JP5810618B2 - ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、互いに撚り合わせた一対の絶縁電線を有するケーブル及びその製造方法に関する。
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）などの各種制御システムにおいて、車輪速センサで発生した信号を伝送するＡＢＳセンサケーブルとして、２本の絶縁電線を撚り合わせ、外周をシースで覆った構造のものが使用されている。
この種のケーブルとしては、内部シースを、ポリオレフィン系樹脂または該樹脂を主体とする樹脂組成物から構成し、外部シースを、熱可塑性ポリウレタンエラストマーと熱可塑性ポリエステルエラストマーの混合物または該混合物を主体とする樹脂組成物の架橋体から構成し、かつ外部シースが、金属水酸化物および窒素系難燃剤から選ばれる１種または２種以上の難燃剤を、架橋体１００重量部に対し、３〜３５重量部を含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２００５／０１３２９１号パンフレット
上記ケーブルに対しては、狭隘なスペースへの配線を可能とすべく、さらなる細径化が要求されているが、この細径化の要求とともに、外観、破断強度及び耐電圧を良好に維持しつつコストを抑制することも要求されている。
本発明の目的は、外観、破断強度及び耐電圧を良好に維持しつつ細径にして、なおかつコストを抑制したケーブル及びその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決することのできる本発明のケーブルは、互いに撚り合わされた一対の絶縁電線の周囲をシースで覆ったケーブルであって、
前記絶縁電線は、断面積が０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下の錫銅合金からなる導体を架橋ポリエチレンで被覆してなり、
前記シースは、一対の前記絶縁電線の周囲に押出被覆された非架橋ポリウレタンからなる内部シースと、前記内部シースの周囲に押出被覆された非架橋ポリウレタンからなる外部シースとを有し、
前記シースの厚さが０．５ｍｍ以上であり、前記シースの外径が４．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明のケーブルの製造方法は、互いに撚り合わされた一対の絶縁電線の周囲をシースで覆ったケーブルの製造方法であって、
断面積が０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下の錫銅合金からなる導体を架橋ポリエチレンで被覆してなる一対の絶縁電線を互いに撚り合わせ、
撚り合わせた一対の前記絶縁電線の周囲に非架橋ポリウレタンを押出被覆して内部シースを形成し、
その後、前記内部シースの周囲に前記内部シースと同じ非架橋ポリウレタンを押出被覆して外部シースを形成することで、前記内部シースと前記外部シースとからなる厚さ０．５ｍｍ以上かつ外径４．０ｍｍ以下の前記シースを形成することを特徴とする。
本発明のケーブルによれば、絶縁電線の導体が錫銅合金からなることにより、導体の断面積を０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下としても十分な破断強度を得ることができる。また、導体の断面積を小さくすることができるので、架橋ポリエチレンからなる絶縁被覆の厚さを十分に確保して良好な耐電圧を維持しつつ、ケーブル外径を４．０ｍｍ以下として細径にすることができる。また、絶縁電線を被覆する内部シースと外部シースとからなるシースを安価な非架橋ポリウレタンにより形成したので、ケーブルのコストを抑制することができる。しかも、絶縁電線の周囲に押出被覆した内部シースに対して、その周囲に外部シースを押出被覆し、シースの厚さを０．５ｍｍ以上に確保しているので、撚り合わせた絶縁電線の外形が撚り波として外部シース表面に現れるようなこともなく、良好な外観を確保することができる。
本発明に係るケーブルの一実施形態を示す断面図である。
以下、本発明に係るケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るケーブル１０は、一対の絶縁電線１を有しており、その外径は４．０ｍｍ以下であり細径である。
このケーブル１０は、例えば、ＡＢＳなどの各種制御システムにおいて、車輪速センサで発生した信号を伝送するＡＢＳセンサケーブルとして用いられる。なお、ケーブル１０は、ＡＢＳセンサケーブル以外にも使用可能である。
このケーブル１０を構成する絶縁電線１は、導体４とその外周を覆う絶縁体５からなるものであり、互いに撚り合わせられている。
導体４は、錫銅合金からなるものであり、その断面積は０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下である。なお、導体４の錫銅合金における錫の濃度は０．２質量％以上０．６質量％以下である。
この導体４は、例えば、外径０．０８ｍｍの素線を複数本撚り合わせた撚線である。この導体４を構成する素線の本数としては、例えば、３６本、４８本あるいは６０本程度であり、導体４の外径は、素線の本数が３６本の場合で０．５７ｍｍ、素線の本数が４８本の場合で０．６５ｍｍ、素線の本数が６０本の場合で０．７２ｍｍである。
導体４を覆う絶縁体５は、架橋ポリエチレンから形成されている。この絶縁体５の厚さは、素線の本数が３６本の場合で０．３２ｍｍ、素線の本数が４８本の場合で０．３８ｍｍ、素線の本数が６０本の場合で０．３７ｍｍである。また、絶縁体５の外径は、素線の本数が３６本の場合で１．２０ｍｍ、素線の本数が４８本の場合で１．４０ｍｍ、素線の本数が６０本の場合で１．４５ｍｍである。
一対の絶縁電線１の周囲は、シース６によって覆われている。シース６は、内部シース２と外部シース３からなる二層構造になっている。
内部シース２は、一対の絶縁電線１の周囲に押出被覆されたものであり、非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）から形成されている。内部シース２は、ケーブル１０の横断面における真円度を向上させる機能も有する。
外部シース３は、内部シース２の周囲に押出被覆されたものであり、内部シース２と同一材料である非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）から形成されている。
これらの内部シース２及び外部シース３から構成されたシース６は、その厚さ（内部シース２と外部シース３の合計厚さ）Ｔが０．５ｍｍ以上になるように形成されている。
次に、上記のケーブル１０を製造する方法について説明する。
まず、一対の絶縁電線１を互いに撚り合わせ、撚り合わせた一対の絶縁電線１の周囲に、非架橋ポリウレタンを押出被覆することにより、内部シース２を形成する。内部シース２を形成することにより、絶縁電線１を撚り合わせた表面の凹凸（撚り波）が埋められて断面略円形の丸線形状になる。
次に、内部シース２の周囲に、内部シース２と同じ非架橋ポリウレタンを押出被覆することにより、外部シース３を形成する。
外部シース３の押出被覆は、内部シース２が硬化した後に行う。内部シース２が冷却されて硬化してから、外部シース３を押出被覆する。これにより、内部シース２と外部シース３とからなる厚さ０．５ｍｍ以上のシース６によって一対の絶縁電線１を被覆し、外径４．０ｍｍ以下のケーブル１０とする。
なお、内部シース２が十分に硬化していないうちに外部シース３を押出被覆すると、内部シース２の樹脂と外部シース３の樹脂を同時に押出した状態に近くなってしまう。つまり、内部シース２の樹脂と外部シース３の樹脂がそれぞれ軟化したままで共に変形してしまい、外部シース３の表面が絶縁電線１を撚り合わせた凹凸形状に沿って変形してしまうおそれがある。内部シース２をある程度硬化させてから外部シース３を押出被覆することで、絶縁電線１を撚り合わせた凹凸形状の影響を受けずに外部シース３を形成することができる。
上記実施形態によれば、導体４が錫銅合金からなる絶縁電線１を備えることにより、導体４の断面積を０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下としても十分な破断強度を得ることができる。また、導体４の断面積を小さくすることができるので、架橋ポリエチレン製の絶縁体５からなる被覆の厚さを十分に確保して良好な耐電圧性を維持しつつ、ケーブル外径を４．０ｍｍ以下として細径化を図ることができる。
また、ケーブル１０では、内部シース２及び外部シース３からなるシース６を、金属水酸化物または窒素系難燃材（メラミンシアヌレートなど）を混入せずに、安価な非架橋ポリウレタンから形成している。したがって、ケーブル１０のコストを低く抑えることができる。
シース６を非架橋ポリウレタンの一層構造とすると、撚り合わせた絶縁電線１の外形が撚り波として外部に現れるおそれがある。本実施形態では、撚り合わせた絶縁電線１の周囲に内部シース２を押出被覆し、さらに、その内部シース２の周囲に外部シース３を押出被覆することで、シース６を二層構造とし、その厚さＴを０．５ｍｍ以上に確保している。これにより、撚り合わせた絶縁電線１の外形が撚り波としてケーブル１０の外表面に現れるようなこともなく、良好な外観を確保することができる。
互いに撚り合わせた一対の絶縁電線の外周をシースで被覆した各種（表１参照）のケーブルを製造し、それぞれのケーブルについて、絶縁電線の耐電圧、外観観察、破断強度を評価した。
Figure 0005810618
〈試験対象ケーブル〉
（実施例１）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．３０ｍｍ２、導体構成：外径０．０８ｍｍの素線を６０本撚り合わせた撚線、材質：錫銅合金、撚外径：０．７２ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３７ｍｍ、外径：１．４５ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．３０ｍｍ、外径：３．５０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（実施例２）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．２５ｍｍ２、導体構成：外径０．０８ｍｍの素線を４８本撚り合わせた撚線、材質：錫銅合金、撚外径：０．６５ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３８ｍｍ、外径：１．４０ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．３０ｍｍ、外径：３．４０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．３０ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（実施例３）
（１）ケーブル外径：３．４ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．１８ｍｍ２、導体構成：外径０．０８ｍｍの素線を３６本撚り合わせた撚線、材質：錫銅合金、撚外径：０．５７ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３２ｍｍ、外径：１．２０ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：２．９０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：３．４ｍｍ
（比較例１）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．３０ｍｍ２、導体構成：外径０．０８ｍｍの素線を６０本撚り合わせた撚線、材質：錫銅合金、撚外径：０．７２ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３７ｍｍ、外径：１．４５ｍｍ
（４）シース（一層構造）
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．５５ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（比較例２）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．２５ｍｍ２、導体構成：外径０．０８ｍｍの素線を４８本撚り合わせた撚線、材質：錫銅合金、撚外径：０．６５ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３８ｍｍ、外径：１．４０ｍｍ
（４）シース（一層構造）
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．６０ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（比較例３）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．３５ｍｍ２、導体構成：外径０．１６ｍｍの素線を１９本撚り合わせた撚線、材質：軟銅、撚外径：０．８５ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３０ｍｍ、外径：１．４５ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．３０ｍｍ、外径：３．５０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（比較例４）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．５０ｍｍ２、導体構成：外径０．１６ｍｍの素線を２８本撚り合わせた撚線、材質：軟銅、撚外径：１．００ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３３ｍｍ、外径：１．６５ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：３．８０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．１０ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（比較例５）
（１）ケーブル外径：４．０ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．５０ｍｍ２、導体構成：外径０．１６ｍｍの素線を２８本撚り合わせた撚線、材質：軟銅、撚外径：１．００ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．２３ｍｍ、外径：１．４５ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．３０ｍｍ、外径：３．５０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：４．０ｍｍ
（比較例６）
（１）ケーブル外径：４．３ｍｍ
（２）導体
導体サイズ：０．５０ｍｍ２、導体構成：外径０．１６ｍｍの素線を２８本撚り合わせた撚線、材質：軟銅、撚外径：１．００ｍｍ
（３）絶縁体
材質：架橋難燃ポリエチレン、平均厚：０．３３ｍｍ、外径：１．６５ｍｍ
（４）シース
（４−１）内部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：３．８０ｍｍ
（４−２）外部シース
材質：非架橋ポリウレタン（ポリウレタンエラストマー）、平均厚：０．２５ｍｍ、外径：４．３ｍｍ
〈評価試験方法〉
（１）絶縁電線の耐電圧
絶縁電線に対して５ｋＶの電圧を０．１５秒間印加し、１ｋｍ中に生じる欠陥回数を検出した。
（２）外観観察
製造したケーブルを目視で観察し、互いに撚り合わせた絶縁電線の撚り波がケーブルの外表面に現れているか否かを判定した。
（３）破断強度
ケーブルに張力を加え、ケーブルが破断したときの引張力を測定した。破断強度が３００Ｎ以上であるものを合格と判定した。
（評価試験結果）
上記の評価試験の結果を表２に示す。
Figure 0005810618
（実施例１〜３）
実施例１〜３では、絶縁電線の耐電圧試験による欠陥は何れも検出されず、また、外表面に撚り波が現れることもなかった。また、錫銅合金からなる素線から導体を構成したことにより、導体サイズ（断面積）を小さく（０．３０ｍｍ２，０．２５ｍｍ２，０．１８ｍｍ２）してケーブルを細径にしても、３００Ｎ以上の破断強度が得られた。
（比較例１，２）
比較例１，２では、絶縁電線の耐電圧試験による欠陥は何れも検出されず、また、錫銅合金からなる素線から導体を構成したことにより、導体サイズ（断面積）を小さく（０．３０ｍｍ２，０．２５ｍｍ２）してケーブルを細径にしても、３００Ｎ以上の破断強度が得られた。しかし、これらの比較例１，２ではシースを一層構造としているため、シースの厚さを変化させても、外表面に撚り波が現れた。
（比較例３）
比較例３では、絶縁電線の耐電圧試験による欠陥は検出されず、また、外表面に撚り波が現れることもなかった。しかし、軟銅からなる素線から導体を構成したことにより、導体サイズ（断面積）が０．３５ｍｍ２程度では、３００Ｎ以上の破断強度を得ることができなかった。
（比較例４）
比較例４では、絶縁電線の耐電圧試験による欠陥は検出されなかった。また、破断強度は３００Ｎ以上であった。しかし、破断強度を３００Ｎ以上とするために導体サイズ（断面積）をかなり大きく（０．５０ｍｍ２）せざるを得ず、外径を４．０ｍｍに抑えるために、外部シースの厚さが薄くなり（０．１０ｍｍ）、外表面に撚り波が現れた。
（比較例５）
比較例５では、外表面に撚り波が現れることはなく、また、破断強度は３００Ｎ以上であった。しかし、破断強度を３００Ｎ以上とするために導体サイズ（断面積）をかなり大きく（０．５０ｍｍ２）し、さらに、外部シースの厚さを十分に確保して外表面における撚り波の発生を抑えたために、絶縁電線の絶縁体の厚さが薄くなり、絶縁電線の耐電圧試験では複数回（４回）の欠陥が生じた。
（比較例６）
比較例６では、絶縁電線の耐電圧試験による欠陥は検出されず、また、外表面に撚り波が現れることもなかった。また、３００Ｎ以上の破断強度も得られた。しかし、この比較例６では、十分な耐電圧を確保し、外表面における撚り波の発生を抑え、さらに、十分な破断強度を得るために絶縁電線の絶縁体の厚さ及び外部シースの厚さを十分に確保し、しかも、導体サイズ（断面積）をかなり大きく（０．５０ｍｍ２）せざるを得なかった。そのため、この比較例６の構造では、ケーブルの外径が４．３ｍｍとなり、細径にすることは困難であった。
１：絶縁電線、２：内部シース、３：外部シース、６：シース、１０：ケーブル

Claims (2)

  1. 互いに撚り合わされた一対の絶縁電線の周囲をシースで覆ったケーブルであって、
    前記絶縁電線は、断面積が０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下の錫銅合金からなる導体を架橋ポリエチレンで被覆してなり、
    前記シースは、一対の前記絶縁電線の周囲に押出被覆された非架橋ポリウレタンからなる内部シースと、前記内部シースの周囲に押出被覆された非架橋ポリウレタンからなる外部シースとを有し、
    前記シースの厚さが０．５ｍｍ以上であり、前記シースの外径が４．０ｍｍ以下であることを特徴とするケーブル。
  2. 互いに撚り合わされた一対の絶縁電線の周囲をシースで覆ったケーブルの製造方法であって、
    断面積が０．１８ｍｍ２以上０．３０ｍｍ２以下の錫銅合金からなる導体を架橋ポリエチレンで被覆してなる一対の絶縁電線を互いに撚り合わせ、
    撚り合わせた一対の前記絶縁電線の周囲に非架橋ポリウレタンを押出被覆して内部シースを形成し、
    その後、前記内部シースの周囲に前記内部シースと同じ非架橋ポリウレタンを押出被覆して外部シースを形成することで、前記内部シースと前記外部シースとからなる厚さ０．５ｍｍ以上かつ外径４．０ｍｍ以下の前記シースを形成することを特徴とするケーブルの製造方法。
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