JP2019179594A - cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーブルに関し、特に、屈曲耐性に優れるケーブルに関する。 The present invention relates to a cable, and more particularly to a cable excellent in bending resistance.
産業用ロボットの駆動部分や、ディスプレイ部とキーボードとがヒンジで接続されて開閉可能なパソコンや携帯電話の当該ヒンジ部に用いられるケーブルは、繰り返しの屈曲に対する耐性が求められる。下記特許文献1に記載の移動ケーブル用撚導体は、補強撚線が中心に配置され、その周りに撚線が1層以上配置される構成である。このような構成により、この移動ケーブル用撚導体は、屈曲への耐性向上が図られている。
Cables used in hinge portions of personal computer and mobile phones that can be opened and closed by connecting a drive portion of an industrial robot or a display portion and a keyboard by a hinge are required to have resistance to repeated bending. The twisted conductor for a mobile cable described in
しかし、ケーブルに上記特許文献1に記載の移動ケーブル用撚導体を用いる場合であっても、十分な屈曲耐性を得難かった。一般にケーブルの屈曲耐性を向上させるには、引張強度の大きい金属を用いることが有効である。しかし、一般的に引張強度の大きい金属は合金である。このため、引張強度の大きい金属を撚線に用いると、ケーブルの抵抗が高くなる傾向がある。
However, even when the mobile cable twisted conductor described in
そこで、本発明は、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a cable that has little increase in resistance and can improve bending resistance.
本発明のケーブルは、中心に配置される1本の中心導線と、前記中心導線に螺旋状に巻かれる6本の中間導線と、前記6本の中間導線に螺旋状に巻かれる12本の外側導線と、を有する撚導線と、前記撚導線を被覆する絶縁被覆層と、を備え、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度よりも大きいことを特徴とするものである。 The cable according to the present invention includes one central conductor disposed at the center, six intermediate conductors spirally wound around the central conductor, and twelve outer spirals wound around the six intermediate conductors. A conductive wire, and an insulation coating layer that covers the twisted conductive wire, and the tensile strength per unit area of the intermediate conductive wire is larger than the tensile strength per unit area of the outer conductive wire It is a feature.
外側導線の単位面積当たりの引張強度と中間導線の当該引張強度とが互いに同じ場合と比べて、この外側導線の引張強度に対して中間導線の引張強度が大きいことで、ケーブルの屈曲耐性を向上させることができる。また、上記のように単位面積当たりの引張強度の大きい金属は一般に合金から成るため、単位面積当たりの引張強度が大きい金属ほど抵抗が高い傾向にある。しかし、本発明のケーブルでは、外側導線よりも数の少ない中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きいため、ケーブルの抵抗の上昇が少ない。 Compared to the case where the tensile strength per unit area of the outer conductor and the tensile strength of the intermediate conductor are the same as each other, the tensile strength of the intermediate conductor is greater than the tensile strength of the outer conductor, thereby improving the bending resistance of the cable. Can be made. In addition, as described above, a metal having a high tensile strength per unit area is generally made of an alloy. Therefore, a metal having a higher tensile strength per unit area tends to have a higher resistance. However, in the cable of the present invention, since the tensile strength per unit area of the intermediate conductor, which is smaller than that of the outer conductor, is large, the increase in the resistance of the cable is small.
また、前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度以上であることとしても良い。 Further, the tensile strength per unit area of the central conductor may be equal to or higher than the tensile strength per unit area of the intermediate conductor.
中心導線の単位面積当たりの引張強度を中間導線の単位面積当たりの引張強度以上とすることで、ケーブルの抵抗上昇を抑えつつ、ケーブルの屈曲耐性をより向上させることができる。 By setting the tensile strength per unit area of the central conducting wire to be equal to or higher than the tensile strength per unit area of the intermediate conducting wire, it is possible to further improve the cable bending resistance while suppressing an increase in the resistance of the cable.
或いは、前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度よりも小さいこととしても良い。 Alternatively, the tensile strength per unit area of the central conducting wire may be smaller than the tensile strength per unit area of the intermediate conducting wire.
この場合、前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度以上であることとしても良い。 In this case, the tensile strength per unit area of the central conductor may be greater than or equal to the tensile strength per unit area of the outer conductor.
中心導線の単位面積当たりの引張強度が中間導線の単位面積当たりの引張強度よりも小さい場合において、中心導線の単位面積当たりの引張強度を外側導線の単位面積当たりの引張強度以上とすることで、中心導線の単位面積当たりの引張強度が外側導線の単位面積当たりの引張より小さい場合と比べて、ケーブルの抵抗上昇を抑えつつ、ケーブルの屈曲耐性をより向上させることができる。 When the tensile strength per unit area of the central conducting wire is smaller than the tensile strength per unit area of the intermediate conducting wire, the tensile strength per unit area of the central conducting wire is equal to or higher than the tensile strength per unit area of the outer conducting wire, Compared with the case where the tensile strength per unit area of the central conductor is smaller than the tensile strength per unit area of the outer conductor, it is possible to further improve the bending resistance of the cable while suppressing an increase in the resistance of the cable.
また、前記中間導線と前記外側導線とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれることとしても良い。 Further, the intermediate conducting wire and the outer conducting wire may be spirally wound in opposite rotation directions.
中間導線と外側導線を同じ方向に巻く場合と比べて、全体のうねりが少なく、よりまっすぐなケーブルとすることができる。 Compared with the case where the intermediate conductor and the outer conductor are wound in the same direction, the overall undulation is less and a straighter cable can be obtained.
また、上記ケーブルは、前記絶縁被覆層の外周面を囲うシールドと、前記シールドの外周面を被覆する外側絶縁被覆層と、を更に備えることが好ましい。 The cable preferably further includes a shield that surrounds the outer peripheral surface of the insulating coating layer, and an outer insulating coating layer that covers the outer peripheral surface of the shield.
このような構成にすることで、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得る同軸ケーブルにすることができる。 By adopting such a configuration, it is possible to provide a coaxial cable that has little increase in resistance and can improve bending resistance.
以上のように、本発明によれば、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルが提供される。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cable that has a small increase in resistance and can improve bending resistance.
以下、本発明に係るケーブルを実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。 Hereinafter, the form for carrying out the cable concerning the present invention is illustrated with an accompanying drawing. The embodiments exemplified below are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be modified and improved from the following embodiments without departing from the spirit of the present invention.
図1は、本発明の実施形態に係るケーブルを示す図であり、図2は、図1に示すケーブルの長手方向に垂直な断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a cable according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the cable shown in FIG.
図1、図2に示すように、本実施形態のケーブル1は、撚導線10と、撚導線10の外周面を被覆する絶縁被覆層20と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
撚導線10は、1本の中心導線11と、6本の中間導線12と、12本の外側導線13とから成る。中心導線11は、ケーブル1の長手方向に沿って配置されている。それぞれの中間導線12は、互いに並列に配置されると共に、中心導線11の外周面に螺旋状に巻かれている。また、それぞれの外側導線13は、互いに並列に配置されると共に、中心導線11の外周面に巻かれた状態の6本の中間導線12の外周面に螺旋状に巻かれている。本実施形態では、中間導線12と外側導線13とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれる逆撚りとされる。また、中間導線12の撚ピッチは、外側導線13の撚ピッチよりも小さいことが好ましい。
The stranded
また、本実施形態では、中心導線11と、それぞれの中間導線12と、それぞれの外側導線13とは、互いに同じ太さの金属の線材から形成されている。なお、中心導線11とそれぞれの中間導線12とそれぞれの外側導線13とが互いに異なる太さであっても良い。
Moreover, in this embodiment, the center conducting
これら中心導線11、それぞれの中間導線12、及びそれぞれの外側導線13の各線材を形成する金属としては、例えば、銅や銅合金を挙げることができる。銅合金としては、例えば、銅に銀を0.5%から8%程度添加したものを挙げることができる。
As a metal which forms each wire of these center conducting
また、中間導線12の単位面積当たりの引張強度は、外側導線13の単位面積当たりの引張強度よりも大きい構成とされる。なお、以下の説明において、単に引張強度という場合、単位面積当たりの引張強度を意味する。このような構成とされるには、例えば、中間導線12を構成する金属の主成分と外側導線13を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中間導線12を構成する金属には、外側導線13を構成する金属よりも多くの金属添加物を添加することが挙げられる。この場合、上記金属添加物は、上記金属の主成分よりも引張強度の大きい材料であることが好ましい。上記金属の主成分としては銅を挙げることができ、上記金属添加物としては銀を挙げることができる。この場合、中間導線12が銅97%、銀3%の合金で構成され、外側導線13が銅99%、銀1%の合金で構成される例を挙げることができる。
Further, the tensile strength per unit area of the intermediate conducting
また、中心導線11の引張強度は、中間導線12の単位面積当たりの引張強度と同じであっても良い。この場合、中心導線11と中間導線12とを同じ金属から構成すれば良い。
Further, the tensile strength of the central conducting
或いは、中心導線11の引張強度は、中間導線12の引張強度よりも小さくされても良い。このような構成とされるには、例えば、中間導線12を構成する金属の主成分と中心導線11を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中間導線12を構成する金属には、中心導線11を構成する金属よりも多くの金属添加物が添加されることが挙げられる。この場合、中心導線11の引張強度は、外側導線13の単位面積当たりの引張強度以上であることとしても良い。このような構成とされるには、例えば、中心導線11を構成する金属の主成分と中間導線12を構成する金属の主成分と外側導線13を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中心導線11を構成する金属には、外側導線13を構成する金属に添加される金属添加物の量以上で、中間導線12を構成する金属に添加される金属添加物の量より少ない金属添加物が添加されることが挙げられる。なお、上記のように中心導線11の引張強度が中間導線12の引張強度よりも小さくされる場合、中心導線11の引張強度が、外側導線13の単位面積当たりの引張強度より小さくされても良い。このような構成とされるには、例えば、中心導線11を構成する金属の主成分と外側導線13を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中心導線11を構成する金属には、外側導線13を構成する金属よりも少ない金属添加物が添加されることが挙げられる。
Alternatively, the tensile strength of the central conducting
また或いは、中心導線11の引張強度は、中間導線12の単位面積当たりの引張強度よりも大きくされても良い。このような構成とされるには、例えば、中心導線11を構成する金属の主成分と中間導線12を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中心導線11を構成する金属には、中間導線12を構成する金属よりも多くの金属添加物を添加することが挙げられる。
Alternatively, the tensile strength of the
また、絶縁被覆層20は、熱可塑性樹脂が押し出し成型されることで形成されている。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や、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)や、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体(ETFE)等のフッ素樹脂を挙げることができる。
The insulating
以上説明したように、本実施形態のケーブル1は、中心に配置される1本の中心導線11と、中心導線11に螺旋状に巻かれる6本の中間導線12と、6本の中間導線に螺旋状に巻かれる12本の外側導線13と、を有する撚導線10と、撚導線10を被覆する絶縁被覆層20と、を備える。そして、中間導線12の単位面積当たりの引張強度は、外側導線13の単位面積当たりの引張強度よりも大きい。このため、外側導線13の引張強度と中間導線12の当該引張強度とが互いに同じ場合と比べて、外側導線13の引張強度に対して中間導線12の引張強度が大きいことで、ケーブル1の屈曲耐性を向上させることができる。また、引張強度の大きい金属は一般に合金から成るため、引張強度が大きい金属ほど抵抗が高い傾向にある。しかし、本発明のケーブル1では、外側導線13よりも数の少ない中間導線12の引張強度が大きいため、ケーブル1の抵抗の上昇が少ない。
As described above, the
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated to the example for embodiment, this invention is not limited to these.
例えば、上記実施形態では、中間導線12と外側導線13とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれる逆撚りとされる。しかし、本発明はこれに限らない。図3は、図1のケーブルの変形例である。なお、図3を説明するにあたり、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図3に示すように、本発明のケーブル1では、中間導線12と外側導線13とは、互いに同じ回転方向で螺旋状に巻かれる順撚りとされても良い。
For example, in the said embodiment, the intermediate |
また、上記実施形態では、撚導線10と絶縁被覆層20とから成るケーブル1について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、ケーブルの一例である同軸ケーブルにも適用することができる。図4は、同軸ケーブルを示す図である。なお、図4を説明するにあたり、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図4に示すように、同軸ケーブル2は、上記実施形態において説明した撚導線10及び絶縁被覆層20と、絶縁被覆層20の外周面を囲んで配置されるシールド30と、シールド30の外周面を被覆する外側絶縁被覆層40とを備える。
Moreover, although the
シールド30は、例えば、銅や錫めっき銅等の導線が編み込まれた編組や、前記の導線が螺旋状に巻かれた横巻きシールドや、アルミニウム等の金属から成る金属箔や、編組と金属箔との積層体、横巻きシールドと金属箔の積層体等から成る。なお、図5では、シールド30として編組が例示されている。
The
外側絶縁被覆層40は、シースとも呼ばれ、熱可塑性樹脂により形成されている。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や、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(PTA)や、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体(ETFE)等のフッ素樹脂を挙げることができる。
The outer insulating
このような同軸ケーブル2では、一般的に撚導線10が信号線とされて、撚導線10に電気信号が伝送され、シールド30は接地される。また、このような同軸ケーブル2では、シールド30より内側に上記実施形態と同様のケーブル1が配置されていると理解することができる。従って、同軸ケーブル2は、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得る。
In such a
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。 Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(比較例1)
図1、図2に示すケーブル1と同様の構造のケーブルを準備した。このケーブルの中心導線、中間導線、及び外側導線は、銅99%、銀1%の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね600MPaであり、直径20μmであった。また、被覆層はPFAから構成され、ケーブルの外径は0.15mmであった。
(Comparative Example 1)
A cable having the same structure as the
(比較例2)
中心導線が、銅97%、銀3%の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね900MPaであることを除いて、比較例1のケーブルと同様のケーブルを準備した。
(Comparative Example 2)
A cable similar to the cable of Comparative Example 1 was prepared except that the central conductor was made of an alloy of 97% copper and 3% silver and the tensile strength per unit area was approximately 900 MPa.
(比較例3)
中心導線、中間導線、及び外側導線がそれぞれ銅97%、銀3%の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度がそれぞれ概ね900MPaであることを除いて、比較例1のケーブルと同様のケーブルを準備した。
(Comparative Example 3)
A cable similar to the cable of Comparative Example 1 except that the center conductor, the intermediate conductor, and the outer conductor are made of an alloy of 97% copper and 3% silver, respectively, and the tensile strength per unit area is approximately 900 MPa, respectively. Prepared.
(実施例1)
中心導線及び中間導線が、銅97%、銀3%の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね900MPaであることを除いて、比較例1のケーブルと同様のケーブルを準備した。
Example 1
A cable similar to the cable of Comparative Example 1 was prepared except that the center conductor and the intermediate conductor were made of an alloy of 97% copper and 3% silver, and the tensile strength per unit area was approximately 900 MPa.
(実施例2)
中間導線が、銅97%、銀3%の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね900MPaであることを除いて、比較例1のケーブルと同様のケーブルを準備した。
(Example 2)
A cable similar to the cable of Comparative Example 1 was prepared except that the intermediate conductor was composed of an alloy of 97% copper and 3% silver and the tensile strength per unit area was approximately 900 MPa.
次にこれらのケーブルの屈曲耐性の試験を行った。図5は、屈曲耐性の試験の様子を示す図である。図5に示すように、試験装置50は、平板51と平板51上に垂直に立設された一対の棒体52とを備える。それぞれの棒体52の直径は4mmであり、それぞれの棒体52の間隔は、上記の準備したケーブルの外径である0.15mmより僅かに広い程度とした。
Next, the bending resistance of these cables was tested. FIG. 5 is a diagram showing a state of a bending resistance test. As shown in FIG. 5, the
図5では、上記比較例、実施例で準備したケーブルをケーブル1としている。このケーブル1を一対の棒体52の間に固定して、図5において破線で示すように、一方の棒体52に沿って一方の方向に90度曲げ、次に他方の棒体52に沿って他方の方向に90度曲げた。この屈曲を断線するまで繰り返した。ここでいう断線とは、ケーブルが非導通になる状態のことを指す。
In FIG. 5, the cable prepared in the comparative example and the example is a
また、それぞれのケーブルの20℃における電気抵抗を測定した。 Moreover, the electrical resistance in 20 degreeC of each cable was measured.
表1に比較例、実施例のケーブルが断線するまでの屈曲回数、及び、ケーブルの電気抵抗を示す。
実施例1は、比較例1に対して、中心導線と中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例2に対して、中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例3に対して、外側導線の引張強度が小さい。また、実施例2は、比較例1に対して、中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例2に対して、中心導線の単位面積当たりの引張強度が小さく、中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例3に対して、中心導線及び外側導線の引張強度が小さい。そして、表1から明らかなように、実施例1、実施例2のケーブルは、比較例1、比較例2、及び比較例3のケーブルよりも屈曲耐性が高いことが分かった。また、実施例1、実施例2を比較すると実施例1の方が、屈曲性が高い結果となった。さらに、比較例1、比較例2を比較すると比較例2の方が、屈曲性が高い結果となった。従って、中心導線の単位面積当たりの引張強度を中間導線の単位面積当たりの引張強度と以上にすることで、ケーブルの抵抗上昇を抑えつつ、ケーブルの屈曲耐性をより向上させることができると考えられる。 In Example 1, the tensile strength per unit area of the central conductor and the intermediate conductor is larger than that of Comparative Example 1, and the tensile strength per unit area of the intermediate conductor is larger than that of Comparative Example 2, and On the other hand, the tensile strength of the outer conductor is small. Further, Example 2 has a higher tensile strength per unit area of the intermediate conductor than that of Comparative Example 1, and has a lower tensile strength per unit area of the center conductor than that of Comparative Example 2, and has a unit area of the intermediate conductor. The tensile strength per hit is large, and the tensile strength of the central conductor and the outer conductor is small compared to Comparative Example 3. As is apparent from Table 1, the cables of Example 1 and Example 2 were found to have higher bending resistance than the cables of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3. Moreover, when Example 1 and Example 2 were compared, the result of Example 1 was higher in flexibility. Furthermore, when Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were compared, Comparative Example 2 was higher in flexibility. Therefore, it is considered that the bending resistance of the cable can be further improved while suppressing an increase in the resistance of the cable by setting the tensile strength per unit area of the central conductor to be equal to or higher than the tensile strength per unit area of the intermediate conductor. .
また、実施例1、実施例2のケーブルは比較例1、比較例2のケーブルと比べて電気抵抗が上昇したものの、この程度の上昇であればケーブルとしては問題なく、実施例1、実施例2のケーブルは抵抗の上昇が少ないことが分かった。従って、本発明のケーブルによれば、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得る。 Moreover, although the electric resistance of the cables of Example 1 and Example 2 increased compared with the cables of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, there was no problem as a cable as long as it increased to this extent. It was found that the cable No. 2 showed little increase in resistance. Therefore, according to the cable of the present invention, the resistance increase is small and the bending resistance can be improved.
本発明によれば、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルが提供され、産業用ロボットの駆動部分や、ディスプレイ部とキーボードとがヒンジで接続されて開閉可能なパソコンや携帯電話等の分野において利用し得る。 According to the present invention, a cable that can increase resistance to bending with little increase in resistance is provided, and a drive part of an industrial robot, a personal computer or a mobile phone that can be opened and closed by connecting a display part and a keyboard with a hinge. It can be used in the field of
1・・・ケーブル
2・・・同軸ケーブル
10・・・撚導線
11・・・中心導線
12・・・中間導線
13・・・外側導線
20・・・絶縁被覆層
30・・・シールド
40・・・外側絶縁被覆層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記撚導線を被覆する絶縁被覆層と、
を備え、
前記中間導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度よりも大きい
ことを特徴とするケーブル。 A twisted wire comprising one central conductor wire arranged in the center, six intermediate conductor wires spirally wound around the central conductor wire, and twelve outer conductor wires spirally wound around the six intermediate conductor wires. Lead wires,
An insulating coating layer covering the twisted conductor;
With
The cable according to claim 1, wherein a tensile strength per unit area of the intermediate conducting wire is larger than a tensile strength per unit area of the outer conducting wire.
ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル。 The cable according to claim 1, wherein a tensile strength per unit area of the central conductor is equal to or higher than a tensile strength per unit area of the intermediate conductor.
ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル。 The cable according to claim 1, wherein the tensile strength per unit area of the central conductor is smaller than the tensile strength per unit area of the intermediate conductor.
ことを特徴とする請求項3に記載のケーブル。 The cable according to claim 3, wherein a tensile strength per unit area of the central conductor is equal to or higher than a tensile strength per unit area of the outer conductor.
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のケーブル。 The cable according to any one of claims 1 to 4, wherein the intermediate conducting wire and the outer conducting wire are spirally wound in opposite directions of rotation.
前記シールドの外周面を被覆する外側絶縁被覆層と、
を更に備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のケーブル。 A shield surrounding the outer peripheral surface of the insulating coating layer;
An outer insulating coating layer covering the outer peripheral surface of the shield;
The cable according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
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