WO2018043392A1 - ケーブル - Google Patents

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WO2018043392A1
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insulator
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vinyl chloride
elastic modulus
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俊朗 中尾
健太 古城
池田　篤
純一郎 辻
伸幸 諌元
雄太 井上
治 岡本
健太 小林
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住友電装株式会社
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    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables

Definitions

  • the present invention relates to a cable that can be used as a cabtyre cord and a cabtire cable used for power supply and control of home appliances, ordinary chargers, and the like, and particularly relates to a cable that can suppress the occurrence of buckling breakage.
  • Cabtire cords and cabtire cables (hereinafter simply referred to as cables) used for home appliances, ordinary chargers, plug-in hybrid vehicles for in-vehicle charging, etc. are, for example, VCTF (vinyl cabtyre cord), VCT (vinyl cab).
  • VCTF vinyl cabtyre cord
  • VCT vinyl cab
  • an insulator that covers a cable is generally made of a vinyl chloride resin that is inexpensive, easy to process, and has stable electrical characteristics, and is widely used.
  • the cable 202 used in the dryer 200 is wound around the dryer body 201 and stored, and the cable 202 is repeatedly pulled out during use, or the cable 202 is wound around a reel.
  • the cable 202 is twisted due to the repeated pulling, and the internal insulating core is buckled and disconnected.
  • Such breakage due to buckling often occurs in less than two years at the earliest, depending on the handling conditions, the frequency of severe use, the bending radius and the force applied when bending.
  • Such disconnection due to buckling is a phenomenon that occurs as follows.
  • an inner insulating core is formed by twisting a predetermined number. For this reason, when the cable is wound, the twist is unwound so that the unwound internal insulating core is in a state where the length is longer than the length in the cable axial direction.
  • the surplus inner insulating core is locally bent (buckled), and the conductor is disconnected at this buckled portion.
  • Cables used for home appliances, ordinary chargers, and ordinary charging of plug-in hybrid vehicles, etc. have high flexibility so that anyone can easily handle them.
  • the flexibility is high, the cable is likely to be bent, so that a buckling phenomenon is likely to occur with a small force and a small number of uses, and a buckling breakage is likely to occur. Therefore, the realization of the cable which can suppress generation
  • a first conductor formed by twisting a plurality of strands, and the first conductor formed by an insulating resin material are used.
  • a first insulating wire core configured to include a first insulating coating covering the outer peripheral side of the wire, a second conductor formed by twisting a plurality of strands, and an outer periphery of the second conductor formed by an insulating resin material
  • a plurality of second insulating wire cores configured to include a second insulating coating covering the side and having a diameter smaller than or equal to the first insulating wire core, and the plurality of insulating resin materials.
  • a sub-wire core configured to include a third insulating coating covering the outer peripheral side of the sub-stranded wire core obtained by twisting the second insulating wire core, and the first insulating wire core and the sub-wire core are twisted together. With inclusions filled in the gaps between the strand wires and an insulating resin material And a fourth insulating coating covering the outer peripheral side of the main stranded wire core with the inclusions interposed therebetween, wherein the third insulating coating covers the outer peripheral side of the sub-stranded wire core in a solid manner.
  • the material of the first insulation coating is exemplified by PP (polypropylene), PVC (polyvinyl chloride), cross-linked PE (polyethylene), and the like (see Patent Document 1). .
  • ion-crosslinkable polyvinyl chloride comprising a copolymer of vinyl chloride and a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid having a free carboxyl group and an ionic crosslinking agent.
  • a cabtyre cable using a crosslinkable resin composition containing 5 to 80 parts by weight of a material and 30 to 120 parts by weight of a plasticizer as a covering material see Patent Document 2.
  • a conventional cable is a halogen-free flame retardant polymer composition.
  • Propylene polymer C. thermoplastic elastomer (TPE);
  • wire or cable sheaths made from halogen-free flame retardant thermoplastic compositions for use in cable and cable applications comprising an expandable flame retardant system containing a piperazine component see Patent Document 3).
  • Conventional cables are made of a vinyl chloride resin such as a vinyl cab tire cable (VCT) shown in JIS C 3312 from the viewpoint of high flexibility, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, from the viewpoint of high flexibility.
  • VCT vinyl cab tire cable
  • the ones used are mainly used.
  • a cable using a halogen-free material is used in part with emphasis on flexibility and wear.
  • such a conventional cable is flexible and easy to handle, but has a problem that the inner insulating core is easily bent and buckled.
  • the vinyl chloride resin has a high coefficient of friction, the friction between the inner insulating cores is large, and it does not move smoothly when bent, and local bending is likely to occur, and has a problem of being easily buckled.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and the buckling is broken by suppressing the local bending by improving the strength of the insulating inner core and reducing the friction between the insulating inner cores. It is intended to provide a difficult cable.
  • the cable according to the present disclosure includes a plurality of internal insulating cores in which a conductor made of a stranded wire is covered with an insulator, and the insulator has a higher tensile elastic modulus than a vinyl chloride resin for electric wires, and It has a lower coefficient of friction than vinyl chloride resin for electric wires.
  • the cable according to the present disclosure has a high tensile elastic modulus and a low coefficient of friction acting synergistically so that the strength and elasticity of the cable are highly compatible, and further, the friction generated in the cable is reduced, and thousands of times. It is possible to obtain high resistance not to break even by winding over the above, and also to have flexibility to reduce the force required to bend the cable. It can withstand bending use.
  • the 2.5% tensile elastic modulus of the insulator is 441 MPa to 800 MPa as necessary.
  • the cable according to the present disclosure optimizes the tensile elastic modulus, thereby increasing the strength of the cable, increasing the resistance to disconnection even when wound several thousand times or more, and in bending the cable.
  • the flexibility required to reduce the required force is also provided, and it can withstand workability and bending use over a long period of time.
  • the insulator has a higher elastic region than the vinyl chloride resin for electric wires, the elastic region is 6.7% or more, Generation is suppressed.
  • the cable according to the present disclosure is optimized in a range in which the elastic region suppresses the occurrence of buckling and disconnection, and even when the cable bends, there is a difference in the circumferential length between the cable bend inner side and the outer side. Due to the flexibility (elasticity) of the cable, a high resilience is exhibited that the insulator once stretched easily returns to its original state.
  • the inner insulating core is longer than the outside in the axial direction of the cable and the occurrence of an excess region is suppressed, the occurrence of buckling breakage is suppressed, and a long period of time is maintained. It can withstand repeated bending.
  • the cable according to the present disclosure has a coefficient of static friction between the inner insulating cores of 0.43 or less and a coefficient of dynamic friction between the inner insulating cores of 0.27 or less, as required. Generation is suppressed.
  • the cable according to the present disclosure can maintain the degree of friction between the inner insulating cores optimally, thereby improving the durability against local bending operation and improving the slipperiness between the inner insulating cores. Will be. Therefore, even if the cable according to the present disclosure is wound around the cable several thousand times or more, the occurrence of buckling breakage is suppressed, and the cable can withstand repeated bending over a long period of time.
  • the block diagram (a) by sectional drawing of the cable which concerns on 1st Embodiment, and the block diagram (b) by sectional drawing of the cable which concerns on other embodiment are shown.
  • the experimental results of the number of winding breaks (times) for each 2.5% tensile elastic modulus (MPa) of the cable according to Example 1 are shown.
  • the result (b) obtained by multiplying the dynamic friction coefficient of the insulating core as the strength index (2) and the result (c) of the number of winding breaks for each elastic region (%) are shown.
  • the explanatory view showing the state where the conventional cable is used with a drier is shown.
  • the cable 100 includes a plurality of internal insulating cores 10 in which a conductor 1 made of a stranded wire is covered with an insulator 2, and the insulator 2 is used for electric wires.
  • the tensile modulus of elasticity is higher than that of the vinyl chloride resin, and the friction coefficient is lower than that of the vinyl chloride resin for electric wires.
  • the cable 100 has at least one internal insulating core 10 composed of the conductor 1 and the insulator 2 as shown in FIG.
  • a sheath 101 formed by filling around the inner insulating core (insulating core) 10 in which the required number is twisted.
  • the material of the sheath 101 is not particularly limited as long as it is made of resin, but it is preferable to use polyvinyl chloride (PVC) for ease of handling.
  • the conductor 1 made of a stranded wire is not particularly limited, and various metal wires can be used.
  • a copper wire can be used.
  • the material of the insulator 2 is not particularly limited, but is preferably a break-resistant TPE (thermoplastic elastomer) from the viewpoint of high strength.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • various resins such as olefin-based thermoplastic elastomer (TPO), urethane-based thermoplastic elastomer (TPU), ester-based thermoplastic elastomer (TPEE), and amide-based thermoplastic elastomer (TPAE) are used. Can be used.
  • the various resins include, for example, PBT (polybutylene terephthalate), PE (polyethylene), PP (polypropylene), PA6 (polyamide 6), PA11 (polyamide 11), PA12 (polyamide 12), PET (polyethylene terephthalate), PBN (polybutylene naphthalate), PVDF (polyvinylidene fluoride), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), PPS (polyphenylene sulfide), PEEK (poly) Ether ether ketone), EVOH (ethylene vinyl alcohol copolymer), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), EVA (ethylene vinyl alcohol) or PI (polyimide) can be used.
  • Ri is preferably a PBT (polybutylene terephthalate).
  • said tensile elasticity modulus has shown the Young's modulus or elastic modulus (MPa) which is a material physical property value which shows the ease of a deformation
  • MPa Young's modulus or elastic modulus
  • transformation a material physical property value which shows the ease of a deformation
  • JIS K7127 tensile modulus measurement method.
  • one of the index values used as the characteristics of the cabtyre cable is an elastic modulus (2.5% tensile elastic modulus) measured when 2.5% of the whole is pulled.
  • the tensile elastic modulus of the insulator 2 is not particularly limited as long as it is higher than that of the vinyl chloride resin for electric wires. More preferably, the 2.5% tensile elastic modulus is 441 MPa or more and 800 MPa or less. . In this case, by optimizing the tensile elastic modulus, the strength of the cable 100 is increased, and the resistance not to break even when wound several thousand times or more is increased, and the force required for bending the cable 100 is also reduced. It is also possible to withstand the ease of working and bending use over a long period of time.
  • the 2.5% tensile elastic modulus when the 2.5% tensile elastic modulus is smaller than 441 MPa, the strength tends to be weak, and the strength tends to be insufficient to withstand use for 10 years or more. In addition, when the 2.5% tensile elastic modulus is higher than 800 MPa, the force required to bend the cable 100 increases, so that it tends to be difficult to use easily.
  • the above friction coefficient includes a static friction coefficient (static friction coefficient) and a dynamic friction coefficient.
  • the static friction coefficient is a proportional constant that determines the maximum frictional force at the moment when an object in a stationary state starts to move.
  • the dynamic friction coefficient is a proportional constant that determines the frictional force applied to an object moving at a constant speed.
  • the coefficient of friction of the insulator 2 is not particularly limited as long as it is lower than that of vinyl chloride resin for electric wires, but more preferably, the coefficient of static friction between the inner insulating cores 10 is 0.43 or less.
  • the dynamic friction coefficient between 10 is 0.27 or less, and is a range in which the occurrence of buckling and disconnection is suppressed.
  • the cable 100 is optimally maintained in the degree of friction between the inner insulating cores 10, and even if the cable 100 is wound several thousand times or more, the occurrence of buckling breakage is suppressed. It can withstand repeated bending over a long period of time.
  • Other characteristics of the cable 100 generally include a region having an elastic restoring force (elastic region) after the cable 100 is stretched and a region having no elastic restoring force (non-elastic region).
  • the elastic region of the insulator 2 is not particularly limited. More preferably, the insulator 2 has a higher elastic region than the vinyl chloride resin for electric wires, and this elastic region is 6.7% or more, and is a range that suppresses the occurrence of buckling and disconnection. is there. In this case, the elastic region is optimized within a range in which the occurrence of buckling and disconnection is suppressed, and even when the cable 100 is bent, the cable 100 is flexible even when a difference in the circumferential length occurs between the inside and outside of the cable. By virtue of the property (elasticity), a high resilience that the insulator 2 once stretched easily returns to its original state is exhibited.
  • the inner insulating core 10 is longer than the outside in the axial direction of the cable and the occurrence of a surplus region is suppressed, the occurrence of buckling breakage is suppressed, and it takes a long time. It can withstand repeated bending.
  • the cable 100 of this embodiment is comprised from the cable provided with the some internal insulation core 10 which coat
  • the cable 100 can also be used as a harness cable formed by bundling a plurality of electric wires, for example.
  • any of the cases described above deterioration due to repeated use can be suppressed more than before due to the high strength and durability exhibited by the cable 100 of the present embodiment.
  • the cable 100 of this embodiment to a cable with a connector, it is possible to suppress the cable 100 from being wound around the connector and store it, and to suppress the occurrence of disconnection. That is, even in a situation where the winding of the cable 100 is likely to occur such that there is a winding target called a connector, occurrence of disconnection can be suppressed.
  • the cable 100 As shown in FIG. 1B, the cable 100 according to the other embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and further includes an inclusion 102 around the inner insulating core 10. Further, it is also possible to provide a pressing tape 103 in which the periphery of the inclusion 102 is pressed and wound inside the sheath 101.
  • the inclusion 102 is filled with polypropylene (PP), jute, paper, or the like, and is also called a so-called intervening sheath, and surrounds and covers the outer surfaces of the conductor 1 and the insulator 2 There is.
  • the material constituting the intervening sheath of the inclusion 102 is not particularly limited as long as it is made of resin.
  • thermoplastic polyurethane (TPU), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene, tetrafluoroethylene, and urethane are used. be able to.
  • urethane is preferably used from the viewpoint of high strength and high elasticity. In this case, it is possible to further obtain durability twice or more.
  • the pressing tape 103 is not particularly limited as long as it is a resin tape, and for example, a PET tape can be used.
  • the pressing tape 103 is used by twisting the conductor 1 and the insulator 2 together with the inclusions 102 and pressing and winding them.
  • the sheath 101 can be formed by covering.
  • the configuration including the pressing tape 103 inside further reinforces the strength and elastic modulus inside the cable 100, and the cable 100 can further improve the durability.
  • the cable is not limited by this embodiment.
  • the cable of the embodiment has three inner insulating cores made of conductors and insulators, and a sheath formed by twisting these three inner insulating cores.
  • As the insulator PBT (polybutylene terephthalate), PE (PE for electric wires), and XLPE (PE for electric wires), which are break-resistant TPE (thermoplastic elastomer), were used. In either case, an insulator having a 2.5% tensile elastic modulus of 441 MPa to 800 MPa was used.
  • the cable according to the present example has both high strength and durability.
  • the material of the insulator is a disconnection resistant TPE (thermoplastic elastomer)
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the cable according to this example can withstand use for 10 years or more by having a 2.5% tensile disconnection rate of 441 MPa or more.
  • the cable according to this example has a 2.5% tensile elastic modulus upper limit value that can withstand bending use is 800 MPa or less, when the cable is bent when the 2.5% tensile elastic modulus is higher than 800 MPa. It has been shown that it is avoided that it becomes impossible to use easily due to an increase in required force.
  • the strength index (1) is obtained by multiplying the 2.5% tensile elastic modulus and the static friction coefficient of the internal insulating core
  • the strength index (2) obtained by multiplying the 2.5% tensile elastic modulus and the dynamic friction coefficient of the internal insulating core.
  • the results obtained as) are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), respectively. From the obtained results, the static friction coefficient between the inner insulating cores is set to 0.43 or less, and the dynamic friction coefficient between the inner insulating cores is set to 0.27 or less, thereby improving the strength and elasticity of the insulator and reducing the friction. It has been confirmed that it has higher buckling resistance and can withstand use for more than 10 years.

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Abstract

内部絶縁コア（１０）の強度を向上させ、かつ、内部絶縁コア（１０）間の摩擦を低減することで局部的な曲がりを抑制することにより座屈断線しにくいケーブル（１００）を提供する。ケーブル（１００）は、撚り線からなる導体（１）を絶縁体（２）で被覆した複数の内部絶縁コア（１０）を備え、当該絶縁体（２）が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い引張弾性率を有し、且つ、電線用の塩化ビニル樹脂よりも低い摩擦係数を有する。

Description

ケーブル
　本発明は、家電製品や普通充電器等の電源用や制御用に用いられるキャブタイヤコード及びキャブタイヤケーブルとして利用可能なケーブルに関し、特に、座屈断線の発生を抑制できるケーブルに関する。
　家電製品や普通充電器、プラグインハイブリッド車の車載充電用等に使用されるキャブタイヤコード及びキャブタイヤケーブル（以下、単にケーブルという）は、例えば、ＶＣＴＦ（ビニルキャブタイヤコード）、ＶＣＴ（ビニルキャブタイヤケーブル）のように、ケーブルを被覆する絶縁体に、安価で加工しやすく電気特性も安定した塩化ビニル樹脂を使用したものが一般的であり、広く使用されている。
　従来、こうしたケーブルでは、取り扱いの容易さを満たすために、柔軟性を有する素材が使用されている。例えば、図４に示すように、ドライヤー２００で使用されるケーブル２０２は、ドライヤー本体２０１に巻きつけられて保管され、使用時にケーブル２０２を引っ張り出すことの繰り返しや、リールへのケーブル２０２の巻き取りと引き出しの繰り返しにより、ケーブル２０２の捻れが発生し、内部絶縁コアが座屈（キンク）して断線することも多い。
　このような座屈による断線は、取り扱い状況、過酷使用の頻度、曲げ半径や曲げる際にかかる力にもよるが、早ければ２年未満で発生することも多い。こうした座屈による断線は、次のようにして発生する現象である。ケーブルでは、柔軟性を持たせるため、内部絶縁コアが所定本数を撚り合わせて形成されている。そのため、ケーブルを巻き付ける際に、この撚りが解けることによって、解けた内部絶縁コアがケーブル軸方向の長さに対して長さが余った状態となる。そして、ケーブルを引き出す際に、余った内部絶縁コアが局部的に曲がった状態（座屈）となり、この座屈部分で導体が断線する。
　家電製品や普通充電器、プラグインハイブリッド車の普通充電用等に使用されるケーブルは、誰もが容易に取り扱いできるように柔軟性が高いものが使用される。しかし、柔軟性が高い場合には、ケーブルが曲がりやすいことによって、少ない力や少ない使用回数で座屈現象が生じやすくなり、座屈断線が発生しやすくなる。そのため、座屈断線の発生が抑制できるケーブルの実現が切望されている。
　このような座屈断線の発生を抑制することを目的とする従来のケーブルとしては、例えば、複数の素線を撚り合わせた第１導体、及び、絶縁性の樹脂材により形成され上記第１導体の外周側を覆う第１絶縁被覆を含んで構成される第１絶縁線芯と、複数の素線を撚り合わせた第２導体、及び、絶縁性の樹脂材により形成され上記第２導体の外周側を覆う第２絶縁被覆を含んで構成されると共に上記第１絶縁線芯より小径あるいは同等の径に形成される複数の第２絶縁線芯と、絶縁性の樹脂材により形成され上記複数の第２絶縁線芯を撚り合わせたサブ撚り線芯の外周側を覆う第３絶縁被覆とを含んで構成されるサブ線芯と、上記第１絶縁線芯と上記サブ線芯とを撚り合わせた本撚り線芯の間隙に充填された介在物と、絶縁性の樹脂材により形成され上記介在物を介在させた上記本撚り線芯の外周側を覆う第４絶縁被覆とを備え、上記第３絶縁被覆は、上記サブ撚り線芯の外周側を充実式で覆うことを特徴とするキャブタイヤケーブルがあり、当該第１絶縁被覆の材質として、ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、架橋ＰＥ（ポリエチレン）等の例示がされているものがある（特許文献１参照）。
　また、例えば、従来のケーブルとしては、塩化ビニルと遊離カルボキシル基を有するラジカル重合性不飽和カルボン酸との共重合体およびイオン架橋剤からなるイオン架橋性ポリ塩化ビニル１００重量部に対して、充填材５～８０重量部、可塑剤３０～１２０重量部を配合してなる架橋性樹脂組成物を被覆材として用いたキャブタイヤケーブルがある（特許文献２参照）。
　また、例えば、従来のケーブルとしては、ハロゲンフリー難燃性ポリマー組成物であって、Ａ．プロピレンポリマー；Ｂ．熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）；およびＣ．ピペラジン成分を含む膨張性難燃剤系を含む組成物ワイヤーおよびケーブル用途のハロゲンフリー難燃性熱可塑性組成物から製造されるワイヤーまたはケーブルのシースもある（特許文献３参照）。
特開２０１６－１１０８３６号公報 特開２００２－３３８７６５号公報 特開２０１５－２１２３９０号公報
　従来のケーブルは、上記特許文献１及び特許文献２のように、絶縁体やシースに、高い柔軟性の観点から、ＪＩＳ　Ｃ　３３１２に示されるビニルキャブタイヤケーブル（ＶＣＴ）のような塩化ビニル樹脂を用いたものが主として用いられている。また、上記特許文献３のように、柔軟性や摩耗性を重視して、ハロゲンフリー材料を用いたケーブルも一部で使用されている。しかしながら、このような従来のケーブルは柔軟で取り扱いが容易である反面、内部絶縁コアが曲がりやすく座屈しやすいという課題を有していた。加えて、塩化ビニル樹脂は摩擦係数が高いため、内部絶縁コア同士の摩擦が大きく、曲げた際にスムーズに動かず、局部的な曲がりが発生しやすく座屈しやすいという課題を有していた。
　本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、絶縁内部コアの強度を向上させ、かつ、絶縁内部コア間の摩擦を低減することで局部的な曲がりを抑制することにより座屈断線しにくいケーブルを提供しようとするものである。
　本発明者らは、鋭意研究の結果、ケーブルの被覆材における材質の選定や特性の最適化を試行錯誤し、従来からケーブルの被覆材として使われてきた電線用の塩化ビニル樹脂よりも、座屈断線の発生を抑制できる新しいタイプの優れたケーブルを見い出した。
　即ち、本開示によるケーブルは、撚り線からなる導体を絶縁体で被覆した複数の内部絶縁コアを備え、上記絶縁体が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い引張弾性率を有し、且つ、電線用の塩化ビニル樹脂よりも低い摩擦係数を有するものである。このように、本開示によるケーブルは、高い引張弾性率と低い摩擦係数が相乗的に作用することによって、ケーブルの強度と弾性が高度に両立し、さらにケーブルに生じる摩擦も低減され、数千回以上に渡る巻付けによっても断線しないという高い耐性が得られると共に、ケーブルの屈曲に必要とされる力も低減されるという柔軟性も具備されることとなり、作業容易性と長期の年月に渡った曲げ使用にも耐えることができる。
　また、本開示によるケーブルは、必要に応じて、上記絶縁体の２．５％引張弾性率が、４４１ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下とされている。このように、本開示によるケーブルは、引張弾性率が最適化されることによって、ケーブルの強度が増して、数千回以上に渡る巻付けによっても断線しない耐性が高められると共に、ケーブルの屈曲に要する力も低減されるという柔軟性も具備されることとなり、作業容易性と長期の年月に渡った曲げ使用にも耐えることができる。
　また、本開示によるケーブルは、必要に応じて、上記絶縁体が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い弾性領域を有し、当該弾性領域が６．７％以上であり、座屈・断線の発生を抑制するものである。このように、本開示によるケーブルは、当該弾性領域が座屈・断線の発生を抑制する範囲で最適化され、ケーブルを曲げた際にケーブル曲げ内側と外側との周長差が生じた場合でも、ケーブルの柔軟性（弾性）によって、一旦は伸びが生じた絶縁体が元に戻りやすくなるという高い復元性が発揮されることとなる。そのため、本開示によるケーブルは、ケーブル軸方向に対して内部絶縁コアのほうが外部よりも長くなって余剰領域が発生することが抑制され、座屈断線の発生が抑制され、長期の年月に渡っての繰り返しの折り曲げ使用にも耐えることができる。
　また、本開示によるケーブルは、必要に応じて、内部絶縁コア間の静摩擦係数が０．４３以下であり、且つ、内部絶縁コア間の動摩擦係数が０．２７以下であり、座屈・断線の発生を抑制するものである。このように、本開示によるケーブルは、内部絶縁コア間での摩擦の度合いが最適に保持されることによって、局部的な曲げ動作に対する耐久性が高められると共に、内部絶縁コア同士の滑り易さも向上されることとなりる。そのため、本開示によるケーブルは、ケーブルに数千回以上の巻付けがされても、座屈断線の発生が抑制され、長期の年月に渡っての繰り返しの折り曲げ使用にも耐えることができる。
第１の実施形態に係るケーブルの断面図による構成図（ａ）、及び、その他の実施形態に係るケーブルの断面図による構成図（ｂ）を示す。 実施例１に係るケーブルの２．５％引張弾性率（ＭＰａ）ごとの巻付断線回数（回）の各実験結果を示す。 実施例１に係るケーブルの２．５％引張弾性率と内部絶縁コアの静摩擦係数を乗じたものを強度指標（１）として得られた結果（ａ）と、２．５％引張弾性率と内部絶縁コアの動摩擦係数を乗じたものを強度指標（２）として得られた結果（ｂ）と、弾性領域（％）ごとの巻付断線回数の結果（ｃ）を示す。 従来のケーブルがドライヤーで使用される状態を表す説明図を示す。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態に係るケーブルを、図１（ａ）の構成図に従い説明する。
　第１の実施形態に係るケーブル１００は、図１（ａ）に示すように、撚り線からなる導体１を絶縁体２で被覆した複数の内部絶縁コア１０を備え、絶縁体２が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い引張弾性率を有し、且つ、電線用の塩化ビニル樹脂よりも低い摩擦係数を有している。
　また、第１の実施形態に係るケーブル１００は、図１（ａ）に示すように、導体１及び絶縁体２からなる内部絶縁コア１０を１本以上有しており（図では例示的に３心のものを示している）、所要本数を撚り合せた内部絶縁コア（絶縁コア）１０の周囲を充填して成形されるシース１０１を有している。シース１０１の材料としては、樹脂製のものであれば特に限定されないが、取り扱いの容易さから、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を用いることが好ましい。
　撚り線からなる導体１は、特に限定されず、各種の金属線を使用することができ、例えば、銅線を用いることができる。
　この絶縁体２の材質は、特に限定されないが、高い強度を持つという点から、耐断線ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）が好ましい。このような耐断線ＴＰＥとしては、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）およびアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ）等の各種の樹脂を用いることができる。上記各種の樹脂としては、より具体的には、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＡ６（ポリアミド６）、ＰＡ１１（ポリアミド１１）、ＰＡ１２（ポリアミド１２）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＥＶＡ（エチレンビニルアルコール）又はＰＩ（ポリイミド）を用いることができるが、より好ましくは、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）である。
　また、上記の引張弾性率とは、変形のしやすさを示す材料物性値であるヤング率又は弾性係数（ＭＰａ）を示しており、ＪＩＳ規格ＪＩＳ　Ｋ７１２７（引張弾性率測定方法）で測定されたものである。例えば、キャブタイヤケーブルの特性として使用される指標値の１つとしては、全体の２．５％を引っ張った際に測定される弾性率（２．５％引張弾性率）が挙げられる。
　この絶縁体２の引張弾性率に関しては、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い引張弾性率であれば特に限定されないが、より好ましくは、２．５％引張弾性率は、４４１ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下である。この場合には、引張弾性率が最適化されることによって、ケーブル１００の強度が増して、数千回以上に渡る巻付けによっても断線しない耐性が高められると共に、ケーブル１００の屈曲に要する力も低減されるという柔軟性も具備されることとなり、作業容易性と長期の年月に渡った曲げ使用にも耐えることができる。
　なお、２．５％引張弾性率が４４１ＭＰａより小さい場合には、強度が弱い傾向となり、１０年以上の使用に耐え得るためには強度が不足する傾向にある。また、２．５％引張弾性率が８００ＭＰａより高い場合には、ケーブル１００を曲げる際に要する力が大きくなることによって、容易に使用することが実用上難しくなる傾向となる。
　また、上記の摩擦係数とは、静止摩擦係数（静摩擦係数）及び動摩擦係数を含むものである。静止摩擦係数とは、静止状態の物体が動き始める瞬間の最大摩擦力を定める比例定数である。動摩擦係数とは、一定速度で動く物体が受ける摩擦力を定める比例定数である。
　この絶縁体２の摩擦係数に関しては、電線用の塩化ビニル樹脂よりも低い摩擦係数であれば特に限定されないが、より好ましくは、内部絶縁コア１０間の静摩擦係数が０．４３以下、内部絶縁コア１０間の動摩擦係数が０．２７以下であり、座屈・断線の発生が抑制される範囲である。この場合には、ケーブル１００は、内部絶縁コア１０間での摩擦の度合いが最適に保持されることとなり、ケーブル１００に数千回以上の巻付けがされても、座屈断線の発生が抑制され、長期の年月に渡っての繰り返しの折り曲げ使用にも耐えることができる。
　この他のケーブル１００の特性としては、一般に、ケーブル１００の伸長後に弾性復元力を有する領域（弾性領域）と、弾性復元力を有しない領域（非弾性領域）とが含まれる。
　この点において、この絶縁体２の弾性領域に関しては、特に限定されない。より好ましくは、絶縁体２が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い弾性領域を有し、この弾性領域が６．７％以上であり、座屈・断線の発生を抑制する範囲であることである。この場合には、弾性領域が座屈・断線の発生を抑制する範囲で最適化され、ケーブル１００を曲げた際にケーブル曲げ内側と外側との周長差が生じた場合でも、ケーブル１００の柔軟性（弾性）によって、一旦は伸びが生じた絶縁体２が元に戻りやすくなるという高い復元性が発揮されることとなる。そのため、この場合には、ケーブル軸方向に対して内部絶縁コア１０のほうが外部よりも長くなって余剰領域が発生することが抑制され、座屈断線の発生が抑制され、長期の年月に渡っての繰り返しの折り曲げ使用にも耐えることができる。
　なお、本実施形態のケーブル１００は、撚り線からなる導体１を絶縁体２で被覆した複数の内部絶縁コア１０を備えるケーブルから構成されるものであれば、その対象や種類は特に限定されない。ケーブル１００は、例えば、複数の電線を束にして形成されるハーネスケーブルとしても用いることができる。また、ケーブル１００は、例えば、ケーブル端部の形状にもよらないことから、電子回路や光通信において配線を接続するために用いられるコネクタをケーブル端部に装着したケーブル（コネクタ付ケーブル）としても用いることができる。この場合には、コネクタを使用することによるケーブル１００の簡易な脱着が実現される。上述したいずれの場合でも、本実施形態のケーブル１００によって発揮される高い強度及び耐久性によって、従来よりも繰り返し使用による劣化を抑制することができる。また、本実施形態のケーブル１００をコネクタ付ケーブルに適用することで、ケーブル１００をコネクタに巻き付けて保管することを抑制することができ、断線の発生を抑制することができる。つまり、コネクタという巻き付け対象が存在するというようなケーブル１００の巻き付けが発生し易い状況であっても、断線の発生を抑制することができる。
（その他の実施形態）
　なお、その他の実施形態に係るケーブル１００としては、図１（ｂ）に示すように、上記の第１の実施形態と同じ構成において、さらに、内部絶縁コア１０の周りに介在物１０２を充填し、さらにシース１０１の内部に、この介在物１０２の周囲を押え巻きした押さえテープ１０３を備えることも可能である。
　介在物１０２としては、ポリプロピレン（ＰＰ）やジュート、紙等を充填する場合と、所謂介在シースとも呼ばれるもので、導体１及び絶縁体２の外表面の周りを包囲して被覆して用いる場合とがある。介在物１０２の介在シースを構成する材料としては、樹脂製のものであれば特に限定されないが、例えば、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン、テトラフロロエチレン、ウレタンを用いることができる。介在シースを構成する材料としては、高強度・高弾性という点から、ウレタンを用いることが好ましい。この場合には、さらに、２倍以上の耐久性を獲得することが可能となる。
　押さえテープ１０３は、樹脂製のテープであれば特に限定されず、例えば、ＰＥＴ製テープを使用することができる。押さえテープ１０３は、介在物１０２と一緒に導体１及び絶縁体２を撚り合せて押え巻きして用いる。この押さえテープ１０３の外表面上に、シース１０１を被覆によって成形することが可能となる。
　このように押さえテープ１０３を内部に含む構成によって、ケーブル１００の内部における強度及び弾性率がさらに補強されることとなり、ケーブル１００は、さらに耐久性を向上させることができる。
　以下に実施例を示す。上記ケーブルは、本実施例によって制限されるものではない。
（実施例１）
　実施例のケーブルは、導体・絶縁体からなる３本の内部絶縁コアと、これら３本の内部絶縁コアを撚り合せた上に成形されたシースとを有している。絶縁体としては、耐断線ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）であるＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥ（電線用ＰＥ）、ＸＬＰＥ（電線用ＰＥ）を用いた。いずれも、絶縁体の２．５％引張弾性率が４４１ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下のものを用いた。
　試験加速のためケーブル外径の１．５倍径をもつマンドレルにケーブルを巻付け、引き出しを繰り返した際の座屈断線発生回数を求めた巻付試験を実施した。巻付試験結果（３×２ｍｍ２）を以下の表に示す。また、本実施例に係るケーブルについて、２．５％引張弾性率（ＭＰａ）ごとの巻付断線回数（回）の各実験結果を、図２に示す。なお、以下の表では、比較例として、絶縁体が、電線用ＰＶＣの場合の結果も合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　得られた結果から、本実施例に係るケーブルは、高い強度と耐久性を兼ね備えており、特に、絶縁体の材質を耐断線ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）とした場合には、圧倒的に優れている耐久性を有していることが確認された。
　一般に、過酷な曲げ等による使用条件では、実際に早いものは２年未満で座屈断線が発生している。そのため、寿命延長効果を５倍以上とし、過酷な使用でもケーブル寿命を１０年以上の耐性を有することを前提として考えると、１日に２回巻付け・引き出しすると７，３００回以上の巻付けで断線しない耐性が必要となる。
　上記得られた結果によれば、本実施例に係るケーブルは、２．５％引張断線率が４４１ＭＰａ以上を有することによって、１０年以上の使用に耐え得ることが確認された。また、本実施例に係るケーブルは、曲げ使用に耐え得る２．５％引張弾性率上限値が８００ＭＰａ以下であることから、２．５％引張弾性率が８００ＭＰａより高い場合にケーブルを曲げる際に要する力が大きくなることによって容易に使用することができなくなることが回避されることが示された。
　また、絶縁体の滑り特性との相乗効果を確認した。即ち、２．５％引張弾性率と内部絶縁コアの静摩擦係数を乗じたものを強度指標（１）、２．５％引張弾性率と内部絶縁コアの動摩擦係数を乗じたものを強度指標（２）として得られた結果を、各々、図３（ａ）及び（ｂ）に示す。得られた結果から、内部絶縁コア間の静摩擦係数を０．４３以下、内部絶縁コア間の動摩擦係数を０．２７以下とすることによって、絶縁体の強度・弾性向上、摩擦低減により、従来ケーブルより高い耐座屈断線性を有するものとなり、１０年以上の使用に耐え得ることが確認された。
　一般に、ケーブルを曲げる場合に、ケーブル曲げ内側と外側で周長差があるため、内側は圧縮され外側は伸ばされる力が働くことになり、座屈断線にはケーブル曲げ半径が大きく影響する。よって、ケーブルは許容曲げ半径が設定されておりキャブタイヤケーブルの許容曲げ半径＝ケーブル外径の４倍とされている。
　例えば、一般的に多数使用されるビニルキャブタイヤケーブルＶＣＴ３心×２ｍｍ２を外径の４倍に曲げたときに、撚りの伸縮を無視すると、理論的にはケーブル外側部の絶縁が７．８％伸ばされることとなる。実際の使用時には、撚りによる伸縮や締り・開きにより、絶縁体の伸びは理論値より小さくなるが、曲げによる周長差で絶縁体が伸ばされ、絶縁体の断線領域がこの伸び以上でないと伸びが戻らずに、ケーブル軸方向に対して内部絶縁コアが長くなり余るため、座屈断線が発生しやすくなる。しかし、上記の表１で示された結果及び図３（ｃ）に示す弾性領域（％）ごとの巻付断線回数の結果により、絶縁体の弾性領域が６．７％以上で巻付断線回数が７，３００回以上もの耐久性が示されたことから、本実施形態に係る、特に耐断線ＴＰＥを用いたケーブルでは、絶縁体の弾性領域が６．７％以上であることから、１０年以上の使用に耐えることが確認された。

Claims (5)

  1. 　撚り線からなる導体を絶縁体で被覆した複数の内部絶縁コアを備え、
    　上記絶縁体が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い引張弾性率を有し、且つ、電線用の塩化ビニル樹脂よりも低い摩擦係数を有する、
    　ケーブル。
  2. 　上記絶縁体の２．５％引張弾性率が、４４１ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下である、
    　請求項１に記載のケーブル。
  3. 　上記絶縁体が、電線用の塩化ビニル樹脂よりも高い弾性領域を有し、当該弾性領域が６．７％以上であり、
    　座屈・断線の発生を抑制する、
    　請求項１又は請求項２に記載のケーブル。
  4. 　上記内部絶縁コア間の静摩擦係数が０．４３以下であり、且つ、上記内部絶縁コア間の動摩擦係数が０．２７以下であり、
    　座屈・断線の発生を抑制する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のケーブル。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載のケーブルから構成される、
    　コネクタ付ケーブル。
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