JP4456696B2

JP4456696B2 - 同軸ケーブル素線、同軸ケーブル、及び同軸ケーブルバンドル

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Publication number: JP4456696B2
Application number: JP19171899A
Authority: JP
Inventors: 和宏佐藤; 清則横井; 幸文千葉
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: CN1175433C; DE60016319D1; CN1290941A; TW469449B; KR20010015137A; EP1067561A2; US6417445B1; JP2001023456A; KR100676036B1; DE60016319T2; EP1067561B1; EP1067561A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸ケーブル素線、同軸ケーブル及び同軸ケーブルバンドルに関し、特に、電気信号を伝送する同軸ケーブルに用いられる同軸ケーブル素線、その同軸ケーブル素線を含む同軸ケーブル、及びその同軸ケーブルを含む同軸ケーブルバンドルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置の診断プローブや内視鏡等の医療機器、産業用ロボット等に用いられる信号伝送用の電線ケーブル、ノート型コンピュータ等の情報機器に用いられる内部接続用の電線ケーブル等は、使用中に繰り返し屈曲されることにより、歪みが蓄積してついには破壊に至るおそれがある。したがって、このような電線ケーブルとして用いられる同軸ケーブル（又はその素線）の中心導体には、耐屈曲性を高めるために多数の導体素線を撚り合わせた電線（いわゆる撚線）が広く用いられている。このような同軸ケーブルの例として、特開平９−３５５４１号公報には、繊維強化銅マトリックス複合導体を材料とする電線及びその電線を用いたケーブルが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような撚線を中心導体とした同軸ケーブルは、可撓性に優れる反面、圧接時に導体素線の配列が崩れることによって圧接不良が生じてしまい、使用時に断線するおそれがあった。また、ピッチパターンの狭い回路基板へ中心導体をはんだ付けする場合に導体素線がばらけてしまい、短絡が生じるおそれがあった。よって、このような同軸ケーブル端末の接続処理作業は、検査を含めて極めて煩雑であった。このような問題に加えて、撚線の製造には手間が掛かかるため、耐屈曲性に優れるとともに製造及び接続処理コストを低減できる同軸ケーブルが望まれていた。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、十分な耐屈曲性を有しつつ、接続部の断線や短絡を有効に防止することができるとともに、経済性に優れた同軸ケーブル素線、同軸ケーブル、及び同軸ケーブルバンドルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を重ね、中心導体の材質及び引張強さと電線の耐屈曲性との間に密接な関係があることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明の同軸ケーブル素線は、中心導体と、該中心導体の周囲を覆っている絶縁体と、該絶縁体の周囲を覆っている外部導体とを備える同軸ケーブル素線であって、中心導体は、銅及び銀から成る金属材料から成る単線で形成されており、外径が０．０１０〜０．２ｍｍであり、かつ、ＪＩＳＣ３００２に規定される引張強さが１２０〜１６０ｋｇｆ／ｍｍ²以上であり、かつ、導電率が６０〜９０％ＩＡＣＳであり、金属材料における銀の含有率が３〜５重量％であり、銅を主成分とする相と銀を主成分とする相がいずれも繊維状組織を呈し、塑性伸びが下記式（１）で表される関係を満たすことを特徴とする。
０．２％≦Ｌ≦２．０％（１）
［式中、Ｌは塑性伸び（％）を示す。］
【０００６】
上記用途に使用されるケーブル素線及びケーブルには、高い耐屈曲性が要求されるが、従来の銅を含む金属材料から成る単線は屈曲寿命（破断に至る屈曲の回数）が短く、要求される耐屈曲性を十分に満足できない。ところが、上記のように構成された本発明の同軸ケーブル素線によれば、中心導体に単線を用いているにもかかわらず、屈曲寿命が極めて長いことが判明した。一般に、引張強さが大きくなるにつれ疲労限は大きくなるが、屈曲特性に関しても同様に、引張強さが大きい方が屈曲特性に優れることが認められた。また、上記金属材料における銀の含有率が３〜５重量％であるため、例えば、通常の線材の製造方法と同種の方法によって中心導体を製造することにより、上記の引張強さ及び導電率を有する単線の中心導体を確実に得ることができる。したがって、同軸ケーブル素線の屈曲特性を格別に向上させることが確実になるとともに、接続処理時の圧接不良及び短絡の発生が確実に防止され、接続処理における作業工数を格段に低減することができる。
【０００７】
また、中心導体の塑性伸びが、下記式（１）；
０．２％≦Ｌ≦２．０％（１）
［式中、Ｌは塑性伸び（％）を示す。］
で表される関係を満たすと好ましい。１２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上で同一の引張強さを有し、かつ、塑性伸びが異なる導体を中心導体に用いた同軸ケーブルの屈曲試験を行ったところ、塑性伸びが上記式（１）の範囲にある中心導体を使用した同軸ケーブルは、その範囲の下限未満の塑性伸びしか持たない中心導体を使用した同軸ケーブルよりも、屈曲寿命が長く、屈曲特性に優れることが判明した。この傾向は、中心導体が撚線から成る従来構造の同軸ケーブルよりも、本発明による中心導体が単線から成る同軸ケーブルの方が顕著であった。屈曲試験においては、中心導体表面に対して塑性伸び以上の歪みが付与されており、同軸ケーブルという特殊な形態下では、本発明による中心導体の塑性伸びが従来のものよりも大きくなると考えられる。よって、このような条件下では、最も大きな歪みを受ける中心導体表面部における亀裂の発生、及びその亀裂の伝搬は、本発明による同軸ケーブル素線を構成する中心導体の方が、より抑制されるためと推定される。
【０００８】
さらに、中心導体が単線なので、圧接時の配列の崩れによる圧接不良が生じない。よって、同軸ケーブル素線の使用時の断線を十分に防止できる。さらに、狭ピッチパターンの回路基板へ中心導体をはんだ付けする場合に、中心導体がばらけることがない。よって、短絡が発生することを十分に防止することができる。したがって、接続時の検査の負担を軽減でき、同軸ケーブル素線を接続処理する際の作業工数を格段に低減することができる。さらに、中心導体が単線なので、同軸ケーブル素線の端末をプレス等で加圧変形させる際に、プレス圧等の条件が一定であれば、中心導体の断面形状が画一的に、すなわち均一となるように変形される。よって、複数の同軸ケーブル素線を、基板等の接続点に一括で確実に、例えていうならば、集積回路（ＩＣ）を基板に挿着するように極めて簡易に接続することが可能となる。その結果、同軸ケーブル素線を接続処理する際の作業工数を一層低減することができる。
【０００９】
またさらに、導電率が上記の範囲とされているので、導電率が小さ過ぎて信号伝送時に中心導体内部に発生するジュール熱による伝送損失の増大を防止できる。また、信号伝送時のジュール熱発生による伝送損失の増大を防止できるので、そのような伝送損失を抑えるために中心導体の径を太くする必要がない。また、導電率と引張強さとは、通常、相反する傾向にあるが、金属材料の含有成分として銅に銀を所定量含めることにより、中心導体において上記範囲の導電率と引張強さを同時に発現できると考えられる。加えて、絶縁体を可撓性を有する部材とすれば、同軸ケーブル素線の屈曲時に絶縁体が破断する可能性を低減できる。
【００１１】
またさらに、本発明者らは、中心導体及び外部導体のそれぞれの破断機構に関して研究を重ね、良好な耐屈曲性が得られる条件を見出すに至った。すなわち、中心導体の引張強さと外部導体の引張強さとが、下記式（２）で表される関係を満たすと好適である。
Ｔｇ≦Ｔｃ≦Ｔｇ×３（２）
［式中、Ｔｃは前記中心導体の引張強さを示し、Ｔｇは前記外部導体の引張強さを示す。］
このようにＴｃの値が上記範囲にあると、同軸ケーブル素線が屈曲される際に、中心導体及び外部導体のいずれか一方の屈曲部に応力が集中してしまうことが防止され、いずれか一方の塑性変形が他方よりも大きくならない。その結果、中心導体及び外部導体のいずれか一方の耐屈曲性が他方よりも極端に低くなることが防止される。
【００１２】
さらにまた、中心導体の外径（直径）が、０．０１０〜０．２ｍｍであると好適であり、０．０２０〜０．１５ｍｍであるとより好ましい。一般に、屈曲試験は、同じ荷重、同じマンドレル径（金属棒の径）で行われる（後述する屈曲試験方法についての説明を参照）ため、中心導体の外径が０．０１０ｍｍ未満であると、中心導体にかかる応力が大きくなるため、屈曲寿命が低下する傾向にある。また上記外径が０．２ｍｍを超えると、中心導体に加わる歪みが大きくなるため、同様に屈曲寿命が低下する傾向にある。
【００１３】
また、本発明の同軸ケーブルは、本発明による同軸ケーブル素線と、その同軸ケーブル素線の周囲を覆っている外皮部材とを備えることを特徴とする。上述の如く、本発明の同軸ケーブル素線の耐屈曲性は格段に向上されており、外皮部材に可撓性を有する部材を用いれば、十分に優れた耐屈曲性を有する同軸ケーブルを得ることができる。また、同軸ケーブル素線の接続処理が極めて簡易なため、同軸ケーブルを基板やコネクタに接続する際の作業工数を格段に低減することができる。
【００１４】
さらに、本発明の同軸ケーブルは、本発明による同軸ケーブル素線を複数本備えており、各同軸ケーブル素線が上記外皮部材の内側に並列配置されると好適である。このようにすれば、同軸ケーブル素線の並列方向に沿う軸まわりの曲げに対する耐屈曲性に優れた同軸ケーブルを得ることができる。また、同軸ケーブル素線を並列に配置しない場合に比して、同軸ケーブルの厚さを薄くすることができ、よって、機器内の狭隘部への設置が可能となる。
【００１５】
また、本発明の同軸ケーブルバンドルは、本発明による同軸ケーブルを複数本備えており、各同軸ケーブルが外套部材の内側に配置されたことを特徴とする。このようにすれば、本発明による同軸ケーブルの耐屈曲性が十分に優れており、その同軸ケーブルが集合されて配置されうるので、外套部材に可撓性を有する部材を用いれば、同軸ケーブルと同等又はそれ以上の耐屈曲性を有する同軸ケーブルバンドルが得られる。加えて、同軸ケーブル素線の端末が均一な形状に加工処理されうるので、基板やコネクタの接続点に、同軸ケーブルバンドルを確実かつ簡易に接続することが可能となる。よって、同軸ケーブルバンドルの接続処理に要する作業工数を低減することが可能となる。
【００１６】
なお、本発明における「引張強さ」及び「塑性伸び」とは、ＪＩＳＣ３００２に規定され、「抗張力」といわれることもある。また、「引張強さ」の単位換算は、例えば、下記式（３）に示す関係によって行うことができる。
１ｋｇｆ／ｍｍ²＝９．８０７ＭＰａ（３）
また、「導電率」とは、ＪＩＳＣ３００１に規定される値であり、「ＩＡＣＳ」は、International Annealed Copper Standardの略である。さらに、「屈曲試験」は下記の方法による。
【００１７】
〈屈曲試験方法１〉
図５は、本発明における屈曲試験（いわゆる左右屈曲試験）を説明するための模式図である。まず、中心導体の試験体１００の中央部を、２本の金属棒５１（外径２ｍｍ）で挟み、試験体１００の下端に５ｇのおもり５２を取り付ける。次に、この状態で試験体１００の上半分を各金属棒５１に９０°巻き付けるように屈曲させる。なお、左右各１度ずつの屈曲を１回とし、３０回／分の頻度で屈曲させ、試験体が破断に至る屈曲回数を測定する。
【００１８】
〈屈曲試験方法２〉
試験体１００として多芯同軸ケーブル（同軸ケーブルバンドル）を用い、金属棒５１の外径を２５．４ｍｍとし、おもり５２の重量を５００ｇとすること以外は、上記屈曲試験１と同様にして下記の項目について測定を行う。
（１）中心導体又は外部導体が破断に至る屈曲回数
（２）屈曲回数３０万回実施後の絶縁破壊の有無：試験体１００の中心導体と外部導体間に１０００Ｖの直流電圧を印加したときの電流値により評価を行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して、本発明による同軸ケーブル素線、同軸ケーブル及び同軸ケーブルバンドルの好適な実施形態を説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
〈同軸ケーブル素線及び同軸ケーブル〉
図１は、本発明の同軸ケーブルに係る一実施形態を示す斜視図であり、図２は、同断面図を示す。同図に示すように、同軸ケーブル２は、同軸ケーブル素線１が筒状の外皮２１（外皮部材）の内側に同軸状に配置されたものである。この同軸ケーブル素線１は、金属材料から成る単線で形成された中心導体１１の周囲が絶縁体１２で覆われており、更にその絶縁体１２の周囲が外部導体１３で覆われて成っている。以下、これら各構成部材について詳細に説明する。
【００２１】
中心導体１１は、銅を主成分とし、銀を含有する金属材料から成る単線である。この金属材料中の銀の含有率は、好ましくは２〜１０重量％、より好ましくは２〜６重量％、特に好ましくは３〜５重量％とされている。このような組成を有する金属材料は、導電性に優れており、上記の好ましい組成範囲では、引張強さ１２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上、導電率６０〜９０％ＩＡＣＳを確実に達成することが可能である。
【００２２】
また、この金属材料の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、銅及び銀地金を所定量溶解、鋳造して鋳塊とし、この鋳塊を熱間又は冷間加工することにより線状とし、更に熱処理と冷間加工とを行うことで、引張強さが１２０〜１６０ｋｇｆ／ｍｍ²の単線である中心導体１１が得られる。
【００２３】
一方、中心導体１１の導電率は、材料の金属材料と同じく、６０〜９０％ＩＡＣＳとされている。この導電率が６０％ＩＡＣＳ未満であると、信号伝送時に中心導体内部に発生するジュール熱が増大して伝送損失が顕著となる傾向にあり、一方、導電率が上記上限値を超える場合には、金属材料の組成、特に、銀の含有率を変化させる必要があり、その結果、中心導体１１の引張強さを上記の範囲に保つことが困難な傾向となる。また、先に述べたように、導電率と引張強さとは、通常、相反する傾向にあるが、金属材料組成を上記の好ましい範囲とすることにより、中心導体１１における高導電率と大きな引張強さを同時にかつ確実に達成することが可能となる。
【００２４】
また、中心導体１１の塑性伸びは、好ましくは下記式（１）；
０．２％≦Ｌ≦２．０％（１）
［式中、Ｌは塑性伸び（％）を示す。］
で表される関係を満たしている。同一の引張強さを持つ素材を中心導体に使用した場合、塑性伸びが大きい方が良好な耐屈曲性を有する同軸ケーブル素線及び同軸ケーブルが得られる。特に、中心導体１１が単線から成る同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２では、中心導体が撚線から成る同軸ケーブルに比してこの傾向が顕著となる。これは、一般に、中心導体が受ける歪みが０．２％以上となるような条件で屈曲試験が実施される場合が多く、また、単線は屈曲試験時に受ける歪みが従来の撚線よりも大きくなるためと推定される。
【００２５】
さらに、中心導体１１の外径は、好ましくは０．０１０〜０．２ｍｍ、特に好ましくは０．０２０〜０．１５ｍｍとされている。この外径が０．０１０ｍｍ未満であると、中心導体１１にかかる応力が大きくなるため、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の屈曲寿命が低下する傾向にある。これに対し、上記外径が０．２ｍｍを超えると、中心導体１１に加わる歪みが大きくなるため、同様に屈曲寿命が低下する傾向にある。
【００２６】
また、絶縁体１２は、可撓性と絶縁性を有する材料より成っており、その材料は特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂等の樹脂、それら樹脂から成る有機質繊維、又は無機物質から成る無機質繊維等を用いることができ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて使用することできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート等のフッ素系の樹脂が好ましく用いられる。この絶縁体１２は、例えば、中心導体１１を筒状の中空部を有するモールド内に配置し、この中心導体１１の周囲に、上記樹脂材料を押し出して成形することにより、図１に示すような形状に形成される。
【００２７】
また、外部導体１３は、細径の同軸ケーブルにおいて一般的に使用される可撓性を有する外部導体（いわゆる、シールド）を適宜選択して用いることができる。このような外部導体１３は、例えば、薄肉細幅のテープ状導体や細径導線を、中心導体１１の周囲に被覆された絶縁体１２の外周に横巻することにより形成させることができる。また、細径導線や、極細径導線を撚り合わせた細線（例えば、リッツ線）を、図１に示すように絶縁体１２の外周に沿って撚り合わせてもよい。なお、本発明においては、図１に示すように、中心導体１１の周囲（外周面）に絶縁体１２及び外部導体１３を設けた状態のものを同軸ケーブル素線１という。
【００２８】
また、外皮２１は、同軸ケーブルで一般的に使用される外皮部材から適宜選択して用いることができ、例えば、上述した樹脂材料のうち熱可塑性を有するもの、或いは他の熱可塑性材料で同軸ケーブル素線１を挟み込み、又は巻き込んだ後、加熱溶着して形成される。また、上述した絶縁体１２の形成方法と同様に、樹脂材料を同軸ケーブル素線１の周囲に押出成形させてもよい。さらに、熱硬化性材料を円筒状に加工したものを外皮２１とし、この外皮２１に同軸ケーブル素線１を収容することも可能であるが、本発明の同軸ケーブル素線１の線径が細い場合には、前記二者の方法が平易であって好ましい。
【００２９】
さらに、同軸ケーブル素線１においては、中心導体１１の引張強さと外部導体１３の引張強さとが、下記式（２）で表される関係を満たしている。
Ｔｇ≦Ｔｃ≦Ｔｇ×３（２）
［式中、Ｔｃは中心導体１１の引張強さを示し、Ｔｇは外部導体１３の引張強さを示す。］
Ｔｃの値が上記範囲にあると、同軸ケーブル素線１が屈曲される際に、中心導体１１及び外部導体１３のいずれか一方の屈曲部に応力が集中してしまうことが防止され、いずれか一方の塑性変形が他方よりも大きくならない。したがって、中心導体１１及び外部導体１３のいずれか一方の耐屈曲性が他方よりも極端に低くなることが防止される。その結果、同軸ケーブル素線１の耐屈曲性を一層向上させることが可能となる。
【００３０】
このように構成された同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２によれば、以下のような作用効果が奏される。すなわち、中心導体１１を形成する金属材料が、銅を主成分とし、銀を含有するので、銅を主成分とする相と銀を主成分とする相が鋳造時に生成され、この金属材料から上述した方法等で製造される中心導体１１は、前述の２種類の相がいずれも極めて細い繊維状組織を呈する。その結果、中心導体１１の機械的強度が増大され、中心導体１１の引張強さが格段に高められる。よって、通常は相反する特性である高引張強さ及び高導電率を併せ持つ中心導体１１が得られる。そして、中心導体１１の引張強さが十分に高められる（引張強さが上述の範囲となっている）ので、疲労限が大きくなるとともに、屈曲特性を向上させることができる。したがって、中心導体１１が単線であるにも拘わらず、十分な耐屈曲性を有する同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２を得ることが可能となる。そして、上記金属材料中の銀の含有率が２〜１０重量％であると、中心導体１１の高引張剛性及び高導電性が確実に発現される傾向にあり、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の耐屈曲性及び導電性を確実かつ十分に向上させることが可能となる。
【００３１】
また、中心導体１１の導電率が十分に高められている（導電率が上記範囲となっている）ので、信号伝送時に中心導体１１の内部に発生するジュール熱による伝送損失の増大が防止される。したがって、優れた伝送特性を有する同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２を得ることができる。さらに、信号伝送時のジュール熱発生による伝送損失の増大を防止できるので、そのような伝送損失を抑えるために中心導体１１の径を太くする必要がない。したがって、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の細線化を図ることができ、機器内の狭隘部への設置及びその設置密度を高めることができる。加えて、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の軽量化を図ることも可能になる。
【００３２】
さらに、中心導体１１が単線なので、圧接時の配列の崩れによる圧接不良が生じず、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の使用時に断線することが防止される。また、狭ピッチパターンの回路基板へ中心導体１１をはんだ付けする場合に、中心導体１１がばらけることがないので、この接続部において短絡が発生することが防止される。したがって、同軸ケーブル素線１又は同軸ケーブル２を接続処理する際の作業工数を格段に低減することができるので、接続処理に係る経済性を向上させることが可能となる。またさらに、中心導体１１が単線なので、同軸ケーブル素線１又は同軸ケーブル２の端末を加圧変形させる際に、圧力等の条件が一定であれば、中心導体１１の断面形状が均一となるように変形される。したがって、複数の同軸ケーブル素線１又は同軸ケーブル２を、基板等の接続点に一括で確実かつ極めて簡易に接続することが可能となる。その結果、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２を接続処理する際の作業工数を一層低減することができるので、接続処理に係る経済性を一層向上させることができる。
【００３３】
またさらに、中心導体１１の塑性伸びが、好ましくは上記式（１）で表される関係を満たしているので、中心導体１１内の亀裂の発生及びその伝搬が抑制される。したがって、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の耐屈曲性を一層高めることができる。
【００３４】
さらにまた、中心導体１１の外径が、好ましくは０．０１０〜０．２ｍｍ、特に好ましくは０．０２０〜０．１５ｍｍとされると、中心導体１１にかかる応力の増大を抑えることができるとともに、中心導体１１に加わる歪みの増大を抑えうる。したがって、同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の耐屈曲性をより一層向上させることができる。また、同軸ケーブル素線１や同軸ケーブル２に定常的な張力が印加される場合でも、その張力に十分に対抗して同軸ケーブル素線１や同軸ケーブル２の破断を防止することができる。
【００３５】
また、絶縁体１２が可撓性を有するので、同軸ケーブル素線１の屈曲時に絶縁体１２が破断してしまう可能性が低減される。したがって、中心導体１１と外部導体１３とが導通するおそれが少なくなり、屈曲が繰り返されても同軸ケーブル素線１及び同軸ケーブル２の電磁シールド特性を良好に維持することができる。しかも、外皮２１が可撓性を有するので、同軸ケーブル２は、同軸ケーブル素線１の優れた耐屈曲性を維持して十分な耐屈曲性を得ることができる。
【００３６】
次に、図３は、本発明の同軸ケーブルに係る他の実施形態を示す断面図である。図３に示すように、同軸ケーブル３は、複数の同軸ケーブル素線１が、可撓性を有する外皮３１（外皮部材）の内側に並列配置されている。外皮３１に用いられる材料は、上述の外皮２１に用いられるのと同様の材料から適宜選択することができる。また、外皮３１は、複数の同軸ケーブル素線１の周囲を覆う以外は、外皮２１と同様に形成することができる。
【００３７】
このように構成された同軸ケーブル３においては、外皮３１が可撓性を有するので、同軸ケーブル素線１が有する可撓性が保たれ、同軸ケーブル素線１の並列方向に沿う軸まわりの曲げに対する耐屈曲性が優れたものとなる。また、同軸ケーブル素線１を並列に配置しない場合に比して、同軸ケーブル３の厚さを薄くすることができる。よって、機器内の狭隘部への設置が可能となる。加えて、同軸ケーブル素線１の端末を均一な形状に加工処理することができるので、基板やコネクタの接続点に同軸ケーブル３を確実かつ簡易に接続することが可能となる。したがって、同軸ケーブル３の接続処理に要する作業工数を低減できる。
【００３８】
〈多心同軸ケーブル〉
図４は、本発明の同軸ケーブルバンドルに係る一実施形態を示す断面図である。同軸ケーブルバンドルとしての多芯同軸ケーブル４は、複数の同軸ケーブル２が、可撓性を有する外套４１（外套部材）の内側に集合するように配置されたものである。この外套４１は、電磁シールド特性を有する筒状の内側外套４１ａの周囲が、樹脂材料から成る筒状の外側外套４１ｂで覆われて成っている。内側外套４１ａは、同軸ケーブル素線１を構成する外部導体１３（図１及び図２参照）と同様に形成することができ、一方、外側外套４１ｂは、同軸ケーブル３を構成する外皮３１（図３参照）と同様の材料及び方法で形成することができる。
【００３９】
このように構成された多芯同軸ケーブル４においては、外套４１が可撓性を有するので、同軸ケーブル２が有する可撓性が保持され、よって、同軸ケーブル２と同等又はそれ以上の耐屈曲性を発現できる。また、同軸ケーブル素線１の端末を均一な形状に加工処理することができるので、基板やコネクタの接続点に多芯同軸ケーブル４を確実かつ簡易に接続することが可能となる。したがって、多芯同軸ケーブル４の接続処理に要する作業工数を低減することが可能となる。
【００４０】
また、以上説明した本発明による同軸ケーブル素線１、同軸ケーブル２，３及び多芯同軸ケーブル４は、例えば、超音波診断装置における診断プローブと信号処理装置とを接続するケーブル、内視鏡の撮像部と信号処理部とを接続するケーブル、或いは、センサ又はプローブと信号処理部とがケーブルで接続されるような他の医療機器の当該ケーブル、産業用ロボットのアーム関節部等の屈曲部に用いられるケーブル、ノート型コンピュータにおけるディスプレイ等の表示部と、メモリ、演算手段及び記憶手段等が配置された本体部とを接続するケーブル、また、加振装置、動力装置等の機械振動にさらされる部位に接続されるケーブル、流体配管内に取り付けられた計装用のセンサ又はプローブ等の流体振動にさらされる部位に接続されるケーブル等に好適に用いることができる。
【００４１】
なお、中心導体１１及び外部導体１３の表面には、錫や銀等の金属及びはんだ等によるメッキを施してもよい。また、多芯同軸ケーブル４を構成する外套４１は、外側外套４１ｂのみで形成してもよい。さらに、絶縁体１２は、絶縁性を有する有機及び／又は無機材料を塗布したり、溶射又は蒸着等によってコーティングすることにより形成されてもよい。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明に係る具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
〈実施例１〉
（１）同軸ケーブル素線の作製：まず、銀の含有率が５重量％であり、残部が銅及び不可避不純物である金属材料を鋳造して鋳塊を得た。次に、この鋳塊を冷間圧延した後、熱処理と伸線加工とを行い、外径が０．０８ｍｍである素線を作製し、この素線表面に錫メッキを施して中心導体を得た。次いで、この中心導体の周囲にポリエチレンテレフタレートから成る絶縁体を外径が０．２３ｍｍとなるように押出成形し、さらに、引張強さが５５ｋｇ／ｍｍ²の銅合金から成る外径０．０３ｍｍの錫メッキ銅合金線を横巻きシールド処理することにより外部導体を形成して同軸ケーブル素線を得た。上記中心導体の引張強さ及び塑性伸び、並びに外部導体の引張強さの測定結果を表１に示す。
（２）同軸ケーブルの作製：上記同軸ケーブル素線をポリ塩化ビニル（以下、「ＰＶＣ」という）から成る帯状材料で挟み込み、加熱装置によって帯状材料を同軸ケーブル素線の表面全体に加熱溶着させて外径０．３３ｍｍの単芯の同軸ケーブルを得た。
（３）多芯同軸ケーブルの作製：上記同軸ケーブル１９２本を、各同軸ケーブル中心軸方向を一致させて外郭が円状になるように束ねて同軸ケーブルの集合体を得た。この集合体の外周に、細径の錫メッキ導体を編組加工し、更にその外周に略円筒状を成すＰＶＣの外套を施して外径８．２ｍｍの同軸ケーブルバンドルとしての多芯同軸ケーブルを得た。
【００４４】
〈実施例２〉
中心導体に、銀の含有率が３重量％であり、残部が銅及び不可避不純物である金属材料を使用し、外部導体に引張強さが８０ｋｇ／ｍｍ²の銅合金から成る錫メッキ銅合金線を使用したこと以外は、上記実施例１と同様にして多芯同軸ケーブルを得た。中心導体の引張強さ及び塑性伸び、並びに外部導体の引張強さの測定結果を表１に示す。
【００４５】
〈比較例１〉
中心導体に、引張強さが８０ｋｇ／ｍｍ²の銅合金から成る外径０．０３ｍｍの錫メッキ銅合金線を撚り合わせた外径０．０９ｍｍの撚線を使用したこと以外は、上記実施例１と同様にして多芯同軸ケーブルを得た。中心導体の引張強さ及び塑性伸び、並びに外部導体の引張強さの測定結果を表１に示す。
【００４６】
〈比較例２〉
ＪＩＳＣ３１０６に規定される電気用荒引銅線を加工して得られた外径０．０８ｍｍの錫メッキ銅線の単線を中心導体に用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして多芯同軸ケーブルを得た。中心導体の引張強さ及び塑性伸び、並びに外部導体の引張強さの測定結果を表１に示す。
【００４７】
〈比較例３〉
ＪＩＳＣ３１０６に規定される電気用荒引銅線を加工して得られた外径０．０８ｍｍの錫メッキ銅線の単線を中心導体に用いたこと以外は、上記実施例２と同様にして多芯同軸ケーブルを得た。中心導体の引張強さ及び塑性伸び、並びに外部導体の引張強さの測定結果を表１に示す。
【００４８】
〈屈曲試験１〉
実施例１及び２、並びに比較例１〜３に使用した中心導体を試験体とし、前述した屈曲試験方法１に示す方法にしたがって屈曲試験を実施した。その結果、実施例に使用した本発明に用いる中心導体は、比較例１に比べて３〜４倍、比較例２及び３に比べて１０倍以上の屈曲回数に耐え、屈曲寿命に優れた高い耐屈曲性を備えることが確認できた。このことより、本発明の同軸ケーブル素線、同軸ケーブル、及び同軸ケーブルバンドルは、中心導体として耐屈曲性に優れた中心導体を用いることで、中心導体に撚線を用いた従来のものに比して、耐屈曲性に優れていることが理解される。
【００４９】
〈屈曲試験２〉
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、及び比較例３で作製した各多芯同軸ケーブルに対して、前述した屈曲試験方法２に示す方法に従って屈曲試験を実施した。結果を表１にまとめて示す。この結果より、実施例１及び２の多芯同軸ケーブルは、それぞれ６０万回及び３０万回を超える回数の屈曲でも中心導体の破断が起こらず、中心導体が撚線から成る比較例１の多芯同軸ケーブルと同等以上の十分な耐屈曲性を有していることが確認された。一方、中心導体が単線から成る比較例２及び３の多芯同軸ケーブルは、１２０００回の屈曲で破断しており、実施例１及び２の多芯同軸ケーブルの耐屈曲性は、比較例２及び３の多芯同軸ケーブルの２０倍以上であることが確認された。これらのことより、本発明による同軸ケーブルバンドルは、中心導体に単線を用いているにも拘わらず、十分な耐屈曲性を有することが理解される。
【００５０】
〈端末圧縮試験〉
実施例１及び比較例１で作製した各同軸ケーブル素線の端末を金型に挟み込み、二方向から荷重をかけて端末を圧縮変形させた。このような圧縮変形の前後において、各同軸ケーブルを構成する中心導体の断面形状を顕微鏡で観察した。その結果、圧縮変形の前では、全ての中心導体の断面は略真円状であった。また、圧縮変形の後では、実施例１に用いた中心導体の断面は偏平な楕円状を呈し、かつ、その形状には再現性があった。一方、比較例１に用いた撚線から成る中心導体は、その撚線を構成する細線がばらけてしまい、圧縮変形毎に断面形状が変化してしまった。次に、圧縮変形後の各同軸ケーブル素線を基板上にはんだで接合したところ、中心導体の断面形状が均一な楕円状に変形された実施例１の同軸ケーブル素線は、楕円の偏平面を接点として基板に良好に接続された。一方、比較例１の同軸ケーブル素線は、ばらけてしまった細線の影響で接続が困難であり、その細線をまとめて固定するために同軸ケーブル素線の先端部に予備的なはんだ付けを施す必要があった。このことより、本発明の同軸ケーブル素線は、端末の加工性に極めて優れ、よって、基板等への接続が極めて簡易であることが理解される。
【００５１】
【表１】

【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、十分な耐屈曲性を有しつつ、接続部の断線や短絡を有効に防止することができるとともに、経済性に優れた同軸ケーブル素線、同軸ケーブル、及び同軸ケーブルバンドルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の同軸ケーブルに係る一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の同軸ケーブルに係る一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の同軸ケーブルに係る他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の同軸ケーブルバンドルに係る一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明における屈曲試験方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１…同軸ケーブル素線、２，３…同軸ケーブル、４…多芯同軸ケーブル（同軸ケーブルバンドル）、１１…中心導体、１２…絶縁体、１３…外部導体、２１，３１…外皮（外皮部材）、４１…外套（外套部材）。

Claims

中心導体と、該中心導体の周囲を覆っている絶縁体と、該絶縁体の周囲を覆っている外部導体とを備える同軸ケーブル素線であって、
前記中心導体は、銅及び銀から成る金属材料から成る単線で形成されており、外径が０．０１０〜０．２ｍｍであり、かつ、ＪＩＳＣ３００２に規定される引張強さが１２０〜１６０ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、かつ、導電率が６０〜９０％ＩＡＣＳであり、前記金属材料における銀の含有率が３〜５重量％であり、銅を主成分とする相と銀を主成分とする相がいずれも繊維状組織を呈し、塑性伸びが下記式（１）で表される関係を満たすことを特徴とする同軸ケーブル素線。
０．２％≦Ｌ≦２．０％（１）
［式中、Ｌは塑性伸び（％）を示す。］
前記中心導体の引張強さと、前記外部導体の引張強さとが、下記式（２）で表される関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル素線。
Ｔｇ≦Ｔｃ≦Ｔｇ×３（２）
［式中、Ｔｃは前記中心導体の引張強さを示し、Ｔｇは前記外部導体の引張強さを示す。］
請求項１又は２に記載の同軸ケーブル素線と、該同軸ケーブル素線の周囲を覆っている外皮部材と、を備えることを特徴とする同軸ケーブル。
前記同軸ケーブル素線を複数本備えており、前記各同軸ケーブル素線が前記外皮部材の内側に並列配置されたことを特徴とする請求項３記載の同軸ケーブル。
請求項３又は４に記載の同軸ケーブルを複数本備えており、前記各同軸ケーブルが外套部材の内側に配置されたことを特徴とする同軸ケーブルバンドル。