CN214588110U - 电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种能够使耐弯折性和耐扭转性进一步提高的电缆。该电缆具备：中心部件，其在电缆的径向的剖面中处于中心，并且在最外层设有第一滑动性材料；多个电线部，其以围绕中心部件的方式配置，并且在最外层设有第二滑动性材料；捆束部件，其在多根电线部被捻合后，对多根所述电线部进行捆束；在该电缆中，所述第一滑动性材料和所述第二滑动性材料由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。

Description

电缆

技术领域

本实用新型涉及一种主要在工业机器人中使用的电缆，该电缆是适合在垂直多关节机器人、水平多关节机器人、直角坐标机器人等的要求作出与关节部分的位置和数量相对应的复杂动作的可动部中使用的电缆。

背景技术

在可动部内使用的电缆要求耐弯折性和耐扭转性。

作为耐弯折性和耐扭转性优异的电缆的例子，在专利文献1中公开了一种具有包层的导体部，即，在导体部覆盖由氟树脂制成的卷绕带作为滑动性材料。由于利用滑动性材料减轻了导体部彼此之间的接触、摩擦，因而不会在导体部之间发生疲劳断线，耐弯折性和耐扭转性得以提高。

专利文献1：日本特开2015－49998号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种使耐弯折性和耐扭转性进一步提高的电缆。

用于解决技术问题的技术方案

本实用新型的要旨如下所述。

(1)一种电缆，具备：中心部件，其在电缆的径向的剖面中处于中心，并且在最外层设有第一滑动性材料；多个电线部，其以围绕中心部件的方式配置，并且在最外层设有第二滑动性材料；捆束部件，其在多根电线部被捻合后，对多根电线部进行捆束；其特征在于，第一滑动性材料和第二滑动性材料由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。

(2)优选中心部件的硬度(ASKER-C型)为30～98。

(3)优选中心部件的扁平率(最小外径/最大外径)为0.90～1.0。

(4)优选中心部件是在填充的外周面设有滑动性材料的构造。

(5)优选捆束部件由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。

(6)优选第一滑动性材料和/或第二滑动性材料和/或捆束部件由卷绕带构造构成。

(7)优选卷绕带的卷绕间距为带宽度的0.1倍～5.0倍。

(8)优选电线部的外径均相同，在围绕中心部件配置时，各电线部之间的距离比0μm大且为20μm以下。

(9)对于电线部的外径而言，优选扁平率(最小外径/最大外径)为 0.90～1.0。

实用新型的效果

根据本实用新型，通过在中心部件及其周围配置的电线部的最外层设置静摩擦系数为动摩擦系数以下的滑动性材料，使各部件之间的滑动性提高，从而使电缆的耐弯折性和耐扭转性提高。

并且，在中心部件的硬度(ASKER-C型)为30～98的情况下，处于中心部件周围的电线部陷入中心从而防止电缆变形，因而在电缆可动时，成为类似于以中心部件为中心的轴承的动作。

通过该动作和和由滑动性材料实现的滑动性的协同效果，电线之间的摩擦等过度的负载得以缓和，耐弯折性和耐扭转性显著提高。

附图说明

图1的(a)和(b)表示的是本实用新型的电缆的剖面图的一个例子。

图2是表示本实用新型的下垂试验的测定方法的示意图。

图3的(a)是表示本实用新型的耐弯折试验方法的示意图，图3的(b) 是表示本实用新型的耐扭转试验方法的示意图。

附图标记说明

1…电缆，2…中心部件，21…中心，22…第一滑动性材料，3…电线部， 30…多芯电缆，300…同轴电缆，31…中心，32,33…第二滑动性材料，4…捆束部件，5…护套，6…空隙部。

具体实施方式

以下，作为本实用新型电缆的一个例子，参照附图对其基本结构进行说明。

图1的电缆1的特征在于，具备：中心部件2，其在电缆1的径向的剖面中位于中心，并且在最外层设有第一滑动性材料22；多个电线部3，其以围绕中心部件2的方式配置，并且在导体部31的外周设有第二滑动性材料 32；捆束部件4，其在多根电线部3被捻在一起之后，对多根电线部3进行捆束。在这里，中心为大致中心，不限于中心部件2的中心与电缆1的中心完全一致的状态。

并且，在本实用新型中，第一滑动性材料22和第二滑动性材料32的特征在于，由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。对于一般材料而言，静摩擦系数大于动摩擦系数，但在一部分滑动性材料中也存在静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料。通过将这样的材料作为第一滑动性材料22和第二滑动性材料32使用，在使电缆1弯曲、扭转的时候所发生的各电线部3之间的滑动和电线部3与中心部件2之间的滑动变得更加顺畅而有助于电缆1 的耐弯折性、耐扭转性的提高。

中心部件2的硬度不受特别的限定，但优选为30～98(ASKER-C型)。

在中心部件的硬度(ASKER-C型)为30～98时，由于处于周围的电线部3的位置稳定，因而成为类似于轴承的动作，利用第一滑动性材料22和第二滑动性材料32所实现的滑动性的协同效果，电线之间的摩擦等的过度的负载得以缓和，耐弯折性和耐扭转性显著提高。

优选为50～98(ASKER-C型)，更优选的是50～70。

(硬度的测定方法)

使用通用的AKSER橡胶硬度计C型，总荷载为9.8N。

外周面设有第一滑动性材料22的中心部件2的柔软性不受特别的限定，但在柔软性试验中，优选为10mm以上。

如果为10mm以上，即使在弯折或扭转时，剖面也能够维持圆形形状，因而呈现轴承效应。

更优选的是15mm以上。

(柔软性试验的方法)

在测定样品(长度300mm)的前端安装5g的配重。测定样品以从测定台的支点向外侧伸出150mm的方式固定而从测定台垂下。对测定台与测定样品的前端的距离X进行测定(参照图2)。

中心部件2的扁平率不受特别的限定，但优选为0.90～1.0。这里的扁平率表示的是电缆1在直线状态下的值。

扁平率＝最小外径/最大外径

由于中心部件2与电线部3的接触部分为点接触，因而上述类似于轴承的动作变得顺畅而摩擦得以降低，电缆1的耐弯折性、耐扭转性得以提高。

更优选的是0.95～1.0。

关于在电缆扭转时中心部件2的变形，从呈现轴承效应的观点来看，优选为变形小。优选变形率为20％以下。

中心部件的变形率[％]＝{(变形前最小外径－变形后最小外径)/ 变形前最小外径}×100

更优选的是15％以下，进一步优选为10％以下。

中心部件2的结构不受特别的限定，但优选为对中心21进行填充且在最外层设置第一滑动性材料22的构造。

填充的材料不受特别的限定。例如，能够举出聚酯、尼龙等塑料材料，丝状、绳状的棉材料，棒状等的材料。

除了填充之外，也可以是由各种材料形成的管、电线、同轴电缆、多芯电缆等，均在最外层设有第一滑动性材料22。

另外，优选捆束部件4由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。电线部3与捆束部件4之间的滑动性得以提高，有助于耐弯折性、耐扭转性。

作为构成第一滑动性材料22、第二滑动性材料32以及捆束部件4的具体材料，优选氟树脂即PTFE、PFA、FEP、ETFE等。特别优选为PTFE。

需要说明的是，本实用新型中“静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料”是指在使同种材料彼此接触、滑动时，显现出静摩擦系数为动摩擦系数以下的性质的材料。并且，在本实用新型中动摩擦系数、静摩擦系数是依据JIS K 7125测定出的值。

优选第一滑动性材料22和/或第二滑动性材料32和/或捆束部件4由卷绕带构造构成。能够简单地制造第一滑动性材料22、第二滑动性材料32、捆束部件4。

更优选的是，第一滑动性材料22、第二滑动性材料32以及捆束部件4 均由卷绕带构造构成。

优选卷绕带的卷绕间距为带宽度的0.1倍～5.0倍。

在0.1倍以上的情况下，能够降低带彼此之间的摩擦和使带弯曲的阻力，因而电缆1的柔软性得以提高，有助于耐弯折性、耐扭转性的提高。

在5.0倍以下的情况下，能够维持第一滑动性材料22、第二滑动性材料 32的滑动性以及对电线部3的束缚效果。

第一滑动性材料22和/或第二滑动性材料32和/或捆束部件4的任一卷绕带的卷绕间距为带宽度的0.1倍～5.0倍即可，但优选所有卷绕带的卷绕间距为带宽度的0.1倍～5.0倍。

更优选的是，卷绕带的卷绕间距为带宽度的0.15倍～3.0倍。

优选电线部3的外径均相同。

在这里，相同是指允许制造中产生的误差，从尺寸的中心值起±10％以内为相同。

通过成为相同尺寸，呈现了轴承效应，有助于电缆1的耐弯折性、耐扭转性的提高。

另外，优选各电线部3之间的距离比0μm大且在20μm以下。各电线部 3之间的距离是在将电线部3均等地配置在中心部件2的外周时测定的距离。

在各电线部3之间的距离比0μm大的情况下，各电线部3之间的摩擦降低，因而电缆1的耐弯折性、耐扭转性得以提高。

在20μm以下的情况下，电线部3之间刚好相互影响而呈现轴承效应，电缆1的耐弯折性、耐扭转性得以提高。

关于上限，更优选的是10μm以下。

关于下限，出于不妨碍轴承效应的目的，优选为1μm以上。

关于电线部3的外径，优选扁平率为0.90～1.0。中心部件2与电线部3、电线部3与捆束部件4为点接触，上述类似于轴承的运动变得顺畅而摩擦降低，电缆1的耐弯折性、耐扭转性得以提高。

扁平率＝最小外径/最大外径

更优选的是0.95～1.0。

电线部3的结构不受特别的限定，但优选为中心31为导体、最外层设有第二滑动性材料32的构造。优选第二滑动性材料32具有作为绝缘体的功能。

导体的材质不受特别的限定，例如，使用铜、铝等的金属线，或者在上述金属线内添加了锡、铁、锌、镍的合金线。可以在金属线的表面上设置银、锡等的镀层。

导体的构造不受特别的限定，但优选为将多根裸线捻合而成的集合绞线进一步捻合多股而成的复合绞线。与单线构造或集合绞线构造相比，耐弯折性得以提高。

从电缆1的轴承效应的呈现的观点出发，优选相对中心31的导体的外径的、第二滑动性材料32的厚度的比率(滑动性材料的厚度/导体部的外径)为0.005～0.05。

在0.005以上的情况下，能够得到第二滑动性材料32的效果，并且能够实现电线部3的细径化。

更优选的是0.005～0.01。

电线部3除了上述导体之外，也可以是图1的(b)所示的多芯电缆30 或同轴电缆300，只要是最外层设有第二滑动性材料33、304的构造，就不受特别地限定。

多芯电缆30的构造不受特别的限定，例如，由导体31、第二滑动性材料32,33构成。

同轴电缆300的构造不受特别的限定，例如，由导体301、介电体302、外部导体303、第二滑动性材料304构成。

优选以覆盖捆束部件4的外周的方式具备护套5。

护套5的材质不受特别的限定，但优选为聚氯乙烯、聚氨酯。

另外，优选护套5的硬度为30～90(AKSER-A型)。中心部件2与电线部3的位置稳定，对于电缆的轴承效应的呈现来说更为有效，因而电缆1 的耐弯折性、耐扭转性得以提高。

同样地出于电缆1的轴承效应的呈现的观点，优选径向剖面中的、相对于电缆1的外径的、护套5的壁厚的比(护套的壁厚/电缆的外径)为0.01～0.3。

除了中心部件2和围绕中心部件2的电线部3和多芯电缆30、同轴电缆 300所构成的基本结构之外，也可以在相邻的两个电线部3(多芯电缆30、同轴电缆300)、捆束部件4以及护套5之间形成的空隙部6设置同轴电缆、排流线、填充等。(参照图1的(b))

[实施例]

以下，例举实施例对本实用新型的电缆1(图1)具体地进行说明，对于本实用新型的范围而言，并不仅限定于以下实施例。

实施例1为以下结构的电缆。

对于中心部件2而言，中心21从中部开始依次由芳族聚酰胺纤维、聚丙烯填充、棉质填充构成，在其外周设有PTFE卷绕带作为第一滑动性材料 22。卷绕搭盖率如表1所示。外径为约φ5.0mm。

对于电线部3而言，在构成复合绞线构造的镀锡软铜线(外径约φ2.3mm) 的导体部31的外周以1/6的搭盖率设置PTFE带作为第二滑动性材料32。

在中心部件2的周围捻合了10根电线部3之后，在10根电线部3的外周上以1/4的搭盖率设置纸带作为捆束部件4。外径约为φ9.8mm。

在捆束部件4的外周，设置厚度1.2t的聚氨酯(外径约12.2mm)作为作为护套。

实施例2在实施例1的基础上，在捆束部件4中使用PTFE带。

比较例为在实施例2中，除去电线部3的第二滑动性材料(PTFE带) 32，电线部3仅由导体31构成的构造。

针对以上实施例和比较例，进行了耐弯折试验、耐扭转试验，结果如表 1所示。

(耐弯折试验方法)

表示弯折试验方法的示意图如图3的(a)所示。

作为测定条件，样品的长度为600mm，弯曲半径R为50mm，荷载为无 (自重)。

如图所示，以左右90度的弯折为1次，在弯折了一定次数之后，对导体部的电阻值进行测定。与试验前的电阻值相比的上升率(％)记入表1。

(耐扭转试验方法)

表示扭转试验方法的示意图如图3的(b)所示。

作为测定条件，样品的长度为600mm，固定间距为200mm，荷载为500gf。

如图所示，以样品的端部左右扭转180度为1次，在扭转了一定次数之后，对导体部的电阻值进行测定。与试验前的电阻值相比的上升率(％)记入表1。

[表1]

对于实施例而言，在耐弯折试验、耐扭转试验中，1000万次的电阻值的上升率均为10％以下，与比较例相比更为优异。

并且，对实施例1和比较例的中心部件进行了硬度(ASKER-C型)测定，其结果是，实施例1为50、比较例为27。

由此，在弯折、扭转时更为优异的本实用新型的实施例1中，硬度 (ASKER-C型)为30以上，与不具有滑动性材料的比较例相比，能够确认具有一定的刚性。由此，在本实用新型中，中心部件的剖面能够维持圆形形状，因而能够认为呈现了轴承效应。

另外，对实施例1和比较例的中心部件进行了柔软性试验，其结果是，对于测定台与测定样品的前端的距离X而言，实施例1为68mm，比较例为 9mm。

由此，在弯曲、扭转时更为优异的本实用新型的实施例1中，柔软性为 10mm以上，与不具有滑动性材料的比较例相比，能够确认具有一定的刚性。与上述硬度的情况相同，中心部件的剖面能够维持圆形形状，因而能够认为呈现了轴承效应。

工业实用性

本实用新型的电缆由于耐弯折性和耐扭转性优异，除了工业机器人之外，在要求大电流的电源电缆等中也是有效的，但不限于此。

Claims (9)

1.一种电缆，具备：中心部件，其在电缆的径向的剖面中处于中心，并且在最外层设有第一滑动性材料；多个电线部，其以围绕所述中心部件的方式配置，并且在最外层设有第二滑动性材料；捆束部件，其在多根所述电线部被捻合后，对多根所述电线部进行捆束；其特征在于，

所述第一滑动性材料和所述第二滑动性材料由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，

所述中心部件的硬度为30～98。

3.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，

所述中心部件的扁平率为0.90～1.0。

4.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，

所述中心部件是在填充的外周面设有滑动性材料的构造。

5.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，

所述捆束部件由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。

6.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，

所述第一滑动性材料和/或所述第二滑动性材料和/或所述捆束部件由卷绕带构造构成。

7.根据权利要求6所述的电缆，其特征在于，

所述卷绕带的卷绕间距为带宽度的0.1倍～5.0倍。

8.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，

所述电线部的外径均相同，在围绕所述中心部件配置时，各电线部之间的距离比0μm大且为20μm以下。

9.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，

对于所述电线部的外径而言，扁平率为0.90～1.0。

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