(57)【要約】【課題】ロボット溶接機等で用いられる位置検知センサなどに接続されるケーブルとして、従来のものよりも耐熱性に優れ、長期の使用可能なケーブルを提供することを目的とする。【解決手段】複数本の絶縁電線２と複数本の絶縁電線２を覆う外被３とを有するケーブル１であって、外被３は、内側から順に、内層３１、金属層３２及び外層３３の三層を有し、外層３３がフッ素樹脂である。金属層３２は金属編組であることが好ましく、前記金属編組の密度は９１％以上９７％以下であることが好ましい。内層３１はフッ素樹脂であることが好ましく、外層３３及び内層３１の少なくともいずれかが架橋されていることが好ましく、外層３３及び内層３１の少なくともいずれかがフッ素ゴムであることが好ましく、外層３３と内層３１とで色が異なることが好ましく、内層３１が押出成形により形成されたものであることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の絶縁電線と前記複数本の絶縁電線を覆う外被とを有するケーブルであって、
前記外被は、内側から順に、内層、金属層及び外層の三層を有し、
前記外層がフッ素樹脂である、ケーブル。
【請求項２】
前記金属層が金属編組である、請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記金属編組の密度が９１％以上９７％以下である、請求項２に記載のケーブル。
【請求項４】
前記内層がフッ素樹脂である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のケーブル。
【請求項５】
前記外層及び前記内層の少なくともいずれかが架橋されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のケーブル。
【請求項６】
前記外層及び前記内層の少なくともいずれかがフッ素ゴムである、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のケーブル。
【請求項７】
前記外層と前記内層とで色が異なる、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のケーブル。
【請求項８】
前記内層が押出成形により形成されたものである、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のケーブル。
【請求項９】
前記内層の平均厚さに対する前記外層の平均厚さの比が１．９０以上３．５４以下である、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、以下の通りのロボット溶接機用給電ケーブルが記載されている。前記ケーブルは、複合撚線導体上に耐熱性ゴムを被覆した２本の絶縁芯線が撚り合わされ、前記撚り合わせ絶縁芯線の円周内に形成される窪み部に介在物が充実され円形とされ、その外周上をテープが巻回され、更にシールド編組が施されている。そして、前記該シールド編組周上に柔軟性を有する熱可塑性プラスチツク樹脂で内部シースが被覆され、更にその外周を熱可塑性ウレタンエラストマーで外部シースが被覆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６４−２０９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロボット溶接機等を用いたアーク溶接ラインでアーク溶接を行う場合、溶接ライン上で可動の被溶接物（ワーク）の位置がセンサ（位置検知センサ）で検知される。位置検知センサはケーブルを介して検知情報を溶接機の制御機に伝送している。前記位置検知センサからの検知情報に基づき、ロボット溶接機の溶接アームが被溶接物に対して、アーク溶接を行う。この際、アーク溶接時に飛散した粒子（スパッタ）がケーブルに当たり、その熱でケーブルの外被が損傷することがある。
このため、従来のロボット溶接機で用いられる位置検知センサに接続されるケーブルは、数か月以内の頻度で交換する必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ロボット溶接機等で用いられる位置検知センサなどに接続されるケーブルとして、従来のものよりも耐熱性に優れ、長期の使用が可能なケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様にかかるケーブルは、
（１）複数本の絶縁電線と前記複数本の絶縁電線を覆う外被とを有するケーブルであって、
前記外被は、内側から順に、内層、金属層及び外層の三層を有し、
前記外層がフッ素樹脂である、ケーブルである。
【発明の効果】
【０００７】
上記によれば、ロボット溶接機で用いられる位置検知センサなどに接続して用いた場合でも、アーク溶接時に飛散したスパッタの熱による損傷を少なくすることができ、耐熱性に優れ、長期の使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一態様に係るケーブルの概略を示す断面図である。
【図２】本発明の一態様に係るケーブルの使用形態の一例であるロボット溶接機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を説明する。
本発明の一態様に係るケーブルは、
（１）複数本の絶縁電線と前記複数本の絶縁電線を覆う外被とを有するケーブルであって、
前記外被は、内側から順に、内層、金属層及び外層の三層を有し、
前記外層がフッ素樹脂である、ケーブルである。
この構成によれば、ロボット溶接機で用いられる位置検知センサなどに接続して用いた場合でも、アーク溶接時に飛散したスパッタの熱による損傷を少なくすることができる
【００１０】
（２）前記金属層は金属編組であることが好ましい。
（３）前記金属編組の密度は９１％以上９７％以下であることが好ましい。
（４）前記内層はフッ素樹脂であることが好ましい。
（５）前記外層及び前記内層の少なくともいずれかが架橋されていることが好ましい。
上記（２）〜（５）の構成によれば、より耐熱性及び強度が高くなり、アーク溶接時に飛散したスパッタの熱による損傷をより少なくすることができる。
【００１１】
（６）前記外層及び前記内層の少なくともいずれかがフッ素ゴムであることが好ましい。
この構成によれば、可撓性が向上し、配線作業を容易にすることができ、また可動部に接続する場合にも有利になる。
（７）前記外層と前記内層とで色が異なることが好ましい。
この構成によれば、損傷・劣化の度合いと、交換のタイミングを判断し易くなる。
（８）前記内層が押出成形により形成されたものであることが好ましい。
この構成によれば、内層の形成作業が容易になり、かつ、内層が、絶縁電線と金属層との間に隙間なく充填されていることにより、より耐熱性及び強度を高くすることができる。
（９）前記内層の平均厚さに対する前記外層の平均厚さの比が１．９０以上３．５４以下であることが好ましい。
この構成によれば、耐熱性と可撓性のバランスを最適化することができるものと推測される。
【００１２】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係るケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態のケーブルの概略を示す断面図である。ケーブル１は、２本の絶縁電線２と２本の絶縁電線２を覆う外被３とを有する。外被３は、内側から順に、内層３１、金属層３２及び外層３３の三層を有する。
【００１３】
（絶縁電線）
絶縁電線２は、導体２１が絶縁樹脂層２２で被覆されてなるものである。
導体２１の素材としては、必要な導電性を有するものであれば特に限定されないが、銅線（メッキ無しもしくは有）、銅合金線及び銅メッキ鋼線等が挙げられる。その中でも、軟銅線や銅合金線が好ましい。また導体２１は撚線であることが好ましい。
導体２１の断面積としては、特に限定されないが、０．０８ｍｍ２以上５ｍｍ２以下が好ましく、０．２ｍｍ２以上２．５ｍｍ２以下がより好ましい。また、導体２１の外径としては、特に限定されないが、０．３８ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、０．５５ｍｍ以上１．９ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００１４】
絶縁電線２の絶縁樹脂層２２を構成する樹脂としては、特に限定されないが、フッ素樹脂及びシリコーン樹脂等が挙げられる。その中でも、耐熱性が高いという観点からフッ素樹脂が好ましい。
絶縁樹脂層２２に使用するフッ素樹脂の詳細については、後述の通りである。
絶縁樹脂層２２の厚さとしては、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であることがより好ましい。また、絶縁樹脂層２２の外径としては、特に限定されないが、０．４８ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましい。
絶縁樹脂層２２は押出成形により形成されることが好ましい。
【００１５】
図１のケーブル１においては、絶縁電線２を２本用いているが、本発明の一態様にかかるケーブルにおいては、絶縁電線は２本に限定されず、３本以上有していても良い。しかし、好ましくは２本以上３本以下である。
また、ケーブル１において、２本の絶縁電線２は、互いに撚合わされたものであっても良く、平行線であっても良いが、撚合わされたものであることが好ましい。撚合わされたものである場合には、その撚りピッチは、特に限定されないが、１０ｍｍ以上であることが好ましく、１７ｍｍ以上が好ましい。
【００１６】
（外被）
２本の絶縁電線２の外側には、外被３を構成する内層３１が存在する。
内層３１の厚さとしては、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることがより好ましい。また、内層３１の外径としては、特に限定されないが、１．１６ｍｍ以上１２．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．９ｍｍ以上７．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
内層３１は樹脂で構成される。内層３１を構成する樹脂としては、特に限定されないが、フッ素樹脂及びシリコーン樹脂等が挙げられる。その中でも、耐熱性が高いという観点からフッ素樹脂が好ましい。
内層３１に使用するフッ素樹脂の詳細については、後述の通りである。
内層３１の形成形態としては、特に限定されないが、押出成形、チューブ状資材中への絶縁電線２の挿入、及び、テープ状資材の絶縁電線２への巻付け等が挙げられる。その中でも、内層３１の形成作業が容易になり、かつ、内層３１が、絶縁電線２と後述の金属層３２との間に隙間なく充填されることによりケーブル１の耐熱性と強度がより向上するという観点から、押出成形が好ましい。
【００１７】
内層３１の外側には、外被３を構成する金属層３２が存在する。
金属層３２が存在することにより、ケーブル１の耐熱性を向上させることができる。
金属層３２の厚さとしては、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることがより好ましい。また、金属層３２の外径としては、特に限定されないが、１．２６ｍｍ以上１４．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．３６ｍｍ以上１２.８  ｍｍ以下であることがより好ましい。
金属層３２を構成する金属種としては、特に限定されないが、鉄、銅、アルミニウム及びステンレス等が挙げられる。その中でも、耐熱性が高い（融点が高い）という観点から、鉄または銅が好ましい。
金属層３２の形態としては、特に限定されないが、金属編組、横巻き、板巻きつけ等が挙げられる。その中でも、金属編組が好ましい。
【００１８】
金属層３２として金属編組を用いる場合には、その編組密度としては、通常のケーブルよりも高いことが好ましく、具体的には、９１％以上９７％以下が好ましく、９３％以上９５％以下がより好ましい。
なお、金属編組の密度（γ）は、以下の式で定義される。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
なお、上記式中、打数Ｃは、編組における金属線のまとまりである群の数を意味し、１打の持数Ｎは、編組における金属線のひとつの群の中の本数を意味する。
【００２１】
金属層３２の外側には、外被３を構成する外層３３が存在する。
外層３３はフッ素樹脂で構成されることにより、ケーブル１に必要な耐熱性を持たせることができる。
【００２２】
外層３３の厚さとしては、特に限定されないが、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下１．４ｍｍ以上であることがより好ましい。また、外層３３の外径としては、特に限定されないが、１．０１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましく、３．０ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることがより好ましい。外層３３は押出成形により形成されることが好ましい。
外層３３を構成するフッ素樹脂の詳細については、後述の通りである。
【００２３】
なお、図１に示すケーブル１は、外被３は、内層３１、金属層３２及び外層３３の三層で構成されているものであるが、必要に応じて更なる層を有していても良い。
【００２４】
絶縁樹脂層２２、内層３１及び外層３３に使用されるフッ素樹脂としては、特に限定されないが、ケーブル１の耐熱性と強度がより向上するという観点から、架橋されていることが好ましい。架橋フッ素樹脂とする際は、押出成型で、樹脂層を設けた後に、架橋させる。架橋方法としては、熱架橋であってもよく、電子線架橋であってもよいが、電子線架橋が好ましい。
また、フッ素樹脂としては、可撓性に優れ配線作業が容易になるという観点と可動部への接続にも使用できるという観点から、フッ素ゴムであることが好ましい。
【００２５】
本実施形態のケーブル１においては、耐熱性と可撓性のバランスを最適化できるという観点から、内層３１の平均厚さに対する外層３３の平均厚さの比が１．９０以上３．５４以下であることが好ましく、２．３０以上３．１０以下であることがより好ましい。なお、内層３１の平均厚さは、内層３１の外径と、２本の絶縁電線を撚ったものまたは束ねたものの断面の最大長との差の二分の一で定義される。
【００２６】
本実施形態のケーブル１は、ロボット溶接機等の配線等に使用することが好ましい。
ケーブル１が使用されるロボット溶接機の概略を図２に示す。
（溶接機）
図２に示すロボット溶接機１００は、溶接アーム１１０と制御機１２０と稼働式のワークライン１３０を有する。溶接アーム１１０と制御機１２０は、給電・制御ケーブル１４０により接続されている。ワークライン１３０上には多数の位置検知センサ１５０が配置される。位置検知センサ１５０はワークライン１３０上の被溶接物（ワーク）２００の位置を検知する。位置検知センサ１５０にはセンサケーブル１６０が接続されている。位置検知センサ１５０で検知されたワーライン１３０上のワーク２００の位置情報は、センサケーブル１６０を介して、制御機１２０に伝送される。
ケーブル１は、主に、ロボット溶接機１００のセンサケーブル１６０として使用することが好ましいが、給電・制御ケーブル１４０として使用しても良い。
【００２７】
本実施形態のケーブル１を、ロボット溶接機１００のセンサケーブル１６０として使用する場合、外層３３と内層３１とで色が異なるものとすることが好ましい。この場合、ケーブル１が使用中に損傷を受けた場合の交換のタイミングの判断を容易にできる。
例えば、内層３１を構成する樹脂にオレンジ色の顔料等を含有させることにより、内層３１を着色することが好ましい。
ケーブル１を、ロボット溶接機１００のセンサケーブル１６０として使用した場合、ケーブル１の外層３３の表面は、溶接時に飛散したスパッタによって黒く汚れる。そしてさらに使用を続けると、外層３３および金属層３２に穴が開いてくる。外層３３および金属層３２に開いた穴が内層３１に達すると、黒色に汚れた外層３３表面とは対照的に、内層３１の鮮やかなオレンジ色等が現れる。この内層３１のオレンジ色等が現れた時点をケーブル１の交換のタイミングとして判断することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明に係る実施例及び比較例を用いた評価試験の結果を示し、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２９】
〔実施例用ケーブルの作製〕
図１に示す形態のケーブル１を作成した。具体的な仕様は以下の通りとした。
絶縁電線２は２本用いた。
各絶縁電線２の導体２１としては、断面積が０．３ｍｍ２、外径が０．７２ｍｍの軟銅撚線を用いた。
絶縁電線２の絶縁樹脂層２２は、フッ素ゴムの押出成形により樹脂層を設けた後に、電子線照射により架橋させて形成した。絶縁樹脂層２２は、厚さを０．２ｍｍ、外径を１．１２ｍｍとした。
２本の絶縁電線２は撚りピッチ２５で撚合せた。
【００３０】
２本の絶縁電線２の外側の内層３１は、フッ素ゴムの押出成形により樹脂層を設けた後に、電子線照射により架橋させて形成した。内層３１は、平均厚さを０．２５ｍｍ、外径を３．４４ｍｍとした。なお内層３１は、ピグメントオレンジ顔料を樹脂成分に対して５ｗｔ％になるように含有させ、オレンジ色に着色した。
内層３１の外側の金属層３２は、厚さが０．７ｍｍの金属編組を用いた。金属編組の素線には素線径ｄが０．１４ｍｍの軟銅線を用いた。１打の持数Ｎを６本、打数Ｃを１６、電線の縦軸に対する素線の角度αを７１．６度、編組のピッチＰを２８．６ｍｍ、編組下の径Ｄを３．４４ｍｍ、編組密度（γ）を９３．６％とした。
金属層３２の外側の外層３３は、フッ素ゴムの押出成形により樹脂層を設けた後に、電子線照射により架橋させて形成した。外層３３は、平均厚さを０．６８ｍｍ、外径を４．８ｍｍとした。
【００３１】
〔比較例用ケーブルの作製〕
内層３１に代えて、同じ厚さのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）層を押出成形で形成し、金属層３２及び外層３３に代えて、厚さ１．３８ｍｍのシリコーンチューブを用いた以外は、実施例用ケーブルと同様にして、比較例用ケーブルを作製した。
【００３２】
〔実機使用試験〕
作製した実施例用ケーブル及び比較例用ケーブルを、それぞれ、図２に示すロボット溶接機１００のセンサケーブル１６０に使用し、溶接作業を行った。同じ作業条件で連続して溶接作業を行い、２か月後の各ケーブルの外観を観察した。その結果、実施例用ケーブルの外層には、損傷が観られなかった。一方、比較例用ケーブルのシリコーンチューブには、多数の損傷穴が観られた。
【符号の説明】
【００３３】
１：ケーブル
２：絶縁電線
２１：導体
２２：絶縁樹脂層
３：外被
３１：内層
３２：金属層
３３：外層
１００：ロボット溶接機
１１０：溶接アーム
１２０：制御機
１３０：ワークライン
１４０：給電・制御ケーブル
１５０：位置検知センサ
１６０：センサケーブル
２００：被溶接物（ワーク）
【図１】
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【図２】
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