JPH09504903A - 絶縁ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高い真円度および高い可剥性を合わせ持つ絶縁ケーブルが、２つまたはそれ以上の個々に絶縁された導体、導体の回りに巻き付けられたポリマーテープの内ライニング、および内ライニングの回りに溶融押し出しされたポリマー絶縁材の外ジャケットを有する。内ライニングと導体との間の付着性レベルが、内ライニングと外ジャケットとの間の付着性レベルよりも低い。この絶縁ケーブルは、アンチロックブレーキングシステムにおいて特に有用である。このケーブルの製造方法もまた開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 絶縁ケーブルおよびその製造方法 本発明は、絶縁ケーブル、即ち、外部絶縁ジャケットが２つまたはそれ以上の 導体を囲み、導体の少なくとも１つが絶縁層によって取り囲まれているケーブル に関する。 多くの絶縁ケーブルは、可剥性および真円度の必要条件を満たしていなければ ならない。可剥性（即ち、ジャケット内の導体および絶縁材を損傷させることな くジャケットを除去することができる能力）は、ケーブルが自動装置によって剥 離されるときに、特に重要である。真円度は、端子をケーブルの末端に形成する 工程の一部として、金型をケーブルの回りに取り付けなければならないとき（「 オーバーモールディング」（overmolding）と呼ばれることもある）、および、 例えば、ケーブルが受口に封止される前に、精密寸法の受口を通過しなければな らないときに、特に重要である。真円度は、通常、最少直径を最大直径で割って １００を掛けることによって得られる数値として表現される。丸くかつ可剥性で なければならないケーブルの１つの例は、車輪スピードセンサーと電子制御器と を連結するためにアンチロックブレーキングシステム（anti-loock braking sys tems）(ＡＢＳ)に使用される撚られた対のケーブルであり、そのようなＡＢＳケ ーブルは、好ましくは、少なくとも９６％の真円度を有することが好ましい。 少数の個々の導体（特に、絶縁導体の撚られた対）を有してなり、丸くかつ可 剥性であるケーブルを製造するのは容易ではない。高い可剥性を有するケーブル は、チューブ押し出し法によって製造することができるが、その製品は低い真円 度を有する。高い真円度を有するケーブルは、２つまたはそれ以上の個々に絶縁 された導体（および要すれば絶縁材の充填ロッド（filler rods））の回りにポ リマー組成物を圧力押し出しすることによって得ることができるが、ジャケット 材が絶縁導体間の隙間を満たし、ジャケットを剥離するのを困難にする。この問 題に対する従来の解決法は、ジャケットを適用する前に、絶縁導体にタルク粉末 またはその他の剥離剤を適用することである。しかし、この方法は、ジャケット 材が絶縁導体間の隙間を満たすのを防止することができず、また、剥離剤による 環境上の懸念および逆効果の可能性があるので望ましくない。 絶縁ジャケットが、大きなケーブルの回りへの押し出しによって製造される場 合、「シュリンクバック」と呼ばれる問題、即ち、終端でジャケットを除去する ためにジャケットの末端部分を切断した後に、残るジャケットが終端から縮む問 題が発生することが多い。ケーブルがシュリンクバックする傾向は、短いケーブ ル、例えば長さ１２インチのケーブルを切断し、それを高温、例えば１５０℃の オーブン中に、長時間、例えば６時間保持し、ジャケットの縮みを測定すること によって評価することができる。 遮蔽ケーブルは一般に、絶縁導体に連続導電シールドを与える金属編組または 巻き付け金属箔を有する。金属編組を有するケーブルは、編組が切断しにくいた めに、剥離が困難である。金属箔は、絶縁導体に直接巻き付けられている場合、 絶縁導体を損傷させることなく剥離するのが困難である。なぜなら、金属箔は、 それが巻き付けられている絶縁導体の形状と同じになっているからである。 本発明により、外部絶縁ジャケットを適用する前に絶縁および／または非絶縁 導体の回りにポリマーテープの内ライニングを巻き付けること、および、巻き付 けたテープをジャケットに結合させること、によって優れた可剥性を有するケー ブルを製造し得ることが発見された。そのような内ライニングの使用は、特に、 ケーブルが圧力押し出しされたときに有用である。なぜなら、ケーブルが優れた 可剥性のみならず優れた真円度（および押し出しダイによって決まる他の望まし い外形）を有することができるからである。また、充填ロッドなしに撚り合わさ れた絶縁導体２、３または４本を有するケーブルにとって特に有用である。 我々はまた、絶縁ポリマー層と密着性金属層の積層品であるテープを導体に巻 き付けることによって、自動装置によってさえも容易に剥離することができるシ ールドケーブルを製造することが可能であることを見いだした。この目的のため 、積層品は、例えば、容易に入手できる金属化ポリマーテープのうちの１つであ ってもよい。このように製造されるシールド層の長手方向抵抗が強い場合がある ので、このケーブルは、好ましくは、シールド層と少なくとも不連続接触する非 絶縁導体を有してなり、それによってドレンワイヤを提供する。好ましくは、積 層 品は、金属層を内側にして、絶縁および／または非絶縁導体の回りに直接巻き付 けられ、次に絶縁ジャケットで覆われる。一般に、この絶縁ジャケットは、巻き 付けられた積層品の回りに押し出される、好ましくは圧力押し出しされる。 第一の好ましい要旨において、本発明は、 （ａ） 複数の導体であって、ポリマー絶縁材の第一層によって個々に取り囲 まれている少なくとも１つの第一導体、および、絶縁材の第一層によって個々に 取り囲まれている第二導体を有してなる複数の導体； （ｂ） 前記複数の導体をひとまとめにして取り囲み、導体の回りに巻き付け られたポリマーテープを有してなるポリマー絶縁材の内ライニング；および （ｃ） 前記内ライニングの回りに溶融押し出しされたポリマー組成物を含ん でなるポリマー絶縁材の外ジャケット； を有してなる絶縁ケーブルであって、導体と内ライニングの間の付着性レベルが 内ライニングと外ジャケットの間の付着性レベルよりも低い絶縁ケーブルを提供 する。 本発明のこの要旨における特に有用な具体例は、真円度が少なくとも９０％、 好ましくは少なくとも９６％である絶縁ケーブルであり、この絶縁ケーブルは、 下記のものを有する： （ａ） 一緒に撚られ、各々がポリマー絶縁材の第一層によって取り囲まれて いる２つの絶縁金属導体； （ｂ） （ｉ）絶縁導体を取り囲んでいるが、それに結合されておらず、（ii ）導体の回りに巻き付けられたポリマーテープを有してなる、ポリマー絶縁材の 内ライニング；および （ｃ） （ｉ）内ライニングの回りに圧力押し出しされたポリマー組成物を含 んでなり、（ii）内ライニングに結合されている、ポリマー絶縁材の外ジャケッ ト。 第二の好ましい要旨において、本発明は、例えば、アンチロックブレーキング システムにおいて車輪スピードセンサーを電子制御装置に連結するのに適してい るアセンブリであって、このアセンブリは、下記のもの： （１） 好ましくは少なくとも９６％の真円度を有するケーブルであって、こ のケーブルは、 （ａ） 一緒に撚られ、各々がポリマー絶縁材の第一層によって取り囲ま れている２つの絶縁金属導体； （ｂ） （ｉ）絶縁導体を取り囲んでいるが、それに結合されておらず、 （ii）導体の回りに巻き付けられたポリマーテープを有してなる、ポリマー絶縁 材の内ライニング；および （ｃ） （ｉ）内ライニングの回りに圧力押し出しされたポリマー組成物 を含んでなり、（ii）内ライニングに結合されている、ポリマー絶縁材の外ジャ ケット； を有してなるケーブルであり、 このケーブルは端子部分を有しており、この端子部分において、 （ｉ） 絶縁導体の末端部分を露出させるために外ジャケットおよび内ラ イニングが除去されており、 （ii） 絶縁材の第一層が各露出末端部分の一部から除去されている； （２） 導体の露出末端部分に個々に接続されている２つの端子：および （３） 絶縁ポリマー組成物の成形物であって、この成形物は、ケーブルの端 子部分および端子の回りに成形され、それによって、ケーブルの端子部分、ケー ブルとセンサー間の電気的接合部、および各端子の少なくとも一部分の回りに、 水不浸透性シールを与える成形物 を有してなるアセンブリを提供する。 本発明の第三の好ましい要旨において、本発明は、下記のことから成る絶縁ケ ーブルの製造方法を提供するものである： （１） ２つまたはそれ以上の導体を準備する； （２） 前記導体の回りにポリマーテープを巻き付ける； （３） 前記ポリマーテープの回りにポリマー組成物を溶融押し出しして外ジ ャケットを形成するが、前記組成物は外ジャケットがポリマーテープに溶融結合 する温度で押し出される。 小さいケーブルから外ジャケットを剥離するために、高速の自動切断剥離装置 を使用するのが好ましい。個々の導体をいくつか有する小さいケーブルは様々な 用途に使用することができ、例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ） において車輪スピードセンサーを電子制御装置に連結するのに使用することがで きる。これらの用途のいくつかにおいて、ケーブルが、個々の導体に、例えばＥ ＭＩおよび／またはＲＦ放射からのシールドをも提供することが好ましい。本発 明は、自動的に剥離する必要があるケーブル、および／または、シールドを含む 必要があるケーブル、に特に有用である。 「導体」という語は、本明細書において、金属導体および光ファイバーを含む ものとして使用されている。導体が金属であるとき、少なくとも１つの導体が、 個々に、絶縁材の第一層によって取り囲まれている。この導体は、非中空であっ てもよいし、または単一金属、または第二金属によって被覆された第一金属から 成る撚りワイヤであってもよい。好適な金属は、錫、銅、銀、ニッケルおよびそ れらの組み合せを含む。ポリマー絶縁材の内層が、個々の導体の１つまたはそれ 以上の回りに与えられてよい；多くの場合、全ての導体が絶縁されるかまたは、 １つを除く全ての導体が絶縁され、絶縁されない導体はドレンワイヤである。絶 縁材は架橋されていてもよいし（放射線またはその他によって）、架橋されてい なくてもよい。適切な絶縁材は、ＰＶＣ、エチレン／テトラフルオロエチレン（ ＥＴＦＥ）コポリマー（ターポリマーを含む）および他のフルオロポリマーを含 む。絶縁材は好ましくは、少なくともポリマーテープの外表面の融点よりも高い 融点を有し、それによって、絶縁材の内層に影響を及ぼすことのない温度で、テ ープの外表面を外ジャケットに溶融結合させることができる。絶縁材の内層の厚 さは、例えば、０.００２〜０.０５インチ、好ましくは０.００４〜０.０３イン チであってよい。 内ライニングを与えるために、ポリマーテープが導体の回りに巻き付けられる 。このテープは、例えば、０.０００７〜０.０１インチの厚さであってよい。好 ましくは、このテープは長手方向に巻き付けられるが、螺旋またはその他の方法 で巻き付けてもよい。このポリマーテープは、例えばポリエステルのような、適 切ないずれの材料から成ってもよく、同じかまたは異なるポリマーの１つまたは それ以上の層を含んでいてもよい。特に、シールドケーブルが必要とされる場合 、このテープは、巻き付けられたテープの内側を形成する金属化層を有すること が できる。巻き付けられたテープの外表面は、外ジャケットが溶融押し出しされる 時に、外ジャケットに溶融結合するような外表面であるのが好ましい。これは、 テープが巻き付けられる前に存在するかまたは、テープが巻き付けられた後にテ ープに適用される、ホットメルト接着剤層によって、有益に達成することができ る。この接着剤層は、例えば、０.０００１〜０.００１インチの厚さであってよ い。テープの内表面は、導体から容易に剥離できるように、平滑でありすべすべ しているのが好ましい。剥離剤などが、テープと導体の界面に存在することもで きるが、好ましくはない。そのような剥離剤は、巻き付け作業の前またはその間 に、導体および／またはテープの表面に適用することができる。 外ジャケット絶縁材は、適切なポリマー組成物、例えば、ＰＶＣ、ポリオレフ ィン、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ポリエステルまたはフルオロポリマーを 含む組成物の、溶融押し出し、好ましくは圧力押し出しによって形成される。ジ ャケットの厚さは、例えば、０.００４〜０.０７インチ、好ましくは０.００５ 〜０.０３インチである。押し出された後に、所望であれば、ジャケットを架橋 させることができる。完成ケーブルの真円度は、好ましくは少なくとも８５％、 特に少なくとも９０％、とりわけ少なくとも９６％である。ジャケット中の未解 放応力は、その長さ、例えば１２インチの長さが、１５０℃で６時間維持される ときに、ジャケットが２％未満収縮するようなものであるのが好ましい。 図面を参照すると、図１は、本発明のケーブルの概略横断面図である。このケ ーブルは、非絶縁導体２、およびポリマー絶縁材の層３１、４１によって各々取 り囲まれている導体３、４を有してなる。これらの導体の回りにテープが巻かれ ており、このテープは、ホットメルト接着剤の外層６２、この接着剤よりも実質 的に高い融点を有するポリマー組成物の中央層６１、および金属から成る内層６ ０を有してなる。巻き付けられたテープは外部絶縁ジャケット１０によって取り 囲まれており、このジャケットは、冷却後このジャケットが絶縁層６１に溶融結 合できるように、接着剤層６２の融点よりも高い温度で、巻き付けられたテープ の回りに溶融押し出しされたポリマー組成物を含んでなる。 図２は、例えばＡＢＳシステムにおいて有用であるように終端されている本発 明のケーブルの一端の概略横断面図である。図１のように、このケーブルは、撚 られた絶縁導体の対（３および３１、４および４１）を有してなり、巻き付けら れたポリマーテープ６１およびジャケット１０によって順に取り囲まれている。 ジャケット１０の末端が剥離されて絶縁導体の末端部分が露出され、そこから絶 縁材３１、４１が除去されている。露出された導体は端子７、８にクリンプされ 、このアセンブリは絶縁ポリマー組成物の成形物９によって封止されている。こ の成形物はケーブルの回りに密接に適合しなければならないので、ケーブルの真 円度は、成形物９を形成するために用いられるオーバーモールディングにおいて 重要である。 本発明を以下の実施例によって具体的に説明する。例１ 本発明のケーブルを下記のように製造した。２つの絶縁ワイヤを、呼称レイ１ .１３インチとして、撚り機で撚り合わせた。各ワイヤは、放射線架橋エチレン ／テトラフルオロエチレンコポリマーの約０.００６インチの厚さの層によって 覆われた２２ＡＷＧ撚り錫被覆銅導体（直径０.０３１インチ）であった。その ようなワイヤは、Raychem Corp.によってSpec 55（登録商標）の商品名で販売さ れている。この撚られた対を次に、幅約０.７５インチ、厚さ約１.１２ミルを有 するテープで長手方向に巻き付けた。このテープは、厚さ約０.００９２インチ のポリエステル層、および厚さ約０.０００２インチのホットメルト接着剤層か ら成り、Neptco，Inc.からNEPTAPE（登録商標）６１１０の商品名で入手できる 。このテープを、接着剤層が外側になるように巻き付けた。２.５インチ押し出 し機を用いて、架橋性ポリオレフィン材料を、巻き付けられた導体の回りに圧力 押し出しして、呼称外径０.１５３インチを有するケーブルを得た。このポリオ レフィンは約１９０℃の温度で押し出されたが、この温度はテープの接着剤層の 融点よりも高く、従って、ジャケットとテープとを互いに溶融結合させることが できる。前記架橋性ポリオレフィン材料は、低密度ポリエチレンとエチレン／ビ ニルアセテートコポリマーの混合物であった。次に、ケーブルジャケットを１. ５ＭｅＶ電子線の放射によって、線量１０〜３０ＭＲＡＤで架橋させた。完成ケ ーブルは、容易かつ完全に剥離することができた。例２ ポリエステルテープが導体の回りに巻き付けられなかったこと以外は、実施例 １と同様にケーブルを製造した。得られるケーブルは、実施例１で製造したケー ブルよりも剥離するのがかなり困難であった。例３ テープが内部金属化層を有すること、および、テープが巻かれている導体が非 絶縁ドレンワイヤを包合すること以外は、実施例１と同様にケーブルを製造する ことができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．絶縁ケーブルであって、 （ａ） 複数の導体であって、ポリマー絶縁材の第一層によって個々に取り囲 まれている少なくとも１つの第一導体、および、絶縁材の第一層によって個々に 取り囲まれている第二導体を有してなる複数の導体； （ｂ） 前記複数の導体をひとまとめにして取り囲み、導体の回りに巻き付け られたポリマーテープを有してなるポリマー絶縁材の内ライニング；および （ｃ） 前記内ライニングの回りに溶融押し出しされたポリマー組成物を含ん でなるポリマー絶縁材の外ジャケット； を有してなる絶縁ケーブルであり、導体と内ライニングの間の付着性レベルが内 ライニングと外ジャケットの間の付着性レベルよりも低い絶縁ケーブル。 ２．内ライニングを外ジャケットに結合させるホットメルト接着剤層を好まし くは介して、外ジャケットが内ライニングに溶融結合されている請求項１に記載 のケーブル。 ３．第一層がエチレン／テトラフルオロエチレンコポリマーを含んでなる請求 項１または２に記載のケーブル。 ４．撚り合わされる導体を合計２、３または４本有してなる請求項１、２また は３に記載のケーブル。 ５．ポリマーテープが、このポリマーテープに結合された金属層を有し、導体 に実質的に連続的なシールドを与えるポリエステルテープである請求項１〜４の いずれか１つに記載のケーブル。 ６．真円度少なくとも９６％を有する絶縁ケーブルであって、 （ａ） 一緒に撚られ、各々がポリマー絶縁材の第一層によって取り囲まれて いる２つの絶縁金属導体； （ｂ） （ｉ）絶縁導体を取り囲んでいるが、それに結合されておらず、（ii ）導体の回りに巻き付けられたポリマーテープを有してなる、ポリマー絶縁材の 内ライニング；および （ｃ） （ｉ）内ライニングの回りに圧力押し出しされたポリマー組成物を含 んでなり、（ii）内ライニングに結合されている、ポリマー絶縁材の外ジャケッ ト； を有してなる絶縁ケーブル。 ７．絶縁材の第一層が、エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマーを含ん でなり；内ライニングが、ポリエステルテープ、および外ジャケットに溶融結合 される接着剤層を有してなり；外ジャケットがポリオレフィンを含んでなる請求 項６に記載のケーブル。 ８．アンチロックブレーキングシステムにおいて車輪スピードセンサーを電子 制御装置に連結するアセンブリであって、 （１） 少なくとも９０％の真円度を有するケーブルであって、このケーブル は、 （ａ） 一緒に撚られ、各々がポリマー絶縁材の第一層によって個々に取 り囲まれている２つの絶縁金属導体； （ｂ） （ｉ）絶縁導体を取り囲んでいるが、それに結合されておらず、 （ii）導体の回りに巻き付けられたポリマーテープを有してなるポリマー絶縁材 の内ライニング；および （ｃ） （ｉ）内ライニングの回りに圧力押し出しされたポリマー組成物 を含んでなり、（ii）内ライニングに結合されている、ポリマー絶縁材の外ジャ ケット； を有してなるケーブルであり、 このケーブルは端子部分を有しており、この端子部分において、 （ｉ） 絶縁導体の末端部分を露出させるために外ジャケットおよび内ラ イニングが除去されており、 （ii） 絶縁材の第一層が各露出末端部分の一部から除去されている； （２） 導体の露出末端部分に個々に接続されている２つの端子；および （３） 絶縁ポリマー組成物の成形物であって、この成形物は、ケーブルの端 子部分および端子の回りに成形され、それによって、ケーブルの端子部分、ケー ブルとセンサー間の電気的接合部、および各端子の少なくとも一部分の回りに、 水不浸透性シールを与える成形物 を有してなるアセンブリ。 ９．絶縁ケーブルの製造方法であって、 （１） ２つまたはそれ以上の導体を準備する； （２） 前記導体の回りにポリマーテープを巻き付ける； （３） 前記ポリマーテープの回りにポリマー組成物を溶融押し出しして外ジ ャケットを形成するが、前記組成物は外ジャケットがポリマーテープに溶融結合 する温度で押し出される を含んでなる製造方法。