KR101139047B1

KR101139047B1 - 신축 전선 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101139047B1
Application number: KR1020097011004A
Authority: KR
Inventors: ?지 다츠미
Original assignee: 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2012-06-01
Also published as: AU2007339182A1; JP5437963B2; TW200837780A; AU2007339182B2; EP2097911A1; KR20120005569A; CA2674555C; TWI400722B; CN101568972B; CA2674555A1; US20100006320A1; JP4729106B2; KR20090074816A; US8294029B2; JPWO2008078780A1; EP2097911A4; CN101568972A; JP2011029198A; WO2008078780A1

Abstract

본 발명의 목적은, 신축에 큰 힘(에너지 손실)을 필요로 하지 않고, 구동 전력용의 큰 전류를 흘릴 수 있는, 소하중에서의 신축성과 작은 전기 저항을 갖는 신축 전선을 제공하는 것이다.

본 발명의 신축 전선은, 적어도, 코어부, 도체부 및 피복부로 이루어지는 구조를 가지고, 상기 코어부가 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체이며, 상기 도체부가 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선을 포함하고, 또한 상기 도체선이 상기 탄성 원통체의 외주에 권회 및/또는 편조되어 있고, 상기 피복부가 상기 도체부의 외주를 피복하는 절연체로 이루어지는 외부 피복층인 것을 특징으로 하는 신축 전선이다.

Description

신축 전선 및 그 제조 방법{EXPANDABLE ELECTRIC WIRE AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 로봇 분야를 비롯하는 모든 공업 분야에서 유용한 신축 전선에 관한 것으로, 특히 휴머노이드 로봇 및 공업용 로봇에 유용한 신축 전선에 관한 것이다.

전선은, 일반적으로는 구리선을 코어로 하고, 그 외주가 절연체로 피복된 구조로 되어 있으며, 신축성이 없다. 신축성이 있는 것의 대표예로서는, 고정 전화기 등에 이용되고 있는 컬 코드를 들 수 있지만, 일반적으로 굵고 무겁다.

한편, 신축 전선에 관한 기술로서, 일본 특허 공고 소화 64-3967호 공보에는, 탄성 장섬유를 코어로 하고, 그 주위에 금속선을 권회하는 방법이 개시되어 있다. 이 일본 특허 공고 소화 64-3967호 공보에는, 탄성 장섬유의 환산 직경(Ld)과 금속선의 환산 직경(Lm)의 관계는 Ld/Lm≥3을 만족해야 하고(환산 직경의 정의 및 산출 방법에 대해서는 후술함), 이 범위를 일탈하면 신축성이 발현되지 않거나 안정한 루프의 형성을 할 수 없어, 만족하는 신축선을 얻을 수 없다고 기재되어 있다.

또한 일본 특허 제3585465호 공보에는, 탄성 장섬유의 주위에 금속선을 편조 하고, 그 외주에 절연 섬유를 편조하여 피복하는 기술이 개시되어 있다. 그 용도로서, 이 신축 코드를 이용하여, 헤드폰 등의 전기 신호의 전송을 행할 수 있는 것이 기재되어 있다. 즉, 미약 전류의 전송을 행하는 것이다. 상세하게 내용을 보면, 직경 0.8 ㎜ 정도의 탄성 장섬유에, 직경 0.06 ㎜ 정도의 금속선을 이용하여 편조하는 것이 예시되어 있다. 몇 줄의 금속선을 이용하여 편조했는지는 개시되어 있지 않지만, 이 특허 공보 중의 도면을 참고로 하여 16줄 사용된 경우로 계산하면, 금속선의 환산 직경은 0.24 ㎜가 되고, 탄성 장섬유의 환산 직경과 금속선의 환산 직경의 관계(Ld/Lm)는, Ld/Lm= 0.8/0.24= 3.3이 되어, 3을 넘고 있는 것을 알 수 있다.

또한 일본 특허 공개 제2004-134313호 공보에는, 자유롭게 신축할 수 있는 코어 재료의 외주에 도전선이 나선형으로 휘감긴 것을 복수줄 모아 끈형으로 피복하는 기술이 개시되어 있다. 이 특허 공보의 개시예에 따르면, 840 데니어의 폴리우레탄 탄성 장섬유에 직경 0.03 ㎜의 에나멜선을 복수줄 꼬아 이루어지는 도전선이 나선형으로 휘감긴다고 기재되어 있다. 840 데니어의 폴리우레탄 탄성 장섬유의 환산 직경은, 폴리우레탄의 비중을 1.2로 하면 Ld= 0.03 ㎜가 된다. 그리고, 직경 0.03 ㎜의 에나멜선이 9줄 사용되었다고 가정하면 에나멜선의 환산 직경은 0.09 ㎜가 되고, 이 특허 공보에서도 탄성 장섬유의 환산 직경(Ld)과 금속선의 환산 직경(Lm)의 관계는, Ld/Lm= 0.32/0.09= 3.6이 되어, 3을 넘고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이 특허 공보의 발명의 목적은 여러 가지 신호선에 적용할 수 있는 신축 전선으로 기재되어 있고, 미약 전류를 취급하는 신축 전선인 것을 알 수 있다.

이들 특허 공보에 개시되어 있는 기술은 어느 것이나, 실질적으로 탄성 장섬유에 직접 도체선이 권회되어 있고, Ld/Lm≥3을 만족하지 않는 한, 도체선의 강성에 대해 신축성을 발현시킬 수 없거나, 혹은, 탄성 장섬유가 권회 시 장력에 대항하여 끊어지지 않고, 안정하게 권회할 수 없거나, 균질한 루프 형태를 형성할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 탄성 장섬유에 절연 섬유를 피복하는 기술도 개시되어 있지만, 이 피복은 금속선의 절단을 막기 위한 보강을 목적으로 하고 있으며, 권회 직경을 크게 할 목적으로 이루어진 것이 아니다.

한편, 전력용 배선에 요구되는 필수 요건은, 저항이 작고, 큰 전류를 흘리더라도 발열이 적은 것이다. 저항치는, 소재가 결정되면 단면적에 반비례하는 관계에 있고, 전력용의 신축 전선을 만들기 위해서는 큰 단면적의 도체선을 이용하는 것이 필요해진다.

상기 특허 공고 소화 64-3967호 공보에 개시한 기술에 따라 제작하는 것으로, 원하는 전류를 흘리는 것이 가능한 신축 전선을 만들 수 있다. 그러나, 큰 전류를 흘리기 위해서는, 환산 직경이 큰 도체선을 이용할 필요가 있고, 가장 범용적인 도체선인 구리선을 이용한 경우에도, Ld/Lm≥3을 만족시킬 필요가 있어, 환산 직경이 큰 탄성 장섬유를 이용하는 것이 필수적이었다.

환산 직경이 큰 탄성 장섬유는, 그 단면적이 크고 강한 탄성을 발현하기 때문에, 이러한 탄성 장섬유로부터는 강한 힘으로 인장하지 않으면 신장할 수 없는 신축 전선밖에 얻어지지 않았다.

한편, 최근, 로봇의 발전이 현저하여, 다채로운 움직임을 하는 로봇이 등장 하고 있다. 이들 로봇의 배선은, 여유를 크게 가지고 배선해야 하여, 이것이 장치 설계상 및 실용상 장해가 되는 경우가 많다.

또한, 최첨단의 휴머노이드 로봇에 있어서는, 다자유도 관절을 경유하여 말단의 모터를 움직이기 위한 파워 전류의 배선을 행하고 있어, 다자유도 관절에 있어서의 배선의 자유도를 높이고자 하는 요구가 있다.

또한, 공업용 로봇에 있어서도, 로봇 핸드 등의 개발이 성행하여, 작은 전류는 물론, 말단의 모터를 움직이기 위한 큰 전류를 흘릴 수 있고, 공장에서의 고온 환경하에도 장기간 사용할 수 있는 내열성의 신축 전선이 요구되고 있다.

신축성의 전선이나 코드는, 상기한 특허 공보 이외에, 예컨대 특허 공개 제2002-313145호 공보 및 일본 특허 공개 소화 61-290603호 공보에도 개시되어 있다. 또한, 전기 전도성 탄성 복합사로서 일본 특허 공표 제2006-524758호 공보에는 탄성 섬유와 금속선의 복합 기술이 개시되어 있다. 이들은 어느 것이나, 폴리우레탄 탄성 섬유로 대표되는 유기 탄성 섬유를 이용한 기술이고, 실온 환경 하에서 미약 전류를 흘리는 용도에 알맞은 것이었다.

한편, 공업용 로봇 케이블에 관해서는, 굴곡성을 높이는 것을 목적으로 하여, 권취성에 관한 일본 실용 공고 소화 63-30096호 공보, 구리선의 조성 및 굴곡성과 강도에 관한 일본 특허 공고 평성 3-25494호 공보, 폴리에테르 또는 폴리카보네이트계 폴리우레탄엘라스토머 피복에 관한 일본 특허 공개 평성 5-47237호 공보 및 폴리아미드/폴리우레탄으로 이루어지는 다심연선(多芯撚線)에 관한 일본 특허 제3296750호 공보 등의 기술이 있지만, 신축성이 없고, 다채로운 움직임을 하는 로 봇의 관절부의 배선에 대해서는 만족할 수 있는 것이 아니었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공고 소화 64-3967호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 제3585465호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2004-134313호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-313145호 공보

[특허 문헌 5] 일본 특허 공개 소화 61-290603호 공보

[특허 문헌 6] 일본 특허 공표 제2006-524758호 공보

[특허 문헌 7] 일본 실용 공고 소화 63-30096호 공보

[특허 문헌 8] 일본 특허 공고 평성 3-25494호 공보

[특허 문헌 9] 일본 특허 공개 평성 5-47237호 공보

[특허 문헌 10] 일본 특허 제3296750호 공보

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명의 목적은, 신축에 큰 힘(에너지 손실)을 필요로 하지 않고, 구동 전력용의 큰 전류를 흘릴 수 있는, 소하중에서의 신축성과 작은 전기 저항을 가진 신축 전선을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명자는, 소하중에서의 신축성과 작은 전기 저항을 가진 신축 전선을 얻기 위해 예의 검토한 결과, 적어도, 코어부, 도체부 및 피복부로 이루어지는 구조를 가지고, 상기 코어부가 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체이며, 상기 도체부가 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선을 포함하고, 또한 상기 도체선이 상기 탄성 원통체의 외주에 권회 및/또는 편조되어 있으며, 상기 피복부가 상기 도체부의 외주를 피복하는 절연체로 이루어지는 외부 피복층인 것을 특징으로 하는 신축 전선이, 신축에 큰 힘(에너지 손실)을 필요로 하지 않고, 구동 전력용의 큰 전류를 흘릴 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다.

즉 본 발명은 이하와 같다.

(1) 적어도, 코어부, 도체부 및 피복부로 이루어지는 구조를 가지고, 상기 코어부가 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체이며, 상기 도체부가 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선을 포함하고, 또한 상기 도체선이 상기 탄성 원통체의 외주에 권회 및/또는 편조되어 있으며, 상기 피복부가 상기 도체부의 외주를 피복하는 절연체로 이루어지는 외부 피복층인 것을 특징으로 하는 신축 전선.

(2) 탄성체가 신도 100% 이상의 탄성 장섬유 또는 신도 50% 이상의 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재한 신축 전선.

(3) 중간층의 두께가 0.1 Ld(Ld: 탄성 장섬유의 환산 직경 또는 코일 스프링의 외부 직경) 또는 0.1 ㎜ 중 어느 한 쪽이 작은 쪽으로부터 10 ㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재한 신축 전선.

(4) 탄성 원통체의 50% 신장 응력이 1cN/㎟～500 cN/㎟인 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(3) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(5) 도체선이, 비저항이 10^-4Ω× ㎝ 이하의 전기 전도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(4) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(6) 세선의 직경(Lt)이 1 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(5) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(7) 도체선이 구리 또는 알루미늄을 80% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(6) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(8) 도체선이 세선마다 두께 1 ㎜ 이하의 절연성 피복층을 갖거나, 또는, 집합선 전체로서 두께 2 ㎜ 이하의 절연성 피복층을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(7) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(9) 도체선이, 코어부에 일체화하기 위한 일체화층을 가지고, 상기 일체화층이 신도 50% 이상의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(8) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(10) 30% 신장 하중이 5000 cN 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(9) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(11) 도체부가 복수의 도체선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(10) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(12) 1줄의 도체선의 전기 저항이 이완 시에 10 Ω/m 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1)～(11) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선.

(13) 적어도, 코어부, 도체부 및 피복부로 이루어지는 구조를 가지고, 상기 코어부가 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체이며, 상기 도체부가 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선을 포함하고, 또한 상기 도체선이 상기 탄성 원통체의 외주에 권회 및/또는 편조되어 있으며, 상기 피복부가 상기 도체부의 외주를 피복하는 절연체로 이루어지는 외부 피복층인 것을 특징으로 하는 신축 전선의 제조 방법으로서, 하기의 각 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신축 전선의 제조 방법.

1) 상기 탄성체를 신장한 상태로, 그 외주에 절연 섬유를 편조 및/또는 권회함으로써, 상기 탄성 원통체를 형성하는 공정,

2) 얻어진 상기 탄성 원통체를 신장한 상태로, 그 외주에 상기 도체선을 권회 및/또는 편조함으로써, 상기 도체부를 형성하는 공정, 및

3) 얻어진 상기 탄성 원통체 및 상기 도체부로 이루어지는 구조체 또는 일체화 처리가 더 이루어진 상기 구조체를 신장한 상태로, 그 외주에 절연 섬유를 편조 및/또는 절연 수지를 피복함으로써, 상기 외부 피복층을 형성하는 공정.

(14) 상기 (1)～(12) 중 어느 하나에 기재한 신축 전선의 복수줄을 신장한 상태로, 통합하여 1줄의 세폭(細幅) 탄성 테이프 형상으로 한 것을 특징으로 하는 세폭 탄성 테이프 형상의 신축 전선.

[발명의 효과]

본 발명의 신축 전선은, 30% 신장 시의 하중이 5000 cN 이하이고, 전기 저항이 10 Ω/m 이하이기 때문에, 신축에 큰 힘(에너지 손실)을 필요로 하지 않고, 구동 전력용의 대전류를 흘릴 수 있어, 실용에 알맞은 신축 전선이다. 따라서, 본 발명의 신축 전선은 특히 로봇 분야에서의 사용에 최적이다.

도 1은 탄성체에 탄성 장섬유를 이용한 경우의 본 발명의 신축 전선을 설명하는 도면이다.

도 2는 탄성체에 탄성 장섬유를 이용한 경우의 본 발명의 신축 전선의 횡단면의 모식도이다.

도 3은 탄성체에 코일 스프링을 이용한 경우의 본 발명의 신축 전선을 설명하는 도면이다.

도 4는 탄성체에 코일 스프링을 이용한 경우의 본 발명의 신축 전선의 횡단면의 모식도이다.

도 5는 권회 각도를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 반복 신장성 측정 장치의 모식도이다.

<도면의 주요 부분 에 대한 부호의 설명>

1: 탄성 장섬유 2: 중간층

3: 도체선 4: 외부 피복층

6: 탄성 원통체 10: 코일 스프링

20: 시료 21: 척부

22: 척부 23: 스테인레스 막대

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

본 발명에 대해, 이하 구체적으로 설명한다.

본 발명의 신축 전선은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 탄성 장섬유의 외층에 배치된 신축성의 중간층을 가진 탄성 원통체에, 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선이 권회 및/또는 편조하여 이루어지거나, 또는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 코일 스프링의 외층에 배치된 신축성의 중간층을 가진 탄성 원통체에, 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선이 권회 및/또는 편조하여 이루어지는 것을 기본 구조로 하고 있다. 또, 이들 도면에 있어서, 1은 탄성 장섬유이고, 2는 중간층이며, 3은 도체선이고, 4는 외부 피복층이며, 6은 탄성 원통체이고, 10은 코일 스프링이다. 또한, 도 1 및 3에서는 최외주의 절연 섬유를 피복하여 이루어지는 외부 피복층은 도시하지 않는다.

본 발명에서 이용하는 명칭과 기호를 다음과 같이 정한다.

(1) Ld(㎜): 탄성 장섬유의 환산 직경 또는 코일 스프링의 외부 직경

(2) Lc(㎜): 중간층의 두께

(3) Lm(㎜):도체선의 환산 직경

(4) Lt(㎜): 세선(도체 단선)의 직경

또, 환산 직경의 정의와 산출 방법은 후술한다.

본 발명의 신축 전선은, 적어도 코어부, 도체부 및 피복부를 갖고 있다.

코어부는, 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체인 것이 중요하다.

탄성체에는, 100% 이상의 신도를 가진 탄성 장섬유 또는 50% 이상의 신도를 갖는 코일 스프링을 이용할 수 있다.

탄성체로서 이용하는 탄성 장섬유는, 100% 이상의 신도를 갖는 것이 바람직하다. 신도가 100% 미만인 경우에는, 신축 성능이 부족하여, 낮은 응력으로 신축하는 신축 전선을 만들기 어려워진다. 300% 이상의 신도의 탄성 장섬유를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 이용하는 탄성 장섬유는, 신도 100% 이상으로 신축성이 풍부한 것이면 좋고, 폴리머의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 폴리우레탄계 탄성 장섬유, 폴리올레핀계 탄성 장섬유, 폴리에스테르계 탄성 장섬유, 폴리아미드계 탄성 장섬유, 천연고무계 탄성 장섬유, 합성 고무계 탄성 장섬유 및 천연 고무와 합성 고무의 복합 고무계 탄성 장섬유 등을 들 수 있다.

폴리우레탄계 탄성 장섬유는, 신장이 크고, 내구성에도 뛰어나기 때문에 본 발명의 탄성 장섬유로서 최적이다.

천연 고무계 장섬유는, 단면적당 응력이 다른 탄성 장섬유에 대비하여 작고, 중간층을 얇게 할 수 있어, 목표의 탄성 원통체를 얻기 쉽다고 하는 이점이 있다. 그러나, 열화하기 쉽기 때문에, 장기간에 걸쳐 신축성을 유지하는 것이 어렵다. 따라서, 단기의 사용을 목적으로 하는 용도에 적합하다.

합성 고무계 탄성 장섬유는, 내구성에는 뛰어나지만, 큰 신장을 얻기 어렵다. 따라서, 그다지 큰 신장을 요구하지 않는 용도에 적합하다.

탄성 장섬유는, 모노필라멘트라도 멀티필라멘트라도 좋다.

탄성 장섬유의 환산 직경(Ld)은 0.01 mm～10 ㎜의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 mm～5 ㎜이다. 더욱 바람직하게는 0.03 mm～3 ㎜이다. Ld가 0.01 ㎜ 이하인 경우, 신축성을 얻을 수 없고, Ld가 10 ㎜을 넘으면, 신장시키기 위해 큰 힘이 필요해진다.

탄성 장섬유를 미리, 쌍사(雙絲) 혹은 여러가닥 꼬임으로 한 것, 또는, 탄성 장섬유를 코어로 하여 그 주위에 별도의 탄성 장섬유를 권회한 것으로 하는 것으로, 두께가 큰 중간층과 탄성 장섬유와의 일체화(탄성 장섬유와 중간층이 따로따로 움직이지 않도록 하는 것)를 용이하게 할 수 있다.

본 발명에 있어서 탄성체로서 이용하는 코일 스프링은, 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 금속의 코일 스프링은 고온 하에서도 열화하지 않아, 고온 환경 하에서 사용되는 용도에 알맞다. 금속 이외의 코일 스프링을 이용할 수도 있지만, 금속의 코일 스프링에 비교하여, 반복 변형이나 내열성의 점에서 뒤떨어진다. 코일 형상의 스프링은, 코일링 머신의 선정과 선정한 코일링 머신의 조건 설정에 의해 임의로 설계할 수 있다.

코일 직경(D)과 신선(伸線)(wire drawing)(코일을 형성하는 선재) 직경(d)이 24>D/d>4인 것이 바람직하다. D/d가 24 이상인 경우에는, 안정한 형태의 스프링을 얻을 수 없어, 변형하기 쉬워 바람직하지 않다. 바람직하게는 D/d가, 16 이하이다. 한편 D/d가 4 이하에서는, 코일을 형성하는 것이 곤란하게 되는 동시에, 신축성이 발현되기 어렵다. 바람직하게는 6 이상이다.

신선의 직경(d)은 3 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 3 ㎜ 이상으로 하면, 스프링이 무겁게 되어, 신축 응력도 코일 직경도 커지기 때문에 바람직하지 않다. 한 편, 신선의 직경을 0.01 ㎜ 이하로 하면, 형성할 수 있는 스프링이 지나치게 약해, 가로로부터 힘이 가해지면 변형하기 쉬워, 실용적이지 않다.

코일의 피치 간격은 1/2D 이하인 것이 바람직하다. 이 이상의 간격이라도 코일형의 스프링을 형성할 수는 있지만, 코일 외주에의 중간층의 형성이 곤란해진다. 또한, 신축성이 저하하고, 외력에 의해 변형하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 바람직하게는 1/10D 이하이다.

피치 간격을 거의 제로로 한 것은, 신축성을 가장 높게 할 수 있고, 스프링그 자체가 얽히기 어려우며, 감은 스프링을 인출하기 쉽다고 하는 특징이 있고, 외력에 의한 변형에도 강하다고 하는 이점이 있어, 바람직하다.

코일 스프링의 외부 직경(Ld)은 0.02 mm～30 ㎜의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.05 mm～20 ㎜이고, 더욱 바람직하게는 0.1 mm～10 ㎜이다. 외부 직경이 0.02 ㎜ 이하인 코일 스프링은 제조가 곤란하고, 30 ㎜를 넘으면, 신축 전선의 외부 직경이 지나치게 커져, 바람직하지 않다.

코일 스프링의 재료는, 공지한 신선으로부터 임의로 선택할 수 있다. 선재의 재료는, 피아노선, 경강선, 스테인레스강선, 오일템퍼선, 인청동선, 베륨동선 및 양백선 등이 있다. 내식성 및 내열성이 우수하고, 또한 입수하기 쉬운 점에서, 스테인레스강선이 바람직하다.

연속한 코일 형상의 스프링은, 신선을 코일링 머신에서 코일링을 행하여, 필요에 따라 소입(燒入) 및 냉각을 행함으로써 얻을 수 있다.

감은 코일 스프링을 다음 공정에서 사용할 때에, 코일이 겹쳐지는 경우가 있 어, 인출하기 어려운 경우가 있다. 이러한 경우에는, 코일 스프링에 세폭 테이프를 거듭 권취함으로써 용이하게 대응할 수 있다.

탄성체로서 탄성 장섬유 또는 코일 스프링 중 어느 쪽을 이용한 경우에도, 탄성체의 주위에 절연 섬유로 이루어지는 중간층이라고 부르는 층을 갖는 것이 필요하다.

중간층을 형성함으로써, 도체선의 권회 직경을 크게 할 수 있어, 굵은 도체선을 권회할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 탄성체로서 코일 스프링을 이용하는 경우에는, 코일의 간극에 도체선이 끼워지는 것을 막을 수 있어, 도체선을 권회하는 것이 가능해진다.

어느 쪽의 경우도, 중간층을 형성한 상태에서의 탄성 원통체로서, 50% 신장 응력이 1 cN/㎟～500 cN/㎟인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 cN/㎟～200 cN/㎟이다. 더욱 바람직하게는 5 cN/㎟～100 cN/㎟이고, 특히 바람직하게는 10 cN/㎟～50 cN/㎟이다. 50% 신장 응력이, 이 범위에 있으면, 소응력에서의 신축성이 양호하고, 1 cN/㎟ 이하인 경우에는, 신축성이 발현되기 어렵고, 500 cN/㎟를 넘으면, 신장시키기 위해, 큰 힘이 필요해져 실용상 바람직하지 않다.

중간층을 구성하는 절연 섬유[이후, 절연 섬유(I)라고 함]는, 멀티필라멘트라도 방적사라도 좋다. 탄성 장섬유의 신축성을 저해하기 어렵고, 절연성이 있으면, 신축 전선의 용도나 사용 조건에 따라 공지한 것으로부터 임의로 선택할 수 있다. 가볍게 벌키(bulky)성이 있다고 하는 관점에서는, 벌키성 멀티필라멘트[예컨대 울리(woolly)나일론이나 에스테르울리], 각종 벌키 가공사(예컨대 가연 가공사나 아크릴벌키얀) 및 각종 방적사(예컨대 에스테르방적사)를 들 수 있다. 가벼움을 추구하는 경우에는, 폴리에틸렌 섬유 또는 폴리프로필렌 섬유를 이용할 수도 있다. 난연성을 중시하는 경우에는, 사란 섬유, 불소 섬유, 내염화아크릴 섬유, 폴리술폰 섬유, 또는 난연 가공된 난연폴리에스테르 섬유, 난연나일론 섬유 또는 난연아크릴 섬유 등을 이용할 수도 있다. 가격을 우선하는 경우에는, 범용의 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 또는 아크릴 섬유 등을 이용할 수도 있다.

탄성체로서 코일 스프링을 이용하는 경우에는, 절연 섬유(I)는, 코일 스프링과 도체선의 사이에 있으므로, 마모성이 우수한 소재가 바람직하다. 내열성이 높고, 마모성에도 우수한 점에서, 불소 섬유를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 여기에 한정되는 것은 아니고, 실용 상에는 용도에 따라, 실용 성능 및 가격을 고려하여, 상기한 절연 섬유로부터 임의로 선택할 수 있다.

예컨대, 내열성이 우수한 것으로서, 아라미드 섬유 및 폴리페닐렌설파이드 섬유를 들 수 있다. 범용성을 중시하는 경우에는, 나일론 섬유와 폴리에스테르 섬유를 들 수 있다. 내화성을 요구하는 경우에는, 유리 섬유, 무기 섬유, 불소 섬유, 내염화아크릴 및 사란 섬유를 들 수 있다.

또한, 탄성체로서 코일 스프링을 이용하는 경우에는, 상기 절연 섬유(I)로 이루어지는 코어부 편조 피복은 벌키성이 있는 것이 바람직하다. 편조 피복의 내측과 외측의 양쪽이, 딱딱한 재질(금속)로 구성되기 때문에, 완충재로서의 책임을 수행한다. 또한, 벌키성을 갖는 편조 피복은, 그 위에 권회하는 도체선이 어긋나기 어렵게하는 효과도 얻을 수 있다.

벌키성을 갖는 편조 피복은, 벌키성이 있는 멀티필라멘트 또는 방적사를 이용하여, 지나치게 체결되지 않도록 편조함으로써 얻어진다. 너무 거친 편조에서는, 피복이 불충분해져 바람직하지 않다.

벌키성이 있는 멀티필라멘트 또는 방적사는, 공지한 방법에 의해 얻을 수 있다. 예컨대, 멀티필라멘트를 1종류 이상 정렬하여, 가연 가공하거나, 콘쥬게이트(conjugated)사의 멀티필라멘트를 이용할 수도 있다. 또한, 방적사에 있어서는, 1종류 이상의 단섬유를 혼합하여 방적함으로써, 벌키성을 얻을 수 있다. 특히, 열수축률이 상이한 단섬유를 혼합하여, 방적하고, 열처리함으로써, 벌키성이 높은 방적사를 얻을 수 있다.

범용성이 있고, 내마모성 및 벌키성이 양호한 절연 섬유로서는, 울리나일론이나 에스테르울리사를 들 수 있다. 또한, 내마모성이 우수한 절연 섬유와 벌키성이 있는 절연 섬유를 조합시킬(혼합 방적하거나, 합사(合絲)하거나, 다중으로 피복함) 수도 있다.

중간층은, 그 두께(Lc)가, 10 ㎜>Lc≥0.1 Ld 또는 0.1 ㎜ 중 작은 쪽의 범위인 것이 필요하다. 바람직하게는 10 ㎜>Lc≥0.3 Ld 또는 0.1 ㎜ 중 작은 쪽의 범위이다. 신축성을 저해하지 않고 이 범위의 두께를 확보할 수 있으면, 중간층의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 중간층의 두께는 10 ㎜ 미만이 바람직하고, 이 이상의 두께를 갖게 하면, 최종적으로 완성된 신축 전선의 외부 직경이 커져, 굵은 전선이 되어 실용상 바람직하지 않다. 또한, 중간층의 두께가 0.1 Ld 또는 0.1 ㎜ 중 작은 쪽보다 작아지면, 도체선의 권회 직경을 크게 하는 효과가 부족하여, 환산 직경이 큰 도체선을 권회하는 것이 곤란해진다.

중간층은, 탄성 장섬유 또는 코일 스프링을 신장한 상태로, 바람직하게는 50% 이상 신장한 상태로, 이것을 코어로 하여 엮은 끈형의 절연 섬유로 한 번 이상 피복하여 중간층을 형성하거나, 절연 섬유의 필라멘트 또는 방적사를 두 번 이상 권회하여 중간층을 형성하거나, 또는, 절연 섬유의 필라멘트 또는 방적사를 한 번이상 권회한 후, 또한 엮은 끈형의 절연 섬유로 한 번 이상 피복하여 중간층을 형성함으로써, 얻을 수 있다.

이때, 탄성체에 미리 중간층을 형성하여 탄성 원통체를 얻은 후, 상기 탄성 원통체를 재차 신장하여 도체선을 권회 및/또는 편조하는 것이 바람직하다. 종래의 기술에서는, 소위 더블 커버사로서, 먼저 절연 섬유를 권회하고, 이어서 바로 금속선을 권회하는 예가 개시되어 있지만, 이 경우에는, 금속선의 권회 장력에 대해 충분한 항력을 얻을 수 없어, 안정하게 권회할 수 없거나, 균질한 루프 형태를 형성할 수 없다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 일단 중간층을 형성하여, 탄성 원통체로 한 후, 상기 탄성 원통체를 신장하여, 도체선을 권회하는 것으로, 도체선의 권회 직경을 크게 할 수 있고, 또한, 도체선의 권회 장력에 대해, 중간층도 항력을 발현할 수 있어, 종래 기술로서는 불가능이라고 되어 온, Ld/Lm<3의 영역에서도, 안정된 권회를 실현할 수 있는 것을 발견한 것이다.

중간층으로서 큰 두께를 얻기 위해서는 일반적으로 절연 섬유로서 굵은 실을 이용하는 것이 고려되지만, 단순히 굵은 실을 이용하는 것만으로는, 신축성이 발현 되기 어렵거나, 또는, 탄성체와 중간층의 움직임이 연동하기 어렵게 되는 현상이 발생하기 쉽다. 이것을 방지하기 위해서는, 미리 절연 섬유에 의해 커버링된 탄성 장섬유를 이용하는 방법이나, 복수회 편조를 행하여 피복하는 방법이 있다. 더욱 바람직하게는, 탄성 장섬유 그 자체를 미리 쌍사나, 세가닥 꼬임 또는 네가닥 꼬임 등의 여러가닥 꼬임을 한 것을 이용하는 것이 유효하다. 이것은, 꼬임에 의해 탄성 장섬유가 팽창되어, 끈형의 피복을 행한 경우에 신축에 의한 끈형의 내부 공간의 체적 변화를 흡수하는 효과가 있어, 안정한 신축 형태를 확보하기 쉬워지기 때문이다.

또한, 탄성 장섬유에 별도의 탄성 장섬유를 미리 권회하는 것도 유효하다. 탄성 장섬유에 별도의 탄성 장섬유를 권회한 것은, 일체화한 탄성체로서 작용하여, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

중간층은, 상기에 한정되지 않고, 다른 방법으로도 만들 수 있지만, 실질적으로 원통형인 것이 바람직하다. 어느 쪽의 경우도 탄성 원통체로서 50% 신장 응력이 1 cN/㎟～500 cN/㎟인 것이 바람직하다.

중간층이 형성된 탄성 원통체의 신도는, 50% 이상이 바람직하고, 100% 이상이면 보다 바람직하다. 신도가 50% 미만으로 낮은 경우에는, 도체선 및 외부 피복층에서의 피복에 의해 신장이 저하하여 신축성이 낮은 신축 전선이 된다. 신도는 큰 쪽이 바람직하지만, 중간층을 형성함으로써 300% 이하에 멈추는 경우가 많다.

탄성 원통체의 50% 신장 응력은 1 cN/㎟～500 cN/㎟가 되도록 설계하는 것이 중요하다. 1 cN/㎟～200 cN/㎟가 되도록 설계하는 것이 보다 바람직하다. 더욱 바 람직하게는 5 cN/㎟～100 cN/㎟이고, 특히 바람직하게는 10 cN/㎟～50 cN/㎟이다. 신장 응력이 이러한 범위에 있으면, 저응력으로 신축할 수 있어, 소저항의 신축 전선을 얻을 수 있다.

도체선은, 적어도 2줄 이상의 세선의 집합선인 것이 필요하다. 세선의 집합선으로 함으로써 도체선의 유연성이 높아져, 신축성을 저해하기 어렵게 된다. 또한, 실용 시에 단선하기 어렵게 된다.

세선을 집합시키기 위해서는 여러 가지 방법이 알려져 있고, 본 발명에 있어서도 공지한 어떠한 방법으로 집합시켜도 좋다. 그러나, 스트레이트로 정렬하는 것만으로는 권회하기 어렵기 때문에, 꼬은 선으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 가요성을 발휘하기 때문에, 집합선을 절연 섬유로 권회한 것을 이용할 수도 있다.

도체선을 구성하는 세선의 단선 직경(Lt)은 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1㎜ 이하이며, 특히 바람직하게는 0.08 ㎜ 이하이고, 가장 바람직하게는 0.05 ㎜ 이하이다. 단선 직경이 1 ㎜을 넘으면, 신축성을 저해하고, 또한，신축에 의해 단선하기 쉽게 된다. 너무 지나치게 가늘면 가공 시에 단선하기 쉬워져, 0.01㎜ 이상이 바람직하다.

도체선의 권회 또는 편조 각도(이후, 권회 각도로 대표함)는, 30°이상 80°이하의 범위가 적합하다. 권회 각도가 30°미만인 경우에는 신축성이 발현되기 어렵다. 35°이상이면 보다 바람직하고, 40°이상이면 특히 바람직하다. 50°이상이면 가장 바람직하다. 80°를 넘으면, 단위 길이당 권회하는 도체선의 길이가 길게 되어 바람직하지 않다. 75°이하이면 보다 바람직하고, 70°이하이면 특히 바람직 하다.

본 발명에 있어서 권회 각도란, 도 5에 도시한 바와 같이, 탄성 원통체의 길이 방향에 대한 권회 또는 편조된 도체선의 각도(θ)를 말한다. 통상, 이완 상태에서의 각도를 말한다. 권회 각도는, 이완 상태에서 시료 길이 20 ㎝를 잘라내어, 권회되어 있는 도체선을 풀고, 그 길이를 측정하며, 역삼각 함수를 이용하여 구한다. 또, 도체선 권회 시(탄성 원통체는 미리 정해진 신장 상태에 있음)의 권회 각도를 본원 명세서에서는 권회 시 권회 각도라고 한다.

도체선은, 비저항이 10^-4 Ω× ㎝ 이하인 것이 필요하고, 이것을 넘는 경우에는, 전기 저항치를 낮게 하기 위해, 큰 단면적의 도체선을 이용할 필요가 생겨, 실용에 적합하지 않다. 바람직하게는 10^-5 Ω× ㎝ 이하이다.

도체선은 80 wt% 이상이 구리로 이루어지는 구리선, 또는 80% 이상이 알루미늄으로 이루어지는 알루미늄선인 것이 바람직하다. 구리선은, 비교적 저렴하고 전기 저항이 낮기 때문에, 가장 바람직하다. 알루미늄선은 경량이기 때문에, 구리선 다음으로 바람직하다. 구리선은 연동선 또는 주석구리 합금선이 일반적이지만, 도전성을 그다지 저하시키지 않고서, 강력을 높인 강력구리합금(예컨대, 무산소구리에 철, 인 및 인듐 등을 첨가한 것), 주석, 금, 은 또는 백금 등으로 도금하여 산화를 방지한 것, 전기 신호의 전송 특성을 향상시키기 위해 금 그 외의 원소로 표면 처리한 것 등을 이용할 수도 있다.

도체선을 구성하는 각각의 세선은 절연체로 피복되어 있는 것을 이용할 수도 있다. 본 발명의 신축 전선은 도체선을 외기(外氣)로부터 완전히 차단한 구조로는 될 수 없고, 세선에 나선(裸線)을 이용하면, 도체선 표면이 산화되어, 열화하기 쉽다. 따라서, 세선 그 자체가, 미리 절연성의 수지로 피복되어 있는 것이 바람직하다.

세선의 집합선을 통합하여 절연 수지로 피복한 것을 이용할 수도 있다.

절연 피복된 집합선은, 유연하고, 또한 외부 직경이 작은 것이 중요하다. 그 때문에, 수지 피복은, 각 세선에 피복하는 경우에는 두께 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 ㎜ 이하이다. 집합선으로서 통합하여 절연 피복을 하는 경우에는 두께 2 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 ㎜ 이하이다. 수지 피복의 종류는, 공지한 절연 수지 피복으로부터, 상기한 취지에 따른 것을 임의로 선택할 수 있다.

각 세선에 미리 수지 피복을 하는 경우에는, 예컨대 일반의 마그넷 와이어로 이용되는 소위 에나멜 피복으로서, 폴리우레탄피복, 폴리우레탄-나일론피복, 폴리에스테르피복, 폴리에스테르-나일론피복, 폴리에스테르-이미드피복 및 폴리에스테르이미드·폴리아미드이미드피복 등을 들 수 있다.

또한, 집합선으로 하고 나서 수지 피복을 하는 경우에는, 염화비닐수지, 폴리올레핀수지, 불소수지, 우레탄수지 및 에스테르수지 등을 이용할 수도 있다.

도체선을 권회하는 것에 있어서는, 한 번으로 권회하는 도체선의 환산 직경은 5 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 2 ㎜ 이하이다. 세선의 집합선이라도, 5 ㎜보다 굵은 것은 가요성이 부족하 여, 안정하게 권회할 수 없다. 또한, 도체선의 환산 직경은, 권회 또는 편조의 작업성으로부터, 0.01 ㎜ 이상 필요하다. 바람직하게는 0.03 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 0.05 ㎜ 이상이다. 특히 바람직하게는 0.1 ㎜ 이상이다.

전력선으로서 사용하기 위해 큰 환산 직경을 필요로 하는 경우에는, 환산 직경 3 ㎜ 이하의 집합선으로 분할하여 권회하는 것이 바람직하다. 반대로, 환산 직경을 지나치게 작게 하면 분할수가 증가하여, 작업성이 나빠지기 때문에, 10분할 이하가 바람직하다.

도체선을 복수줄 권회하는 경우, S연 Z연 교대로 권회하는 것도, 한방향으로만 권회할 수도 있다. 권회된 후의 도체선 사이의 마찰이 단선의 원인이 되기 때문에, 한방향으로만 권회하는 것이 바람직하다. 권회는, 한 번에 1줄씩 수회에 걸쳐 행할 수도 한 번에 수줄씩 권회할 수도 있다. 복수줄을 동일한 방향으로 권회하는 경우 평행성을 확보하는 것이 어렵기 때문에, 미리 하나의 보빈에 복수줄을 정렬하여 준비하고, 이것을 한 번에 권회하는 것이 바람직하다.

또한, 식별을 위해, 각 도체선을 미리 색별해 둘 수도 있다. 복수줄 권회한 것을, 통합하여 1줄의 전선으로서 취급할 수도, 각각의 도체선을 별개의 전선으로서 취급할 수도 있다.

탄성체로서 장섬유를 이용하는 경우, Ld/Lm은 0.1 이상 3 미만이 바람직하다. 특히 바람직하게는 0.5 이상 2.5 이하이다. 0.1 미만인 경우, 신축성이 발현하지 않게 된다. 3 이상인 경우에는 신축에 큰 힘을 요하는 전선이 되거나, 미약 전류밖에 흘릴 수 없는 전선이 되어 실용성이 부족하다.

또한, 탄성체로서 코일 스프링을 이용하는 경우, Ld/Lm은 0.1～30의 범위가 바람직하다. 0.5～20의 범위가 특히 바람직하다. 0.1 미만인 경우, 신축성을 발현하기 어렵고, 30을 넘으면, 도체선에 대한 코일 스프링의 외부 직경이 커져, 결과적으로 굵은 신축 전선이 되어 바람직하지 않다.

도체선은 탄성 원통체의 외주에 편조할 수도 있다. 복수의 도체선을 편조하는 것도, 절연 섬유와의 조합으로 편조할 수도 있다. 도체선의 편조의 방향은 한방향이라도 양방향이라도 좋다. 신축에 의해 도체선끼리가 마모하는 것을 막기 위해, 도체선을 한방향으로 편조하고, 반대 방향으로 절연 섬유를 편조하는 것이 바람직하다. 또한, 한방향으로 편조하는 복수의 도체선의 사이에 절연 섬유를 배치하고, 반대 방향으로도 절연 섬유를 배치할 수도 있다. 이 방법은 신축에 의해 도체선끼리가 겹쳐져, 단락하는 것을 저감할 수 있어, 특히 바람직하다.

또한, 복수의 도체선을 갖는 신축 전선에 있어서는, 신호선을 2줄로 전력선을 2줄로 하는 경우가 많다. 이 경우, 신호선 사이의 간격이 불균일하면, 신호선 사이의 특성 임피던스가 불균일하게 되어, 전송 손실이 커진다(특히 고주파에 있어서)고 하는 문제가 있다. 복수의 도체선을 한방향으로 하고, 반대 방향으로 절연 섬유를 편조한 구조, 또는, 복수의 도체선 사이에 절연 섬유를 동일 방향으로 배치하고, 반대 방향으로 절연 섬유를 배치하여 편조한 것은, 전송 손실이 적어 특히 바람직하다.

도체선에 미리 절연 섬유[이후, 절연 섬유(II)라고 함]를 피복한 것을 이용할 수도 있다. 이 때 이용하는 절연 섬유는, 불소 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일 론 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 염화비닐 섬유, 사란 섬유, 유리 섬유 및 폴리우레탄 섬유 등의 공지한 절연 섬유를 이용할 수 있다. 도체선에 절연 섬유(II)를 권회 및/또는 편조함으로써, 도체선을 피복할 수 있다. 이 절연 섬유에 의한 피복을 두껍게 하는 것으로, 탄성 원통체에 권회할 시의 권회 직경을 실질적으로 크게 할 수도 있다.

미리 절연 섬유로 피복한 도체선은, 가공 시에 세선 표층의 절연성 수지층이 파괴되기 어려워, 바람직하다.

탄성 원통체를 신장한 상태로, 도체선을 1줄 또는 복수줄 권회 또는 편조하는 것이 필요하다. 신축성을 발현시키기 쉽게 하기 위해, 탄성 원통체를 30% 이상 신장하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 100% 이상이다.

도체선을 탄성 원통체에 권회 또는 편조한 후 피복부를 마련하기 전에, 필요에 따라, 탄성체에 의한 일체화층을 마련할 수도 있다. 이 일체화층은, 도체선과 탄성 원통체의 어긋남 방지를 주된 목적으로 하고 있기 때문에, 그 목적을 달성할 수 있는 범위이면, 반드시 연속적인 층일 필요는 없다.

일체화층은, 탄성 원통체에 도체선을 권회 또는 편조한 후, 얻어진 구조물을 탄성체의 액형물 중에 침지하거나, 또는, 적어도 권회 또는 편조된 도체선 상에 탄성체의 액형물을 부여하고, 그 후, 필요에 따라 탈액을 행한 후, 가열에 의한 반응촉진 또는 건조를 행하거나, 냉각에 의한 고화를 행함으로써, 형성할 수 있다.

유연성이 우수한 얇은 일체화층을 형성하기 위해서는, 탄성체의 액형물의 점 도가 2000 포이즈 이하인 것이 바람직하다. 이 이상인 경우에는, 얇은 막형성이 어렵고, 또한, 도체선과 탄성 원통체의 간극에 탄성체의 액형물이 침투하기 어렵게 된다.

얇은 막 형성을 위해, 탄성체의 액형물로서, 2액 혼합 반응형의 폴리우레탄계 탄성체, 용제 중에 용해한 폴리우레탄계 탄성체, 라텍스형의 천연고무계 탄성체 및 라텍스형의 합성 고무계 탄성체를 이용할 수 있다.

탄성체에 의한 일체화층을 마련함으로써, 도체선과 탄성 원통체가 신축에 의해 어긋나는 것을 막을 수 있어, 실용에서의 내구성을 향상시킬 수 있다.

탄성 원통체에 도체선을 권회 또는 편조한 후, 그대로, 또는, 전술한 탄성 원통체와의 일체화를 행한 후, 피복부를 형성한다.

피복부는, 신축성을 저해하지 않고서 내부의 도체선을 보호하는 것이 요구된다. 이 때문에, 절연 섬유[이후, 절연 섬유(III)라고 함]의 편조 및/또는 신도 50% 이상의 절연 수지의 탄성 튜브형물에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

절연 섬유(III)로서는, 멀티필라멘트 또는 방적사를 이용할 수 있다. 모노필라멘트는, 피복성이 나쁘기 때문에 바람직하지 않다.

절연 섬유(III)는, 신축 전선의 용도나 상정되는 사용 조건에 맞추어, 공지한 절연성 섬유로부터 임의로 선택할 수 있다. 절연 섬유(III)는 생사인 채로도 좋지만, 의장성이나 열화 방지의 관점에서 원착사나 선염사를 이용할 수도 있다. 마무리 가공에 의해, 유연성이나 마찰성의 향상을 도모할 수도 있다. 또한, 난연 가공, 발수 가공, 발유 가공, 방오 가공, 항균 가공, 제균 가공 및 소취 가공 등, 공 지한 섬유의 가공을 실시함으로써, 실용 시의 취급성을 향상시킬 수 있다.

내열성과 내마모성을 양립시키는 절연 섬유(III)로서는, 아라미드 섬유, 폴리술폰 섬유 및 불소 섬유를 들 수 있다. 내화성의 관점에서는, 유리 섬유, 내염화아크릴 섬유, 불소 섬유 및 사란 섬유를 들 수 있다. 내마모성이나 강도의 관점에서는, 고강력폴리에틸렌 섬유 및 폴리케톤 섬유가 부가된다. 비용과 내열성의 관점에서는, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 및 아크릴 섬유가 있다. 이들에, 난연성을 부여한 난연폴리에스테르 섬유, 난연나일론 섬유 및 난연아크릴 섬유(모다크릴 섬유) 등도 적합하다. 마찰열에 의한 국부적인 열화에 대해서는, 비용융 섬유를 이용하는 것이 바람직하다. 그 예로서는, 아라미드 섬유, 폴리술폰 섬유, 코튼, 레이온, 큐프라, 울, 비단 및 아크릴 섬유를 들 수 있다. 강도를 중시하는 경우에는, 고강력폴리에틸렌 섬유, 아라미드 섬유 및 폴리페닐렌설파이드 섬유를 들 수 있다. 마찰성을 중시하는 경우에는, 불소 섬유, 나일론 섬유 및 폴리에스테르 섬유를 들 수 있다.

의장성을 중시하는 경우에는, 발색이 좋은 아크릴 섬유를 이용할 수도 있다.

또한, 사람과의 접촉에 의한 촉감을 중시하는 경우에는, 큐프라, 아세테이트, 코튼 및 레이온 등의 셀룰로오스계 섬유나, 비단 또는 섬도가 가는 합성 섬유를 이용할 수 있다.

최외층을 절연 섬유(III)로 피복하는 것에 있어서는, 내부를 보호할 목적으로, 편조 가공된 것이 바람직하다. 최종 형체는 둥근 끈 형상이라도 세폭 테이프형이라도 좋다.

도체선을 권회 및/또는 편조한 탄성 원통체를 복수줄 통합하여, 주위를 절연 섬유(III)로 피복하는 것도, 미리 절연 섬유(III)로 피복한 것을 복수줄 통합하여, 또한 그 주위를 절연 섬유(III)로 피복할 수도 있다. 도체선을 복수줄 동시에 권회하여, 그 주위를 절연 섬유(III)로 피복한 것이, 가장 컴팩트하게 할 수 있다.

피복부는 절연 수지의 탄성 튜브형물에 의해 형성할 수도 있다.

절연 수지는, 여러 가지 탄성의 절연 수지로부터 임의로 선택할 수 있고, 신축 전선의 용도 및 동시에 사용하는 다른 절연 섬유(I 및 II)와의 상성을 고려하면서, 선정할 수 있다.

고려해야 할 성능은 내마모성, 내열성 및 내약품성 등을 들 수 있고, 이들의 성능이 우수한 것으로서는 합성 고무계 탄성체를 들 수 있으며, 불소계 고무, 실리콘계 고무, 에틸렌·프로필렌계 고무, 클로로프렌계 고무 및 부틸계 고무가 바람직하다.

절연 수지의 탄성 튜브형물은, 액체로부터의 피복성을 높이고 싶은 경우에, 적합하게 이용할 수 있다.

절연체로 이루어지는 외부 피복층은, 절연 섬유(III)에 의해 편조된 것과 탄성 튜브형물을 조합할 수도 있다. 신축 전선은, 작은 힘으로 신축시키는 것을 요구하는 경우가 많지만, 탄성 튜브형물에서만의 피복인 경우에는, 튜브의 두께가 두꺼워지는 경향이 있고, 신축시키는 힘이 커지기 쉽다. 이러한 경우에는, 두께가 얇은 튜브와, 절연 섬유(III)에 의한 편조를 조합시킴으로써 피복성과 신축성을 양립시킬 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 신축 전선은, 저항이 이완 상태에서 10 Ω/m 이하인 것이 바람직하다. 이 이상인 경우에는, 미약 전류를 흘릴 수 있어도, 구동 전류를 흘리기에는 알맞지 않다. 더욱 바람직하게는 1 Ω/m 이하이다.

또한, 본 발명의 신축 전선은 30% 신장 하중이 5000 cN 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1000 cN 이하이다. 실용에서 요구되는 것은, 신장에 큰 하중(힘)을 필요로 하지 않는 것으로, 30% 신장 하중이 5000 cN을 넘으면, 실용상 지장을 초래하는 경우가 있다.

복수줄의 신축 전선을 내장한, 세폭 탄성 테이프 형상으로 한 것도 만들 수 있다.

세폭 탄성 테이프 형상으로 하기 위해서는, 미리 절연 피복된 신축 전선을 2줄～100줄 이용하는 것이 바람직하다. 범용적인 것은 3줄～5줄 이용하는 것이지만, 전원으로부터 말단까지 다수의 모터나 센서를 1줄의 테이프로 배선하고 싶다고 하는 경우도 있어, 다수의 신축 전선을 테이프형으로 할 수도 있다. 신축 전선을 100줄 이상 이용하여 하나의 테이프로 할 수도 있지만, 일부의 배선에 이상이 있더라도 100줄 통합이 된 테이프를 바꿀 필요가 생기므로, 바람직하지 않다. 취급성에서, 테이프의 폭은 20 ㎝ 이하, 바람직하게는 10 ㎝ 이하인 것이 좋다.

실시예

이하에, 본 발명을 실시예 및 비교예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에만 한정되지 않는다.

본 발명에서 이용한 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 탄성 장섬유의 환산 직경(Ld) 및 도체선의 환산 직경(Lm)을 구하는 방법

환산 직경이란, 해당하는 섬유 또는 도체선을 하나의 원주로 견지한 경우의 직경을 말한다.

또한, 본 발명에서 취급하는 직경이나 두께는, 전부 장력을 제거한 상태에서의 수치로 했다.

탄성 장섬유의 환산 직경(Ld)(㎜):

Ld= 2× 10(㎜/cm)× √(D/d× π× 1000000(cm)))

= 2×(√(D/d×π))/100

D: 탄성 장섬유의 섬도(dtex)

d: 탄성 장섬유의 비중(g/㎤)

또, 코일 스프링의 외부 직경(Ld)은 노기스에 의해 측정한다.

도체선의 환산 직경(Lm)(㎜):

Lm= 2× √((π×(Lt/2)×(Lt/2)× n)/π)= Lt×√n

Lt: 도체선을 구성하는 세선의 직경

n: 도체선을 구성하는 세선의 집합 개수

(2) 중간층의 두께(Lc)를 구하는 방법

탄성 원통체(탄성체+ 중간층)의 외부 직경을 노기스로 5개소 측정하여, 그 평균치를 La로 한다. 중간층의 두께 Lc는 하기식으로 구한다.

Lc=(La-Ld)/2

(3) 가공성

도체선을 권회하는 경우에, 가타오카 커버링 머신에서, 이송 속도 3 m/min로 미리 정해진 조건으로 권회하여, 10분간의 가공성을 이하의 기준으로 판단했다.

○: 10분간, 이상 없이, 연속 운전을 할 수 있다.

△: 10분간의 사이에 벌루닝(balloning)이 불안정해져, 변동한다.

×: 10분간, 연속 운전을 할 수 없다.

(4) 루프 형태성

권회 후의 루프 형태를 10배 루페로 확대하여 100 루프를 관찰하고, 100 루프 중에 다른 루프와 비교하여 크기나 형태가 다른 것이 포함되는 개수에 기초하여, 하기의 기준으로 판단했다.

×: 10개 이상

△: 3개～9개

○: 2개 이하

(5) 30% 및 50% 신장 하중

표준 상태(온도 20℃, 상대 습도 65%)에 시료를 2시간 이상 정치한 후, 표준상태 하에서 텐실론 만능 시험기[(주) A&D사 제조]를 이용하여, 길이 10O ㎜의 시료를 인장 속도 500 ㎜/min로 인장하고, 30% 및 50% 신장 시의 하중을 구했다.

(6) 50% 신장 응력

표준 상태(온도 20℃, 상대 습도 65%)에 시료를 2시간 이상 정치한 후, 표준 상태 하에서 텐실론 측정기를 이용하여, 길이 100 ㎜의 시료를 인장 속도 500 ㎜/min로 인장하고, 50% 신장 시의 하중(XcN)을 구하여, 상기 시료의 탄성 원통체의 단면적(Y㎟)으로 나누어, 50% 신장 응력(X/Y= ZcN/㎟)을 구했다.

(7) 50% 신장 회복성

길이 100 ㎜의 시료를 텐실론 측정기에서 인장 속도 500 ㎜/min로 인장하고, 50% 신장 후 리턴하여, 응력이 제로가 되는 거리(A㎜)를 구하여 다음식에 의해 회복률을 구했다.

회복률(%)=((100-A)/100)× 100

회복성은 이하의 기준으로 판단한다.

○: 회복률 80% 이상

△: 회복률 50% 이상

×: 회복률 50% 미만

(8) 전기 저항

이완 상태에 있어서, 길이 1 m의 시료를 잘라내어, 그 양단을 밀리오옴하이테스터 3540[히오키 전기(주)]에 의해 측정했다.

(9) 발열 전류

실온 하에서, 이완 상태에서 길이 1 m의 시료의 양단에, 미리 정해진 전류를 흘려 신축 전선의 외장을 방사 온도계(히오키 전기 3445)로, 30분간 온도 계측을 하여, 상승 온도(ΔT)에 의해, 하기의 기준으로 구별하고, △로 된 전류를 발열 전류로 했다.

○: ΔT≤5℃

△: 5℃<ΔT≤20℃

×: ΔT>20℃

(10) 반복 신장성

데마티아(DEMATTIA) 시험기[(주)다이에 과학 정기 제작소 제조]를 이용하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 척부(21) 및 척부(22)를 시료(20)의 길이 20 ㎝에 세트하고, 그 중간에 직경 1.27 ㎝의 스테인레스 막대(23)를 배치한다. 척부(22)의 가동 위치를 시료의 신장 시인 26 ㎝로 설정하고, 실온으로, 초기 신장 11% 및 인장 시 신장 40%에서 60회/min로 소정회 신축을 반복한 후, 테스트 전후의 전기 저항(40% 신장시)을 측정하여 판단했다.

○: 10만 회 반복 신장 후, 저항치에 변화가 없는 것

△: 1만 회 반복 신장 후, 저항치에 변화가 없고, 10만 회 반복 신장 후, 저항치가 커진 것

×: 1만 회 반복 신장으로 저항치가 커진 것

(11) 내열성

시료에 이완 상태에서 100 ㎜의 인을 붙인 후, 인 사이를 25 ㎜ 늘린 25% 신장상태로서 금 프레임에 고정했다. 이 신장 상태인 채, 120℃로 설정한 건조기 중에서, 16시간 열처리를 행했다. 열처리 후, 실온에서 15분 방냉한 후 금 프레임으로부터 빼냈다. 이 시료를 실온에서 15분간 이완하여, 인 사이의 거리를 측정했다.

열화의 판정은, 열처리 테스트 후의 길이로부터, 다음 식을 이용하여 회복률을 구하고, 회복률로부터 이하의 기준으로 행했다.

회복율 T(%)= 100×(25-(열처리 후 길이-100)/25)

○: T≥80

△: 80>T≥50

×: T<50

(12) 수중 절연성

이완 상태에서 유효 시료 길이 2 m의 시료를 준비하여, 중간 쯤의 1 m를 10 리터의 용기(SUS 조끼)에 넣은 10 리터의 1% NaCl 수용액(25℃±2℃) 중에 침지하여, 양단은 수면 상에 곧게 늘려 고정했다. 20분간 침지한 후, 테스터(KAISEI SK-6500)의 측정 단자의 1쪽을 수중에 침지하고, 다른쪽을 시료의 일단에 접속하여, 전기 저항(R)을 계측했다. 이 때, 테스터의 양단을 염수 중에 침지한 경우의 전기 저항은 60 KΩ/5㎝～70 KΩ/5㎝였다.

이하의 기준으로 판단한다.

○: R>20 MΩ

△: 20 MΩ≥R≥10 MΩ

×: R<10 MΩ

또, 시료는, 상기 (10)에 기재한 반복 신축을, 시료 중앙부의 20 ㎝를 척부(21 및 22)로 파지하여 소정 횟수 행한 후, 상기 테스트에 제공했다.

(13) 단락성

복수의 도체선을 갖는 신축 전선을 이완 상태에서 1 m 준비하고, 상기 (10)에 기재한 반복 신축을, 신축 전선의 중앙부 20 ㎝를 척부(21 및 22)로 파지하여 소정 횟수 행한 후, 도체선 1줄과 다른 1줄의 단을 테스터(KAISEI SK-6500)의 양단 에 접속하고, 신축 전선을 50% 신축시켜, 전기 저항을 측정했다. 그 값에 의해, 하기 기준으로 판단한다.

○: R>20 MΩ

△: 20 MΩ≥R≥10 MΩ

×: R<10 ML Ω

(14) 종합 판정

○: 30% 신축 하중이 1000 cN 이하이고, 전기 저항이 1 Ω/m 이하인 것

◎: 상기에 부가하여, 특히 우수한 성능을 갖는 것

×: 가공성이 나쁘고, 신축 전선을 얻을 수 없는 것,

도전선의 루프 형태가 나쁜 것,

전기 저항이 10 Ω/m 이상인 것, 또는

30% 신축 하중이 5000 cN 이상인 것

△: 상기 이외의 것

[실시예 1～4]

3740dt(288f)의 폴리우레탄 탄성 장섬유[아사히카세이 섬유(주) 제조, 상품명: 로이카]를 코어로 하고, 신장 배율을 4.2 배 하에서, 220dt(72f)의 울리나일론(흑염사)[도레이(주) 제조]를 500T/M의 하연 및 332T/M의 상연으로 권회하여, 더블 커버사를 얻었다. 얻어진 더블 커버사를 코어로 하여, 3.2배의 신장 하에서 8줄 치기 또는 16줄 치기의 제유기(製紐機)[(주)고쿠분사 제조]에 의해, 상기 울리나일론을 2줄 정렬한 조사(組絲)를 이용하여 편조 가공을 행하여, 신축성이 있는 중간 층을 가진 탄성 원통체를 얻었다.

얻어진 탄성 원통체를 코어로 하여, 가타오카 커버링 머신을 이용하여, 2.6배의 신장 하에서, 3 m/min의 이송 속도로, 미리 정해진 구리 세선 집합선(도체선)을 Z 방향으로 권회하여, 신축 전선 중간체를 얻었다.

계속해서, 얻어진 신축 전선 중간체를 코어로 하고, 1.8배의 신장 하에서, 상기한 울리나일론을 2줄 정렬한 조사를 이용하여, 16줄 치기의 제유기에 의해 편조 가공을 행하여, 본 발명의 신축 전선을 얻었다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 표 1에 나타냈다.

또, 이용한 폴리우레탄 탄성 장섬유의 파단 신도는 후술의 실시예도 포함하여 어느 것이나 750%였다. 또한, 구리 세선의 비저항은 후술의 실시예도 포함하여 어느 것이나 0.2×10^-5 Ω× ㎝였다.

[비교예 1]

3740dt(288f)의 폴리우레탄 탄성 장섬유[아사히카세이섬유(주)제조, 상품명: 로이카]를 코어로 하여, 중간층을 마련하지 않고서, 실시예 3과 마찬가지로 구리 세선 집합선(도체선)을 권회했다. 그러나, 권회는 벌루닝이 불안정하여, 연속 운전할 수 없었다. 결과를 표 1에 함께 나타냈다.

[실시예 5 및 비교예 2]

40번의 환고무사(3224dt, Ld= 0.67 ㎜)을 코어로 하고, 4배의 신장 하에서, 167dt(48f)의 에스테르울리(흑염사)를, 8줄 치기 제유기에 의해 편조 가공하여 중 간층을 형성하여, 신축성이 있는 중간층을 갖는 탄성 원통체를 얻었다.

얻어진 탄성 원통체를 코어로 하여, 실시예 3과 마찬가지로 구리 세선 집합선(도체선)을 권회하여, 신축 전선 중간체를 얻었다.

계속해서, 얻어진 신축 전선 중간체를 코어로 하고, 1.8배의 신장 하에서, 330dt(72f)의 에스테르울리(흑염사)를 2줄 정렬한 조사를 이용하여, 8줄 치기의 제유기에 의해 편조 가공을 행하여, 본 발명의 신축 전선을 얻었다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 표 1에 함께 나타냈다.

또한, 비교를 위해, 중간층을 형성하지 않은 것을 제외하고 상기와 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 그러나, 구리 세선 집합선(도체선)의 권회에 있어서, 벌루닝이 불안정하여, 연속 운전할 수 없었다. 이 결과도 함께 표 1에 나타냈다.

또, 이용한 환고무사의 파단 신도는 800% 였다.

[실시예 6]

미리 정해진 신선을 코일링 머신 SH-7[오리이맥크(주)]를 이용하여 코일링을 행하고, 템퍼에서 270℃× 20분의 열 처리를 행하고, 냉각하여, 미리 정해진 코일 스프링을 얻었다. 이 코일 스프링을 코어로 하고, 2.4배 신장 하에서, 제유기에서 440dt(50f)의 불소 섬유[동양 폴리머(주) 제조]를 편조 가공하여, 신축성의 탄성 원통체를 얻었다.

얻어진 탄성 원통체를 코어로 하고, 가타오카 커버링 머신을 이용하여, 2.2배의 신장 하에서, 3 m/min의 이송 속도로, 미리 정해진 구리 세선 집합선(도체선)을 Z방향으로 권회하여, 신축 전선 중간체를 얻었다.

계속해서, 얻어진 신축 전선 중간체를 코어로 하고, 2배의 신장 하에서, 330dt(72f)의 에스테르울리를 2줄 정렬한 조사를 이용하여, 16줄 치기의 제유기에 의해 편조 가공을 행하여, 본 발명의 신축 전선을 얻었다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 표 1에 함께 나타냈다.

또, 코일 스프링은, 150% 신장 후의 회복성을 조사한 바, 후술의 실시예도 포함하여 어느 것이나 완전히 회복하고, 신도가 150% 이상이었다.

[표 1]

표 1에 있어서, 비교예 1 및 2는 Ld/Lm이 2.1 및 2.2(<3)이므로, 공지 문헌대로, 가공성이 나쁘고, 루프 형태도 나쁘며, 신축성이 있는 전선을 얻을 수 없는 것을 알 수 있다. 그런데, 동일한 탄성 장섬유를 이용하고 있음에도 불구하고, 탄성 장섬유의 주위에 중간층을 형성하여, 탄성 원통체로 함으로써 안정된 가공성을 얻을 수 있고, 신축성이 양호한 신축 전선을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 이것 은, 종래 기술로서는 달성할 수 없었던, 소응력으로 신축할 수 있는, 큰 전류를 흘릴 수 있는 신축 전선을 얻을 수 있는 것을 나타내는 것이다.

[실시예 7～9 및 비교예 3～4]

구리 세선 집합선(도체선)을 변경한 것을 제외하고, 실시예 4와 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 또, 비교예 4는 도체선을 안정하게 권회할 수 없었다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 실시예 4의 결과와 함께 표 2에 나타냈다.

[실시예 10 및 실시예 11]

탄성 장섬유, 구리 세선 집합선(도체선) 및 피복부에 이용하는 절연 섬유를 변경한 것을 제외하고, 실시예 4와 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 표 2에 함께 나타냈다.

[표 2]

표 2의 비교예 3을 보면, 도체 세선을 단선으로 하여 권회할 수는 있지만, 전기 저항이 현저하게 커, 실용성이 부족한 것을 알 수 있다. 실시예 7과 비교예 4의 비교에 의해, 도체선을 세선의 집합선으로 함으로써 탄성 원통체에 실질적으로, 굵은 도체선을 권회할 수 있는 것을 알 수 있다. 실시예 11에 있어서는, 소하중으로 신장이 가능하고, 전기 저항이 작으며, 대전류를 흘릴 수 있는 것을 알 수 있 다. 즉, 중간층을 갖는 탄성 원통체를 코어부로 하고, 도체 세선의 집합선을 권회함으로써, 저응력으로 신축이 가능하고, 대전류를 흘릴 수 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 12 및 실시예 13]

구리 세선 집합선(도체선)을 변경한 것을 제외하고, 실시예 6과 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 표 3에 나타냈다.

[실시예 14]

코일 스프링, 중간층을 구성하는 절연 섬유, 구리 세선 집합선(도체선)과 그 줄수 및 피복부에 이용하는 절연 섬유를 변경한 것을 제외하고, 실시예 6과 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 표 3에 함께 나타냈다.

또, 저항 및 발열 전류치의 측정은, 도체선을 하나로 통합하여 결선해서 행했다.

[표 3]

발열 전류치로부터 본 발명의 신축 전선은, 저응력으로 신축이 가능하고 수 암페어～수십 암페어의 대전류를 흘릴 수 있는 것을 알 수 있다.

실시예 12와 실시예 7에 의해 얻어진 신축 전선을 이용하여, 내열성 평가를 행한 결과를 표 4에 나타냈다. 실시예 12는, 특히 가혹한 조건에서도 사용할 수 있는 신축 전선인 것을 알 수 있다.

[표 4]

[실시예 15 및 16]

도체선을 복수줄 권회시킨 것을 제외하고, 실시예 4와 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 또, 복수줄의 도체선을 권회시키는 것에 있어서, 미리 정해진 줄수를 하나의 보빈에 앞감기(pre-winding)한 후, 커버링 머신에서 권회했다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 실시예 4의 결과와 함께 표 5에 나 타냈다.

[실시예 17]

도체선을 복수줄 권회시킨 것을 제외하고, 실시예 7과 마찬가지로 신축 전선을 제작했다. 또, 복수줄의 도체선을 권회시키는 것에 있어서, 미리 정해진 줄수를 하나의 보빈에 앞감기한 후, 커버링 머신에서 권회했다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 실시예 7의 결과와 함께 표 5에 나타냈다. 표 5로부터, 도체선을 복수로 하여도, 양호한 신축 전선을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

[표 5]

[실시예 18]

실시예 1과 마찬가지로 하여 작성한 탄성 원통체를, 2.2배 신장하여, 16줄 치기 제유기로, Z 방향으로 도체선(2USTC 30μ* 90줄 타츠노 전선 제조) 4줄과 울리나일론[220dt(72f)* 3줄 정렬] 4줄을 교대로 배치하여 주입하고, S 방향으로 에스테르울리[155dt(36f)]를 4줄 주입하여 편조 가공을 행하여, 신축 전선 중간체를 얻었다. 얻어진 신축 전선 중간체를 1.8배 신장 하에서, 16줄 치기 제유기에서, 실시예 1과 마찬가지로 하여 외부 피복을 행하여, 4줄의 도체선을 갖는 신축 전선을 얻었다.

상기 신축 전선을 이완 상태에서 1 m 채취하여, 내부에 포함되는 4줄의 도체선의 내인접하는 2줄의 전송 손실을, 네트워크 분석기(휴렛팩커드 8703A)를 이용하여 조사했다. 250 Mhz 하에서의 전송 손실은 -6 db여서, 고속 전송에 사용할 수 있는 것을 알 수 있다. 실시예 16에서 얻어진 신축 전선을 마찬가지로 하여 측정한 결과, -12 db였다.

또한, 단락성 평가를 행한 결과, 실시예 16에서 얻어진 신축 전선은 10만회 반복 신축으로 단락했지만, 본 실시예에서 얻어진 신축 전선에서는, 100만회 신장 반복하여도 단락하지 않았다.

이와 같이 한 방향으로 도체선을 복수줄 배치하고, 반대 방향으로 절연 섬유를 배치하여 편조한 구조의 신축 전선은 전송 특성이 뛰어나, 반복 신축으로 단락하기 어려운 우수한 전선인 것을 알 수 있다.

[실시예 19]

실시예 15와 마찬가지로 신축 전선 중간체를 얻었다. 얻어진 신축 전선 중간체를 저경도 우레탄겔[유니맥(주) 제조의 랜드소버 UE04#052601(주요제)와 랜드소버 UE04#052602(경화제)를 100:35의 비율로 혼합한 것] 내에 침지하여, 텐션바에 의한 탈액을 행한 후, 80℃ 60분간의 열처리를 행하여, 탄성 원통체와 도체선의 일체화 처리를 행했다. 얻어진 일체화 처리품을 이용하여, 실시예 15와 마찬가지로 외부 피복을 행하여 본 발명의 신축 전선을 얻었다. 얻어진 신축 전선의 구성과 제조 조건 및 각종 평가 결과를 실시예 15의 결과와 함께 표 6에 나타냈다.

[표 6]

일체화 처리에 의해, 복수의 도체선을 갖는 구조에서의 쇼트의 위험성을 저감할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 수중 절연성을 향상시킬 수 있다는 것도 알 수 있다.

본 발명의 신축 전선은, 로봇 분야를 비롯하여, 굽힘 신장 등의 굴곡부를 갖는 부분에의 배선에 최적이다. 적정한 탄성체를 이용하고, 적정한 절연 섬유에 의해 중간층을 형성하고, 원하는 환산 직경의 도체선을 가지며, 필요에 따라 일체화처리를 행하여, 적정한 절연 섬유로 피복을 행함으로써 신체 장착 기기 배선, 의복 장착 기기 배선, 다관절 로봇(가정 용도로부터 공업용까지) 배선 등, 형체 변형 추종성이 요구되는 용도에 최적인 신축 전선이다.

또한, 고온 하에서의 사용 조건에 있어서도 사용할 수 있는 신축 전선이다.

Claims

적어도, 코어부, 도체부 및 피복부로 이루어지는 구조를 가지고, 상기 코어부는 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체이며, 상기 탄성체는 신도 100% 이상의 탄성 장(長)섬유 또는 신도 50% 이상의 코일 스프링이고, 상기 중간층의 두께는 0.1 Ld(Ld: 탄성 장섬유의 환산 직경 또는 코일 스프링의 외부 직경) 이상 10 ㎜ 미만의 범위이며, 상기 도체부는 세선(細線)의 집합선으로 이루어지는 도체선을 포함하고, 또한 상기 도체선은 상기 탄성 원통체의 외주에 권회 및/또는 편조(編組)되어 있으며, 상기 피복부는 상기 도체부의 외주를 피복하는 절연체로 이루어지는 외부 피복층이고, 상기 중간층은 벌키성의 멀티 필라멘트 또는 벌키성의 방적사로부터 선택된 절연 섬유로부터 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 신축 전선.
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제1항에 있어서,

상기 탄성 원통체의 50% 신장 응력은 1 cN/㎟～500 cN/㎟인 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 도체선은 비(比)저항이 10^-4 Ω× ㎝ 이하인 전기 전도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 세선의 직경(Lt)은 0 ㎜ 보다 크고 1 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 도체선은 구리 또는 알루미늄을 80% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 도체선은 세선마다 두께가 0 ㎜ 보다 크고 1 ㎜ 이하인 절연성 피복층을 갖거나, 또는, 집합선 전체로서 두께가 0 ㎜ 보다 크고 2 ㎜ 이하인 절연성 피복층을 갖는 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 도체선은, 상기 코어부에 일체화하기 위한 일체화층을 가지고, 상기 일체화층은 신도 50% 이상의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신축 전선.
삭제
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 도체부는 복수의 도체선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항 또는 제4항에 있어서,

1줄의 도체선의 전기 저항은 이완 시에 10 Ω/m 이하인 것을 특징으로 하는 신축 전선.
적어도, 코어부, 도체부 및 피복부로 이루어지는 구조를 가지고, 상기 코어부는 탄성체와 그 외주를 피복하는 중간층으로 이루어지는 탄성 원통체이며, 상기 도체부는 세선의 집합선으로 이루어지는 도체선을 포함하고, 또한 상기 도체선은 상기 탄성 원통체의 외주에 권회 및/또는 편조되어 있으며, 상기 피복부는 상기 도체부의 외주를 피복하는 절연체로 이루어지는 외부 피복층인 것을 특징으로 하는 제1항 기재의 신축 전선의 제조 방법으로서,

1) 상기 탄성체를 신장한 상태로, 그 외주에 절연 섬유를 편조 및/또는 권회함으로써, 상기 탄성 원통체를 형성하는 공정,

2) 얻어진 상기 탄성 원통체를 신장한 상태로, 그 외주에 상기 도체선을 권회 및/또는 편조함으로써, 상기 도체부를 형성하는 공정, 및

3) 얻어진 상기 탄성 원통체 및 상기 도체부로 이루어지는 구조체 또는 일체화 처리가 더 이루어진 상기 구조체를 신장한 상태로, 그 외주에 절연 섬유를 편조 및/또는 절연 수지를 피복함으로써, 상기 외부 피복층을 형성하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 기재의 신축 전선의 제조 방법.
제1항 또는 제4항에 기재한 신축 전선의 복수줄을 신장한 상태로, 통합하여 1줄의 세폭(細幅) 탄성 테이프 형상으로 한 것을 특징으로 하는 세폭 탄성 테이프 형상의 신축 전선.
제1항에 있어서,

상기 탄성 장섬유는 폴리우레탄계 탄성 장섬유, 폴리올레핀계 탄성 장섬유, 폴리에스테르계 탄성 장섬유 및 폴리아미드계 탄성 장섬유로부터 선택된 탄성 장섬유인 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항에 있어서,

상기 탄성 장섬유의 환산 직경 Ld (mm)이 0.01 내지 10 mm 인 것을 특징으로 하는 신축 전선.
제1항에 있어서,

상기 중간층의 두께가 0.3 Ld 이상 10 mm 미만의 범위인 것을 특징으로 하는 신축 전선.