电缆的制作方法

1.本发明涉及电缆。


背景技术：

2.作为工厂等中提高生产率的对策，人机协作型机器人、小型多关节机器人等工业用机器人的普及正在扩大。作为在工业用机器人中使用的电缆，有布线于工业用机器人的可动部的可动部用电缆、以及连接工业用机器人与控制设备等的固定部用电缆。其中，作为用作固定部用电缆的电缆，作为对工厂等中的外部噪声的对策，使用在电缆芯的周围设置有屏蔽层的电缆。作为屏蔽层，广泛使用将由铜或铜合金构成的金属线材编织而成的编织屏蔽件。
3.需说明的是，作为与本技术的发明相关的现有技术文献信息，有专利文献1。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2014-71974号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.然而，由于作为上述的固定部用电缆而使用的电缆在工厂等中将工业用机器人和控制设备等连接，因此电缆长度变长(例如25m～50m左右)。另外，近年来内置于电缆的电线数也增加到例如40根以上，电缆外径大多增大到例如20mm以上。
9.因此，在使用将由铜或铜合金构成的金属线材编织而成的编织屏蔽件作为屏蔽层的电缆中，电缆的重量变得非常重(例如，有时电缆内整体铜量的30％左右成为屏蔽层的铜量)。因此，对进行电缆的布线作业、搬运作业的作业者的负担增大，对于作业的安全确保中也需要注意。
10.另外，在使用将由铜或铜合金构成的金属线材编织而成的编织屏蔽件用作屏蔽层的电缆中，由于屏蔽层的刚性(在电缆被弯曲时，要恢复成直线状的复原力)大，因此有时也难以以较小的弯曲半径弯曲电缆。因此，例如在电缆的布线作业时，难以将电缆弯曲成与布线空间相匹配的所希望的形状而进行布线，另外，例如在搬运作业时，也难以将电缆紧凑地收纳于收纳壳体等而进行搬运等，电缆的操作性变差。
11.为了解决该问题，例如考虑在屏蔽层中使用将由铝或铝合金构成的金属线材编织而成的编织屏蔽件。但是，在该情况下，虽然电缆变得轻量，但在电缆被弯曲时容易产生由金属线材彼此的摩擦引起的金属线材的磨损，金属线材容易发生断线。若在构成屏蔽层的金属线材中产生断线，则作为屏蔽层的功能降低。
12.因此，本发明的目的在于提供一种电缆，其能够轻量化，容易布线，并且即使将电缆弯曲，构成屏蔽层的金属线材也不易发生断线。
13.用于解决课题的方法
14.本发明以解决上述课题为目的，提供一种电缆，其具备具有1根以上的电线的电缆芯、覆盖所述电缆芯的周围的屏蔽层以及覆盖所述屏蔽层的周围的护套，所述屏蔽层由编织屏蔽件构成，该编织屏蔽件是将由铝或铝合金构成的多根第一金属线材与由铜或铜合金构成的多根第二金属线材以交叉的方式编织而成的。
15.发明效果
16.根据本发明，能够提供一种电缆，其能够轻量化，容易布线，并且即使弯曲电缆，构成屏蔽层的金属线材也不易发生断线。
附图说明
17.图1(a)是表示本发明的一实施方式所涉及的电缆的与长度方向垂直的截面的截面图，图1(b)是屏蔽层的示意图。
18.符号说明
[0019]1…
电缆，2
…
电线，3
…
电缆芯，4
…
按压卷绕带，5
…
屏蔽层，6
…
护套，51
…
第一金属线材，52
…
第二金属线材。
具体实施方式
[0020]
[实施方式]
[0021]
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[0022]
图1(a)是表示本实施方式涉及的电缆的与长度方向垂直的截面的截面图，图1(b)是屏蔽层的示意图。电缆1例如在工厂等中作为将工业用机器人和控制设备等连接的固定部用电缆来使用。
[0023]
如图1(a)、图1(b)所示，电缆1具备具有1根以上的电线2的电缆芯3、覆盖电缆芯3的周围的屏蔽层5以及覆盖屏蔽层5的周围的护套6。
[0024]
电线2具有导体21和覆盖导体21的周围的绝缘体22。导体21由将多根金属线材绞合而成的绞线导体构成。在本实施方式中，将37根由外径为0.26mm的镀锡软铜线构成的金属线材集合绞合而构成导体21。导体21的绞合间距例如为29mm以上且40mm以下。另外，导体21的外径约为1.8mm，导体尺寸为15awg。需说明的是，导体21的外径以及导体尺寸并不限定于此，在多根电线2的各个电线中，导体21的外径、导体尺寸可以相同。
[0025]
作为绝缘体22，使用由聚氯乙烯树脂组合物构成的绝缘体。绝缘体22的厚度例如为0.5mm以上且0.7mm以下，绝缘体22的外径(电线2的外径)为2.9mm以上且3.1mm以下。
[0026]
电缆芯3是在配置于电缆中心的中心夹设部件7的周围将多根电线2绞合为螺旋状而构成的。在本实施方式中，例如如图1(a)所示，能够使用将电线2绞合为3层而构成的电缆芯3，其中，在中心夹设部件7的周围绞合8根电线2而作为第一层，在该第一层的周围进一步绞合14根电线2而作为第二层，在该第二层的周围进一步绞合20根电线2而作为第三层。此时，构成电缆芯3的电线2的根数合计为42根。各层的电线2沿相同的方向绞合。电缆芯3的外径约为22mm～23mm。需说明的是，在此将构成电缆芯3的电线2的根数设为42根，但构成电缆芯3的电线2的根数并不限定于此，只要是1根以上即可。在电缆芯3由配置于电缆中心的1根电线2(没有中心夹设部件7)构成的情况下，电缆1就成为同轴电缆。
[0027]
中心夹设部件7是将多根纤维状体(丝状体)捆扎而构成的。在本实施方式中，捆扎
50根10号(10s/1)的短纤维纱来作为中心夹设部件7。需说明的是，构成中心夹设部件7的丝状体的材质、根数并不限定于此。中心夹设部件7仅配置于电缆中心，未配置于各层的电线2彼此之间、电线2与按压卷绕带4之间。另外，中心夹设部件7以进入构成电缆芯3的第一层的电线2彼此之间(在第一层中在周向上相邻的电线2之间)的方式配置。
[0028]
在电缆芯3的周围螺旋状地卷绕有按压卷绕带4。按压卷绕带4起到保持电缆芯3的绞合不解开的作用，以其宽度方向上的一部分重叠的方式螺旋状地卷绕于电缆芯3的周围。按压卷绕带4的卷绕方向设为与电缆芯3的绞合方向相同的方向。需说明的是，按压卷绕带4的卷绕方向是按压卷绕带4从电缆1的另一端向一端旋转的方向。另外，电缆芯3的绞合方向是指电线2从电缆1的另一端向一端旋转的方向。作为按压卷绕带4，能够使用由纸、无纺布构成的带或者由聚乙烯等树脂构成的树脂带。需说明的是，按压卷绕带4不是必须的，例如，在电缆芯3由1根电线2构成的情况下，能够省略起到保持电缆芯3的绞合的作用的按压卷绕带4。
[0029]
屏蔽层5以覆盖按压卷绕带4的周围的方式设置。关于屏蔽层5的详细情况在后面叙述。
[0030]
护套6用于保护屏蔽层5、电缆芯3，以覆盖屏蔽层5的周围的方式设置。在本实施方式中，使用由聚氯乙烯树脂组合物构成的护套6。护套6的厚度为1.1mm以上1.3mm以下，护套6的外径(电缆1的外径)约为26mm。
[0031]
(屏蔽层5)
[0032]
如图1(b)所示，在本实施方式的电缆1中，屏蔽层5由编织屏蔽件构成，该编织屏蔽件使用由铝或铝合金构成的多根第一金属线材51和由铜或铜合金构成的多根第二金属线材52、且由第一金属线材51与第二金属线材52以交叉的方式编织而成。
[0033]
由此，与仅由铜或铜合金构成的金属线材来构成的编织屏蔽件相比，能够使屏蔽层5轻量化。另外，通过屏蔽层5包含由低屈服强度的铝或铝合金构成的第一金属线材51，屏蔽层5变得柔软，变得容易使电缆1弯曲。另外，屏蔽层5与仅由铝或铝合金构成的金属线材构成的编织屏蔽件相比，在将电缆1弯曲时，不易发生因金属线材彼此摩擦而导致的金属线材的断线。这是因为，与将由铝或铝合金构成的金属线材彼此编织而成的编织屏蔽件相比，将由铝或铝合金构成的第一金属线材51和由铜或铜合金构成的第二金属线材52编织而成的编织屏蔽件在金属线材彼此摩擦时它们容易相互滑动，不易产生磨损。
[0034]
另外，在将电缆1的末端与基板等连接时，仅由铝或铝合金构成的金属线材构成的编织屏蔽件难以通过焊接进行连接。与此相对，在本实施方式中，由于在屏蔽层5中包含由铜或铜合金构成的第二金属线材52，因此能够容易地进行基于焊接的连接。
[0035]
进而，在进行电缆1的末端加工时，存在如下情况：在电缆1的末端使屏蔽层5露出，使用专用工具等将露出的屏蔽层5(编织屏蔽件)解开，将解开而散开的金属线材51、52以从电缆芯3分支的方式捆扎而与基板等连接。在该情况下，通过将捆扎的金属线材51、52紧固而连接，或者通过焊接而连接，从而进行屏蔽层5向基板等的连接。在本实施方式中，屏蔽层5包含由低屈服强度的铝或铝合金构成的第一金属线材51，因此与仅由铜构成的编织屏蔽件相比，能够容易地进行解开屏蔽层5的操作。进而，在对解开的金属线材51、52进行捆扎时，第一金属线材51也起到保持形状的作用，因此容易将金属线材51、52捆扎成所希望的形状。需说明的是，在捆扎金属线材51、52时，以第一金属线材51为中心在其周围将第二金属
线材52以呈螺旋状卷绕的方式捆扎，由此能够容易地进行基于焊接的连接。
[0036]
在本实施方式中，作为由铝构成的第一金属线材51，例如能够使用由纯铝构成的铝线。另外，作为由铝合金构成的第一金属线材51，例如能够使用以规定的含量含有镁、铁、锆、镍、锰、锌、钴、钛等中的1种以上的金属元素的铝合金线。另外，作为由铜构成的第二金属线材52，能够使用在软铜线的表面设有镀锡的镀锡软铜线。另外，作为由铜合金构成的第二金属线材52，例如能够使用以规定的含量含有镁、锡、铟、银、镍、锌等中的1种以上的金属元素的铜合金线。需要说明的是，上述软铜线可以使用韧铜、无氧铜等。另外，在本实施方式中，为了进一步抑制因金属线材彼此摩擦而导致的断线，可以对第二金属线材52的表面(例如镀锡软铜线的表面)赋予液体石蜡作为润滑油。
[0037]
另外，在本实施方式中，由铝或铝合金构成的第一金属线材51(例如，纯铝线)的截面积大于由铜或铜合金构成的第二金属线材5(例如，镀锡软铜线)的截面积。由此，在两金属线材51、52交叉的部分，在第一金属线材51与第二金属线材52之间容易产生间隙，能够进一步抑制因弯曲电缆1时的金属线材彼此的摩擦而引起的断线。另外，通过使第一金属线材51的截面积比第二金属线材52的截面积大，容易根据外径之差来目视区分第一金属线材51和第二金属线材52。其结果是，在末端加工时能够容易地目视确认第一金属线材51与第二金属线材52的边界(台阶)，将工具等插入该边界(台阶)而解开编织屏蔽件的操作变得容易。需说明的是，第一金属线材51的截面积是指与第一金属线材51的长度方向垂直的截面的面积，另外，第二金属线材52的截面积是指与第二金属线材52的长度方向垂直的截面的面积。
[0038]
更具体而言，在与电缆长度方向垂直的截面图中，第一金属线材51的截面积为第二金属线材52的截面积的1.5倍以上且2.0倍以下。通过使第一金属线材51的截面积为第二金属线材52的截面积的1.5倍以上，即使在使用由导电率比铜低的铝(或铝合金)构成的第一金属线材51的情况下，也能够抑制屏蔽层5的电阻增加，抑制屏蔽效果的降低。另外，通过将第一金属线材51的截面积设为第二金属线材52的截面积的2.0倍以下，能够抑制线材外径之差变得过大，能够抑制在制造编织屏蔽件时两金属线材51、52的长度之差变得过大而在编织屏蔽件中产生起伏、变形。若编织屏蔽件中产生起伏、变形，则在制造过程中容易对产生起伏、变形的部位造成损伤，有可能产生断线。通过将第一金属线材51的截面积抑制为第二金属线材52的截面积的2.0倍以下，能够抑制这样的制造过程中的损伤。在本实施方式中，例如作为第二金属线材52，能够使用外径0.12mm(截面积约0.011mm2)的镀锡软铜线，作为第一金属线材51，能够使用外径0.15mm以上且0.17mm以下(截面积约0.018mm2以上且约0.023mm2以下)的纯铝线。
[0039]
作为第一金属线材51以及第二金属线材52，优选使用容易弯曲的软质材料。更具体而言，第一金属线材51的拉伸强度为90mpa以上、伸长率为1.0％以上、导电率为60％以上即可。另外，第二金属线材52的拉伸强度为200mpa以上、伸长率为10％以上、导电率为98％以上即可。由此，能够抑制由将电缆1弯曲时的拉伸应力引起的金属线材51、52的断线，并且能够维持电缆1的弯曲容易度。
[0040]
构成屏蔽层5的编织屏蔽件的扎数(打
ち
数)例如为16扎或24扎。在16扎的情况下，8扎仅由第一金属线材51构成，剩余的8扎仅由第二金属线材52构成。第一金属线材51和第二金属线材52这两者的股数(持
ち
数)相同。即，屏蔽层5中使用的第一金属线材51的根数和
第二金属线材52的根数为相同根数。
[0041]
由于第一金属线材51与第二金属线材52的根数相同，另外第一金属线材51的截面积比第二金属线材52的截面积大，因此在屏蔽层5中，第一金属线材51整体的截面积的比例比第二金属线材52整体的截面积的比例大。更具体而言，在与电缆长度方向垂直的截面图中，第一金属线材51的截面积的合计相对于屏蔽层5整体的截面积的比例可以为55％以上且65％以下。同样地，在与电缆长度方向垂直的截面图中，第二金属线材52的截面积的合计相对于屏蔽层5整体的截面积的比例可以为35％以上且45％以下。换言之，在与电缆长度方向垂直的截面图中，将多根第一金属线材51各自的截面积合计而得到的截面积s1与将多根第二金属线材52各自的截面积合计而得的截面积s2之比s1/s2可以设为1.22(55/45)以上且1.86(65/35)以下。由此，使屏蔽层5整体变软而容易使电缆1弯曲，并且在将屏蔽层5成形加工成期望的形状时容易保持其形状，电缆1的末端加工变得容易。
[0042]
(实施方式的作用及效果)
[0043]
如以上说明的那样，在本实施方式涉及的电缆1中，屏蔽层5由编织屏蔽件构成，该编织屏蔽件使用由铝或铝合金构成的多根第一金属线材51和由铜或铜合金构成的多根第二金属线材52、且由第一金属线材51与第二金属线材52以交叉的方式编织而成。通过具备这样的屏蔽层5，能够实现能够轻量化、容易布线、并且即使将电缆1弯曲也难以在构成屏蔽层5的金属线材产生断线的电缆1。
[0044]
(实施方式的总结)
[0045]
接着，对于从以上说明的实施方式掌握的技术思想，引用实施方式中的附图标记等进行记载。但是，以下的记载中的各符号等并不将权利要求书中的构成要素限定于实施方式中具体示出的部件等。
[0046]
[1]一种电缆(1)，其具备：电缆芯(3)，其具有1根以上的电线(2)；屏蔽层(5)，其覆盖所述电缆芯(3)的周围；以及护套(6)，其覆盖所述屏蔽层(5)的周围，
[0047]
所述屏蔽层(5)由编织屏蔽件构成，所述编织屏蔽件是将由铝或铝合金构成的多根第一金属线材(51)与由铜或铜合金构成的多根第二金属线材(52)以交叉的方式编织而成的。
[0048]
[2]根据[1]所述的电缆(1)，其中，所述第一金属线材(51)的截面积大于所述第二金属线材(52)的截面积。
[0049]
[3]根据[2]所述的电缆(1)，其中，所述第一金属线材(51)的截面积为所述第二金属线材(52)的截面积的1.5倍以上且2.0倍以下。
[0050]
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的电缆(1)，其中，所述屏蔽层(5)的截面积中的所述第一金属线材(51)的截面积的合计比例大于所述第二金属线材(52)的截面积的合计比例。
[0051]
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的电缆(1)，其中，所述第一金属线材(51)由软质材料构成，拉伸强度为90mpa以上，伸长率为10％以上，导电率为60％以上。
[0052]
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的电缆(1)，其中，所述第二金属线材(52)由软质材料构成，拉伸强度为200mpa以上，伸长率为10％以上，导电率为98％以上。
[0053]
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不限定权利要求书所涉及的发明。另外，应该注意的是，在实施方式中说明的特征的组合的全部并不限定
为用于解决发明的课题的手段所必须的。另外，本发明能够在不脱离其主旨的范围内适当变形而实施。