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(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】P2024104889
(43)【公開日】2024-08-06
(54)【発明の名称】検知用ケーブル、及び検知システム
(51)【国際特許分類】
G01B 7/16 20060101AFI20240730BHJP
H02G 1/06 20060101ALI20240730BHJP
【ＦＩ】
G01B7/16 Z
H02G1/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023009307
(22)【出願日】2023-01-25
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山下 真直
(72)【発明者】
【氏名】島田 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】中村 悠一
(72)【発明者】
【氏名】奥村 宗一郎
(72)【発明者】
【氏名】伊田 尚馬
(72)【発明者】
【氏名】岡山 直樹
(72)【発明者】
【氏名】大西 庸嵩
(72)【発明者】
【氏名】西岡 亮平
【テーマコード（参考）】
2F063
5G352
【Ｆターム（参考）】
2F063AA02
2F063AA25
2F063BA30
2F063BC08
2F063BD13
2F063CA34
2F063DA02
2F063DA05
2F063DA06
2F063DB04
2F063DC08
2F063DD06
2F063EC01
2F063KA03
2F063LA17
5G352CA08
5G352CH08
(57)【要約】
【課題】インピーダンス変化に基づく変形の検知を適切に行うことができる技術を提供する。
【解決手段】 本開示である検知用ケーブルは、内部導体線と、前記内部導体線の外周側に設けられた透液性絶縁層と、前記透液性絶縁層の外周側に設けられた透液性外部導体と、前記透液性外部導体の外周側に設けられた被覆層と、液体を内包しかつ少なくとも前記被覆層が変形したときに作用する圧力によって破壊される液体内包部と、を備える。前記液体内包部は、前記透液性外部導体の外周側に設けられている。
【選択図】図３
【解決手段】 本開示である検知用ケーブルは、内部導体線と、前記内部導体線の外周側に設けられた透液性絶縁層と、前記透液性絶縁層の外周側に設けられた透液性外部導体と、前記透液性外部導体の外周側に設けられた被覆層と、液体を内包しかつ少なくとも前記被覆層が変形したときに作用する圧力によって破壊される液体内包部と、を備える。前記液体内包部は、前記透液性外部導体の外周側に設けられている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部導体線と、
前記内部導体線の外周側に設けられた透液性絶縁層と、
前記透液性絶縁層の外周側に設けられた透液性外部導体と、
前記透液性外部導体の外周側に設けられた被覆層と、
液体を内包しかつ少なくとも前記被覆層が変形したときに作用する圧力によって破壊される液体内包部と、を備え、
前記液体内包部は、前記透液性外部導体の外周側に設けられている
検知用ケーブル。
前記内部導体線の外周側に設けられた透液性絶縁層と、
前記透液性絶縁層の外周側に設けられた透液性外部導体と、
前記透液性外部導体の外周側に設けられた被覆層と、
液体を内包しかつ少なくとも前記被覆層が変形したときに作用する圧力によって破壊される液体内包部と、を備え、
前記液体内包部は、前記透液性外部導体の外周側に設けられている
検知用ケーブル。
【請求項2】
前記液体内包部は、前記被覆層に分散された複数のマイクロカプセルを含む
請求項１に記載の検知用ケーブル。
請求項１に記載の検知用ケーブル。
【請求項3】
前記液体内包部は、
前記液体を内包する複数のマイクロカプセルと、
前記複数のマイクロカプセルを前記透液性外部導体と前記被覆層との間で保持する透液性保持体と、を含む
請求項１に記載の検知用ケーブル。
前記液体を内包する複数のマイクロカプセルと、
前記複数のマイクロカプセルを前記透液性外部導体と前記被覆層との間で保持する透液性保持体と、を含む
請求項１に記載の検知用ケーブル。
【請求項4】
前記液体内包部は、前記透液性外部導体と前記被覆層との間に設けられ、前記液体を内包するフィルム包材を含む
請求項１に記載の検知用ケーブル。
請求項１に記載の検知用ケーブル。
【請求項5】
前記液体は、少なくとも、水、または、アルコールのいずれか１つを含む
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検知用ケーブル。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検知用ケーブル。
【請求項6】
請求項１に記載の検知用ケーブルと、
前記検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知する検知部と、を備える
検知システム。
前記検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知する検知部と、を備える
検知システム。
【請求項7】
前記検知部は、
前記内部導体線の第１端部にパルス信号を与える信号源と、
前記内部導体線における前記第１端部と反対側の第２端部に接続された整合終端器と、
前記パルス信号に応じた反射信号の有無に基づいて前記検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知する処理部と、を備える
請求項６に記載の検知システム。
前記内部導体線の第１端部にパルス信号を与える信号源と、
前記内部導体線における前記第１端部と反対側の第２端部に接続された整合終端器と、
前記パルス信号に応じた反射信号の有無に基づいて前記検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知する処理部と、を備える
請求項６に記載の検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、検知用ケーブル、及び検知システムに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両やロボットには、電力や信号を伝送するためのケーブルが多数用いられる。
これらケーブルの中には、実際の使用環境下において振動等によって想定外の曲げ変形が生じるものがある。
このような変形はケーブルの寿命に影響を与えることがある。このため、実際の使用環境下においてケーブルに生じる変形を把握する必要がある。
これらケーブルの中には、実際の使用環境下において振動等によって想定外の曲げ変形が生じるものがある。
このような変形はケーブルの寿命に影響を与えることがある。このため、実際の使用環境下においてケーブルに生じる変形を把握する必要がある。
【0003】
実際の使用環境下においてケーブルに生じる変形を検知するために、例えば、特許文献１に示すような光ファイバを用いたセンサケーブル（検知用ケーブル）を利用することが考えられる。
このセンサケーブルを用いれば、当該センサケーブルに生じる歪を外部から検知することができる。
よって、検知対象のケーブル（対象ケーブル）に沿ってセンサケーブルを延設したり、対象ケーブルの代わりにセンサケーブルを実際の使用環境下又はそれに類似する環境下に配索したりすることで、センサケーブルを対象ケーブルの使用環境と同じ環境下に配索し、センサケーブルに生じる歪みを検知する。
これによって、実際の使用環境下において対象ケーブルに生じる歪み（曲げ変形）を把握することができる。
このセンサケーブルを用いれば、当該センサケーブルに生じる歪を外部から検知することができる。
よって、検知対象のケーブル（対象ケーブル）に沿ってセンサケーブルを延設したり、対象ケーブルの代わりにセンサケーブルを実際の使用環境下又はそれに類似する環境下に配索したりすることで、センサケーブルを対象ケーブルの使用環境と同じ環境下に配索し、センサケーブルに生じる歪みを検知する。
これによって、実際の使用環境下において対象ケーブルに生じる歪み（曲げ変形）を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００２－２６７４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記光ファイバを用いたセンサケーブルは、高価であり、コスト面で不利である。
そこで、電線をセンサケーブルとして用いることが考えられる。電線に曲げ変形が生じると、その変形部分のインピーダンスが変化する。よって、電線のインピーダンス変化を検知すれば、電線及び検知対象の変形を検知することができる。
そこで、電線をセンサケーブルとして用いることが考えられる。電線に曲げ変形が生じると、その変形部分のインピーダンスが変化する。よって、電線のインピーダンス変化を検知すれば、電線及び検知対象の変形を検知することができる。
【0006】
しかし、曲げ変形に応じた電線のインピーダンス変化は微少であることから検知が困難であり、インピーダンス変化に基づく電線の変形の検知を適切に行うことができないという問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示である検知用ケーブルは、内部導体線と、前記内部導体線の外周側に設けられた透液性絶縁層と、前記透液性絶縁層の外周側に設けられた透液性外部導体と、前記透液性外部導体の外周側に設けられた被覆層と、液体を内包しかつ少なくとも前記被覆層が変形したときに作用する圧力によって破壊される液体内包部と、を備える。前記液体内包部は、前記透液性外部導体の外周側に設けられている。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、インピーダンス変化に基づく変形の検知を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
［実施形態の概要］
【0011】
（１）本開示である検知用ケーブルは、内部導体線と、前記内部導体線の外周側に設けられた透液性絶縁層と、前記透液性絶縁層の外周側に設けられた透液性外部導体と、前記透液性外部導体の外周側に設けられた被覆層と、液体を内包しかつ少なくとも前記被覆層が変形したときに作用する圧力によって破壊される液体内包部と、を備える。前記液体内包部は、前記透液性外部導体の外周側に設けられている。
【0012】
上記構成によれば、透液性外部導体の外周側に、液体内包部を備えるので、検知用ケーブルに曲げ変形や圧縮変形が生じ、少なくとも被覆層が変形すると、その変形部分に作用する圧力によって液体内包部が破壊され、内部の液体が放出される。放出された液体は、透液性外部導体を通過し、透液性絶縁層に到達する。さらに、液体は、透液性絶縁層に浸潤する。
よって、透液性絶縁層の誘電率が顕著に上昇し、検知用ケーブルの変形部分におけるインピーダンスを大きく変化させる。
この結果、検知用ケーブルが変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となり、検知用ケーブルのインピーダンス変化に基づく、検知用ケーブルの変形の検知を適切に行うことができる。
よって、透液性絶縁層の誘電率が顕著に上昇し、検知用ケーブルの変形部分におけるインピーダンスを大きく変化させる。
この結果、検知用ケーブルが変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となり、検知用ケーブルのインピーダンス変化に基づく、検知用ケーブルの変形の検知を適切に行うことができる。
【0013】
（２）上記（１）の検知用ケーブルにおいて、前記液体内包部は、前記被覆層に分散された複数のマイクロカプセルを含むことが好ましい。
この場合、被覆層に液体内包部である複数のマイクロカプセルを保持させることができ、複数のマイクロカプセルを保持するための部材を新たに追加する必要がない。
この場合、被覆層に液体内包部である複数のマイクロカプセルを保持させることができ、複数のマイクロカプセルを保持するための部材を新たに追加する必要がない。
【0014】
（３）上記（１）のケーブルにおいて、前記液体内包部は、前記液体を内包する複数のマイクロカプセルと、前記複数のマイクロカプセルを前記透液性外部導体と前記被覆層との間で保持する透液性保持体と、を含むことが好ましい。
この場合、透液性外部導体と前記被覆層との間にマイクロカプセルが集中して配置されるので、検知用ケーブルが変形し被覆層が変形したときに、より多数のマイクロカプセルが破壊される。この結果、検知用ケーブルの変形部分におけるインピーダンスをより大きく変化させることができる。
この場合、透液性外部導体と前記被覆層との間にマイクロカプセルが集中して配置されるので、検知用ケーブルが変形し被覆層が変形したときに、より多数のマイクロカプセルが破壊される。この結果、検知用ケーブルの変形部分におけるインピーダンスをより大きく変化させることができる。
【0015】
（４）また、上記（１）のケーブルにおいて、前記液体内包部は、前記透液性外部導体と前記被覆層との間に設けられ、前記液体を内包するフィルム包材を含んでいてもよい。
【0016】
（５）また、上記（１）から（４）の少なくともいずれかのケーブルにおいて、前記液体は、少なくとも、水、または、アルコールのいずれか１つを含むことが好ましい。
これら液体は、樹脂等の絶縁体と比較して、誘電率が顕著に大きい。このため、検知用ケーブルの変形部分におけるインピーダンスをより大きく変化させることができる。
これら液体は、樹脂等の絶縁体と比較して、誘電率が顕著に大きい。このため、検知用ケーブルの変形部分におけるインピーダンスをより大きく変化させることができる。
【0017】
（６）また、他の観点からみた本開示は、検知システムである。この検知システムは、上記（１）の検知用ケーブルと、前記検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知する検知部と、を備える。
この構成によれば、検知用ケーブルが変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となり、インピーダンス変化に基づく、検知用ケーブルの変形の検知を適切に行うことができる。
この構成によれば、検知用ケーブルが変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となり、インピーダンス変化に基づく、検知用ケーブルの変形の検知を適切に行うことができる。
【0018】
（７）上記（６）の検知システムにおいて、前記検知部は、前記内部導体線の第１端部にパルス信号を与える信号源と、前記内部導体線における前記第１端部と反対側の第２端部に接続された整合終端器と、前記パルス信号に応じた反射信号の有無に基づいて前記検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知する処理部と、を備えていてもよい。
この場合、簡易な構成で検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知することができる。
この場合、簡易な構成で検知用ケーブルのインピーダンス変化を検知することができる。
【0019】
［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【0020】
〔検知システムについて〕
図１は、検知システムの一例を示すブロック図である。
図１中、検知システム１は、検知対象となる対象ケーブルの曲げ変形を検知するためのシステムである。
対象ケーブルは、例えば、自動車等の車両やロボット等において電力や信号を伝送するためのケーブルである。
図１は、検知システムの一例を示すブロック図である。
図１中、検知システム１は、検知対象となる対象ケーブルの曲げ変形を検知するためのシステムである。
対象ケーブルは、例えば、自動車等の車両やロボット等において電力や信号を伝送するためのケーブルである。
【0021】
検知システム１は、検知用ケーブル２と、検知ユニット４と、を含む。
検知用ケーブル２は、対象ケーブルに沿って延設されたり、対象ケーブルに代えて当該対象ケーブルの使用環境下に配索されたりする。よって、検知用ケーブル２は、対象ケーブルの使用環境と同じ環境下に配索される。
対象ケーブルと同じ環境下に配索されることで、検知用ケーブル２には、対象ケーブルと同様の変形が生じる。検知システム１は、検知用ケーブル２に生じる対象ケーブルと同様の変形を検知することができる。
検知用ケーブル２は、対象ケーブルに沿って延設されたり、対象ケーブルに代えて当該対象ケーブルの使用環境下に配索されたりする。よって、検知用ケーブル２は、対象ケーブルの使用環境と同じ環境下に配索される。
対象ケーブルと同じ環境下に配索されることで、検知用ケーブル２には、対象ケーブルと同様の変形が生じる。検知システム１は、検知用ケーブル２に生じる対象ケーブルと同様の変形を検知することができる。
【0022】
検知用ケーブル２は、被覆電線であり、内部導体線と、前記内部導体の外周側に設けられた絶縁体と、絶縁体の外周側に設けられた外部導体と、を含む。つまり、検知用ケーブル２は、同軸ケーブルを構成する。検知用ケーブル２については、後に説明する。
検知ユニット４は、検知用ケーブル２の第１端部２ａ及び第２端部２ｂに接続されている。第１端部２ａは、検知用ケーブル２の両端のうちの一方の端部である。第２端部２ｂは、第１端部２ａの反対側の端部である。
検知ユニット４は、検知用ケーブル２の第１端部２ａ及び第２端部２ｂに接続されている。第１端部２ａは、検知用ケーブル２の両端のうちの一方の端部である。第２端部２ｂは、第１端部２ａの反対側の端部である。
【0023】
検知ユニット４は、検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知する機能を有する。検知ユニット４は、終端器３と、信号源６と、サーキュレータ８と、処理装置１０と、を有する。
信号源６は、検知用ケーブル２の第１端部２ａに与えるパルス信号を出力する。
サーキュレータ８は、信号源６から出力されるパルス信号を検知用ケーブル２の第１端部２ａに与える。また、サーキュレータ８は、検知用ケーブル２の第１端部２ａからの出力を処理装置１０へ与える。
信号源６は、検知用ケーブル２の第１端部２ａに与えるパルス信号を出力する。
サーキュレータ８は、信号源６から出力されるパルス信号を検知用ケーブル２の第１端部２ａに与える。また、サーキュレータ８は、検知用ケーブル２の第１端部２ａからの出力を処理装置１０へ与える。
【0024】
処理装置１０は、処理部１０ａと、記憶部１０ｂと、出力部１０ｃと、を備えるコンピュータ等によって構成される。
処理部１０ａは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、量子プロセッサ等、コンピュータの制御に適合する種々のプロセッサである。
処理部１０ａは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、量子プロセッサ等、コンピュータの制御に適合する種々のプロセッサである。
【0025】
記憶部１０ｂは、例えば、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
記憶部１０ｂには、処理部１０ａに実行させるためのコンピュータプログラムや、必要な情報が記憶されている。処理部１０ａは、記憶部１０ｂのようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、処理装置１０が有する各種処理機能を実現する。
また、処理部１０ａは、検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知する検知処理を行う機能を有する。検知処理については、後に説明する。
記憶部１０ｂには、処理部１０ａに実行させるためのコンピュータプログラムや、必要な情報が記憶されている。処理部１０ａは、記憶部１０ｂのようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、処理装置１０が有する各種処理機能を実現する。
また、処理部１０ａは、検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知する検知処理を行う機能を有する。検知処理については、後に説明する。
【0026】
出力部１０ｃは、処理部１０ａによる処理に関する各種情報を、外部へ向けて出力する機能を有する。出力部１０ｃは、無線通信装置を含んでいてもよい。この場合、出力部１０ｃは、無線通信によって、各種情報を出力する。また、出力部１０ｃは、モニタや、インジケータ、スピーカを含んでいてもよい。この場合、出力部１０ｃは、これらデバイスによって、各種情報を出力する。
【0027】
検知ユニット４に含まれる各部が行う動作や処理については、後に説明する。
【0028】
〔第１実施形態の検知用ケーブル２について〕
図２は、第１実施形態の検知用ケーブル２の斜視断面図である。図２では、長手方向に沿って検知用ケーブル２の周方向の一部を切り欠いて示している。
検知用ケーブル２は、内部導体線２０と、透液性絶縁層２２と、透液性外部導体２４と、被覆層２６と、液体内包部２８と、を備える。
内部導体線２０は、検知用ケーブル２の径方向中心に位置する。内部導体線２０、透液性絶縁層２２、透液性外部導体２４、及び、被覆層２６は、検知用ケーブル２の径方向中心から径方向外側へ向かって順番に積層されている。
図２は、第１実施形態の検知用ケーブル２の斜視断面図である。図２では、長手方向に沿って検知用ケーブル２の周方向の一部を切り欠いて示している。
検知用ケーブル２は、内部導体線２０と、透液性絶縁層２２と、透液性外部導体２４と、被覆層２６と、液体内包部２８と、を備える。
内部導体線２０は、検知用ケーブル２の径方向中心に位置する。内部導体線２０、透液性絶縁層２２、透液性外部導体２４、及び、被覆層２６は、検知用ケーブル２の径方向中心から径方向外側へ向かって順番に積層されている。
【0029】
内部導体線２０は、銅、アルミニウム等の導体によって形成された線状の部材である。内部導体線２０は、単一の素線であってもよいし、複数の素線を撚り合わせた撚線であってもよい。
【0030】
透液性絶縁層２２は、内部導体線２０の外周側に設けられている。透液性絶縁層２２は、内部導体線２０と、透液性外部導体２４と、の間に介在している。透液性絶縁層２２は、内部導体線２０と、透液性外部導体２４と、を絶縁する。
透液性絶縁層２２は、透液性を有する絶縁体によって形成される。透液性絶縁層２２は、例えば、発泡ポリエチレン等の絶縁体によって形成されている。発泡ポリエチレンは、互いに繋がる複数の気泡を有しており、この複数の気泡によって透液性を有する。
透液性絶縁層２２は、透液性を有する絶縁体によって形成される。透液性絶縁層２２は、例えば、発泡ポリエチレン等の絶縁体によって形成されている。発泡ポリエチレンは、互いに繋がる複数の気泡を有しており、この複数の気泡によって透液性を有する。
【0031】
透液性外部導体２４は、透液性絶縁層２２の外周側に設けられている。透液性外部導体２４は、透液性絶縁層２２と、被覆層２６と、の間に介在している。透液性外部導体２４は接地される。
透液性外部導体２４は、網組によって構成される。網組は、銅、アルミニウム等の導体の細線を網状に編むことで得られる構造体である。透液性外部導体２４は、網組体を筒状にすることで得られる。透液性外部導体２４は、網組によって構成されることにより、透液性を有する。
透液性外部導体２４は、網組によって構成される。網組は、銅、アルミニウム等の導体の細線を網状に編むことで得られる構造体である。透液性外部導体２４は、網組体を筒状にすることで得られる。透液性外部導体２４は、網組によって構成されることにより、透液性を有する。
【0032】
被覆層２６は、透液性外部導体２４の外周側に設けられている。被覆層２６は、透液性外部導体２４の外周面に沿って設けられている。被覆層２６は、上述の各部を覆っている。これにより、検知用ケーブル２を構成する各部を外部環境から保護する。
被覆層２６は、例えば、ポリ塩化ビニル等によって形成される。
被覆層２６は、例えば、ポリ塩化ビニル等によって形成される。
【0033】
液体内包部２８は、透液性外部導体２４の外周側に設けられる部材である。液体内包部２８は、液体を内包しかつ少なくとも被覆層２６が変形したときに作用する圧力によって破壊される部材である。
本実施形態の液体内包部２８は、複数のマイクロカプセル３０を含む。複数のマイクロカプセル３０は、被覆層２６に一様に分散されている。
本実施形態の液体内包部２８は、複数のマイクロカプセル３０を含む。複数のマイクロカプセル３０は、被覆層２６に一様に分散されている。
【0034】
図３は、図２に示す断面部分の拡大図である。図３において、紙面左右方向が、検知用ケーブル２の長手方向に沿っている。
図３中、複数のマイクロカプセル３０は、それぞれ、カプセル壁３２と、液体３４と、を有する。液体３４は、カプセル壁３２に内包される。本実施形態において液体３４は、水である。
カプセル壁３２は、外部から所定の圧力が加わると壊れる性質を有する。カプセル壁３２が壊れる所定の圧力は、カプセル壁３２の素材や製造条件等によって適宜調整される。本実施形態における所定の圧力は、検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形が生じることで被覆層２６が変形したときにマイクロカプセル３０に作用する圧力である。
カプセル壁３２の素材としては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、及び、尿素樹脂等が挙げられる。さらに、マイクロカプセル３０の製法としては、界面重合法、コアセルベーション法、ｉｎ－ｓｉｔｕ重合法、及び、滴下法等が挙げられる。
図３中、複数のマイクロカプセル３０は、それぞれ、カプセル壁３２と、液体３４と、を有する。液体３４は、カプセル壁３２に内包される。本実施形態において液体３４は、水である。
カプセル壁３２は、外部から所定の圧力が加わると壊れる性質を有する。カプセル壁３２が壊れる所定の圧力は、カプセル壁３２の素材や製造条件等によって適宜調整される。本実施形態における所定の圧力は、検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形が生じることで被覆層２６が変形したときにマイクロカプセル３０に作用する圧力である。
カプセル壁３２の素材としては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、及び、尿素樹脂等が挙げられる。さらに、マイクロカプセル３０の製法としては、界面重合法、コアセルベーション法、ｉｎ－ｓｉｔｕ重合法、及び、滴下法等が挙げられる。
【0035】
複数のマイクロカプセル３０が分散された被覆層２６を形成するために、以下のような方法を採用することができる。
まず、溶融したポリ塩化ビニルに所定の割合でマイクロカプセル３０を混合し、溶融混合物を得る。
次いで、被覆層２６のみを持たない検知用ケーブル２の中間製品を用意する。この中間製品は被覆層２６を持たないので、外面には透液性外部導体２４が露出する。この中間製品の外面である透液性外部導体２４の表面に、前記溶融混合物を塗布する。例えば、前記溶融混合物を貯留した液槽に前記中間製品を浸漬することで、前記中間製品の外面に前記溶融混合物を塗布する。
前記中間製品の外面に前記溶融混合物を塗布した後、冷却することで前記溶融混合物を硬化させる。これにより、複数のマイクロカプセル３０が分散された被覆層２６を形成することができる。
まず、溶融したポリ塩化ビニルに所定の割合でマイクロカプセル３０を混合し、溶融混合物を得る。
次いで、被覆層２６のみを持たない検知用ケーブル２の中間製品を用意する。この中間製品は被覆層２６を持たないので、外面には透液性外部導体２４が露出する。この中間製品の外面である透液性外部導体２４の表面に、前記溶融混合物を塗布する。例えば、前記溶融混合物を貯留した液槽に前記中間製品を浸漬することで、前記中間製品の外面に前記溶融混合物を塗布する。
前記中間製品の外面に前記溶融混合物を塗布した後、冷却することで前記溶融混合物を硬化させる。これにより、複数のマイクロカプセル３０が分散された被覆層２６を形成することができる。
【0036】
図３中、被覆層２６に分散している複数のマイクロカプセル３０の中には、内面２６ａに露出するマイクロカプセル３０Ａが一定の割合で存在する。内面２６ａは、被覆層２６において透液性外部導体２４に面する面である。
【0037】
ここで、検知用ケーブル２に曲げ変形が生じたり、検知用ケーブル２が径方向に沿って圧縮されることで圧縮変形が生じたりすると、検知用ケーブル２を構成する各部にも変形が生じる。
検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形が生じ、少なくとも被覆層２６が変形すると、その変形部分に作用する圧力によって変形部分に存在するマイクロカプセル３０（カプセル壁３２）が破壊される。
検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形が生じ、少なくとも被覆層２６が変形すると、その変形部分に作用する圧力によって変形部分に存在するマイクロカプセル３０（カプセル壁３２）が破壊される。
【0038】
内面２６ａに露出するマイクロカプセル３０Ａが破壊されると、マイクロカプセル３０Ａに内包されていた液体３４が被覆層２６よりも内側へ放出される。放出された液体３４は、透液性外部導体２４を通過し、透液性絶縁層２２に到達する。さらに、液体３４は、透液性絶縁層２２に部分的に浸潤する。
【0039】
本実施形態の液体３４は水である。水の誘電率は８０、透液性絶縁層２２を構成するポリエチレンの誘電率は２．３～２．４である。このように、水の誘電率はポリエチレンの誘電率と比較して非常に大きい値である。
よって、透液性絶縁層２２のうち液体３４に浸潤された部分の誘電率は顕著に上昇し、検知用ケーブル２の変形部分におけるインピーダンスを大きく変化させる。
この結果、検知ユニット４による、検知用ケーブル２が変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となる。
よって、透液性絶縁層２２のうち液体３４に浸潤された部分の誘電率は顕著に上昇し、検知用ケーブル２の変形部分におけるインピーダンスを大きく変化させる。
この結果、検知ユニット４による、検知用ケーブル２が変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となる。
【0040】
また、本実施形態では、マイクロカプセル３０が被覆層２６に分散されているので、被覆層２６に液体内包部２８である複数のマイクロカプセル３０を保持させることができ、複数のマイクロカプセル３０を保持するための部材を新たに追加する必要がない。
【0041】
〔検知ユニット４について〕
上述したように、検知ユニット４は、検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知する機能を有する。
図１に示すように、検知ユニット４は、検知用ケーブル２に含まれる内部導体線２０の第１端部２０ａに接続される。内部導体線２０の第１端部２０ａは、第１端部２ａ側に位置する内部導体線２０の端部である。
上述したように、検知ユニット４は、検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知する機能を有する。
図１に示すように、検知ユニット４は、検知用ケーブル２に含まれる内部導体線２０の第１端部２０ａに接続される。内部導体線２０の第１端部２０ａは、第１端部２ａ側に位置する内部導体線２０の端部である。
【0042】
検知ユニット４の信号源６は、サーキュレータ８を介して第１端部２０ａに接続される。
検知ユニット４の処理装置１０は、サーキュレータ８を介して第１端部２０ａに接続される。処理装置１０は、第１端部２０ａからの出力を受け付ける機能を有する。
終端器３は、内部導体線２０の第２端部２０ｂに接続される。内部導体線２０の第２端部２０ｂは、第２端部２ｂ側に位置する内部導体線２０の端部である。
終端器３のインピーダンスは、使用され変形する前の検知用ケーブル２の特性インピーダンスと等価である。よって、検知用ケーブル２は整合終端される。
検知ユニット４の処理装置１０は、サーキュレータ８を介して第１端部２０ａに接続される。処理装置１０は、第１端部２０ａからの出力を受け付ける機能を有する。
終端器３は、内部導体線２０の第２端部２０ｂに接続される。内部導体線２０の第２端部２０ｂは、第２端部２ｂ側に位置する内部導体線２０の端部である。
終端器３のインピーダンスは、使用され変形する前の検知用ケーブル２の特性インピーダンスと等価である。よって、検知用ケーブル２は整合終端される。
【0043】
信号源６は、所定の間隔で継続的にパルス信号を出力する。
信号源６が出力したパルス信号は、サーキュレータ８を介して検知用ケーブル２の第１端部２０ａへ与えられる。
第１端部２０ａへ与えられたパルス信号は、第１端部２０ａから第２端部２０ｂへ亘って検知用ケーブル２を伝搬する。
検知用ケーブル２の第２端部２０ｂは終端器３によって整合終端されている。よって、パルス信号が第２端部２０ｂ側に伝搬したとしても、パルス信号に応じた反射信号は生じない。
信号源６が出力したパルス信号は、サーキュレータ８を介して検知用ケーブル２の第１端部２０ａへ与えられる。
第１端部２０ａへ与えられたパルス信号は、第１端部２０ａから第２端部２０ｂへ亘って検知用ケーブル２を伝搬する。
検知用ケーブル２の第２端部２０ｂは終端器３によって整合終端されている。よって、パルス信号が第２端部２０ｂ側に伝搬したとしても、パルス信号に応じた反射信号は生じない。
【0044】
ここで、検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形といった変形が生じると、検知用ケーブル２の変形部分に存在するマイクロカプセル３０が破壊されて液体３４が放出され、検知用ケーブル２の変形部分におけるインピーダンスを大きく変化させる。
このため、検知用ケーブル２と、終端器３との間で特性インピーダンスの不整合が生じ、検知用ケーブル２において、パルス信号に応じた反射信号が生じる。
このため、第１端部２０ａにおける出力には、検知用ケーブル２において生じた反射信号が含まれる。
反射信号を含んだ第１端部２０ａにおける出力は、サーキュレータ８を介して処理装置１０へ与えられる。
このため、検知用ケーブル２と、終端器３との間で特性インピーダンスの不整合が生じ、検知用ケーブル２において、パルス信号に応じた反射信号が生じる。
このため、第１端部２０ａにおける出力には、検知用ケーブル２において生じた反射信号が含まれる。
反射信号を含んだ第１端部２０ａにおける出力は、サーキュレータ８を介して処理装置１０へ与えられる。
【0045】
上述したように、処理装置１０の処理部１０ａは、検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知する検知処理を行う機能を有する。
また、処理部１０ａは、信号源６を制御する機能も有する。
また、処理部１０ａは、信号源６を制御する機能も有する。
【0046】
図４は、検知処理の一例を示すフローチャートである。
処理部１０ａは、まず、信号源６にパルス信号の出力を開始させる（ステップＳ１）。これにより、信号源６は、所定の間隔で継続的にパルス信号を出力する。パルス信号は、検知用ケーブル２に与えられる。
処理部１０ａは、まず、信号源６にパルス信号の出力を開始させる（ステップＳ１）。これにより、信号源６は、所定の間隔で継続的にパルス信号を出力する。パルス信号は、検知用ケーブル２に与えられる。
【0047】
次いで、処理部１０ａは、第１端部２０ａからの出力に反射信号が含まれているか否かを判定する（ステップＳ２）。
検知用ケーブル２からの反射信号が含まれていないと判定する場合、処理部１０ａは、ステップＳ２へ戻る。よって、処理部１０ａは、反射信号が含まれていると判定するまで、ステップＳ２を繰り返す。
検知用ケーブル２からの反射信号が含まれていると判定する場合、処理部１０ａは、ステップＳ３へ進み、出力部１０ｃを通じて反射信号が生じている旨の出力を行い（ステップＳ３）、ステップＳ２へ戻る。
検知用ケーブル２からの反射信号が含まれていないと判定する場合、処理部１０ａは、ステップＳ２へ戻る。よって、処理部１０ａは、反射信号が含まれていると判定するまで、ステップＳ２を繰り返す。
検知用ケーブル２からの反射信号が含まれていると判定する場合、処理部１０ａは、ステップＳ３へ進み、出力部１０ｃを通じて反射信号が生じている旨の出力を行い（ステップＳ３）、ステップＳ２へ戻る。
【0048】
上述のように、検知用ケーブル２からの出力に反射信号が含まれている場合、検知用ケーブル２のインピーダンスに変化が生じており、検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形といった変形が生じていることを示している。
よって、処理部１０ａは、パルス信号に応じた反射信号の有無に基づいて検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知することができる。
処理部１０ａは、反射信号が有る旨を出力部１０ｃから出力することで、検知システム１のオペレータ等に、検知用ケーブル２にインピーダンス変化が生じており、検知用ケーブル２に変形が生じていることを認識させることができる。
よって、処理部１０ａは、パルス信号に応じた反射信号の有無に基づいて検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知することができる。
処理部１０ａは、反射信号が有る旨を出力部１０ｃから出力することで、検知システム１のオペレータ等に、検知用ケーブル２にインピーダンス変化が生じており、検知用ケーブル２に変形が生じていることを認識させることができる。
【0049】
本実施形態によれば、被覆層２６に分散させた複数のマイクロカプセル３０によって、検知用ケーブル２の変形部分におけるインピーダンスを大きく変化させることができる。この結果、検知用ケーブル２が変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となり、インピーダンス変化に基づく、検知用ケーブルの変形の検知を適切に行うことができる。
また、本実施形態では、信号源６、終端器３、及び処理装置１０といった簡易な構成で検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知することができる。
また、本実施形態では、信号源６、終端器３、及び処理装置１０といった簡易な構成で検知用ケーブル２のインピーダンス変化を検知することができる。
【0050】
【0051】
本実施形態は、複数のマイクロカプセル３０が、透液性外部導体２４と、被覆層２６と、の間に層状に設けられている点において第１実施形態と相違する。
【0052】
本実施形態の液体内包部２８は、複数のマイクロカプセル３０と、透液性保持体３６と、を含む。
複数のマイクロカプセル３０は、第１実施形態と同様の構成である。すなわち、複数のマイクロカプセル３０は、それぞれ、カプセル壁３２と、液体３４と、を有する。液体３４は、カプセル壁３２に内包される。本実施形態において液体３４は、水である。
複数のマイクロカプセル３０は、第１実施形態と同様の構成である。すなわち、複数のマイクロカプセル３０は、それぞれ、カプセル壁３２と、液体３４と、を有する。液体３４は、カプセル壁３２に内包される。本実施形態において液体３４は、水である。
【0053】
透液性保持体３６は、透液性外部導体２４と被覆層２６との間に設けられた層状の部材である。透液性保持体３６は、複数のマイクロカプセル３０を透液性外部導体２４と被覆層２６との間で保持する。
透液性保持体３６は、例えば、樹脂繊維を層状に形成した部材であり、透液性を有する。透液性保持体３６は、樹脂繊維の隙間に複数のマイクロカプセル３０を保持する。
この樹脂繊維としては、ナイロンや、ポリエステルが挙げられる。
透液性保持体３６は、例えば、樹脂繊維を層状に形成した部材であり、透液性を有する。透液性保持体３６は、樹脂繊維の隙間に複数のマイクロカプセル３０を保持する。
この樹脂繊維としては、ナイロンや、ポリエステルが挙げられる。
【0054】
本実施形態では、透液性外部導体２４と被覆層２６との間にマイクロカプセル３０が集中して配置されるので、検知用ケーブル２が変形し被覆層２６が変形したときに、より多数のマイクロカプセル３０が破壊される。この結果、検知用ケーブル２の変形部分におけるインピーダンスをより大きく変化させることができる。
【0055】
【0056】
本実施形態は、液体内包部２８が、液体３４を内包するフィルム包材４０を含んでいる点において第１実施形態と相違する。
【0057】
フィルム包材４０は、透液性外部導体２４と、被覆層２６と、の間に設けられている。フィルム包材４０は、外側フィルム部４２と、内側フィルム部４４とを含む。フィルム包材４０は、外側フィルム部４２と、内側フィルム部４４との間に液体３４を内包する空間を有する。
外側フィルム部４２及び内側フィルム部４４の素材としては、マイクロカプセル３０のカプセル壁３２と同様の素材を用いることができる。
フィルム包材４０（外側フィルム部４２、内側フィルム部４４）は、マイクロカプセル３０と同様、検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形が生じ、少なくとも被覆層２６が変形すると、その変形部分に作用する圧力によって破壊される。
フィルム包材４０が破壊されると、フィルム包材４０に内包されていた液体３４が被覆層２６よりも内側へ放出される。よって、透液性絶縁層２２は、液体３４によって部分的に浸潤される。
よって、本実施形態においても、検知用ケーブル２に変形が生じたときに、検知用ケーブル２のインピーダンスを部分的に大きく変化させることができる。
この結果、検知ユニット４による、検知用ケーブル２が変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となる。
外側フィルム部４２及び内側フィルム部４４の素材としては、マイクロカプセル３０のカプセル壁３２と同様の素材を用いることができる。
フィルム包材４０（外側フィルム部４２、内側フィルム部４４）は、マイクロカプセル３０と同様、検知用ケーブル２に曲げ変形や圧縮変形が生じ、少なくとも被覆層２６が変形すると、その変形部分に作用する圧力によって破壊される。
フィルム包材４０が破壊されると、フィルム包材４０に内包されていた液体３４が被覆層２６よりも内側へ放出される。よって、透液性絶縁層２２は、液体３４によって部分的に浸潤される。
よって、本実施形態においても、検知用ケーブル２に変形が生じたときに、検知用ケーブル２のインピーダンスを部分的に大きく変化させることができる。
この結果、検知ユニット４による、検知用ケーブル２が変形したときのインピーダンス変化の検知が容易となる。
【0058】
〔その他〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上記各実施形態では、液体３４が水である場合を例示した。しかし、液体３４としてアルコールを用いることができる。例えば、エチルアルコールの誘電率は２４、メチルアルコールの誘電率は３３であり、これらの誘電率もポリエチレンの誘電率と比較して非常に大きい値である。よって、これらアルコールを液体３４と用いることで、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上記各実施形態では、液体３４が水である場合を例示した。しかし、液体３４としてアルコールを用いることができる。例えば、エチルアルコールの誘電率は２４、メチルアルコールの誘電率は３３であり、これらの誘電率もポリエチレンの誘電率と比較して非常に大きい値である。よって、これらアルコールを液体３４と用いることで、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0059】
また、上記各実施形態では、対象ケーブルが自動車等の車両やロボット等において電力や信号を伝送するためのケーブルとし、検知用ケーブル２によって対象ケーブルの変形を検知する場合を例示した。
しかし、検知用ケーブル２は、対象ケーブルの変形を検知するだけではなく、例えば、物体を吊り下げるためのケーブルとして用いてもよい。この場合、物体を吊り下げる検知用ケーブル２に変形が生じたときに、その変形を検知することができる。
このため、物体の吊り下げに支障を来す程度に検知用ケーブル２に変形が生じた場合には、それを検知することができる。また、物体の窃盗を目的として検知用ケーブル２を切断しようとしたときに、検知用ケーブル２に圧縮変形が生じた場合に、それを検知することができる。
しかし、検知用ケーブル２は、対象ケーブルの変形を検知するだけではなく、例えば、物体を吊り下げるためのケーブルとして用いてもよい。この場合、物体を吊り下げる検知用ケーブル２に変形が生じたときに、その変形を検知することができる。
このため、物体の吊り下げに支障を来す程度に検知用ケーブル２に変形が生じた場合には、それを検知することができる。また、物体の窃盗を目的として検知用ケーブル２を切断しようとしたときに、検知用ケーブル２に圧縮変形が生じた場合に、それを検知することができる。
【0060】
本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0061】
１ 検知システム
２ 検知用ケーブル
２ａ 第１端部
２ｂ 第２端部
３ 終端器
４ 検知ユニット
６ 信号源
８ サーキュレータ
１０ 処理装置
１０ａ 処理部
１０ｂ 記憶部
１０ｃ 出力部
２０ 内部導体線
２０ａ 第１端部
２０ｂ 第２端部
２２ 透液性絶縁層
２４ 透液性外部導体
２６ 被覆層
２６ａ 内面
２８ 液体内包部
３０、３０Ａ マイクロカプセル
３２ カプセル壁
３４ 液体
３６ 透液性保持体
４０ フィルム包材
４２ 外側フィルム部
４４ 内側フィルム部
２ 検知用ケーブル
２ａ 第１端部
２ｂ 第２端部
３ 終端器
４ 検知ユニット
６ 信号源
８ サーキュレータ
１０ 処理装置
１０ａ 処理部
１０ｂ 記憶部
１０ｃ 出力部
２０ 内部導体線
２０ａ 第１端部
２０ｂ 第２端部
２２ 透液性絶縁層
２４ 透液性外部導体
２６ 被覆層
２６ａ 内面
２８ 液体内包部
３０、３０Ａ マイクロカプセル
３２ カプセル壁
３４ 液体
３６ 透液性保持体
４０ フィルム包材
４２ 外側フィルム部
４４ 内側フィルム部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】