JP5953764B2

JP5953764B2 - 多心ケーブルとその製造方法

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Publication number: JP5953764B2
Application number: JP2012011781A
Authority: JP
Inventors: 達則林下
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-01-24
Also published as: CN103339690A; JP2013152789A; WO2013111718A1; CN103339690B

Description

本発明は、小型の電子機器内の配線や内視鏡等の信号伝送に用いられる多心ケーブルとその製造方法に関する。

携帯電話、ビデオカメラ等の可動部を有する小型の電子機器や内視鏡などの医療機器の配線には、外径がコンマ数ｍｍの細径の絶縁電線や同軸電線を、複数本束ねた多心ケーブルが用いられる。細径の絶縁電線や同軸電線（以下、細径電線という）は、複数本が互いに撚り合わされて束状の集合体（集合コア）とされ、その外周に抑えテープを螺旋状に巻き付けて集合コアの形状を保持している。抑えテープの外周には、シールド用の導線を横巻きまたは編組して全体のシールド層とされ、その外側を外被（シースともいう）で被覆して多心ケーブルとされる。

上述した多心ケーブルとして、例えば、特許文献１に開示のものが知られている。この多心ケーブルは、上述したシールド層を導線の横巻きで形成する場合、その導線の巻付け方向を、細径電線の撚り方向を同方向とすることにより、多心ケーブルの柔軟性を高めると共に、屈曲性を改善して破断寿命を延ばすようにしている。

特開２００７−１８８７３８号公報

特許文献１では、シールド用の導線の巻付け方向について、細径電線の撚り方向と同方向とすることが開示されている。しかし、抑え巻きテープの巻付け方向は、特許文献１の図１にも示すように、通常、細径電線の撚り形状を保持するために、細径電線の撚り方向とは逆の方向に巻付けている。この点で、多心ケーブルの柔軟性向上には限界あった。しかしながら、機器の性能向上のためには、上述した多心ケーブルの更なる柔軟性と屈曲性の向上が必要とされている。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、細径電線を撚り合わせた集合コアに巻付けるテープ巻付け構造を改善して、より柔軟性と屈曲性が向上された多心ケーブルとその製造方法の提供を目的とする。

本発明による多心ケーブルは、同軸電線と絶縁電線とが複数本撚り合わされた集合コアの外周に、テープが螺旋状に巻付けられ、その外側にシールド導体が配され、さらにその外側が外被で被覆された多心ケーブルであって、上記の集合コアは最外層に同軸電線と絶縁電線とが同心状に配列され、上記のテープは、集合コアの撚り方向と同じ巻付け方向で、且つ、集合コアの撚りピッチと同じ巻付けピッチで巻付けられ、テープの巻付け角度は、８°〜２０°であることを特徴とする。

本発明によれば、集合コアの外周に巻付けるテープの巻付け方向を、細径電線の撚り方向と逆方向に巻付けた多心ケーブルを比べて、ケーブルの柔軟性を改善することができると共に、屈曲性を高めて破断寿命を延ばすことができる。

本発明による多心ケーブルの概略を説明する図である。本発明による多心ケーブルの製造方法の一例を説明する図である。本発明による多心ケーブルの試験方法を示す図である。

図１により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明による多心ケーブルの一例を示す斜視図、図１（Ｂ）は同多心ケーブルの断面図である。図中、１０は多心ケーブル、１１は同軸電線、１２は絶縁電線、１３は集合コア、１４はテープ、１５はシールド導体、１６は外被、２１は中心導体、２２は絶縁体、２３は外部導体、２４は絶縁被覆を示す。

本発明による多心ケーブル１０は、図１（Ａ）に示すように、複数本の同軸電線１１又は絶縁電線１２を、いずれか一種、或いは、両者を複合させて撚り合わせた集合コア１３で構成される。信号を伝送する同軸電線１１又は絶縁電線１２は、電線外径がコンマ数ｍｍという細径もので、同軸電線１１又は絶縁電線１２の両者を含めて細径電線という。なお、伝送する信号が高周波信号の場合は同軸電線１１が用いられるが、低周波信号の場合は絶縁電線１２が用いられる。

細径電線（１１，１２）は、例えば、１ユニットとして、３〜２０本程度の本数を撚り合わせて集合一体化して、集合コア１３とされる。この集合コア１３の外周には、テープ１４（樹脂テープ、金属蒸着樹脂テープなど）を螺旋状（横巻きともいう）に巻付けて、複数本の細径電線（１１，１２）の集合形状を保持するとともに、集合コア１３の外周面に生じる凹凸を滑らかにしている。

集合コア１３上に巻付けられたテープ１４の外面には、複数本のシールド用の導線を横巻き（螺旋状に巻く）、若しくは、編組してシールド導体１５とし、このシールド導体１５の外面を外被１６で被って多心ケーブル１０とされる。なお、内視鏡ケーブルとして用いる場合は、細径電線（１１，１２）の芯数が比較的少ない複合ケーブルとなるため、細径電線の配列を円形状にするのが難いが、できるだけ自然円に近付けるようにする。図１では、４本の同軸電線１１と８本の絶縁電線１２の複合ケーブルとし、内部側に４心の絶縁電線１２を配し、外側に４本の同軸電線１１と４本の絶縁電線１２を同心状に配列した例で示してある。

図１（Ｂ）に示すように、同軸電線１１としては、例えば、中心導体２１、絶縁体２２、外部導体２３、絶縁被覆２４を同軸状に配した構成のものが用いられる。この同軸電線１１は、中心導体２１には、電気良導体からなる銅又は錫メッキ銅合金線等の撚り線が用いられ、例えば、外径０.０３ｍｍ〜０.０６ｍｍ程度の錫メッキされた銅合金線を７本撚って形成される。なお、撚り線の他に、単線を用いることもできる。

絶縁体２２は、フッソ樹脂等の絶縁材で厚さが０.０７ｍｍ〜０.１６ｍｍ程度となるようにテープ巻又は押出成型で形成される。外部導体２３は、例えば、中心導体２１に用いたのと同様な外径程度の錫メッキ銅合金線を横巻して形成される。外部導体２３の外面には、樹脂テープの巻付け、或いは、成型機で樹脂を押出成型して、厚さ０.０４ｍｍ程度の絶縁被覆２４とし、外径が０.３６ｍｍ〜０.６ｍｍ程度の同軸電線となるように形成される。

絶縁電線１２は、同軸電線１１の外部導体を有しない電線で、形状的には電線の外周を絶縁材で絶縁した絶縁電線と同じである。例えば、同軸電線１１と同様に、中心導体２１は外径０.０３ｍｍ程度の錫メッキされた銅合金線を７本撚って形成され、その外周をフッソ樹脂等の絶縁体２２で被覆して、例えば、外径０.１６ｍｍ程度の絶縁電線となるように形成される。

上述した同軸電線１１、絶縁電線１２等の細径電線は、複数本が所定の撚りピッチで撚り合わされて集合コア１３とされ、その外周にテープ１４が巻付けられて、その撚り合わせ形状が保持される。テープ１４には、厚さ０.００６ｍｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、厚さ０.０５ｍｍ程度のフッ素樹脂等の樹脂テープ、あるいは金属蒸着ポリエステルテープなどが用いられ、集合コア１３の外周に螺旋状に重ね巻きで巻付けられる。

テープ１４の巻付けは、通常、細径電線（１１，１２）の撚り方向と逆方向に巻付けられるが、本発明においては、細径電線の撚り方向と同方向に巻付け、また、その巻付けピッチも細径電線の撚りピッチとほぼ同じになるように巻付けることを特徴としている。
なお、テープ１４に金属蒸着ポリエステルテープが用いられる場合は、シールド層としての機能も有し、テープ１４の外側に配されるシールド導体１５と合わせて、シールド機能を高めることができる。
また、テープ１４には、一方の面に粘着剤が付与されたものを用い、重ね合わせ部分を接着固定するようにしてもよい。

上記のように巻付けられたテープ１４の外側には、シールド導体１５が配されるが、例えば、外径０.０５ｍｍ程度の錫メッキされた銅合金線を、横巻き、若しくは、編組する。図では、編組されたシールド導体１５で示してあるが、横巻きの場合は、細径電線（１１，１２）の撚り方向と同方向であっても、逆方向であってもよい。

シールド導体１５の外周は、外被１６で被覆される。外被１６には、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が用いられ、適当な厚さの樹脂テープを巻きつけて形成するか、或いは、成型機による押出成形で、外径が（１.５±０.２）ｍｍ程度となるように形成される。この外被１６は、シールド導体１５を外力から保護するとともに、表面の凹凸を埋めて滑らかにし、当該ケーブルが配線される箇所で引っ掛かりが生じないようにする機能を有している。

図２（Ａ）は、上述した集合コア１３の撚り合わせとテープ１４の巻付け方法の一例を説明する図で、図２（Ｂ）は巻付け部分の拡大図である。
図２（Ａ）に示すように、複数本の同軸電線１１と絶縁電線１２は、それぞれの電線供給ボビン２５から繰り出され、集線ダイス２６により集線される。集線された複数本の細径電線は、撚りをかけられて集合コア１３とされ、テープ供給ボビン２７から繰り出されるテープ１４が巻付けられる。

テープ１が巻付けられた集合コアは、巻取りボビン２８により巻取られる。なお、本例においては、巻取りボビン２８を巻取り方向と直交する方向に回転させながら巻取ることにより、細径電線（１１，１２）を互いに撚り合わすと共に、撚り方向と同じ方向にテープ１４の巻付けも同時に行うことができる。

図２（Ｂ）に示すように、細径電線（１１，１２）が撚り合わされる角度をθａとしたとき、テープ１４の巻付け角度θｂは、θａにほぼ等しくなるように巻かれていることが好ましい。すなわち、テープ１４の巻付けピッチは、細径電線の撚り合わすピッチにほぼ等しくなるように巻付けられる。この場合、巻付け角度θｂは、8°〜２０°位となるようにするのが好ましく、細径電線が撚り合わされる角度θａも、この範囲で撚られるようにする。なお、巻付け角度θｂを２０°より大きくすると、ケーブルの柔軟性が低下して本発明による作用効果が十分発揮されず、また、巻付け角度θｂを８°より小さくすると、細径電線がバラけやすくなる。

図３（Ａ）は、上述した多心ケーブルの屈曲性を試験する方法を示す図である。この方法は、直径５ｍｍφの一対のマンドレルの間に、被試験ケーブルを挟むように配し、ケーブル下端に５００ｇの荷重を加え、マンドレルの上方のケーブルを左右に９０°屈曲（１往復）を、３０往復回／分の速度で屈曲する。そして、多心ケーブル内の細径電線のいずれか１本の中心導体が断線するまでの往復回数を測定する。

図３（Ｂ）は、上述した多心ケーブルの柔軟性を試験する方法を示す図である。この方法は、長さ６０ｃｍの被試験ケーブルを輪にして吊り具で吊り下げる。輪の中央真下に１０ｇの荷重をかけて、輪の上端から１０ｃｍの位置における輪の内径幅Ｗを測定する。内径幅Ｗが小さいほど柔軟性があると言える。

上述した試験方法を用いて、本発明による多心ケーブル（テープを集合コアの撚り方向と撚りピッチを同じにして巻付け）と、従来の多心ケーブル（テープを集合コアの撚り方向と逆方向）とを試験した。
（本発明の多心ケーブル・・・テープ巻付け角θｂ＝８°〜２０°）
Ａ．屈曲試験１６，８００回で断線
Ｂ．柔軟性試験Ｗ＝１１.２ｃｍ
（従来の多心ケーブル）
Ａ．屈曲試験１１，５００回で断線
Ｂ．柔軟性試験Ｗ＝１２.１ｃｍ

なお、本発明の多心ケーブルで、テープ巻付け角θｂ＝２５°についても試験したが、「Ａ．屈曲試験１１，９００回で断線Ｂ．柔軟性試験Ｗ＝１１.９ｃｍ」で、従来の多心ケーブルよりは、改善が見られた。そして、上述のテープ巻付け角θｂを８°〜２０°とすることで、屈曲性と柔軟性を大きく改善できることが確認できた。

１０…多心ケーブル、１１…同軸電線、１２…絶縁電線、１３…集合コア、１４…テープ、１５…シールド導体、１６…外被、２１…中心導体、２２…絶縁体、２３…外部導体、２４…絶縁被覆、２５…電線供給ボビン、２６…集線ダイス、２７…テープ供給ボビン、２８…巻取りボビン。

Claims

同軸電線と絶縁電線とが複数本撚り合わされた集合コアの外周に、テープが螺旋状に巻付けられ、その外側にシールド導体が配され、さらにその外側が外被で被覆された多心ケーブルであって、
前記集合コアは最外層に前記同軸電線と前記絶縁電線とが同心状に配列され、
前記テープは、前記集合コアの撚り方向と同じ巻付け方向で、且つ、前記集合コアの撚りピッチと同じ巻付けピッチで巻付けられ、
前記テープの巻付け角度は、８°〜２０°であることを特徴とする多心ケーブル。
同軸電線と絶縁電線とが複数本撚り合わせて集合コアとし、該集合コアの外周にテープを螺旋状に巻付け、その外側にシールド導体を配し、さらにその外側を外被で被覆した多心ケーブルの製造方法であって、
前記集合コアの最外層に前記同軸電線と前記絶縁電線とを同心状に配列し、
前記テープは、前記集合コアの撚り方向と同じ巻付け方向で、且つ、前記集合コアの撚りピッチと同じ巻付けピッチで巻付け、
前記テープを、巻付け角度８°〜２０°で巻付けることを特徴とする多心ケーブルの製造方法。