JP5071506B2

JP5071506B2 - ケーブル

Info

Publication number: JP5071506B2
Application number: JP2010075823A
Authority: JP
Inventors: 崇橋本; 雲飛朱
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: CN202076580U; JP2011210474A; US20110232964A1; US8552295B2

Description

本発明は、ケーブルに関する。

内視鏡接眼部に接続してモニター観察するための撮像部と制御装置を電気的に中継したカメラケーブルが知られており（例えば、特許文献１参照）、このケーブルがコネクタに接続される部分には、耐屈曲性向上を図る為に弾性部材からなる折れ止め部が設けられている。

特開平１０−２８６２２８号公報

カメラや超音波プローブ等に接続されるケーブルは、多心ケーブルの端部から露出された心線がコネクタに接続され、このコネクタが撮像部や超音波プローブ等のコネクタに結合されるようになっている。この接続部分はケーブルが頻繁に屈曲される部分である。ケーブルが屈曲することでケーブルの外被内の心線が動いてしまい、断線などの不具合が早期に発生し易い。こういったケーブルは所定の回数（数万回）繰り返し屈曲させても心線が断線しない耐屈曲性が要求される。

本発明の目的は、クランプが取り付けられた部分の近傍で数万回程度屈曲させても心線が断線しない耐屈曲性を有するケーブルを提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明のケーブルは、導体が絶縁体で覆われた心線が複数本束ねられ、複数本の前記心線の周囲にシールド層が設けられ、前記シールド層の周囲に外被が形成された多心ケーブルの端部に筒状のクランプが装着されたケーブルであって、
前記クランプは、前記多心ケーブルが挿通されて前記外被の周囲に加締められて固定され、ケーブル先端とは逆側の内径が後端に向けて広がって形成され、
前記クランプの後端側に、前記多心ケーブルが挿通されて前記外被の周囲に取り付けられた内層スプリング及び外層スプリングからなる２層のスプリングを備え、前記内層スプリングは、ケーブル先端側の端部が前記クランプの内周と前記外被との間に挟まれて配置されて前記クランプに対して固定され、前記外層スプリングは、前記内層スプリングよりケーブル軸方向に短く形成され、ケーブル先端側の端部が前記クランプの外周側に固定され、
前記内層スプリング及び前記外層スプリングの外周がゴムブーツにより覆われている。

本発明のケーブルによれば、外被の周囲に加締められて固定されたクランプが、その内径が後端に向けて広がる形状とされているので、挿通された多心ケーブルが繰り返し屈曲されても、多心ケーブルとクランプとの干渉の度合いを軽減し、内部の心線が折り曲げられる角度を緩やかにすることができる。また、クランプの後方へクランプの内外に重なるように設けられた２層のスプリングにより、屈曲される部分が補強されている。さらに、２層のスプリングの先端部は外被に対して動かないように固定されているので、ケーブル屈曲時にスプリングがずれることなく外被を保護する。これらの構成により、クランプが取り付けられた部分の近傍で数万回程度屈曲させても心線が断線することのない、高い耐屈曲性を得ることができる。

本発明に係るケーブルの実施形態の例を示す端末部分の縦断面図である。図１の多心ケーブルの構造を示す断面図である。図１のクランプを示す平面図である。図１の２層のスプリングを示す平面図である。ケーブルの屈曲試験の様子を示す概念図である。

以下、本発明に係るケーブルの実施形態の例について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のケーブル１は、細径の同軸電線または細径の絶縁電線からなる心線２が複数本束ねられ、これらの複数本の心線２の周囲にチューブ状の外被３が形成された多心ケーブル４と、この多心ケーブル４の端部に装着された筒状のクランプ１０と、クランプ１０の後端側に取り付けられた内層スプリング７及び外層スプリング８からなる２層のスプリングと、これらのスプリングを覆うゴムブーツ９とを有している。
本実施形態のケーブル１は超音波プローブケーブルとして使用できる。その場合、多心ケーブル４の端部を覆うようにクランプ１０の前端側にプローブケース１５が取り付けられる。

図２に示すように、多心ケーブル４の内部では、心線２が複数本束ねられ、その周囲に押さえ巻き５とシールド層６と外被３が順に形成されている。心線２は、１ｍｍ程度の直径またはそれより細いものであり、中心導体、絶縁層、シールド層、被覆層が中心から外側へ順に形成された細径の同軸電線、または、中心導体が被覆層で覆われた細径の絶縁電線である。例えば、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の規格による３６番の同軸電線１２本とＡＷＧの規格による２８番の絶縁電線１４本からなる２６本の心線が束ねられる。
押さえ巻き５は、例えば束ねた心線２の周囲に縦添えして巻き付けたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）テープである。シールド層６は、例えば押さえ巻き５の周囲に複数の銅素線を二重に横巻きして形成されている。外被３は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）である。

多心ケーブル４は、端部において、その外被３が除去されていて複数の心線２が露出されている。露出された心線２の端部には、コネクタ（図示省略）が接続され、このコネクタがプローブケース１５の内側に設けられた超音波検出部側のコネクタに接続されている。ケーブル１を内視鏡などのカメラ用ケーブルとして使用する場合には、心線２のコネクタは撮像素子等に接続される。

図１に示すように、ケーブル１は、多心ケーブル４の心線露出側（先端側）の端部の周囲に金属製のクランプ１０が配置されている。
図１及び図３に示すように、クランプ１０は、先端側に外径が大きい鍔部１４が形成され、その後方側にゴムブーツ９を係止する溝部１１が形成されている。溝部１１の後方側には、内側の挿通孔１０ａに多心ケーブル４を挿通した後、加締めて多心ケーブル４を固定する為の加締め部１２が形成されている。加締め部１２は、多心ケーブルに加締めて取り付けられたときに例えば断面外周が六角形状になる。加締め部１２の後方側であってクランプ１０の後端部には、拡径部１３が形成されている。拡径部１３は、挿通孔１０ａの一部を構成する内周面１３ａの径が後端に向けて徐々に広がるように形成されている。

クランプ１０は加締めを容易とするため例えば銅材料からなっている。また、加締めにより塑性変形が可能であれば、金属製のクランプ１０ではなく合成樹脂部材等を用いても良い。また、クランプ１０を多角形状に加締めた場合では、加締めの力が略均等に加わることになり、加締め過ぎることがなく、加締め後の品質をより安定させることができる。なお、クランプ１０の加締めによる多角形状としては、二十角形程度までの多角形形状を採用可能である。

クランプ１０の後端側には、多心ケーブル４が挿通されて外被３の周囲に取り付けられた内層スプリング７と、内層スプリング７よりケーブル軸方向に短く形成されて内層スプリング７の外側に配置された外層スプリング８を備えている。

図４に示すように、内層スプリング７は、細長い金属平板を螺旋状に変形させて円筒状にしたもの、または金属の円筒に螺旋状の切り欠きを形成したものである。外層スプリング８は、内層スプリング７と類似した形状であるが、内層スプリング７より短く形成されるとともに、内層スプリング７の外周に接触して配置されるように、内径が内層スプリング７の外径と略一致する大きさに形成されている。また、内層スプリング７と外層スプリング８は、螺旋の方向が逆であり、両者が重なった部分でケーブル１の強度が均一化されるようにしている。

図１に示すように、内層スプリング７の先端側の端部は、クランプ１０の拡径部１３の内側に配置され、クランプ１０の内周面１３ａと多心ケーブル４の外被３との間に挟まれて固定されている。また、外層スプリング８の先端側の端部は、クランプ１０の拡径部１３の外周に配置され、収縮チューブ１６を被せて収縮させることによって、クランプ１０に対して固定されている。外層スプリング８の後端側の端部は、内層スプリング７の外周上に配置されている。外層スプリング８は外被３には接触しないので、後端側の端部を固定する必要はないが、ゴムブーツ９の損傷を防ぐ為には収縮チューブや接着テープ等で固定してもよい。なお、収縮チューブ１６，１７の代わりに接着テープを用いてもよい。

内層スプリング７及び外層スプリング８を覆うように、ゴムブーツ９が設けられている。ゴムブーツ９の先端はクランプ１０の溝部１１に係止され、長さ方向への移動が規制されている。また、ゴムブーツ９の内周面は、接着剤によって外被３に接着されている。

ケーブル１を製造するには、クランプ１０に多心ケーブル４を挿通させる前に、まずゴムブーツ９に多心ケーブル４を挿通させておき、その後収縮チューブ１６，１７、内層スプリング７、外層スプリング８に多心ケーブル４を挿通させていく。そして、クランプ１０に多心ケーブル４を挿通させた後、クランプ１０の加締め部１２を加締めて、クランプ１０を多心ケーブル４に固定する。次いで、収縮チューブ１６，１７、内層スプリング７、外層スプリング８を図１に示した位置にスライドさせて配置し、収縮チューブ１６，１７を加熱して内層スプリング７と外層スプリング８を固定する。最後に、ゴムブーツ９を図１に示した位置にスライドさせて配置し、溝部１１に係止させてゴムブーツ９を固定する。

このように構成されたケーブル１は、内層スプリング７と外層スプリング８を重ねて多心ケーブル４の周囲に配置することにより、ケーブル１が補強され、耐屈曲性を向上させている。また、クランプ１０の後端部は内径が後端に向けて数％〜１０％広がる拡径部１３とされているので、ケーブル１を曲げたときに多心ケーブル４がクランプ１０の後端に干渉する度合いが軽減されて、多心ケーブル４の心線２が折り曲げられる角度を緩やかにすることができる。

また、クランプ１０の後端部で多心ケーブル４の外被３とクランプ１０の間に内層スプリング７が介在されているので、クランプ１０の後端による多心ケーブル４の折り曲げが防がれ、心線２の折り曲げもより一層効果的に防がれる。また、クランプ１０の後端部近傍では、内層スプリング７の外側に外層スプリング８も設けられているので、さらに補強が強くなり、耐屈曲性が向上されている。

内層スプリング７（長さ６０〜１２０ｍｍ）は、先端部がクランプ１０の内側に固定され、さらに外層スプリング８（長さ３０〜６０ｍｍ）は、先端部がクランプ１０の外周に固定されているので、内層スプリング７及び外層スプリング８の先端の位置がケーブル屈曲時に外被３に対して動かず、外被３を保護する。

このように、本実施形態のケーブル１は高い耐屈曲性を有し、医療検査用等の用途に用いるのに適している。ケーブル１は、クランプ１０が取り付けられた部分の近傍で数万回程度屈曲させても、心線２の折れ曲がりを防ぎ、心線２が断線することがない。

例えば、図５に示すようにケーブル１を真直ぐな状態から１８０°まで屈曲させ、かつゴムブーツをケーブルの軸の周囲に±９０°捻ることを９万回繰り返し行っても、心線２は断線しなかった。これに対して、後端部が拡径していないクランプを用い、スプリングを使用する代わりにＰＴＦＥテープを巻いて補強してゴムブーツを付けたケーブルで試験した場合では、５万回屈曲させた段階で心線が断線した。

１：ケーブル、２：心線、３：外被、４：多心ケーブル、６：シールド層、７：内層スプリング、８：外層スプリング、９：ゴムブーツ、１０：クランプ、１０ａ：挿通孔、１２：加締め部、１３：拡径部、１３ａ：内周面、１６，１７：収縮チューブ

Claims

導体が絶縁体で覆われた心線が複数本束ねられ、複数本の前記心線の周囲にシールド層が設けられ、前記シールド層の周囲に外被が形成された多心ケーブルの端部に筒状のクランプが装着されたケーブルであって、
前記クランプは、前記多心ケーブルが挿通されて前記外被の周囲に加締められて固定され、ケーブル先端とは逆側の内径が後端に向けて広がって形成され、
前記クランプの後端側に、前記多心ケーブルが挿通されて前記外被の周囲に取り付けられた内層スプリング及び外層スプリングからなる２層のスプリングを備え、前記内層スプリングは、ケーブル先端側の端部が前記クランプの内周と前記外被との間に挟まれて配置されて前記クランプに対して固定され、前記外層スプリングは、前記内層スプリングよりケーブル軸方向に短く形成され、ケーブル先端側の端部が前記クランプの外周側に固定され、
前記内層スプリング及び前記外層スプリングの外周がゴムブーツにより覆われているケーブル。