特開 2023-167828 ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167828

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】ケーブル

(51)【国際特許分類】

   H01B 11/20 20060101AFI20231116BHJP

   H01B 7/18 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01B11/20

H01B7/18 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079317

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 保

(72)【発明者】

【氏名】黒田 洋光

(72)【発明者】

【氏名】中出 良樹

(72)【発明者】

【氏名】高津戸 実

(72)【発明者】

【氏名】矢口 敦郎

【テーマコード（参考）】

5G313

5G319

【Ｆターム（参考）】

5G313AB05

5G313AC03

5G313AD07

5G313AE08

5G319GA03

5G319GA08

(57)【要約】

【課題】屈曲に対する耐性を向上させることができるケーブルを提供する。
【解決手段】１本以上の電線２を有するケーブルコア３と、ケーブルコア３の周囲を覆うように設けられ、金属素線を螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなるシールド層５と、シールド層５の周囲を覆うように設けられたシース６と、を備え、金属素線は、半硬質の銅合金線であり、横巻きシールドにおける巻きピッチＰと、シールド層５の層心径ＰＤとの比であるＰ／ＰＤが、９．９未満である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１本以上の電線を有するケーブルコアと、
前記ケーブルコアの周囲を覆うように設けられ、金属素線を螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなるシールド層と、
前記シールド層の周囲を覆うように設けられたシースと、を備え、
前記金属素線は、半硬質の銅合金線であり、
前記横巻きシールドにおける巻きピッチＰと、前記シールド層の層心径ＰＤとの比であるＰ／ＰＤが、９．９未満である、
ケーブル。

【請求項2】

前記金属素線は、銀を１％以上３％以下含有し、残部が銅及び不可避不純物からなる半硬質の銅銀合金線である、
請求項１に記載のケーブル。

【請求項3】

前記金属素線は、引張強さが３５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、伸びが５％以上１０％未満である、
請求項１に記載のケーブル。

【請求項4】

前記Ｐ／ＰＤが、７．３以上９．９未満である、
請求項１に記載のケーブル。

【請求項5】

前記ケーブルコアは、前記電線として、複数本の第１電線と、前記第１電線よりも外径が大きい複数本の第２電線と、を含み、
前記ケーブルコアは、前記複数本の第１電線を撚り合わせた内層部と、前記内層部の周囲に前記複数本の第２電線を撚り合わせた外層部と、を有する、
請求項１に記載のケーブル。

【請求項6】

前記第１電線は、導体と、前記導体の周囲を覆うように設けられた絶縁体と、を有する絶縁電線からなり、
前記第２電線は、内部導体と、前記内部導体の周囲を覆うように設けられた内部絶縁体と、前記内部絶縁体の周囲を覆うように設けられた外部導体と、前記外部導体の周囲を覆うように設けられた外部絶縁体と、を有する同軸線からなる、
請求項５に記載のケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のケーブルとして、例えば、複数の信号線と電源線とが撚り合わせされたケーブルコア（集合コア）と、ケーブルコアの周囲に螺旋状に配置されたテープ部材と、テープ部材の周囲に配置されたシールド層と、シールド層の周囲に配置されたシース（シース）と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１４３０１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、小型の産業用ロボットの内部配線や、内視鏡等の医療用途に用いられるケーブルにおいては、ケーブルに対して屈曲または捻回が繰り返し付与される。また、自動車や小型電子機器等の内部配線に用いられるケーブルにおいては、配線箇所に応じた形状に屈曲させた状態で配線されることもある。そのため、特にケーブルを屈曲させて使用するときの耐性を向上させたいという要求がある。

【0005】

そこで、本発明は、屈曲に対する耐性を向上させることができるケーブルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決することを目的として、１本以上の電線を有するケーブルコアと、前記ケーブルコアの周囲を覆うように設けられ、金属素線を螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなるシールド層と、前記シールド層の周囲を覆うように設けられたシースと、を備え、前記金属素線は、半硬質の銅合金線であり、前記横巻きシールドにおける巻きピッチＰと、前記シールド層の層心径ＰＤとの比であるＰ／ＰＤが、９．９未満である、ケーブルを提供する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、屈曲に対する耐性を向上させることができるケーブルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態に係るケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。

【図2】屈曲試験を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［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。

【0010】

図１は、本実施の形態に係るケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。ケーブル１は、例えば、小型の産業用ロボットの内部配線や、内視鏡等の医療用のケーブルとして用いられ、屈曲や捻回が加えられる用途に用いられる。

【0011】

ケーブル１は、１本以上の電線２を有するケーブルコア３と、ケーブルコア３の周囲を覆うように設けられ、金属素線を螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなるシールド層５と、シールド層５の周囲を覆うように設けられたシース６と、を備えている。

【0012】

（電線２）
ケーブルコア３は、電線２として、複数本の第１電線２１と、複数本の第１電線２１の周囲を囲うように設けられた複数本の第２電線２２と、を含んでいる。なお、ケーブルコア３は、電線２が第１電線２１のみで構成されていてもよい。また、ケーブルコア３は、電線２が第２電線２２のみで構成されていてもよい。また、ケーブルコア３は、電線２として、２本の絶縁電線を対撚りしてなる対撚線を含んでいてもよい。

【0013】

第１電線２１は、導体２１１と、導体２１１の周囲を覆うように設けられた絶縁体２１２と、を有する絶縁電線からなる。本実施の形態では、第１電線２１は、電源供給用の電源線として用いられている。なお、図１に示すケーブル１では、４本の第１電線２１のみをケーブル中心に対して略同一円周上に配置させた構造としているが、これに限定されない。例えば、ケーブル１は、複数本の第１電線２１と信号伝送用の信号線（例えば第２電線２２のような同軸ケーブル）とを、ケーブル中心に対して略同一円周上に配置させた構造としてもよい。この場合、信号線は、第１電線２１と同等の外径を有することがよい。これにより、電源線としての第１電線２１と信号線とを同一円周上に配置させた構造で、ケーブル１の外径を細径化することができる。

【0014】

第１電線２１の導体２１１は、複数本の素線によって構成される。導体２１１は、例えば金属線からなる複数本の素線を集合撚りまたは同心撚りの状態に撚り合わせた撚線導体からなる。導体２１１に用いる素線としては、例えば外径０．０１ｍｍ以上０．０３ｍｍ以下と細径の金属線を用いることが望ましい。また、導体２１１に用いる素線は、細径としても強度を維持できるように、Ｃｕ－Ａｇ合金等の銅合金線からなる金属線を用いるとよい。導体２１１の外径は、０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であるとよい。絶縁体２１２としては、薄い厚さでも所望の絶縁性能を有することが可能なＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のフッ素樹脂を用いるとよい。なお、絶縁体２１２は、２層以上の絶縁層を積層させたものであってもよい。この場合では、例えば、絶縁体２１２が導体２１１の外表面に接する絶縁層がポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂で構成され、その絶縁層の周囲に設けられた絶縁層がフッ素樹脂で構成されていてもよい。絶縁体２１２が上述したような絶縁層が積層されたものからなることで、絶縁体２１２の厚さと第１電線２１の可撓性や摩耗性等の機械的特性との調整がしやすくなる。

【0015】

第２電線２２は、内部導体２２１と、内部導体２２１の周囲を覆うように設けられた内部絶縁体２２２と、内部絶縁体２２２の周囲を覆うように設けられた外部導体２２３と、外部導体２２３の周囲を覆うように設けられた外部絶縁体２２４と、を有する同軸線からなる。本実施の形態では、第２電線２２は、信号伝送用の信号線として用いられる。すなわち、ケーブル１は、複数本の電源線としての第１電線２１と、複数本の信号線としての第２電線２２とを備えた複合ケーブルである。なお、図１に示すケーブル１では、８本の第２電線２２のみをケーブル中心に対して略同一円周上に配置させた構造としているが、これに限定されない。例えば、ケーブル１は、複数本の第２電線２２と電源供給用の電源線（例えば第１電線２１のような絶縁電線）とを、ケーブル中心に対して略同一円周上に配置させた構造としてもよい。この場合、電源線は、第２電線２２と同等の外径を有することがよい。電源線と第２電線２２とが同等の外径を有することにより、信号線としての第２電線２２と電源線とをケーブル中心に対して略同一円周上に配置させた構造において、ケーブル１の内部の余分な隙間を低減することができるため、ケーブル１の外径を細径化することができる。

【0016】

第２電線２２の内部導体２２１は、金属線からなる複数本の素線を集合撚りまたは同心撚りの状態に撚り合わせた撚線導体からなる。また、外部導体２２３は、金属線からなる素線を内部絶縁体２２２の周囲に螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなる。なお、外部導体２２３は、金属線からなる複数本の素線を編み組みしてなる編組シールドで構成されていてもよい。内部導体２２１及び外部導体２２３に用いる素線としては、例えば外径０．０１ｍｍ以上０．０３ｍｍ以下と細径の金属線を用いることが望ましい。また、内部導体２２１及び外部導体２２３は、細径としても強度を維持できるように、Ｃｕ－Ａｇ合金、Ｃｕ－Ｓｎ－Ｉｎ合金等の銅合金線からなる金属線を用いるとよい。内部絶縁体２２２及び外部絶縁体２２４としては、薄い厚さでも所望の絶縁性能を有することが可能なＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いるとよい。外部絶縁体２２４がフッ素樹脂からなると、第１電線２１と第２電線２２との接触による摩耗を低減することができる。なお、内部絶縁体２２２は、２層以上の絶縁層が積層されたものであってもよい。この場合は、例えば、内部導体２２１に接する絶縁層がフッ素樹脂で構成され、この周囲に設けられた絶縁層がフッ素樹脂以外の樹脂（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂）で構成されていてもよい。内部絶縁体２２２が上述したような２層以上の絶縁層が積層されたものからなることで、ケーブル１に屈曲や捻回が加えられた際に、内部絶縁体２２２に亀裂が発生しにくくなるため、第２電線２２の断線が抑制できる。

【0017】

（ケーブルコア３）
ケーブルコア３は、複数本（ここでは４本）の第１電線２１を撚り合わせた内層部３１と、内層部３１の周囲に複数本（ここでは８本）の第２電線２２を撚り合わせた外層部３２と、を有している。本実施の形態では、ケーブルコア３に含まれる電線２の本数は合計で１２本である。ただし、ケーブルコア３に含まれる電線２の本数（第１電線２１の本数や第２電線２２の本数）はこれに限定されず、例えば、合計で８本以上１６本以下であるとよい。第２電線２２の本数は、第１電線２１の本数よりも多くするとよい。より具体的には、第２電線２２の本数は、第１電線２１の本数の２倍以上３倍以下とするとよい。これにより、隣り合う複数本の第２電線２２同士、隣り合う複数本の第１電線２１同士、および隣り合う複数本の第２電線２２と複数本の第１電線２１とが、互いに接触するように配置されるようになる。そのため、ケーブル１では、第２電線２２が第１電線２１よりも外径が大きい場合に、ケーブルコア３内の余分なスペースを無くすことができ、ケーブル１を細径化することができる。

【0018】

ケーブルコア３は、第１電線２１と第２電線２２とで構成される場合、第２電線２２よりも外径の小さい第１電線２１を内層部３１に、第１電線２１よりも外径の大きい第２電線２２を外層部３２に配置する構造とすることで、ケーブル１の細径化が可能になり、また耐屈曲性や耐捻回性の向上も図ることができる。なお、ケーブルコア３は、例えば、外径の大きい第２電線２２を内層部３１に、外径の小さい第１電線２１を外層部３２に配置する構造とすると、ケーブル１の屈曲時や捻回時に第２電線２２よりも外径の小さい第１電線２１に応力が集中して断線が発生しやすくなり、また、各電線２間（特に第１電線２１同士の間）に無駄なスペースが大きくなり、ケーブル１全体の大径化につながってしまう。

【0019】

本実施の形態では、ケーブル中心（ケーブル長手方向に垂直な断面における中心部分）に抗張力繊維７を配置しており、この抗張力繊維７の周囲に複数本の第１電線２１を撚り合わせて内層部３１を構成している。抗張力繊維７としては、例えば、アラミド繊維からなるものを用いることができる。これにより、本実施の形態では、スフやジュート等の糸状の介在をケーブル中心に配置した構造に比べて、ケーブル１を細径化しやすくなる。なお、ケーブル１は、ケーブル中心に抗張力繊維７が設けられていなくてもよい。

【0020】

（テープ部材４）
ケーブル１は、ケーブルコア３の周囲に螺旋状に巻きつけられたテープ部材４を備えている。テープ部材４は、ケーブルコア３の撚りが解けないように保持する役割を果たす。テープ部材４としては、例えば、ポリイミド等の樹脂からなる樹脂テープ等を用いることができる。また、テープ部材４としては、例えば、アルミニウムや銅などからなる金属箔が樹脂テープにラミネートされた金属箔テープを用いることができる。このようなテープ部材４は、ケーブル１の可撓性を高めるといった観点から、ケーブルコア３を構成する複数本の電線２が撚り合わせされた方向（＝撚り合わせ方向）と同じ方向に巻きつけられていることがよい。

【0021】

（シース６）
テープ部材４の周囲を覆うようにシールド層５が設けられており、そのシールド層５の周囲を覆うようにシース６が設けられている。シールド層５の詳細については、後述する。

【0022】

シース６は、シールド層５やケーブルコア３を保護する役割を果たす。ケーブル１の細径化のため、シース６の厚さはできるだけ薄いことが望ましく、０．２０ｍｍ未満とされる。より望ましくは、シース６の厚さは、０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ未満、より好ましくは０．０６ｍｍ以上０．１６ｍｍ未満であるとよい。シース６の厚さが０．０６ｍｍ以上であることで、シース６の強度を確保して繰り返し屈曲・捻回した際にシース６に亀裂が生じることを抑制可能となる。また、シース６の厚さが０．２０ｍｍ未満、より好ましくは０．１６ｍｍ未満であることで、ケーブル１の大径化を抑制できる。なお、本発明において、「シース６の厚さ」とは、図１に示すケーブル１の長手方向の任意箇所の断面において、ＪＩＳＣ３００５に規定する試験方法によって求められるシース６の厚さの平均値を意味する。

【0023】

シース６の外径、すなわちケーブル１の最大外径（以下、シース６の最大外径ともいう）は、２．０ｍｍ以下である。より好ましくは、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。これにより、非常に狭いスペースにもケーブル１を配線可能となる。シース６としては、上記したシース６の厚さに形成可能なＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いるとよい。なお、本発明において、「ケーブル１の最大外径」とは、ケーブル１の長手方向において外径が最も大きい特定の一か所を意味するものではなく、図１に示すケーブル１の長手方向の任意箇所の断面において、シース６の外径が最大となる部分のケーブル１の外径を意味する。ケーブル１の外径は、ＪＩＳＣ３００５に規定する試験方法に基づいて求めることができる。

【0024】

なお、本実施の形態ではシース６を１層構成としているが、シース６を内層と外層とからなる２層構成としてもよい。この場合、内層は放熱性を高める層になっているとよく、例えば、放熱フィラーをベース樹脂（フッ素樹脂）に含有させた樹脂組成物からなるとよい。

【0025】

また、ケーブル１は、シース６の外面の所定位置に、円周方向に沿って凹凸を有することがよい。例えば図１に示すように、ケーブル１の外面には、円周方向の所定位置に凹部６１を有することがよい。ケーブル１では、このような凹凸を有することにより、シース６の外面がケーブル円周方向に沿って平滑に湾曲している場合（すなわち、ケーブル長手方向に垂直な断面におけるシース６の外形が円形状である場合）に比べて、省スペースな配線部分への配線がしやすくなる。

【0026】

（シールド層５）
シールド層５は、テープ部材４の周囲に金属素線を螺旋状に巻きつけて構成された横巻きシールドからなる。なお、例えば、金属素線を編み組みした編組シールドでシールド層５を構成した場合、特に細径の金属素線を用いる場合には、ケーブル１の繰り返し屈曲により金属素線同士が擦れて金属素線の断線が発生しやすくなる。これに対して、本実施の形態のようにシールド層５を横巻きシールドで構成することで、ケーブル１の屈曲時における金属素線同士の擦れを抑制することができ、耐屈曲性を向上できる。また、シールド層５を編組シールドで構成した場合、金属素線の重なりの影響によりシールド層５の厚さが厚くなり、ケーブル１の外径が大径となってしまうが、本実施の形態のようにシールド層５を横巻きシールドで構成することで、金属素線の重なりを抑制してシールド層５を薄くし、ケーブル１の外径を細径に維持できる。

【0027】

（シールド層５に用いる金属素線）
本実施の形態では、シールド層５に用いる金属素線として、半硬質の銅合金線を用いる。このような金属素線としては、例えば、銀を１％以上３％以下含有し、残部が銅及び不可避不純物からなる半硬質の銅銀合金線を用いることができる。なお、金属素線は、半硬質の銅銀合金線以外でもよく、例えば、クロム、ジルコニウム、マグネシウム、インジウム、錫などを０．０１％以上０．５０％以下で含有し、残部が銅及び不可避不純物からなる半硬質の銅合金線（例えば、Ｃｕ－Ｃｒ合金、Ｃｕ－Ｚｒ合金、Ｃｕ－Ｍｇ合金、Ｃｕ－Ｓｎ合金、Ｃｕ－Ｓｎ－Ｉｎ合金、Ｃｕ－Ｉｎ合金等）であってもよい。半硬質の銅合金線は、引張強さが３５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、伸びが５％以上１０％未満である。なお、一般に、硬質の銅合金線は、伸びが５％未満であり、軟質の銅合金線は、伸びが１０％以上である。ここでいう「伸び」及び「引張強さ」は、ＪＩＳＺ２２４１に規定する試験方法によって求められる「破断伸び」及び「引張強さ」を意味する。

【0028】

半硬質の銅合金線をシールド層５の金属素線として用いることで、金属素線の引張強さが大きくなり、シールド層５の耐屈曲性を向上させることができる。これは、ケーブル１を屈曲した際には、曲げの外側において金属素線の表面に引張ひずみが負荷されるが、金属素線の引張強さが高いほど塑性変形が始まる降伏応力（銅の場合は０．２％耐力）が高くなり、塑性変形量が小さくなるためである。つまり、引張強さが大きい金属素線の方が繰り返し屈曲によって蓄積されるひずみが少なくなるため、破断までの屈曲回数が多くなり、耐屈曲性が向上する。

【0029】

また、シールド層５に用いる金属素線の伸びが小さすぎる場合にもシールド層５の耐屈曲性は低下してしまうが、半硬質の銅銀合金線をシールド層５の金属素線として用いることで、伸びの影響による耐屈曲性の低下も抑制できる。ただし、本発明者らが検討したところ、伸びが大きすぎる場合にも強度が下がり耐屈曲性が低下することが判明したため、シールド層５に用いる金属素線の伸びは１０％未満であることがより望ましいといえる。このように、比較的大きい引張強さと伸びとを兼ね備えた（引張強さ３５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、かつ、伸びが５％以上１０％未満である）半硬質の銅合金線をシールド層５の金属素線として用いることで、シールド層５の耐屈曲性を向上することができる。なお、金属素線として、半硬質であり、引張強さが３５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であり、伸びが５％以上１０％未満である銅銀合金線を使用した場合に、上述した作用，効果が特に得られやすい。

【0030】

本実施の形態では、非常に細い金属素線を用いるため、使用する銅に不純物が多く含まれていると、その不純物を起点として断線が発生しやすくなる。よって、シールド層５に用いる金属素線としては、銅の純度が９９．９９％以上の銅合金線を用いることがより望ましい。さらに、シールド層５に用いる金属素線は、導電率が８５％以上ＩＡＣＳ以上であることがより望ましい。これにより、放熱性を向上させることができる。

【0031】

金属素線として用いる半硬質の銅合金線は、硬質の銅合金線（引張強さ８００ＭＰａ以上、伸び１％以上）に対して、所定の温度（５００℃以上６５０℃以下）で１．５秒以下の短時間加熱を行うことで得ることができる。

【0032】

（シールド層５の巻きピッチＰ）
さらに、本実施の形態では、横巻きシールドからなるシールド層５における巻きピッチＰは、巻きピッチＰとシールド層５の層心径ＰＤとの比であるＰ／ＰＤが、９．９未満となるように設定される。本実施の形態では、Ｐ／ＰＤを６．６以上９．９未満とした。なお、巻きピッチＰとは、シールド層５を構成する任意の金属素線において周方向位置が同じとなる箇所のケーブル長手方向に沿った間隔である。

【0033】

また、シールド層５の層心径ＰＤとは、ケーブル長手方向に垂直な断面において、シールド層５の中心（金属素線の中心）を通る円の直径を意味する。シールド層５の層心径ＰＤは、ケーブルコア３の最大外径と、テープ部材４の厚さ×２と、金属素線の半径×２とを足し合わせることで算出することができる。なお、「ケーブルコア３の最大外径」とは、ケーブルコア３の長手方向において外径が最も大きい特定の一か所を意味するものではなく、図１に示すケーブル１の長手方向の任意箇所の断面において、外径が最大となる部分のケーブルコア３の外径を意味する。

【0034】

本実施の形態では、シールド層５の層心径ＰＤを１．３６ｍｍとした。この場合、巻きピッチＰを、９ｍｍ以上１３．５ｍｍ未満とすればよい。

【0035】

横巻シールドの巻きピッチＰを大きくしすぎると、ケーブル長手方向に対して平行に近い状態で金属素線が配置されることになり、屈曲させた際に金属素線に負荷される曲げひずみが大きくなり、耐屈曲性が低下してしまう。横巻シールドの巻きピッチＰを小さくすること、より具体的には、Ｐ／ＰＤを９．９未満とすることで、繰り返し曲げた際に金属素線に蓄積されるひずみを低減して、耐屈曲性を向上することが可能になる。

【0036】

なお、シールド層５の層心径ＰＤを１．３６ｍｍとした場合、シールド層５における金属素線の巻きピッチＰを１０ｍｍ以上１３．５ｍｍ未満とすること、すなわち、Ｐ／ＰＤを７．３以上９．９未満とすることで、上記した屈曲への耐性を維持しながら、繰り返し捻回に対する耐性、すなわち耐捻回性も向上することができる。

【0037】

（シールド層５に用いる金属素線の外径）
ところで、従来のケーブルでは、細径化のため（すなわち、シースの最大外径を２．０ｍｍ以下とするため）にケーブルの最外層に設けられるシースを厚さ０．２０ｍｍ未満と薄くすると、ケーブルに屈曲や捻回を繰り返し加えた際に、シースに亀裂が生じることがあった。本発明者らが検討したところ、ケーブルを繰り返し捻回させた際に、ケーブル長手方向の一部分においてシールド層にうねりが生じ、そのうねった部分においてシールド層を構成する金属素線に断線が生じてしまうことが分かった。そして、そのシールド層における断線部分と当該断線部分に接しているシースとが捻回によって擦れ、シースが摩耗することで、シースに亀裂が生じてしまうことが分かった。本発明者らは、このようなシールド層におけるうねりの発生が、捻回の際に、シールド層を構成する複数本の金属素線の外径が所定の外径を有する場合に、当該シールド層がテープ部材と共にケーブルコア側（図１では、周方向に隣り合う第２電線２２間の谷間）へ落ち込み、テープ部材とシースとの間に隙間が生じること等に起因することを見出した。

【0038】

そこで、本実施の形態に係るケーブル１では、シース６の最大外径を２．０ｍｍ以下とする場合において、シールド層５に用いる金属素線の外径を、シース６の厚さの１／２倍以上１倍以下とした。金属素線の外径をシース６の厚さの１／２倍以上とすることで、金属素線の剛性が低くなりすぎることを抑制でき、ケーブル１の捻回を繰り返した際に、金属素線がテープ部材４と共にケーブルコア３側（周方向に隣り合う第２電線２２間の谷間）に落ち込んでテープ部材４とシース６との間に隙間が生じてしまうことが抑制される。その結果、シールド層５にうねりが発生することを抑制でき、うねりに起因するシールド層５の断線の発生を抑制することが可能になると共に、シールド層５の断線部分との擦れによるシース６の亀裂発生を抑制することが可能になる。また、金属素線の外径をシース６の厚さの１／２倍以上とすることで、金属素線の強度が低下して断線が発生しやすくなるといった不具合も抑制できる。なお、本発明において、「金属素線の外径」とは、シールド層５を構成する金属素線の直径をＪＩＳＣ３００２に規定する試験方法によって測定したときの平均値を意味する。

【0039】

また、例えば金属素線の外径がシース６の厚さの１倍を超える場合、金属素線の剛性が大きくなるため、一方向に捻回して金属素線が伸びた後、他方向に捻回したときに金属素線の伸びを吸収できずにキンクが発生してしまい、金属素線に断線が発生するおそれが生じてしまう。本実施の形態のように、金属素線の外径をシース６の厚さの１倍未満とすることで、このような金属素線の断線の発生を抑制して、シールド層５の断線部分との擦れによるシース６の亀裂発生も抑制可能になる。

【0040】

本実施の形態のようにケーブル１の最大外径（すなわち、シース６の最大外径）を２．０ｍｍ以下とする場合、上記のようにシース６の厚さは０．０６ｍｍ以上０．１６ｍｍ未満であることが望ましいといえる。よって、これに対応して、シールド層５に用いる金属素線の外径は、０．０３ｍｍ以上０．１６ｍｍ未満であることが望ましいといえる。

【0041】

（屈曲試験）
ケーブル１を試作し、屈曲試験を行った。屈曲試験では、図２に示すように、試料となるケーブル１の下端に荷重Ｗ＝１００ｇｆの錘を吊り下げ、ケーブル１の左右に湾曲した形の曲げジグ８０を取り付けた状態で、曲げジグ８０に沿って左右方向に向けて屈曲角度±９０°以上±１５０°以下の曲げを加えるようにケーブル１を繰り返し屈曲させた。屈曲半径（曲げ半径）Ｒは、ケーブル１の外径（外径：約１．６ｍｍ）の７．５倍以下とし、屈曲速度は３０回／分とし、屈曲回数は左右方向への１往復を１回としてカウントした。そして、ケーブル１の屈曲を繰り返し、適宜回ごとにシース６の外観を観察し、シース６に亀裂が発生しているかどうか確認し、１５万回以上屈曲を繰り返してもシース６に亀裂が発生しなければ合格（〇）とし、シース６に亀裂が発生していれば不合格（×）とした。さらに、屈曲回数１５万回のときの抵抗値を測定し、初期の抵抗値からの抵抗値増加率を算出した。そして、算出した抵抗値増加率が２０％未満である場合を合格（〇）とし、２０％以上である場合を不合格（×）とした。また、試料数は３本とし、シース亀裂及び抵抗値増加率の評価においては、３本の試料のうちいずれかで不合格が生じた場合に不合格とし、３本全ての試料で合格となった場合にのみ合格と評価した。

【0042】

試料のケーブル１としては、シールド層５を半硬質の銅合金線からなる横巻きシールドで構成し、横巻きシールドの巻きピッチＰを９．５ｍｍ（Ｐ／ＰＤ＝７．０）とした実施例１、巻きピッチＰを１１．５ｍｍ（Ｐ／ＰＤ＝８．５）とした実施例２のケーブル１を用いた。実施例１，２のケーブル１では、シールド層５の金属素線として、銀を２％含有し残部が銅及び不可避不純物からなる半硬質の銅銀合金線（引張強さ：約４００ＭＰａ、伸び：８％～９％）を用い、シールド層５の厚さ（金属素線の外径）を約０．０５ｍｍとし、シールド層５の層心径ＰＤを１．３６ｍｍとし、シース６の厚さを約０．０８ｍｍとし、ケーブル１の外径を約１．６ｍｍとした。

【0043】

また、巻きピッチＰを１３．５ｍｍ（Ｐ／ＰＤ＝９．９）とした比較例１、巻きピッチＰを１５．０ｍｍ（Ｐ／ＰＤ＝１１．０）とした比較例２のケーブルを作成し、実施例１，２のケーブル１と同様に屈曲試験を行った。比較例１，２のケーブルでは、巻きピッチＰを変更した以外は実施例１，２のケーブル１と同じ構成とした。

【0044】

さらに、シールド層を編組シールドで構成し、編組ピッチを１０．８ｍｍとした従来例１、編組ピッチを１６．６ｍｍとした従来例２を作成し、実施例１，２のケーブル１と同様に屈曲試験を行った。従来例１，２のケーブルでは、編組シールドの厚さを約０．０３ｍｍとし、シールド層の層心径ＰＤを１．３８ｍｍとした。また、編組シールドを構成する金属素線として、錫を０．１９％、インジウムを０．２％含有し、残部が銅及び不可避不純物からなる軟質の銅合金線（引張強さ：約３７０ＭＰａ、伸び：１２％～１３％）を用いた。実施例１，２、比較例１，２、及び従来例１，２の各ケーブルにおける屈曲試験結果をまとめて表１に示す。

【0045】

【表1】

【0046】

表１に示すように、巻きピッチＰを１３．５ｍｍ以上と大きくし、Ｐ／ＰＤを９．９以上とした比較例１，２では、抵抗値増加率が２０％以上となり、抵抗値増加率が不合格となった。また、編組シールドを用いた従来例１，２では、シースに割れが発生してしまうことが確認できた。これに対して、巻きピッチＰを１３．５ｍｍ未満とし、Ｐ／ＰＤを９．９未満とした実施例１，２では、抵抗値増加率、シース割れ共に合格となることが確認できた。

【0047】

表１の結果より、シールド層５に用いる金属素線として半硬質の銅合金線を用い、Ｐ／ＰＤを９．９未満とすることで、繰り返し屈曲による抵抗値増加率を低減すると共に、シース６に割れが発生してしまうことを抑制でき、ケーブル１に屈曲を繰り返し行ったときの耐性を向上できることが確認できた。すなわち、本実施の形態によれば、±９０度以上の左右屈曲試験において、少なくとも１５万回の繰り返し屈曲に対してシールド層５を構成する金属素線の抵抗値増加が初期の抵抗値の２０％未満であり、かつシース６に割れが生じない、耐屈曲性の高いケーブル１を実現できる。

【0048】

（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、１本以上の電線２を有するケーブルコア３と、ケーブルコア３の周囲を覆うように設けられ、金属素線を螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなるシールド層５と、シールド層５の周囲を覆うように設けられたシース６と、を備え、シールド層５に用いる金属素線は、半硬質の銅合金線であり、横巻きシールドにおける巻きピッチＰと、シールド層５の層心径ＰＤとの比であるＰ／ＰＤを９．９未満としている。

【0049】

このように構成することで、±９０度以上の左右屈曲試験において、少なくとも１５万回の繰り返し屈曲に対してシールド層５を構成する金属素線の抵抗値増加が初期の抵抗値の２０％未満であり、かつシース６に割れが生じない、耐屈曲性の高いケーブル１を実現できる。すなわち、本実施の形態によれば、屈曲を繰り返し行ったときの耐性を向上したケーブル１を実現できる。

【0050】

また、本実施の形態に係るケーブル１では、横巻きシールドからなるシールド層５を構成する金属素線の外径を、シース６の厚さの１／２倍以上１倍以下としている。これにより、シース６の最大外径を２．０ｍｍ以下とケーブル外径を細くし、シース６の厚さを０．２０ｍｍ未満と薄くした場合でも、繰り返し捻回によってシールド層５に断線が生じることを抑制して、当該断線部分との擦れによるシース６の亀裂の発生を抑制することが可能になる。すなわち、本実施の形態によれば、シース６が薄く細径であり、かつ、繰り返し捻回によってシース６に亀裂が生じにくいケーブル１を実現できる。

【0051】

（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。

【0052】

［１］１本以上の電線（２）を有するケーブルコア（３）と、前記ケーブルコア（３）の周囲を覆うように設けられ、金属素線を螺旋状に巻きつけた横巻きシールドからなるシールド層（５）と、前記シールド層（５）の周囲を覆うように設けられたシース（６）と、を備え、前記金属素線は、半硬質の銅合金線であり、前記横巻きシールドにおける巻きピッチＰと、前記シールド層（５）の層心径ＰＤとの比であるＰ／ＰＤが、９．９未満である、ケーブル（１）。

【0053】

［２］前記金属素線は、銀を１％以上３％以下含有し、残部が銅及び不可避不純物からなる半硬質の銅銀合金線である、［１］に記載のケーブル（１）。

【0054】

［３］前記金属素線は、引張強さが３５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、伸びが５％以上１０％未満である、［１］または［２］に記載のケーブル（１）。

【0055】

［４］前記Ｐ／ＰＤが、７．３以上９．９未満である、［１］乃至［３］のいずれかに記載のケーブル（１）。

【0056】

［５］前記ケーブルコア（３）は、前記電線（２）として、複数本の第１電線（２１）と、前記第１電線（２１）よりも外径が大きい複数本の第２電線（２２）と、を含み、前記ケーブルコア（３）は、前記複数本の第１電線（２１）を撚り合わせた内層部（３１）と、前記内層部（３１）の周囲に前記複数本の第２電線（２２）を撚り合わせた外層部（３２）と、を有する、［１］乃至［４］のいずれかに記載のケーブル（１）。

【0057】

［６］前記第１電線（２１）は、導体（２１１）と、前記導体（２１１）の周囲を覆うように設けられた絶縁体（２１２）と、を有する絶縁電線からなり、前記第２電線（２２）は、内部導体（２２１）と、前記内部導体（２２１）の周囲を覆うように設けられた内部絶縁体（２２２）と、前記内部絶縁体（２２２）の周囲を覆うように設けられた外部導体（２２３）と、前記外部導体（２２３）の周囲を覆うように設けられた外部絶縁体（２２４）と、を有する同軸線からなる、［５］に記載のケーブル（１）。

【0058】

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。

【0059】

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。例えば、上記実施の形態では、ケーブルコア３が複数の電線２を含む場合について説明したが、これに限らず、ケーブルコア３が１本の電線２で構成されていてもよい。この場合、ケーブル１は、１本の絶縁電線の周囲にシールド層５とシース６とが順次設けられた同軸ケーブルであってもよい。

【符号の説明】

【0060】

１…ケーブル
２…電線
２１…第１電線
２１１…導体
２１２…絶縁体
２２…第２電線
２２１…内部導体
２２２…内部絶縁体
２２３…外部導体
２２４…外部絶縁体
３…ケーブルコア
３１…内層部
３２…外層部
４…テープ部材
５…シールド層
６…シース
７…抗張力繊維

【図1】

【図2】