JP5821892B2 - 多芯ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数本の細径ケーブルを集合して一体化させた多芯ケーブル及びその製造方法に関する。

１本または複数本の絶縁電線の周りをシールド層およびシースで被覆することで形成されるシールド付多芯ケーブルとして、シールド層が、Ｓｎメッキ軟銅線からなる外径が０．１２ｍｍの素線を６本撚り合わせて編組したものから構成されている多芯ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１９７０３６号公報

上記のケーブルでは、径の小さい素線を筒状に編組したシールド層を用いることにより、シールド層の耐屈曲性や引張強度等の機械的強度が高められている。
近年、多芯ケーブルとして、さらなる屈曲性や捻回性などの機械的信頼性が要求されている。

そこで、本発明は、屈曲性や捻回性などの機械的信頼性が向上した多芯ケーブル及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の多芯ケーブルは、
細径ケーブルが複数本集合され、これらの細径ケーブルの周囲にシールド層が被せられ、前記シールド層の周囲に外被が被せられた多芯ケーブルであって、
前記シールド層は、２本または３本の素線が撚り合わされた撚線を複数本編組することにより形成され、
前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２０倍以上５０倍以下である。

また、上記の目的を達成するために、本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルの製造方法は、
細径ケーブルを複数本集合し、
２本または３本の素線が撚り合わされた撚線であって前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２０倍以上５０倍以下である前記撚線を複数本用意し、
複数本の前記撚線を集合した複数本の前記細径ケーブルの周囲に編組することによりシールド層を形成し、
樹脂からなる外被を前記シールド層の周囲に被せる。

本発明によれば、多芯ケーブルの屈曲性や捻回性などの機械的信頼性を向上させることができる。

図１の多芯ケーブルの断面図である。 図１の多芯ケーブル内に設けられるシールド層を構成する撚線の概略側面図である。 捻回屈曲試験の様子を示す図である。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルは、
（１）細径ケーブルが複数本集合され、これらの細径ケーブルの周囲にシールド層が被せられ、前記シールド層の周囲に外被が被せられた多芯ケーブルであって、
前記シールド層は、２本または３本の素線が撚り合わされた撚線を複数本編組することにより形成され、
前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２０倍以上５０倍以下である。
シールド層を編組する際の素線浮きを防止しつつ、多芯ケーブルの屈曲性や捻回性などの機械的信頼性を向上させることができる。

（２）前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２５倍以上５０倍以下であることが好ましい。
屈曲性および捻回性について特に優れた耐性を有した多芯ケーブルを提供することができる。

（３）前記素線の径が０．０５ｍ以下であることが好ましい。
多芯ケーブル１１を屈曲させた時の素線の歪みが小さくなり、シールド層の断線が抑制できる。

（４）前記素線が銀メッキ銅銀合金線であることが好ましい。
屈曲性や捻回性などが向上した多芯ケーブルのシールド層として用いることが好適である。

また、本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルの製造方法は、
（５）細径ケーブルを複数本集合し、
２本または３本の素線が撚り合わされた撚線であって前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２０倍以上５０倍以下である前記撚線を複数本用意し、
複数本の前記撚線を集合した複数本の前記細径ケーブルの周囲に編組することによりシールド層を形成し、
樹脂からなる外被を前記シールド層の周囲に被せる。
屈曲性および捩回性について優れた耐性を有する多芯ケーブルを製造することができる。

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る多芯ケーブル及びその製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル１１は、複数本（本例では１０本）の多芯集合ユニット２１を有し、これらの多芯集合ユニット２１は、撚り合わされて配列されて束ねられている。これらの多芯集合ユニット２１は、複数本（例えば、１６本）の細径ケーブル１２を撚り合わせたものであり、外径が例えば１．６５ｍｍである。細径ケーブル１２は、その長さ方向に垂直な断面において中心層に６本の細径ケーブル１２、外層に１０本の細径ケーブル１２が同心円状に配置されたものである。これらの複数本の多芯集合ユニット２１は、その外周に樹脂テープ２２が緩く巻かれて束ねられている。多芯ケーブル１１は、束ねられた多芯集合ユニット２１の外周側がシールド層２３によって覆われており、さらに、このシールド層２３の外周側が外被２４によって覆われている。

細径ケーブル１２は、外径が例えば０．３５ｍｍの同軸電線または絶縁電線である。同軸電線は中心導体の周囲に絶縁体が被覆され、その周囲に外部導体が層状に配置され、その周囲が絶縁体で覆われたものである。外部導体は多数本の金属細線が螺旋状に巻かれたり、金属テープが巻かれたりしたものである。絶縁電線は導体が絶縁体で被覆されたものである。同軸電線の場合、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の規格によるＡＷＧ４０程度のものが用いられ、絶縁電線の場合、ＡＷＧ３２程度のものが用いられる。

樹脂テープ２２としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートが用いられる。この樹脂テープ２２が巻かれた状態での複数本の多芯集合ユニット２１の束の外径は例えば５．４ｍｍである。

シールド層２３は、図２に示す撚線２３ａを複数本用いて編組したものであり、外径は例えば５．９ｍｍ程度である。撚線２３ａは、銀メッキ銅銀合金線である素線２３ｂが少なくとも２本撚り合わされたものである。２本もしくは３本の素線２３ｂが撚り合わされて撚線２３ａを形成することが好ましい。素線２３ｂは、その外径が従来の多芯ケーブルのシールド層に用いられる素線（素線径：０．１２ｍｍ）よりも小さく、例えば０．０５ｍｍ以下であるのが好ましい。また、素線２３ｂは、その撚りピッチＰが撚線２３ａの外径Ｄの２０倍以上５０倍以下、好ましくは２５倍以上５０倍以下となるように撚り合わされている。ここで、撚りピッチＰとは、撚線２３ａの軸方向に沿って素線２３ｂが一回転する間に進む距離のことを示す。撚線２３ａの外径Ｄは、少なくとも２本の素線２３ｂが撚り合わされたときの外径を示す。素線２３ｂの撚りピッチＰが撚線２３ａの外径Ｄの２０倍未満であるとシールド層２３の屈曲性の向上が見込めない。撚りピッチＰが外径Ｄの２５倍以上であると屈曲性がさらに向上する。素線２３ｂの撚りピッチＰが撚線２３ａの外径Ｄの５０倍よりも大きいと編組時に素線が浮き上がって良品率が極端に悪くなる。

外被２４は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの弾性を有する軟質合成樹脂から形成されている。このように構成された多芯ケーブル１１の外径は例えば８．３ｍｍ程度である。

次に、本実施形態の多芯ケーブル１１の製造方法について説明する。
まず、複数本の細径ケーブル１２を撚り合わせて集合させ、多芯集合ユニット２１を形成する。次に、複数本の多芯集合ユニット２１を撚り合わせて集合させる。

次に、寄せ集めた複数本の多芯集合ユニット２１の周囲に、樹脂テープ２２を巻き付け、多芯集合ユニット２１を束ねる。この樹脂テープ２２は、寄せ集めた多芯集合ユニット２１の一端側から巻き始め、他端側へ向かって螺旋状に巻き付ける。樹脂テープ２２を巻き付けると、複数本の多芯集合ユニット２１は、束ねられた状態に維持される。

次に、図２に示すように、例えば外径０．０５ｍｍの少なくとも２本の素線２３ｂを撚り合わせて撚線２３ａを形成する。このとき、素線２３ｂの撚りピッチＰは撚線２３ａの外径Ｄの２０倍以上５０倍以下となるように撚り合わせる。そして、この撚線２３ａを多芯集合ユニット２１の外周に編組していくことで、シールド層２３を形成する。

その後、シールド層２３を被せた多芯集合ユニット２１の束の外周に外被となる樹脂を押出被覆することで、外被２４を形成する。このようにして、多芯集合ユニット２１の束にシールド層２３と外被２４とが順に被せられた多芯ケーブル１１が完成する。

上記実施形態に係る多芯ケーブル１１によれば、シールド層２３が少なくとも２本の素線２３ｂが撚り合わされて形成された撚線２３ａを編組したものであるため、従来よりも素線径を小さくすることができる。これにより、多芯ケーブル１１を屈曲させた時の素線２３ｂの歪みが小さくなり、かつシールド層２３を構成する線が撚線であるので屈曲や曲げに対する耐久性が向上する。これにより、シールド層２３の断線が抑制できる。また、素線２３ｂの撚りピッチＰは撚線２３ａの外径Ｄの２０倍以上５０倍以下であるので、編組時の素線浮きを防止しつつ、多芯ケーブル１１の屈曲性や捻回性などの機械的信頼性を向上させることができる。

下記実施例１〜４及び比較例１〜３の多芯ケーブルを用意し、それぞれの多芯ケーブルについての捻回屈曲試験を行った。
（１）捻回屈曲試験方法
図３に示すように、多芯ケーブル１１を一対のマンドレル３１の間に通し、多芯ケーブル１１を自重（約１ｋｇ）で垂れ下がらせ、多芯ケーブル１１の上端をチャック３３で把持し、チャック３３を多芯ケーブル１１の軸回りに左右へ３６０°捻りながら、マンドレル３１同士の間を中心とした円周に沿ってチャック３３を振り子状に振ることにより、多芯ケーブル１１をそれぞれのマンドレル３１側へ１８０°屈曲させた。マンドレルの径は２５ｍｍとした。この捻回屈曲試験を合計３０万回行い、シールド層２３を構成する線の断線の有無を調べた。

（２）試験試料
（実施例１）
実施例１においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０５ｍｍの２本の素線を撚り合わせて形成された撚線を編組してシールド層を形成した。素線の撚りピッチは撚線径の２０倍とし、編組密度は９５％以上とした。編組密度とは、シールド層の内面の面積に対してシールド層を構成する撚線が覆っている部分の面積の割合を示す。編組密度は、編組角度と撚線の持ち数および打ち数とで決まる。実施例１においては編組構成の持ち数は１２本とし、打ち数は２４本とした。
中心導体のサイズがＡＷＧ４２の同軸電線（外径０．３５ｍｍ）を１６本撚り合わせてユニットとし、１０本のユニットを撚り合わせてフッ素樹脂テープで抑え巻きした。この上に上記のシールド層を被せ、その上にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）チューブを被せて多芯ケーブルとした。
（実施例２）
実施例２においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０５ｍｍの２本の素線を撚り合わせて形成された撚線を編組してシールド層を形成した。素線の撚りピッチは撚線径の２５倍とし、編組密度は９５％以上とした。実施例１と同様に、実施例２の編組構成の持ち数は１２本とし、打ち数は２４本とした。シールド層以外のケーブル構造は実施例１と同様とした。
（実施例３）
実施例３においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０５ｍｍの２本の素線を撚り合わせて形成された撚線を編組してシールド層を形成した。素線の撚りピッチは撚線径の５０倍とし、編組密度は９５％以上とした。実施例１と同様に、実施例３の編組構成の持ち数は１２本とし、打ち数は２４本とした。シールド層以外のケーブル構造は実施例１と同様とした。
（実施例４）
実施例４においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０３ｍｍの２本の素線を撚り合わせて形成された撚線を編組してシールド層を形成した。素線の撚りピッチは撚線径の２５倍とし、編組密度は９５％以上とした。編組構成の持ち数は１８本とし、打ち数は２４本とした。シールド層以外のケーブル構造は実施例１と同様とした。
（比較例１）
比較例１においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０８ｍｍの単線の素線を編組してシールド層を形成した。同様に、比較例１の編組構成は、持ち数１２本、打ち数２４本であり、編組密度は９５％以上とした。シールド層以外のケーブル構造は実施例１と同様とした。
（比較例２）
比較例２においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０５ｍｍの２本の素線を撚り合わせて形成された撚線を編組してシールド層を形成した。素線の撚りピッチは撚線径の１５倍とした。また、比較例２の編組構成は、持ち数１２本、打ち数２４本であり、編組密度は９５％以上とした。シールド層以外のケーブル構造は実施例１と同様とした。
（比較例３）
比較例３においては、銀メッキ銅銀合金線からなる外径０．０５ｍｍの２本の素線を撚り合わせて形成された撚線を編組してシールド層を形成した。素線の撚りピッチは撚線径の６０倍とした。また、比較例３の編組構成は、持ち数１２本、打ち数２４本であり、編組密度は９５％以上とした。シールド層以外のケーブル構造は実施例１と同様とした。
なお、実施例１〜４、比較例１〜３のいずれも編組密度は９５％以上であるため、シールド層のシールド特性は同等である。

（３）試験結果
実施例１〜４では、３０万回の屈曲試験後にシールド層の断線はなかった。特に、実施例２〜４では、４０万回の屈曲試験後にもシールド層の断線はなかった。これに対して、比較例１〜３では、３０万回の屈曲試験後にシールド層に断線が生じた。また、比較例３においては、素線浮きが発生し、外観も不良であった。この結果、実施例１〜４、特に実施例２〜４が比較例１〜３よりも屈曲性および捻回性について優れた耐性を有していることが確認できた。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

１１：多芯ケーブル
１２：細径ケーブル
１３：接続部材
２１：多芯集合ユニット
２２：樹脂テープ
２３：シールド層
２３ａ：撚線
２３ｂ：素線
２４：外被
Ｐ：撚りピッチ
Ｄ：撚線の外径

Claims (3)

1. 細径ケーブルが複数本集合され、これらの細径ケーブルの周囲に樹脂テープが巻かれ、当該樹脂テープの外周にシールド層が被せられ、前記シールド層の周囲に外被が被せられた多芯ケーブルであって、
   前記シールド層は、２本または３本の素線が撚り合わされた撚線が複数本編組されているものであり、
   前記素線が銀メッキ銅銀合金線であり、その外径が０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であり、
   前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２０倍以上５０倍以下である、多芯ケーブル。
2. 前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２５倍以上５０倍以下である、請求項１に記載の多芯ケーブル。
3. 細径ケーブルを複数本集合し、
   ２本または３本の素線であって銀メッキ銅銀合金線でありその外径が０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である前記素線が撚り合わされた撚線であって前記素線の撚りピッチは前記撚線の外径の２０倍以上５０倍以下である前記撚線を複数本用意し、
   集合した複数本の前記細径ケーブルの周囲に樹脂テープを巻き、当該樹脂テープの外周に複数本の前記撚線を編組することによりシールド層を形成し、
   樹脂からなる外被を前記シールド層の周囲に被せる、多芯ケーブルの製造方法。

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