JP6488761B2 - 可動部配線用ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、精密機器等の製造ラインで使用されている産業用ロボット等の繰り返し屈曲を受ける可動部に配線される可動部配線用ケーブル及びその製造方法に関する。

図２に示すように、精密機器等の製造ラインで使用されている産業用ロボット等の繰り返し屈曲を受ける可動部に配線される可動部配線用ケーブル２００は、撚線２０１と、撚線２０１の円断面に存在する隙間に埋設された介在２０２と、撚線２０１の周囲に巻き付けられたテープ２０３と、テープ２０３の周囲に設けられたシールド２０４と、シールド２０４の周囲に設けられたシース２０５と、を備えている。

可動部配線用ケーブル２００では、繰り返し屈曲に耐え得る程度の柔軟性や可撓性が要求されると共に、繰り返し屈曲に伴う発塵を抑制して製品不良の誘発を妨げることが重要であるため、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はノンハロゲンポリオレフィン樹脂等の柔軟性や可撓性が高い樹脂を主成分とし、ＩＰＡによるクリーンルーム適性認証を受けた材料で形成されたシース２０５が採用されている。

ところが、可動部配線用ケーブル２００は、柔軟性や可撓性が高いが故に、繰り返し屈曲を受ける際に屈曲部を介して対向する両端部が重力で垂れて平行な状態を維持することができず、即ち、屈曲部以外の部分が直線的に延在して配置されている状態（以下、直進性という）を維持することができず、繰り返し屈曲に伴う可動部配線用ケーブル２００の捩れや断線が懸念される。

そこで、可動部配線用ケーブル２００を配線する際には、複数本の可動部配線用ケーブル２００を剛性が高い金属や樹脂等で形成されたケーブルベアの内部に纏めて収容して可動部配線用ケーブル２００の直進性を補うことにより、屈曲部を介して対向する両端部が重力で垂れることを抑制している（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−２４３３９号公報

ところで、近年はスマートフォンやタブレットの爆発的な普及により、これらの製造ラインの稼働率が年々増加してきており、製造ラインで使用されている産業用ロボット等の高速化が要求されている。そして、産業用ロボット等の高速化に伴い、可動部配線用ケーブル２００が従来よりも高速で繰り返し屈曲を受けることになる。

そのため、可動部配線用ケーブル２００が今まで以上に他の可動部配線用ケーブル２００やケーブルベアに激しく擦り付けられることになり、たとえＩＰＡによるクリーンルーム適性認証を受けた材料で形成されたシース２０５が採用されている場合であっても、摩耗による損傷を受けたり摩耗に伴う発塵により製品不良が誘発されたりする虞がある。

そこで、本発明の目的は、高速で繰り返し屈曲を受けたとしても摩耗による損傷を受けたり摩耗に伴う発塵により製品不良が誘発されたりすることを抑制することが可能な可動部配線用ケーブルを提供することにある。

この目的を達成するために創案された本発明は、複数本の電線が撚り合わされて形成されている撚線と、前記撚線の周囲に設けられたシールドと、前記シールドの周囲に設けられたシースと、を有するケーブルコアと、前記ケーブルコアの前記シースの周囲に形成された保護膜と、を備えており、前記保護膜は、フッ素オイルを溶剤に溶解又は分散させてなる混合液が前記シースの周囲に塗布乾燥されて前記ケーブルコアの表面に存在する微少粗化面にフッ素被膜が定着した状態で形成されている可動部配線用ケーブルである。

前記保護膜は、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、高速で繰り返し屈曲を受けたとしても摩耗による損傷を受けたり摩耗に伴う発塵により製品不良が誘発されたりすることを抑制することが可能な可動部配線用ケーブルを提供することができる。

本発明に係る可動部配線用ケーブルを示す断面模式図である。 従来技術に係る可動部配線用ケーブルを示す断面模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。

図１に示すように、本発明の好適な実施の形態に係る可動部配線用ケーブル１００は、ケーブルコア１０１と、ケーブルコア１０１の周囲に形成された保護膜１０２と、を備えている。

ケーブルコア１０１は、例えば、撚線１０３と、撚線１０３の円断面に存在する隙間に埋設された介在１０４と、撚線１０３の周囲に巻き付けられたテープ１０５と、テープ１０５の周囲に設けられたシールド１０６と、シールド１０６の周囲に設けられたシース１０７と、を備えている。

撚線１０３は、導体と導体の周囲に設けられた絶縁体とを有する絶縁電線や内部導体と外部導体とを有する同軸ケーブル等からなる複数本の電線１０８が撚り合わされて形成されている。撚線１０３の円断面に存在する隙間に介在１０４が埋設されることにより、複数本の電線１０８の配置が固定されるため、ケーブル長手方向に亘りケーブル断面における撚線１０３の対称性を維持することができ、ケーブル長手方向に亘るインピーダンスの変化を抑制することが可能となる。

テープ１０５は、紙、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、又はポリエチレンテレフタレート樹脂等の滑性の高い材料で形成されており、撚線１０３の周囲に巻き付けられたときに隣接するテープ１０５の一部が重畳されるようにラップ巻きされている。これにより、複数本の電線１０８が解れ難くなり、複数本の電線１０８の配置が固定されるため、ケーブル長手方向に亘りケーブル断面における撚線１０３の対称性を維持することができ、ケーブル長手方向に亘るインピーダンスの変化をより効果的に抑制することが可能となる。

シールド１０６は、複数本の素線が編み込まれて形成された編組シールドや複数本の素線が螺旋状に巻き付けられて形成された横巻シールド等からなる。撚線１０３の周囲にシールド１０６が設けられることにより、可動部配線用ケーブル１００の電磁波障害（ElectroMagnetic Interference；ＥＭＩ）特性等を向上させることが可能となる。

シース１０７は、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はノンハロゲンポリオレフィン樹脂の何れか一つで形成されている。これらの材料は柔軟性や可撓性が高いため、これらの材料で形成されたシース１０７を採用することにより、可動部配線用ケーブル１００の柔軟性や可撓性を高め、可動部配線用ケーブル１００の耐屈曲性を向上させることが可能となる。

保護膜１０２は、フッ素オイルを溶剤に溶解又は分散させてなる混合液がケーブルコア１０１の周囲に塗布乾燥されて形成されており、その厚さは精々１０μｍ以上５０μｍ以下程度である。

より具体的には、例えば、フッ素オイルを常温揮発性有機溶剤に溶解又は分散させて混合液を調製し、これをケーブルコア１０１の周囲に塗布した後、そのケーブルコア１０１を常温で自然乾燥させて混合液に含まれている常温揮発性有機溶剤を揮発させることにより、ケーブルコア１０１の表面に不可避的に存在している微少粗化面にフッ素被膜が定着されて非常に薄い保護膜１０２を形成し、可動部配線用ケーブル１００を製造することができる。

また、溶剤として、シース１０７の定格温度よりも低い温度で揮発する低温揮発性有機溶剤（当然ではあるが、常温揮発性有機溶剤でも良い）を使用し、ケーブルコア１０１をシース１０７の定格温度よりも低い温度（例えば、４０℃以上８０℃以下）で加熱乾燥させて混合液に含まれている低温揮発性有機溶剤を揮発させるようにしても構わない。これにより、ケーブルコア１０１の表面にフッ素被膜がより強固に定着されるため、より剥離し難い保護膜１０２を得ることができる。

フッ素樹脂は滑性や耐摩耗性が高いため、フッ素被膜からなる保護膜１０２を採用することにより、可動部配線用ケーブル１００に滑性や耐摩耗性を付与し、高速で繰り返し屈曲を受けたとしても可動部配線用ケーブル１００が摩耗による損傷を受けたり摩耗に伴う発塵により製品不良が誘発されたりすることを抑制することが可能となる。

なお、可動部配線用ケーブル１００に滑性や耐摩耗性を付与する観点から言えば、ケーブルコア１０１にフッ素樹脂を押出被覆して保護層を形成することも考えられるが、フッ素樹脂は硬度が高く、また押出被覆で薄い保護層を形成することが困難であることから、押出被覆により保護層を形成すると、可動部配線用ケーブル１００の柔軟性や可撓性が低下してしまう。

また、フッ素樹脂は密着性が低いため、押出被覆により保護層を形成しても保護層をシース１０７に密着させることができず、シース１０７と保護層との界面に隙間が発生すると共に保護層に亀裂等の損傷を与える原因となる外観の膨れ等が発生する虞がある。

これに対して、可動部配線用ケーブル１００では、前述の通り、ケーブルコア１０１の表面に不可避的に存在している微少粗化面にフッ素被膜が定着されて非常に薄い保護膜１０２が形成されているため、可動部配線用ケーブル１００の柔軟性や可撓性を低下させずに可動部配線用ケーブル１００に滑性や耐摩耗性を付与することができる。

しかも、保護膜１０２をシース１０７に密着させることができるため、可動部配線用ケーブル１００が高速で繰り返し屈曲を受けたとしても保護膜１０２がシース１０７から剥離し難く、シース１０７と保護膜１０２との界面に隙間が発生したり、保護膜１０２に亀裂等の損傷を与える原因となる外観の膨れ等が発生したりすることを抑制することができ、可動部配線用ケーブル１００の耐屈曲性をより高めることが可能となる。

また、フッ素樹脂は融点が高いため、押出被覆により保護層を形成すると、シース１０７が２５０℃以上の高温に曝されて熱劣化し、シース１０７により担保されている可動部配線用ケーブル１００の各種特性が低下する虞がある。

これに対して、可動部配線用ケーブル１００では、前述の通り、混合液をケーブルコア１０１の周囲に塗布した後、そのケーブルコア１０１を常温又はシース１０７の定格温度よりも低い温度で乾燥させて混合液に含まれている溶剤を揮発させることにより、ケーブルコア１０１の表面に保護膜１０２を形成するため、シース１０７が２５０℃以上の高温に曝されて熱劣化することが無く、可動部配線用ケーブル１００の各種特性が低下することを防止することが可能となる。

また、保護膜１０２は、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上４０μｍ以下であることから、可動部配線用ケーブル１００の外径を大幅に増加させること無く、可動部配線用ケーブル１００に滑性や耐摩耗性を付与することが可能となる。

以上の通り、本発明によれば、高速で繰り返し屈曲を受けたとしても摩耗による損傷を受けたり摩耗に伴う発塵により製品不良が誘発されたりすることを抑制することが可能な可動部配線用ケーブル及びその製造方法を提供することができる。

１００ 可動部配線用ケーブル
１０１ ケーブルコア
１０２ 保護膜
１０３ 撚線
１０４ 介在
１０５ テープ
１０６ シールド
１０７ シース
１０８ 電線

Claims (2)

1. 複数本の電線が撚り合わされて形成されている撚線と、前記撚線の周囲に設けられたシールドと、前記シールドの周囲に設けられたシースと、を有するケーブルコアと、
   前記ケーブルコアの前記シースの周囲に形成された保護膜と、
   を備えており、
   前記保護膜は、フッ素オイルを溶剤に溶解又は分散させてなる混合液が前記シースの周囲に塗布乾燥されて前記ケーブルコアの表面に存在する微少粗化面にフッ素被膜が定着した状態で形成されていることを特徴とする可動部配線用ケーブル。
2. 前記保護膜は、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下である請求項１に記載の可動部配線用ケーブル。

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