時点での回数を実測し、得られた実測値（回数）のときに断線したものと判断した。また、しごき試験では、滑車９１の直径を８０ｍｍとし、ケーブル１の両端部の荷重をそれぞれ０．５ｋｇｆ（４．９Ｎ）とした。

Ｕ字スライド試験では、図３（ｄ）に示すように、対向配置された固定プレート９５及び可動プレート９６間にＵ字状にケーブル１を配置すると共に、ケーブル１の一端を固定プレート９５に、多端を可動プレート９６に固定し、可動プレート９６を一定のストロークで平行移動させることを繰り返した。図３（ｄ）に示す矢印ａ，ｂのサイクル（一往復）を１回とし、毎分６０回の速度で可動プレート９６を往復させた。断線の判断については、屈曲試験と同様とした。すなわち、ケーブル１に含まれる全ての電線３１を直列に接続して、定電圧源により数Ｖの電圧を加え、初期（可動プレート９６の平行移動を繰り返す前の状態での導体抵抗値）に対して導体抵抗値が２０％上昇した時点での回数を実測し、得られた実測値（回数）のときに断線したものと判断した。また、Ｕ字スライド試験では、移動ストロークを３００ｍｍとし、ケーブル１の曲げ半径を６０ｍｍとした。

表１に示すように、ケーブル１では、屈曲試験、捻回試験、しごき試験、およびＵ字スライド試験において、いずれも規格値以上の実測値が得られており、優れた耐屈曲性、耐捻回性、しごきに対する耐性、およびＵ字スライドに対する耐性が得られていることが確認できた。また、伝送特性についても、カテゴリー５ｅの規格値を満たしており、４０ｍの長距離伝送が可能であることが確認できた。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るケーブル１では、ケーブル中心に配置された抗張力繊維からなる抗張力線２と、一対の電線３１を撚り合わせて構成され、抗張力線２の周囲に撚り合わされている複数本の対撚線３と、対撚線３の周囲に配置された複数本の合成繊維からなる介在４と、抗張力線２の周囲に複数本の対撚線３と介在４とを撚り合わせた集合体５の周囲にテープ部材６１を螺旋状に巻き付けてなる摩耗抑制層６と、摩耗抑制層６の外周を覆う編組シールドからなるシールド層７と、シールド層７の周囲を覆うシース８と、を備え、摩耗抑制層６は、テープ部材６１の集合体５に対向する面６１ａおよびシールド層７に対向する面６１ｂがフッ素樹脂によって構成されており、テープ部材６１の幅方向の一部が重なり合うようにテープ部材６１が非接着で重ね巻きされている。

ケーブル中心に抗張力線２を設けることで、繰り返し屈曲によりケーブル１が受ける張力に対する耐久性を高めることができる。また、少なくとも周方向に隣り合う対撚線３の間に複数本の合成繊維からなる介在４を配置することで、介在４のクッション性によって対撚線３同士の擦れによる摩耗断線を抑制できる。また、介在４に吸湿性の低い合成繊維を用いることで吸湿による伝送特性の劣化を抑制でき、ケーブル１の使用環境によらず伝送特性を維持して、大容量のデータ通信が可能な優れた伝送特性を有するケーブル１を実現できる。さらに、集合体５とシールド層７との間に摩耗抑制層６を設けることで、シールド層７との擦れによる電線３１の断線を抑制可能になる。そのため、繰り返し曲げた際に断線等の不具合が発生しにくいケーブル１を実現でき、屈曲、揺動、及びしごきに対する耐久性が高いケーブル１を実現できる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］ケーブル中心に配置された抗張力繊維からなる抗張力線（２）と、一対の電線（３１）を撚り合わせて構成され、前記抗張力線（２）の周囲に撚り合わされている複数本の対撚線（３）と、前記対撚線（３）の周囲に配置された複数本の合成繊維からなる介在（４）と、前記抗張力線（２）の周囲に前記複数本の対撚線（３）と前記介在（４）とを撚り合わせた集合体（５）の周囲にテープ部材（６１）を螺旋状に巻き付けてなる摩耗抑制層（６）と、前記摩耗抑制層（６）の外周を覆う編組シールドからなるシールド層（７）と、前記シールド層（７）の周囲を覆うシース（８）と、を備え、前記摩耗抑制層（６）は、前記テープ部材（６１）の前記集合体（５）に対向する面（６１ａ）および前記シールド層（７）に対向する面（６１ｂ）がフッ素樹脂によって構成されており、前記テープ部材（６１）の幅方向の一部が重なり合うように前記テープ部材（６１）が非接着で重ね巻きされている、ケーブル（１）。

［２］前記介在（４）は、３１００デニール以上４４００デニール以下の繊度を有する、［１］に記載のケーブル（１）。

［３］前記抗張力線（２）を構成する前記抗張力繊維は、前記介在（４）を構成する前記合成繊維よりも繊度が大きい、［１］または［２］に記載のケーブル（１）。

［４］前記介在（４）を構成する前記合成繊維は、引張強度が４９Ｎ以上であり、伸びが１５％以上である、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

［５］前記介在（４）を構成する前記合成繊維が、ナイロン繊維からなる、［１］乃至［４］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

［６］前記摩耗抑制層（６）を構成する前記テープ部材（６１）が、ポリテトラフルオロエチレンからなる、［１］乃至［５］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

［７］前記摩耗抑制層（６）は、前記テープ部材（６１）の巻き方向が前記集合体（５）の撚り方向と同じ方向である、［１］乃至［６］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

［８］前記摩耗抑制層（６）は、前記テープ部材（６１）の表面の摩擦係数が前記電線（３１）の絶縁体（３１ｂ）の表面の摩擦係数よりも低い、［１］乃至［７］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

［９］前記シールド層（７）は、編組シールドを複数層積層して構成されている、［１］乃至［８］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

［１０］前記シールド層（７）は、引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、かつ伸びが７％以上１５％以下の銅合金線を編み込んだ編組シールドからなる、［１］乃至［９］の何れか１項に記載のケーブル（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…ケーブル
２…抗張力線
３…対撚線
３１…電線
３１ａ…導体
３１ｂ…絶縁体
４…介在
５…集合体
６…摩耗抑制層
６１…テープ部材
６１ａ，６１ｂ…面
６１１…フッ素樹脂層
６１２…基材
７…シールド層
７１…内側編組シールド
７２…外側編組シールド
８…シース

Claims (10)

1. ケーブル中心に配置された抗張力繊維からなる抗張力線と、
   一対の電線を撚り合わせて構成され、前記抗張力線の周囲に撚り合わされている複数本の対撚線と、
   前記対撚線の周囲に配置された複数本の合成繊維からなる介在と、
   前記抗張力線の周囲に前記複数本の対撚線と前記介在とを撚り合わせた集合体の周囲にテープ部材を螺旋状に巻き付けてなる摩耗抑制層と、
   前記摩耗抑制層の外周を覆う編組シールドからなるシールド層と、
   前記シールド層の周囲を覆うシースと、を備え、
   前記摩耗抑制層は、前記テープ部材の前記集合体に対向する面および前記シールド層に対向する面がフッ素樹脂によって構成されており、前記テープ部材の幅方向の一部が重なり合うように前記テープ部材が非接着で重ね巻きされている、
   ケーブル。
2. 前記介在は、３１００デニール以上４４００デニール以下の繊度を有する、
   請求項１に記載のケーブル。
3. 前記抗張力線を構成する前記抗張力繊維は、前記介在を構成する前記合成繊維よりも繊度が大きい、
   請求項１または２に記載のケーブル。
4. 前記介在を構成する前記合成繊維は、引張強度が４９Ｎ以上であり、伸びが１５％以上である、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載のケーブル。
5. 前記介在を構成する前記合成繊維が、ナイロン繊維からなる、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載のケーブル。
6. 前記摩耗抑制層を構成する前記テープ部材が、ポリテトラフルオロエチレンからなる、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載のケーブル。
7. 前記摩耗抑制層は、前記テープ部材の巻き方向が前記集合体の撚り方向と同じ方向である、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載のケーブル。
8. 前記摩耗抑制層は、前記テープ部材の表面の摩擦係数が前記電線の絶縁体の表面の摩擦係数よりも低い、
   請求項１乃至７の何れか１項に記載のケーブル。
9. 前記シールド層は、編組シールドを複数層積層して構成されている、
   請求項１乃至８の何れか１項に記載のケーブル。
10. 前記シールド層は、引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、かつ伸びが７％以上１５％以下の銅合金線を編み込んだ編組シールドからなる、
    請求項１乃至９の何れか１項に記載のケーブル。

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