專利名稱：伸縮性光信號傳輸纜線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有伸縮性，且光信號傳輸性優(yōu)良的伸縮性光信號傳輸纜線。
背景技術(shù)：
信號傳輸纜線中有所謂的使用電信號的信號傳輸纜線和使用光信號的信號傳輸纜線。使用電信號的信號傳輸纜線雖然易于操作、具有通用性，但是另一面又存在高速傳輸有極限、容易受電磁波干擾這樣的缺陷。光信號具有能夠高速傳輸且不受電磁波干擾這樣的優(yōu)點(diǎn)。作為傳輸光信號的介質(zhì)使用光纖纜線，但是光纖纜線一般表現(xiàn)為剛直狀態(tài)，操作性不佳。因此，光纖纜線作為被固定的配線被使用的情況較多。作為對此缺陷進(jìn)行的改善，有光纖卷曲軟線(以下參照專利文獻(xiàn)1)。但是，卷曲軟線具有外徑較大、卷曲部分容易被掛住、水平放置時(shí)容易下垂這樣的問題，不能說它是操作性得到了充分提高的產(chǎn)品。另一方面，最近，機(jī)器人、可穿戴電子設(shè)備的發(fā)展顯著，需要與運(yùn)算器(計(jì)算機(jī))之間瞬時(shí)地對由攝像機(jī)得到的圖像(動(dòng)畫)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換(即，高速信號傳輸)的情況增多。 特別是，在可穿戴電子設(shè)備中存在由于光纖呈剛直狀態(tài)、不能追隨動(dòng)作進(jìn)行變形而不能進(jìn)行貼身的配線，穿著舒適感不佳這樣的問題。為了解決這些問題，需要具有形態(tài)變形隨動(dòng)性，在變形時(shí)不會(huì)發(fā)生掛住、纏住的情況，變形時(shí)也能傳輸光信號，具有能夠反復(fù)伸長使用、直線形狀下的伸縮性的光纖纜線。專利文獻(xiàn)1 日本特許(專利)第4116935號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的課題是提供一種具有形態(tài)變形隨動(dòng)性、變形時(shí)也能進(jìn)行光傳輸、能夠反復(fù)使用的伸縮性光纖纜線。本發(fā)明人等對隨著各種動(dòng)作變化而變形，經(jīng)得起反復(fù)使用的光傳輸纜線進(jìn)行了專心研究，結(jié)果得知以下伸縮性光信號傳輸纜線能夠解決上述問題，從而完成了本發(fā)明。該伸縮性光信號傳輸纜線具有10%以上的伸縮性，且在松弛狀態(tài)下光傳輸損耗為20dB/m以下，其特征在于，包括具有10%以上的伸縮性的彈性圓筒體和至少1根纏繞在該彈性圓筒體周圍的光纖，并且該光纖的彎曲直徑R大于等于極限彎曲直徑Re。S卩，本發(fā)明提供下述的發(fā)明。(1) 一種伸縮性光信號傳輸纜線，具有10%以上的伸縮性，且在松弛狀態(tài)下光傳輸損耗小于20dB/m，其特征在于，包括具有10%以上的伸縮性的彈性圓筒體和至少1根纏繞在該彈性圓筒體周圍的光纖，并且該光纖的彎曲直徑R大于等于極限彎曲直徑Re。(2)根據(jù)上述(1)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還包括沿與光纖相反的方向纏繞在光纖外側(cè)的約束線狀體。(3)根據(jù)上述⑴所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還包括交替穿過光
4纖的外側(cè)和內(nèi)側(cè)(彈性圓筒體側(cè))，且沿與光纖相反的方向纏繞的約束線狀體，彎曲直徑的偏差 Rr (Rr = Rmax-Rmin)滿足 彡 Rr 彡 Rave。(4)根據(jù)上述(1) (3)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，光纖的殘余扭矩率為70%以下。(5)根據(jù)上述(1) 中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，在達(dá)到伸長極限之前的任意的伸長狀態(tài)下，Rmin > Re，且0彡Rr彡Rave。(6)根據(jù)上述(1) (5)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，光纖的纏繞直徑為0. 5mm 30mm，光纖的纏繞間距為0. 5mm 50mm。(7)根據(jù)上述(1) (6)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還包括至少1根導(dǎo)體線。(8)根據(jù)上述(1) (7)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還纏繞有至少1根導(dǎo)體線。(9)根據(jù)上述(7)或(8)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，至少1根以上的光纖與至少1根以上的導(dǎo)體線呈同心圓狀纏繞。(10)根據(jù)上述(7)或⑶所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，至少1根以上的光纖與至少1根以上的導(dǎo)體線位于同一圓周上且并列纏繞。(11)根據(jù)上述⑴ (10)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于， 在光纖的外周還具有由纖維構(gòu)成的外部覆蓋層。(12)根據(jù)上述⑴ (11)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于， 在光纖的外周還具有由具有橡膠彈性的樹脂構(gòu)成的外部覆蓋層。(13)根據(jù)上述⑴ (12)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于， 包括1根以上的全長比光纖短的抗伸長線狀體，將該線狀體伸長到由下式所定義的值時(shí)的、該線狀體的總的斷裂強(qiáng)度為lOOOOcN以上100X (L0-Lk)/Lk(% ){式中，Ltl為光纖的全長，Lk為抗伸長線狀體的全長}。(14)根據(jù)上述⑴ (13)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于， 伸長20%時(shí)的負(fù)荷量小于5000cN，伸長20%時(shí)的恢復(fù)率為80%以上。(15)根據(jù)上述(2) (14)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線的制造方法，其特征在于，利用具有如下功能，即使彈性圓筒體伸長的功能、將多根傳輸線并列纏繞于該彈性圓筒體周圍的功能、將線狀體沿與傳輸線的纏繞方向相反的方向纏繞的功能的裝置， 將至少1根以上的光纖纏繞于伸長狀態(tài)下的彈性圓筒體，將約束線狀體沿與該光纖相反的方向纏繞于該光纖的外側(cè)。(16)根據(jù)上述(3) (15)中任一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線的制造方法，其特征在于，利用具有如下功能，即使彈性圓筒體伸長的功能、將至少1根傳輸線和至少1根線狀體沿同一方向纏繞于該彈性圓筒體周圍的功能、將至少1根約束線狀體沿與上述方向相反的方向纏繞的功能的裝置，在使彈性圓筒體伸長了的狀態(tài)下，將至少1根光纖和至少1 根線狀體沿同一方向纏繞于該彈性圓筒體周圍，進(jìn)一步地，將至少1根約束線狀體沿與該光纖相反的方向交替穿過1根或多根光纖的外側(cè)和內(nèi)側(cè)(彈性圓筒體側(cè))進(jìn)行纏繞。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線能夠?qū)⒏咚傩盘柤炔换靵y也不衰減地傳播，且具
5有伸縮性，有形態(tài)變形隨動(dòng)性，因此，作為機(jī)器人、可穿戴電子設(shè)備用的傳輸纜線是有用的。


圖1是本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線在松弛時(shí)的示意圖。圖2是本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線在伸長時(shí)的示意圖。圖3是表示本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線的約束線狀體的纏繞方法之一例的圖。圖4是表示本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線的約束線狀體的纏繞方法之另一例的圖。圖5是用于說明本發(fā)明中的彎曲直徑的圖。圖6是反復(fù)伸縮性測定裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式關(guān)于本發(fā)明，以下進(jìn)行具體說明。首先，關(guān)于本發(fā)明中使用的符號進(jìn)行說明。光纖直徑d(mm)。光纖纏繞直徑D (mm)。用Dmin表示最小光纖纏繞直徑、Dmax表示最大光纖纏繞直徑。光纖纏繞外徑Do (mm)。光纖纏繞間距P (mm)。用Rnin表示最小光纖纏繞間距、Pmax表示最大光纖纏繞間距。光纖彎曲直徑R(mm)。用Rmin表示最小光纖彎曲直徑、Rmax表示最大光纖彎曲直徑、Rave表示平均光纖彎曲直徑、Re表示極限彎曲直徑。傳輸損耗L(dB)。用Ls表示伸長時(shí)傳輸損耗。伸長時(shí)傳輸性1。負(fù)荷量T(cN)。伸長率E(%)。就本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線而言，為了實(shí)現(xiàn)即使反復(fù)使用，光信號也不混亂且不衰減地進(jìn)行傳播，重要的一點(diǎn)是即使伸縮，在全長范圍內(nèi)光纖的彎曲直徑的變化也很小。另外，為了使該伸縮性光信號傳輸纜線具有伸縮性，需要將柔軟性高的光纖與有伸縮性的構(gòu)造體一體化。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線需要要具有10%以上的伸縮性。優(yōu)選20%以上， 更加優(yōu)選30%以上。如果小于10%，則會(huì)缺乏變形隨動(dòng)性，不能達(dá)到上述目的。在此所說的伸縮性是指伸長規(guī)定的程度，例如伸長10%后，松弛而得到的恢復(fù)率在50%以上。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線的目的在于，為了將該伸縮性光信號傳輸纜線用作多關(guān)節(jié)機(jī)器人、可穿戴在身體上的電子設(shè)備的配線，將該伸縮性光信號傳輸纜線用作經(jīng)由相當(dāng)于關(guān)節(jié)的部分的配線。為此，長度以Im為基準(zhǔn)。另外，作為高速的信號傳輸，光傳輸損耗需要小于20dB/m。傳輸損耗在20dB/m以上時(shí)，傳輸性不好，不適合光信號傳輸。優(yōu)選傳輸損耗為10dB/m以下，更加優(yōu)選為6dB/m以下，特別優(yōu)選為3dB/m以下。在本發(fā)明中所說的傳輸損耗是指利用所謂的截?cái)喾?cut-back method)求得的值。
如圖1及圖2所示，本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線由傳輸體部構(gòu)成，該傳輸體部包括具有10%以上的伸縮性的彈性圓筒體(1)和沿同一方向纏繞在該彈性圓筒體周圍的至少1根光纖纜線O及幻。而且，優(yōu)選在傳輸體部的外周具有外部覆蓋層(外部覆蓋層未圖示)。其中，光纖的至少一部分可以存在于彈性圓筒體的表層內(nèi)部。彈性圓筒體能由彈性長纖維、彈性軟管或螺旋彈簧等形成。另外，優(yōu)選彈性圓筒體的內(nèi)部具有空隙?？障恫环恋K伸縮性，而且能增大光纖的纏繞直徑，所以具有提高伸縮性的效果。形成空隙的方法例如有如下方法在彈性長纖維周圍配置絕緣纖維的方法；對彈性長纖維或在彈性長纖維周圍配置絕緣纖維而成的線狀體進(jìn)行編織的方法；使彈性長纖維發(fā)泡的方法；使彈性長纖維中空的方法；或組合使用以上方法的方法等。當(dāng)然，彈性圓筒體由彈性軟管或螺旋彈簧形成時(shí)，其內(nèi)部自然呈中空狀。用于形成彈性圓筒體的彈性長纖維需要具有10%以上的伸縮性。優(yōu)選具有50% 以上的伸縮性。如果伸縮性小于50%，則會(huì)缺乏伸縮性能，使伸縮性光信號傳輸纜線伸縮時(shí)的負(fù)荷量變大。更加優(yōu)選使用具有100%以上的伸縮性的彈性長纖維，特別優(yōu)選300%以上。在本發(fā)明中所使用的彈性長纖維，只要富有上述程度的伸縮性就可以，聚合物的種類不受特別限定。例如能列舉出如下種類聚氨酯類彈性長纖維、聚烯烴類彈性長纖維、 聚酯類彈性長纖維、聚酰胺類彈性長纖維、天然橡膠類彈性長纖維、合成橡膠類彈性長纖維、及天然橡膠與合成橡膠的混合橡膠類彈性長纖維等。因?yàn)榫郯滨ヮ悘椥蚤L纖維的伸展性大，耐久性優(yōu)良，所以優(yōu)選其作為本發(fā)明的彈性長纖維。天然橡膠類長纖維具有如下優(yōu)點(diǎn)單位截面積的應(yīng)力比其他的彈性長纖維的單位截面積的應(yīng)力小，容易得到在低應(yīng)力的作用下伸縮的伸縮性光信號傳輸纜線。但是，因?yàn)槿菀琢踊?，所以很難長期保持伸縮性。因此，適合于以短期使用為目的的用途。合成橡膠類彈性長纖維耐久性優(yōu)良，硅橡膠的伸展性和耐久性均良好，優(yōu)選使用硅橡膠。此外，氟橡膠雖然伸展性小，但是耐久性及阻燃性均優(yōu)良。根據(jù)用途，可以使用公知的合成橡膠類彈性長纖維。彈性長纖維可以是單絲也可以是復(fù)絲。優(yōu)選彈性長纖維的直徑在0. Olmm 30mm的范圍。更加優(yōu)選0. 02mm 20mm的范圍。特別優(yōu)選0.03mm IOmm的范圍。如果直徑為0. Olmm以下，則不能得到伸縮性，如果直徑超過30mm時(shí)，則為了使其伸長而需要大的力。通過采用預(yù)先將彈性長纖維捻成雙股線或多股線，或以彈性長纖維為芯在其周圍纏繞別的彈性長纖維，能容易地使彈性圓筒體同傳輸體部一體化(在伸縮時(shí)傳輸體部不相對彈性圓筒體產(chǎn)生位移)。本發(fā)明中用于形成彈性圓筒體的螺旋彈簧可以是金屬以外的螺旋彈簧，也可以是金屬螺旋彈簧。金屬螺旋彈簧即使在高溫下也不劣化，適合在高溫環(huán)境下使用的用途。螺旋形狀的彈簧能通過對卷簧機(jī)的選定與對選定了的卷簧機(jī)的條件設(shè)定來任意地設(shè)計(jì)。因?yàn)槿绻挥新菪龔椈蓜t不能在其周圍纏繞導(dǎo)體線，所以可以通過預(yù)先在螺旋彈簧周圍形成絕緣纖維的織物等，來得到彈性圓筒體。
優(yōu)選螺旋直徑Cd與拉絲(形成螺旋的線材)直徑Sd為M > Cd/Sd > 4。在Cd/ 以上的情況下，不能得到穩(wěn)定形態(tài)的彈簧，容易變形，所以不優(yōu)選這種情況。優(yōu)選
Cd/Sd為16以下。另一方面，Cd/Sd為4以下時(shí)，難以形成螺旋，并且很難表現(xiàn)出伸縮性。 優(yōu)選Cd/Sd為6以上。優(yōu)選拉絲的直徑Sd為3mm以下。如果為3mm以上，則彈簧變重，且伸縮應(yīng)力和螺旋直徑也變大，所以不優(yōu)選這種情況。另一方面，如果拉絲的直徑為0. Olmm以下，則能夠形成的彈簧過弱，且受到橫向力時(shí)容易變形，不實(shí)用。優(yōu)選螺旋的螺距間隔為0. 5Cd以下。雖然在0. 5Cd以上的間隔也能形成螺旋狀的彈簧，但難以向螺旋外周形成絕緣纖維的織物等。而且，伸縮性下降，且在外力的作用下容易變形，所以不優(yōu)選。優(yōu)選螺距間隔在0. ICd以下。螺距間隔大致為零的彈簧，具有能使伸縮性達(dá)到最高，且彈簧本身很難纏繞在一起，纏繞好的彈簧容易拉開的特征，且具有不易在外力作用下變形的優(yōu)點(diǎn)，而被優(yōu)選。優(yōu)選螺旋直徑在0. 02 30mm的范圍。更加優(yōu)選在0. 05 20mm的范圍，特別優(yōu)選在0. 1 IOmm的范圍。外徑在0. 02mm以下的螺旋彈簧難以制造，而外徑超過30mm時(shí)， 光纖的纏繞直徑過大，所以不優(yōu)選這兩種情況。螺旋彈簧的材料能從公知的拉絲中任意選擇。線材的材料有鋼琴絲(piano wire)、硬鋼線、不銹鋼線、油淬火和回火鋼絲(Oil Quenched and Tempered Wire)、磷青銅線、鈹銅線、及銅鎳鋅合金線等。從耐蝕性及耐熱性優(yōu)良，且容易得到的這一點(diǎn)而言，優(yōu)選不銹鋼線。彈性軟管內(nèi)部具有空隙，能直接用作彈性圓筒體，也能在彈性軟管的外層上形成纖維層再作為彈性圓筒體。光纖與彈性軟管直接接觸時(shí)，容易劃傷彈性軟管，所以優(yōu)選在彈性軟管的外層形成纖維層。另外，能將光纖埋入彈性軟管中。例如，將光纖纏繞在不銹鋼棒上，并將其浸泡在膠乳中或?qū)ζ渫糠竽z乳后，并進(jìn)行了公知的方法(例如，硫化處理、熱處理及干燥處理等) 之后，通過將內(nèi)部的不銹鋼棒拔去等，可以將光纖埋入彈性軟管中。彈性圓筒體的伸縮性需要在10%以上，優(yōu)選30%以上，更加優(yōu)選50%以上。伸縮性不足30%的低伸縮性的情況下有如下情況，即由于傳輸體部及外部覆蓋層的覆蓋而導(dǎo)致伸展性能下降而成為伸縮性低的傳輸纜線。優(yōu)選彈性圓筒體在伸長20%時(shí)的伸長負(fù)荷量在2000cN以下。更加優(yōu)選IOOOcN以下，特別優(yōu)選500cN以下。彈性圓筒體的直徑為30mm以下，優(yōu)選20mm以下，更加優(yōu)選IOmm以下。如果直徑在30mm以上，則彈性圓筒體粗且重，在實(shí)際應(yīng)用上不優(yōu)選。優(yōu)選設(shè)計(jì)彈性圓筒體在伸長20%時(shí)的伸長應(yīng)力為1 500cN/mm2，更加優(yōu)選1 200cN/mm2 特別優(yōu)選 5 100cN/mm2。通過設(shè)計(jì)在以上那樣的范圍內(nèi)，能夠得到良好的伸縮性。本發(fā)明中使用的光纖優(yōu)選為傳輸性良好的柔軟的光纖。作為即使彎曲半徑小傳輸損耗也小的光纖，已知的有在芯部周邊具有許多空孔的多孔型(Holey Fiber)和分割為許多細(xì)線的多芯型(Multi Core Fiber)。本發(fā)明中，作為玻璃光纖優(yōu)選使用多孔型，作為塑料光纖優(yōu)選使用多芯型。
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玻璃光纖具有透過性高、能使直徑小、能使連接器小型化這樣的優(yōu)點(diǎn)。反過來，其具有彎曲半徑比較大、容易斷線這樣的缺陷。另一方面，塑料光纖具有柔軟、易彎曲這樣的優(yōu)點(diǎn)。反過來又具有透過性比較低、直徑粗、連接器部分也不得不大這樣的缺陷。可以發(fā)揮各自的特征，根據(jù)用途區(qū)分使用。無論哪種情況都優(yōu)選使用兼具傳輸性和柔軟性的光纖。構(gòu)成信號線的光纖雖然可以單獨(dú)使用裸線，但是一旦表面受損則傳輸性下降。雖然可以使用單芯的光纖，但是缺乏彎曲性。塑料光纖中優(yōu)選使用以細(xì)線的集合線構(gòu)成的多芯型的光纖。此外，玻璃光纖中優(yōu)選使用在芯部周邊具有多個(gè)氣孔的多孔型。多芯型的光纖的多個(gè)根數(shù)的根數(shù)上限及多孔型的光纖的氣孔的個(gè)數(shù)的上限沒有特別的規(guī)定，可以考慮柔軟性和傳輸性而任意確定。增加根數(shù)則直徑變大，因此優(yōu)選10000 根以下。更加優(yōu)選1000根以下。構(gòu)成多芯型的光纖的細(xì)線的單線直徑優(yōu)選為0. Imm以下，更加優(yōu)選0. 08mm以下， 特別優(yōu)選0.05mm以下。通過細(xì)線化能提高柔軟性。過細(xì)則制造困難，因此，優(yōu)選0. OOlmm 以上。制作多芯已知有各種方法，本發(fā)明中也可以使用公知的任何一種方法。例如，作為用于安裝在身體上的纜線，需要Im左右的長度，由于是近距離的傳輸， 所以即使透過性低也可以傳輸。因此，通過使用多芯(例如37根)的塑料光纖、直徑為Imm 以下，能夠使纏繞半徑變小，可以得到緊湊而富有伸縮性、即使反復(fù)使用也不易斷線的伸縮性光信號傳輸纜線。優(yōu)選光纖的直徑d (mm)滿足3 > d > 0. 1，極限彎曲直徑Re (mm)滿足30 > Re > 0. 5。更加優(yōu)選 2 > d > 0. 1,20 > Re > 0. 5，特別優(yōu)選 1 > d > 0. 1，10 > Re > 0. 5。直徑細(xì)、彎曲半徑小的光纖具有緊湊而富有伸縮性、形態(tài)變形隨動(dòng)性良好、經(jīng)得起反復(fù)伸縮、即使發(fā)生變形，傳輸性的變化也不大這樣的優(yōu)點(diǎn)。通過利用纖維的集合體來覆蓋光纖，能夠保護(hù)光纖的外皮。對于纖維沒有特別的限定，作為價(jià)格低廉、強(qiáng)度大、操作性優(yōu)良的纖維，可以舉出聚酯纖維和尼龍纖維?？梢允褂梅w維、偏氯綸纖維那樣的阻燃性優(yōu)良的纖維，也可以使用芳香族聚酰胺纖維、聚砜纖維那樣的高強(qiáng)度纖維，還可以使用聚丙烯纖維等。也可以使用預(yù)先實(shí)施了防水加工、阻燃加工的纖維。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線可以通過在具有10%以上伸縮性的彈性圓筒體周圍纏繞1根以上的光纖而得到。也可以使用2根以上的光纖，或者如后面將要敘述的那樣與1根以上的導(dǎo)體線一起使用，制成所謂的多芯光纖纜線或者光電復(fù)合纜線。為了得到光電復(fù)合纜線，導(dǎo)體線需要具有松弛時(shí)的纜線長度的1.2倍以上的長度。不足1.2倍的情況下會(huì)阻礙纜線的伸縮性。為了使其成為富有伸縮性的纜線，優(yōu)選將導(dǎo)體線繞成螺旋狀。為了得到螺旋狀，例如可以利用包覆機(jī)(covering machion)向一個(gè)方向纏繞，也可以向S/Z雙方向纏繞。導(dǎo)體線與光纖可以纏繞在同一圓周上，也可以以同心圓狀纏繞多層。在纏繞在同一圓周上的情況下，優(yōu)選并列纏繞。
所謂“并列”是指將輸送線(光纖及導(dǎo)體線)之間沒有十字交叉、互相重疊，優(yōu)選連一部分的重疊也沒有，并且沿同一方向纏繞的狀態(tài)。由于重疊的部分成為反復(fù)伸縮時(shí)斷線的原因，所以優(yōu)選不相重疊。此外，通過并列纏繞，容易得到緊湊而富有伸縮性的伸縮性光信號傳輸纜線。所使用的光纖需要在1根以上。作為廣泛使用的實(shí)例，有1根、2根、3根、4根、5 10根等。雖然上限沒有特別的限定，但是10根以上則容易阻礙伸縮性。優(yōu)選在8根以內(nèi)。 更加優(yōu)選為1根 4根。如后面將要敘述的那樣，在含有光纖的同時(shí)還含有導(dǎo)體線的情況下，可以將光纖作為信號線，將導(dǎo)體線作為電源線及/或信號線。作為通用性高的纜線，兼有信號線和電源線的纜線較受歡迎。例如用1根光信號線、1根電源線、1根地線，總計(jì)3根線，能夠得到兼有利用光通信的信號傳輸和電源供給的伸縮性光信號傳輸這兩種傳輸方式的纜線。同時(shí)還能將導(dǎo)體線兼用作信號線。信號線至少需要1根。優(yōu)選為2根。2根信號線可以進(jìn)行通用的差動(dòng)信號的傳輸。通過含有電力供給用的2根導(dǎo)體線、高頻波傳輸用的2根導(dǎo)體線、光纖1 2根，能夠?qū)㈦娏?、高頻信號、光信號整體同時(shí)傳輸。優(yōu)選光纖每纏繞一周時(shí)在一個(gè)以上部位上利用約束線狀體進(jìn)行約束，如后面將要敘述的那樣也使用導(dǎo)體線的情況下，則是光纖及導(dǎo)體線每纏繞一周時(shí)在一個(gè)以上部位上利用約束線狀體進(jìn)行約束。如果不約束，則會(huì)由伸縮導(dǎo)致纏繞間距發(fā)生偏移，傳輸性及/或伸縮性容易下降。約束線狀體能夠任意地使用公知的線狀體。例如能夠使用復(fù)絲、單絲或紗。從細(xì)、 柔軟、約束力強(qiáng)(高強(qiáng)度)、價(jià)格便宜的角度而言，能列舉出聚酯纖維、尼龍纖維。從介電常數(shù)低的角度而言，能列舉出氟纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維。從阻燃性的角度而言，能列舉出氯乙烯纖維、偏氯綸纖維(saran fiber)、玻璃纖維。從伸縮性的角度而言，能列舉出聚氨酯纖維、或利用其它的絕緣纖維覆蓋聚氨酯纖維外部而成的纖維等。也能使用其他的絲織品、人造纖維、銅氨纖維、棉紡類。但是，不限于此，能任意地使用公知的纖維。通過沿一個(gè)方向(例如Z方向)纏繞光纖，并沿相反的方向(S方向)在該光纖上纏繞線狀體，能約束光纖，防止由伸縮引起的光纖的位移。如圖3所示，在利用包覆機(jī)將約束線狀體纏繞在光纖的外側(cè)時(shí)，通過提高纏繞速度(提高主軸(spindle)轉(zhuǎn)速)，來使纏繞張力(膨脹的張力)增加，從而能提高約束力。如圖4所示，更加優(yōu)選沿與光纖相反的方向穿過光纖的內(nèi)側(cè)(彈性圓筒體側(cè))和外側(cè)纏繞線狀體來約束光纖。通過交替穿過光纖的內(nèi)側(cè)和外側(cè)且沿與光纖相反的方向纏繞約束線狀體，能夠得到即使進(jìn)行反復(fù)伸縮、以及隨伸縮進(jìn)行的彎曲動(dòng)作，伸長時(shí)的纏繞間距同松弛時(shí)的纏繞間距的變化小，并且反復(fù)伸縮所引起的纏繞間距的變化小的伸縮性光信號傳輸纜線。在交替穿過多根光纖的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的情況下，可以使光纖逐根地交替穿過，也可以將多根光纖匯總后交替穿過。優(yōu)選該線狀體比光纖細(xì)。如果使用粗的線狀體，則光纖本身無法保持原狀，從而難以進(jìn)行伸縮。為了提高約束力，優(yōu)選以如下方式使線狀體交替穿過光纖的內(nèi)側(cè)和外側(cè)來進(jìn)行纏繞，即在一周具有一個(gè)部位以上的約束點(diǎn)、優(yōu)選四個(gè)部位以上的約束點(diǎn)、更加優(yōu)選八個(gè)部位以上的約束點(diǎn)。通過加載纏繞線的負(fù)荷量，能提高纏繞張力，增加約束力。優(yōu)選一邊觀察纏繞狀態(tài)，一邊調(diào)整負(fù)荷量。負(fù)荷量過小則相互的約束力變小，光纖的纏繞間距會(huì)由于伸長而發(fā)生變化。負(fù)荷量過強(qiáng)則變成將光纖自身從側(cè)面強(qiáng)力緊束，傳輸性下降。另外，為了使光纖的相互之間的位置不產(chǎn)生相對位移，可以在光纖之間夾設(shè)約束線狀體，使光纖與所夾設(shè)的線狀體一起地，或分別地交替穿過該光纖與所添加的線狀體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)地纏繞上述約束線狀體。利用該夾設(shè)物還能控制光纖的間距。光纖一般表現(xiàn)為剛直狀態(tài)，即使像上述那樣將其纏繞后用約束線狀體對其進(jìn)行約束，也會(huì)因伸縮而產(chǎn)生把纏繞解開的力，纏繞狀態(tài)容易變亂。因此，優(yōu)選光纖的殘余扭矩率為70%以下。更加優(yōu)選為50%以下，特別優(yōu)選為 30%以下。所謂“殘余扭矩率”是指，將10匝光纖解開后取出，在室溫下放置10分鐘，設(shè)該放置10分鐘后的匝數(shù)為N，用下列式子求得的值殘余扭矩率=100X(IO-N)/10(% )為了使殘余扭矩減少，優(yōu)選在將光纖纏繞之后對其進(jìn)行熱處理。通過熱處理能夠消除因光纖的纏繞產(chǎn)生的應(yīng)變，能夠減少殘余扭矩。通過減少殘余扭矩，形態(tài)穩(wěn)定化，反復(fù)伸縮變得容易，而且反復(fù)伸縮后也容易返回到原來的形態(tài)。由此，能夠防止因反復(fù)伸縮而引起的光纖的纏繞狀態(tài)變亂，提高使用性。熱處理的條件可以考慮光纖的殘余扭矩減少效果和光纖的透光性及伸縮性進(jìn)行設(shè)定。有效的溫度通過對殘余扭矩率、透光性、伸縮性進(jìn)行測定而確定。若在高溫下進(jìn)行長時(shí)間處理，則傳輸性下降，而且彈性體的伸縮性會(huì)受損。另一方面，若在低溫下進(jìn)行處理，則缺乏消除應(yīng)力的效果。優(yōu)選在40°C以上進(jìn)行熱處理。更加優(yōu)選在60°C以上，特別優(yōu)選在80°C以上。時(shí)間可以根據(jù)與溫度的關(guān)系任意設(shè)定。能夠通過在規(guī)定的溫度保持1秒以上、優(yōu)選10秒以上、更加優(yōu)選1分鐘以上，來實(shí)施穩(wěn)定的熱處理。由于在高溫下長時(shí)間保持則光纖的透過性會(huì)下降，所以優(yōu)選在透過性的下降在50%以下的范圍內(nèi)來設(shè)定熱處理時(shí)間。更加優(yōu)選在30%以下，特別優(yōu)選在10%以下。塑料光纖的情況下，優(yōu)選溫度在150°C以下。 更加優(yōu)選在120°C以下。在玻璃光纖的情況下，優(yōu)選溫度在200°C以下。此外，若在高溫下長時(shí)間保持，則收縮性也會(huì)下降。使用彈性長纖維作為彈性體的情況下，例如使用硅橡膠， 優(yōu)選在180°C以下；使用聚氨酯類彈性長纖維，優(yōu)選在150°C以下；使用天然橡膠類，優(yōu)選在 130°C以下。此外，使用在螺旋彈簧周圍進(jìn)行了編織之物作為彈性體的情況下，優(yōu)選使溫度在200°C以下。例如，作為彈性體使用聚氨酯彈性長纖維，作為光纖使用塑料光纖的情況下， 在80 100°C下處理5分鐘 15分鐘左右，能夠使傳輸性的下降幾乎為零，使殘余扭矩率在70%以下。使用玻璃制光纖的情況下，為了降低殘余扭矩率，要求更高的溫度。在這樣的情況下，通過使用耐熱性高的硅橡膠、螺旋彈簧作為彈性體，能夠在無損伸縮性、保持光纖的透過性的同時(shí)，減少殘余扭矩。對于本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線而言，也可以將光纖與彈性圓筒體粘接在一起。通常粘合劑缺乏伸縮性，如果整體覆蓋彈性圓筒體地涂敷粘合劑，則容易使彈性圓筒體失去伸縮性。為了防止該問題，具有如下方法使用具有彈性的聚氨酯等進(jìn)行粘接的方法；僅使光纖與彈性圓筒體的接觸面粘接等的方法。優(yōu)選光纖沿同一方向以恒定間距纏繞。如果間距在長度方向上不均勻，則光纖的彎曲率不均勻，而使光纖的傳輸性下降。而且，伸縮時(shí)，變形容易集中于一處，容易產(chǎn)生光纖拉斷的部分和折彎的部分。優(yōu)選由所纏繞的光纖的間距P(mm)及纏繞直徑D(mm)以下式表達(dá)的光纖的彎曲直徑R(mm)在極限彎曲直徑Re以上，在伸長范圍內(nèi)的任何伸長量時(shí)都不超出50 > R > Re的范圍。圖5是用于說明本發(fā)明中的彎曲直徑的圖。圖5中，A是本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線的示意圖，B是將該纜線在長度方向切開并展開后的圖。從這些圖可以看出，彎曲直徑R是考慮了光纖的纏繞角度θ之后的纏繞直徑。若R超過50mm，則外徑過大，而且伸縮性容易受損。優(yōu)選在30mm以下，更加優(yōu)選在 20mm以下，特別優(yōu)選在IOmm以下。優(yōu)選彎曲直徑R的下限在光纖的極限彎曲直徑Re以上。更加優(yōu)選在2Re以上，特別優(yōu)選在3Re以上。另外，光纖的極限彎曲直徑Re的求法將在后面敘述。優(yōu)選本發(fā)明的伸縮性光傳輸纜線在到伸長極限為止的任意伸長時(shí)，R均在Re以上。更加優(yōu)選在2Re以上，特別優(yōu)選在3Re以上。優(yōu)選即使反復(fù)伸長也不超出該范圍。若超出該范圍，則傳輸性下降，或者伸縮性喪失。另外，本發(fā)明所說的伸長極限是指伸長恢復(fù)率不足80%的伸長率乘以0. 8所得的值。在松弛狀態(tài)下，觀察任意5個(gè)部位以上的纏繞狀態(tài)而求得的平均彎曲直徑 Rave (mm)與偏差Rr (Rr = Rmax-Rmin)的關(guān)系優(yōu)選為0彡Rr彡Rave。在偏差超過了 Rave的情況下，由于反復(fù)伸長，間距的偏差擴(kuò)大，發(fā)生傳輸性不良和伸縮性不良。更加優(yōu)選在Rave 的1/2以下，特別優(yōu)選在Rave的1/3以下。優(yōu)選本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線中光纖的纏繞間距(P)為0.5mm 50mm。如果纏繞間距為0. 5mm以下，則由于被纏繞的光纖的長度過長，而使纜線的傳輸性下降。如果纏繞間距為50mm以上，則缺乏伸縮性。更加優(yōu)選纏繞間距為Imm 20mm，特別優(yōu)選纏繞間距為2mm IOmm0優(yōu)選光纖的纏繞直徑為Re 30mm。更加優(yōu)選為Re 20mm，特別優(yōu)選為Re 10mm。 如果纏繞直徑在30mm以上，則會(huì)使做出來的纜線的外徑過大，所以不優(yōu)選該情況。如果纏繞直徑在Re以下，則傳輸變得困難。優(yōu)選鄰近的光纖的間隔(圖1及圖2中的t及t’)為0.01mm 20mm，如果是后面將要敘述的那樣含有導(dǎo)體線的情況，則優(yōu)選包括導(dǎo)體線在內(nèi)相鄰近的傳輸線(光纖及/或?qū)w線)的間隔為0. Olmm 20mm。如果間隔小于0. 01mm，則有容易因伸縮而損傷光纖的外皮、傳輸性下降的危險(xiǎn)性。如果間隔在20mm以上，則缺乏伸縮性。更加優(yōu)選間隔為0. Imm 10mm，特別優(yōu)選間隔為0. Imm 5mm。光纖的間距、間隔及纏繞直徑在如上所述的范圍內(nèi)時(shí)，容易得到緊湊且伸縮性好的伸縮性光信號傳輸纜線，并且，反復(fù)伸縮時(shí)能夠維持彎曲直徑R在50 > R > Re的范圍內(nèi)， 容易得到適合于反復(fù)使用的伸縮性光信號傳輸纜線。 本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線也可以具有外部覆蓋層。通過具有外部覆蓋層， 能保護(hù)纜線不受物理刺激、化學(xué)刺激，從而提高耐久性。優(yōu)選外部覆蓋層由纖維或具有橡膠
12彈性的彈性樹脂形成。由纖維形成的覆蓋不易阻礙伸縮性，適合于要求柔軟伸縮性的用途。纖維可以使用導(dǎo)電性纖維或者絕緣纖維。如后面將要敘述的那樣并用導(dǎo)體線的情況，優(yōu)選使用絕緣性纖維。也可以使用導(dǎo)電性纖維作為外部屏蔽層或者靜電對策用。優(yōu)選防水性的絕緣纖維，因?yàn)槠渚哂蟹乐菇殡姵?shù)高的水浸入的效果。具體而言， 能使用氟纖維、聚丙烯纖維等防水性的絕緣纖維，也可以對聚酯纖維、尼龍纖維進(jìn)行防水加工來使用。防水加工劑能從公知的加工劑中任意選擇。具體而言，例如有氟類、硅類的防水
加工劑等。此外，還能夠進(jìn)行阻燃加工。在對外部覆蓋用的聚酯或者尼龍進(jìn)行染色時(shí)能夠用溴類、磷酸酯類的加工劑(不限定于本劑)進(jìn)行阻燃加工。既能夠?qū)w維進(jìn)行阻燃加工，也能夠?qū)ι炜s性光信號傳輸纜線進(jìn)行阻燃加工。優(yōu)選對所使用的纖維預(yù)先進(jìn)行阻燃加工。纖維能使用復(fù)絲、單絲、或紗。優(yōu)選復(fù)絲，因?yàn)槠涓采w性好，也不易產(chǎn)生絨毛。纖維能結(jié)合伸縮傳輸纜線的用途、設(shè)想的使用條件，從公知的纖維中任意選擇。纖維可以直接使用生絲，從外觀性、防止劣化的角度而言，纖維也可以使用紡染紗線、色織紗。 能利用精加工謀求柔軟性、摩擦性的提高。而且，通過實(shí)行阻燃加工、防油加工、防污加工、 抗菌加工、抑菌加工及除臭加工等公知的纖維的加工，還能夠提高實(shí)際應(yīng)用時(shí)的實(shí)用性。作為兼?zhèn)淠蜔嵝耘c耐磨耗性的纖維，可列舉出芳香族聚酰胺纖維、聚砜纖維及氟纖維。從耐火性的角度而言，能列舉出玻璃纖維、耐火化丙烯腈類纖維、氟纖維、偏氯綸纖維、及芳香族聚酰胺纖維等。從耐磨耗性、強(qiáng)度的角度而言，可附加高強(qiáng)力聚乙烯纖維及聚酮纖維。從成本和耐熱性的角度而言，有聚酯纖維、尼龍纖維、及丙烯腈類纖維。除此之外， 賦予了阻燃性的阻燃聚酯纖維、阻燃尼龍纖維及阻燃丙烯腈類纖維(改性聚丙烯腈纖維) 等也比較合適。對于由摩擦熱引起的局部劣化的情況而言，優(yōu)選使用非熔融纖維。作為非熔融纖維的例子，能列舉出芳香族聚酰胺纖維、聚砜纖維、棉紗、人造纖維、銅氨纖維、毛織品、 絲織品及丙烯腈類纖維。如果重視強(qiáng)度，則例如有高強(qiáng)力聚乙烯纖維、芳香族聚酰胺纖維及聚苯硫醚纖維。如果重視摩擦性，則例如有氟纖維、尼龍纖維及聚酯纖維。如果重視外觀性，則也可使用顯色好的丙烯腈類纖維。此外，如果重視人接觸時(shí)的觸感，則可以使用銅氨纖維、醋酸纖維、棉紗及人造纖維等的纖維素類的纖維、絲織品或纖度細(xì)的合成纖維。由彈性樹脂形成的覆蓋、或由橡膠管形成的覆蓋能有效用于存在液體進(jìn)入內(nèi)部的危險(xiǎn)性的用途中。彈性樹脂能從各種各樣的彈性絕緣樹脂中任意選擇?？梢钥紤]伸縮性光傳輸纜線的用途及與其同時(shí)使用的其他的纖維之間的契合程度，來進(jìn)行選擇。作為應(yīng)該考慮的性能，例如可列舉出傳輸性、伸縮性、耐磨耗性、耐熱性及耐化學(xué)性等。作為伸縮性優(yōu)良的彈性樹脂，例如可列舉出所謂的天然橡膠類的彈性樹脂、丁苯類的彈性樹脂、硅類彈性樹脂。作為耐磨耗性、耐熱性、耐化學(xué)性優(yōu)良的彈性樹脂，例如可列舉出合成橡膠類彈性體，優(yōu)選氟類橡膠、硅類橡膠、乙烯·丙烯類橡膠、氯丁二烯類橡膠及丁基類橡膠。外部覆蓋層還能夠由纖維的編織物同彈性樹脂組合而成。
雖然伸縮傳輸纜線多數(shù)情況下是希望以較小的力使其伸縮，但是只利用彈性樹脂進(jìn)行覆蓋時(shí)，有彈性樹脂的厚度變厚的趨勢，使伸縮傳輸纜線伸縮的力容易變大。像這樣的情況，通過將厚度較薄的彈性樹脂與絕緣纖維的編織物進(jìn)行組合，能夠兼顧覆蓋性與伸縮性。作為彈性樹脂也可以用所謂的橡膠管進(jìn)行覆蓋。由于橡膠管一般而言摩擦性較差，所以為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，也可以在其外部進(jìn)一步覆蓋纖維。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線也可以屏蔽。屏蔽是為了防止電磁波的放射及浸入之目的而使用的。為此，在并用導(dǎo)體線的情況下優(yōu)選使用屏蔽。屏蔽的方法能通過如下方式得到利用具有導(dǎo)電性的有機(jī)纖維、或?qū)щ娦粤己玫慕饘偌?xì)線進(jìn)行編織；纏繞導(dǎo)電性好的帶狀物(例如鋁箔)等。將光纖纏繞在彈性圓筒體周圍后，利用纖維構(gòu)成覆蓋層，并在該覆蓋層的外周形成屏蔽層。屏蔽層能通過編織具有導(dǎo)電性的有機(jī)纖維、或?qū)щ娦粤己玫慕饘偌?xì)線、或兩者的組合而得到。從保護(hù)屏蔽層的目的而言，優(yōu)選在屏蔽層的外部形成外部覆蓋層。具有導(dǎo)電性的有機(jī)纖維是指電阻率是1 Ω 以下的有機(jī)纖維。例如能列舉出鍍金屬纖維、填充了導(dǎo)電性填料的纖維。更具體而言，例如鍍銀纖維等。為了防止過度伸長引起的光纖斷線，優(yōu)選本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線含有1 根以上的全長比光纖(光纖全長Lq)短的抗伸長線狀體(抗伸長線狀體全長Lk)。而且， 優(yōu)選以抗伸長線狀體伸長到100X (L0-Lk)/Lk[% ]時(shí)的抗伸長線狀體的合計(jì)斷裂強(qiáng)度在 IOOOOcN以上的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如在數(shù)kg的電子設(shè)備上連接了本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線的狀態(tài)下，電子設(shè)備失誤掉下的情況下，會(huì)有急劇的負(fù)荷加在纜線上。即使在這種情況下，通過如上所述那樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠防止過大的負(fù)荷殃及光纖，能夠防止伸縮性光信號傳輸纜線的傳輸性下降、伸縮性下降。比光纖短的抗伸長線狀體可以采用下述方法中的任意一種方法來包含于本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線中以比光纖的纏繞角度小的纏繞角度進(jìn)行外部覆蓋，或者，以比光纖小的纏繞角度將抗伸長線狀體纏繞在芯部的彈性圓筒體上，或者在纏繞光纖時(shí)使抗伸長線狀體沿著伸長了的芯部的彈性圓筒體插入。此外，通過選定上述方法中的條件，能夠?qū)⒖股扉L線狀體設(shè)定為比光纖短。例如，在設(shè)計(jì)纏繞的情況下，間距間隔為假想三角形的底邊，纏繞直徑乘以圓周率得到的值為假想三角形的高，該假想三角形的斜邊為一個(gè)假想三角形單位的光纖長度。能夠通過設(shè)計(jì)使得被纏繞的光纖的假想三角形的斜邊比被纏繞的抗伸長線狀體的斜邊短預(yù)定目標(biāo)以上的長度，來實(shí)現(xiàn)將抗伸長線狀體設(shè)定為比光纖短。此外，使抗伸長線狀體沿著伸長后的芯部的彈性圓筒體延伸可以通過如下方法實(shí)現(xiàn)使伸長率為1.1倍以上，不纏繞抗伸長線狀體而使其沿伸長后的芯部延伸，在其周圍纏繞光纖。抗伸長線狀體沿芯部的彈性圓筒體延伸的情況下，為了以較少的根數(shù)實(shí)現(xiàn)斷裂負(fù)荷量，優(yōu)選使用高強(qiáng)度纖維?？梢粤信e芳香族聚酰胺纖維、聚酮纖維、PPS纖維、高強(qiáng)度PE纖維、高強(qiáng)度PP纖維等。在通過控制纏繞角度來配置抗伸長線狀體的情況下，可以兼顧外部覆蓋，還可以通過使用多根抗伸長線狀體，使總計(jì)斷裂強(qiáng)度在lOOOOcN以上。除了高強(qiáng)度纖維之外，可以
1使用聚酯纖維、尼龍纖維、丙烯腈類纖維、人造纖維、銅氨纖維、聚乳酸(f ·；，々卜α > ) 纖維、棉紗、絲織品等公知的纖維。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線除了光纖之外還可以配置導(dǎo)體線。優(yōu)選每米的松弛狀態(tài)下的伸縮性光信號傳輸纜線中，導(dǎo)體線的電阻為ΙΟΟΩ/m以下。更加優(yōu)選為ΙΟΩ/m以下。特別優(yōu)選為5Ω/πι以下。優(yōu)選本發(fā)明中使用的導(dǎo)體線是由導(dǎo)電性好的物質(zhì)構(gòu)成的細(xì)線的集合線。因?yàn)榻饘偌?xì)線的集合線柔軟、不容易斷線，所以有助于提高伸縮性光信號傳輸纜線的伸縮性、耐久性。雖然也能單獨(dú)使用細(xì)線作為構(gòu)成信號線的導(dǎo)體線，但是電阻變大時(shí)，會(huì)降低信號線的傳輸性。因此，優(yōu)選集合2根以上的細(xì)線作為一根導(dǎo)體線使用。集合根數(shù)沒有上限，能結(jié)合柔軟性、電阻來任意地決定集合根數(shù)。因?yàn)樵黾蛹细鶖?shù)時(shí)會(huì)降低生產(chǎn)率，所以優(yōu)選 10000根以下。更加優(yōu)選1000根以下。導(dǎo)電性好的物質(zhì)是指電阻率為1Χ10_4Ω · cm以下的導(dǎo)電體。更加優(yōu)選電阻率為1Χ10_5Ω · cm以下的金屬。作為具體的例子能列舉出常說的銅(電阻率是 0. 2Χ10_5Ω · cm)、及鋁(電阻率是 0. 3 X IO"5 Ω · cm)等。優(yōu)選價(jià)格比較便宜、電阻低、且容易細(xì)線化的銅線。因?yàn)殇X線較輕，所以繼銅線之后優(yōu)選鋁線。銅線常見的有軟銅線或錫銅合金線，也能使用鍍有提高了強(qiáng)度的強(qiáng)力銅合金(例如，在無氧銅中添加鐵、磷及銦等的銅合金)、錫、金、銀或鉬等來防止氧化的銅線、及為了提高電信號的傳輸特性而利用金之外的其他的元素進(jìn)行表面處理的銅線等，但不限于此。優(yōu)選構(gòu)成導(dǎo)體線的細(xì)線的單線直徑為0. Imm以下，更加優(yōu)選0. 08mm以下，特別優(yōu)選0.05mm以下。通過細(xì)線化能提高柔軟性。而且，對于高頻特有的集膚效應(yīng)(skin effect) 而言，利用細(xì)線化還能夠增加表面積提高傳輸性。如果細(xì)線過細(xì)則加工時(shí)容易斷線，所以優(yōu)選0. Olmm以上。為了使細(xì)線集合，公知有各種各樣的方法，在本發(fā)明中可以利用公知的任何方法使細(xì)線集合。但是，只是一根根獨(dú)立的聚到一起不容易纏繞，所以優(yōu)選采用擰線。另外，為了發(fā)揮可彎曲性，也能使用利用絕緣纖維纏繞集合線的方法。優(yōu)選本發(fā)明中使用的導(dǎo)體線以各細(xì)線為單位絕緣或以整個(gè)導(dǎo)體線為單位絕緣。絕緣層的厚度、種類根據(jù)伸縮性光信號傳輸纜線的用途而任意地設(shè)計(jì)。絕緣材料結(jié)合絕緣性、傳輸性及柔軟性來選擇。絕緣材料能從公知的絕緣材料中任意選擇。從傳輸性的角度而言，優(yōu)選介電常數(shù)低的材質(zhì)，例如氟類及聚烯烴類等的絕緣材料。從柔軟性的角度而言，能列舉出氯乙烯類及橡膠類等的絕緣材料。還能使用含有空氣的絕緣材料。為了得到含有空氣的絕緣材料，也能使用發(fā)泡了的上述絕緣材料。空氣的介電常數(shù)低，具有降低介電常數(shù)的效果。也能通過利用絕緣性的纖維的集合體覆蓋導(dǎo)體線，來形成含有空氣的絕緣層。絕緣性的纖維沒有特別限定，作為價(jià)格便宜、強(qiáng)度高、操作性優(yōu)良的絕緣性的纖維，例如可列舉出聚酯纖維及尼龍纖維。為了提高傳輸性，也能使用介電常數(shù)低的氟纖維、聚丙烯纖維。為了不易受到水分的影響，還能使用進(jìn)行了防水加工的纖維。優(yōu)選本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線的光纖及導(dǎo)體線各自之間能夠保有空氣?？諝饩哂薪^緣性，是介電常數(shù)低的介質(zhì)，具有提高傳輸性的效果。為了使光纖及導(dǎo)體線各自之間保有空氣，能夠在光纖及導(dǎo)體線各自之間夾設(shè)由絕緣纖維構(gòu)成的線狀體，能夠在光纖及導(dǎo)體線各自之間夾設(shè)中空軟管，還能利用發(fā)泡性的樹脂覆蓋光纖及導(dǎo)體線整體。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線優(yōu)選采用在達(dá)到伸長極限之前的任意的伸長時(shí)光信號的傳輸損耗都在20dB/m以下。超出該范圍，則信號傳輸變低、信號傳輸變得困難。更加優(yōu)選傳輸損耗在10dB/m以下。更優(yōu)選在6dB/m以下。特別優(yōu)選在3dB/m以下。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線中作為信號線使用的光纖優(yōu)選極限彎曲直徑小的光纖。更加優(yōu)選柔軟且不易斷裂的光纖。作為這樣的例子，在玻璃光纖中可以舉出多孔型光纖，在塑料光纖中可以舉出多芯型光纖。此外，也可以使用通過芯部和網(wǎng)格的材質(zhì)使極限彎曲直徑變小，或者提高了耐變形性的光纖。優(yōu)選本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線為伸長恢復(fù)率高的纜線。伸長20%之后的恢復(fù)率(伸長20%恢復(fù)率)優(yōu)選為80%以上。伸長20%之后不能恢復(fù)80%以上的纜線缺乏形態(tài)變形隨動(dòng)性。更加優(yōu)選伸長30%之后能恢復(fù)80%以上的纜線。特別優(yōu)選伸長40%之后能恢復(fù)80%以上的纜線。對本發(fā)明伸縮性光信號傳輸纜線而言，優(yōu)選容易伸長的伸縮性光信號傳輸纜線。 優(yōu)選伸長20%時(shí)的負(fù)荷量小于5000cN。更加優(yōu)選伸長20%時(shí)的負(fù)荷量小于2000cN，更進(jìn)一步優(yōu)選伸長20%時(shí)的負(fù)荷量在IOOOcN以下。特別優(yōu)選伸長20%時(shí)的負(fù)荷量在500cN以下。不優(yōu)選伸長20%時(shí)的負(fù)荷量為5000cN以上的情況，因?yàn)樵谠撉闆r下，使纜線伸長時(shí)需要大的負(fù)荷。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線優(yōu)選為如下纜線即使使用時(shí)的規(guī)定伸長反復(fù)進(jìn)行1萬次以上、優(yōu)選10萬次以上、更加優(yōu)選20萬次以上，也不出現(xiàn)斷線、使纜線的傳輸性下降的情況。本發(fā)明提供一種耐反復(fù)拉伸、適合實(shí)際應(yīng)用的伸縮性光信號傳輸纜線。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線能通過如下方式制造利用具有使彈性圓筒體伸長的功能、將多根傳輸線并列纏繞在該彈性圓筒體周圍的功能、將約束線狀體沿與傳輸線的纏繞方向相反的方向進(jìn)行纏繞的功能的裝置，將至少1根以上的光纖纏繞在伸長狀態(tài)下的彈性圓筒體上，并且將約束線狀體沿與該光纖相反的方向纏繞在該光纖的外側(cè)。更加優(yōu)選的是將上述裝置的將約束線狀體沿與光纖的纏繞方向相反的方向進(jìn)行纏繞的功能，換為將約束線狀體交替穿過光纖的內(nèi)側(cè)(彈性圓筒體側(cè))與外側(cè)地進(jìn)行纏繞的功能，將1根以上的傳輸線并列纏繞，并且將約束線狀體沿與傳輸線相反的方向交替穿過1根以上的傳輸線的內(nèi)側(cè)與外側(cè)地進(jìn)行纏繞，而得到約束傳輸線的構(gòu)造。只要是具有上述功能的裝置就可以，對使用的裝置沒有特別限定。具有上述功能的主要機(jī)構(gòu)如下。(1)供給彈性圓筒體的機(jī)構(gòu)。(2)把持住彈性圓筒體，以恒定速度供給的機(jī)構(gòu)(優(yōu)選以非夾持狀態(tài)把持彈性圓筒體并以恒定速度供給的機(jī)構(gòu)，例如由將彈性圓筒體以8字繞線方式保持在具有多個(gè)V形槽的兩連輥的V形槽中進(jìn)行供給的機(jī)構(gòu))。(3)把持住彈性圓筒體，以恒定速度纏繞的機(jī)構(gòu)(優(yōu)選以非夾持狀態(tài)把持以恒定速度纏繞的機(jī)構(gòu)，例如由將彈性圓筒體以8字繞線方式保持在具有多個(gè)V形槽的兩連輥的V 形槽中進(jìn)行纏繞的機(jī)構(gòu)，或在具有V形槽的直徑很大的滾筒的V形槽上纏繞數(shù)次地進(jìn)行纏繞的機(jī)構(gòu))。(4)在彈性圓筒體的伸長狀態(tài)下，將至少含有1根以上的光纖的傳輸線并列纏繞在彈性圓筒體上的機(jī)構(gòu)(例如使纏繞有光纖或線狀體的繞線管沿被把持住的彈性圓筒體周圍旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)、使被把持住的彈性圓筒體旋轉(zhuǎn)來將光纖或者線狀體纏繞在彈性圓筒體周圍的機(jī)構(gòu)、或?qū)⒗p繞有光纖或線狀體的多個(gè)中空繞線管串連配置，然后在使彈性圓筒體穿過中空繞線管的中空部的同時(shí)，使中空繞線管旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu))。(5)在彈性圓筒體的伸長狀態(tài)下，將約束線狀體沿與光纖的纏繞方向相反的方向并列纏繞在彈性圓筒體上的機(jī)構(gòu)，特別優(yōu)選的是，在彈性圓筒體的伸長狀態(tài)下，將約束線狀體沿與光纖的纏繞方向相反的方向交替穿過光纖的內(nèi)側(cè)與外側(cè)地進(jìn)行纏繞的機(jī)構(gòu)(例如， 纏繞光纖的1根以上的繞線管和纏繞約束線狀體的1根以上的繞線管進(jìn)行前后的移動(dòng)或上下的移動(dòng)，互相沿相反的方向繞彈性圓筒體周圍旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu))。實(shí)施例以下，根據(jù)實(shí)施例及比較例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不限于如下的實(shí)施例。在本發(fā)明中所使用的評價(jià)方法如下。(1)伸縮性在伸縮性光信號傳輸纜線上以20cm為間隔做上印記。由手把持纜線的外側(cè)，拉伸纜線直至印記的位置為22cm為止，之后，使纜線松弛并測量其長度。利用下述的基準(zhǔn)來區(qū)別伸縮性，將能拉長到22cm，并且松弛后恢復(fù)為不足21cm的纜線(A)判斷為具有10%以上的伸縮性。A 能伸長到22cm，并且松弛后恢復(fù)為不足21cm的纜線。B 不能伸長到22cm，或能伸長到22cm，但即使松弛也不會(huì)恢復(fù)為不足21cm的纜線。(2)纏繞直徑纏繞光纖后，在松弛狀態(tài)下，利用游標(biāo)尺測量三個(gè)部位的纏繞外徑，取其平均值作為隊(duì)。另外，利用游標(biāo)尺測量光纖三個(gè)部位的外徑，取其平均值作為d，通過下式求出纏繞直徑D (mm)。D = D0-d(3)間距間隔對同一光纖的任意的間距的距離用規(guī)尺進(jìn)行測量，將間距間隔作為P(mm)。(4)彎曲直徑 R (mm)通過下式求出了彎曲直徑。R = ( V (P2+ (Ji D)2) / π(5)極限彎曲直徑(Re)將長度Im的光纖與光功率計(jì)(Photom 205AGraytechnos公司制造)連接，檢測彎曲前的光輸出，將該值作為基準(zhǔn)。接下來，在規(guī)定直徑的鐵芯上無間隙地纏繞10圈光纖并用塑料條帶固定，利用光功率計(jì)，測量與基準(zhǔn)對照的傳輸損耗。傳輸損耗不足3dB的情況下，將鐵芯換成細(xì)的，再次測量傳輸損耗。
鐵芯直徑在5mm以上的情況下以每次Imm的方式，2mm以上、不足5mm的情況下以每次0. 5mm的方式，不足2mm的情況下以每次0. 2mm的方式，由粗向細(xì)進(jìn)行更換，以顯示出 3dB 5dB的傳輸損耗的直徑，或者首次發(fā)生斷裂的直徑中較大一方的直徑作為De。以在該De上加上了光纖的直徑d所得的值作為Re。(6)伸長20%的負(fù)荷量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(溫度為20°C、相對濕度為65% )下將試樣靜置兩個(gè)小時(shí)以上，之后， 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下使用TENSILON通用材料試驗(yàn)機(jī)(日本艾安得株式會(huì)社制造)，以lOOmm/min 的拉伸速度拉伸把持長度為IOOmm的試樣，來求出伸長20%時(shí)的負(fù)荷量T20 (cN)。(7)伸長恢復(fù)性在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(溫度為20°C、相對濕度為65% )下將試樣靜置兩個(gè)小時(shí)以上，之后， 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下使用TENSILON通用材料試驗(yàn)機(jī)(日本艾安得株式會(huì)社制造)，以lOOmm/min 的拉伸速度拉伸把持長度為IOOmm的試樣，按規(guī)定的伸長率拉伸試樣后使之恢復(fù)，求出負(fù)荷量為零的距離(Amm 沒有伸長的位置到該恢復(fù)后位置的距離)并通過下式求出恢復(fù)率?；謴?fù)率(%) = [(100-A)/100] XlOO利用下述基準(zhǔn)判定恢復(fù)性。A 恢復(fù)率彡80%B :80%>恢復(fù)率彡 50%(:50%>恢復(fù)率。(8)伸長極限以每次增加10%的方式測量上述伸長恢復(fù)率，求出不足80%的伸長率(E80)，利用下式伸長極限=0.8XE80求出了伸長極限。(9)伸長30%時(shí)的評價(jià)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(溫度為20°C、相對濕度為65% )下將試樣靜置兩個(gè)小時(shí)以上，之后， 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下使用TENSILON通用材料試驗(yàn)機(jī)(日本艾安得株式會(huì)社制造)，以lOOmm/min 的拉伸速度拉伸把持長度為IOOmm的試樣，在伸長了 30%的時(shí)間點(diǎn)使其停止，采集了下面的數(shù)據(jù)。1)伸長時(shí)的纏繞直徑Dx (mm)利用游標(biāo)尺測量光纖的纏繞外徑，與上述O)同樣地求得了纏繞直徑。2)伸長時(shí)的間距I^(mm)用規(guī)尺測量了間距的距離。3)伸長時(shí)的彎曲直徑Rx(mm)利用纏繞直徑和間距，與同樣地求得了彎曲直徑。(10)耐反復(fù)伸縮性將圖6所示的De Mattia式試驗(yàn)機(jī)((株式會(huì)社)日本大榮科學(xué)精機(jī)制作所制造) 的夾盤部21與夾盤部22之間的距離設(shè)定為試樣20的長度20cm。預(yù)先將兩端安裝有連接器的50cm的試樣的中央部設(shè)置于夾盤部21和夾盤部22，測量間距距離并求出了間距距離的偏差1^1。接下來如圖6所示，在夾盤部21與夾盤部22的中間配置了直徑為1. 27cm的不銹鋼棒23。在該狀態(tài)下將兩端連接于光功率計(jì)(phOtOm205A、光源650nm)，測量了輸出P1。接下來，將夾盤部22的可移動(dòng)位置設(shè)定為試樣伸長時(shí)的^cm,在室溫下，按100次 /min的拉伸速度以拉伸初期時(shí)為伸長11%、最大拉伸時(shí)為伸長40%的伸縮方式反復(fù)進(jìn)行了 10萬次的伸縮之后，使其停在初期伸長位置，測量了輸出P2。接下來，拆下不銹鋼棒，測量了光纖的間距距離的偏差1^2。按照下述基準(zhǔn)評價(jià)了耐反復(fù)伸縮性。
權(quán)利要求
1.一種伸縮性光信號傳輸纜線，具有10%以上的伸縮性，且在松弛狀態(tài)下光傳輸損耗小于20dB/m，其特征在于，包括具有10%以上的伸縮性的彈性圓筒體和至少1根纏繞在該彈性圓筒體周圍的光纖，并且該光纖的彎曲直徑R大于等于極限彎曲直徑Re。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還包括沿與光纖相反的方向纏繞在光纖外側(cè)的約束線狀體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還包括交替穿過光纖的外側(cè)和內(nèi)側(cè)(彈性圓筒體側(cè))，且沿與光纖相反的方向纏繞的約束線狀體，彎曲直徑的偏差 Rr (Rr = Rmax-Rmin)滿足 彡 Rr 彡 Rave。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，光纖的殘余扭矩率為 70%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，在達(dá)到伸長極限之前的任意的伸長狀態(tài)下，Rmin > Re，且0彡Rr彡feive。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，光纖的纏繞直徑為 0. 5mm 30mm，光纖的纏繞間距為0. 5mm 50mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還包括至少1根導(dǎo)體線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，還纏繞有至少1根以上的導(dǎo)體線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，至少1根以上的光纖與至少1根以上的導(dǎo)體線呈同心圓狀纏繞。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，至少1根以上的光纖與至少1根以上的導(dǎo)體線位于同一圓周上且并列纏繞。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，在光纖的外周還具有由纖維構(gòu)成的外部覆蓋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，在光纖的外周還具有由具有橡膠彈性的樹脂構(gòu)成的外部覆蓋層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，包括1根以上的全長比光纖短的抗伸長線狀體，將該線狀體伸長到由下式所定義的值時(shí)的、該線狀體的總的斷裂強(qiáng)度為IOOOOcN以上100X (L0-Lk) /Lk (% ){式中，Ltl為光纖的全長，Lk為抗伸長線狀體的全長}。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮性光信號傳輸纜線，其特征在于，伸長20%時(shí)的負(fù)荷量小于5000cN，伸長20%時(shí)的恢復(fù)率為80%以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求2 14中任意一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線的制造方法，其特征在于，利用具有如下功能，即使彈性圓筒體伸長的功能、將多根傳輸線并列纏繞于該彈性圓筒體周圍的功能、將線狀體沿與傳輸線的纏繞方向相反的方向纏繞的功能的裝置，將至少1根以上的光纖纏繞于伸長狀態(tài)下的彈性圓筒體，將約束線狀體沿與該光纖相反的方向纏繞于該光纖的外側(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求3 15中任意一項(xiàng)所述的伸縮性光信號傳輸纜線的制造方法，其特征在于，利用具有如下功能，即使彈性圓筒體伸長的功能、將至少1根傳輸線和至少1根線狀體沿同一方向纏繞于該彈性圓筒體周圍的功能、將至少1根約束線狀體沿與上述方向相反的方向纏繞的功能的裝置，在使彈性圓筒體伸長了的狀態(tài)下，將至少1根光纖和至少1根線狀體沿同一方向纏繞于該彈性圓筒體周圍，進(jìn)一步地，將至少1根約束線狀體沿與該光纖相反的方向交替穿過1根或多根光纖的外側(cè)和內(nèi)側(cè)(彈性圓筒體側(cè))進(jìn)行纏繞。
全文摘要
本發(fā)明提供一種伸縮性光信號傳輸纜線，其具有10％以上的伸縮性，且在松弛狀態(tài)下光傳輸損耗小于20dB/m，其特征在于，包括具有10％以上的伸縮性的彈性圓筒體和至少1根纏繞在該彈性圓筒體周圍的光纖，并且該光纖的彎曲直徑R大于等于極限彎曲直徑Re。本發(fā)明的伸縮性光信號傳輸纜線，具有形態(tài)變形隨動(dòng)性，即使在伸縮時(shí)也能傳輸光信號，是能夠在反復(fù)伸縮的情況下使用的伸縮性光信號傳輸纜線。
文檔編號G02B6/46GK102265199SQ200980152580
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者巽俊二, 牧野廣行 申請人:旭化成纖維株式會(huì)社