JP5114867B2

JP5114867B2 - 電気ケーブル

Info

Publication number: JP5114867B2
Application number: JP2006136138A
Authority: JP
Inventors: 弘高江島; 幸雄鈴木; 研治中嶋; 道晃清水; 良和早川; 陽二小林
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: JP2007311043A

Description

本発明は、電源線や信号線などの複数の電線の周囲に電気シールド層を備えた電気ケーブルに関し、特に屈曲性に優れた構造の電気シールド層を備えた電気ケーブルに関する。

自動車の電動化に伴い、電源線と信号線を備えた電気ケーブルが、自動車の振動や屈曲を多く受ける場所に配策されるようになっている。

図５に従来技術の電気ケーブルの一例を示す。電気ケーブル５０は、電源線や信号線となる複数（図では４本）の電線５１と、その外周に設けた外部からの電磁波をシールドする電気シールド層５２と、その外周を覆うシース５３とからなる。電気シールド層５２は銅線や銅合金線にスズめっきを施した金属素線を交差させて編んだ金属素線編組で形成されている。シース５３は、ＥＰＤＭなどのゴム材、ポリウレタンなどの樹脂からなり、断面略円形に形成されている。

電気ケーブルに屈曲が多く加わると、電気シールド層を形成する金属素線は互いに擦れあい、金属素線が磨耗により断線するという問題がある。断線した金属素線は、電源線や信号線などの電線の絶縁層に刺さって貫通し、短絡を発生させるという恐れがある。このように、電気シールド層を形成する金属素線の断線は電気ケーブルの屈曲寿命を制限する要因となっている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−０３１９５４号公報

そこで、本発明の目的は、電気シールド層の屈曲寿命を長くでき、屈曲性に優れた電気ケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の電気ケーブルは、複数の電線と、複数の電線の外周の金属素線を横巻きした第１の横巻シールド層と、第１の横巻シールド層の外周の緩衝層と、緩衝層の外周の第１の横巻シールド層と逆向きに金属素線を横巻きした第２の横巻シールド層と、第２の横巻シールド層の外周のシースと、を備えたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の電気ケーブルは、複数の電線と、複数の電線の外周の金属膜付樹脂テープを横巻きしたテープ巻シールド層と、テープ巻シールド層の外周のテープ巻シールド層と逆向きに金属素線を横巻きした横巻シールド層と、横巻シールド層の外周のシースと、を備え、横巻シールド層とシースの間に緩衝層を備えたことを特徴とする。

電気シールド層の屈曲寿命を長くでき、屈曲性に優れた電気ケーブルを実現できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の第１の実施形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。

（電気ケーブル）電気ケーブル１０は、電源線や信号線となる４本の電線１１と、その外周の金属素線を横巻きした第１の横巻シールド層１２と、その外周の第１の緩衝層１３と、その外周の金属素線を第１の横巻シールド層と逆向きに横巻きした第２の横巻シールド層１４と、その外周の第２の緩衝層１５と、その外周のシース１６とからなる。

（電線）電線１１は導体線１７とその外周の絶縁層１８とからなる。導体線１７は、複数本の金属素線を撚り合わせたもの、または１本の金属素線からなる。金属素線としては、軟銅線、銀めっき軟銅線、スズめっき軟銅線、スズめっき銅合金線などが用いられる。絶縁層１８としては、ポリエチエン、ポリプロピレンなど各種の樹脂で形成される。

４本の電線１１は撚り合わされて束ねられている。これら電線１１の外周におさえ巻きを設けても良い。電源線や信号線などの用途、電気ケーブルの使用目的に応じて、各電線１１の径、数、撚り合わせ構造などは適宜設定される。

（第１の横巻シールド層）第１の横巻シールド層１２は、多数本の金属素線を所定のピッチでらせん状に横巻きしたものである。図１（ａ）では、右端から左端に向けて左巻きに横巻きしている。金属素線は軟銅線、スズめっき軟銅線などが用いられる。

（第１の緩衝層）第１の緩衝層１３は、第１の横巻シールド層１２の外周に巻いたテープまたは第１の横巻きシールド層１２の外周に押出し被覆して形成した樹脂層からなる。テープとしては、ＰＥＴなどの樹脂テープ、紙などが用いられる。樹脂層の樹脂としては、ＥＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリエチレンなどが用いられる。樹脂は絶縁性、導電性いずれのものも使用できる。

（第２の横巻シールド層）第２の横巻シールド層１４は、多数本の金属素線を第１の横巻シールド層１２と逆向きに所定のピッチでらせん状に横巻きしたものである。図１（ａ）では、右端から左端に向けて右巻きに横巻きしている。金属素線は第１の横巻シールド層１２と同様のものが用いられる。

（第２の緩衝層）第２の緩衝層１５は、第２の横巻シールド層１４の外周に巻いたテープまたは第２の横巻きシールド層１４の外周に押出し被覆して形成した樹脂層からなる。テープ、樹脂層の樹脂は第１の緩衝層１３と同様なものが用いられる。

（シース）シース１６は、ＥＰＤＭなどのゴム材、ポリウレタンなどの樹脂からなり、断面略円形に形成されている。

（作用）金属素線の横巻シールド層は、金属素線を編んだ金属素線編組と比べて、金属素線間の摩擦が少なく屈曲性に優れている。本実施形態では、電気シールド層として金属素線の横巻シールド層を用いているので、屈曲性を良くすることができる。

また、本実施形態では、第１の横巻シールド層と第１の横巻シールド層と逆向きに巻いた第２の横巻シールド層を備えているので、外部からの電磁波に対するシールド特性に優れるという作用を奏する。

また、本実施形態では、第１の横巻シールド層と第２の横巻シールド層の間に第１の緩衝層を設けているので、電気ケーブルの屈曲による第１の横巻シールド層の金属素線と第２の横巻シールド層の金属素線間の摩擦が生じず、金属素線の断線を防止でき、屈曲性に優れるという作用を奏する。

また、本実施形態では、第２の横巻シールド層とシースの間に第２の緩衝層を設けているので、電気ケーブルの屈曲による第２の横巻シールド層の金属素線とシースの間の摩擦を防止でき、屈曲性に優れるという作用を奏する。

（実施形態２）
図２は本発明の第２の実施形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。本実施形態と第１の実施形態の異なる部分は、第２の横巻シールド層とシースの間に補強層を設けた点である。

（電気ケーブル）電気ケーブル２０は、電源線や信号線となる４本の電線２１と、その外周の金属素線を横巻きした第１の横巻シールド層２２と、その外周の第１の緩衝層２３と、その外周の金属素線を第１の横巻シールド層と逆向きに横巻きした第２の横巻シールド層２４と、その外周の第２の緩衝層２５と、その外周の補強層２７その外周のシース２６とからなる。

（補強層）補強層２７は天然繊維や人工繊維を用いた編組構造からなる。人工繊維として、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維またはポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維を好適に使用できる。

電線２１、第１の横巻シールド層２２、第１の緩衝層２３、第２の横巻シールド層２４、第２の緩衝層２５およびシース２６の構成は第１の実施形態と相違点はないため、説明を省略する。

（作用）本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用を奏する。

また、本実施形態では、補強層を備えることにより電気ケーブル全体の引張強度が強くなるという作用を奏する。

また、本実施形態では、第２の横巻シールド層と補強層の間に第２の緩衝層を設けているので、電気ケーブルの屈曲による第２の横巻シールド層の金属素線と補強層の間の摩擦を防止でき、屈曲性に優れるという作用を奏する。

（参考形態）
図３は本発明の参考形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。

（電気ケーブル）電気ケーブル３０は、電源線や信号線となる４本の電線３１と、その外周の金属素線を横巻きした横巻シールド層３２と、その外周の横巻シールド層３２と逆向きに金属膜付樹脂テープを横巻きしたテープ巻シールド層３３と、その外周のシース３４とからなる。

（横巻シールド層）横巻シールド層３２は、多数本の金属素線を所定のピッチでらせん状に横巻きしたものである。図３（ａ）では、右端から左端に向けて右巻きに横巻きしている。金属素線は軟銅線、スズめっき軟銅線などが用いられる。

（テープ巻シールド層）テープ巻シールド層３３は、横巻シールド層３２と逆向きに金属膜付樹脂テープをらせん状に横巻きしたものである。金属膜付樹脂テープとしては、ポリエチエン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂からなる樹脂テープの表面の片面または両面にアルミニウム、銅、銀などの金属を蒸着して金属膜を形成したものが使用できる。なお、金属膜付樹脂テープの代わりに導電性樹脂テープを用いても良い。導電性樹脂は例えば樹脂のカーボンや金属粉を添加したものが使用できる。

電線３１、シース３４の構成は第１の実施形態と相違点はないため、説明を省略する。

（作用）本参考形態では、第１の電気シールド層として金属素線の横巻シールド層を用いているので、金属素線編組を用いたものと比べて、屈曲性を良くすることが出来る。

また、本参考形態では、第２の電気シールド層としてテープ巻シールド層を用いているので、金属素線からなるものと比べて、屈曲性を良くすることが出来る。

また、本参考形態では、横巻シールド層と横巻シールド層と逆向きに巻いたテープ巻シールド層を備えているので、外部からの電磁波に対するシールド特性に優れるという作用を奏する。

また、本参考形態では、金属素線の横巻シールド層の外周にテープ巻シールド層を設けているので、第１および第２の電気シールド層を金属素線で形成したものと比べて、金属素線間の摩擦を防止でき、屈曲性に優れるという作用を奏する。

また、本参考形態において、テープ巻シールド層の金属膜付樹脂テープとして樹脂テープの片面に金属膜を形成したものを使用し、金属素線の横巻シールド層と金属膜付テープの金属膜を形成していない面とを接するように横巻シールド層の外周に金属膜付樹脂テープを巻きつけることにより、金属素線と金属膜との摩擦を防止でき、屈曲性に優れるという作用を奏する。

（実施形態３）
図４は本発明の第３の実施形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。

（電気ケーブル）電気ケーブル４０は、電源線や信号線となる４本の電線４１と、その外周の金属テープを横巻きしたテープ巻シールド層４２と、その外周のテープ巻シールド層４２と逆向きに金属素線を横巻きした横巻シールド層４３と、その外周のシース４４とからなる。

（テープ巻シールド層）テープ巻シールド層４２は、金属膜付樹脂テープをらせん状に横巻きしたものである。図４（ａ）では、右端から左端に向けて右巻きに横巻きしている。金属膜付樹脂テープとしては、ポリエチエン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂からなる樹脂テープの表面の片面または両面にアルミニウム、銅、銀などの金属を蒸着したものが使用できる。

（横巻シールド層）横巻シールド層４３は、テープ巻シールド層４２と逆向きに多数本の金属素線を所定のピッチでらせん状に横巻きしたものである。図４（ａ）では、右端から左端に向けて左巻きに横巻きしている。金属素線は軟銅線、スズめっき軟銅線などが用いられる。

電線４１、シース４４の構成は第１の実施形態と相違点はないため、説明を省略する。

なお、横巻シールド層とシースの間に第１の実施形態で説明した緩衝層を設けている。

（作用）本実施形態においても、参考形態と同様の作用を奏する。

（変形例）
本発明は、上記実施形態の電気ケーブルに限られず、電源線や信号線などの電線の形状、大きさや数、シース内における電線の配置などを、応用目的に対応して設計することができる。

（応用例）
本発明の電気ケーブルは、ロボットや自動車の可動機器に接続する電気ケーブルとして使用できる。自動車においては、電動ブレーキハーネスやインホイールモータ用ハーネスのような振動や屈曲が頻繁に加わる電気ケーブルに適用できる。

本発明の第１の実施形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。本発明の第２の実施形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。本発明の参考形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。本発明の第３の実施形態の電気ケーブルの図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。従来の電気ケーブルの例を示す図であり、（ａ）は構造図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１０，２０電気ケーブル
１１，２１電線
１２，２２第１の横巻シールド層
１３，２３第１の緩衝層
１４，２４第２の横巻シールド層
１５，２５第２の緩衝層
１６，２６シース
１７導体線
１８絶縁層
２７補強層
３０，４０電気ケーブル
３１，４１電線
３２，４３横巻シールド層
３３，４２テープ巻シールド層
３４，４４シース
５０電気ケーブル
５１電線
５２電気シールド層
５３シース

Claims

複数の電線と、
前記複数の電線の外周の金属素線を横巻きした第１の横巻シールド層と、
前記第１の横巻シールド層の外周の緩衝層と、
前記緩衝層の外周の前記第１の横巻シールド層と逆向きに金属素線を横巻きした第２の横巻シールド層と、
前記第２の横巻シールド層の外周のシースと、
を備えたことを特徴とする電気ケーブル。
前記第２の横巻シールド層と前記シースの間に第２の緩衝層を備えたことを特徴とする請求項１記載の電気ケーブル。
前記第２の緩衝層と前記シースの間に補強層を備えたことを特徴とする請求項２記載の電気ケーブル。
前記緩衝層は樹脂テープまたは押出し被覆して形成した樹脂層であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の電気ケーブル。
前記第２の緩衝層は樹脂テープまたは押出し被覆して形成した樹脂層であることを特徴とする請求項２または３に記載の電気ケーブル。
複数の電線と、
前記複数の電線の外周の金属膜付樹脂テープを横巻きしたテープ巻シールド層と、
前記テープ巻シールド層の外周の前記テープ巻シールド層と逆向きに金属素線を横巻きした横巻シールド層と、
前記横巻シールド層の外周のシースと、
を備え、
前記横巻シールド層と前記シースの間に緩衝層を備えたことを特徴とする電気ケーブル。
電動ブレーキハーネスまたはインホイールモータ用ハーネスであることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の電気ケーブル。