(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性伝送路が固定具により固定された機器において、該固定具は断面が円弧状の固定面を有し、該伸縮性伝送路は該固定面と周方向において５０％以上、長さ方向においてＬ／５（ｍｍ）以上接し（但し、Ｌ(ｍｍ)は該伸縮性伝送路の弛緩時の外径である）、該伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積（Ｓ（ｍｍ2））が下式で表される範囲内になっていることを特徴とする機器。
Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））≧Ｓ≧０．５×Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））
（但し、Ｓ1（ｍｍ2）は弛緩時の伸縮伝送路断面積であり、ａ（％）は伸縮性伝送路の最大伸長率である。）
【請求項２】
固定具の固定面のゴム硬度が３０°以上１００°以下である請求項１に記載の機器。
【請求項３】
伸縮性伝送路の最大伸張時の外径がＬｍ（ｍｍ）である時に、固定具の固定面の曲率半径Ｄｒが下記式を満足する請求項１または２に記載の機器。
０．５×（Ｌｍ／２）＜Ｄｒ＜１００×（Ｌ／２）
【請求項４】
固定具の固定面と直交する断面の端部が円弧状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の機器。
【請求項５】
伸縮性伝送路の少なくとも固定部が弾性チューブで被覆されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の機器。
【請求項６】
伸縮性伝送路の端接続部から０ｍｍ〜５００ｍｍの間で固定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の機器。
【請求項７】
伸縮性伝送路が１％以上伸長する機構および／または５°以上曲がる動作をする機構を少なくとも１箇所有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の機器。
【請求項８】
伸縮性伝送路の両端が固定されており、中間の少なくとも１箇所に、曲率半径が０．８Ｌ以上、円弧角度が３０°以上の曲面を備えたガイドを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性伝送路を備えた機器に関し、伸縮または屈曲動作によるコネクター部のはずれや接続部の断線が発生しにくい伸縮性伝送路の固定方法を提供するものである。さらにケーブル余長処理が不要で、コンパクトな動作機構を有する機器を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の電線や信号ケーブル等の伝送路を固定する場合、通常、ドライバ等で伝送路をセットする固定具のネジをしめつけてゆき、しめつけにくくなった時点で、ケーブルをさわり固定されたことを確認して固定することが多い。
従来の伝送路は、長さ方向への伸縮性をほとんど有さないものであったが、近年、伸縮性を有する各種の伝送路が開発されつつある（下記特許文献１〜３等参照）。このような伸縮性伝送路を従来の固定具（例えば、図１のように伝送路を変形させて固定するものや、図２のように伝送路と固定具との間に隙間を有するもの）で固定する場合、伝送路の繰り返し伸縮によって固定部のズレおよび外れ等が発生しやすく、無理に締め付けると断線しやすくなるという問題が発生した。これは、伸縮性を有する伝送路ではその断面積が伸縮によって変動するが、従来の固定具では伝送路の断面積の変動が想定されていないためである。
【０００３】
通常、伝送路の中にある伝送体の端は、他の機器または部品と金具またはコネクター等を介して接続されている。伝送路が伸長しないものであれば、伝送路の長さにもよるが、上記接続部以外に固定部を有する必要は特に無いが、伸縮性を有する伝送路を、上記接続部だけで固定すると、伝送路の伸縮によって接続部の外れ、破壊が起こる可能性がある。そこで、伝送路の接続部端手前に固定部を設けることが望ましいが、伸縮性を有する伝送路の固定部形状について、従来検討されたものはほとんどない。
【０００４】
下記特許文献４には、弾性伸び可能な電線と接続機能部分とを結合するための、電線に複数の針体を突き刺して結合する方法及び金具が記載されている。これによって伸縮性を有する電線と金具とを固定化することが可能であるが、電線の伸縮によって接続部に応力がかかることは変わらず、前述の問題を改善できない。また、本文献記載の金具爪部を、電線を貫通させて基材に直接固定することも考えられるが、この場合固定部が爪先だけになるために、電線の伸縮による固定部のズレや外れを抑制することはできない。
【０００５】
下記特許文献５には、止着力の微調整が容易であって、伸縮性のある軟弱材料で被覆された電線や光ケーブル等を止着するのに好適な止め具が開示されているが、伝送路の伸縮による伝送路断面積の変化には対応できない。
このように、伸縮性伝送路を効果的に固定する方法はいまだ見出されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７８７８０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００８／１５３０７１号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００９／１５７０７０号パンフレット
【特許文献４】特開昭６３−１０８６７９号公報
【特許文献５】特開２０００−３１２４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は伸縮性伝送路を備えた機器における伸縮性伝送路の固定方法に係わるものであり、本発明の目的は、伸縮性伝送路の使用される部位で起こる伸縮や屈曲により、伸縮性伝送路が固定部でずれることが無く、伸縮性伝送路が断線しにくい機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、伸縮性伝送路の固定方法について鋭意検討を重ねた結果、弛緩時の外径がＬ（ｍｍ）の伸縮性伝送路を、断面が円弧状の固定面を有する固定具で機器に固定する際に、該伸縮性伝送路が該固定面と周方向において５０％以上、長さ方向においてＬ／５（ｍｍ）以上接し、該伸縮性伝送路が固定された部位において、該伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積Ｓ（ｍｍ2）がＳ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））≧Ｓ≧０．５×Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））［但し、Ｓ1は弛緩時の伸縮伝送路断面積であり、ａ（％）は伸縮性伝送路の最大伸長率である。］で表される範囲になるような固定構造とすることにより、固定部で伸縮伝送路がずれず、かつ伸縮繰り返しにおいて伸縮伝送路の寿命が長くなることを見出し本発明に至ったものである。
すなわち、本発明は下記の発明を提供する。
【０００９】
（１）伸縮性伝送路が固定具により固定された機器において、該固定具は断面が円弧状の固定面を有し、該伸縮性伝送路は該固定面と周方向において５０％以上、長さ方向においてＬ／５（ｍｍ）以上接し（但し、Ｌ(ｍｍ)は該伸縮性伝送路の弛緩時の外径である）、該伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積（Ｓ（ｍｍ2））が下式で表される範囲内になっていることを特徴とする機器。
Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））≧Ｓ≧０．５×Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））
（但し、Ｓ1（ｍｍ2）は弛緩時の伸縮伝送路断面積であり、ａ（％）は伸縮性伝送路の最大伸長率である。）
（２）固定具の固定面のゴム硬度が３０°以上１００°以下である上記１項に記載の機器。
（３）伸縮性伝送路の最大伸長時の外径がＬｍ（ｍｍ）である時に、固定具の固定面の曲率半径Ｄｒが下記式を満足する上記１または２項に記載の機器。
０．５×（Ｌｍ／２）＜Ｄｒ＜１００×（Ｌ／２）
（４）固定具の固定面と直交する断面の端部が円弧状である上記１〜３項のいずれか一項に記載の機器。
（５）伸縮性伝送路の少なくとも固定部が弾性チューブで被覆されている上記１〜４項のいずれか一項に記載の機器。
（６）伸縮性伝送路の端接続部から０ｍｍ〜５００ｍｍの間で固定されている上記１〜５項のいずれか一項に記載の機器。
（７）伸縮性伝送路が１％以上伸長する機構および／または５°以上曲がる動作をする機構を少なくとも１箇所有する上記１〜６項のいずれか一項に記載の機器。
（８）伸縮性伝送路の両端が固定されており、中間の少なくとも１箇所に、曲率半径が０．８Ｌ以上、円弧角度が３０°以上の曲面を備えたガイドを有する上記１〜７項のいずれか一項に記載の機器。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の固定構造とすることにより、伸縮を伴う部位に装着された伸縮性伝送路が伸縮によりずれることが無く、接続部の断線やコネクターがはずれず、かつ、繰り返し伸縮による断線寿命が長くなる。また、当該固定構造を有する機器は配線に係わる故障が無く、繰り返し伸縮による寿命も長い機器となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の固定方法の一例によって伸縮伝送路が固定された模式図である。
【図２】従来の固定方法の他の一例によって伸縮伝送路が固定された模式図である。
【図３】本発明の固定方法の一例によって伸縮伝送路が固定された模式図である。
【図４】本発明の固定方法の他の一例によって伸縮伝送路が固定された模式図である。
【図５】伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積を算出する一例の模式図である。
【図６】伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積を算出する別の一例の模式図である。
【図７】伸縮性伝送路の伸張回復率および把持性の測定方法を説明する図である。
【図８】伸縮性伝送路の屈曲寿命の測定方法を説明する図である。
【図９】固定具の固定面の端部の形状を示す模式図である。
【図１０】実施例７における、アクチュエータへの伸縮伝送路の固定状態を示す模式図である。
【図１１】実施例８における、アクチュエータへの伸縮伝送路の固定状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明について、以下具体的に説明する。
［伸縮性伝送路］
本発明でいう伸縮性伝送路とは、１０％伸長後弛緩することにより、伸長回復率（測定方法は後述する）が５０％以上であるものを言う。
伸縮性伝送路には、電流を伝送する電力伝送路、電気信号を伝送する電気信号伝送路、光を伝送する光伝送路、光信号を伝送する光信号伝送路、熱を伝送する熱伝送路、液体を伝送する液体伝送路および気体を伝送する気体伝送路がある。これらは単独でも、複合されたものでもよい。電力伝送路の代表的なものは、弾性体の周囲に銅線やアルミ線をらせん状に捲回した伸縮電線がある。信号伝送路の代表的なものは、電気信号伝送線や光信号伝送線がある。伸縮性電気信号伝送線は、２本以上の導体線を弾性体の周囲に同一方向に捲回したものや、交差して捲回したものが知られる。光信号伝送線は、マルチコア型のプラスチック光ファイバやフッ素系光ファイバなどを弾性体の周囲にらせん状に捲回したものがある。熱伝送路はニクロム線を弾性体の周囲に捲回したものがある。また、伸縮性液体伝送路及び伸縮性気体伝送路は、チューブを弾性体の周囲に捲回したものがある。またこれらに限定されるものではなく、伸縮性を有し電気、電磁波、光、熱、気体および液体等を伝送するものであればいずれでもよい。
【００１３】
［伸縮性伝送路の最大伸長率（ａ％）］
本発明でいう伸縮伝送路の最大伸長率は下記式により求めることができる。即ち、固定部位間の最大距離（Ｌｍａｘ）と当該部位間に配置された伸縮伝送路の弛緩時長さ（Ｌｓ）から下式によって求める。
最大伸長率ａ（％）＝１００×（Ｌｍａｘ−Ｌｓ）／Ｌｓ
ここで、Ｌｍａｘは固定部位間の取り得る最大距離であり、Ｌｓは当該部位間に配置された伸縮伝送路の弛緩時長さである。ただし、Ｌｍａｘを機械的に定めることができない場合は、伸縮性伝送路の伸長回復率が５０％未満となる最大の伸長率Ｅｃの０．８倍とする。前者は、例えば運動するロボットアームの２点間で伸縮性伝送体が固定されている場合に相当し、後者は、例えばコンピュータ用マウスコードのように、装置上はコードの伸長限界が定まっていない場合に相当する。
【００１４】
［伸縮性伝送路の固定部］
本発明で言う伸縮性伝送路の固定部とは、伸縮性伝送路において固定具によって把持される部分であり、固定部の断面の周方向に、伸縮性伝送路の外周の５０％以上が固定具と接して把持されていることが必要である。固定具と接している部分がこれ未満の場合は、把持の力が局部的に集中するため、伸縮性伝送路が断線しやすくなる。
伸縮性伝送路の外周の５０％以上が固定具と接して把持されるためには、固定具が円弧状の固定面を有し、その固定面に伸縮性伝送路を把持させることが好ましい。伸縮性伝送路の外周の５０％以上を固定面と接しさせるためには、１８０°以上の円弧からなる固定面を有する固定具を用いる方法と（図５参照）、１８０°以下の円弧からなる固定面を持つ２つの固定具でハサミこむ方法がある（図６参照）。
【００１５】
本発明で言う伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積（Ｓｍｍ2）とは、伸縮性伝送路が固定される部分の見掛け断面積を言う。１８０°以上の円弧からなる固定面を持つ固定具を用いた場合の伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積は円弧を外挿した円の面積をいう（図５参照）。１８０°以下の円弧からなる固定面を有する２つの固定具ではさみこむ場合は、双方の円弧の断面積と双方の円弧両端をはさみこむ距離ｄを介して直線で結んだときに得られる長方形の面積とを合わせた値をいう（図６参照）。いずれの場合も、伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積が、弛緩時の伸縮性伝送路の断面積Ｓ1ｍｍ2に対し、次の式で表される範囲の断面積を持つように固定されることが重要である。
Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））≧Ｓ≧０．５Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））［但し、Ｓ1は弛緩時の伸縮伝送路断面積であり、ａ（％）は伸縮性伝送路の最大伸長率である。］
ただし、伸縮性伝送路の弛緩時断面積は、弛緩時の伸縮性伝送路の直径を任意に３箇所測定した平均値から求めた値より算出される断面積をいう。
【００１６】
本発明は、伸縮性伝送路の固定部の見掛け断面積をこの範囲に設定することで、伸縮性伝送路が伸張変形しても、伸縮性伝送路がしっかり固定され、ずれることが無く、かつ繰り返し伸縮による寿命が低下しないという相反する課題を両立させる驚くべき効果があることを見出したものである。
ＳがＳ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））より大きい場合は、最大伸長時に、固定部の把持力が不足し、伸縮性伝送路が固定具の固定面から引き出され、伸長荷重が端子接続部やコネクターにかかり、接続部の断線や、コネクターのはずれが発生しやすくなる。一方、０．５×Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））より小さい場合、伸縮性伝送路の締め付けが強くなりすぎ、内部伝送体を変形させるため、伸縮性伝送路の断線が発生しやすくなる。さらに、伸長により伸縮性伝送路が局部変形し、繰り返し伸縮による寿命が短くなる。好ましくは０．６×Ｓ1×（１／√（（１００＋ａ）／１００））以上０．９×Ｓ1×１／√（（１００＋ａ）／１００））以下の範囲である。
【００１７】
また、伸縮性伝送路の固定部は、固定具の固定面に接して把持される長さがＬ／５（ｍｍ）以上必要である。これ未満の場合は、把持力が弱くなるか、伸縮性伝送路にかかる力が局部に集中し断線しやすくなり、本発明の目的を達成することができない。より好ましくはＬ／２以上である。さらに好ましくはＬ以上である。上限は特に限定されないが、固定部の長さを長くしすぎると伸縮できる距離が短くなるため、概ね２０Ｌ以下が好ましい。より好ましくは１０Ｌ以下である。さらに好ましくは５Ｌ以下である。
なおここで、固定部の長さとは、伸縮性伝送路の固定されている部位の両端間距離を示し、この間の全ての部分で固定されていても良く、例えば複数の爪状部材で固定されるように、部分的に固定されていない部分を有していても良い。
【００１８】
［固定具］
本発明に用いる固定具は、上述したように、円弧状の固定面を有し、その固定面に伸縮性伝送路を把持させる。従って、固定面の長さはＬ／５以上必要である。
伸縮性伝送路の外周の５０％以上を固定面と接しさせるに、１８０°以上の円弧からなる固定面を有する固定具を用いる方法は、１８０°以上の円弧からなる固定面を有する１つの固定具を用いてもよいし、複数の固定具を用いて１８０°以上の円弧からなる固定面を形成してもよい。
一つの固定具を用いる場合、固定面の円弧角度は１８０°以上が必要である。これ未満の場合、把持力が得られない。より好ましくは２４０°以上である。２７０°未満の円弧としておくと、開放部があり、伸縮性伝送路をとりはずししやすいという利点がある。
【００１９】
次に複数の固定具を用いる場合について説明する。
一つの固定具は２１０°以下の円弧形状の固定面を有するものであり、他の固定具の固定面は直線形状でも、円弧形状でもよい。円弧形状の固定面を有する場合は２１０°未満の円弧であることが好ましい。２１０°以上の円弧同志で挟み込むと、エッジ部に応力が集中することがあり好ましくない。より好ましくは１８０°以下である。この場合は、各々の円弧の角度は同じであっても別々であってもよい。
いずれの場合も、伸縮性伝送路の固定部が本発明でいう断面積となるようにして固定することが必要である。
【００２０】
次に２つの固定具で挟み込む場合についてより具体的に説明する。
２つの固定具で挟み込む場合は、各々がセパレートしていても、片側が接続されていてもよい。各々がセパレートされているものは、ネジや、あらかじめ定められた凹凸部へのかみ合わせなどで、２つの固定具で挟み込むことができる。２つの固定具の距離は、厚みゲージで測定するか、あらかじめ目印をつけておくか、あるいは、スペーサを介在させることにより決めることができる。片側が接続されているものにおいては開放されている側を上記と同様に固定し、本発明の断面積を得ることができる。同様にして、３つ以上の固定具で挟み込んでもよい。
【００２１】
本発明の固定具の伸縮性伝送路と接する固定面の硬度は、ゴム硬度で３０°以上１００°以下が好ましい。さらに好ましくは５０°〜９５°、特に好ましくは７０°〜９０°である。３０°未満の場合は伸縮による伸縮性伝送路の断面積が変化するとずれることがある。１００°を越えると固定具の端と伸縮伝送路が局部的に接触する部分に応力集中し、断線しやすくなる。弾性樹脂を用いて固定具を作ること、または金属やプラスチック製の固定具の固定面表面に弾性樹脂層を設けることにより上記硬度を得ることができる。
また、伸縮性伝送路をあらかじめ上記硬度を有する弾性樹脂チューブで被覆しておき、伸縮性伝送路と固定具との間に当該弾性樹脂チューブを介在させて固定してもよい。
あらかじめ弾性樹脂チューブで被覆した伸縮性伝送路は、チューブ内径が伸縮性伝送路の伸長限界時直径以上のチューブへあらかじめ伸縮性伝送路を挿入しておくことにより得ることができる。被覆するチューブとして伸縮伝送路の弛緩時直径相当の熱収縮チューブを用いると、伸縮性伝送路を挿入しやすいという利点があり、さらに、固定部へチューブを移動しやすく、固定部にて熱収縮させることにより、本発明の固定部の断面積とすることができるため、特に好ましい。
【００２２】
本発明の固定具の円弧状の固定面の曲率半径Ｄｒは、０．５（Ｌｍ／２）＜Ｄｒ＜１００（Ｌ／２）の範囲であることが好ましい。ここで、Ｌ（ｍｍ）は伸縮伝送路の弛緩時の外径であり、Ｌｍ（ｍｍ）は最大伸長時の外径である。曲率半径Ｄｒが１００×Ｌ／２以上の場合、伸縮性伝送路と円弧状の固定面との接触が、点接触に近づき、把持力が得られなくなるか、または、伸縮性伝送路が大きく変形せざるを得なくなる。より好ましくは５０×Ｌ／２以下である。さらに好ましくは１０×Ｌ／２以下である。曲率半径Ｄｒが０．５×Ｌｍ／２以下の場合は伸縮性伝送路を固定面に沿わせることが困難となりむしろ断線しやすくなることがある。より好ましくは０．６×Ｌｍ／２以上であり、特に好ましくは０．７×Ｌｍ／２以上である。
このような範囲の曲率を持った円弧状固定面とすることで、伸縮性伝送路が最大伸張されても周方向の５割以上を固定具と接するようにしやすく、しっかり把持でき、かつ、伸張及び屈曲時に局部的な応力集中を防ぐことができ、断線しにくい固定構造とすることができる。
【００２３】
本発明の固定具の固定面の長さ方向の端部の形状は丸みを帯びた形状（図９参照）であることが好ましい。より具体的には、伸縮性伝送路の最大伸長時の外径をＬｍ（ｍｍ）とした場合に、固定面と直交する断面の端部が、曲率半径ＴｒがＬｍ／１００以上であり、角度範囲が１０°〜１８０°である円弧であることが好ましい。曲率半径はさらに好ましくはＬｍ／１０以上であり、特に好ましくはＬｍ以上である。角度範囲は、より好ましくは３０°〜１８０°、さらに好ましくは６０°〜１８０°である。これは、固定具の端では、伸縮性伝送路は多様な方向へ伸長されることがあり、固定具の端での接触が伸縮性伝送路の表面を傷つけるためである。
【００２４】
［伸縮性伝送路の端接続部］
本発明でいう伸縮性伝送路の端接続部とは、伸縮性伝送路の中にある伝送体の端を他の機器または部品へ接続する部分を言う。伝送体として銅線を使用した伸縮性電力伝送路を例に取ると、伝送体である銅線の端は圧着端子に圧着されるか、コネクターの部品であるコンタクトへ圧着またはハンダ付けされるか、電子機器の基板などにハンダ付けされる。この端子へ圧着された部分、コンタクトへ圧着した部分、または基板などへハンダ付けした部分が、伸縮性伝送路の端接続部となる。
この接続部は外力により断線しやすいため、外力が接続部に及ばないようにすることが、本発明の固定構造を備えた機器の寿命を長くするために重要である。伸縮性伝送路の端接続部から０ｍｍ〜５００ｍｍの間に本発明の固定構造を備えることにより、機器の断線寿命を長くすることができる。
【００２５】
［機器］
本発明で言う伸縮性伝送路が装着されている機器とは、例えば心電計、脈拍計および血圧計などのバイタルデータモニタリング装置、アシストスーツ、モーションキャプチャー、ウエアラブルコンピュータ、義肢、義足、ブレインマスター、イヤホンコードおよびアイグラスなどの身体装着型電子機器、産業ロボット、フューマノイドロボットおよびホビーロボットなど動作機構を有するロボット、内視鏡および超音波診断計などケーブルでつながったセンサやカメラ、並びにモバイル機器周辺のＡＣアダプターおよびマウスなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
いずれの場合も、伸縮性伝送路の少なくとも１箇所が電子機器または電気デバイスまたは光受発信機器などに接続されており、他端が装置、機器および衣服などに固定され伸長されるものであったり、または他端を例えば手で引っ張るなどして外部からの力で伸長されるものをいう。
【００２６】
本発明の固定構造は、１％以上伸縮または５°以上屈曲する部位に伸縮性伝送路が装着された機器に特に有効である。本発明の機器は、本発明の固定構造を有することにより、接続部の接続不良を減らすことができる。
伸縮性がほとんどない通常の伝送路を使用すると、伝送路を１％以上伸長すると、コネクターやハンダ接続部がはずれ、接続部の接続不良が発生する。伸縮性伝送路を用いることにより、接続部の不良を減らすことができるが、本発明の固定構造を有することで、接続部の不良をさらに減らすことができる。
【００２７】
［ガイド］
伸縮性伝送路の両末端を前述の固定構造とする場合、その中間部において、伸縮性伝送路と機器との位置を規制するためのガイドを有することが好ましい。ガイドは、当該中間部を構成する部品に溝や穴として存在してもよく、別途ガイドを当該部品に取り付けてもよい。本発明におけるガイドは、弛緩時外径がＬ（ｍｍ）の伸縮性伝送路を沿わせるガイドであり、そのガイドは、曲率半径が０．８Ｌ以上２０Ｌ未満のガイドが好ましい。０．８Ｌ未満とすると、弛緩時にガイドからはみ出し、ガイドはずれを起こす。より好ましくは１Ｌ以上であり、さらに好ましくは１．２Ｌ以上である。曲率半径が２０Ｌ以上になるとガイドが大きくなりすぎ実用上好ましくない。好ましくは１０Ｌ以下である。さらに好ましくは５Ｌ以下である。円弧角度は３０°以上が好ましい。これ未満の場合は、ガイドからはずれやすくなる。より好ましくは６０°以上、さらに好ましくは９０°以上。特に好ましくは１８０°以上である。
あらかじめ２つの部品に分かれているものを、伸縮性伝送路を挟み込む形で合体させてガイドとすることもできる。また、リング状のガイドは、伸縮性伝送路にあらかじめ装着しておき、そのガイドを機器の所定の位置に固定してもよい。本発明のガイドは、伸縮性伝送路がすべりやすい表面状態であることが好ましい。
材質は、特に限定されないが、硬度はゴム硬度９０°以上であることが好ましい。これ以下の場合は、摩擦が強くなりすぎすべりが阻害される。より好ましくはビッカース硬さ１０Ｈｖ以上、さらに好ましくはビッカース硬さ２０Ｈｖ以上である。表面粗度は算術平均粗さで０．０１μ〜１００μの範囲が好ましい。０．０１μ以下の場合は、摩擦が強くなり、１００μ以上の場合は凹凸が激しく、伸縮性伝送路の表面及び導体を劣化させることがある。より好ましくは０．１μ〜１０μである。金属材料の場合は、所謂梨地加工が好ましい。セラミック材料の場合は、内部に形成する粒子形によってコントロールすることができる。
装着された機器において伸縮性伝送路が曲げられる部分がある場合は、その曲げの頂点になる部分にガイドがあることが好ましい。
このようにすることで、伸縮してもガイドのはずれることが無く、屈曲部などの伸縮性伝送路を所定の位置を沿わせて配線することができる。
【００２８】
すなわち、本発明は、従来の伸縮性のないケーブルでは余長が必要な屈曲や伸張を伴う部位に、本発明の固定構造を有するように、また必要に応じてガイドを用いて伸縮性伝送路を装着することにより、機器に必要なケーブル予長分のスペースを無くし、かつ、伸縮性伝送路の断線トラブルを無くすことができる画期的な技術である。
【実施例】
【００２９】
以下実施例に基づきさらに詳細に説明するが、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。なお、本発明で用いた評価方法は次の通りである。
（１）伸縮性伝送路の伸張回復率
長さ１００ｍｍの試料をテンシロン測定機に図７に示すようにセットして、引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、所定伸張後リターンし、応力がゼロになる距離（Ａｍｍ）を求め次式により回復率を求めた。
回復率（％）＝（（１００−Ａ）／１００）×１００
（２）伸縮性伝送路の外径
ノギスにより任意に５箇所を測定しその平均値を外径とした。
（３）固定具固定面の表面硬度
ＪＩＳ−Ｋ−６２５３に基づいてデユロメータを用いて測定した。
【００３０】
（４）把持性
測定部試料長１００ｍｍで伸縮性伝送路を固定具に固定し、テンシロン測定機に図７に示すようにセットして、引張り速度１０ｍｍ／ｍｉｎで最大伸長率まで引張り、この間に固定部のずれが発生するか否かで判定した。
○      固定部がずれない。
×      固定部がずれる。
【００３１】
（５）屈曲寿命
図８に示すように、伸縮性伝送路を固定具に固定してデマッチャー試験機にセットし、固定具出口で９０°に曲げ、固定具出口より２０ｃｍ下で、下部を把持し、下記条件で繰り返し伸長試験を実施した。
曲げ角度：９０°
伸縮範囲：１０％−ａ％
伸縮速度：１００回／ｍｉｎ
装置名  ：デマッチャー試験機（大栄科学精機製）
測定器  ：（株）住井酸素工業所製  ５連式連続電気抵抗測定装置
断線判定：電気抵抗値が２０％以上大きくなった点を断線と判定した。
断線までの伸縮回数から、以下の基準で屈曲寿命を判定した。
×      １０万回未満
○      １０万回以上５０万回未満
◎      ５０万回以上
【００３２】
［実施例１］
９４０ｄｔｅｘのポリウレタン弾性長繊維（旭化成せんい（株）製、商品名：ロイカ）を芯にして、伸張倍率を４．２倍下で、２２０ｄｔｅｘのウーリーナイロン（黒染め糸）を７００Ｔ／Ｍの下撚りおよび５００Ｔ／Ｍの上撚りで捲回し、ダブルカバー糸を得た。得られたダブルカバー糸を製紐用ボビンに巻き取り、当該ボビン４本を、８本打ち製紐機（（有）桜井鉄工製）のＳ方向に２本、Ｚ方向に２本、均等に配置し組み紐を作成し直径１．８ｍｍの弾性円筒体を得た。当該弾性円筒体を、独自に開発した設備（特殊製紐機：（１）芯部を複数のＶ溝にクロスして沿わせ（所謂８の字掛け）把持し所定の速度でフィードする機構。（２）該芯部を複数のＶ溝にクロスして沿わせ把持し、一定速度で巻き上げる機構。（３）芯部を伸長した状態で、導体線を並列に巻き付ける機構  （４）上記の（１）および（２）に加え芯部を伸長した状態で、導体線の捲回方向と逆方向に導体線の内周と外周を通って他の糸状体を捲回する機構（導体線を巻いたボビンと他の糸状体を巻いたボビンが、前後に移動し、相互に逆方向に旋回する）を有する設備）により、２.２倍伸長しながら、所定の導体線（２ＵＳＴＣ(有)竜野電線製）４本をＺ方向に並列に捲回し、Ｓ方向にエステル（５６ｄｔｅｘ（１２ｆ））を４本導体線の内側と外側を通して捲回し、導体線捲回品を得た。当該導体線捲回品を１．８倍伸長下で、１６本打ち製紐機にてエステルウーリー（３３０ｄｔｅｘ２本合わせ）により外部被覆を行ない、直径３．８ｍｍの伸縮性伝送路を得た。この伸縮性伝送路の伸長回復率が５０％未満となる最大の伸長率は９０％であった。また、この伸縮性伝送路を持いる機器として、機器上での最大伸長率が５０％となる場合を想定して把持性及び屈曲寿命を以下の手順で調べた。
この伸縮性伝送路を、図３に示すように、固定面断面が曲率半径１．５ｍｍ、角度範囲１８０°の円弧である２つのステンレス製固定具で挟み、テンシロン測定機にて把持性を調べた。また、この固定具で挟んだ伸縮性伝送路をデマッチャー試験機(図８参照)にて繰り返し伸縮を行い、屈曲寿命を判定した。結果を伸縮性伝送路および固定具の諸特性と共に表１に示す。
【００３３】
［実施例２〜７、比較例１］
固定具の素材や形状を変化させたことを除いて実施例１と同様に実施した。結果を伸縮性伝送路および固定具の諸特性と共に表１に併せて示す。
なお、実施例２では、内径４ｍｍ、長さ６ｍｍの熱収縮チューブ（収縮後肉厚０．２５ｍｍ）（レイケムＶＥＲＳＡＦＩＴ  Ｖ２）を伸縮性伝送路の固定位置にドライヤーで熱をかけ熱収縮させたものを表１記載のステンレス製固定具で挟んで本発明の固定構造とした。また、実施例５では、内径４ｍｍ、長さ６ｍｍの接着剤付熱収縮チューブ（収縮後肉厚０．７ｍｍ）を、伸縮性伝送路の固定位置にドライヤーで熱をかけ固定し、固定面断面が曲率半径２．１ｍｍ、角度範囲１８０°の円弧であり、端部形状が曲率半径２ｍｍの円弧である２つのステンレス製固定具に挟み本発明の固定構造とした。
【００３４】
［比較例２］
実施例１で得られた伸縮性伝送路を２枚のステンレス製平板の間に間隔２ｍｍとなるように把持して、テンシロン測定機による把持性判定と、デマッチャー試験機による屈曲寿命判定を行なった。結果を表１に示す。
以上の結果から本発明の固定構造は、従来技術ではなし得なかった、長寿命を実現するきわめて重要な技術であることがわかる。
【００３５】
［実施例８］
図１０に示すように、最大曲げ角度が９０°の１００ｍｍ角のアームを有するアクチュエータのアーム外層に、実施例１の伸縮性伝送路を沿わせ、アームを伸張した状態で、アーム屈曲部から両側へ各２０ｃｍの位置で実施例２の方法で固定した。このとき伸縮性伝送路は１０％伸張した状態で固定されている。動作側のアームにおける伸縮性伝送路の端接続部を固定部端から２０ｍｍ先のＷＥＢカメラ（ＥＬＥＣＯＭ社製  ＵＣＡＭ−ＤＬＰ１３０ＴＳＶ））と接続し、固定側のアームにおける伸縮性伝送路の端接続部を固定部端から５００ｍｍ先のパーソナルコンピュータと接続して、アーム作動を確認した。
この結果、作動により、カメラ映像が途絶えることがなく、固定部で伸縮性伝送路がずれることが無く、取り付けたデバイスに不具合が発生せず、かつ、アーム部の外側に配線が飛び出すことも無い、画期的な機器を得ることができた。
【００３６】
参考までに、一般ロボットケーブル（スリムロボットケーブル  ＫＲＴ（共和電線産業（株）社製）を同様のアームとカメラとパーソナルコンピュータを備えた機器へ、アームを９０°曲げた状態（最大伸張状態）で、たるみが無い様に取りつけ、このアームの屈伸を行なったところ、アーム伸張時には、アームから最大で５ｃｍ近くのところまでケーブルが飛び出すことが確認された。このことから、従来技術では、このケーブル余長処理のスペースが必要となり、アーム構造が大きくならざるを得ないことがわかる。
【００３７】
［実施例９］
図１１に示すように、回転角度３０°、曲げ角度６０°の２方向に動作するアームの屈曲部へ、内径１５ｍｍのセラミックガイド  Ｎ５０７０１４（湯浅糸道工業株式会社製）を取り付け、このガイドへ実施例１の伸縮性伝送路を通し、実施例７と同様にアーム屈曲部から両側へ各２０ｃｍの位置で実施例２の方法で固定した。この装置を繰り返し１００回動作させた。伸縮性伝送路は最後まで、初期の配線位置からずれず、飛び出さず、きわめて安定な動作をした。
なお、同様の装置に一般ロボットケーブルを最大距離にて配線して動作を試みたところ、ケーブルがたるんだときにケーブルがガイドにひっかかったり、伸張時にケーブルがつっぱってケーブルが固定部からはずれるというトラブルが発生し正常に動作することができなかった。
【００３８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の伸縮性伝送線の固定構造を備えた機器は、伸縮性伝送路が初期の配線位置からずれず、飛び出さず、きわめて安定な動作をし、特に、複雑な動きをする多関節ロボットや身体装着機器として最適である。
【符号の説明】
【００４０】
１    伸縮性伝送路
２    固定具
３    固定面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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