CN220526636U - 耐弯折元件及包含该耐弯折元件的电缆 - Google Patents

Abstract

本新型关于一种耐弯折元件及包含该耐弯折元件的电缆，耐弯折元件包含金属线芯、沿该金属线芯的长度方向包覆该金属线芯的止滑层、沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该止滑层的金属带、及沿该金属线芯的长度方向包覆该金属带的保护层，其中所缠绕的金属带不相重叠且彼此间存在间隙。该耐弯折元件还可应用于电缆的接头与线材连接处的应力释放部中，以延长该电缆的使用寿命。

Description

耐弯折元件及包含该耐弯折元件的电缆

技术领域

本新型关于一种耐弯折元件，特别是关于一种包含金属线芯及特定层结构的耐弯折元件。

背景技术

手机、平板电脑、笔记型电脑等便携型电子产品已成为现今大众不可或缺的辅助工具。所述电子产品一般通过含有相适配的接头的电缆来进行资料传输、电能传输等。所述电缆由于频繁的插拔动作，容易于接头与其线材相连接处发生变形、断裂等情形，导致电缆失效，甚至衍生安全疑虑。

为提高电缆寿命，电缆的接头与线材连接处可设置一应力释放(strain relief)部，来提升所述连接处的可挠性及/或耐弯折性，从而提高电缆使用寿命。然而，现有应力释放部对于可挠性及耐弯折性的提升仍有不足。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本新型旨在提供一种耐弯折元件，其具有优异的可挠性与耐弯折性，可应用于电缆的接头与线材连接处的应力释放部，例如作为脊部(spine)，以延长电缆的使用寿命。

因此，本新型的一目的在于提供一种耐弯折元件，包含：

金属线芯；

止滑层，沿该金属线芯的长度方向包覆该金属线芯；

金属带，沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该止滑层，且所缠绕的金属带不相重叠且彼此间存在间隙；以及

保护层，沿该金属线芯的长度方向包覆该金属带。

于本新型的部分实施方案中，该金属线芯为镍钛合金线芯。

于本新型的部分实施方案中，该止滑层是由沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该金属线芯的止滑带所构成。

于本新型的部分实施方案中，该金属带为铜合金带，较佳为铜银合金或铜锡合金，尤佳为铜银合金。

于本新型的部分实施方案中，该保护层是由沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该金属带的保护带所构成。

于本新型的部分实施方案中，该耐弯折元件的长度为10毫米至50毫米。

于本新型的部分实施方案中，该金属线芯为直径0.2毫米至0.8毫米的金属圆线，且该金属带的宽度为0.1毫米至1毫米。

于本新型的部分实施方案中，该止滑层与该保护层的材料各自独立选自以下群组：聚对酞酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟醚共聚物(PFA)、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物(FEP)、聚氯乙烯(PVC)、硅氧橡胶(siliconerubber)、热塑性弹性体(TPE)、及其组合。

本新型的另一目的在于提供一种电缆，包含第一接头部、第二接头部以及线材部，该线材部两端分别与第一接头部及第二接头部电性连接，其中第一接头部与该线材部连接处以及第二接头部与该线材部连接处的至少一处设置有一应力释放部，该应力释放部包含前述的耐弯折元件作为脊部，且该耐弯折元件的一端固接至相应连接处的第一接头部或第二接头部，该耐弯折元件的另一端沿该线材部的长度方向插入线材中。

于本新型的部分实施方案中，该电缆是电能传输电缆、电信号传输电缆、或电能与电信号传输电缆。

为使本新型的上述目的、技术特征及优点能够更明显易懂，下文以部分具体实施方案进行详细描述。

附图说明

图1为使用止滑带沿金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆金属线芯的示意图。

图2为使用单条金属带以螺旋缠绕的方式包覆止滑层的示意图。

图3为本新型耐弯折元件的一实施方案的示意图。

图4为本新型电缆的一实施方案的示意图。

图5为图4的电缆于a-b剖面方向的剖面图。

附图标记说明

1：以止滑带包覆的金属线芯

11：金属线芯

13：止滑带

15：金属带

17：保护带

3：耐弯折元件

4：电缆

41：第一接头部

43：第二接头部

45：线材部

47：应力释放部

a-b：剖面方向。

具体实施方式

以下将具体地描述根据本新型的部分具体实施方案；但，在不背离本新型的精神下，本新型尚可以其他不同形式的方案来实践，不应将本新型保护范围限于所述具体实施方案。

在所附的图式中，为了清楚显示各组件的结构，可能夸大各组件的尺寸，而未以实际比例绘制。

所使用的数值范围(例如5至100)应理解为也包含在该范围中的所有有理数以及在该范围中的任何有理数所组成的范围，因此，本说明书中所使用的数值范围包含介于所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合。

除非文中有另外说明，于本说明书(尤其是在权利要求书)中所使用的“第一”、“第二”等用语仅用于区隔的目的，本身并无特殊涵义，且并非用于代表先后顺序。

除非文中有另外说明，于本说明书(尤其是在权利要求书)中所使用的“一”、“该”及类似用语应理解为包含单数及复数形式。

1.耐弯折元件

本新型的耐弯折元件由内而外依序包含金属线芯、沿该金属线芯的长度方向包覆该金属线芯的止滑层、沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该止滑层的金属带、及沿该金属线芯的长度方向包覆该金属带的保护层，其中，所缠绕的金属带不相重叠且彼此间存在间隙。本新型的耐弯折元件具有优异的可挠性及耐弯折性，可应用于电缆的接头与线材连接处的应力释放部(例如作为脊部)，以延长电缆的使用寿命。

图1至图3是本新型耐弯折元件的一实施方案的示意图。如图1所示，首先沿金属线芯11的长度方向以螺旋缠绕的方式缠绕作为止滑层的止滑带13，形成以止滑带包覆的金属线芯1。所缠绕的止滑带13可彼此重叠或不相重叠，且彼此间可存在间隙或不存在间隙。于本新型的后附实施例中，所缠绕的止滑带彼此重叠。

接着，如图2所示，沿该金属线芯的长度方向将金属带15螺旋缠绕至以止滑带包覆的金属线芯1，其中所缠绕的金属带15彼此不相重叠且彼此间存在间隙。若金属带15间不存在间隙，甚至彼此相重叠，金属带15将容易因弯折或彼此摩擦而受损。

最后，如图3所示，沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式缠绕作为保护层的保护带17，形成本新型的耐弯折元件3。所缠绕的保护带17可彼此重叠或不相重叠，且彼此间可存在间隙或不存在间隙。于本新型的后附实施例中，所缠绕的保护带彼此重叠。

耐弯折元件的形状与尺寸并无特殊限制，可视实际应用情形为合宜的设计。以应用于一般USB、Lightning等电缆为例，该耐弯折元件可具有圆柱形结构。所述圆柱形结构的直径可为0.2毫米至1毫米，较佳0.3毫米至0.7毫米，例如0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米、0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、或1毫米，或介于由上述任两个数值所构成的范围内。所述圆柱形结构的长度可为10毫米至50毫米，较佳为15毫米至45毫米，更佳为16毫米至40毫米。举例来说，该耐弯折元件的长度可为10毫米、15毫米、20毫米、25毫米、30毫米、35毫米、40毫米、45毫米、或50毫米，或介于由上述任两个数值所构成的范围内。

1.1金属线芯

金属线芯可提供耐弯折元件可挠性与耐弯折性，其材料并无特殊限制，可为任何现有具有良好可挠性及耐弯折性的金属材料。于本新型的部分实施方案中，该金属线芯为镍钛合金线芯。

金属线芯可具有实心结构或空心结构，且较佳具有实心结构。金属线芯的形状及尺寸并无特殊限制，可视实际应用情形为合宜的设计。于本新型的部分实施方案中，为了后续止滑层包覆的便利性及考量耐弯折元件的最终大小，金属线芯是一金属圆线，且金属圆线的直径为0.2毫米至0.8毫米，较佳为0.3毫米至0.6毫米。举例来说，金属圆线的直径可为0.2毫米、0.25毫米、0.3毫米、0.35毫米、0.4毫米、0.45毫米、0.5毫米、0.55毫米、0.6毫米、0.65毫米、0.7毫米、0.75毫米、或0.8毫米，或介于由上述任两个数值所构成的范围内。

1.2止滑层

止滑层可提高耐弯折元件的可挠性与耐弯折性，且可提供金属线芯与金属带间的止滑功能、以及作为金属线芯与金属带间的缓冲，避免金属带与金属线芯因摩擦而损坏。于图1所示的方案中，止滑层是由单一止滑带13所缠绕形成，但本新型并不限于此，所述止滑层也可由两条以上的止滑带13所缠绕形成，或由一止滑套所形成。

止滑层的材料并无特殊限制，只要能够提供所述止滑与缓冲功能即可。举例来说，止滑层的材料包括但不限于以下群组：聚对酞酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟醚共聚物(PFA)、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物(FEP)、聚氯乙烯(PVC)、硅氧橡胶(silicone rubber)、热塑性弹性体(TPE)、及其组合。热塑性弹性体(TPE)的实例包括但不限于苯乙烯系热塑性弹性体、聚烯烃系热塑性弹性体、聚胺酯系热塑性弹性体、及聚醚酯系热塑性弹性体。于本新型的部分实施方案中，止滑层的材料为聚对酞酸乙二酯(PET)，例如商购可得的Mylar材料。

1.3金属带

本新型的耐弯折元件包含一或多条螺旋缠绕的金属带，以增强可挠性与耐弯折性。图2例示包含单条金属带的方案，但本新型并不限于此。

金属带的尺寸可视需要调整。于本新型的较佳实施方案中，金属带于垂直长度方向上具有一宽度及一厚度，宽度可为0.1毫米至1毫米，更佳为0.2毫米至0.6毫米，厚度可为0.001毫米至0.08毫米，较佳为0.002毫米至0.07毫米，且宽度大于厚度。举例来说，金属带的宽度可为0.1毫米、0.15毫米、0.2毫米、0.25毫米、0.3毫米、0.35毫米、0.4毫米、0.45毫米、0.5毫米、0.55毫米、0.6毫米、0.65毫米、0.7毫米、0.75毫米、0.8毫米、0.85毫米、0.9毫米、0.95毫米、或1毫米，或介于由上述任两个数值所构成的范围内。金属带的厚度可为0.001毫米、0.005毫米、0.01毫米、0.015毫米、0.02毫米、0.025毫米、0.03毫米、0.035毫米、0.04毫米、0.045毫米、0.05毫米、0.055毫米、0.06毫米、0.065毫米、0.07毫米、0.075毫米、或0.08毫米，或介于由上述任两个数值所构成的范围内。于本新型的后附实施例中，金属带是将一直径0.12毫米的金属圆线压扁后所获得的宽度达0.36毫米且厚度为0.026毫米的金属扁线。

金属带的材料并无特殊限制，可为任何现有具备可挠性的金属材料，包括但不限于铜、铜合金、具有金属镀层的铜、及具有金属镀层的铜合金。于本新型的较佳实施方案中，金属带是铜合金带，更佳是铜银合金带或铜锡合金带，铜银合金带具有较佳的可挠性与耐弯折性，铜锡合金则具有成本优势。

1.4保护层

保护层可提高耐弯折元件的可挠性与耐弯折性，且可提供保护及固定所缠绕的金属带的功能。于图3所示的方案中，保护层是由单一保护带17所缠绕形成，但本新型并不限于此，所述保护层也可由两条以上的保护带17所缠绕形成，或由一保护套所形成。

保护层的材料并无特殊限制，只要能够提供所述保护及固定功能即可。举例来说，保护层的材料包括但不限于以下群组：聚对酞酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟醚共聚物(PFA)、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物(FEP)、聚氯乙烯(PVC)、硅氧橡胶(silicone rubber)、热塑性弹性体(TPE)、及其组合。热塑性弹性体(TPE)的实例如前文针对止滑层的说明所载，于此不另赘述。于本新型的部分实施方案中，保护层的材料为聚对酞酸乙二酯(PET)，例如商购可得的Mylar材料。

2.电缆

本新型的耐弯折元件可应用于电缆的应力释放部，因此本新型也提供一种电缆，其中电缆的至少一个接头与线材连接处具有应力释放部，且该应力释放部包含本新型的耐弯折元件。

图4为本新型电缆的一实施方案的示意图，且图5为图4所示电缆于剖面方向a-b处的剖面图。如图所示，本新型电缆4，包含第一接头部41、第二接头部43以及线材部45，该线材部45两端分别与第一接头部41及第二接头部43电性连接，其中第一接头部41与该线材部45连接处设置有一应力释放部47，该应力释放部47包含如上述的耐弯折元件3作为脊部，且该耐弯折元件3的一端固接至相应连接处的第一接头部41或第二接头部43，该耐弯折元件3的另一端沿该线材部45的长度方向插入线材中。

本新型电缆可以是电能传输电缆、电信号传输电缆、或兼具电能与电信号传输功能的电缆。且本新型电缆的实例包括但不限于USB-A电缆、Micro-USB电缆、USB-C电缆、及Lightning电缆。相较于现有电缆，本新型电缆的接头与线材连接处具有优异的可挠性及耐弯折性，使用寿命更长。

现以下列实施例进一步例示说明实施方案，但本新型并不限定于以下实施例。

3.实施例

3.1耐弯折元件

使用如下表1所示直径的镍钛合金丝作为金属线芯，并以宽度为1毫米的PET线作为止滑带、宽度为0.36毫米且厚度为0.026毫米的铜合金带作为金属带、及宽度为2.5毫米的PET线作为保护带，依序螺旋缠绕至镍钛合金丝的金属线芯上，制得实施例1至6的耐弯折元件。此外，使用直径为0.5毫米的镍钛合金丝(未包覆其他材料)作为比较例1的耐弯折元件。

表1

	镍钛合金丝直径(毫米)	耐弯折元件直径(毫米)
			比较例1	0.5	0.5
实施例1	0.37	0.5
			实施例2	0.4	0.53
实施例3	0.48	0.6
			实施例4	0.48	0.68
实施例5	0.4	0.58
			实施例6	0.4	0.63

3.2耐弯折测试

使用耐弯折强度试验机，以如下表2的测试条件，对实施例1至6及比较例1的耐弯折元件进行耐弯折测试，测试结果记录于下表3。

表2：测试条件

弯折角度	180°
		夹具R角	3.5
荷重(克)	250
		弯折速度(rpm)	60

表3

如表3所示，相较于比较例1，本新型耐弯折元件(实施例1至6)的弯折次数皆明显提升，显示本新型的耐弯折元件具有更为优异的可挠性及耐弯折性，故应用于电缆中作为接头与线材连接处的应力释放部的脊部时，可更为有效延长电缆的使用寿命。此外，于上述耐弯折元件中，镍钛合金丝是成本占比极高的材料，本新型可在减少镍钛合金丝用量(如表1所示，本新型耐弯折元件使用较细的镍钛合金丝)的情况下，提供更优异的可挠性及耐弯折性，因此相较于比较例1的耐弯折元件更具成本优势。

上述实施例仅为例示性说明本新型的效益，并阐述本新型的技术特征，而非用于限制本新型的保护范畴。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或安排，均属本新型所主张的范围。

Claims (9)

1.一种耐弯折元件，其特征在于，包含：

金属线芯；

止滑层，沿该金属线芯的长度方向包覆该金属线芯；

金属带，沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该止滑层，且所缠绕的金属带不相重叠且彼此间存在间隙；以及

保护层，沿该金属线芯的长度方向包覆该金属带。

2.如权利要求1所述的耐弯折元件，其特征在于，该金属线芯为镍钛合金线芯。

3.如权利要求1所述的耐弯折元件，其特征在于，该止滑层是由沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该金属线芯的止滑带所构成。

4.如权利要求1所述的耐弯折元件，其特征在于，该金属带为铜合金带。

5.如权利要求1所述的耐弯折元件，其特征在于，该保护层是由沿该金属线芯的长度方向以螺旋缠绕的方式包覆该金属带的保护带所构成。

6.如权利要求1至5中任一项所述的耐弯折元件，其特征在于，其长度为10毫米至50毫米。

7.如权利要求1至5中任一项所述的耐弯折元件，其特征在于，该金属线芯为直径0.2毫米至0.8毫米的金属圆线，且该金属带的宽度为0.1毫米至1毫米。

8.一种电缆，其特征在于，包含第一接头部、第二接头部以及线材部，该线材部两端分别与第一接头部及第二接头部电性连接，其中第一接头部与该线材部连接处以及第二接头部与该线材部连接处的至少一处设置有一应力释放部，该应力释放部包含如权利要求1至7中任一项所述的耐弯折元件作为脊部，且该耐弯折元件的一端固接至相应连接处的第一接头部或第二接头部，该耐弯折元件的另一端沿该线材部的长度方向插入线材中。

9.如权利要求8所述的电缆，其特征在于，其是电能传输电缆、电信号传输电缆、或电能与电信号传输电缆。