[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
(ケーブルを適用する車両の説明)
図1は、本実施の形態に係るケーブルを用いた車両の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、車両100には、電動式の制動装置として、電動パーキングブレーキ(以下、EPBという)101が備えられている。
EPB101は、EPB用電気モータ101aと、EPB制御部101bと、を備えている。
EPB用電気モータ101aは、車両100の車輪102に搭載されている車輪側装置である。EPB制御部101bは、車両100の車体側装置であるECU(電子制御ユニット)103に搭載されている。なお、EPB制御部101bは、ECU103以外のコントロールユニットに搭載されていてもよく、専用のハードウェアユニットに搭載されていてもよい。
図示していないが、EPB用電気モータ101aには、ブレーキパッドが取り付けられたピストンが設けられており、当該ピストンをEPB用電気モータ101aの回転駆動により移動させることで、ブレーキパッドを車輪102の車輪のディスクロータに押し付け、制動力を発生させるように構成されている。EPB用電気モータ101aには、EPB用電気モータ101aに駆動電流を供給するための電源線として1対の第1電線2が接続されている。
EPB制御部101bは、車両100の停止時に、パーキングブレーキ作動スイッチ101cがオフ状態からオン状態に操作されたとき、所定時間(例えば1秒間)にわたってEPB用電気モータ101aに駆動電流を出力することにより、ブレーキパッドを車輪102のディスクロータに押し付けた状態とし、車輪102に制動力を発生させるように構成されている。また、EPB制御部101bは、パーキングブレーキ作動スイッチ101cがオン状態からオフ状態に操作されたとき、あるいは、アクセルペダルが踏込操作されたときに、EPB用電気モータ101aに駆動電流を出力し、ブレーキパッドを車輪のディスクロータから離間させて、車輪102への制動力を解除するように構成される。つまり、EPB101の作動状態は、パーキングブレーキ作動スイッチ101cがオンされてから、パーキングブレーキ作動スイッチ101cがオフされるかアクセルペダルが踏み込まれるまで維持されるように構成されている。なお、パーキングブレーキ作動スイッチ101cは、レバー式又はペダル式のスイッチであってもよい。
また、車両100には、ABS装置104が搭載されている。ABS装置104は、ABSセンサ104aと、ABS制御部104bと、を備えている。
ABSセンサ104aは、走行中の車輪102の回転速度を検出する回転速度検出センサであり、車輪102に搭載されている。ABS制御部104bは、急停止時に車輪102がロックされないように、ABSセンサ104aの出力に基づいて制動装置を制御し、車輪102の制動力を制御するものであり、ECU103に搭載されている。ABSセンサ104aには、信号線として対撚線4(1対の第2電線3)が接続されている。
一対の第1電線2と対撚線4とを一括してシース7(図2参照)で被覆したものが、本実施の形態に係るケーブル1である。車輪102側から延出されたケーブル1は、車体105に設けられた中継ボックス106内にて電線群107に接続され、電線群107を介してECU103やバッテリ(不図示)に接続されている。
図1では、図の簡略化のために1つの車輪102のみを示しているが、EPB用電気モータ101a、及びABSセンサ104aは、車両100の各車輪102に搭載されていてもよく、例えば、車両100の前輪のみ、あるいは後輪のみに搭載されていてもよい。
(ケーブル1の説明)
図2(a)は、本実施の形態に係るケーブル1の横断面図、図2(b)は対撚線の撚り方向、集合体の撚り方向、及びテープ部材の巻き付け方向を説明する図である。
図2(a),(b)に示すように、ケーブル1は、複数の電線2,3と、複数の電線2,3が撚り合わされてなる集合体5の周囲に螺旋状に巻き付けられているテープ部材6と、テープ部材6の外周に被覆されているシース7と、を備えている。
本実施の形態では、複数の電線2,3は、1対の第1電線2と、第1電線2よりも外径が小さい1対の第2電線3が撚り合されてなり、周方向において1対の第1電線2の間に配置されている対撚線4と、を含んでいる。集合体5は、1対の第1電線2と対撚線4とを撚り合わせて構成されている。
第1電線2は、第1導体21と、第1導体21の外周に被覆されている第1絶縁体22と、を有している。第1導体21は、銅等の良導電性の素線を撚り合わせた撚線導体からなり、第1絶縁体22は、架橋ポリエチレン等の絶縁性の樹脂からなる。第1導体21に用いる素線としては、直径0.05mm以上0.30mm以下のものを用いることができる。直径0.05mm未満の素線を用いた場合は十分な機械的強度が得られず耐屈曲性が低下するおそれがあり、直径0.30mmより大きい素線を用いた場合ケーブル1の可撓性が低下するおそれがある。
第2電線3は、第2導体31と、第2導体31の外周に被覆されている第2絶縁体32と、を有している。第2導体31は、銅等の良導電性の素線を撚り合わせた撚線導体からなり、第2絶縁体32は、架橋ポリエチレン等の絶縁性の樹脂からなる。第2導体31に用いる素線としては、第1導体21と同様に、直径0.05mm以上0.30mm以下のものを用いることができる。
本実施の形態では、第1電線2は、車両100の車輪102に搭載されたEPB用電気モータ101aに駆動電流を供給するための電源線からなる。また、本実施の形態では、第2電線3は、車輪102に搭載されたABSセンサ104a用の信号線からなる。
第1電線2の第1導体21の断面積(導体断面積)、及び第1絶縁体22の厚さは、要求される駆動電流の大きさに応じて適宜設定すればよい。本実施の形態では、第1電線2が電源線として用いられ、第2電線3が信号線として用いられることから、第1導体21は、第2導体31よりも断面積(導体断面積)が大きく設定されている。本実施の形態では、第1電線2がEPB用電気モータ101aに駆動電流を供給するための電源線であることを考慮し、第1導体21の外径を1.5mm以上3.0mm以下に設定すると共に、第1電線2の外径を2.0mm以上4.0mm以下に設定した。
また、第2電線3は、第1電線2よりも外径が小さい。換言すれば、第1電線2の外径は、第2電線3の外径よりも大きい。本実施の形態では、1対(2本)の第2電線3を撚り合わせた対撚線4と、1対の第1電線2とを撚り合わせて集合体5を構成するため、ケーブル1の外径を円形状に近づけるという観点から、第2電線3としては、第1電線2の外径の半分程度のものを用いることが望ましいといえる。具体的には、第2電線3としては、外径1.0mm以上1.8mm以下のものを用いることができる。ここでは、第2電線3として、第2導体31の導体断面積が0.13mm2以上0.30mm2以下のものを用いた。
対撚線4の撚りピッチP1は、第2電線3の外径を考慮し、第2電線3に不要な負荷がかからない程度に設定するとよい。ここでは、対撚線4の撚りピッチP1を約30mmとしたが、対撚線4の撚りピッチP1はこれに限定されるものではない。なお、対撚線4の撚りピッチP1とは、任意の第2電線3が対撚線4の周方向において同じ位置となる対撚線4の長手方向に沿った間隔である。
集合体5は、1対の第1電線2と、対撚線4とを撚り合わせて構成される。本実施の形態では、周方向において1対の第1電線2の間に対撚線4が配置されている。図2(a)の断面においては、時計回り方向に、一方の第1電線2、他方の第1電線2、対撚線4が順次配置されている。対撚線4は、1対の第1電線2間の谷間部分に入りこむように配置されている。
図2では図示していないが、一対の第1電線2、対撚線4、及びテープ部材6の間に、ケーブル1の長手方向に延びる糸状(繊維状)の複数の介在物を配置し、複数の介在物と一対の第1電線2と対撚線4とを撚り合わせることにより、集合体5を構成してもよい。介在物を1電線2と対撚線4とテープ部材6との間の隙間を埋めるように配置することにより、集合体5の外周にテープ部材6を巻き付けた際の断面形状をより円形状に近づけることができる。なお、複数の介在物の一部は、第1電線2と対撚線4の間である谷間や、1対の第1電線2の間である谷間に配置されてもよい。介在物としては、ポリプロピレンヤーンや、スフ糸(レーヨンステープルファイバー)、アラミド繊維、ナイロン繊維、あるいは繊維系プラスチック等の繊維状体や、紙もしくは綿糸を用いることができる。
なお、EPB101では、基本的に車両の停止時に電気モータ101aに駆動電流を供給する。これに対して、ABSセンサ104aは車両の走行時に使用されるものであり、第1電線2に駆動電流が供給されているときにABSセンサ104aが使用されることはない。そこで、本実施の形態では、各電線2,3あるいは対撚線4の周囲に設けられるシールド導体を省略している。シールド導体を省略することで、シールド導体を設けた場合と比較してケーブル1の外径を小さくすることができ、また部品点数を削減してコストを抑制することも可能になる。
なお、ここでは第1電線2がEPB用電気モータ101aに駆動電流を供給する場合を説明しているが、第1電線2は、例えば、車輪102に設けられた電気機械式ブレーキ(以下、EMBという)の電気モータに駆動電流を供給するために用いられてもよい。この場合、車両100の走行中にも第1電線2に電流が流れることになるため、ノイズによるABS装置104の誤動作を抑制するために、第1電線2の周囲あるいは対撚線4の周囲(第2電線3の周囲)にシールド導体を設けることが望ましいといえる。
また、ここでは第2電線3がABSセンサ104a用の信号線である場合を説明しているが、第2電線3は、車輪102に設けられる他のセンサ、例えば温度センサやタイヤの空気圧を検出する空気圧センサ等に用いられる信号線であってもよいし、車両100の制振装置の制御に用いられるダンパ線であってもよく、さらにはEMB制御用の信号線(CANケーブル等)であってもよい。第1電線2がEPB用電気モータ101aに駆動電流を供給するものである場合であっても、第2電線3が車両100の停車中に使用される場合には、ノイズによる誤動作を抑制するために、第1電線2の周囲あるいは対撚線4の周囲(第2電線3の周囲)にシールド導体を設けることが望ましいといえる。
集合体5全体の外径は、例えば、5mm〜9mm程度である。集合体5の撚りピッチP2は、集合体5の外径を考慮し、第1電線2と対撚線4に不要な負荷がかからない程度に設定するとよい。ここでは、集合体5の撚りピッチP2を約60mmとしたが、集合体5の撚りピッチP2はこれに限定されるものではない。なお、集合体5の撚りピッチP2とは、任意の第1電線2または対撚線4が集合体5の周方向において同じ位置となる集合体5の長手方向に沿った間隔である。
集合体5の周囲には、テープ部材6が螺旋状に巻き付けられており、テープ部材6の外周に、シース7が被覆されている。シース7は、例えばウレタン樹脂からなる。ここでは、シース7として、厚さ0.8mmのウレタン樹脂を用いた。本実施の形態では、第1電線2がEPB用電気モータ101aに駆動電流を供給するものであり、第1電線2に駆動電流が流れる時間が比較的短いため、テープ部材6の周囲に設けられるシールド導体を省略しているが、第1電線2の用途等に応じて、テープ部材6とシース7の間、あるいはシース7の外周にシールド導体を設けてもよい。
(テープ部材6の説明)
テープ部材6は、集合体5の周囲に螺旋状に巻き付けられており、テープ部材6が覆う全ての電線2,3に接触している。テープ部材6は、集合体5とシース7との間に介在し、屈曲時に集合体5(電線2,3)とシース7間の摩擦を低減する役割を果たす。すなわち、テープ部材6を設けることで、従来のようにタルク粉体等の潤滑剤を用いることなく、電線2,3とシース7間の摩擦を低減し、屈曲時に電線2,3にかかるストレスを低減して、耐屈曲性を向上させることが可能になる。
テープ部材6は、張力を付与した状態で集合体5の周囲に螺旋状に巻き付けられる。よって、テープ部材6としては、巻き付け時に付与される張力により破断しないものを用いる必要がある。他方、テープ部材6は、端末加工時にシース7と共に除去されるものである。そのため、テープ部材6としては、端末加工時に容易に除去できるものを用いることが望まれる。
そこで、本実施の形態では、テープ部材6として、長手方向と幅方向とで引っ張り強さが異なり、幅方向の引っ張り強さが長手方向の引っ張り強さよりも小さいものを用いた。
テープ部材6として長手方向の引っ張り強さが大きいものを用いることで、集合体5の周囲に巻き付ける際のテープ部材6の破断を抑制できる。具体的には、テープ部材6の長手方向の引っ張り強さは、120MPa以上とすることが望ましい。
また、テープ部材6として、幅方向の引っ張り強さが小さいものを用いることで、端末加工時にテープ部材6が破れやすくなり、シース7の除去時にテープ部材6を容易に除去することが可能になり、ストリップ作業の作業性が向上する。
テープ部材6の幅方向の引っ張り強さは、長手方向の引っ張り強さの2/3以下であることが望ましい。より具体的には、テープ部材6の幅方向の引張強さは、15MPa以上80MPa以下であるとよい。テープ部材6の幅方向の引張強さが15MPa未満であると、テープ部材6が容易に裂けてしまうため取り扱いが困難になると共に、屈曲時の負荷によりテープ部材6が裂けてしまうおそれがある。また、テープ部材6の幅方向の引張強さが80MPaを超えると、端末加工時のテープ部材6の除去が困難となり、ストリップ作業の作業性が低下する。
また、テープ部材6の厚さは、0.028mm以上0.090mm以下であるとよい。テープ部材6の厚さが0.028mm以上であると、長手方向の引っ張り強さを確保できず巻き付け時に破断し易くなり、テープ部材6の厚さが0.090mmを超えると、テープ部材6が破れにくくなりストリップ作業が困難となるおそれがあるためである。
テープ部材6の幅は、18mm以上35mm以下であるとよい。テープ部材6の幅が18mm未満であると、長手方向の引っ張り強さを確保できず巻き付け時に破断し易くなり、テープ部材6の幅が35mmを超えると、ストリップ作業時にテープ部材6が治具(刃)等で切断される領域を広く確保する必要が生じ、ストリップ作業の作業性が低下するおそれがあるためである。
また、テープ部材6の幅は、テープ部材6を巻き付けた際にテープ部材6に皺が寄らない程度の幅とすることが望まれ、集合体5全体の外径が小さくなるほど幅の狭いテープ部材6を用いることが望まれる。本実施の形態では、集合体5の外径が5mm〜9mmであることから、皺の発生を抑制可能なテープ部材6の幅は最大で50mm程度となる。つまり、テープ部材6の幅を18mm以上35mm以下とすることで、巻き付け時にテープ部材6に皺が発生することも抑制可能である。
テープ部材6は、その幅方向(テープ部材6の長手方向及び厚さ方向と垂直な方向)の一部が重なり合うように、螺旋状に集合体5に巻き付けられている。本実施の形態では、テープ部材6は、その幅の1/4以上1/2以下の重なり幅で螺旋状に巻き付けられている。テープ部材6の重なり幅が1/2を超えると、テープ部材6が3重以上に重なる部分が生じ、ストリップ作業が困難となるため、テープ部材6の重なり幅は少なくとも1/2以下とする必要がある。なお、本実施の形態において、テープ部材6が重なり合う部分は、接着剤等により接着されていない。
また、本実施の形態では、テープ部材6は、ケーブル長手方向に対して30°以上60°以下傾いて、集合体5の周囲に巻き付けられている。以下、テープ部材6がケーブル長手方向に対して傾いている角度(テープ部材6の長手方向における任意の部分を径方向外方から見たときに、当該部分においてテープ部材6の長手方向とケーブル長手方向とがなす角度)を、テープ部材6の巻き付け角度という。テープ部材6の巻き付け角度が30°未満であると、テープ部材6を縦添えした状態に近くなるため、ケーブル1の柔軟性が失われて曲げにくくなり、またストリップ作業時にテープ部材6を引っ張り強さが大きい長手方向に引っ張って破断させる必要が生じるため、テープ部材6が破れにくくなり、ストリップ作業の作業性が低下する。テープ部材6の巻き付け角度が60°を超えると、テープ部材6の巻数が多くなり、テープ部材6の重なり幅も大きくなるため、ストリップ作業時にテープ部材6を除去しにくくなり、またテープ部材6に皺が寄りやすくなる。なお、テープ部材6の巻き付け角度は、テープ部材6の幅及び重なり幅により調整可能である。
テープ部材6の巻きピッチP3、すなわちテープ部材6が周方向の同じ位置となるケーブル1の長手方向に沿った間隔(例えば幅方向の一端部同士の間隔)は、テープ部材6の幅及び重なり幅(テープ部材6の巻き付け角度)に依存し、この場合最大で40mm程度となる。ここでは、テープ部材6の巻きピッチP3を約30mmとしたが、テープ部材6の巻きピッチP3はこれに限定されるものではない。なお、テープ部材6の巻きピッチP3を大きくしていくと、テープ部材6を縦添えした状態に近くなり、可撓性の低下やストリップ作業の作業性の低下のおそれが生じるため、テープ部材6の巻きピッチP3は、40mm以下とすることが望ましい。
また、テープ部材6としては、第1電線2の第1絶縁体22、及び第2電線3の第2絶縁体32に対して、屈曲時における電線2,3の不要なストレスを軽減できる程度に滑りやすいもの(摩擦係数が小さいもの)を用いることが望ましい。より具体的には、テープ部材6としては、テープ部材6と絶縁体22、32間の摩擦係数(静摩擦係数)が、テープ部材6を設けなかった際におけるシース7と絶縁体22,32間の摩擦係数(静摩擦係数)よりも小さい部材を用いるとよい。
本実施の形態に係るケーブル1では、テープ部材6として、集合体5側の面とシース7側の面とで面粗さが異なり、シース7側の面の面粗さが、集合体5側の面の面粗さよりも粗い(面粗さが大きい)ものを用いている。
テープ部材6の集合体5側の面を粗くすることで、テープ部材6の集合体5側の面の微小な凹凸にシース7を構成する樹脂が入り込み、アンカー効果によりテープ部材6とシース7との接着性が向上する。その結果、シース7を除去するストリップ作業時に、シース7とテープ部材6とを分離させずに両者を一度(一体)に除去することが容易となり、ストリップ作業の作業性が向上する。
また、テープ部材6の集合体5側の面の面粗さを小さくすることで、テープ部材6に対して集合体5が滑りやすくなるので、屈曲時に電線2,3にかかるストレスを抑制して屈曲耐久性を向上できる。さらに、テープ部材6に対して集合体5が滑りやすくなることで、ストリップ作業時にシース7とテープ部材6とを集合体5から引き抜き易くなり、ストリップ作業の作業性がより向上する。
テープ部材6としては、例えば、不織布、和紙等の紙、あるいは樹脂(樹脂フィルム等)からなるものを用いることができる。
テープ部材6として不織布を用いる場合、この不織布としては、ポリエステル、ポリプロピレン、アラミド繊維、ナイロン、アクリル繊維、またはガラス繊維からなるものを用いることが望ましい。これにより、テープ部材6が吸湿しにくくなり、シース7を被覆する際の熱によりテープ部材6から水分が蒸発しシース7が発泡してしまうことを抑制可能になる。また、テープ部材6として不織布を用いる場合、通気性が30cc/cm2/sec以上200cc/cm2/sec以下のものを用いることが望ましい。これは、通気性が30cc/cm2/sec未満と低いと、テープ部材6で覆われている空間内に水蒸気を含んだ空気が溜まりやすくなり、シース7を被覆する際の熱により溜まった空気が不織布の空隙やテープ部材6が重なり合っている部分から一気に排出され、シース7に発泡が生じるおそれがあるためである。また、通気性が200cc/cm2/secを超えて大きくなると、シース7を被覆する際にシース7の一部がテープ部材6を透過して電線2,3側に到達してしまい、電線2,3とシース7とが融着して端末処理時の作業性が低下するおそれがあるためである。
また、テープ部材6としては、異なる材料を厚さ方向に2層以上積層して構成されたもの、すなわち2層以上の積層構造となっているものを用いることもできる。この場合、テープ部材6の集合体5と接触する面が、不織布、紙、樹脂層のいずれかからなるものを用いればよい。例えば、テープ部材6として、紙の一方の面にPET(ポリエチレンテレフタレート)等からなる樹脂層を形成したものを用い、より摩擦係数が小さい樹脂層を集合体5側として巻き付けるように構成することもできる。
さらに、テープ部材6のシース7側の面に、当該シース7側の面にラミネート等により接着されると共に、シース7の被覆時の熱により溶融しシース7に溶着される接着層をさらに設けてもよい。これにより、テープ部材6とシース7とがより分離されにくくなるため、ストリップ作業の作業性がより向上する。なお、接着層は、テープ部材6に一体に設けられることになるが、本実施の形態では、接着層はテープ部材6とは別の部材として取り扱う。すなわち、接着層を備える場合、テープ部材6のシース7側の面とは、接着層の表面ではなく、接着層が接着されている面を意味する。また、接着層を備える場合、テープ部材6のシース7側の面の面粗さが、集合体5側の面の面粗さと同じであってもよい。
(対撚線4と集合体5の撚り方向、テープ部材6の巻き付け方向)
本実施の形態に係るケーブル1では、対撚線4の撚り方向と、集合体5の撚り方向とが異なり、かつ、集合体5の撚り方向と、テープ部材6の巻き付け方向とが異なっている。つまり、ケーブル1では、対撚線4の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向とは同じ方向となり、集合体5の撚り方向のみが異なる方向となっている。
なお、ここでいう対撚線4の撚り方向とは、ケーブル1を先端側(図2(b)の左側、テープ部材6の重なりが上となる側)から見たときに、第2電線3が基端側から先端側にかけて対撚線4の周方向に回転している方向をいう。また、集合体5の撚り方向とは、ケーブル1を先端側(図2(b)の左側、テープ部材6の重なりが上となる側)から見たときに、対撚線4と第1電線2とが基端側から先端側にかけて集合体5の周方向に回転している方向をいう。ここでは、対撚線4の撚り方向が右回り(時計回り)、集合体5の撚り方向が左回り(反時計回り)となる。
また、テープ部材6の巻き付け方向とは、ケーブル1を先端側(図2(b)の左側、テープ部材6の重なりが上となる側)から見た時に、テープ部材6が基端側から先端側にかけて回転している方向をいう。ここでは、テープ部材6の巻き付け方向は右回り(時計回り)となる。図2(a)では、先端側から見たときの断面図を示しており、対撚線4の撚り方向を破線矢印A、集合体5の撚り方向を破線矢印B、テープ部材6の巻き付け方向を破線矢印Cで表している。
一般に、電線を撚り合わせたり、螺旋状にテープを巻き付けたりすると、その撚り方向、巻き付け方向に応じて曲がり癖が付与されてしまい、ケーブル全体が自然に湾曲してしまう。本実施の形態では、対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向とを異ならせ、かつ、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向とを異ならせているため、対撚線4の曲がり癖と集合体5の曲がり癖とが逆方向となって互いに相殺され、かつ、集合体5の曲がり癖とテープ部材6を巻き付けることによる曲がり癖とが逆方向となって互いに相殺されることになり、曲がり癖を抑制した直線状のケーブル1を容易に実現できる。その結果、ケーブル1の長手方向における屈曲特性のばらつきを抑制することが可能になる。
また、対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向とが同じ方向である場合、集合体5を撚り合わせる際に撚りが締まる方向に対撚線4が捩られ、対撚線4の撚りピッチP1が変化してしまう場合がある。対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向とを異ならせることで、対撚線4の撚りピッチP1の変化を抑えつつ集合体5を形成することが可能になる。
ただし、対撚線4の撚りピッチP1が大きいと、集合体5を撚り合わせる際に対撚線4の撚りが緩んでしまうおそれがある。そのため、対撚線4の撚りピッチP1は、少なくとも、集合体5の撚りピッチP2よりも小さくすることが望ましい。すなわち、対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向とが異なる場合には、対撚線4の撚りピッチP1を集合体5の撚りピッチP2よりも小さくすることで、対撚線4の撚りが崩れにくくなり、集合体5の断面形状を安定させることが可能になる。
本実施の形態では、テープ部材6を巻き付けることによる曲がり癖により、集合体5の曲がり癖を矯正しているため、テープ部材6の巻きピッチP3を、曲がり癖を付与できる程度に小さくする必要がある。そのため、テープ部材6の巻きピッチP3は、少なくとも集合体5の撚りピッチP2よりも小さくすることが望ましい。本実施の形態では、対撚線4の撚りピッチP1を約30mm、集合体5の撚りピッチP2を約60mmとしており、テープ部材6の巻きピッチP3を約30mmとしている。
また、テープ部材6の巻きピッチP3は、対撚線4の撚りピッチP1以上にすればよい。このようにすることで、対撚線4と接触している部分におけるテープ部材6の歪みを低減でき、ケーブル1の断面形状を円形状に成形しやすくなる。
なお、テープ部材6の巻きピッチP3が対撚線4の撚りピッチP1より小さいと、ケーブル1を屈曲させた際に、巻きピッチP3が小さいテープ部材6は長手方向に伸縮して屈曲による負荷を受けにくくなり、撚りピッチP1が大きく長手方向に伸縮しにくい対撚線4に屈曲による負荷が集中してしまう。テープ部材6の巻きピッチP3を、対撚線4の撚りピッチP1以上とすることで、屈曲による負荷の一部をテープ部材6に負担させ、対撚線4に屈曲による負荷が集中してしまうことを抑制でき、屈曲耐久性を向上させることが可能になる。
また、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向とを異ならせることで、テープ部材6を巻き付ける際に、集合体5の撚りピッチP2が変化しにくくなり、集合体5の撚りピッチP2を安定させることが可能になる。
さらに、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向とを異ならせることで、テープ部材6が対撚線4と第1電線2との間、あるいは一対の第1電線2の間の隙間に入り込んでしまうことが抑制され、ケーブル1の断面形状をより円形状に近くすることが可能になる。その結果、ケーブル1の外観を向上させると共に、シース7を除去するストリップ作業を容易に行うことが可能になる。上述のように、ケーブル1では曲がり癖が抑制されているため、シース7を除去するストリップ作業がより容易である。
さらにまた、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向とを異ならせることで、集合体5が座屈し易い方向とテープ部材6が座屈し易い方向とを異ならせることができ、例えばケーブル1に捩じれと曲げが同時に加わったような場合であっても、座屈しにくいケーブル1を実現できる。
(ケーブル1を用いたワイヤハーネスの説明)
図3は、本実施の形態に係るワイヤハーネスの概略構成図である。
図3に示すように、ワイヤハーネス10は、本実施の形態に係るケーブル1と、電線2,3の端部のうち、少なくとも何れかの端部に取り付けられたコネクタと、を備えて構成される。
図3では、図示左側が車輪102側の端部を示し、図示右側が車体105側(中継ボックス106側)の端部を示している。以下の説明では、ワイヤハーネス10の車輪102側の端部を「一端部」、車体105側(中継ボックス106側)の端部を「他端部」という。
1対の第1電線2の一端部には、EPB用電気モータ101aとの接続のための車輪側電源コネクタ11aが取り付けられ、1対の第1電線2の他端部には、中継ボックス106内における電線群107との接続のための車体側電源コネクタ11bが取り付けられている。
1対の第2電線3(対撚線4)の一端部には、ABSセンサ104aが取り付けられ、1対の第2電線3(対撚線4)の他端部には、中継ボックス106内における電線群107との接続のための車体側ABS用コネクタ12が取り付けられている。
なお、ここでは、第1電線2と第2電線3(対撚線4)に個別にコネクタを設ける場合を説明したが、両電線2,3を一括して接続する専用のコネクタを備えるようにしても構わない。
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明したように、本実施の形態に係るケーブル1では、集合体5の周囲に螺旋状に巻き付けられたテープ部材6を備え、テープ部材6の厚さが0.028mm以上0.090mm以下であり、テープ部材6の幅が18mm以上35mm以下であり、テープ部材6は、その幅の1/4以上1/2以下の重なり幅で螺旋状に巻き付けられており、テープ部材6は、長手方向と幅方向とで引っ張り強さが異なり、テープ部材6の幅方向の引っ張り強さは、長手方向の引っ張り強さよりも小さい。
テープ部材6を備えることで、タルク粉体等の潤滑剤を用いずとも、電線2,3とシース7間の摩擦を低減し、屈曲時に電線2,3にかかるストレスを低減して、耐屈曲性を向上させることが可能になる。つまり、本実施の形態によれば、屈曲耐久性を維持しつつも端末加工の作業環境の悪化を抑制することが可能になる。
また、テープ部材6の厚さを0.028mm以上0.090mm以下、テープ部材6の幅を18mm以上35mm以下、テープ部材6の重なり幅をテープ幅の1/4以上1/2以下とし、かつ、テープ部材6の幅方向の引っ張り強さを長手方向の引っ張り強さよりも小さくすることで、テープ部材6を巻き付ける際にテープ部材6が破断してしまうことを抑制しつつも、端末加工時にはテープ部材6を破断し易くし、シース7とテープ部材6とを除去するストリップ作業の作業性を向上することが可能になる。
また、ケーブル1では、対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向とを異ならせ、かつ、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向とを異ならせているため、撚りやテープ部材6の巻き付けによる曲がり癖を抑制し、かつ、対撚線4と集合体5の撚りピッチP1,P2を安定させることが可能になる。その結果、屈曲特性のばらつきを抑制することが可能になり、また長手方向における可撓性が安定し配策し易いケーブル1を実現できる。さらに、ケーブル1の断面形状をより円形状に近くすることができるので、ストリップ作業がより容易になる。
(他の実施の形態)
図4(a),(b)に示すケーブル1aは、図2のケーブル1において、さらに1対の第3電線8を撚り合わせた第2対撚線9を備えたものである。
第3電線8は、例えば温度センサやタイヤの空気圧を検出する空気圧センサ等に用いられる信号線であってもよいし、車両100の制振装置の制御に用いられるダンパ線であってもよく、さらにはEMB制御用の信号線(CANケーブル等)であってもよい。
第3電線8は、第3導体81と、第3導体81の外周に被覆されている第3絶縁体82と、を有している。第3導体81は、銅等の良導電性の素線を撚り合わせた撚線導体からなり、第3絶縁体82は、架橋ポリエチレン等の絶縁性の樹脂からなる。第3導体81に用いる素線としては、第1導体21と同様に、直径0.05mm以上0.30mm以下のものを用いることができる。
第3電線8は、第1電線2よりも外径が小さい。ケーブル1aの外径を円形状に近づけるという観点から、第3電線8としては、第2電線3と同様に、第1電線2の外径の半分程度のものを用いることが望ましく、例えば外径1.0mm以上1.8mm以下のものを用いることができる。
ここでは、第3電線8として、第3導体81の導体断面積が0.30mm2以上0.50mm2以下のものを用いた。上述の通り、第2導体31の導体断面積は0.13mm2以上0.30mm2以下であるため、ケーブル1aでは、第2電線3における導体断面積よりも第3電線8における導体断面積が大きくなるように設定していることになる。ただし、第2電線3と第3電線8の導体断面積は同じであってもよい。ケーブル1aの断面形状をより円形状に近づけるという観点からは、第2電線3と第3電線8の外径は略等しくされること(例えば、第2電線3と第3電線8の外径の差が第2電線3の外径の20%以内であること)が望ましいといえる。
第2対撚線9の撚り方向は、対撚線4の撚り方向と同じ方向とされる。なお、第2対撚線9の撚り方向とは、ケーブル1aを先端側(図4(b)の左側、テープ部材6の重なりが上となる側)から見たときに、第3電線3が基端側から先端側にかけて第2対撚線9の周方向に回転している方向をいう。ケーブル1aでは、第2対撚線9の撚り方向は、図4(a)に破線矢印Dで示されるように、集合体5の撚り方向と異なる方向となり、テープ部材6の巻き付け方向と同じ方向となる。
また、第2対撚線9の撚りピッチP4は、対撚線4の撚りピッチP1と略同じに設定されている。ただし、対撚線4,9の撚りピッチP1,P4が互いに異なっていていてもよい。なお、第2対撚線9の撚りピッチP4とは、任意の第3電線8が第2対撚線9の周方向において同じ位置となる第2対撚線9の長手方向に沿った間隔である。
第2対撚線9は、周方向における一対の第1電線2の間のうち、対撚線4が配置されていない側に配置されている。第2対撚線9は、1対の第1電線2間の谷間部分に入りこむように配置されている。図4(a)の断面においては、時計回り方向に、一方の第1電線2、第2対撚線9、他方の第1電線2、対撚線4が順次配置されている。
2本の対撚線4,9を備えるケーブル1aにおいて、例えば第1電線2を周方向に隣り合うように配置した場合(両対撚線4,9を隣り合うように配置した場合)には、集合体5の重心が集合体5の中心位置から大きくずれてしまい、この状態で両対撚線4,9と第1電線2とを撚り合わせて集合体5を構成すると、集合体5が全体的に捩れた状態となってしまう。そのため、直線状のケーブル1を作製することが困難となり、また長手方向の一部において曲げにくい方向が発生するなどして、可撓性が低下してしまう問題も生じる。本実施の形態のように、周方向において一対の第1電線2の間にそれぞれ対撚線4と第2対撚線9とが配置される構成とすることで、直線状のケーブル1を容易に実現可能となり、かつ、長手方向の一部において曲げにくい方向が発生するといった不具合を抑制して、可撓性の低下を抑制できる。
また、ケーブル1aでは、主に車両の停車後にEPB101へ駆動電流を供給する一対の第1電線2により、対撚線4と第2対撚線9とを離間させている。これにより、対撚線4,9の周囲に設けられるシールド導体を省略したとしても、対撚線4と第2対撚線9との間のクロストークを低減することが可能となる。
第2対撚線9をさらに備えたケーブル1aにおいても、テープ部材6の幅方向の引っ張り強さを長手方向の引っ張り強さよりも小さくすることで、テープ部材6を巻き付ける際にテープ部材6が破断してしまうことを抑制しつつも、端末加工時にはテープ部材6を破断し易くし、シース7とテープ部材6とを除去するストリップ作業の作業性を向上することが可能である。
また、第2対撚線9をさらに備えたケーブル1aにおいても、テープ部材6のシース7側の面の面粗さを、集合体5側の面の面粗さよりも粗くすることで、テープ部材6とシース7の接着性を向上してストリップ作業の作業性を向上し、かつ、テープ部材6に対して集合体5(電線2,3,8)を滑りやすくしてケーブル1の屈曲耐久性を向上できる。
図5(a),(b)に示すケーブル1bは、図1のケーブル1において、集合体5の撚り方向(破線矢印B)を反対方向としたものである。
つまり、ケーブル1bでは、対撚線4の撚り方向、集合体5の撚り方向、及びテープ部材6の巻き付け方向が、同じ方向となっている。
対撚線4の撚り方向、集合体5の撚り方向、及びテープ部材6の巻き付け方向を同じ方向とすることで、端末加工をする際に、テープ部材6をほどくと集合体5の撚りが自然にほぐれ、集合体5の撚りをほぐすと対撚線4の撚りが自然にほぐれることになり、電線2,3をほぐし易くなる。これにより、ケーブル1の解体性が向上し、端末加工を行う際の作業性が向上する。
また、対撚線4の撚り方向、集合体5の撚り方向、及びテープ部材6の巻き付け方向を同じ方向とすることで、ケーブル1bに捩れが加わった際に、対撚線4と集合体5とテープ部材6とが同調して開いたり閉じたりすることになり、捩れに対する耐久性を向上させることが可能になる。
これに関し、例えば、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向が逆方向の場合、集合体5が開く(集合体5の径が大きくなる)方向にケーブル1bに捩じれが加わった際、集合体5の撚り方向とテープ部材6の巻き付け方向が逆方向であるためテープ部材6は逆に閉じてしまう(テープ部材6の径が小さくなってしまう)。このとき、集合体5が開こうとするのをテープ部材6におさえつけられてしまい、集合体5にストレスが加わり、対撚線4の一部分に過大な負荷が加わってしまう。本実施の形態では、対撚線4の撚り方向、集合体5の撚り方向、及びテープ部材6の巻き付け方向を同じ方向とし、対撚線4と集合体5とテープ部材6とが同調して開いたり閉じたりするようにしている。これにより、ケーブル1bの捩じれに対する耐久性を向上させることが可能となる。
さらに、対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向を同じ方向とすることにより、集合体5を撚り合わせる際に、2本の第2電線3を撚ることにより対撚線4に付与される曲がり癖に沿った方向に対撚線4と第1電線2とを撚り合せることになる。このため、ケーブル1bが屈曲する際に、対撚線4と集合体5とが同調してケーブル1の長手方向に伸縮するため、ケーブル1bが曲がりやすくなり、ケーブル1bの可撓性を向上させることが可能になる。
なお、ケーブル1bでは、対撚線4の曲がり癖に沿った方向に撚り合せて集合体5を形成しているため、シース7を手作業でほどかずに、専用のストリップ装置等でシース7とテープ部材6とを同時に除去した場合に、対撚線4の曲がり癖の影響により、対撚線4と第1電線2とが撚られた状態のまま維持され易くなる。端末加工時にシース7の除去長を長くする場合には、複数回に分けてストリップ作業を行うが、ケーブル1bでは、1度ストリップ作業を行った後にも対撚線4と第1電線2とが撚られた状態で維持されるため、複数回のストリップ作業を容易に行うことが可能になる。
ケーブル1bでは、対撚線4の撚り方向と集合体5の撚り方向を同じ方向としているため、対撚線4の撚りピッチP1と集合体5の撚りピッチP2が同じであると、第1電線2と第2電線3の位置関係が長手方向で常に同じとなり、ケーブル1bの外観がいびつになってしまう可能性がある。そのため、対撚線4の撚りピッチP1と集合体5の撚りピッチP2とを異ならせること(具体的には、対撚線4の撚りピッチP1を、集合体5の撚りピッチP2よりも、集合体5の撚りピッチP2の10%以上80%以下小さくすること)が望ましい。対撚線4の撚りピッチP1を集合体5の撚りピッチP2よりも大きくすると、集合体5を撚り合わせる際に対撚線4の撚りピッチP1が変動してしまうおそれがあるため、対撚線4の撚りピッチP1は、少なくとも集合体5の撚りピッチP2よりも小さいことが望ましい。
集合体5の撚りピッチP2を小さくすると、ケーブル1bを曲げやすくなり可撓性が向上するが、撚りに余裕がなくなり捩れに対する耐久性は低下してしまう。逆に、集合体5の撚りピッチP2を大きくすると、捩じれに対する耐久性は向上するが可撓性は低下する。ケーブル1bでは、捩れが加わった際に、対撚線4と集合体5とテープ部材6とが同調して開いたり閉じたりして負荷を分散できるため、集合体5の撚りピッチP2を小さくして可撓性を向上させた場合であっても、捩れに対する耐久性を十分に確保することが可能である。
集合体5の撚りピッチP2とテープ部材6の巻きピッチP3とが同じであると、テープ部材6の外周にシース7を被覆した際の圧力により、テープ部材6が対撚線4と第1電線2との間、あるいは1対の第1電線2の間に入り込み易くなり、テープ部材6を巻き付けた集合体5の断面形状がいびつになって外観が劣化したり、集合体5がテープ部材6の内部で滑りにくくなり可撓性が低下したりするおそれがある。よって、集合体5の撚りピッチP2とテープ部材6の巻きピッチP3とを異ならせること(具体的には、テープ部材6の巻きピッチP3を、集合体5の撚りピッチP2よりも、集合体5の撚りピッチP2の10%以上80%以下小さくすること)が望ましい。
また、テープ部材6の巻きピッチP3は、対撚線4の撚りピッチP1以上にすればよい。このようにすることで、対撚線4と接触している部分におけるテープ部材6の歪みを低減でき、ケーブル1bの断面形状を円形状に成形しやくなる。
図6(a),(b)に示すケーブル1cは、図5のケーブル1bにおいて、さらに1対の第3電線8を撚り合わせた第2対撚線9を備えたものである。換言すれば、ケーブル1cは、図4のケーブル1aにおいて、集合体5の撚り方向(破線矢印B)を反対方向としたものである。
第2対撚線9を備えたケーブル1cにおいても、対撚線4,9の撚り方向と、集合体5の撚り方向と、テープ部材6の巻き付け方向とを同じ方向にすることで、電線2,3,8をほぐし易くして解体性を向上し、端末加工の作業性をより向上させると共に、捩れに対する耐久性を向上させることが可能である。
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
[1]複数の電線(2,3)と、前記複数の電線(2,3)が撚り合わされてなる集合体(5)の周囲に螺旋状に巻き付けられているテープ部材(6)と、を備え、前記テープ部材(6)の厚さが、0.028mm以上0.090mm以下であり、前記テープ部材(6)の幅が、18mm以上35mm以下であり、前記テープ部材(6)は、その幅の1/4以上1/2以下の重なり幅で螺旋状に巻き付けられており、前記テープ部材(6)は、長手方向と幅方向とで引っ張り強さが異なり、前記テープ部材(6)の幅方向の引っ張り強さは、長手方向の引っ張り強さよりも小さい、ケーブル(1)。
[2]前記テープ部材(6)は、ケーブル長手方向に対して30°以上60°以下傾いて、前記集合体(5)の周囲に巻き付けられている、[1]に記載のケーブル(1)。
[3]前記複数の電線(2,3)は、1対の第1電線(2)と、前記第1電線(2)よりも外径が小さい1対の第2電線(3)が撚り合されてなり、周方向においてそれぞれ前記1対の第1電線(2)の間に配置されている1本乃至2本の対撚線(4)と、を含み、前記対撚線(4)の撚り方向と、前記集合体(5)の撚り方向とが異なり、かつ、前記集合体(5)の撚り方向と、前記テープ部材(6)の巻き付け方向とが異なっている、[1]または[2]に記載のケーブル(1)。
[4]前記複数の電線(2,3)は、1対の第1電線(2)と、前記第1電線(2)よりも外径が小さい1対の第2電線(3)が撚り合されてなり、周方向においてそれぞれ前記1対の第1電線(2)の間に配置されている1本乃至2本の対撚線(4)と、を含み、前記対撚線(4)の撚り方向と、前記集合体(5)の撚り方向と、前記テープ部材(6)の巻き付け方向とが、同じ方向である、[1]または[2]に記載のケーブル(1b)。
[5]前記テープ部材(6)の幅方向の引っ張り強さは、長手方向の引っ張り強さの2/3以下である、[1]乃至[4]の何れか1項に記載のケーブル(1)。
[6][1]乃至[5]の何れか1項に記載のケーブル(1)と、前記電線(2,3)の端部のうち、少なくとも何れかの端部に取り付けられたコネクタと、を備えた、ワイヤハーネス(10)。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。