(57)【要約】【課題】ケーブルの耐油性及び耐屈曲性を向上させ、且つ、絶縁体に定格温度２００℃以下の樹脂を適用することができる耐油・耐屈曲シース付きケーブルを提供する。【解決手段】導体及び導体の外周に被覆された絶縁体を有する複数の電線２と、撚り合わされた複数の電線２の外周に巻かれた押さえテープ３と、押さえテープ３の外周に被覆されるシース５とを備え、前記絶縁体は、定格温度２００℃以下であり、シース５は、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体であるものとした。【選択図】図１
2013258104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体及び導体の外周に被覆された絶縁体を有する複数の電線と、撚り合わされた前記複数の電線の外周に巻かれた押さえテープと、前記押さえテープの外周に被覆されるシースとを備え、
前記絶縁体は、定格温度２００℃以下であり、
前記シースは、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体であることを特徴とする耐油・耐屈曲シース付きケーブル。
【請求項２】
前記シースの厚さは、ケーブル外径の０．１倍以上０．２倍以下である請求項１に記載の耐油・耐屈曲シース付きケーブル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の耐油・耐屈曲シース付きケーブルと、前記耐油・耐屈曲シース付きケーブルの端末部分に接続されたコネクタと、を有することを特徴とする端末付きケーブルハーネス。
【請求項４】
導体と導体の外周に被覆された定格温度２００℃以下の絶縁体とからなる複数の電線を撚り合わせる第１の工程と、撚り合わされた前記複数の電線の外周に押さえテープを巻く第２の工程と、前記押さえテープの外周に、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体からなる動的架橋されたシースを被覆する第３の工程とを有することを特徴とする耐油・耐屈曲シース付きケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐油・耐屈曲シース付きケーブルに係り、特に、産業用ロボット、自動工作用機械、電動アクチュエータなど可動を伴う機器の可動部で制御用信号伝送や電源供給に好適な耐油・耐屈曲シース付きケーブル及びそれを用いたケーブルハーネス並びに耐油・耐屈曲シース付きケーブルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
作業用ロボット、自動工作用機械、電動アクチュエータなど可動を伴う機器の可動部には、制御用信号伝送や電源供給用として耐屈曲ケーブルが使用されている。
【０００３】
これらの機器に用いられる耐屈曲ケーブルとしては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）或いはＰＵ（ポリウレタン）シース付耐屈曲ケーブルが一般的である。
【０００４】
図４に示すように、これら従来の耐屈曲ケーブル２１においては、７本以上の撚り線導体に照射架橋ＰＶＣ、照射架橋ポリエチレン、照射架橋発泡ポリエチレン或いはポリプロピレン、発泡ポリプロピレン、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(４．６フッ化)）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）を被覆した電線（絶縁コア）２を複数本一定のピッチで撚り合わせた上に、押さえテープ３及び一括シールド４を設け、その上にソフトＰＶＣシース２２を被覆したものが一般的である。また、図５に示すように、電源供給用耐屈曲ケーブル３１の場合、一括シールドがない構造のものもある。
【０００５】
ところで、近年上記機器の多様化に伴い、機器の可動部周辺には様々な種類の油が使用されており、ケーブルにはこのような様々な油に長時間耐えるような高い耐油性が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２４０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＰＶＣシース２２には、可塑剤や安定剤など様々な成分が使われているため、油成分が浸透しやすく、長時間浸漬されると、その油成分によってＰＶＣシース２２が硬化したり、膨潤したりすることでＰＶＣシース２２を被覆した耐屈曲ケーブル２１、３１の機械特性（伸び、引張り強さ）が劣化し、耐屈曲性が著しく損なわれてしまうという問題があった。
【０００８】
ＰＶＣシース２２の耐油性を上げる方法としては、可塑剤を減らす方法もあるが、可塑剤を大きく減らすとＰＶＣシース２２の柔らかさが損なわれ、硬くなってしまい押出成型が難しく、ケーブルの耐屈曲性も落ちてしまう。
【０００９】
また、ＰＶＣシース２２の代わりに耐油性に優れて比較的柔らかいフッ素樹脂ＦＥＰ、ＰＦＡを使う方法もあるが、ＰＶＣよりも硬く弾力性がないため、取扱い時に傷や割れが発生しやすく、耐屈曲ケーブル２１のシースには適していない。
【００１０】
更に、シースには耐屈曲性に優れたフッ素ゴム、旭硝子社製フルオン・アフラス（登録商標）を使う方法もあるが、２００℃程度の温度で数分間の加硫工程が必要であるため、絶縁体に被覆している定格温度２００℃未満の照射架橋ＰＶＣ、照射架橋ポリエチレン、照射架橋発泡ポリエチレン或いはポリプロピレン、発泡ポリプロピレン、ＥＴＦＥなどの材料は加硫工程で溶けてしまい、ケーブルの絶縁性能が損なわれてしまう（例えば、定格温度は、照射架橋ＰＶＣが８０〜１０５℃、照射架橋ＰＥが８０〜１０５℃、ＥＴＦＥが１５０℃）。
【００１１】
そこで、２００℃の加硫温度に十分耐えられる定格温度２００℃以上のＦＥＰ（定格温度：２００℃）、ＰＦＡ（定格温度：２５０℃）を絶縁体に適用し、シースに耐屈曲性に優れたフッ素ゴムフルオン・アフラスを被覆する方法もあるが、絶縁体の材質がＦＥＰ、ＰＦＡの２種材料に制限されたり、加硫工程でケーブルの介在６や絶縁材料などに付いた水分が揮発するため、フッ素ゴムシースにエア膨れが発生しやすく、その対策として０．８ｍｍ以上の厚さが必要となるなど、コストが高く、様々な電気特性要求、軽量且つ細径化要求、屈曲特性要求を満足するケーブルの設計が難しくなり、設計の自由度が損なわれてしまう。
【００１２】
一方、産業用ロボット、自動工作用機械、電動アクチュエータなど可動部を有する機器にあっては、多機能化、小型化が進むに連れ、可動部制御用信号伝送や電源供給用制御ケーブルに高耐油・高耐屈曲性能が求められる一方、細径化も求められている。
【００１３】
このような要求に応えるためには、様々な絶縁材料の絶縁線に被覆可能で、耐油性と耐屈曲性に優れており更に０．８ｍｍ以下の薄肉押出成型も可能なシース付ケーブルが必要である。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ケーブルの耐油性及び耐屈曲性を向上させ、且つ、絶縁体に定格温度２００℃以下の樹脂を適用することができる耐油・耐屈曲シース付きケーブル及びそれを用いたケーブルハーネス並びに耐油・耐屈曲シース付きケーブルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明は、導体及び導体の外周に被覆された絶縁体を有する複数の電線と、撚り合わされた前記複数の電線の外周に巻かれた押さえテープと、前記押さえテープの外周に被覆されるシースとを備え、前記絶縁体は、定格温度２００℃以下であり、前記シースは、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体であるものである。
【００１６】
前記シースの厚さは、ケーブル外径の０．１倍以上０．２倍以下であるとよい。
【００１７】
また、端末付きケーブルハーネスは、前記耐油・耐屈曲シース付きケーブルと、前記耐油・耐屈曲シース付きケーブルの端末部分に接続されたコネクタとを有するものである。
【００１８】
またさらに、耐油・耐屈曲シース付きケーブルの製造方法は、導体と導体の外周に被覆された定格温度２００℃以下の絶縁体とからなる複数の電線を撚り合わせる第１の工程と、撚り合わされた前記複数の電線の外周に押さえテープを巻く第２の工程と、前記押さえテープの外周に、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体からなる動的架橋されたシースを被覆する第３の工程とを有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ケーブルの耐油性及び耐屈曲性を向上させ、且つ、絶縁体に定格温度２００℃以下の樹脂を適用することができる
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る耐油・耐屈曲シース付きケーブルの断面図である。
【図２】他の実施の形態を示す耐油・耐屈曲シース付きケーブルの断面図である。
【図３】耐油・耐屈曲シース付きケーブルを用いたケーブルハーネスの正面図である。
【図４】従来の耐油・耐屈曲シース付きケーブルの断面図である。
【図５】従来の耐油・耐屈曲シース付きケーブルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る耐油・耐屈曲シース付きケーブルを添付図面に基づいて説明する。図１に示す耐油・耐屈曲シース付きケーブルは制御用信号伝送用である。
【００２２】
図１に示すように、耐油・耐屈曲シース付きケーブル１は、一定のピッチで撚り合わされ集合された複数の電線２と、撚り合わされた複数の電線２の外周に巻かれた押さえテープ３と、押さえテープ３の外周に一括シールド４を介して被覆されたシース５とを備える。
【００２３】
電線２は、信号用対撚り線芯或いは各対シールド線芯或いは同軸線芯である。電線２は、導体（図示せず）と、導体の外周に被覆された絶縁体（図示せず）とを有する。導体は、可とう性に優れた７本以上の撚り線導体からなる。絶縁体は、定格温度２００℃以下の樹脂を用いることが可能であり、例えば、照射架橋ＰＶＣ、照射架橋ポリエチレン、照射架橋発泡ポリエチレン或いはポリプロピレン、発泡ポリプロピレン、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ等の樹脂からなる。また、電線２間には、介在６が設けられている。
【００２４】
押さえテープ３は、滑りのいい紙テープ或いはＰＥＴテープ、ナイロンテープ或いはＥＴＦＥテープからなる。
【００２５】
一括シールド４は、銅線或いは銅箔糸からなる横巻或いは編組シールドからなる。
【００２６】
シース５は、耐屈曲性に優れ且つ薄肉押出成型が可能なフッ素ゴム樹脂、すなわち、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体からなる。かかる複合体は、押出時の熱で動的加硫が可能である。具体的には、シース５は、ダイキン工業製ダイエルフルオロＴＰＶ（Thermoplastic Vulcanizates）（登録商標）からなる。
【００２７】
複合体を構成するフッ素樹脂は、非パーフルオロ樹脂たるＥＴＦＥ樹脂である。また、フッ素ゴムは、フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体またはフッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン共重合体からなる。フッ素樹脂とフッ素ゴムの質量比は、７５／２５〜２５／７５である。フッ素ゴムは、粒子状に形成され、フッ素樹脂マトリックス中に均一に微細分散されている。
【００２８】
また、シース５は、比重が１．８７、メルトフローレート（ＭＦＲ）が３〜２０（ｇ／１０ｍｉｎ）であり、融点が２２０℃程度、伸びが３００〜４００％程度である。また、シース５は、５〜５０ｍ／ｍｉｎの引取り速度で０．２ｍｍ程度の薄肉押出成型も可能なＥＴＦＥ樹脂に近い特性を持ち、更にゴムのように硬度（Shore-A）が９０程度である。
【００２９】
かかる耐油・耐屈曲シース付きケーブル１を製造する場合、導体と導体の外周に被覆された定格温度２００℃以下の絶縁体とからなる複数の電線２を撚り合わせる第１の工程の後、第１の工程で撚り合わされた複数の電線２の外周に押さえテープ３を巻く第２の工程を行い、その押さえテープ３の外周に、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体からなる動的架橋（動的加硫）されたシース５を被覆する第３の工程を行う。シース５の被覆は押出機（図示せず）を用いて行い、動的架橋は押出時の熱で行う。加硫工程を必要としないので、介在６等に付いた水分が揮発してシース５にエア膨れが発生するのを防ぐことができ、シース５を薄肉にできる。
【００３０】
このように、電線２の絶縁体が定格温度２００℃以下であり、シース５がフッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体であるものとしたため、ケーブルの高耐油・高耐屈曲、軽量且つ細径化を実現できる。そして、フッ素樹脂とフッ素ゴムの複合体はＥＴＦＥと同様定格温度１５０℃であるため、最高１０５℃耐熱である従来のＰＶＣシースよりも高い耐熱性が得られる。
【００３１】
また、シース５の厚さを、ケーブル外径の０．１倍以上０．２倍以下にしたため、耐油・耐屈曲シース付きケーブル１を安定して製造できる。シース厚さがケーブル外径の０．１倍以下だと薄過ぎて、押出成形時にシース表面に撚り合わせの撚り目が発生しやすくなるため、シースの同心率が低下し、極端に薄い肉厚の場所でシース割れが発生する虞がある。一方、シース厚をケーブル外径の０．２倍以上にすると、シース成形時に溶けたフッ素ゴム樹脂の熱が発散しにくく、それぞれの電線２の絶縁体に伝わりやすくなるため、定格温度１５０℃以下の絶縁体同士が融着し、ケーブルの耐屈曲特性を劣化させる虞がある。
【００３２】
なお、制御用信号伝送用の耐油・耐屈曲シース付きケーブル１について述べたが、これに限るものではない。図２に示すように、耐油・耐屈曲シース付きケーブル１１は、一括シールドがない構造の電源供給用ケーブルであってもよい。この場合、電線１２は、電源用絶縁線からなるとよい。図２中の押さえテープ３、一括シールド４、シース５及び介在６は、上述の制御用信号伝送用の耐油・耐屈曲シース付きケーブル１と同じである。
【００３３】
また、図３に示すように、端末付きケーブルハーネス１３は、耐油・耐屈曲シース付きケーブル１（１１）と、耐油・耐屈曲シース付きケーブル１（１１）の端末部分に接続されたコネクタ１４とを有するものにするとよい。コネクタ１４は、耐油・耐屈曲シース付きケーブル１（１１）の両端の端末部分に接続されるとよい。
【実施例】
【００３４】
次に実施例１、２と比較例１、２について耐油試験と耐屈曲試験を実施した結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2013258104.tif 000003
【００３６】
実施例１、２のケーブルのシース材質はダイエルフルオロＴＰＶであり、比較例１、２のケーブルのシース材質はソフトＰＶＣである。
【００３７】
実施例１、２及び比較例１、２において、ケーブルの複数電線の導体サイズは２６ＡＷＧ（アメリカンワイヤゲージ）であり、その電線を構成する撚り線導体の本数は３０本であり、撚り線導体の直径は０．０８ｍｍである。また、押さえテープの厚さは、０．０５ｍｍであり、シースの厚さは０．７ｍｍである。
【００３８】
また、実施例１及び比較例１において、ケーブルの複数電線の絶縁体は照射ＰＶＣであり、複数電線の撚合せ外径は３．１ｍｍであり、ケーブルの外径は４．６ｍｍであり、シースの厚さはケーブル外径の約０．１５倍である。実施例２及び比較例２において、ケーブルの複数電線の絶縁体はＥＴＦＥであり、複数電線の撚合せ外径は２．８ｍｍであり、ケーブルの外径は４．３ｍｍであり、シースの厚さはケーブル外径の約０．１６倍である。
【００３９】
耐油試験は、ケーブルのシース部を４０℃の水溶性／不水溶性切削油に５０００時間浸漬し、５００時間毎に取出し、シースの変色、伸び・引張り強さを測定し、初期値と比較した。初期値に比べ伸びと引張り強さが２０％低下した時点で不良とした。
【００４０】
耐屈曲試験は、ケーブル外径の４倍程度の曲げＲ（本実施例では、２０ｍｍ）で荷重を５００ｇかけ、±９０度の繰り返し屈曲を行った。複数電線の導体抵抗値が２０％上昇した時点で断線と判断した。
【００４１】
実施例１、２では、５０００時間経過した時点であっても初期に比べシースの変色、伸び・引張り強さの低下が認められず、耐油性が良好であった。そして、耐屈曲性もそれぞれ、シースの材質以外が同じ構成である比較例１、２に比べ良好であった。
【００４２】
比較例１、２では、耐屈曲性は良好であるが、５００時間経過した時点で不水溶性切削油に浸漬したシースに硬化が発生したため、初期より伸びが２０％以上低下し、耐油性が不良であった。
【符号の説明】
【００４３】
１  耐油・耐屈曲シース付きケーブル
２  電線
３  押さえテープ
４  一括シールド
５  シース
【図３】
2013258104.tif 000004
【図１】
2013258104.tif 000005
【図２】
2013258104.tif 000006
【図４】
2013258104.tif 000007
【図５】
2013258104.tif 000008