JP2017228449A - 同軸ケーブル、多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】更なる細径化（例えば外径０．５ｍｍ以下）及び軽量化が可能であり、更なる細径化をしても優れた可撓性を有する同軸ケーブル、多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部を提供する。
【解決手段】同軸ケーブル１０は、複数本の導体を撚り合せた中心導体１と、中心導体１の外周に設けられた絶縁層２と、絶縁層２の外周に設けられた絶縁層２と接着されていない中間層３と、中間層３の外周に接着層を介して設けられた最外層としてのシールド層４とを備え、シールド層４は、中間層３の外周に接着層４４を介してらせん巻きされた樹脂テープ４１と、樹脂テープ４１の外表面に施された厚さ５μｍ以下の金属層４２と、金属層４２の外表面に施された錫メッキ層又は銀メッキ層４３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸ケーブル、多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部に関する。

医療用ケーブルには、プローブケーブル（例えば、超音波診断用）、カテーテルケーブル、内視鏡ケーブル等があるが、各々、信号線として同軸ケーブルが用いられている。例えば、１９２本の同軸ケーブルを集合し、その集合体の外周にシースを設けた超音波診断用プローブケーブルなどがある。

同軸ケーブルは、一般的に、内部導体、絶縁体層、外部導体層、及びジャケット層から構成されているが、ジャケット層を設けない同軸ケーブルも知られている（特許文献１参照）。

特開平８−４５３６３号公報

近年、医療機器の小型化に伴って、医療用ケーブルでは、更なる細径化が求められており、それに付随して、同軸ケーブルにも更なる細径化が求められている（例えば外径０．５ｍｍ以下の同軸ケーブル）。

しかし、特許文献１に記載の同軸ケーブルでは、外部導体として螺旋状に巻回した線状導体、編組、銅箔やアルミ箔などの金属箔からなる帯状導体を使用しているため、更なる細径化及び軽量化をすることが難しく、また、更なる細径化をすると可撓性が不十分となるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、更なる細径化（例えば外径０．５ｍｍ以下）及び軽量化が可能であり、更なる細径化をしても優れた可撓性を有する同軸ケーブル、多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、下記の同軸ケーブル、多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部を提供する。

［１］中心導体と、前記中心導体の外周に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の外周に設けられた前記絶縁層と接着されていない中間層と、前記中間層の外周に接着層を介して設けられた最外層としてのシールド層とを備え、前記シールド層は、前記中間層の外周に前記接着層を介してらせん巻きされた樹脂テープと、前記樹脂テープの外表面に施された厚さ５μｍ以下の金属層と、前記金属層の外表面に施された錫メッキ層又は銀メッキ層とを備えることを特徴とする同軸ケーブル。
［２］前記絶縁層は、充実絶縁層であることを特徴とする前記［１］に記載の同軸ケーブル。
［３］前記絶縁層は、発泡絶縁層であり、前記発泡絶縁層と前記中間層の間に、前記発泡絶縁層と接着されているが前記中間層とは接着されていない補強層を備えることを特徴とする前記［１］に記載の同軸ケーブル。
［４］前記中間層は、らせん巻きされたポリエステルテープからなることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の同軸ケーブル。
［５］前記樹脂テープは、ポリエステルテープであることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の同軸ケーブル。
［６］前記金属層は、銅蒸着層であることを特徴とする前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の同軸ケーブル。
［７］前記補強層は、らせん巻きされたポリエステルテープからなることを特徴とする前記［３］に記載の同軸ケーブル。
［８］前記［１］〜［７］のいずれか１つに記載の同軸ケーブルを１本以上備えたケーブルコアと、前記ケーブルコアの外周に設けられたシースとを有することを特徴とする多芯ケーブル。
［９］超音波診断用プローブケーブルであることを特徴とする前記［８］に記載の多芯ケーブル。
［１０］並列配置され、かつケーブル端末が段剥ぎされ前記シールド層から前記中心導体及び前記絶縁層が露出された前記［１］〜［７］のいずれか１つに記載の同軸ケーブル複数本と、露出された前記中心導体及び前記シールド層が電気的に接続される電極部を有するプリント基板とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの接続部。

本発明によれば、更なる細径化（例えば外径０．５ｍｍ以下）及び軽量化が可能であり、更なる細径化をしても優れた可撓性を有する同軸ケーブル、多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る同軸ケーブルの構造を示す横断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る同軸ケーブルのシールド層の構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る同軸ケーブルの構造を示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係る多芯ケーブルの構造を示す横断面図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルの接続部の構造を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

〔同軸ケーブル〕
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る同軸ケーブルの構造を示す横断面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る同軸ケーブルのシールド層の構造を示す断面図である。

図１に示される本発明の第１の実施の形態に係る発泡同軸ケーブル１０は、中心導体１と、中心導体１の外周に設けられた絶縁層２と、絶縁層２の外周に設けられた絶縁層２と接着されていない中間層３と、中間層３の外周に接着層を介して設けられた最外層としてのシールド層４とを備え、シールド層４は、中間層３の外周に接着層４４を介してらせん巻きされた樹脂テープ４１と、樹脂テープ４１の外表面に施された厚さ５μｍ以下の金属層４２と、金属層４２の外表面に施された錫メッキ層又は銀メッキ層４３とを備える。

（中心導体１）
中心導体１は、単線からなるものであってもよいが、絶縁層２との間の空隙率を高める観点から複数本の導体を撚り合わせた撚線からなることが好ましい。撚り合わせる導体の本数は、特に限定されるものではないが、絶縁層２との間の空隙率を高める観点から３本又は７本であることが好ましい。図１では、７本の導体を撚り合せている。

中心導体１は、例えば銅合金からなる。銀めっき等のめっきが施されていても良い。中心導体１は細径であることが好ましく、具体的には４２〜５０ＡＷＧ（American Wire Gauge）であることが好ましく、４６〜５０ＡＷＧであることがより好ましく、４８〜５０ＡＷＧであることがさらに好ましい。

（絶縁層２）
本実施の形態において、絶縁層２は充実絶縁層である。絶縁層２は、中心導体１の直上に設けられた押出被覆層であることが好ましい。

絶縁層２は、例えば、フッ素樹脂からなる。フッ素樹脂としては、例えばテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、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）が好適である。

絶縁層２の厚みは、ケーブルの細径化を目的とした場合、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

（中間層３）
中間層３は、絶縁層２の外周に設けられているが、絶縁層２と接着されていない。当該構成により、ケーブル端末の三段剥ぎ加工が容易となる。

中間層３は、絶縁体からなることが好ましく、例えば、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂からなる。中間層３は、テープをらせん状に巻き付けて形成されることが好ましく、特にらせん巻きされたポリエステルテープからなることが好ましい。テープは、ラップ部分があるように巻き付けられていることが好ましい。

中間層３の厚みは、例えば１〜７μｍであり、好ましくは２〜６μｍである。

（シールド層４）
シールド層４は、中間層３の外周に接着層（図１において図示省略、図２参照）を介して設けられた最外層である。すなわち、いわゆるジャケット層が最外層として設けられていない。

シールド層４は、図２に示されるように、中間層３の外周に接着層４４を介してらせん巻きされた樹脂テープ４１と、樹脂テープ４１の外表面に施された厚さ５μｍ以下の金属層４２と、金属層４２の外表面に施された錫メッキ層又は銀メッキ層４３とを備える。樹脂テープ４１は、接着層４４により中間層３に剥がれないように接着されている。

樹脂テープ４１としては、例えば、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂からなるテープを使用することができるが、ポリエステルテープであることが特に好ましい。

接着層４４としては、ホットメルト接着層を用いることが好ましい。ホットメルト接着層とは、加熱圧着による接着が可能なホットメルト接着剤からなる層である。例えば、ホットメルト接着剤付きのポリエステルテープ４１が中間層３の外周にらせん状にラップ部分があるように巻き付けられ、加熱圧着される。

樹脂テープ４１の厚みは、例えば１〜７μｍであり、好ましくは２〜６μｍである。ホットメルト接着剤の厚みは、例えば０．５〜２μｍである。

金属層４２は、特に限定されるものではないが、銅蒸着層であることが好適である。銅蒸着層は、樹脂テープ４１上に直接、銅を蒸着させても良いし、銅蒸着フィルムを樹脂テープ４１上に貼りつけても良い。

金属層４２の厚みは、５μｍ以下であり、好ましくは０．１〜４μｍであり、より好ましくは０．５〜３．５μｍであり、更に好ましくは１〜３μｍである。

錫メッキ層又は銀メッキ層４３は、錫メッキ層であることがコストの点で好ましい。

錫メッキ層又は銀メッキ層４３の厚みは、例えば０．１〜２μｍであり、好ましくは０．５〜１μｍである。

金属層４２及び錫メッキ層又は銀メッキ層４３が施された樹脂テープ４１を中間層３の外周に巻き付けることが好ましいが、樹脂テープ４１を中間層３の外周に巻き付けた後に金属層４２及び錫メッキ層又は銀メッキ層４３を樹脂テープ４１上に施してもよい。或いは、金属層４２が施された樹脂テープ４１を中間層３の外周に巻き付けた後に、錫メッキ層又は銀メッキ層４３を金属層４２上に施してもよい。

＜第２の実施の形態＞
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る同軸ケーブルの構造を示す横断面図である。

図３に示される本発明の第２の実施の形態に係る同軸ケーブル２０は、絶縁層１２が発泡絶縁層であり、絶縁層１２と中間層３の間に、絶縁層１２と接着されているが中間層３とは接着されていない補強層５を備える点を除き、本発明の第１の実施の形態に係る同軸ケーブル１０と同様の構成である。

（絶縁層１２）
本実施の形態において、絶縁層１２は発泡絶縁層である。絶縁層１２は、中心導体１の直上に設けられた押出被覆層であることが好ましい。

発泡方式は、化学発泡方式、物理発泡方式のいずれであってもよいが、化学発泡方式であることが好ましい。具体的な発泡方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法が適用できる。また、発泡度も特に限定されない。

絶縁層１２は、例えば、フッ素樹脂からなる。フッ素樹脂としては、例えばテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、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）が好適である。

絶縁層１２の厚みは、ケーブルの細径化を目的とした場合、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

（補強層５）
補強層５は、絶縁層１２の直上に設けられ、非発泡絶縁体からなることが好ましい。

補強層５は、テープを巻き付けて形成されることが好ましく、例えば、ポリエステルテープ、ポリエチレンテレフタレートテープ、ポリエーテルイミドテープ又はポリイミドテープを巻き付けることにより形成されたものであることが好ましい。ポリエステルテープであることが特に好ましい。テープは、ラップ部分があるように巻き付けていくことが好ましい。

テープは、前述の樹脂テープ４１と同様に、片側表面にホットメルト接着剤付きのテープを用いることが好ましく、これにより補強層５は絶縁層１２に接着される。各基材からなるテープの厚みは、例えば２〜６μｍであり、ホットメルト接着剤の厚みは、例えば０．５〜２μｍである。

補強層５は、チューブ状であってもよく、例えば、フッ素樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）から選ばれる樹脂を押出成形することにより形成される。フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、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）が好適である。押出被覆による補強層５の厚みは、８〜３０μｍであることが好ましい。

＜用途＞
上記本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルは、医療用ケーブル等の多芯ケーブルに内蔵される同軸ケーブルとして好適であるが、その他のケーブルに適用することもできる。

＜実施の形態の効果＞
上記本発明の実施の形態によれば、前述の構成からなるシールド層を最外層として設け、ジャケット層を不要としたことで、更なる細径化（外径０．５ｍｍ以下、好ましくは外径０．４ｍｍ以下、より好ましくは外径０．３ｍｍ以下）及び軽量化が可能であり、更なる細径化をしても優れた可撓性を有する同軸ケーブル、並びに、当該同軸ケーブルを用いた多芯ケーブル及び同軸ケーブルの接続部の提供が可能となる。

〔多芯ケーブル〕
本発明の実施の形態に係る多芯ケーブルは、上記本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルを１本以上備えたケーブルコアと、前記ケーブルコアの外周に設けられたシースとを有する。多芯ケーブルは、例えば、医療用ケーブルである。

図４は、本発明の実施の形態に係る多芯ケーブルの例示としての医療用ケーブルのひとつである超音波診断用プローブケーブルの構造を示す横断面図である。

上記本発明の実施の形態に係る同軸ケーブル（図４では同軸ケーブル１０）を複数本束ねて（束ねて撚り合せても良い）、同軸ケーブルユニット１０１とし、その同軸ケーブルユニット１０１複数本（図４では７本）をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなるバインドテープ１０２で束ねてケーブルコアとし、その周囲に銀めっき銅線などの金属線を複数本巻き付け、又は編組してなるシールド層１０３を設け、そのシールド層１０３の周囲にＰＦＡやＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などからなるシース１０４を設けることでプローブケーブル１００が得られる。同軸ケーブル１０に替えて、同軸ケーブル２０を用いても良い。同軸ケーブルユニット１０１は、束ねた複数本の同軸ケーブル１０の外周に被覆層を有していることが好ましい。

プローブケーブル以外の医療用ケーブル、すなわち、カテーテルケーブル、内視鏡ケーブルについても、発泡同軸ケーブルの本数が異なる点を除けば基本的にプローブケーブル同様の構造を有している。なお、カテーテルケーブルにおいては、発泡同軸ケーブルが１本のみで構成される場合がある。また、電源線やその他の信号線が含まれる場合がある。

〔同軸ケーブルの接続部〕
図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルの接続部の構造を示す上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルの接続部２００は、並列配置され、かつケーブル端末が段剥ぎされシールド層４から中心導体１及び絶縁層２が露出された上記本発明の実施の形態に係る同軸ケーブル（図５では同軸ケーブル１０）複数本と、露出された中心導体１及びシールド層４が電気的に接続される電極部２０２，２０３を有するプリント基板２０１とを備える。勿論、同軸ケーブル１０に替えて、同軸ケーブル２０を用いても良い。

図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルの接続部２００は、多芯ケーブルの各同軸ケーブル１０の端末部を段剥きしてシールド層４から、絶縁層２、中心導体１を順次露出させ、露出させた中心導体１及びシールド層４を、プリント基板２０１に形成された対応する電極部（中心導体用電極部２０２、シールド層用電極部２０３）へ接続材２０４，２０５を介してそれぞれ電気的に接続する構造である。

上記の端末部露出構造は、例えば、レーザ照射や切削加工などによる切断及びストリップを含む段剥き加工を順次実施することによって形成される。

中心導体用電極部２０２とシールド層用電極部２０３は、中心導体１とシールド層４のそれぞれの配置及びサイズに対応してプリント基板２０１に形成される。中心導体用電極部２０２は、各同軸ケーブル１の中心導体１に対応する数（図５（ａ）では１６個）の電極２０２ａが電気的に分離されて形成され、シールド層用電極部２０３は、各同軸ケーブル１で共通の電極２０３ａが１つ形成される。

中心導体１とシールド層４は、中心導体用電極部２０２とシールド層用電極部２０３上に位置合わせした後、それぞれが電極２０２ａと電極２０３ａに電気的に接続される。一般的に、これらの接続は、接続材２０４，２０５を介した接続がなされる。接続材２０４，２０５としては、接続物と被接続物とを接続できるものであればよく、例えば加熱によって溶融するはんだ材が用いられる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々に変形実施が可能である。

１０，２０：同軸ケーブル
１：中心導体、２，１２：絶縁層、３：中間層、４：シールド層、５：補強層
４１：樹脂テープ、４２：金属層、４３：錫メッキ層又は銀メッキ層、４４：接着層
１００：多芯ケーブル（プローブケーブル）、１０１：同軸ケーブルユニット
１０２：バインドテープ、１０３：シールド層、１０４：シース
２００：同軸ケーブル接続部、２０１：プリント基板
２０２：中心導体用電極部、２０３：シールド層用電極部
２０２ａ，２０３ａ：電極、２０４，２０５：接続材

Claims (10)

1. 中心導体と、前記中心導体の外周に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の外周に設けられた前記絶縁層と接着されていない中間層と、前記中間層の外周に接着層を介して設けられた最外層としてのシールド層とを備え、
   前記シールド層は、前記中間層の外周に前記接着層を介してらせん巻きされた樹脂テープと、前記樹脂テープの外表面に施された厚さ５μｍ以下の金属層と、前記金属層の外表面に施された錫メッキ層又は銀メッキ層とを備えることを特徴とする同軸ケーブル。
2. 前記絶縁層は、充実絶縁層であることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
3. 前記絶縁層は、発泡絶縁層であり、前記発泡絶縁層と前記中間層の間に、前記発泡絶縁層と接着されているが前記中間層とは接着されていない補強層を備えることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
4. 前記中間層は、らせん巻きされたポリエステルテープからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の同軸ケーブル。
5. 前記樹脂テープは、ポリエステルテープであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の同軸ケーブル。
6. 前記金属層は、銅蒸着層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の同軸ケーブル。
7. 前記補強層は、らせん巻きされたポリエステルテープからなることを特徴とする請求項３に記載の同軸ケーブル。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の同軸ケーブルを１本以上備えたケーブルコアと、前記ケーブルコアの外周に設けられたシースとを有することを特徴とする多芯ケーブル。
9. 超音波診断用プローブケーブルであることを特徴とする請求項８に記載の多芯ケーブル。
10. 並列配置され、かつケーブル端末が段剥ぎされ前記シールド層から前記中心導体及び前記絶縁層が露出された請求項１〜７のいずれか１項に記載の同軸ケーブル複数本と、露出された前記中心導体及び前記シールド層が電気的に接続される電極部を有するプリント基板とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの接続部。
    

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