JPH0743866Y2 - プローブケーブル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は電子機器、電子部品等か
らの信号をオシロスコープにて検知、または測定するプ
ローブに使用されるケーブルに係り、特にオシロスコー
プをプローブ本体側で操作するために使用されるプロー
ブケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】オシロスコープのプローブに使用されて
いる従来のプローブケーブルとしては、１本の同軸線心
の外周に導電層を設け、その外周に順次遮蔽層、外被を
設けたものが主流である。該ケーブルに要求される特性
は仕上外径ができるだけ細く、柔軟性があって、機械的
強度も大であり、更に、ケーブル使用中ケーブルに加え
られる外力（衝撃も含む）によりケーブル内、即ち内部
導体と遮蔽層間に発生する衝撃電圧ができるだけ小さい
値であること等があげられる。

【０００３】前記の代表的要求特性を判断するための具
体的手段としては、図３(a)、図３(b)及び図４に示すも
のがある。図３(a) に示す内容はケーブルの柔軟性を評
価する屈曲試験の説明図で、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａを１回と
し、３万回以上行う。θは屈曲角度で、左右各90°、ｒ
は屈曲半径で20mm、ｗは荷重で500gf、 スピードｖは４
１回／分となっている。図３(b) はケーブルの機械的強
度を評価するフレキシブル試験の説明図で、←→方向に
３万回以上行う。ストロークは300mm、ロール半径ｒは2
0mm、スピードは300mm／秒である。

【０００４】また、図４に示す内容は衝撃電圧（摩擦電
圧）を評価する場合の説明図である。約1.5mのサンプル
Ｓの片端に1kg の荷重Ｗを下げ、他端は途中をアームＡ
にサンプル支持Ｈを介して取付け、コネクタ付け根が振
動しないようにサンプル固定Ｆして、ＶＶに接続する。
引っ張りはサンプルがたるまない範囲とし、繰り返し周
期は３０回／秒とする。試験はこの引っ張りを繰り返し
５０回行い、５０回目付近のＶＶに現われたピーク値を
実測値とする。

【０００５】ケーブルの柔軟性と機械的強度は、ケーブ
ルを構成する各部材の材料により大きく左右され、特に
機械的強度はケーブルの外径がある程度以上の太さを有
することが必要とされる。また、衝撃電圧はケーブルを
構成する各部材がケーブルに付加される外力を受けて移
動することにより発生するので、できるだけケーブルの
キャパシティを小さくし、かつケーブル外径（同軸線心
外径）を細くする必要がある。以上からケーブルの柔軟
性を維持し、衝撃電圧を小さくするためには、ケーブル
外径を細くする必要性があり、機械的強度を維持、増長
させるには反対にケーブル外径を太くする必要がある。

【０００６】前記の要求特性をもとに、プローブ本体側
で操作するためのコマンドコントロール用のプローブケ
ーブルの従来例を見ると、同軸線心の外周に設けられる
遮蔽層の一部にポリウレタン被覆電線等の絶縁電線をコ
ントロール用線心として編み込んだものや、編組遮蔽層
の外周に絶縁電線を沿わせ、外被を設けたもの等があ
る。前記ケーブルは外径を太くせず、かつ衝撃電圧も小
さく維持できるという利点を有している。また、プロー
ブケーブルではないが、防水型光ファイバケーブルとし
て、抗張力心線を中心に絶縁心線と光ファイバ心線のそ
れぞれを上下対称に配置して撚り合わせた構成が、特開
昭６１−７３１１３号公報に示されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】コントロール用線心を
遮蔽層に編み込んだものにあっては、前述した柔軟性及
び強度試験において、容易に絶縁が破壊されて導体が露
出し、遮蔽層に短絡してしまう。コントロール用線心を
遮蔽層の外周に沿わせたものについては、線心が外被側
に位置するので、ケーブルを曲げると線心の曲げ半径が
最も小さくなるため、前記試験において容易に線心が断
線してしまう。その上、コントロール用線心が遮蔽層の
外側に位置するので、雑音を拾い易い。また、前記の防
水型光ファイバケーブルの場合、外径が太くなり、かつ
耐屈曲性やフレキシビリティにおいて劣る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案にかかるプローブ
ケーブルは、導電線を絶縁体層で被覆して成る信号線
と、自身の外周に摩擦減少剤が施された一対の抗張紐
と、内部導体を発泡絶縁体層で被覆して成る同軸線心を
有し、前記信号線、抗張紐、同軸線心の各外径の大きさ
が、信号線＜抗張紐＜同軸線心、となっている前記信号
線と抗張紐を前記同軸線心の外周に並行して螺旋状に巻
回し、前記信号線を前記一対の抗張紐の間に挟み、これ
らを遮蔽層で遮蔽し、これらを外被で覆う型式のプロー
ブケーブルを前提としている。このようなプローブケー
ブルにおいて、前記各外径の大きさを前記信号線及び同
軸線心の各心がプローブケーブルの心からずれる大きさ
としてある。

【０００９】前記信号線の外径は、前記遮蔽層の外径の
0.18倍以下でかつ同軸線心外径の0.26倍以下とし、前記
抗張紐の外径は前記信号線の1.15倍以上としてもよい。
また、信号線は２本以上で、抗張紐間に配置されて同
軸線心上に並行に螺旋状に巻回され、前記信号線の外径
が互いに異なっていてもよい。

【００１０】また、最初に記載した手段の場合、同軸線
心の発泡絶縁体層及び抗張紐はポリエチレン樹脂で構成
され、前記信号線の絶縁体層はフッソ系樹脂により構成
され、前記抗張紐を前記同軸線心外周に密着させ、信号
線を発泡絶縁体層に対し移動可能とすることもできる。
更に、前記の何れの場合も、プローブケーブルの外被
が、遮蔽層と接触する硬質層の内層部とその反対側の軟
質層の外層部の、複合層で構成してもよい。

【００１１】

【作用】プローブケーブルが外力を受けて屈曲すると、
同軸線心はプローブケーブルの心に対しずれているの
で、プローブケーブルの屈曲半径の最も小さい側へ外被
内で移動する。この移動に伴い、抗張紐と信号線も同軸
線心との相対位置を不変に保つように同軸線心上を滑っ
て移動する。この信号線は抗張紐間に位置し、前記 信号
線、抗張紐、同軸線の各外径の大きさが、信号線＜抗張
紐＜同軸線心、となって信号線及び同軸線心の各心がプ
ローブケーブルの中心からずれているので、屈曲に伴う
圧縮力や引張力が最も大きく作用する中心軸に対して信
号線及び同軸線心が離れて位置することになり、それら
の機械的強度が大となる。

【００１２】信号線の外径を、遮蔽層外径の0.18倍以下
でかつ同軸線心外径の0.26倍以下とし、前記抗張紐の外
径を前記信号線の1.15倍以上とすると、同軸線心と遮蔽
層との接触面積が減少しないで、同軸線心の遮蔽機能が
低下しない。

【００１３】また、信号線を少くとも２本以上とし、抗
張紐間に配置させて同軸線心上に並行に螺旋状に巻回
し、これらの外径を互いに異ならせると、異径のため、
屈曲及びフレキシブル試験においての曲げ半径が異なる
ので寿命が異なり、ケーブル自体を長寿命化できる。

【００１４】また、最初に記載した手段の場合、同軸線
心の発泡絶縁体層及び抗張紐をポリエチレン樹脂で構成
し、前記信号線の絶縁体層をフッソ系樹脂で構成し、前
記抗張紐を前記同軸線心外周に密着させると、信号線は
発泡絶縁体層に対し移動可能となる。また、信号線の絶
縁体層をフッソ系樹脂とすると、比誘電率が小さくなる
ので、衝撃電圧の発生も小さくなる。

【００１５】更に、前記何れの場合も、プローブケーブ
ルの外被を、遮蔽層と接触する硬質層の内層部とその反
対側の軟質層の外層部の、複合層で構成すると、同軸線
心と遮蔽層との密着を維持し、ケーブルにかかる衝撃外
力を軟質層で吸収する。

【００１６】

【実施例】図１は本考案に係るプローブケーブルの第一
実施例の横断面図である。0.10mm以下で抗張力が大なる
合金からなる内部導体１の外周にポリエチレン又はフッ
素樹脂等からなる発泡絶縁体層２を設けて同軸線心３を
構成し、その外径は 1.9mmとした。

【００１７】内部導体１と発泡絶縁体層２の密着を良く
し、かつ衝撃電圧の発生を少なくするためには、内部導
体１の外周に薄肉の充実絶縁体層（図示せず）を設ける
と、効果がある。また、発泡絶縁体層２の外周にも同じ
ように薄肉の充実絶縁体層（図示せず）を設けて、発泡
絶縁体層２の潰れや変形等を防止するようにしてもよ
い。

【００１８】４は導電層で同軸線心３の外周に設けられ
る。この導電層４は、ポリエチレン又は塩化ビニル樹脂
等にカーボン粉を混入し、これを押出成形することによ
り形成される。そして、その厚さは0.10〜0.20mm内で設
定され、その導電率は5〜8％／mm²である。

【００１９】５は信号線で、断面積0.05mm²の導電線６
の外周に厚さ0.125mmのポリエチレン又はフッソ樹脂等
からなる絶縁体層７を設けたものである。本実施例では
0.05mmの銅系導電線26本を用い、導電線６の抗張力を増
加させるため、アラミド繊維の糸を介在させた。また、
絶縁体層７には高密度ポリエチレンを適用し、その外径
を0.60mmとした。

【００２０】８はポリエチレン製の抗張紐で、外径は0.
7mmとなっており、信号線５の両側に並行して設けられ
る。信号線５及び抗張紐８は押出成形の際、外周にシリ
コン等のオイルを塗布されており、摩擦を減少する。こ
の信号線５は抗張紐８、８間に配置され、同軸線心３の
外周に並行して螺旋状に巻回される。この巻回方向は後
述する遮蔽層と異方向とし、その巻回間隔は同軸線心３
の外径の8〜20 倍以下とする。

【００２１】９は遮蔽層で、本考案ではケーブル外径の
細少化という点から横巻遮蔽層とし、0.12mmの銅線の６
０本以上をもって、同軸線心３の外径の８倍の横巻間隔
で巻回した。

【００２２】１０は遮蔽層９の外周に設けられる外被
で、内層部１１と外層部１２で構成される。内層部１１
はシェア硬度90度以上の塩化ビニル樹脂から構成され、
また、外層部１２はシェア硬度80度以下の塩化ビニル樹
脂から構成される。

【００２３】この実施例で発泡絶縁体層２を形成したの
は、同軸線心３のキャパシティをできるだけ小さくし、
ケーブルの使用中にケーブルを構成する各部材（主に絶
縁材料）の摩擦により発生する衝撃電圧を小さくするた
めである。そして、この発泡絶縁体層２の外径を1.9mm
としたのは機械的強度上の最下限であるためである。

【００２４】前記した構成から、導電層４の外径2.3mm
の同軸線心３上に0.6mmの信号線５を巻回した線心外径
は2.9mmとなる。これらの信号線５と同軸線心３の各外
径の比から、前述した屈曲特性等の機械的強度を３万回
以上としかつ衝撃電圧を1.0mv以下とした要求特性をも
とにした特性値を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】更に、同軸線心３上に信号線５を巻付間隔
で巻回した場合の屈曲回数、フレキシング回数及び雑音
電圧の相関を図５のグラフに示す。屈曲回数は屈曲時の
信号線の移動長、即ち自由度がある程、増大する。ま
た、フレキシング回数は、ロールによるしごきが加わる
ため、巻付けピッチを細かくしてしごき部分を多くする
よりは、むしろピッチを荒めにしたほうが特性的に有利
になる。一方、雑音電圧に関しては、全体遮蔽層（横
巻）と導電層との接触部分を考えると、巻付けピッチを
細かくする程、上記接触が多くなるため、雑音電圧は上
昇する。以上より考えると、屈曲、フレキシング回数３
万回以上にし、雑音電圧を低く押えるには、巻付けピッ
チは25mm程度にすることが望ましい。

【００２７】図６のグラフは、信号線”d”とケーブル
線心”D”との比率”d／D”と、屈曲回数、フレキシン
グ回数及び雑音電圧の相関を示す。屈曲回数は上記比率
が大きい程（同軸線外径を一定とする。）、即ち、信号
線”d”が太い程、信号線の肉厚を大きくできるため、
増大する。またフレキシングに関しても同等である。一
方雑音電圧については、信号線 ”d”を太くする程、全
体シールド（横巻）と導電層との接触部分が増加するの
で、上がってしまう。以上より、屈曲、フレキシング３
万回以上にし、雑音電圧を押えるには ”d／D”を0.2程
度にするのが望ましい。

【００２８】従って、外径を太くせず屈曲、フレキシブ
ル等の機械的強度を維持しかつ雑音電圧を小さくするに
は、図６のグラフよりd/Dを0.18〜0.26 にすることが必
要であり、更に図５のグラフより信号線５の巻回間隔は
20〜40mmにすることが必要となる。

【００２９】図２は第二の実施例で、図１と異なる点
は、信号線を２本５、５′としてそれらの外径を異なら
せたものである。即ち、信号線５を第一の実施例通り
0.6mmとしたのであれば、信号線５′を0.6mm未満とした
ものである。この例によれば、信号線５が使用中に断線
した場合、信号線５′をもってその替りとするものであ
る。

【００３０】

【考案の効果】本考案のプローブケーブルによれば、信
号線、一対の抗張紐、同軸線心の各外径の大きさが、信
号線＜抗張紐＜同軸線心、の関係でかつ、前記信号線を
前記一対の抗張紐の間に挟んで前記同軸線心の外周に並
行して螺旋状に巻回した状態で、前記信号線及び同軸線
心の各心がプローブケーブルの心からずれる大きさとた
ので、プローブケーブルの外径を細くでき、しかも耐屈
曲性やフレキシビリティ等の機械的強度を大にできる。

【００３１】請求項２によれば、信号線の外径は、遮蔽
層外径の0.18倍以下でかつ同軸線心外径の0.26倍以下と
し、抗張紐の外径は信号線の1.15倍以上となっているの
で、同軸線心と遮蔽層との接触面積が減少せず、従っ
て、同軸線心の遮蔽機能が低下しない。

【００３２】請求項３によれば、信号線は少くとも２本
以上で、抗張紐間に配置されて同軸線心上に並行に螺旋
状に巻回され、信号線の外径が互いに異なっているの
で、屈曲及びフレキシブル試験においての曲げ半径も異
なり、従って各信号線の寿命が異なり、ケーブル自体を
長寿命化できる。

【００３３】請求項４によれば、同軸線心の発泡絶縁体
層及び抗張紐はポリエチレン樹脂で構成され、信号線の
絶縁体層はフッソ系樹脂により構成され、抗張紐を同軸
線心外周に密着させたので、信号線は発泡絶縁体層に対
し移動可能となる。また、信号線の絶縁体層がフッソ系
樹脂なので、比誘電率が小さくなり、衝撃電圧の発生を
小さくすることが可能となる。

【００３４】請求項５によれば、プローブケーブルの外
被を、遮蔽体と接触する硬質層の内層部とその反対側の
軟質層の外層部の、複合層で構成したので、同軸線心と
遮蔽層との密着を維持でき、ケーブルにかかる衝撃外力
を軟質層で吸収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプローブケーブルの第一実施例の
横断面図である。

【図２】同第二実施例の横断面図である。

【図３】（ａ）は屈曲試験の説明図、（ｂ）はフレキシ
ブル試験の説明図である。

【図４】衝撃電圧（摩擦電圧）を評価する場合の説明図
である。

【図５】巻付けピッチと屈曲回数、フレキシング回数、
雑音電圧の相関を示すグラフである。

【図６】d/Dと屈曲回数、フレキシング回数、雑音電圧
の相関を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 内部導体 ２ 発泡絶縁体層 ３ 同軸線心 ４ 導電層 ５ 信号線 ５′信号線 ６ 導電線 ７ 絶縁体層 ８ 抗張紐 ９ 遮蔽層 １０ 外被 １１ 内層部 １２ 外層部

フロントページの続き (72)考案者 宮田 康弘 神奈川県川崎市多摩区登戸2266 ハイブリ ッジ105 (56)参考文献 特開 昭61−73113（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電線(6)を絶縁体層(7)で被覆して成る
   信号線(5)と、自身の外周に摩擦減少剤が施された一対
   の抗張紐(8)と、内部導体(1)を発泡絶縁体層(2)で被覆
   して成る同軸線心(3)を有し、前記信号線(5)、抗張紐
   (8)、同軸線心(3)の各外径の大きさが、信号線＜抗張紐
   ＜同軸線心、となっている前記信号線(5)と抗張紐(8)を
   前記同軸線心(3)の外周に並行して螺旋状に巻回し、前
   記信号線(5)を一対の抗張紐(8)の間に挟み、これらを遮
   蔽層(9)で遮蔽し、外被(10)で覆う型式のプローブケー
   ブルにおいて、前記各外径の大きさを前記信号線(5)及
   び同軸線心(3)の各心がプローブケーブルの心からずれ
   る大きさとしたことを特徴とするプローブケーブル。 【請求項２】 前記信号線(5)の外径は、前記遮蔽層(9)
   の外径の0.18倍以下でかつ同軸線心(3)外径の0.26倍以
   下とし、前記抗張紐(8)の外径は前記信号線(5)の1.15倍
   以上となっている請求項１記載のプローブケーブル。 【請求項３】 前記信号線(5)は２本以上で、抗張紐(8)
   間に配置されて同軸線心(3)上に並行に螺旋状に巻回さ
   れ、前記信号線(5)の外径が互いに異なっている請求項
   １又は２記載のプローブケーブル。 【請求項４】 前記同軸線心(3) の発泡絶縁体層(2)及
   び抗張紐(8)はポリエチレン樹脂で構成され、前記信号
   線(5)の絶縁体層(7)はフッソ系樹脂により構成され、前
   記抗張紐(8)を前記同軸線心(3)外周に密着させた請求項
   １記載のプローブケーブル。 【請求項５】 前記プローブケーブルの外被(10)が、遮
   蔽層(9) と接触する硬質層の内層部(11)とその反対側の
   軟質層の外層部(12)の、複合層で構成されている請求項
   １、２、３又は４記載のプローブケーブル。