CN114188074A - 电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆，其即使反复弯曲，构成编织屏蔽件的多根金属线材也不易发生断线。电缆(1)具备：具有1根以上电线(2)的电缆芯(3)、以覆盖电缆芯(3)的周围的方式设置且将金属线材编织而构成的编织屏蔽件(6)、以及以覆盖编织屏蔽件(6)的周围的方式设置的护套(7)，其中，在电缆芯(3)与编织屏蔽件(6)之间具有缓冲层(5)，所述缓冲层(5)由将线状的纤维丝编织而构成的编织物形成。

Description

电缆

技术领域

本发明涉及电缆。

背景技术

为了提高工厂等中的生产率，人机协作型机器人、小型多关节机器人等工业用机器人的普及正在扩大。作为在这样的工业用机器人的可动部(进行弯曲、扭转的部分)等布线的电缆，例如使用在将多根绝缘电线绞合而成的电缆芯的周围依次设置有编织多根金属线材而成的编织屏蔽件和护套的电缆(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2015-79574号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的以往的电缆中，存在如下课题：若随着工业用机器人等的可动而反复弯曲，则编织屏蔽件的金属线材产生紊乱，进而由于反复弯曲而导致金属线材产生断线。如果编织屏蔽件的金属线材发生断线，则作为屏蔽层的功能会降低。

因此，本发明的目的在于提供一种电缆，其即使反复弯曲，构成编织屏蔽件的多根金属线材也不易发生断线。

用于解决课题的手段

本发明以解决上述课题为目的，提供一种电缆，其具备：具有1根以上电线的电缆芯、以覆盖所述电缆芯的周围的方式设置且将金属线材编织而构成的编织屏蔽件、以及以覆盖所述编织屏蔽件的周围的方式设置的护套，其中，在所述电缆芯与所述编织屏蔽件之间具有缓冲层，所述缓冲层由将线状的纤维丝编织而构成的编织物形成。

发明效果

根据本发明，能够提供一种即使反复弯曲，构成编织屏蔽件的多根金属线材也不易发生断线的电缆。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的电缆的与长度方向垂直的截面的截面图。

图2是说明U字弯曲试验的图。

图3中，(a)是表示实施例2的弯曲27000次后的编织屏蔽件的外观的照片，(b)是表示比较例的弯曲3000次后的编织屏蔽件的外观的照片。

符号说明

1…电缆，2…电线，3…电缆芯，4…按压缠绕带，5…缓冲层，6…编织屏蔽件，7…护套。

具体实施方式

实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的电缆的与长度方向垂直的截面的截面图。图1所示的电缆1例如是在工业用机器人等中跨过可动部、摆动部而布线的电缆，用于反复弯曲的用途(特别是在弯曲成U字状的状态下反复进行滑动动作的部位)。

电缆1具备：具有1根以上电线2的电缆芯3、以覆盖电缆芯3的周围的方式设置且将金属线材编织而构成的编织屏蔽件6、以及以覆盖编织屏蔽件6的周围的方式设置的护套7。在本实施方式的电缆1中，在电缆芯3与编织屏蔽件6之间设置有缓冲层(断线抑制层)5，该缓冲层用于在使电缆1反复弯曲时抑制构成编织屏蔽件6的金属线材的断线。缓冲层5的详细情况在后面叙述。

构成电缆芯3的电线2具有导体21和以覆盖导体21周围的方式设置的绝缘体22。导体21由将由镀锡软铜线等构成的金属线材绞合而成的绞线导体形成。导体21也可以由进一步绞合多根将金属线材绞合而成的子绞线而成的复合绞线构成。作为绝缘体22，例如能够使用由聚乙烯、氟树脂形成的绝缘体。

在本实施方式中，在电缆中心设置由人造丝(短纤维丝)等形成的纤维状的介在物8，在该介在物8的周围绞合多根(在此为6根)电线2而构成电缆芯3。但是，并不限定于此，例如，也可以在电缆中心设置由树脂等构成的线状体、张力构件等来代替纤维状的介在物8。此外，构成电缆芯3的电线2的根数也不限于图示的根数，例如也可以由1根电线2构成电缆芯3。在这种情况下，电缆1就成为同轴电缆。

在电缆芯3的周围螺旋状地缠绕有按压缠绕带4。按压缠绕带4起到保持电缆芯3的绞合不解开的作用。作为按压缠绕带4，例如可以使用由纸、无纺布等构成的带、由PE(聚乙烯)等构成的树脂带。详细情况后述，但能够确认到与使用无纺布带时相比，使用树脂带时能够抑制将电缆1反复弯曲时的编织屏蔽件6的金属线材的紊乱，因此更优选使用树脂带作为按压缠绕带4。需要说明的是，按压缠绕带4不是必须的，例如，也可以通过缠绕由树脂、棉等构成的线状体来代替。

编织屏蔽件6是用于屏蔽来自外部的噪声的屏蔽层，以覆盖电缆芯3的周围的方式设置。通过由编织屏蔽件6构成屏蔽层，能够提高电缆1的挠性。在本实施方式中，在按压缠绕带4的周围设置缓冲层5，在缓冲层5的周围设置编织屏蔽件6。在此，使用了编织金属线材而成的编织屏蔽件6，但不限于此，例如，也可以使用将金属线材和由人造丝等树脂构成的树脂线材编织而成的交织编织屏蔽件作为编织屏蔽件6。另外，作为使用编织屏蔽件6的金属线材，也能够使用涂敷有液体石蜡等润滑材料的线材。由此，能够进一步抑制与缓冲层5之间的磨损。需说明的是，从屏蔽来自外部的噪声的观点出发，编织屏蔽件6的编织密度可以为85％以上。作为构成编织屏蔽件6的金属线材，例如能够使用镀锡软铜线。

护套7覆盖编织屏蔽件6的周围，起到保护编织屏蔽件6、电缆芯3的作用。护套7例如由聚氯乙烯树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、氟橡胶等形成，也可以由以这些树脂中的至少1种为主成分(基体)的树脂组合物形成。

(缓冲层5)

缓冲层5设置于电缆芯3与编织屏蔽件6之间(更详细而言，按压缠绕带4与编织屏蔽件6之间)，在电缆1弯曲时(特别是在使电缆1弯曲成U字状的状态下反复进行滑动动作时)，发挥缓和由弯曲部分的电缆芯3施加于编织屏蔽件6的侧压的作用。通过缓冲层5缓和施加于编织屏蔽件6的侧压，从而在电缆1反复弯曲时(特别是在使电缆1弯曲成U字状的状态下反复滑动动作时)，能够抑制构成编织屏蔽件6的金属线材的编织紊乱，因此金属线材彼此不易磨损，能够抑制因金属线材彼此的磨损引起的金属线材的断线。此外，缓冲层5的厚度只要是能够缓和在电缆1弯曲时由电缆芯3施加于编织屏蔽件6的侧压，并抑制构成编织屏蔽件6的金属线材的断线的厚度即可。

例如，作为按压缠绕带4，也可考虑使用缓冲性高的带材来代替缓冲层5(不设置缓冲层5而使按压缠绕带4与编织屏蔽件6接触的结构)，但在该情况下，带材难以追随编织屏蔽件6的动作，因此在电缆1反复弯曲时，会在带材与编织屏蔽件6之间产生摩擦。另外，此时，由于在带材的台阶部分产生摩擦而产生摩擦，因而编织屏蔽件6的金属线材发生紊乱，有可能会发生金属线材的断线。

进而，例如，也可以考虑通过将人造丝等纤维丝缠绕成螺旋状来构成横向缠绕的缓冲层5。但是，在该情况下，在电缆1反复弯曲时产生纤维丝的偏移、重叠，发生缓冲层5的形状的变形，有可能会无法发挥作为缓冲层5的功能。

因此，在本实施方式中，由将线状的纤维丝编织而构成的编织层来构成缓冲层5。通过由编织层构成缓冲层5，从而在电缆1反复弯曲时，缓冲层5变得容易追随编织屏蔽件6的动作，能够使编织屏蔽件6与缓冲层5之间的摩擦(滑动)为最小限度，抑制金属线材的磨损。在本实施方式中，作为构成缓冲层5的纤维丝，使用了人造丝。但是，不限于此，构成缓冲层5的纤维丝只要由抑制构成编织屏蔽件6的金属线材的断线的材质形成即可，例如，也可以使用尼龙丝、棉丝等。

在使用人造丝作为构成缓冲层5的纤维丝的情况下，人造丝的种类可以由10支至60支的单丝或2根加捻丝构成。优选的是，作为人造丝，可以使用10支、20支、40支、60支的2根加捻丝或者10支、20支的单丝。另外，从抑制纤维丝的断线的观点出发，构成缓冲层5的纤维丝优选拉伸强度为2.5N以上、伸长率为10％以上。拉伸强度和伸长率可以通过基于JISL1095(2010)的9.5.1项的试验方法求出。

需要说明的是，缓冲层5在电缆1反复弯曲时不完全追随编织屏蔽件6的动作，在缓冲层5与编织屏蔽件6之间产生微小的滑动为佳。例如，若构成缓冲层5的纤维丝与构成编织屏蔽件6的金属线材钩挂等而阻碍编织屏蔽件6相对于缓冲层5的滑动，则纤维丝、金属线材受到负荷，由此有可能会产生金属线材的断线等不良情况。因此，在本实施方式中，缓冲层5中的纤维丝相对于电缆长度方向所形成的角度可以小于金属线材相对于电缆长度方向所形成的角度。由此，金属线材不易钩挂于纤维丝，可提高编织屏蔽件6相对于缓冲层5的滑动。缓冲层5中的纤维丝相对于电缆长度方向所形成的角度例如为15度以上且30度以下。另外，编织屏蔽件6中的金属线材相对于电缆长度方向所形成的角度例如为35度以上且60度以下。

另外，若缓冲层5的编织密度过低，则编织网眼变大，金属线材有可能变得容易钩挂于纤维丝。因此，缓冲层5的编织密度希望为85％以上。通过将缓冲层5的编织密度设为85％以上，能够减少缓冲层5表面的凹凸而形成大致平滑的状态，能够进一步提高编织屏蔽件6相对于缓冲层5的滑动。特别优选缓冲层5的编织密度大于编织屏蔽件6的编织密度。更具体而言，在编织屏蔽件6的编织密度为85％以上、缓冲层5的编织密度为90％以上的范围内，使缓冲层5的编织密度大于编织屏蔽件6的编织密度为佳。

需说明的是，在本实施方式中，缓冲层5与编织屏蔽件6直接接触，但也可以在缓冲层5与编织屏蔽件6之间存在其他部件。例如，也可以构成为在缓冲层5的周围缠绕树脂带等带部件，在其周围设置编织屏蔽件6。

(弯曲试验)

试制实施例1～3的电缆1，进行U字弯曲试验。在实施例1的电缆1中，将按压缠绕带4设为无纺布带，在实施例2的电缆1中，将按压缠绕带4设为由PE构成的树脂带。另外，在实施例3的电缆1中，构成为：省略按压缠绕带4而将丝状体缠绕于电缆芯3，并且构成为在缓冲层5的周围缠绕由PE构成的树脂带，在其周围设置编织屏蔽件6。在实施例1～3中，将电缆芯3的绞合间距P与通过电缆芯3的电线2的中心的圆的直径Pd之比P/Pd设为12。另外，在实施例1～3中，将编织屏蔽件6中的金属线材相对于电缆长度方向的角度设为50°，将缓冲层5中的纤维丝相对于电缆长度方向所形成的角度设为小于50°。进而，在实施例1～3中，使缓冲层5的编织密度为90％以上，使编织屏蔽件6的编织密度为85％以上，使缓冲层5的编织密度大于编织屏蔽件6的编织密度。

在U字弯曲试验中，如图2所示，将电缆1的一端1a固定，并且将电缆1以弯曲半径成为200mm的方式弯曲成U字状，使电缆1的另一端1b沿其长度方向滑动。将使电缆1的另一端1b滑动的行程宽度设为3000mm，使另一端1b向拉伸的方向(图示箭头A)移动后，使另一端1b向按压的方向(图示箭头B)移动，由此成为1个循环(1次)。将试验速度设为2600mm/s，将1行程所花费的时间设为约3s。另外，在U字弯曲试验中，始终对电缆1施加数V的电压，将电流值与试验开始时相比降低了20％的时刻视为电缆1的断裂。

U字弯曲试验的结果是，在实施例1～3的电缆1中，即使在进行了27000次反复弯曲的情况下，也未发生断裂。另外，观察27000次反复弯曲后的编织屏蔽件6的状态，结果确认到构成编织屏蔽件6的金属线材的编织未产生紊乱(金属线材的紊乱非常小)，也确认到未产生由此引起的金属线材的断线(断裂)。进而，U字弯曲试验的结果确认到，实施例1～3的电缆1中使用由PE构成的树脂带作为按压缠绕带4的实施例2中，构成编织屏蔽件6的金属线材的编织的紊乱最小。对于该实施例2的电缆1，将进行27000次反复弯曲后的照片示于图3(a)。如图3(a)所示，在实施例2的电缆1中，即使在27000次的反复弯曲后，编织屏蔽件6的金属线材的编织也几乎没有产生紊乱。

另外，除了省略了缓冲层5以外，制作与实施例1相同构成的比较例的电缆，与实施例1～3同样地进行U字弯曲试验。其结果是，在进行了约3000次反复弯曲的阶段产生了断裂。对于比较例的电缆，将进行3000次反复弯曲后的照片示于图3(b)。如图3(b)所示，在省略了缓冲层5的比较例中，确认了编织屏蔽件6的金属线材的编织产生了较大的紊乱(图示空心箭头的部位)。由以上可以确认，通过具备缓冲层5，从而与不具备缓冲层5的情况相比，能够得到9倍以上的弯曲寿命。认为这是因为，将纤维丝编织而成的缓冲层起到缓和在电缆1弯曲时向编织屏蔽件6施加的应力(来自电缆芯3的侧压)的功能。

此外，在实施例3中，在缓冲层5与编织屏蔽件6之间设置了树脂带，得到了与未设置该树脂带的实施例1～2同样的U字弯曲试验的结果。即，即使在缓冲层5与编织屏蔽件6之间存在树脂带的情况下，也可以说在电缆1弯曲时缓冲层5缓和了来自电缆芯3的侧压。从通过减少部件数量来降低成本的观点来看，优选省略缓冲层5与编织屏蔽件6之间的树脂带，更优选缓冲层5与编织屏蔽件6直接接触。

(实施方式的作用及效果)

如以上说明的那样，在本实施方式的电缆1中，具备设置于电缆芯3与编织屏蔽件6之间的缓冲层5，缓冲层5由将线状的纤维丝编织而构成的编织物形成。

缓冲层5在电缆1弯曲时与编织屏蔽件6连动(追随)地活动，在电缆1弯曲时，缓和从电缆芯3向编织屏蔽件6的金属线材施加的应力(侧压)。因此，在反复弯曲电缆1时，能够抑制编织屏蔽件6的金属线材的编织产生紊乱，能够实现即使反复弯曲，构成编织屏蔽件6的多根金属线材不易产生断线的电缆1。即，根据本实施方式，能够实现耐弯曲性高、大幅提高了寿命的可动部用的电缆1。

另外，通过具备缓冲层5，还能够抑制编织屏蔽件6损伤电缆芯3。在不具备缓冲层5的情况下，在反复弯曲电缆1的过程中，有可能由于与编织屏蔽件6的磨损而导致按压缠绕带4、电线2的绝缘体22磨损，但通过具备缓冲层5，还能够抑制这样的不良情况。

需说明的是，认为与电缆芯3由1根电线2构成的情况相比，在电缆芯3由多根电线2绞合而构成的情况下，由于电缆芯3的表面的凹凸的影响而对编织屏蔽件6的负荷变大。本发明在这样的情况下，即，在电缆芯3由多根电线2绞合而构成的情况下特别有效。

(实施方式的总结)

接着，对于从以上说明的实施方式掌握的技术思想，引用实施方式中的附图标记等进行记载。但是，以下的记载中的各符号等并不将权利要求书中的构成要素限定于实施方式中具体示出的部件等。

[1]一种电缆1，其具备：

具有1根以上的电线2的电缆芯3、

以覆盖所述电缆芯3的周围的方式设置，且将金属线材编织而构成的编织屏蔽件6、以及

以覆盖所述编织屏蔽件6的周围的方式设置的护套7；

其中，在所述电缆芯3与所述编织屏蔽件6之间具有缓冲层5，所述缓冲层5由将线状的纤维丝编织而构成的编织物形成。

[2]根据[1]所述的电缆1，其中，所述电缆芯3是将多根所述电线2绞合而构成的。

[3]根据[1]或者[2]所述的电缆1，其中，构成所述缓冲层5的所述纤维丝由人造丝构成。

[4]根据[1]至[3]中任一项所述的电缆1，其中，所述缓冲层5中，所述纤维丝相对于电缆长度方向所形成的角度小于所述金属线材相对于电缆长度方向所形成的角度。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的电缆1，其中，所述缓冲层5的编织密度为85％以上。

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所涉及的发明。另外，应该注意的是，在实施方式中说明的特征的组合的全部不一定是用于解决发明的课题的手段所必须的。另外，本发明能够在不脱离其主旨的范围内适当变形而实施。

Claims (5)

1.一种电缆，具备：

具有1根以上的电线的电缆芯、

以覆盖所述电缆芯的周围的方式设置且将金属线材编织而构成的编织屏蔽件、以及

以覆盖所述编织屏蔽件的周围的方式设置的护套，

在所述电缆芯与所述编织屏蔽件之间具有缓冲层，所述缓冲层由将线状的纤维丝编织而构成的编织物形成。

2.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述电缆芯是将多根所述电线绞合而构成的。

3.根据权利要求1或2所述的电缆，其中，构成所述缓冲层的所述纤维丝由人造丝构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电缆，其中，所述缓冲层中，所述纤维丝相对于电缆长度方向所形成的角度小于所述金属线材相对于电缆长度方向所形成的角度。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电缆，其中，所述缓冲层的编织密度为85％以上。

Images