JP6852023B2 - 複合ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、車両等に配置される複合ケーブルに関する。

従来から、車両において、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）を機能させるために、車輪の近傍に配置されたＡＢＳセンサからＡＢＳ制御デバイスに信号を送信するためのＡＢＳケーブル（信号線）が知られている。
また、近年、電動パーキングブレーキ（Electric Parking Brake。以下ＥＰＢという。）の普及に伴い、ＥＰＢ制御デバイスからＥＰＢのアクチュエータに電力を供給するＥＰＢケーブル（電源線）も知られている。

そして、車両において、ＡＢＳ制御デバイスとＥＰＢ制御デバイスとが近い位置あるいはほぼ同じ位置に配置され、一方でＡＢＳセンサと電動ブレーキのアクチュエータとはそれぞれ車輪の部分に配置されるため、それらを繋ぐＡＢＳケーブルやＥＰＢケーブルは、通常、車両内に同じような経路で組み付けられる。
そのため、従来、それらのケーブルは、一緒にテープで巻いたり結束バンドで束ねる等して車両内に組み付けられることが多かった。

さらに、近年、それらのケーブルを１本のケーブルにまとめた複合ケーブルの開発が進められている。例えば特許文献１では、一対の電源線（ＥＰＢケーブル）と一対の信号線（ＡＢＳケーブル）とを一括でシースした複合ケーブルが開示されている。
また、例えば特許文献２、３では、一対の電源線と一対の信号線とにテープを巻き付けて覆い、その上から全体をシースした複合ケーブルが開示されている。

このように構成することで、電源線（ＥＰＢケーブル）と信号線（ＡＢＳケーブル）とを複合化して１本のケーブルのように扱うことが可能となる。
そして、ＡＢＳケーブルとＥＰＢケーブルとを別々に組み付けたりそれらを束ねる等して組み付ける場合に比べて、車両内でケーブルが占めるスペースをより小さくすること（省スペース化）が可能となるといったメリットがある。

特許第５５４１３３１号公報 特許第６１８３７３０号公報 特許第６２２２５３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された複合ケーブルは、可撓性や耐屈曲性が劣る場合があった。
複合ケーブルの可撓性が劣ると（すなわち硬く曲げにくいと）、複合ケーブルを車両内に組み付ける際に組み付けにくくなる。また、複合ケーブルの耐屈曲性が劣ると、複合ケーブルに曲げる力が繰り返し加わった際に、複合ケーブル内で断線するなど、複合ケーブルが損傷するおそれがある。

また、特許文献２、３に記載された複合ケーブルでは、上記のように、電源線（ＥＰＢケーブル）や信号線（ＡＢＳケーブル）にテープが巻き付けられている。
そのため、複合ケーブルの電源線や信号線を制御デバイスやセンサ等に接続するために複合ケーブルの端末を加工する際に、テープを取り除かなければならなくなるなど、端末加工性が良くなく、作業が面倒になる等の問題があった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、車両内等に組み付ける場合に省スペース化を図ることが可能で、可撓性や耐屈曲性、端末加工性に優れた複合ケーブルを提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
中心導体に耐熱樹脂が被覆された構造をそれぞれ有する一対の電源線と、中心導体に耐熱樹脂が被覆された構造をそれぞれ有する一対の信号線とを備える複合ケーブルであって、
前記信号線は、前記電源線よりも細く、
前記一対の信号線同士が互いに撚り合わされた構造を有しており、
前記一対の電源線と前記一対の信号線とが一括シース層で隙間なく直接被覆されており、
２本の前記電源線と互いに撚り合わされた前記一対の信号線とが全体的に撚り合わされており、
２本の前記電源線と互いに撚り合わされた前記一対の信号線との全体的な撚り合わせ構造における撚り込み率が０．５％以上になるように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の複合ケーブルにおいて、
前記電源線は、電動パーキングブレーキの制御デバイスからアクチュエータに電力を供給するための電源線であり、
前記信号線は、ＡＢＳセンサからＡＢＳ制御デバイスに信号を送信するための信号線であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の複合ケーブルにおいて、前記電源線及び前記信号線は、いずれも、前記中心導体が、複数の素線が撚り合わされて構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の複合ケーブルにおいて、前記一対の信号線の撚り合わせ構造における撚り込み率が１％以上になるように構成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複合ケーブルにおいて、前記一括シース層は、ベース樹脂１００質量部のうちエチレン−αオレフィン系エラストマーが１５〜６０質量部含まれることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の複合ケーブルにおいて、前記電源線及び前記信号線は、いずれも、前記耐熱樹脂が、架橋された樹脂を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の複合ケーブルにおいて、前記一括シース層が、架橋性の耐熱樹脂で構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、複合ケーブルを車両内等に組み付ける場合に省スペース化を図ることが可能となり、複合ケーブルを可撓性や耐屈曲性、端末加工性に優れたものとすることが可能となる。

本実施形態に係る複合ケーブルの構成を表す図である。 複合ケーブルの電源線をＥＰＢ制御デバイスとアクチュエータに接続し、信号線をＡＢＳセンサとＡＢＳ制御デバイスに接続した状態を表す図である。 電源線や信号線の中心導線が複数の素線を撚り合わされて構成されていることを表す図である。 本実施形態に係る複合ケーブルの別の構成例を表す図である。 （Ａ）直線状の信号線、及び（Ｂ）バネ状やコイル状の信号線を表す図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る複合ケーブルについて説明する。ただし、以下に述べる各実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態や図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態に係る複合ケーブルの構成を表す図である。複合ケーブル１は、一対の電源線２、２と一対の信号線３、３で構成されるケーブルコアを備えている。
また、複合ケーブル１は、信号線３が電源線２よりも細く、一対の信号線３、３同士が互いに撚り合わされた構造を有している。そして、一対の電源線２、２と撚り合わされた一対の信号線３、３とが（すなわちケーブルコアが）一括シース層４によって隙間なく直接被覆されて複合化されている。

本実施形態では、図２に示すように、例えば、一対の電源線２、２はＥＰＢ（電動パーキングブレーキ）の制御デバイス５０からアクチュエータ５１に電力を供給するための電源線として用いられる。
また、一対の信号線３、３は、ＡＢＳセンサ６１からＡＢＳ制御デバイス６０に信号を送信するための信号線として用いられるようになっている。

従来のように、車両等に一対の電源線（例えばＥＰＢケーブル）と一対の信号線（例えばＡＢＳケーブル）とを別々に組み付ける場合、それらを束ねる等しても一対の一対の電源線と一対の信号線の計４本の線を組み付けなければならず、車両内等でそれらが比較的大きなスペースを占めていた。
しかし、本実施形態に係る複合ケーブル１では、上記のように一対の電源線２、２と一対の信号線３、３とが一括シース層４により複合化されており、計４本の線を１本のケーブルとして扱うことが可能となる。

そのため、複合ケーブル１を車両等に組み付ける場合に、上記の従来の場合に比べて、車両等内での省スペース化を図ることが可能となる。
なお、複合ケーブル１の電源線２、２や信号線３、３を、ＥＰＢ用の電源線やＡＢＳ用の信号線以外の電源線や信号線として用いることも可能であり、その場合も本発明を適用することができる。

以下、本実施形態に係る複合ケーブル１の構成についてより詳細に説明する。
電源線２、２同士は径が等しく、互いに接するように配置されている。また、前述したように信号線３は電源線２よりも細いが、信号線３、３同士は径が等しく互いに撚り合わされている。
そして、撚り合わされた一対の信号線３、３が、一対の電源線２、２の両方に接する位置に配置されており、その状態の一対の電源線２、２と一対の信号線３、３とが一括シース層４によって隙間なく直接被覆されている。

電源線２と信号線３は、いずれも、中心導体２１、３１に耐熱樹脂２２、３２が被覆された構造を有している。
そして、本実施形態では、電源線２と信号線３は、いずれも、中心導体２１、３１が、図３に示すように、銅線や銅合金線等からなる複数の素線２１ａ、３１ａがそれぞれ撚り合わされて構成されている。なお、図３は、電源線２（中心導体２１）と信号線３（中心導体３１）とが同じ太さであることを表すものではない。

また、本実施形態では、電源線２と信号線３の耐熱樹脂２２、３２は、いずれも、架橋された樹脂を含むように構成されている。架橋された樹脂としては、例えば架橋ポリエチレン（Cross-linked polyethylene）を用いることができる。
耐熱樹脂２２、３２として架橋された樹脂を用いることで、電源線２や信号線３の耐熱性を向上させることが可能となる。そのため、例えば、車両に組み付けられた複合ケーブル１がエンジン等の熱で高温に晒される場合があるが、そのような場合でも熱により電源線２や信号線３の被覆が溶けるなどして損傷することを防止することが可能となる。

また、本実施形態では、一括シース層４は、架橋性の耐熱樹脂で構成されている。
このように、一括シース層４を架橋性の耐熱樹脂で構成することで、上記の電源線２と信号線３の耐熱樹脂２２、３２の場合と同様に、複合ケーブル１が高温に晒される等しても、熱により一括シース層４が溶けるなどして複合ケーブル１が損傷することを防止することが可能となる。なお、一括シース層４を樹脂層等で外側から更に被覆するように構成することも可能である。

また、図１では、一対の電源線２、２や一対の信号線３、３が、一括シース層４内で、複合ケーブル１の延在方向に平行になるように配置されているが、それらが全体的には撚られていない複合ケーブル１を示した。
しかし、図４に示すように、複合ケーブル１^＊を、互いに撚り合わされた一対の信号線３、３と、２本の電源線２、２とを、全体的に撚り合わせるようにして構成することも可能である。

すなわち、撚り合わされた一対の信号線３、３を１本の線と見なす場合、この１本の線と２本の電源線２、２の計３本を撚り合わせるように構成することも可能である。
そして、この場合も、全体的に撚り合わされた一対の電源線２、２と一対の信号線３、３とが一括シース層４によって隙間なく直接被覆される。

ここで、図１に示したように構成した複合ケーブル１を実施例１、図４に示したように構成した複合ケーブル１^＊を実施例２とした場合に、実施例１、２及び比較例１〜３について省スペース化、可撓性、耐屈曲性、端末加工性の観点から性能評価した結果を表Ｉに示す。
なお、比較例１は、一対の電源線（ＥＰＳケーブル）と一対の信号線（ＡＢＳケーブル）とが複合化されておらず別々とされた従来の場合、比較例２は、特許文献１に記載された、一対の電源線と一対の信号線とが複合化された複合ケーブル、比較例３は、特許文献２、３に記載された、一対の電源線と一対の信号線とにテープを巻きその上から全体をシースした複合ケーブルである。

比較例１は、一対の電源線と一対の信号線とが別々であるため、複合化する場合に比べて各線が細い。そのため、可撓性や耐屈曲性には優れ、軟らかく、曲げる力が繰り返し加わっても良く耐える。
しかし、電源線と信号線とが別々であるため、車両内等に組み付ける場合に、車両内等で各線が占めるスペースが大きくなってしまう。更に組み付け時に各線を一括して固定するためのテープ巻きや保護具を取り付けるといった作業が必要となる。

その点、比較例２は、ケーブルが複合化されているため、ケーブルを車両内等に組み付ける場合の省スペース化を図ることができる。
しかし、可撓性や耐屈曲性の点では性能が劣り、比較的硬く、曲げる力が繰り返し加わった場合に複合ケーブル内で断線するなど、複合ケーブルが損傷する場合がある。

比較例３では、一対の信号線が撚り合わされており、それが一対の電源線とともに全体的に撚り合わされているため、可撓性や耐屈曲性は向上している。
しかし、比較例３では、一対の電源線と一対の信号線とがテープ巻きされているため、複合ケーブルの端末を加工する際に、テープを取り除くなど面倒な作業が必要になり、端末加工性が良くない点が改善されていない。

それに対し、実施例１の複合ケーブル１（図１参照）では、省スペース化、可撓性、耐屈曲性、端末加工性の各点において良好な結果が得られた。
特に、実施例１と比較例２とを比較した場合、大きな相違点は一括シース４内で一対の信号線３、３が撚られているか否かであり、比較例２では上記のように可撓性や耐屈曲性の点で性能が劣っていたが、実施例１でそれらの性能が良好になっている。

これは、以下のように理解される。
すなわち、例えば、一対の信号線３、３を撚らないと（比較例２の場合）、信号線３ごとに見た場合、１本の信号線３は図５（Ａ）に示すように直線状になっており、それを径方向（図中の矢印の方向）に変形させようとしても変形させにくい（撓みにくい）。
しかし、信号線３を撚ると（実施例１の場合）、１本の信号線３は図５（Ｂ）に示すようにバネ状やコイル状になる。そのため、その径方向（図中の矢印の方向）に比較的容易に変形させることができる。そのため、そのような信号線３、３を内蔵する複合ケーブル１（図１参照）の可撓性が向上する。

また、例えば、信号線３が直線状（比較例２の場合）であるよりもバネ状やコイル状（実施例１の場合）にした方が、信号線３を曲げたときの歪み（伸び歪みや圧縮歪み）が小さくなる。
そのため、一対の信号線３、３を撚った方が曲げやすくなり、また、曲げる力が繰り返し加わった場合のダメージもより小さくなる。そのため、そのような信号線３、３を内蔵する複合ケーブル１の耐屈曲性が向上する。

実施例２では、複合ケーブル１^＊（図４参照）が、互いに撚り合わされた一対の信号線３、３と、２本の電源線２、２とを、更に全体的に撚り合わせるようにして構成されている。そのため、上記の可撓性や耐屈曲性の向上の効果が、一対の信号線３、３だけでなくそれらと一対の電源線２、２で全体的に発揮される。
そのため、上記の表Ｉに示されるように、実施例２では、可撓性や耐屈曲性が更に良好になっている。

また、実施例１や実施例２では、比較例３のように一対の電源線と一対の信号線とがテープ巻きされていないため、複合ケーブルの端末を加工する際に、テープを取り除くなど面倒な作業が不要であり、端末加工性が良好なものとなっている。
そして、実施例１や実施例２、すなわち本実施形態に係る複合ケーブル１、１^＊における上記のような優れた可撓性や耐屈曲性（特に可撓性）と良好な端末加工性とは、以下のように互いに関連していると考えられる。

すなわち、複合ケーブルを形成する際、従来は、通常、撚り合わせた一対の信号線３、３をテープ巻きしたが、撚り合わせた一対の信号線３、３をテープ巻きすると、上記のようにテープを取り除くなど面倒な作業が必要になり端末加工性が良くないだけでなく、低温でテープが硬化する条件では可撓性が悪化するおそれがある。
そのため、本実施形態に係る複合ケーブル１、１^＊では、撚り合わされた一対の信号線３、３をテープ巻きせずに、一対の電源線２、２と撚り合わせた一対の信号線３、３とを一括シース層４で隙間なく直接被覆することで、上記のように、可撓性も端末加工性も良好な複合ケーブルが得られていると考えられる。

また、一対の電源線２、２と撚り合わせた一対の信号線３、３とが一括シース層４で隙間なく直接被覆されているため、電源線２、２も信号線３、３も一括シース層４により確実に保護される。
そのため、本実施形態に係る複合ケーブル１、１^＊では、仮に複合ケーブル１、１^＊に曲げる力が繰り返し加わる等しても、電源線２や信号線３が複合ケーブル１、１^＊内で断線する等して複合ケーブル１、１^＊が損傷するおそれがなく、耐屈曲性が良好なものになっていると考えられる。

以上のように、本実施形態に係る複合ケーブル１は、一対の電源線２、２と一対の信号線３、３とを備え、一対の信号線３、３同士が互いに撚り合わされた構造を有しており、一対の電源線２、２と一対の信号線３、３とが一括シース層４で隙間なく直接被覆されている。
このように、本実施形態では、また、一対の信号線３、３同士が互いに撚り合わされた構造を有しているため、複合ケーブル１が可撓性や耐屈曲性に優れたものとなる。

また、本実施形態に係る複合ケーブル１^＊のように、撚り合わせた一対の信号線３、３と２本の電源線２、２とを全体的に撚り合わせるように構成すれば、２本の電源線２、２の撚りの効果が更に得られるため可撓性や耐屈曲性をより向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態では、図３に示したように、電源線２と信号線３は、いずれも、中心導体２１、３１が、複数の素線２１ａ、３１ａが撚り合わされて構成されているため、電源線２自体や信号線３自体が可撓性や耐屈曲性を有している。そのため、複合ケーブル１、１^＊の可撓性や耐屈曲性を更に向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、複合ケーブル１、１^＊が複合化されているため、それを車両内等に組み付ける場合に、従来のように一対の電源線（例えばＥＰＢケーブル）と一対の信号線（例えばＡＢＳケーブル）とを別々に組み付ける場合に比べて、車両内等で占めるスペースをより小さくすることが可能となる。
そのため、複合ケーブル１、１^＊を車両内等に組み付ける場合に省スペース化を図ることが可能となる。

さらに、本実施形態に係る複合ケーブル１、１^＊では、一対の電源線２、２や一対の信号線３、３がテープ巻きされずに一括シース層４で隙間なく直接被覆されている。
そのため、端末を加工する際に、テープを取り除く等の作業が不要になり端末加工性に優れたものとなるとともに、一対の電源線２、２や一対の信号線３、３の可撓性、すなわち本実施形態に係る複合ケーブル１、１^＊の可撓性をより向上させることが可能となる。

なお、複合ケーブル１、１^＊の可撓性や耐屈曲性をより向上させるために、一括シース層４（図１、図４参照）を、ベース樹脂１００質量部のうちエチレン−αオレフィン系エラストマーが１５〜６０質量部含まれるように構成することが可能である。
エチレン−αオレフィン系エラストマーはゴム性を有するとともに、高温や低温に晒されても硬度が上昇しないため、複合ケーブル１、１^＊の可撓性や耐屈曲性が向上する。また、一括シース層４を容易に成形加工することが可能となる等のメリットがある。
また、同様の理由で、一括シース層４を、ベース樹脂１００質量部のうちスチレン系エラストマーが５質量部以上含まれるように構成することも可能である。

一方、本実施形態では、上記のように、一対の信号線３、３や、信号線３、３と電源線２、２との全体を撚り合わせることで、複合ケーブル１、１^＊の可撓性や耐屈曲性が向上する。
しかし、複合ケーブル１（図１参照）における一対の信号線３、３同士の撚り合わせ構造における撚りピッチ（撚り線がある配置から次に同じ配置になるまでの長さ）や、複合ケーブル１^＊（図４参照）における一対の信号線３、３と２本の電源線２、２との全体的な撚り合わせ構造における撚りピッチが小さくなるように撚ると、撚りピッチが大きい場合に比べて信号線３等の長さが長くなり、その分、信号線３等の電気抵抗が大きくなる。
そして、信号線３等の電気抵抗が大きくなり過ぎると、種々の問題が生じ得る。

そのため、複合ケーブル１、１^＊における撚りピッチはそれぞれ適切なピッチに設定されることが望ましい。
なお、可撓性や耐屈曲性は、上記のような撚りピッチだけでなく、層心径（撚り線の中心を円の中心とし、撚り線を構成する各線の中心を通る円の直径）にも関連することが分かっている。

そのため、本発明者らは、下記式（１）で算出される撚り込み率Ａについて研究を行った。なお、撚りピッチをＰ、層心径をＤとするとき、撚り込み率Ａ（％）は、下記式（１）で表される。

その結果、可撓性や耐屈曲性の観点からは、複合ケーブル１の場合、一対の信号線３、３の撚り合わせ構造における撚り込み率Ａが１％以上になるように構成されていることが好ましく、また、複合ケーブル１^＊の場合は、互いに撚り合わされた一対の信号線３、３と２本の電源線２、２との全体的な撚り合わせ構造における撚り込み率Ａが０．５％以上になるように構成されていることが好ましいことが分かった。なお、複合ケーブル１^＊においても一対の信号線３、３の撚り合わせ構造における撚り込み率Ａは上記と同様に１％以上であることが好ましい。
複合ケーブル１、１^＊をこのように構成すれば、複合ケーブル１、１^＊が優れた可撓性や耐屈曲性を有するものとなる。

また、逆に、撚り込み率Ａが大き過ぎると、今度は、上記のように一対の信号線３、３を撚り合わせたことにより（複合ケーブル１の場合）、あるいは撚り合わせた一対の信号線３、３と２本の電源線２、２とを全体的に撚り合わせたことにより（複合ケーブル１^＊の場合）電気抵抗が大きくなり過ぎる可能性がある。
そのため、複合ケーブル１の場合は上記の撚り込み率Ａが５％以下になるように、また、複合ケーブル１^＊の場合も上記の撚り込み率Ａが５％以下になるように構成されていることが望ましい。
複合ケーブル１、１^＊をこのように構成すれば、信号線３、３等を撚ることで長くなり電気抵抗が大きくなっても、実際上、問題を生じることなく複合ケーブル１、１^＊を使用することができる。

なお、本発明が上記の実施形態等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１、１^＊ 複合ケーブル
２ 電源線
３ 信号線
４ 一括シース層
２１、３１ 中心導体
２１ａ、３１ａ 素線
２２、３２ 耐熱樹脂
５０ 電動パーキングブレーキの制御デバイス
５１ アクチュエータ
６０ ＡＢＳ制御デバイス
６１ ＡＢＳセンサ
Ａ 撚り込み率
Ｄ 層心径
Ｐ 撚りピッチ

Claims (7)

1. 中心導体に耐熱樹脂が被覆された構造をそれぞれ有する一対の電源線と、中心導体に耐熱樹脂が被覆された構造をそれぞれ有する一対の信号線とを備える複合ケーブルであって、
   前記信号線は、前記電源線よりも細く、
   前記一対の信号線同士が互いに撚り合わされた構造を有しており、
   前記一対の電源線と前記一対の信号線とが一括シース層で隙間なく直接被覆されており、
   ２本の前記電源線と互いに撚り合わされた前記一対の信号線とが全体的に撚り合わされており、
   ２本の前記電源線と互いに撚り合わされた前記一対の信号線との全体的な撚り合わせ構造における撚り込み率が０．５％以上になるように構成されていることを特徴とする複合ケーブル。
2. 前記電源線は、電動パーキングブレーキの制御デバイスからアクチュエータに電力を供給するための電源線であり、
   前記信号線は、ＡＢＳセンサからＡＢＳ制御デバイスに信号を送信するための信号線であることを特徴とする請求項１に記載の複合ケーブル。
3. 前記電源線及び前記信号線は、いずれも、前記中心導体が、複数の素線が撚り合わされて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合ケーブル。
4. 前記一対の信号線の撚り合わせ構造における撚り込み率が１％以上になるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の複合ケーブル。
5. 前記一括シース層は、ベース樹脂１００質量部のうちエチレン−αオレフィン系エラストマーが１５〜６０質量部含まれることを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複合ケーブル。
6. 前記電源線及び前記信号線は、いずれも、前記耐熱樹脂が、架橋された樹脂を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の複合ケーブル。
7. 前記一括シース層が、架橋性の耐熱樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の複合ケーブル。

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