(57)【要約】【課題】検知線を追加することなく、より正確なケーブルの断線時期の予測が可能なケーブルの断線予測装置および屈曲カウンタ付きケーブルを提供する。【解決手段】繰り返し屈曲を受けるケーブル２の断線を予測するケーブルの断線予測装置であって、ケーブル２の屈曲回数を計測する屈曲回数計測手段１０と、屈曲回数計測手段１０で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、ケーブル２に断線の危険があると判断する判定手段１１と、を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返し屈曲を受けるケーブルの断線を予測するケーブルの断線予測装置であって、
前記ケーブルの屈曲回数を計測する屈曲回数計測手段と、
前記屈曲回数計測手段で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、前記ケーブルに断線の危険があると判断する判定手段と、
を備えたことを特徴とするケーブルの断線予測装置。
【請求項２】
前記屈曲回数計測手段は、
前記ケーブルの少なくとも一方の端部、もしくは当該端部と共に動く部位に取り付けられた加速度センサを有する
請求項１記載のケーブルの断線予測装置。
【請求項３】
前記屈曲回数計測手段は、
前記ケーブルの両方の端部、もしくは当該両方の端部と共に動く部位にそれぞれ取り付けられた２つの加速度センサと、
該２つの加速度センサの出力の差分を基に前記ケーブルの屈曲回数をカウントする屈曲カウンタと、を有する
請求項１または２記載のケーブルの断線予測装置。
【請求項４】
ケーブルと、
該ケーブルの両端部にそれぞれ取り付けられた２つの加速度センサと、
前記ケーブルの一方の端部に取り付けられ、前記２つの加速度センサの出力の差分を基に前記ケーブルの屈曲回数をカウントする屈曲カウンタと、
を備えたことを特徴とする屈曲カウンタ付きケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの断線予測装置および屈曲カウンタ付きケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の可動部や産業用ロボットなどにおいて、揺動・屈曲が加わる箇所へ配線するケーブルでは、繰り返し屈曲疲労による導体やシールドの断線、シースや絶縁体の割れが生じるおそれがあり、伝送する電力信号や電気信号の断絶や、アースへのショート等が発生する可能性がある。そのため、寿命予測技術を用いて耐屈曲性を考慮した設計のケーブルを用いるのが一般的である。
【０００３】
ところで、車両のインホイールモータや電動ブレーキへの電源供給や信号伝達に用いられるケーブルでは、ケーブルにとってより過酷な環境である車両バネ下（サスペンション下方の露出部分）に配線されるため、断線やショートによる不具合をより厳格に防ぐ必要がある。
【０００４】
車両バネ下に配線されるケーブルの寿命（断線時期）は、走行する場所、走行距離、走行パターンなどの使用状況によって大きく異なる。このような用途のケーブルに上述の技術を適用するとなると、あらゆる使用状況でも不具合が生じないよう、想定される最も厳しい使用状況での障害損傷度を大幅に上回る性能を有するケーブルを用いる必要が生じる。しかし、このようなケーブルを市販車両に用いることは、コスト的な観点から不可能である。
【０００５】
したがって、車両バネ下に配線されるケーブルなど使用状況により寿命が大きく異なるケーブルでは、個別に累積損傷度を管理し、ケーブルが寿命に達する前に、ケーブルの交換が必要であることを使用者に伝達し、速やかな交換を促すことが望ましい。そのためには、個別のケーブルの累積損傷度をなんらかの手法により直接管理し、ケーブルが寿命（断線時期）に近づいたことを予測する装置が必要になる。
【０００６】
ケーブルが寿命（断線時期）に近づいたことを予測することが可能な技術として、例えば特許文献１，２がある。
【０００７】
特許文献１，２の技術は、被検知線と被検知線よりも寿命（断線時期）が短い検知線と、を有し、検知線が断線した時点で、被検知線が寿命（断線時期）に近づいたことを予測するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３２０６０号公報
【特許文献２】特開２００７−２９９６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献１，２の技術は、検知線を新たに追加する必要があり、車両の狭い配索スペースを考慮すると、検知線を追加することは望ましくない。
【００１０】
また、最近では、従来よりもさらに正確、確実なケーブルの断線時期の予測が望まれている。上述の特許文献１，２の技術では、検知線自体にも断線時期のばらつきがあるため、より正確なケーブルの断線時期の予測が望まれる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、検知線を追加することなく、より正確なケーブルの断線時期の予測が可能なケーブルの断線予測装置および屈曲カウンタ付き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】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、繰り返し屈曲を受けるケーブルの断線を予測するケーブルの断線予測装置であって、前記ケーブルの屈曲回数を計測する屈曲回数計測手段と、前記屈曲回数計測手段で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、前記ケーブルに断線の危険があると判断する判定手段と、を備えたケーブルの断線予測装置である。
【００１３】
前記屈曲回数計測手段は、前記ケーブルの少なくとも一方の端部、もしくは当該端部と共に動く部位に取り付けられた加速度センサを有してもよい。
【００１４】
前記屈曲回数計測手段は、前記ケーブルの両方の端部、もしくは当該両方の端部と共に動く部位にそれぞれ取り付けられた２つの加速度センサと、該２つの加速度センサの出力の差分を基に前記ケーブルの屈曲回数をカウントする屈曲カウンタと、を有してもよい。
【００１５】
また、本発明は、ケーブルと、該ケーブルの両端部にそれぞれ取り付けられた２つの加速度センサと、前記ケーブルの一方の端部に取り付けられ、前記２つの加速度センサの出力の差分を基に前記ケーブルの屈曲回数をカウントする屈曲カウンタと、を備え屈曲カウンタ付きケーブルである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、検知線を追加することなく、より正確なケーブルの断線時期の予測が可能なケーブルの断線予測装置および屈曲カウンタ付きケーブルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るケーブルの断線予測装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る屈曲カウンタ付きケーブルの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係るケーブルの断線予測装置の概略構成図である。
【００２０】
図１に示すように、ケーブルの断線予測装置１は、繰り返し屈曲を受けるケーブル２の断線を予測するものである。
【００２１】
本実施の形態では、一例として、ケーブル２が、車両バネ下（サスペンション３ａ下方の露出部）に配線されるものである場合を説明する。ただし、少なくとも一方の端部が揺動することで繰り返し屈曲を受けるケーブルであれば、どのようなケーブルであっても本発明は適用可能である。
【００２２】
本実施の形態で断線の予測対象となるケーブル２は、車体３に備えられた電源、インバータ、制御装置などの車体側装置５と、タイヤ４に備えられたインホイールモータ、電動ブレーキ装置、各種センサなどのタイヤ側装置６とを接続し、電源信号や電気信号等を伝送するものである。ケーブル２の両端部には、車体側装置５またはタイヤ側装置６と接続するための接続部（コネクタや固定金具などを含む）７が設けられている。
【００２３】
ケーブル２の途中には、少なくとも２つの中間固定金具８が設けられており、この中間固定金具８により、ケーブル２は所定のレイアウトで車体３やタイヤ４に固定されている。車体３側に固定される中間固定金具８と、タイヤ４側に固定される中間固定金具８の間の部分（図１に破線で囲った部分Ａ）のケーブル２が、タイヤ４のバウンドや転舵等により繰り返し屈曲（揺動）を受ける部分となる。なお、中間固定金具８は、ケーブル２の端部に力（振動による引張力）が加わらないようにするには有効であるが、ケーブル２の端部が十分な強度となっている場合は省略可能である。
【００２４】
さて、ケーブルの断線予測装置１は、ケーブル２の屈曲回数を計測する屈曲回数計測手段１０と、屈曲回数計測手段１０で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、ケーブル２に断線の危険があると判断する判定手段１１と、を備えている。
【００２５】
屈曲回数計測手段１０は、ケーブル２の少なくとも一方の端部、もしくは当該端部と共に動く部位に取り付けられた加速度センサ１２を有している。
【００２６】
本実施の形態では、屈曲回数計測手段１０は、ケーブル２の両方の端部にそれぞれ取り付けられた２つの加速度センサ１２と、該２つの加速度センサ１２の出力の差分を基にケーブル２の屈曲回数をカウントする屈曲カウンタ１３と、を有している。
【００２７】
図１および図２に示すように、本実施の形態では、ケーブル２に２つの加速度センサ１２と屈曲カウンタ１３を一体化した屈曲カウンタ付きケーブル２１を用いるようにしている。
【００２８】
屈曲カウンタ付きケーブル２１では、ケーブル２の両端部に設けた接続部７（ここでは、車体側装置５やタイヤ側装置６にケーブル２を固定するためのフランジ部）に、加速度センサ１２と加速度センサ１２のドライバや演算装置等の電子回路をパッケージした加速度センサユニット２２を直接固定するように構成し、さらに、ケーブル２の一方の端部に設けた加速度センサユニット２２内に、屈曲カウンタ１３を内蔵するようにしている。
【００２９】
屈曲カウンタ付きケーブル２１を用いることで、加速度センサ１２や屈曲カウンタ１３を別途設ける必要がなくなるので、取り扱いや取付作業を大幅に簡略化することが可能になる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、加速度センサ１２（加速度センサユニット２２）をケーブル２の端部（接続部７）に直接取り付けたが、これに限定されるものではない。加速度センサ１２は、ケーブル２の端部の揺動（屈曲による揺動）を検出できる位置であればどこに設けてもよく、検出対象となるケーブル２の端部と共に動く部位に設けられていてもよい。ただし、この場合、車体３のロール等の影響を受けないように、なるべくケーブル２の端部の近傍（例えば、図１に細線破線で示した部分Ｂ）に設けることが望ましい。
【００３１】
また、本実施の形態では、屈曲カウンタ１３を加速度センサユニット２２内に搭載したが、これに限らず、屈曲カウンタ１３を、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に搭載することも勿論可能である。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、加速度センサ１２を２つ搭載してケーブル２の両端の揺動を検出するようにしているが、どちらか一方の加速度センサ１２を省略しても構わない。この場合、車体３側の加速度センサ１２を省略し、タイヤ４側のケーブル２の端部に加速度センサ１２を設けることが望ましい。
【００３３】
さらにまた、本実施の形態では加速度センサ１２とドライバ等をパッケージした加速度センサユニット２２を用いたが、これに限らず、加速度センサ１２を単体で設け、加速度センサ１２からの信号を車両の電子制御装置に入力して、電子制御装置にてケーブル２の両端の変動情報を得るようにしてもよい。なお、この場合、屈曲カウンタ１３は電子制御装置に搭載されることになる。
【００３４】
車両バネ下の動き（ケーブル２の屈曲にかかわる動き）は周波数１０Ｈｚ以下程度、車両バネ上の動き（ケーブル２の屈曲にかかわる動き）は周波数２０Ｈｚ以下程度であるため、本実施の形態では、周波数３０Ｈｚ以下かつ変位１０ｍｍ以上の振動をカウントするように屈曲カウンタ１３を構成し、車両のエンジンの振動等をカウントしてしまわないようにした。
【００３５】
また、ケーブル２は、例えば、捻れた状態で屈曲を受けたときに大きなダメージを受けることが知られている。そこで、加速度センサ１２として検出軸が３軸のものを使用し、ケーブル２の両端の変動情報を３次元的に検出し、特定の条件でケーブル２が屈曲された場合（例えば転舵中にタイヤ４のバウンドが発生したような場合）に、カウント数に係数（１以上の係数）を掛け合わせるなどして、屈曲状況に応じた重み付けをして屈曲回数をカウントするように屈曲カウンタ１３を構成してもよい。
【００３６】
判定手段１１は、屈曲回数計測手段１０の屈曲カウンタ１３で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、ケーブル２に断線の危険があると判断するものである。判定手段１１は、例えば、車両の電子制御装置に搭載される。
【００３７】
屈曲カウンタ１３と判定手段１１間の信号伝送、および、屈曲カウンタ１３と屈曲カウンタ１３が搭載されていないタイヤ４側の加速度センサ１２（加速度センサユニット２２）間の信号伝送は、有線により行ってもよいし、無線により行ってもよい。
【００３８】
ケーブル２の屈曲による断線は、屈曲回数だけでなく、ケーブル２がどの程度屈曲されたかも影響する。本実施の形態では、断線の予測対象となるケーブル２と同じケーブルを用いて屈曲疲労試験を行い、ケーブル２が最も大きく屈曲された場合（最も厳しい状況で屈曲された場合）における疲労寿命を求め、得られた疲労寿命に所望の安全率（１以下の係数）を掛け合わせた値を屈曲回数上限値として用いるようにした。屈曲回数上限値の設定に用いる安全率については、ケーブル２の用途等に応じて適宜設定可能である。
【００３９】
また、ケーブルの断線予測装置１は、判定手段１１がケーブル２に断線の危険があると判断したとき、警報を発する警報手段１４を備えている。
【００４０】
警報手段１４は、判定手段１１がケーブル２に断線の危険があると判断したとき、例えば、車両の警告灯（ＭＩＬ）を点灯させることなどで使用者に警報を発する。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態に係るケーブルの断線予測装置１では、ケーブル２の屈曲回数を計測する屈曲回数計測手段１０と、屈曲回数計測手段１０で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、ケーブル２に断線の危険があると判断する判定手段１１と、を備えている。
【００４２】
このように構成することで、ケーブル２の累積損傷度を個別に直接管理することが可能となり、使用状況に応じて個別にケーブル２が寿命（断線時期）に近づいたことを予測することが可能になる。ケーブルの断線予測装置１では、ケーブル２の屈曲回数を実際に計測するので、正確なケーブル２の断線時期の予測を行うことが可能である。
【００４３】
つまり、ケーブルの断線予測装置１によれば、従来技術のように検知線を追加することなく、より正確なケーブル２の断線時期の予測を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、車両では、バウンドや車道の登り下りによっても加速度が生じるため、加速度センサ１２が１つの場合には、バウンド等による加速度をケーブル２が屈曲したと誤検知してしまう場合が考えられる。本実施の形態では、加速度センサ１２を２つ設け、その２つの加速度センサ１２の出力の差分を基にケーブル２の屈曲回数をカウントするように構成しているため、バウンド等による加速度をキャンセルでき、ケーブル２の屈曲による加速度を効果的に検知し、精度よく屈曲回数をカウントすることが可能である。
【００４５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ケーブルの断線予測装置
２  ケーブル
３  車体
４  タイヤ
５  車体側装置
６  タイヤ側装置
７  接続部
８  中間固定金具
１０  屈曲回数計測手段
１１  判定手段
１２  加速度センサ
１３  屈曲カウンタ
１４  警報手段
２１  屈曲カウンタ付きケーブル
２２  加速度センサユニット
【図１】
2014059150.tif 000003
【図２】
2014059150.tif 000004