JP5614428B2 - 多芯ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数本の絶縁電線と複数本の同軸電線とを有する多芯ケーブルおよびその製造方法に関する。

同軸電線を用いた多芯ケーブルとして、ケーブルの中心にテンションメンバがあり、その周囲に同軸ケーブルまたは同軸ケーブルユニットが配置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１６９６８７号公報

近年、パーソナルコンピュータに周辺機器を接続する周辺機器用ケーブルでの高速伝送化が進み、使用周波数帯域が数ＧＨｚ帯域まで拡大している。また、映像等のデジタル信号の伝送方式として、差動信号の伝送が主流となっている。このようなケーブルでは、複数本の同軸電線で高速信号を差動伝送し、複数本の絶縁電線で電力供給や低速度信号の伝送を行うことが考えられる。複数本の絶縁電線と複数本の同軸電線とを有する多芯ケーブルの場合、その配線作業時などにケーブルを繰り返し屈曲した際に、ケーブル内の何れかの電線が断線してしまうおそれがある。

本発明の目的は、複数本の絶縁電線と複数本の同軸電線とを有する多芯ケーブルであって、ケーブル内の断線を抑制することのできる多芯ケーブルおよびその製造方法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多芯ケーブルは、ケーブルの横断面中心に配置された第一絶縁電線と、
前記第一絶縁電線に近接して配置され前記第一絶縁電線より細径の第二絶縁電線と、
前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線の周囲に同一円周上に配置された偶数本の同軸電線と、
前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線と前記同軸電線との隙間に配置された抗張力繊維と、を備えていることを特徴とする。

本発明の多芯ケーブルにおいて、前記第一絶縁電線、前記第二絶縁電線および前記同軸電線が一括で撚り合わされていることが好ましい。

上記課題を解決することのできる本発明の多芯ケーブルの製造方法は、ケーブルの横断面中心に第一絶縁電線を配置し、
前記第一絶縁電線より細径の第二絶縁電線を前記第一絶縁電線に近接して配置し、
偶数本の同軸電線を前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線の周囲に同一円周上に配置し、
抗張力繊維を前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線と前記同軸電線との隙間に配置することを特徴とする。

本発明の多芯ケーブルの製造方法において、
前記第一絶縁電線、前記第二絶縁電線および前記同軸電線を一括して撚り合わせることが好ましい。

本発明によれば、複数本の絶縁電線のうち太径の第一絶縁電線がケーブルの横断面中心に配置されている。そして、この第一絶縁電線に近接して細径の第二絶縁電線が配置されている。これにより、第一絶縁電線と第二絶縁電線が断線しにくくなる。
また、第一絶縁電線および第二絶縁電線の周囲には偶数本の同軸電線が同一円周上に配置されており、その隙間に抗張力繊維が配置されている。これにより、多芯ケーブルの外径を小さくすることができ、多芯ケーブルの屈曲時に全体的に歪が発生しにくくなり、絶縁電線および同軸電線の断線が抑制される。また、同軸電線の配列が安定するのでスキューが生じにくく、良好な電気特性を得ることができる。

本発明の実施形態に係る多芯ケーブルの一例を示す断面図である。

以下、本発明に係る多芯ケーブルおよびその製造方法の実施の形態の例を、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１０は、最外層である外被３０の内側に、高速伝送用である偶数本の同軸電線１１と、電力供給用または低速信号用の複数本の絶縁電線２１とを有している。

この多芯ケーブル１０は、差動伝送用途に適したものとするために、同軸電線１１が二本一組で収容されている。本例の多芯ケーブル１０における同軸電線１１として、同軸電線１１Ａ，１１Ｂ、同軸電線１１Ｃ，１１Ｄ、同軸電線１１Ｅ，１１Ｆおよび同軸電線１１Ｇ，１１Ｈの四組が収容されている。それぞれの組となった同軸電線１１同士（例えば１１Ａと１１Ｂ）は近接して配置されるとよいが、全ての同軸電線１１が等間隔に配置されてもよい。また、多芯ケーブル１０における絶縁電線２１として、絶縁電線２１Ａ，２１Ｂ、絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄおよび絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆが収容されている。同軸電線１１の本数は４本から１６本程度が好ましく、絶縁電線２１の本数は３本から９本程度が好ましい。

それぞれの同軸電線１１は、中心導体１２を絶縁体１３で覆い、絶縁体１３の外周に外部導体１４を配し、その外側を外被１５で覆って保護した構成である。高速伝送用の同軸電線１１としては、ＡＷＧ（American Wire Gauge）３０番より細いものが用いられる。本例では、ＡＷＧ３４番の細径同軸電線を用いている。

中心導体１２は、例えば、導体径が０．０６４ｍｍの銀メッキ軟銅線を７本撚った外径が０．１９２ｍｍの撚線が用いられる。

絶縁体１３には、例えば、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）からなるフッ素樹脂が用いられ、絶縁体１３は、このフッ素樹脂を押出成形することにより形成される。絶縁体１３は、例えば、厚さが約０．２ｍｍであり、その外径は約０．５９ｍｍである。また、耐圧は１５００Ｖ程度である。

外部導体１４は、例えば、錫メッキ軟銅線を絶縁体１３の外周に横巻きで配して形成され、その外径は約０．６９ｍｍである。外被１５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる樹脂テープを２重に巻き付けて形成されている。そして、この外被１５の外径は、例えば、約０．７２ｍｍである。

絶縁電線２１は、何れも導体２２を外被２３によって覆った電線である。導体２２は、例えば、錫メッキ軟銅線からなる撚り線で形成されている。また、外被２３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。

多芯ケーブル１０に含まれる複数本の絶縁電線２１のうち、絶縁電線（第一絶縁電線）２１Ａ，２１Ｂが最も太径である。これらの絶縁電線２１Ａ，２１Ｂが、多芯ケーブル１０の横断面中心に配置されている。絶縁電線（第二絶縁電線）２１Ｅ，２１Ｆは、絶縁電線２１Ａ，２１Ｂより細径であり、絶縁電線（第三絶縁電線）２１Ｃ，２１Ｄは、さらに細径である。絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆおよび絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄは、最も太径である絶縁電線２１Ａ，２１Ｂに近接して配置されている。

複数本の絶縁電線２１の構造例を示す。絶縁電線２１Ａ，２１Ｂでは、導体径０．１２７ｍｍの素線を１９本撚った外径０．６４ｍｍの導体２２を外被２３で覆い、外径が０．７６ｍｍである。絶縁電線２１Ａ、２１Ｂは、高速伝送用である同軸電線１１よりも太い。絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄでは、導体径０．０６４ｍｍの素線を７本撚った外径０．１９２ｍｍの導体２２を外被２３で覆い、外径が０．３１ｍｍである。絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆでは、導体径０．１２７ｍｍの素線を７本撚った外径０．３８１ｍｍの導体２２を外被２３で覆い、外径が０．５１ｍｍである。

上記の絶縁電線２１と、高速伝送用の同軸電線１１とを有する多芯ケーブル１０では、絶縁電線２１がケーブルの長さ方向に垂直な横断面（図１の断面）で中心およびその近傍部分に配置されている。そして、これらの絶縁電線２１の周囲に、高速伝送用の同軸電線１１が同一円周上に配置されている。なお、これらの絶縁電線２１と同軸電線１１との隙間には、多数本のアラミド繊維やスフ糸等からなる抗張力繊維３１が設けられている。そして、複数本の絶縁電線２１と、偶数本の同軸電線１１とが、抗張力繊維３１とともに一括して螺旋状に撚り合わされて集合されている。

このように集合された複数本の絶縁電線２１および同軸電線１１の周囲には、押さえ巻４１が巻き付けられており、これにより、同軸電線１１および絶縁電線２１は、配置が崩れることなく束ねられている。

また、複数本の同軸電線１１および絶縁電線２１は、押さえ巻４１を介してシールド層４２によって周囲が覆われている。そして、このシールド層４２のさらに外周側が、外被３０によって覆われている。

押さえ巻４１としては、例えば、導電性樹脂テープが用いられている。この導電性樹脂テープを構成する樹脂テープは、耐熱性、耐摩耗性などに優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等のフッ素系樹脂またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等のポリエチレン系樹脂から形成されている。この押さえ巻４１として用いられる導電性樹脂テープは、導電性を持たせるために、樹脂テープを構成する樹脂にカーボン等の導電性物質が分散するように混入されている。この押さえ巻４１は、０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の厚さを有するフィルム状に形成されている。押さえ巻４１の巻方向は、絶縁電線２１および細径同軸電線１１を集合するときの撚り方向と同一方向でも、逆方向でもよい。押さえ巻４１に使用される導電性樹脂テープの重なり幅は当該テープ幅の１／２〜１／４が望ましい。押さえ巻４１の巻角度はケーブルの長さ方向に対して１５〜４０°が望ましい。導電性樹脂テープを巻き付けるときに当該テープに１〜５Ｎの張力をかけることが望ましい。

シールド層４２は、例えば、外径数十μｍの錫メッキされた銅線または銅合金線を横巻きして構成されている。外被３０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン系樹脂等から形成されており、外径は、４．０ｍｍ以上４．５ｍｍ以下とされている。ＡＷＧ３４番の細径同軸電線１１を８本含む本例の多芯ケーブル１０では、外被３０の厚さが約０．５５ｍｍであり、外径は４．３ｍｍである。多芯ケーブル１０の外径は、２．５ｍｍ以上であり、上限は５ｍｍ程度である。

このように構成された本実施形態の多芯ケーブル１０を製造するには、ケーブルの横断面中心に絶縁電線２１Ａ，２１Ｂを配置し、絶縁電線２１Ａ，２１Ｂより細径の絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆおよび絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄを絶縁電線２１Ａ，２１Ｂに近接して配置する。そして、偶数本の同軸電線１１を複数本の絶縁電線２１の周囲に同一円周上に配置しつつ、それらの隙間に抗張力繊維３１を配置する。偶数本の同軸電線１１と複数本の絶縁電線２１とを一括して撚り合わせる。その周囲に押さえ巻４１を巻き付け、さらにその外周にシールド層４２を形成する。そして、このシールド層４２の外周に、外被３０を押し出し被覆する。

本実施形態の多芯ケーブル１０によれば、複数本の絶縁電線２１のうち最も太径の絶縁電線２１Ａ，２１Ｂがケーブルの横断面中心に配置されている。そして、これらの絶縁電線２１Ａ，２１Ｂに近接した位置に、絶縁電線２１Ａ，２１Ｂより細径の絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆおよび絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄが配置されている。これにより、径が異なる複数本の絶縁電線２１のそれぞれが断線しにくくなる。

また、複数本の絶縁電線２１の周囲には偶数本の同軸電線１１が同一円周上に配置されており、それらの隙間に抗張力繊維３１が配置されている。これにより、横断面の中央部分にテンションメンバを配置するケーブル構造と比較して、多芯ケーブル１０の外径を小さくすることができる。そして、多芯ケーブル１０の屈曲時に絶縁電線２１および同軸電線１１に歪が発生しにくく、多芯ケーブル１０を繰り返し屈曲させても、絶縁電線２１および同軸電線１１が断線しにくい。また、同軸電線１１の配列が安定するのでスキューが生じにくく、良好な電気特性を得ることができる。また、複数本の絶縁電線２１と偶数本の同軸電線１１とが、抗張力繊維３１とともに一括して撚り合わされているので、同軸電線１１の配列がさらに安定する。

また、多芯ケーブル１０は、高速伝送用の複数本の同軸電線１１の周囲に導電性樹脂テープからなる押さえ巻４１を巻き付けることで、この押さえ巻４１とその周囲のシールド層４２とで同軸電線１１における減衰量の増加を極力抑え、良好な電気特性を得ることができる。したがって、高周波帯域での差動信号を伝送するケーブルとして好適に用いることができる。

なお、上記実施形態の多芯ケーブル１０における同軸電線１１および絶縁電線２１の本数は、本実施形態に限定されない。また、複数本の同軸電線１１を複数層の同一円周上に配置した構造であっても良い。

１０：多芯ケーブル、１１：同軸電線、２１：絶縁電線（２１Ａ，２１Ｂ：第一絶縁電線、２１Ｅ，２１Ｆ：第二絶縁電線、２１Ｃ，２１Ｄ：第三絶縁電線）、３０：外被、３１：抗張力繊維、４１：押さえ巻、４２：シールド層

Claims (5)

1. ケーブルの横断面中心またはその近傍に配置された第一絶縁電線と、
   前記第一絶縁電線に近接して前記第一絶縁電線よりも前記横断面中心から遠くに配置され、前記第一絶縁電線より細径の第二絶縁電線と、
   前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線の周囲に同一円周上に配置された偶数本の同軸電線と、
   前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線と前記同軸電線との隙間に配置された抗張力繊維と、
   前記同軸電線の周囲に巻きつけられた押さえ巻と、
   前記押さえ巻を覆うシールド層と、
   前記シールド層の直上を覆う外被と、
   を備えていることを特徴とする多芯ケーブル。
2. 請求項１に記載の多芯ケーブルであって、
   前記第一絶縁電線、前記第二絶縁電線および前記同軸電線が一括で撚り合わされていることを特徴とする多芯ケーブル。
3. 請求項１または２に記載の多芯ケーブルであって、
   前記押さえ巻が導電性樹脂テープからなることを特徴とする多芯ケーブル。
4. ケーブルの横断面中心またはその近傍に第一絶縁電線を配置し、
   前記第一絶縁電線より細径の第二絶縁電線を前記第一絶縁電線に近接して前記第一絶縁電線よりも前記横断面中心から遠くに配置し、
   偶数本の同軸電線を前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線の周囲に同一円周上に配置し、
   抗張力繊維を前記第一絶縁電線および前記第二絶縁電線と前記同軸電線との隙間に配置し、
   押さえ巻を前記同軸電線の周囲に巻き付け、
   シールド層で前記押さえ巻を覆い、
   外被で前記シールド層の直上を覆うことを特徴とする多芯ケーブルの製造方法。
5. 請求項４に記載の多芯ケーブルの製造方法であって、
   前記第一絶縁電線、前記第二絶縁電線および前記同軸電線を一括して撚り合わせることを特徴とする多芯ケーブルの製造方法。

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