JPH0580085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電流容量が大きくかつ耐屈曲性、耐
振動性に優れる可撓導体に関する。

［従来の技術と解決しようとする課題］ 例えば、工業用ロボツトを利用したスポツト溶
接機の電力供給用リード線は、溶接の度に極めて
大きい電流が流され、併せて衝撃的（電気力学
的）振動が生ずる。またロボツトが作動する毎に
リード線は振り廻され、繰返し屈曲される。した
がつてこのように使用されるリード線は可撓導体
である。

この可撓導体は、通常、軟銅線よりなる素線を
集合撚りし、この集合撚線を同心撚りして複合撚
線（子撚）とし、この複合撚線をさらに同心撚り
して複複合撚線としたものからなり、例えば第４
図のごとき断面構造をなしている。

上記可撓導体の使用状況を観察すると、繰返し
屈曲や衝撃を受けている間に複複合撚線の素線は
互いに接する部分で擦られて摩耗断線が生じる。
一部の素線が断線すると、導体の抵抗が大きくな
り、その部分が過熱して更に断線し易くなつて悪
循環を繰返し、断線が進行して行く。

この断線は、複複合撚りされた最外層の子撚２
c′とその下層の子撚２b′とが接する部分で最も顕
著に現われ、時に最外層の子撚２c′よりもその下
層の子撚２b′における素線断線が顕著である。各
子撚２a′，２b′，２c′の素線に純軟銅線を用いた
第４図の複複合撚線の耐用テストによると、最外
層の子撚２c′と接する下層の子撚２b′の中でも外
層部分の集合撚線１d′の素線の断線が特に顕著で
あつた。

したがつて、この種の可撓導体としては、その
使用上、加熱下での耐屈曲性および耐振動性を向
上させて前記の素線断線を防止することが望まれ
る。

そのため、上記の観察結果等から、最外層の子
撚とその下層の子撚の撚方向を同一にして互いに
接する素線がクロスしないようにしたものが提案
（実願昭63−87906号）されたが、この場合素線が
クロスする従来品に比して断線が生じ難くなるも
のの、充分に満足できる効果は得られないもので
あつた。

そこで本発明者等は、上記の摩耗断線の防止に
ついて、さらに種種の研究、検討を重ねている過
程において、同一金属線同士、特に純軟銅線同士
が接している場合よりも、異種金属線同士が接し
ている場合のほうが、摩擦係数が小さくて素線の
擦れ等による摩耗断線が著しく少なくなることを
知見するに至つた。

これに基づいて、純銅素線を用いた子撚と、別
記銅合金の素線を用いた子撚とを接触させるよう
にして、屈曲、振動を与えて摩耗テストを行つた
ところ、耐摩耗性が大きく向上することが判つ
た。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記知見に基いてなしたものであつ
て、複複合撚線における最も断線が生じ易い第１
層の子撚、つまり最外層の子撚と接する下層の子
撚の素線に、導電性が良くてしかも耐熱性および
耐屈曲性等の機械的特性に優れる下記銅合金の軟
化線を用いることとし、これにより導電性を損う
ことなく耐屈曲、耐振動性を向上させ、素線の摩
耗断線防止にきわめて効果のある可撓導体を提供
するものである。

すなわち、本発明の第１は、特に集合撚線を同
心撚りした複合撚線を子撚とし、この子撚を更に
同心撚りして複複合撚線とした可撓導体におい
て、その最外層を構成する子撚の素線を純軟銅線
とし、最外層の子撚と接する下層の子撚の素線
に、Fe、Ｂを含有し、その含有量がそれぞれ Fe：0.05〜0.1重量％ Ｂ：0.01〜0.05重量％ で、残部が銅からなる銅合金の軟化線を用いて構
成したものである。

また本発明の第２は、最外層の子撚と接する下
層の子撚の中でも外層部分の集合撚線の素線断線
が顕著であること、また前記銅合金のコスト等を
考慮してなしたものであつて、前記同様の複複合
撚線による可撓導体において、その最外層を構成
する子撚の素線を純軟銅線とし、最外層の子撚と
接する下層の子撚の外層部分の集合撚線の素線を
上記した銅合金の軟化線とし、他の集合撚線の素
線を純軟銅線としたことを特徴とするものであ
る。

上記の発明で用いる銅合金において、Fe含量
を0.05〜0.1重量％としたのは、0.05重量％未満で
は繰返し曲げ強度、引張り強度および耐熱性等の
効果が少なくなり、他方0.1重量％を越えると導
電性（熱伝導性）の低下が大きくなるからであ
る。またＢ含量を0.01〜0.05重量％としたのは、
0.01重量％未満では繰返し曲げ強度、引張り強度
および耐熱性等の効果が少なくなり、他方0.05重
量％を越えると導電率が低下し、鋳造性も低下す
るからである。

［作用］ 上記の本発明の第１の可撓導体によれば、複複
合撚線の最外層の子撚の素線を純軟銅線とし、こ
れと接する下層の子撚の素線を上述した銅合金と
したことにより、素線の摩耗断線が顕著な最外層
の子撚とその下層の子撚との接触部分においては
異種金属線同士の接触となり、そのため同一の金
属線同士の場合よりも摩擦係数が小さくなつて、
耐摩耗性が大幅に向上し、摩耗断線がきわめて生
じ難いものである。しかしてこれが、断線の生じ
易い下層（第１層）の子撚の素線に、導電性が良
くてかつ耐熱性および繰返し屈曲や引張り強度等
の機械的特性に優れる銅合金の軟化線を用いたこ
とと相俟つて、素線の摩耗断線防止の効果を高
め、断線発生率を大幅に減少できる。

また上記の第２の発明によるときは、最外層の
子撚と接する下層の子撚のうち、最も摩耗断線の
生じ易い外層部分の集合撚線の素線を前記銅合金
の軟化線とし、他の集合撚線の素線を純軟銅線と
しているので、この子撚と最外層の子撚との接触
部分が異種金属線同士の接触となり、前記と同様
にこの部分での摩擦断線が生じ難くなることに加
え、前記外層部分の集合撚線と中心部の集合撚線
との接触部分でも異種金属線同士の接触となつ
て、この接所部分での摩耗および断線も生じ難く
なる。しかも前記外層部分以外の集合撚線の素線
を純軟銅線としたことで、可撓導体全体としての
可撓性も問題がない。

［実施例］ 次に本発明の１実施例を図面に基き説明する。

第１図は第１の本発明に係る複複合撚線よりな
る可撓導体の断面構造を示している。図におい
て、１は直径0.26mmの素線26本を集合撚りした集
合撚線、２は前記集合撚線１７本を同心撚りした
複合撚線である。複複合撚りの可撓導体３は、１
本の複合撚線２を中心層の子撚２ａとし、その外
側の第１層の子撚２ｂとして６本の複合撚線２
を、さらにその外側の第２層の子撚２ｃとして12
本の複合撚線２をそれぞれ配して同心撚りしてい
る。

前記第１層の子撚２ｃと最外層の子撚２ｂとは
従来同様に互いに反対方向に同心撚りする場合の
ほか、両層の子撚２ｃ，２ｂを共に同じ方向に同
心撚りする場合がある。後者の場合、子撚２ｃ，
２ｂの素線同士が撚り方向に沿つて接触すること
となり、従来の素線が互いにクロスして接触する
可撓導体のように局部的に強く接触せず、そのた
め後述の異種金属線同士の接触による摩耗断線防
止の効果が一層大きくなる。

そして、前記構造の可撓導体において、最外層
の子撚２ｃを構成する素線に純軟銅線を用い、こ
の子撚２ｃと接する下層の子撚２ｂを構成する素
線に、Fe、Ｂをそれぞれ上述した配合比率で含
有する銅合金、すなわち、各元素の配合比率がそ
れぞれFe：0.08重量％、Ｂ：0.2重量％である銅
合金を用いて構成している。そのため、最外層と
その下層の子撚２ｃ，２ｂ同士の接触部分が異種
金属線同士の接触となり、この部分の摩擦係数が
小さくて摩耗断線が生じ難いものとなつている。
なお、図面においては、銅合金の軟化線を用いた
部分にのみハツチングを入れて示す。

中心層の子撚２ａを構成する素線を、第１層の
子撚２ｂと同様に前記銅合金とすることもできる
が、耐用試験の結果、中心層の子撚２ａの素線に
純軟銅線を用いるほうが、中心層と第１層の子撚
２ａ，２ｂの接触部分が異種金属線同士の接触と
なつて、かえつて素線の摩耗断線が少なくなり、
かつ可撓性が低下することもなく、また軟銅線に
比して高価な銅合金の使用量が少なくなるため、
実施上より好適である。

第２図は本発明の第２の可撓導体の断面構造を
示しており、上記と同様の複複合撚線による可撓
導体において、最外層の子撚２ｃと接する下層
（第１層）の複合撚線２による子撚２ｂのうち、
摩耗断線の生じ易い外層部分の集合撚線１ｄの素
線を上記した銅合金の軟化線とし、これ以外の集
合撚線、図の場合中心部分の集合撚線１ｅの素線
を最外層の子撚２ｃと同様の純軟銅線としてい
る。図面においては、銅合金の軟化線を用いた集
合撚線の部分にのみハツチングを入れて示してい
る。

この場合も、最外層の子撚２ｃとその下層の子
撚２ｂとの接触部分においては異種金属線同士の
接触となるために、この部分での摩耗断線が生じ
難くなつており、また銅合金の使用量も少ない。

中心層の子撚２ａについては、上記と同様に前
記銅合金の軟化線とする場合と、純軟銅線にする
場合とがある。

上記の可撓導体３は、従来と同様に、例えば第
３図に示すように両端部に接続端子４が固着され
るとともに、両端子間に絶縁外筒５が被せられて
冷却水を流通可能に水密に保持され、溶接ロボツ
トの電力供給用のリード線等に使用される。

（効果の確認の試験） 上記第１図に示す実施例の可撓導体、および第
２図に示す実施令の可撓導体と、第４図に示す可
撓導体（素線全てが純軟銅線よりなるもの）につ
いて、それぞれ最外層（第２層）の子撚とその下
層（第１図）の子撚との撚り方向を交叉方向にし
て同心撚りしたものＡと、同じ方向にして同心撚
りしてものＢとについて、それぞれ同じ条件で、
溶接ロボツトに試用し、スポツト溶接の適用回数
の比較を行ない、摩耗断線状況を観察したとこ
ろ、次にような結果となつた。

試供品 撚方向 スポツト回数 第１図の実施例 Ａ 35〜45万回 同 Ｂ 55万回以上 第２図の実施例 Ａ 25〜35万回 同 Ｂ 45万回以上 第４図（従来品） Ａ 約10万回 第４図（比較例） Ｂ 25〜35万回 前記表のように、従来品は約10万スポツトで摩
耗断線が生じ、その断線率は接続端子に近い両端
部分で25％〜35％にもなつたが、本発明の場合、
いずれも従来品に比して３〜６倍、あるいはそれ
以上ものスポツト回数の使用に耐え、しかもその
断線率は両端部分でも10％以下となり、特に最外
層とその下層の子撚の撚り方向を同方向にした場
合、摩耗断線が一層生じ難くなつた。

［発明の効果］ 上記したように、本発明によれば、導電性を損
うことなく耐屈曲、耐振動特性を従来品に比して
著しく向上でき、溶接ロボツトの電力供給用のリ
ード線等に使用されるこの種の可撓導体として、
長期に渡つて摩耗断線を防止し得てその耐久性を
非常に高めることができる。しかも最外層と接す
る下層の子撚の素線にのみ銅合金を用いるため、
比較的高価な銅合金の使用量も少なくて済む。特
に最外層の子撚と接する下層の子撚のうち、最も
摩耗断線の生じ易い外層部分の集合撚線の素線を
銅合金の軟化線とし、他の集合撚線の素線を純軟
銅線とした場合には、前記銅合金の使用量がさら
に少なく、コスト安価に製造、提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可撓導体の実施例を示す断構
造の略示図、第２図は本発明の他の例を示す断面
構造の略示図、第３図は可撓導体を接続端子に接
続した使用状態を示す平面図、第４図は従来の可
撓導体の断面構造の略示図である。 １……集合撚線、１ｄ……外層部分の集合撚
線、１ｅ……中心部分の集合撚線、２……複合撚
線、２ａ，２ｂ，２ｃ……各層の子撚、３……可
撓導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 集合撚線を同心撚りした複合撚線を子撚と
   し、この子撚を更に同心撚りして複合撚線とした
   可撓導体において、最外層を構成する子撚の素線
   を純軟銅線とし、最外層の子撚と接する下層の子
   撚の素線を下記(a)の銅合金の軟化線としたことを
   特徴とする耐屈曲、耐振動可撓導体。 (a) Fe、Ｂを含有し、その含有量がそれぞれ Fe：0.05〜0.1重量％ Ｂ：0.01〜0.05重量％ で、残部が銅からなる銅合金。 ２ 集合撚線を同心撚りした複合撚線を子撚と
   し、この子撚を更に同心撚りして複複合撚線とし
   た可撓導体において、最外層を構成する子撚の素
   線を純軟銅線とし、最外層の子撚と接する下層の
   子撚の外層部分の集合撚線の素線を下記(a)の銅合
   金の軟化線とし、他の集合撚線の素線を純軟銅線
   としたことを特徴とする耐屈曲、耐振動可撓導
   体。 (a) Fe、Ｂを含有し、その含有量がそれぞれ Fe：0.05〜0.1重量％ Ｂ：0.01〜0.05重量％ で、残部が銅からなる銅合金。