JPS6047683B2 - 高圧ケ−ブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電吹付け用ガンを高電圧源に接続するために
使用される高電圧用ケーブル、とくにケーブルの導電路
に固体抵抗を分布してなる高圧ケーブルに関する。

全長にわたり固体抵抗を分布して成る高電圧ケーブルは
自動車産業における点火プラグ用のものとして、又静電
塗装産業における高圧電力線として知られている。

静電塗装産業においてそのようなケーブルはこの数年に
わたり使用されてきた。静電塗装産業へのそのようなケ
ーブルの恩恵を論するために本出願人の所有せる米国特
許３、３４８、１８６を引合いに出すことができる。し
かし、このような公知のケーブルは本発明が克服しよう
とする欠点を有している。静電塗装産業て使用してきた
公知装置はその殆どが短い導電性リンクにより結合され
た短い（ほぼ６．３５Ｔｎ１ｎすなわち０．２５インチ
程度）カーホン組成抵抗てあつて、全ケーブル組立体は
その全長にわたり厚みのわずかなポリエチレンの如き誘
電体によつて被覆（シース）されたものであつた。

さらｌに別の被覆層（シース）を使用したものもある。
被覆層をさらに加えることの目的についても上記米国特
許３、３４８、１８６をあけることがてきる。カーボン
組成抵抗はもろい即ちこわれ易い性質であり、したがつ
てケーブルを踏んだりトラック等でひいたりすると割れ
たりしてケーブルを損傷したりした。さらに、多くの抵
抗が互いに近接配置してあるためにケーブルそれ自体が
非常に硬くかつかさばつていた。絶縁被覆はある面から
は可撓性があると考えうるが、他の面からは硬いといえ
る。

すなわち、それは曲がるけれども、いくらかの半経方向
厚さをもたせると柔軟とは言えない。このような公知の
ケーブルの通常的使用において床に無雑作に丸めてルー
プを形成して置くことはよくすることであろう。

さらに、このようなケーブルの通常の使用に際しそのよ
うなループの１つの端部からケーブルを引出すこともよ
くすることである。このような場合、ループに撚りを生
じさせない力がないと引出力を増すにつれてループは引
張られてより小さくなる。公知のケーブルにおいて短く
もろい抵抗の１つがケーブル内に生じる機械的応力が最
大となる引張られたループの中央点に残ることになり、
抵抗がこわれることになる。抵抗が引張られたループの
中央点で加えられる機械的応力に耐えるに十分な強さで
あるとしても厳しい変形応力がポリエチレンシースに起
こり、その絶縁能力に悪い影響を与えることになる。本
発明はケーブルの電気路に沿つて抵抗を分布して成る改
良高圧ケーブルを目的とする。

該ケーブルは、その長さ方向に亘つて抵抗性誘電絶縁物
によつて連続的に被覆されたコアを有する。電気路はケ
ーブルのコアを通して形成される。そのコアは可撓性導
体リンクで端部結合された分離した細長で剛性のしかし
もろさのない直列的に配置された複数の抵抗から成る。
好ましい実施例において抵抗は表面が耐インク性を有す
る棒てあつてその端部からピン状の電気接続用突起が形
成一されたガラス繊維棒から作られる。抵抗の長さを増
大させ、他の全てのファクタを同じにしておく時、抵抗
は両端が引張られるループの中央点に留まる傾向が少な
くなるということが判明した。ケーブルの両端を引張る
前に抵抗がループの中央点，に在るとしても、産業上の
使用に際し起りがちなようにケーブルの両端を引張る際
、抵抗はループの中央点から外れた位置に引張られ又は
移動する。ループは可撓性導体リンクを含むケーブル部
分に形成されることになる。起り得る最悪の場合は引張
られたループの中央点が抵抗の一端にくるということで
あり、そしてこれは絶縁被覆に加わる機械的応力が公知
のケーブルに生じたよりもより少なくなるということに
なる。絶縁被覆に生ずる機械的応力は該被覆のより大き
な長さに亘つてより均一に分布される。ループを引張る
時に生じる絶縁被覆内の機械的応力を適度に減らすため
には、抵抗間の可撓性導ノ体リンクは固体抵抗なしの類
似のケーブル組立体に対して許容されうる最小半径を有
する１ループ内のケーブル長よりも長くされるべきであ
る。

そのような長さをここで０最小許容ループョと定義する
ことにする。例えば、ケーブルの可撓性部分・が曲率半
径１インチすなわち約２５．４？を有する曲げを受ける
ならば、その時導体リンクはその両端から引張られる時
に約２５．４ｗＬの曲率半径の撓みになる１つの完全な
ループよりも長くするべきである。１ 今日使用されて
いる絶縁被覆材料はある曲け弾性を即ち撓み弾性を有す
るポリエチレンの如き物質で作られるということが判明
している。すなわち、何らかの所望形状から撓みを受け
ると、その物質は変形を受けたはねのようにエネルギー
を貯手？翼゛］゜′；′！，二響？Ｉ誌゛：ｉ？Ｘ？撓
みを受けるとケーブル内にケーブルをその所望形状に戻
そうとする力が生じる。同様に、ケーブルの１ループが
引張られると該ループは貯えられるエネルギーを最小に
しようとする形をとる。もしケーブルがその長さ方向に
均一な構造であるとすれば、ループはスムーズなりーブ
に形成されて、該ループ内に生じる力および該ループに
貯えられるエネルギーはケーブルのどの部分にそのルー
プが含まれるにしても同じである。しかしながら、撓み
に対し弾性のあるケーブルが長さ方向に均一な構造でな
いとすると、その時はループに生じる力およびループに
貯えられるエネルギーはケーブルのどの部分にループを
含むかに依存する。もしケーブルがある部分においてそ
の隣接部分よりも高い撓み弾性率を有するとすれば、そ
の時高い弾性率を有する当該部分がループ内になければ
ループ内に生じる力およびループ内に貯えられるエネル
ギーはより小さなものとなる。もろさのない剛性抵抗は
隣接部分よりも高い撓み弾性率の部分を有するケーブル
を効率的につくり出す。ループの中央部で抵抗がまつす
ぐである場合は摩擦力の作用しない無限長のケーブルに
形成されるループにおいて不安定となる。それ故、摩擦
的なりと境界条件に対しててないとすれば、ループは貯
えられるエネルギーを最小にする点に常に移動するであ
ろう。

例えば多数の同一固体抵抗を有するケーブルにおいて、
ループは２つの隣り合う抵抗の中点に１移動ョする。し
かるに、有限長てあり、境界条件により支配されそして
摩擦力の影響の下にある所与のケーブルにおいては抵抗
がループの中央にあることの不安定性は与えられたサイ
ズのループに対し抵抗がある最小長よりも大きい時に存
在する。この不安定性の生ずるこの最小長は数個の異な
る基準ファクタ、例えばループのサイズ、抵抗の端部で
のケーブルの最小半径又はケーブルの両端に加えられる
力の関数として選ふことができる。この最小長はケーブ
ル内に生じ１移行するョことへのループの能力に抵抗し
そしてそれ故に貯えられるエネルギーを可能な最小の値
に減らす方向に変形するループの能力に抵抗する力によ
り影響を受ける。これらの力のいくつかは摩擦性のもの
である。それらは数個の原因、例えばケーブルの外面と
ケーブルのおいてある面との接触による摩擦、ループが
交叉しているケーブルの一部と一部との接触による摩擦
、ケーブルが曲げられる時に被覆層（シース層）が他の
層を滑べることによる摩擦力、曲げに抵抗する分子レベ
ルでの摩擦性の力等から生じる。境界条件により、ルー
プ内の抵抗を保持しようとする弾性力を含む他の抵抗力
も同様にあるかも知れない。本発明のケーブルにおいて
抵抗の長さがより長くなると、１つの抵抗を含んでいる
ループ内に生じかつループを移動させそしてループの外
に抵抗が在るようにループを再配向（ＲｅＯｒｉｅｎｔ
）する諸刃が増大する。

もしこの抵抗が非常に短いとすれば、これら諸再配向力
はこの再配向作用に抗する諸刃を克服するに必要な値を
決して超えない。そのような場合、抵抗は小さな半径部
分すなわち引張られるループの中央部にとどまることに
なる。本発明において、抵抗はきつく引張られてループ
が再配向される際、抵抗が通常の使用の際には必然的に
ループの中点又は小半径部分から外れるようなりが生じ
るに十分な長さとされる。ここでいう通常の使用とはケ
ーブルが重力以外に摩擦力を増加させるような他のどん
な外力もなして工場等の床におそらくはコイル状にされ
て置いてあるということを意味する。ケーブルの硬い部
分がより大きなループ（すなわちループを引く力が弱い
ような場合）からも必らず外れるようにしたいばあいは
、抵抗の長さはもつと長くなる。本発明の目的は撓み弾
性て均一なシースと剛性のこわれやすくない抵抗を有す
るケーブルであつて、小半径部分に抵抗を含んで引張ら
れているループに帰因しそしてその抵抗を他の位置に移
動せしめる力が通常の使用に際しループが引張られる時
にループ再配向に抵抗する力を克えるようにしたケーブ
ルを提供することである。

以下に図面を参照しつつ本発明の好適な実施例について
詳細に説明する。

第１図によれは本発明によるケーブルの詳細構造が示さ
れている。

該ケーブルは可撓性導体リンク２によつて互いにつなぎ
合わされた一連の細長い抵抗１を含む中央のコアを有し
ている。抵抗１は表面が耐インキ性のガラス繊維の棒に
より成り、抵抗用のコネクタに典型的な、各端部に導電
性のピン４を有する細長のシリンダ状部材である。つな
ぎ合わされている抵抗４は導体リンク２によつて電気的
にも結合されている。カーボンブラックを多量に含んだ
ビニールが低抵抗接続用リンク２を形成するのに使用す
るに好適な材料であノることがわかつている。この材料
は極めて可撓性に富み、曲げた時にその状態に固まるこ
とがなく低いたわみ弾性係数を有している。導体リンク
２は第１図の平面に直角にリンク２を通る断面形状が円
形状であり、抵抗１上の接続ピン４の直径よ５りもわず
かに小さな直径の中央中空部を有している。抵抗１上の
接続ピン４はリンク２の両端中空端部に挿入されてリン
ク２との電気的接触をする。リンク２の外径は抵抗１の
外径に実質上等しくなつている。繊維編組６が中央導体
コアの周りＯに織込まれ製造工程中の長手方向の安定性
を出すようにされる。繊維編組６を作るためデークロン
（ＤａｃｒＯｎ）を使用することができる。リボン巻層
７がケーブルの全長にわたり半分ずつ折重ねられてら線
状に繊維編組６に巻付けられている。このリボン巻層は
繊維編組６のまわりの外径を均一に保持するのに役に立
つ。リボン巻層７としてはデュポン社の商標ＲＭｙｌａ
ｒＪとして知られている材料を使用てきる。高分子量低
密度ポリエチレンシース８がリボン巻層７のまわりに連
続的に押出されてコア、繊維編組６、リボン巻層７のま
わりに壁厚０．１インチすなわち約２．５４ｗ１の誘電
性絶縁層を形成する。ポリエチレンが使用されるのはそ
れが良好な高電圧絶縁性を有し、適度に可撓性があり、
通常の使用に際し曲げられた時に永久変形しないことに
よる。ポリエチレンは曲け弾性体（Ｆｌｅｘｕａｌｌｙ
ｅｌａｓｔｉｃ）である。銅覆編組（ＣＯｐｐｅｒ−Ｗ
ｅｌｄｂｒａｉｄ）９がケーブル全長にわたリポリエチ
レンシース８のまわりに織込まれて、静電吹付装置に使
用する際電気的に接地される。

このようなケーブル組立体はそれからポリエチレンジヤ
ケツト１０で被覆される。

該ジャケットはケーブル組立体全体の耐摩耗性を提供す
る。このような一般的なタイプのケーブルの利点および
機能的特性をより詳細に記述するために、上述した米国
特許３，３４８，１８６を参考にすることがてきる。好
適な実施例において、抵抗１および導体リン，ク２の直
径は０．０９４インチ即ち約２．３９７Ｔ０ｎてある。

ポリエチレンシース８は０．１インチ（すなわち２．５
４晒）の半径方向厚さを有している。これらの寸法でも
つてループの中央点で必らず抵抗が不安定になりかつ通
常の使用に際し引張られるループ３からそれることにな
る抵抗の最低長は０．７インチすなわち約１７．８朗で
ある。もしポリエチレンシース８の厚さがより大きいと
すれば、ループが引張られる時ループの中央点に抵抗を
有しない部分でループを必らず形成せしめるようにより
長い抵抗３１が必要となる。逆に、ポリエチレンの厚さ
を減らせば、その場合抵抗をより短かくして引張られた
ルー・プ中央点に留まることができなくすることができ
よう。抵抗と導体リンクの直径は使用目的に応じたケ４
−ブルの営業上の許容度によつて多かれ少なかれ支配さ
れる。

静電塗装ガン用に使用することを目的とした本願のケー
ブルにおいて、これら構成要素の直径は実施例において
使用された値の１１２から２倍迄の間の範囲とすること
ができる。この制限はより小さな直径の場合所与の直径
で適切な抵抗値を有する抵抗の入手可能性に起因する。
これら構成要素の直径の上限はできるだけケーブルを小
さくしかつできるだけ撓み性のものにしたいという願望
により支配される。より長いガラス繊維抵抗を使用する
ことのさらに別の利点として、従来可能であつたよりも
個々の抵抗値が大きい抵抗を使用することが可能とな）
つた。

それ故、ケーブルの直線長さ１フィート（すなわち約３
０ＣＴｆ１）あたりについて同一抵抗値を出すためによ
り少ない数の抵抗を使用すれば良い。したがつて、導体
リンクを必要とされた最低長さよりも実質的により長く
することができる。さらに、ガラス繊維棒構造のもろく
ない性質（ＮＯｎ−Ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ）すなわち
固さ（ＴＯｕｇｈｎ一Ｅｓｓ）は適度に硬い絶縁シース
と固体抵抗との相互作用によりケーブルの通常の撓みに
起因する機械的応力に抵抗それ自体を耐えうるようにす
る。このような結果としてより撓みやすく、そして公知
のケーブルと同じ安全性を有するも公知のケーブルの欠
点を有しない、すなわちループが引張られることに帰因
して絶縁シースは抵抗自体のいづれかをだめにしてしま
う機械的応力を生じさせないケーブルが得られる。本発
明による構造のケーブルの有利性の例を示すために下記
の特性を有するケーブルをつくりそして試験した。

例３０インチ（すなわち約７６ｃｍ）の導体リンクによ
つて接続された各２０メグオウムの抵抗値を有する長さ
１３１８（約３．５１ｃＴｎ）インチの抵抗１０個を有
する２５フィート（すなわち約７５０ｃｍ）のケーブル
で他の諸元については実施例に同じもの。例４５１１２
（約１１５．６ｃｍ）の長さの導体リンクにより接続さ
れた各２０メグオウムの抵抗値を有し長さ１３１８イン
チ（約３．５１ｃｒＩｔ）のｍ個の抵抗を有し、他の諸
元は実施例と同じにした３７フィート（すなわち約１１
１０ｃｍ）のケーブル。

例６０インチ（すなわち約１５２．４０α）の導体リン
クにより接続され各２０メグオウムの抵抗値を有し長さ
１３１８インチ（約３．５１ｃｍ）の榎個の抵抗を有し
、他の諸元は実施例に同じ５０フィート（約１５００ｃ
ｍ）のケーブル。

これらのケーブルの各々において、抵抗それ自体の長さ
は上述の如く必要とされた最低長よりも実質的に長く選
ばれた。

この付加分により抵抗が引張られるループ内にとどまつ
ている限り安全性についての予裕が提供され、必要のば
あい個々の抵抗値の範囲をより大きくすることができ、
そして改良された構造を有するより可撓性のすぐれたケ
ーブルが提供される。公知のケーブルと本発明によるケ
ーブルとの相違は第２図と第３図を比較参照すればより
十分に理解てきる。

第２図にはケーブル中に引張りによるループを有し０．
２５インチ（約０．６４Ｃ７りの長さで該ループの中央
に抵抗１２が位置している公知のケーブルが示してある
。このような情況は抵抗がループのどの部分にも無規則
に存しうる実際の使用に際して起りうる典型的なばあい
てある。第２図のケーブルの両端が引張られるならば、
抵抗の長さはループを所望の位置に形成せしめる程十分
な長さを有していない。それ故、もしループが引張られ
ると、ループの半径は減少し固体抵抗１２はシース８内
に変形応力を生じしめることになり、シース８は抵抗１
２の両端で折曲がり、そしてシース８は抵抗１２の周り
の外周部て引伸ばされる。さらに、抵抗がカーボン組成
抵抗であると応力は抵抗の破損をつくり出す。第３図は
引張りによるループを含んだ上記実施例に同一のケーブ
ルを示している。

抵抗の長さはループが引張られる時ループの中央点に抵
抗がない様な部分においてループを形成するに十分なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施による固体抵抗コアケーブルの
部分断面図、一第２図は引張られて形成されたループの
小半径部分に抵抗を有する公知の抵抗コアケーブルの該
抵抗の周囲を部分的に断面として示す図、第３図は本発
明の１実施例の引張られて形成されたループを抵抗の周
囲を部分的に断面として示す図である。 主要部分の符号の説明、１・・・・・・抵抗、２・・・
・・・導ｌ体リンク、８・・・・・ウース部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 静電塗装装置を高電圧源に接続するのに使用するた
   めの高圧ケーブルにおいて、可撓性の細長い複数の導体
   リンクにより端部接続された細長く剛性の複数の抵抗よ
   りなり、個々の抵抗間が該各導体リンクにより電気的に
   接続され、前記抵抗と前記導体リンクとは実質的に同一
   の径を有しているコアからなる電気路と、前記導体リン
   クよりも実質的に小さな撓み弾性を有し、前記コアをそ
   の長さ方向に亘つて取巻き、そしてケーブルの通常の撓
   みの下では永久変形しない均一で連続な誘電シースとを
   含み、前記導体リンクの長さは、前記抵抗を含まない高
   圧ケーブルがその端部から引つ張られるとき、該高圧ケ
   ーブルの撓み弾性の範囲内で形成される最小のループで
   ある最小許容ループの長さと少なくとも同じであり、前
   記抵抗の長さは、通常の使用に際し該高圧ケーブルが端
   部からぴんと引つ張られるとき、該高圧ケーブルに形成
   されるループの中央部が前記抵抗を外れた位置にくるよ
   うな長さとされていることを特徴とする高圧ケーブル。