[发明专利]可动电缆

说明书

本发明提供与以往的可动电缆相比不仅具有同等以上的强度、而且耐弯曲疲劳特性及柔性优异、并且轻量的可动电缆。本发明的可动电缆10在内部具有导体，前述导体包含由特定铝合金材料形成的第1导体2，所述特定铝合金材料具有以质量％计含有Mg：0.05～1.8％、Si：0.01～2.0％、Fe：0.01～1.5％、选自Cu、Ag、Zn、Ni、Co、Au、Mn、Cr、V、Zr、Ti及Sn的组中的1种以上元素：合计0.00～2.00％、且余量为Al及不可避免的杂质的合金组成，并且具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长边方向垂直的尺寸的平均值为400nm以下，第1导体2在可动电缆10的全部导体中所占的面积比例X为10～100％的范围。

技术领域

本发明涉及承受例如升降机电缆、机器人电缆、厚橡胶软电缆、建筑机械用电线、产业用电线等的反复变形的可动电缆。

背景技术

一直以来，在升降机电缆、机器人电缆、厚橡胶软电缆等传送电力或信号的可动电缆中，广泛使用了铜系材料。最近，正在研究将其替代为铝系材料，所述铝系材料与铜系材料相比，比重小，而且热膨胀系数大，除此之外，电气和热的传导性也比较良好，耐腐蚀性优异。

但是，与铜系材料相比，纯铝材料的弯曲疲劳断裂次数(以下，称为“耐弯曲疲劳特性”。)低，存在下述这样的问题：不能耐受上述可动电缆所负荷的、数十万次至数千万次的反复运动，有可能发生断线。另外，作为利用了析出强化、耐弯曲疲劳特性比较高的铝合金材料的2000系(Al-Cu系)、7000系(Al-Zn-Mg系)的铝合金材料存在下述问题：耐腐蚀性、耐应力腐蚀破裂性差，另外，导电性也低；等等。就电气和热的传导性及耐腐蚀性比较优异的6000系的铝合金材料而言，虽然在铝系材料中是耐弯曲疲劳特性较高者，但并不充分，期望进一步提高耐弯曲疲劳特性。

作为用于使导电用铝合金的耐弯曲疲劳特性提高的手段，例如提出了基于ECAP法这样的强加工法的微细晶粒形成方法(例如专利文献1等)等。但是，就ECAP法而言，所制造的铝合金材料的长度短，难以实现工业上的实用化。另外，专利文献1中记载的使用ECAP法制作的铝合金材料虽然耐弯曲疲劳特性比纯铝材料优异，但最多也就高10倍左右，不能说具有能耐受长期使用的程度的充分的耐弯曲疲劳特性。

此外，可动电缆、特别是升降机电缆中，电缆整体的自重由导体负荷而容易发生断线，因此，要求导体具有用以承受自重的强度。然而，就纯铜材料而言，强度低，升降行程受到限制。另外，也提出了为提高强度而使用铜合金材料的方案(例如专利文献2、3等)，但对于铜合金材料的使用而言，需要通过增大导体直径、或增加导体数量来弥补较纯铜材料降低的导电性，因此，存在因导体重量增加而导致的电缆重量的增加、柔性的降低等问题。

为了减少电缆重量，也可考虑在导体中使用铝合金材料。然而，以往的导体用纯铝材料、铝合金材料的抗拉强度在纯铜材料以下，因此，强度低，不能承受电缆自重，有可能发生断线。

另外，专利文献4中记载了在Al-Fe-Mg-Si系的铝合金的芯材上被覆铜并进行冷加工而提高了强度的铜被覆铝合金线。然而，专利文献4所记载的铜被覆铝合金线中，因弹性极限小而容易塑性变形的铜系材料存在于弯曲应变增大的表层，因此，容易由于反复发生弯曲变形而在铜被覆层的表面产生裂纹，另外，形成为铝合金的芯材和铜被覆层的化合物将会成为裂纹的产生点，等等，存在耐弯曲疲劳特性差这样的问题。

为了构成能承受自重的电缆，一直以来，通常使用张力元件作为构成电缆的部件。然而，张力元件通常使用钢制的钢丝绳，因此，电缆重量增加。另外，弹性模量高，电缆变硬，因此，也存在电缆敷设的作业性变差这样的问题。此外，电缆自重几乎全部施加于张力元件，因此存在下述这样的课题：旋转力矩朝着张力元件的捻解开的方向作用，在圆型电缆中，电缆发生自转而成为扭曲的原因，另外，在平型电缆中，电缆发生变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/146762号