CN110459346B - 一种抗弯折线材及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗弯折线材及其加工方法，其中，所述抗弯折线材包括芯材和缠绕于所述芯材表面的多束导线，所述缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，这样各相邻最小缠绕单元之间将具有足够的弯折空间，在对所述抗弯折线材进行弯折时，将会基于所述弯折空间来增大最小缠绕单元的实际宽度，使所述抗弯折线材具有较高的抗弯折性能。

Description

一种抗弯折线材及其加工方法

技术领域

本发明涉及线材领域，特别涉及一种抗弯折线材及其加工方法。

背景技术

现有技术中的科技型机械、电子类产品等领域的连接线在抗弯折性能方面都具有一定要求，即一般需要在弯折多次之后，仍保持连接状态。但现有技术中的这些连接线，出现的最大问题仍是多次使用之后容易断线。

为了解决上述问题，申请号为201220609213.0的专利提供了一种新型超强的抗弯折且抗拉折的导电线，其具体是将铜丝绕接于防断丝导体的外侧，绕接的方式为螺纹旋转式绕接方式。通过上述结构，可以提高导电线的抗弯折性能，可达到重复折叠、弯曲百万次以上。虽然上述现有技术一定程度上达到了提高抗弯折性能的效果，但由于在实际产品中，其使用环境复杂多变，弯折的方式和次数千差万别，导致实际产品在真实环境下表现出的抗弯折性能与测试环境下的抗弯折性能具有较大差距。

因此，如何继续提高抗弯折性能，以实现线材在复杂多变的使用环境和条件下不断线是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗弯折线材及其加工方法，能够提高抗弯折性能，以实现线材在复杂多变的使用环境和条件下不断线。

第一方面，本发明实施例提供了一种抗弯折线材，包括芯材和缠绕于所述芯材表面的多束导线，所述缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍。

进一步，所述最小缠绕单元的缠绕角度为与芯材成30～60度夹角。

进一步，所述最小缠绕单元中，相邻导线之间的螺距为单一导线直径的0.1～2倍。

进一步，所述芯材为导体芯材或非导体芯材。

进一步，所述导线为漆包线或裸导线。

进一步，所述多束导线缠绕有多层，相邻层的导线之间设置有绝缘层。

进一步，所述多束导线缠绕有2层或3层。

进一步，所述绝缘层为绝缘胶。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于加工第一方面的抗弯折线材的方法，其包括步骤：

控制芯材持续移动；

将卷绕好的多束导线拉出，并将所述多束导线并排缠绕于持续移动的芯材表面；

通过控制芯材移动速度和/或导线缠绕速度，使缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元；其中，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍；

对缠绕好的抗弯折线材进行收卷。

进一步，所述控制芯材持续移动之前包括：

预先将多束导线卷绕在卷筒上；

所述控制芯材持续移动包括：

控制芯材穿过卷筒并朝预定方向移动。

本发明实施例提供了一种抗弯折线材及其加工方法，所述抗弯折线材包括芯材和缠绕于所述芯材表面的多束导线，所述缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，这样各相邻最小缠绕单元之间将具有足够的弯折空间，在对所述抗弯折线材进行弯折时，将会基于所述弯折空间来增大最小缠绕单元的实际宽度。换言之，当对所述抗弯折线材进行弯折操作时，所述抗弯折线材会有足够的弯折余地，来抵消弯折操作对于最小缠绕单元的宽度增加要求，从而提高了线材的抗弯折性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种抗弯折线材的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种抗弯折线材的加工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种抗弯折线材的结构示意图，如图所示，所述抗弯折线材包括芯材101和缠绕于所述芯材101表面的多束导线(图1中具体包括导线a、导线b、导线c和导线d)，所述缠绕于所述芯材101表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元102(图1中虚线框部分)，所述最小缠绕单元102中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元102之间的间距(图1中由f表示)为单一所述最小缠绕单元102宽度(图1中由e表示)的2～4倍。

本发明实施例中，所述最小缠绕单元102是指缠绕在所述芯材101表面的可重复的最小单元，在所述最小缠绕单元102中各束导线并排缠绕，并且均按照相同角度缠绕，从而形成规则的缠绕体。

相对于现有技术来说，本发明的核心改进之处在于：相邻所述最小缠绕单元102之间的间距为单一所述最小缠绕单元102宽度的2～4倍。这样各相邻最小缠绕单元102之间将具有足够的弯折空间，在对所述抗弯折线材进行弯折时，由于相邻最小缠绕单元102之间具有较大的弯折空间，最终将会基于所述弯折空间来增大最小缠绕单元102的实际宽度。换言之，当对所述抗弯折线材进行弯折操作时，所述抗弯折线材会有足够的弯折余地，来抵消弯折操作对于最小缠绕单元102的宽度增加要求。

由于所述抗弯折线材中，所述最小缠绕单元102是重复且连续的，并且相邻最小缠绕单元102之间的间距均为单一最小缠绕单元102宽度的2～4倍，所以整个抗弯折线材便整体上具有了抗弯折性能。一般而言，由于最小缠绕单元102是由各束导线并排缠绕而成，而各束导线的实际尺寸很小，所以最小缠绕单元102的实际尺寸也很小，故虽然相邻最小缠绕单元102之间的间距是单一最小缠绕单元102宽度的2～4倍，但相邻最小缠绕单元102之间的间距也是很小的，而抗弯折线材整体上相对于最小缠绕单元102而言又是非常长的，所以最终得到的抗弯折线材，实际上便是处处都具有一个上述的弯折空间，这对于抗弯折线材而言，意义巨大，这意味着从整体上看，抗弯折线材实际上是处处都具有抗弯折性能，不论是对抗弯折线材的哪一个部分进行弯折，都会具有相应的弯折空间来缓冲最小缠绕单元102宽度增大的要求。

具体地，相邻最小缠绕单元102之间的间距不宜过小，也不宜过大。如果相邻最小缠绕单元102之间的间距过小，则其提供的弯折空间较小，可能达不到抗弯折性能要求。如果相邻最小缠绕单元102之间的间距过大，那么相邻最小缠绕单元102之间连接的导线本身会向横向方向排布并且这种往横向方向排布的导线距离过长，在进行弯折操作时，相邻最小缠绕单元102之间连接的导线将存在较大的断线风险，如果这部分导线发生断线，也会造成抗弯折线材整体无法传输信号，失去信号传输功能。本发明经过申请人无数次的实验证明，在相邻最小缠绕单元102之间的间距为最小缠绕单元102宽度的2～4倍时，既能保证提供较大的弯折空间，达到抗弯折性能要求，同时对于相邻最小缠绕单元102之间的导线而言，其不至于往横向倾斜过多角度，且长度不至于过长，可避免这部分导线在多次弯折时发生断线的问题。

在一个具体应用场景中，相邻最小缠绕单元102之间的间距为最小缠绕单元102宽度的3倍，在此情况下，线材整体的抗弯折性能最佳，既能保证具有足够的弯折空间，同时相邻最小缠绕单元102之间的导线也不容易发生断线风险。

通过本发明实施例提供的抗弯折线材，由于在相邻最小缠绕单元102之间设置了一个合理的间距，使得抗弯折线材整体上处处具有抗弯折性能，即使对抗弯折线材的某一个位置进行多次弯折，也不会发生断线问题，从而提高了抗弯折线材的整体抗弯折性能，本发明实施例提供的抗弯折线材特别适用于一些经常需要进行弯折操作的产品，例如对于耳机线、机器人连接线、数据线等等。

进一步，所述最小缠绕单元102的缠绕角度为与芯材101成30～60度夹角。由于所述最小缠绕单元102是由多束导线并排缠绕在芯材101而成，所以最小缠绕单元102的缠绕角度也可以指导线的缠绕角度。所述最小缠绕单元102的缠绕角度是指与芯材101所形成的夹角。假设将芯材101水平放置，那么最小缠绕单元102中各导线绕芯材101缠绕时，各导线与水平线之间的夹角(锐角)即为与芯材101之间的夹角。本申请中，所述最小缠绕单元102的缠绕角度不宜过大，也不宜过小。如果最小缠绕单元102的缠绕角度过大，会导致相邻最小缠绕单元102之间的导线与芯材101方向贴近，导致连接相邻最小缠绕单元102的导线向水平方向倾斜，影响这段导线的抗弯折性能，如果最小缠绕单元102的缠绕角度过小，那么最小缠绕单元102自身的导线会向水平方向倾斜，影响最小缠绕单元102自身导线的抗弯折性能，所以在设置缠绕角度时，应既关注最小缠绕单元102自身导线的抗弯折性能，又关注最小缠绕单元102之间导线的抗弯折性能，本发明实施例中，经过申请人无数次的实验证明，将缠绕角度设置为与芯材101成30～60度夹角，可保证抗弯折线材整体上保持较好的抗弯折性能，而不会导致某一部分的抗弯折性能降低。

进一步，在上述实施例中，对相邻最小缠绕单元102之间的间距进行了限定，这样可以使线材在这些地方具有了抗弯折性能。但由于对线材进行弯折时，具体的弯折位置是不定的，如果相邻束导线之间的螺距较小，那么最小缠绕单元102将首先由两端的导线开始松线(由于相邻最小缠绕单元102之间具有弯折空间)，而最小缠绕单元102中间的导线由于螺距过小，造成中间的导线无法及时松线，仍处于原有结构，弯折造成的作用力无法缓冲，就可能造成中间的导线断线，所以本发明实施例需对最小缠绕单元102的结构进行优化。换言之，在对线材进行弯折时，最小缠绕单元102中各束导线也具有宽度增大的要求，这样才能使最小缠绕单元102本身具有一定的抗弯折性能，为了实现这一效果，本发明实施例对相邻束导线之间的螺距进行了限定，具体的，所述最小缠绕单元102中，相邻束导线之间的螺距为单一束导线直径的0.1～2倍，这样对于最小缠绕单元102本身而言，便具有了弯折空间。即，在对线材进行弯折时，最小缠绕单元102中由于相邻束导线之间具有一定的间隙，从而为这些导线提供了弯折空间，使最小缠绕单元102本身具有了一定的抗弯折性能。

一方面，基于上述描述内容，所述相邻束导线之间的螺距不宜过小，否则无法及时有效的缓冲，最小缠绕单元102中间导线断裂风险提高；另一方面，所述相邻束导线之间的螺距也不宜过大，否则各束导线的缠绕角度过小，造成导线往芯材101方向倾斜，同样会导致断裂风险提高。本发明实施例中，经过申请人无数次的实验，创造性的发现将相邻束导线之间的螺距设置为单一束导线直径的0.1～2倍，可使最小缠绕单元102具有较好的抗弯折性能。但在具体应用场景中，所述相邻束导线之间的螺距设置为单一束导线直径的1倍，其表现出的抗弯折性能是最佳的。

在本发明实施例中，在所述最小缠绕单元102中，各束导线的直径相同，或相差不大，前述的单一束导线直径是指任意一束导线的直径，也可以是指所有束导线直径的平均值。

显然，所述导线其横截面通常是圆形，故上述对螺距的大小也是以直径来作为参考，但本领域技术人员容易想到的是，所述导线其横截面也可以采用其他变形结构，例如多边形结构，或者根据实际应用场景的需要设置为其他结构。在导线横截面采用这些变形结构的情况下，那么所述相邻束导线之间的螺距显然可设置为单一束导线宽度的0.1～2倍。

进一步，所述导线为漆包线或裸导线。同样，基于应用场景的不同，所述导线可以采用漆包线的结构，也可以采用裸导线的结构。所述漆包线是由导体和绝缘层两部组成，具体是由裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。所述裸导线是指仅有导体而无绝缘层的产品，具体可以是铜、铝等各种金属或复合金属圆单线。本发明实施例中，各束导线原则上采用同样结构的导线，例如均采用漆包线的结构，或者均采用裸导线的结构。而如果均采用裸导线的结构，那么多束导线之间将相互连通，共同传输同一信号。如果采用漆包线的结构，那么多束导线之间将互不干扰，各自传输不同信号。当然，在某些特殊情况下，各束导线也可以采用混合结构的导线，即在多束导线中，其中某束或某几束导线为漆包线结构，其中某束或某几束为裸导线结构。

进一步，所述多束导线缠绕有多层，相邻层的多束导线之间设置有绝缘层。

具体地，在缠绕所述多束导线时，可以仅缠绕一层，也可以缠绕多层，不同的缠绕方式具有不同的好处，例如仅缠绕一层时，可以确保线材整体保持较强的抗弯折性能，但可传输的信号路数将会受到限制；如缠绕多层，则可以保证同时传输多路信号，但不可避免地会降低线材整体的抗弯折性能，并且缠绕的层数越多，那么抗弯折性能下降则越多，所以本发明实施例中，不推荐缠绕过多层数的导线，一般最多缠绕3层，优选是缠绕2层，以保证具有足够的抗弯折性能。在缠绕多层导线时，可以在相邻层的多束导线之间设置一绝缘层，这样不同层之间的多束导线将互不干扰。具体地，在缠绕一层多束导线之后，可在这一层多束导线表面包裹一层绝缘层，例如绝缘胶。然后在绝缘层上面继续缠绕新的多束导线，至于第二层的缠绕方式与第一层的缠绕方式相同，只是根据需要其最终得到的缠绕结构可以完全相同，也可以有稍许不同，例如缠绕角度可以不同，相邻最小缠绕单元102之间的间距于单一最小缠绕单元102宽度的倍数也可以不同，缠绕截距可以不同。另外，缠绕的导线类型也可以不同。但无论是哪种缠绕结构，其缠绕方式均为相同，即“形成多个重复且连续的最小缠绕单元102，所述最小缠绕单元102中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元102之间的间距为单一所述最小缠绕单元102宽度的2～4倍”。

进一步，所述导线设置有4束，这4束导线优选为裸导线，例如图1中的导线a、导线b、导线c和导线d，这4束裸导线将一同传输信号。但显然，在不同应用场景中，可根据实际需要来调整设置导线的数量，例如具体可以设置2束、3束、4束、5束、6束等等，但不论采用多少束的导线，其排布和缠绕方式均相同，以使线材整体具有足够的抗弯折性能。甚至，所述导线还可设置为1束，一个最小缠绕单元102中就只有1束导线，相邻最小缠绕单元102之间的间距实际就是相邻束导线之间的螺距，在这种情况下，最终制得的线材仍具有较好的抗弯折性能。

进一步，所述芯材101为导体芯材或非导体芯材。基于应用场景的不同，所述芯材101可以采用导体芯材，也可以采用非导体芯材。

另外，所述芯材101还可以是具有拉伸性能的芯材，这样在对所述抗弯折线材进行拉伸时，由于相邻最小缠绕单元102之间具有较大的弯折空间，该弯折空间实际上成为了拉伸空间，并且位于中部的芯材101也具有拉伸性能，所以最终将基于所述拉伸空间来增大最小缠绕单元102的实际宽度。

需要说明的是，图1只是为了方便说明而绘制的结构示意图，在实际产品中，各导线的直径非常小，所以在实际产品中，最小缠绕单元102的宽度以及相邻最小缠绕单元102之间的间距都是非常小的，所以相邻最小缠绕单元102之间的导线并不会造成过于向芯材101方向倾斜，其仍可保持在较佳的缠绕角度。

本发明实施例还提供一种用于加工所述的抗弯折线材的方法，如图2所示，其包括步骤：

S201、控制芯材持续移动；

在一个具体应用场景中，先控制芯材处于持续移动状态，这样可以在芯材移动过程中不断在其表面缠绕导线。具体地，芯材应朝向同一方向移动，方便进行连续加工。

优选的，在所述S201之前还包括：

预先将多束导线卷绕在卷筒上。

即在进行加工时，先准备好多束导线，多束导线是预先卷绕在卷筒上，以方便加工。

相应的，所述控制芯材持续移动包括：

控制芯材穿过卷筒并朝预定方向移动。

卷绕多束导线的卷筒是中空结构，其中部可由芯材穿过并朝预定方向移动，即朝同一方向移动。

S202、将卷绕好的多束导线拉出，并将所述多束导线并排缠绕于持续移动的芯材上；

具体地，卷绕好的多束导线可先从卷筒的一端引出，具体是朝向芯材移动方向的一端引出，然后沿预定角度不断拉出多束导线，并控制器缠绕于不断移动的芯材上，从而达到持续加工抗弯折线材的目的。

S203、通过控制芯材移动速度和/或缠绕速度，使所述缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元；所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍；

为了使相邻最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，可以基于两种控制方式来实现，一种是控制芯材移动速度，例如控制提高芯材移动速度，由于缠绕速度不变，则会使最小缠绕单元之间的间距增大，控制降低芯材移动速度，由于缠绕速度不变，则会使最小缠绕单元之间的间距减小。一种是控制缠绕速度，例如控制降低缠绕速度，由于芯材移动速度不变，则会使最小缠绕单元之间的间距减小，控制提高缠绕速度，由于芯材移动速度不变，则会使最小缠绕单元之间的间距增大。

上述是基于单一一种控制方式来实现对相邻最小缠绕单元之间的间距的控制，本发明实施例同样可以同时采用两种控制方式来实现对上述间距的控制，其最终达到的效果也是使相邻最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍。

S204、对缠绕好的抗弯折线材进行收卷。

在芯材表面缠绕好多束导线之后，可以在芯材移动方向的一端设置收卷装置，来对卷绕后制成的抗弯折线材进行收卷，以持续不断地加工抗弯折线材。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种抗弯折线材，包括芯材和缠绕于所述芯材表面的多束导线，其特征在于，所述缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～3倍；

所述最小缠绕单元的缠绕角度为与芯材成30～60度夹角；

所述最小缠绕单元中，相邻束导线之间的螺距为单一束导线直径的0.1～2倍。

2.根据权利要求1所述的抗弯折线材，其特征在于，所述芯材为导体芯材或非导体芯材。

3.根据权利要求1所述的抗弯折线材，其特征在于，所述导线为漆包线或裸导线。

4.根据权利要求1所述的抗弯折线材，其特征在于，所述多束导线缠绕有多层，相邻层的导线之间设置有绝缘层。

5.根据权利要求4所述的抗弯折线材，其特征在于，所述多束导线缠绕有2层或3层。

6.根据权利要求4所述的抗弯折线材，其特征在于，所述绝缘层为绝缘胶。

7.一种用于加工如权利要求1～6任一项所述的抗弯折线材的方法，其特征在于，包括步骤：

控制芯材持续移动；

将卷绕好的多束导线拉出，并将所述多束导线并排缠绕于持续移动的芯材表面；

通过控制芯材移动速度和/或导线缠绕速度，使缠绕于所述芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元；其中，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～3倍；

对缠绕好的抗弯折线材进行收卷。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制芯材持续移动之前包括：

预先将多束导线卷绕在卷筒上；

所述控制芯材持续移动包括：

控制芯材穿过卷筒并朝预定方向移动。