TWI400722B

TWI400722B - 伸縮電線及其製造方法

Info

Publication number: TWI400722B
Application number: TW096150409A
Authority: TW
Inventors: Shunji Tatsumi
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2013-07-01
Also published as: TW200837780A; JP5437963B2; CN101568972A; US8294029B2; AU2007339182A1; KR20120005569A; JP2011029198A; KR20090074816A; KR101139047B1; WO2008078780A1; US20100006320A1; JP4729106B2; AU2007339182B2; JPWO2008078780A1; CN101568972B; CA2674555A1; EP2097911A1; EP2097911A4; CA2674555C

Description

伸縮電線及其製造方法

本發明係關於一種用於以機器人領域為首之所有工業領域之伸縮電線，尤其係關於一種用於人形機器人及工業用機器人之伸縮電線。

電線之構造通常係以銅線為芯，並以絕緣體覆蓋其外周，此類電線無伸縮性。作為具有伸縮性之電線之代表例，可列舉固定電話機等所使用之卷線，但通常較粗且重。

另一方面，作為與伸縮電線相關之技術，於日本專利特公昭64-3967號公報中揭示有如下方法，以彈性長纖維為芯，並於其周圍纏繞金屬線。於該日本專利特公昭64-3967號公報中揭示有如下內容，彈性長纖維之換算直徑(Ld)與金屬線之換算直徑(Lm)之關係必須滿足Ld/Lm≧3(換算直徑之定義及計算方法於下文進行敍述)，當脫離該範圍時則不具有伸縮性或無法形成穩定之迴路，故無法獲得滿意之伸縮線。

又，於專利第3585465號公報中揭示有如下技術，於彈性長纖維之周圍編織金屬線，並於該金屬線之外周編織覆蓋絕緣纖維。作為其用途揭示有如下，可使用該伸縮線傳送頭戴式耳機等之電信號。即，其係傳送微弱電流者。更詳細而言，例示有於直徑0.8mm左右之彈性長纖維上使用直徑0.06mm左右之金屬線進行編織的情形。雖未揭示使用幾根金屬線來進行編織，但參考該專利公報中之圖可知，若以使用16根之情形進行計算，則金屬線之換算直徑為0.24mm，彈性長纖維之換算直徑與金屬線之換算直徑之關係(Ld/Lm)為Ld/Lm=0.8/0.24=3.3，超過了3。

進而，於日本專利特開2004-134313號公報中揭示有如下技術，於伸縮自如之芯材之外周纏繞複數根螺旋狀纏繞導電線者，而進行帶狀覆蓋。根據該專利公報揭示之示例，係於840丹尼之聚胺基甲酸乙酯彈性長纖維上，螺旋狀纏繞由複數根直徑0.03mm之漆包線纏繞而成之導電線。840丹尼之聚胺基甲酸乙酯彈性長纖維之換算直徑於使聚胺基甲酸乙酯之比重為1.2時，Ld=0.03mm。並且，可知假定使用9根直徑0.03mm之漆包線，則漆包線之換算直徑為0.09mm，該專利公報中彈性長纖維之換算直徑Ld與金屬線之換算直徑Lm之關係為Ld/Lm=0.32/0.09=3.6，超過了3。又，可知該專利公報之發明目的在於提供一種可適用於各種信號線之伸縮電線，其係處理微弱電流之伸縮電線。

該等專利公報中所揭示之技術均存在如下問題，若實際上於彈性長纖維上直接纏繞導線，且只要不滿足Ld/Lm≧3，則相對於導線之剛性無法發揮伸縮性，或者彈性長纖維未完全抵消纏繞時之張力，而無法穩定地纏繞，或無法形成均質之迴路形態。雖亦揭示有於彈性長纖維上覆蓋絕緣纖維之技術，但該覆蓋之目的在於加強防止切斷金屬線，而並非為了增大纏繞直徑。

另一方面，電力用配線中要求之必需條件，係電阻較小、且即便流通較大電流發熱亦較小。當素材確定時存在電阻值與剖面積成反比之關係，而為了製作電力用之伸縮電線，必須使用剖面積較大之導線。

藉由按照上述日本專利特公昭64-3967號公報中所揭示之技術而製作，可製作能夠流通所需之電流之伸縮電線。然而，為了流通較大之電流，必須使用換算直徑較大之導線，即便於使用最通用之導線即銅線之情形時，亦必須滿足Ld/Lm≧3，且必須使用換算直徑較大之彈性長纖維。

換算直徑較大之彈性長纖維若其剖面積較大則發揮較強彈性，因此使用如此之彈性長纖維，僅獲得不以較強力拉伸則無法延伸之伸縮電線。

另一方面，近年來機器人之發展顯著，出現了進行各種動作之機器人。該等機器人之配線必須係具有較大富餘之配線，該狀況於裝置設計上及實用上成為阻礙之情形較多。

又，於最先進之人形機器人中，經由高自由度關節而進行用以驅動末端之馬達之功率電流的配線，存在期望增大高自由度關節中之配線之自由度的需求。

進而，於工業用機器人中，機械手等之開發盛行，需求可流通較小之電流、以及用以驅動末端之馬達的較大電流，且於工廠之高溫環境下亦可長期使用之耐熱性之伸縮電線。

伸縮性之電線或卷線，除上述專利公報以外，例如於日本專利特開2002-313145號公報及日本專利特開昭61-290603號公報中亦有所揭示。進而，作為電傳導性彈性複合絲，於日本專利特表2006-524758號公報中揭示有彈性纖維與金屬線之複合技術。該等均係使用以聚胺基甲酸乙酯彈性纖維為代表之有機彈性纖維之技術，且適於室溫環境下流通微弱電流之用途。

另一方面，關於工業用機器人，以提高彎曲性為目的，雖然存在關於捲曲性之日本專利實公昭63-30096號公報、關於銅線之組成及彎曲性與強度之日本專利特公平3-25494號公報、關於聚酯或聚碳酸酯系聚胺基甲酸乙酯彈性體覆蓋之日本專利特開平5-47237號公報、及關於包括聚醯胺/聚胺基甲酸乙酯之多芯撚線之專利第3296750號公報等的技術，但無伸縮性，且無法滿足進行各種動作之機器人之關節部的配線。

[專利文獻1]日本專利特公昭64-3967號公報 [專利文獻2]專利第3585465號公報 [專利文獻3]日本專利特開2004-134313號公報 [專利文獻4]日本專利特開2002-313145號公報 [專利文獻5]日本專利特開昭61-290603號公報 [專利文獻6]日本專利特表2006-524758號公報 [專利文獻7]日本專利實公昭63-30096號公報 [專利文獻8]日本專利特公平3-25494號公報 [專利文獻9]日本專利特開平5-47237號公報 [專利文獻10]專利第3296750號公報

本發明之目的在於提供一種伸縮電線，其伸縮無須很大的力量(能量損耗)，且可流通驅動電力用之較大電流，並且具有小載荷下之伸縮性及小電阻。

本發明者為了獲得具有小載荷下之伸縮性及小電阻之伸縮電線而進行了銳意研究，結果發現了一種伸縮電線，其特徵在於：其係具有至少包含芯部、導體部及覆蓋部之構造；該芯部係彈性圓筒體，包含彈性體以及覆蓋該彈性體外周之中間層；該導體部包含由細線之集合線所構成之導線，且該導線係纏繞及/或編織於該彈性圓筒體之外周；該覆蓋部係外部覆蓋層，包含覆蓋該導體部之外周之絕緣體；上述伸縮電線無須很大的力量(能量損耗)即可伸縮，且可流通驅動電力用之較大之電流，故而完成了本發明。

即本發明如下所示。

(1)一種伸縮電線，其特徵在於：其具有至少包含芯部、導體部及覆蓋部之構造；該芯部係彈性圓筒體，包含彈性體以及覆蓋該彈性體外周之中間層；該導體部包含由細線之集合線而構成之導線，且該導線纏繞及/或編織於該彈性圓筒體之外周；該覆蓋部係外部覆蓋層，包含覆蓋該導體部外周之絕緣體。

(2)如上述1項之伸縮電線，其中彈性體係伸長率為100%以上之彈性長纖維或伸長率為50%以上之螺旋彈簧。

(3)如上述1或2項之伸縮電線，其中中間層之厚度為0.1Ld(Ld：彈性長纖維之換算直徑或螺旋彈簧之外徑)或0.1mm中任一較小者至10mm之範圍。

(4)如上述1~3項中任一項之伸縮電線，其中彈性圓筒體之50%拉伸應力為1~500 cN/mm² 。

(5)如上述1~4項中任一項之伸縮電線，其中導線由比電阻為10^-4 Ω×cm以下之電傳導體而構成。

(6)如上述1~5項中任一項之伸縮電線，其中細線之直徑(Lt)為1mm以下。

(7)如上述1~6項中任一項之伸縮電線，其中導線含有銅或鋁80%以上。

(8)如上述1~7項中任一項之伸縮電線，其中導線具有各細線之厚度為1mm以下之絕緣性覆蓋層、或具有集合線全體之厚度為2mm以下之絕緣性覆蓋層。

(9)如上述1~8項中任一項之伸縮電線，其中導線具有用以使芯部一體化之一體化層，且該一體化層係由伸長率為50%以上之彈性體而構成。

(10)如上述1~9項中任一項之伸縮電線，其中30%拉伸載荷為5000 cN以下。

(11)如上述1~10項中任一項之伸縮電線，其中導體部包括複數根導線。

(12)如上述1~11項中任一項之伸縮電線，其特徵在於1根導線之電阻於鬆弛時為10 Ω/m以下。

(13)一種伸縮電線之製造方法，其特徵在於：該伸縮電線具有至少包含芯部、導體部及覆蓋部之構造；該芯部係彈性圓筒體，包含彈性體以及覆蓋該彈性體外周之中間層；該導體部包含由細線之集合線而構成之導線，且該導線纏繞及/或編織於該彈性圓筒體之外周；該覆蓋部係外部覆蓋層，包含覆蓋該導體部外周之絕緣體；該伸縮電線之製造方法包含以下各步驟：1)於將該彈性體拉伸之狀態下，於其外周編織及/或纏繞絕緣纖維，藉此形成該彈性圓筒體；2)於將所得之該彈性圓筒體拉伸之狀態下，於其外周纏繞及/或編織該導線，藉此形成該導體部；以及3)於包含所得之該彈性圓筒體及該導體部之構造體或進而經一體化處理之該構造體拉伸的狀態下，於其外周編織絕緣纖維及/或覆蓋絕緣樹脂，藉此形成該外部覆蓋層。

(14)一種狹窄彈性帶狀之伸縮電線，其特徵在於使複數根如上述1~12項中任一項之伸縮電線於拉伸狀態下，匯集成1根狹窄彈性帶狀。

本發明之伸縮電線於30%拉伸時之載荷為5000 cN以下，且電阻為10 Ω/m以下，因此無須很大的力量(能量損耗)即可伸縮，且可流通驅動電力用之大電流，適於實用。因此，本發明之伸縮電線最適用於機器人領域。

以下，就本發明加以具體說明。

本發明之伸縮電線之基本構造如下，如圖1及圖2所示，於具有配置於彈性長纖維之外層之伸縮性之中間層的彈性圓筒體上，纏繞及/或編織由細線之集合線而構成之導線而成，或者，如圖3及圖4所示，於具有配置於螺旋彈簧之外層之伸縮性之中間層的彈性圓筒體上，纏繞及/或編織由細線之集合線而構成之導線而成。再者，於該等圖中，1為彈性長纖維，2為中間層，3為導線，4為外部覆蓋層，6為彈性圓筒體，10為螺旋彈簧。又，圖1及圖3中並未圖示覆蓋最外周之絕緣纖維而成之外部覆蓋層。

本發明中使用之名稱及符號以如下方式設定。

(1)Ld (mm)：彈性長纖維之換算直徑或螺旋彈簧之外徑 (2)Lc (mm)：中間層之厚度 (3)Lm (mm)：導線之換算直徑 (4)Lt (mm)：細線(導體單線)之直徑

再者，換算直徑之定義及計算方法將於下文進行敍述。

本發明之伸縮電線至少包括芯部、導體部及覆蓋部。

重要的是，芯部係包括彈性體以及覆蓋該彈性體之外周之中間層的彈性圓筒體。

彈性體可使用具有100%以上之伸長率之彈性長纖維或具有50%以上之伸長率的螺旋彈簧。

較好的是，用作彈性體之彈性長纖維具有100%以上之伸長率。於伸長率未滿100%之情形時，伸縮性能不足，難以製作以較低應力而伸縮之伸縮電線。更好的是，使用伸長率為300%以上之彈性長纖維。

本發明中使用之彈性長纖維，只要係伸長率100%以上且伸縮性富足者即可，則聚合物之種類並無特別限定。例如，可列舉聚胺基甲酸乙酯系彈性長纖維、聚烯烴系彈性長纖維、聚酯系彈性長纖維、聚醯胺系彈性長纖維、天然橡膠系彈性長纖維、合成橡膠系彈性長纖維以及天然橡膠與合成橡膠之複合橡膠系彈性長纖維等。

聚胺基甲酸乙酯系彈性長纖維之伸長率較大，且耐久性亦優良，故作為本發明之彈性長纖維最佳。

天然橡膠系長纖維具有如下優點，其單位剖面積之應力小於其他彈性長纖維，且可薄化中間層，易獲得所需之彈性圓筒體。然而，因易劣化，故難以長期保持伸縮性。因此，適用於以短期之使用為目的之用途。

合成橡膠系彈性長纖維之耐久性優良，但難以獲得伸長率較大者。因此，適用於並不要求較大伸長率之用途。

彈性長纖維既可為單絲亦可為複絲。

較好的是彈性長纖維之換算直徑(Ld)為0.01~10mm之範圍。更好的是為0.02~5mm。尤其好的是為0.03~3mm。於Ld為0.01mm以下之情形時，無法獲得伸縮性，當Ld超過10mm時，拉伸需要較大之力。

預先將彈性長纖維製成雙絲或多絲纏繞者，或者，以彈性長纖維為芯於其周圍纏繞其他彈性長纖維者，藉此可易於進行厚度較大之中間層與彈性長纖維之一體化(以使彈性長纖維與中間層並不單獨移動)。

本發明中用作彈性體之螺旋彈簧較好的是由金屬而構成。金屬之螺旋彈簧即使於高溫下亦不會劣化，適於高溫環境下使用之用途。亦可使用金屬以外之螺旋彈簧，但相比於金屬之螺旋彈簧，重複變形及耐熱性之方面較差。螺旋形狀之彈簧可藉由捲取機之選定以及所選定之捲取機之條件設定而任意設計。

較好的是，線圈直徑D與拉線(係指形成線圈之線材)直徑d之關係為24>D/d>4。於D/d為24以上之情形時，無法獲得穩定形態之彈簧，易於變形，故而不佳。較好的是D/d為16以下。另一方面，當D/d為4以下時，難以形成線圈，同時難以發揮伸縮性。較好的是D/d為6以上。

較好的是拉線之直徑d為3mm以下。當d為3mm以上時，彈簧變重，伸縮應力以及線圈直徑均變大，故而不佳。另一方面，當拉線之直徑為0.01mm以下時，可形成之彈簧過軟，當自橫向施加力時易變形，不實用。

較理想的是，線圈之間距為1/2D以下。雖間隔為1/2D以上時亦可形成螺旋狀之彈簧，但難以形成線圈外周之中間層。進而，伸縮性下降，並且易於因外力而變形，故而不佳。較好的是間距為1/10D以下。

間距大致為零者具有以下特徵，可使伸縮性最高，且彈簧本身難以扭結，易抽出纏繞之彈簧，且具有難以因外力而變形之優點，故而較佳。

螺旋彈簧之外徑(Ld)較好的是為0.02~30mm之範圍。更好的是為0.05~20mm，進而好的是為0.1~10mm。難以製造外徑為0.02mm以下之螺旋彈簧，當外徑超過30mm時，伸縮電線之外徑過大，故而不佳。

螺旋彈簧之材料可自眾所周知之拉線中任意選擇。線材之材料存在鋼琴線、硬鋼線、不鏽鋼線、油回火鋼線、磷青銅線、鈹銅線及洋白銅線等。就耐腐蝕性及耐熱性優良、且易獲得之觀點而言，較理想的是不鏽鋼線。

連續之螺旋形狀之彈簧可藉由使用捲取機捲取拉線，並根據需要進行淬火及冷卻而獲得。

於下一步驟中使用經纏繞之螺旋彈簧時，存在線圈相互重疊，且難以抽出之情形。於如此之情形時，藉由於螺旋彈簧上重疊窄帶並纏繞，可容易地應對。

於使用彈性長纖維或螺旋彈簧中之任一者作為彈性體之情形時，彈性體之周圍亦必須具有被稱為中間層之層，該中間層含有絕緣纖維。

藉由形成中間層，可增大導線之纏繞直徑，故可捲繞較粗之導線。又，於使用螺旋彈簧作為彈性體之情形時，可防止導線夾入線圈之縫隙，故可纏繞導線。

於任一情形時，作為形成有中間層之狀態下之彈性圓筒體，較好的是50%拉伸應力為1~500 cN/mm² ，更好的是1~200 cN/mm² 。進而好的是5~100 cN/mm² ，特別好的是10~50 cN/mm² 。當50%拉伸應力處於該範圍內時，小應力下之伸縮性良好，當50%拉伸應力為1 cN/mm² 以下時，難以發揮伸縮性，當50%拉伸應力超過500 cN/mm² 時，為了使其拉伸需要較大之力，於實用上不佳。

構成中間層之絕緣纖維(以下，稱為絕緣纖維I)既可為複絲亦可為紡絲紗。若難以妨礙彈性長纖維之伸縮性、且具有絕緣性，則可根據伸縮電線之用途及使用條件而自眾所周知者中任意選擇。就輕便且具有膨鬆性之觀點而言，可列舉膨鬆性複絲(例如毛尼龍或酯羊毛)、各種膨鬆加工絲(例如假撚加工絲或丙烯酸膨鬆紗)及各種紡絲紗(例如酯類紡絲紗)。於追求輕便之情形時，亦可使用聚乙烯纖維或聚丙烯纖維。於重視難燃性之情形時，亦可使用莎隆纖維、氟纖維、耐焰化丙烯酸纖維、聚碸纖維、或經難燃加工之難燃聚酯纖維、難燃尼龍纖維或難燃丙烯酸纖維等。於優先考慮價格之情形時，亦可使用通用之聚酯纖維、尼龍纖維或丙烯酸纖維等。

於使用螺旋彈簧作為彈性體之情形時，絕緣纖維I處於螺旋彈簧與導線之間，因此較好的是使用磨損性優良之素材。就耐熱性較高、且磨損性亦優良之觀點而言，較好的是使用氟纖維。然而，並非限定於此，於實用上可根據用途，考慮實用性能及價格，而自上述絕緣纖維中任意選擇。

例如，作為耐熱性優良之纖維，可列舉芳族聚醯胺纖維及聚苯硫醚纖維。於重視通用性之情形時，可列舉尼龍纖維及聚酯纖維。於要求耐火性之情形時，可列舉玻璃纖維、無機纖維、氟纖維、耐焰化丙烯酸及莎隆纖維。

又，於使用螺旋彈簧作為彈性體之情形時，較好的是包含上述絕緣纖維I之芯部編織覆蓋具有膨鬆性。編織覆蓋之內側與外側此兩者由硬材質(金屬)而構成，因此發揮作為緩衝材之作用。又，具有膨鬆性之編織覆蓋，亦具有使纏繞於其上之導線難以偏移之效果。

具有膨鬆性之編織覆蓋，可藉由使用具有膨鬆性之複絲或者紡絲紗，以不過緊之方式編織而獲得。過於稀疏之編織導致覆蓋不充分，故而不佳。

具有膨鬆性之複絲或者紡絲紗可藉由眾所周知之方法而獲得。例如，拉齊1種以上之複絲進行假撚加工，或者亦可使用複合纏繞之複絲。又，於紡絲紗中，藉由混合1種以上之短纖維並進行紡織，可獲得膨鬆性。尤其，藉由混合、紡織熱縮率不同之短纖維，並進行熱處理，可獲得膨鬆性較高之紡絲紗。

作為具有通用性、且耐磨損性及膨鬆性良好之絕緣纖維，可列舉毛尼龍及酯羊毛絲。又，亦可組合耐磨損性優良之絕緣纖維與具有膨鬆性之絕緣纖維(混合紡織、合撚、或者多重覆蓋)。

中間層之厚度Lc必須為10mm>Lc≧0.1 Ld或0.1mm中任一較小者之範圍。較好的是為10mm>Lc≧0.3 Ld或0.1mm中任一較小者之範圍。若可不妨礙伸縮性而確保該範圍之厚度，則中間層之製造方法並無特別限定。較理想的是中間層之厚度未滿10mm，若厚度為10mm以上，則最終完成之伸縮電線之外徑變大，成為較粗之電線，於實用上不佳。又，當中間層之厚度小於0.1 Ld或0.1mm中任一較小者時，則增大導線之捲繞直徑之效果較小，難以纏繞換算直徑較大之導線。

中間層可藉由以下方式而獲得，於拉伸彈性長纖維或螺旋彈簧之狀態下，較好的是於50%以上拉伸之狀態下，以此為芯覆蓋編織帶狀之絕緣纖維1次以上而形成中間層，或纏繞絕緣纖維之長絲或紡絲紗2次以上而形成中間層，或者纏繞絕緣纖維之長絲或紡絲紗1次以上後，進而覆蓋編織帶狀之絕緣纖維1次以上而形成中間層。

此時，較理想的是，於彈性體上預先形成中間層而獲得彈性圓筒體後，檢查並拉伸該彈性圓筒體，而纏繞及/或編織導線。先前之技術中，作為所謂之雙層絲，揭示有先纏繞絕緣纖維，其後立即纏繞金屬線之示例，於該情形時，存在以下問題，相對於金屬線之纏繞張力無法獲得充分之阻力，無法穩定地纏繞，或無法形成均質之迴路形態。

本發明係發現以下情形者，一旦形成中間層後立即作為彈性圓筒體，其後拉伸該彈性圓筒體並纏繞導線，藉此可增大導線之纏繞直徑，且相對於導線之纏繞張力，中間層亦可發揮阻力，而於先前技術中係不可能的，即便於Ld/Lm<3之區域中，亦可實現穩定之纏繞。

為了使中間層獲得較大厚度通常考慮使用較粗之絲作為絕緣纖維，但僅使用較粗之絲，難以發揮伸縮性，或易產生彈性體與中間層之移動連動之現象。為防止該等現象，存在使用預先藉由絕緣纖維而覆蓋之彈性長纖維之方法、或進行複數次編織而進行覆蓋之方法。更好的是，預先使彈性長纖維本身進行雙絲、3絲纏繞或4絲纏繞等多絲纏繞較為有效。其原因在於，藉由纏繞使彈性長纖維膨脹，具有進行帶狀之覆蓋時利用伸縮而吸收帶狀之內部空間之體積變化的效果，且易於確保穩定之伸縮形態。

又，於彈性長纖維上預先纏繞其他彈性長纖維亦較為有效。於彈性長纖維上纏繞其他彈性長纖維者，作為經一體化之彈性體而移動，可獲得與上述相同之效果。

中間層並不限定於上述者，亦可藉由其他方法而製作，但較好的是實際上為圓筒狀。較好的是，任一情形時彈性圓筒體之50%拉伸應力均為1~500 cN/mm² 。

形成有中間層之彈性圓筒體之伸長率較好的是50%以上，更好的是100%以上。於伸長率未滿50%之情形時，伸縮電線因導線及外部覆蓋層之覆蓋而導致伸長率下降、且伸縮性較低。雖然較好的是伸長率較大者，但因形成中間層，伸長率較多停留於300%以下。

重要的是彈性圓筒體之50%拉伸應力設計為1~500cN/mm² 。較好的是設計為1~200 cN/mm² 。更好的是為5~100 cN/mm² ，特別好的是為10~50 cN/mm² 。當拉伸應力處於如此之範圍時，可獲得藉由低應力即可伸縮、且電阻小之伸縮電線。

導線必須係至少2根以上之細線之集合線。藉由形成為細線之集合線，而導線之柔軟性較高，且難以阻礙伸縮性。又，實用時難以斷線。

眾所周知有各種使細線集合之方法，於本發明中亦可使用眾所周知之任一方法來進行集合。然而，僅直接拉齊則難以纏繞，因此較好的是形成為纏繞線。又，為了發揮可撓性，亦可使用由絕緣纖維纏繞集合線者。

較好的是構成導線之細線之單線直徑Lt為1mm以下，更好的是為0.1mm以下，特別好的是為0.08mm以下，最好的是為0.05mm以下。當單線直徑超過1mm時，阻礙伸縮性，且易因伸縮而導致斷線。若過細則加工時容易斷線，因此較好的是0.01mm以上。

導線之纏繞或編織角度(以下，以纏繞角度代表)較佳為30度以上、80度以下之範圍。於纏繞角度未滿30度之情形時難以發揮伸縮性。纏繞角度更好的是35度以上，特別好的是40度以上。最好的是50度以上。當纏繞角度超過80度時，每單位長度所纏繞之導線長度變長，較不佳。纏繞角度更好的是75度以下，特別好的是70度以下。

本發明中所謂纏繞角度，如圖5所示，係指相對於彈性圓筒體之長度方向纏繞或編織之導線之角度θ。通常係指鬆弛狀態下之角度。於鬆弛狀態下切下20cm長之試料，解開被纏繞之導線，測定其長度，並使用反三角函數而求出纏繞角度。再者，本說明書中，將導線纏繞時(彈性圓筒體處於特定之拉伸狀態下)之纏繞角度稱為纏繞時之纏繞角度。

導線之比電阻必須為10^-4 Ω×cm以下，當超過該範圍時，為了降低電阻值，必須使用較大剖面積之導線，於實用上不佳。較好的是10^-5 Ω×cm以下。

較理想的是導線之80wt%以上為含銅之銅線、或80%以上為含鋁之鋁線。最好的是銅線，因為其價格比較低，且電阻較小。鋁線較輕，因此僅次於銅線。銅線通常為軟銅線或錫銅合金線，不使導電性過度降低，亦可使用提高韌度之強力銅合金(例如於無氧銅中添加鐵、磷及銦等者)、藉由錫、金、銀或鉑等進行電鍍而防止氧化者、或為了提高電信號之傳送特性而藉由金或其他元素進行表面處理者等。

構成導線之各細線亦可使用由絕緣體而覆蓋者。本發明之伸縮電線並非使導線完全與空氣隔絕之構造，若細線使用裸線，則導線表面易氧化且易劣化。因此，較好的是細線本身預先由絕緣性樹脂而覆蓋。

亦可使用將細線之集合線收為一束並由絕緣樹脂而覆蓋者。

重要的是被絕緣覆蓋之集合線柔軟，且外徑較小。因此，於覆蓋各細線之情形時，樹脂覆蓋之厚度較好的是1mm以下，更好的是0.1mm以下。於匯集成集合線後進行絕緣覆蓋之情形時，絕緣覆蓋之厚度較好的是2mm以下，更好的是1mm以下。樹脂覆蓋之種類則可自眾所周知之絕緣樹脂覆蓋中任意選擇符合上述條件者。

於預先對各細線進行樹脂覆蓋之情形時，例如作為通常之磁線中使用之所謂之法琅覆蓋，可列舉聚胺基甲酸乙酯覆蓋、聚胺基甲酸乙酯-尼龍覆蓋、聚酯覆蓋、聚酯-尼龍覆蓋、聚酯-醯亞胺覆蓋以及聚酯醯亞胺．聚醯胺醯亞胺覆蓋等。

又，於匯集成集合線後進行樹脂覆蓋之情形時，亦可使用氯乙烯樹脂、聚烯烴樹脂、氟樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂以及酯樹脂等。

纏繞導線時，1次纏繞之導線之換算直徑較好的是5mm 以下。更好的是3mm以下，尤其好的是2mm以下。即便係細線之集合線，大於5mm者則缺乏可撓性，且無法穩定地纏繞。又，就纏繞或編織之作業性而言，導線之換算直徑必須為0.01mm以上。較好的是0.03mm以上，更好的是0.05mm以上。尤其好的是0.1mm以上。

於為了用作電線而需要較大之換算直徑之情形時，較好的是分割為換算直徑3mm以下之集合線而進行纏繞。相反，若換算直徑過小則分割數增加，作業性惡化，因此較好的是10份以下。

於纏繞複數根導線之情形時，可以S纏繞Z纏繞進行交替纏繞，亦可僅於1個方向上進行纏繞。纏繞後之導線間之摩擦成為斷線之原因，因此較好的是僅於1個方向上進行纏繞。纏繞可1次1根進行數次，亦可1次纏繞數根。於相同方向纏繞複數根之情形時難以確保平行性，因此較好的是預先於1個線軸上拉齊準備複數根導線，並進行1次纏繞。

又，為便於辨別，亦可預先區分各導線。可將複數根纏繞者收束作為1根電線進行處理，亦可將各導線作為不同之電線進行處理。

於使用長纖維作為彈性體之情形時，較好的是Ld/Lm為0.1以上、未滿3。尤其好的是0.5以上、2.5以下。於未滿0.1之情形時，無法發揮伸縮性。於3以上之情形時，電線伸縮需要較大之力，或者電線中僅可流通微弱電流，缺乏實用性。

又，於使用螺旋彈簧作為彈性體之情形時，較好的是 Ld/Lm為0.1~30之範圍。尤其好的是為0.5~20之範圍。於未滿0.1之情形時，難以發揮伸縮性，當超過30時，相對於導線之螺旋彈簧之外徑過大，結果成為較粗之伸縮電線，故而較不佳。

導線亦可編織於彈性圓筒體之外周。可編織複數根導線，亦可與絕緣纖維組合後進行編織。導線之編織方向即可為單向，亦可為雙向。為了防止因伸縮而導致導線彼此磨損，較好的是於1個方向上編織導線，並於相反方向上編織絕緣纖維。進而，亦可於1個方向上編織之複數根導線之間配設絕緣纖維，且於相反方向上亦配設絕緣纖維。該方法藉由伸縮而使導線彼此重疊，可減少短路現象，故而尤其好。

又，於具有複數根導線之伸縮電線中，較多情形係信號線為2根，電線為2根。於該情形時，存在以下問題，若信號線間之間隔不均勻，則信號線間之特性阻抗不均勻，傳送損耗增大(尤其於高頻時)。尤其好的是1個方向上編織複數根導線並於相反方向編織絕緣纖維之構造，或者，於複數根導線間於同一方向上配置絕緣纖維，並於相反方向上配置絕緣纖維而編織者，其傳送損耗較小。

亦可使用於導線上預先覆蓋絕緣纖維(以下，稱為絕緣纖維II)者。此時所使用之絕緣纖維，可使用氟纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、聚丙烯纖維、氯化乙烯纖維、莎隆纖維、玻璃纖維及聚胺基甲酸乙酯纖維等眾所周知之絕緣纖維。藉由於導線上纏繞及/或編織絕緣纖維II，可覆蓋導線。藉由使該絕緣纖維之覆蓋變厚，亦可實質上增大纏繞於彈性圓筒體時之纏繞直徑。

預先藉由絕緣纖維覆蓋之導線，於加工時細線表層之絕緣性樹脂層難以被破壞，故而較佳。

於拉伸彈性圓筒體之狀態下，必須纏繞或編織1根或複數根導線。為了易於發揮伸縮性，較好的是將彈性圓筒體拉伸30%以上，更好的是拉伸50%以上，尤其好的是拉伸100%以上。

於彈性圓筒體上纏繞或編織導線之後設置覆蓋部之前，亦可根據需要設置彈性體之一體化層。該一體化層之主要目的在於防止導線與彈性圓筒體之偏移，因此只要係可實現該目的之範圍，則並非必須為連續之層。

一體化層可藉由以下方法而形成，於彈性圓筒體上纏繞或編織導線之後，將所得之構造物浸漬於彈性體之液狀物中，或者，至少於纏繞或編織後之導線上附著彈性體之液狀物，其後根據需要進行脫液之後，藉由加熱加快反應或進行乾燥，並藉由冷卻進行固化。

為了形成柔軟性優良且較薄之一體化層，而彈性體之液狀物之黏度較理想的是2000泊以下。於2000泊以上之情形時，難以形成較薄之膜，又，彈性體之液狀物難以浸透導線與彈性圓筒體之縫隙。

為了形成較薄之膜，作為彈性體之液狀物，可使用雙液混合反應型之聚胺基甲酸乙酯系彈性體、溶解於溶劑中之聚胺基甲酸乙酯系彈性體、乳膠狀之天然橡膠系彈性體及乳膠狀之合成橡膠系彈性體。

藉由設置彈性體之一體化層，可防止導線與彈性圓筒體因伸縮而偏移，故可提高實用上之耐久性。

於向彈性圓筒體上纏繞或編織導線之後，直接形成覆蓋部，或與上述彈性圓筒體進行一體化之後，形成覆蓋部。

覆蓋部要求以不妨礙伸縮性之方式而保護內部導線。因此，較理想的是藉由絕緣纖維(以下，稱為絕緣纖維III)之編織及/或伸長率為50%以上之絕緣樹脂的彈性管狀物而形成。

可使用複絲或紡絲紗作為絕緣纖維III。單絲之覆蓋性較差，故而不佳。

絕緣纖維III可根據伸縮電線之用途及假定之使用條件，而自眾所周知之絕緣性纖維中任意選擇。絕緣纖維III直接使用生絲亦可，但就設計性及防止劣化之觀點而言，亦可使用原色絲或染色絲。亦可藉由精加工，而提高柔軟性及摩擦性。進而，藉由實施難燃加工、撥水加工、撥油加工、防汚加工、抗菌加工、抑菌加工及除臭加工等眾所周知之纖維加工，亦可提高實用時之操作性。

作為同時實現耐熱性與耐磨損性之絕緣纖維III，可列舉芳族聚醯胺纖維、聚碸纖維及氟纖維。就耐火性之觀點而言，可列舉玻璃纖維、耐焰化丙烯酸纖維、氟纖維及莎隆纖維。就耐磨損性及強度之觀點而言，附加高強力聚乙烯纖維及聚酮纖維。就成本與耐熱性之觀點而言，存有聚酯纖維、尼龍纖維及丙烯酸纖維。該等之中，賦予難燃性之難燃聚酯纖維、難燃尼龍纖維及難燃丙烯酸纖維(改質聚丙烯腈纖維)等亦較佳。相對於因摩擦熱導致之局部劣化，較好的是使用非熔融纖維。作為其示例，可列舉芳族聚醯胺纖維、聚碸纖維、棉線、嫘縈、銅銨纖維、毛纖維、真絲及丙烯酸纖維。於重視強度之情形時，可列舉高韌度聚乙烯纖維、芳族聚醯胺纖維及聚苯硫醚纖維。於重視摩擦性之情形時，可列舉氟纖維、尼龍纖維及聚酯纖維。

於重視設計性之情形時，亦可使用顯色良好之丙烯酸纖維。

進而，於重視與人接觸之觸感之情形時，可使用銅銨纖維、醋酸纖維、棉線及嫘縈等纖維素系纖維、真絲或纖度較小之合成纖維。

於由絕緣纖維III而覆蓋最外層時，根據保護內部之目的，較理想的是編織加工。最終形狀既可為圓帶狀，亦可為窄帶狀。

既可將複數根纏繞及/或編織有導線之彈性圓筒體收束，並於其周圍覆蓋絕緣纖維III，亦可將預先由絕緣纖維III而覆蓋之導線收束，進而於其周圍覆蓋絕緣纖維III。最精簡的是，同時纏繞複數根導線，並於其周圍覆蓋絕緣纖維III。

覆蓋部亦可藉由絕緣樹脂之彈性管狀物而形成。

絕緣樹脂可自各種彈性之絕緣樹脂中任意選擇，可考慮伸縮電線之用途及與同時所使用之其他絕緣纖維I及II之相容性而進行選定。

應考慮之性能可列舉耐磨損性、耐熱性及耐耐化學性等，作為該等性能優良者，可列舉合成橡膠系彈性體，較好的是氟系橡膠、矽氧系橡膠、乙烯．丙烯系橡膠、氯丁二烯系橡膠及丁基系橡膠。

於期望提高來自液體之覆蓋性之情形時，可較佳使用絕緣樹脂之彈性管狀物。

由絕緣體而構成之外部覆蓋層，亦可組合藉由絕緣纖維III而編織者與彈性管狀物。較多情形時期望伸縮電線藉由較小之力即可伸縮，但於僅藉由彈性管狀物而覆蓋之情形時，存在管之厚度變厚之傾向，且易使伸縮所需之力變大。於如此之情形時，組合厚度較薄之管、與使用絕緣纖維III之編織，藉此可同時實現覆蓋性與伸縮性。

以如此方式而獲得之伸縮電線於鬆弛狀態下之電阻較好的是10 Ω/m以下。於10 Ω/m以上之情形時，即便可流通微弱電流，亦無法適於流通驅動電流。更好的是1 Ω/m以下。

又，較理想的是本發明之伸縮電線之30%拉伸載荷為5000 cN以下，更好的是1000 cN以下。實用所需者係拉伸無須較大之載荷(力)者，當30%拉伸載荷超過5000 cN時，於實用上會產生阻礙。

可合併複數根伸縮電線，形成為狹窄彈性帶狀。

為了形成為狹窄彈性帶狀，較好的是使用2~100根預先經絕緣覆蓋之伸縮電線。通用者使用3~5根，但亦存在電源至未端為止欲藉由1根卷帶對多個馬達及感測器進行配線之情形，亦可將多個伸縮電線形成為帶狀。亦可使用100根以上之伸縮電線形成為1個卷帶，但若一部分配線產生異常則必須替換100根伸縮電線收束而成之卷帶，故而較不佳。就操作性而言，較理想的是卷帶之寬度為20cm以下，較好的是10cm以下。

[實施例]

以下，根據實施例及比較例對本發明加以說明，但本發明並不僅限定於該等實施例。

本發明中所使用之評價方法如下所示。

(1)彈性長纖維之換算直徑Ld及導線之換算直徑Lm之求出方法所謂換算直徑，係指將相當之纖維或導線看作1個圓柱時之直徑。

再者，本發明中處理之直徑及厚度，均係去除張力之狀態下的數值。彈性長纖維之換算直徑Ld (mm): Ld=2×10(mm/cm)×√(D/(d×π×1000000(cm)))=2×(√(D/d×π))/100D：彈性長纖維之纖度(dtex)d：彈性長纖維之比重(g/cm³ )

再者，藉由游標卡尺來測定螺旋彈簧之外徑Ld。

導線之換算直徑Lm (mm): Lm=2×√(((π×(Lt/2)×(Lt/2)×n)/π)=Lt×/nLt：構成導線之細線之直徑n：構成導線之細線之集合根數

(2)中間層之厚度Lc之求出方法藉由游標卡尺於5個部位測定彈性圓筒體(彈性體＋中間層)之外徑，並將其平均值設為La。中間層之厚度Lc藉由下述式而求出。

Lc=(La-Ld)/2

(3)加工性於纏繞導線之情形時，藉由片岡包線機以3m/min之進給速度於特定條件下纏繞，10分鐘內之加工性藉由以下基準進行判斷。

○:10分鐘內無異常，可連續運轉。

△:10分鐘內氣圈變得不穩定，產生變動。

×:10分鐘內無法連續運轉。

(4)迴路形態性

利用10倍放大鏡放大纏繞後之迴路形態並觀察100迴路，根據100迴路中相比於其他迴路包含大小及形狀相異者之個數，藉由下述基準進行判斷。

×:10個以上

△:3個～9個

○:2個以下

(5)30%及50%拉伸載荷於標準狀態(溫度20℃、相對濕度65%)下將試料靜置2小時以上之後，於標準狀態下使用Tensilon萬能測試機((股份有限)A and D公司製)，以500mm/min之拉伸速度拉伸長度為100mm之試料，求出30%及50%拉伸時之載荷。

(6)50%拉伸應力於標準狀態(溫度20℃、相對濕度65%)下將試料靜置2小時以上之後，於標準狀態下使用Tensilon測定機，以500mm/min之拉伸速度拉伸長度為100mm之試料，求出50%拉伸時之載荷(X cN)，並除以該試料之彈性圓筒體之剖面積(Ymm² )，求出50%拉伸應力(X/Y=Z cN/mm² )。

(7)50%拉伸回復性利用Tensilon測定機，以500mm/min之拉伸速度拉伸長度為100mm之試料，50%拉伸後回復，求出應力為零之距離(Amm)，並藉由以下式求出回復率。

回復率(%)=((100-A)/100)×100

回復性藉由以下基準而進行判斷。

○：回復率80%以上

△：回復率50%以上

×：回復率50%未滿

(8)電阻於鬆弛狀態下，切下長度為1m之試料，並藉由mΩ H-tester 3540(日置電機(股份有限))測定其兩端。

(9)發熱電流於室溫下，於鬆弛狀態下，對長度為1m之試料之兩端流通特定之電流，並利用放射溫度計(日置電機3445)，測定伸縮電線之外裝於30分鐘後之溫度，根據上升溫度ΔT，藉由下述基準進行區分，並將成為△之電流設為發熱電流。

○:ΔT≦5℃

△:5℃<ΔT≦20℃

×:ΔT>20℃

(10)重複拉伸性如圖6所示，使用Demacher測試機((股份有限)大榮科學精密機械製作所製)，將夾頭部(21)及夾頭部(22)安裝於長度為20cm之試料(20)上，並於其中間配置直徑為1.27cm之不鏽鋼棒(23)。將夾頭部(22)之可動位置設定於試料拉伸時之26cm處，於室溫下，於初始拉伸11%及拉伸時拉伸40%之條件下，以60次/min之速度重複特定次伸縮後，測定測試前後之電阻(40%拉伸時)並進行判斷。

○:10萬次重複拉伸後，電阻值無變化者

△:1萬次重複拉伸後，電阻值無變化，10萬次重複拉伸後，電阻值變大者

×:1萬次重複拉伸後電阻值變大者

(11)耐熱性於鬆弛狀態下於試料上附上100mm之標記，將該標記段拉伸為25mm使其成為25%拉伸狀態，並將其固定於金屬框上。保持該拉伸狀態，直接於設定為120℃之乾燥機中進行16小時之熱處理。熱處理後，於室溫下放置冷卻15分鐘，其後自金屬框中取出。於室溫下使該試料鬆弛15分鐘，測定標記段之距離。

劣化之判定，係根據熱處理測試後之長度，使用以下式求出回復率，並根據回復率藉由以下基準而進行。

回復率T(%)=100×(25-(熱處理後長度-100)/25)

○:T≧80

△:80>T≧50

×:T<50

(12)水中絕緣性準備鬆弛狀態下有效試料長度為2m之試料，將中間附近之1m之試料放入10升之容器(SUS細頸瓶)，使其浸漬於10升之1%NaCl水溶液(25℃±2℃)中，兩端筆直地伸出於水面上並被固定。浸漬20分鐘後，將測試機(KAISEI SK-6500)之測定端子之其中1方浸漬於水中，將另一方連接試料之一端，並測定電阻(R)。此時，測試機之兩端浸漬於鹽水中時之電阻為60~70 KΩ/5cm。

藉由以下基準進行判斷。

○:R>20 MΩ

△:20 MΩ≧R≧10 MΩ

×:R<10 MΩ

再者，藉由夾頭部21及22夾持試料中央部之20cm，並進行特定次上述(10)所揭示之重複伸縮後，向上述測試提供試料。

(13)短路性準備鬆弛狀態下1m之具有複數根導線之伸縮電線，藉由夾頭部21及22夾持伸縮電線之中央部20cm，進行特定次上述(10)揭示之重複伸縮後，將1根導線與另1根之端部連接於測試機(KAISEI SK-6500)之兩端，使伸縮電線進行 50%伸縮後，測定電阻。根據該值，藉由下述基準而進行判斷。

○:R>20 MΩ

△:20 MΩ≧R≧10 MΩ

×:R<10 MΩ

(14)綜合判定 ○:30%伸縮載荷為1000 cN以下，且電阻為1 Ω/m以下者

◎：除上述外，具有特別優良之性能者

×：加工性較差，且無法獲得伸縮電線者，導電線之迴路形態較差者，電阻為10 Ω/m以上者，或30%伸縮載荷為5000 cN以上者

△：除上述以外者

[實施例1~4]

以3740 dt(288 f)之聚胺基甲酸乙酯彈性長纖維(旭化成纖維(股份有限)製、商品名：roica)作為芯，並於4.2倍之拉伸倍率下，以500 T/M之下撚及332 T/M之上撚纏繞220 dt(72 f)之毛尼龍(染黑之絲)(東麗(股份有限)製)，獲得雙層絲。將所得之雙層絲作為芯，並於3.2倍之拉伸倍率下，藉由8根編織或16根編織之製線機((股份有限)國分公司製)，使用拉齊2根上述毛尼龍之合絲進行編織加工，獲得具備具有伸縮性之中間層之彈性圓筒體。

以所得之彈性圓筒體作為芯，使用片岡包線機，於2.6 倍之拉伸下以3m/min之進給速度，於Z方向上纏繞特定之銅細線集合線(導線)，獲得伸縮電線中間體。

繼而，將所得之伸縮電線中間體作為芯，於1.8倍之拉伸下，使用拉齊2根上述毛尼龍之合絲，藉由16根編織之製線機進行編織加工，獲得本發明之伸縮電線。表1表示所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果。

再者，所使用之聚胺基甲酸乙酯彈性長纖維之斷裂伸長率，包括下述實施例在內均為750%。又，銅細線之比電阻，包括下述實施例在內均為0.2×10^-5 Ω×cm。

[比較例1]

以3740 dt(288 f)之聚胺基甲酸乙酯彈性長纖維(旭化成纖維(股份有限)製、商品名：roica)作為芯，不設置中間層，以與實施例3相同之方式纏繞銅細線集合線(導線)。然而，纏繞因氣圈不穩定而無法連續運轉。結果一併示於表1。

[實施例5及比較例2]

以40支圓橡膠絲(3224 dt、Ld=0.67mm)作為芯，於4倍之拉伸下，藉由8根編織製線機編織加工167 dt(48 f)之酯羊毛(染黑之絲)，而形成中間層，獲得包括具有伸縮性之中間層之彈性圓筒體。

將所得之彈性圓筒體作為芯，以與實施例3相同之方式纏繞銅細線集合線(導線)，獲得伸縮電線中間體。

繼而，將所得之伸縮電線中間體作為芯，於1.8倍之拉伸下，使用拉齊2根330 dt(72 f)之酯羊毛(染黑之絲)之合絲，藉由8根編織之製線機進行編織加工，獲得本發明之伸縮電線。表1一併表示所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果。

又，為了進行比較，除不形成中間層以外，以與上述相同之方式製作伸縮電線。然而，銅細線集合線(導線)之纏繞因氣圈不穩定，而導致無法連續運轉。該結果亦一併示於表1。

再者，所使用之圓橡膠絲之斷裂伸長率為800%。

[實施例6]

使用捲取機SH-7(Oriimec(股份有限))對特定之拉線進行捲取，並藉由落筘進行270℃×20分鐘之熱處理，其後進行冷卻而獲得特定之螺旋彈簧。將該螺旋彈簧作為芯，於2.4倍拉伸下藉由製線機而編織加工440 dt(50 f)之氟纖維(東洋聚合物(股份有限)製)，獲得伸縮性之彈性圓筒體。

將所得之彈性圓筒體作為芯，使用片岡包線機，於2.2倍之拉伸下以3m/min之進給速度，於Z方向上纏繞特定之銅細線集合線(導線)，獲得伸縮電線中間體。

繼而，將所得之伸縮電線中間體作為芯，於2倍之拉伸下，使用拉齊2根330 dt(72 f)之酯羊毛之合絲，藉由16根編織之製線機進行編織加工，獲得本發明之伸縮電線。表1一併表示所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果。

再者，測定螺旋彈簧於150%拉伸後之回復性，包括下述實施例在內均為完全回復，伸長率為150%以上。

於表1中，可知比較例1及2之Ld/Lm為2.1及2.2(<3)，因此如眾所周知之文獻所示，加工性較差，迴路形態亦較差，無法獲得具有伸縮性之電線。然而，可知即便使用相同之彈性長纖維，於彈性長纖維之周圍形成中間層，使其成為彈性圓筒體，藉此可獲得加工性穩定、且伸縮性良好之伸縮電線。該情形表示可獲得一種藉由先前技術無法獲得之伸縮電線，其藉由小應力即可伸縮，且可流通較大之電流。

[實施例7~9及比較例3~4]

變更銅細線集合線(導線)，除此以外以與實施例4相同之方式製作伸縮電線。再者，比較例4無法穩定地纏繞導線。所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果，與實施例4之結果一併示於表2。

[實施例10及11]

變更彈性長纖維、銅細線集合線(導線)及覆蓋部所使用之絕緣纖維，除此以外以與實施例4相同之方式製作伸縮電線。表2一併表示所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果。

觀察表2之比較例3，可知雖可使導體細線為單線而纏繞，但電阻顯著大，且缺乏實用性。藉由比較實施例7與比較例4，可知藉由使導線為細線之集合線，而於彈性圓筒體上實際上可纏繞較粗之導線。於實施例11中，可知藉由小載荷即可拉伸，電阻較小且可流通大電流。即，可知將具有中間層之彈性圓筒體作為芯部，並纏繞導體細線之集合線，藉此可藉由低應力而伸縮，且可流通大電流。

[實施例12及13]

變更銅細線集合線(導線)，除此以外以與實施例6相同之方式製作伸縮電線。表2表示所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果。

[實施例14]

變更螺旋彈簧、構成中間層之絕緣纖維、銅細線集合線(導線)及其根數及覆蓋部所使用之絕緣纖維，除此以外以與實施例6相同之方式製作伸縮電線。表3表示所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果。

再者，電阻及發熱電流值之測定，係將導線合為1根結線後進行的。

根據發熱電流值，可知本發明之伸縮電線可藉由低應力而伸縮，且可流通數安～數十安之大電流。

表4表示使用實施例12與實施例7中獲得之伸縮電線，進行耐熱性評價之結果。可知實施例12之伸縮電線即便於特別惡劣的條件下亦可使用。

[實施例15及16]

除纏繞複數根導線外，以與實施例4相同之方式製作伸縮電線。再者，纏繞複數根導線時，於1個線軸上向前纏繞特定根數後，藉由包線機進行纏繞。所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果，與實施例4之結果一併示於表5。

[實施例17]

除纏繞複數根導線外，以與實施例7相同之方式製作伸縮電線。再者，當纏繞複數根導線時，於1個線軸上向前纏繞特定根數後，藉由包線機進行纏繞。所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果，與實施例7之結果一併示於表5。根據表5，可知即便纏繞複數根導線，亦可獲得良好之伸縮電線。

[實施例18]

將以與實施例1相同之方式製作之彈性圓筒體拉伸2.2倍，並藉由16根編織製線機，於Z方向上交替配置編織4根導線(2USTC 30 μ*90根龍野電線製)與4根毛尼龍(220 dt(72f)*3根拉齊)，並於S方向上編織4根酯羊毛(155 dt(36 f))進行編織加工，獲得伸縮電線中間體。於1.8倍拉伸下，藉由16根編織製線機以與實施例1相同之方式，對所得之伸縮電線中間體進行外部覆蓋，獲得具有4根導線之伸縮電線。

於鬆弛狀態下取1m之該伸縮電線，使用網路分析儀(Hewlett-Packard 8703A)，測定內部所含之4根導線中之內部鄰接之2根的傳送損耗。可知於250Mhz下之傳送損耗為-6 db，可用於高速傳送。以同樣之方式測定實施例16中所得之伸縮電線，結果為-12 db。

又，進行短路性評價之結果為，實施例16中所得之伸縮電線於10萬次重複伸縮後短路，但本實施例中所得之伸縮電線即便重複拉伸100萬次亦不會短路。

如此可知於1個方向上配置複數根導線，並於相反方向配置絕緣纖維編織而成之伸縮電線，係傳送特性優良，且重複伸縮後難以短路之優良電線。

[實施例19]

以與實施例15相同之方式獲得伸縮電線中間體。將所得之伸縮電線中間體浸漬於低硬度胺基甲酸乙酯凝膠(Unimac(股份有限)製之LandSoba UE04#052601(主劑)與 LandSoba UE04#052602(硬化劑)以100:35之比例混合者)中，藉由張力桿進行脫液後，進行80℃、60分鐘之熱處理，而進行彈性圓筒體與導線之一體化處理。使用所得之一體化處理品，以與實施例15相同之方式進行外部覆蓋，獲得本發明之伸縮電線。所得之伸縮電線之構成與製造條件及各種評價結果，與實施例15之結果一併示於表6。

可知藉由一體化處理，可降低具有複數根導線之構造產生短路之危險性。又，可知亦可提高水中絕緣性。

[產業上之可利用性]

本發明之伸縮電線最適用於對以機器人領域為首，彎曲延伸等具有彎曲部之部分的配線。使用適當之彈性體，藉由適當之絕緣纖維而形成中間層，含有所期望之換算直徑之導線，並根據需要進行一體化處理，藉由適當之絕緣纖維進行覆蓋，藉此可製作最適於身體安裝機器配線、衣服安裝機器配線、多關節機器人(家庭用途至工業用)配線等、要求形體變形追蹤性之用途的伸縮電線。

又，本發明之伸縮電線亦可於高溫下之使用條件下使用。

1‧‧‧彈性長纖維

2‧‧‧中間層

3‧‧‧導線

4‧‧‧外部覆蓋層

6‧‧‧彈性圓筒體

10‧‧‧螺旋彈簧

20‧‧‧試料

21、22‧‧‧夾頭部

23‧‧‧不鏽鋼棒

圖1係使用彈性長纖維作為彈性體時本發明之伸縮電線之說明圖。

圖2係使用彈性長纖維作為彈性體時本發明之伸縮電線之橫向剖面的示意圖。

圖3係使用螺旋彈簧作為彈性體時本發明之伸縮電線之說明圖。

圖4係使用螺旋彈簧作為彈性體時本發明之伸縮電線之橫向剖面的示意圖。

圖5係用以說明纏繞角度之圖。

圖6係重複拉伸性測定裝置之示意圖。

1‧‧‧彈性長纖維

2‧‧‧中間層

3‧‧‧導線

6‧‧‧彈性圓筒體

Claims

一種伸縮電線，其特徵在於：具有至少包含芯部、導體部及覆蓋部之構造；該芯部係彈性圓筒體，包含為彈性長纖維之彈性體與覆蓋該彈性體之外周之中間層，該中間層之厚度為自0.1 Ld(Ld：彈性長纖維之換算直徑)或0.1 mm中之較小者至10 mm之範圍；該導體部包含由細線之集合線所構成的導線，彈性長纖維之換算直徑(Ld)與導線之換算直徑(Lm)係滿足0.1Ld/Lm<3之關係，且該導線係纏繞及/或編織於該彈性圓筒體之外周；該覆蓋部係外部覆蓋層，包含覆蓋該導體部之外周之絕緣體。
如請求項1之伸縮電線，其中彈性體係伸長率100%以上之彈性長纖維。
如請求項1或2之伸縮電線，其中彈性圓筒體之50%拉伸應力為1~500 cN/mm² 。
如請求項1或2之伸縮電線，其中導線包含比電阻為10^-4 Ω×cm以下之電傳導體。
如請求項1或2之伸縮電線，其中細線之直徑(Lt)為1 mm以下。
如請求項1或2之伸縮電線，其中導線含有銅或鋁80%以上。
如請求項1或2之伸縮電線，其中導線具有各細線之厚度為1 mm以下之絕緣性覆蓋層、或者具有集合線全體之厚度為2 mm以下之絕緣性覆蓋層。
如請求項1或2之伸縮電線，其中導線具有用以與芯部一體化之一體化層，該一體化層包括伸長率50%以上之彈性體。
如請求項1或2之伸縮電線，其中30%拉伸載荷為5000 cN以下。
如請求項1或2之伸縮電線，其中導體部包括複數根導線。
如請求項1或2之伸縮電線，其中1根導線之電阻於鬆弛時為10 Ω/m以下。
一種伸縮電線之製造方法，其係製造如請求項1之伸縮電線之方法，其包含以下各步驟：1)於將該彈性體拉伸之狀態下，於其外周編織及/或纏繞絕緣纖維，藉此形成該彈性圓筒體；2)於將所得之該彈性圓筒體拉伸之狀態下，於其外周纏繞及/或編織該導線，藉此形成該導體部；以及3)於將包含所得之該彈性圓筒體及該導體部之構造體或進而經一體化處理之該構造體拉伸的狀態下，於其外周編織絕緣纖維及/或覆蓋絕緣樹脂，藉此形成該外部覆蓋層。
一種狹窄彈性帶狀之伸縮電線，其特徵在於使複數根如請求項1~11中任一項之伸縮電線於拉伸狀態下，匯集成1根狹窄彈性帶狀。