CN104078141A - 扁平电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扁平电缆，其能够缓和被U字弯曲时的局部性应力集中，提高耐U字弯曲性。在具备并列配置的绝缘电线（11）和抗张力线（12）的扁平电缆（10）中，绝缘电线（11）具备：绞线导体（13）、形成于绞线导体（13）的周围的绝缘层（14）、以及形成于绝缘层（14）的周围且熔点低于所述绝缘层（14）的电线侧熔接层（15），抗张力线（12）具备：抗张力纤维（16）、以及形成于抗张力纤维（16）的周围且熔点低于绝缘层（14）的抗张力线侧熔接层（17），绝缘电线（11）和抗张力线（12）通过电线侧熔接层（15）和抗张力线侧熔接层（17）相互熔接。

Description

扁平电缆

技术领域

本发明涉及一种配线于伴有U字弯曲（滑动）的部分的扁平电缆。

背景技术

在半导体装置的制造生产线中，使用用于通过上下移动动作等搬运半导体装置的搬运用机器人。配线于搬运用机器人的扁平电缆由于搬运用机器人每逢搬运半导体装置都会承受载荷的同时被U字弯曲，因此要求耐U字弯曲性优异。

如图5所示，作为现有技术所涉及的扁平电缆50，已知有如下这样的扁平电缆：将在耐U字弯曲性优异的绞线导体51的周围形成有绝缘层52的多个绝缘电线53并列配置的同时，使相邻的绝缘电线53的绝缘层52彼此相互熔接（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-011769号公报

然而，在现有技术的扁平电缆50中，通过管挤压，在绞线导体51的周围形成绝缘层52，以便能够在绞线导体51与绝缘层52之间确保空间，当扁平电缆50被U字弯曲时，绞线导体51在空间内移动，释放施加到绞线导体51的应力，因此绝缘电线53的截面形状不会形成正圆形，绝缘电线53的外径无论怎样也参差不齐。

如果绝缘电线53的外径参差不齐，则在使相邻的绝缘电线53的绝缘层52彼此相互熔接时，因绝缘电线53的外径的参差不齐引起的应力残存于扁平电缆50，因此当扁平电缆50被U字弯曲时产生局部性应力集中，成为使扁平电缆50的耐U字弯曲性降低的主要原因。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种扁平电缆，其能够缓和被U字弯曲时的局部性应力集中，提高耐U字弯曲性。

为了实现该目的而创造的本发明是一种扁平电缆，为具备并列配置的绝缘电线和抗张力线的扁平电缆，所述绝缘电线具备：绞线导体、形成于所述绞线导体的周围的绝缘层、以及形成于所述绝缘层的周围且熔点低于所述绝缘层的电线侧熔接层，所述抗张力线具备：抗张力纤维、以及形成于所述抗张力纤维的周围且熔点低于所述绝缘层的抗张力线侧熔接层，所述绝缘电线和所述抗张力线通过所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层相互熔接。

所述抗张力线可以配置于电缆横截面的两端。

所述抗张力线可以配置成以电缆横截面的中心为界对称。

所述绝缘层可以由氟树脂构成，所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层可以由聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、或聚氨酯树脂构成。

所述抗张力纤维可以以10%以下的伸长率捻合，截面形状可以为大致正圆形。

所述抗张力纤维可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维构成。

此外，本发明是一种扁平电缆的制造方法，具备如下工序：通过管挤压，在绞线导体的周围形成绝缘层的工序；在所述绝缘层的周围，形成熔点低于所述绝缘层的电线侧熔接层，制作绝缘电线的工序；通过实心挤压，在抗张力纤维的周围，形成熔点低于所述绝缘层的抗张力线侧熔接层，制作抗张力线的工序；以及将所述绝缘电线和所述抗张力线并列配置的同时，在所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层的熔点以上且小于所述绝缘层的熔点的温度下进行加热，通过所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层相互熔接的工序。

所述绝缘层可以由氟树脂构成，所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层可以由聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、或聚氨酯树脂构成。

所述抗张力纤维可以以10%以下的伸长率捻合，截面形状可以为大致圆形。

所述抗张力纤维可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维构成。

根据本发明，可以提供一种扁平电缆，其能够缓和被U字弯曲时的局部性应力集中，提高耐U字弯曲性。

附图说明

图1是表示本发明涉及的扁平电缆的截面示意图。

图2是表示本发明的变形例涉及的扁平电缆的截面示意图。

图3（a）至（c）是表示本发明的变形例涉及的扁平电缆的截面示意图。

图4（a）和（b）是对U字弯曲试验进行说明的图。

图5是表示现有技术所涉及的扁平电缆的截面示意图。

附图标记说明

10  扁平电缆

11  绝缘电线

12  抗张力线

13  绞线导体

14  绝缘层

15  电线侧熔接层

16  抗张力纤维

17  抗张力线侧熔接层

具体实施方式

以下，根据附图，说明本发明的优选实施方式。

如图1所示，本实施方式涉及的扁平电缆10的特征在于，具备并列配置的绝缘电线11和抗张力线12，绝缘电线11具备：绞线导体13、形成于绞线导体13的周围的绝缘层14、以及形成于绝缘层14的周围且熔点低于绝缘层14的电线侧熔接层15，抗张力线12具备：抗张力纤维16、以及形成于抗张力纤维16的周围且熔点低于绝缘层14的抗张力线侧熔接层17，绝缘电线11和抗张力线12通过电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17相互熔接。

绞线导体13例如将伸长率为10%以上、拉伸强度为190MPa以上的软铜线、或者伸长率为5%以上、拉伸强度为300MPa以上的软质铜合金线捻合而成。由此，绝缘电线11的耐弯曲性变得良好。

绝缘层14优选由机械特性优异的乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）、或四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物（PFA）等氟树脂构成。这是因为，对于配线于搬运用机器人的扁平电缆10，要求即使在被反复U字弯曲时，绝缘层也难以劣化。

此外，绝缘层14优选在绞线导体13的周围以管状形成。由此，可以在绞线导体13与绝缘层14之间确保空间，当扁平电缆10被U字弯曲时，绞线导体13在空间内移动，可以释放施加到绞线导体13的应力。

电线侧熔接层15优选由与氟树脂相比熔点更低的聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、或聚氨酯树脂构成。这是因为，为了避免在使电线侧熔接层15熔接时连绝缘层14也熔化而产生电短路、绝缘不良这样的问题，需要使电线侧熔接层15的熔点低于绝缘层14的熔点。此外，由于聚氯乙烯树脂等与氟树脂相比更柔软，因此通过用聚氯乙烯树脂等形成电线侧熔接层15，可以在末端部，将已熔接的电线侧熔接层15与抗张力线侧熔接层17撕开而分离，切断抗张力线12的不需要的部分，仅拉出绝缘电线11，可以提高末端连接操作性。

优选抗张力纤维16以10%以下的伸长率捻合，由其截面形状为大致圆形的纤维、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维构成。由于伸长率小，为10%以下，因此，可以容易地使施加到扁平电缆10的应力施加到抗张力线12，减轻绝缘电线11的应力负荷。此外，由于被捻合，因此后述的抗张力线侧熔接层17容易进入捻缝，可以借助于抗张力线侧熔接层17坚固地保持抗张力纤维16。进而，由于截面形状为大致圆形，因此通过在抗张力纤维16的周围形成抗张力线侧熔接层17，可以制作外径均一且几乎无参差不齐的抗张力线12。由此，可以均匀地分散施加到抗张力线12的应力。

抗张力线侧熔接层17优选由与电线侧熔接层15同种材料、即与氟树脂相比熔点低的聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、或聚氨酯树脂构成。这是因为，通过用同种材料形成电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17，可以容易地熔接电线侧熔接层15与抗张力线侧熔接层17。

此外，抗张力线侧熔接层17优选通过挤压形成于抗张力纤维16的周围。由此，可以借助于抗张力线侧熔接层17保持抗张力纤维16，因而可以将抗张力线12的伸长率抑制得较低。因此，与具有形成为管状的绝缘层14的绝缘电线11相比，具有通过挤出而形成的抗张力线侧熔接层17的抗张力线12由于其伸长率与绝缘电线11同等或同等以下，因此可以容易地将施加到扁平电缆10的应力施加到抗张力线12，减轻绝缘电线11的负荷。

该抗张力线12优选配置于电缆横截面的两端。这是因为，当扁平电缆10在插入于滑车的槽的状态下承受载荷而被U字弯曲时，扁平电缆10的两端与滑车的槽侧面摩擦，扁平电缆10的两端容易磨损。此外，如此通过在容易产生磨损或损伤、应力容易集中的两端配置抗张力线12，可以延长弯曲寿命。

进而，抗张力线12优选配置成以电缆横截面的中心为界使扁平电缆10对称的结构。这是因为，由此可以均匀地分散施加到扁平电缆10的应力。

接下来，对扁平电缆10的制造方法进行说明。

本实施方式涉及的扁平电缆10的制造方法的特征在于，具备如下工序：通过管挤压，在绞线导体13的周围形成绝缘层14的工序；在绝缘层14的周围，形成熔点低于绝缘层14的电线侧熔接层15，制作绝缘电线11的工序；通过实心挤压，在抗张力纤维16的周围，形成熔点低于绝缘层14的抗张力线侧熔接层17，制作抗张力线12的工序；以及将绝缘电线11和抗张力线12并列配置的同时，在电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17的熔点以上且小于绝缘层14的熔点的温度下进行加热，通过电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17相互熔接的工序。

在通过管挤压，在绞线导体13的周围形成绝缘层14的工序中，采用管挤压，以便能够在绞线导体13与绝缘层14之间确保空间，当扁平电缆10被U字弯曲时，绞线导体13在空间内移动，释放施加到绞线导体13的应力。

对于在绝缘层14的周围、形成熔点低于绝缘层14的电线侧熔接层15来制作绝缘电线11的工序中，无需特别限定挤压方式，因此可以采用管挤压或实心挤压，但是为了尽可能使绝缘电线11的外径接近均一，优选采用实心挤压。

在通过实心挤压、在抗张力纤维16的周围形成熔点低于绝缘层14的抗张力线侧熔接层17来制作抗张力线12的工序中，从使扁平电缆10被U字弯曲时施加的应力容易地施加到抗张力纤维16而减轻绝缘电线11的应力负荷、并且使抗张力线12的外径均一而消除参差不齐的观点考虑，采用实心挤压。

通过到上述为止的工序，可以得到对外径残留一定程度的不均一性的绝缘电线11和外径均一且无参差不齐的抗张力线12。

此外，在将绝缘电线11和抗张力线12并列配置的同时、在电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17的熔点以上且小于绝缘层14的熔点的温度下进行加热、通过电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17相互熔接的工序中，在电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17的熔点以上且小于绝缘层14的熔点的温度下进行加热，仅使电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17熔化。由此，绝缘层14不熔化，因而保持绝缘层14和电线侧熔接层15的独立性。

根据以上说明的扁平电缆10，由于在两端和绝缘电线11之间，配置有与疲劳断裂无缘、且外径均一、无弯曲、柔软性优异的抗张力线12，因此能够通过抗张力线12吸收因绝缘电线11的外径的参差不齐引起的、当扁平电缆10被U字弯曲时产生的局部性应力集中，可以有效防止U字弯曲所致的绞线导体13的断线。

此外，由于在将绝缘电线11与抗张力线12熔接时，抗张力线12吸收绝缘电线11的外径的参差不齐、弯曲，因此扁平电缆10的外观形状稳定变得平滑，熔接的部分的形状也易于稳定。

进而，由于抗张力线12分担承受当扁平电缆10被U字弯曲时施加到绝缘电线11的载荷，因此能够缓和施加到绝缘电线11的载荷，可以提高疲劳破裂寿命。

此外，由于绝缘电线11与抗张力线12通过熔点低于绝缘层14的电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17相互熔接，因此绝缘层14与电线侧熔接层15未熔接而形成独立的双层结构，即使已熔接的电线侧熔接层15和抗张力线侧熔接层17被撕开，裂缝也不会进展到绝缘层14。因此，扁平电缆10可以在末端加工时绝缘层14不会撕开的情况下拉出绝缘电线11，末端加工操作性优异。

如上所述，根据本发明，可以提供一种扁平电缆，其能够缓和被U字弯曲时的局部性应力集中，提高耐U字弯曲性。

需要说明的是，本发明并不限定于前述的实施方式，可以进行各种变形。例如，在前述的实施方式中，虽然将绝缘电线11和抗张力线12每1根交替地配置，但是如图2所示，也可以将绝缘电线11每2根相邻地配置，在与其两端之间配置抗张力线12。

由此，抗张力线12能够均匀地分担承受当扁平电缆10被U字弯曲时施加到的载荷，能够保护绝缘电线11不受两端的磨损、应力集中，并且通过减少抗张力线12的根数，可以抑制扁平电缆10的宽度过于增大。

特别是，在绝缘电线11的根数多的情况下，抗张力线12每一根分担的应力变小，因此即使以绝缘电线11形成每多根的配置的方式拉开抗张力线12的间隔，对耐U字弯曲性的影响也非常小，反而减小扁平电缆10的宽度，能够使配线空间窄小的获益更大。

此外，如图3（a）至（c）所示，在绝缘电线11为多根的情况下，配置的绝缘电线11的根数即使不相同，只要形成以电缆横截面的中心为界对称的配置即可。由此，载荷会均等地施加到扁平电缆10的左右，因而在扁平电缆10的使用中，不会发生捻合、或者一端磨损、应力集中。

实施例

接下来，说明本发明的实施例。

作为实施例1准备图1所示的扁平电缆10，作为比较例1准备图5所示的扁平电缆50。

具体地说，使用将外径为0.08mm的线材捻合的23AWG（美国线规（American Wire Gauge））的绞线导体13、31，制作了4芯扁平电缆10、30。在扁平电缆10中，除了4芯绝缘电线11之外，还与绝缘电线11交替地配置5芯抗张力线12，使得高度为2mm、宽度为17.2mm，在扁平电缆50中，仅将4芯绝缘电线53并列配置，使得高度为2mm、宽度为7.8mm。

对于这些扁平电缆10、30，如图4（a）所示，以电缆长度为1.0m的方式进行切断，使用导体41串联地连接绝缘电线11、53，并且在将两端的端子A、B连接于断线检测器后，如图4（b）所示，在扁平电缆10、30的一端安装2kg的秤砣42，并且将另一端安装于半径为40mm的心轴（mandrel）43，使心轴43以规定的周期旋转、反转，实施了使扁平电缆10、30反复U字弯曲的U字弯曲试验。在该U字弯曲试验中，在用断线检测器测定的导体电阻值上升20%时，判断为断线。

其结果是，在扁平电缆10中，即使反复进行U字弯曲1000万次以上，也没有产生断线，但是在扁平电缆50中，在120万次左右时产生断线。

由以上的结果证实，根据本发明，可以提供一种扁平电缆10，其能够缓和被U字弯曲时的局部性应力集中，提高耐U字弯曲性。

Claims (10)

1.一种扁平电缆，为具备并列配置的绝缘电线和抗张力线的扁平电缆，其特征在于，

所述绝缘电线具备：绞线导体、形成于所述绞线导体的周围的绝缘层、以及形成于所述绝缘层的周围且熔点低于所述绝缘层的电线侧熔接层，

所述抗张力线具备：抗张力纤维、以及形成于所述抗张力纤维的周围且熔点低于所述绝缘层的抗张力线侧熔接层，

所述绝缘电线和所述抗张力线通过所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层相互熔接。

2.根据权利要求1所述的扁平电缆，其中，所述抗张力线配置于电缆横截面的两端。

3.根据权利要求1或2所述的扁平电缆，其中，所述抗张力线配置成以电缆横截面的中心为界对称。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扁平电缆，其中，所述绝缘层由氟树脂构成，所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层由聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、或聚氨酯树脂构成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的扁平电缆，其中，所述抗张力纤维以10%以下的伸长率捻合，截面形状为大致正圆形。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的扁平电缆，其中，所述抗张力纤维由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维构成。

7.一种扁平电缆的制造方法，其特征在于，具备如下工序：

通过管挤压，在绞线导体的周围形成绝缘层的工序；

在所述绝缘层的周围，形成熔点低于所述绝缘层的电线侧熔接层，制作绝缘电线的工序；

通过实心挤压，在抗张力纤维的周围，形成熔点低于所述绝缘层的抗张力线侧熔接层，制作抗张力线的工序；以及

将所述绝缘电线和所述抗张力线并列配置的同时，在所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层的熔点以上且小于所述绝缘层的熔点的温度下进行加热，通过所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层相互熔接的工序。

8.根据权利要求7所述的扁平电缆的制造方法，其中，所述绝缘层由氟树脂构成，所述电线侧熔接层和所述抗张力线侧熔接层由聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、或聚氨酯树脂构成。

9.根据权利要求7或8所述的扁平电缆的制造方法，其中，所述抗张力纤维以10%以下的伸长率捻合，截面形状为大致正圆形。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的扁平电缆的制造方法，其特征在于，所述抗张力纤维由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维构成。