JP2014029846A - 多芯ケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】細径化を可能としつつ良好な電気特性を有する多芯ケーブルを提供する。
【解決手段】本発明に係る多芯ケーブル1は、少なくとも1本のグランド線10と、複数本の絶縁電線20と、一括シールド層30と、外被40と、を備えている。グランド線10は、多芯ケーブル1の長さ方向に垂直な断面において、中心またはその近傍に配置される。絶縁電線20は、グランド線10の周囲に配置される。一括シールド層30は、絶縁電線20の周囲を覆い、外被40は、一括シールド層30の周囲を覆っている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明に係る多芯ケーブル1は、少なくとも1本のグランド線10と、複数本の絶縁電線20と、一括シールド層30と、外被40と、を備えている。グランド線10は、多芯ケーブル1の長さ方向に垂直な断面において、中心またはその近傍に配置される。絶縁電線20は、グランド線10の周囲に配置される。一括シールド層30は、絶縁電線20の周囲を覆い、外被40は、一括シールド層30の周囲を覆っている。
【選択図】図1
Description
本発明は、グランド線と複数本の絶縁電線を有する多芯ケーブルに関する。
電子回路に接続される高周波伝送用の多芯ケーブルとして、複数本の同軸ケーブルが、可撓性を有する外套部材の内側に集合するように配置されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
近年、このような多芯ケーブルが超音波診断装置用のプローブケーブル、内視鏡、カテーテル等の医療機器に用いられている。そして、ケーブルの取扱性や加工性を向上させたり、内視鏡を患者の体内へ挿入する際の患者の負担を軽減するため、これらの医療機器に用いる多芯ケーブルのさらなる細径化が求められている。
本発明の目的の1つは、細径化を可能としつつ良好な電気特性を有する多芯ケーブルを提供することにある。
本発明の一態様は、
ケーブルの長さ方向に垂直な断面において中心またはその近傍に配置される、少なくとも1本のグランド線と、
前記グランド線の周囲に配置される複数本の絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲を覆う一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う外被と、を備えている多芯ケーブルを提供する。
ケーブルの長さ方向に垂直な断面において中心またはその近傍に配置される、少なくとも1本のグランド線と、
前記グランド線の周囲に配置される複数本の絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲を覆う一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う外被と、を備えている多芯ケーブルを提供する。
本発明によれば、ケーブル断面において中心またはその近傍に配置されたグランド線と一括シールド層とが同軸構造となっているため、ケーブルの細径化を可能としつつ、実用性に耐えうる良好な電気特性を有する多芯ケーブルを提供することができる。
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルは、
(1)ケーブルの長さ方向に垂直な断面において中心またはその近傍に配置される、少なくとも1本のグランド線と、
前記グランド線の周囲に配置される複数本の絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲を覆う一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う外被と、を備えている。
この構成によれば、従来のように各芯線として同軸電線を用いる多芯ケーブルよりも細径化することができ、ケーブルの取扱性が向上するとともに、超音波診断装置等の医療機器の配線基板へケーブル端末を接続する際の加工性が向上する。さらに、内視鏡を患者の体内へ挿入する際の患者の負担を軽減させることができる。また、この構成によれば、多芯ケーブルは擬似的な同軸構造をなしているため、ケーブル特性インピーダンス、静電容量、遮蔽性等の点において実用に耐えうる良好な電気特性を得ることができる。
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルは、
(1)ケーブルの長さ方向に垂直な断面において中心またはその近傍に配置される、少なくとも1本のグランド線と、
前記グランド線の周囲に配置される複数本の絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲を覆う一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う外被と、を備えている。
この構成によれば、従来のように各芯線として同軸電線を用いる多芯ケーブルよりも細径化することができ、ケーブルの取扱性が向上するとともに、超音波診断装置等の医療機器の配線基板へケーブル端末を接続する際の加工性が向上する。さらに、内視鏡を患者の体内へ挿入する際の患者の負担を軽減させることができる。また、この構成によれば、多芯ケーブルは擬似的な同軸構造をなしているため、ケーブル特性インピーダンス、静電容量、遮蔽性等の点において実用に耐えうる良好な電気特性を得ることができる。
(2)前記多芯ケーブルにおいて、
前記グランド線は、前記断面において前記中心に配置されており、
前記一括シールド層は、前記グランド線と同軸構造となっていることが好ましい。
(3)前記多芯ケーブルにおいて、
前記絶縁電線は、それぞれが前記グランド線と同軸構造になるような複数の層状に配置されていることが好ましい。
前記グランド線は、前記断面において前記中心に配置されており、
前記一括シールド層は、前記グランド線と同軸構造となっていることが好ましい。
(3)前記多芯ケーブルにおいて、
前記絶縁電線は、それぞれが前記グランド線と同軸構造になるような複数の層状に配置されていることが好ましい。
(4)前記多芯ケーブルにおいて、
それぞれが前記多芯ケーブルである複数本の電線ユニットと、
前記複数本の電線ユニットの周囲を一括して覆う他の一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う他の外被と、を備えていることが好ましい。
この構成によれば、複数本の電線ユニットを有する多芯ケーブルを従来の多芯ケーブルよりも細径化することができる。
それぞれが前記多芯ケーブルである複数本の電線ユニットと、
前記複数本の電線ユニットの周囲を一括して覆う他の一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う他の外被と、を備えていることが好ましい。
この構成によれば、複数本の電線ユニットを有する多芯ケーブルを従来の多芯ケーブルよりも細径化することができる。
(5)前記多芯ケーブルにおいて、
前記グランド線は、他の絶縁電線であり、
前記グランド線および前記一括シールド層が接地されるように端末処理されていることが好ましい。
この構成によれば、多芯ケーブルは擬似的な同軸構造をなしているため、ケーブル特性インピーダンス、静電容量、遮蔽性等の点において実用に耐えうる良好な電気特性を得ることができる。
前記グランド線は、他の絶縁電線であり、
前記グランド線および前記一括シールド層が接地されるように端末処理されていることが好ましい。
この構成によれば、多芯ケーブルは擬似的な同軸構造をなしているため、ケーブル特性インピーダンス、静電容量、遮蔽性等の点において実用に耐えうる良好な電気特性を得ることができる。
(6)前記多芯ケーブルにおいて、
前記グランド線としての前記絶縁電線が、少なくとも2本与えられることが好ましい。
前記グランド線としての前記絶縁電線が、少なくとも2本与えられることが好ましい。
(7)前記多芯ケーブルにおいて、
前記グランド線が、導体線であり、
他の導体線が、前記絶縁電線とともに、前記グランド線の周囲において、層状に配置されており、
前記他の導体線が、前記グランド線と前記一括シールド層とを電気的に短絡していることが好ましい。
この構成によれば、グランド線と一括シールド層のいずれかを接地するのみで、両方において接地電位が得られる。接地作業の効率性を図ることができるとともに、接地電位をより安定させることができる。
前記グランド線が、導体線であり、
他の導体線が、前記絶縁電線とともに、前記グランド線の周囲において、層状に配置されており、
前記他の導体線が、前記グランド線と前記一括シールド層とを電気的に短絡していることが好ましい。
この構成によれば、グランド線と一括シールド層のいずれかを接地するのみで、両方において接地電位が得られる。接地作業の効率性を図ることができるとともに、接地電位をより安定させることができる。
[本願発明の実施形態の詳細]
(実施例1)
以下、実施例1に係る多芯ケーブルを、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル1は、グランド線10と、複数本の絶縁電線20と、グランド線10および絶縁電線20を覆う一括シールド層30と、一括シールド層の周囲を覆う外被40と、を備えている。
(実施例1)
以下、実施例1に係る多芯ケーブルを、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル1は、グランド線10と、複数本の絶縁電線20と、グランド線10および絶縁電線20を覆う一括シールド層30と、一括シールド層の周囲を覆う外被40と、を備えている。
グランド線10は、中心導体11と、その周囲を覆う絶縁性の被覆12によって構成されている。本実施形態では、グランド線10として、たとえばAWG(American Wire Gauge)42番の電線が用いられる。グランド線10の中心導体11は、必ずしも被覆12で覆われている必要はない。しかし、中心導体11が被覆12で覆われていると、例えば、グランド線10が周囲の絶縁電線20と擦れ合うことでグランド線10の中心導体と後述の絶縁電線20の中心導体21とが短絡することを防ぐことができる。
グランド線10の中心導体11としては、たとえば、撚線が用いられる。たとえば、導体径0.025mmの銀メッキ軟銅線あるいは錫メッキ軟銅線を7本撚った場合、外径0.075mmの撚線が得られる。
グランド線10の被覆12の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。被覆12は、このフッ素樹脂を押出成形したり、フッ素樹脂テープを巻きつけることにより形成され、その外径はたとえば0.20mmである。
グランド線10の被覆12の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。被覆12は、このフッ素樹脂を押出成形したり、フッ素樹脂テープを巻きつけることにより形成され、その外径はたとえば0.20mmである。
この多芯ケーブル1においては、グランド線10が、ケーブルの長さ方向に垂直な断面(図1に示す断面)において、中心に配置されている。そして、このグランド線10の周囲に、複数本(ここでは、16本)の絶縁電線20が配置されている。なお、グランド線10及び絶縁電線20の隙間には、アラミド繊維やスフ糸等の介在物が設けられていてもよい。
各絶縁電線20は、中心導体21と、その周囲を覆う絶縁性の被覆22によって構成されている。本実施形態では、絶縁電線20として、AWG(American Wire Gauge)42番の芯線が用いられる。
絶縁電線20の中心導体21としては、グランド線10の中心導体11と同様に、たとえば導体径0.025mmの銀メッキ軟銅線を7本撚ることによって得られる外径0.075mmの撚線が用いられる。
絶縁電線20の被覆22の材料としては、グランド線10の被覆12と同様の材料を用いることが好ましい。被覆22の外径はたとえば被覆12の外径よりも僅かに大きい0.26mmである。
絶縁電線20の被覆22の材料としては、グランド線10の被覆12と同様の材料を用いることが好ましい。被覆22の外径はたとえば被覆12の外径よりも僅かに大きい0.26mmである。
図1に示すように、絶縁電線20は、第一の層として、グランド線10の周囲に例えば5本配置され、その第一の層の周囲に、第二の層として11本配置されていることが好ましい。すなわち、絶縁電線20は、グランド線10と同軸構造になるように複数の層状に配置されていることが好ましい。
絶縁電線20は、第一の層および第二の層ごとに撚り合わされていてもよい。あるいは、絶縁電線20とグランド線10の相対的位置関係が保たれるように、グランド線10とすべての絶縁電線20とを一括して撚り合わせてもよい。
絶縁電線20は、第一の層および第二の層ごとに撚り合わされていてもよい。あるいは、絶縁電線20とグランド線10の相対的位置関係が保たれるように、グランド線10とすべての絶縁電線20とを一括して撚り合わせてもよい。
このように配置されたグランド線10および複数本の絶縁電線20の周囲は、一括シールド層30により覆われている。一括シールド層30は、たとえば導体径0.05mmの複数本(ここでは、79本)の錫メッキ軟銅線を絶縁電線20の周囲にらせん巻きすることによって形成され、その外径はたとえば1.32mmである。一括シールド層30は、細径の金属線を編組することで構成してもよい。
この一括シールド層30の外周が、更に、外被40によって覆われている。外被40は、たとえば厚さ4μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなる樹脂テープを一括シールド層30の周囲に巻き付けることで形成されている。
AWG42番の1本のグランド線10およびAWG42番の16本の絶縁電線20を含む本実施形態の多芯ケーブル1では、外被40の外径はたとえば1.34mmである。
外被40としては、樹脂テープに代えて、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリオレフィン、あるいはフッ素樹脂を押出被覆したものを用いてもよい。
AWG42番の1本のグランド線10およびAWG42番の16本の絶縁電線20を含む本実施形態の多芯ケーブル1では、外被40の外径はたとえば1.34mmである。
外被40としては、樹脂テープに代えて、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリオレフィン、あるいはフッ素樹脂を押出被覆したものを用いてもよい。
上記のように、本実施形態においては、ケーブル断面において、中心に配置されているグランド線10と、絶縁電線20の周囲を覆う一括シールド層30とが、同軸構造となっている。従って、多芯ケーブル1自体が同軸ケーブル化されている。
なお、本実施形態においては、ケーブルの中心に配置されたグランド線10の両端および一括シールド層30の両端はそれぞれ外部に接地されている。
ここで、絶縁電線20は、上記のように、中心導体21とその周囲を覆う絶縁性の被覆22によって構成されている。一方、いわゆる同軸電線は、絶縁電線20と同様の構成(中心導体とその周囲の被覆)に加えて、さらにその周囲を覆う外部導体と保護被覆を含んでいる。従って、従来の多芯ケーブルのように各芯線を同軸電線とする場合、本実施形態のように各芯線を絶縁電線20とする場合と比べて、各芯線(同軸電線)の外径は大きくならざるを得ない。それに応じて、多芯ケーブルの外径もまた大きくなる。
たとえば、AWG42番の絶縁電線20を16本含む本実施形態の多芯ケーブル1の外径は1.34mmである。これに対して、同数(16本)のAWG42番の同軸電線を含む従来の多芯ケーブルの最外層の外被の外径はたとえば1.55mmである。
たとえば、AWG42番の絶縁電線20を16本含む本実施形態の多芯ケーブル1の外径は1.34mmである。これに対して、同数(16本)のAWG42番の同軸電線を含む従来の多芯ケーブルの最外層の外被の外径はたとえば1.55mmである。
以上説明した本実施形態に係る多芯ケーブル1によれば、従来のように各芯線として同軸電線を用いる多芯ケーブルよりも細径化することができる。そのため、ケーブルの取扱性が向上する。また、各絶縁電線20の被覆22をそれぞれグランドする必要がないので、超音波診断装置等の医療機器の配線基板へケーブル端末を接続する際の加工も容易である。さらに、内視鏡を患者の体内へ挿入する際の患者の負担を軽減させることができる。
また、同軸構造となっているグランド線10および一括シールド層30がそれぞれ接地されていることにより本実施形態の多芯ケーブル1は擬似的な同軸構造をなしているため、ケーブル特性インピーダンス、静電容量、遮蔽性等において実用に耐えうる良好な電気特性を得ることができる。
以上において本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。
たとえば、上記実施形態の多芯ケーブル1におけるグランド線10及び絶縁電線20の本数は、本実施形態に限定されない。また、上記の実施形態では、グランド線10の外径は絶縁電線20の外径よりも小さくしているが、これに代えて、グランド線10の外径と絶縁電線20の外径を略同一としてもよく、グランド線10の外径を絶縁電線20の外径よりも大きくしてもよい。
また、上記実施の形態においては、グランド線10の中心導体11の周囲が被覆12により覆われている構成としているが、グランド線10は接地用の電線であるため、被覆12を設けなくてもよい。
また、上記実施の形態においては、グランド線10の中心導体11の周囲が被覆12により覆われている構成としているが、グランド線10は接地用の電線であるため、被覆12を設けなくてもよい。
さらに、上記実施の形態においては、グランド線10の被覆12および絶縁電線20の被覆22としてパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)等のフッ素樹脂を用いたが、被覆12,22は発泡体であってもよく、さらに電気特性を改善するために被覆12,22の表面に金属テープによる巻回や金属メッキなどの処理を施してもよい。最外層を構成する絶縁電線20の周囲(一括シールド層30の内周)には、PETテープなどの樹脂テープを巻きつけてもよい。このPETテープにより絶縁電線20の集合形状を維持することができる。
(実施例2)
上記実施の形態においては、グランド線10の中心導体11および絶縁電線20の中心導体21として銀メッキ軟銅線を7本撚った撚線が用いられるが、これに代えて、たとえば外径0.064mmの単線の銅合金線を用いてもよい。この場合も同様に、グランド線10の被覆12の外径を0.20mmとし、絶縁電線20の被覆22の外径を0.26mmとすることで、最外層の外被40の外径はたとえば1.34mmとなり、各芯線を同軸電線とする従来の多芯ケーブルよりも細径の多芯ケーブルを得ることができる。
上記実施の形態においては、グランド線10の中心導体11および絶縁電線20の中心導体21として銀メッキ軟銅線を7本撚った撚線が用いられるが、これに代えて、たとえば外径0.064mmの単線の銅合金線を用いてもよい。この場合も同様に、グランド線10の被覆12の外径を0.20mmとし、絶縁電線20の被覆22の外径を0.26mmとすることで、最外層の外被40の外径はたとえば1.34mmとなり、各芯線を同軸電線とする従来の多芯ケーブルよりも細径の多芯ケーブルを得ることができる。
(実施例3)
また、上記実施の形態においては、グランド線10および絶縁電線20としてAWG42番の電線が用いられるが、これに代えて、AWG40番の電線を用いてもよい。
また、上記実施の形態においては、グランド線10および絶縁電線20としてAWG42番の電線が用いられるが、これに代えて、AWG40番の電線を用いてもよい。
実施例3の多芯ケーブル1においては、AWG40番の1本のグランド線10が中心に配置され、その周囲に第一の層としてAWG40番の5本の絶縁電線20が配置され、さらにその周囲に第二の層としてAWG40番の11本の絶縁電線20が配置されている。
実施例3においては、グランド線10の中心導体11として、たとえば導体径0.03mmの錫メッキ銅合金線を7本撚ることによって得られる外径0.09mmの撚線が用いられる。グランド線10の被覆12の外径はたとえば0.25mmである。
絶縁電線20の中心導体21としては、たとえば導体径0.03mmの錫メッキ銅合金線を7本撚ることによって得られる外径0.09mmの撚線が用いられる。絶縁電線20の被覆22の外径はたとえば0.31mmである。
一括シールド層30を、たとえば導体径0.05mmの複数本(ここでは、約94本)の錫メッキ軟銅線を絶縁電線20の周囲にらせん巻きすることによって形成してもよく、その場合、外径はたとえば1.55mmである。
また、厚さ4μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなる樹脂テープにより形成される外被40の外径は、たとえば1.57mmである。
絶縁電線20の中心導体21としては、たとえば導体径0.03mmの錫メッキ銅合金線を7本撚ることによって得られる外径0.09mmの撚線が用いられる。絶縁電線20の被覆22の外径はたとえば0.31mmである。
一括シールド層30を、たとえば導体径0.05mmの複数本(ここでは、約94本)の錫メッキ軟銅線を絶縁電線20の周囲にらせん巻きすることによって形成してもよく、その場合、外径はたとえば1.55mmである。
また、厚さ4μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなる樹脂テープにより形成される外被40の外径は、たとえば1.57mmである。
一方、実施例3の多芯ケーブル1に含まれる絶縁電線20と同数(ここでは、16本)のAWG40番の同軸電線が集合された従来の多芯ケーブルにおいては、最外層の外被の外径はたとえば1.83mmである。
したがって、実施例3のようにAWG40番の絶縁電線を用いた多芯ケーブル1についても、従来のようにAWG40番の複数本の同軸電線が集合されて形成される多芯ケーブルよりも細径化することができ、医療用機器等に使用される多芯ケーブルとして好適である。
(実施例4)
また、上記実施例3においては、グランド線10の中心導体11および絶縁電線20の中心導体21として錫メッキ銅合金線を7本撚った撚線が用いられるが、これに代えて、たとえば外径0.08mmの単線の銅合金線を用いてもよい。この場合も実施例3と同様に、グランド線10の被覆12の外径を0.25mmとし、絶縁電線20の被覆22の外径を0.31mmとすることで、最外層の外被40の外径はたとえば1.57mmとなり、各芯線を同軸電線とする従来の多芯ケーブルよりも細径の多芯ケーブル1を得ることができる。
また、上記実施例3においては、グランド線10の中心導体11および絶縁電線20の中心導体21として錫メッキ銅合金線を7本撚った撚線が用いられるが、これに代えて、たとえば外径0.08mmの単線の銅合金線を用いてもよい。この場合も実施例3と同様に、グランド線10の被覆12の外径を0.25mmとし、絶縁電線20の被覆22の外径を0.31mmとすることで、最外層の外被40の外径はたとえば1.57mmとなり、各芯線を同軸電線とする従来の多芯ケーブルよりも細径の多芯ケーブル1を得ることができる。
(実施例5)
また、上記実施の形態においては、グランド線10および絶縁電線20としてAWG42番の電線が用いられるが、これに代えて、グランド線10としてPFAで被覆されたAWG32番の電線を用い、その周囲にAWG40番の絶縁電線20を8本配置してもよい。このとき、一括シールド層30は、錫メッキ銅合金線を螺旋巻きして形成され、外被40は、ポリエステルからなる樹脂テープを一括シールド層30の周囲に巻き付けることで形成されている。
実施例5における多芯ケーブル1の電気特性を測定したところ、ケーブル特性インピーダンスは周波数10MHzにおいて94Ωであり、キャパシタンスは64pF/mであった。また、信号減衰率は周波数10MHzにおいて0.383dB/mであった。これらの特性は、このサイズの同軸ケーブルとして、実用的に十分なものである。
また、上記実施の形態においては、グランド線10および絶縁電線20としてAWG42番の電線が用いられるが、これに代えて、グランド線10としてPFAで被覆されたAWG32番の電線を用い、その周囲にAWG40番の絶縁電線20を8本配置してもよい。このとき、一括シールド層30は、錫メッキ銅合金線を螺旋巻きして形成され、外被40は、ポリエステルからなる樹脂テープを一括シールド層30の周囲に巻き付けることで形成されている。
実施例5における多芯ケーブル1の電気特性を測定したところ、ケーブル特性インピーダンスは周波数10MHzにおいて94Ωであり、キャパシタンスは64pF/mであった。また、信号減衰率は周波数10MHzにおいて0.383dB/mであった。これらの特性は、このサイズの同軸ケーブルとして、実用的に十分なものである。
(比較例)
これに対し、比較例として、同軸電線を用いて、実施例5の多芯ケーブル1と同程度の外径を持つ多芯ケーブルを作製した。比較例における多芯ケーブルでは、同軸電線の中心導体はAWG42番相当の外径となったため、実施例5のグランド線10や絶縁電線20の中心導体よりも細径である。その結果として、比較例の多芯ケーブルにおける信号減衰率を測定したところ、実施例5の多芯ケーブル1よりも高い0.470dB/mであった。
以上より、実施例5においては、信号の減衰率を低く抑えることができ、良好な電気特性を備える多芯ケーブル1を得ることができる。
これに対し、比較例として、同軸電線を用いて、実施例5の多芯ケーブル1と同程度の外径を持つ多芯ケーブルを作製した。比較例における多芯ケーブルでは、同軸電線の中心導体はAWG42番相当の外径となったため、実施例5のグランド線10や絶縁電線20の中心導体よりも細径である。その結果として、比較例の多芯ケーブルにおける信号減衰率を測定したところ、実施例5の多芯ケーブル1よりも高い0.470dB/mであった。
以上より、実施例5においては、信号の減衰率を低く抑えることができ、良好な電気特性を備える多芯ケーブル1を得ることができる。
(実施例6)
グランド線として、被覆を有さない導体線を用い、また、グランド線の周囲に配置される絶縁電線の層に、少なくとも1本の導体線を含ませることで、グランド線と一括シールド層とを電気的に短絡してもよい。
実施例6においては、図2のように、導体線からなるグランド線10aを中心に配置し、その周囲に、複数の絶縁電線20aを層状に配置している。また、複数の絶縁電線20aの層に、少なくとも1本の導体線20bを配置している。これにより、グランド線10aと一括シールド層30とは、導体線20bを介して、電気的に短絡されている。導体線20bの径は、各絶縁電線20aの径に対して、同じかあるいはそれよりもやや大きくなるように設定してもよい。
グランド線として、被覆を有さない導体線を用い、また、グランド線の周囲に配置される絶縁電線の層に、少なくとも1本の導体線を含ませることで、グランド線と一括シールド層とを電気的に短絡してもよい。
実施例6においては、図2のように、導体線からなるグランド線10aを中心に配置し、その周囲に、複数の絶縁電線20aを層状に配置している。また、複数の絶縁電線20aの層に、少なくとも1本の導体線20bを配置している。これにより、グランド線10aと一括シールド層30とは、導体線20bを介して、電気的に短絡されている。導体線20bの径は、各絶縁電線20aの径に対して、同じかあるいはそれよりもやや大きくなるように設定してもよい。
一括シールド層30が複数本の金属線によって形成されている場合、一括シールド層30を接地するには、複数本の金属線を束ねる必要がある。そのような、複数本の金属線を束ねる作業は煩雑である。しかし、実施例6では、グランド線10aと一括シールド層30とが電気的に短絡されているため、どちらかを接地するのみで、両方において接地電位が得られる。従って、グランド線10aのみを接地することで、一括シールド層30を接地する作業(複数本の金属線を束ねる作業)を省略することができる。あるいは、グランド線10aと一括シールド層30の両方を接地した場合には、両者が電気的に短絡されているため、接地電位をより安定させることができる。
なお、グランド線10aおよび導体線20bは、撚線でも単線でも良い。撚線とする場合、例えば、図3に示されるように、中心部分に非導電性フィラー(化学繊維など)10a1を配置し、その周囲に複数の導体線10a2を撚り合わせることで、グランド線を構成してもよい。図示は省略するが、導体線20bも同様の構造にすることができる。
(実施例7)
さらに、図4に示すように、上記実施形態の多芯ケーブル1を電線ユニットとし、複数本の電線ユニットを集合させることで、多芯ケーブル1aとしてもよい。この場合、集合された複数本の電線ユニット(多芯ケーブル1)の周囲が一括シールド層30aにより一括して覆われ、さらにその周囲が外被40aにより覆われる。この多芯ケーブル1aにおいても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、図4に示すように、上記実施形態の多芯ケーブル1を電線ユニットとし、複数本の電線ユニットを集合させることで、多芯ケーブル1aとしてもよい。この場合、集合された複数本の電線ユニット(多芯ケーブル1)の周囲が一括シールド層30aにより一括して覆われ、さらにその周囲が外被40aにより覆われる。この多芯ケーブル1aにおいても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
(実施例8)
以下、実施例8に係る多芯ケーブル101を、図面を参照して説明する。
図5に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル101は、複数本の絶縁電線110と、複数本の絶縁電線110を束ねる押さえ巻120と、押さえ巻120の周囲を覆う一括シールド層130と、一括シールド層の周囲を覆う外被140と、を備えている。
以下、実施例8に係る多芯ケーブル101を、図面を参照して説明する。
図5に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル101は、複数本の絶縁電線110と、複数本の絶縁電線110を束ねる押さえ巻120と、押さえ巻120の周囲を覆う一括シールド層130と、一括シールド層の周囲を覆う外被140と、を備えている。
各絶縁電線110は、中心導体111と、その周囲を覆う絶縁性の被覆112によって構成されている。本実施形態では、絶縁電線110としてたとえばAWG(American Wire Gauge)47番の電線が用いられる。
絶縁電線110の中心導体111としては、たとえば導体径0.021mmの銀メッキ銅合金線を3本撚ることによって得られる外径0.045mmの撚線が用いられる。
絶縁電線110の被覆112の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。被覆112は、例えば、このフッ素樹脂を押出成形することにより形成され、その厚さはたとえば0.025mmであって、その外径はたとえば0.090mmである。
絶縁電線110の被覆112の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。被覆112は、例えば、このフッ素樹脂を押出成形することにより形成され、その厚さはたとえば0.025mmであって、その外径はたとえば0.090mmである。
図5に示すように、本実施形態の多芯ケーブル101においては、複数本(ここでは、たとえば72本)の絶縁電線110のうち、多芯ケーブル101の長さ方向に垂直な断面においては、中心の近傍に(多芯ケーブル101の中心線の周囲に)、内層としてたとえば6本の絶縁電線110aが配置されている。この6本の絶縁電線110aの周囲には、外層としてその他の絶縁電線110bが同軸状に配置されている。なお、絶縁電線110の隙間には、アラミド繊維やスフ糸等の介在物が設けられていてもよい。
絶縁電線110は互いに撚り合わされていることが好ましい。この場合、すべての絶縁電線110が一括して撚り合わされていてもよく、内層の絶縁電線110aと外層の絶縁電線110bごとに撚り合わされていてもよい。一括して撚り合わせる場合は、グランド線となる内層の絶縁電線110aと、その周囲の信号線となる外層の絶縁電線110bとの相対位置が多芯ケーブル101の長さ方向において一定とすることができる。これにより、多芯ケーブル101の軸に垂直な断面における絶縁電線110a、110bの位置関係がいずれの断面においても同様とすることができる。なお、内層の絶縁電線110aの中心(図5においては、6本の絶縁電線110aで囲まれた部分)に、フィラーを配置してもよい。
このように配置された複数本の絶縁電線110(110a,110b)の周囲には、押さえ巻120が巻き付けられており、これにより絶縁電線110はその位置関係が崩れることなく束ねられている。押さえ巻120は、たとえばポリエステルからなる樹脂テープを絶縁電線110の周囲に巻き付けることで形成されている。
また、絶縁電線110の周囲は、押さえ巻120を介して一括シールド層130により覆われている。一括シールド層130は、たとえば導体径0.064mmの複数本の錫メッキ銅線を絶縁電線110の周囲にらせん巻きすることで形成されている。
そして、この一括シールド層130の外周が、外被140によって覆われている。外被140は、たとえばポリエステルからなる樹脂テープを一括シールド層130の周囲に巻き付けることで形成されている。AWG47番の72本の絶縁電線110を含む本実施形態の多芯ケーブル101では、外被140の外径はたとえば1.19mmである。
外被140としては、樹脂テープに代えて、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリオレフィン、あるいはフッ素樹脂を押出被覆したものが用いられてもよい。
外被140としては、樹脂テープに代えて、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリオレフィン、あるいはフッ素樹脂を押出被覆したものが用いられてもよい。
図6に示すように、本実施形態の多芯ケーブル101の端部は端末処理される。すなわち、レーザ加工により外被140、一括シールド層130、外層の絶縁電線110b、内層の絶縁電線110aを順に切断することで、外被140から一括シールド層130、外層の絶縁電線110b、内層の絶縁電線110aおよび絶縁電線110aの中心導体111が、段階的に露出させられる。
そして、内層の複数本の絶縁電線110aの中心導体111が一括して接地される。これにより、内層の絶縁電線110aは、一体的に、グランド線として機能する。また、一括シールド層130の端部も接地されている。絶縁電線110aおよび一括シールド層130は、それぞれ、多芯ケーブル101が接続されるコネクタ等の接地用端子に接続される。なお、絶縁電線110aと一括シールド層130とは、同じ端子に接続されてもよく、図6のように、別々の端子に接続されてもよい。
上記のように端末処理をすることで、内層の絶縁電線110aと、その周囲を覆う一括シールド層130とが同軸構造となっているため、多芯ケーブル101自体が同軸ケーブル化される。
このように同軸ケーブル化された多芯ケーブル101について、導体抵抗、絶縁抵抗および絶縁耐力を測定した。
その結果、多芯ケーブル101の導体抵抗はたとえば最大23000Ω/Kmであり、絶縁抵抗は1524MΩ/Km以上であり、絶縁耐力は150ACV/minであった。これにより、本実施形態に係る多芯ケーブル101が十分に実用可能な電気特性を有していることが確認できた。
その結果、多芯ケーブル101の導体抵抗はたとえば最大23000Ω/Kmであり、絶縁抵抗は1524MΩ/Km以上であり、絶縁耐力は150ACV/minであった。これにより、本実施形態に係る多芯ケーブル101が十分に実用可能な電気特性を有していることが確認できた。
一方、各芯線を同軸電線とする従来の多芯ケーブルにおいては、内部導体の周囲が絶縁性の被覆で覆われて構成されている絶縁電線の周囲をさらに外部導体及び保護被覆により同軸状に覆う必要があるため、各芯線(同軸電線)の外径は本実施形態の絶縁電線110よりも0.1mmほど大きくなる。そのため、この同軸電線を複数本集合することによって多芯ケーブルを形成すると、その外径も大きくなる。
すなわち、本実施形態の多芯ケーブル101に含まれる絶縁電線110と同数(72本)のAWG47番の同軸電線を含む従来の多芯ケーブルの最外層の外被の外径は、たとえば2.3mmであり、本実施形態に係る多芯ケーブル101の外径の一例である1.19mmよりも大きい。
すなわち、本実施形態の多芯ケーブル101に含まれる絶縁電線110と同数(72本)のAWG47番の同軸電線を含む従来の多芯ケーブルの最外層の外被の外径は、たとえば2.3mmであり、本実施形態に係る多芯ケーブル101の外径の一例である1.19mmよりも大きい。
以上説明した本実施形態に係る多芯ケーブル101によれば、従来のように各芯線として同軸構造を用いる多芯ケーブルよりも、細径化することができる。そのため、ケーブルの取扱性が向上するとともに、超音波診断装置等の医療機器の配線基板へケーブル端末を接続する際の加工性が向上する。また、内視鏡を患者の体内へ挿入する際の患者の負担を軽減させることができる。
さらに、同軸構造となっている内層の絶縁電線110aおよび一括シールド層130がそれぞれ接地されるように端末処理されていることにより本実施形態の多芯ケーブル101は擬似的な同軸構造をなしているため、導体抵抗、絶縁抵抗、特性インピーダンス、静電容量、遮蔽性等の点において実用に耐えうる良好な電気特性を得ることができる。
以上において複数の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。
たとえば、実施例8の多芯ケーブル101における絶縁電線110(110a,110b)の本数は、上記のものに限定されない。すなわち、多芯ケーブル101には、使用環境等に応じて、必要な数の絶縁電線110が含まれていればよい。
また、上記の実施例8では、内層の絶縁電線110aの本数は6本とされている。実施例8は複数本の多芯ケーブル101の中心近傍の最内層に複数本(少なくとも2本)の絶縁電線110aを有する例だが、この例に限られない。多芯ケーブル101が擬似的な同軸構造をなすためには実施例1で示したように少なくとも1本の絶縁電線110を内層に配置し、その内層の絶縁電線110を、端末で接地すればよい。
また、上記の実施例8では、内層の絶縁電線110aの本数は6本とされている。実施例8は複数本の多芯ケーブル101の中心近傍の最内層に複数本(少なくとも2本)の絶縁電線110aを有する例だが、この例に限られない。多芯ケーブル101が擬似的な同軸構造をなすためには実施例1で示したように少なくとも1本の絶縁電線110を内層に配置し、その内層の絶縁電線110を、端末で接地すればよい。
また、上記実施例8においては、絶縁電線110の中心導体111として銀メッキ銅合金線を3本撚った撚線が用いられるが、これに代えて、単線の銅合金線を用いてもよい。この場合も上記実施例8と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、上記実施例8においては、絶縁電線110の被覆112としてパーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)等のフッ素樹脂を用いたが、被覆112は発泡体であってもよく、さらに電気特性を改善するために被覆112の表面に金属テープによる巻回や金属メッキなどの処理が施されていてもよい。
1, 1a:多芯ケーブル、
10:グランド線、
20:絶縁電線、
30, 30a:一括シールド層、
40, 40a:外被
101:多芯ケーブル、
110,110a,110b:絶縁電線、
120:押さえ巻、
130:一括シールド層、
140:外被
10:グランド線、
20:絶縁電線、
30, 30a:一括シールド層、
40, 40a:外被
101:多芯ケーブル、
110,110a,110b:絶縁電線、
120:押さえ巻、
130:一括シールド層、
140:外被
Claims (7)
- ケーブルの長さ方向に垂直な断面において中心またはその近傍に配置される、少なくとも1本のグランド線と、
前記グランド線の周囲に配置される複数本の絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲を覆う一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う外被と、を備えている、多芯ケーブル。 - 前記グランド線は、前記断面において前記中心に配置されており、
前記一括シールド層は、前記グランド線と同軸構造となっている、請求項1に記載の多芯ケーブル。 - 前記絶縁電線は、それぞれが前記グランド線と同軸構造になるような複数の層状に配置されている、請求項1に記載の多芯ケーブル。
- それぞれが請求項1に記載された前記多芯ケーブルである複数本の電線ユニットと、
前記複数本の電線ユニットの周囲を一括して覆う他の一括シールド層と、
前記一括シールド層の周囲を覆う他の外被と、を備えている、多芯ケーブル。 - 前記グランド線は、他の絶縁電線であり、
前記グランド線および前記一括シールド層が接地されるように端末処理されている、請求項1に記載の多芯ケーブル。 - 前記グランド線としての前記絶縁電線が、少なくとも2本与えられる、請求項5に記載の多芯ケーブル。
- 前記グランド線が、導体線であり、
他の導体線が、前記絶縁電線とともに、前記グランド線の周囲において、層状に配置されており、
前記他の導体線が、前記グランド線と前記一括シールド層とを電気的に短絡している、請求項1に記載の多芯ケーブル。
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