JP4057877B2

JP4057877B2 - 伸縮電線

Info

Publication number: JP4057877B2
Application number: JP2002299954A
Authority: JP
Inventors: 寛西本; 勝二大久保
Original assignee: 旭化成テクノプラス株式会社
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP2004134313A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易な構成で伸びや捩じれに対して耐久性が高く、様々な信号線に適用できる伸縮電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電線は、芯線として銅線を用いたものが主流であり、複数の銅細線を束ねて芯線とし、その外周を絶縁体で被覆した構造の絶縁電線が極めて一般的である。
【０００３】
そして、従来の電線において、屈曲に対して柔軟性を持たせるために、銅細線からなる芯線の外周を柔らかいゴムや塩化ビニール等の合成樹脂で被覆したものがある。例えばイヤホンコードとしては、銅細線を合成樹脂で被覆した３本の信号線を纏めてさらに合成樹脂で被覆したものがある。
【０００４】
しかしながら、上記従来の被覆電線は屈曲に対する柔軟性はあるものの、伸縮性は殆どない。このため、特に繰り返し引っ張りや捻りを受けるような部分には用いることができない。
【０００５】
そこで、伸縮自在な第１の芯線と、該第１の芯線の周囲に配され、伸縮自在な芯材の外周に導電線を配設してなる複数本の第２の芯線とを、組紐状あるいは綾織り状の被覆体で纏めて被覆してなる伸縮電線の提案がなされた（特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００１−１１３６０３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の伸縮電線によれば、屈曲に対する柔軟性はもとより、伸びや捻れに対しても耐久性が高く、例えば電子杖、折り畳み式の電子・電気製品の当該部分に配設される信号線（通信線）として高い信頼性を持って適用することが可能である。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の伸縮電線では、電線全体を綺麗に伸縮させるためには信号線（第２の芯線）の他に別途第１の芯線を必要とするため、コストの面で問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、屈曲に対する柔軟性のみならず伸びや捩じれに対して耐久性が高く、様々な信号線に適用できる伸縮電線をより簡易な構成で実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、伸縮電線の構成に関し鋭意研究を重ねた結果、信号線を纏めて被覆する被覆体として特定の仮撚糸を用いることにより、信号線以外の芯線を用いることなく、屈曲に対する柔軟性のみならず伸びや捩じれに対して耐久性が高い伸縮電線を実現できることを見出し、本発明に到ったものである。
【００１１】
即ち、本発明の伸縮電線は、伸長率が１０％以上の伸縮自在な芯材の外周に導電線を配設してなる複数本の芯線を、ポリエステル繊維からなる１ヒーター仮撚加工糸を用いた組紐状あるいは綾織り状の被覆体で纏めて被覆してなり、
前記１ヒーター仮撚加工糸の撚係数（＝Ｔ√Ｄ）が、３００００であることを特徴としているものである。
（Ｔは撚数（回／ｍ）、Ｄはトータル繊度（デニール）を示す。）
【００１２】
上記本発明の伸縮電線は、更なる好ましい特徴として、
「前記ポリエステル繊維は、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体を主成分とすること」、
「前記芯線は、伸縮自在な芯材の外周に複数本のエナメル線を撚ってなる導電線を螺旋状に巻き付けてなること」、
を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る伸縮電線１０の一例を示す模式図であり、図２はその断面図である。これらの図において、１１は芯材１１ａと導電線１１ｂからなる芯線、１２は被覆体である。
【００１４】
本例の伸縮電線１０は、３本の芯線１１を被覆体１２で纏めて被覆した構成を有する。
【００１５】
芯線１１は、伸縮自在な弾性糸からなる芯材１１ａの外周に２条の導電線１１ｂが逆回りに（左右に）螺旋状に配設されたものであり、全体として伸縮自在な構成を有している。
【００１６】
芯材１１ａを構成する弾性糸としては、弾性回復が良く腰の強いものが好ましく、例えば天然ゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム等の合成ゴムからなるものが好適である。かかる弾性糸は、伸長率が１０％以上であるものが好ましく、特に２０％以上の伸長率を有するものが好ましい。この伸長率が１０％未満では、本発明の効果を十分に得ることが難しくなる。
【００１７】
導電線１１ｂには、伸縮電線の用途に応じて所望の太さの絶縁被覆導電線を用いることができ、例えば軟銅線に絶縁用エナメルを被覆・塗布して成るエナメル線や、繊維の表面に銅やニッケル等の導電性金属又は合金をメッキ処理して固着した導電性繊維を軟質絶縁体で被覆してなる絶縁被覆導電線等を用いることができ、特に塑性の低いエナメル線を好適に用いることができる。また、例えば比較的細い（径０．０１〜０．１ｍｍ程度）エナメル線を用いる場合には、複数本（例えば２〜５本程度）のエナメル線を撚ったものや、更には中央にアラミド繊維等の超強力糸を配置した状態で複数本のエナメル線を撚ったものを、導電線１１ｂとして用いることもできる。
【００１８】
芯線１１は、本例のように３本に限らず、伸縮電線１０の用途に応じて必要な信号線（通信線）もしくは送電線の数だけ用意される。例えば伸縮電線１０をイヤホンコードに適用する場合には２本もしくは３本、ＵＳＢに適用する場合には６本用意される。
【００１９】
被覆体１２は複数の芯線１１を纏めて被覆するものであり、伸縮性を持たせるために組紐状あるいは綾織り状の構造を有している。ここで「組紐」とは、素紐が製品の長さ方向に傾斜して走りかつ素紐は相互に交錯するように製紐される組物を言い、本発明では特に円筒形に組織される丸打組物を言う。
【００２０】
本発明の最大の特徴は、この被覆体１２の素材として１ヒーター仮撚加工糸を用いる点にある。以下に１ヒーター仮撚加工について簡単に説明する。
【００２１】
糸の仮撚加工機には、１ヒーター（１段ヒーター）仮撚機と２ヒーター（２段ヒーター）仮撚機があり、加撚―熱固定―解撚といった一連の行程により、熱可塑性をもつ原糸にストレッチ性等を付与するものである。
【００２２】
図３は１ヒーター仮撚機の一例を示す模式図であり、２１はフィードローラ、２２はヒーター、２３は仮撚スピンドル（スピンナー）、２４はデリベリーローラ、２５は巻取機である。
【００２３】
１ヒーター仮撚加工機では、原糸パーンなどから引き出された糸は一定の張力が付与された状態でフィードローラ２１でニップされ、ヒーターゾーン（ヒーター２２）を通り、フィードローラ２１とスピンナー２３との間で加撚されながらヒーター２２で熱固定される。スピンナー２３を通過するとデリベリーローラ２４の間で解撚され、ガイドを経て巻取機２５に巻き取られる。
【００２４】
巻取機２５に巻き取られた１ヒーター仮撚加工糸は、加撚状態（Ｓ撚またはＺ撚）に戻ろうとするトルクが残るので、加撚方向がＳ撚であればＳ撚方向にＺ撚であればＺ撚方向のトルクをもつ嵩高糸となる。このトルクや嵩高性（バルキー性）は加撚数によって変化する。
【００２５】
本発明において、被覆体１２に用いる１ヒーター仮撚加工糸の撚係数（＝Ｔ√Ｄ）は、２００００以上４００００以下が好ましい。ここで、Ｔは撚数（回／ｍ）、Ｄはトータル繊度（デニール）を示す。
【００２６】
撚係数が２００００未満では、クリンプが粗く、収縮力が小さくなり、撚係数が４００００を超えると、二重撚り、撚ムラ、巻縮ムラ、糸切の増加となり、本発明の効果を十分に得ることが難しくなる。
【００２７】
また、ヒーター温度が高いほど、伸縮性、回復性などの増大が図られるが、適温より高く設定すると強力低下やくびれが発生しやすい。このため、ヒーター温度を素材に応じた適温に制御する必要がある。具体的には、例えばポリエステル繊維では接触型ヒーターで１５０〜２５０℃が適温である。
【００２８】
一方、２ヒーター仮撚加工機では、１段ヒーター部で加工された糸はリラックスした状態で２段目のヒーターゾーンを通過する際に熱緩和され、顕在トルクが減少しバルキー性と伸縮性が改善されるので、２ヒーター仮撚加工糸は改良仮撚糸と言われることがある。
【００２９】
しかしながら、２ヒーター仮撚加工糸は、本発明で用いる１ヒーター仮撚加工糸に比べて収縮力、トルクが小であるため、本発明が目的とする伸縮電線の被覆体としては不適である。
【００３０】
本発明における被覆体１２の素材としては、塑性の低いものが好ましく、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の合成繊維が用いられ、中でもポリエステル繊維が好適である。特に、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体を主成分とするポリエステル繊維（商品名：ソロ、旭化成（株）製）は、伸長回復性に優れるため、本発明の被覆体に極めて好適である。
【００３１】
上記のように本発明の伸縮電線では、信号線（芯線１１）以外の芯線を用いることなく、極めて簡易な構成によって屈曲に対する柔軟性のみならず伸びや捩じれに対しても耐久性が高い伸縮自在な電線となる。
【００３２】
図１に示したような伸縮電線を製造する際には、芯線１１を伸張させた状態でその周囲に組紐状あるいは綾織り状の被覆体１２を作製するのが好ましい。こうすることにより、被覆体１２に芯線１１の伸長率と同様の伸長率を付与することができ、伸縮電線全体として一体的で滑らかな伸縮性が容易に得られる。
【００３３】
本発明の伸縮電線は上述したイヤホンコードやＵＳＢのみならず、繰り返し伸縮を受け易い製品の信号線（通信線）もしくは送電線として極めて利用価値の高いものであり、例えば電子杖、折り畳み式の電子・電気製品の信号線（通信線）もしくは送電線、さらには電子機器付衣料等への編み込み用電線としての適用が考えられる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
図３に示したような１ヒーター仮撚加工機（帝人製機社製）を用い、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）繊維１００デニール／４８ｆをフィードローラ２１によって供給し、２１５℃のヒーター２２に接触させて２００ｍ／分の速度で仮撚スピンナー２３で仮撚加工し、デリベリーローラ２４を経て巻取機２５によって巻き取り、１ヒーター仮撚加工糸を得た。この仮撚加工糸の加撚数は３０００回／ｍであり、撚係数（＝Ｔ√Ｄ）は３００００である。
【００３６】
次に、図１及び図２に示す芯線１１の芯材１１ａとしてポリウレタンからなる８４０デニールの弾性糸を用い、径０．０３ｍｍの複数本のエナメル線を撚ってなる導電線１１ｂを螺旋状に巻き付けた信号線（芯線１１）を用意した。
【００３７】
そして、上記芯線１１を３本伸張させた状態で、上記１ヒーター仮撚加工糸１６本組の組紐状の被覆体１２で周囲を被覆し、伸縮電線を得た。
【００３８】
以上のようにして得られた伸縮電線の伸長率と回復率を以下のようにして測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３９】
＜伸長率＞
初期長さ（Ｌ０）の伸縮電線に１００ｇの荷重を負荷して伸長させた時の長さ（Ｌ１）を測定し、
伸長率＝（（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０）×１００（％）
により算出した。
【００４０】
＜回復率＞
伸長率を測定した後、無荷重状態で１０分間放置後の伸縮電線の長さ（Ｌ２）を測定し、
回復率＝（（Ｌ１−Ｌ２）／（Ｌ１−Ｌ０））×１００（％）
により算出した。
【００４１】
（実施例２）
実施例１と同じ１ヒーター仮撚加工機を用い、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体を主成分とするポリエステル繊維（商品名：ソロ、旭化成（株）製）１５０デニール／４８ｆをフィードローラ２１によって供給し、１７０℃のヒーター２２に接触させて２００ｍ／分の速度で仮撚スピンナー２３で仮撚加工し、デリベリーローラ２４を経て巻取機２５によって巻き取り、１ヒーター仮撚加工糸を得た。この仮撚加工糸の加撚数は２４００回／ｍであり、撚係数（＝Ｔ√Ｄ）は約３００００である。
【００４２】
以上のようにして得られた１ヒーター仮撚加工糸を被覆体１２に用いた以外は、実施例１と同様にして伸縮電線を製造し、伸長率と回復率を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００４３】
（比較例）
図４に示す２ヒーター仮撚加工機（帝人製機社製）を用い、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）繊維１５０デニール／３０ｆをフィードローラ３１によって供給し、２１０℃の第１ヒーター３２に接触させて２００ｍ／分の速度で仮撚スピンナー３３で仮撚加工し、更に第１デリベリーローラ３４と第２デリベリーローラ３６間において、１０〜２５％の過供給状態で２１０℃の間接加熱方式の第２ヒーター３５によって熱緩和処理し巻取機３７によって巻き取り、２ヒーター仮撚加工糸を得た。この仮撚加工糸の加撚数は２４００回／ｍである。
【００４４】
以上のようにして得られた２ヒーター仮撚加工糸を被覆体１２に用いた以外は、実施例１と同様にして伸縮電線を製造し、伸長率と回復率を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１に示したように、本発明による実施例１及び実施例２の伸縮電線は、２ヒーター仮撚加工糸を用いて被覆体を構成した比較例の伸縮電線よりも伸長率が大幅に増大しているにもかかわらず、回復率も大きな値を保持している。
【００４７】
特に、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体を主成分とするポリエステル繊維（商品名：ソロ）を用いた実施例２の伸縮電線は、伸長率が極めて大きく、柔軟性はもとより、伸びや捻れに対しても耐久性が高いものであった。
【００４８】
また、本発明による実施例１及び実施例２の伸縮電線では、電線全体を凹凸なく綺麗に伸縮させることが可能であったが、比較例の伸縮電線では、伸縮させた際に被覆体がコブ状になることがあった。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明した本発明の伸縮電線によれば、極めて簡易な構成によって、屈曲に対する柔軟性はもとより、伸びや捻れに対しても耐久性が高い伸縮自在な電線が得られ、イヤホンコードやＵＳＢ等の信号線単体、電子杖、折り畳み式の電子・電気製品の信号線、電子機器付衣料等への編み込み用信号線として高い信頼性を持って適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る伸縮電線の一例を示す模式図である。
【図２】図１の伸縮電線の断面図である。
【図３】１ヒーター仮撚機の模式図である。
【図４】２ヒーター仮撚機の模式図である。
【符号の説明】
１０伸縮電線
１１芯線
１１ａ芯線の芯材
１１ｂ導電線
１２被覆体
２１フィードローラ
２２ヒーター
２３スピンナー
２４デリベリーローラ
２５巻取機
３１フィードローラ
３２第１ヒーター
３３スピンナー
３４第１デリベリーローラ
３５第２ヒーター
３６第２デリベリーローラ
３７巻取機

Claims

伸長率が１０％以上の伸縮自在な芯材の外周に導電線を配設してなる複数本の芯線を、ポリエステル繊維からなる１ヒーター仮撚加工糸を用いた組紐状あるいは綾織り状の被覆体で纏めて被覆してなり、
前記１ヒーター仮撚加工糸の撚係数（＝Ｔ√Ｄ）が、３００００であることを特徴とする伸縮電線。
（Ｔは撚数（回／ｍ）、Ｄはトータル繊度（デニール）を示す。）
前記ポリエステル繊維は、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の伸縮電線。
前記芯線は、伸縮自在な芯材の外周に複数本のエナメル線を撚ってなる導電線を螺旋状に巻き付けてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮電線。