JP2012174337A

JP2012174337A - 高屈曲絶縁電線

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Publication number: JP2012174337A
Application number: JP2011031795A
Authority: JP
Inventors: Taketo KUMADA; 健人熊田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: JP5938163B2; WO2012111831A1; US9190191B2; US20130327557A1

Abstract

【課題】より高い屈曲性を有することが可能な高屈曲絶縁電線を提供する。
【解決手段】高屈曲絶縁電線１は、導電性の素線１１，１２を撚って形成された導体部１０上に絶縁被覆材２０を被覆したものであって、導体部１０は、素線１１を集合撚りした内層と、当該内層の外周にて素線１２を円周状に配置した最外層とからなる。最外層の素線１２の半径をｒとし、内層の半径をｄとし、３６０°を２θ（θは、ｓｉｎ^−１（ｒ／ｄ＋ｒ））で割った自然数をｎとした場合、最外層に配置される素線１２の数はｎー１である。また、最外層の素線１２の半径は、内層の素線１１の半径よりも小さくされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高屈曲絶縁電線に関する。

近年、人型ロボットの手や足などのような可動部に用いられる電線が提案されている（特許文献１及び２参照）。このような電線は、複雑な動きをする部位に用いられるため、高い屈曲性が求められるようになっている。

特開平９−３５５４１号公報特開平５−４７２３７号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の電線において、集合撚りされると以下の問題が発生する。すなわち、集合撚りは素線数が多いため、最外層の素線が内層に入り込み易く、入り込んだ場合には屈曲特性が低下する原因となってしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、より高い屈曲性を有することが可能な高屈曲絶縁電線を提供することにある。

本発明の高屈曲絶縁電線は、導電性の素線を撚って形成された導体部上に絶縁被覆材を被覆した高屈曲絶縁電線であって、導体部は、素線を集合撚りした内層と、当該内層の外周にて素線を円周状に配置した最外層とからなることを特徴とする。

本発明の高屈曲絶縁電線によれば、導体部は、内層が素線を集合撚りしているため、素線間に空間が生まれ屈曲時に導体歪みを緩和するように素線が移動することとなり屈曲特性が向上する。また、最外層は内層の外周にて素線を円周状に配置しているため、最外層が別に撚られることとなり素線が内層に入り込むことが防がれる。従って、より高い屈曲性を有することが可能な高屈曲絶縁電線を提供することができる。

また、本発明において高屈曲絶縁電線は、最外層の素線の半径をｒとし、内層の半径をｄとし、３６０°を２θ（θは、ｓｉｎ^−１（ｒ／ｄ＋ｒ））で割った自然数をｎとした場合、最外層に配置される素線の数はｎー１であることが好ましい。

この高屈曲絶縁電線によれば、最外層の素線の半径をｒとし、内層の半径をｄとし、３６０°を２θ（θは、ｓｉｎ^−１（ｒ／ｄ＋ｒ））で割った自然数をｎとした場合、最外層に配置される素線の数はｎ−１である。このため、最外層の素線数が少なくなり、最外層の素線間に隙間ができ、屈曲時に最外層の素線が導体歪みを緩和するように移動することとなり屈曲特性が向上する。

また、本発明において高屈曲絶縁電線は、最外層の素線の半径は、内層の素線の半径よりも小さくされていることが好ましい。

この高屈曲絶縁電線によれば、最外層の素線の半径は内層の素線の半径よりも小さくされているため、絶縁被覆材の内径が固定されている場合、最外層の素線と絶縁被覆材の内側とに隙間が発生して、屈曲時に最外層の素線が導体歪みを緩和するように移動することとなり屈曲特性が向上する。

本発明によれば、より高い屈曲性を有することが可能な高屈曲絶縁電線を提供することができる。

本発明の実施形態に係る高屈曲絶縁電線を示す断面図である。導体部の内層を示す断面図である。図１に示した最外層の素線の本数を説明する図である。本実施形態に係る高屈曲絶縁電線と、従来の高屈曲絶縁電線とを比較した図表である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る高屈曲絶縁電線を示す断面図であり、図２は、導体部の内層を示す断面図である。図１に示す高屈曲絶縁電線１は、導電性の素線１１，１２を撚って形成された導体部１０と、導体部１０上に被覆された絶縁被覆材２０とを備えている。

また、図１及び図２に示すように、導体部１０は、例えば銅合金線などの導電性部材からなる素線１１，１２を複数本撚って構成されている。また、導体部１０は、内層と最外層とからなり、内層は複数本の素線１１を集合撚りして形成されている。また、最外層は、内層の外周にて素線１２を円周状に配置して形成されている。このように、本実施形態において導体部１０は、内層と最外層とで撚り方が異なっており、屈曲性を向上させている。

すなわち、導体部１０は、内層が素線１１を集合撚りしているため、素線１１間に空間が生まれ屈曲時に導体歪みを緩和するように素線１１が移動することとなり屈曲特性が向上する。また、最外層は内層の外周にて素線１２を円周状に配置しているため、最外層が別に撚られることとなり内層に入り込むことが防がれる。

また、最外層の素線１２の本数は以下のようにされている。図３は、図１に示した最外層の素線１２の本数を説明する図である。まず、図３において最外層の素線１２の半径をｒとし、内層の半径をｄとする。このとき、高屈曲絶縁電線１の中心Ｏから最外層の素線１２に向かう接線は、中心Ｏから２θの角度範囲で延びる線となる。このため、３６０°を２θで割った自然数をｎとした場合、最外層では素線１２をｎ本使用することにより丁度収まることとなる。

ここで、本実施形態では最外層に用いられる素線１２の数をｎ−１とする。これにより、最外層の素線１２の本数が少なくなり、最外層の素線１２間に隙間ができる。故に、屈曲時に最外層の素線が導体歪みを緩和するように素線が移動することとなり屈曲特性が向上させることとなる。

さらに、本実施形態において最外層の素線１２の半径ｒは、内層の素線１１の半径よりも小さくされている。ここで、絶縁被覆材２０の内径が固定されている場合、最外層の素線１２と絶縁被覆材２０の内側とに隙間が発生することとなる。これにより、屈曲時に最外層の素線１２が導体歪みを緩和するように移動することとなり屈曲特性が向上させることとなる。

図４は、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１と、従来の高屈曲絶縁電線とを比較した図表である。本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１は、導体部１０の材質が銅合金であり、導体構成が０．０８／１９（ｍｍ／本）であり、導体外径の平均が０．４５４ｍｍである。また、絶縁被覆材２０は、材料がＰＶＣ（polyvinyl chloride）であり、平均肉厚が０．２０６ｍｍであり、仕上外径の平均が０．８６ｍｍである。また、高屈曲絶縁電線１の重量の平均は１．５ｇ／ｍである。

一方、従来の高屈曲絶縁電線は、導体部の材質が銅合金であり、導体構成が０．０８／３０（ｍｍ／本）であり、導体外径の平均が０．５５９ｍｍである。また、絶縁被覆材は、材料がＥＴＦＥ（Ethylene Tetrafluoroethylene Copolymer）であり、平均肉厚が０．１８ｍｍであり、仕上外径の平均が０．９２ｍｍである。また、高屈曲絶縁電線の重量の平均は２．２ｇ／ｍである。

上記のような本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１と従来の高屈曲絶縁電線とで１８０度屈曲試験を行った。この際、φ２５のマンドレルを使用し、荷重を４００ｇｆとした。

このとき、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１では１４７０２８回にて初期の導体抵抗から１０％の抵抗値の上昇が発生した。一方、従来品に係る高屈曲絶縁電線では１３８９７０回にて初期の導体抵抗から１０％の抵抗値の上昇が発生した。このように、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１は、導体部１０を内層と最外層とに分け、内層にて素線１１を集合撚りとし、最外層にて素線１２を円周状に配置することで導体歪みを緩和でき、耐屈曲性が向上することがわかった。

次に、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１の製造方法について説明する。まず、内層に用いる素線１１を所定本数用意し、これを集合撚りする。次に、最外層に用いる素線１２を上記したｎ−１本用意する。そして、内層の外周に円周状に配置する。これにより、導体部１０が形成される。このとき、素線１２は、内層の素線１１よりも半径が小さいことが望ましい。

次いで、絶縁被覆材２０をチューブ状に押出成形し、これを上記導体部１０上に設ける。これにより、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１が製造される。

このようにして、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１によれば、導体部１０は、内層が素線１１を集合撚りしているため、素線１１間に空間が生まれ屈曲時に導体歪みを緩和するように素線１１が移動することとなり屈曲特性が向上する。また、最外層は内層の外周にて素線１２を円周状に配置しているため、最外層が別に撚られることとなり素線１２が内層に入り込むことが防がれる。従って、より高い屈曲性を有することが可能な高屈曲絶縁電線１を提供することができる。

また、最外層の素線１２の半径をｒとし、内層の半径をｄとし、３６０°を２θ（θは、ｓｉｎ^−１（ｒ／ｄ＋ｒ））で割った自然数をｎとした場合、最外層に配置される素線１２の数はｎ−１である。このため、最外層の素線１２の本数が少なくなり、最外層の素線１２間に隙間ができ、屈曲時に最外層の素線１２が導体歪みを緩和するように移動することとなり屈曲特性が向上する。

また、最外層の素線１２の半径は内層の素線１１の半径よりも小さくされているため、絶縁被覆材２０の内径が固定されている場合、最外層の素線１２と絶縁被覆材２０の内側とに隙間が発生して、屈曲時に最外層の素線１２が導体歪みを緩和するように移動することとなり屈曲特性が向上する。

また、図４に示すように、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１は、従来品と比較して軽量化及び細径化されているにも拘わらず、屈曲特性が向上させることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態に係る高屈曲絶縁電線１は、素線１１，１２が銅合金であるが、これに限らず軟銅線など他の素材であってもよい。なお、素線１１，１２が銅合金（特に強度５００ＭＰａ以上）であると、高屈曲絶縁電線１をコネクタに接続した場合において、高屈曲絶縁電線１が引っ張られたとしてもコネクタ抜けが発生し難くなり好適である。

１…高屈曲絶縁電線
１０…導体部
１１…内層の素線
１２…最外層の素線
２０…絶縁被覆材

Claims

導電性の素線を撚って形成された導体部上に絶縁被覆材を被覆した高屈曲絶縁電線であって、
前記導体部は、素線を集合撚りした内層と、当該内層の外周にて素線を円周状に配置した最外層とからなる
ことを特徴とする高屈曲絶縁電線。
最外層の素線の半径をｒとし、内層の半径をｄとし、３６０°を２θ（θは、ｓｉｎ^−１（ｒ／ｄ＋ｒ））で割った自然数をｎとした場合、前記最外層に配置される素線の数はｎー１である
ことを特徴とする請求項１に記載の高屈曲絶縁電線。
前記最外層の素線の半径は、前記内層の素線の半径よりも小さくされている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の高屈曲絶縁電線。