JP5124236B2 - ケーブル端末部およびその形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、オレフィン系共重合体ゴムからなる絶縁体を備えたケーブルの端末部およびその形成方法に関する。

エチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）などのオレフィン系共重合体ゴムを絶縁体材料として用いたケーブルは、様々な用途に広く用いられている。その代表的な例が、Ｘ線装置のＸ線管球と高電圧発生装置間を連結するＸ線用ケーブルや、電子ビーム溶接装置、放電加工装置、静電塗装装置、真空蒸着機などの直流高電圧回路に用いるケーブルであり、これらのケーブルでは、一般にＥＰゴムが絶縁体材料として用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図２に、Ｘ線用ケーブルの一例を示す。このＸ線用ケーブルは、低圧線心１の２条と高圧線心２の１条とを撚り合わせてなるケーブルコア３の外周に、内部半導電層４、高圧絶縁体（ケーブル絶縁体）５、外部半導電層６、遮蔽層７およびシース８を順に設けた構造を有する。内部半導電層４および外部半導電層６は、汎用の半導電性ＥＰゴムの押出被覆により形成され、高圧絶縁体５は、絶縁性ＥＰゴムの押出被覆により形成されている。

このようなＸ線用ケーブルの端末部においては、Ｘ線装置と接続するため、通常、シース８、遮蔽層７、外部半導電層６、高圧絶縁体５および内部半導電層４をそれぞれ所定の長さに亘って剥ぎ取ってケーブルコア３を露出させるとともに、このケーブルコア３上から高圧絶縁体５に跨って、ＥＰゴムのモールド成形により端末被覆部を形成する。端末被覆部のモールド材料として、ケーブル絶縁体と同種のＥＰゴムを使用することにより、端末被覆部とケーブル絶縁体との接着性を確保し、これにより、頻繁に繰り返される機器との抜き差しに耐えられるようにしている。

しかしながら、近時、Ｘ線用ケーブルは１５０℃を超えるような高温雰囲気下で使用される場合があり、上記のＥＰゴムからなる端末被覆部を形成したものでは、耐熱性が不十分で、信頼性を確保することができないという問題が生じている。

そこで、上記端末被覆部の材料として、ＥＰゴムに代えてシリコーンゴムを用いることが検討されている。しかしながら、この場合、耐熱性は向上するものの、ＥＰゴムからなるケーブル絶縁体との接着力が低下し、それらの界面で剥離が生じ、ケーブル端末部の電気的特性が損われるのみならず、場合により端末被覆部がケーブルから抜け落ちるおそれがあった。
特開２００２−２４５８６６号公報

本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、オレフィン系共重合体ゴムからなる絶縁体を備えたケーブルの端末部であって、高温雰囲気下で使用しても機器との信頼性の高い接続を行うことができるケーブル端末部、および、そのような信頼性の高いケーブル端末部を形成することができる方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ケーブル端末のエチレンプロピレンゴムからなる絶縁体外周に、シリコーンゴムからなる端末被覆部をモールド成形してなるケーブル端末部であって、ケーブル絶縁体上に厚さ０．５〜５．０ｍｍのシリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層を設け、その上に前記シリコーンゴムからなる端末被覆部を形成したことを特徴とするケーブル端末部である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のケーブル端末部において、ケーブルが、高電圧電子機器用ケーブルであることを特徴とするケーブル端末部である。

請求項３に記載の発明は、ケーブル端末のエチレンプロピレンゴムからなる絶縁体上に、厚さ０．５〜５．０ｍｍのシリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層をモールド成形する工程（ａ）と、前記シリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層上にシリコーンゴムからなる端末被覆部をモールド成形する工程（ｂ）とを有することを特徴とするケーブル端末部の形成方法である。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載のケーブル端末部の形成方法において、前記工程（ｂ）に先立って、シリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層の表面にシリコーン系プライマーを塗付することを特徴とするケーブル端末部の形成方法である。

本発明によれば、オレフィン系共重合体ゴムからなる絶縁体を備えたケーブルの端末部であって、高温雰囲気下で使用しても機器との信頼性の高い接続を行うことができるケーブル端末部を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るケーブル端末部の要部構成を概略的に示す断面図である。なお、本実施形態のケーブル端末部は、本発明を、図２に例示したようなＸ線用ケーブルの端末部に適用した例であり、したがって、ケーブルの基本構成は図２に示したものと同様である。

図１において、１１および１２は、それぞれＸ線用ケーブルの端部の被覆（図示なし）を剥ぎ取って露出させたケーブルコアと高圧絶縁体（ケーブル絶縁体）を示している。

ケーブルコア１１は、例えば低圧線心の２条と高圧線心の１条とを撚り合わせて構成される。また、ケーブル絶縁体１２は、オレフィン系共重合体ゴムから構成される。オレフィン系共重合体ゴムとしては、エチレン・プロピレン共重合体ゴム、エチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体ゴム、エチレン・１−ブテン共重合体ゴム、エチレン・１−ブテン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体ゴム、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体ゴムなどが挙げられる。ケーブル絶縁体１２は、オレフィン系共重合体ゴムの２種以上の混合物で構成されていてもよい。

そして、これらのケーブルコア１１およびケーブル絶縁体１２外周には、シリコーンゴムからなる端末被覆部１３がモールド成形により形成されているが、ケーブル絶縁体１２外周のシリコーンゴムからなる端末被覆部１３は、シリコーンで変性したオレフィン系共重合体ゴム、好ましくはケーブル絶縁体１２と同種のオレフィン系共重合体ゴムをシリコーンで変性したものからなる層１４を介してケーブル絶縁体１２上に設けられている。このシリコーン変性オレフィン系共重合体ゴムからなる層１４の厚さは、０．５〜５．０ｍｍの範囲が好ましく、１．０〜２．０ｍｍの範囲がより好ましい。シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴムからなる層１４の厚さが０．５ｍｍ未満では、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴムからなる層の厚さが不均一となるため界面において特性が不安定となり、また、５．０ｍｍを超えると、高温雰囲気下において端末としての信頼性を確保することが困難となる。

なお、図示は省略したが、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４と端末被覆部１３との間には、それらの界面における接着性を高めるため、プライマー層を介在させるようにしてもよい。プライマー層の形成材料としては、シリコーン系プライマーの使用が好ましい。

上記ケーブル端末部は、例えば次のように形成することができる。

まず、Ｘ線用ケーブルの端部の被覆を剥ぎ取ってケーブルコア１１およびケーブル絶縁体１２の端部をそれぞれ所定の長さに亘って露出させる。次に、ケーブルコア１１およびケーブル絶縁体１２を露出させたＸ線用ケーブルの端部を、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４形成用の金型にセットし、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴムを注入し硬化させて、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４を形成する。金型を開放した後、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４を形成したケーブル端部を、端末被覆部１３形成用の金型にセットし、シリコーンゴムを注入し硬化させる。プライマー層を形成する場合には、金型にセットする前に、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４の表面にプライマーを塗付し乾燥させておく。この後、金型を開放し、必要ならばシリコーンゴムをさらに硬化させて端末被覆部１３を形成する。

このように形成されるケーブル端末部においては、オレフィン系共重合体ゴムからなるケーブル絶縁体１２とシリコーンゴムからなる端末被覆部１３との間に、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４を介在させたことにより、ケーブル絶縁体１２とシリコーンゴムからなる端末被覆部１３とを密着性よく強固に接着させることができ、それらが剥離した場合の電気的特性の低下や抜け落ちといった不都合の発生を防止することができる。

なお、上記方法において、シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４形成用の金型にケーブル端部セットする際に、ケーブル絶縁体１２の表面に予め粗面化処理を施しておくと、ケーブル絶縁体１２とシリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層１４との接着性を向上させることができ、ケーブル端末部の信頼性をより向上させることができる。

また、端末被覆部１３を形成する際に、金型内に電界緩和部材とともにケーブル端部をセットし、シリコーンゴムを注入するようにすれば、電界緩和層を備えた端末被覆部を形成することができる。

本発明が好適に適用されるＸ線用ケーブルとしては、図２に示したケーブルの他、例えば図３および図４に示すケーブルを例示することができる。すなわち、図３に示したＸ線用ケーブルは、図４に示したＸ線用ケーブルにおいて、ケーブルコア３が低圧線心１の２条と高圧線心２の２条の撚り合わせにより構成されている例である。また、図３に示したＸ線用ケーブルは、図２に示したＸ線用ケーブルにおいて、ケーブルコア３が1条の高圧線心２のみで構成されている例である。いずれも本発明が好ましく適用されるケーブルの例である。

ここで、本発明の効果を確認するために行った実験およびその結果について記載する。

ケーブル絶縁体用ＥＰゴムを用いて作製した２．０ｍｍ厚さのシート上に、シリコーンゴム変性ＥＰゴム（信越化学（株）製 商品名 ＳＥＰ−８５５Ｂ−Ｕ）からなる１．０ｍｍ厚さの層をモールド成形し、さらにその上に、表１に示すように、シリコーンゴムＩ（信越化学（株）製 商品名 ＳＥＰラバー）またはシリコーンゴムII（信越化学（株）製 商品名 ＳＥＰラバー）からなる２．０ｍｍ厚さの層をモールド成形し、試料Ｎｏ．１〜３の積層体を得た。

また、前記と同様のケーブル絶縁体用ＥＰゴムを用いて作製した２．０ｍｍ厚さのシート上に、シリコーンゴム変性ＥＰゴムからなる層を形成することなく、表１に示すように、シリコーンゴムＩまたは端末被覆用ＥＰゴムからなる２．０ｍｍ厚さの層をモールド成形し、試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６の積層体を得た。

なお、試料Ｎｏ．２およびＮｏ．４の積層体の作製にあたっては、シリコーンゴムＩまたはシリコーンゴムIIからなる層の形成に先立って、下層のシリコーンゴム変性ＥＰゴムからなる層またはケーブル絶縁体用ＥＰゴムからなるシートの表面にシリコーン系プライマーによる処理を施した。また、試料Ｎｏ．６積層体の作製にあたっては、ケーブル絶縁体用ＥＰゴムからなるシートの表面を粗面化した後、端末被覆用ＥＰゴムの層を形成した。

得られた試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の積層体について、１８０度剥離試験（常温、引張速度５０ｍｍ／分）を行い、シリコーンゴムＩ、シリコーンゴムIIまたは端末被覆用ＥＰゴムからなる層とその下層との剥離強度を測定するとともに、剥離の状況を観察した。その結果を表１下欄に示す。

表１から明らかなように、ケーブル絶縁体用ＥＰゴムとシリコーンゴムの間にシリコーン変性ＥＰゴムを介在させた試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３では、同種のＥＰゴム同士を直接接着させた試料Ｎｏ．６と同様、ほぼ凝集破壊し、ケーブル絶縁体用ＥＰゴムとシリコーンゴムは強固に接着していた。この実験結果から、本発明によれば、高温の使用に耐え、かつ、信頼性の高いケーブル端末部が得られることが確認された。

本発明の一実施形態に係るケーブル端末部の要部構成を概略的に示す断面図である。 Ｘ線用ケーブルの一例を示す断面図である。 Ｘ線用ケーブルの他の例を示す断面図である。 Ｘ線用ケーブルのさらに他の例を示す断面図である。

符号の説明

１１…ケーブルコア、１２…高圧絶縁体（ケーブル絶縁体）、１３…端末被覆部、１４…シリコーン変性オレフィン系共重合体ゴム層。

Claims (4)

1. ケーブル端末のエチレンプロピレンゴムからなる絶縁体外周に、シリコーンゴムからなる端末被覆部をモールド成形してなるケーブル端末部であって、
   ケーブル絶縁体上に厚さ０．５〜５．０ｍｍのシリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層を設け、その上に前記シリコーンゴムからなる端末被覆部を形成したことを特徴とするケーブル端末部。
2. ケーブルが、高電圧電子機器用ケーブルであることを特徴とする請求項１記載のケーブル端末部。
3. ケーブル端末のエチレンプロピレンゴムからなる絶縁体上に、厚さ０．５〜５．０ｍｍのシリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層をモールド成形する工程（ａ）と、前記シリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層上にシリコーンゴムからなる端末被覆部をモールド成形する工程（ｂ）とを有することを特徴とするケーブル端末部の形成方法。
4. 前記工程（ｂ）に先立って、シリコーン変性エチレンプロピレンゴムからなる層の表面にシリコーン系プライマーを塗付することを特徴とする請求項３記載のケーブル端末部の形成方法。

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