JP4690506B2

JP4690506B2 - 伸縮性信号伝送ケーブル

Info

Publication number: JP4690506B2
Application number: JP2010517634A
Authority: JP
Inventors: 俊二巽; 康式結城; 広行牧野
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: EP2293307B1; CA2717031A1; DK2293307T3; JPWO2009157070A1; ES2644066T3; US20150155076A1; AU2008358560A1; EP2293307A4; EP3255639B1; CN101960536B; AU2008358560B2; KR20100110380A; KR101247924B1; US9455072B2; EP2293307A1; CA2717031C; US8969724B2; KR101312134B1; WO2009157070A1; EP3255639A1

Description

本発明は、伸縮性を有し、高速の信号伝送性に優れた伸縮性信号伝送ケーブルに関するものである。

信号伝送ケーブルには、主に、同軸ケーブル、ツイストペアケーブルおよびフレキシブルフラットケーブルがある。柔軟性や屈曲性にすぐれたケーブルとして、低誘電層にポリオレフイン樹脂を用いたフレキシブルフラットケーブル（特許文献１参照）やフレキシブルプリント基板を芯材に対してスパイラル状に巻き付けたフレキシブルフラットケーブル（特許文献２参照）が知られている。しかし、これらはいずれも屈曲には強いが、伸縮性を発現するものでは無い。

高速の信号伝送ケーブルを設計する場合、２本の導体線間の距離や、導体線周囲の誘電体が伝送性を左右することが知られている。このため、２本の導体線間の距離を一定に保ち樹脂などで固めることが常識となっており、独立した２本の導体線を別々に捲回し、伸縮性を発現させつつ、信号伝送させるという発想は皆無である。
一方、同軸ケーブルは一般に剛直で、所謂カールコードとして伸縮性を付与したものが知られているが、伸縮自在な芯材の周囲に捲回し、伸縮性を付与させたものは無い。
また、ツイストペアケーブルは２本の導体線が強固にツイストされており、伸縮性を付与したものは無い。

また、伸縮性を持つ電線として、例えば特許文献３には、カバーリング装置を用い、弾性長繊維などを芯部にし、その周囲に２本の導体線をＳ／Ｚ（２方向）に捲回し、これを複数本束ねて１本にする方法が開示されている。当該特許文献によると、イヤホンコードや、ＵＳＢの単体ケーブルとして使用できる旨開示されている。しかし、伝送特性については一切記載されていない。
伸縮自在な芯材に１方向のみに導体線を巻きつけると、捲回トルクが大きく残り、捻じれが生じる。このため、伸縮自在な芯材の周囲に２本の導体線を捲回する場合は、Ｓ／Ｚ（２方向）に捲回することが一般的である。

信号伝送糸状体に関する特許文献６には、信号伝送用糸条を芯材の周囲に捲回する旨の記載があるが、銅平形線に代表される金属線を１本捲回したものであり、２本以上の導体線を捲回したものではない。また、伝送特性に関する記載は一切無く、本発明者らの知見によると、当該ケーブルは高速の信号伝送ができるものでは無い。
弾性支持体とワイヤーの接続方法について、弾性支持体にワイヤーを捲回する技術が特許文献７に開示されているが、これは接続部品に対する技術開示であり、ケーブルとして使用する技術開示ではなく、伸縮性と伝送性についての記載は一切無い。
ローターブレード用ケーブルに関する特許文献８には、弾性体へ導体線を捲回する旨の記載があるが、高い抗張力を有するものであり、伸縮性は無い。

最近、ロボットやウエアラブル電子機器の発展が著しく、カメラにより得た画像（動画）を瞬時に演算機（コンピューター）とやりとりさせること（すなわち高速の信号伝送）が求められるケースが増えている。
しかし、信号伝送ケーブルには伸縮性が無いため、屈曲部（例えばロボットの関節部）の配線長さは動作時の最大長さ以上が必要となる。このため、動作時にケーブルがたるみ、屈曲部に挟まったり、ひっかかったりし、ケーブルが断線したりコネクター接続部がはずれるという問題がある。

また、ウエアラブル電子機器においては、配線に伸縮性が無いため大きめのジャケットなどとして使用せざるを得ず、身体にフィットしたウエアラブル電子機器を作ることができない、着用感が悪いといった問題がある。
これらの問題を解決するために、形態変形追随性があり、高速の信号を伝送できる、長さが数ｃｍ〜数ｍのケーブルが求められている。

特開２００８−４７５０５号公報特開２００７−１４９３４６号公報特開２００２−３１３１４５号公報特開２００４−１３４３１３号公報特開昭６０−１１９０１３号公報特許第３５８５４６５号公報特開２００５−３４７２４７号公報米国特許出願公開第２００７／２６４１２４号明細書

本発明の目的は、形態変形追随性があり、高速の信号を伝送できる、長さが数ｃｍ〜数ｍの伸縮性信号伝送ケーブルを提供することである。

本発明者等は、多彩な動きに追随して変形し、高速の信号伝送ができるケーブルにつき鋭意研究した結果、１０％以上の伸縮性を有し、２５０ＭＨｚにおける伝送ロスが弛緩状態において１０ｄＢ／ｍ以下である伸縮性信号伝送ケーブルであって、１０％以上の伸縮性を有する弾性円筒体および該弾性円筒体の周囲に同一方向に捲回されている少なくとも２本の導体線を含む導体部からなることを特徴とする伸縮信号伝送ケーブルが上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は下記の発明を提供する。

（１）１０％以上の伸縮性を有し、２５０ＭＨｚにおける伝送ロスが弛緩状態において１０ｄＢ／ｍ以下である伸縮伝送ケーブルであって、１０％以上の伸縮性を有する弾性円筒体および該弾性円筒体の周囲に同一方向に捲回されている少なくとも２本の導体線を含む導体部からなることを特徴とする伸縮性信号伝送ケーブル。

（２）導体部が、導体線の外側に導体線と逆方向に捲回されている絶縁性糸状体を含むことを特徴とする上記（１）に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
（３）導体部が、１本または複数本の導体線の外側と内側（弾性円筒体側）を交互に通って、導体線と逆方向に捲回されている絶縁性糸状体を含むことを特徴とする上記（１）に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
（４）導体線が並列に捲回され、近接する導体線の間隔のばらつきｒが０≦ｒ≦４ｄ（ｄは弛緩時の近接する導体線の平均間隔）であり、伸張限界までの任意の伸張によって伸張時平均間隔ｄ’が１／２ｄ〜４ｄの範囲にあり、繰り返し伸縮によっても、この範囲を逸脱することがないことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。

（５）導体線の捲回径が０．０５〜３０ｍｍであり、導体線が並列に捲回され、導体線の捲回ピッチが０．０５〜５０ｍｍであり、近接する導体線の間隔が０．０１〜２０ｍｍであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
（６）導体部の外周に絶縁繊維からなる外部被覆層をさらに有することを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
（７）導体部の外周にゴム弾性を持つ樹脂からなる外部被覆層をさらに有することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
（８）２０％伸張荷重が５０００ｃＮ未満であり、２０％伸張回復率が５０％以上であることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。

（９）弾性円筒体を伸張する機能と、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回する機能と、少なくとも１本の絶縁性糸状体を前記方向と逆方向に捲回する機能とを有する装置により、弾性円筒体を伸張した状態で、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回し、さらに該導体線と逆方向に少なくとも１本の絶縁性糸条体を導体線の外側に捲回することを特徴とする上記（２）および（４）〜（８）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブルの製造方法。

（１０）弾性円筒体を伸張する機能と、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回する機能と、少なくとも１本の絶縁性糸状体を前記方向と逆方向に捲回する機能とを有する装置により、弾性円筒体を伸張した状態で、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回し、さらに該導体線と逆方向に１本または複数の導体線の外側と内側（弾性円筒体側）を交互に通って少なくとも１本の絶縁性糸条体を捲回することを特徴とする上記（３）および（４）〜（８）のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブルの製造方法。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、高速の信号を乱れず減衰せずに伝播でき、かつ伸縮性を有し、形態変形追随性があるので、ロボットやウエアラブル電子機器用の伝送ケーブルとして有用である。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルの弛緩時の模式図である。本発明の伸縮性信号伝送ケーブルの伸張時の模式図である。本発明の伸縮性信号伝送ケーブルの絶縁性糸状体の捲回方法の一例を示した図である。本発明の伸縮性信号伝送ケーブルの絶縁性糸状体の捲回方法の別の一例を示した図である。繰り返し伸縮性測定装置の模式図である。差動特性インピーダンスの測定方法を説明する図である。

符号の説明

１弾性円筒体
２導体線
３導体線
４絶縁性糸状体
１１導体線
１２シグナルライン
１３シグナルライン
１４導体線
２０試料
２１チャック部
２２チャック部
２３ステンレス棒
３０ＳＭＡコネクター
３１シグナル端子
３２グランド端子
４０ＳＭＡコネクター
４１シグナル端子
４２グランド端子
ａおよびａ‘ 導体線のピッチ
ｄおよびｄ‘ 近接する導体線の間隔

本発明について、以下具体的に説明する。
本発明の伸縮性信号伝送ケーブルにおいて、高周波信号が乱れず減衰せずに伝播するためには伸縮しても、シグナルラインとして用いる２本の導体線の間の距離が全長に亘って変化が少ないことが肝要である。また、伸縮性を発現させるためには、柔軟性の高い導体線を、伸縮性のある構造体と一体化することが必要である。本発明者等は、１０％以上の伸縮性を有する弾性円筒体の周囲に少なくとも２本の導体線を同一方向に捲回することにより得られる信号伝送ケーブルがこれらの要求を満足することを見出した。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは１０％以上の伸縮性を発現する必要がある。好ましくは２０％以上、さらに好ましくは３０％以上である。１０％未満の場合、変形追随性に乏しく、上記目的を達成することができない。ここでいう伸縮性とは、所定の程度、例えば１０％伸張した後、弛緩することによる回復率が５０％以上であるものを言う。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、多関節ロボットや、身体装着の電子機器の配線として使用されるために、関節に相当する部分を経由する配線として使用することを目的としている。このため、長さは１ｍを目安とする。また、高速の信号伝送として、２５０ＭＨｚの高周波における伝送ロスが１０ｄＢ／ｍ以下である必要がある。本発明で言う伝送ロスとは、所謂ネットワークアナライザーにて、試料長１ｍのＳパラメーター測定を行い、Ｓ２１（Ｓ２１：透過係数＝透過波／入射波）を測定し、得られた値（単位：ｄＢ）の絶対値を言う。これ以上の場合は、伝送性が悪く高速伝送に適さない。好ましくは７ｄＢ／ｍ以下、より好ましくは６ｄＢ／ｍ以下、特に好ましくは５ｄＢ／ｍ以下である。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、図１および２に示したように、１０％以上の伸縮性を有する弾性円筒体（１）および該弾性円筒体の周囲に同一方向に捲回されている少なくとも２本の導体線（２および３）を含む導体部からなる。さらに、導体部の外周に絶縁性の外部被覆層を有することが好ましい（外部被覆層は図示されていない）。なお、導体線の少なくとも一部は弾性円筒体の表層内部に存在してもよい。

弾性円筒体は、弾性長繊維、弾性チューブまたはコイルバネ等から形成することができる。
また、弾性円筒体は内部に空隙を有していることが好ましい。空隙は、伸縮性を阻害せず、導体線の捲回径を大きくできるため、伸縮性を高める効果がある。空隙を形成する方法は、例えば、弾性長繊維の周囲に絶縁繊維を配置する方法、弾性長繊維または、弾性長繊維の周囲に絶縁繊維を配置した糸状体を編み組みする方法、弾性長繊維を発泡させる方法、弾性長繊維を中空にする方法、またはこれらを組み合わせた方法などがある。弾性チューブまたはコイルバネから形成した場合は当然中空になる。

弾性円筒体を形成するために用いる弾性長繊維は１０％以上の伸縮性を有することが必要である。５０％以上の伸縮性を有することが好ましい。伸縮性が５０％未満の場合は、伸縮性能が乏しく、伸縮性信号伝送ケーブルを伸縮させる際の応力が大きくなる。１００％以上の伸縮性を有する弾性長繊維を用いることがさらに好ましく、３００％以上であることが特に好ましい。

本発明で用いる弾性長繊維は、上述した程度の伸縮性に富むものであればよく、ポリマーの種類は特に限定されない。例えば、ポリウレタン系弾性長繊維、ポリオレフィンン系弾性長繊維、ポリエステル系弾性長繊維、ポリアミド系弾性長繊維、天然ゴム系弾性長繊維、合成ゴム系弾性長繊維および天然ゴムと合成ゴムの複合ゴム系弾性長繊維等をあげることができる。
ポリウレタン系弾性長繊維は、伸びが大きく、耐久性にもすぐれるため本発明の弾性長繊維として最適である。
天然ゴム系長繊維は、断面積あたりの応力が他の弾性長繊維に対比して小さく、低応力で伸縮する伸縮性信号伝送ケーブルを得やすいという利点がある。しかし、劣化しやすいため、長期にわたり伸縮性を保持することが難しい。従って、短期の使用を目的とする用途に好適である。
合成ゴム系弾性長繊維は、耐久性にはすぐれるが、伸びの大きな物が得にくい。従って、あまり大きな伸びを要求しない用途に好適である。
弾性長繊維は、モノフィラメントでもマルチフィラメントでも良い。

弾性長繊維の直径は０．０１〜２０ｍｍの範囲が好ましい。より好ましくは０．０２〜１０ｍｍである。さらに好ましくは０．０３〜５ｍｍである。直径が０．０１ｍｍ以下の場合、伸縮性が得られず、直系が２０ｍｍを超えると、伸張させるのに大きな力が必要となる。
弾性長繊維をあらかじめ、双糸もしくは多子撚りとしたもの、または、弾性長繊維を芯にしてその回りに別の弾性長繊維を捲回したものとすることで、弾性円筒体と導体部との一体化（伸縮した場合に導体部がずれないようにすること）を容易にすることもできる。

本発明において弾性円筒体を形成するために用いるコイルバネは、金属以外のコイルバネであっても、金属コイルバネであっても良い。金属以外のコイルバネは、伝送性に及ぼす影響が少ない。金属のコイルバネは高温下でも劣化せず、高温環境下で使用される用途に適する。コイル形状のバネは、コイリングマシーンの選定と選定したコイリングマシーンの条件設定で任意に設計できる。
コイルバネ単独では、その周囲に導体線を捲回できないため、あらかじめコイルバネの周囲に絶縁繊維の編み組み等を形成することで弾性円筒体を得ることができる。
コイル直径Ｃｄと伸線（コイルを形成する線材のこと）直径Ｓｄが２４＞Ｃｄ／Ｓｄ＞４であることが好ましい。Ｃｄ／Ｓｄが２４以上の場合は、安定な形態のバネが得られず、変形しやすく好ましくない。好ましくはＣｄ／Ｓｄが、１６以下である。一方Ｃｄ／Ｓｄが４以下では、コイルを形成することが困難となると同時に、伸縮性が発現しにくい。好ましくは６以上である。

伸線の直径Ｓｄは３ｍｍ以下であることが好ましい。３ｍｍ以上となると、バネが重くなり、伸縮応力もコイル直径も大きくなるため好ましくない。一方、伸線の直径が０．０１ｍｍ以下となると、形成できるバネが弱すぎて、横から力が加わると変形しやすく、実用的ではない。
コイルのピッチ間隔は１／２Ｃｄ以下であることが望ましい。これ以上の間隔であってもコイル状のバネを形成することはできるが、コイル外周への絶縁繊維の編み組み等の形成が困難となる。さらに、伸縮性が低下するとともに、外力により変形しやすくなるので好ましくない。好ましくは１／１０Ｃｄ以下である。
ピッチ間隔をほぼゼロとしたものは、伸縮性を最も高くすることができ、バネそのものがからまりにくく、巻き取ったバネを引き出しやすいという特徴があり、外力による変形にも強いという利点があり、好ましい。

コイル直径は０．０２〜３０ｍｍの範囲が好ましい。より好ましくは０．０５〜２０ｍｍであり、さらに好ましくは０．１〜１０ｍｍである。外径が０．０２ｍｍ以下のコイルバネは製造が困難であり、３０ｍｍを越えると、導体線の捲回径が大きくなりすぎ、好ましくない。
コイルバネの材料は、公知の伸線から任意に選ぶことができる。線材の材料は、ピアノ線、硬鋼線、ステンレス鋼線、オイルテンパー線、燐青銅線、ベリウム銅線および洋白線などがある。耐食性および耐熱性に優れ、かつ入手しやすい点から、ステンレス鋼線が望ましい。

弾性チューブは、内部に空隙を有しており、そのままで弾性円筒体として用いることも、弾性チューブの外層に繊維層を形成し、弾性円筒体とすることもでききる。導体線と弾性チューブが直接接触すると、弾性チューブに傷が付きやすいため、弾性チューブの外層に繊維層を形成することが好ましい。
また、弾性チューブの中に導体線を埋め込むこともできる。例えば、ステンレス棒に導体線を捲回し、これをゴムラテックス中に浸漬または塗布した後、公知の方法（例えば、加硫処理、熱処理および乾燥処理等）を行った後、内部のステンレス棒を抜き去る等することにより、弾性チューブの中に導体線を埋め込むことができる。

弾性円筒体の伸縮性は１０％以上必要であり、３０％以上が好ましく、５０％以上であるとさらに好ましい。伸縮性が３０％未満と低い場合は、導体部および外部被覆層の被覆によって伸びが低下し伸縮性の低い伝送ケーブルになる場合がある。
弾性円筒体の２０％伸長荷重は５０００ｃＮ以下であることが好ましい。さらに好ましくは２０００ｃＮ以下、特に好ましくは１０００ｃＮ以下である。
弾性円筒体の直径は、３０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。直径が３０ｍｍ以上となると、太く、重くなり、実用上好ましくない。

本発明で用いられる導体線は、導電性のよい物質からなる細線の集合線であることが好ましい。金属細線の集合線は、やわらかく、断線しにくいため、伸縮性信号伝送ケーブルの伸縮性や、耐久性の向上に寄与する。
信号線を構成する導体線として細線を単独で用いることもできるが、電気抵抗が大きくなると、伝送性が低下する。このため、細線を２本以上集合して１つの導体線として用いることが好ましい。集合本数の上限は特に無いが、柔軟性と、電気抵抗を勘案して任意に決めることができる。集合本数を増やすと生産性が低下するため、１００００本以下が好ましい。より好ましくは１０００本以下である。

導電性の良い物質とは比抵抗が１×１０^-4Ω・ｃｍ以下の電気伝導体を言う。特に好ましくは１×１０^-5Ω・ｃｍ以下の金属を言う。具体的な例としては、所謂銅（比抵抗が０．２×１０^-5Ω・ｃｍ）およびアルミ（比抵抗が０．３×１０^-5Ω・ｃｍ）などを挙げることができる。

銅線は、比較的安価で電気抵抗が低く細線化も容易で、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、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が、これらに限定されるものではない。

導体線を構成する細線の単線直径は０．５ｍｍ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０．０５ｍｍ以下である。細線化することにより、柔軟性を高めることができる。さらに、高周波特有の表皮効果に対して、細線化により、表面積が高まり伝送性を高めることができる。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。

細線を集合させるには様々な方法が知られており、本発明においても公知のどのような方法で集合させてもよい。しかし、ストレートにひきそろえるだけでは捲回しづらいため、撚り線とすることが好ましい。また、可撓性を発揮するために、集合線を絶縁繊維で捲回したものを用いることもできる。

本発明で用いられる導体線は、細線各々または導体線として、絶縁されていることが好ましい。絶縁層の厚みや種類は伸縮性信号伝送ケーブルの用途により任意に設計される。
絶縁材は、絶縁性、伝送性および柔軟性を加味して選択される。絶縁材は、公知の絶縁材料から任意に選ぶことができる。
細線各々に絶縁被覆を行う絶縁材料としては、所謂エナメル被覆剤を用いることができる。例えばポリウレタン被覆剤、ポリウレタン−ナイロン被覆剤、ポリエステル被覆剤、ポリエステル−ナイロン被覆剤、ポリエステル−イミド被覆剤、及びポリエステルイミド・アミド被覆剤などを挙げることができる。
導体線として絶縁被覆を行う絶縁材としては、伝送性の観点からは、誘電率の低い素材が好ましく、フッ素系およびポリオレフィン系等の絶縁材が挙げられる。柔軟性の点からは、塩化ビニール系およびゴム系等の絶縁材が挙げられる。

空気を含んだ絶縁材を用いることもできる。空気を含んだ絶縁材を得るためには、上記絶縁材を発泡させたものを用いることもできる。空気は誘電率が低く、誘電率を下げる効果がある。
絶縁性の繊維の集合体により、導体線を覆うことにより、空気を含んだ絶縁層を形成することもできる。絶縁性の繊維は特に限定されるものでは無いが、安価で、強度が強く、取り扱い性に優れるものとして、ポリエステル繊維およびナイロン繊維が挙げられる。伝送性を高めるために、誘電率の低いフッ素繊維、ポリプロピレン繊維を用いることもできる。絹、綿およびレーヨンスフ系を用いることもできる。
水分の影響を受けにくくするために、撥水加工を施した繊維を用いることもできる。
空気を含んだ絶縁材として、絶縁紙または絶縁不織布からなるテープ状物により導体線を覆うこともできる。絶縁性を高めるために絶縁油剤を含浸させることもできる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、１０％以上の伸縮性を有する弾性円筒体の周囲に２本以上の導体線を同一方向に捲回することにより得ることができる。
当該導体線同志は、並列に捲回されることが好ましい。並列とは、導体線同志がクロスして重なり合うことが無く、好ましくは部分的にも重なり合うことがなく、同一方向に捲回されている状態を言う。重なりあう部分は、伝送性の低下の要因となり、かつ、繰り返し伸縮における断線の原因となるため、好ましくない。また、並列に捲回することで、コンパクトで伸縮性に富んだ、伸縮性信号伝送ケーブルが得やすくなる。
従来から知られている、Ｓ／Ｚの捲回は、導線の間隔がほぼゼロとなる点と、大きく広がる点を持つため伝送性低下の要因となる。さらに伸縮により、交差部分がこすられ、容易に短絡または断線し、実用上好ましくない。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、各々の導体線の間に空気を保有していることが好ましい。空気は、誘電率の低い媒体であり、伝送性を高める効果がある。
空気を保有させるために、導体線間に絶縁繊維からなる糸状体を介在させることも、導体線間に中空チューブを介在させることも、また導体線全体を発泡性の樹脂で覆うこともできる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、弾性円筒体の周囲に極細同軸ケ−ブルを捲回することによっても得ることができる。極細同軸ケーブルは、中心導体と、周囲の導体の実質的に２本の導体線で構成されており、当該２本の導体線は、同一方向に捲回されるとみなすことができる。極細同軸ケーブルは、導体間の誘電体の状態が一定しており、伝送ロスを小さくできる。
当該極細同軸ケーブルは、太さ３ｍｍ以内が好ましい。中でも、屈曲性及び柔軟性の高いものを用いることが好ましい。許容曲げ半径は１０ｍｍ以下のものが好ましく、５ｍｍ以下だとさらに好ましい。曲げ半径が１０ｍｍ以上の場合は、捲回径が大きく成りすぎるか、または、伸縮性が低下する。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、弾性円筒体の周囲に、所謂ツイストペアケーブルを捲回することによっても得ることができる。ツイストペアケーブルを他のツイストペアケーブルと共に捲回することも、他の導体線と他のツイストペアケーブルと共に捲回することもできる。複数本のツイストペアケーブルを捲回する場合は、ツイストピッチの違うものを捲回することが好ましい。同一ピッチのものは、所謂クロストークが発生しやすい。いずれの場合も同一方向に捲回されていることが必要である。２方向に捲回されたものは、導体線同志の重なる部分があり、伝送性が低下し、高速伝送に適さない。また、繰り返し伸縮により断線しやすく、本発明の目的を達することができない。

本発明の伸縮性伝送ケーブルは、弾性円筒体の周囲に、所謂フレキシブルフラットケーブルを捲回することによっても得ることができる。フレキシブルフラットケーブルの幅は
１０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは５ｍｍ以下である。厚みは３ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは２ｍｍ以下である。これ以上のものは、弾性円筒体の周囲に捲回しても伸縮性が発現しにくい。当該フレキシブルフラットケーブルの中に、導体線は２本以上含まれることが必須である。伸縮性の制約から、使用できるケーブルの幅に限界があり、含まれる導体線の数も自ずと限界がある。伝送性との兼ね合いから２０本以内が好ましい。より好ましくは１０本以内である。

使用される導体線は２本以上が必要である。使用される導体線が１本では、伝送ケーブルとして使用できない。汎用で用いられるケースとしては、２本、３本、４本、５本、６〜１０本などがある。上限は特に限定されるものでは無いが、３０本以上となると、伸縮性が阻害されやすい。好ましくは２０本以内である。特に好ましくは３本〜１０本である。

２本の導体線のみを用いる場合は、１本をシグナルライン、他をグランドラインとする。３本の導体線を用いる場合は、シグナルライン２本、グランドラインとすることも、シグナルライン１本、電源ライン１本、グランドライン１本とすることもできる。

汎用性が高いケーブルとして、シグナルラインと電源ラインを併せ持つものが好まれる。特に高周波の領域では、差動伝送方式が用いられる傾向が強いが、シグナルライン２本、電源ライン１本、グランドライン１本の合計４本とすることで、差動伝送方式による信号伝送と、電源供給を併せ持つ伸縮性信号伝送ケーブルを得ることができる。
電源ラインにはシグナルラインよりも大きな電流が流れるため、電源ラインの太さは、シグナルラインと同等以上であることが好ましい。
高周波領域に置いては電気抵抗の影響は小さくなるため、シグナルラインには比較的抵抗値の高い導体線を用いることもできる。一方電源ラインは、電気抵抗が小さいことが好ましい。弛緩状態における伸縮性信号伝送ケーブル１ｍ当たり、シグナルラインの電気抵抗は１００Ω／ｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１０Ω／ｍ以下である。一方電源ラインの電気抵抗は、２０Ω／ｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５Ω／ｍ以下である。
グランドラインはシグナルライン同等の電気抵抗であることが好ましく、電源ライン同等の電気抵抗であることがさらに好ましい。

導体線は捲回１周毎に１箇所以上、絶縁性の糸状体で拘束されていることが好ましい。非拘束の場合は、伸縮により導体線間の間隔が変動し、伝送性が低下するため、実用上好ましくない。導体線と絶縁性糸状体で導体部が構成される。
絶縁性糸状体には、公知の絶縁性糸状体を任意に用いることができる。例えば、マルチフィラメント、モノフィラメント、または、紡績糸を用いることができる。好ましくはマルチフィラメントである。細く、柔らかく、拘束力が強く(高強度）、安価という観点からは、ポリエステル繊維、ナイロン繊維が挙げられる。誘電率が低いという観点からはフッ素繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維が挙げられる。難燃性の観点からは、塩化ビニル繊維、サラン繊維、ガラス繊維を挙げることができる。伸縮性の観点からは、ポリウレタン繊維または、ポリウレタン繊維の外部を他の絶縁繊維で被覆したもの等を挙げることができる。その他、絹、レーヨン繊維、キュプラ繊維、コットン紡績糸を用いることもできる。しかし、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。

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。
図３に示したように、カバーリングマシーンにより導体線の外側に絶縁性糸状体を捲回する場合は、捲回速度を高める（スピンドル回転数を上げる）ことで、捲回張力（バルーニング張力）が増し、拘束力を高めることができる。

さらに好ましくは、図４に示したように、導体線と逆方向に導体線の内側（弾性円筒体側）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、かつ繰り返し伸縮によって導体線間隔の変化が少ない伸縮性信号伝送ケーブルを得ることができる。導体線の内側と外側を交互に通す場合、導体線１本ずつ交互に通してもよいし、複数の導体線を纏めて交互に通してもよい。
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。この介在物により、導体線間の距離を制御し、特性インピーダンスを調整することもできる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、導体線と弾性円筒体が接着していてもよい。通常接着剤は伸縮性が乏しく、弾性円筒体全体を被覆するように塗布すると弾性円筒体の伸縮性が失われやすい。これを防ぐため、弾性のあるポリウレタンなどを用いて接着する方法や、導体線と弾性円筒体との接触面のみを接着させるなどの方法がある。

導体線は同一方向に一定のピッチで、捲回されていることが好ましい。長さ方向でピッチがばらつくと、導体線の特性インピーダンスがばらつき、伝送性が低下する。
図１のａで示される導体線の捲回ピッチは０．０５〜５０ｍｍが好ましい。０．０５ｍｍ以下の場合は、捲回される導体線の長さが長くなりすぎ、伝送性が低下する。５０ｍｍ以上の場合は、伸縮性が乏しくなる。好ましくは、捲回ピッチが０．１〜２０ｍｍであり、特に好ましくは捲回ピッチが１〜１０ｍｍである。

並列に捲回される独立した近接する導体線の間隔（図１においてｄが近接する導体線の間隔である）は、弛緩状態で、３０箇所の捲回状態を観察し求めた弛緩時平均間隔ｄと、ばらつきｒ（ｒ＝最大間隔−最小間隔）との関係が０≦ｒ＜４ｄであることが好ましい。４ｄ以上のばらつきがある場合は、伝送性が低下する。好ましくは３ｄ以下、さらに好ましくは２ｄ以下である。なお、本発明において、近接する導体線の間隔は隣接する導体線間の距離のうち短い方で、中心間の距離で表すものとする。

本発明の伸縮伝送ケーブルは、伸張限界までの任意の伸張時において、近接する導体線の平均間隔ｄ’が１／２ｄ＜ｄ’＜４ｄであることが好ましい。好ましくは３ｄ以下、さらに好ましくは２ｄ以下である。繰り返し伸張によっても、この範囲を逸脱しないことが好ましい。この範囲を逸脱すると伝送性が低下する。
なお、本発明で言う伸張限界とは、伸張後弛緩しても伸張率が２０％以下に回復しなくなる限界伸張率に、０．７をかけた値を言う。

近接する２本の導体線の間隔は、０．０１〜２０ｍｍであることが好ましい。０．０１ｍｍ未満の場合は、伸縮によりショートする危険性がある。２０ｍｍ以上の場合は、伸縮により特性インピーダンスの値が大きくなり、伝送性が低下する。さらに好ましくは０．０２〜１０ｍｍであり、特に好ましくは０．０５〜５ｍｍである。

導体線の捲回径は０．０５〜３０ｍｍが好ましい。さらに好ましくは０．１〜２０ｍｍであり、特に好ましくは０．５〜１０ｍｍである。３０ｍｍ以上の場合は、できあがり外径が大きくなりすぎるため好ましくない。さらに、伸張によりインピーダンスの値が大きく変化し、伝送性を低下させる。０．０５ｍｍ以下の場合は、導体線を捲回することが困難となる。

導体線のピッチ、間隔および捲回径を上記のような範囲にすると、コンパクトで伸縮性の良い伸縮性信号伝送ケーブルを得やすく、かつ、特性インピーダンスを５００Ω以下に設定しやすく、伝送性の良いケーブルを得やすい。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは外部被覆層を有していても良い。外部被覆層を有することにより、物理的な刺激や、化学的な刺激から保護され、耐久性が向上する。外部被覆層は絶縁繊維またはゴム弾性を持つ弾性樹脂により形成することが好ましい。

絶縁繊維による被覆は伸縮性を阻害しにくく、ソフトな伸縮性を求める用途に適する。また、絶縁繊維は、誘電率の低い空気を多量に含むため、伝送性の低下が少ない被覆を行うことができる。
誘電率の低い絶縁繊維は、伝送性を低下させることが少なく、好ましい。誘電率の低い絶縁繊維として、フッ素繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロポレン繊維を挙げることができる。
撥水性の絶縁繊維は、誘電率の高い水の浸入を防ぐ効果があり、好ましい。具体的には、フッ素繊維や、ポリプロピレン繊維などの撥水性の絶縁繊維を用いることも、ポリエステル繊維や、ナイロン繊維に撥水加工を施して用いることもできる。撥水加工剤は、公知の加工剤から任意に選定することができる。具体的にはフッ素系、シリコン系の撥水加工剤等を挙げることができる。

絶縁繊維は、マルチフィラメント、モノフィラメント、または紡績糸を用いることができる。マルチフィラメントは、被覆性が良く、毛羽も発生しにくく好ましい。
絶縁繊維は、伸縮伝送ケーブルの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。絶縁繊維は生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。仕上げ加工により、柔軟性や摩擦性の向上を図ることもできる。さらに、難燃加工、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。

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挙げられる。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付加される。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。

弾性樹脂による被覆、または、ゴムチューブによる被覆は、液体が内部に侵入する危険性のある用途に好ましく用いられる。
弾性樹脂は、様々な弾性の絶縁樹脂から任意に選ぶことができ、伸縮伝送ケーブルの用途及び同時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。
考慮すべき性能として、伝送性、伸縮性、耐磨耗性、耐熱性および耐薬品性などが挙げられる。
伝送性に優れるものとしては、誘電率の低い弾性樹脂が好ましい。代表例としてはフッ素系またはオレフィン系の弾性樹脂が挙げられる。
伸縮性に優れるものとしては、所謂天然ゴム系の弾性樹脂、スチレンブタジエン系の弾性樹脂が挙げられる。
耐磨耗性、耐熱性、耐薬品性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。
絶縁体からなる外部被覆層は、絶縁繊維により編組されたものと弾性樹脂とを組み合わせることもできる。伸縮伝送ケーブルは小さい力で伸縮させることを望むケースが多いが、弾性樹脂のみでの被覆の場合は、弾性樹脂の厚みが厚くなる傾向があり、伸縮させる力が大きくなりやすい。このような場合は、厚みの薄い弾性樹脂と、絶縁繊維による編組を組み合わせることで、被覆性と伸縮性を両立させることができる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、シールドされていても良い。シールドの方法は、電気伝導性のある有機繊維または、電気伝導性の良い金属細線により編み組すること、電気伝導性の良いテープ状物（例えばアルミ箔）を捲回することなどにより得ることができる。

弾性円筒体の周囲に導体線を並列に捲回した後、絶縁繊維により、絶縁層を構成し、その外周にシールド層を形成する。シールド層は電気伝導性のある有機繊維又は電気伝導性の良い金属細線又はその組み合わせで編み組することにより得ることができる。シールド層を保護する目的から、シールド層の外層に絶縁体による外部被覆層を形成ことが好ましい。

電気伝導性のある有機繊維とは、比抵抗１Ω・ｃｍ以下のものを言う。例えばメッキ繊維や、導電性フィラーを充填した繊維が上げられる。より具体的には銀メッキ繊維などが挙げられる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、伸張限界までの任意の伸張において２５０ＭＨｚの伝送ロスが１０ｄＢ以下であることが好ましい。さらに、好ましくは、伸張時と弛緩時の２５０ＭＨｚにおける伝送ロスの最大値−最小値が２ｄＢ以下である。この範囲を超えると、伸縮により、信号伝送が乱れ、信号伝送ができなくなるなどのトラブルが発生する。特に好ましくは、伸張限界までの任意の伸張において５００ＭＨｚの伝送ロスが１０ｄＢ以下である。高速の信号伝送において用いられる矩形波は、高調波を合成して成される。高い周波数領域での伝送ロスが少ないケーブルは高調波を含めて伝送することができ、高速の情報伝送に優れる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは信号ラインとして用いる導体線の特性インピーダンスが２０Ω〜５００Ωであることが好ましい。さらに好ましくは５０〜３００Ωである。
特性インピーダンスは、接続される様々な電子機器とのインピーダンスマッチングの観点から重要で、この範囲を逸脱すると、電子機器と接続した場合の実用上の伝送性が低下する。使用される電子部品に応じて特性インピーダンスを調整することが好ましい。
特性インピーダンスは、高周波域では、インダクタンスとキャパシタンスが支配する。これらは、捲回径、捲回ピッチ、導体線間隔、に大きく依存する。同一方向に捲回することで、伸縮によるインダクタンスの変化とキャパシタンスの変化が相殺される効果があり、伝送性を維持することができる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、２本の導体線のＴＤＲ法による差動特性インピーダンスが２０〜５００Ωであることが好ましい。さらに好ましくは５０Ω〜３００Ωの範囲である。特に好ましくは１００〜２００Ωである。この範囲以外の場合、信号の入出力双方で反射が起こり、伝送性が低下する。
差動信号は、対をなして信号が伝送されるため、対をなす一組の導体線は所謂平衡であることが好ましい。ここで言う平衡とは、対をなす導体線が同じ構造で電磁気的にも平衡した電圧がかかるようになっている状態をいう。このため、対をなす導体線と他の導体線を捲回する場合、他の導体線が奇数本の場合は、対をなす１組の導体線の間に他の導体線１本を配置し、対をなす導体線の両側に残りの導体線を等しく配置することが好ましい。他の導体線が偶数本の場合は、対をなす導体線の両側に他の導体線を等しく配置することが好ましい。対をなす導体線の間に他の導体線が存在すると、差動信号の電磁結合が遮断され伝送性が低下することがある。

差動信号を流す１組の導体線の外側に他の導体線（好ましくはグランドライン）を配置することが好ましい。他の導体線は、シグナルラインから放射される電波や外部から飛来する電波に対して、遮蔽する効果がある。
一方シングルモードの伝送において、複数のシグナルラインを用いる場合は、シグナルラインの間に、他の導体線（好ましくはグランドライン）を配置することが好ましい。近接するグランドラインには所謂シールド効果があり、クロストークを低減すると共に、放射電波や入射電波を遮蔽する効果もある。
シグナルラインと他の導体線の位置関係が伸縮により変化すると伝送性が低下する。このため全ての導体線が同一方向に捲回されることが必須である。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、伸張回復率の高いものが好ましい。２０％伸張後の回復率（２０％伸張回復率）は５０％以上が好ましい。２０％伸張した後に５０％以上回復しないものは、形態変形追随性が乏しい。２０％伸張した後、７０％以上回復するものがさらに好ましい。特に好ましくは３０％伸張後に７０％以上回復するものである。最も好ましくは４０％以上伸張した後に７０％以上回復するものである。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、容易に伸張するものが好ましい。２０％伸張荷重は５０００ｃＮ未満が好ましい。さらに好ましくは２０００ｃＮ以下、より好ましくは１０００ｃＮ以下である。５０００ｃＮ以上のものは、伸張させるために大きな負荷が必要となり好ましくない。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、使用時の所定伸張を、１万回以上好ましくは１０万回以上、さらに好ましくは５０万回以上繰り返しても断線せず、伝送性が低下しないものが好ましい。本発明は、耐繰り返し性に優れ、実用に適した伸縮伝送ケーブルを提供するものである。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、弾性円筒体を伸張する機能と、その周囲に複数の導体線を並列に捲回する機能と、導体線の捲回方向と逆方向に絶縁性糸状体を捲回する機能を有する装置により、伸張した状態の弾性円筒体に２本以上の導体線を並列に捲回し、導体線と反対方向に絶縁性糸状体を導体線の外側に捲回することによって得ることができる。

より好ましくは、導体線の捲回方向と逆方向に絶縁性糸状体を捲回する機能を、絶縁性糸状体を導体線の内側（弾性円筒体側）と外側を交互に通って捲回できる機能とし、２本以上の導体線を並列に捲回し、かつ、導体線と反対方向に１本または複数本の導体線の内側と外側を交互に通って絶縁性糸状体を捲回し、導体線を拘束する構造とすることである。
上記機能を有する装置であれば、用いる装置は特に限定されない。

上記機能を有する装置が備える主たる機構は次の通りである。
（１）弾性円筒体を供給する機構。
（２）弾性円筒体を把持し、一定速度でフィードする機構（好ましくはニップせずに把持して一定速度でフィードする機構、例えば複数のＶ溝を有する２連のロールのＶ溝に８の字掛けに沿わせて把持し、フィードする機構）。
（３）弾性円筒体を把持し、一定速度で巻き取る機構（好ましくはニップせずに把持して一定速度で巻き取る機構、例えば複数のＶ溝を有する２連のロールのＶ溝に８の字掛けに沿わせて把持し、巻き取る機構か、または、Ｖ溝を持った直径の大きなドラムのＶ溝に複数回巻き付けて巻き取る機構）。

（４）弾性円筒体を伸張した状態で、導体線または導体線と絶縁性糸状体とを弾性円筒体に並列に捲回する機構（例えば導体線または絶縁性糸状体を巻いたボビンを把持された弾性円筒体の周囲を旋回させる機構、把持された弾性円筒体を回転させて導体線または絶縁性糸状体を弾性円筒体の周囲に捲回する機構、または、導体線または絶縁性糸状体を巻いた複数の中空ボビンを直列に配置し、弾性円筒体を中空ボビンの中空部を通過させつつ、中空ボビンを回転させて導体線を弾性円筒体に捲回させる機構）。

（５）弾性円筒体を伸張した状態で、絶縁性糸状体を導体線の捲回方向と逆方向に弾性円筒体に並列に捲回する機構、特に好ましくは、弾性円筒体を伸張した状態で、導体線の捲回方向と逆方向に導体線の内側と外側を交互に通って絶縁性糸状体を捲回する機構（例えば、導体線を巻いた１本以上のボビンと絶縁性糸状体を巻いた１本以上のボビンが、前後または上下に移動し、相互に逆方向に弾性円筒体の回りを旋回する機構）。

以下に、本発明を実施例および比較例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
本発明で用いた評価方法は以下の通りである。

（１）伸縮性
伸縮性信号伝送ケーブルに２０ｃｍ間隔で印をつける。その外側を手で持ち、印の位置が２２ｃｍになるまで引き伸ばしたのち、弛緩して長さを測定する。下記基準で区別し、２２ｃｍまで引き伸ばすことができ、かつ弛緩後２１ｃｍ未満に回復したもの（Ａ）を１０％以上の伸縮性があると判断した。
Ａ：２２ｃｍまで伸張させることができ、弛緩させると２１ｃｍ未満に回復したもの。
Ｂ：２２ｃｍまで伸張させることができないか、または、２２ｃｍまで伸張させることができたが、弛緩しても２１ｃｍ未満に回復しないもの。

（２）同一方向性
導体線を捲回する方向によって、下記基準により区別した。
Ａ：導体線の捲回方向が１方向のもの。
Ｂ：導体線の捲回方向が２方向のもの。
（３）並列性
導体線を捲回した状態で、目視により１００ｃｍの長さを観察し、導体線同志が重なる部分の有無により、下記基準で判定した。
Ａ：重なる部分が全く無い。
Ｂ：重なる部分があるが、クロスしている部分はない。
Ｃ：クロスして重なる部分がある。

（４）捲回径
導体線捲回後、弛緩状態で、ノギスにより３箇所の捲回外径を測定し、その平均値を求めＬ１とした。また、導体線の外径をノギスにより３箇所測定し平均値を求めＬ２とし、次式により捲回径を求めた。
捲回径＝Ｌ１−Ｌ２
（５）ピッチ間隔
同一導体線の任意の３０ピッチの距離を測定し、その平均値をピッチ間隔とした。

（６）近接導体線間隔
近接する導体線の中心間距離を任意に３０箇所測定し、その平均値を近接導体線間隔（ｄ）とした。最大値−最小値をばらつき（ｒ）とした。
（７）２０％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）エーアンドディ社製）を用い、長さ１００ｍｍの試料を引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、２０％伸張時の荷重を求めた。

（８）伸張回復性
長さ１００ｍｍの試料をテンシロン測定機にて引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、所定伸張率で伸張後リターンし、応力がゼロになる距離（Ａｍｍ：伸張ゼロ位置から当該位置までの距離）を求め次式により回復率を求めた。回復性は下記基準により判定した。
回復率（％）＝（（１００−Ａ）／１００）×１００
Ａ：回復率≧７０％
Ｂ：７０％＞回復率≧５０％
Ｃ：５０％＞回復率

（９）繰り返し伸張試験
デマッチャー試験機（（株）大栄科学精機製作所製）を用い、図５に示したように、チャック部（２１）およびチャック部（２２）を試料（２０）の長さ２０ｃｍにセットし、その中間に直径１．２７ｃｍのステンレス棒（２３）を配置する。チャック部（２２）の可動位置を試料の伸張時である３０ｃｍに設定し、室温で、初期伸張１１％および引っ張り時伸張５９％で１００回／ｍｉｎで所定回伸縮を繰り返し、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（ΔＲ）を求める。
ΔＲ＝１００×（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１
（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（ΔＲ）に基づいて、下記基準により、耐断線性を判定した。
ＡＡ：５０万回後のΔＲ＜１％
Ａ：１０万回後のΔＲ＜１％
Ｂ：１％≦１０万回後のΔＲ＜２０％
Ｃ：２０％≦１０万回後のΔＲ＜∞
Ｄ：１０万回で断線（１０万回後のΔＲが無限大）

（１０）伝送ロス
測定装置：Lightwave Component Analyzer（Hewlett Packard 8703A）
測定方法：弛緩状態で１ｍのケーブルを採取し両端の、シグナルラインとシグナルラインに隣接する導体線の先端を約５ｍｍ引き出し、先端約３ｍｍをハンダ浴に浸漬し細線間の導通を高めた後、各々ＳＭＡ（Sub-Miniature-type-A）コネクターのシグナル端子とグランド端子にハンダ付けをし、上記装置に接続して、Ｓパラメータ測定を行い、１３０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚのＳ２１（Ｓ２１：透過係数＝透過波／入射波；単位はｄＢ）を測定し、得られたチャートから所定の周波数の値を読み取り、その絶対値を伝送ロスとした。

（１１）特性インピーダンス（ＴＤＲ（time domain reflectometry）法による）
測定装置：Digital Oscillocope (Hewlett-Packard 54750A )/ Differential TDR module (Agilent 54754A）
測定方法：上記測定装置に１ｍの５０Ω同軸ケーブルを接続し、その先端に、上記伝送ロス測定（１０）で得た、両端にＳＭＡコネクターが接続されたケーブルの一端を接続し、他端（終端）をオープンとし、ＴＤＲ法により最大２０ｎｓ（ナノ秒）の間の特性インピーダンス（単位Ω）を測定し、そのチャートからコネクター部分及び終端部分の値を除き、最小値および最大値を読み取った。

（１２）差動特性インピーダンス（ＴＤＲ法による）
測定装置：Digital Oscillocope (Hewlett-Packard 54750A )/ Differential TDR module (Agilent 54754A）
測定方法：弛緩状態で１ｍのケーブルを採取し、その一端の全ての導体線の先端を約５ｍｍ引き出し、先端約３ｍｍをハンダ浴に浸漬し細線間の導通を高めた後、差動信号を送るシグナルライン２本を２個のＳＭＡコネクターのシグナル端子にハンダ付けを行い、その他の導体線をまとめて、あらかじめ接合されたグランド端子にハンダ付けをした（図６参照）。このコネクターに、各々５０Ω同軸ケーブル（１ｍ）を接続し、当該同軸ケーブルを上記装置の２つのポートに接続し、他端（終端）をオープンとし、ＴＤＲ法により最大２０ｎｓ（ナノ秒）の間の差動特性インピーダンス測定を行なった。得られたチャートからコネクター部分及び終端部分の値を除き、最小値および最大値を読み取った。

（１３）ＵＳＢデバイス動作テスト
測定方法：弛緩状態で１ｍのケーブルを採取し両端の導体線の先端を約５ｍｍ引き出し、先端約３ｍｍをハンダ浴に浸漬し細線間の導通を高めた後、各々ＵＳＢコネクター（Ａタイプオス）の端子位置２および３にシグナルライン(特に断らない限り、隣接する２本の導体線)、端子位置１および４に他の２本の導体線をそれぞれハンダ付けし、接合部分を絶縁性ビニールテープで被覆し、ＵＳＢコネクター（Ａタイプオス）を両端に接続したケーブルを得た。当該ケーブルの一端を、３０万画素ＷＥＢカメラ(WCU204SV Arvel社製)付属のソフトウエアーをあらかじめインストールし、当該ＷＥＢカメラを直接パーソナルコンピュータに接続し、動作することを確認しておいたパーソナルコンピュータ（Dynabook Satelitet12 PST101MD4H41LX 株式会社東芝製）のＵＳＢポートに差込み、他端にＵＳＢ変換アダプター（Ａタイプメス→Ａタイプメス（アイネックス（株）社製ADV-10４））を差込み、当該アダプターに、３０万画素ＷＥＢカメラ(WCU204SV Arvel社製)のＵＳＢコネクターを差込み、作動を調べ、下記基準で判定した。
Ａ：動作して、動画の動きがスムーズ。
Ｂ：動作するが動画の動きが不安定。
Ｃ：動作しない。

（１４）電気抵抗
弛緩状態において、長さ１ｍの試料を切り取り、その両端の導体線の先端を約５ｍｍ引き出し、先端約３ｍｍをハンダ浴に浸漬し細線間の導通を高めた後、ミリオームハイテスター３５４０（日置電機（株））により電気抵抗を測定した。
（１５）耐水性
上記（１３）のＵＳＢデバイス動作テストにおいて、下記基準により判定した。
Ａ：ケーブル中央部５０ｃｍを水中に３０分以上浸漬した状態下でＵＳＢデバイスが動作する。
Ｂ：ケーブル中央部に２０ｍｌの水をかけてもＵＳＢデバイスが正常に動作するが、水中に３０分以上浸漬するとＵＳＢデバイスが動作しなくなる。
Ｃ：ケーブルにスポイトで１滴水を垂らしてもＵＳＢデバイスが正常に作動するが、２０ｍｌの水をかけるとデバイスが動作しなくなる。
Ｄ：ケーブルにスポイトで１滴の水を垂らしただけで、ＵＳＢデバイスが動作しなくなる。

（実施例１および２）
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、２３０ｄｔｅｘ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、均等に配置して組み紐を作製し、直径１．８ｍｍの弾性円筒体を得た。当該弾性円筒体を、特殊製紐機（（１）弾性円筒体を芯部として供給する機構、（２）弾性円筒体を、複数のＶ溝を有する２連のロールのＶ溝に８の字掛けに沿わせて把持し、フィードする機構、（３）弾性円筒体を、複数のＶ溝を有する２連のロールのＶ溝に８の字掛けに沿わせて把持し、巻き取る機構、（４）弾性円筒体を伸張した状態で、導体線を弾性円筒体に並列に捲回する機構、および（５）弾性円筒体を伸張した状態で、導体線の捲回方向と逆方向に導体線の内側と外側を交互に通って絶縁性糸状体を捲回する機構を備えた製紐機）により、２．２倍に伸張しながら、弾性円筒体に所定の導体線（(有)竜野電線社製２ＵＳＴＣ：３０μ＊４８本および３０μ＊９０本）４本をＺ方向に並列に等間隔で捲回し、ポリエステル繊維（５６ｄｔｅｘ（１２ｆ））４本をＳ方向に導体線の内側と外側を交互に通して並列に等間隔で捲回して本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを得た。
得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表１に示す。

（実施例３および４）
天然ゴムのＮｏ．１８角ゴム（丸栄日産株式会社製）を芯にして、４倍伸張下で、ウーリーナイロン（２３０ｄｔｅｘ（黒染め糸）＊３本引き揃え）を用いて、１６本打ち製紐機にて外部被覆を行い、直径が２．５ｍｍの弾性円筒体を得た。得られた弾性円筒体を用いたことを除いて、実施例１および２と同様にして本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを作製した。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表１に併せて示す。

（実施例５）
市販ゴム紐（自転車荷造り用：直径６ｍｍ）を弾性円筒体として用い、当該弾性円筒体を芯部にして、当該芯部を１．４倍に伸張しながら導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）４本をＺ方向に並列に等間隔で捲回し、本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表１に併せて示す。

（実施例６）
ダブルカバーリングマシーン（片岡機械工業株式会社製型番ＳＳＣ）を用いて、実施例３で得られた弾性円筒体を芯にして、当該芯部を３倍に伸張しつつ、導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）を下撚りＺ方向１３３Ｔ／Ｍ、上撚りＺ方向１２５Ｔ／Ｍでダブルカバーし、伸縮性信号伝送ケーブルの中間体を得た。さらに、当該中間体を芯にして、特殊ダブルカバーリングマシーン（有限会社カタオカテクノ社製型式ＳＰ−Ｄ−４００：（１）弾性円筒体を芯部として供給する機構、（２）弾性円筒体を、複数のＶ溝を有するロールのＶ溝に沿わせて把持し、フィードする機構、（３）弾性円筒体を、複数のＶ溝を有するロールのＶ溝に沿わせて把持し、巻き取る機構、（４）弾性円筒体を伸張した状態で、導体線を弾性円筒体に並列に捲回する機構、および（５）弾性円筒体を伸張した状態で、導体線の捲回方向と逆方向に導体線の外側に絶縁性糸状体を捲回する機構を備える）を用いて、当該芯部を２．９倍に伸張しつつ、導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）を下撚りＺ方向１２０Ｔ／Ｍ、上撚りＺ方向１１０Ｔ／Ｍでダブルカバーし、４本の導体線をＺ方向に捲回した本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表１に併せて示す。

（比較例１）
市販ＵＳＢケーブル（Elecom USB2-20）の中央部を１ｍ切り出し、両端の外部被覆を１ｃｍの長さで剥がし、４本の導体線を露出させた。４本の中から、ツイストされている２本（緑と白）をシグナルラインとし、他の２本（赤と黒）を電源ライン及びグランドラインとして実施例１〜６と同様の評価を行った。得られた評価結果を表１に併せて示す。

表１から、本発明の伸縮伝送ケーブルは、伸縮性があり、高速の信号伝送性ができる画期的な信号伝送ケーブルであることがわかる。

（実施例７および８）
実施例１に記載の特殊製紐機を用いて、実施例３および４で得られた伸縮性信号伝送ケーブルを芯部として、１．８倍伸張下で、ウーリーナイロン（２３０ｄｔｅｘ＊２本引き揃え）をＳ方向に８本、Ｚ方向に８本捲回し、絶縁繊維による外部被覆層を有する伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表２に示す。

（実施例９）
導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）を４本引き揃えて１つのボビンに巻き取った。当該ボビンを実施例６で用いた特殊ダブルカバーリングマシーン（有限会社カタオカテクノ社製型式ＳＰ−Ｄ−４００）の下段に前記ボビンをセットした。実施例３で得られた弾性円筒体を芯部として、当該特殊カバーリングマシーンを用いて、当該芯部を３倍に伸張しながら、１つのボビンに巻き取られた４本の導体線をＺ方向１３３Ｔ／Ｍでカバーリングした。さらに、実施例７と同様にして外部被覆層を形成し、本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを得た。
得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表２に併せて示す。

（実施例１０）
実施例９と同様にして、導体線を捲回し、引き続いてＳ方向にポリエステル繊維（１６７ｄｔｅｘ（４８ｆ））を２１０Ｔ／Ｍで捲回し、導体線を拘束した。さらに、実施例７と同様にして外部被覆層を形成し、本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表２に併せて示す。

（実施例１１）
実施例１と同様にして得られた弾性円筒体を芯部とし、当該芯部を、２.２倍に伸張しながら、導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）４本の各々の間に、ウーリーナイロン６９０ｄｔｅｘ(２３０ｄｔｅｘ＊３本引き揃え)４本を配置し、Ｚ方向に並列に捲回し、Ｓ方向にポリエステル繊維（５６ｄｔ（１２ｆ））８本を交差させながら捲回して外部被覆前伸縮性信号伝送ケーブルを得た。当該ケーブルを１．８倍伸長下で、実施例１記載の特殊製紐機にてエステルウーリー（３３０ｄｔｅｘ＊２本引き揃え）をＳ方向に８本、Ｚ方向に８本交互に捲回し、外部被覆層を形成し、本発明の伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表２に併せて示す。

（比較例２）
実施例３で得られた弾性円筒体を芯部にして、実施例６記載のダブルカバーリングマシーンを用いて、当該芯部を３倍に伸張しながら、導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）を下撚りＺ方向１３３Ｔ／Ｍ、上撚りＳ方向１２５Ｔ／Ｍでダブルカバーし、信号伝送ケーブルを得た。さらに、当信号伝送ケーブルを芯にして、当該芯部を２．９倍に伸張しながら、導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊９０本）を下撚りＺ方向１３３Ｔ／Ｍ、上撚りＳ方向１２５Ｔ／Ｍでダブルカバーし、４本の導体線をＳ撚り２本とＺ撚り２本の２方向に捲回した伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表２に併せて示す。

（比較例３）
１８７０ｄｔｅｘ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）２本を引き揃えて芯部にし、ダブルカバーリングマシーン（片岡機械工業株式会社製型番ＳＳＣ）を用いて、当該芯部を３倍に伸張しながら、導体線（(有)竜野電線製２ＵＳＴＣ：３０μ＊２４本）を下撚りＺ方向４２６Ｔ／Ｍ、上撚りＳ方向３７０Ｔ／Ｍでダブルカバーし、伸縮性導体線を得た。実施例１に記載の特殊製紐機を用い、当該伸縮性導体線４本を芯部にし、１．８倍伸張下でウーリーナイロン（２３０ｄｔｅｘ＊２本引き揃え）をＳ方向に８本、Ｚ方向に８本捲回し、外部被覆層を形成し、４本の導体線を含む伸縮性信号伝送ケーブルを得た。得られた伸縮性信号伝送ケーブルの構成および評価結果を表２に併せて示す。なお、この伸縮性信号伝送ケーブルは、各伸縮性導体線のＳ／Ｚに捲回された２本の導体線を１つに纏めて結線して使用した。

表２より、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耐久性が向上し、より好ましくは、導体線の内側と外側を交互に通って絶縁性糸状体を捲回しているものであることがわかる。また導体線間に他の絶縁繊維糸状体（空気を含む介在物）を介在させることで、伸張による導体線間隔のばらつきを低くおさえることができ、繰り返し伸縮による耐久性を向上させることができることがわかる。

実施例３、５および６の伸縮性信号伝送ケーブルを１ｍ採取し、３０％伸張し、導体線間隔を測定した。続いて当該ケーブルの中に含まれるシグナルラインと、シグナルラインに隣接する２本の導体線をＳＭＡコネクターに接続し、中央部の５０ｃｍを３０％（１５ｃｍ）伸張し固定し、伸張時の伝送特性を調べた。また、差動特性インピーダンス測定用コネクター（図６）の２箇所のシグナル端子に、当該ケーブルの中に含まれる２本のシグナルラインを接続し、残りの２本をまとめてグランド端子に接続し、弛緩状態で、差動特性インピーダンスを測定した。これらの結果を表３に示した。

この結果より本発明の伸縮伝送ケーブルは伸張により、導体線間隔がほとんど変化しないことがわかる。さらに、特性インピーダンスの変化も小さく、伝送ロスの変化も２ｄＢ未満であることがわかる。

（実施例１２）
実施例３で得られた伸縮性信号伝送ケーブルを合成ゴム熱収縮性ゴムチューブNPR1241-01（アラム（株）製）の中に挿入し、１２０℃下で１０分間熱処理をして外部被覆層を形成し、伸縮性信号伝送ケーブルを得た。

（実施例１３）
実施例７で得られた伸縮性信号伝送ケーブルを、ＡＧ７０００（明成化学（株）社製）５％およびイソプロパノール１％を含有する水溶液中に室温下で５分間浸漬した後、濾紙上に置き３０秒間脱液し、その後８０℃乾燥機中で３０分間乾燥した。引き続き、あらかじめ１６０℃に設定した乾燥機中で２分間熱処理を行った。乾燥機から取り出し、室温で放冷し、外部被覆層が撥水処理された伸縮性信号伝送ケーブルを得た。

実施例７、１２および１３で得られた伸縮性信号伝送ケーブルを用い耐水試験を行い、その評価結果を表４に示した。ゴムチューブ被覆により、耐水性が著しく向上することがわかる。また、撥水処理により、簡易防水の効果を得ることができることがわかる。

本発明の伸縮性信号伝送ケーブルは、ロボット分野をはじめとして、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信号配線として好適であり、特にヒューマノイド型ロボット（内部配線及び外皮配線）、パワーアシスト装置およびウエアラブル電子機器等に好適である。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に好適に利用できる。

Claims

１０％以上の伸縮性を有し、２５０ＭＨｚにおける伝送ロスが弛緩状態において１０ｄＢ／ｍ以下である伸縮性伝送ケーブルであって、１０％以上の伸縮性を有する弾性円筒体および該弾性円筒体の周囲に同一方向に並列に捲回された少なくとも２本の導体線を含む導体部からなり、弛緩状態での導体線の捲回径および捲回ピッチがそれぞれ０．０５〜３０ｍｍおよび０．０５〜５０ｍｍであり、かつ、弛緩状態で近接する導体線の中心間距離を任意に３０箇所測定した際の平均値である近接導体線間隔（ｄ）が０．０１〜２０ｍｍであり、その最大値と最小値の差である近接する導体線の間隔のばらつき（ｒ）が０≦ｒ≦４ｄの範囲であることを特徴とする伸縮性信号伝送ケーブル。
導体部が、導体線の外側に導体線と逆方向に捲回されている絶縁性糸状体を含むことを特徴とする請求項１に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
導体部が、１本または複数本の導体線の外側と内側（弾性円筒体側）を交互に通って、導体線と逆方向に捲回されている絶縁性糸状体を含むことを特徴とする請求項１に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
伸張限界まで任意の伸張下で、近接する導体線の中心間距離を任意に３０箇所測定した際の平均値である伸張時近接導体線間隔（ｄ’）が１／２ｄ〜４ｄの範囲にあり、繰り返し伸縮によっても、この範囲を逸脱することがないことを特徴とする請求項1〜３のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
導体部の外周に絶縁繊維からなる外部被覆層をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
導体部の外周にゴム弾性を持つ樹脂からなる外部被覆層をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
２０％伸張荷重が５０００ｃＮ未満であり、２０％伸張回復率が５０％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の伸縮性信号伝送ケーブル。
弾性円筒体を伸張する機能と、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回する機能と、少なくとも１本の絶縁性糸状体を前記方向と逆方向に捲回する機能とを有する装置により、弾性円筒体を伸張した状態で、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回し、さらに該導体線と逆方向に少なくとも１本の絶縁性糸条体を導体線の外側に捲回することを特徴とする請求項２に記載の伸縮性信号伝送ケーブルの製造方法。
弾性円筒体を伸張する機能と、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回する機能と、少なくとも１本の絶縁性糸状体を前記方向と逆方向に捲回する機能とを有する装置により、弾性円筒体を伸張した状態で、該弾性円筒体の周囲に複数の導体線または複数の導体線と少なくとも１本の絶縁性糸状体とを同一方向に捲回し、さらに該導体線と逆方向に１本または複数本の導体線の外側と内側（弾性円筒体側）を交互に通って少なくとも１本の絶縁性糸条体を捲回することを特徴とする請求項３に記載の伸縮性信号伝送ケーブルの製造方法。