JP5772375B2

JP5772375B2 - プローブケーブルおよびその製造方法

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Publication number: JP5772375B2
Application number: JP2011174434A
Authority: JP
Inventors: 裕司梅津
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: CN202816472U; KR200468475Y1; KR20130001208U; JP2013037959A

Description

本発明は、医療機器などに用いられるプローブケーブルおよびその製造方法に関する。

医療機器などのケーブルハーネスとして、細径化された複数本の心線を有する多心ケーブルが用いられている。このようなケーブルハーネスの端末構造として、環状の固定部材を多心ケーブルの外被の周囲に配置して六角形状に加締めることにより複数本の心線と外被とを一体的に固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１１０８８８号公報

上記のように外被の周囲に配置した固定部材を単に六角形状に加締めただけでは、ケーブルに対して引き抜き方向へ強い荷重が加わった際に、外被の内側の心線が外被に対して長手方向にずれてしまうおそれがあった。また、固定部材を加締め過ぎると、細径電線からなる心線が潰れてしまい、信頼性の低下を招いてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、高い信頼性を維持しつつ耐引張性に優れたプローブ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プローブケーブルは、束ねられた複数本の細径電線の周囲がシースで覆われた多心ケーブルと、前記多心ケーブルの端部近傍に装着されたストレインリリーフと、前記ストレインリリーフに取り付けられて前記シースの端部から露出された前記細径電線を覆うプローブケースと、前記多心ケーブルの前記ストレインリリーフよりも端部側で前記シースの周囲に配置されて六角形状に加締められて前記細径電線と前記シースとを一体的に固定する環状の固定部材とを備えたプローブケーブルであって、
前記固定部材は、六角形の各辺の中央部が径方向内側へ突出した突出部を有し、前記固定部材の内径は、前記多心ケーブルの外径に対して、六角形の内接円で７５％から８０％であり、各辺の中央部における前記突出部の頂部を通る円で６２％から６６％であることを特徴とする。

本発明のプローブケーブルの製造方法は、束ねられた複数本の細径電線の周囲をシースで覆った多心ケーブルをストレインリリーフに通し、前記シースから前記細径電線を露出させる細径電線露出工程と、
前記多心ケーブルの前記ストレインリリーフよりも端部側で、前記シースの周囲に環状の固定部材を配置して六角形状に加締めることにより、前記細径電線と前記シースとを一体的に固定する加締め工程と、
前記シースの端部から露出された前記細径電線を覆うプローブケースを前記ストレインリリーフに取り付けるプローブケース取付工程とを含み、
前記加締め工程で、前記固定部材の六角形の各辺の中央部を径方向内側へ突出させて突出部を形成し、前記固定部材の内径を、前記多心ケーブルの外径に対して、六角形の内接円で７５％から８０％とし、各辺の中央部における前記突出部の頂部を通る円で６２％から６６％とすることを特徴とする。

本発明によれば、多心ケーブルに固定部材を六角形状に加締めるとともに、六角形の各辺の中央部が内側へ突出するように加締め、固定部材の内径を、多心ケーブルの外径に対して、六角形の内接円で７５％から８０％とし、各辺の中央部における突出部の頂部を通る円で６２％から６６％とすることにより、細径電線に対して損傷等の不具合を生じさせることなく細径電線とシースとを固定部材で一体的に固定することができ、１３ｋｇで１０秒間引っ張っても細径電線が動かないほどに耐引張性を大幅に向上させることができる。

本実施形態に係るプローブケーブルを示す端末部分の断面図である。図１に示すプローブケーブルの矢印Ｘ方向から見た平面図である。多心ケーブルの断面構造を示す概略断面図である。多心ケーブルへ固定部材を加締める加締め工具を示す図であって、（ａ）および（ｂ）は、それぞれ加締め工具の正面図である。

以下、本発明に係るプローブ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および図２に示すように、本実施形態に係るプローブケーブル１は、多心ケーブル４を有している。多心ケーブル４は、複数本の細径電線２を有しており、これらの複数本の細径電線２は、束ねられてチューブ状のシース３によって周囲が覆われている。

多心ケーブル４の端部近傍には、外周にストレインリリーフ５が装着されており、多心ケーブル４とストレインリリーフ５とは、接着により固定されている。このストレインリリーフ５には、プローブケース６が取り付けられており、このプローブケース６によって、多心ケーブル４の端部が覆われている。

図３に多心ケーブル４の一例を示す。図３の例では１２本の電線ユニット７Ａと３本の電線ユニット７Ｂとを有している。電線ユニット７Ａは、１６本の細径電線２を撚り合わせて構成されており、電線ユニット７Ｂは、２本の細径電線２を撚り合わせて構成されている。即ち、多心ケーブル４は、１９８本の細径電線２を有する１９８芯のケーブルである。なお、細径電線２の本数は、１９８本に限らない。この多心ケーブル４では、電線ユニット７Ａ，７Ｂの束の周囲に樹脂テープ８が巻き付けられ、さらに、その外周にシールド層９が設けられている。そして、このシールド層９の外周がシース３で覆われている。なお、各電線ユニット７Ａ，７Ｂの周囲には、アラミド繊維等からなる抗張力繊維（図示省略）が設けられている。

細径電線２は、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の規格によるＡＷＧ４０よりも細い同軸ケーブルであり、その外径は、約０．２ｍｍ程度とされている。細径電線２は、同軸ケーブルからなり、中心導体の外周を、絶縁層、外部導体および外被で順に覆った構造を有している。なお、多心ケーブル４には、複数本の同軸ケーブルの他に、外部導体のない絶縁ケーブルが含まれていても良い。

多心ケーブル４は、端部において、そのシース３が除去されていて複数の細径電線２が露出されている。露出された細径電線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６の内側に設けられた超音波検出部側のコネクタ（図示省略）に接続されている。

ストレインリリーフ５は、端面１０側に向かって拡径する膨出部１１が端部に形成されたチューブ状をなす合成樹脂製のブーツ１２と、このブーツ１２の端面１０から突出するようにブーツ１２に一体成形された金属製の金具１３とを有している。金具１３は、ブーツ１２の内部に含まれる筒状の基部１５と、この基部１５の外径側および内径側に突出する有孔円板状の規制部１６と、この規制部１６から見て基部１５とは反対側に突出する筒状の収容部１７とを有している。ここで、規制部１６の内径は多心ケーブル４の外径よりも若干大径となっている。

プローブケース６は、ストレインリリーフ５の金具１３の規制部１６の外径側とブーツ１２との間に形成された環状の係合溝２０に係合部２１を嵌合させることでストレインリリーフ５に係合される。

そして、本実施形態に係る超音波プローブケーブル１においては、多心ケーブル４のシース３の端部の周囲に、銅などの金属製の環状の固定部材２４が配置されている。この固定部材２４は、当初は例えば円環状をなしており、シース３の周囲に配置され多心ケーブル４の中心側に加圧されて六角形状に変形されて加締められる。

また、固定部材２４は、六角形の各辺２４ａの中央部が内側へ突出されている。これにより、固定部材２４の各辺２４ａには、その中央部に、内側へ突出する突出部２４ｂが形成されている。

このように形成された固定部材２４の内径は、多心ケーブル４の外径に対して、六角形の内接円（図２に直径ｄ１で示す）で７５％から８０％とされ、突出部２４ｂの頂部を通る円（図２に直径ｄ２で示す）で６２％から６６％とされている。このように加締められることにより、複数本の細径電線２とシース３とが一体的に固定される。

加締め後の固定部材２４は、図１に示すようにストレインリリーフ５の金具１３の収容部１７の内側に収容されることになり、規制部１６の内径側の部分に当接してブーツ１２側への移動が規制されるようになっている。

プローブケース６が固定されて多心ケーブル４が引き抜かれる方向（図１において右方向）に引っ張られた場合、固定部材２４が金具１３に当接して多心ケーブル４の移動が規制される。プローブケース６内の心線２はそれ以上引っ張られることがなく、過度な力が細径電線２またはその先のコネクタにかかって破損することがない。プローブケース６が図１において左に引っ張られた場合も同様に、固定部材２４が金具１３に当接して、過度な力が細径電線２またはその先のコネクタにかかることを防ぐ。

このような超音波プローブケーブル１の端末処理を行う場合、まず、多心ケーブル４をストレインリリーフ５に通して、その端部を金具１３から突出させておき、この突出部分をさらに円環状の固定部材２４に通しておく。この状態で、シース３を所定長さ切断し除去して、複数の細径電線２を露出させる（細径電線露出工程）。

この状態で、円環状の固定部材２４を、多心ケーブル４のシース３の周囲に配置し、図４（ａ）に示すように、専用の加締め工具３１を用いて加締める（加締め工程）。
この加締め工具３１は、一対のダイス３２を備えている。ダイス３２には、互いの対向面に、成形型部３３を有している。この成形型部３３は、台形状に形成された凹部からなり、各辺部３３ａには、内側へ突出する成形突部３３ｂを有している。

この加締め工具３１で固定部材２４を加締めるには、この加締め工具３１のダイス３２の成形型部３３同士の間に固定部材２４を配置させた状態で、ダイス３２を近接させ、これらのダイス３２で固定部材２４を圧接する。すると、円環状の固定部材２４は、図４（ｂ）に示すように、互いに突き合わされて六角形状となる成形型部３３で加締められ、六角形状に成形される。また、成形型部３３の各成形突部３３ｂによって六角形の各辺２４ａの中央部が内側へ押圧されて、各辺２４ａの中央部に突出部２４ｂが形成される。固定部材２４がこのように加締められることにより、複数本の細径電線２とシース３とが一体的に固定される。

固定部材２４を加締めたら、シース３から露出する細径電線２にコネクタを接続させた後、シース３の固定部材２４よりも内側に接着剤を塗布し、ストレインリリーフ５に対して多心ケーブル４を引き抜き方向に移動させる。すると、加締められた固定部材２４が、ストレインリリーフ５の金具１３の収容部１７に収容されることになり、さらに金具１３の規制部１６に当接することになって、ストレインリリーフ５に対する多心ケーブル４の引き抜き方向の移動を規制可能となる。この状態で、接着剤はシース３とストレインリリーフ５の間に入り込み、その状態で硬化される。

上記のようなケーブルアッセンブリに、プローブケース６を取り付ける（プローブケース取付工程）。具体的には、係合部２１から、コネクタに接続された細径電線２をプローブケース６内に挿入し、ストレインリリーフ５の金具１３の規制部１６とブーツ１２との間の環状の係合溝２０に、係合部２１を係合させる。そして、細径電線２に接続されたコネクタを、プローブケース６内に設けられたコネクタに接続させる。このような工程により、プローブケース６とストレインリリーフ５とが固定状態となり、多心ケーブル４は、固定部材２４によるシース３および複数の細径電線２の固定部分が、ストレインリリーフ５に対して、すなわちプローブケース６に対して引き抜き方向の移動が規制される。よって、固定部材２４によるシース３および複数の細径電線２の固定部分よりも先端側の細径電線２やコネクタに引き抜き方向の力が作用することはなくなる。

以上説明した本実施形態に係るプローブケーブル１およびその製造方法によれば、多心ケーブル４に固定部材２４を六角形状に加締めるとともに、六角形の各辺２４ａの中央部が内側へ突出するように加締め、固定部材２４の内径を、多心ケーブル４の外径に対して、六角形の内接円で７５％から８０％とし、各辺２４ａの中央部における突出部２４ｂの頂部を通る円で６２％から６６％とすることにより、細径電線２に対して損傷等の不具合を生じさせることなく細径電線２とシース３とを固定部材２４で一体的に固定することができる。つまり、多心ケーブル４の固定部材２４による固定箇所において、高い信頼性を維持しつつ耐引張性を大幅に向上させることができる。

また、固定部材２４が六角形に加締められるため、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。

多心ケーブルに固定部材を六角形状に加締め、この多心ケーブルに対して引張試験および絶縁抵抗試験を行った。対向する成形突部３３ｂの頂部同士の間隔Ａ（図４参照）が異なる各種のダイスを用いて固定部材を加締めた。なお、ダイスの六角形状の対向する辺同士の間隔Ｂ（図４参照）は、いずれも８．０ｍｍとした。

（試料）
（１）多心ケーブル
ＡＷＧ４２の同軸ケーブルからなる１９８本の細径電線を束ね、その周囲を樹脂テープ、シールド層およびシースで覆った１９８芯の多心ケーブルを用いた。シースは、内径が６．９ｍｍ、外径が８．５ｍｍである。
（２）固定部材
銅からなる円環状の固定部材を用いた。固定部材は、内径が８．４ｍｍ、外径が９．８ｍｍである。

（試験方法）
（１）引張試験
多心ケーブルのシースの端部から細径電線を５ｍｍ露出させ、多心ケーブルにストレインリリーフを取り付けてストレインリリーフの金具を固定する。多心ケーブルに一つの固定部材を加締めて固定し、ストレインリリーフの金具の収容部に固定部材を収容させる。多心ケーブルに１３ｋｇの錘を取り付け、１０秒間荷重を付加する。このときのシースの端部から露出させた細径電線の先端位置の変位を、５ｍｍを基準寸法として測定する。この細径電線の変位が±２ｍｍ以内であれば合格（○）とし、±２ｍｍを超えた場合は不合格（×）とする。
（２）絶縁抵抗試験
５個の固定部材を、多心ケーブルの長手方向の５箇所に間隔をあけて加締めて固定し、細径電線の中心導体と外部導体との間の絶縁抵抗を測定する。この絶縁抵抗が１５２４Ω・ｋｍ以上であれば合格とし、１５２４Ω・ｋｍに満たない場合は不合格とする。

（試験結果）
試験結果を表１に示す。

（１）引張試験
３回の引張試験を行った結果、表１に示すように、ダイスにおける対向する成形突部の頂部同士の間隔Ａが６．５ｍｍよりも小さいと、円環状の固定部材が円滑に潰れず、かえって加締められなくなり、細径電線の変位が±２ｍｍを超えてしまい不合格（×）となった。また、ダイスにおける対向する成形突部の頂部同士の間隔Ａが７．０ｍｍよりも大きいと、固定部材の加締めが不十分となり、この場合も、細径電線の変位が±２ｍｍを超えてしまい不合格（×）となった。また、成形突部のない六角形状のダイスの場合も固定部材の加締めが不十分となり、細径電線の変位が±２ｍｍを超えてしまい不合格（×）となった。また、この場合、加締めた固定部材自体が移動してしまった。

（２）絶縁抵抗試験
表１に示すように、ダイスにおける対向する成形突部の頂部同士の間隔Ａが６．７ｍｍよりも小さいと、細径電線が潰れ過ぎてしまい、絶縁抵抗が１５２４Ω・ｋｍに満たなくなって不合格（×）となった。

（３）結論
引張試験および絶縁抵抗試験の結果から、固定部材を加締めるダイスとしては、対向する成形突部の頂部同士の間隔Ａが６．７ｍｍ以上７．０ｍｍ以下であると、多心ケーブルを、良好な絶縁抵抗を得つつ確実に加締めることが可能であることがわかった。この場合、固定部材の内径は、固定部材の六角形の内接円（図３の直径ｄ１で描かれる円）で６．４ｍｍ以上６．８ｍｍ以下となり、各辺の中央部における突出部の頂部を通る円（図３の直径ｄ２で描かれる円）で５．３ｍｍ以上５．６ｍｍ以下となる。

このことから、円環状の固定部材を多心ケーブルに対して六角形状に加締める場合、六角形の各辺の中央部を内側へ突出させ、多心ケーブルの外径に対する固定部材の内径の割合を、六角形の内接円で７５．３％から８０．０％とし、各辺の中央部における突出部の頂部を通る円で６２．３％から６５．９％とすれば、十分な絶縁抵抗を得て高い信頼性を維持しつつ確実に加締めることが可能であることがわかった。

１：プローブケーブル、２：細径電線、３：シース、４：多心ケーブル、５：ストレインリリーフ、６：プローブケース、２４：固定部材

Claims

束ねられた複数本の細径電線の周囲がシースで覆われた多心ケーブルと、前記多心ケーブルの端部近傍に装着されたストレインリリーフと、前記ストレインリリーフに取り付けられて前記シースの端部から露出された前記細径電線を覆うプローブケースと、前記多心ケーブルの前記ストレインリリーフよりも端部側で前記シースの周囲に配置されて六角形状に加締められて前記細径電線と前記シースとを一体的に固定する環状の固定部材とを備えたプローブケーブルであって、
前記固定部材は、六角形の各辺の中央部が径方向内側へ突出した突出部を有し、前記固定部材の内径は、前記多心ケーブルの外径に対して、六角形の内接円で７５％から８０％であり、各辺の中央部における前記突出部の頂部を通る円で６２％から６６％であることを特徴とするプローブケーブル。
束ねられた複数本の細径電線の周囲をシースで覆った多心ケーブルをストレインリリーフに通し、前記シースから前記細径電線を露出させる細径電線露出工程と、
前記多心ケーブルの前記ストレインリリーフよりも端部側で、前記シースの周囲に環状の固定部材を配置して六角形状に加締めることにより、前記細径電線と前記シースとを一体的に固定する加締め工程と、
前記シースの端部から露出された前記細径電線を覆うプローブケースを前記ストレインリリーフに取り付けるプローブケース取付工程とを含み、
前記加締め工程で、前記固定部材の六角形の各辺の中央部を径方向内側へ突出させて突出部を形成し、前記固定部材の内径を、前記多心ケーブルの外径に対して、六角形の内接円で７５％から８０％とし、各辺の中央部における前記突出部の頂部を通る円で６２％から６６％とすることを特徴とするプローブケーブルの製造方法。