JP2009170235A

JP2009170235A - 集合ケーブル

Info

Publication number: JP2009170235A
Application number: JP2008006309A
Authority: JP
Inventors: Osamu Matsumoto; 修松本
Original assignee: Junkosha Co Ltd
Current assignee: Junkosha Co Ltd
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-15
Also published as: JP5323360B2

Abstract

【課題】耐久性に優れると共に、しなやかさを有する集合ケーブルを提供すること。
【解決手段】集合ケーブル１００は、平型ケーブル１０ａを丸く束ねて当該層心径Ｄ´の１５倍乃至３５倍、望ましくは１５倍乃至２５倍のピッチＰで撚り合わせ、該撚り合わせケーブルを複数本集合して構成する。これにより、平型ケーブルを丸く束ねて撚り合わせる際に、平型ケーブルを構成するケーブル１１の飛び出しを抑えることができ、かつ平型ケーブルを均一に丸めることができるので、耐久性に優れると共に、しなやかに変形させることが可能な集合ケーブルとして構成することができ、特に屈曲動作時において偏った負荷の発生を無くして断線を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、平型ケーブルを丸く束ねて複数本集合した集合ケーブルに関し、特に耐久性に優れると共に、しなやかさを有する集合ケーブルに関する。

芯数が多い集合ケーブルには、例えば医療機器である超音波診断装置のプローブケーブル、精密制御が要求されるロボットの制御ケーブル等がある。これらの集合ケーブルは、自由可動に耐え得るしなやかさを有すること、及び屈曲特性や捻回特性が良好なものが要求されている。このような集合ケーブルとして、特許文献1には複数本の電線を横糸で平織りした平織ユニットを丸めた状態でテンションメンバの周りに複数ユニット巻き付けた多心ケーブルが開示されている。このような多心ケーブルによれば、屈曲特性や捻回特性を向上させることが可能になるというものである。

特開２００６−２８６２９９号公報

しかし、上述した多心ケーブルでは、複数本の電線を横糸で平織りして平織ユニットを形成し、その後、単に複数の平織ユニットを丸めてテンションメンバの周りに巻き付けて構成した多心ケーブルであって、このような多心ケーブルでは、屈曲特性や捻回特性は、やや向上するものの、耐久性の面から、いまだ充分と言えるものではなく、しかも、この多心ケーブルの取り扱い時において求められる、しなやかな自由可動の点でも満足のいくものではなかった。

本発明者は上記種々の課題を解決するために鋭意開発を重ねた結果、丸く束ねられた平型ケーブルの層心径の関連において、ある特定の範囲のピッチを持って平型ケーブルを撚り合わせて丸く束ねて構成した集合ケーブルが、充分な耐久性及びしなやかさを有することを見出し本発明を完成させるに至ったものである。

したがって、本発明の目的は、耐久性に優れると共に、しなやかさを有する集合ケーブルを提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の集合ケーブルでは、平型ケーブルを丸く束ねて当該層心径の１５倍乃至３５倍のピッチで撚り合わせ、該撚り合わせケーブルを複数本集合したことを特徴としている。
これにより、平型ケーブルを丸く束ねて撚り合わせる際に、平型ケーブルを構成するケーブルの飛び出しを抑えることができ、かつ平型ケーブルを均一に丸めることができるので、しなやかに変形させることが可能な集合ケーブルとして構成することができ、特に屈曲動作時において偏った負荷の発生を無くして断線を防止することができる。

このような平型ケーブルとしては、少なくとも中心導体の外周に絶縁体が被膜されたケーブルを複数本並置して所定本数毎にフィラメントで織って纏めたものが使用される。そして、該ケーブルとしては、好ましくは極細同軸ケーブルが使用される。また、該フィラメントとしては、２００％乃至１０００％の伸縮性を有するものが使用される。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の成立に必須であるとは限らない。

図１（ａ）は、本発明の集合ケーブルの実施形態を示す構造図、同図（ｂ）は、（ａ）に示す集合ケーブルのＡ−Ａ線断面図である。
この集合ケーブル１００は、シース１０１、一括シールド１０２、テープ１０３、複数本の極細平型ラウンドケーブル１０及びテンションメンバ１０４を備えており、テンションメンバ１０４の周りに複数本の極細平型ラウンドケーブル１０を集合させてテープ１０３を巻き付け、その上から一括シールド１０２を施してシース１０１で被覆したものである。

これにより、極細平型ラウンドケーブル１０は、シース１０１によって衝撃等の外的要因から保護され、一括シールド１０２によって電気的ノイズ等から保護される。また、極細平型ラウンドケーブル１０は、図１（ａ）に示すように、端部で開くことが可能となっており、開くことによって極細平型ケーブル（平型ケーブル）１０ａとなる。つまり、極細平型ラウンドケーブル１０は、極細平型ケーブル１０ａを丸く束ねてラウンドケーブル構造としたものである。次に、この極細平型ケーブル１０ａの詳細について、図２を用いて説明する。

図２（ａ）は、上記極細平型ケーブル１０ａの平面図、同図（ｂ）は、（ａ）の極細平型ケーブル１０ａを上記極細平型ラウンドケーブル１０とした時のＢ−Ｂ線断面図である。
この極細平型ケーブル１０ａは、図２（ａ）に示すように、平面状に並置されて横糸フィラメント１２で織られて纏められた、外径が極めて細い複数本の極細同軸ケーブル１１でなる。

即ち、横糸フィラメント１２は、図示下端の極細同軸ケーブル１１から図示上方に向かって隣接する極細同軸ケーブル１１を縫うように通された後、図示上端の極細同軸ケーブル１１に並置された状態で追加挿入されている縦糸フィラメント１３で折り返され、図示上端の極細同軸ケーブル１１から図示下方に向かって隣接する極細同軸ケーブル１１を再び縫うように通されており、これが繰り返されることによって製織状の平型ケーブルに纏めている。この横糸フィラメント１２は、極細平型ケーブル１０ａの長手方向に対してジグザグ状になるが、このジグザグのピッチは、極細平型ケーブル１０ａの平型形状が保持でき、かつ屈曲が阻害されない程度のピッチに設定されている。

このように、横糸フィラメント１２を縦糸フィラメント１３で折り返しているので、極細同軸ケーブル１１に横糸フィラメント１２の張力の影響を直接与えることはない。また、横糸フィラメント１２は、極細同軸ケーブル１１を織る際に、極細同軸ケーブル１１に凹凸状の変形を与えないような太さのもの、もしくは極細同軸ケーブル１１に凹凸状の変化を与えないように細いフィラメントが用いられており、この横糸フィラメント１２としては、例えば２００％乃至１０００％の伸縮性を有するポリウレタン糸やポリエステル糸が使用される。

極細平型ラウンドケーブル１０は、図２（ｂ）に示すように、上記構成の極細平型ケーブル１０ａを撚り合わせて丸く束ね、この束ねた極細平型ラウンドケーブル１０の層心径Ｄ´の１５倍乃至３５倍、望ましくは１５倍乃至２５倍のピッチＰ（図２（ａ）参照）で撚り合わせてなる。ここで、層心径Ｄ´とは、極細平型ケーブル１０ａを撚り合わせた極細平型ラウンドケーブル１０の外径（撚り外径）Ｄから極細同軸ケーブル１１の外径（同軸外径）ｄを引いた値のことである。

上記ピッチＰを層心径Ｄ´の１５倍乃至３５倍とした理由は以下の通りである。即ち、上記ピッチＰが層心径Ｄ´の１５倍より小さい場合は、極細平型ケーブル１０ａを丸く束ねて撚り合わせる際に、極細同軸ケーブル１１が撚り合わせた極細平型ラウンドケーブル１０から飛び出してしまうからである。また、上記ピッチＰが層心径Ｄ´の３５倍より大きい場合は、極細平型ケーブル１０ａを丸く束ねて撚り合わせる際に、極細平型ケーブル１０ａを均一に丸めることができず、外観が悪化するためである。更に、上記ピッチＰを望ましくは層心径Ｄ´の１５倍乃至２５倍とした理由は、撚り合わせを比較的容易に行え、かつ撚り合わせ状態を良好に維持することができるためである。このように、極細平型ケーブル１０ａを上記した層心径Ｄ´の範囲内のピッチＰで丸く束ねて撚り合わせているので、極細平型ラウンドケーブル１０の屈曲時に、極細平型ラウンドケーブル１０の外側の極細同軸ケーブル１１は、突っ張ることがなく、また極細平型ラウンドケーブル１０の内側の極細同軸ケーブル１１は、弛むことがないため、極細平型ラウンドケーブル１０をしなやかに変形させることが可能となり、特に集合ケーブル１００としたときの屈曲動作時において偏った負荷の発生を無くして断線を防止することができる。次に、極細同軸ケーブル１１について図３を用いて説明する。

図３は、上記極細同軸ケーブル１１の詳細断面図である。
この極細同軸ケーブル１１は、押出機（図示せず）を用いて、極細径の内部導体（中心導体）４の外周に、極めて薄い誘電体３を押出し被覆し、更にこの誘電体３の外周に極細径の外部導体２ａを横巻きして外部導体層２を形成し、更にこの外部導体層２の外周に、極めて薄いジャケット１を押出し被覆して形成した同軸ケーブルである。そして、極細平型ケーブル１０ａは、上述したように、この極細同軸ケーブル１１を縦糸とし、横糸フィラメント１２を横糸として所定本数毎に織ることによって形成されている。

極細同軸ケーブル１１は、例えば以下の構成となっている。外径０．０３ｍｍの錫めっき錫入り銅合金線を７本撚り合わせて外径０．０９ｍｍの内部導体４（ＡＷＧ４０）を形成し、この内部導体４の外周に厚さ０．０６５ｍｍのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を被覆して外径０．２２ｍｍとなるように誘電体３を形成する。そして、この誘電体３の外周に外部導体２ａである外径０．２８ｍｍの錫めっき軟銅線を２５本横巻きして外部導体層２を形成する。そして、この外部導体層２の外周に厚さ０．０２ｍｍのポリエステルからなるジャケット１を押出し被覆して形成し、最終的にケーブル外径を０．３２ｍｍとする。

極細平型ケーブル１０ａ及び極細平型ラウンドケーブル１０は、例えば以下の構成となっている。上記極細同軸ケーブル１１を１６本平面状に並置し、８００％の伸縮性を有するポリウレタン糸で３ｍｍの織りピッチで織って平面幅５．６ｍｍ、厚さ０．３６ｍｍとする。そして、この極細平型ケーブル１０ａを丸く束ねて当該層心径Ｄ´の２０倍のピッチＰで撚り合わせて外径１．６ｍｍの極細平型ラウンドケーブル１０とする。

集合ケーブル１００は、以下の構成となっている。上記極細平型ラウンドケーブル１０をテンションメンバ１０４であるケブラ糸の周りに８本集合させて５．５ｍｍの集合径とし、その上に多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＥＰＴＦＥ）からなる厚さ０．１ｍｍのテープ１０３を押さえテープとして巻回する。そして、テープ１０３の周囲に外径０．１１ｍｍの錫めっき銅箔糸を打ち数１６打、持ち数１２本で編組して一括シールド１０２を施して外径６．２ｍｍとし、更にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシース１０１を０．９ｍｍ厚さで押出し被覆し、全体として外径８．０ｍｍの集合ケーブル１００とする。

以上のような構成の集合ケーブル１００を以下の仕様で作成して屈曲試験を行った。この屈曲試験は、集合ケーブル１００の一端に稼動アームを固定し、集合ケーブル１００の他端に荷重を掛ける。そして、集合ケーブル１００の両端間を挟み込むようにマンドレルを配置し、稼動アームを円弧軌道で往復移動させて集合ケーブル１００の屈曲動作を６０万回実施し、ケーブル１００の断線のないことを確認した。この屈曲試験の条件として、マンドレル径１２．５ｍｍ、荷重１０００ｇｆ、屈曲角度±９０°、サンプル数３を採用した。

以上のように、本実施形態の集合ケーブル１００によれば、極細平型ケーブル１０ａを丸く束ねて当該層心径Ｄ´の１５倍乃至３５倍、望ましくは１５倍乃至２５倍のピッチＰで撚り合わせ、該撚り合わせケーブルを複数本集合しているので、極細平型ケーブル１０ａを丸く束ねて撚り合わせる際に、極細平型ケーブル１０ａを構成する極細同軸ケーブル１１の飛び出しを抑えることができ、かつ極細平型ケーブル１０ａを均一に丸めることができ、外観の悪化を招くこともない。これにより、極細平型ケーブル１０ａを上記した層心径Ｄ´の範囲内のピッチＰで丸く束ねて撚り合わせているので、極細平型ラウンドケーブル１０の屈曲時に、極細平型ラウンドケーブル１０の外側の極細同軸ケーブル１１は、突っ張ることがなく、また極細平型ラウンドケーブル１０の内側の極細同軸ケーブル１１は、弛むことがないため、しなやかに変形させることが可能な集合ケーブル１００として構成することができ、特に屈曲動作時において偏った負荷の発生を無くして断線を防止することができる。

尚、上述した実施形態における上記各部材の太さ、本数、材質等はこれに限定されるものではない。また、極細同軸ケーブル１１等の同軸ケーブルに限定されるものではなく、所謂単純線、即ち中心導体の外周に絶縁体が被膜された絶縁電線やシールド電線等であっても適用可能である。

本発明の集合ケーブルは、特に耐久性に優れると共に、しなやかさが求められる医療用のケーブルに適用した場合に大きな効果を奏するものであるが、どのような機器でも適用可能である。例えば、計算機、コンピュータ、携帯電話等の電子機器でも適用可能であり、更に、自動車、飛行機等の制御機器を狭小部に搭載する必要のある機械の制御回路にも適用可能である。

本発明の集合ケーブルの実施形態を示す構造図及びそのＡ−Ａ線断面図である。図１の極細平型ケーブルの平面図及びその極細平型ケーブルを極細平型ラウンドケーブルとした時のＢ−Ｂ線断面図である。図２の極細同軸ケーブルの詳細断面図である。

符号の説明

１ジャケット、２外部導体層、２ａ外部導体、３誘電体、
４内部導体（中心導体）、１０極細平型ラウンドケーブル、
１０ａ極細平型ケーブル（平型ケーブル）、１１極細同軸ケーブル、
１２横糸フィラメント、１３縦糸フィラメント、１００集合ケーブル、
１０１シース、１０２一括シールド、１０３テープ、１０４テンションメンバ

Claims

平型ケーブルを丸く束ねて当該層心径の１５倍乃至３５倍のピッチで撚り合わせ、該撚り合わせケーブルを複数本集合したことを特徴とする集合ケーブル。
前記平型ケーブルは、少なくとも中心導体の外周に絶縁体が被膜されたケーブルを複数本並置して所定本数毎にフィラメントで織って纏めたことを特徴とする請求項１に記載の集合ケーブル。
前記ケーブルは、極細同軸ケーブルであることを特徴とする請求項２に記載の集合ケーブル。
前記フィラメントは、２００％乃至１０００％の伸縮性を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の集合ケーブル。