KR102189892B1 - 가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블 - Google Patents

가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블 Download PDF

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Abstract

(과제) 본 발명은, 종래와 동등한 내Ｕ자 굴곡성을 유지하면서, Ｕ자 굴곡시의 직진성, 내마모성 및 저발진성을 향상시킨 가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블을 제공한다.
(해결수단) 서로 꼬인 복수의 전선(11)과, 복수의 전선(11)의 틈을 메우도록 형성된 삽입물(12)과, 복수의 전선(11)의 주위에 감겨진 테이프(13)와, 테이프(13)의 주위에 형성된 실드(14)과, 실드(14)의 주위에 형성된 시스(15)를 구비하고, 시스(15)는 내층(16)과 외층(17)으로 이루어지고, 외층(17)은 불소고무와 불소수지를 함유하는 절연재료로 이루어지는 가동부 배선용 케이블(10)이다.

Description

가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블{CABLE AND FLAT CABLE FOR WIRING OF OPERATION DEPARTMENT}
본 발명은 반도체나 액정화면(ＬＣＤ) 등의 제조라인에서 사용되는 가동부 배선용 케이블(可動部 配線用 cable) 및 가동부 배선용 플랫 케이블(可動部 配線用 flat cable)에 관한 것이다.
반도체나 액정화면 등의 제조라인에서 사용되는 케이블 중에서, 반복하여 Ｕ자 굴곡을 받는, 가동부에 배선되는 가동부 배선용 케이블은, 단선(斷線)이나 비틀림에 대한 대책 때문에 케이블베이어(cableveyor) 안에 모아져 있다.
도3에 나타나 있는 바와 같이, 이러한 가동부 배선용 케이블(30)로서는, 서로 꼬인 복수의 전선(31)과, 복수의 전선(31)의 틈을 메우도록 형성된 삽입물(32)과, 복수의 전선(31)의 주위에 감겨진 테이프(33)와, 테이프(33)의 주위에 형성된 편조 실드(編組 shield)(34)와, 편조 실드(34)의 주위에 형성된 시스(sheath)(35)를 구비한 것이 알려져 있다.
이 가동부 배선용 케이블(30)에는, 반복하여 Ｕ자 굴곡을 받더라도 단선되지 않도록 우수한 가요성(可撓性)이 요구되기 때문에, 시스(35)의 재질로서 우수한 유연성을 구비하는 폴리염화비닐(ＰＶＣ) 수지, 폴리우레탄(ＰＵ) 수지 또는 폴리올레핀(ＰＯ) 수지 등이 사용되고 있다.
또한 반도체 등의 제조라인에서 발진(먼지의 발생)(發塵)은 부품불량을 유발하는 원인이 되기 때문에, 시스(35)를 구성하는 폴리염화비닐 수지 등의 배합으로서, 시스(35)와 케이블베이어와의 접촉에 의한 발진을 억제할 수 있는 ＩＰＡ 클린 클래스 증명(IPA clean class 證明)을 취득한 것을 채용하고 있다.
일본국 공개특허 특개평3-245417호 공보 일본국 공개특허 특개소63-29412호 공보 국제공개 제00/56825호
그런데 최근 스마트 폰이나 태블릿 단말의 폭발적인 보급에 따라 반도체 등의 제조라인의 가동율이 해마다 증가하고 있어, 제조라인에 있어서 반송기계 등의 고속화가 요구되고 있다. 그리고 반송기계 등의 고속화에 따라 가동부에 배선되는 가동부 배선용 케이블(30)도 더 빠르고 격렬하게 장거리에 걸쳐서 Ｕ자 굴곡을 받게 된다.
그러나 상기한 바와 같이 시스(35)를 구성하는 폴리염화비닐 수지 등은 우수한 유연성을 구비하기 때문에, Ｕ자 굴곡시에 가동부 배선용 케이블(30)이 직진성(直進性)을 유지할 수 없어 휘어져서 굴곡되어 버리는 경우가 있다.
가동부 배선용 케이블(30)이 휘어져서 굴곡되어 버리면, 가동부 배선용 케이블(30)과 케이블베이어가 접촉하기 쉬워지게 되어, 가령 ＩＰＡ 클린 클래스 증명을 취득한 배합을 채용한 경우이더라도, 가동부 배선용 케이블(30)의 마모와 이에 수반되는 발진(먼지의 발생)이 증가하여, 제조라인에 있어서 부품불량의 문제를 초래하는 원인이 된다.
이 문제를 해결하기 위해서 시스(35)의 재질로서 우수한 내마모성(耐摩耗性)을 구비하는 불소수지(弗素樹脂)를 사용하는 것도 고려되지만, 불소수지는 유연성이 부족하여, 시스(35)의 재질로서 불소수지를 채용하였을 경우에는, 종래와 같은 굴곡반경에서의 내Ｕ자 굴곡성(Ｕ자 굴곡에 대한 내굴곡성)(耐Ｕ字屈曲性)이 현저하게 저하되어 가동부 배선용 케이블(30)의 사용수명이 감소되어 버린다.
또한 불소수지는 단단해서 깨지기 쉽기 때문에, 시스(35)의 깨짐에 의하여 편조 실드(34) 등이 노출되어 전기적인 문제를 발생시킬 우려도 있다.
또한 가동부 배선용 케이블(30)의 가요성이 저하됨으로써 Ｕ자 굴곡시의 가동부 배선용 케이블(30)의 반발력이 높아지게 되어, 가동부 배선용 케이블(30)로부터 케이블베이어에 대하여 압력이 걸리기 때문에, 케이블베이어의 수명을 단축시켜 버리는 문제도 발생한다.
이에 대하여 절연전선의 내마모성을 향상시키기 위해서, 도체 또는 절연층의 주위에 불소수지를 포함하는 절연도료를 도포하고 가열하여, 최대 35μｍ 정도의 두께를 구비하는 피복층을 형성하는 기술이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌1 또는 2).
그런데 상기한 기술을 가동부 배선용 케이블(30)의 시스(35)에 응용한 경우에는, 피복층의 두께가 35μｍ 정도로 얇기 때문에, 가동부 배선용 케이블(30)과 케이블베이어가 접촉함으로써 가동부 배선용 케이블(30)의 장기간에 걸친 사용기간(예를 들면 5년 정도)내에 피복층이 벗겨져서 시스(35)가 표출될 우려가 있다.
그렇게 하면, 가령 시스(35)의 재질로서 ＩＰＡ 클린 클래스 증명을 취득한 배합을 채용한 수지를 사용하고 있었다고 하더라도, Ｕ자 굴곡시에 가동부 배선용 케이블(30)이 직진성을 유지할 수 없게 되어, 가동부 배선용 케이블(30)의 마모와 이에 따르는 발진(먼지의 발생)이 증가하여 버린다.
또한 시스(35)의 표출을 방지하기 위해서 피복층의 두께를 두껍게 해버리면, 케이블베이어에 가해지는 압력이 증가하는 문제나 가동부 배선용 케이블(30)의 내Ｕ자 굴곡성이 저하하는 문제가 발생하게 된다.
그래서 본 발명의 목적은, 종래와 동등한 내Ｕ자 굴곡성을 유지하면서, Ｕ자 굴곡시의 직진성, 내마모성 및 저발진성(低發塵性)을 향상시킨 가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 서로 꼬인 복수의 전선과, 상기 복수의 전선의 틈을 메우도록 형성된 삽입물과, 상기 복수의 전선의 주위에 감기는 테이프와, 상기 테이프의 주위에 형성된 실드와, 상기 실드의 주위에 형성된 시스를 구비하고, 상기 시스는 내층과 외층으로 이루어지고, 상기 외층은 불소고무와 불소수지를 함유하는 절연재료로 이루어지는 가동부 배선용 케이블이다.
상기 절연재료는, 95:5 ∼ 20:80의 질량비로 상기 불소고무와 상기 불소수지를 함유하면 좋다.
상기 불소수지는, 99.5:0.5 ∼ 75:25의 질량비로 폴리테트라플루오로에틸렌과 용융성 불소수지를 함유하면 좋다.
상기 외층은, 두께가 0.2mm 이상 0.4mm 이하이면 좋다.
상기 외층은, 두께가 상기 내층의 두께의 1/5 ∼ 1/2이면 좋다.
상기 내층은, 폴리염화비닐 수지, 폴리우레탄 수지 또는 폴리올레핀 수지의 어느 하나로 이루어지면 좋다.
본 발명에 의하면, 종래와 동등한 내Ｕ자 굴곡성을 유지하면서, Ｕ자 굴곡시의 직진성, 내마모성 및 저발진성을 향상시킨 가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블을 제공할 수 있다.
도1은 본 발명에 관한 가동부 배선용 케이블을 나타내는 단면도이다.
도2는 본 발명에 관한 가동부 배선용 플랫 케이블을 나타내는 단면도이다.
도3은 종래기술에 관한 가동부 배선용 케이블을 나타내는 단면도이다.
도4는 본 발명에 관한 가동부 배선용 케이블의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도5는 본 발명에 관한 가동부 배선용 플랫 케이블의 변형예를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면에 따라서 설명한다.
도1에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 가동부 배선용 케이블(可動部 配線用 cable)(10)은, 서로 꼬인 복수의 전선(電線)(11)과, 복수의 전선(11)의 틈을 메우도록 형성된 삽입물(揷入物)(12)과, 복수의 전선(11)의 주위에 감겨진 테이프(tape)(13)와, 테이프(13)의 주위에 형성된 실드(shield)(14)와, 실드(14)의 주위에 형성된 시스(sheath)(15)를 구비하고, 시스(15)는 내층(內層)(16)과 외층(外層)(17)으로 이루어지며, 외층(17)은 불소고무(弗素 rubber)와 불소수지(弗素樹脂)를 함유하는 절연재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전선(11)은, 예를 들면 도체와 도체의 주위에 형성된 절연층을 구비한 절연전선이나 내부도체와 외부도체를 구비한 동축 케이블(同軸 cable) 등으로 이루어진다.
삽입물(12)은, 전선(11)의 배치를 고정함으로써 케이블의 길이방향에 걸쳐서 케이블 단면에 있어서의 전선(11)의 대칭성을 유지하여 임피던스의 변화를 억제한다.
테이프(13)는, 예를 들면 슬라이딩성(sliding property)이 좋은 종이테이프나 폴리테트라플루오로에틸렌(ＰＴＦＥ), 나일론 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(ＰＥＴ) 수지 등의 수지로 이루어지는 테이프이며, 감겼을 때에 인접하는 테이프(13) 상호간이 부분적으로 포개지도록 한 바퀴 감겨있다.
이 테이프(13)는, 전선(11)의 풀어짐을 방지하고, 삽입물(12)과 마찬가지로 전선(11)의 배치를 고정함으로써 케이블 길이방향에 걸쳐서 케이블 단면에 있어서의 전선(11)의 대칭성을 유지하여 임피던스의 변화를 억제한다.
실드(14)는, 예를 들면 편조 실드(編組 shield)나 횡권 실드(橫卷 shield)로 이루어지고, 가동부 배선용 케이블(10)의 전자파장해(Electro Magnetic Interference; ＥＭＩ) 특성 등의 실드 특성을 담보한다.
내층(16)은, 폴리염화비닐 수지, 폴리우레탄 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 수지는 유연성이 우수하기 때문에, 가동부 배선용 케이블(10)에 우수한 가요성(可撓性)과 내Ｕ자 굴곡성(耐Ｕ字屈曲性)을 부여할 수 있기 때문에다.
외층(17)은, 상기한 바와 같이 불소고무와 불소수지를 함유하는 절연재료로 이루어지지만, 이 절연재료는 95:5 ∼ 20:80의 질량비로 불소고무와 불소수지를 함유하는 것이 바람직하다. 또한 불소수지는 99.5:0.5 ∼ 75:25의 질량비로 폴리테트라플루오로에틸렌과 용융성 불소수지를 함유하는 것이 바람직하다. 이들 질량비를 만족하는 절연재료로서는 일본의 다이킨공업주식회사(DAIKIN INDUSTRIES LTD) 제품의 다이엘(등록상표)플루오로ＴＰＶ를 들 수 있다.
이 절연재료를 이용함으로써 불소수지의 내마모성(耐摩耗性) 및 저발진성(低發塵性)과 불소고무의 유연성 및 탄력성(탄력성은 Ｕ자 굴곡시의 직진성을 향상시킨다)을 겸비한 외층(17)을 형성할 수 있다.
즉 외층(17)을 형성함으로써, 가동부 배선용 케이블(10)의 가요성이나 내Ｕ자 굴곡성을 손상시키지 않고 Ｕ자 굴곡시의 직진성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한 외층(17)은, 불소수지의 특징인 내유성(耐油性), 내화학약품성(耐化學藥品性) 및 내후성(耐候性)을 구비하고 있어, 유성, 산성 및 알칼리성 환경하에 있어서도 사용 가능하고, 또 자외선이나 산성비 등에 노출되는 옥외 사용에도 적합하다.
외층(17)은 두께가 0.2mm 이상 0.4mm 이하인 것이 바람직하다. 외층(17)의 두께가 0.2mm 미만이면, 가동부 배선용 케이블(10)을 반복해서 Ｕ자 굴곡시켰을 때에 외층(17)에 주름이 생길 수 있고, 이 주름이 균열로 진전되어 내층(16)을 표출시킬 우려가 있기 때문이다. 또한 0.4mm를 초과하면, Ｕ자 굴곡시의 가동부 배선용 케이블(10)의 반발력이 높아지게 되어 가동부 배선용 케이블(10)로부터 케이블베이어에 대하여 압력이 걸리기 때문에, 케이블베이어의 수명을 단축시켜 버리기 때문이다.
또한 외층(17)은 그 두께가 내층(16)의 두께의 1/5 ∼ 1/2인 것이 바람직하다. 외층(17)의 두께가 내층(16)의 두께의 1/5 미만이면, 가동부 배선용 케이블(10)과 케이블베이어가 접촉함으로써 가동부 배선용 케이블(10)의 장기간에 걸친 사용기간(예를 들면 5년 정도)내에 외층(17)이 깎여서 내층(16)이 표출될 우려가 있기 때문이다. 또한 외층(17)의 두께가 내층(16)의 두께의 1/2 이상이면, 가동부 배선용 케이블(10)의 가요성이 손상됨으로써 종래와 동등한 내Ｕ자 굴곡성을 유지하기가 어려워지기 때문이다. 또한 상기한 절연재료는 다른 수지에 비하여 비용이 고가이므로, 지나치게 대량으로 사용하면 제품비용이 현저하게 증가하기 때문이다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 실시형태에 관한 가동부 배선용 케이블(10)에 의하면, 외층(17)이 불소고무와 불소수지의 복합재료인 절연재료로 이루어지기 때문에, Ｕ자 굴곡시의 직진성, 내마모성 및 저발진성을 향상시킬 수 있다. 또한 외층(17)을 가동부 배선용 케이블(10)의 사용기간내에 내층(16)이 표출되지 않을 정도의 두께로 형성했다고 하더라도, 케이블베이어에 대한 압력이 증가하는 것은 아니며 또한 종래와 동등한 내Ｕ자 굴곡성을 유지할 수 있다.
또한 가동부 배선용 케이블(10)은, 내층(16)이 유연성이 우수한 폴리염화비닐 수지 등으로 이루어지기 때문에, 가동부 배선용 케이블(10)의 가요성이나 내Ｕ자 굴곡성은 종래와 비교해서 거의 변하지 않고, 가동부 배선용 케이블(10)의 수명도 종래와 비교해서 변하지 않는다.
또한 가동부 배선용 케이블(10)은, Ｕ자 굴곡시의 직진성이 우수하여 종래의 가동부 배선용 케이블(30)과 같이 장거리로 배선되는 경우에도 하측으로 휘어지지 않기 때문에, 가동부 배선용 케이블(10)을 사용함으로써 케이블베이어를 없애서 반송기계 등의 소형화에 공헌하는 것이 가능하다.
또한 도2에 나타나 있는 바와 같이, 이 가동부 배선용 케이블(10)을 병렬시킴과 아울러 외층(17) 상호간을 열풍(熱風)으로 융착(融着)시킴으로써 종래와 동등한 내Ｕ자 굴곡성을 유지하면서, Ｕ자 굴곡시의 직진성, 내마모성 및 저발진성을 향상시킨 가동부 배선용 플랫 케이블(20)이 얻어진다.
또한 도4에 나타나 있는 바와 같이, 에어튜브(air tube)(18)의 주위에 본원발명의 시스(15)를 형성하여 에어튜브호스(air tube hose)(40)로 하여도 좋고, 예를 들면 도5에 나타나 있는 바와 같이 가동부 배선용 케이블(10)의 양단(兩端)에 에어튜브호스(40)를 병렬시키고 외층(17) 상호간을 열풍으로 융착시켜, 에어튜브호스(40)를 포함하는 가동부 배선용 플랫 케이블(50)을 작성할 수 있다.
에어튜브(18)는, 예를 들면 나일론(nylon)으로 이루어지고, 도4에서는 단층(單層)이지만 복수층(複數層)을 형성해도 좋다.
[실시예]
다음에 본 발명의 실시예를 설명한다.
실시예1로서 도1에 나타낸 구조의 가동부 배선용 케이블(10)(내층(16): 두께가 0.8mm인 폴리염화비닐 수지, 외층(17): 두께가 0.4mm인 다이엘(등록상표)플루오로ＴＰＶ)을 제작하고, 비교예1로서 도3에 나타낸 구조의 가동부 배선용 케이블(30)(시스(35): 두께가 1.0mm인 폴리염화비닐 수지)을 제작하고, 이들의 내Ｕ자 굴곡성을 조사했다.
내Ｕ자 굴곡성에 대해서는, 가동부 배선용 케이블(10, 30)을 Ｕ자 굴곡시킨 상태에서, 스트로크 길이를 300mm, 굴곡반경을 케이블 외경의 6배(45mm), 8배(60mm) 또는 10배(76mm)의 3가지로 하여, 가동부 배선용 케이블(10, 30)의 양단이 항상 평행을 유지하도록 스트로크시켜서, 몇 회의 스트로크를 견딜 수 있는지를 시험했다. 그 결과를 표1에 나타낸다.
[표1]
Figure 112014043560760-pat00001
표1에서 알 수 있는 바와 같이 실시예1과 비교예1에서 내Ｕ자 굴곡성에 차이는 없었다.
다음에 마모특성 및 발진성(發塵性)에 대해서는, 폴리염화비닐 수지, 폴리우레탄 수지 또는 다이엘(등록상표)플루오로ＴＰＶ의 3가지의 시스에 대하여, 하중이 1kg이 되도록 해서 3매의 칼날을 얹은 상태에서, 이들 칼날이 케이블 길이방향으로 스트로크 길이가 300mm인 거리를 한번 왕복하는 것을 1회로 하여, 30회/분의 속도로 시스의 표면을 전후로 마찰시켜서, 그 깎여진 부스러기의 양을 조사했다.
그 결과, 다이엘(등록상표)플루오로ＴＰＶ의 시스에서는 500회에서도 거의 깎여진 부스러기가 발생하지 않아 마모특성 및 발진성이 우수한 것을 확인할 수 있었지만, 그 이외의 시스에서는 300회 이후에 깎여진 부스러기가 대량으로 발생해서 마모특성 및 발진성이 매우 저조하였다.
10 가동부 배선용 케이블
11 전선
12 삽입물
13 테이프
14 실드
15 시스
16 내층
17 외층

Claims (7)

  1. 서로 꼬인 복수의 전선(電線)과,
    상기 복수의 전선의 틈을 메우도록 형성된 삽입물(揷入物)과,
    상기 복수의 전선의 주위에 감겨진 테이프(tape)와,
    상기 테이프의 주위에 형성된 실드(shield)와,
    상기 실드의 주위에 형성된 시스(sheath)를
    구비하고,
    상기 시스는 내층과 외층으로 이루어지고,
    상기 외층은 불소고무(弗素 rubber)와 불소수지(弗素樹脂)를 함유하는 절연재료로 이루어지고,
    상기 절연재료는, 95:5 ∼ 20:80의 질량비로 상기 불소고무와 상기 불소수지를 함유하고,
    상기 불소수지는, 99.5:0.5 ∼ 75:25의 질량비로 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)과 용융성 불소수지(溶融性 弗素樹脂)를 함유하는 것을 특징으로 하는 가동부 배선용 케이블(可動部 配線用 cable).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외층은, 두께가 0.2mm 이상 0.4mm 이하인 것을 특징으로 하는 가동부 배선용 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외층은, 두께가 상기 내층의 두께의 1/5 ∼ 1/2인 것을 특징으로 하는 가동부 배선용 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내층은, 폴리염화비닐 수지(polyvinylchloride 樹脂), 폴리우레탄 수지(polyurethane 樹脂) 또는 폴리올레핀 수지(polyolefin 樹脂) 중에서 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가동부 배선용 케이블.
  7. 제1항 또는 제4항 내지 제6항 중의 어느 하나의 항의 가동부 배선용 케이블을 병렬시킴과 아울러 외층 상호간을 열풍(熱風)으로 융착(融着)시키는 것을 특징으로 하는 가동부 배선용 플랫 케이블(可動部 配線用 flat cable).
KR1020140055243A 2013-05-22 2014-05-09 가동부 배선용 케이블 및 가동부 배선용 플랫 케이블 KR102189892B1 (ko)

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