JP6936604B2

JP6936604B2 - 複合ケーブル

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Publication number: JP6936604B2
Application number: JP2017070775A
Authority: JP
Inventors: 良和早川; 知之村山; 江島　弘高; 弘高江島; 鈴木　幸雄; 幸雄鈴木; 伊藤　宏幸; 宏幸伊藤; 敬浩二ツ森; 高橋　範行; 範行高橋
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: US10163547B2; JP2018174061A; CN108695022B; CN108695022A; US20180286538A1

Description

本発明は、少なくとも２種類の電線を含む複合ケーブルに関するものである。

２本の電源線および２本の信号線が撚り合わされた電線の集合体（以下「電線集合体」と呼ぶ場合がある。）と、この電線集合体の周囲に設けられたシース層と、を有する複合ケーブルが知られている。つまり、４本の電線の集合体がシース層によって被覆された複合ケーブルが知られている。上記電線集合体に含まれる各信号線は、互いに撚り合わされた２本の信号線をそれぞれ備えており、撚り合わされた２本の信号線の周囲にはシールド層が設けられている（特許文献１）。

特開２００６−３５１３２２号公報

通常、特許文献１に記載されている複合ケーブルやその他の複合ケーブルにおいては、当該複合ケーブルの断面形状を円形に保つために、電線集合体とシース層との間に介在が設けられる。

しかし、電線集合体とシース層との間に介在を設けると、２本の信号線の周囲に設けられているシールド層が介在から受ける圧力によって潰され、シールド層の断面形状が円形ではなくなることがあった。そして、本来は円形であるべきシールド層の断面形状が円形以外の形状に変形している状態で複合ケーブルが屈曲すると、シールド層が破損する虞がある。特に、複合ケーブルの一回の屈曲では破損しなかったシールド層も、シールド層の断面形状が変形している状態で複合ケーブルが繰り返し屈曲されると破損に至る可能性が高い。

以上のように、従来の複合ケーブルには、当該複合ケーブル全体の断面形状を円形に保つための介在によって、複数の信号線の周囲に設けられているシールド層の断面形状が変形を受けるといった課題があった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、複合ケーブルの断面形状を保ちながらも、複数の信号線の周囲に設けられているシールド層の断面形状の変形をも抑制することである。

本発明の複合ケーブルは、導体からなる心線と前記心線を被覆する絶縁体とを有する複数の第１電線と、前記第１電線よりも外径の小さい複数の第２電線が撚り合された撚り電線の周囲にシールド層が設けられたシールド電線と、前記複数の第１電線と前記シールド電線とが撚り合わされた集合体の周囲に設けられたシースと、前記撚り電線と前記シールド層との間に充填された第１線状介在と、前記集合体と前記シースとの間に充填された第２線状介在と、を有し、前記第１線状介在と前記第２線状介在とは同一の線状介在であって、かつ、前記第１線状介在の充填率が前記第２線状介在の充填率よりも高い。

本発明の一態様では、前記第２線状介在は、前記複数の第１電線および前記シールド電線とともに撚られており、前記第１線状介在は、前記複数の第２電線とともに撚られている。

本発明の他の一態様では、前記第１線状介在および前記第２線状介在は同一の断面積を有し、単位断面積当たりの前記第１線状介在の数が前記第２線状介在の数よりも多い。

本発明の他の一態様では、前記第１電線と前記第２線状介在とが直に接している。

本発明によれば、複合ケーブルの断面形状を保ちながらも、複数の信号線の周囲に設けられているシールド層の断面形状の変形をも抑制することが可能である。

本発明が適用された複合ケーブルの一例を示す断面図である。本発明が適用された複合ケーブルの他の一例を示す断面図である。本発明が適用された複合ケーブルのさらに他の一例を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態の一例について説明する。本実施形態に係る複合ケーブルは、自動車等の車両に用いられる複合ハーネスを構成する複合ケーブルであって、電気機械式ブレーキ（EMB／Electro-Mechanical Brake）の駆動源である電気モータに電力を供給する電線（EMB電源線）と、電気機械式ブレーキの制御用の信号を伝送する電線（CAN信号線）と、が共通のシースによって一体化されている。以下、本実施形態に係る複合ケーブルの構造について具体的に説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る複合ケーブル１は、複数の電線の集合体２と、集合体２の周囲に設けられたシース３と、を有し、その外径は８ｍｍ〜１２ｍｍである。集合体２は、複数（本実施形態では２本）の第１電線２０およびシールド電線３０を含んでおり、これら第１電線２０およびシールド電線３０は互いに撚り合わされている。以下の説明では、集合体２を「電線集合体２」と呼ぶ場合がある。また、本実施形態におけるシース３は、ポリウレタンによって形成されている。

電線集合体２を構成する第１電線２０は、電気機械式ブレーキの駆動源である電気モータに電力を供給する電源線である。それぞれの第１電線２０は、複数本の銅線または銅合金線が撚り合わされた心線２１と、心線２１を被覆する絶縁体２２と、を有する。心線２１の直径は０．０８ｍｍ〜０．１２ｍｍであり、絶縁体２２は架橋ポリエチレンによって形成されている。本実施形態において、２本の第１電線２０は、互いに接触している。

電線集合体２を構成するシールド電線３０は、第１電線２０よりも外径の小さい複数の第２電線３１が撚り合された撚り電線３２と、この撚り電線３２の周囲に設けられたシールド層３３と、を有する。本実施形態における撚り電線３２は、互いに撚り合わされた２本の第２電線３１から構成されている。これら第２電線３１は、電気機械式ブレーキの制御用の信号を伝送するＣＡＮ信号線である。以下の説明では、撚り電線３２を「対撚線３２」と呼ぶ場合がある。つまり、本実施形態におけるシールド電線３０は、対撚線３２と、この対撚線３２の周囲に設けられたシールド層３３と、を有する。尚、第２電線３１は、第１電線２０と同一の基本構造を有する。すなわち、それぞれの第２電線３１は、複数本の銅線または銅合金線が撚り合わされた心線と、心線を被覆する絶縁体と、を有する。本実施形態において、２本の第２電線３１は、互いに接触している。また、本実施形態において、シールド電線３０は、その一部が２本の第１電線２０の間にある谷間に配置されている状態で、２本の第１電線２０と接触している。なお、シールド電線３０の外周には、シールド層３３と接触する不織布テープや紙テープからなる押さえ巻きが設けられていてもよい。これにより、第１電線２０とシールド層３３とが接触することにより絶縁体２２が損傷するのを抑制することが可能であるという効果を奏する。

シールド電線３０は、対撚線３２およびシールド層３３に加えて、第１線状介在４１を有する。言い換えれば、対撚線３２とシールド層３３との間には複数の第１線状介在４１が充填されている。本実施形態において、対撚線３２および複数の第１線状介在４１の一部は、シールド層３３の内周と接触している。一方、電線集合体２とシース３との間には複数の第２線状介在４２が充填されている。つまり、複合ケーブル１は、対撚線３２とシールド層３３との間に充填された複数の第１線状介在４１と、電線集合体２とシース３との間に充填された複数の第２線状介在４２と、を有している。なお、対撚線３２および第１線状介在４１とシールド層３３との間には、対撚線３２、第１線状介在４１の一部、およびシールド層３３の内周と接触する不織布テープや紙テープからなる押さえ巻きが設けられていてもよい。これにより、対撚線３２および第１線状介在４１の外周にシールド層３３を設けやすいとともに、第２電線３１とシールド層３３とが接触することにより第２電線３１の絶縁体が損傷するのを抑制することが可能であるという効果を奏する。

シールド電線３０に含まれる各第１線状介在４１は、ポリエチレン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、またはＰＰ（ポリプロピレン）製の紐であって、第２電線３１とともに撚られている。また、各第２線状介在４２は、ポリエチレン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、またはＰＰ（ポリプロピレン）製の紐であって、複数の第１電線２０およびシールド電線３０とともに撚られている。つまり、第１線状介在４１と第２線状介在４２とは同一の線状介在である。しかし、第１線状介在４１の充填率は第２線状介在４２の充填率よりも高い。言い換えれば、第１線状介在４１は第２線状介在４２に比べて「密」であり、第２線状介在４２は、第１線状介在４１に比べて「粗」である。なお、本実施形態において、２本の第１電線２０とシールド電線３０との間に形成される隙間には、第２線状介在４２が設けられていない。

ここで、第１線状介在４１と第２線状介在４２とが「同一」であるとは、材料（ポリエチレン）が同一であることのみでなく、断面積が同一であることを意味する。つまり、対撚線３２とシールド層３３との間、並びに電線集合体２とシース３との間には、断面積が同一の線状介在がそれぞれ充填されている。そして、対撚線３２とシールド層３３との間における線状介在（第１線状介在４１）の充填率は、電線集合体２とシース３との間における線状介在（第２線状介在４２）の充填率よりも高い。第１線状介在４１と第２線状介在４２とは同一の断面積を有するので、上記充填率の違いは、第１線状介在４１および第２線状介在４２の単位断面積当たりの数（本数）の違いを示している。つまり、上記充填率の違いは、単位断面積当たりの第１線状介在４１の本数が第２線状介在４２の本数よりも多いことを示している。尚、個々の第１線状介在４１および第２線状介在４２の断面積には製造上のバラツキが存在する。第１線状介在４１および第２線状介在４２の断面積が同一である旨の上記説明は、そのような製造上のバラツキまでも排除する趣旨ではない。

以上のように、本実施形態に係る複合ケーブル１は、対撚線３２とシールド層３３との間に充填された複数の第１線状介在４１と、電線集合体２とシース３との間に充填された複数の第２線状介在４２と、を有している。そして、第１線状介在４１の充填率は第２線状介在４２の充填率よりも高い。言い換えれば、本実施形態に係る複合ケーブル１では、シールド電線３０の内外で線状介在の充填密度が異なり、シールド電線３０の内部における線状介在の充填密度がシールド電線３０の周囲における線状介在の充填密度よりも高い。よって、複合ケーブル１全体の断面形状を保つために、シールド電線３０を含む電線集合体２とシース３との間に充填されている介在（第２線状介在４２）による圧力によってシールド電線３０が潰され、その断面形状が変形することを抑制することが可能となる。つまり、複合ケーブル１の断面形状を保ちながらも、複数の信号線３１の周囲に設けられているシールド層３３の断面形状の変形をも抑制することが可能である。これにより、複合ケーブル１が繰り返し屈曲したとしても、シールド層３３が破損に至る可能性を低下させることが可能となる。

本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、第１電線２０の周囲には、シールド層３３に相当するシールド層は設けられていない。この結果、第１電線２０と第２線状介在４２とが直に接している。しかし、第１電線２０の周囲に、シールド層３３に相当するシールド層が設けられる実施形態もある。

図２に示されるように、アース線５０が設けられる実施形態もある。また、図３に示されるように、シース３の内側に編組シールド５１が設けられる実施形態もある。尚、図３では、複合ケーブル１の断面構造を簡略化して図示してある。

第１線状介在４１や第２線状介在４２がポリエチレン以外の材料によって形成された紐や糸などである実施形態もあり、例えば、第１線状介在４１や第２線状介在４２がスフ糸である実施形態もある。

シース３がポリウレタン以外の材料（例えば、エチレンプロピレンジエンゴム（EPDM））によって形成される実施形態もある。絶縁体２２が架橋ポリエチレン以外の材料（例えば、フッ素樹脂）によって形成される実施形態もある。

第１線状介在４１や第２線状介在４２の周囲に紙テープや不織布などの押えテープが巻かれる実施形態もある。この場合、押えテープは、横巻きされていてもよく、縦添え巻きされていてもよい。

尚、本明細書に記載されている数値や数値範囲は全て一例である。また、本発明の複合ケーブルに含まれる電線の数や種類は、当該複合ケーブルの用途に応じて適宜に追加、削除、変更することができる。また、本発明は、車両用ワイヤハーネスに用いられる複合ケーブル以外の複合ケーブルにも適用可能である。もっとも、本発明が適用された複合ケーブルは、屈曲時に内部の電線が潰れにくいという有利な効果を有する。かかる観点からは、本発明は、屈曲が繰り返される場面で使用される複合ケーブルへの適用に適しており、例えば、工業用ロボットのアームに沿って配線され、アームの動きに応じて屈曲が繰り返される複合ケーブルへの適用に適している。

１複合ケーブル
２集合体（電線集合体）
３シース
２０第１電線
２１心線
２２絶縁体
３０シールド電線
３１第２電線
３２撚り電線（対撚線）
３３シールド層
４１第１線状介在
４２第２線状介在
５０アース線
５１編組シールド

Claims

導体からなる心線と前記心線を被覆する絶縁体とを有する複数の第１電線と、
前記第１電線よりも外径の小さい複数の第２電線が撚り合された撚り電線の周囲にシールド層が設けられたシールド電線と、
前記複数の第１電線と前記シールド電線とが撚り合わされた集合体の周囲に設けられたシースと、
前記撚り電線と前記シールド層との間に充填された第１線状介在と、
前記集合体と前記シースとの間に充填された第２線状介在と、を有し、
前記第１線状介在と前記第２線状介在とは同一の線状介在であって、かつ、前記第１線状介在の充填率が前記第２線状介在の充填率よりも高い、
複合ケーブル。
請求項１に記載の複合ケーブルにおいて、
前記第２線状介在は、前記複数の第１電線および前記シールド電線とともに撚られており、
前記第１線状介在は、前記複数の第２電線とともに撚られている、
複合ケーブル。
請求項１または２に記載の複合ケーブルにおいて、
前記第１線状介在および前記第２線状介在は同一の断面積を有し、
単位断面積当たりの前記第１線状介在の数が前記第２線状介在の数よりも多い、
複合ケーブル。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合ケーブルにおいて、
前記第１電線と前記第２線状介在とが直に接している、
複合ケーブル。