CN110310771B

CN110310771B - 绝缘电线和多芯电缆

Info

Publication number: CN110310771B
Application number: CN201811513681.6A
Authority: CN
Inventors: 黄得天; 小林正则; 相田一宏
Original assignee: Bomeilicheng Co ltd
Current assignee: Bomeilicheng Co ltd
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2038-12-11
Also published as: CN110310771A

Abstract

本发明提供一种在维持耐磨损性的同时，耐屈曲性和柔软性也优异的绝缘电线和缆芯包含该绝缘电线的多芯电缆。所述绝缘电线具备：与导体密合而被覆前述导体外周的内层、以及被覆前述内层的外周的外层，所述内层由聚氯乙烯(PVC)形成，所述外层由乙烯四氟乙烯共聚树脂(ETFE)形成。

Description

绝缘电线和多芯电缆

技术领域

本发明涉及绝缘电线和多芯电缆。

背景技术

产业用机器人等的电气配线中使用的多芯电缆(以下有时称为机器人电缆)跟随机器人的移动，承受预定次数以上的反复弯曲的动作(以下也称为“反复弯曲”。)。因此，对于收纳于多芯电缆内的绝缘电线而言，要求耐受该反复弯曲的优异的耐屈曲性。

此外，多芯电缆承受反复弯曲时，收纳于电缆内的多根绝缘电线彼此摩擦，存在绝缘电线的绝缘被覆表面磨损的担忧。在电缆内包含将两根绝缘电线绞合而成的双绞线时，双绞线彼此局部接触，剧烈摩擦，因此该绝缘被覆表面的磨损很明显。这样，由于对于产业用机器人的配线中使用的绝缘电线而言，要求耐屈曲性和绝缘被覆的耐磨损性，因此很多情况下绝缘被覆中使用氟树脂。

另一方面，氟树脂的拉伸强度高，因此硬，被覆有氟树脂的绝缘电线的柔软性差。因此，为了改善绝缘电线的柔软性，提出了设有内侧为柔软的树脂、其外侧为氟树脂的2层结构的被覆的绝缘电线(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。

专利文献1所述的绝缘电线具备下述构成：在导体周围被覆有由以乙烯－极性单体共聚物为主体的组合物形成的第一层，在该第一层的外周被覆有由放射线交联性氟树脂形成的第二层，上述第一层与上述第二层在未实施粘接处理的情况下粘接，并且，上述第一层和上述第二层均经交联。

专利文献2所述的绝缘电线是在导体周围至少被覆有内侧绝缘层及其外侧的外侧绝缘层这2层绝缘层的绝缘电线，具备下述构成：前述内侧绝缘层含有EVA、EEA、EBA等烯烃系树脂，前述外侧绝缘层含有氟树脂。

专利文献3所述的绝缘电线具备下述构成：在导体周围被覆有由含有丙烯酸橡胶的组合物形成的第一层，在该第一层外周被覆有由氟树脂形成的第二层，上述第一层与上述第二层密合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－284895号公报

专利文献2：日本特开2013－225405号公报

专利文献3：日本特开2009－272100号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述专利文献1至3所述的绝缘电线均设想用于汽车、电器/电子设备等，并未设想用于承受严重反复弯曲的机器人电缆。尤其是希望即使在将缆芯包含多根绝缘电线的多芯电缆以小的弯曲半径弯曲配置的情况下，也耐受反复弯曲。

本发明的目的在于，提供一种在维持耐磨损性的同时，耐屈曲性和柔软性也优异的绝缘电线和缆芯包含该绝缘电线的多芯电缆。

用于解决课题的方法

以解决上述课题为目的，本发明提供下述[1]～[4]的绝缘电线和[5]、[6]的多芯电缆。

[1]一种绝缘电线，具备：

与导体密合而被覆前述导体的外周的内层、以及

被覆前述内层的外周的外层，

前述内层由聚氯乙烯(PVC)形成，

前述外层由乙烯四氟乙烯共聚树脂(ETFE)形成。

[2]前述[1]所述的绝缘电线，前述内层的厚度大于前述外层的厚度。

[3]前述[1]或[2]所述的绝缘电线，与前述内层非粘接性地设置有前述外层。

[4]前述[1]至[3]中任一项所述的绝缘电线，形成前述外层的前述乙烯四氟乙烯共聚树脂具有20g/10min以上的流动性(MFR)。

[5]前述[1]至[4]中任一项所述的绝缘电线，前述外层具有前述内层厚度的1/4以上1/2以下的厚度。

[6]一种多芯电缆，具备包含多根前述[1]至[5]中任一项所述的绝缘电线的缆芯和设于前述缆芯的外周的护套。

[7]前述[6]所述的多芯电缆，前述缆芯包含将2根前述绝缘电线绞合而成的双绞线。

发明的效果

根据本发明，能够提供在维持耐磨损性的同时，耐屈曲性和柔软性也优异的绝缘电线和缆芯包含该绝缘电线的多芯电缆。

附图说明

图1为显示本发明第1实施方式涉及的多芯电缆的结构的一个例子的横截面图。

图2为将图1所示多芯电缆的绝缘电线放大显示的横截面图。

图3为显示本发明第2实施方式涉及的多芯电缆的结构的一个例子的横截面图。

符号说明

1：多芯电缆；2：绝缘电线；4：缆芯；6：按压缠绕带；7：屏蔽层；8：护套；20：双绞线；21：导体层；22：绝缘被覆层；211、211A：裸线；211Aa：裸线外周面；221：内层；222：空气层；223：外层。

具体实施方式

关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。需说明的是，以下说明的实施方式表示实施本发明时优选的具体例子，虽然有在技术上具体例示了优选的各种技术事项的部分，但本发明的技术范围并非限定于该具体方式。此外，各附图中各构成要素的尺寸比并不一定与实际的绝缘电线和多芯电缆的尺寸比一致。

＜第1实施方式＞

关于本发明第1实施方式，参照图1和图2进行说明。如图1所示，多芯电缆1具备包含多根绝缘电线2的缆芯4、缠绕于该缆芯4周围的按压缠绕带6、设于该按压缠绕带6外周的屏蔽层7、以及设于该屏蔽层7外周的护套8。需说明的是，绝缘电线2周围的间隙中，可以为了填埋该间隙而设置例如含有芳族聚酰胺纤维、人造丝等的介在物。

图1例示了将绝缘电线2的根数设为4根的例子。需说明的是，绝缘电线2的根数不限定于4根，可以为1根、2根、3根或5根以上。此外，优选绝缘电线2的根数为50根以下。此外，除了绝缘电线2以外，缆芯4还可以包含例如同轴电缆等其他的电线、电缆。

(绝缘电线2)

图2为将图1所示多芯电缆1的绝缘电线2放大显示的横截面图。如图1和图2所示，绝缘电线2具备包含多根裸线211而构成的导体层21(参照图1和图2的虚线)和包含被覆导体层21外周的绝缘体的绝缘被覆层22。需说明的是，图1和图2的虚线是为了方便对导体层21进行说明而附上的，并非显示实际的多芯电缆1上作为实体存在的边界面。此外，导体层21为导体的一个例子。

绝缘被覆层22的厚度(参照图2的“L₃”)可以优选设为0.50mm以下，例如设为约0.25mm。以下的说明中，举绝缘被覆层22具有0.25mm厚度(L₃)的多芯电缆1为例进行说明。

〔导体层21〕

导体层21包含将多根裸线211绞合而成的绞线。裸线211的根数并非特别限定于图1所示根数，例如优选设为30根、60根。

各裸线211优选直径细。各裸线211的直径(参照图2的“d”)例如可以设为约0.08mm。此外，裸线211例如可以使用软铜线。软铜线可以经过镀银等镀覆。

需说明的是，将裸线211的直径d设为0.08mm、根数设为60根的情况下(即23AWG(American Wire Gauge)的情况下)，导体层21的直径(图2的“φ”)约为0.72mm。这种情况下，导体层21的纵截面积(即用虚线围成的圆形的面积)约为0.30mm²。

〔绝缘被覆层22〕

绝缘被覆层22具备被覆导体层21外周的内层221和被覆内层221外周的外层223。优选绝缘被覆层22中，内层221的厚度大于外层223的厚度。此外，内层221与外层223之间可以设置厚度比内层221的厚度(参照图2的“L₁”)和外层223的厚度(参照图2的“L₂”)小的空气层222。详细情况如后所述。

(1)内层221

内层221是承担提高绝缘电线2的柔软性的作用的层。通过绝缘电线2的柔软性提高，结果，多芯电缆1的柔软性也提高。因此，形成内层221的材料优选使用对反复弯曲具有耐性(即难以破裂的)的柔软的材料。具体地，形成内层221的材料优选使用具有预定值以下的拉伸强度的材料。

此外，形成内层221的材料优选使用例如容易以薄的厚度(例如约0.4mm以下的厚度)通过挤出方式等被覆成型进行加工的材料。进一步，为了使多芯电缆1具有耐受预定温度(例如额定温度)的耐热性，形成内层221的材料优选使用具有预定温度以上的耐热性的材料。优选额定温度为80℃以上。需说明的是，本实施方式中，将额定温度设为105℃。

鉴于以上情况进行研究，结果，发明人等获得了下述见解：形成内层221的材料中，最合适的是PVC(聚氯乙烯)(熔点约170℃，拉伸强度35MPa以下)。需说明的是，关于PVC，可以使用作为电线、电缆的被覆材料而常见的PVC，更优选使用具有200％以上的伸长率的PVC。此外，PVC的拉伸强度优选为形成后述外层223的材料的拉伸强度的1/2以下。如果是这样的PVC，则对反复弯曲具有耐性，适合作为内层221。

内层221优选具有绝缘被覆层22厚度的2/3以上的厚度。具体地，内层221的厚度L₁可以优选设为0.4mm以内，更优选设为约0.18mm。

内层221例如通过实心挤出方式以与导体层21密合的方式被覆导体层21的外周。具体地，内层221以分别与构成导体层21的裸线211中配置于最外侧的多根裸线211A的外周面211Aa密合的方式被覆导体层21的外周。配置于最外侧的多根裸线211A中，在相邻的裸线211A之间存在的间隙(参照图2的“S”)优选用形成内层221的PVC填充。

(2)外层223

外层223是为了使多芯电缆1即使承受预定次数(例如1000万次)以上的反复弯曲也不会发生不良状况而承担使绝缘电线2具有满意的耐屈曲性和耐磨损性的作用的层。因此，形成外层223的材料优选使用耐屈曲性和耐磨损性高的材料。

此外，如后所述，外层223通过挤出方式被覆内层221的外侧。因此，形成外层223的材料优选使用具有不比内层221的熔点高太多的熔点的材料。

鉴于以上情况进行研究，结果，发明人等获得了下述见解：形成外层223的材料中，最合适的是作为氟系树脂之一的ETFE(乙烯四氟乙烯共聚树脂)(熔点约270℃，拉伸强度50MPa以上)。如果是ETFE，则能够满足绝缘电线2所需的耐屈曲性和耐磨损性。ETFE优选具有150％以上的伸长率。此外，ETFE优选具有150℃以上的耐热性。

进一步，ETFE优选使用具有MFR(熔体流动速率，Melt Flow Rate，流动性)为20g/10min以上的值的材料。这里，MFR是显示作为对象的材料的易流动性的指标，表示的是每10分钟挤出的树脂的量。通过使用具有预定值以上的MFR的ETFE，能够将外层223加工得很薄(例如0.1mm以内)。

具体地，ETFE可以使用以下的材料。

·大金工业株式会社制“EP506”

·旭硝子株式会社(AGC Glass(公司名称通称))制“Fluon C－88AXM”

外层223优选具有内层221的厚度L₁的1/4以上1/2以下的厚度。此外，外层223优选具有绝缘被覆层22的厚度(L₃)的1/3以下的厚度L₂。具体地，外层223的厚度L₂可以更优选设为0.1mm以内，进一步优选设为约0.07mm。通过这样使外层223薄，能够在实现多芯电缆1的细径化的同时，抑制加工时外层223温度的上升，抑制加工时内层221的劣化。

外层223例如通过管挤出方式被覆内层221的外周。需说明的是，优选内层221外周面与外层223内周面不密合。即，优选外层223是与内层221非粘接性地设置的。换句话说，优选内层221与外层223之间包含具有厚度比各层的厚度微小的空气层222。

(其他构成)

按压缠绕带6例如使用含有聚酯等的树脂带。按压缠绕带6也可以为和纸。屏蔽层7例如将导线编织而形成。需说明的是，屏蔽层7可以是将带有导体的带缠绕而成。

护套8没有特别限定，例如使用PVC、PE(聚乙烯)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚树脂)等材料形成。此外，护套8可以由单层构成，此外，也可以由多层构成。

(第1实施方式的作用和效果)

根据本发明的实施方式，通过具有以与导体层21密合的方式被覆导体层21外周的由聚氯乙烯(PVC)形成的内层221以及由乙烯四氟乙烯共聚树脂(ETFE)形成的被覆内层221外周的外层223，从而能够提供在维持耐磨损性的同时，耐屈曲性和柔软性也优异的绝缘电线和缆芯包含该绝缘电线的多芯电缆。优选由聚氯乙烯(PVC)形成的内层221的厚度大于由乙烯四氟乙烯共聚树脂(ETFE)形成的外层223的厚度，从而能够提供在维持耐磨损性的同时，耐屈曲性和柔软性也优异的绝缘电线和缆芯包含该绝缘电线的多芯电缆。

具体地，通过由作为柔软的材料的聚氯乙烯(PVC)形成内层221，能够提高多芯电缆1的柔软性，同时，通过用作为耐屈曲性和耐磨损性高的材料的乙烯四氟乙烯共聚树脂(ETFE)形成外层223，能够满足绝缘电线2的耐磨损性。优选以作为柔软的材料的聚氯乙烯(PVC)形成比外层223的厚度大的内层221，从而能够提高多芯电缆1的柔软性，同时，通过以作为耐屈曲性和耐磨损性高的材料的乙烯四氟乙烯共聚树脂(ETFE)形成比内层221的厚度小的外层223，从而能够满足绝缘电线2的耐磨损性。此外，通过与内层221非接触地设置外层223，从而由于内层221与外层223之间产生的微小间隙而使得内层221容易弯曲，因此能够进一步满足耐屈曲性。需说明的是，缆芯包含这样的绝缘电线2的多芯电缆1的柔软性提高。作为柔软性提高的一个例子，发明人等确认到，根据本发明的实施方式涉及的多芯电缆1，能够使弯曲半径从约6D减小至约3D。需说明的是，D表示多芯电缆1的自身直径。

通过多芯电缆1的柔软性这样提高(即能够减小弯曲半径)，从而例如在将多芯电缆1配置于可动电缆支架(Cable Bear，注册商标)(未图示)内时，能够减少护套8与活动的电缆支架(注册商标)的内壁的碰撞、摩擦(即抑制护套8的损伤、粉尘的产生)。即，即使在缆芯包含多根绝缘电线2的多芯电缆1以小的弯曲半径弯曲配置的情况下，也能够耐受反复弯曲。

上述实施方式中，将绝缘电线2的根数设为4根，但不限于此。需说明的是，本发明中，绝缘电线2的根数越多越有优势。

＜第2实施方式＞

接下来，参照图3对本发明第2实施方式进行说明。图3为显示本发明第2实施方式涉及的多芯电缆1的结构的一个例子的横截面图。第2实施方式涉及的多芯电缆1具备一对(2根)绝缘电线2绞合而成的双绞线20，在这一点上与第1实施方式涉及的多芯电缆1不同。以下，对于与第1实施方式同样的构成要素给予同一符号，省略重复说明，同时，以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。

如图3所示，缆芯4包含3根将2根绝缘电线2作为一对相互绞合而构成的双绞线20。需说明的是，双绞线20的根数不限于3根，可以为1根、2根或4根以上，可以根据目的适当调整。优选双绞线20的数量为25根以下。

此外，绝缘电线2的构成具有与上述第1实施方式涉及的绝缘电线2同样的构成。省略详细的说明。需说明的是，图3中，作为导体层21，举出了将7根裸线211绞合而成的构成为例，但作为绞线的裸线211的数量不限定于7根，例如也可以为19根、37根等。

包含多根双绞线20时，如果多芯电缆1屈曲，则与未绞合的情况相比，相邻的双绞线20彼此相互摩擦磨损的可能性大。此外，双绞线20与其他绝缘电线2相互摩擦磨损时也是同样的。因此，在绝缘电线2的表面被覆难以磨损的ETFE。

(第2实施方式的作用和效果)

以上，第2实施方式中也与第1实施方式同样地，能够提供在维持耐磨损性的同时，耐屈曲性和柔软性也优异的绝缘电线和缆芯包含该绝缘电线的多芯电缆。此外，通过在绝缘电线2的表面被覆难以磨损的ETFE，从而即使在多芯电缆1屈曲时产生双绞线20彼此的摩擦、双绞线20与绝缘电线2的摩擦的情况下，也能够抑制绝缘电线2由于反复弯曲而磨损。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式并不限定权利要求书涉及的发明。此外，应当注意的是，实施方式中说明的特征的组合不一定全部都是用于解决发明的课题的方法所必需的。

Claims

1.一种绝缘电线，其由导体和被覆所述导体的绝缘被覆层构成，

所述导体为由多根裸线绞合而成的绞线，

所述绝缘被覆层具备：

与导体密合而被覆所述导体的外周的内层、以及

被覆所述内层的外周的外层，

在所述内层与所述外层之间设置有厚度比所述内层和所述外层的厚度小的空气层，

所述内层由聚氯乙烯即PVC形成，

所述内层通过填充于在配置于所述导体的最外侧的多根裸线之间存在的间隙从而实心地设置在所述导体的外周，分别与配置于所述最外侧的多根裸线的外周面密合，

所述外层由乙烯四氟乙烯共聚树脂即ETFE形成，

构成内层的PVC的拉伸强度为构成外层的ETFE的拉伸强度的1/2以下。

2.根据权利要求1所述的绝缘电线，所述内层的厚度大于所述外层的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，与所述内层非粘接性地设置有所述外层。

4.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，形成所述外层的所述乙烯四氟乙烯共聚树脂具有20g/10min以上的流动性即MFR。

5.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，所述外层具有所述内层厚度的1/4以上1/2以下的厚度。

6.一种多芯电缆，具备包含多根权利要求1至5中任一项所述的绝缘电线的缆芯和设于所述缆芯的外周的护套。

7.根据权利要求6所述的多芯电缆，所述缆芯包含将2根所述绝缘电线绞合而成的双绞线。