絕緣電線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕緣電線。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)地，諸如機(jī)器人這樣的機(jī)器具有進(jìn)行復(fù)雜動(dòng)作的可動(dòng)部。相應(yīng)地，由此要求在這樣的機(jī)器中使用的電線適用于可動(dòng)部。例如，這樣的可動(dòng)部構(gòu)造成使得將彎曲半徑設(shè)定得大，從而減小彎曲應(yīng)變。對(duì)于這樣的可動(dòng)部，使用包括具有良好的高周疲勞性能的金屬導(dǎo)體的絕緣電線。已知有益的是:在彎曲應(yīng)變小并且需要高的撓曲疲勞周期的位置(即，高周區(qū)域)，金屬導(dǎo)體具有高拉伸強(qiáng)度(物理屬性值[MPa])。
[0003]為了提高絕緣電線的高撓曲疲勞性能，提出減小在金屬導(dǎo)體中使用的股線的直徑(參見專利文獻(xiàn)I或2)。根據(jù)這些文獻(xiàn)，通過減小金屬導(dǎo)體的股線的直徑，能夠減小要在金屬導(dǎo)體中引起的應(yīng)變，并且能夠提高金屬導(dǎo)體的拉伸強(qiáng)度。即，根據(jù)這些技術(shù)，通過在相同的絕緣電線的彎曲半徑的情況下減小金屬導(dǎo)體股線內(nèi)部的彎曲應(yīng)變，能夠提供適用于高周區(qū)域的電線。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:JP 2010-18848A
[0007]專利文獻(xiàn)2:JP 2001-93341A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的問題
[0009]然而，在專利文獻(xiàn)I或2中描述的絕緣電線可能僅應(yīng)用于高周區(qū)域，并且可能不適用于低周區(qū)域。例如，在諸如機(jī)器人這樣的機(jī)器中，需要根據(jù)要使用的絕緣電線的撓曲疲勞性能來設(shè)計(jì)彎曲半徑，并且可能需要根據(jù)機(jī)器要求的撓曲作用耐久數(shù)而放大彎曲部。另外，因?yàn)樵诮M裝期間可以在有限空間中以小半徑彎曲絕緣電線，并且可以重復(fù)連接器的插入和拔出，所以絕緣電線具有彎曲應(yīng)變?cè)龃蟮牟糠帧Ｔ谛枰貜?fù)以小彎曲半徑彎曲絕緣電線以使得增大絕緣電線的彎曲應(yīng)變的情況下，需要采用適用于低周區(qū)域的絕緣電線。如果在增大的彎曲應(yīng)變被強(qiáng)加于絕緣電線上的情況下使用僅適用于高周區(qū)域的絕緣電線，則電線可能不能抵抗彎曲應(yīng)變，并且可能引起導(dǎo)體損壞等。
[0010]已經(jīng)鑒于上述情況做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供適用于高周區(qū)域和低周區(qū)域二者的絕緣電線。
[0011]解決問題的方案
[0012]為了上述目的，根據(jù)本發(fā)明的絕緣電線具有在下面的⑴中描述的特性。
[0013](I) 一種絕緣電線，包括:導(dǎo)電性的金屬導(dǎo)體股線或由絞合在一起的多個(gè)金屬導(dǎo)體股線構(gòu)成的股線導(dǎo)體，所述金屬導(dǎo)體股線或所述股線導(dǎo)體由電絕緣性的絕緣體覆蓋，其中，所述金屬導(dǎo)體股線均由具有500MPa以上的拉伸強(qiáng)度和6%以上的延伸率的銅合金制成，并且具有0.12mm以下的股線直徑。
[0014]根據(jù)該絕緣電線，具有500MPa以上的拉伸強(qiáng)度和6%以上的延伸率的銅合金用作金屬導(dǎo)體股線，并且股線直徑是0.12mm以下。由此，能夠耐受具有例如R = 20mm以上的大彎曲半徑的大約5，000, 000次撓曲作用，使得其適用于彎曲應(yīng)變小并且要求高的撓曲疲勞周期的高周區(qū)域。此外，由于金屬導(dǎo)體具有6%以上的延伸率，所以還適用于彎曲應(yīng)變大的低周區(qū)域。因此，能夠提供一種絕緣電線，該絕緣電線能夠分別滿足高周區(qū)域和低周區(qū)域中要求的耐撓曲作用數(shù)。
【附圖說明】
[0015]圖1是圖示出根據(jù)實(shí)施例的絕緣電線的實(shí)例的截面圖。
[0016]圖2是示出拉伸強(qiáng)度與延伸率之間的關(guān)系的圖。
[0017]圖3是示出根據(jù)時(shí)效溫度而變化的拉伸強(qiáng)度和延伸率的圖。
[0018]圖4(a)和4(b)是示出根據(jù)實(shí)例和比較實(shí)例的經(jīng)受耐撓曲試驗(yàn)的絕緣電線的構(gòu)造、并且還示出試驗(yàn)結(jié)果的圖表。
[0019]參考標(biāo)記列表
[0020]I絕緣電線
[0021]11金屬導(dǎo)體
[0022]Ila金屬導(dǎo)體股線
[0023]12絕緣體
【具體實(shí)施方式】
[0024]在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣電線的實(shí)例的圖。
[0025]如圖1所示，根據(jù)該實(shí)施例的絕緣電線I具有由電絕緣性的絕緣體12覆蓋的股線導(dǎo)體11。股線導(dǎo)體11由絞合在一起的多個(gè)(在圖1所示的實(shí)例中是19個(gè))金屬導(dǎo)體股線113構(gòu)成，并且截面積是例如0.08叫(么1628)。在該實(shí)施例中，金屬導(dǎo)體股線Ila由銅合金，更具體地，由諸如 Cu-Cr、Cu-Cr-Zr、Cu-Cr-Zn、Cu-Co-P、Cu-N1-P 和 Cu-Fe-P 合金這樣的可沉積硬化的銅合金制成。股線導(dǎo)體11可以僅由一個(gè)金屬導(dǎo)體股線Ila以不絞合方式構(gòu)成。并且，股線導(dǎo)體11不限于由絞合在一起的19個(gè)金屬導(dǎo)體股線Ila構(gòu)成的股線導(dǎo)體。例如，股線導(dǎo)體11可以由絞合在一起的30個(gè)金屬導(dǎo)體股線Ila構(gòu)成，從而具有0.13sq(AWG26)的截面積，或可以由絞合在一起的不同數(shù)量的金屬導(dǎo)體股線Ila構(gòu)成。在圖1所示的實(shí)例中，絕緣體12是聚氯乙烯樹脂組合物(或聚烯烴樹脂組合物)。然而，絕緣體12不限于此。
[0026]在金屬導(dǎo)體股線I Ia中，各種金屬的配合率如下。當(dāng)金屬導(dǎo)體股線I Ia是Cu-Cr-Zr銅合金時(shí)，該合金包括0.50?1.50質(zhì)量％的Cr，0.05?0.15質(zhì)量％的Zr，和0.10?0.20%的Sn，其余是Cu。當(dāng)股線導(dǎo)體11是Cu-Co-P銅合金時(shí)，該合金包括0.20?0.30重量％的Co，0.07?0.12重量％的？，0.02?0.05重量％的祖，0.08?0.12重量％的Sn，和0.01?0.04%的Zn，其余是Cu。
[0027]根據(jù)該實(shí)施例的絕緣電線I適用于高周區(qū)域和低周區(qū)域二者。具體地，根據(jù)該實(shí)施例的絕緣電線I能夠以涉及小的彎曲應(yīng)變的R = 20mm以上的彎曲半徑進(jìn)行5，000, 000次以上的撓曲作用(即，適用于高周區(qū)域)，并且能夠以涉及大的彎曲應(yīng)變的R = 0.5mm的彎曲半徑進(jìn)行數(shù)十次以上的撓曲作用(即，適用于低周區(qū)域)。下面將進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]首先，為了提供適用于高周區(qū)域的絕緣電線，高拉伸強(qiáng)度對(duì)于金屬導(dǎo)體11是有益的。在該實(shí)施例中，通過使用上述的金屬導(dǎo)體11，能夠達(dá)到500MPa以上的拉伸強(qiáng)度，以使得絕緣電線適用于高周區(qū)域。
[0029]圖2是示出拉伸強(qiáng)度與延伸率之間的關(guān)系的圖。在圖2中，用于縱坐標(biāo)的符號(hào)S表示拉伸強(qiáng)度[MPa]，并且用于橫坐標(biāo)的符號(hào)E表示延伸率[% ]。
[0030]如圖2所示，由符號(hào)A指示的軟銅的拉伸強(qiáng)度根據(jù)延伸率變化，但是大致稍高于200MPa。相比之下，由符號(hào)C指示的在工業(yè)機(jī)器人電纜中使用的銅合金的拉伸強(qiáng)度以及由符號(hào)B表示的上述可沉積硬化的銅合金的拉伸強(qiáng)度均根據(jù)延伸率而變化，并且具有拉伸強(qiáng)度是500MPa以上的區(qū)域。因此，在工業(yè)機(jī)器人電纜中使用的銅合金和可沉積硬化的銅合金適用于高周區(qū)域。
[0031]為了提供適用于低周區(qū)域的絕緣電線，金屬導(dǎo)體11具有高的延伸百分比是有益的。在該實(shí)施例中，通過使用上述金屬導(dǎo)體11，能夠?qū)崿F(xiàn)6 %以上的延伸率，使得其適用于低周區(qū)域。
[0032]如圖2所示，由符號(hào)C指示的在工業(yè)機(jī)器人電纜中使用的銅合金具有最大大約3%的延伸率。即，該銅合金不能實(shí)現(xiàn)6%以上的延伸率，使得其不適用于低周區(qū)域。相比之下，上述金屬導(dǎo)體11能夠?qū)崿F(xiàn)6%以上的延伸率，使得其適用于低周區(qū)域。根據(jù)由JIS-Z-2241(金屬材料的拉伸試驗(yàn)方法)規(guī)定的拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)量的試驗(yàn)力N判定拉伸強(qiáng)度，并且根據(jù)由其規(guī)定的延伸儀測(cè)量的標(biāo)記點(diǎn)之間的距離來判定延伸率。
[0033]為了在高周區(qū)域中使用，在涉及小的彎曲應(yīng)變的R = 20mm以上的彎曲半徑處要求高的撓曲特性。即，在該實(shí)施例中，需要設(shè)定各個(gè)金屬導(dǎo)體股線IIa的直徑，使得以R = 20_的彎曲半徑滿足高的撓曲特性。作為努力研宄的結(jié)果，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn):鑒于金屬導(dǎo)體股線Ila的應(yīng)變隨著其直徑減小而變小的趨勢(shì)，股線直徑需要是0.12mm以下，以使得形成金屬導(dǎo)體11的銅合金滿足R = 20mm的彎曲半徑的高的燒曲特性。由此，能夠以R = 20mm以上的大的彎曲半徑抵抗大約5，000, 000次的撓曲作用。
[0034]如上所述，在根據(jù)該實(shí)施例的金屬導(dǎo)體11中，使用了具有500MPa以上的拉伸強(qiáng)度和6%以上的延伸率的銅合金，并且股線直徑是0.12mm以下。
[0035]期望的是:除了滿足上述條件之外，金屬導(dǎo)體11還具有小于15%的延伸率。在延伸率與拉伸強(qiáng)度之間存在相關(guān)性，并且延伸率的改變導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度的改變。因此，當(dāng)延伸率是15%以上時(shí)，具有65% IACS(國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn))以上的導(dǎo)電率的銅系可沉積硬化合金不能維持500MPa的拉伸強(qiáng)度。此外，期望其拉伸強(qiáng)度小于650MPa。這是因?yàn)楫?dāng)拉伸強(qiáng)度是650MPa以上時(shí)，銅系合金不能維持6%的延伸率。
[0036]同樣期望的是:各個(gè)金屬導(dǎo)體股線Ila的直徑是0.05mm以上。這是因?yàn)?沒有至少0.05mm的直徑，由于拉絲應(yīng)變的蓄積，拉絲變得困難。為了具有比0.05mm小的直徑，需要在拉絲期間進(jìn)行固溶熱處理，以釋放蓄積的應(yīng)變。然而，并不容易對(duì)Imm以下的電線進(jìn)行固溶熱處