JP2013251257A

JP2013251257A - 多心ケーブル

Info

Publication number: JP2013251257A
Application number: JP2013094916A
Authority: JP
Inventors: Masato Tanaka; 正人田中; Tatsunori Rinka; 達則林下
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2013-12-12
Also published as: WO2013164975A1; US20150083458A1; CN103503082A

Abstract

【課題】耐捻回性、耐屈曲性に優れた細径の多心ケーブルを提供する。
【解決手段】細径電線１１が複数本撚り合わされた電線ユニット１２が複数本束ねられて電線集合体１４とされ、該電線集合体の外周に素線導体１５ａを編組したシールド層１５が配され、外側を樹脂からなるシース１６で被った多心ケーブルである。該多心ケーブルは、上記の編組したシールド層１５の素線導体１５ａが、銀メッキを施した銅合金線からなり、その素線径が０.０４ｍｍ〜０.１５ｍｍで、導体伸びが０.８％以上であり、上記の銀メッキの厚さは、０.６μｍ以上とされる。また、素線径が０.０８ｍｍ〜０.１５ｍｍであってもよく、さらに、シース１６の厚さは０.６ｍｍ〜１.０ｍｍであり、シース内面と電線集合体との間隔Ｇは、０.１ｍｍ〜０.５ｍｍとするのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療機器や計測機器などに用いられる複数本の細径電線が集合された多心ケーブルに関する。

超音波診断装置等の医療機器や計測機器などの捻回と屈曲を伴うケーブルとして、細径の絶縁電線や同軸電線（以下、細径電線という）を、複数本束ねた多心ケーブルが用いられている。この種のケーブルで、複数本の細径電線を撚り合わせて１ユニットとし、さらにこれらのユニットの複数本を押えテープ等で束ねて電線集合体（集合コアともいう）とし、その外周に導電性の素線を編組したシールド層で覆い、その外側をシースで被覆した多心ケーブルとしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３２９０９４号公報

上記の特許文献１に開示の多芯ケーブルは、繊維芯上に金属細線を卷装してシールド素線とし、このシールド素線を編組してシールド層とすることにより、可撓性に優れ、屈曲や引張によりシールド層にほつれや断線が発生することなく、優れたシールド特性を長期間安定して維持することができるとされている。

しかしながら、特許文献１に開示の多芯ケーブルは１００回の屈曲までしか確認されていない。また、標準的な錫メッキ銅合金素線を編組してシールド層とした場合は、２０万回を超える屈曲で、素線が摩耗して黒変し、脆くなって破断する。
近年は、超音波診断装置等の医療機器や計測機器などに用いられ捻回と屈曲を伴う多心ケーブルとして、さらなる耐屈曲性と引張強度が要求されると共に、耐捻回性にも優れたものが要求されている。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、さらなる耐捻回性、耐屈曲性に優れた細径の多心ケーブルの提供を目的としたものである。

本発明による多心ケーブルは、細径電線が複数本撚り合わされた電線ユニットが複数本束ねられて電線集合体とされ、該電線集合体の外周に素線導体を編組したシールド層が配され、その外側を樹脂からなるシースで被った多心ケーブルである。該多心ケーブルは、上記の編組したシールド層の素線導体が、銀メッキを施した銅合金線からなり、その素線径が０.０４ｍｍ〜０.１５ｍｍで、導体伸びが０.８％以上であり、上記の銀メッキの厚さは、０.６μｍ以上であることを特徴としたものである。
また、素線径が０.０８ｍｍ〜０.１５ｍｍであってもよく、さらに、シースの厚さは０.６ｍｍ〜１.０ｍｍであり、シース内面と電線集合体との間隔は、０.１ｍｍ〜０.５ｍｍとするのが好ましい。

上記の本発明による多心ケーブルは、５５万回を超える捻回屈曲に耐えることが可能で長期信頼性に優れ、シールド特性に対してもノイズ耐性をより高めることが可能となる。

本発明による多心ケーブルの概略を説明する図である。多心ケーブルの捻回屈曲試験方法を説明する図である。本発明による多心ケーブルの評価結果を示す図である。

図１により本発明の実施の形態を説明する。本発明による多心ケーブルは、例えば、超音波診断装置などの医療機器等の接続に用いられ、図１（Ａ）はその多心ケーブルの概略を示し、図１（Ｂ）はケーブル断面を示す図である。図において、１０は多心ケーブル、１１は細径電線、１２は電線ユニット、１３は押えテープ、１４は電線集合体、１５はシールド層、１５ａは素線導体、１６はシースを示す。

多心ケーブル１０は、例えば、図１（Ａ）に示すように、複数本の細径電線１１を撚るなどして所定本数の細径電線からなる電線ユニット１２とし、さらに複数の電線ユニット１２を集合させて押えテープ１３等を用いて束ね、電線集合体１４（電線コアともいう）とすることにより構成することができる。そして、押えテープ１３で束ねられた電線集合体１４の外周には、素線導体１５ａを編組してなるシールド層１５が配され、その外側に樹脂製のシース（外被ともいう）１６が被せられる。

細径電線１１は、導線を絶縁体で被覆した絶縁電線、または、絶縁電線の外側を外部導体で被い、その外側を外被で覆った同軸電線からなり、例えば、電線外径が０.３５ｍｍ以下の細径のものが用いられる。細径電線１１が絶縁電線の場合は、信号導体にＡＷＧ３２より細い導体が用いられ、同軸電線の場合は信号導体にＡＷＧ４０より細い導体が用いられる。
電線ユニット１２は、これらの細径の絶縁電線、同軸電線のいずれか一種または両者を含んで、複数本を撚り合わせたものである。

複数本の電線ユニット１２は、互いに撚られるか、若しくは、撚らずにフッソ樹脂などの押えテープ１３が巻かれて束ねられて集合され、電線集合体１４とされる。電線集合体１４の外周には、編組によるシールド層１５が配され、外部からのノイズ信号がケーブル内に浸入するのを抑制し、また、ケーブル内から外部のノイズ信号が発散するのを抑制する。

本発明においては、上記のシールド層１５を、銅合金線に銀メッキを施した素線導体１５ａを編組して形成したことを特徴とし、編組されたシールド層１５は、樹脂等の絶縁性の繊維類は含まず、銀メッキ銅合金線の素線導体１５ａのみで形成されている。なお、銀メッキは、銅合金線より軟らかく、潤滑性、高周波特性、低接触抵抗、半田付け性等に優れている。

シールド層１５の素線導体１５ａには、素線径（素線直径）が０.０４ｍｍ〜０.１５ｍｍ位で、導体の伸び率が０.８％以上の銅合金線が用いられる。そして、その銅合金線の表面に、厚さ０.６μｍ以上の銀メッキが施され、例えば、編組角６５°〜８０°で編組してシールド層１５とされる。

シース１６は、上記のシールド層１５が配された電線集合体１４を電気的に絶縁すると共に機械的に保護するもので、シース厚さは０.６ｍｍ〜１.０ｍｍ程度で、難燃性ポリエチレンやポリ塩化ビニル等の比較的に軟質な樹脂で形成される。また、シース１６は、電線集合体１４に対して比較的に緩く被せられ、長手方向に移動可能とされる。このため、電線集合体１４とシース１６の内面との間隙Ｇは平均で、０.１ｍｍ〜０.５ｍｍとするのが好ましい。

上述のように構成された多心ケーブル１０は、後述する評価結果で示すように、図２に示す捻回屈曲試験において、５５万回を超える捻回屈曲によってもほつれや断線を生じることなくシールド特性を良好に維持し、長期信頼性に優れたものとすることができる。

図２は、上記の多心ケーブルの捻回試験方法示す図で、所定の長さの試験用の多心ケーブル１０’を一対のマンドレル２１の間に通し、多心ケーブル１０’の上端をチャック２２で把持し、下端に荷重５Ｎの重り２３で垂れ下がらす。そして、チャック２２を多心ケーブル１０’の軸周りに±１８０°捻りながら、一対のマンドレル２１の両側に振り子状に±１３５°屈曲させた。この捻回と屈曲を毎分１０回の頻度で行い、多心ケーブル１０のシールド層にほつれや断線が生じていないかを試験した。

図３は、上記の捻回試験により多心ケーブルの試験結果を示した図である。なお、試料１〜６についてはシールド層の素線導体は銀メッキを施した銅合金線とし、試料７については錫メッキを施した銅合金線とした。また、試験した多心ケーブルの編組シールド層の素線導体の素線径を、試料１〜３，７は、０.０８ｍｍとし、試料４は０.０３ｍｍ、試料５は０.０４ｍｍ、試料６は０．１ｍｍとした。素線導体の導体伸び率を、試料１，２，４，５は０.８％、試料３は０.７％、試料６，７は２.０％とした。素線導体に施すメッキの厚さは、試料１，３〜５，７は０.６μｍとし、試料２は０.５μｍ、試料６は１.２μｍとした。また、電線集合体とシース内面との間隔を、図３に記載の通り０.１ｍｍ〜０.５ｍｍとした。

上記の結果、試料１，５，６については、５５万回の捻回屈曲をクリアすることができたが、試料２〜４については、４０万回の捻回屈曲をクリアすることができず、試料７については、２０万回の捻回屈曲をクリアすることができなかった。
そして、編組したシールド層の素線導体の素線径は、ケーブルの細径化の観点からは小さい方が好ましいが、上記の試料４、５の評価結果から０.０４ｍｍ以上であることが望ましいと言える。また、ケーブルの外径が太すぎると取り扱いがよくない。この点で、シールド層の素線導体の外径もある程度の太さまでに限られ、０.１５ｍｍ以下が好ましい。素線導体の導体伸び率は、試料１、３の試験結果からは０.８％以上であることが望ましく、耐久性の点では上限はないと言えるが、導電率の兼ね合いで決められる。

また、素線導体の銀メッキの厚さは、試料１、２の評価結果から０.６μｍ以上とすることが望ましく、上限については試料６の結果から制限はないが、実質的には２μｍ以下で十分であると考えられる。
また、シースは電線集合体に対して緩く被され、ケーブルの捻りや屈曲でシールド層の素線導体がほぐれたり断線したりするのを避けるには電線集合体とシース内面と間隔が、０.１ｍｍ以上であることが好ましい。しかし、ケーブルの細径化の点から０.５ｍｍ以下とするのが望ましい。

１０…多心ケーブル、１１…細径電線、１２…電線ユニット、１３…押えテープ、１４…電線集合体、１５…シールド層、１５ａ…素線導体、１６…シース、２１…マンドレル、２２…チャック、２３…重り。

Claims

細径電線が複数本撚り合わされた電線ユニットが複数本束ねられて電線集合体とされ、該電線集合体の外周に素線導体を編組したシールド層が配され、その外側を樹脂からなるシースで被った多心ケーブルであって、
前記編組したシールド層の素線導体は、銀メッキを施した銅合金線からなり、その素線径が０.０４ｍｍ〜０.１５ｍｍで、導体伸びが０.８％以上であり、前記銀メッキの厚さは、０.６μｍ以上であることを特徴とする多心ケーブル。
前記素線径が０.０８ｍｍ〜０.１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
前記シースの厚さは０.６ｍｍ〜１.０ｍｍであり、前記シースの内面と前記電線集合体との間隔は、０.１ｍｍ〜０.５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の多心ケーブル。