移動用ケーブル
【課題】ケーブルが屈曲、伸張を繰返す過酷な条件で長期使用されても、ケーブルの形状が軸線方向に沿って直線状から波形状のように蛇行することがない移動用ケーブルを提供することを目的とする。
【解決手段】導体１２を絶縁体１３により被覆した複数本の線心１４を、補強糸１５を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた子撚り合わせ体１６を設け、前記子撚り合わせ体１６の複数本を、補強線材１７を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた親撚り合わせ体１８を設け、前記親撚り合わせ体１８の外周囲を熱可塑性樹脂のシース１９により直接被覆固定した移動用ケーブル１１を構成する。
【解決手段】導体１２を絶縁体１３により被覆した複数本の線心１４を、補強糸１５を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた子撚り合わせ体１６を設け、前記子撚り合わせ体１６の複数本を、補強線材１７を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた親撚り合わせ体１８を設け、前記親撚り合わせ体１８の外周囲を熱可塑性樹脂のシース１９により直接被覆固定した移動用ケーブル１１を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば消防車の昇降装置に備えられるような移動用ケーブルに関し、さらに詳しくは屈曲、伸張を繰返す過酷な条件で使用されるケーブルの形状劣化を防止する移動用ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、はしご付消防車、クレーン車等の給電及び通信方式には、リール巻方式やカーテン方式の配線方式があり、用途に応じたキャブタイヤケーブル（以下ケーブルと称す）が使用されている。かかるケーブルとしては、図６に示すように、導体６１と、この導体６１の外周を絶縁して被覆する絶縁体６２とで構成される線心６３と、補強用の介在物６４を介在させて複数の線心６３を断面中心とする同心円上の２重の環状に配置し、その外周囲を外装するシース６５とを備えたものがある。このようなケーブル６６を、はしご付消防車の昇降装置に用いた場合、昇降動作に応じて屈曲、伸張を繰返すので長期使用によっては変形や断線が生じるおそれがある。よって、高耐久性のケーブル特性が求められている。
【０００３】
しかしながら、ケーブルは長期使用に伴い次第に歪んで変形癖が付きやすい傾向がある。例えば、図７に示すように、ケーブル６６が軸線方向に沿って直線状から波形状に変形した波形状態、いわゆる蛇行６７が生じると、ケーブル６６内部で撚りピッチが崩れてケーブル本来の屈曲性が損なわれ、この結果、ケーブル６６を支持するプーリ６８などから外れやすくなり、ケーブル６６の円滑な進退移動を確保できなくなり、ひいては蛇行６７が原因してケーブル６６が破損し、断線等を誘起するおそれがあった。
【０００４】
特に、はしご付消防車のケーブルにあっては使用環境が厳しく、ケーブルが酷使されているのが現状である。このはしご付消防車のケーブルは、ケーブルが昇降装置の非常に長い昇降距離に追従する電源線や信号線であり、張力、捩れ、しごき等による悪影響に耐える必要がある。さらに、はしご付消防車に適用されるケーブルは、人命に係わる作業でも解るように、断線は絶対に許されず、高信頼性のケーブル特性を備えたものが求められる。近年、はしごの高さが例えば３０ｍ級から５０ｍ級などの高いものが求められ、これに伴いケーブルも同様に高信頼性のケーブル特性を有することの必要性が生じ、悪影響に対処できる高性能のケーブルが求められている。
【０００５】
ここで、ケーブルが蛇行する発生原因について考察してみると、次のことが考えられる。
（１）ケーブルを構成するシースと線心（絶縁体）との密着性が悪いためケーブル内部においてズレが生じ、このズレが原因して蛇行に至ってしまう。
（２）ケーブルに加わる張力の影響により、ケーブル内部において絶縁体とシースがズレて蛇行に至ってしまう。
（３）ケーブルの内部で拠られている線心の撚りピッチの詰り、若しくは撚りピッチの緩みによりシースと線心とがズレて蛇行に至ってしまう。
（４）ムリ撚りで撚り線した場合、撚り線が撚り方向と逆の方向に反発して戻ろうとするため、撚り方向と逆方向に捩れの力が加わり、これが原因して蛇行に至ってしまう。
ことが主な蛇行発生原因である。
【０００６】
さらに、撚り線してシースで被覆固定すると、各線心が補強されてケーブルの耐久性が増大するが、蛇行を防止するには至らず、未だ十分なケーブル特性が得られていないのが現状である。
【０００７】
このため、ケーブルの捩れ、及び曲げ剛性を、該ケーブルに寄与させようとする役目を有する巻きぐせ用線体を、ケーブルの径方向中心から偏心した位置に埋設させた昇降装置用キャブタイヤケーブルが知られている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２２０５３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この種のケーブルは巻きぐせ用線体により、ケーブルに巻きぐせが付くため、引き延ばした際に直線状にはなり難く、昇降装置の限られた空間でケーブルをプーリ間に掛け渡して張設支持するには不適であった。さらに、線心とは別に巻きぐせ用線体をケーブルに埋設する必要があるため、部品点数及び製作工数等の増大に伴い大径化やコスト高を誘引してしまう。
【０００９】
そこでこの発明は、ケーブルが屈曲、伸張を繰返す過酷な条件で長期使用されても形状が劣化することがない移動用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】
【００１０】
この発明は、導体を絶縁体により被覆した複数本の線心を、補強糸を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた子撚り合わせ体を設け、前記子撚り合わせ体の複数本を、補強線材を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた親撚り合わせ体を設け、前記親撚り合わせ体の外周囲を熱可塑性樹脂のシースにより直接被覆固定した移動用ケーブルであることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、撚り合わせ体の各線心を一層のシースで直接被覆固定できるため、被覆時にシースが撚り合わせられた線心部分の隅々まで行き渡り、各々の線心とシースとの間での接触面積が多くなり、線心に対するシースとの密着性が高まる。この結果、移動用ケーブルの内部では一体感の高い結合となり、ケーブル内部でのズレが生じ難くなる。よって、移動用ケーブルが捩れても、その動きにケーブル内部の線心が追従するのでズレが生じず、長期使用されても蛇行が生じなくなる。
【００１２】
この発明の態様として、前記絶縁体は、線心別に色分けされた地色と、該地色と異なる異色を付加して構成することができる。
【００１３】
さらに、この移動用ケーブルに備えられた複数本の線心を機器と配線接続する際に、各線心毎に色分けされているため、一目で配線対応先の接続線を特定して配線接続することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、線心とシースとの間での接触面積が多くなり、双方の密着性が高まる。この結果、線心とシースとの一体感が高められる。よって、移動用ケーブルが捩れても、その動きにケーブル内部の線心が追従するのでズレが生じ難くなり、移動用ケーブルは長期使用されても蛇行が生じなくなる。さらに、移動用ケーブルは内シースを省略できるため、小径化及び軽量化することができ、コンパクトに構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１６】
図面は移動用ケーブルの一例として、はしご付き消防車の昇降装置に使用される場合を示し、図１は移動用ケーブルの線心の撚り合わせ状態を示した要部拡大側面図、図２（Ａ）は子撚り合わせ体の要部拡大断面図、図２（Ｂ）は親撚り合わせ体の要部拡大断面図、図２（Ｃ）は移動用ケーブルの拡大断面図である。移動用ケーブル１１は、図２（Ａ）に示すように、導体１２の外周囲を絶縁体１３により被覆した線心１４の複数本を、ポリエステル糸等の補強糸１５を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた小径の子撚り合わせ体１６を作成しておき、該子撚り合わせ体１６の複数本を、図２（Ｂ）に示すように、補強線材１７を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせてなる大径の親撚り合わせ体１８を作成し、この親撚り合わせ体１８の外周囲を、図２（Ｃ）に示すように、シース１９により断面円形に直接被覆固定して作成することにより構成される。
【００１７】
前記導体１２の素線構成は、ピッチの細かい軟銅集合撚り線を使用し、撚り方としては撚り合わせ時に撚りが加わらないチューブラー撚りが適している。また、絶縁体１３は、小径の導体１２の外周囲を薄く絶縁被覆することができ、しかも外力を受けてもあまり伸びず、割れ難い特性を有している熱可塑性の樹脂材質を使用する。例えば、０．２５mm程度の薄い被覆を容易にする高密度ポリエチレンを使用するとよい。
【００１８】
撚り合わせに際して、まず、線心１４を例えば４本撚り合わせて一括りとした子撚り合わせ体（４本の線心）１６を構成し、該子撚り合わせ体１６の例えば５ユニットを、さらに撚り合わせて一括りとした親撚り合わせ体（２０本の線心）１８を構成する。この場合も、撚り合わせ時に撚りが加わらないチューブラー撚りを実行し、ムリ撚りを回避して作成する。なお、撚りピッチ及び撚り外径は、線心数やユニット数に適した撚り合わせの条件に設定する。
【００１９】
シース１９は移動用ケーブル１１の被覆保護材として備えられ、その材質には親撚り合わせ体１８を絶縁被覆して、捩れによる移動用ケーブル１１の蛇行を抑制するのに適している高硬度の熱可塑性樹脂材質、例えば高硬度塩化ビニルを使用する。また、シース１９は、子撚り合わせ体１６及び親撚り合わせ体１８のそれぞれを該シース１９で直接被覆固定することで、シース１９が、撚り合わせられた合計２０本の線心１４の外周囲の隅々まで行き渡り、各々の線心１４とシース１９との間での接触面積が多くなり、線心１４に対するシース１９との密着性が高まる。このため、移動用ケーブル１１の内部では一体感が高められてケーブル内部でのズレが生じ難くなる。よって、移動用ケーブル１１が捩れても、その動きに内部の撚り合わせ体１６,１８の線心１４が追従するのでズレが生じず、この結果、長期使用されても蛇行が生じなくなる。
【００２０】
さらに、各撚り合わせ体１６,１８の外周囲は１シースで被覆するだけでよいので内シースが不要になる。この内シースの省略により、移動用ケーブル１１の大きさも小径化及び軽量化してコンパクトになる。さらに、ケーブル内部に内シースが存在しないことで、外シース１９と線心１４との間での隔たりがなくなり、外シース１９と線心１４との直接的な接触を可能にして、ズレを発生させなくなり、蛇行の発生を防止するのに有効である。
【００２１】
図３（Ａ）は子撚り合わせ体を示す要部拡大側面図、図３（Ｂ）は線心の一部拡大側面図、図３（Ｃ）は線心の拡大断面図である。前記線心１４については、絶縁体１３を着色し、各色別に分けて識別できるようにしている。さらに、絶縁体１３に対しては、線心１４別に色分けされていることに加えて、地色３１と異なる別の色を付加して構成している。この別の色の付加構成例として、例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、絶縁体１３の周方向に対し、１８０度異なる両側の位置に地色３１と異なる例えば黒色などの異色３２を、軸線方向に沿ってストライプ状に細長く着色している。
【００２２】
この着色する割合は、一目で識別できる着色割合であればよく、図３（Ｃ）に示すように、周方向の面積比率が、例えば地色６：異色４、程度に設定すれば、線心１４が小径であっても正確に識別できる。この異色３２の着色の仕方は周方向に２ヶ所のストライプ状に限らず、１ヶ所あるいは複数のストライプ状であってもよく、また別の識別可能な任意の着色形態を採用してもよい。これにより、移動用ケーブル１１に備えられた２０本の線心１４を図示しない機器と配線接続する際に、該移動用ケーブル１１の端部において、各線心１４が個々に色分けされているため、一目で配線対応先の線を特定して配線接続することができる。そして、移動用ケーブル１１の製作後は、シース１９の外表面に移動用ケーブルを特定する情報としてのマーキング印刷を施して完成する。
【００２３】
次に、このように構成された移動用ケーブル１１のケーブル特性について説明する。図４（Ａ）はケーブル移動屈曲試験機の正面図、図４（Ｂ）はケーブル移動屈曲試験機の要部平面図である。このケーブル移動屈曲試験機４１は、移動用ケーブル１１が実際に受ける外力と同様な外力を繰り返し与え続け、一定時間経過後の移動用ケーブル１１の性能劣化度合いを調べるものである。
【００２４】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、該ケーブル移動屈曲試験機４１の中央部に開口された横長の開口窓４２に沿って横方向に往復する移動台車４３を備え、この移動台車４３の正面側に、上プーリ４４と下プーリ４５とを斜めの上下位置に突出させて配置している。そして、これらの上下プーリ４４，４５に移動用ケーブル１１を掛け渡し、掛け渡した一端を正面視左側に配置された定位置プーリ４６を介して本体固定部４７に固定し、他端を正面視右側に配置された定位置プーリ４８を介して錘４９に接続させ、移動用ケーブル１１に一定の負荷を与えている。このケーブル負荷状態で移動台車４３を往復動作させることで、ケーブル移動屈曲試験機４１は移動用ケーブル１１をしごいて実際の使用状態と近似する条件に設定している。
【００２５】
さらに、移動用ケーブル１１は、図４（Ｂ）に示すように、上下プーリ４４，４５の前後方向の取付位置を共に試験機本体の前面４１ａから同じ突出長さに設定すると、移動用ケーブル１１はしごきと荷重をかけている張力だけしか加わらない。実際は、はしご付き消防車での移動用ケーブル１１の使用状態は、捩れ・しごき・張力の3つの力が加わるので、評価試験でも捩れを加えないと正確な評価は得られない。よって、捩れを加えながら移動屈曲を実行するため、上プーリ４４と下プーリ４５とが前後方向に段違いになるように突出量を異ならせている。このような段違い構造の上下プーリ４４，４５に移動用ケーブル１１を掛け渡し、また捩れが逃げないように一方のケーブル端部を固定している。
【００２６】
表１は移動用ケーブル１１の構造の一例を示したものである。
【００２７】
【表１】
次に、この表１の移動用ケーブル１１の完成品から約５ｍの試料を採り、これを直径１２０ｍｍの上下プーリ４４，４５に掛け渡し、該ケーブル１１の一方端を固定した状態で他方端に５ｋｇの錘４９を吊るし、移動台車４３を毎秒０．３３ｍの速さで１ｍ以上の距離を左右同一場所において、１０回／分の割合で往復させた試験条件で移動用ケーブル１１に対する評価を行った。
【００２８】
この結果、移動用ケーブル１１は移動台車４３を、ケーブルの長期使用に相当する移動量である８万回往復（１０回／分）させても蛇行は発生せず、最終的に移動台車４３を２０万回往復させても蛇行の発生は見られなかった。これにより、移動用ケーブル１１は安定したケーブル性能を維持することが認められた。この際、連続して長時間の試験を継続したことにより、移動用ケーブル１１の外表面に印刷されていたマーキングは、若干捩れた状態に表示変形していることが認められた。しかし、移動用ケーブル１１の外形状は本来の直線状を維持し、外形状に変形癖が全く生じていない。このことは、移動用ケーブル１１の外径が小さく、屈曲性に優れ、ケーブル内部での撚りピッチが崩れ難いことを表わしている。ことに、ケーブル内部において、撚り線された各線心１４に対するシース１９が隅々まで行き渡り、線心１４とシース１９とが十分に密着し、ズレの発生原因を的確に解消して蛇行が防止できたものと推測できる。
【００２９】
そして、この移動用ケーブル１１と、比較される試験対象ケーブルの一例として、撚り線が同心円上の内側と外側に環状配置された２層構造の異方向拠りであるケーブル、例えば図６で示したケーブル６６を用いて、同様に図４に示したケーブル移動屈曲試験機４１で試験した結果、試験開始から早いもので移動台車４３を約１万回、遅いもので２万回程度往復させた時点で、蛇行が発生し始めたことが認められた。このことは、ケーブル内部で線心６３とシース６５間にズレが発生したと考えられる。
【００３０】
具体的には、撚り線が２層構造の異方向拠りであることから捩れが加わった場合、一方は拠りが緩み、他方は拠りが締まるためである。また、最外層の拠りは、拠り外径が大きいため、拠りピッチが崩れやすい。これにより、拠りが緩む方向に捩れ、拠りピッチの崩れによりシースと線心（絶縁体）がズレてしまい蛇行に至ったと考えられる。
【００３１】
さらに、導体の構成を軟銅集合撚り線から軟銅複合撚り線（Ｃ＆Ｃ複合撚り線）に変えてケーブル移動屈曲試験した場合にも、ケーブルを４万回往復させた時点で、ケーブルがややうねり、蛇行が発生したことを確認した。つまり、導体の改善は断線には強くなるが、蛇行防止効果は得られないことが判明した。
【００３２】
さらに、シースの硬度を硬くしてケーブル移動屈曲試験を行った場合にも、試験開始から早いもので移動台車４３を約４万回、遅いもので５万回程度往復させた時点で、ケーブルがややうねり、蛇行が発生したことを確認した。つまり、シースは硬いもので捩れはないが、撚り線の構造上、シース被覆での径方向中心への行き渡り深さ（落ち込み）が余りなく、シースが動かない割には、絶縁体に遊びがあるのでズレてしまい蛇行に至ったものと推測される。
【００３３】
よって、この発明の移動用ケーブル１１と従来例のケーブル（図６参照）とを比較すると、ケーブルの蛇行防止対策に関しては明らかに、その効果が異なることが認められた。
【００３４】
さらに、線心１４とシース１９との密着性の適否について考察した場合を、図５を参照して説明する。図５（Ａ）はこの発明の試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図、図５（Ｂ）は図６のケーブルの試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図である。
【００３５】
この結果、図５（Ａ）から分かるように、この発明のシース１９はケーブル外周面から中心に向けて十分に食い込むように入り込み、撚り込まれた線心１４の外周面１４ａをシース１９が包み込むように被覆していることが認められる。このため、線心１４の外表面に位置する絶縁体１３とシース１９との接触面積が増え、このことが両者間のズレの発生を制限して、ケーブルの蛇行を防止していると考えられる。
【００３６】
これに対し、図５（Ｂ）の従来例のシース６５では、ケーブルの外周面から中心に向けて落ち込む割合が一定であり、線心６３の外周面６３ａをシース６５で十分に密着することができていないと認められる。
【００３７】
このような試験結果から次のようなことが判明した。
（１）張力の影響だけで蛇行することは考え難く、張力としごきが加わった場合に捩れを誘起して、蛇行を発生させる。よって、シースの介在状態による張力対策が必要である。
（２）捩れによる撚り線のピッチ崩れは、蛇行や断線の発生を誘起させる一因である。よって、捩れ防止手段の一例として、シース１９の硬度を高くすると、捩れ防止に有効であることが認められた。
（３）捩れによる撚り線のピッチ崩れを防止する手段として、被覆材の硬度を硬くするよりも、シース１９の落ち込みを深くすることが効果的である。
（４）シースの落ち込み深さを十分深くできるようにすることで、線心１４とシース１９とのズレを発生し難くし、これにより蛇行を防止させることができると判明した。
（５）線心が同心円上の内側と外側とに環状配置される２層構造となる撚り線は、図６に示すように、外層の拠り外径が大きいためピッチが崩れやすい。よって、撚り外径が小さくなるように設計に変更する必要がある（図２（Ｂ）参照）。この結果、子撚り合わせ体１６を集合撚りさせた親撚り合わせ体１８を用いる。
【００３８】
次に、移動用ケーブル１１の耐温度性能について試験した結果を示す。まず、低温試験として、移動用ケーブル１１の完成品から５００ｍｍの試料を採取し、この採取した移動用ケーブル１１を低温環境下で１時間放置させた後、９０度折曲げてシースの折曲げ性能及び亀裂の有無状態を調べた。この結果、移動用ケーブル１１は−１０℃の低温環境下でも折曲げ可能であり、−３０℃の低温環境下でも亀裂は発生せず、良好なケーブル特性を維持できることが認められた。
【００３９】
一方、燃焼試験の一例として、６０度傾斜燃焼試験（ＪＩＳ、Ｃ、３００５参照）を行った。この６０度傾斜燃焼試験は、移動用ケーブル１１の完成品から採取した長さ約３００ｍｍの試料を、水平に対して約６０度傾斜させて支持し、還元炎の先端を試料の下端から約２０ｍｍの位置に３０秒以内で燃焼するまで当て、炎を取り去った後、試料が６０秒以内に自然に消えるか、否かを調査するものである。この結果、発火後、２秒程度で直ぐに消え、燃焼試験は問題ないことが認められた。
【００４０】
なお、難燃性などの耐温度特性を考慮してシースの材質を、耐燃性ポリエチレン等を使用すると、耐低温性と耐燃性を大幅に改善できるが、その反面、難燃剤として使用される水酸化物が被覆材中に多く含まれてしまい、この水酸化物が機械的強度の低下を引き起こし、シースに亀裂の発生を誘起させ、耐久性及を劣化させるので好ましくない。よって、ある程度の耐低温性と耐燃性を有しながら耐久性を劣化させない材質を選択したうえで、子撚り合わせ体と親撚り合わせ体との複数段階に撚り合わせて構成した耐蛇行形状の線心集合体を作り、その外周囲をシースで被覆することで、蛇行の発生を防止した移動用ケーブルを作成することができる。
【００４１】
上述のように、撚り合わせられた線心のそれぞれをシースで直接被覆固定できるため、被覆時にシースが撚り合わせられた部分の隅々まで行き渡り、各々の線心とシースとの間での接触面積を増大させて密着性を高めることができる。これにより、移動用ケーブルの内部では一体感が高められてケーブル内部でのズレが生じ難くなる。この結果、移動用ケーブルが過酷な使用条件で捩れても、その動きにケーブル内部の線心が追従するのでケーブル内部でのズレは生じず、長期使用されても蛇行が生じない信頼性の高いケーブル特性を発揮する。
【００４２】
この発明の移動用ケーブル１１は上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に記載される技術思想に基づいて応用することができる。例えば、実施例では移動用ケーブル１１を、はしご付き消防車に適用したものを示したが、これに限らず、産業機器、放送機器などの移動用ケーブルとして他の用途に広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】移動用ケーブルの撚り合わせ状態を示した要部拡大側面図。
【図２】（Ａ）は子撚り合わせ体の要部拡大断面図、（Ｂ）は親撚り合わせ体の要部拡大断面図、（Ｃ）は移動用ケーブルの拡大断面図。
【図３】（Ａ）は子撚り合わせ体を示す要部拡大側面図、（Ｂ）は線心の一部拡大側面図、（Ｃ）は線心の拡大断面図。
【図４】（Ａ）はケーブル移動屈曲試験機の正面図、（Ｂ）はケーブル移動屈曲試験機の要部平面図。
【図５】（Ａ）はこの発明の試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図、（Ｂ）は従来の試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図。
【図６】従来のキャブタイヤケーブルの縦断面図。
【図７】蛇行が発生したケーブルを示す要部拡大斜視図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…移動用ケーブル
１２…導体
１３…絶縁体
１４…線心
１５…補強糸
１６…子撚り合わせ体
１７…補強線材
１８…親撚り合わせ体
１９…シース
３２…異色
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば消防車の昇降装置に備えられるような移動用ケーブルに関し、さらに詳しくは屈曲、伸張を繰返す過酷な条件で使用されるケーブルの形状劣化を防止する移動用ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、はしご付消防車、クレーン車等の給電及び通信方式には、リール巻方式やカーテン方式の配線方式があり、用途に応じたキャブタイヤケーブル（以下ケーブルと称す）が使用されている。かかるケーブルとしては、図６に示すように、導体６１と、この導体６１の外周を絶縁して被覆する絶縁体６２とで構成される線心６３と、補強用の介在物６４を介在させて複数の線心６３を断面中心とする同心円上の２重の環状に配置し、その外周囲を外装するシース６５とを備えたものがある。このようなケーブル６６を、はしご付消防車の昇降装置に用いた場合、昇降動作に応じて屈曲、伸張を繰返すので長期使用によっては変形や断線が生じるおそれがある。よって、高耐久性のケーブル特性が求められている。
【０００３】
しかしながら、ケーブルは長期使用に伴い次第に歪んで変形癖が付きやすい傾向がある。例えば、図７に示すように、ケーブル６６が軸線方向に沿って直線状から波形状に変形した波形状態、いわゆる蛇行６７が生じると、ケーブル６６内部で撚りピッチが崩れてケーブル本来の屈曲性が損なわれ、この結果、ケーブル６６を支持するプーリ６８などから外れやすくなり、ケーブル６６の円滑な進退移動を確保できなくなり、ひいては蛇行６７が原因してケーブル６６が破損し、断線等を誘起するおそれがあった。
【０００４】
特に、はしご付消防車のケーブルにあっては使用環境が厳しく、ケーブルが酷使されているのが現状である。このはしご付消防車のケーブルは、ケーブルが昇降装置の非常に長い昇降距離に追従する電源線や信号線であり、張力、捩れ、しごき等による悪影響に耐える必要がある。さらに、はしご付消防車に適用されるケーブルは、人命に係わる作業でも解るように、断線は絶対に許されず、高信頼性のケーブル特性を備えたものが求められる。近年、はしごの高さが例えば３０ｍ級から５０ｍ級などの高いものが求められ、これに伴いケーブルも同様に高信頼性のケーブル特性を有することの必要性が生じ、悪影響に対処できる高性能のケーブルが求められている。
【０００５】
ここで、ケーブルが蛇行する発生原因について考察してみると、次のことが考えられる。
（１）ケーブルを構成するシースと線心（絶縁体）との密着性が悪いためケーブル内部においてズレが生じ、このズレが原因して蛇行に至ってしまう。
（２）ケーブルに加わる張力の影響により、ケーブル内部において絶縁体とシースがズレて蛇行に至ってしまう。
（３）ケーブルの内部で拠られている線心の撚りピッチの詰り、若しくは撚りピッチの緩みによりシースと線心とがズレて蛇行に至ってしまう。
（４）ムリ撚りで撚り線した場合、撚り線が撚り方向と逆の方向に反発して戻ろうとするため、撚り方向と逆方向に捩れの力が加わり、これが原因して蛇行に至ってしまう。
ことが主な蛇行発生原因である。
【０００６】
さらに、撚り線してシースで被覆固定すると、各線心が補強されてケーブルの耐久性が増大するが、蛇行を防止するには至らず、未だ十分なケーブル特性が得られていないのが現状である。
【０００７】
このため、ケーブルの捩れ、及び曲げ剛性を、該ケーブルに寄与させようとする役目を有する巻きぐせ用線体を、ケーブルの径方向中心から偏心した位置に埋設させた昇降装置用キャブタイヤケーブルが知られている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２２０５３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この種のケーブルは巻きぐせ用線体により、ケーブルに巻きぐせが付くため、引き延ばした際に直線状にはなり難く、昇降装置の限られた空間でケーブルをプーリ間に掛け渡して張設支持するには不適であった。さらに、線心とは別に巻きぐせ用線体をケーブルに埋設する必要があるため、部品点数及び製作工数等の増大に伴い大径化やコスト高を誘引してしまう。
【０００９】
そこでこの発明は、ケーブルが屈曲、伸張を繰返す過酷な条件で長期使用されても形状が劣化することがない移動用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】
【００１０】
この発明は、導体を絶縁体により被覆した複数本の線心を、補強糸を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた子撚り合わせ体を設け、前記子撚り合わせ体の複数本を、補強線材を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた親撚り合わせ体を設け、前記親撚り合わせ体の外周囲を熱可塑性樹脂のシースにより直接被覆固定した移動用ケーブルであることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、撚り合わせ体の各線心を一層のシースで直接被覆固定できるため、被覆時にシースが撚り合わせられた線心部分の隅々まで行き渡り、各々の線心とシースとの間での接触面積が多くなり、線心に対するシースとの密着性が高まる。この結果、移動用ケーブルの内部では一体感の高い結合となり、ケーブル内部でのズレが生じ難くなる。よって、移動用ケーブルが捩れても、その動きにケーブル内部の線心が追従するのでズレが生じず、長期使用されても蛇行が生じなくなる。
【００１２】
この発明の態様として、前記絶縁体は、線心別に色分けされた地色と、該地色と異なる異色を付加して構成することができる。
【００１３】
さらに、この移動用ケーブルに備えられた複数本の線心を機器と配線接続する際に、各線心毎に色分けされているため、一目で配線対応先の接続線を特定して配線接続することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、線心とシースとの間での接触面積が多くなり、双方の密着性が高まる。この結果、線心とシースとの一体感が高められる。よって、移動用ケーブルが捩れても、その動きにケーブル内部の線心が追従するのでズレが生じ難くなり、移動用ケーブルは長期使用されても蛇行が生じなくなる。さらに、移動用ケーブルは内シースを省略できるため、小径化及び軽量化することができ、コンパクトに構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１６】
図面は移動用ケーブルの一例として、はしご付き消防車の昇降装置に使用される場合を示し、図１は移動用ケーブルの線心の撚り合わせ状態を示した要部拡大側面図、図２（Ａ）は子撚り合わせ体の要部拡大断面図、図２（Ｂ）は親撚り合わせ体の要部拡大断面図、図２（Ｃ）は移動用ケーブルの拡大断面図である。移動用ケーブル１１は、図２（Ａ）に示すように、導体１２の外周囲を絶縁体１３により被覆した線心１４の複数本を、ポリエステル糸等の補強糸１５を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた小径の子撚り合わせ体１６を作成しておき、該子撚り合わせ体１６の複数本を、図２（Ｂ）に示すように、補強線材１７を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせてなる大径の親撚り合わせ体１８を作成し、この親撚り合わせ体１８の外周囲を、図２（Ｃ）に示すように、シース１９により断面円形に直接被覆固定して作成することにより構成される。
【００１７】
前記導体１２の素線構成は、ピッチの細かい軟銅集合撚り線を使用し、撚り方としては撚り合わせ時に撚りが加わらないチューブラー撚りが適している。また、絶縁体１３は、小径の導体１２の外周囲を薄く絶縁被覆することができ、しかも外力を受けてもあまり伸びず、割れ難い特性を有している熱可塑性の樹脂材質を使用する。例えば、０．２５mm程度の薄い被覆を容易にする高密度ポリエチレンを使用するとよい。
【００１８】
撚り合わせに際して、まず、線心１４を例えば４本撚り合わせて一括りとした子撚り合わせ体（４本の線心）１６を構成し、該子撚り合わせ体１６の例えば５ユニットを、さらに撚り合わせて一括りとした親撚り合わせ体（２０本の線心）１８を構成する。この場合も、撚り合わせ時に撚りが加わらないチューブラー撚りを実行し、ムリ撚りを回避して作成する。なお、撚りピッチ及び撚り外径は、線心数やユニット数に適した撚り合わせの条件に設定する。
【００１９】
シース１９は移動用ケーブル１１の被覆保護材として備えられ、その材質には親撚り合わせ体１８を絶縁被覆して、捩れによる移動用ケーブル１１の蛇行を抑制するのに適している高硬度の熱可塑性樹脂材質、例えば高硬度塩化ビニルを使用する。また、シース１９は、子撚り合わせ体１６及び親撚り合わせ体１８のそれぞれを該シース１９で直接被覆固定することで、シース１９が、撚り合わせられた合計２０本の線心１４の外周囲の隅々まで行き渡り、各々の線心１４とシース１９との間での接触面積が多くなり、線心１４に対するシース１９との密着性が高まる。このため、移動用ケーブル１１の内部では一体感が高められてケーブル内部でのズレが生じ難くなる。よって、移動用ケーブル１１が捩れても、その動きに内部の撚り合わせ体１６,１８の線心１４が追従するのでズレが生じず、この結果、長期使用されても蛇行が生じなくなる。
【００２０】
さらに、各撚り合わせ体１６,１８の外周囲は１シースで被覆するだけでよいので内シースが不要になる。この内シースの省略により、移動用ケーブル１１の大きさも小径化及び軽量化してコンパクトになる。さらに、ケーブル内部に内シースが存在しないことで、外シース１９と線心１４との間での隔たりがなくなり、外シース１９と線心１４との直接的な接触を可能にして、ズレを発生させなくなり、蛇行の発生を防止するのに有効である。
【００２１】
図３（Ａ）は子撚り合わせ体を示す要部拡大側面図、図３（Ｂ）は線心の一部拡大側面図、図３（Ｃ）は線心の拡大断面図である。前記線心１４については、絶縁体１３を着色し、各色別に分けて識別できるようにしている。さらに、絶縁体１３に対しては、線心１４別に色分けされていることに加えて、地色３１と異なる別の色を付加して構成している。この別の色の付加構成例として、例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、絶縁体１３の周方向に対し、１８０度異なる両側の位置に地色３１と異なる例えば黒色などの異色３２を、軸線方向に沿ってストライプ状に細長く着色している。
【００２２】
この着色する割合は、一目で識別できる着色割合であればよく、図３（Ｃ）に示すように、周方向の面積比率が、例えば地色６：異色４、程度に設定すれば、線心１４が小径であっても正確に識別できる。この異色３２の着色の仕方は周方向に２ヶ所のストライプ状に限らず、１ヶ所あるいは複数のストライプ状であってもよく、また別の識別可能な任意の着色形態を採用してもよい。これにより、移動用ケーブル１１に備えられた２０本の線心１４を図示しない機器と配線接続する際に、該移動用ケーブル１１の端部において、各線心１４が個々に色分けされているため、一目で配線対応先の線を特定して配線接続することができる。そして、移動用ケーブル１１の製作後は、シース１９の外表面に移動用ケーブルを特定する情報としてのマーキング印刷を施して完成する。
【００２３】
次に、このように構成された移動用ケーブル１１のケーブル特性について説明する。図４（Ａ）はケーブル移動屈曲試験機の正面図、図４（Ｂ）はケーブル移動屈曲試験機の要部平面図である。このケーブル移動屈曲試験機４１は、移動用ケーブル１１が実際に受ける外力と同様な外力を繰り返し与え続け、一定時間経過後の移動用ケーブル１１の性能劣化度合いを調べるものである。
【００２４】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、該ケーブル移動屈曲試験機４１の中央部に開口された横長の開口窓４２に沿って横方向に往復する移動台車４３を備え、この移動台車４３の正面側に、上プーリ４４と下プーリ４５とを斜めの上下位置に突出させて配置している。そして、これらの上下プーリ４４，４５に移動用ケーブル１１を掛け渡し、掛け渡した一端を正面視左側に配置された定位置プーリ４６を介して本体固定部４７に固定し、他端を正面視右側に配置された定位置プーリ４８を介して錘４９に接続させ、移動用ケーブル１１に一定の負荷を与えている。このケーブル負荷状態で移動台車４３を往復動作させることで、ケーブル移動屈曲試験機４１は移動用ケーブル１１をしごいて実際の使用状態と近似する条件に設定している。
【００２５】
さらに、移動用ケーブル１１は、図４（Ｂ）に示すように、上下プーリ４４，４５の前後方向の取付位置を共に試験機本体の前面４１ａから同じ突出長さに設定すると、移動用ケーブル１１はしごきと荷重をかけている張力だけしか加わらない。実際は、はしご付き消防車での移動用ケーブル１１の使用状態は、捩れ・しごき・張力の3つの力が加わるので、評価試験でも捩れを加えないと正確な評価は得られない。よって、捩れを加えながら移動屈曲を実行するため、上プーリ４４と下プーリ４５とが前後方向に段違いになるように突出量を異ならせている。このような段違い構造の上下プーリ４４，４５に移動用ケーブル１１を掛け渡し、また捩れが逃げないように一方のケーブル端部を固定している。
【００２６】
表１は移動用ケーブル１１の構造の一例を示したものである。
【００２７】
【表１】
次に、この表１の移動用ケーブル１１の完成品から約５ｍの試料を採り、これを直径１２０ｍｍの上下プーリ４４，４５に掛け渡し、該ケーブル１１の一方端を固定した状態で他方端に５ｋｇの錘４９を吊るし、移動台車４３を毎秒０．３３ｍの速さで１ｍ以上の距離を左右同一場所において、１０回／分の割合で往復させた試験条件で移動用ケーブル１１に対する評価を行った。
【００２８】
この結果、移動用ケーブル１１は移動台車４３を、ケーブルの長期使用に相当する移動量である８万回往復（１０回／分）させても蛇行は発生せず、最終的に移動台車４３を２０万回往復させても蛇行の発生は見られなかった。これにより、移動用ケーブル１１は安定したケーブル性能を維持することが認められた。この際、連続して長時間の試験を継続したことにより、移動用ケーブル１１の外表面に印刷されていたマーキングは、若干捩れた状態に表示変形していることが認められた。しかし、移動用ケーブル１１の外形状は本来の直線状を維持し、外形状に変形癖が全く生じていない。このことは、移動用ケーブル１１の外径が小さく、屈曲性に優れ、ケーブル内部での撚りピッチが崩れ難いことを表わしている。ことに、ケーブル内部において、撚り線された各線心１４に対するシース１９が隅々まで行き渡り、線心１４とシース１９とが十分に密着し、ズレの発生原因を的確に解消して蛇行が防止できたものと推測できる。
【００２９】
そして、この移動用ケーブル１１と、比較される試験対象ケーブルの一例として、撚り線が同心円上の内側と外側に環状配置された２層構造の異方向拠りであるケーブル、例えば図６で示したケーブル６６を用いて、同様に図４に示したケーブル移動屈曲試験機４１で試験した結果、試験開始から早いもので移動台車４３を約１万回、遅いもので２万回程度往復させた時点で、蛇行が発生し始めたことが認められた。このことは、ケーブル内部で線心６３とシース６５間にズレが発生したと考えられる。
【００３０】
具体的には、撚り線が２層構造の異方向拠りであることから捩れが加わった場合、一方は拠りが緩み、他方は拠りが締まるためである。また、最外層の拠りは、拠り外径が大きいため、拠りピッチが崩れやすい。これにより、拠りが緩む方向に捩れ、拠りピッチの崩れによりシースと線心（絶縁体）がズレてしまい蛇行に至ったと考えられる。
【００３１】
さらに、導体の構成を軟銅集合撚り線から軟銅複合撚り線（Ｃ＆Ｃ複合撚り線）に変えてケーブル移動屈曲試験した場合にも、ケーブルを４万回往復させた時点で、ケーブルがややうねり、蛇行が発生したことを確認した。つまり、導体の改善は断線には強くなるが、蛇行防止効果は得られないことが判明した。
【００３２】
さらに、シースの硬度を硬くしてケーブル移動屈曲試験を行った場合にも、試験開始から早いもので移動台車４３を約４万回、遅いもので５万回程度往復させた時点で、ケーブルがややうねり、蛇行が発生したことを確認した。つまり、シースは硬いもので捩れはないが、撚り線の構造上、シース被覆での径方向中心への行き渡り深さ（落ち込み）が余りなく、シースが動かない割には、絶縁体に遊びがあるのでズレてしまい蛇行に至ったものと推測される。
【００３３】
よって、この発明の移動用ケーブル１１と従来例のケーブル（図６参照）とを比較すると、ケーブルの蛇行防止対策に関しては明らかに、その効果が異なることが認められた。
【００３４】
さらに、線心１４とシース１９との密着性の適否について考察した場合を、図５を参照して説明する。図５（Ａ）はこの発明の試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図、図５（Ｂ）は図６のケーブルの試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図である。
【００３５】
この結果、図５（Ａ）から分かるように、この発明のシース１９はケーブル外周面から中心に向けて十分に食い込むように入り込み、撚り込まれた線心１４の外周面１４ａをシース１９が包み込むように被覆していることが認められる。このため、線心１４の外表面に位置する絶縁体１３とシース１９との接触面積が増え、このことが両者間のズレの発生を制限して、ケーブルの蛇行を防止していると考えられる。
【００３６】
これに対し、図５（Ｂ）の従来例のシース６５では、ケーブルの外周面から中心に向けて落ち込む割合が一定であり、線心６３の外周面６３ａをシース６５で十分に密着することができていないと認められる。
【００３７】
このような試験結果から次のようなことが判明した。
（１）張力の影響だけで蛇行することは考え難く、張力としごきが加わった場合に捩れを誘起して、蛇行を発生させる。よって、シースの介在状態による張力対策が必要である。
（２）捩れによる撚り線のピッチ崩れは、蛇行や断線の発生を誘起させる一因である。よって、捩れ防止手段の一例として、シース１９の硬度を高くすると、捩れ防止に有効であることが認められた。
（３）捩れによる撚り線のピッチ崩れを防止する手段として、被覆材の硬度を硬くするよりも、シース１９の落ち込みを深くすることが効果的である。
（４）シースの落ち込み深さを十分深くできるようにすることで、線心１４とシース１９とのズレを発生し難くし、これにより蛇行を防止させることができると判明した。
（５）線心が同心円上の内側と外側とに環状配置される２層構造となる撚り線は、図６に示すように、外層の拠り外径が大きいためピッチが崩れやすい。よって、撚り外径が小さくなるように設計に変更する必要がある（図２（Ｂ）参照）。この結果、子撚り合わせ体１６を集合撚りさせた親撚り合わせ体１８を用いる。
【００３８】
次に、移動用ケーブル１１の耐温度性能について試験した結果を示す。まず、低温試験として、移動用ケーブル１１の完成品から５００ｍｍの試料を採取し、この採取した移動用ケーブル１１を低温環境下で１時間放置させた後、９０度折曲げてシースの折曲げ性能及び亀裂の有無状態を調べた。この結果、移動用ケーブル１１は−１０℃の低温環境下でも折曲げ可能であり、−３０℃の低温環境下でも亀裂は発生せず、良好なケーブル特性を維持できることが認められた。
【００３９】
一方、燃焼試験の一例として、６０度傾斜燃焼試験（ＪＩＳ、Ｃ、３００５参照）を行った。この６０度傾斜燃焼試験は、移動用ケーブル１１の完成品から採取した長さ約３００ｍｍの試料を、水平に対して約６０度傾斜させて支持し、還元炎の先端を試料の下端から約２０ｍｍの位置に３０秒以内で燃焼するまで当て、炎を取り去った後、試料が６０秒以内に自然に消えるか、否かを調査するものである。この結果、発火後、２秒程度で直ぐに消え、燃焼試験は問題ないことが認められた。
【００４０】
なお、難燃性などの耐温度特性を考慮してシースの材質を、耐燃性ポリエチレン等を使用すると、耐低温性と耐燃性を大幅に改善できるが、その反面、難燃剤として使用される水酸化物が被覆材中に多く含まれてしまい、この水酸化物が機械的強度の低下を引き起こし、シースに亀裂の発生を誘起させ、耐久性及を劣化させるので好ましくない。よって、ある程度の耐低温性と耐燃性を有しながら耐久性を劣化させない材質を選択したうえで、子撚り合わせ体と親撚り合わせ体との複数段階に撚り合わせて構成した耐蛇行形状の線心集合体を作り、その外周囲をシースで被覆することで、蛇行の発生を防止した移動用ケーブルを作成することができる。
【００４１】
上述のように、撚り合わせられた線心のそれぞれをシースで直接被覆固定できるため、被覆時にシースが撚り合わせられた部分の隅々まで行き渡り、各々の線心とシースとの間での接触面積を増大させて密着性を高めることができる。これにより、移動用ケーブルの内部では一体感が高められてケーブル内部でのズレが生じ難くなる。この結果、移動用ケーブルが過酷な使用条件で捩れても、その動きにケーブル内部の線心が追従するのでケーブル内部でのズレは生じず、長期使用されても蛇行が生じない信頼性の高いケーブル特性を発揮する。
【００４２】
この発明の移動用ケーブル１１は上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に記載される技術思想に基づいて応用することができる。例えば、実施例では移動用ケーブル１１を、はしご付き消防車に適用したものを示したが、これに限らず、産業機器、放送機器などの移動用ケーブルとして他の用途に広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】移動用ケーブルの撚り合わせ状態を示した要部拡大側面図。
【図２】（Ａ）は子撚り合わせ体の要部拡大断面図、（Ｂ）は親撚り合わせ体の要部拡大断面図、（Ｃ）は移動用ケーブルの拡大断面図。
【図３】（Ａ）は子撚り合わせ体を示す要部拡大側面図、（Ｂ）は線心の一部拡大側面図、（Ｃ）は線心の拡大断面図。
【図４】（Ａ）はケーブル移動屈曲試験機の正面図、（Ｂ）はケーブル移動屈曲試験機の要部平面図。
【図５】（Ａ）はこの発明の試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図、（Ｂ）は従来の試験結果後のシースの断面形状を示すシースの拡大断面図。
【図６】従来のキャブタイヤケーブルの縦断面図。
【図７】蛇行が発生したケーブルを示す要部拡大斜視図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…移動用ケーブル
１２…導体
１３…絶縁体
１４…線心
１５…補強糸
１６…子撚り合わせ体
１７…補強線材
１８…親撚り合わせ体
１９…シース
３２…異色
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を絶縁体により被覆した複数本の線心を、補強糸を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた子撚り合わせ体を設け、
前記子撚り合わせ体の複数本を、補強線材を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた親撚り合わせ体を設け、
前記親撚り合わせ体の外周囲を熱可塑性樹脂のシースにより直接被覆固定した
移動用ケーブル。
【請求項２】
前記絶縁体は、線心別に色分けされた地色と、該地色と異なる異色を付加して構成した
請求項１に記載の移動用ケーブル。
【請求項１】
導体を絶縁体により被覆した複数本の線心を、補強糸を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた子撚り合わせ体を設け、
前記子撚り合わせ体の複数本を、補強線材を中心とする外周囲に環状配置して撚り合わせた親撚り合わせ体を設け、
前記親撚り合わせ体の外周囲を熱可塑性樹脂のシースにより直接被覆固定した
移動用ケーブル。
【請求項２】
前記絶縁体は、線心別に色分けされた地色と、該地色と異なる異色を付加して構成した
請求項１に記載の移動用ケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２７４２７（Ｐ２０１０−２７４２７Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８３４６（Ｐ２００８−１８８３４６）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（３９１０１８７３２）富士電線工業株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（３９１０１８７３２）富士電線工業株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
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