JP2007188738A - 多心ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブル径が細く、ケーブルの柔軟性を確保するとともに、曲げによるシールド導体の破断を防止することが可能な多心ケーブルを提供する。
【解決手段】複数本の信号線を撚り合せて信号線束４とし、その外周に一括してシールド導体６を配した多心ケーブルであって、信号線束４を樹脂テープの巻き付けで厚さ６０μｍ以下の抑え巻５で被覆し、抑え巻５の外周に信号線束４の撚り方向と同方向に導線を横巻してシールド導体６とする。なお、シールド導体６の横巻ピッチは、信号線束４の撚りピッチの０.５〜３.０倍とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器内の配線や内視鏡等の医療機器の信号伝送に用いられる多心ケーブルに関する。

電子機器内の配線あるいは内視鏡等の医療機器の信号伝送に使用される多心ケーブルは、その取扱い上、柔軟性に富むものが求められ、屈曲操作が加えられることが多い。多心ケーブルで屈曲等の運動が加えられると、信号線同士が互いに擦り合わされて静電気が発生する。この静電気は信号線の信号導体やアースに影響を及ぼし、また、信号に対するノイズ発生の原因ともなる。このため、複数本の信号線を撚り合わせた外周に導電性テープ、編組導体を巻付けてシールド導体とし、静電気の発生を抑制し、また、外部回路に対するノイズ抑制を図っている。（例えば、特許文献１参照）。

また、内視鏡内に収納され映像信号を伝送するのに使用される多心ケーブルとして、複数本の信号線をスパイラル状に撚り合わせ、その外周にシールド用の導線を編組した状態で被覆、或いは、信号線の撚り合わせ方向と反対の方向にスパイラル状に巻きつける技術が開示されている。この多心ケーブルは、内視鏡の可撓管内にライトガイド、鉗子チャンネル、操作ワイヤ等とともに収納され、内視鏡可撓管の曲げに応じて屈曲される（例えば、特許文献２参照）。
特開平４−３１９２０５号公報 特開２０００−１５６８０４号公報

内視鏡等に使用される多心ケーブルは、患者への負担を軽減するために、より細径化され柔軟性を備えた構成のものが要望されている。複数本の信号線の外周に施されるシールド導体は、上記特許文献２では編組又は信号線の撚り合わせ方向と反対の方向にスパイラルに巻きつける形態が開示されている。しかし、シールド導体を編組で形成すると、スパイラル（横巻）で形成する場合と比べて、ケーブル外径が大きくなり柔軟性も低下する。一方、スパイラルに巻きつけると、特許文献２に開示のように、撚られた信号線間の谷間にシールド導体が落ち込まないようにするために、信号線の撚り合わせ方向と反対の方向に巻きつける必要がある。

しかしながら、多心ーブルは内視鏡内で極端に曲げられることが多い。この場合、シールド導体を信号線の撚り合わせ方向と反対の方向に巻きつけると、曲げ部分における信号線とシールド導体とがその交差部分で擦れ合いが生じる。この結果、シールド導体に破断が発生し、内部の信号線が破断することがある。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、ケーブル径が細く、ケーブルの柔軟性を確保するとともに、曲げによるシールド導体の破断を防止することが可能な多心ケーブルの提供を課題とする。

本発明による多心ケーブルは、複数本の信号線を撚り合せて信号線束とし、その外周に一括してシールド導体を配した多心ケーブルであって、信号線束を樹脂テープの巻き付けで厚さ６０μｍ以下の抑え巻で被覆し、抑え巻の外周に信号線束の撚り方向と同方向に導線を横巻してシールド導体とする。なお、シールド導体の横巻ピッチは、信号線束の撚りピッチの０.５〜３.０倍とするのが好ましい。

本発明によれば、シールド導体の横巻方向が信号線束の撚り方向と同方向であるため、ケーブルが屈曲された際に、曲げ部分でシールド導体と信号線が交差せず、曲げに対する抵抗が生じないため柔軟性を高めることができる。さらに、シールド導体と信号線束の外表面との接触面積が増えるため、擦れる部分が分散されて、破断寿命を延ばすことができる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による多心ケーブルの一例を示す斜視図、図２は同多心ケーブルの信号線束の構成例を説明する図である。図中、１は多心ケーブル、２は同軸線、３は絶縁線、４は信号線束、５は抑え巻、６はシールド導体、７はケーブル外被、１０は内部導体、１１は絶縁体、１２は外部導体、１３は絶縁被覆を示す。

本発明による多心ケーブル１は、図１に示すように、複数本の同軸線２又は絶縁線３を、いずれか一種のみ或いは両者を複合させた形態で集合させた信号線束４で構成される。複数本の同軸線２又は絶縁線３（以下、両者を含めて信号線という）は、１ユニットを構成する３〜２０本程度の信号線を撚り合わせにより集合一体化して信号線束４とされる。この信号線束４の外周に樹脂テープを巻きつけて抑え巻５とし、複数本の信号線の集合状態を保持するとともに、信号線束４の外周面に生じる凹凸を滑らかにする。

抑え巻５の外面には、複数本の導線を横巻（スパイラル状に巻く）してシールド導体６とし、このシールド導体６の外面にケーブル外被７を施して多心ケーブルとされる。なお、内視鏡ケーブルとして用いる場合、信号線の芯数が少ない複合ケーブルとなるため、信号線の配列が難しく円形状にし難い。このため、外観が悪くなりやすいので、内部の集合配列をできるだけ自然円に近付けるようにする。

図２に示すように、信号線束４としては、上述したように複数本の同軸線２、或いは絶縁線３を用いることができ、使用周波数が高周波の信号である場合は同軸線２が用いられ、低周波の信号である場合は絶縁線を用いることができる。なお、図２には、５心の絶縁線３の外側に９心の同軸線２を配した例で示してある。また、これに加えて、電源線（低周波）やペア線等を複合させるようにしてもよい。

同軸線２の構成としては、例えば、内部導体１０、絶縁体１１、外部導体１２、絶縁被覆１３を順次同軸状に配した構成のものが用いられる。この同軸線２は、内部導体１０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０.０２５ｍｍ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１１は、テフロン（登録商標）樹脂等の絶縁材で厚さが０.０６ｍｍ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１２は、例えば、外径が０.０３ｍｍ程度の錫メッキ銅合金線を横巻又は編組で形成してシールド用とされ、その外面に厚さ０.０４ｍｍ程度のポリエステル等のプラスチックテープを巻き付け、或いは、成型機で成型して絶縁被覆１３とし、外径が０.３ｍｍ程度の同軸線となるように形成される。

絶縁線３は、同軸線２の外部導体を有しない信号線で、形状的には導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、同軸線２と同様に、内部導体１０は外径０.０２５ｍｍ程度の錫メッキされた銅合金線を７本撚って形成され、その外周をテフロン（登録商標）樹脂等の絶縁体１１で被覆して、例えば、外径０.２ｍｍ程度の絶縁線となるように形成される。

通常、特許文献２にも開示されるように、複数本の信号線を撚って束ねた信号線束の外面にシールド導体を形成するための導線を横巻する場合、信号線束の撚り方向と反対の方向に横巻きするが、本発明においては、その信号線束４の撚り方向と同方向に導線を横巻してシールド導体６とする。ただ、信号線束４の撚り方向と同方向に導線を横巻すると、信号線間に生じる谷間に横巻した導線が落込んだりして、シールド導体が正しく巻けない恐れがある。このため、本発明においては、信号線束４とシールド導体６との間に、樹脂テープを巻きつけて抑え巻５を施し、導線が信号線間の谷間に落込まないようにする。

抑え巻５は、ポリエステルやフッ素樹脂系の樹脂テープ等を巻きつけて、６０μｍ以下の厚さで形成される。抑え巻５の厚さが６０μｍを超えると、内視鏡可撓管の急な屈曲に対して、柔軟に屈曲できなくなることがある。したがって、シールド用導線の巻きつけに耐える程度の薄さで、できるだけ厚みの薄い（例えば、２μm以上）抑え巻５とするのが望ましい。

シールド導体６は、複数本の錫メッキ銅線或いは銅箔糸を抑え巻５の上から、信号線束４の撚り方向と同方向に横巻して形成され、その横巻ピッチは、信号線束４の撚りピッチの０.５〜３.０倍とするのが望ましく、さらに望ましくは１.１〜２.５倍である。なお、ピッチを１.０倍すると、信号線束４間にシールド導体６が落込む可能性があり、これより僅かにピッチを大きくしたり小さくすることが望ましい。このシールド導体６の横巻ピッチが０.５倍未満とすると、巻状態が安定で曲げやすくすることができるが、信号線との交差個所が多くなるため、曲げにより交差部分での摩擦が生じる可能性がある。他方、３.０倍を超えると、巻きつけ状態が不安定となり、曲げによりシールド導体に張力が加わるようになり、柔軟性が低下する可能性がある。

シールド導体６の外周は、ケーブル外被７で被覆される。ケーブル外被７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、成型機による押出被覆で形成する。このケーブル外被７は、シールド導体６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、内視鏡内で引っ掛かりを生じないようにする。
なお、信号線束の撚りピッチに対するシールド導体の横巻ピッチの比と、成形性、磨耗性、柔軟性に対する関係を調べた結果を表１に示す。

上述のように構成された多心ケーブルは、シールド導体が導線の横巻で形成されているため、導線の編組で形成される場合と比べ、曲げやすく細径とすることができる。さらに、本発明では、シールド導体が信号線の撚り方向と同方向の横巻で形成されているため、信号線の撚り方向と反対方向の横巻で形成する場合に比べて、より曲げやすくすることができるとともに、シールド導体の抑え巻との接触面が増加し、曲がり時に生じる擦れ部分が分散されるので、シールド導体の損傷が軽減されて使用寿命を長くすることができる。

本発明による多心ケーブルの一例を示す斜視図である。 本発明による多心ケーブルの信号線束の構成例を説明する図である。

符号の説明

１…多心ケーブル、２…同軸線、３…絶縁線、４…信号線束、５…抑え巻、６…シールド導体、７…ケーブル外被、１０…内部導体、１１…絶縁体、１２…外部導体、１３…絶縁被覆。

Claims (2)

1. 複数本の信号線を撚り合せて信号線束とし、その外周に一括してシールド導体を配した多心ケーブルであって、
   前記信号線束を、樹脂テープの巻き付けで厚さ６０μｍ以下の抑え巻で被覆し、前記抑え巻の外周に前記信号線束の撚り方向と同方向に導線を横巻してシールド導体としたことを特徴とする多心ケーブル。
2. 前記シールド導体の横巻ピッチは、前記信号線束の撚りピッチの０.５〜３.０倍であることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
   

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