JPH11162268A - 電気ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で安価且つ小型化が可能であり良
好な可撓性及びクロストーク抑圧特性を有する電気ケー
ブルを提供すること。 【構成】 電気ケーブル１は、耐張力部材８の周囲に複
数の絶縁導体３と少なくとも１本の非絶縁導体１５を列
状に配置してヘリカル状に巻回し、外周を導電被膜７で
包囲してジャケット２内に収めて構成する。絶縁導体３
と非絶縁導体１５の列は同心状でも複数束状でもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気ケーブル、特に
医用電子機器とそのプローブ間の接続等に好適な多芯可
撓性（フレキシブル）ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，７６１，５１９号は、極
めて可撓性に富んでいる多心同軸ケーブル束より成る可
撓性ケーブルを開示している。この可撓性ケーブルは、
人体の診断及び外科手術時に人体の各器官の動きをモニ
タ（監視）する超音波スキャナ用のプローブ等のハンド
ヘルド医用電子機器の接続に好適である。

【０００３】この可撓性ケーブルの各同軸ケーブルは、
フレキシブル且つぐにゃぐにゃであって、導電性シール
ド、その周囲に同心状に形成された誘電体ジャケット
（シース）及びこれらで包囲される中心導体より構成さ
れて、制御された電気インピーダンスを得るように構成
される。各同軸ケーブルは、中心導体に沿って電気信号
を伝送する。各同軸ケーブルのシールドは、隣接同軸ケ
ーブルとの間のクロストーク（漏話）を実質的に低減す
ると共に同軸ケーブルの特性インピーダンスの制御に貢
献する。

【０００４】従来、シールドは、ケーブルの絶縁された
導体間のクロストークが受け入れられないレベルとなる
のを阻止する為に必要であり、これは特に信号導体によ
り医用電子機器の無線周波数信号を伝送する際に必須で
あった。斯るケーブルのコストの大半は、各同軸ケーブ
ルにシールドを施す為の手間と材料費にあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、診断用医用
機器の分野にあっては、無線周波数（ＲＦ）又は超音波
信号のいずれかとなる傾向にある。この超音波信号は、
速度及び時間幅がＲＦ信号用も遅い。従って、各信号導
体を個別にシールド導体で包囲することなく、しかも超
音波信号を十分低レベルのクロストークで伝送すること
が可能なケーブルが得られると便利である。更にまた、
斯るケーブルが十分な可撓性を有し、医用電子機器のモ
ニタのプローブなどに使用できる十分な可撓性で接続可
能であると便利である。

【０００６】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、個別にシールドを設けることなく各導体に十分満足
できるクロストークのレベルで信号を伝送でき且つ医用
機器のプローブ等に使用できる十分な可撓性を有する電
気ケーブルを提供可能にすることである。各信号導体に
シールドを設けないことにより、各導体は細くすること
が期待できる。この小形（小径）化に加えて低張力の安
価な材料で製造できる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電気ケーブル
は、ジャケット内に複数の絶縁導体（ワイヤ）を含み、
信号を伝送する電気ケーブルであって、複数の絶縁導体
は耐張力部材の外周に列状に配列されると共にこの列内
に少なくとも１本の非絶縁導体を含みヘリカル状に巻回
され、絶縁導体及び非絶縁導体の外周には少なくとも内
面が導電性を有する被膜で包囲されていることを特徴と
する。

【０００８】本発明の一実施例にあっては、絶縁導体及
び非絶縁体の列を複数列ジャケット内に同心円状に配置
している。また、絶縁導体と非絶縁導体とを含む列は、
交互に逆方向にヘリカル状に巻回する。更に、絶縁導体
及び非絶縁導体を含む列は、複数の束としてジャケット
内に配置することも可能である。

【０００９】本発明の好適実施形態によると、絶縁導体
と非絶縁導体とを列状に形成し、この列はヘリカル（螺
旋）状に導電部材を包囲する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電気ケーブルの好
適実施形態を添付図を参照して詳細に説明する。

【００１１】図１は、列内に複数の絶縁導体と少なくと
も１個の非絶縁導体を有する本発明による電気ケーブル
の端面図である。絶縁導体は、この列を包囲する導電部
材と実質的に接触して、これと容量結合している。ま
た、絶縁導体は、それらが包囲する導電部材と接触して
容量結合している。更に、導電部材と導電部材とは、対
応する列の各非絶縁導体に電気的に接触している。

【００１２】次に、図１及び図３乃至図５を参照して本
発明の電気ケーブル１の構成を詳細に説明する。これら
は、本発明の電気ケーブルの異なる実施形態例を示す。
これら電気ケーブル１は、複数本の可撓性絶縁導体３と
少なくとも１本の非絶縁導体１５が対応する列に相互に
横並びに配列される。この列は、可撓性を有する対応す
る導電部材８を包囲する。また、この列は、可撓性導電
被膜７により包囲されている。

【００１３】次に、図２を参照すると、導電部材８は、
電気ケーブル１の長手方向に延びる軸６に沿って延び
る。絶縁導体３は、信号伝送導体であり、人体の活動状
況をモニタする医用機器に接続されるよう構成されてい
る。図１を参照すると、各絶縁導体３は、絶縁被膜１４
で同心状に包囲された中心導体１３を有する。

【００１４】以下、電気ケーブル１の各実施例につき説
明する。図１は、１列の導体３及び１５と、これで包囲
される耐張力導電部材８とを有する。図３、図４及び図
５は、夫々複数列の導体３及び１５を使用する電気ケー
ブル１を示す。これら図３乃至図５に示す実施例では、
導電性被膜７が１つの列から他の列を分離する。図４及
び図５は、同心状に配置された複数列の導体３，１５を
含む外部ジャケット２より成る電気ケーブル１である。
第１列は、中心軸６に沿って延びる耐張力非絶縁ワイヤ
状の導電部材８の周囲を円周状に包囲する。各導電被膜
７は導体３，１５の各列間を順次包囲し、夫々外側を包
囲する列の対応する導電部材８を形成する。

【００１５】図３を参照すると、電気ケーブル１は複数
の対応する導電部材８を有し、各導電部材８は、少なく
とも１列の導体３，１５で包囲される。図４は、１列以
上を順次包囲する導電部材８を有する電気ケーブル１を
示す。

【００１６】よって、各電気ケーブル１の実施例は、少
なくとも１列の導体３，１５を有し、図３及び図４の実
施例では更に１列以上の導体３，１５を有する。これら
各電気ケーブル１の実施例にあっては、電気ケーブル１
のジャケット２内に含まれ、導電被膜７で包囲される対
応する列を有する。各列は導電部材８に対して同心状で
ある。

【００１７】各実施例につき、少なくとも１個の非絶縁
導体１５が絶縁導体３と同じ列にある。更に、電気ケー
ブル１の各実施例において、絶縁導体３と同じ列の各非
絶縁導体１５とは、導体被膜７で包囲される。

【００１８】同じ列の導体３及び１５の全ては、相互に
圧縮されず、電気ケーブル１を折り曲げるとき、各々自
由に撓むことが可能となるよう構成されている。導体３
及び１５の包囲列にはギャップ（空隙）が設けられてい
る。例えば、導体３及び１５は同じ列内で相互に横並び
されており、斯る包囲する列にギャップが設けられてい
る。しかし、このギャップは各導体３，１５の直径より
小さい幅であるので、これらの導体３，１５が列から外
方へ離脱することは阻止される。

【００１９】図２を参照すると、同じ列内の絶縁導体３
の全て及び各非絶縁導体１５は、軸６の周囲に螺旋（ヘ
リカル）状に配置され、対応する耐張力部材である導電
部材８をヘリカル状に包囲する。各導体３，１５は、ヘ
リカル状に延びると共に包囲される導電部材８と接触
し、電気ケーブル１が撓められた際に導電性被膜７が撓
むにも拘らず導電部材８と接触状態が維持される。同様
に、同じ列の各導体３，１５は、被膜７の内面と接触し
てヘリカル状に延び、電気ケーブル１を種々の方向に曲
げて導電被膜７を撓めても、この導電被膜７との接触状
態が維持される。

【００２０】包囲する被膜７は、ヘリカル状に延びる導
体３，１５がヘリカル状の列内の位置から外れるように
移動するのに抗する。しかし、導電被膜７の内面は、導
体３，１５と接触し、これら導体３，１５への半径方向
への圧縮は自由であるので、電気ケーブル１が曲げられ
て導体３，１５が個々に撓むとき、導体３，１５が導電
被膜７及び包囲された導電部材８に対して相対移動を可
能にする。この導電被膜７は、内周を決め、導体３，１
５が電気ケーブル１の曲げ中に撓む時、その内側で対応
する導体３，１５の列の移動が制約される。この導電被
膜７は、導電部材８と導電被膜７の導電部との双方の近
傍内で導体３，１５の動きを制限する。

【００２１】導体３，１５は、電気ケーブルの曲げ中に
自由に移動や撓みが可能であり、導体３，１５は対応す
る導電部材８をヘリカル状に包囲したままである。導体
３，１５は、電気ケーブル１の曲げ中に、各々移動且つ
撓む際に、対応する導電部材８と導電被膜７とに対して
自由にすべることができる。これにより、電気ケーブル
１の曲げ中の極めて優れた可撓性が保証される。更に、
導体３，１５は、電気ケーブル１を種々の方向に曲げる
ことにより撓められた場合でも、導電部材８及び導電被
膜７と物理的且つ電気的に接触している。

【００２２】導電被膜７は、電気的接地面又は接地バス
を提供する。本発明の電気ケーブル１は、その信号伝送
用絶縁導体３間のクロストークを低減すると共に絶縁導
体３がこれを包囲する導電被膜７に容量結合されている
こと、絶縁導体３により包囲され導電部材８に容量結合
されていること、更に導電被膜７及び導電部材８が、こ
の導電部材８を包囲する各非絶縁導体１５により電気的
に接触されていることにより医用機器に接続され手動操
作されるプローブ等に接続して使用できるべく十分な可
撓性を有する。

【００２３】次に、図１乃至図５を参照して、各非絶縁
導体１５の位置を説明する。例えば、電気ケーブル１の
各実施例において、少なくとも１本の非絶縁導体１５
は、同じ列の２本の絶縁導体３間に配置される。図３及
び図４に示す如く、電気ケーブル１の列１ａは、１本の
絶縁導体３が２本の非絶縁導体１５とペア（対）をなし
ている。これにより、同じ列の順次の導体３，１５が信
号（Ｓ）、接地（Ｇ）の組み合わせＧＳＧＳＧＳ…の反
復となる、電気ケーブル１の列１ｂは、１対の接地導体
１５間に１本の信号用絶縁導体３が配置されたＳＧＳＧ
…構成である。また、図３の実施例にあっては、同じ列
内に異なる導体３，１５の組合せを有する電気ケーブル
１を示す。

【００２４】図１、図３及び図４の実施例の電気ケーブ
ル１では、１ａ、１ｂを含む列は、１本以上の非絶縁
（又は接地）導体１５を有する。よって、本発明による
電気ケーブル１は、複数の絶縁導体３と少なくとも１本
の非絶縁導体１５とを有する少なくとも１列を含んでい
る。例えば、この少なくとも１列は、複数本の絶縁導体
３と少なくとも１本の非絶縁導体１５とを有する１列以
上である。例えば、少なくとも１本の非絶縁導体１５
は、１本以上の非絶縁導体１５より成る。

【００２５】導体３及び１５は、それらを包囲する導電
被膜７と共に電気ケーブル１の可撓性外部ジャケット２
内に収められると、圧縮されない。このジャケット２
は、内部に含まれる導電被膜７と、対応する導体列の半
径方向に圧縮がない。

【００２６】導電部材８は、各絶縁導体３の導体１３の
直径と比較して大きい直径を有する。

【００２７】電気ケーブル１の各実施例は、同一列に非
絶縁導体１５と共に複数の絶縁導体３を含み、列状に隣
り合わせて配置している。この列は、電気ケーブル１の
長手方向に延びる軸６を包囲する。

【００２８】各導電部材８は、ワイヤで構成され、上述
した軸６に沿って延び、各絶縁導体３の導体（芯線）１
３の直径に比して大きい直径を有する。例えば、導電部
材８は導電性材料である例えば、銅被膜鋼、高張力銅合
金上のステンレス鋼等で製造される導電ワイヤであって
もよい。或は、この導電部材８は、耐張力材料に導電性
コーティングを施して構成してもよい。この材料はケブ
ラー（商標）ポリマー材料の如き非導電性材料の如き耐
張力性及び可撓性で選択してもよく、その表面に導電性
コーティングを施す。対応する導電部材８としてのワイ
ヤは、電気ケーブル１に加えられる張力負荷に耐えるこ
とができる。

【００２９】電気ケーブル１の張力による内部歪みは、
ワイヤ状の各導電部材８が受持ち、他方、絶縁導体３
は、過度の歪みから解放され可撓性を有することが可能
である。よって、絶縁導体３は、従来のケーブル構造に
比較して小径で低張力であってもよい。例えば、ソリッ
ドゲージの銀めっきされたワイヤ（ＳＰＣ）は、高価な
高張力銅合金製の導体の代りに安価な代用品として使用
可能である。また、絶縁導体３もソリッドゲージであ
り、単線導体１３は多心撚り線で製造される大径の導体
に比して小径となる。

【００３０】導電部材８の直径が各絶縁導体３及び各非
絶縁導体１５の直径と等しいと、導電部材８の周囲に最
大６本の導体３、１５が使用できる。

【００３１】６本以上に導体３及び１５の総数を増加す
るには、或いは導体３及び１５の列のギャップを増加す
るには、同じ列の導体３及び１５で包囲され且つ接触す
る導電部材８の直径を増加する。但し、同じ列の導体３
及び１５が相互に密になりすぎないよう横並びする必要
がある。

【００３２】被膜７は、例えば、フレキシブルポリエス
テルテープ９と導電性アルミニウム箔１０とを接着剤１
１を用いて被着固定した積層体であってもよい（図２参
照）。被膜７の導電性箔１０は、絶縁導体３側を向いて
いる。この被膜７は、絶縁導体３及び非絶縁導体１５上
に配置される。被膜７は、そのフラップにより形成され
たシーム（継ぎ目）１２を有する筒状となし得る。或い
は、この被膜７は、隣接導体３の列を包囲するヘリカル
状でもよく、この場合には、オーバーラップするシーム
１２は順次の螺旋状とオーバーラップする。或いは、被
膜７はオープン螺旋状体を有するヘリカル状に包んだリ
ボンであっても良い。被膜７の螺旋状体は、これに接す
る導体３，１５の列の螺旋状体とは逆向きである。順次
隣接する列の絶縁導体３は、相互に反対向きのヘリカル
状であってよく、或いは同じ向きのヘリカル状であって
もよい。

【００３３】電気ケーブル１の絶縁導体３に電気信号を
伝送中に、例えば容量結合である電気的結合（カップリ
ング）がヘリカル状の絶縁導体３と、これと接触し且つ
包囲する導電部材７間に作用する。この電気的結合（例
えば容量結合）は、ヘリカル状に旋回された絶縁導体３
と、これを包囲すると共に接触する導電部材７，８間に
維持される。包囲導電部材７と、導電部材８又は７は、
対応する非絶縁導体１５により相互に電気的に接続さ
れ、この非絶縁導体１５は導電部材８，７を包囲して絶
縁導体３相互間のクロストークを低減することとなる。

【００３４】その結果、本発明の電気ケーブル１による
と、信号伝送用絶縁導体３間のクロストークが低減で
き、しかも十分に優れた可撓性を有するので医用機器本
体と手動操作プローブ間の相互接続に好適である。

【００３５】以上、本発明の電気ケーブルの種々の実施
例を図示し、それらの構成及び動作を詳細に説明した。
しかし、本発明は、斯る特定実施例のみに限定するべき
ではなく、必要に応じて種々の変形変更が可能であるこ
とが当業者には容易に理解できよう。

【００３６】

【発明の効果】上述の説明から理解される如く、本発明
の電気ケーブルによると、耐張力部材の外周に複数の絶
縁導体と少なくとも１本の非絶縁導体とを列状に配置し
てヘリカル状に旋回するので、可撓性が良好であると共
に各導体を高価且つ大型となりうる同軸状とすることな
く、小型且つ安価、しかも低クロストークの高周波信号
伝送用の電気ケーブルが得られる。ここで、絶縁導体と
非絶縁導体の外径は略等しくする。

【００３７】斯る絶縁導体と非絶縁導体との列は複数列
同心状に形成し、ヘリカル状巻回の向きを列毎に交互に
逆向きとするのが好ましい。また、絶縁導体と非絶縁導
体とは、ジャケット内に複数の束状に配置しても良いの
で、用途などに応じて大きな自由度が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気ケーブルの好適実施例の概略横断
面図を示す。

【図２】図１の電気ケーブルの概略縦断面図を示す。

【図３】絶縁導体及び非絶縁導体を束状に配置した本発
明の電気ケーブルの実施例の横断面図である。

【図４】絶縁導体及び非絶縁導体を同心状に複数列配列
した本発明の電気ケーブルの実施例の横断面図である。

【図５】図４の電気ケーブルの一部を切欠き内部構成を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 電気ケーブル ２ （外部）ジャケット ３ 絶縁導体 ７ （導電）被膜 ８ 耐張力部材 １３ 導体 １５ 非絶縁導体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジャケット内に複数の絶縁導体を含み、
   信号を伝送する電気ケーブルにおいて、 前記複数の絶縁導体は、耐張力部材の外周に列状に配置
   され、該列内には少なくとも１本の非絶縁導体を含み、
   ヘリカル状に巻回され、 前記絶縁導体及び非絶縁導体の外周には少なくとも内面
   が導電性である被膜で包囲されていることを特徴とする
   電気ケーブル。
2. 【請求項２】 前記絶縁導体及び非絶縁導体の列を複数
   列前記ジャケット内に同心円状に配置することを特徴と
   する請求項１の電気ケーブル。
3. 【請求項３】 前記絶縁導体及び非絶縁導体は、列毎に
   交互に反対向きにヘリカル状に巻回されていることを特
   徴とする請求項２の電気ケーブル。
4. 【請求項４】 前記絶縁導体及び非絶縁導体は複数の束
   として前記ジャケット内に配置されることを特徴とする
   請求項１の電気ケーブル。