CN118053616A - 复合电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供复合电缆，是即使反复施加弯曲等动作也难以断线的极细的复合电缆。一种复合电缆(1)，其外径为1.0mm以下，具备由多根信号线(2)、外径比信号线(2)小的动力线(3)以及外径比动力线(3)小的漏极线(4)构成的电缆芯(5)、卷绕在电缆芯(5)周围的护套(7)；信号线(2)的最外层由屏蔽层(23)构成；电缆芯(5)在相互接触地配置的多条信号线(2)间的谷间部分(9)分别配置有动力线(3)和漏极线(4)中的任一个。

Description

复合电缆

技术领域

本发明涉及复合电缆。

背景技术

以往，例如在工业用机器人等机器人中，作为在其内部布线的电缆，有经由连接器与伺服马达连接的复合电缆。作为复合电缆，已知有如下复合电缆：动力线和信号线分别被屏蔽覆盖，这些动力线和信号线被护套一并覆盖(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-171010号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，在机器人中，小型化不断发展，因此用于布线电缆的布线空间也变得非常狭窄。另外，在机器人中，也推进了功能、性能的提高，随之而来的是，在机器人中布线的电缆的种类、布线根数的增加。因此，作为在机器人中布线的电缆，例如期望外径为1.0mm以下的极细的复合电缆。

布线于机器人的复合电缆经由可动部而布线。因此，即使是极细的复合电缆，也要求在反复施加弯曲、扭转、摆动等动作(以下，也称为“弯曲等动作”)的情况下难以断线。

因此，本发明的目的在于提供即使反复施加弯曲等动作也难以断线的极细的复合电缆。

用于解决课题的方法

本发明以解决上述课题为目的，提供一种复合电缆，其外径为1.0mm以下并具备电缆芯以及护套；该电缆芯由多根信号线、外径比上述信号线小的动力线以及外径比上述动力线小的漏极线构成；该护套覆盖在上述电缆芯周围；上述信号线的最外层由屏蔽层构成，上述电缆芯在相互接触地配置的上述多根信号线间的谷间部分分别配置有上述动力线和上述漏极线中的任一个。

发明效果

根据本发明，能够提供即使反复施加弯曲等动作也难以断线的极细的复合电缆。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的复合电缆的与长度方向垂直的截面的截面图。

图2是表示布线时复合电缆的末端部的图。

符号说明

1：复合电缆；2：信号线；3：动力线；4：漏极线；5：电缆芯；6：捆扎带；7：护套；8：间隙；9：谷间部分；21：内部导体；22：绝缘体；23：屏蔽层；31：导体；32：绝缘体。

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复合电缆1的与长度方向垂直的截面的截面图。复合电缆1例如用作布线于小型工业用机器人等机器人的电缆，是经由可动部而布线的可动部用的电缆。另外，复合电缆1是外径为1.0mm以下的极细的电缆。此外，本实施方式的复合电缆1除了机器人的可动部以外，例如也可以应用于在汽车、医疗设备等中布线的电缆。作为医疗设备，例如可举出插入血管等的内窥镜导管等。

需要说明的是，后述复合电缆1、信号线2、动力线3以及漏极线4各自的外径可以使用游标卡尺、千分尺或者显微镜，通过依据JIS C 3005的试验方法进行测定。

如图1所示，复合电缆1具备电缆芯5、捆扎带6以及护套7。电缆芯5通过将信号传输用的多根信号线2、电源供给用的多根动力线3以及接地用的漏极线4绞合而构成。捆扎带6卷绕于电缆芯5周围，护套7覆盖在捆扎带6周围。

(信号线2)

信号线2由内部导体21、覆盖在内部导体21周围的绝缘体22、覆盖在绝缘体22周围且成为信号线2的最外层的屏蔽层23构成。内部导体21由将由铜合金线形成的多根裸线21a同心绞合而成的绞线导体构成。在此，作为内部导体21的裸线21a，使用了镀锡铜合金线。在本实施方式中，电缆的外径极细，为1.0mm以下，内部导体21也非常细(例如外径为0.1mm以下)，因此需要使用强度高的铜合金线作为内部导体21的裸线21a，提高反复施加弯曲等动作时的耐性(即难以断线)。具体而言，作为用于内部导体21的裸线21a，可以使用抗拉强度为800MPa以上的铜合金线。作为抗拉强度为800MPa以上的铜合金线，例如可举出由含有锡(Sn)和铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-Sn-In合金、含有铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-In合金、含有银(Ag)、余量为铜和不可避免的杂质的Cu-Ag合金等构成的铜合金线。

这里使用了3根信号线2，但信号线2的根数不限于此。但是，从减小外径的观点出发，信号线2的根数优选为捆扎时难以在中心形成死区的3根。这里使用相同结构的3根信号线2。

作为绝缘体22，优选使用能够使厚度变薄的氟树脂。作为用于信号线2的绝缘体22的氟树脂，可以得到良好的传输特性即可，例如可以使用PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)。

屏蔽层23由横向卷绕屏蔽构成，该横向卷绕屏蔽通过将由铜合金线形成的多根裸线23a卷绕成螺旋状而成。作为用于屏蔽层23的裸线23a，也与上述内部导体21同样地，优选使用抗拉强度为800MPa以上的铜合金线。作为抗拉强度为800MPa以上的铜合金线，例如可举出由含有锡(Sn)和铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-Sn-In合金、含有铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-In合金、含有银(Ag)、余量为铜和不可避免的杂质的Cu-Ag合金等构成的铜合金线。

另外，为了抑制与裸线23a接触的其他部件(例如绝缘体22、动力线3的绝缘体32等)的表面因反复施加弯曲等动作而磨损、裸线23a因屏蔽层23彼此摩擦而磨损，作为用于屏蔽层23的裸线23a，优选使用表面滑动良好的裸线。这里使用了镀锡铜合金线作为裸线23a。

在本实施方式中，信号线2将屏蔽层23作为最外层，省略了覆盖在屏蔽层23周围的套管。由此，能够进一步减小复合电缆1的外径(即容易形成外径1mm以下的复合电缆1)，并且在对复合电缆1的末端进行加工时，在屏蔽层23被设置为最外层的状态下使多根信号线2从护套7的端部延伸出，从而能够与连接器连接，容易在将伸出的多根信号线2在连接器上并列配置时使内部导体21以较窄的间距排列。信号线2的外径优选大于后述动力线3、漏极线4的外径。作为信号线2的外径，例如为0.3mm以下。在此，将信号线2的外径设为0.3mm。另外，信号线2的导体尺寸为40AWG。

(动力线3)

动力线3是由导体31和覆盖在导体31周围的绝缘体32构成的绝缘电线。导体31由将由铜合金线形成的多根裸线31a同心绞合而成的绞线导体构成。在此，为了尽量降低导体电阻，使用镀银铜合金线作为导体31的裸线31a。为了在反复施加弯曲等动作时难以断线，作为导体31所使用的裸线31a，与上述信号线2的内部导体21、屏蔽层23同样地，可以使用抗拉强度为800MPa以上的铜合金线。作为抗拉强度为800MPa以上的铜合金线，例如可举出由含有锡(Sn)和铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-Sn-In合金、含有铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-In合金、含有银(Ag)、余量为铜和不可避免的杂质的Cu-Ag合金等构成的铜合金线。

作为绝缘体32，优选使用能够使厚度变薄的氟树脂。作为用于绝缘体32的氟树脂，比用于绝缘体22的氟树脂硬即可，例如可以使用ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)。通过使用由ETFE构成的绝缘体作为绝缘体32，在对复合电缆1反复施加弯曲等动作时，绝缘体32难以因与信号线2的屏蔽层23的摩擦而磨损，难以发生断线。

动力线3的外径比信号线2小，比漏极线4大。更详细而言，动力线3的外径大于信号线2的外径的0.4倍且为0.5倍以下。通过将动力线3的外径设为上述范围，能够兼顾复合电缆1外径的减小和对复合电缆1反复施加弯曲等动作时难以发生断线。在此，将动力线3的外径设为0.145mm，设为信号线2外径的约0.48倍。另外，动力线3的导体尺寸为42AWG。

这里使用了两根动力线3，但动力线3的根数并不限定于此。但是，在后述电缆芯5的结构上，动力线3的根数比信号线2的根数少即可，比信号线2的根数少一根为佳。需要说明的是，多根绝缘电线绞合而成的电线也可以用作一根动力线3。在该情况下，也可以设置一并被覆多根绝缘电线周围的被覆部件。

(漏极线4)

漏极线4由将由铜合金线形成的多根裸线4a同心绞合而成的绞线导体构成。作为漏极线4的裸线4a，与上述信号线2的内部导体21、屏蔽层23以及动力线3的导体31同样地，可以使用抗拉强度为800MPa以上的铜合金线。需要说明的是，在图1所示的漏极线4中，由同心绞合而成的绞线导体构成，但并不限定于此，也可以由通过集合绞合而绞合的绞线导体构成。作为抗拉强度为800MPa以上的铜合金线，例如可举出由含有锡(Sn)和铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-Sn-In合金、含有铟(In)、余量为铜(Cu)和不可避免的杂质的Cu-In合金、含有银(Ag)、余量为铜和不可避免的杂质的Cu-Ag合金等构成的铜合金线。

漏极线4的外径比信号线2及动力线3小。更详细而言，漏极线4的外径可以为信号线2的外径的0.4倍以下。通过将漏极线4的外径设为上述范围，能够兼顾复合电缆1外径的减小和对复合电缆1反复施加弯曲等动作时难以发生断线。在本实施方式中，漏极线4的外径为0.09mm，设为信号线2外径的0.3倍。

(电缆芯5)

电缆芯5通过将三根信号线2、两根动力线3以及一根漏极线4绞合而构成。更详细而言，在电缆芯5中，三根信号线2相互接触地配置。并且，在电缆周向上相邻的信号线2之间且比信号线2彼此接触的部分靠电缆径向外侧设置三个谷间部分9，在三个谷间部分9分别配置有两根动力线3和一根漏极线4。在此，“3条信号线2相互接触地配置”是指，在3条信号线2最外层的屏蔽层23彼此相互接触的状态下，将3根信号线2绞合或者捆扎的状态。在本实施方式中，在电缆芯5中，三根信号线2以相互接触的方式绞合而配置于电缆中心。

在本实施方式中，使漏极线4的外径比信号线2及动力线3的外径小(信号线2外径的0.4倍以下)，因此在复合电缆1中，如图1所示，在漏极线4周围形成有漏极线4能够在与捆扎带6之间相对于电缆径向移动(即，用于使漏极线4相对于电缆径向移动)的空隙(间隙)8。并且，在该空隙8中不配置介在物。由此，在对复合电缆1反复施加弯曲等动作时，能够抑制因漏极线4与信号线2的屏蔽层23接触的部分摩擦而漏极线4断线。需要说明的是，虽然存在空隙8，但由于电缆芯5作为整体绞合，因此漏极线4在电缆长度方向的任一部位，由于重力的影响等必然与信号线2的屏蔽层23接触并电连接。

另外，优选将构成由横向卷绕屏蔽构成的屏蔽层23的多根裸线23a的卷绕方向、构成漏极线4的多根裸线4a的绞合方向以及电缆芯5的绞合方向(即，将信号线2、动力线3和漏极线4绞合时的绞合方向)设为相同的方向。由此，在对复合电缆1反复施加弯曲等动作时，屏蔽层23、漏极线4以及电缆芯5同步地扭绞放松或紧固，因此能够抑制对信号线2、动力线3以及漏极线4分别施加过度的负荷，并且能够抑制由于它们相互接触而引起的摩擦。由此，即使对复合电缆1反复施加弯曲等动作，也难以发生断线。需要说明的是，屏蔽层23的卷绕方向是从复合电缆1长度方向上的一端观察时，裸线23a从另一端到这一端的旋转方向。漏极线4的绞合方向是从漏极线4长度方向上的一端(复合电缆1长度方向上一端侧的端部)观察时，裸线4a从另一端到这一端的旋转方向。电缆芯5的绞合方向是从复合电缆1长度方向上的一端观察时，信号线2、动力线3和漏极线4从另一端到这一端的旋转方向。

(捆扎带6)

捆扎带6由在电缆芯5周围卷绕成螺旋状的带构件构成，起到保持电缆芯5的绞合不会解开的作用。作为捆扎带6，可以使用由无纺布、纸、树脂等构成的带。如图1所示，在与复合电缆1长度方向垂直的截面中，捆扎带6以与构成电缆芯5的信号线2以及动力线3分别接触的状态卷绕成螺旋状。捆扎带6的卷绕方向可以与电缆芯5的绞合方向相同。由此，即使对复合电缆1反复施加弯曲等动作，也难以发生断线。

(护套7)

护套7以覆盖在捆扎带6周围的方式设置，起到保护电缆芯5的作用。作为护套7，优选使用能够减薄的氟树脂。此外，在复合电缆1中，为了细径化，省略了一并覆盖电缆芯5的屏蔽层。即，在复合电缆1中，通过将由氟树脂构成的树脂在捆扎带6的表面呈管状地挤出，在使护套7的内表面与捆扎带6的表面接触的状态下设置护套7。护套7的外径，即复合电缆1的外径为1.0mm以下。这里，使复合电缆1的外径约为0.9mm。

(复合电缆1的布线)

复合电缆1的外径非常细，为1.0mm以下，因此在布线于工业用机器人等之后，有时难以进行将连接器、传感器模块等被连接部件连接于复合电缆1的末端的作业。另外，在将复合电缆1布线于工业用机器人等之后，在布线的复合电缆1的末端连接连接器、传感器模块等时，难以进行对布线的复合电缆1的末端进行加工的作业、与非连接部件连接的作业。因此，在将复合电缆1布线于工业用机器人等时，如图2所示，优选预先在复合电缆1的端部连接被连接部件91，对连接有被连接部件91的复合电缆1进行布线。

在该情况下，更优选的是，利用保护用的护罩部件92覆盖被连接部件91以及复合电缆1的末端部分，在安装有保护用的护罩部件92的状态下进行非连接部件91以及复合电缆1的布线，以使得被连接部件91不会与布线路径周围的部件碰撞等而使被连接部件91破损。作为护罩部件92，能够使用由橡胶等树脂构成的部件。护罩部件92形成为具有供被连接部件91以及复合电缆1的末端部分插入的开口的袋状(圆顶状或者帽状)。另外，护罩部件92的形状并不限定于此。

(实施方式的作用及效果)

如以上说明的那样，在本实施方式的复合电缆1中，将信号线2的最外层设为屏蔽层23，电缆芯5在相互接触地配置的多根信号线2间的谷间部分9分别配置有动力线3和漏极线4中的任一种，漏极线4的外径比信号线2及动力线3的外径小，在漏极线4与捆扎带6之间具有能够使漏极线4相对于电缆径向移动的间隙8。

通过省略信号线2的套管，能够实现复合电缆1的细径化，但由于信号线2的最外层成为屏蔽层23，因此，由于与该屏蔽层23的摩擦，漏极线4容易断线。在本实施方式中，特意使漏极线4的外径比信号线2及动力线3的外径小，且使漏极线4以能够移动的状态进入相邻的信号线2的谷间部分9，通过形成这种结构，在漏极线4周围产生间隙8，抑制漏极线4因与屏蔽层23的摩擦而断线。其结果是，例如能够实现即使以复合电缆1外径5倍以下这样的小弯曲半径反复施加弯曲也难以断线、外径为1.0mm以下的极细的复合电缆1。

进而，通过省略信号线2的套管，在对复合电缆1的末端进行加工时，能够使信号线2彼此的距离变窄而并列配置，容易以窄间距对连接器等被连接部件进行连接。另外，在复合电缆1中，能够缩短末端的电缆芯5的露出长度(从护套7的端部延伸出的电缆芯5的长度)，进而还有助于与复合电缆1的端部连接的连接器等被连接部件91的小型化。

(实施方式的总结)

接着，引用实施方式中的符号等，对从以上说明的实施方式掌握的技术思想进行记载。但是，以下记载中的各符号等并非将权利要求书中的构成要素限定于实施方式中具体展示的构件等。

[1]一种复合电缆(1)，其外径为1.0mm以下，所述复合电缆(1)具备电缆芯(5)、捆扎带(6)以及护套(7)；所述电缆芯(5)由多根信号线(2)、外径比所述信号线(2)小的动力线(3)以及外径比所述动力线(3)小的漏极线(4)构成；所述捆扎带(6)卷绕于所述电缆芯(5)周围；所述护套(7)覆盖在所述捆扎带(6)周围；所述信号线(2)的最外层由屏蔽层(23)构成，所述电缆芯(5)在相互接触地配置的所述多根信号线(2)间的谷间部分(9)分别配置有所述动力线(3)和所述漏极线(4)中的任一个。

[2]根据[1]所述的复合电缆，其中，在所述漏极线(4)与所述捆扎带(6)之间具有能够使所述漏极线(4)相对于电缆径向移动的间隙(8)。

[3]根据[1]所述的复合电缆(1)，其中，所述漏极线(4)的外径为所述信号线(2)外径的0.4倍以下。

[4]根据[1]所述的复合电缆(1)，其中，所述动力线(3)的外径大于所述信号线(2)的0.4倍且为0.5倍以下。

[5]根据[1]所述的复合电缆(1)，其中，所述信号线(2)的内部导体(21)、所述动力线(3)的导体(31)以及所述漏极线(4)分别通过将由抗拉强度为800MPa以上的铜合金线形成的裸线(21a、31a、4a)绞合来构成，所述屏蔽层(23)由横向卷绕屏蔽来构成，该横向卷绕屏蔽通过将由抗拉强度为800MPa以上的铜合金线形成的裸线(23a)卷绕成螺旋状而成。

[6]根据[5]所述的复合电缆(1)，其中，所述横向卷绕屏蔽的卷绕方向、所述漏极线(4)的绞合方向以及所述电缆芯(5)的绞合方向为相同的方向。

[7]根据[1]所述的复合电缆(1)，其中，所述电缆芯(5)具有三根所述信号线(2)、两根所述动力线(3)以及一根所述漏极线(4)。

[8]根据[1]所述的复合电缆(1)，其中，所述电缆芯(5)的所述多根信号线(2)用于信号传输，多根动力线(3)用于电源供给，所述漏极线(4)用于接地。

(附记)

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非对权利要求书所涉及的发明的限定。另外，应当注意，并不限定实施方式中说明的全部特征组合对于用于解决发明课题的手段是必需的。另外，本发明可以在不脱离其主旨的范围内适当变形来实施。

Claims (8)

1.一种复合电缆，其外径为1.0mm以下，所述复合电缆具备：

电缆芯，其由多根信号线、外径比所述信号线小的动力线以及外径比所述动力线小的漏极线构成，以及

护套，其覆盖在所述电缆芯周围；

所述信号线的最外层由屏蔽层构成，

所述电缆芯在相互接触地配置的所述多根信号线间的谷间部分分别配置有所述动力线和所述漏极线中的任一个。

2.根据权利要求1所述的复合电缆，其中，在所述漏极线与卷绕于所述电缆芯周围的捆扎带之间，具有能够使所述漏极线相对于电缆径向移动的间隙。

3.根据权利要求1所述的复合电缆，其中，所述漏极线的外径为所述信号线外径的0.4倍以下。

4.根据权利要求1所述的复合电缆，其中，所述动力线的外径大于所述信号线的0.4倍且为0.5倍以下。

5.根据权利要求1所述的复合电缆，其中，

所述信号线的内部导体、所述动力线的导体以及所述漏极线分别通过将由抗拉强度为800MPa以上的铜合金线形成的裸线绞合来构成，

所述屏蔽层由横向卷绕屏蔽来构成，所述横向卷绕屏蔽通过将由抗拉强度为800MPa以上的铜合金线形成的裸线卷绕成螺旋状而成。

6.根据权利要求5所述的复合电缆，其中，所述横向卷绕屏蔽的卷绕方向、所述漏极线的绞合方向以及所述电缆芯的绞合方向是相同的方向。

7.根据权利要求1所述的复合电缆，其中，所述电缆芯具有三根所述信号线、两根所述动力线以及一根所述漏极线。

8.根据权利要求1所述的复合电缆，其中，所述电缆芯的所述多根信号线用于信号传输，所述多根动力线用于电源供给，所述漏极线用于接地。