一种弹簧电缆、汽车座椅及弹簧电缆制样工艺的制作方法

1.本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种弹簧电缆、汽车座椅及弹簧电缆制样工艺。


背景技术：

2.汽车座椅是与人接触最密切的部件，人们主要通过座椅的感受来评价轿车的平顺性，因此，座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。自动驾驶领域日渐成熟，将催生一些全新应用场景，如休闲、娱乐、社交和健康等。传统的座椅控制系统无法满足人们新的需求，更安全、更舒适、智能化及健康化体验将成为未来智能座椅的方向。
3.为了追求极致的舒适感，智能座椅可以支持更多的座椅姿态调节，除了水平、高度、靠背常规调节，还支持旋转、腿托、肩部、侧翼等方向调节来实现舒适坐姿，智能座椅同时支持加热、通风、按摩、记忆、迎宾等功能。为了满足人们对不同应用场景的要求，智能座椅识别到相应的场景后，快速调整座椅到合适姿态。系统涵盖了体征监测传感器、执行器、人机交互和控制单元。
4.然而，多应用模块的增加，势必对线束的要求增加，需要线束功能化集成更多，不仅有电力传输的需求，还需要具备信号指令的传输。而现有传统的线缆功能单一，且布线满足不了多功能集成的需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种弹簧电缆、汽车座椅及弹簧电缆制样工艺，得以保证弹簧电缆能够同时实现电力传输与信号传输功能，且易于安装及布线。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种弹簧电缆，包括缆芯部和防护部；所述缆芯部包括填料、中央线缆、至少一条信号线缆和至少一条电线缆，所述信号线缆为对绞线，包括两个信号芯线、设于每个所述信号芯线外的第一绝缘层和包覆所述对绞线的第一内护套，所述填料包覆于所有所述信号线缆和所有所述电线缆的外表面，在所述弹簧电缆的径向横截面上，所述中央线缆位于所述填料的中部，所有所述信号线缆和所有所述电线缆沿所述中央线缆的周向布置，且均与所述中央线缆相接触；所述防护部包括由内向外依次套接于所述缆芯部的绕包层和外护套。
8.作为弹簧电缆的优选技术方案，所述中央线缆包括至少三条中央芯线，所有所述中央芯线相互绞合，且所述中央芯线外套接有第二绝缘层，所有所述第二绝缘层的外表面均包覆有第二内护套。
9.作为弹簧电缆的优选技术方案，所述中央芯线用于传输电能。
10.作为弹簧电缆的优选技术方案，所述电线缆包括至少一条第一电线缆，所述第一电线缆包括第一电芯线和套接于所述第一电芯线外的第三绝缘层，所述第一电芯线用于传输电能。
11.作为弹簧电缆的优选技术方案，所述电线缆包括至少一条第二电线缆，所述第二
电线缆包括至少一条第二电线缆，所述第二电线缆包括至少两条第二电芯线，所有所述第二电芯线相互绞合，且所述第二电芯线外套接有第四绝缘层，所有所述第四绝缘层的外表面均包覆有第三内护套，所述第二电芯线用于传输电能。
12.作为弹簧电缆的优选技术方案，所述外护套的材质为tpu。
13.作为弹簧电缆的优选技术方案，所述弹簧电缆由两个端线段和中间同径环绕的弹簧线段一体式连接而成。
14.一种汽车座椅，包括上述的弹簧电缆和座椅主体，所述弹簧电缆置于所述座椅主体下方，用于传输电能和传递信号。
15.一种弹簧电缆制样工艺，用于对上述的弹簧电缆进行制样处理，包括以下步骤：
16.s1、利用第一线缆夹将完成挤出操作的所述弹簧电缆的一端定位于卷绕棒的一端；
17.s2、沿与成型方向相反的方向将所述弹簧电缆卷绕于所述卷绕棒上；
18.s3、利用第二线缆夹将所述弹簧电缆的另一端定位于所述卷绕棒的另一端；
19.s4、将卷绕有所述弹簧电缆的所述卷绕棒在制样温度下加热制样时间；
20.s5、停止加热所述弹簧电缆，直至所述弹簧电缆冷却至常温后取下所述弹簧电缆；
21.s6、翻折所述弹簧电缆，得到成品。
22.作为弹簧电缆制样工艺的优选技术方案，所述制样温度为90℃，所述制样时间为6小时。
23.本发明的有益效果：
24.该弹簧电缆借助所有信号线缆和所有电线缆沿中央线缆的周向布置的设计，优化了弹簧电缆的结构，使弹簧电缆能够均匀受力，便于操作人员分辨电缆上不同的芯线。利用将两个信号芯线对绞的设计，确保了绞芯线的圆整程度。中央线缆的设置保证了缆芯部在挤出过程中的成型效果，中央线缆位于填料的中部，能够有效地保证电缆的圆整，避免挤出填料时电缆表面不规整的情况，规避了填料挤出过程中材料的过多使用，降低了生产的成本。第一内护套的设置进一步的保护了信号芯线，避免了信号芯线在挤出过程中发生较大的位置偏移，保证了电缆生产的良品率，提高了电缆的生产效率。上述改进提高了电缆的耐弯折和耐扭转性，使其能在高速移动时正常通信。弹簧电缆能够同时兼具电力传输以及信号传递功能的设计，易于安装及布线，具有使用寿命长、耐高温以及耐刮磨的优点；弹簧电缆功能化程度高，可以同时满足多模块、多功能指令的要求，后期可满足于所有汽车座椅多功能场景的需求，符合汽车无人驾驶一级智能化发展的大趋势。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的弹簧电缆的剖面图；
26.图2是本发明实施例提供的弹簧电缆的结构示意图；
27.图3是本发明实施例提供的弹簧电缆制样工艺的流程图。
28.图中：
29.110、无纺布；120、外护套；200、填料；
30.310、第一电芯线；320、第三绝缘层；
31.410、第二电芯线；420、第四绝缘层；430、第三内护套；
32.510、第三电芯线；520、第五绝缘层；
33.610、中央芯线；620、第二绝缘层；630、第二内护套；
34.710、信号芯线；720、第一绝缘层；730、第一内护套；
35.810、弹簧线段；820、端线段。
具体实施方式
36.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
40.如图1和图2所示，本实施例提供了一种弹簧电缆，包括缆芯部和防护部；缆芯部包括填料200、中央线缆、至少一条信号线缆和至少一条电线缆，信号线缆为对绞线，包括两个信号芯线710、设于每个信号芯线710外的第一绝缘层720和包覆对绞线的第一内护套730，填料200包覆于所有信号线缆和所有电线缆的外表面，在弹簧电缆的径向横截面上，中央线缆位于填料200的中部，所有信号线缆和所有电线缆沿中央线缆的周向布置，且均与中央线缆相接触；防护部包括由内向外依次套接于缆芯部的绕包层和外护套120。
41.该弹簧电缆借助所有信号线缆和所有电线缆沿中央线缆的周向布置的设计，优化了弹簧电缆的结构，使弹簧电缆能够均匀受力，便于操作人员分辨电缆上不同的芯线。利用将两个信号芯线710对绞的设计，确保了绞芯线的圆整程度。中央线缆的设置保证了缆芯部在挤出过程中的成型效果，中央线缆位于填料200的中部，能够有效地保证电缆的圆整，避免挤出填料200时电缆表面不规整的情况，规避了填料200挤出过程中材料的过多使用，降低了生产的成本。第一内护套730的设置进一步的保护了信号芯线710，避免了信号芯线710在挤出过程中发生较大的位置偏移，保证了电缆生产的良品率，提高了电缆的生产效率。上述改进提高了电缆的耐弯折和耐扭转性，使其能在高速移动时正常通信。弹簧电缆能够同时兼具电力传输以及信号传递功能的设计，易于安装及布线，具有使用寿命长、耐高温以及耐刮磨的优点；弹簧电缆功能化程度高，可以同时满足多模块、多功能指令的要求，后期可满足于所有汽车座椅多功能场景的需求，符合汽车无人驾驶一级智能化发展的大趋势。
42.作为优选，信号线缆设有一条，信号芯线710的截面面积为0.35平方毫米，规格为tx7/0.26。
43.具体地，第一绝缘层720的材料为pp(polypropylene，聚丙烯)。pp(polypropylene，聚丙烯)材料的选取满足了对成品信号线特性阻抗(即电阻值为90-110欧姆)的性能和信号传输能力的需求。
44.在本实施例中，第一绝缘层720的材料包括十溴二苯乙烷。为满足对低相对介电常数和低介质损耗因数的需求，需要对pp材料中的十溴二苯乙烷的含量进行调整。十溴二苯乙烷的含量越高，pp材料的相对介电常数与介质损耗因数越低。具体地，通过将十溴二苯乙烷的含量提升到了34％的方式，能够使相对介电常数(1mhz,20℃)≤2.30，介质损耗因数(1mhz,20℃)≤1.0
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10-3，由此得以满足对信号线缆的传输性能要求。
45.信号线缆的传输性能与第一绝缘层720的同心度及成缆绞距相关，第一绝缘层720的同心度越高、成缆节距越稳定，信号线缆的信号传输性能越好。通过固化加工工艺的方式，第一绝缘层720的同心度得以控制在85％以上；通过使用带退扭功能的成缆设备的方式，能够使得第一绝缘层720在成缆时线芯的退扭保持前后节距一致。
46.在本实施例中，弹簧电缆由两个端线段820和中间同径环绕的弹簧线段810一体式连接而成。弹簧线段810的弹簧状结构，使得弹簧线段810的伸缩寿命可达十万次以上，伸缩距离为弹簧线段810自身长度的3倍，大幅降低了弹簧电缆的敷设难度，延长了使用的寿命。
47.作为优选，中央线缆包括至少三条中央芯线610，所有中央芯线610相互绞合，且中央芯线610外套接有第二绝缘层620，所有第二绝缘层620的外表面均包覆有第二内护套630。
48.所有中央芯线610相互绞合的设计，保证了弹簧电缆内各构件均匀设置，能够实现中央线缆对缆芯部的形状的有效保护。
49.具体地，中央线缆设有三条，中央芯线610的截面面积为0.5平方毫米，规格为tx19/0.19。
50.进一步地，中央芯线610用于传输电能。中央芯线610传输电能的设计，使得中央线缆在实现缆芯部的形状保护的同时，还能够起到传输电能的作用，由此提升了弹簧电缆的电能传输能力，简化了弹簧电缆的结构，降低了生产的成本。
51.在本实施例中，电线缆包括至少一条第一电线缆，第一电线缆包括第一电芯线310和套接于第一电芯线310外的第三绝缘层320，第一电芯线310用于传输电能。
52.本实施例中，电线缆还包括至少一条第三电线缆，第三电线缆包括第三电芯线510和套接于第三电芯线510外的第五绝缘层520，第三电芯线510用于传输电能。
53.具体地，第一电线缆和第三电线缆均设有两条，第一电芯线310的截面面积为2.5平方毫米，规格为tx50/0.25；第三电芯线510的截面面积为1平方毫米，规格为tx32/0.20。
54.作为优选，电线缆包括至少一条第二电线缆，第二电线缆包括至少两条第二电芯线410，所有第二电芯线410相互绞合，且第二电芯线410外套接有第四绝缘层420，所有第四绝缘层420的外表面均包覆有第三内护套430，第二电芯线410用于传输电能。
55.具体地，第二电线缆设有两条，第二电芯线410的截面面积为0.5平方毫米，规格为tx19/0.19。
56.作为优选，第一电芯线310、第二电芯线410、第三电芯线510、中央芯线610和信号
芯线710均为五类镀锡铜导体，以上设计保证电缆的柔软性，满足了芯线弯曲半径为芯线直径的五倍的要求。
57.在本实施例中，外护套120的材质为tpu(thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体)。tpu兼具耐磨性、回弹性及韧性。
58.作为优选，绕包层为无纺布110。
59.本实施例还提供了一种汽车座椅，包括上述的弹簧电缆和座椅主体，弹簧电缆置于座椅主体下方，用于传输电能和传递信号。
60.该汽车座椅借助弹簧电缆的设置，起到了传输电能以及传递音视频信号的作用，极大地整合提升了弹簧电缆的整体性能。而同时，位于座椅主体下方的设置位置使得汽车座椅对弹簧电缆的工况环境温度提出了需求。
61.根据汽车座椅对弹簧电缆的工况环境温度的要求，将第二绝缘层620、第三绝缘层320、第四绝缘层420和第五绝缘层520的耐温等级均限定为105℃。出于对成本等因素的考量，以上各个绝缘层的材料均采用105℃pvc(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)，聚氯乙烯具备优秀的物理机械性能，可满足105℃/3000小时长期老化。
62.同时，考虑到线芯在绞合好后需要进行护套的挤出操作，而常规的pvc材料在护套挤出时很容易因为受热而发生变形。为防止出现上述情况，需要大幅提升了pvc材料的硬度。通过将pvc材料中增塑剂的含量从35％降低至25％的方式，能够将pvc的硬度从常规pvc的邵氏硬度a为90度左右，调整至邵氏硬度a为98，进而避免了护套在挤出操作时各个绝缘层受热变形的情况发生。通过以上材料的改进，大幅提高了pvc材料硬度，避免了护套的挤出操作时绝缘层受热变形的情况发生。
63.考虑到汽车座椅上的弹簧电缆在使用过程中会经受到反复的摩擦，因而对外护套120的机械性能以及刮磨性能均提出了要求。综合对外护套120的生产成本以及耐温等级的考量，外护套120的材料选取为tpu，tpu具有的拉伸强度可达36mpa，断裂伸长率650％，抗撕裂强度可达50牛每毫米，在电性能、材料比重、柔软度及加工性等方面具有良好的平衡性。
64.如图1-图3所示，本实施例还提供了一种弹簧电缆制样工艺，用于对上述的弹簧电缆进行制样处理，包括以下步骤：
65.步骤一：利用第一线缆夹将完成挤出操作的弹簧电缆的一端定位于卷绕棒的一端。
66.步骤二：沿与成型方向相反的方向将弹簧电缆卷绕于卷绕棒上。
67.步骤三：利用第二线缆夹将弹簧电缆的另一端定位于卷绕棒的另一端。
68.步骤四：将卷绕有弹簧电缆的卷绕棒在制样温度下加热制样时间。
69.步骤五：停止加热弹簧电缆，直至弹簧电缆冷却至常温后取下弹簧电缆。
70.步骤六：翻折弹簧电缆，得到成品。
71.该弹簧电缆制样工艺通过对加热成型后的弹簧电缆进行翻折的方式，使得卷绕方向与成型方向相反的弹簧电缆在加热成型后的松弛状态下，轻易地完成翻折操作，从而确保了翻折后的弹簧电缆层层紧实。
72.本实施例中，第一线缆夹和第二线缆夹均能与弹簧电缆的外表面紧密贴合。具体地，第一线缆夹能够选择性地围成第一夹持通道，第二线缆夹能够选择性地围成第二夹持通道，第一夹持通道和第二夹持通道的形状均为弧形柱孔。
73.作为优选，第一夹持通道和第二夹持通道的侧壁均贴设有硅胶片。
74.以上设计使得硅胶片能够夹设于线缆夹与电缆之间。利用硅胶片耐高温的特性，使硅胶片分隔开线缆夹与电缆，进而能够避免第一线缆夹和第二线缆夹在后续加热工序中对弹簧电缆造成压痕。
75.本实施例中，制样温度为90℃，制样时间为6小时，通过烘房对弹簧电缆进行加热。90℃的选取有效地降低了温度因意外而超过耐热等级105℃的概率，降低了弹簧电缆损坏的风险；6小时的加热确保了弹簧电缆能够得到充分的定型。
76.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。