(57)【要約】【課題】ロボット等の複雑な動きに対して柔軟に変形、追従し、コンパクトで伸縮性に優れる多層型伸縮伝送線を提供すること。【解決手段】弾性体を含む芯部を有し、その外周に捲回または編組された導体線からなる導体層を２層以上有することを特徴とする多層型伸縮伝送線。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体を含む芯部を有し、その外周に捲回または編組された導体線からなる導体層を２層以上有することを特徴とする多層型伸縮伝送線。
【請求項２】
捲回された導体線からなる導体層を有し、１層目の導体層と２層目以上の導体層中に含まれる全ての導体線が同一方向に捲回されている請求項１に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項３】
導体層が、導体線の外側に導体線と逆方向に捲回された絶縁性糸状体を含む請求項２に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項４】
ｎ層目の導体層中の導体線径Ａと（ｎ＋１）層目の導体線径ＢがＡ≦Ｂなる関係を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項５】
ｎ層目の導体層中の導体線数Ａ’と（ｎ＋１）層目の導体線数Ｂ’がＡ’≦Ｂ’なる関係を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項６】
ｎ層目の導体層中の捲回角度Ｘと（ｎ＋１）層目の捲回角度Ｙが｜Ｘ−Ｙ｜≦３０なる関係を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項７】
導体層間に絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂からなる中間層を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項８】
最外部の導体層の周囲がシールドされている請求項１〜７のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【請求項９】
最外部の導体層の外周に絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂からなる外部被覆層を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層型伸縮伝送線に関するものである。多芯化してもコンパクトで伸縮性と耐久性に優れた多層型伸縮伝送線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットはますます高度化し、複雑な動きをするようになってきているため、様々な動きに応じて形態変形と追従性を兼ね備えた伸縮伝送線が望まれている。ここで、伝送線とは信号や電力を伝えるためのケーブル状物をいい、いわゆる電線や光ケーブル等が該当する。一方、電線分野において、信号の高速伝送化には目覚ましいものがある。信号伝送を高速化する方法として、信号線の数を増やす多芯化する方法がある。これは多芯化にすることにより、多くの情報を一度に送信できるようになり、さらに高速化できるからである。伸縮伝送線を多芯化する方法として、一度に複数本の導体線を弾性体に巻きつける方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。また多芯化する別の方法として、導体線を弾性体に巻いた電線を複数本まとめて被覆する方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７８７８０号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−１３４３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記、特許文献１、２では、コンパクトで多芯化する検討は十分されていない。特許文献１の方法で多芯化する場合には、複数本の銅線を巻くためには伸縮性芯材を太くする必要があり、伸張荷重が高くなる。特許文献２の方法で多芯化する場合には、多くの伸縮性芯材を用いるため、伸張荷重が高くなり、伸長率が悪くなり、さらには外径が太くなる。
そのため本発明の目的は、ロボット等の複雑な動きに対して柔軟に変形、追従し、コンパクトで伸縮性に優れる多層型伸縮伝送線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、伸縮伝送線の導体層を多層化しても、コンパクトで伸縮性に優れる伸縮伝送線を作ることに成功し、本発明に至った。
すなわち、本発明は下記の発明を提供する。
【０００６】
（１）弾性体からなる芯部を有し、その外周に捲回または編組された導体線からなる導体層を２層以上有することを特徴とする多層型伸縮伝送線。
（２）捲回された導体線からなる導体層を有し、１層目の導体層と２層目以上の導体層中に含まれる全ての導体線が同一方向に捲回されている上記１項に記載の多層型伸縮伝送線。
（３）導体層が、導体線の外側に導体線と逆方向に捲回された絶縁性糸状体を含む上記２項に記載の多層型伸縮伝送線。
（４）ｎ層目の導体層中の導体線径Ａと（ｎ＋１）層目の導体線径ＢがＡ≦Ｂなる関係を有する上記１〜３項のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
（５）ｎ層目の導体層中の導体線数Ａ’と（ｎ＋１）層目の導体線数Ｂ’がＡ’≦Ｂ’なる関係を有する上記１〜４項のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
（６）ｎ層目の導体層中の捲回角度Ｘと（ｎ＋１）層目の捲回角度Ｙが｜Ｘ−Ｙ｜≦３０なる関係を有する上記１〜５項のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
（７）導体層間に絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂からなる中間層を有する上記１〜５項のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
（８）最外部の導体層の周囲がシールドされている上記１〜７項のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
（９）最外部の導体層の外周に絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂からなる外部被覆層を有する上記１〜８項のいずれか一項に記載の多層型伸縮伝送線。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の多層型伸縮伝送線は、従来の多芯化された伸縮伝送線と比較してコンパクトで低伸張荷重で高伸長率で伸縮性と耐久性に優れている。従って、本発明の多層型伸縮伝送線は、様々な動きを必要とする身体装着型機器分野における多芯ケーブルとしての使用に最適である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の多層型伸縮伝送線の一例を示した模式図である。
【図２】図１に示した多層型伸縮伝送線の断面模式図である。
【図３】本発明の多層型伸縮伝送線の別の一例を示した模式図である。
【図４】図３に示した多層型伸縮伝送線の断面模式図である。
【図５】本発明の多層型伸縮伝送線の別の一例を示した模式図である。
【図６】図５に示した多層型伸縮伝送線の断面模式図である。
【図７】繰り返し伸張試験方法について説明する模式図である。
【図８】繰り返し捻回試験方法について説明する模式図である。
【図９】銅線の捲回角度について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明の多層型伸縮伝送線は、弾性体からなる芯部の外周に捲回または編組された導体線からなる導体層を２層以上有した構造である。具体例を図１〜６に示す。これらの図中、１は弾性体（芯部）、２および３は導体線（導体層）、４は絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂（外部被覆層）である。即ち、弾性体からなる芯部を有し、その外周に捲回または編組された導体線からなる導体層を有し、導体層は少なくとも２層の複数層から構成されている。
伸縮伝送線の導体線の数を増やす際に、外径を太くせず、伸縮性を低下させないために、導体層を２層以上にする必要がある。１層の導体層で導体線の数を増やすと、弾性体からなる芯部を太くする必要があり、伸張荷重が高くなり、伸びづらくなる。
【００１０】
多層型伸縮伝送線の芯部に用いる弾性体の種類としては、特に限定されるものではないが、例えばポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム等の合成ゴム、天然ゴム、及び前記合成ゴムと天然ゴムの複合ゴム系材料などからなる弾性長繊維又は弾性チューブが好ましい。芯部の外径は目的とする伸縮伝送線の太さに応じて適宜設定すればよいが、細い方が低伸張荷重であるため、柔らかく伸び縮みするため好ましく、０．０１〜１０ｍｍの範囲であり、より好ましくは０．０２〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜３ｍｍ、特に好ましくは０．２〜２ｍｍの範囲である。
【００１１】
伸縮伝送線は、上記芯部の外周に導体線を捲回及び／又は編組した導体層を有す構造である。多層型伸縮伝送線は、伸縮伝送線の導体層の外周に、さらに導体線を捲回及び／又は編組した多層の導体層を有す構造である。
導体線は単線であってもよく、細線の集合線であってもよいが、少なくとも２本以上の細線の集合線であることが好ましい。細線の集合線とすることで、導体線の柔軟性が高まり、伸縮性を阻害しにくくなり、よりコンパクトで高耐久性の伸縮伝送線が得られ易い。
【００１２】
導体線を構成する細線の直径は１ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．０８ｍｍ以下であり、最も好ましくは０．０５ｍｍ以下である。細線の直径がこの範囲であれば導体線の柔軟性が高まり、伸縮性を阻害しにくくなり、伸縮による断線も起きにくくなり、さらに、配線が柔らかくなる。あまり細すぎると加工時に断線し易いため、０．０１ｍｍ以上が好ましい。
【００１３】
導体線は、比抵抗が１０-4Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１０-5Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。導体線は８０ｗｔ％以上が銅からなる銅線、または８０％以上がアルミニウムからなるアルミニウム線であることが好ましい。銅線は、比較的安価で電気抵抗が低いので、最も好ましい。アルミニウム線は軽量であるから、銅線に続いて好ましい。銅線は軟銅線または錫銅合金線が一般的であるが、導電性をあまり低下させずに、強力を高めた強力銅合金（例えば、無酸素銅に鉄、燐およびインジウム等を添加したもの）、錫、金、銀または白金などでメッキして酸化を防止したもの、電気信号の伝送特性を向上させるために金その他の元素で表面処理したものなどを用いることもできる。
【００１４】
導体線は１本ずつを絶縁体で被覆されているものを用いることもでき、細線の集合線をまとめて絶縁体で被覆したものを用いることもできる。被覆する絶縁体の厚さは２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下である。被覆する絶縁体の厚さがこの範囲であれば、絶縁被覆された導体線は柔軟であり、かつ外径の小さい導体線となる。導体線としては銅線やアルミ線、金属メッキされた繊維以外に光信号を伝送するための光ファイバーを用いることもできる。導体線が電気信号を流すものであれば伸縮電気伝送線または伸縮電線、導体線が光信号を流すものであれば伸縮光伝送線となる。
【００１５】
被覆する絶縁体の種類は、公知の絶縁樹脂から任意に選ぶことができる。導体線１本ずつに樹脂被覆を行う場合は、例えば一般のマグネットワイヤーで用いられるいわゆるエナメル被覆として、ポリウレタン被覆、ポリウレタン−ナイロン被覆、ポリエステル被覆、ポリエステルーナイロン被覆、ポリエステルーイミド被覆およびポリエステルイミド・ポリアミドイミド被覆等が挙げられる。また、集合線としてから樹脂被覆を行う場合は、塩ビ樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂およびエステル樹脂などを用いることができる。また、識別のため、各導体線をあらかじめ色分けしておくこともできる。
【００１６】
導体線にあらかじめ絶縁繊維を被覆したものを用いることもできる。絶縁繊維としては、フッ素繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、塩化ビニル繊維、サラン繊維、ガラス繊維およびポリウレタン繊維等の公知の絶縁繊維を用いることができる。導体線に絶縁繊維を捲回および／または編組することによって、導体線を被覆することができる。あらかじめ絶縁繊維で被覆した導体線は、加工時に細線表層の絶縁性樹脂層が破壊されにくく、好ましい。
【００１７】
導体層は導体線の外側に導体線と逆方向に捲回された絶縁性糸状体を含むことが好ましい。導体線を１方向（例えばＺ方向）に捲回し、その上から絶縁性糸条体を逆方向（Ｓ方向）に捲回することで、導体線を拘束し、伸縮によるズレを防止することができる。
さらに好ましくは、導体線と逆方向に導体線の内側（弾性体側）と外側を交互に通って絶縁性糸状態を捲回し導体線を拘束することである。導体線の内側と外側を交互に通って、導体線と逆方向に絶縁性糸状体を捲回することで、繰り返し伸縮や、伸縮を伴う屈曲動作によっても、伸張時と弛緩時の導体線間隔の変化が少なく、構造の安定性や耐久性が高い伸縮伝送線を得ることができる。
【００１８】
当該絶縁性糸条体は、導体線より細いものが好ましい。太い絶縁性糸状態を用いると、導体線そのものが、変形せざるをえなくなり、伸縮しにくくなる。
拘束力を高めるためには、１周につき１箇所以上好ましくは４箇所以上さらに好ましくは８箇所以上拘束点を持つように、絶縁性糸状態を導体線の内側と外側を交互に通って捲回することが好ましい。捲回する糸に荷重をかけることで、捲回張力を高めることができ、拘束力を増すことができる。
また、互いの導体線の位置がずれないように、導体線間に絶縁性の糸状体を介在させて、導体線と介在させた糸状体を一緒にして、または別々に、それらの内側と外側を交互に通って前記絶縁性糸状体を捲回することもできる。
【００１９】
導体層の導体線の捲回方向は、１層目の導体層と２層目以上の導体層中に含まれる全ての導体線が同一方向に捲回されていることが好ましい。全ての導体線が同一方向に捲回とは、全ての導体線の捲回方向がＺ撚り方向又はＳ撚り方向になることである。１層目と２層目以上の導体線の捲回方向がＳ撚り方向とＺ撚り方向の組み合わせで、異なる方向になると、捻じった時に１層目と２層目以上の導体線が異なる変形をするため、歪に変形させ、捻じり耐久性を悪化させる。そのため、１層目と２層目以上の導体線の捲回方向を全て同一方向にすることにより、捻じった時に１層目と２層目以上の捲回された導体線が同じ変形挙動をとり、捻じり耐久性が優れた多層型伸縮伝送線が得られる。
【００２０】
また、ｎ層目の導体層中の導体線径Ａと（ｎ＋１）層目の導体線径ＢがＡ≦Ｂ なる関係を満足することが好ましい。弾性長繊維を芯部にし、その周りに金属線を捲回する際に、一般的に弾性長繊維の換算直径（Ｌｄ）と金属線の換算直径（Ｌｍ）の関係はＬｄ／Ｌｍ≧３を満足する必要があり、この範囲を逸脱すると伸縮性が発現しないか安定なループの形成ができず、満足な伸縮伝送線を得ることができないことが知られている。したがって、多層型伸縮伝送線のｎ層目の導体層中の導体線径Ａに（ｎ＋１）層目の導体線径Ｂよりも太い導体線を用いると、捲回するために芯部には太い芯部を用いなくてはいけないため、全体が太くなり、伸張荷重が高くなり、伸びにくくなる。しかし、ｎ層目の導体線径Ａに（ｎ＋１）層目の導体線径Ｂよりも細い導体線を用いると細い芯部を用いる事ができ、さらに芯部とｎ層目の導体線径Ａを合わせた径が（ｎ＋１）層目の芯部の直径になるため、伸びを悪化させずに、より太い導体線を捲回することが可能になる。
【００２１】
ｎ層目の導体層中の導体線数Ａ’と（ｎ＋１）層目の導体線数Ｂ’がＡ’≦Ｂ’であることが好ましい。ｎ層目の導体層中の導体線数Ａ’と（ｎ＋１）層目の導体線数Ｂ’がＡ’＞Ｂ’にして、内層の細い芯部へ捲回する導体線数を多くすると、内層の導体線の捲回角度が小さくなり、伸びを悪化させる。さらに内層よりも外層の導体線数が少ないと、導体線間に隙間が空き、外観が凸凹になり、歪になる。そのため、ｎ層目の導体層中の導体線数Ａ’と（ｎ＋１）層目の導体線数Ｂ’をＡ’≦Ｂ’の範囲にすることで、伸縮性が優れ、外観が良い伸縮伝送線が得られる。
【００２２】
また伸縮伝送線の同層内の導体線数は、伸縮性を低下させないために１６本以下にすることが好ましい。８本以下がさらに好ましく、４本以下が特に好ましい。
ｎ層目の導体層中の導体線径Ａ、導体線数Ａ’と（ｎ＋１）層目の導体線径Ｂ、導体線数Ｂ’、が（Ａ×Ａ’）≦（Ｂ×Ｂ’）にすることがさらに好ましい。導体層の導体線径と導体線本数がこの範囲であると、導体線数と導体線径のバランスが取れ、伸縮性が優れた伸縮伝送線が得られる。
【００２３】
ｎ層目の導体層中の捲回角度Ｘと（ｎ＋１）層目の捲回角度Ｙが｜Ｘ−Ｙ｜≦３０であることが好ましい。｜Ｘ−Ｙ｜≦２０がさらに好ましく、｜Ｘ−Ｙ｜≦１０が特に好ましい。｜Ｘ−Ｙ｜＞３０であると、ｎ層目と（ｎ＋１）層目の伸縮性が大きく異なるようになり、伸縮させると、どちらか一方だけが極端に伸ばされ、繰り返し伸縮耐久性を悪化させる。また一方だけが伸縮されると、もう一方の導体層同志で摩耗されるため、さらに伸縮耐久性を悪化させる。したがって、ｎ層目の導体層中の捲回角度Ｘと（ｎ＋１）層目の捲回角度Ｙが｜Ｘ−Ｙ｜≦３０であると、伸縮耐久性に優れる伸縮伝送線が得られる。
【００２４】
導体層間に絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂からなる中間層を有することが好ましい。図５および６が中間層を設けた例であり、図中５が中間層である。中間層に用いる絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂としては、公知の絶縁繊維及び／又は絶縁樹脂から任意に選ぶことができる。編組する絶縁繊維をさらに含むことができるが、絶縁繊維の種類は特に限定されるものではなく、公知の繊維から任意に選ぶことができる。中間層はクッション性があることが好ましい。クッション性のある中間層を導体層間に挿入することにより、導体層同士の磨耗による導体線の断線を抑制し、伸縮耐久性が向上する。
【００２５】
クッション性を持つ中間層は、バルキー性のあるマルチフィラメント又は紡績糸又は弾性繊維を用い締付けすぎることのないように編組して得ることが好ましい。バルキー性を出し、かつ密な編み組にすることにより導体層同士の磨耗による導体線の断線を抑制し、伸縮耐久性が向上する。バルキー性のあるマルチフィラメント又は紡績糸は、公知の方法により得ることができる。例えば、マルチフィラメントを１種類以上引きそろえて仮撚り加工するか、または、コンジュゲート糸のマルチフィラメントを用いることができる。また、紡績糸においては、１種類以上の短繊維を混合して紡績することで、バルキー性が得られる。特に、熱収縮率の異なる短繊維を混合し、紡績し、熱処理することにより、バルキー性の高い紡績糸を得ることができる。汎用性があり、耐磨耗性及びバルキー性が良好な絶縁繊維としては、ウーリーナイロンやエステルウーリー糸が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、公知の絶縁繊維を任意に用いることができる。
【００２６】
また、弾性体を含む芯部の周囲に絶縁繊維を被覆しておくと、芯部と導体層の摩擦抵抗を低下させ、磨耗による導体線の断線を抑制できるため、より好ましい。
最外部の導体層の周囲にシールドを有しているとより好ましい。ここでいうシールドとは電磁波や静電場の結合を遮断する層である。シールドの厚さは一般に０．１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．３ｍｍ〜１ｍｍである。シールドの厚さがこの範囲であれば、伸縮性に優れる。
【００２７】
シールドを構成する方法としては、例えば、銅線およびアルミ線などの導体細線や、銀メッキ繊維などの導電性繊維や、繊維に銅箔が巻かれた銅箔糸を捲回又は編組することにより得ることができる。また、磁性粉末を混合した弾性樹脂を最外部の導体層の周囲に被覆することもできる。磁性粉は、セラミック系磁性粉、金属系磁性粉または合成金系磁性粉等があり、特に限定されない。例えば、セラミック系磁性粉としては、Ｎｉ−Ｚｎフェライト粉末およびＭｎ−Ｚｎ系フェライト粉末等が挙げる事ができる。金属系磁性粉の例としては、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏの少なくとも一種を含むものが挙げられる。合金系磁性粉の例としては、Ｆｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）等を挙げることができる。
【００２８】
導体線からなる最外部の導体層の外周に、図３〜６に示したように、絶縁繊維を編組した外部被覆層及び／又は絶縁樹脂からなる外部被覆層を有することが好ましい。図３〜６において、４が外部被覆層である。使用する絶縁繊維および絶縁樹脂としては、後述する外部被覆層に用いる絶縁繊維および絶縁樹脂がそのまま使用できる。
【００２９】
外部被覆層に用いる絶縁繊維としては、マルチフィラメントまたは紡績糸を用いることができ、用途や想定される使用条件に合わせて、公知の絶縁性繊維から任意に選ぶことができる。絶縁繊維は原糸のままでも良いが、意匠性や劣化防止の観点から原着糸や先染め糸を用いることもできる。また、仕上げ加工により、柔軟性や耐摩擦性の向上を図ることもできる。さらに、難燃加工、撥水加工、撥油加工、防汚加工、抗菌加工、制菌加工および消臭加工など、公知の繊維の加工を施すことにより、実用時の取り扱い性を向上させることもできる。特に、絶縁繊維の表面にシリコーン樹脂等の平滑剤を付与すると、伸縮伝送線表面の摩擦係数をより低減できるので好ましい。
【００３０】
耐熱性と耐磨耗性を両立させる絶縁繊維としては、アラミド繊維、ポリスルホン繊維およびフッ素繊維が挙げられる。耐火性の観点からは、ガラス繊維、耐炎化アクリル繊維、フッ素繊維およびサラン繊維が、また、耐磨耗性や強度の観点からは、高強力ポリエチレン繊維およびポリケトン繊維が挙げられる。コストと耐熱性の観点からは、ポリエステル繊維、ナイロン繊維およびアクリル繊維がある。これらに、難燃性を付与した難燃ポリエステル繊維、難燃ナイロン繊維および難燃アクリル繊維（モダクリル繊維）なども好適である。摩擦熱による局部的な劣化に対しては、非溶融繊維を用いることが好ましい。その例としては、アラミド繊維、ポリスルホン繊維、コットン、レーヨン、キュプラ、ウール、絹およびアクリル繊維を挙げることができる。強度を重視する場合は、高強力ポリエチレン繊維、アラミド繊維およびポリフェニレンサルファイド繊維が挙げられる。摩擦性を重視する場合は、フッ素繊維、ナイロン繊維およびポリエステル繊維が挙げられる。意匠性を重視する場合は、発色の良いアクリル繊維を用いることもできる。さらに、人との接触による触感を重視する場合は、キュプラ、アセテート、コットンおよびレーヨンなどのセルロース系繊維や、絹または繊度の細い合成繊維を用いることができる。
【００３１】
外部被覆層に用いる絶縁樹脂はさまざまな弾性の絶縁樹脂から任意に選ぶことができ、伸縮伝送線の用途及び伸縮伝送線の内部構造に使用する他の絶縁繊維との相性を考慮しながら、選定することができる。
考慮すべき性能は伸縮性が挙げられ、これらの性能に優れるものとしては合成ゴム系弾性体が挙げられ、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、クロロプレン系ゴムおよびブチル系ゴムが好ましい。より好ましくは、伸縮性に優れるシリコーン系ゴムである。また、生体からの汗や外部からの雨等の浸入を防ぐために、外部被覆層の最外部には、絶縁繊維よりも弾性樹脂を用いる方が好適である。
【００３２】
外部被覆層の厚さは一般に０．１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．３ｍｍ〜１ｍｍである。外部被覆層の厚さがこの範囲であれば、伸縮性に優れ、外部の障害物との接触や磨耗による外部被覆層の破れを抑制できる。
また、本発明の伸縮伝送線の外径は一般に２ｍｍ〜５０ｍｍが好ましい。伸縮伝送線の外径がこの範囲であれば、伸縮性や取り扱い性、製造工程性に優れる。
【００３３】
次に多層型伸縮伝送線の代表的な製造方法について説明する。なお、本発明の多層型伸縮伝送線は以下の製造方法に限定されるものではない。
本発明の伸縮伝送線の代表的な製造方法としては、２対のローラー間で芯部を伸長した状態で導体線をらせん状に１本または複数本捲回させる方法が挙げられる。伸縮性を発現させやすくするために、芯部を３０％以上伸長することが好ましく、さらに好ましくは５０％以上、特に好ましくは１００％以上である。
【００３４】
導体線をらせん状に捲回させる方法としては、例えば、カバーリング機を用いて導体線を捲回する方法が挙げられる。カバーリング機を用いて導体線を捲回する場合は、導体線を巻いたボビンの回転数を高くする等して捲回張力を高くすることが可能である。
カバーリング機を用いて導体線を１方向に複数本捲回する場合は、あらかじめ１つのボビンに複数本を引き揃えて捲きつけたボビンを用い、これを一度に捲回することが好ましいが、導体線同士が重なり合う可能性があるため、導体線間に絶縁性の糸状体を挟んで引き揃えておくことが好ましい。
【００３５】
芯部へ導体線を捲回し導体層を形成した後、必要に応じて該導体層の外周に絶縁樹脂または絶縁繊維を用いた中間層を形成し、伸縮伝送線中間体を得る。次に該伸縮伝送線中間体を芯部にして、前述と同様な方法により、該伸縮伝送線中間体の外周に導体線を捲回し、導体層を形成し、多層型伸縮伝送線が得られる。絶縁樹脂として弾性樹脂またはゴムチューブを用いた場合の外部被覆層は、押し出し装置等を用いることにより被覆することが好ましい。絶縁繊維による外部被覆層の形成方法は、製紐機等を用いて編組を行うことが好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また本発明の特性は下記の方法で測定した。
（１）１層目、２層目の捲回角度差Δθ（図９参照）。
２層に捲回した伸縮伝送線を、弛緩状態で２０ｃｍを切り取った後、２層目の捲回した導体線をほどいて、まっすぐに伸ばしてその長さ（Ｌ2ｃｍ）を測定した。次に１層目の捲回した導体線をほどいて、まっすぐに伸ばしてその長さ（Ｌ1ｃｍ）を測定した。
切り取った距離と２層目の捲回角度Ｙ、１層目の捲回角度Ｘと、導体線の長さＬ2、Ｌ1の間には次式が成り立つ。
Ｙ＝ＣＯＳ-1（２０／Ｌ2）
Ｘ＝ＣＯＳ-1（２０／Ｌ1）
アークコサイン（２０／Ｌ）を計算した後、真数表よりＸ、Ｙを求めた。したがって、１層目、２層目の捲回角度差Δθは次式から計算される。
Δθ＝｜Ｘ−Ｙ｜
【００３７】
（２）伸縮伝送線の見かけ断面直径
弛緩状態で、ノギスにより外径を測定した。
（３）３０％伸張荷重
標準状態（温度２０℃、相対湿度６５％）に試料を２時間以上静置したのち、標準状態下でテンシロン万能試験機（（株）エーアンドディ製）を用い、把持長１０ｃｍで試料の両端を把持し、引張り速度１０ｃｍ／ｍｉｎで引張り、３０％伸長時の荷重（Ｎ）を求めた。得られた伸張荷重（Ｓ）を下記基準により判定した。
◎：Ｓ＜１０Ｎ以下
○：１０Ｎ≦Ｓ＜２０Ｎ
△：２０Ｎ≦Ｓ＜３０Ｎ
×：３０Ｎ≦Ｓ
【００３８】
（４）伸縮耐久性
デマッチャー試験機（（株）大栄科学精機製作所製）を用い、図７に示したように、上部チャックと下部チャックの間に２０ｃｍの試料をセットし、引っ張り時伸張率４０％、１００回／ｍｉｎで１００万回伸縮を繰り返し、繰り返し伸張試験を行う。繰り返し伸張試験の前後で試料の全ての導体線の電気抵抗を測定し、最も変化の大きい導体線につき、次式により繰り返し伸張試験前後での電気抵抗の変化率（ΔＲS）を求める。
ΔＲS＝｛（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｝×１００
（但し、Ｒ１：試験前の電気抵抗、Ｒ２：試験後の電気抵抗）
電気抵抗の変化率（ΔＲs）に基づいて、下記基準により、伸縮耐久性を判定した。
Ａ：ΔＲS＜１％
Ｂ：１％≦ΔＲS＜１０％
Ｃ：１０％≦ΔＲS＜３０％
Ｄ：３０％≦ΔＲS＜∞、又は断線
【００３９】
（５）捻回耐久性
捻回試験機（ユアサ工機株式会社（製））を用い、図８に示したように、把持長１０ｃｍで試料の両端を把持し、片側の端を±１８０°回転し、もう片方の端を固定し、６０回／ｍｉｎで１００万回捻回を繰り返し、繰り返し捻回試験を行う。繰り返し捻回試験の前後で試料の全ての導体線の電気抵抗を測定し、最も変化の大きい導体線につき、次式により繰り返し捻回試験前後での電気抵抗の変化率（ΔＲN）を求める。
ΔＲN＝｛（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｝×１００
（但し、Ｒ１：試験前の電気抵抗、Ｒ２：試験後の電気抵抗）
電気抵抗の変化率（ΔＲN）に基づいて、下記基準により、捻回耐久性を判定した。
Ａ：ΔＲN＜１％
Ｂ：１％≦ΔＲN＜１０％
Ｃ：１０％≦ΔＲN＜３０％
Ｄ：３０％≦ΔＲN＜∞、又は断線
【００４０】
［実施例１］
（芯部の作製）
ダブルカバーリング機（カタオカテクノ社製、ＳＰ−４００型）を用い、９４０ｄｔｅｘ／７２ｆのポリウレタン弾性長繊維（旭化成せんい株式会社製、商品名：ロイカ）を芯にして、伸長倍率３倍で伸長しながら、１５５ｄｔｅｘのナイロン仮撚糸を５００Ｔ／ｍの下撚り（Ｓ撚り）及び３３２Ｔ／ｍの上撚り（Ｚ撚り）で捲回し、ダブルカバー糸を得た。得られたダブルカバー糸を用い、１６本打ちの製紐機（株式会社国分社製）を用いて編組加工を行い、ポリウレタン弾性長繊維からなる直径２．９ｍｍの略丸断面の組紐を芯部として得た。
【００４１】
（伸縮伝送線の作製）
得られた芯部を用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を２．０倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を４本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、伸縮伝送線中間体を得た。なお、ポリエステル繊維は、隣接する塩ビ被覆銅線の内側（芯部側）と外側を交互に通って捲回されている。
【００４２】
（多層型伸縮伝送線の作製）
得られた伸縮伝送線中間体を芯に用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を１．８倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を８本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、多層型伸縮伝送線を得た。
【００４３】
（外部被覆層付き多層型伸縮伝送線の作製）
多層型伸縮伝送線を芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多層型伸縮伝送線を得た。得られた外部被覆層付き多層型伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同様の方法で伸縮伝送線中間体を得た。得られた伸縮伝送線中間体を芯に用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を１．８倍に伸長しながら、Ｓ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を８本配置し、Ｚ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、多層型伸縮伝送線を得た。次に、多層型伸縮伝送線を芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多層型伸縮伝送線を得た。
得られた外部被覆層付き多層型伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
【００４５】
［実施例３］
実施例１と同様の方法で得られた芯部を用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を２．０倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を６本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、伸縮伝送線中間体を得た。
得られた伸縮伝送線中間体を芯に用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を１．８倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０８ｍｍ×３０本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を６本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、多層型伸縮伝送線を得た。次に、多層型伸縮伝送線を芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多層型伸縮伝送線を得た。
得られた外部被覆層付き多層型伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
【００４６】
［実施例４］
実施例１と同様の方法で得られた芯部を用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を２．０倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０８ｍｍ×３０本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）６本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、伸縮伝送線中間体を得た。
得られた伸縮伝送線中間体を芯に用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を１．８倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を６本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、多層型伸縮伝送線を得た。次に、多層型伸縮伝送線を芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多層型伸縮伝送線を得た。
得られた外部被覆層付き多層型伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
【００４７】
［実施例５］
実施例１と同様の方法で得られた芯部を用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を２．０倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）８本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、伸縮伝送線中間体を得た。
得られた伸縮伝送線中間体を芯に用い、１６本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を１．８倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を４本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を８本配置して編組加工を行って導体層を作成し、多層型伸縮伝送線を得た。次に、多層型伸縮伝送線を芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多層型伸縮伝送線を得た。
得られた外部被覆層付き多層型伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
【００４８】
［比較例１］
実施例１で得られた芯部を３本引き揃えて、芯部として用い、２４本打ちの製紐機（（有）桜井鉄工製）を使用して、芯部を１．８倍に伸長しながら、Ｚ撚り方向に、導体線として塩ビ被覆銅線（モガミ電線（株）製、直径０．０４ｍｍ×４３本に塩化ビニル樹脂を被覆したもの）を１２本配置し、Ｓ撚り方向にポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ）を１２本配置して編組加工を行って導体層を作成し、伸縮伝送線を得た。この伸縮伝送線を芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多芯伸縮伝送線を得た。
得られた外部被覆層付き多芯伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
【００４９】
［比較例２］
実施例１と同様の方法で伸縮伝送線中間体を得た。得られた伸縮伝送線中間体の３本まとめたものを芯にして３２本打ちの製紐機に仕掛け、１．６倍に伸長しながら、エステル仮撚糸（３００ｄｔｅｘ×２本引き揃え）をＺ撚り方向及びＳ撚り方向に各々１６本ずつ配置して編組加工することによって、外部被覆層付き多芯伸縮伝送線を得た。
得られた外部被覆付き多芯伸縮伝送線の構成と評価結果を表１に示す。
表１に示す結果から、本発明の伸縮電線は、従来技術では実現困難であったコンパクトで低伸張荷重となり、伸縮耐久性、捻回耐久性に優れる多層型伸縮伝送線であることがわかる。
【００５０】
【表１】
2015026476.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の多層型伸縮伝送線は、ＬＡＮケーブルを中心とした多芯信号ケーブルをはじめとして、ロボット分野における身体装着機器および衣服装着機器等の曲げ伸ばしなどの屈曲部を有する装置の多芯の信号配線として好適である。その他、各種ロボット（産業用ロボット、家庭用ロボット、ホビーロボット等）、リハビリ用補助具、バイタルデータ測定機器、モーションキャプチャー、電子機器付き防護服、ゲーム用コントローラー（人体装着型を含む）およびマイクロヘッドフォン等の分野の多芯信号配線へ好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１    芯部
２    １層目導体層
３    ２層目導体層
４    外部被覆層
５    中間層
６    上部チャック部
７    下部チャック部
８    試料
９    ４０％伸張後の試料
１０    捻回試験チャック部
【図１】
2015026476.tif 000004
【図２】
2015026476.tif 000005
【図３】
2015026476.tif 000006
【図４】
2015026476.tif 000007
【図５】
2015026476.tif 000008
【図６】
2015026476.tif 000009
【図７】
2015026476.tif 000010
【図８】
2015026476.tif 000011
【図９】
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