JP5915503B2 - 多心ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、複数本の電線を纏めて構成した多心ケーブルに関する。

医療機器や計測機器等に用いられるケーブルとして、複数本（例えば数十本以上）の電線を纏めて構成した多心ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。多心ケーブルは、図１３に示すように、複数本の電線９０を撚って構成した電線束９１を複数備えている。そして、これら電線束９１を一纏めにして電線集合体９４とし、この電線集合体９４は筒状のシース９３によって覆われている。

このような多心ケーブルを例えば内視鏡用のケーブルとして用いるためには、多心ケーブルは柔軟性を有している必要がある。そこで、図１４（Ａ）に示すように、電線集合体９４とシース９３との間に環状の空間（隙間）９５が設けられており、電線集合体９４の自由な湾曲が抑制されないようにしている。

この多心ケーブルを湾曲させると、図１４（Ｂ）に示すように、横断面においてシース９３が偏平化（楕円化）すると共に、電線集合体９４も偏平化する。つまり、複数の電線束９１の配置が元の円形状態から崩れて偏平した状態となる。
更には、各電線束９１に含まれる電線９０は、前記のとおり撚られていることから電線同士が絡み合い、多心ケーブルを湾曲させると、この絡み合いが原因となって部分的に電線９０が横方向に飛び出すことがある。なお、横方向とは、電線束９１の長手方向に交差する方向である。

特開２０１２−１４６５９１号公報（図２参照）

前記のような多心ケーブルには、電線束の種類を識別することができるように、図１３に示すように、各電線束９１に識別テープ９２が巻き付けられているものがある。しかし、この識別テープ９２が多心ケーブルの寿命に影響を与えることがある。
すなわち、識別テープ９２は、電線９０のばらけ防止を目的として電線９０の撚り方向と反対方向に螺旋状となって各電線束９１に巻き付けられているが、この識別テープ９２は、例えば樹脂製からなり伸縮性に乏しいことから、図１５に示すように、多心ケーブルの湾曲により電線束９１が湾曲すると、この湾曲範囲に含まれる識別テープ９２に張力が生じることがある。

そして、電線束９１が湾曲すると、前記のとおり、部分的に電線９０が横方向に飛び出そうとし、張力が生じている識別テープ９２によってこれが拘束された場合、この電線９０に局所的に強い曲げが発生する。これは、識別テープ９２の撚り方向が電線９０の撚り方向と反対であることから、飛び出そうとする電線９０のうち識別テープ９２と接触する範囲は部分的となるためである。このような強い曲げが電線９０に繰り返し発生すると、想定されている寿命よりも実際の寿命が短くなることがある。

また、多心ケーブルの寿命に大きな影響を与える要因として、前記のような識別テープ９２の他に、電線束９１自体の構成によるものがある。
すなわち、多心ケーブルが湾曲し、部分的に電線９０が横方向に飛び出そうとすると、前記のとおり電線束９１は複数本の電線９０が撚られて構成されていることから、電線同士が絡み合ってこの飛び出そうとする電線９０を拘束する。このため、飛び出そうとする電線９０の一部に局所的な強い曲げが発生する場合がある。このような強い曲げが電線９０に繰り返し発生すると、想定されている寿命よりも実際の寿命が短くなることがある。

このように、各電線束９１において、電線９０が識別テープ９２によって拘束されたり、他の電線と絡み合ったりすることで、多心ケーブルの寿命が短くなることがある。
そこで、本発明は、複数本の電線を纏めて構成した多心ケーブルの寿命が低下するのを抑制することを目的とする。

（１）本発明は、複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、前記電線の撚り方向と同方向に螺旋状となって当該電線束に巻かれている線状部材を備えていることを特徴とする。

前記のとおり、識別テープのような線状部材が電線束に対して電線の撚り方向と反対の方向に螺旋状に巻かれていると、電線束の湾曲によって飛び出そうとする電線のうち線状部材と接触する範囲は部分的となり、局所的に強い曲げが発生する場合がある。
しかし、本発明によれば、線状部材は、電線の撚り方向と同方向に螺旋状となって電線束に巻かれていることから、線状部材は電線の長手方向に沿いやすくなり、線状部材は電線に広い範囲で接触し、局所的な強い曲げが電線に生じ難くすることが可能となる。このため、電線の寿命、すなわち、多心ケーブルの寿命が線状部材によって短くなるのを抑制することができる。

（２）また、本発明は、複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、前記電線の撚り方向と反対方向に螺旋状となって当該電線束に巻かれている線状部材を備え、前記線状部材の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されていることを特徴とする。
Ｐｔ／２＞γ×Ｈ
但し、Ｐｔは、線状部材の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

前記のとおり、多心ケーブルが湾曲することにより、電線束に含まれる電線が横方向に飛び出そうとする。そして、この飛び出そうとする電線が、張力の生じている識別テープのような線状部材によって拘束されると、この電線に局所的に強い曲げが発生する場合がある。
しかし、本発明のように、前記式の関係を満たすように線状部材の撚りピッチが設定され、その撚りピッチを大きくすることにより、多心ケーブルが湾曲しても、線状部材には張力が生じ難くなる。このため、横方向に飛び出そうとする電線は線状部材によって拘束され難くなり、この電線に局所的な強い曲げが生じるのを防ぐことができる。この結果、電線の寿命、すなわち、多心ケーブルの寿命が線状部材によって短くなるのを抑制することができる。

（３）また、本発明は、複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、前記電線の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されていることを特徴とする。
Ｐｃ／２＞γ×Ｈ
但し、Ｐｃは、電線の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

前記のとおり、多心ケーブルが湾曲することにより、電線束に含まれる電線が横方向に飛び出そうとすると、電線同士が絡み合ってこの電線を拘束する。このため、この飛び出そうとする電線の一部に局所的な強い曲げが発生する場合がある。
しかし、本発明のように、前記式の関係を満たすように電線の撚りピッチが設定され、その撚りピッチを大きくすることにより、電線同士の絡み合いによる電線の拘束が生じ難くなる。この結果、局所的な強い曲げが電線に生じ難くすることが可能となり、電線の寿命、すなわち、多心ケーブルの寿命が短くなるのを抑制することができる。

（４）また、前記（１）に記載の多心ケーブルにおいて、前記線状部材の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されているのが好ましい。
Ｐｔ／２＞γ×Ｈ
但し、Ｐｔは、線状部材の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ
この場合、前記（２）に記載したのと同様に、線状部材には張力が生じ難くなる。このため、横方向に飛び出そうとする電線は線状部材によって拘束され難くなり、この電線に局所的な強い曲げが生じるのをより一層効果的に防ぐことが可能となる。

（５）また、前記（１）（２）及び（４）のいずれか一項に記載の多心ケーブルにおいて、前記電線の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されているのが好ましい。
Ｐｃ／２＞γ×Ｈ
但し、Ｐｃは、電線の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ
前記のとおり、多心ケーブルが湾曲することにより、電線束に含まれる電線が横方向に飛び出そうとすると、電線同士が絡み合ってこの電線を拘束する。このため、この飛び出そうとする電線の一部に局所的に強い曲げが発生する場合がある。
しかし、前記式の関係を満たすように電線の撚りピッチが設定され、その撚りピッチを大きくすることにより、電線同士の絡み合いによる電線の拘束が生じ難くなる。この結果、電線に局所的な強い曲げが生じるのをより一層効果的に防ぐことが可能となる。

本発明によれば、局所的な強い曲げが電線に生じ難くすることが可能となり、電線の寿命、すなわち、多心ケーブルの寿命が短くなるのを抑制することができる。

本発明の多心ケーブルの説明図である。 多心ケーブルの横断面図である。 本発明の他の多心ケーブルの説明図である。 電線束に含まれる電線の挙動を説明する説明図である。 電線束の圧縮率を説明する説明図である。 電線の撚り方向と反対の方向に巻かれている識別テープの説明図である。 識別テープにより電線に局所的な曲げが発生する場合の説明図である。 湾曲する電線束の説明図である。 絡み合う電線により局所的な曲げが発生する場合の説明図である。 識別テープの説明図である。 本発明の更に別の多心ケーブルの説明図である。 電線の撚り方向と同じ方向に巻かれている識別テープの説明図である。 従来の多心ケーブルの説明図である。 図１３に示す多心ケーブルの横断面図である。 湾曲する識別テープ付き多心ケーブルの説明図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔１． 多心ケーブルについて〕
図１は、本発明の多心ケーブル７の説明図である。多心ケーブル７は、例えば数十本以上の電線１０を纏めて構成したものであり、本実施形態では、複数本の電線１０を撚って構成した電線束２０を複数備えている。そして、これら電線束２０を一纏めにして電線集合体３０とし、この電線集合体３０は筒状のシース４０により覆われている。

本実施形態の多心ケーブル７は内視鏡用のケーブルとして用いられ、このために、多心ケーブル７は柔軟性を有している必要がある。そこで、シース４０は、柔軟性を有するチューブ（例えば、シリコンゴムなどの弾性体）により構成されている。さらに、図２（Ａ）に示すように、電線集合体３０とシース４０との間には環状の空間（隙間）８が設けられており、各電線束２０の自由な湾曲がシース４０によって抑制されないように構成されている。

このような多心ケーブル７を所定の曲率半径で湾曲させると、図２（Ｂ）に示すように、横断面においてシース４０が偏平化（楕円化）すると共に、電線集合体３０も偏平化する。つまり、図２（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態へと変化するように、複数の電線束２０の配置が元の円形状態から崩れて偏平した状態となる。
なお、本発明の説明において、多心ケーブル７を所定の曲率半径で湾曲させた場合に、この多心ケーブル７に含まれる複数の電線束２０のうち、最も径方向内側に位置する電線束２０（図２（Ｂ）では２０ｂ）の曲率半径を「Ｒ」とする。

更には、各電線束２０に含まれる電線１０は撚られていることから（図１参照）、各電線束２０に含まれている電線同士が絡み合い、多心ケーブル７を湾曲させると、この絡み合いが原因となって部分的に電線１０が横方向に飛び出すことがある。なお、横方向とは、電線束２０の長手方向に交差する方向（直交する方向）である。

以上のように、本発明の多心ケーブル７は、複数本の電線１０を撚って構成した電線束２０を複数備えており、これら電線束２０が一体として湾曲すると、これら電線束２０が横断面において偏平化すると共に、各電線束２０において、電線１０が部分的に横方向に飛び出すことがある。すなわち、本発明の多心ケーブル７は、電線集合体３０（電線束２０）が硬質の樹脂等によって隙間無く被覆されるものではなく、湾曲の際に電線集合体３０が偏平化しないケーブルとは異なり、また、湾曲の際に、電線１０が飛び出すことが無いケーブルとは異なる。

また、図１に示す多心ケーブル７は、電線束２０の種類を識別するために、電線束２０毎に線状部材が巻きつけられている。本実施形態の線状部材は、電線束２０毎に色が異なる識別テープ（識別線部材）９であり、この識別テープ９は、電線１０以外の線部材である。なお、識別テープ９は、図示しないが、横断面が平坦形状や円形等であってもよく、また、複数の素線が一つに集められて（編まれて）構成した線部材であってもよい。本実施形態の識別テープ９は、横断面が平坦形状であり、その幅方向の寸法は、電線１０の直径よりも大きいが、その直径の３倍の寸法よりも小さい。
なお、図３に示すように、多心ケーブル７には、識別テープ９が存在していないものもある。

〔１．１ 電線の寿命低下について（識別テープ無しの場合）〕
図３に示すように、複数本の電線１０を撚って束ねた電線束２０を複数備えている多心ケーブル７は、各電線束２０の湾曲を抑制しないように、これら電線束２０からなる電線集合体３０とシース４０との間に空間８が設けられている。このような多心ケーブル７が湾曲すると（図２参照）、電線集合体３０が全体として偏平化すると共に、各電線束２０において、電線１０が部分的に横方向に飛び出す。特に線長が余る径方向内側に位置する部分で電線１０は横方向に飛び出す。

ここで、図４（Ａ）に示すように、仮に電線束２０に含まれる電線１０が撚られていない場合、電線１０同士が絡み合うおそれがない。このため、多心ケーブル７が湾曲して電線束２０が湾曲しても、この電線束２０に含まれる電線１０は横方向に自由に広がることができるので、電線束２０とほぼ同じ曲率半径により電線１０も湾曲する。なお、図４（Ａ）及び後に説明する図４（Ｂ）では、一つの電線束２０に含まれる代表的な二本の電線１０のみを示している。

しかし、本実施形態では、電線束２０に含まれる複数の電線１０は撚られており、湾曲の有無に関わらず電線同士が絡まった状態にある。そして、電線１０の撚りピッチＰｃ（図３参照）以上の範囲で、電線束２０が一定の曲率半径で湾曲したとする。なお、電線１０の撚りピッチＰｃとは、電線１０が３６０°回転するのに要する距離（電線束２０に沿った長手方向の距離）のことである。
この場合、図４（Ｂ）に示すように、電線同士の絡み合いが原因となって、この電線束２０に含まれている電線１０が部分的に横方向に飛び出そうとするが、その際、この電線１０には、電線束２０の前記一定の曲率半径による湾曲以外に、この湾曲の方向とは異なる方向の曲げ（以下、「横曲げ」ともいう）が加えられる。すなわち、電線１０の曲率Ｋには、電線束２０の前記一定の曲率半径による湾曲に基づく曲率Ｋｂの他に、横曲げに基づく曲率Ｋｃが更に加えられる。

前記一定の曲率半径による湾曲に基づく曲率Ｋｂに、横曲げに基づく曲率Ｋｃを合成した曲率Ｋは、次の式（１）により表される。

以上のように、多心ケーブル７内で、ケーブル湾曲時に電線同士が絡み合うことにより電線１０には強い曲げが発生する。なお、「強い曲げ」とは、曲率半径が小さい曲げ（曲率が大きな曲げ）を意味する。例えば、多心ケーブル７を通常の仕様に従って使用して湾曲させた場合の曲率半径よりも、小さい曲率半径を有する曲げである。

そして、一般的に、電線の曲率Ｋと電線の寿命Ｎとの間には次の式（２）に示す関係がある。すなわち、曲率Ｋが大きくなると寿命Ｎは低下する。

そこで本発明の各実施形態に係る多心ケーブル７は、寿命の低下をできるだけ抑制することを目的として、曲率Ｋを可能な限り小さくするための構成を備えている。

ここで、前記曲率Ｋｂ、Ｋｃについて説明する。
多心ケーブル７を湾曲させた際の電線束２０の曲率半径をＲとした場合、電線束２０の湾曲に基づく曲率Ｋｂは、次の式（３）により表される。

そして、電線束２０に含まれる電線１０が、他の電線と絡み合うことにより、その電線１０上の２点で拘束された場合に、この２点（拘束点）の間隔（拘束間隔）をＸとし、電線１０の圧縮率をβとすると、横曲げに基づく曲率Ｋｃは、次の式（４）により表される。なお、以下において、前記間隔Ｘを拘束間隔とも呼び、この拘束間隔Ｘは、電線束２０の長手方向に沿った長さである。

この式（４）によれば、拘束間隔Ｘが短くなる程、大きな曲率Ｋｃが生じ、圧縮率βが大きくなる程、大きな曲率Ｋｃが生じることがわかる。なお、この式は、例えば、有限要素法等の解析により求めることができ、また、圧縮率βについての説明を図５に示す。

〔１．２ 電線の寿命低下について（識別テープ有りの場合）〕
次に、前記のような電線１０が撚られているという条件に加えて、電線束２０に識別テープ９が巻かれている場合について説明する。識別テープ９が、電線束２０に対して、電線１０の撚り方向（巻き方向）と反対方向となって螺旋状に巻かれる場合、電線１０がばらけるのを防止する作用も奏することができる。

このように識別テープ９が電線１０の撚り方向と反対方向に螺旋状として電線束２０に巻かれている場合、この電線束２０が湾曲すると、以下に説明するように、識別テープ９によって電線１０の寿命を低下させることが起こりえる。なお、電線１０の寿命を低下させることが起こりえる場合としては、識別テープ９の撚りピッチＰｔ（図１参照）以上の範囲で電線束２０が所定の曲率半径で湾曲しており、この識別テープ９に強い張力が発生する場合である。

図６に示すように、電線１０の撚り方向と反対の方向に巻かれている識別テープ９は、電線束２０に含まれる多くの電線１０と交差して接触し、さらに、識別テープ９の撚りピッチＰｔよりも長い範囲で電線束２０が湾曲していると、その識別テープ９は電線束２０の外周側へ（最外周に）押し出される。
さらに、電線束２０が湾曲することにより偏平化（楕円化）すると、元の円形状であった電線束２０の外周長Ｌ_１（式（５））よりも、偏平化した電線束２０の外周長Ｌ_２（式（６））の方が長くなる（Ｌ_１＜Ｌ_２）。

なお、式（５）（６）のφは、円形状にある電線束２０の直径であり、この直径φは、湾曲前（偏平化前）の状態、つまり、電線束２０に含まれる外周側の複数の電線１０が円に沿って配置された状態で、これら外周側の電線１０の外接円の直径である。そして、式（６）のａとｂとは、この外接円が偏平化した楕円の長径と短径である。

このように、湾曲により電線束２０が偏平化（楕円化）すると、識別テープ９の必要長も長くなる。しかし、識別テープ９は大きく伸びないため、結果として識別テープ９には張力が働くこととなる。

そして、張力が作用した識別テープ９が、湾曲によって飛び出そうとする電線１０の一部分（電線飛び出し部）と偶発的に重なると（図７（Ａ）参照）、その電線１０の拘束間隔Ｘ′は、電線同士が絡み合うことによって電線１０上の２点（点Ｐ１、Ｐ２）で拘束される場合の拘束間隔Ｘ（図７（Ｂ）参照）よりも短くなることがある。例えば、拘束間隔Ｘ′は、拘束間隔Ｘの半分未満（Ｘ′＜Ｘ／２）になることがある。なお、拘束間隔Ｘ′（Ｘ）とは、前記のとおり、一本の電線１０が２点で拘束された場合、この拘束された２点間の距離をいう。

つまり、図７（Ａ）の場合、多心ケーブル７が湾曲することで、横方向に飛び出そうとする電線１０は、電線束２０内の最も径方向内側の位置（点Ｐ１）において、湾曲による電線束２０の圧縮力（圧力）と摩擦とにより動きが拘束される。そして、識別テープ９には張力が発生していることから、この識別テープ９が、横方向に飛び出そうとするこの電線１０を拘束する。これにより拘束間隔Ｘ′が小さくなる。

そして、前記式（４）によれば、拘束間隔Ｘ′が小さくなると、曲率Ｋｃは大きくなり、例えば、拘束間隔が半分になると、曲率Ｋｃは二倍に増大し、局部的に強い曲げが電線１０に発生する。この結果、前記式（１）（２）により、電線１０の寿命が極端に低下する。

以上のように、識別テープ９が、電線１０の撚り方向（巻き方向）と反対方向となって螺旋状に巻かれる場合、識別テープ９の撚りピッチＰｔ以上の範囲で電線束２０が所定の曲率半径で湾曲すると、識別テープ９に張力が発生し、電線１０における拘束間隔が、より一層短くなることがあり、強い曲げが発生する。

〔２． 第一実施形態〕
〔２．１ 識別テープ９が設けられていない多心ケーブル７〕
前記のとおり、識別テープ９が設けられていない多心ケーブル７（図３参照）であっても、各電線束２０に含まれる複数の電線１０は撚られていることで、多心ケーブル７の寿命が低下することが起こりえるが、本発明の第一実施形態に係る多心ケーブル７により、このような寿命の低下を抑制することが可能となる。以下、この多心ケーブル７に関して説明する。

図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、湾曲前の（偏平化前の）電線束２０の直径がφであり電線１０の撚りピッチがＰｃである多心ケーブルを、曲率半径Ｒにより湾曲させ、さらに、角度ψについて電線束２０を湾曲させた場合について説明する。なお、この場合において、図８（Ｂ）に示すように、電線束２０自体が偏平化してその径がα倍（α＜１）に変化したとする。
電線束２０が湾曲した際の、その湾曲範囲の長さＨは、次の式（７）により表される。

図９において、電線束２０が湾曲している部分（長さＨの部分）では、電線同士が絡み合うことで、横方向に飛び出そうとする電線１０は、電線束２０内の最も径方向内側の位置（点Ｐ１）において、湾曲による電線束２０の圧縮力（圧力）と摩擦とにより動きが拘束される。そして、この横方向に飛び出そうとする電線１０の最も径方向外側の位置（点Ｐ２）が、仮に電線束２０が湾曲している部分（長さＨの部分）に存在している場合、この点（Ｐ２）において、電線１０は曲げによる張力により動きが拘束される。しかし、図９（Ｂ）に示すように、横方向に飛び出そうとする電線１０の最も径方向外側の位置（点Ｐ２）は、電線束２０が湾曲している部分（長さＨの部分）に存在していない。この場合、この電線１０の一部（余長部分）はその電線１０の長手方向に逃げることができる。

つまり、２つの拘束点（点Ｐ１、Ｐ２）の双方が共に、湾曲している部分（長さＨの部分）に含まれなければ、横方向に飛び出そうとする電線１０の一部（余長部分）はその電線１０の長手方向に逃げることができ、この結果、このような電線１０では、飛び出そうとすることによって発生する横曲げに基づく曲率Ｋｃの増加は生じ難くなる。

したがって、２つの拘束点（点Ｐ１、Ｐ２）の双方が共に、湾曲している部分（長さＨの部分）に含まれないようにするためには、電線１０の撚りピッチＰｃを大きくすればよい。そこで、電線１０の撚りピッチＰｃを、次の式（８）が満たされるように設定すればよい。
［数８］
Ｐｃ／２＞γ×Ｈ ・・・・・・・・・（８）
但し、Ｐｃは、電線１０の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径Ｒで電線束２０が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

この式（８）が満たされる電線１０の撚りピッチＰｃにより電線１０を撚った電線束２０を有する多心ケーブル７とすれば、横曲げに基づく曲率Ｋｃの増加は生じ難くなり、この結果、寿命が低下するのを抑制することが可能となる。

なお、式（８）において、γは１以上の係数であるが、このγは安全率であり、γ＝１．５とするのが好ましく、さらには、γ＝２とすることもできる。
また、Ｈは、前記式（７）により表される。なお、式（７）に関して、φは電線束２０の直径であり、Ｒは電線束２０の曲率半径であり、これらφとＲとの間には次の式（９）に示す関係を有している。
［数９］
（０．５×Ｒ）≦φ≦（０．８×Ｒ） ・・・・・・（９）

さらに、式（７）中のφは、電線束２０が曲率半径Ｒで湾曲している領域の角度であるが、本実施形態では、多心ケーブル７を通常の仕様に従って使用する場合、この角度ψの最大値は「π／２ラジアン（９０°）」となる。したがって、電線１０の撚りピッチＰｃを前記式（８）により設定する場合、角度ψをこの最大値「π／２ラジアン（９０°）」とすればよい。なお、この角度ψ（最大値）は多心ケーブル７に応じて決定されている仕様に基づく。

〔２．２ 具体例〕
電線１０の撚りピッチＰｃが２５ミリとされた多心ケーブル（その１）と、撚りピッチＰｃが６０ミリとされた多心ケーブル（その２）との寿命を、シミュレーションにより求めた。その結果を表１に示す。なお、前記式（８）における安全率γを１としている。また、（その１）及び（その２）の双方とも、電線束２０の直径φを４．５ミリ、曲率半径Ｒを７．５ミリ、湾曲している領域の角度ψをπ／２ラジアン（９０°）としている。

この表１（「実測曲率」の項目）に示すように、（その１）の寿命を基準とすると、（その２）の場合、寿命が１．７倍となる。すなわち、電線１０の撚りピッチＰｃを、前記式（８）を満たすように設定して、撚りピッチＰｃを大きくすることにより、電線１０の寿命、すなわち、多心ケーブル７の寿命を長くすることが可能となる。
なお、表１の右欄には、「推定曲率」と、その場合の寿命を示しているが、「推定曲率」の計算式は、本明細書の最後に説明している。

以上より、多心ケーブル７が湾曲することにより、電線束２０に含まれる電線１０が横方向に飛び出そうとすると、小さいピッチで撚られている電線同士が絡み合ってこの電線１０を拘束する。このため、この飛び出そうとする電線１０の一部に局所的な強い曲げが発生する場合がある。
しかし、本実施形態に係る多心ケーブル７では、前記式（８）の関係を満たすように電線１０の撚りピッチＰｃが設定され、その撚りピッチＰｃを大きくしている。これにより、電線同士の絡み合いによる電線１０の拘束が生じ難くなる。この結果、局所的な強い曲げが電線１０に生じ難くすることが可能となり、電線１０の寿命、すなわち、多心ケーブル７の寿命が短くなるのを抑制することができる。

〔３． 第二実施形態〕
電線束２０に識別テープ９が螺旋状に巻かれている場合の多心ケーブル７について説明する。図１に示すように、第二実施形態に係る多心ケーブル７では、識別テープ（線状部材）９が、電線１０の撚り方向と反対方向に螺旋状となって電線束２０に巻かれているが、この識別テープ９の撚りピッチＰｔは、以下の式（１０）の関係を満たすように設定されている。なお、識別テープ９の撚りピッチＰｔとは、識別テープ９が３６０°回転するのに要する距離（電線束２０に沿った長手方向の距離）のことである。

［数１０］
Ｐｔ／２＞γ×Ｈ ・・・・・・・・・（１０）
但し、Ｐｔは、識別テープ９の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

なお、この式（１０）において、γは１以上の係数であるが、このγは安全率であり、γ＝１．５とするのが好ましく、さらには、γ＝２とすることもできる。
また、Ｈは、前記式（７）により表される。なお、式（７）に関して、φは電線束２０の直径であり、Ｒは電線束２０の曲率半径であり、これらφとＲとの間には次の式（１１）に示す関係を有している。
［数１１］
（０．５×Ｒ）≦φ≦（０．８×Ｒ） ・・・・・・（１１）

さらに、式（１１）中のφは、電線束２０が曲率半径Ｒで湾曲している領域の角度であるが、多心ケーブル７を通常の仕様に従って使用する場合、この角度ψの最大値は「π／２ラジアン（９０°）」となる。したがって、電線１０の撚りピッチＰｃを式（１０）により設定する場合、角度ψをこの最大値「π／２ラジアン（９０°）」とすればよい。なお、この角度ψ（最大値）は多心ケーブル７に応じて決定されている仕様に基づく。

このように、識別テープ９の撚り方向が、電線１０の撚り方向と反対であっても、識別テープ９の撚りピッチＰｔを、前記式（１０）を満たすようにして、長くすることにより、識別テープ９に作用する張力を緩和することができる。
これは、すなわち、図１０（Ａ）に示すように、識別テープ９が、電線束２０の最も径方向内側の位置（点Ｐ３）と最も径方向外側の位置（点Ｐ４）とで接触しており、これら点Ｐ３と点Ｐ４との双方が、仮に電線束２０が湾曲している部分（長さＨの部分）に含まれている場合、これら点Ｐ３と点Ｐ４とのそれぞれにおいて、識別テープ９は、湾曲する電線束２０との摩擦により動きが拘束される。このため、点Ｐ３と点Ｐ４との間において識別テープ９に張力が発生する。このように張力が発生している識別テープ９によって、横方向に飛び出そうとする電線１０が拘束される場合、前記のとおり、この電線１０に局所的な曲げが生じ、横曲げに基づく曲率Ｋｃが増加する。

したがって、二つの点Ｐ３と点Ｐ４との双方が共に、湾曲している部分（長さＨの部分）に含まれないようにするためには、識別テープ９の撚りピッチＰｔを大きくすればよい。つまり、図１０（Ｂ）に示すように、湾曲範囲の長さＨに、識別テープ９が拘束される二つの点Ｐ３と点Ｐ４（少なくとも一方）が存在しないようにすればよく、湾曲範囲（Ｈ）に拘束点が１点のみ又はゼロであれば、張力自体発生しにくくなる。
そこで、識別テープ９の撚りピッチＰｔを、前記式（１０）が満たされるように設定すればよい。

以上より、多心ケーブル７が湾曲することにより、電線束２０に含まれる電線１０が横方向に飛び出そうとする。そして、この飛び出そうとする電線１０が、張力の生じている識別テープ９によって拘束されると、この電線１０に局所的に強い曲げが発生する場合がある。
しかし、本実施形態に係る多心ケーブル７では、前記式（１０）の関係を満たすように識別テープ９の撚りピッチＰｔが設定され、その撚りピッチＰｔを大きくしている。これにより、多心ケーブル７が湾曲しても、識別テープ９には張力が生じ難くなる。このため、横方向に飛び出そうとする電線１０は識別テープ９によって拘束され難くなり、この電線１０に局所的な強い曲げが生じるのを防ぐことができる。この結果、電線１０の寿命、すなわち、多心ケーブル７の寿命が線状部材によって短くなるのを抑制することができる。

さらに、この第二実施形態の多心ケーブル７では、電線１０の撚りピッチＰｃが、次の式（１２）の関係を満たすように設定されているのが好ましい。
［数１２］
Ｐｃ／２＞γ×Ｈ ・・・・・・・・・（１２）
但し、Ｐｃは、電線１０の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束２０が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

なお、γは、１以上の係数であるが、このγは安全率であり、γ＝１．５とするのが好ましく、さらには、γ＝２とすることもできる。
また、Ｈは、前記式（７）により表される。なお、式（７）に関して、φは、電線束２０の直径であり、Ｒは、電線束２０の曲率半径であり、これらφとＲとの間には、前記のとおり関係を有する。

この式（１２）の関係を満たすように電線１０の撚りピッチＰｃが設定され、その撚りピッチＰｃを大きくすることにより、前記第一の実施形態で説明したのと同様に、電線同士の絡み合いによる電線１０の拘束が生じ難くなる。この結果、電線１０に局所的な強い曲げが生じるのを、より一層効果的に防ぐことが可能となる。

〔４． 第三実施形態〕
電線束２０に識別テープ９が螺旋状に巻かれている場合の、他の多心ケーブル７について説明する。図１１に示すように、第三実施形態に係る多心ケーブル７では、識別テープ（線状部材）９が、電線１０の撚り方向と同方向に螺旋状となって電線束２０に巻かれている。

このように、識別テープ９を電線１０の撚り方向と同方向として電線束２０に巻き付けると、図１２に示すように、識別テープ９と電線１０との、多心ケーブル単位長さ当たりの接触本数を（図６の反対方向巻きの場合と比較すると）少なくすることができる。
例えば、図６の場合では、識別テープ９の撚りピッチＰｔの半分の間に、識別テープ９は５本の電線１０と接触するが、図１２の場合では、３本の電線１０と接触する。
このため、電線１０の撚り方向と反対方向に撚った場合（図６の場合）では、電線束２０の外周側へと押し出されていた識別テープ９が、同方向に撚った場合（図１２の場合）では、限られた電線１０と並走することができ、電線１０とともに電線束２０の内側にショートカットすることが可能となり、識別テープ９の必要長を短くすることができる。

このため、識別テープ９を電線１０の撚り方向と同方向に撚った場合、多心ケーブル７が湾曲した際に、識別テープ９に絡む電線１０の数が少なくなり、識別テープ９に張力が作用し難くなる。
つまり、図６の場合、多くの電線１０が識別テープ９を押すこととなり、識別テープ９に与える力大きくなり、識別テープ９は延び難いことから、識別テープ９に張力が発生する。これに対して、図１２の場合、少数の電線１０が識別テープ９を押すこととなり、また、電線１０の移動に識別テープ９が追従し、識別テープ９に与える力は小さい。しかも、識別テープ９と電線１０とは広い範囲で接触していることから、識別テープ９に張力が作用し難い。

そして、識別テープ９を電線１０の撚り方向と同方向に撚った場合（図１２の場合）、電線１０と識別テープ９との接触範囲が、反対方向に撚った場合（図６の場合）と比較して、増えることとなり、識別テープ９による電線１０の接触面圧は小さくなり、電線１０には局所的な強い曲げが生じにくくなる。

以上のように、識別テープ９が電線束２０に対して電線１０の撚り方向と反対の方向に小さいピッチで螺旋状に巻かれていると、電線１０のうち識別テープ９と接触している範囲は部分的であり局所的に強い曲げが発生する場合がある。
しかし、本実施形態に係る多心ケーブル７によれば、識別テープ９は、電線１０の撚り方向と同方向に螺旋状となって電線束２０に巻かれていることから、識別テープ９は電線１０の長手方向に沿いやすくなり、識別テープ９は電線１０に広い範囲で接触し、局所的な強い曲げが電線１０に生じ難くすることが可能となる。このため、電線１０の寿命、すなわち、多心ケーブル７の寿命が線状部材によって短くなるのを抑制することができる。

また、この第三実施形態の多心ケーブル７では、識別テープ９の撚りピッチＰｔが、以下の式（１３）の関係を満たすように設定されているのが好ましい。
［数１３］
Ｐｔ／２＞γ×Ｈ ・・・・・・・・・（１３）
但し、Ｐｔは、識別テープ９の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径Ｒで電線束２０が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

このように識別テープ９の撚りピッチＰｔを大きく設定することにより、前記第二実施形態で説明したように、識別テープ９には張力が生じ難くなる。この結果、電線１０に局所的な強い曲げが生じるのを、より一層効果的に防ぐことが可能となる。

さらに、この第三実施形態の多心ケーブル７では、電線１０の撚りピッチＰｃが、次の式（１４）の関係を満たすように設定されているのが好ましい。
［数１４］
Ｐｃ／２＞γ×Ｈ ・・・・・・・・・（１４）
但し、Ｐｃは、電線１０の撚りピッチ
γは、１以上の係数
Ｈは、単一の曲率半径で電線束２０が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

なお、前記式（１３）（１４）において、γは１以上の係数であるが、このγは安全率であり、γ＝１．５とするのが好ましく、さらには、γ＝２とすることもできる。
また、Ｈは、前記式（７）により表される。なお、式（７）に関して、φは電線束２０の直径であり、Ｒは電線束２０の曲率半径であり、これらφとＲとの間には、前記のとおり関係を有する。

この式（１４）の関係を満たすように電線１０の撚りピッチＰｃが設定され、その撚りピッチＰｃを大きくすることにより、前記第一の実施形態で説明したのと同様に、電線同士の絡み合いによる電線１０の拘束が生じ難くなる。この結果、電線１０に局所的な強い曲げが生じるのを、より一層効果的に防ぐことが可能となる。

〔５． その他〕
前記表１に示した推定曲率について説明する。図９において、電線束２０が一定の曲率半径Ｒで湾曲した場合に、その湾曲した領域における拘束点間の平均圧縮率β、湾曲長さＨが拘束間隔Ｘを下まわる場合の補正圧縮率β′は、次の式（１５）となる。

そして、この場合の電線１０の曲率Ｋｃは、次の式（１６）となる。この式に示すように、曲率Ｋｃは、電線１０の撚りピッチＰｃに反比例し、電線束２０の直径φに比例することから、撚りピッチＰｃを大きくすることで、表１（推定曲率の項目）に示すように、多心ケーブル７の長寿命化に貢献することができる。

今回開示した各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、多心ケーブルに含まれる電線束２０の数、一つの電線束２０に含まれる電線１０の数は、変更自在である。

７：多心ケーブル ９：識別テープ（線状部材） １０：電線 ２０：電線束 ３０：集合体 ４０：シース Ｐｔ：線状部材の撚りピッチ Ｐｃ：電線の撚りピッチ γ：１以上の係数（安全率） Ｈ：単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

Claims (5)

1. 複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、
   前記電線の撚り方向と同方向に螺旋状となって当該電線束に巻かれている線状部材を備え、
   前記線状部材の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されていることを特徴とする多心ケーブル。
   Ｐｔ／２＞γ×Ｈ
   但し、Ｐｔは、線状部材の撚りピッチ
   γは、１以上の係数
   Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ
2. 複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、
   前記電線の撚り方向と反対方向に螺旋状となって当該電線束に巻かれている線状部材を備え、
   前記線状部材の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されていることを特徴とする多心ケーブル。
   Ｐｔ／２＞γ×Ｈ
   但し、Ｐｔは、線状部材の撚りピッチ
   γは、１以上の係数
   Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ
3. 複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、
   前記電線の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されていることを特徴とする多心ケーブル。
   Ｐｃ／２＞γ×Ｈ
   但し、Ｐｃは、電線の撚りピッチ
   γは、１以上の係数
   Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ
4. 複数本の電線を撚って構成した電線束を複数備え、これら電線束が一体として湾曲するとこれら電線束が横断面において偏平化する多心ケーブルであって、
   前記電線の撚り方向と同方向に螺旋状となって当該電線束に巻かれている線状部材を備え、
   前記電線の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されていることを特徴とする多心ケーブル。
   Ｐｃ／２＞γ×Ｈ
   但し、Ｐｃは、電線の撚りピッチ
   γは、１以上の係数
   Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ
5. 前記電線の撚りピッチが、以下の式の関係を満たすように設定されている請求項１又は２に記載の多心ケーブル。
   Ｐｃ／２＞γ×Ｈ
   但し、Ｐｃは、電線の撚りピッチ
   γは、１以上の係数
   Ｈは、単一の曲率半径で電線束が湾曲した際のその湾曲範囲の長さ

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