CN107210096A - 同轴电缆和医疗用电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供不具有发泡绝缘层但具有能够发挥与该发泡绝缘层同样功能的新型绝缘层的同轴电缆以及使用该同轴电缆的医疗用电缆。同轴电缆(10)具有如下结构：在中心导体(1)的外周缠绕多根绝缘性捻线(2)或绝缘丝，所述绝缘性捻线(2)通过多根绝缘性的丝(2a)捻合而成，在所述绝缘性捻线(2)或所述绝缘丝上设置有用于在与所述绝缘性捻线(2)或所述绝缘丝之间形成空隙的被覆层(3)，在被覆层(3)的外周设置外部导体(4)和外套(5)。

Description

同轴电缆和医疗用电缆

技术领域

本发明涉及同轴电缆和医疗用电缆。

背景技术

医疗用电缆中，有探头电缆、导管电缆、内窥镜电缆等，各自使用同轴电缆作为信号线。作为这样的在医疗用电缆中内置的同轴电缆，以往已知在中心导体的外周具有通过发泡挤出被覆而形成的发泡绝缘层的同轴电缆(例如，参照专利文献1～2)。由于具有因发泡而形成的气泡，因而能够降低绝缘层的静电容量。

伴随着医疗机器的小型化，对于医疗用电缆要求细径化，相应地，同轴电缆也有细径化的倾向。

另一方面，在专利文献3中，虽不是医疗用电缆，但公开了由绝缘性部件包围线状的内部导体的周围，并由外部导体包围该绝缘性部件的周围而成的同轴电缆，其中的上述绝缘性部件包括以上述内部导体为中心捻合而成的绝缘性线缆。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-63369号公报

专利文献2：日本特开2010-212185号公报

专利文献3：日本特开2000-90753号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如果同轴电缆细径化，则会有导体无法耐受发泡时的压力而断线的危险。

此外，如果由于同轴电缆的细径化，使得发泡绝缘层的厚度接近通过发泡而形成的气泡的直径25～30μm程度，则在气泡形成部分，有挤出过程中的树脂间断而导致在导体上形成不存在发泡绝缘层的区域的危险。

这里，本发明的目的在于提供一种不具备发泡绝缘层但具备能够发挥与该发泡绝缘层同样功能的新型绝缘层的同轴电缆以及使用该同轴电缆的医疗用电缆。

用于解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明提供如下的同轴电缆和医疗用电缆。

[1]一种同轴电缆，其在中心导体的外周缠绕有多根绝缘性捻线或绝缘丝，上述绝缘性捻线是通过多根绝缘性的丝捻合而成，在上述绝缘性捻线或上述绝缘丝上设置有被覆层，用于在与上述绝缘性捻线或上述绝缘丝之间形成空隙，在上述被覆层的外周设置有外部导体和外套。

[2]如上述[1]所记载的同轴电缆，其中，多根上述绝缘性捻线或上述绝缘丝直接缠绕在上述中心导体上。

[3]如上述[1]或[2]所记载的同轴电缆，其中，上述被覆层为管状。

[4]如上述[1]～[3]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述被覆层通过将从氟树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)中选择的树脂进行挤出成型而形成。

[5]如上述[1]～[3]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述被覆层通过将带有热熔粘接层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)带、聚醚酰亚胺(PEI)带或聚酰亚胺(PI)带进行缠绕而形成。

[6]如上述[1]～[5]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述中心导体包含3根或7根裸线的捻线。

[7]如上述[1]～[6]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述中心导体是42～50AWG。

[8]如上述[1]～[7]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述绝缘性捻线由2根或3根上述丝捻合而成。

[9]如上述[1]～[8]中任一项所记载的同轴电缆，其中，构成上述绝缘性捻线的上述丝是包含氟树脂的长丝。

[10]如上述[1]～[9]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述绝缘丝的截面为非正圆形。

[11]如上述[10]所记载的同轴电缆，其中，上述非正圆形是多边形或椭圆形。

[12]如上述[1]～[11]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述绝缘性捻线或上述绝缘丝在上述中心导体的外周缠绕3～8根。

[13]如上述[1]～[12]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述中心导体是捻线，上述绝缘性捻线以与上述中心导体的捻绞方向相反的方向缠绕在上述中心导体上。

[14]如上述[1]～[12]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述中心导体是捻线，上述绝缘丝以与上述中心导体的捻绞方向相反的方向缠绕在上述中心导体上。

[15]如上述[1]～[3]、[5]中任一项所记载的同轴电缆，其中，上述被覆层是通过将带进行缠绕而形成的，上述带以与上述绝缘性捻线或上述绝缘丝的缠绕方向相反的方向进行缠绕。

[16]一种医疗用电缆，具有电缆芯线，上述电缆芯线具备1根以上的上述[1]～[15]中任一项所记载的同轴电缆。

发明的效果

根据本发明，提供一种不具有发泡绝缘层但具备能够发挥与该发泡绝缘层同样功能的新型绝缘层的同轴电缆、以及使用该同轴电缆的医疗用电缆。

附图说明

图1是显示本发明第1实施方式所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图2是显示本发明第2实施方式所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图3是显示本发明第2实施方式的变形例所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图4A是显示本发明第2实施方式中的绝缘丝形状的变形例的横截面图。

图4B是显示本发明第2实施方式中的绝缘丝形状的变形例的横截面图。

图4C是显示本发明第2实施方式中的绝缘丝形状的变形例的横截面图。

图4D是显示本发明第2实施方式中的绝缘丝形状的变形例的横截面图。

图5是显示本发明第2实施方式的变形例所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图6是显示本发明的实施方式所涉及的医疗用电缆的结构的横截面图。

具体实施方式

〔同轴电缆〕

(第1实施方式)

图1是显示本发明第1实施方式所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图1中所示的本发明第1实施方式所涉及的同轴电缆10具有在中心导体1的外周缠绕有多根绝缘性捻线2的结构，绝缘性捻线2由多根绝缘性的丝2a捻合而成。

同轴电缆10在缠绕于中心导体1的外周的多根绝缘性捻线2上具备具有绝缘性的被覆层3，在被覆层3的外周设置有包含外部导体4的层，进而在其外周被覆有外套5。被覆层3是为了在与绝缘性捻线2之间形成空隙而设置的层。

中心导体1可以由单线构成，但从提高与绝缘性捻线2之间的空隙率观点出发，优选包含将多根裸线1a捻合而成的捻线。进行捻合的裸线1a的根数没有特别限定，从提高与绝缘性捻线2之间的空隙率的观点出发，优选为3根或7根。图1中，捻合了7根裸线1a。

中心导体1例如包含铜合金。也可以施加镀银等镀敷。中心导体1优选为细径，具体而言，优选为42～50AWG(美国线规，American Wire Gauge)，更优选为46～50AWG，进一步优选为48～50AWG。由于直径越细，则通过以往方式进行挤出时发泡绝缘被覆层的成型越困难，因而直径越细，本申请发明的价值就越高。

绝缘性捻线2是由多根绝缘性的丝2a捻合而成的。与后述的使用1根绝缘丝的情形(第2实施方式)相比，能够更加提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率，因而更优选本实施方式。进行捻合的绝缘性的丝2a的根数没有特别限定，但从提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率的观点出发，优选为2根或3根。图1中，捻合了3根绝缘性的丝2a。绝缘性捻线2的直径优选为30～100μm。

构成绝缘性捻线2的绝缘性的丝2a，例如为包含氟树脂的长丝。作为氟树脂，合适的是例如四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)(例如，郡是(グンゼ)制的商品名FFY)。可以是单丝，也可以是复丝，从维持捻线2的形状并保持层间空隙的观点出发，优选为单丝。绝缘性的丝2a的横截面形状没有特别限定，可以使用各种形状。

从提高中心导体1紧上方的空隙率的角度考虑，多根绝缘性捻线2优选如图1所示那样直接缠绕在中心导体1上，从提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率的观点出发，绝缘性捻线2优选在中心导体1的外周缠绕3～8根。图1中，缠绕了8根绝缘性捻线2。

在缠绕了绝缘性捻线2之后，还可以在其外周进一步以反方向缠绕绝缘性捻线2。

在中心导体1为捻线的情形下，绝缘性捻线2优选以与中心导体1的裸线1a的捻绞方向相反的方向缠绕在中心导体1上。即，优选使捻绞方向或缠绕方向交替地成为相反方向，避免相同方向的捻绞方向或缠绕方向连续。此外，绝缘性的丝2a的捻绞方向可以是任意方向，但从提高空隙率的角度考虑，更优选为与中心导体1的裸线1a的捻绞方向相反的方向。

被覆层3为管状，例如通过将从氟树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)中选择的树脂进行挤出成型来形成。作为氟树脂，合适的是例如四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)。通过挤出被覆形成的被覆层3的厚度优选为8～30μm。

被覆层3还可以是通过将带有热熔粘接层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)带、聚醚酰亚胺(PEI)带或聚酰亚胺(PI)带进行缠绕来形成的层。所谓热熔粘接层是包含能够通过加热压接进行粘接的热熔粘接剂的层。带优选以具有重叠(ラップ)的部分的方式缠绕，优选以与紧下方的绝缘性捻线2的缠绕方向相反的方向进行缠绕。热熔粘接层的厚度例如为例如0.5～2μm，由各基材形成的带的厚度例如为2～6μm。

为了避免被覆层3向内侧凹陷而压坏与绝缘性捻线2之间的空隙，被覆层3的材料优选为较硬的材料。

基于在与被覆层3相比靠近中心导体1侧存在的空隙(主要为绝缘性捻线2与中心导体1、与被覆层3之间的空隙)的、电缆横截面积中的空隙率，优选为30～60％，更优选为40～55％。空隙率例如可以由以下方法来测定。

<空隙率的测定方法>

将包含中心导体、绝缘性捻线、被覆层的电缆半成品配置在例如环氧树脂等热固性树脂中，进行固化，然后，用磨粒等来研磨横截面。基于研磨后的横截面的图像，测量中心导体、绝缘性捻线和被覆层的面积。该合计面积与以被覆层外径(电缆半成品的外径)为直径的圆的面积之差就是空隙的面积。相对于以被覆层外径为直径的圆的面积，计算空隙面积所占的比例，从而求出空隙率。

外部导体4例如为镀锡铜线、镀锡铜合金线、镀银铜线、镀银铜合金线。将多根(例如30根～60根)该外部导体4以预定间距螺旋状地缠绕到被覆层3的外周。在通过将带进行缠绕来形成被覆层3时，以与被覆层3的缠绕方向相反的方向进行缠绕。

外套5可以通过卷绕PET带或着挤出被覆ETFE、FEP、PFA等来设置。

(第2实施方式)

图2是显示本发明第2实施方式所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图2中所示的本发明第2实施方式所涉及的同轴电缆20具有在中心导体1的外周缠绕有多根绝缘丝22的结构。第2实施方式所涉及的同轴电缆20中，将绝缘丝22缠绕于中心导体1的外周以代替绝缘性捻线2，仅这一点与第1实施方式所涉及的同轴电缆10不同。因此，省略共通部分的说明。

绝缘丝22的横截面为非正圆形。图2中所使用的绝缘丝22的截面为四边形，但也可以是四边形以外的多边形，也可以是图3中所示的第2实施方式的变形例所涉及的同轴电缆30所具有那样的截面椭圆形的绝缘丝32。椭圆形的形状优选是短径相对于长径短20％以上的椭圆形，更优选短径相对于长径短30％以上的椭圆形。

此外，绝缘丝22、32的截面形状还可以是具有凹陷部分的多边形、具有凹陷部分的椭圆形。进而，绝缘丝22、32的截面形状还可以如图4A～D所示的C形(图4A)、十字形(图4B)、中空形(图4C)、放射状的三角形状(图4D)。从提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率的观点出发，优选三角形、四边形、五边形、椭圆形。以下的说明中，以绝缘丝22为例进行说明，绝缘丝32、其他的变形例也是同样的。

绝缘丝22优选具有在中心导体1上缠绕绝缘丝22时的厚度成为30～100μm那样的厚度。

绝缘丝22与上述的构成绝缘性捻线2的绝缘性的丝2a同样地，优选使用例如包含氟树脂的长丝。关于氟树脂和长丝如上所述。

从提高中心导体1的紧上方的空隙率的角度考虑，绝缘丝22优选如图2所示那样直接缠绕在中心导体1上。从提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率的观点出发，优选在中心导体1的外周缠绕3～8根绝缘丝22。图2中，缠绕了8根绝缘丝22。

此外，横截面为非正圆形的绝缘丝22优选实施反向捻绞(捻り返し)来进行缠绕。通过这样，可以提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率。

在缠绕了绝缘丝22之后，还可以在其外周进一步以反方向缠绕绝缘丝22。由此，能够在由内侧(中心导体1侧)的绝缘丝22构成的层与由外侧(被覆层3侧)的绝缘丝22构成的层之间设置空隙。

在中心导体1为捻线的情形下，绝缘丝22优选以与中心导体1的裸线1a的捻绞方向相反的方向缠绕在中心导体1上。即，优选使捻绞方向或缠绕方向交替地成为相反方向，避免相同方向的捻绞方向或缠绕方向连续。

在是通过将带进行缠绕来形成被覆层3的情形下，以与在紧下方的绝缘丝22的缠绕方向相反的方向缠绕带。

图5是显示本发明第2实施方式的变形例所涉及的同轴电缆的结构的横截面图。

图5中所示的本发明第2实施方式的变形例所涉及的同轴电缆40，使用截面为圆形的绝缘丝42来替代截面为四边形的绝缘丝22，仅在这一点上与第2实施方式所涉及的同轴电缆20不同。

从提高与中心导体1之间、与被覆层3之间的空隙率的观点出发，与截面为圆形的绝缘丝42相比，更优选上述的截面为非正圆形的绝缘丝22。

基于在与被覆层3相比靠近中心导体1侧存在的空隙(主要为绝缘丝22与中心导体1、绝缘丝22与被覆层3之间的空隙)的、电缆横截面积中的空隙率，优选为30～60％，更优选为40～55％。空隙率可以通过例如上述的方法来测定。

上述本发明的实施方式所涉及的同轴电缆适合于作为内置在医疗用电缆中的同轴电缆，也可以适用于其他电缆。

〔医疗用电缆〕

本发明的实施方式所涉及的医疗用电缆具有电缆芯线，该电缆芯线具有1根以上的上述本发明的实施方式所涉及的同轴电缆。

图6是显示本发明的实施方式所涉及的医疗用电缆之一的探头电缆的结构的横截面图。

将多根上述本发明的实施方式所涉及的同轴电缆(例如第1实施方式所涉及的同轴电缆10)束在一起(也可以捻合成束)，制成同轴电缆组101，将多根该同轴电缆组101(图6中为7根)用由PTFE(聚四氟乙烯)等构成的捆绑带102束在一起作为电缆芯线，在其周围设置将多根镀银铜线等金属线缠绕或编织而成的屏蔽层103，在该屏蔽层103的周围设置由PFA、PVC(聚氯乙烯)等形成的护套104，从而能够得到探头电缆100。同轴电缆组101优选在捆束后的多根同轴电缆的外周具有被覆层。

对于探头电缆以外的医疗用电缆，即导管电缆、内窥镜电缆，除了同轴电缆的根数不同以外，基本上具有与探头电缆同样的结构。需说明的是，对于导管电缆，有时由仅1根同轴电缆构成。此外，有时还包括电源线、其他信号线。

〔本发明的实施方式的效果〕

根据本发明的实施方式，实现以下的效果。

(1)由于可以在与中心导体之间、与被覆层之间设置空隙，因而能够提供一种不设置发泡绝缘层但具有能够发挥与该发泡绝缘层同样功能的新型绝缘层的同轴电缆以及使用该同轴电缆的医疗用电缆。

(2)能够提供一种同轴电缆，在电缆的长度方向和周方向上没有偏差地设置有空隙，同时能够提供使用该同轴电缆的医疗用电缆。

实施例

以下，通过实施例，对本发明的实施方式所涉及的同轴电缆进行更详细的说明，但本发明不限于这些实施例。

通过如下所述的方法制造图3和5的结构的同轴电缆，测定静电容量。

(实施例1)

使用表1中所示的构成材料来制造同轴电缆。即，将裸线直径为0.013mm的镀银铜合金裸线捻合7根而制成内部导体，在该内部导体的外周以缠绕间距1.2mm缠绕6根由PFA形成且横截面为圆形的单丝(直径40μm)作为绝缘丝，在该绝缘丝的外周缠绕厚度0.005mm的带有热熔粘接层的PET带作为被覆层，在该被覆层的外周螺旋状地缠绕26根裸线直径为0.017mm的镀银铜合金裸线作为外部导体，在该外部导体的外周依次缠绕带有热熔粘接层的PET带和PET带，制造外径为0.193mm的同轴电缆。

(实施例2～3)

实施例2中，使用5根直径为55μm的圆形单丝作为绝缘丝，并与之相应地改变外部导体的裸线根数，除此之外与实施例1同样地操作，制造外径为0.213mm的同轴电缆。此外，实施例3中，使用5根横截面为长径50μm、短径40μm的椭圆形的单丝作为绝缘丝，并与之相应地改变外部导体的裸线根数，除此之外与实施例1同样地操作，制造外径为0.223mm的同轴电缆。

测定实施例1～3的同轴电缆的静电容量，将结果示于表1。由表1可知，通过制成本发明的实施方式所涉及的同轴电缆，能够实现与发泡挤出时同等的静电容量60～72pF/m。

表1

需说明的是，本发明不限于上述实施方式和实施例，能够进行各种变形来实施。

符号说明

1：中心导体，1a：裸线，2：绝缘性捻线，2a：绝缘性的丝，3：被覆层，4：外部导体，5：外套，10、20、30、40：同轴电缆，22、32、42：绝缘丝，100：探头电缆，101：同轴电缆组，102：捆绑带，103：屏蔽层、104：护套。

Claims (16)

1.一种同轴电缆，其在中心导体的外周缠绕有多根绝缘性捻线或绝缘丝，所述绝缘性捻线是通过多根绝缘性的丝捻合而成，在所述绝缘性捻线或所述绝缘丝上设置有用于在与所述绝缘性捻线或所述绝缘丝之间形成空隙的被覆层，在所述被覆层的外周设置有外部导体和外套。

2.如权利要求1所述的同轴电缆，其中，多根所述绝缘性捻线或所述绝缘丝直接缠绕在所述中心导体上。

3.如权利要求1或2所述的同轴电缆，其中，所述被覆层为管状。

4.如权利要求1～3中任一项所述的同轴电缆，其中，所述被覆层是通过将从氟树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)中选择的树脂进行挤出成型而形成的。

5.如权利要求1～3中任一项所述的同轴电缆，其中，所述被覆层是通过将带有热熔粘接层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)带、聚醚酰亚胺(PEI)带或聚酰亚胺(PI)带进行缠绕而形成。

6.如权利要求1～5中任一项所述的同轴电缆，其中，所述中心导体包含3根或7根裸线的捻线。

7.如权利要求1～6中任一项所述的同轴电缆，其中，所述中心导体是42～50AWG。

8.如权利要求1～7中任一项所述的同轴电缆，其中，所述绝缘性捻线是2根或3根所述丝捻合而成。

9.如权利要求1～8中任一项所述的同轴电缆，其中，构成所述绝缘性捻线的所述丝是包含氟树脂的长丝。

10.如权利要求1～9中任一项所述的同轴电缆，其中，所述绝缘丝的截面为非正圆形。

11.如权利要求10所述的同轴电缆，其中，所述非正圆形是多边形或椭圆形。

12.如权利要求1～11中任一项所述的同轴电缆，其中，所述绝缘性捻线或所述绝缘丝在所述中心导体的外周缠绕3～8根。

13.如权利要求1～12中任一项所述的同轴电缆，其中，所述中心导体是捻线，所述绝缘性捻线以与所述中心导体的捻绞方向相反的方向缠绕在所述中心导体上。

14.如权利要求1～12中任一项所述的同轴电缆，其中，所述中心导体是捻线，所述绝缘丝以与所述中心导体的捻绞方向相反的方向缠绕在所述中心导体上。

15.如权利要求1～3、5中任一项所述的同轴电缆，其中，所述被覆层是通过将带进行缠绕而形成的，所述带以与所述绝缘性捻线或所述绝缘丝的缠绕方向相反的方向进行缠绕。

16.一种医疗用电缆，其具有电缆芯线，所述电缆芯线具备1根以上的权利要求1～15中任一项所述的同轴电缆。