CN111263825B - 可动电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供与以往的可动电缆相比不仅具有同等以上的强度、而且耐弯曲疲劳特性及柔性优异、并且轻量的可动电缆。本发明的可动电缆10在内部具有导体，前述导体包含由特定铝合金材料形成的第1导体2，所述特定铝合金材料具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下，第1导体2在可动电缆10的全部导体中所占的面积比例X为10～100％的范围。

Description

可动电缆
技术领域
本发明涉及承受例如升降机电缆、机器人电缆、厚橡胶软电缆、建筑机械用电线、产业用电线等的反复变形的可动电缆。
背景技术
一直以来，在升降机电缆、机器人电缆、厚橡胶软电缆等传送电力或信号的可动电缆中，广泛使用了铜系材料。最近，正在研究将其替代为铝系材料，所述铝系材料与铜系材料相比，比重小，而且热膨胀系数大，除此之外，电气和热的传导性也比较良好，耐腐蚀性优异。
但是，与铜系材料相比，纯铝材料的弯曲疲劳断裂次数(以下，称为“耐弯曲疲劳特性”。)低，存在下述这样的问题：不能耐受上述可动电缆所负荷的、数十万次至数千万次的反复运动，有可能发生断线。另外，作为利用了析出强化、耐弯曲疲劳特性比较高的铝合金材料的2000系(Al-Cu系)、7000系(Al-Zn-Mg系)的铝合金材料存在下述问题：耐腐蚀性、耐应力腐蚀破裂性差，另外，导电性也低；等等。就电气和热的传导性及耐腐蚀性比较优异的6000系的铝合金材料而言，虽然在铝系材料中是耐弯曲疲劳特性较高者，但并不充分，期望进一步提高耐弯曲疲劳特性。
作为用于使导电用铝合金的耐弯曲疲劳特性提高的手段，例如提出了基于ECAP法这样的强加工法的微细晶粒形成方法(例如专利文献1等)等。但是，就ECAP法而言，所制造的铝合金材料的长度短，难以实现工业上的实用化。另外，专利文献1中记载的使用ECAP法制作的铝合金材料虽然耐弯曲疲劳特性比纯铝材料优异，但最多也就高10倍左右，不能说具有能耐受长期使用的程度的充分的耐弯曲疲劳特性。
此外，可动电缆、特别是升降机电缆中，电缆整体的自重由导体负荷而容易发生断线，因此，要求导体具有用以承受自重的强度。然而，就纯铜材料而言，强度低，升降行程受到限制。另外，也提出了为提高强度而使用铜合金材料的方案(例如专利文献2、3等)，但对于铜合金材料的使用而言，需要通过增大导体直径、或增加导体数量来弥补较纯铜材料降低的导电性，因此，存在因导体重量增加而导致的电缆重量的增加、柔性的降低等问题。
为了减少电缆重量，也可考虑在导体中使用铝合金材料。然而，以往的导体用纯铝材料、铝合金材料的抗拉强度在纯铜材料以下，因此，强度低，不能承受电缆自重，有可能发生断线。
另外，专利文献4中记载了在Al-Fe-Mg-Si系的铝合金的芯材上被覆铜并进行冷加工而提高了强度的铜被覆铝合金线。然而，专利文献4所记载的铜被覆铝合金线中，因弹性极限小而容易塑性变形的铜系材料存在于弯曲应变增大的表层，因此，容易由于反复发生弯曲变形而在铜被覆层的表面产生裂纹，另外，形成为铝合金的芯材和铜被覆层的化合物将会成为裂纹的产生点，等等，存在耐弯曲疲劳特性差这样的问题。
为了构成能承受自重的电缆，一直以来，通常使用张力元件作为构成电缆的部件。然而，张力元件通常使用钢制的钢丝绳，因此，电缆重量增加。另外，弹性模量高，电缆变硬，因此，也存在电缆敷设的作业性变差这样的问题。此外，电缆自重几乎全部施加于张力元件，因此存在下述这样的课题：旋转力矩朝着张力元件的捻解开的方向作用，在圆型电缆中，电缆发生自转而成为扭曲的原因，另外，在平型电缆中，电缆发生变形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/146762号
专利文献2：日本特开2006-307307号公报
专利文献3：日本特开2013-152843号公报
专利文献4：日本特开2010-280969号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供与以往的可动电缆相比不仅具有同等以上的强度、而且耐弯曲疲劳特性及柔性优异、并且轻量的可动电缆。
用于解决课题的手段
本发明的主旨构成如下所述。
[1]可动电缆，其特征在于，其是在内部具有导体的可动电缆，前述导体包含由特定铝合金材料形成的第1导体，所述特定铝合金材料具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下，在前述可动电缆的横截面中观察时，该第1导体在前述可动电缆的全部前述导体中所占的面积比例为10～100％的范围。
[2]如上述[1]所述的可动电缆，其中，前述导体包含将多根前述第1导体合股加捻并进行绝缘被覆而成的第1绝缘被覆芯。
[3]如上述[1]所述的可动电缆，其中，前述导体包含：使多根前述第1导体与由选自铜、铜合金、铝及铝合金的组中的金属材料或合金材料形成的多根第2导体混杂来合股加捻并进行绝缘被覆而成的第2绝缘被覆芯。
[4]如上述[1]所述的可动电缆，其中，前述导体包含：将多根前述第1导体合股加捻并进行绝缘被覆而成的第1绝缘被覆芯；以及，使多根前述第1导体与由选自铜、铜合金、铝及铝合金的组中的金属材料或合金材料形成的多根第2导体混杂来合股加捻并进行绝缘被覆而成的第2绝缘被覆芯。
[5]如上述[2]、[3]或[4]所述的可动电缆，其中，前述导体还包含：将由选自铜、铜合金、铝及铝合金材料的组中的金属材料或合金材料形成的多根第2导体合股加捻并进行绝缘被覆而成的第3绝缘被覆芯。
[6]如上述[3]、[4]或[5]所述的可动电缆，其中，在前述可动电缆的横截面中观察时，前述第1导体及前述第2导体具有相同尺寸。
[7]如上述[3]、[4]或[5]所述的可动电缆，其中，在前述可动电缆的横截面中观察时，前述第1导体及前述第2导体具有不同尺寸。
[8]如上述[3]～[7]中任一项所述的可动电缆，其由1根以上的电缆构成，所述电缆具备：1根以上的复合绞线，所述复合绞线是以前述第1导体的前述面积比例成为1水准以上的方式，将前述第1绝缘被覆芯、前述第2绝缘被覆芯及前述第3绝缘被覆芯中的、包含前述第1绝缘被覆芯及前述第2绝缘被覆芯中至少一种绝缘被覆芯在内的多根进行合股加捻而成的；和护套，其以将该复合绞线包含在内的方式进行绝缘被覆。
[9]如上述[1]～[8]中任一项所述的可动电缆，其中，前述特定铝合金材料具有下述合金组成：以质量％计含有Mg：0.2～1.8％、Si：0.2～2.0％、Fe：0.01～1.5％、以及选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％，且余量为Al及不可避免的杂质。
[10]如上述[1]～[9]中任一项所述的可动电缆，其中，前述可动电缆为升降机电缆。
[11]如上述[1]～[9]中任一项所述的可动电缆，其中，前述可动电缆为机器人电缆。
[12]如上述[1]～[9]中任一项所述的可动电缆，其中，前述可动电缆为厚橡胶软电缆。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种可动电缆，其是在内部具有导体的可动电缆，前述导体包含由特定铝合金材料形成的第1导体，所述特定铝合金材料具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下，在前述可动电缆的横截面中观察时，该第1导体在前述可动电缆的全部前述导体中所占的面积比例为10～100％的范围，由此，所述可动电缆与以往的可动电缆相比不仅具有同等以上的强度，而且耐弯曲疲劳特性及柔性优异，并且轻量。
附图说明
[图1]图1示出了对构成依据本发明的可动电缆的第1导体(特定铝合金材料)的金属组织进行观察时的SIM图像的例子，图1(a)为与晶粒的延伸方向(一个方向)垂直的截面，图1(b)为与晶粒的延伸方向(一个方向)平行的截面。
[图2]图2为示意性地示出构成本发明的可动电缆的第1绝缘被覆芯的截面图。
[图3]图3为示意性地示出构成本发明的可动电缆的第2绝缘被覆芯的截面图。
[图4]图4为示意性地示出构成本发明的可动电缆的第3绝缘被覆芯的截面图。
[图5]图5为示意性地示出第1实施方式的可动电缆的截面图。
[图6]图6为示意性地示出第2实施方式的可动电缆的截面图。
[图7]图7为示意性地示出第3实施方式的可动电缆的截面图。
[图8]图8为示意性地示出第4实施方式的可动电缆的截面图。
[图9]图9为示意性地示出第5实施方式的可动电缆的截面图。
[图10]图10为示意性地示出第6实施方式的可动电缆的截面图。
[图11]图11为示意性地示出第7实施方式的可动电缆的截面图。
[图12]图12为示意性地示出第8实施方式的可动电缆的截面图。
[图13]图13为示意性地示出第9实施方式的可动电缆的截面图。
具体实施方式
以下，基于实施方式来详细说明本发明。
依据本发明的第1实施方式的可动电缆是在内部具有导体的可动电缆，前述导体包含由特定铝合金材料形成的第1导体，所述特定铝合金材料具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下，在前述可动电缆的横截面中观察时，该第1导体在前述可动电缆的全部前述导体中所占的面积比例为10～100％的范围。
此处，所谓可动电缆的面积比例为“100％”，是指构成可动电缆的导体全部为上述的特定铝合金材料。
另外，本说明书中所谓“可动电缆”，是在内部具有导体、且将单根或多根绝缘被覆芯作为构成要素的电缆。另外，此处所谓的“导体”，包括第1导体、及后述的第2导体这两方。需要说明的是，下文中简单记载为“导体”的情况下，以不特别区分第1导体和第2导体、而包括这两方的含义进行解释。“导体”位于电缆的内部，是指铜、铜合金、铝及铝合金材料，其横截面形状优选为圆形或矩形(板状)，但并没有特别限定，可以采用各种形状。另外，“绝缘被覆芯”是将导体制成绞线后进行绝缘被覆而成的，也可以将多根进行合股加捻而形成为绞线。需要说明的是，绞线可以使用已知的加捻方法，可以使用同心加捻、集合加捻中的任一者。
(1)第1导体(特定铝合金材料)
使用图1对依据本发明的代表实施方式的第1导体(特定铝合金材料)的晶粒的状态及其作用进行说明。
第1导体(特定铝合金材料)具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下。
此处，上述合金组成的元素成分中，含有范围的下限值被记载为“0.00％”的元素成分是指适当根据需要而任选地添加至铝合金材料中的成分。即，元素成分为“0.00％”的情况下，表示该元素成分未被包含在铝合金材料中、或者为低于检测极限值的含量。
另外，本说明书中，所谓“晶粒”，是指由取向差边界围起来的部分。此处所谓“取向差边界”，是指利用扫描透射电子显微镜法(STEM)、扫描离子显微镜法(SIM)等观察金属组织时，对比度(沟道效应对比度)不连续地变化的边界。另外，与晶粒延伸的长边方向垂直的尺寸相当于取向差边界的间隔。
特定铝合金材料尤其具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织。另外，特定铝合金材料如图1所示，具有细长形状的晶粒处于沿一个方向并齐延伸的状态的纤维状组织。这样的细长形状的晶粒与以往的微细的晶粒、仅长宽比大的扁平晶粒大不相同。即，本发明的晶粒为纤维这样的细长形状，与其长边方向垂直的截面中的晶粒粒径的平均值为400nm以下。可以说这样的微细的晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织是在以往的铝合金材料中不存在的新型金属组织。
特定铝合金材料具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，并且以在与上述一个方向平行的截面中、上述晶粒的与长边方向垂直的截面中的晶粒粒径的平均值成为400nm以下的方式进行了控制，因此，能够实现与铁系材料、铜系材料相匹敌的高强度、和优异的耐弯曲疲劳特性。
另外，特定铝合金材料的金属组织为纤维状，成为细长形状的晶粒沿一个方向并齐地以纤维状延伸的状态。此处，所谓“一个方向”，是铝合金材料的加工方向，特别是在通过拉丝加工来制造第1导体(特定铝合金材料)的情况下，相当于拉丝方向。
另外，上述一个方向优选对应于铝合金材料的长边方向。即，通常，对于铝合金材料而言，只要没有以比与其加工方向垂直的尺寸更短的尺寸进行单片化，则其加工方向对应于其长边方向。例如在通过拉丝加工来制造铝合金材料的情况下，一个方向相当于铝合金材料的拉丝方向。
另外，与晶粒延伸的长边方向垂直的铝合金材料的截面(横截面)中，其平均晶粒粒径优选为400nm以下，更优选为330nm以下，进一步优选为250nm以下，特别优选为180nm以下，更进一步优选为150nm以下。这样的铝合金材料的纤维状金属组织中，沿一个方向延伸的晶粒的粒径(与晶粒延伸的长边方向垂直的尺寸)小，因此，能够有效抑制伴随负荷应力或者伴随反复变形的晶体滑移，能够实现比以往更高的强度及更优异的耐弯曲疲劳特性。需要说明的是，平均晶粒粒径的下限值从实现高强度及耐弯曲疲劳特性的方面来看越小越优选，但作为制造上或物理上的极限，例如为20nm。
另外，与晶粒延伸的长边方向平行的特定铝合金材料的截面中，存在于特定铝合金材料中的晶粒的沿长边方向测定的长边方向尺寸没有特别规定，优选为1200nm以上，更优选为1700nm以上，进一步优选为2200nm以上。
另外，与晶粒延伸的长边方向平行的特定铝合金材料的截面中，沿长边方向测定的长边方向尺寸L1与沿与长边方向垂直的方向测定的短边方向尺寸L2之比L1/L2、即长宽比优选为10以上，更优选为20以上。长宽比L1/L2为上述范围内时，有可能成为疲劳破坏的起点的晶粒间界在特定铝合金材料表面上的存在概率降低，因此耐弯曲疲劳特性提高。
作为晶粒的状态使得强度及耐弯曲疲劳特性提高的机理，例如可举出：机制(i)，通过使晶粒为长宽比大的纤维状，使得成为裂纹起点的晶界在表面上较少，因此变得不易产生裂纹；机制(ii)，由于晶粒的短边方向尺寸小，所以位错不易移动，因此能够将负荷应变的全部或大部分以弹性应变的形式吸收；机制(iii)，使得在铝合金材料的表面上不易形成作为裂纹产生点的梯状部(step)，并且在产生了裂纹时，晶界成为裂纹伸展的障碍；等等，认为这些机制(i)～(iii)协同地发挥作用。
另外，对于使铝合金材料的表层的晶粒粒径微细的情况而言，不仅具有改善耐弯曲疲劳特性的作用，而且在改善晶界腐蚀的作用、减轻经塑性加工后的铝合金材料表面的粗糙的作用、减少经剪切加工时的塌陷和飞边的作用等方面是有效的，具有全面提高铝合金材料的特性的效果。
(2)特定铝合金材料的合金组成
接下来，在下文中对特定铝合金材料的成分组成、以及作用进行说明。下文中，将“质量％”简单地记载为“％”。
<Mg：0.05～1.8％>
Mg(镁)具有在铝母材中固溶而进行强化的作用，并且具有使晶粒微细的作用。另外，具有通过与Si、Cu的协同效果来提高抗拉强度、疲劳寿命的作用，在作为溶质原子团簇(cluster)而形成了Mg-Si团簇、Mg-Cu团簇的情况下，是具有提高抗拉强度、伸长率的作用的元素。然而，若Mg含量低于0.05％，则上述作用效果不充分，另外，若Mg含量高于1.8％，则形成结晶物，加工性(拉丝加工性、弯曲加工性等)降低。因此，Mg含量设定为0.05～1.8％，优选为0.2～1.5％，进一步优选为0.4～1.0％。
<Si：0.01～2.0％>
Si(硅)具有在铝母材中固溶而进行强化的作用，并且具有使晶粒微细的作用。另外，具有通过与Mg的协同效果来提高抗拉强度、疲劳寿命的作用，在作为溶质原子团簇而形成了Mg-Si团簇、Si-Si团簇的情况下，是具有提高抗拉强度、伸长率的作用的元素。然而，若Si含量低于0.01％，则上述作用效果不充分，另外，若Si含量高于2.0％，则形成结晶物，加工性降低。因此，Si含量设定为0.0 1～2.0％，优选为0.2～1.5％，进一步优选为0.4～1.0％。
<Fe：0.01～1.5％>
Fe(铁)在铸造、均质化热处理中以Al-Fe系、Al-Fe-Si系、Al-Fe-Si-Mg系等铝、必需添加元素和金属间化合物的形式结晶或析出。本说明书中将如上述这样主要由Fe和Al构成的金属间化合物称为Fe系化合物。Fe系化合物有助于晶粒的微细化，并且提高抗拉强度。另外，对于Fe而言，即使通过已固溶于铝中的Fe，也具有提高抗拉强度的作用。若Fe的含量低于0.01％，则这些效果不充分。另外，若Fe的含量高于1.5％，则Fe系化合物变得过多，加工性降低。需要说明的是，铸造时的冷却速度慢的情况下，Fe系化合物的分散变得稀疏，负面影响度增高。因此，Fe的含量设定为0.01～1.5％，优选为0.02～0.80％，更优选为0.03～0.50％，进一步优选为0.04～0.35％，进一步优选为0.05～0.25％。
特定铝合金材料将上述的Mg、Si及Fe作为必需的含有成分，但除了这些元素以外，例如也可以根据要求的性能等而适当含有选自Cu、Ag、Zn、Ni、Ti、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr及Sn的组中的1种以上元素作为任选成分。
<选自Cu、Ag、Zn、Ni、Ti、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％>
Cu、Ag、Zn、Ni、Ti、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Sn均是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将这些任选添加成分的含量的合计设定为0.06％以上。但是，若将这些任选添加成分的含量的合计设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，选自Cu、Ag、Zn、Ni、Ti、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr及Sn的组中的1种以上元素的含量的合计设定为0.00～2.00％，优选为0.06％～2.00％，更优选为0.30～1.20％。需要说明的是，这些元素的含量可以设定为0.00％。另外，对于这些元素而言，可以仅单独添加1种元素，也可以以2种以上元素的组合的方式添加。
另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有选自Zn、Ni、Ti、Co、Mn、Cr、V、Zr及Sn的组中的1种以上元素。此外，若这些元素的含量的合计低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若这些元素的含量的合计高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，选自Zn、Ni、Ti、Co、Mn、Cr、V、Zr及Sn的组中的1种以上元素的含量的合计优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Cu：0.00～2.00％>
Cu是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Cu的含量设定为0.06％以上。但是，若将Cu的含量设定为高于2.00％，则加工性降低，并且耐腐蚀性降低。因此，Cu的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Cu的含量可以设定为0.00％。
<Ag：0.00～2.00％>
Ag是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Ag的含量设定为0.06％以上。但是，若将Ag的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Ag的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Ag的含量可以设定为0.00％。
<Zn：0.00～2.00％>
Zn是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Zn的含量设定为0.06％以上。但是，若将Zn的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Zn的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Zn的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Zn。此外，若Zn的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Zn的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Zn的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Ni：0.00～2.00％>
Ni是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Ni的含量设定为0.06％以上。但是，若将Ni的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Ni的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Ni的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Ni。此外，若Ni的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Ni的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Ni的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Co：0.00～2.00％>
Co是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Co的含量设定为0.06％以上。但是，若将Co的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Co的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Co的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Co。此外，若Co的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Co的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Co的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Au：0.00～2.00％>
Au是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Au的含量设定为0.06％以上。但是，若将Au的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Au的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Au的含量可以设定为0.00％。
<Mn·0.00～200％>
Mn是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Mn的含量设定为0.06％以上。但是，若将Mn的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Mn的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Mn的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Mn。此外，若Mn的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Mn的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Mn的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Cr：0.00～2.00％>
Cr是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Cr的含量设定为0.06％以上。但是，若将Cr的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Cr的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Cr的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Cr。此外，若Cr的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Cr的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Cr的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<V：0.00～2.00％>
V是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将V的含量设定为0.06％以上。但是，若将V的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，V的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，V的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有V。此外，若V的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若V的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，V的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Zr：0.00～2.00％>
Zr是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Zr的含量设定为0.06％以上。但是，若将Zr的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Zr的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Zr的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Zr。此外，若Zr的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Zr的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Zr的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Ti：0.00～2.00％>
Ti是使铸造时的晶体微细化、并且提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Ti的含量设定为0.005％以上。但是，若将Ti的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Ti的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Ti的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Ti。此外，若Ti的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Ti的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Ti的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
<Sn：0.00～2.00％>
Sn是尤其能提高耐热性的元素。从充分发挥这样的效果的观点考虑，优选将Sn的含量设定为0.06％以上。但是，若将Sn的含量设定为高于2.00％，则加工性降低。因此，Sn的含量优选为0.00～2.00％，更优选为0.06％～2.00％，进一步优选为0.30～1.20％。需要说明的是，Sn的含量可以设定为0.00％。另外，考虑到在腐蚀环境中使用的情况下的耐腐蚀性时，铝合金材料优选含有Sn。此外，若Sn的含量低于0.06％，则耐腐蚀性的效果不充分。另外，若Sn的含量高于2.00％，则加工性降低。因此，从耐腐蚀性的观点考虑，Sn的含量优选为0.06～2.00％，更优选为0.30～1.20％。
作为上述Cu、Ag、Zn、Ni、Ti、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr及Sn中的各元素成分提高耐热性的机理，例如可举出：机制(I)，由于上述成分的原子半径与铝的原子半径之差大而使晶粒间界的能量降低；机制(II)，因上述成分的扩散系数大而进入至晶界的情况下，使晶界的迁移率降低；机制(III)，与孔隙的相互作用大，将孔隙封闭(trap)，因此使扩散现象延迟；等等，认为这些机制(I)～(III)协同地发挥作用。
<余量：Al及不可避免的杂质>
上述的成分以外的余量为Al及不可避免的杂质。不可避免的杂质是指在制造工序中会不可避免地被包含的含有级别的杂质。不可避免的杂质根据含量也可能成为使加工性降低的重要因素，因此，优选同时考虑到加工性的降低而一定程度地抑制不可避免的杂质的含量。作为可被列举为不可避免的杂质的成分，例如可举出硼(B)、铋(Bi)、铅(Pb)、镓(Ga)、锶(Sr)等元素。需要说明的是，关于不可避免的杂质的含量的上限值，对于每个上述成分而言可以设定为0.05％以下，以上述成分的总和计为0.15％以下即可。
这样的铝合金材料可以通过组合控制合金组成、制造工艺从而实现。
(3)第2导体
第2导体由选自铜、铜合金、铝及铝合金的组中的已知的金属材料或合金材料构成。
此外，在可动电缆的横截面中观察时，第1导体和第2导体可以具有相同尺寸(特别是在圆形截面的情况下，为相同(单丝)直径)，或者也可以具有不同尺寸。例如，在重视耐弯曲疲劳特性的情况下，可动电缆优选由具有相同尺寸的导体形成。另外，在重视在构成绞线导体(例如绝缘被覆芯、复合绞线等)的导体与导体之间、及导体与被覆之间形成的间隙的减小的情况、在同一电缆内同时包含进行电力传送和信号传送的绞线导体的情况等情况下，可动电缆优选由具有不同尺寸的导体形成。另外，与第1导体同样地，第2导体的截面形状并不仅限于圆形，可以形成为矩形(板状)等各种形状。此外，可以使用将具有不同尺寸的多种导体(例如单丝)组合而形成的第1导体来构成可动电缆的导体，或者也可以使用将具有不同尺寸的多种导体(例如单丝)组合而形成的第2导体来构成可动电缆的导体，进而，也可以组合使用上述的第1导体及第2导体这两方来构成可动电缆的导体。
需要说明的是，在重视导体电阻的减小的情况下，第2导体优选由铜或铜合金构成。作为用作第2导体的铜系材料的具体例，可举出无氧铜、韧铜、磷脱氧铜、Cu-Ag系合金、Cu-Sn系合金、Cu-Mg系合金、Cu-Cr系合金、Cu-Mg-Zn系合金、以及ASTM B105-05中规定的导体用铜合金等。另外，也可以使用对这些铜系材料实施Sn、Ni、Ag、Cu等的镀覆而成的镀覆线。
另外，在重视电缆的轻量化的情况下，第2导体优选由铝或铝合金构成。作为用作第2导体的铝系材料的具体例，可举出ECAL、Al-Zr系、5000系合金、Al-Mg-Cu-Si系合金、ASTM B800-05中规定的8000系合金等。也可以使用对这些铝系材料实施Sn、Ni、Ag、Cu等的镀覆而成的镀覆线。
此外，对于第2导体而言，可以使用选自铜或铜合金、和铝或铝合金的组中的组成不同的两种以上的金属材料、合金材料、或者金属材料和合金材料来构成电缆。
(4)可动电缆
接下来，针对本实施方式的可动电缆的导体的构成及其作用，以升降机电缆为例，使用图2～图13进行说明。
图2将构成图5所示的第1实施方式的可动电缆10的第1绝缘被覆芯1放大示出。本实施方式的可动电缆10在内部具有导体。该导体构成为包含由上述的特定铝合金材料形成的第1导体2。图5所示的实施方式的可动电缆10为平型电缆，示出了下述情况：使用图2所示的将多根第1导体2合股加捻并进行绝缘被覆而形成的多根(图5中为6根)第1绝缘被覆芯1，以将这些第1绝缘被覆芯1进一步合股加捻而形成的多根(图5中为6根)复合绞线7作为导体、并列配置于可动电缆10的内部。另外，图5中示出了在复合绞线7的内部的中央位置配置有间隔体6的情况，但所述间隔体6可以根据需要而适当配置，也可以不配置。另外，在电缆长度为较长尺寸、仅凭借导体无法支撑电缆自重的情况下，优选配置使用了例如钢丝绳等钢制线材、高张力纤维的张力元件，其配置可使用已知的方法。
而且，本发明的构成上的主要特征在于，使得在可动电缆10的横截面中观察时，第1导体2在可动电缆10的全部导体中所占的面积比例X为10～100％的范围。通过采用这样的构成，能够提供与以往的可动电缆相比不仅具有同等以上的强度、而且耐弯曲疲劳特性及柔性优异、并且轻量的可动电缆。前述面积比例X低于10％时，不仅轻量化效果弱，而且得不到充分的耐久性(耐弯曲疲劳特性)，得不到高可靠性。
此处，对于第1导体2在可动电缆10的全部导体中所占的面积比例X(％)而言，从可动电缆10的与长边方向垂直的截面(横截面)观察，基于第1导体2的总截面积S1、和构成可动电缆10的导体的总截面积S，由下式表示。
X(％)＝(S1/S)×100
另外，图6示出了第2实施方式的可动电缆10A。该可动电缆10A为平型电缆，示出了下述情况：导体包含使多根第1导体2与多根第2导体3混杂来合股加捻并进行绝缘被覆而形成的多根(图6中为6根)第2绝缘被覆芯4，以将这些第2绝缘被覆芯4进一步合股加捻而形成的多根(图6中为6根)复合绞线7A作为导体、并列配置于可动电缆10A的内部从而构成。
此外，图7示出了第3实施方式的可动电缆10B。该可动电缆10B为平型电缆，示出了下述情况：构成为将3根复合绞线7与3根复合绞线7B作为导体交替地并列配置于可动电缆10B的内部，所述复合绞线7是将多根第1导体2合股加捻并进行绝缘被覆而形成多根(图7中为6根)第1绝缘被覆芯1并将其进一步合股加捻而形成的，所述复合绞线7B是将多根(图7中为3根)第1绝缘被覆芯1及多根(图7中为3根)第3绝缘被覆芯5进行合股加捻而形成的，所述第3绝缘被覆芯5是将多根第2导体3合股加捻并进行绝缘被覆而形成的。如上所述，本发明中，导体可以还包含将多根第2导体3合股加捻并进行绝缘被覆而成的第3绝缘被覆芯5。
图8示出了第4实施方式的可动电缆10C。该可动电缆10C为平型电缆，示出了下述构成：将由6根第1绝缘被覆芯1构成的2根复合绞线7、3根复合绞线7B(其是将3根第1绝缘被覆芯1及3根第3绝缘被覆芯5进行合股加捻而形成的)、和由6根第3绝缘被覆芯5构成的1根复合绞线7C组合并进行并列配置从而构成。
图9示出了第5实施方式的可动电缆10D。该可动电缆10D为平型电缆，示出了将由6根第1绝缘被覆芯1构成的2根复合绞线7、和由6根第3绝缘被覆芯5构成的4根复合绞线7C组合并进行并列配置而构成的情况。
图10示出了第6实施方式的可动电缆10E。该可动电缆10E为平型电缆，示出了下述情况：构成为将6根复合绞线7B并列配置，所述复合绞线7B是将3根第1绝缘被覆芯1及3根第3绝缘被覆芯5进行合股加捻而形成的。
图11示出了第7实施方式的可动电缆10F。该可动电缆10F为平型电缆，示出了下述情况：构成为将3根复合绞线7A与3根复合绞线7B交替地并列配置，所述复合绞线7A是将6根第2绝缘被覆芯4进行合股加捻而形成的，所述复合绞线7B是将3根第1绝缘被覆芯1及3根第3绝缘被覆芯5进行合股加捻而形成的。
图12示出了第8实施方式的可动电缆10G。该可动电缆10G为平型电缆，示出了下述情况：导体包含将多根第1导体2合股加捻并进行绝缘被覆而成的第1绝缘被覆芯1、以及使多根第1导体2与多根第2导体3混杂来合股加捻并进行绝缘被覆而成的第2绝缘被覆芯4，更具体而言，将由多根(图12中为6根)第1绝缘被覆芯1构成的2根复合绞线7、3根复合绞线7A(其是将多根(图12中为6根)第2绝缘被覆芯4进行合股加捻而形成的)、和由多根(图12中为6根)第3绝缘被覆芯5构成的1根复合绞线7C组合并进行并列配置从而构成。
图13示出了第9实施方式的可动电缆10H。该可动电缆10H为圆型电缆，示出了下述情况：在张力元件6A的周围配置将2根第1绝缘被覆芯1合股加捻而形成的2根复合绞线7D、将3根第3绝缘被覆芯5合股加捻而形成的2根复合绞线7E、和4根第3绝缘被覆芯5，在上述2根复合绞线7D、2根复合绞线7E及4根第3绝缘被覆芯5的外周侧进一步配置24根第1绝缘被覆芯1从而构成。
前文中具体说明了第1～第9实施方式，但在本发明中，并不仅限于这些实施方式，可以采用各种构成。
另外，本发明的可动电缆10优选由1根以上的电缆(图5～图13中均表示单一的电缆的情况。)构成，所述电缆具备：1根以上的复合绞线7、7A、7B、7D，所述复合绞线是以第1导体2的前述面积比例X成为1水准以上的方式，将第1绝缘被覆芯1、第2绝缘被覆芯4及第3绝缘被覆芯5中的、包含第1绝缘被覆芯1及第2绝缘被覆芯4中至少一种绝缘被覆芯在内的多根进行合股加捻而成的；和如图5～图13所示那样以将复合绞线7包含在内的方式进行绝缘被覆的绝缘体8、护套9。
<可动电缆的用途>
本发明的可动电缆可以用于各种用途，尤其是需要轻量、高强度以及优异的耐弯曲疲劳特性的用途，例如，特别优选应用于升降机电缆、机器人电缆、厚橡胶软电缆。
[可动电缆的制造方法]
接下来，在下文中对构成依据本发明的可动电缆的第1导体(特定铝合金材料)的制造方法的一个例子进行说明。构成这样的基于本发明一实施方式的可动电缆的特定铝合金材料的特征在于，通过向例如Al-Mg-Si-Fe系合金材料、Al-Cu-Mg-Fe系合金材料的内部以高密度导入晶粒间界，从而实现高强度化及高疲劳寿命化。特别是，通过使小晶粒集聚在弯曲应变增大的表层附近，能够实现进一步的高疲劳寿命化。因此，与在以往的铝合金材料中通常实施的、使Mg-Si化合物析出固化的方法、利用固溶元素使其固溶强化的方法相比而言，针对高强度化及高疲劳寿命化的实现途径大不相同。
本实施方式的铝合金材料的优选制造方法中，针对具有规定的合金组成的铝合金原材料，作为最终加工而进行加工度为4以上的冷加工[1]。另外，根据需要，可以在冷加工[1]之前进行使表层的晶粒粒径微细的前处理工序[2]，以及在冷加工[1]之后进行调质退火[3]。以下详细地进行说明。
通常，若反复对金属材料施加应力，则作为金属晶体的变形的根源过程，将在弹性变形的同时产生晶体滑移。越是容易产生这样的晶体滑移的金属材料，其强度越低，另外，由于在材料表面形成裂纹产生点，因此可以说越容易发生疲劳破坏。因此，为实现金属材料的高强度化及高疲劳寿命化，抑制在金属组织内产生的晶体滑移是重要的。作为阻碍这样的晶体滑移的重要因素，可举出金属组织内的晶粒间界的存在。就这样的晶粒间界而言，在对金属材料施加了应力时，能够抑制晶体滑移在金属组织内传播，其结果，可提高金属材料的强度及疲劳寿命。
因此，为实现金属材料的高强度化及高疲劳寿命化，认为优选向金属组织内以高密度导入晶粒间界，即，使小晶粒集聚。此处，作为晶粒间界的形成机制，例如，可考虑如下所述的伴随金属组织的变形的、金属晶体的分裂。
通常，在多晶材料的内部，由于相邻的晶粒彼此的取向的差异、与加工工具接触的表层附近和块体内部之间的应变的空间分布，导致应力状态成为复杂的多轴状态。由于这些影响，在变形前呈单一取向的晶粒伴随着变形而分裂为多个取向，在分裂的晶体彼此之间形成取向差边界。
但是，所形成的取向差边界因与通常的12配位的最密原子排列相背离的结构而具有界面能。因此认为，在通常的金属组织中，若晶粒间界达到一定密度以上，则所增加的内能将成为驱动力，发生动态或静态的恢复、再结晶。因此认为，通常，即使增加变形量，由于晶粒间界的增加与减少同时发生，因此晶界密度将成为饱和状态。
这样的现象也和作为以往的金属组织的纯铝、纯铜中的加工度与抗拉强度的关系是一致的。作为通常的金属组织的纯铝、纯铜虽然在较低的加工度下可观察到抗拉强度的提高(固化)，但存在加工度越增大则固化量越饱和的趋势，一定程度以上的加工度并不有助于强度上升。此处，认为加工度与向上述的金属组织施加的变形量相对应，固化量的饱和与晶界密度的饱和相对应。
另外，仅单纯地进行加工的情况下，强度及疲劳寿命上升，但另一方面，延展性降低，有在加工时、使用时容易断线这样的问题。认为这是因为，由于向晶体内导入大量的位错，因此位错密度饱和，变得不能允许更高程度的塑性变形。
与此相对，可知在本实施方式的特定铝合金材料中，在加工度增加的同时，表层中的晶粒间界密度的增加、即小晶粒的集聚持续发生，耐弯曲疲劳特性不断提高。认为这是由于，通过使特定铝合金材料具有上述合金组成，能够促进晶粒间界密度的增加，即使金属组织内的晶粒间界达到一定密度以上，也能够抑制内能的增加。其结果，认为能够防止金属组织内的恢复、再结晶，能够有效地在金属组织内增加晶粒间界。
这样的Mg与Si、或者Mg与Cu的复合添加所导致的晶体微细化的机理虽然未必明确，但认为其是由于：(i)与位错这样的晶格缺陷具有强烈相互作用的Mg促进晶体的微细化，由此促进晶体断开；(ii)原子半径比Al原子大的Mg原子与原子半径比Al原子小的Si原子或Cu缓和晶界处的原子排列的失配，由此能够有效地抑制伴随加工的内能增加。
另外，本实施方式的铝合金材料中，特别是由于在其表面导入塑性变形，因此在表层附近为非常微细的晶体，而另一方面，在中心位置处保持为残留有较大的晶体的状态。由于具有这样的晶体组织，因此，在发生扭转、弯曲变形时，表层的微细晶体有效地发挥作用，而对于拉伸，中心位置的大晶体有效地发挥作用，从而在制造时不易断线。
本实施方式的铝合金材料的制造方法中，将冷加工[1]中的加工度设定为4以上。特别是，通过以大的加工度进行加工，能够促进伴随金属组织的变形而发生的金属晶体的分裂，能够向铝合金材料的内部以高密度导入晶粒间界。其结果，在铝合金材料的表层，小晶粒集聚，耐弯曲疲劳特性大幅提高。这样的加工度优选设定为6以上，更优选设定为8以上。另外，加工度的上限无特别规定，通常为15以下。
需要说明的是，关于加工度η，在将加工前的特定铝合金材料的截面积设为s1、将加工后的特定铝合金材料的截面积设为s2(s1>s2)时，由下述式(1)表示。
加工度(无量纲)：η＝ln(s1/s2)···(1)
另外，冷加工[1]的方法根据作为目标的铝合金材料的形状(线棒材、板材、条、箔等)而适当地选择即可，例如可举出盒式辊拉模(cassette roller dies)、槽辊压延、圆线压延、基于模具等的拉拔加工、模锻(swaging)等。另外，如上所述的加工中的各条件(润滑油的种类、加工速度、加工发热等)在已知的范围内适当地调整即可。
另外，可以在冷加工[1]之前进行前处理工序[2]。关于前处理工序[2]，可举出喷丸硬化、挤出、模锻、表皮光轧(skin pass)、压延、再结晶法等。由此，能够在冷加工[1]的前阶段、在铝合金材料的表层与内部之间对晶粒粒径赋予梯度，能够使冷加工[1]后的晶体组织更微细，并且使晶粒粒径的梯度变大。上述工序中的各条件(加工速度、加工发热、温度等)在已知的范围内适当地调整即可。需要说明的是，本发明中，在冷加工前不进行时效析出热处理。这是因为，若在冷加工前进行时效析出处理，则会由于(a)在晶粒内的特定位置集中变形、(b)以晶界析出物为起点发生晶界破裂等而导致发生断线。
另外，铝合金原材料只要具有上述合金组成即可，没有特别限定，例如可根据使用目的而适当地选择使用挤出材料、铸锭材料、热轧材料、冷轧材料等。
另外，也可以以残余应力的解除、伸长率的提高为目的，在冷加工[1]之后进行调质退火[3]。调质退火[3]的处理温度设定为50～180℃。调质退火[3]的处理温度低于50℃的情况下，难以获得如上所述的效果，高于180℃的情况下，由于恢复、再结晶而引起晶粒的生长，强度及疲劳寿命降低。另外，调质退火[3]的保持时间优选为1～48小时。需要说明的是，这样的热处理的各条件可以根据不可避免的杂质的种类和量、及铝合金原材料的固溶·析出状态而适当地调节。
需要说明的是，以往的制法中的中间热处理的目的是通过使金属材料再结晶来降低变形阻力从而减少加工机械的负荷、或者减少与模具、绞盘等的材料接触的工具的磨损，但在这样的中间热处理中，无法如本发明的构成绞线导体的特定铝合金材料那样得到微细的晶粒。
另外，如上述那样，对于实施方式的铝合金材料而言，为了使其表层的晶粒微细化，增大加工度是有效的。因此，在制作线材的情况下，越制成细径，则越容易实现本实施方式的铝合金材料的构成；另外，在制作板材、箔的情况下，越制成薄的厚度，则越容易实现本实施方式的铝合金材料的构成。
特别是在铝合金材料为线材的情况下，其线径优选为1.0mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.30mm以下，特别优选为0.10mm以下。需要说明的是，线径的下限未特别设定，但考虑到作业性等，优选为0.01mm。
另外，在铝合金材料为板材的情况下，其板厚优选为2.00mm以下，更优选为1.50mm以下，进一步优选为1.00mm以下，特别优选为0.50mm以下。需要说明的是，板厚的下限未特别设定，但考虑到作业性等，优选为0.02mm。
此外，如上述那样，铝合金材料被加工得较细或较薄，但也可以准备多个这样的铝合金材料，将它们接合而使其较粗或较厚，用于目标用途。需要说明的是，接合的方法可以使用已知的方法，例如可举出压接、焊接、基于粘接剂的接合、摩擦搅拌接合等。
接下来，使用通过上述步骤制作的第1导体(特定铝合金材料)、第2导体，如上述那样进行合股加捻从而制作第1绝缘被覆芯1、第2绝缘被覆芯4，进一步地，根据需要制作第3绝缘被覆芯5，将使用这些第1绝缘被覆芯1及第2绝缘被覆芯4(根据需要使用第3绝缘被覆芯5)中的至少1者形成的各种复合绞线(单元)7、7A、7B、7C、7D、7E，以作为位于内部的导体进行了配置的状态使用绝缘体、护套进行绝缘被覆，由此能够制造本发明的可动电缆。关于将多根导体合股加捻的方法、将多根绝缘被覆芯合股加捻的方法，可以使用已知的合股加捻方法。需要说明的是，上述调质退火[3]也可以在对进行了上述冷加工[1]的特定铝合金材料实施基于接合或合股加捻的加工之后进行。
根据以上说明的实施方式，利用上述制造方法制造的第1导体(特定铝合金材料)具有规定的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，与上述一个方向垂直的截面中的晶粒粒径的平均值为400nm以下。因此，特定铝合金材料显示出远远超过以往的铝合金材料的耐弯曲疲劳特性的、与铜系的金属材料相匹敌的强度及疲劳寿命，因此，使用该第1导体构成了导体的可动电缆轻量、强度高并且能够发挥优异的疲劳特性。
以上，对实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，而包括本发明的概念及权利要求书中所含的所有方式，可以在本发明的范围内进行各种改变。
实施例
接下来，对实施例及比较例进行说明，但本发明不限于这些实施例。
(实施例1～28)
使用具有表1所示的合金组成的线材或棒材，作为前处理工序[2]而使用拉丝模以每道次的断面收缩率低于5％的方式进行表皮光轧加工，然后，在表1所示的制造条件下，制作由线径为0.1mm的特定铝合金材料形成的第1导体，按表1所示的构成制作电缆。
(比较例1～7)
使用具有表1所示的合金组成的线材或棒材，在表1所示的制造条件下，制作由铝合金材料形成的(第1)导体，按表1所示的构成制作电缆。
需要说明的是，表1所示的制造条件A～F具体如下所述。
<制造条件A>
针对所准备的棒材，进行加工度为6.0的冷加工[1]。需要说明的是，未进行调质退火[3]。
<制造条件B>
使冷加工[1]的加工度为8.5，除此以外，在与制造条件A相同的条件下进行。
<制造条件C>
使冷加工[1]的加工度为10.5，除此以外，在与制造条件A相同的条件下进行。
<制造条件D>
针对所准备的棒材，进行加工度为8.5的冷加工[1]，其后，在处理温度为140℃、保持时间为5小时的条件下进行调质退火[3]。
<制造条件E>
使冷拉丝[1]的加工度为3.5，除此以外，在与制造条件A相同的条件下进行。
<制造条件F>
针对所准备的棒材，进行处理温度为180℃、保持时间为10小时的时效析出热处理，其后，进行冷加工[1]，但由于频繁发生断线，因此中止了作业。
(以往例1)
以往例1未使用由特定铝合金材料形成的第1导体，制作由纯铜材料(韧铜、TPC)的软材形成的第2导体。
(以往例2)
以往例2未使用特定铝合金材料，制作由纯铝材料(ECAL)的硬材形成的第2导体。
(比较例8)
<制造条件G>
向石墨坩埚内投入各自为规定量的纯度为99.95％的铝、纯度为99.95％的镁、纯度为99.99％的硅、纯度为99.95％的铁，通过高频诱导加热而于720℃进行搅拌熔融，制造具有Al-0.60质量％Mg-0.30质量％Si-0.05质量％Fe的合金组成的熔融金属。接着，将该熔融金属移入设置有石墨模具的容器中，经由进行了水冷却的石墨模具，以约300mm/分钟的铸造速度连续铸造10mmφ、长度为100mm的线。然后，利用ECAP法导入4.0的累积等效应变。求出了该阶段的再结晶温度为300℃。然后，在非活性气体气氛中，于250℃进行2小时的预先加热。
接下来，实施加工度为0.34的第1拉丝处理。求出了该阶段的再结晶温度为300℃。然后，在非活性气体气氛中，于260℃进行2小时的一次热处理。其后，以500mm/分钟的拉拔速度使其通过经水冷却的拉丝模内，进行加工度为9.3的第2拉丝处理。求出了该阶段的再结晶温度为280℃。然后，在非活性气体气氛中，于220℃进行1小时的二次热处理，得到线径为0.08mm的铝合金线材。
[评价]
使用上述实施例中得到的各第1导体(特定铝合金材料)、及上述比较例中得到的各导体，即，使用这些导体，如图5所示那样，将具有30(导体根数)/0.18(单丝直径)的加捻结构的6根第1绝缘被覆芯1(其是将相同导体(实施例中为第1导体)合股加捻并进行绝缘被覆而形成的)进一步合股加捻而形成6根复合绞线，将上述6根复合绞线作为导体进行并列配置，将这些复合绞线(单元)在保持并列配置状态的条件下用绝缘体及护套进行绝缘被覆，由此制作平型的可动电缆。对于任一电缆而言，均使绝缘体及护套的绝缘材料为氯乙烯制，绝缘材料的重量为588g/m，张力元件基于实施例而适当地配置。使用所制作的各可动电缆，进行下文所示的特性评价。
[1]特定铝合金材料的合金组成
按照JIS H1305：2005，利用发射光谱分析法进行。需要说明的是，测定使用发射光谱分析装置(Hitachi High-Tech Science Corporation制)来进行。
[2]特定铝合金材料的组织观察
对于金属组织的观察而言，使用扫描离子显微镜(SMI3050TB，Seiko InstrumentsInc.制)，通过SIM(Scanning Ion Microscope)观察来进行。以30kV的加速电压进行观察。
观察用试样使用通过如下操作得到的试样：针对上述铝合金线材的与长边方向(加工方向)平行的截面、以及与长边方向(加工方向)垂直的截面，利用FIB(Focused IonBeam，聚焦离子束)以厚度100nm±20nm进行切断，通过离子铣削进行精加工。
在SIM观察中，使用灰度对比度，将对比度的差异作为晶体的取向、将对比度不连续地各异的边界作为晶粒间界来进行识别。需要说明的是，根据电子射线的衍射条件，有时即使晶体取向不同，灰度对比度也没有差异。在该情况下，利用电子显微镜的试样台内的正交的2条试样旋转轴以每次倾斜±3°的方式改变电子射线与试样的角度，在多种衍射条件下对观察面进行拍摄，并识别晶界。需要说明的是，观察视场设定为(15～40)μm×(15～40)μm，在上述与加工方向平行及垂直的截面中，在与线径方向(与长边方向垂直的方向)对应的线上的、中心与表层的中间附近的位置(从表层侧起相当于线径的约1/4尺寸的中心侧的位置)进行观察。观察视场根据晶粒的大小而适当地进行了调整。
然后，根据在进行SIM观察时拍摄的图像，判断在铝合金线材的与长边方向(加工方向)平行的截面中有无纤维状金属组织。观察到纤维状金属组织的情况下，评价为“有”纤维状金属组织。
此外，在各个观察视场中，选择晶粒中的任意100个，测定各个晶粒的与长边方向垂直的截面中的晶体短径、和晶粒的与长边方向平行的截面中的晶体长径，计算该晶粒的长宽比。进而，对于晶粒的与长边方向垂直的尺寸和长宽比，由所观察的晶粒的总数来计算平均值。需要说明的是，对于一部分比较例，由于平均晶粒粒径R1明显大于400nm，因此，不选择大于400nm的晶粒而将其从测定对象排除，计算出各自的平均值。另外，对于长宽比L1/L2明显为10以上的情况，将长宽比L1/L2一律记为10以上。
[3]耐弯曲疲劳特性
关于耐弯曲疲劳特性，针对各可动电缆，实施基于JIS C 3005：2014的反复弯曲试验。关于试验条件，在固定距离l设定为300mm、弯曲半径r设定为60mm的情况和弯曲半径r设定为30mm的情况这两种条件下进行，反复弯曲次数设定为100万次。在试验后的各可动电缆中，将绝缘被覆切开，计数发生了断线的导体(单丝)的根数，计算已断线的导体(单丝)的根数相对于导体的总根数的比例(％)，根据该计算出的数值对耐弯曲疲劳特性进行评价。表1示出耐弯曲疲劳特性。需要说明的是，表1中的耐弯曲疲劳特性的数值越小，表示耐弯曲疲劳特性越优异。
[4]电缆重量
对于电缆重量而言，将电缆切断为1m的长度，对切断而得的1m长的电缆(绝缘材料及导体)的重量进行测定，由该测得的重量的数值，换算为每1km线长的重量的数值。本实施例中，将使用由纯铜材料(韧铜、TPC)形成的第2导体制作可动电缆的以往例1作为基准(833kg/km)，将每1km线长的重量的数值低于该基准的数值的情况作为合格水平。
[5]必要的张力元件的根数
针对各可动电缆，在考虑到电缆重量、各导体的弹性模量及强度的情况下计算对于支撑300m的电缆而言必要的钢制张力元件的根数，将该计算出的必要的张力元件的根数以换算成将导体全部为纯铜材料的以往例1的情况作为100(基准)时的指数比例(％)而得的数值的形式求出。表1示出它们的评价结果。需要说明的是，表1中所示的将必要的张力元件的根数换算而得的数值越小，表示对于支撑300m的电缆而言必要的张力元件的根数可以越少，电缆导体为高强度并且轻量。
[表1]
Figure BDA0002464132160000301
根据表1所示的结果，实施例1～28的可动电缆均通过将高强度并且具有优异的耐弯曲疲劳特性的特定铝合金材料(第1导体)以相对于全部导体的面积比例成为10～100％的方式用作导体，从而与导体全部为纯铜材料(第2导体)的以往例1的可动电缆相比，能够实现高强度并且为轻量，并且，在弯曲半径为30mm的严苛的反复弯曲试验中的耐弯曲疲劳特性也优异。
另一方面，使用Fe含量在本发明的合适范围外的铝合金材料(第2导体)进行制作的比较例1、使用Mg及Si含量在本发明的合适范围外的铝合金材料(第2导体)进行制作的比较例2、及使用Cu和Cr的合计含量在本发明的合适范围外的铝合金材料(第2导体)进行制作的比较例3均在拉丝加工时发生了断线，因此未能制作可动电缆。另外，晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为510nm而在本发明的合适范围外的比较例4的可动电缆的耐弯曲疲劳特性差。此外，对于使用不含Fe的铝合金材料(第2导体)进行制作的比较例5的可动电缆而言，晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为470nm而在本发明的合适范围外，耐弯曲疲劳特性差。另外，比较例6及7中，在实施处理温度为180℃、保持时间为10小时的时效析出热处理之后进行冷拉丝[1]，但频繁发生断线，因此未能制作可动电缆。此外，晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为1.5μm而在本发明的合适范围外的比较例8的可动电缆的耐弯曲疲劳特性差。另外，使用由纯铝材料(ECAL)形成的第2导体进行制作的以往例2的可动电缆与以往例1的可动电缆相比，虽然为轻量，但由于导体的强度低而导致必要的张力元件的根数比例变多，因此轻量化的效果变弱，此外，耐弯曲疲劳特性明显较差。
附图标记说明
1 第1绝缘被覆芯
2 第1导体
3 第2导体
4 第2绝缘被覆芯
5 第3绝缘被覆芯
6、6A 间隔体(或张力元件)
7、7A～7E 复合绞线(单元)
8 绝缘体
9 护套
10、10A～10H 可动电缆

Claims (12)

1.可动电缆，其特征在于，其是在内部具有导体和张力元件的可动电缆，
所述导体包含由特定铝合金材料形成的第1导体，所述特定铝合金材料具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与所述一个方向平行的截面中，所述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下，
所述一个方向是所述铝合金材料的加工方向，
在所述可动电缆的横截面中观察时，所述第1导体在所述可动电缆的全部所述导体中所占的面积比例为10～100％的范围。
2.如权利要求1所述的可动电缆，其中，所述导体包含将多根所述第1导体合股加捻并进行绝缘被覆而成的第1绝缘被覆芯。
3.如权利要求1所述的可动电缆，其中，所述导体包含：使多根所述第1导体与由选自铜、铜合金、铝及铝合金的组中的金属材料或合金材料形成的多根第2导体混杂来合股加捻并进行绝缘被覆而成的第2绝缘被覆芯。
4.如权利要求1所述的可动电缆，其中，所述导体包含：
将多根所述第1导体合股加捻并进行绝缘被覆而成的第1绝缘被覆芯；以及，
使多根所述第1导体与由选自铜、铜合金、铝及铝合金的组中的金属材料或合金材料形成的多根第2导体混杂来合股加捻并进行绝缘被覆而成的第2绝缘被覆芯。
5.如权利要求2、3或4所述的可动电缆，其中，所述导体还包含：将由选自铜、铜合金、铝及铝合金材料的组中的金属材料或合金材料形成的多根第2导体合股加捻并进行绝缘被覆而成的第3绝缘被覆芯。
6.如权利要求3或4所述的可动电缆，其中，在所述可动电缆的横截面中观察时，所述第1导体及所述第2导体具有相同尺寸。
7.如权利要求3或4所述的可动电缆，其中，在所述可动电缆的横截面中观察时，所述第1导体及所述第2导体具有不同尺寸。
8.如权利要求3或4所述的可动电缆，其由1根以上的电缆构成，所述电缆具备：
1根以上的复合绞线，所述复合绞线是以所述第1导体的所述面积比例成为1水准以上的方式，将所述第1绝缘被覆芯、所述第2绝缘被覆芯及所述第3绝缘被覆芯中的、包含所述第1绝缘被覆芯及所述第2绝缘被覆芯中至少一种绝缘被覆芯在内的多根进行合股加捻而成的；和
护套，其以将所述复合绞线包含在内的方式进行绝缘被覆。
9.如权利要求1～4中任一项所述的可动电缆，其中，所述特定铝合金材料具有下述合金组成：
以质量％计含有Mg：0.2～1.8％、Si：0.2～2.0％、Fe：0.01～1.5％、以及选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％，且余量为Al及不可避免的杂质。
10.如权利要求1～4中任一项所述的可动电缆，其中，所述可动电缆为升降机电缆。
11.如权利要求1～4中任一项所述的可动电缆，其中，所述可动电缆为机器人电缆。
12.如权利要求1～4中任一项所述的可动电缆，其中，所述可动电缆为厚橡胶软电缆。
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