JP3179042B2 - ゴムキャブタイヤケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体上にゴム系絶
縁層を設けた１本又は複数本の線心がゴム系材料からな
るシース層にて被包されたゴムキャブタイヤケーブルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ゴムキャブタイヤケーブルは、
導体上にゴム系絶縁層を設けた線心をゴム系材料からな
るシース層にて被包した形態を有しており、線心が１本
である単心のものから２本あるいは３本以上の多心のも
のがあり、また構造・用途より１種〜４種の種別があ
る。しかして、３種及び４種は、苛酷な使用条件に適用
されるもので、例えば、各種土木工事現場、ビル等の建
設現場、炭鉱等の鉱山やトンネル掘削の坑内等で使用す
る動力工具類や移動式機器類の動力線として多用されて
いる。

【０００３】従来における３種及び４種のゴムキャブタ
イヤケーブルは、一般に、線心上（単心）又は線心撚り
合わせ上（多心）あるいはシース層中に、突き合わせて
巻いた綿帆布テープや、綿糸、麻糸もしくは合成繊維糸
の編組を設けている。なお、多心キャブタイヤケーブル
は線心間ならびに線心とシース層との間に空隙ができな
いように介在物を施した構造とされ、特に４種の多心キ
ャブタイヤケーブルでは線心間にゴム座床を有する構造
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゴムキ
ャブタイヤケーブル、とりわけ３種及び４種のものは、
使用中に荒いコンクリート床面や地面、岩盤上等を引き
回しされる等の苛酷な取扱いを受けることから、より高
い耐摩耗性ひいては耐久性が求められており、また上記
の引き回し等の移動、配線、ストック等における融通性
の面から可撓性の改善も要望されている。一方、この種
ケーブルの製造においては、前記従来のような綿帆布テ
ーブや編組を設ける構成では、その巻回や被覆のために
工程が煩雑化し、製造能率及び作業性が悪い上、前記巻
回や被覆を行う高価な専用装置を必要として設備コスト
が高く付くという難点があった。

【０００５】本発明は、上述の状況に鑑み、極めて優れ
た耐摩耗性及び耐久性を具備し、且つ可撓性の良好なゴ
ムキャブタイヤケーブルを提供することを第一の目的と
し、またこの種ケーブルの製造における製造能率及び作
業性を向上させると共に、製造コスト及び設備コストの
低減を図ることを第二の目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、まず従来のゴムキャブタイヤケーブ
ルに用いられていた綿帆布テープや編組に代わるような
補強層を設けることが可能であるか否かを検討した。そ
の結果、従来のケーブル製造においては、一般的にシー
ス層形成用のゴム組成物を異物排除のためにメッシュフ
ィルターに通して用いていたように、シース層を押出に
よってケーブル心部上に連続被覆する上でゴム組成物中
には強化繊維等の異物を配合できないという固定観念が
あったにも関わらず、特定の短繊維を配合したゴム組成
物では通常のシース層形成用のゴム組成物と同様に支障
なく押出による連続被覆が可能であることが判明した。

【０００７】しかして、上記の知見に基づいて更に鋭意
検討を重ねた結果、ゴムキャブタイヤケーブルにおける
シース層の一部層ないし全体を、特定の短繊維を混入し
たゴム系材料より構成した場合に、この混入層が非常に
強靱であることから、卓越した耐摩耗性及び耐久性が得
られ、しかも該混入層が既述のように通常のシース層と
同様の押出にて連続的に形成できる上、該混入層を設け
ることによって従来のこの種ケーブルに施されていた綿
帆布テープや編組を省略できるため、その巻回や被覆の
ための煩雑な工程を省いて製造能率及び作業性を大きく
向上させ、また製造コスト及び設備コストを低減するこ
とが可能となり、加えて綿帆布テープや編組を設けたも
のに比較してケーブルの可撓性も改善されることを見出
し、本発明をなすに至った。

【０００８】すなわち、本発明の請求項１に係るゴムキ
ャブタイヤケーブルは、図面の参照符号を付して示せ
ば、導体１１上にゴム系絶縁層１２を設けた１本又は複
数本の線心１０がゴム系材料からなるシース層２にて被
包されたゴムキャブタイヤケーブルにおいて、前記シー
ス層２の全体もしくは二層以上の積層構造である該シー
ス層２の少なくとも一層がアラミッド短繊維の混入層２
１よりなることを特徴とする構成を採用したものであ
る。

【０００９】しかして、請求項２の発明では前記請求項
１のゴムキャブタイヤケーブルにおけるアラミッド短繊
維の混入層２１が０．５〜２０重量％のアラミッド短繊
維を含有する構成、請求項３の発明では前記請求項１又
は２のゴムキャブタイヤケーブルにおけるアラミッド短
繊維の平均繊維長が０．０５〜３．０ｍｍの範囲にある
構成をそれぞれ採用している。また請求項４の発明で
は、前記請求項１〜３のいずれかのゴムキャブタイヤケ
ーブルにおいて、線心１０上もしくは線心撚り合わせ
（ケーブル心部１）上、ならびにシース層２の中間に、
綿帆布テープ及び編組を有しない構造としている。更に
請求項５の発明では、前記請求項１〜４のいずれかのゴ
ムキャブタイヤケーブルにおいて、シース層がアラミッ
ド短繊維の混入層２１と非混入層とからなる２層又は３
層構造であり、線心１０表面とケーブル外周面との間の
最小厚み部分における前記混入層２１の厚みがシース層
２の３０％以上である構成を採用している。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のゴムキャブタイヤケーブ
ルにおけるシース層の全体もしくは一部に混入させるア
ラミッド短繊維は、芳香族ポリアミド繊維の一般名とし
て知られるアラミッド繊維を細かくカットしたものであ
る。このアラミッド繊維は、ナイロンやポリエステルの
如き他の有機繊維や強化用ガラス繊維等に比較して非常
に高い引張強度（ 270kg/mm²以上）及びモジュラスを有
するものであり、その市販品として米国デュポン社製の
商品名「ケプラー」、同「ノーメックス」、日本アラミ
ド社製の商品名「トワロン」、帝人社製の商品名「テク
ノーラ」等がある。

【００１１】しかして、アラミッド短繊維を配合したゴ
ム組成物を用いて成形及び加硫を経て得られるゴム層は
極めて強靱で耐摩耗性に優れるため、シース層の全体も
しくは該シース層の内層部、中間層部及び外層部のいず
れかを該短繊維の混入層とした本発明のゴムキャブタイ
ヤケーブルは、シース層の高い耐摩耗性に基づく卓越し
た耐久性を具備し、例えば３種や４種のゴムキャブタイ
ヤケーブルとしても従来のこの種ケーブルに用いていた
綿帆布テープや編組を省略した構成とすることが可能で
あり、且つこれら綿帆布テープや編組を用いた場合より
もケーブルの可撓性が良くなる。しかも、アラミッド短
繊維の混入層は通常のシース層と同様に押出によってケ
ーブル心部上に連続的に被覆形成できるから、前記の綿
帆布テープ及び編組を省略した構成においては、ケーブ
ル製造工程が簡素化して製造能率及び作業性が向上する
と共に、綿帆布テープの巻回や編組の被覆のための専用
装置が不要となるから、設備コストが大幅に低減され、
製造コストも安くなる。

【００１２】上記のアラミッド短繊維としては、平均繊
維長が０．０５〜３．０ｍｍ程度の範囲にあるものが好
適であり、この平均繊維長が短か過ぎては補強効果が不
充分になり、逆に長過ぎては混入層を押出する際の成形
性が悪化する。また、該混入層におけるアラミッド短繊
維の含有量は、特に制約はないが、従来にない高度の耐
摩耗性を付与して且つ高能率の押出を可能にする点より
０．５〜２０重量％の範囲とすることが推奨される。

【００１３】アラミッド短繊維を配合した押出用のゴム
組成物を調製するには、組成物中でのアラミッド短繊維
の均一分散を図るために、まず該短繊維を少量のゴムラ
テックス中に添加混合して均一分散させたのちに加熱乾
燥するか、あるいは該短繊維をゴムチップと加熱下で混
練することによってマスターバッチを作製し、このマス
ターバッチを他の種々のゴム用添加剤と共にゴム系成分
に添加して加熱下で混練すればよい。なお、他の各種添
加剤についても、粉末形態で分散性に難があるものは同
様のマスターバッチとして添加するのがよい。

【００１４】ここで、ゴム系成分としては、天然ゴム、
クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エ
チレンプロピレンゴム、スチレンブタジエン共重合体ゴ
ム（ＳＢＲ）、けい素ゴム、アクリロニトリルブタジエ
ン共重合体ゴム、塩素化ポリエチレン、エチレンアクリ
ルエラストマー等、従来よりゴムキャブタイヤケーブル
におけるシース層に使用されているゴム弾性を有するポ
リマー材料をいずれも使用可能である。また、押出用の
ゴム組成物に加える他の添加剤としては、ゴム系成分に
対応した加硫剤、加硫促進剤又は架橋助剤、カーボンブ
ラックの如き着色剤を兼ねる補強剤、他の着色剤、クレ
ーや炭酸カルシウムの如き補強及び寸法安定化に寄与す
る充填剤、ナフテン系オイルの如き可塑剤、高級脂肪酸
やパラフィンの如き成形性を高めるための滑性付与剤
（成形助剤）、老化防止剤等がある。

【００１５】本発明のゴムキャブタイヤケーブルの形態
としては、ケーブル心部が導体上にゴム系絶縁層を設け
た１本の線心よりなる単心構造、該線心を２本あるいは
３本以上有する多心構造のいずれでもよく、これらケー
ブル心部を被包するゴム系材料からなるシース層が、前
記のアラミッド短繊維の混入層よりなる単層であるも
の、内層部と外層部の一方を該混入層とした２層である
もの、内層部と外層部との間に該混入層よりなる中間層
部を有する３層であるもの、を包含する。また、多心構
造においては、複数本の線心を繊維介在を中心にして撚
り合わせたケーブル心部を有する構成、複数本の線心が
複数本の繊維介在と共に撚り合せたケーブル心部を有す
る構成、複数本の線心間に前記シース層をなすアラミッ
ド短繊維の混入層または非混入層からなるゴム座床を有
する構成のいずれでもよい。なお、線心としては通常、
導体とゴム系絶縁層との間に紙その他のフィルムよりな
る絶縁性セパレーターを介在したものが使用される。

【００１６】しかして、シース層がアラミッド短繊維の
混入層と非混入層とからなる２層又は３層構造であるも
のでは、線心表面とケーブル外周面との間の最小厚み部
分における前記混入層の厚みがシース層の３０％以上で
あることが望ましく、この混入層の厚み比率が小さ過ぎ
る場合はケーブルの耐摩耗性ひいては耐久性が不充分に
なる。

【００１７】以下、本発明に係るゴムキャブタイヤケー
ブルの構成例につき、図面を参照して説明する。図１〜
図４に示すゴムキャブタイヤケーブルＡ〜Ｄは、いずれ
も３本の線心１０よりなるケーブル心部１が、ゴム系材
料からなるシース層２にて直接に被包されており、各線
心１０には電気用軟銅線等よりなる導体１１上に絶縁性
セパレーター１３を介してゴム系絶縁層１２を設けたも
のを用いている。そして、ケーブルＡではシース層２の
全体がアラミッド短繊維の混入層２１よりなる単層であ
るが、ケーブルＢではシース層２がアラミッド短繊維の
混入層２１よりなる内層部２ａと該短繊維を含まない外
層部２ｃとの２層構造であり、またケーブルＣでは逆に
２層構成のシース層２の外層部２ｃがアラミッド短繊維
の混入層２１となっている。更にケーブルＤでは、シー
ス層２は３層構造であり、その中間層部２ｂがアラミッ
ド短繊維の混入層２１よりなり、内層部２ａと外層部２
ｃには該短繊維を含まない。

【００１８】一方、図５に示すゴムキャブタイヤケーブ
ルＥは、前記同様の線心１０の６本が麻糸等よりなる繊
維介在３中心にして撚り合わされたケーブル心部１を有
し、このケーブル心部１がアラミッド短繊維の混入層２
１よりなる内層部２ａと該短繊維を含まない外層部２ｃ
とからなる２層構造のシース層２によって直接に被包さ
れている。

【００１９】更に図６に示すゴムキャブタイヤケーブル
Ｆは、４種キャブタイヤケーブルに相当するものであ
り、シース層２がアラミッド短繊維を含まない内層部２
ａと該短繊維の混入層２１よりなる外層部２ｃとからな
り、その内層部２ａ中に前記同様の線心１０の４本が相
互に離間した状態で平行配置し、これら線心１０…間を
埋める内層部２ａのゴム層にてゴム座床を構成してい
る。

【００２０】なお、本発明のゴムキャブタイヤケーブル
は、上記構成例に限定されるものではなく、既述のよう
に様々な形態を包含するものであり、例えば図１〜４の
如き形態におけるケーブル心部１の線心１０を１本、２
本、４本以上としたり、図５及び図６の如き形態におけ
るシース層２のアラミッド短繊維の混入層２１を内外逆
にしたり、更に外側に該短繊維を含まないゴム層を設け
て３層構造のシース層２とした構成でもよい。また、本
発明では、従来のゴムキャブタイヤケーブルにおいて線
心上、線心撚り合わせ上、シース層の中間等に設けられ
ていた綿帆布テープや編組を省略できることが既述のよ
うに大きな利点となるが、請求項１〜３及び請求項５の
発明に係るゴムキャブタイヤケーブルではこれら綿帆布
テープや編組を有する構成も包含する。

【００２１】本発明のゴムキャブタイヤケーブルを製造
するには、電気用軟銅線等の導体上に絶縁性セパレータ
ーを介してゴム絶縁層を押出により被覆して加硫を施
し、得られた線心の所要本数を含むケーブル心部（単心
構造では線心のみ、４種以外の多心構造では線心同士の
撚り合わせ又は繊維介在を含む撚り合わせ）に対し、押
出によってゴム組成物を連続的に被覆してシース層を形
成し、加硫を施せばよい。このとき、シース層がアラミ
ッド短繊維の混入層よりなる単層である場合は、上記ゴ
ム組成物としてアラミッド短繊維を配合したものを用い
る。またシース層がアラミッド短繊維の混入層と非混入
層との２層又は３層構成である場合は、各々対応するゴ
ム組成物を用いた２回又は３回の押出被覆を順次施すこ
とになる。なお、アラミッド短繊維を配合したゴム組成
物の押出はメッシュフィルターを通さずに行う。しかし
て、この製造においては、前記線心の作製からシース層
の加硫を経てケーブル製品とするまでを一貫した連続工
程で行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下に、本発明を３種クロロプレンキャブタ
イヤケーブルに適用した実施例のケーブルの製造につい
て具体的に説明する。なお、以下における部及び％は、
それぞれ重量部及び重量％を意味する。なお、ケーブル
製造に使用した線心の構成、シース層形成用ゴム組成
物、アラミッド短繊維マスターバッチは、次のとおりで
ある。

【００２３】〔線心の構成〕電気用軟銅線（直径０．２
６ｍｍ）３７本よりなる撚り導体上に、厚さ５０μｍの
紙よりなるセパレーターを介して厚さ１．２ｍｍのゴム
絶縁層を設け、加硫を施したもの。

【００２４】 〔シース層形成用ゴム組成物〕 クロロプレンゴム …１００部 カーボンブラック … ３０部 ケイ酸アルミニウム … ２５部 炭酸カルシウム … ２０部 酸化マグネシウム … ４部 酸化亜鉛 … ５部 ナフテン系プロセス油 … １０部 パラフィン … ６部 ステアリン酸 … １部 エチレンチオ尿素 … ２部 老化防止剤 … ２．５部

【００２５】〔アラミッド短繊維マスターバッチ〕アラ
ミッド短繊維〔デュポン社製の商品名「ケプラー」の糸
を平均繊維長約０．１ｍｍに裁断したもの）をクロロプ
レンゴムラテックス中に添加混合し、均一分散させたの
ちに加熱乾燥してアラミッド短繊維の重量比２３％のマ
スターバッチとしたもの。

【００２６】製造例１ 前記のアラミッド短繊維マスターバッチを前記のシース
層形成用ゴム組成物に、後記表１記載のアラミッド短繊
維含有量となるように加えた配合物をスクリュー式押出
機によって温度６０〜８０℃にて加熱混練しつつ、前記
線心の３本を撚り合わせたケーブル心部に対し、連続的
に押出被覆してシース層の内層部（最小厚み部分の厚さ
約１．２ｍｍ）を形成し、次いでこの内層部上に、前記
のシース層形成用ゴム組成物のみをスクリュー式押出機
によって温度６０〜８０℃にて加熱混練しつつ、連続的
に押出被覆してシース層の外層部（厚さ約１．８ｍｍ）
を形成したのち、温度１５０℃、３０分間の加熱によっ
てシース層全体の加硫を施し、図２で示す構成で外径約
１８ｍｍの３種クロロプレンキャブタイヤケーブルＢ１
〜Ｂ４を作製した。また、上記内層部の形成材料として
前記のシース層形成用ゴム組成物のみを用いた以外は同
様の条件として、アラミッド短繊維の混入層のないゴム
キャブタイヤケーブルＢ０を作製した。

【００２７】製造例２ 製造例１と同様のケーブル心部に対し、前記のシース層
形成用ゴム組成物のみをスクリュー式押出機によって温
度８０℃にて加熱混練しつつ、連続的に押出被覆してシ
ース層の内層部（最小厚み部分の厚さ約１．２ｍｍ）を
形成した。一方、前記のアラミッド短繊維マスターバッ
チを前記のシース層形成用ゴム組成物に、後記表１記載
のアラミッド短繊維含有量となるように加えた配合物を
スクリュー式押出機によって温度８０℃にて加熱混練し
つつ、連続的に押出被覆してシース層の外層部（厚さ約
１．８ｍｍ）を形成したのち、製造例１と同様にして加
硫を施し、図３で示す構成で外径約１８ｍｍのクロロプ
レンキャブタイヤケーブルＣ１〜Ｃ４を作製した。

【００２８】上記製造例１にて得られたケーブルＢ０〜
Ｂ４ならびに上記製造例２にて得られたケーブルＣ１〜
Ｃ４の各々より長さ７０ｃｍのケーブル試料を採り、こ
れらケーブル試料について、電気用品の技術基準〔別表
第一、（７）へ，（ロ）〕に規定される摩耗試験装置を
用いて摩耗試験を行った。図７は、摩耗試験の状況を示
す模式図であって、キャブタイヤケーブル試料ＣＴの一
端側を保持部３０に固定し、その他端に１ｋｇの錘Ｗを
吊り下げると共に、保持部３０による固定位置の直下約
３００ｍｍに中心を置く直径約３５０ｍｍの摩耗円板３
１の周面をケーブル試料ＣＴに接触させている。

【００２９】試験は、摩耗円板３１の回転速度を６０ｒ
ｐｍに設定し、５００回転後のキャブタイヤケーブル試
料ＣＴの摩耗部分の長さと幅を測定した。またケーブル
Ｃ３，Ｃ４については、各々複数のケーブル試料を用
い、ケーブル心部の線心のゴム絶縁層が露呈するまでの
平均回転回数を調べた。その結果を、各ケーブルのシー
ス層のアラミッド短繊維混入層におけるアラミッド短繊
維含有量と共に、次の表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】上表の結果から、シース層の下層部又は上
層部にアラミッド短繊維を含有した本発明のゴムキャブ
タイヤケーブルは耐摩耗性に優れ、特にアラミッド短繊
維の混入層における該短繊維の含有量を３重量％以上と
したものでは極めて高い耐摩耗性を発揮することが判
る。なお、通常の３種クロロプレンキャブタイヤケーブ
ルの市販品（公称ケーブル径は同じ）では、この摩耗試
験による線心ゴム絶縁層の露呈までの回転回数は一般に
１５００〜２０００回である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ゴムキャブタ
イヤケーブルとして、シース層の一部層ないし全体が特
定の短繊維を混入したゴム系材料よりなることから、卓
越した耐摩耗性及び耐久性を具備し、しかも該短繊維の
混入層を通常のゴム系材料よりなるシース層と同様の押
出にて連続的に容易に形成できるものが提供される。

【００３３】請求項２及び請求項３の発明によれば、上
記のゴムキャブタイヤケーブルとして、特に高度の耐摩
耗性を具備すると共にその製造時の前記短繊維の混入層
の押出成形性がよいものが提供される。

【００３４】請求項４の発明によれば、上記のゴムキャ
ブタイヤケーブルとして、特にその製造において、従来
のこの種ケーブルに比較して製造能率及び作業性が大き
く向上すると共に製造コスト及び設備コストを低減で
き、加えてケーブルの可撓性にも優れるものが提供され
る。

【００３５】請求項５の発明によれば、特にシース層が
前記短繊維の混入層と非混入層とからなる２層又は３層
構造である上記のゴムキャブタイヤケーブルとして、非
常に優れた耐摩耗性を有するものが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１構成例のゴムキャブタイヤ
ケーブルの断面図。

【図２】 同第２構成例のゴムキャブタイヤケーブルの
断面図。

【図３】 同第３構成例のゴムキャブタイヤケーブルの
断面図。

【図４】 同第４構成例のゴムキャブタイヤケーブルの
断面図。

【図５】 同第５構成例のゴムキャブタイヤケーブルの
断面図。

【図６】 同第６構成例のゴムキャブタイヤケーブルの
断面図。

【図７】 同ゴムキャブタイヤケーブルの摩耗試験の状
況を示す模式図。

【符号の説明】

Ａ〜Ｆ ゴムキャブタイヤケーブル １ ケーブル心部 １０ 線心 １１ 導体 １２ ゴム絶縁層 １３ 絶縁性セパレーター ２ シース層 ２ａ 内層部 ２ｂ 中間層部 ２ｃ 外層部 ２１ アラミッド短繊維の混入層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−25689（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−197109（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−118816（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 7/04 H01B 7/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体上にゴム系絶縁層を設けた１本又は
   複数本の線心がゴム系材料からなるシース層にて被包さ
   れたゴムキャブタイヤケーブルにおいて、前記シース層
   の全体もしくは二層以上の積層構造である該シース層の
   少なくとも一層がアラミッド短繊維の混入層からなるこ
   とを特徴とするゴムキャブタイヤケーブル。
2. 【請求項２】 アラミッド短繊維の混入層が０．５〜２
   ０重量％のアラミッド短繊維を含有する請求項１記載の
   ゴムキャブタイヤケーブル。
3. 【請求項３】 アラミッド短繊維の平均繊維長が０．０
   ５〜３．０ｍｍの範囲にある請求項１又は２に記載のゴ
   ムキャブタイヤケーブル。
4. 【請求項４】 線心上もしくは線心撚り合わせ上、なら
   びにシース層の中間に、綿帆布テープ及び編組を有しな
   い構造である請求項１〜３のいずれかに記載のゴムキャ
   ブタイヤケーブル。
5. 【請求項５】 シース層がアラミッド短繊維の混入層と
   非混入層とからなる２層又は３層構造であり、線心表面
   とケーブル外周面との間の最小厚み部分における前記混
   入層の厚みがシース層の３０％以上である請求項１〜４
   のいずれかに記載のゴムキャブタイヤケーブル。