特許 7507489 伸縮ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】伸縮ケーブル

(51)【国際特許分類】

   H01B 7/06 20060101AFI20240621BHJP

【ＦＩ】

H01B7/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021055171

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2022152407

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2022-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】592059448

【氏名又は名称】原田電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001542

【氏名又は名称】弁理士法人銀座マロニエ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 証英

【審査官】岩田 淳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１３３０６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１１０４９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１３０４７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２６１４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５３６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００５４５１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開平０４－１１１１０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－１１９８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２０７９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１７４６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６０６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３１１３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｂ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する平坦な形状の一本または横並びの複数本の導体と、
前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆と、
を具え、
前記一本または横並びの複数本の導体の各々は、導電性金属の裸の単線、撚り線もしくは編み線からなり、
前記伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する平坦な形状の導体は、円筒形または角筒形のコイル状の導体がそのコイルの直径方向に平坦に押し倒されたものであり、
前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆は、少なくとも裏側の面に粘着層を有していることを特徴とする伸縮ケーブル。

【請求項2】

前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆は、弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な絶縁樹脂製の二枚のフィルムまたは一枚のフィルムの幅方向の二つ折り部分が、前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在するように重ねられ、それら重ねられたフィルム間を溶着もしくは接着されることで平坦に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の伸縮ケーブル。

【請求項3】

前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆は、一本または横並びの複数本の導体が、弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な絶縁樹脂製の被覆材料にインサート成型されたものであることを特徴とする請求項１記載の伸縮ケーブル。

【請求項4】

前記伸縮ケーブルの少なくとも一端部は、前記一本または横並びの複数本の導体を接続対象に着脱可能に電気的に接続するための接続部を有していることを特徴とする請求項１記載の伸縮ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な伸縮ケ－ブルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

伸縮ケーブルとしては従来、例えば特許文献1記載のカールコードが知られている。このカールコードは、細い金属素線を複数本撚り合わせた導体の外周を全体的に絶縁被覆で覆って絶縁電線を構成し、その絶縁電線を、螺旋状に癖付けした後に加熱および冷却することで歪み取りし、その螺旋形状を維持し易いように螺旋形状を反転させることで伸縮、撓みおよび捩じり変形可能とされている。

【0003】

ところで伸縮ケーブルは、相対的な位置や向きが変化する接続対象の間、例えば心電信号等の生体信号を検出するために患者等の対象者の皮膚に装着された電極パッドと、その対象者が保持したホルター心電計等の計測機器との間を電気的に接続するために用いられる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１８２９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら上記のような場合に、伸縮ケーブルとしてカールコードを用いると、カールコードは螺旋形状をなしていて全体として太いため、対象者の体から離れている部分があるので、対象者の体動によって大きく変形され、あるいは対象者の衣服等に引っ掛かって、電極パッドや計測機器等の接続対象から外れたり、接続対象を本来の位置からずらしたり剥がしたりするという問題があり、電極パッドの間隔延長や配置数増加等のために接続対象間の距離を例えば数十ｃｍ以上に長くしたいような場合に、この問題は特に重大であった。

【0006】

そしてこの問題の解決のために、カールコードをベルト等で対象者の体に固定したりすると、カールコードが嵩張って対象者が動きづらくなるという新たな問題が生じることが判明した。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は上記従来技術の課題を有利に解決するものであり、この発明の伸縮ケーブルは、
伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する平坦な形状の一本または横並びの複数本の導体と、
前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆と、
を具え、
前記一本または横並びの複数本の導体の各々は、導電性金属の裸の単線、撚り線もしくは編み線からなり、
前記伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する平坦な形状の導体は、円筒形または角筒形のコイル状の導体がそのコイルの直径方向に平坦に押し倒されたもの倒れたものであり、
前記一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆は、少なくとも裏側の面に粘着層を有していることを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

この発明の伸縮ケーブルにあっては、伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する平坦な形状の一本または横並びの複数本の導体と、その導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆とを具えているので、伸縮ケーブルが全体として弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能なシート状をなしている。

【0009】

従って、この発明の伸縮ケーブルによれば、相対的な位置や向きが同一平面内で二次元的に、あるいは空間内で三次元的に変化する接続対象の間、例えば心電信号等の生体信号を検出する対象者の皮膚に装着された電極パッドとその対象者が所持したホルター心電計等の計測機器との間の電気的接続のために用いる場合でも、そのシート状の伸縮ケーブルが、ベルトや粘着層等で固定されて対象者の皮膚に沿って延在することができるため、対象者の体動があってもその体動に応じて弾性的に伸縮、撓みおよび／または捩じり変形してその対象者の皮膚に沿う位置を維持するので、接続対象から外れたり接続対象自体を本来の位置からずらしたり剥がしたり、対象者の体動を妨げたりするといった不具合を生じることなしに、接続対象間の接続を維持することができ、特に、電極パッドの間隔延長や配置数増加等のために接続対象間の距離を例えば数十ｃｍ以上に長くしたいような場合に有利である。しかも、粘着層を用いれば、当該伸縮ケーブルの絶縁被覆の裏側の面を対象者の皮膚等に固定することができるので、当該伸縮ケーブルをベルト等の装具で固定しなくても対象者の皮膚等に沿わせて延在させておくことができる。

【0010】

この発明の伸縮ケーブルにおいては、前記一本または横並びの複数本の導体の各々は、銅等の導電性金属の裸の単線、撚り線もしくは編組線からなるものであり、横並びの複数本の導体は、それらの導体を複数種類組み合わせて並べたものでもよい。

【0011】

また、この発明の伸縮ケーブルにおいては、前記伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する平坦な形状の導体は、円筒形または角筒形のコイル状の導体がそのコイルの直径方向に平坦に押し倒されたものであり、その導体は上記のように導電性金属の裸の単線、撚り線または編組線からなるものであるから、コイルの少なくとも一巻き毎に線同士で重なり接触してその接触位置で通電するので、導体の全長での電気抵抗を、導体がそのコイルの長さの直線状の場合に等しいほど低くすることができる。

【0012】

なお、前記少なくとも１本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆は、弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な二枚のフィルムまたは一枚のフィルムの幅方向の二つ折り部分を、一本または横並びの複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在するように重ね、それら重ねたフィルム間を加熱もしくは溶剤で溶着し、または接着剤で接着することで実質的に平坦な形状に形成したものでもよく、あるいは実質的に平坦な形状で延在する金型キャビティ内に一本または横並びの複数本の導体を位置決め配置し、その金型キャビティ内の導体の周囲に弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な絶縁樹脂製の溶融した被覆材料を注入してそれを硬化させることで導体をインサート成型したものでもよい。

【0013】

さらに、前記一本または複数本の導体を全体的に覆ってその導体に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆は、その平形の形状のうちの導体を覆う部分の両脇の部分に当該伸縮ケーブルの端部や中間部を電極パッドや計測機器等にネジで固定するためのネジ穴等の固定部を有していてもよい。

【0014】

そして、この発明の伸縮ケーブルの少なくとも一端部は、前記一本または横並びの複数本の導体を電極パッドや計測機器等に着脱可能に電気的に接続するための接続部を有していてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の伸縮ケーブルの一実施形態を、絶縁被覆の一部を切り欠いて示す斜視図である。

【図2】（ａ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルを面直方向（Ｚ軸方向）に撓み変形させた状態、（ｂ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルを面内方向（Ｙ軸方向）に撓み（横曲げ）変形させた状態、（ｃ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルをその延在方向軸（Ｘ軸）に沿って捩じり変形させた状態をそれぞれ示す斜視図である。

【図3】（ａ），（ｂ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルの端部の接続部の構成例をそれぞれ示す一部切り欠き斜視図である。

【図4】（ａ）～（ｄ）は、この発明の参考形態の伸縮ケーブルにおける導体をそれぞれ示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は本発明の伸縮ケーブルの一実施形態を、絶縁被覆の一部を切り欠いて示す斜視図であり、図２（ａ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルを面直方向（Ｚ軸方向）に撓み変形させた状態、図２（ｂ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルを面内方向（Ｙ軸方向）に撓み（横曲げ）変形させた状態、図２（ｃ）は、上記実施形態の伸縮ケーブルをその延在方向軸（Ｘ軸）に沿って捩じり変形させた状態をそれぞれ示す斜視図であり、図中符号１は伸縮ケーブルを示す。

【0017】

この実施形態の伸縮ケーブル１は、図１に示すように、伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する実質的に平坦な形状の横並びの二本の導体２と、その横並びの二本の導体２を全体的に覆ってその導体２に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆３と、を具えている。なお、この実施形態では導体２は二本とされているが、導体２の本数は一本でも三本以上でもよい。

【0018】

ここで、上記横並びの二本の導体２の各々は、信号を伝達できるものであれば足り、この実施形態では銅等の導電性金属の裸の単線からなるものとされている。また導体２の、上記伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在する実質的に平坦な形状は、この実施形態では円筒形のコイル状に巻いた導体２をそのコイルの直径方向に押し倒して形成したものである。

【0019】

導体２が、上述した導電性金属の裸の単線または後述する裸の撚り線や編組線からなる場合は、コイル状の導体２を押し倒して実質的に平坦に形成すれば、導体２を、伸縮、撓みおよび捩じり変形可能に延在させることができるのに加えて、コイルの少なくとも一巻き毎に線同士で重なり接触させてその接触位置で通電させることができるので、導体２の電気抵抗を、平坦に形成していない円筒形のコイル状の場合より低くすることができる。

【0020】

さらに、上記二本の導体２を全体的に覆ってそれらの導体２に沿って延在する弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な平形の絶縁被覆３は、この実施形態では弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な絶縁樹脂製の二枚のフィルム３ａ，３ｂを、横並びの二本の導体２を全体的に覆ってその導体２に沿って延在するように重ね、それら重ねたフィルム３ａ，３ｂ同士またはそれらと導体２とを加熱もしくは溶剤によって溶着し、もしくは接着剤で接着することで、実質的に平坦な形状に形成したものである。

【0021】

なお、絶縁被覆３は、上記二枚のフィルム３ａ，３ｂに代えて、弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な絶縁樹脂製の一枚のフィルムを幅方向に二つ折りにして、その二つ折り部分を、一本または横並びの複数本の導体２を全体的に覆ってその導体２に沿って延在するように重ね、それら重ねたフィルムの二つ折り部分間を加熱もしくは溶剤によって溶着し、または接着剤で接着することで、実質的に平坦な形状に形成してもよい。

【0022】

あるいは、絶縁被覆３は、実質的に平坦な形状で延在する図示しない金型キャビティ内に一本または横並びの複数本の導体２を位置決め配置し、その金型キャビティ内の導体２の周囲に弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な絶縁樹脂製の溶融した被覆材料を注入してそれを硬化させることで、導体２をインサート成型したものでもよい。

【0023】

このようにして形成したこの実施形態の伸縮ケーブル１は、全体として弾性的に伸縮、撓みおよび捩じり変形可能なシート状をなしているので、図１に示す直線的に延在する状態で弾性的に伸縮させることができるのに加えて、図１に示す直線的に延在する状態から弾性的に、図２（ａ）に示すように面直方向（平坦な形状の面に直角な方向であるＺ軸方向）に撓み変形させたり、図２（ｂ）に示すように面内方向（平坦な形状の面に平行な方向であるＹ軸方向）に撓み（横曲げ）変形させたり、図２（ｃ）に示すようにその延在方向軸（Ｘ軸）に沿って捩じり変形させたりすることができる。

【0024】

さらに、この実施形態の伸縮ケーブル１は、図１に示すようにその少なくとも一方の端部１ａに、上記二本の導体２の端部にそれぞれはんだ付け等で電気的に接続された導電性金属製の二枚の端子４を具えており、これらの端子４は、例えばプリント配線のように電気めっきによってフィルム３ｂ上に形成することができる。

【0025】

また、この実施形態の伸縮ケーブル１は、端子４を持つ端部１ａを除いて、図１に示すようにその絶縁被覆３の片面、図１では裏側の面全体に粘着層５を有しており、この粘着層５は、絶縁被覆３の片面への粘着剤の塗布あるいは両面粘着テープの貼付け等によって設けることができる。

【0026】

従って、この実施形態の伸縮ケーブル１によれば、相対的な位置や向きが同一平面内で二次元的に、あるいは空間内で三次元的に変化する接続対象の間、例えば心電信号等の生体信号を検出する対象者の皮膚に装着された電極パッドとその対象者が所持したホルター心電計等の計測機器との間の電気的接続のために用いる場合でも、そのシート状の伸縮ケーブル１が、粘着層５で対象者の皮膚に固定されてその皮膚に沿って延在することができるため、対象者の体動があってもその体動に応じて弾性的に伸縮、撓みおよび／または捩じり変形してその対象者の皮膚に沿う位置を維持するので、接続対象から外れたり接続対象自体を本来の位置からずらしたり剥がしたり、対象者の体動を妨げたりするといった不具合を生じることなしに長時間に亘って接続対象間の電気的接続を維持することができ、これにより、例えば対象者が所持した状態で数日間以上に亘る心電信号の連続的な計測および記録ができるホルター心電計等に好適に用いることができる。特に、より詳細な心電信号の計測等のために電極パッドの間隔延長や配置数増加等を行う場合に、電極パッド同士の間や電極パッドとホルター心電計との間の距離を、不都合なく例えば数十ｃｍ以上に長尺にすることができる。

【0027】

なお、粘着層５は、必要に応じて絶縁被覆３の表側の面にも設けることができ、その粘着層５を用いれば、導体２に接続する電気的素子、例えば伸縮ケーブル１の変形量を検出するひずみゲージや、その設置個所の皮膚等の温度を検出する熱電対や、その設置個所の伸縮ケーブル１への押圧力を検出するピエゾ素子等を、伸縮ケーブル１の長手方向の任意の位置に設けることができる。

【0028】

図３（ａ），（ｂ）は、上記実施形態の伸縮ケーブル１の端部１ａの接続部の構成例をそれぞれ示す一部切り欠き斜視図であり、図３（ａ）に示す例では、接続部として中継プラグ６を用い、この中継プラグ６は、絶縁樹脂製のプラグ本体６ａの一端に伸縮ケーブル１の端部１ａを抜き差し可能なスリットを設け、プラグ本体６ａ内にインサート成型した比較的厚い金属板からなる二本の金具６ｂの板バネ状に成形した基部をそのスリット内に露出させるとともにそれらの金具６ｂの先端部をプラグ本体６ａの他端から突出させて構成している。

【0029】

この中継プラグ６のプラグ本体６ａのスリットに伸縮ケーブル１の端部１ａを挿入すれば、その端部１ａの二枚の端子４に二本の金具６ｂの板バネ状の基部が圧接して通電するので、比較的厚い金属板からなる二本の金具６ｂの高強度の先端部を接続対象機器の対応するソケットに差し込むことで、伸縮ケーブル１の二本の導体２をその接続対象機器に電気的に確実に接続することができる。

【0030】

図３（ｂ）に示す例では、接続対象機器７の一部をなす絶縁樹脂基板７ａに埋設した図示しない二個のナットに伸縮ケーブル１の端部１ａの二枚の端子４を、そこに設けたネジ穴に貫通する小ネジ８でそれぞれ締着して接続部を構成しており、これらナットと小ネジ８を介することで、二枚の端子４を、絶縁樹脂基板７ａの表面に形成した二本の配線７ｂにそれぞれ電気的に確実に接続することができる。

【0031】

図４（ａ）～図４（ｄ）は、この発明の参考形態の伸縮ケーブル１における導体２をそれぞれ示す斜視図であり、図４（ａ）の参考形態では、導体２は導電性金属の裸の単線からなり、図示しないが伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な例えば平坦な蛇行状態で、絶縁被覆３の二枚のフィルム３ａ，３ｂに被覆されている。また、図４（ｃ）の参考形態では、導体２は樹脂被膜２ｂで絶縁被覆された導電性金属の単線２ａからなり、図示しないが伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な例えば平坦な蛇行状態で、絶縁被覆３の二枚のフィルム３ａ，３ｂに被覆されている。

【0032】

さらに、図４（ｂ）の参考形態では、導体２は導電性金属の裸の撚り線２ｃからなり、図示しないが伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な例えば平坦な蛇行状態で、絶縁被覆３の二枚のフィルム３ａ，３ｂに被覆されている。また、図４（ｄ）の参考形態では、導体２は樹脂被膜２ｅで絶縁被覆された導電性金属の撚り線２ｄからなり、図示しないが伸縮、撓みおよび捩じり変形可能な例えば平坦な蛇行状態で、絶縁被覆３の二枚のフィルム３ａ，３ｂに被覆されている。

【0033】

これら図４（ａ）～図４（ｄ）に示す参考形態の伸縮ケーブル１によっても、潰したコイル状の導体２による作用効果を除けば、先の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0034】

以上、図示の実施形態に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更できるものである。

【0035】

そしてこの発明の伸縮ケーブルは、対象者が所持した心電計とその対象者の皮膚に貼り付けた心電電極パッドとの間の電気的接続だけでなく、対象者が体に装着した作業補助ロボットや電動義肢等とその対象者の皮膚に貼り付けた筋電電極パッドとの間の電気的接続にも好適に用い得て、対象者の筋電信号で作業補助ロボットや電動義肢等を確実に制御することができる。

【産業上の利用可能性】

【0036】

かくしてこの発明の伸縮ケーブルによれば、相対的な位置や向きが同一平面内で二次元的に、あるいは空間内で三次元的に変化する接続対象の間、例えば心電信号等の生体信号を検出する対象者の皮膚に装着された電極パッドとその対象者が所持したホルター心電計等の計測機器との間の電気的接続のために用いる場合でも、そのシート状の伸縮ケーブルが、ベルトや粘着層等で固定されて対象者の皮膚に沿って延在することができるため、対象者の体動があってもその体動に応じて弾性的に伸縮、撓みおよび／または捩じり変形してその対象者の皮膚に沿う位置を維持するので、接続対象から外れたり接続対象自体を本来の位置からずらしたり剥がしたり、対象者の体動を妨げたりするといった不具合を生じることなしに、接続対象間の接続を維持することができ、特に、電極パッドの間隔延長や配置数増加等のために接続対象間の距離を例えば数十ｃｍ以上に長くしたいような場合に有利である。

【符号の説明】

【0037】

１ 伸縮ケーブル
１ａ 端部
２ 導体
２ａ 単線
２ｂ 樹脂被膜
２ｃ，２ｄ 撚り線
２ｅ 樹脂被膜
３ 絶縁被覆
３ａ，３ｂ フィルム
４ 端子
５ 粘着層
６ 中継プラグ
６ａ プラグ本体
６ｂ 金具
７ 接続対象機器
７ａ 絶縁樹脂基板
７ｂ 配線
８ 小ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】