CN107274986A - 氟树脂电缆及电子设备 - Google Patents

Abstract

氟树脂电缆(10A)可以具备中心导体(11A、11B)由绝缘体(12A、12B)被覆的电线(13A、13B)、夹置物(14A、14B)、树脂制带(15)、以及氟树脂制护套(16)。夹置物(14A、14B)沿电线(13A、13B)配置。带(15)卷绕在电线(13A、13B)和夹置物(14A、14B)的集合体的外周。护套(16)被覆集合体和带(15)的整体。此处，夹置物(14A、14B)的材料比构成护套(16)的氟树脂材料硬。

Description

氟树脂电缆及电子设备

技术领域

本发明涉及具有氟树脂制护套的氟树脂电缆以及具备与氟树脂电缆连接的框体的电子设备。

背景技术

为了提高电子设备的耐油性或耐药品性，往往在与电子设备的框体连接的电缆中使用氟树脂电缆。在这种情况下，必须将氟树脂电缆和框体之间密封，以使化学药品等不侵入到框体的内部。

例如，日本实开平1-170929号公报(专利文献1)中公开的检测开关包括：一端开口的氟树脂制筒状盒、用于封闭该盒开口部的氟树脂制盖体以及在前端连接检测元件且护套由氟树脂形成的电缆。其中，电缆贯通***在盖体中，并与盖体焊接在一起。盖体靠近设置在电缆前端的检测元件。筒状盒在内插检测元件的状态下设置，并且在开口部熔接有盖体，用盖体密封。

发明内容

关于氟树脂电缆，经常成为问题的是：电缆自身经常***、而后电缆的环绕变困难。在上述专利文献1中记载的氟树脂电缆的情况下，如图1所示，由于是在芯线的外周隔着绝缘体设置有网线的同轴结构，因此电缆的挠性不充分，不容易进行环绕。

另一方面，本申请发明人等在完成本申请发明的过程中发现存在如下情况：在采用不设置网线的电缆结构、并且使用柔软性高的材料作为护套材料的情况下，虽然电缆的挠性变好，但有时在框体和电缆之间难以不产生间隙。例如，在电缆过度柔软的情况下，有护套与密封构件不能良好地熔接的情况。

该公开考虑到上述问题，其主要目的在于，提供一种用于布线的环绕容易、并且能提高与电子设备的框体的密合性的氟树脂电缆。

根据本公开的一个方面的氟树脂电缆具备：中心导体由绝缘体被覆的至少一根电线、至少一根夹置物、树脂制带、以及氟树脂制护套。至少一根夹置物沿至少一根电线配置。带卷绕在至少一根电线和至少一根夹置物的集合体的外周。护套被覆上述集合体和带的整体。此处，至少一根夹置物的材料比构成护套的氟树脂材料硬。

如上所述，通过使夹置物的材料比构成护套的氟树脂材料硬，从而即使使用较柔软的材料作为氟树脂材料，也能够将电缆整体的硬度保持为适当的值。其结果能够提供一种用于布线的环绕容易、并且能提高与电子设备的框体的密合性的氟树脂电缆。

优选的是，护套的厚度为0.3mm以上且1.05mm以下。通过这样将护套的厚度设为0.3mm以上，能够抑制油从电缆的外部向内部渗透。通过将护套的厚度设为1.05mm以下，能够不损害电缆的挠性。

优选的一个实施方式中，至少一根夹置物为棒状。优选的其他实施方式中，氟树脂电缆具备多根夹置物作为上述至少一根夹置物。多根夹置物由多个绳状的夹置物形成束而成，设置在上述至少一根电线的周围。

根据本公开的其他方面的电子设备具备：框体、内置于框体的电路基板以及上述氟树脂电缆。氟树脂电缆的护套隔着密封构件而固定于框体。氟树脂电缆的各个中心导体与电路基板进行电连接。

对于该发明的上述及其他目的、特征、方面及优点，根据与添加的附图相关联而理解的该发明相关的以下详细的说明可明确。

附图说明

图1为示出氟树脂电缆的构成的示意截面图。

图2为示出图1的氟树脂电缆的其他构成例的示意截面图。

图3为示出氟树脂电缆的制造工序的一个实例的流程图。

图4为示出作为第一具体例的电子设备的外观的立体图。

图5为图4的框体与电缆的连接部分的放大图。

图6为图4的电缆及固定于该电缆的密封构件的概要立体图。

图7为示出作为第二具体例的电子设备的框体与电缆的连接部分的局部截面图。

图8为图7的连接部分的分解立体图。

图9为示出作为第三具体例的电子设备的框体与电缆的连接部分的分解立体图。

图10为图9的连接部分的示意截面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地对实施方式进行说明。需要说明的是，对相同或相应的部分附上相同的附图标记，不重复其说明。

[氟树脂电缆的结构]

图1为示出氟树脂电缆的构成的示意截面图。参照图1，氟树脂电缆10A包括：至少一根电线13A、13B；至少一根夹置物14A、14B；带15；以及护套16。图1中，示出包括两根电线13A、13B和两根夹置物14A、14B的电缆10A的例子。以下，对于电线13A、13B和夹置物14A、14B而言，在统称的情况下或表示不特定物体的情况下，记载为电线13和夹置物14。

电线13A具有中心导体11A被绝缘体12A被覆的结构。关于电线13B也同样地，具有中心导体11B被绝缘体12B被覆的结构。关于中心导体11A、11B和绝缘体12A、12B，在统称的情况下或表示不特定物体的情况下，记载为中心导体11和绝缘体12。

中心导体11可以为金属(例如铜)的单线，但为了提高电缆10A的挠性，优选绞合线。绝缘体12例如通过对聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、氟树脂等合成树脂材料进行挤出成型而形成。

夹置物14是沿电线13的长度方向配置的棒状的树脂构件。在本实施方式的情况下，夹置物14与电线13相互捻合，但也可以不必与电线13捻合。在图1的情况下，电线13和夹置物14设置为相同数量(每个两根)、任意一个的截面形状均为圆形，夹置物14的直径比电线13的直径小(在图1的情况下，为电线13的直径的2/3)。夹置物14例如由聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)(也称为尼龙)等合成树脂形成。

通过设置夹置物14，能够减小电缆10A的表面的凹凸，将截面形状精加工为大致圆形。另外，能够提高电缆10A的拉伸强度。另外，在本实施方式的情况下，在以下方面有特征：通过选择夹置物14的材料，从而调整了电缆10A自身的硬度(详细情况在后面进行叙述)。

带15卷绕在电线13和夹置物14的集合体的外周。以下，将带15也称为压卷带15。压卷带15由聚乙烯(PE)、聚酯(PEs)、氟树脂等合成树脂形成。需要说明的是，为了提高挠性，未在图1的氟树脂电缆上设置护罩。

通过设置压卷带15，能够减小电缆10A的表面的凹凸、将截面形状精加工为大致圆形。进而，用于露出中心导体11的护套16的剥离变容易。

为了被覆上述集合体和压卷带15的整体，护套16例如通过挤出成型来形成。为了提高耐油性，护套16由氟树脂材料形成。作为氟树脂材料，使用较柔软的材料THV(由四氟乙烯(T)、六氟丙烯(H)、偏二氟乙烯(V)这三种单体形成的热塑性氟树脂)等。

图1的电缆的各个部的尺寸的一个实例如下。中心导体11的直径为0.58mm，电线13的直径为0.89mm，护套16的厚度为0.88mm，整个电缆10A的直径为3.8mm。

图2为示出图1的氟树脂电缆的其他构成例的示意截面图。对于图2的氟树脂电缆10B而言，电线13的根数和夹置物17的结构不同于图1的氟树脂电缆10A。

具体参照图2，对于氟树脂电缆10B的电线13而言，设置有四根，这些电线13可以相互捻合，也可以不捻合。另外，夹置物17为多个绳状的树脂材料(合成纤维)形成束而成的，这些绳状的夹置物17的束填充在电线13的周围。绳状的夹置物17例如由聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)(也称为尼龙)等合成纤维形成。

图2的电缆的各个部的尺寸的一个实例如下。中心导体11的直径为0.58mm，电线13的直径为1.16mm，护套16的厚度为0.5mm，整个电缆10B的直径为4.0mm。

图2的其他构成与图1的情况相同，因此对相同或相应的部分附上相同的附图标记，不重复说明。以下的说明中，在对图1和图2的氟树脂电缆10A、10B进行统称的情况下，记载为氟树脂电缆10。

[耐油性的对策]

在本公开中，主要设想在机床等产业用设备中使用上述氟树脂电缆10的情况。例如，在机床中安装有限位开关、接近传感器、光电传感器等各种电子设备。由于存在频繁对这些电子设备和与该电子设备连接的电缆施加切削油的状况，因此含有氟树脂电缆10的电子设备的耐油性成为问题。在这种情况下，尤其成为问题的是电子设备的框体与电缆的连接部的耐油性。

使电子设备的框体与电缆10之间的密合性良好对于提高耐油性是重要的。因此，需要使电缆10的截面形状接近圆形，并且消除护套16的表面的凹凸。如已经说明的，因此设置有夹置物14、17和带15。

另外，本申请的发明人等发现电缆10自身的硬度与框体与电缆10之间密合性有密切的关系。这是因为，如果电缆的硬度不充分，则电缆10因外力而扁平，因此，不仅电缆10与框体的密合性变差，而且电缆10从框体脱落(即，拉伸强度的不足)。

此处，硬度是指，以短时间从外部对试验对象物施加局部的力(集中负荷)时的试验对象物的变形程度。硬度的测定中通常为测定压入硬度的方法。具体而言，对以一定压力在试验对象物上按压压头时的试验面上产生的凹陷的深度(压入量)进行测定。JIS标准中，测定压入硬度的方法一般定义为洛氏硬度试验方法(K7202)或硬度计硬度试验方法(K6253、K7215)。需要说明的是，与JIS K7202相对应的国际标准为ISO2039-2：1987。与JISK6253相对应的国际标准为ISO18517：2005、ISO18898：2006、ISO48：2010、ISO7619-1：2010、ISO7619-2：2010。与JIS K7215相对应的国际标准为ISO/DIS868。

虽然电缆的硬度与电缆的挠性(弯曲特性)表示不同的机械性质(外力的施加者不同)，但如果电缆过硬，则挠性也明显变差，因此两者相关联。因此，为了使电缆的环绕容易、并且使电子设备的框体与电缆密合性良好，电缆的硬度存在适当的范围。例如，在为了保持电缆的挠性而使用THV等较柔软的材料作为用于护套16的氟树脂材料的情况下，为了使电缆的硬度在适当的范围内，必须使夹置物14、17的硬度比护套16的硬度硬。反之，在使用较硬的材料作为用于护套16的氟树脂材料的情况下，为了使电缆的硬度在适当的范围内，必须使夹置物14、17的硬度比护套16的硬度柔软。

通常，在将电子设备的框体和氟树脂电缆10连接时，夹置树脂制或金属制密封构件，进行连接。在将树脂制密封构件熔接于电缆10的护套16上时或者通过注射成型在护套16上形成树脂制密封构件时，在电缆10过软的情况下，不能使密封构件与护套16良好地密合。进而，为了使将密封构件和护套16接合时的挤压力不释放，对于电缆10的夹置物而言，使用图1中所示的棒状的夹置物14比图2的多个绳状的夹置物17理想。另外，若电缆10的外形过小，则存在压力不能充分施加到护套16的表面的情况。

另一方面，在使用橡胶衬套、铝衬套、或O型环作为密封构件的情况下，通过使表面的凹凸少，使电缆10的截面形状尽可能接近圆形，能够增大密封构件与护套16的密合性。因此，对于该情况的电缆10的夹置物而言，使用图2中示出的多个绳状的夹置物17能够使截面形状更接近圆形，因此可以说比图1中示出的棒状的夹置物14理想。

最好也考虑氟树脂电缆自身的耐油性。理想的是电缆10的护套16的厚度为0.3mm以上且1.05mm以下的范围内。为了通过防止切削油向电缆10内部的渗透来维持电缆10的耐油性能，理想的是将护套16的厚度设为0.3mm以上。另外，若护套16的厚度过厚，则电缆10的挠性变差(因此电缆的环绕困难)，因此将其上限设为1.05mm。

[氟树脂电缆的制造工序]

图3为示出氟树脂电缆的制造工序的一个实例的流程图。图1和图2的氟树脂电缆10可以使用公知的制造方法制作。以下，简单地对图1的电缆的情况下的制造工序的一个实例进行说明。

参照图1和图3，首先，制造导线(中心导体)11(步骤S10)。在该情况下，可以通过对粗轧线进行拉拔来制造单一的导线，也可以通过使多个细的导线捻合而制造绞合线。

接着，通过挤出成型，用绝缘体12被覆导线11(步骤S20)。由此制造电线13。

接着，将电线13和夹置物14捻合(步骤S30)，进而，在电线13和夹置物14的周围卷绕压卷带15(步骤S40)。然后，通过挤出成型进行基于护套16的被覆(步骤S50)。

[电缆的连接例-熔接、树脂密封]

以下，对电子设备的框体和氟树脂电缆10的连接方法的具体例进行说明。在以下的任意情况中，为了使框体与电缆10之间密合，均必须是电缆10具有适当的硬度。

图4为示出作为第一具体例的电子设备的外观的立体图。图5为图4的框体与电缆的连接部分的放大图。图6为图4的电缆和固定于所述电缆的密封构件的概要立体图。

参照图4～图6，作为第一具体例的电子设备的接近传感器100具有大致圆柱状的外形，具备框体110、检测部组装体120、电缆10、密封构件140、夹具150以及密封树脂部160。

框体110由两端开口的金属制长条圆筒状的构件形成，在轴向具有前端部和后端部。在框体110的前端部安装有检测部组装体120，在框体110的后端部安装有夹具150。检测部组装体120在线圈盒中收纳有芯和检测线圈。

形成有各种处理电路的电路基板124以沿框体110的轴向延伸的方式配置。对于电路基板124而言，在其正反面形成有导电图案，在所述正反面的规定位置安装有各种电子部件(作为一个实例为发光元件125c)等。另外，在电路基板124上电连接有上述检测线圈。

电缆10以插通到设置于框体110的后端侧的开口部的方式配置。在电缆10的一端，将绝缘体12和护套16剥离以使中心导体11露出，中心导体11与电路基板124进行电连接。电缆10的另一端被拉出至框体110的外部。

密封构件140为用于确保电缆10与密封树脂部160之间的接合性的构件，安装在位于电缆10的上述一端侧的护套16的端部。

对于密封构件140而言，在由框体110和夹具150限定的内部空间中，具有覆盖位于电缆10的上述一端侧的护套16的端部的外周面的圆筒状的基部141和相较于位于电缆10的上述一端侧的护套16的端部朝向电缆10的上述一端侧延伸的筒状的延伸部142。在由框体110和夹具150限定的内部空间中，以使至少密封构件140的一部分进入的方式将密封构件140安装于电缆10。基部141熔接于电缆10的护套16的表面。

对于延伸部142而言，更详细而言，相较于位于电缆10的上述一端侧的护套16的端部，位于电缆10的上述一端侧，以沿电缆10的延伸方向延伸的方式突出。筒状的延伸部142包括位于其根部侧的厚度较厚的部分和位于其前端侧的其厚度十分薄地构成的部分。需要说明的是，密封构件140为树脂制，更优选的是由PBT树脂、PUR树脂、尼龙系树脂以及氟系树脂中任意树脂构成。

夹具150具有大致圆筒状的形状，在其内部插通有电缆10。夹具150嵌装在设置于框体110上的后端侧的开口部，并且通过将上述密封构件140嵌装在夹具150的后端部来保持电缆10。夹具150以能弹性变形的方式由树脂制构件构成，用于缓和施加到电缆10的压力和施加到密封构件140的压力。

更详细而言，夹具150包括：位于前端部的圆筒状的固定部151、位于后端部的大致圆筒状的保持部152、位于固定部151和保持部152之间并且连结所述固定部151和保持部152的连结部153。

固定部151为用于通过压入到设置于框体110上的后端侧的开口部来将夹具150固定于框体110的部位。保持部152为用于通过将密封构件140压入其内部来保持密封构件140的部位。另外，连结部153为用于通过确保固定部151和保持部152之间的距离仅为规定距离，从而提高施加到上述电缆10的压力和施加到密封构件140的压力的缓和功能的部位。

另外，为了将密封树脂部160填充到由框体110和夹具150限定的内部空间，在连结部153的规定位置设置有注入形成该密封树脂部160的液状树脂时使用的浇口153a。

需要说明的是，在本实施方式中，夹具150由非遮光性的树脂材料构成。这是为了通过该夹具150将从上述发光元件125c射出的光投射到外部，因此，在面向固定部151的该发光元件的部分设置有规定形状的导光部153b。

密封树脂部160填充在由框体110和夹具150限定的内部空间。由此，电路基板124的除了前端部以外的部分、安装于该部分的各种电子部件(包括发光元件125c)以及电缆10的未被护套16覆盖的部分由密封树脂部160密封。

该密封树脂部160保护电路基板124的上述除前端部以外的部分、安装于该部分的各种电子部件(包括发光元件125c)、以及电缆10未被护套16覆盖的部分的中心导体11，并且通过气密和液密将它们与外部密封。

对于密封树脂部160而言，如上所述，是通过夹具150的浇口153a注入液状树脂使其固化而形成的。需要说明的是，作为该密封树脂部160的材料，例如可以适当地利用环氧树脂、PUR树脂等。

此处，密封构件140的延伸部142与密封树脂部160接合，对于该延伸部142的前端侧的部分而言，其内周面和其外周面以及其轴向的前端侧的端面均由密封树脂部160覆盖。由此，对于电子设备(接近传感器)100而言，确保电缆10与密封树脂部160之间的接合力与以往的接近传感器相比更高。

上述内容中，也可以通过注射成型形成密封构件140或者密封构件140与夹具150的整体。

[电缆的连接例-衬套、树脂密封]

图7为示出作为第二具体例的电子设备的框体与电缆的连接部分的局部截面图。图8为图7的连接部分的分解立体图。

参照图7和图8，作为第二具体例的电子设备的光电传感器200，具有大致长方体形状的金属制框体210作为整体。

如图7所示，在框体210的后面与下面交叉的区域附近设置有平面视圆形的凹部215。在该凹部215的底面，以使框体210的内部空间与框体210的外部空间连通的方式设置有电缆插通用开口部216。该电缆插通用开口部216也具有平面视圆形的形状。

电缆10以插通到电缆插通用开口部216的方式配置，一端拉入到框体210的内部，与内部的电路基板(不图示)电连接，另一端拉出到框体210的外部。在电缆10的上述一端，护套16被剥离以使电线13的绝缘体12露出。另外，关于连接到电路基板的部分，电线13的绝缘体12也被剥离以使中心导体11露出。

在电缆10的规定位置安装有具有筒状形状的衬套260。衬套260例如由橡胶制构件构成，优选由丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、氟系橡胶中的任意橡胶构成。需要说明的是，作为衬套，不限定于橡胶制，只要能够将电缆10与框体210之间的间隙密封，可以利用塑料制物质等各种物质。

另外，在框体210的凹部215内嵌装有具有环状形状的固定构件270，由此电缆10被固定于框体210。固定构件270例如由金属制构件形成，优选由黄铜构成。衬套260在安装于电缆10的状态下连同该电缆10一起压入到电缆插通用开口部216，另外，固定构件270以压缩衬套260的方式压入到凹部215。由此，衬套260与电缆10和框体210密合，从而在该部分，框体210的内部空间被密封而与框体210的外部空间分隔开。

而且，在图7的光电传感器200中，在框体210的内部空间并且与电缆插通用开口部216相对的位置设置有隔壁部217。该隔壁部217自框体210的内表面直立设置。通过该隔壁部217和设置有电缆插通用开口部216的部分附近的框体210的壁部，形成插通配置有电缆10的规定部分的电缆插通室211a。

在电缆插通室211a配置有从电缆10的电缆插通用开口部216拉入到框体210的内部的部分。该插通配置有电缆10的规定部分的电缆插通室211a由密封树脂部280填充。密封树脂部280由在固化后具有高的耐候性的树脂材料构成，例如可以适当地利用环氧树脂、聚氨酯树脂、在填充后发泡的种类的环氧树脂、氨基甲酸酯树脂等。需要说明的是，密封树脂部280例如可以通过将电缆10固定于框体210后，使液状的树脂材料流入到电缆插通室211a，使其固化，从而形成。

通过上述构成，在使用了衬套260和固定构件270的密封结构的基础上，在比配置有该衬套260的部分进一步框体210的内部侧的位置，电缆10与框体210的边界部被密封树脂部280覆盖。其结果是，在该部分，框体210的内部空间中除了电缆插通室211a以外的部分被确实地密封而与框体210的外部空间分隔开。

[电缆的连接例-O型环]

图9为示出作为第三具体例的电子设备的框体与电缆的连接部分的分解立体图。图10为图9的连接部分的示意截面图。

参照图9和图10，作为第三具体例的电子设备的开关300具有大致长方体形状的金属制框体310作为整体。在框体310的侧面下部设置有圆筒状的突出部311，使得电缆10能够插通到框体310的内部空间。

在电缆10的规定位置以插通电缆10的方式依次安装有具有筒状形状的密封橡胶314、O型环313以及盖312。密封橡胶314和O型环313由橡胶制构件形成，但只要能够将电缆10与框体310之间的间隙密封，可以利用各种树脂材料。盖312例如由金属制构件形成，优选由黄铜构成。盖312与框体310的突出部311能够螺合。

通过在电缆10上安装有密封橡胶314、O型环313以及盖312的状态下，将盖312和突出部311螺合，从而使O型环313压紧密封橡胶314。其结果是，密封橡胶314沿电缆10的轴向收缩，在与轴向垂直方向膨胀，因此，框体310与电缆10之间通过密封橡胶314密封。

[效果]

如上所述，根据上述的实施方式，通过使氟树脂电缆10的夹置物14的材料比构成护套16的氟树脂材料硬，即使使用较柔软的材料作为护套16的氟树脂材料，也能够将电缆整体的硬度保持为适当的值。此外，通过使护套16的厚度为0.3mm以上，能够抑制油从电缆10的外部向内部的渗透。通过使护套的厚度为1.05mm以下，能够不损害电缆的挠性。其结果是，能够兼顾电子设备的耐油性和电缆的挠性。

虽然对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为此次公开的实施方式在所有方面为例示，而不是限制性的。本发明的范围由权利要求的范围来表示，包括在与权利要求的范围均等的意思和范围内的所有变更。

Claims (7)

1.一种氟树脂电缆，具备：

中心导体由绝缘体被覆的至少一根电线，

沿所述至少一根电线配置的树脂制的至少一根夹置物，

卷绕在所述至少一根电线和所述至少一根夹置物的集合体的外周的树脂制带，以及

被覆所述集合体和所述带的整体的氟树脂制护套；

所述至少一根夹置物的材料比构成所述护套的氟树脂材料硬。

2.根据权利要求1所述的氟树脂电缆，所述护套的厚度为0.3mm以上且1.05mm以下。

3.根据权利要求1所述的氟树脂电缆，所述至少一根夹置物为棒状。

4.根据权利要求2所述的氟树脂电缆，所述至少一根夹置物为棒状。

5.根据权利要求1所述的氟树脂电缆，

所述氟树脂电缆具备多根夹置物作为所述至少一根夹置物，

所述多根夹置物由多个绳状的夹置物形成束而成，设置在所述至少一根电线的周围。

6.根据权利要求2所述的氟树脂电缆，

所述氟树脂电缆具备多根夹置物作为所述至少一根夹置物，

所述多根夹置物由多个绳状的夹置物形成束而成，设置在所述至少一根电线的周围。

7.一种电子设备，具备：

框体，

内置于所述框体的电路基板，以及

权利要求1～6中任一项所述的氟树脂电缆；

所述氟树脂电缆的所述护套隔着密封构件固定于所述框体，

所述氟树脂电缆的各个所述中心导体与所述电路基板电连接。