JP2008171690A - 同軸ケーブル及び多心ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】耐電圧特性を落とすことなく外径が細くされた同軸ケーブルを提供する。
【解決手段】同軸ケーブルは、まず中心導体に絶縁層を被覆し、その絶縁層の外に外部導体（シールド層）を設け、その外部導体に金属蒸着樹脂テープ１０を巻き、さらにその金属蒸着樹脂テープ１０の上に外被が設けられてなる。金属蒸着樹脂テープ１０は、樹脂層（例えばＰＥＴテープ１１）とその樹脂層の片面に蒸着した一層の金属層（例えば銅層）１２を有する。そして、金属層１２の幅Ｌは、樹脂層（ＰＥＴテープ１１等）の幅Ｗより狭くする。そして、金属蒸着樹脂テープ１０は、片面のうち金属層が蒸着されていない部分（未蒸着領域１２）に、樹脂層の他面が重なるように、シールド層の外に巻きつけられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、同軸ケーブル及び多心ケーブルに関し、より詳細には、シールド層をもった極細径の同軸ケーブル及び多心ケーブルに関する。

近年、内視鏡等の医療用プローブや携帯電話等の通信機器などにおいて、小型化及び高性能化が要求され、それに対応して、ケーブルハーネスとして或いは機器内部において利用される同軸ケーブルも、きわめて細い外径のものが要求されている。例えば同軸ケーブルにおいては外径が０.２５ｍｍ或いは０.１６ｍｍという極めて細い極細同軸ケーブルが製造され、このような極細同軸ケーブルを複数本集合した多心ケーブルが実用に供されている。

このような極細同軸ケーブルや多心ケーブルでは、シールド効果を上げる必要がある。そのため、例えば、特許文献１には、横巻シールドの上に銅蒸着プラスチックテープを巻いた極細同軸ケーブルが開示されている。

図１（Ｂ）に示すように、この極細同軸ケーブル５は、中心導体６０の外周に絶縁層６１を形成してコアを構成し、そのコアの外周に複数本の極細の外部導体を横巻きして横巻シールド層６２を形成し、その外周に銅蒸着樹脂テープ５０を巻きつけ、さらにジャケット（外被）としてその外周をポリエステルなどの樹脂テープ６３で被覆している。なお、樹脂テープ６３は、重ね巻きの際にほどけないように接着層付きとなっている。また、ポリエステルテープの代表的なものとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）テープが挙げられる。

銅蒸着樹脂テープ５０には、樹脂テープ６３と同様の材料が用いられる。より具体的には、図２（Ｂ）に例示するように、銅蒸着樹脂テープ５０は、例えばＰＥＴテープ５１の片面全体に銅蒸着層５２が形成されている。そして、図３（Ｂ）に示すように、横巻シールド層６２上に銅蒸着層５２を内側にして銅蒸着樹脂テープ５０が重ね巻きされる。但し、特許文献１に記載の銅蒸着プラスチックテープは、プラスチックテープの両側（両面）に銅を蒸着させている。

また、特許文献２には、複数の絶縁コアを一括してシールド導体（横巻線）で覆った上に、金属蒸着プラスチックテープを設けた二心の同軸ケーブルが開示されている。
特開２００１−１２６５５２号公報 特開２００３−５１２１９号公報

図３（Ｂ）に示したように、従来の極細同軸ケーブル５は、シールドとして横巻シールド層６２の上に銅面を内側にして銅蒸着樹脂テープ５０を巻き、その上に押さえ巻として接着剤層付き樹脂テープ６３を巻いている。

しかしながら、蒸着後の銅蒸着樹脂テープ５０は、そのテープ幅を調整するために切断されることやその他の理由で、図４（Ｂ）の一点鎖線の円内で示すように、銅蒸着樹脂テープ５０の縁部分で、銅の突起部５２ａが形成されてしまうことがある。このような突起部５２ａは、銅以外の金属でも生じ、押さえ巻である樹脂テープ６３に接触して傷付け、押さえ巻の耐電圧特性を落とすことがある。

また、特許文献１に記載の銅が両面に蒸着されたプラスチックテープであっても、切断等でできた突起部が外被（外部ジャケット）を傷つけることがあるため、外被の耐電圧特性を落とすことがある。同軸ケーブルが複数本一括してシールドされた上に金属蒸着樹脂テープを巻く場合も同様の問題がある。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、耐電圧特性を落とすことなく外径が細くされた同軸ケーブル及び多心ケーブルを提供することを目的とする。

本発明による同軸ケーブルは、中心導体に絶縁層を被覆し、その絶縁層の外に外部導体を設け、その外部導体の上に金属蒸着樹脂テープを巻き、さらにその金属蒸着樹脂テープの上に外被が設けられた同軸ケーブルであって、その金属蒸着樹脂テープは樹脂層とその樹脂層の片面に蒸着した一層の金属層とを有し、金属層の幅は樹脂層の幅より狭く、その金属蒸着樹脂テープは、片面のうち金属層が蒸着されていない部分に、樹脂層の他面が重なるように巻きつけられていることを特徴としたものである。
また、本発明による多心ケーブルは、上述の同軸ケーブルを複数集合し、多心化したことを特徴としたものである。

また、本発明による他の多心ケーブルは、複数本の同軸ケーブル又は絶縁電線が束ねられ、その外周にシールド層が設けられ、さらにそのシールド層の上に外被が設けられた多心ケーブルであって、そのシールド層は、樹脂層とその樹脂層の片面に蒸着した一層の金属層とを有する金属蒸着樹脂テープを含み、金属層の幅は樹脂層の幅より狭く、その金属蒸着樹脂テープは、片面のうち金属層が蒸着されていない部分に、樹脂層の他面が重なるように巻きつけられていることを特徴としたものである。

本発明の同軸ケーブルや多心ケーブルによれば、耐電圧特性を落とすことなく外径を細くすることが可能となる。

図１は、同軸ケーブルの一例を示す断面図、図２は、図１の同軸ケーブルにおける金属蒸着樹脂テープの層構造の一例を示す図、図３は、図２の金属蒸着樹脂テープの巻き方の一例を説明するための図、図４は、図３の巻き方で金属蒸着樹脂テープを巻いたときの層構造の一例を示す概略断面図である。図１乃至図４において、各図（Ａ）及び図１（Ｃ）には本発明に係る同軸ケーブルについて示し、各図（Ｂ）には各図（Ａ）と比較するために従来の同軸ケーブルについて示している。

図１（Ａ）で例示するように、本発明に係る極細の同軸ケーブル１は、中心導体２０の外周を絶縁層２１で被覆し、絶縁層２１の外に複数本の極細の外部導体による横巻シールド層２２を設け、さらにその上に金属蒸着樹脂テープ１０を巻き、その上に外被として樹脂テープ２３を巻きつけてなる。

このような極細同軸ケーブル１は、まず中心導体２０を、フッ素樹脂、発砲フッ素樹脂、充実ポリエチレン（ＰＥ）、発砲ＰＥ等の絶縁層２１で被覆して、コアとなる絶縁線を形成する。この絶縁線（絶縁電線）は、中心導体２０として図１（Ａ）に示したような単心に限ったものではなく、図１（Ｃ）に示したような細径の複数本の導体を撚合せた撚線であってもよい。また、絶縁層２１は、フッ素樹脂又はポリエチレンの押出によって形成する以外に、フッ素樹脂テープ、ポリエステルテープ巻きなどのその他の構造を採用してもよく、中心導体２０と横巻シールド層２２の外部導体とが絶縁できればよい。

また、図１（Ｃ）に示すように、絶縁層の断面形状も図１（Ａ）で示したように周囲を同じ厚みとしたものに限らず、同厚部分２１ａの外側に複数の壁２１ｂを極細同軸ケーブル１の長手方向に沿って立てたスロットであってもよい。また、壁２１ｂを極細同軸ケーブル１の長手方向に螺旋状やＳＺ状に設けた螺旋スロットやＳＺスロットなどを採用してもよい。

そして、図１（Ａ），（Ｃ）のいずれの極細同軸ケーブル１においても、この絶縁線（コア）上に、複数本の極細の外部導体を横巻きにすることで横巻シールド層２２を形成する。外部導体としては錫メッキ硬銅線（錫メッキ合金線）等の素線が用いられ、絶縁体上にスパイラル状に巻かれることとなる。この横巻シールド層２２は、横巻きした複数本の極細導体を軽圧縮し偏平極細導体として形成してもよく、またこの層に編組シールドを採用してもよい。図１（Ｃ）の極細同軸ケーブル１は、スロットの周りに横巻シールド層２２を設けることで、横巻シールド層２２の内部に中空部分２１ｃが形成される。

そして、本発明に係る極細同軸ケーブル１では、図１（Ａ），（Ｃ）に示すように、横巻シールド層２２の上に金属蒸着樹脂テープ１０を一枚巻いている。本発明で用いる金属蒸着樹脂テープ１０は、部分的に銅やアルミ等の金属が蒸着されているポリエステルテープ等のテープである。より具体的には、図２（Ａ）に示すように、金属蒸着樹脂テープ１０は、例えばＰＥＴテープ１１の片面の一部に金属層（金属蒸着層）１２が蒸着されてなる。

このように、金属蒸着樹脂テープ１０は、ＰＥＴテープ１１等の樹脂層と金属層１２とを有し、その金属層１２の幅ＬはＰＥＴテープ１１等の樹脂層の幅Ｗより狭くなっている。すなわち、金属層１２は樹脂層（ＰＥＴテープ１１等）の幅方向の一部にしか存在せず、樹脂層の上には金属層１２が蒸着された領域と蒸着されていない未蒸着領域１３が存在することとなる。ここでは、金属蒸着樹脂テープ１０の蒸着前の樹脂テープ（樹脂層）としてＰＥＴテープを例示しているが、樹脂層としては、ＰＥＴテープ１１以外にも例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリプロピレン（ＰＰ）等、他の素材を採用してもよい。

ＰＥＴテープ１１としては、例えば、その幅Ｗが１ｍｍ−２０ｍｍ程度のものを採用するとよい。横巻シールド層２２の内径が０.３０−０.４５ｍｍの単心ケーブルでは、ＰＥＴテープ１１として幅Ｗが１.５−２.５ｍｍ或いはそれ以下であるのが好ましい。金属層１２がある部分の幅Ｌとない部分の幅Ｗ−Ｌは５：１くらいが好ましい。また、ＰＥＴテープ１１の厚さＴは１.５−６μｍ程度（４.０，６.０μｍ等）、金属層１２の厚さ（蒸着厚）ｄは０.１−１.５μｍ程度とするとよい。

金属蒸着樹脂テープ１０は、金属層１２のある蒸着側を内側にして横巻シールド層２２に重ね巻きする。このとき、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、金属蒸着樹脂テープ１０は、蒸着側の面のうち金属層１２が蒸着されていない金属層が無い部分（すなわち未蒸着領域１３）に、ＰＥＴテープ１１の他面（蒸着面の反対面）が重なるように巻きつけられている。

そして、金属蒸着樹脂テープ１０の上には、接着層付きの樹脂テープ２３が耐電圧用として並びに押さえ巻として巻かれる。この樹脂テープ２３は、同軸ケーブル１のジャケット（外被）となる。樹脂テープ２３を巻いた後、恒温層で数時間高温放置するか、高熱加熱炉を通して融着がなされる。接着剤層としては８０℃以上で溶ける材料が採用され、通常、樹脂テープ１０を巻いた後、９０℃又は１００℃で４時間恒温槽に入れることで、樹脂テープ２３同士を接着させることができる。

樹脂テープ２３としては、基本的に金属蒸着樹脂テープ１０の蒸着前のテープと同様の材料が使用され、例えば接着層付きポリエステルテープなどが用いられる。ＰＥＴテープ２３の幅としては、例えば０.９−４ｍｍ程度のものを採用するとよい。また、ＰＥＴテープ１１の厚さは１.５−６μｍ程度（例えば、４.０μｍ等）、ＰＥＴテープ１１上に形成する顔料層（図示せず）の厚さは１.０μｍ程度、接着剤層（図示せず）の厚さｄは１.５μｍ程度とするとよい。

このように、本発明で使用する金属蒸着樹脂テープ１０は、その表面の一部に金属を蒸着しないことで、片側の縁付近は金属が付着していない構造にする。その部分で金属蒸着樹脂テープ１０が重なるように金属層１２と金属蒸着樹脂テープ１０を横巻シールド層２２に螺旋巻きにすると、金属層１２と耐電圧用の樹脂テープ２３との間に樹脂テープが存在することになる。当然、図４（Ｂ）で例示した突起部５２ａのごとき突起が、樹脂テープ２３に接するように形成されることない。すなわち、本発明では、金属層１２が耐電圧用の樹脂テープ２３に接触せず傷をつけない構造にでき、耐電圧低下を防ぐことができる。

ここでは、図３（Ａ）において、横巻シールド層２２に接する側に金属層１２及び未蒸着領域１３を向けて重ね巻きすることを前提に説明したが、金属蒸着樹脂テープ１０の外側に横巻や編組のシールド層を設けるような場合には、外側に金属層１２及び未蒸着領域１３を向けて重ね巻きすることもできる。

また、この同軸ケーブル１は、未蒸着領域１３を利用して金属蒸着樹脂テープ１０を巻くので細径化が図れるだけでなく、外観の凹凸が少なくなるので、外観的にもすっきりしたものになる。さらに、本発明では、金属蒸着樹脂テープ１０だけで耐電圧が十分あると判断されれば、これまで使用していた耐電圧用の樹脂テープ２３を無くすこともでき、その分、同軸ケーブルを細くすることができる。

このように、本発明の極細同軸ケーブル１によれば、耐電圧特性を落とすことなく外径を細くすることが可能となる。細径化により柔らかさも向上し、例えば超音波診断装置の本体とプローブをつなぐケーブルなどのように柔らかさが要求される用途に好適である。

以上、本発明による同軸ケーブルについて説明したが、本発明は、この同軸ケーブルを複数本備えて連結材で連結したり、スロット内に格納したり、チューブで複数本の同軸ケーブルを覆った多心ケーブル（同軸多心ケーブルともいう）としての形態も採り得る。いずれの場合にも、金属蒸着樹脂テープ１０が同軸ケーブル１のシールドとして使用しているケースに相当する。

本発明に係る多心ケーブルは、複数本の同軸ケーブルを一括してシールド層で覆い、その上に外被が設けられたものである。シールド層は、金属蒸着樹脂テープと導体素線が横巻されたものの組み合わせ、或いは金属蒸着樹脂テープと導体素線が編組されたものの組み合わせからなる。単線で説明したのと同様に、金属蒸着樹脂テープは金属層の幅が樹脂層の幅よりも狭く金属が蒸着されていない部分があり、この部分で金属樹脂テープを重ねる。これにより、金属のバリが樹脂テープを傷つけることなく、耐電圧特性が劣化することがない。本発明の多心同軸ケーブルは同軸ケーブル以外に絶縁電線が混在してもよい。また、多心のケーブルがばらけないように押さえ巻きをするときに金属蒸着樹脂テープを使用することができ、その金属蒸着樹脂テープはこれまでに説明したのと同様に金属層の幅が樹脂層の幅よりも狭く金属が蒸着されていないものを使用することができる。

図５は、本発明に係る多心ケーブルの一例を示す断面図である。複数本（図５では４本）の同軸ケーブル３０が押さえ巻きテープ１０ａで束ねられている。図５では同軸ケーブル３０以外に絶縁電線３１が混在している。同軸ケーブル３０の構造は問わず、図１（Ａ）に示したような本発明の同軸ケーブルの他に、通常使用されている同軸ケーブルも使用可能である。

押さえ巻きテープ１０ａは、図２（Ａ）に示す構造のものであり、金属層が蒸着されていない部分がある。金属層を外側にして巻き、さらにその上にシールド層３２を設ける。シールド層３２は導体線を横巻きして設けることができる。押さえ巻きテープ１０ａに金属蒸着樹脂テープを使用することにより、押さえ巻きテープ１０ａがシールド層の一部を兼ねることになる。押さえ巻きテープ１０ａとシールド層３２とで第一シールド層が形成される。

第一シールド層の上に接着層付きの樹脂テープ３３が巻かれる。その上に第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂが巻かれる。金属蒸着樹脂テープ１０ｂは、図２（Ａ）に示すような金属層の幅が樹脂層の幅よりも狭く金属層がない部分のあるものである。第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂの上にシールド層３４を設ける。シールド層３４は編組シールドとすることができる。第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂとシールド層３４とで第二シールド層が形成される。第二シールド層の上に外被３５が設けられる。外被はフッ素樹脂を押出被覆したものやポリエステルテープを巻いて接着したものとすることができる。

このように、第一シールド層と第二シールド層の間に樹脂テープ３３を巻くのは、両シールド層間でグランドを分離させて耐電圧性能を持たせるためである。シールド層は必ずしも二つ必要であるわけではなく、一つだけでもよい。また、シールド層が二つある場合もグランドを分離しないのであれば樹脂テープ３３を巻く必要はない。

押さえ巻きテープ１０ａ及び第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂは、単線の場合で説明したのと同様に、金属層がない部分で重なっている。第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂの重なりを図６に示す。シールド層３２の上に樹脂テープ３３が巻かれ、その上に第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂが樹脂層１１が下に金属層１２が上になるように巻かれる。金属層１２がない部分（樹脂層１１が露出している部分）に樹脂層１１が重ねられ、金属層１２と樹脂テープ３３との間に樹脂層１１が存在する。これにより金属層１２のバリ等が樹脂テープ３３を傷つけることがなく耐電圧特性が劣化することがない。

シールド層３２の内径が０．８−１．５ｍｍの多心ケーブルでは、押さえ巻きテープ１０ａの幅Ｗは６−８ｍｍ或いはそれ以下であるのが好ましい。金属層がある部分の幅Ｌとない部分の幅Ｗ−Ｌは５：１くらいが好ましい。

また、押さえ巻きテープ１０ａ、第二金属蒸着樹脂テープ１０ｂとも重なりの厚みが少ないので多心ケーブルの外径を細くすることができる。
上述の例では、押さえ巻きテープがシールド層を兼ねる構造としたが、単なる樹脂テープを押さえ巻きテープに使用してシールド層を兼ねることがなくてもよい。

同軸ケーブルの一例を示す断面図である。 図１の同軸ケーブルにおける金属蒸着樹脂テープの層構造の一例を示す図である。 図２の金属蒸着樹脂テープの巻き方の一例を説明するための図である。 図３の巻き方で金属蒸着樹脂テープを巻いたときの層構造の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る多心ケーブルの一例を示す断面図である。 図５の多心ケーブルにおいて巻かれた金属蒸着樹脂テープの層構造の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１，３０…同軸ケーブル、３…多心ケーブル、１０，１０ａ，１０ｂ…金属蒸着樹脂テープ（押さえ巻きテープ）、１１…ＰＥＴテープ、１２…金属層、１３…未蒸着領域、２０…中心導体、２１…絶縁層、２２，３２…横巻シールド層、２３，３３…樹脂テープ、３１…絶縁電線、３４…編組シールド層、３５…外被。

Claims (3)

1. 中心導体に絶縁層を被覆し、該絶縁層の外に外部導体を設け、該外部導体の上に金属蒸着樹脂テープを巻き、さらに該金属蒸着樹脂テープの上に外被が設けられた同軸ケーブルであって、前記金属蒸着樹脂テープは樹脂層と該樹脂層の片面に蒸着した一層の金属層とを有し、該金属層の幅は該樹脂層の幅より狭く、前記金属蒸着樹脂テープは、前記片面のうち前記金属層が蒸着されていない部分に、前記樹脂層の他面が重なるように巻きつけられていることを特徴とする同軸ケーブル。
2. 請求項１に記載の同軸ケーブルを複数集合し、多心化した多心ケーブル。
3. 複数本の同軸ケーブル又は絶縁電線が束ねられ、その外周にシールド層が設けられ、さらに該シールド層の上に外被が設けられた多心ケーブルであって、前記シールド層は、樹脂層と該樹脂層の片面に蒸着した一層の金属層とを有する金属蒸着樹脂テープを含み、前記金属層の幅は前記樹脂層の幅より狭く、前記金属蒸着樹脂テープは、前記片面のうち前記金属層が蒸着されていない部分に、前記樹脂層の他面が重なるように巻きつけられていることを特徴とする多心ケーブル。

Images