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JP6372325B2 - 同軸ケーブル及びそれを用いた医療用ケーブル - Google Patents

同軸ケーブル及びそれを用いた医療用ケーブル Download PDF

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Description

本発明は、超音波診断等の医療用途に好適な同軸ケーブル及びそれを用いた医療用ケーブルに関する。
従来、超音波診断等の医療用途に使用されている医療用ケーブルの信号線においては、高周波信号を効率的に伝送するため、内部信号の漏洩や外部雑音の影響を低減することができる同軸構造が採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
同軸構造では、静電容量を下げるため、絶縁体として、数多の気泡を含有していると共に気泡を含有していない非発泡絶縁体よりも全体の誘電率が低い発泡絶縁体が使用されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００２−３６７４４４号公報 特開２０１１−２２８０６４号公報 特開２０１２−１０４３７１号公報 特開平５−５４７２９号公報
ところで、発泡絶縁体を形成する際は物理発泡法や化学発泡法等の加圧充実方式で絶縁樹脂中に気泡を発生させるが（例えば、特許文献３を参照）、医療用ケーブルの細径化を目指して外径が小さい中心導体を使用している場合、中心導体が気泡発生時の発泡圧力に耐えきれず損傷を受けたり破断したりする虞がある。
また、物理発泡法や化学発泡法等の加圧充実方式では、医療用ケーブルの細径化に伴い厚さが薄い発泡絶縁体を形成しようとしても、気泡が絶縁樹脂中に均一に分散している発泡絶縁体を形成することは困難であり、所望の電気特性を実現することができない。
なお、中心導体の周囲に発泡絶縁体を囲繞形成する方法としては、発泡絶縁テープを中心導体の周囲に巻き付けて発泡絶縁体とする方法も知られているが（例えば、特許文献４を参照）、発泡絶縁テープは、数多の気泡を含有しているため、中心導体の周囲に巻き付ける際の巻付張力で気泡を起点に破断し易い。
特に、ＡＷＧ（American Wire Gauge）４８以下である中心導体の周囲に発泡絶縁テープを巻き付ける場合、厚さが非常に薄く幅が非常に狭い発泡絶縁テープを使用する必要があるが、前述の通り、発泡絶縁テープが巻付張力で破断するため、発泡絶縁テープを中心導体の周囲に巻き付けて発泡絶縁体とすることは不可能に近い。
そこで、本発明の目的は、外径が小さい中心導体を使用している場合であっても、中心導体の損傷や破断を回避し、所望の電気特性を実現することが可能な同軸ケーブル及びそれを用いた医療用ケーブルを提供することにある。
この目的を達成するために創案された本発明は、中心導体と、前記中心導体の周囲に囲繞形成されている絶縁体と、を備えており、前記絶縁体は、複数本の糸が編み込まれてなる網目層と前記網目層に熱融着されている補強層とを有していると共に前記網目層を外周面として前記中心導体の周囲に重ね巻きされている絶縁テープからなる同軸ケーブルである。
前記糸は、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエチレンで形成されており、前記補強層は、ポリエチレンテレフタレートで形成されていることが好ましい。
前記絶縁体の周囲に囲繞形成されている保護体を更に備えていることが好ましい。
前記保護体は、前記絶縁体の周囲に巻き付けられている保護テープ又は前記絶縁体の周囲に非充実押出成型されている保護層からなることが好ましい。
前記絶縁テープは、厚さが３０μｍ以下であることが好ましい。
また、本発明は、複数本の前記同軸ケーブルを撚り合わせてなる複数本の心線ユニットが集合されてなる医療用ケーブルである。
本発明によれば、外径が小さい中心導体を使用している場合であっても、中心導体の損傷や破断を回避し、所望の電気特性を実現することが可能な同軸ケーブル及びそれを用いた医療用ケーブルを提供することができる。
本発明に係る同軸ケーブルを示す断面模式図である。 絶縁テープを示す斜視模式図である。 本発明に係る医療用ケーブルを示す断面模式図である。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。
図１に示すように、本発明の好適な実施の形態に係る同軸ケーブル１００は、中心導体１０１と、中心導体１０１の周囲に囲繞形成されている絶縁体１０２と、絶縁体１０２の周囲に囲繞形成されている保護体１０３と、保護体１０３の周囲に囲繞形成されている遮蔽体１０４と、遮蔽体１０４の周囲に囲繞形成されているジャケット１０５と、を備えている。
中心導体１０１は、同軸構造の内部導体を構成しており、例えば、銅や銅合金等の導電率が高い材料で形成されていると共にその表面に銀鍍金又は錫鍍金等が施されている単線又は撚線からなる。
絶縁体１０２と保護体１０３は、同軸構造の絶縁体を構成しており、このうち、絶縁体１０２は、複数本の糸１０６が編み込まれてなる厚さが２５μｍ以下程度である網目層１０７と網目層１０７に熱融着されている厚さが５μｍ以下程度である補強層１０８とを有していると共に網目層１０７を外周面として中心導体１０１の周囲に螺旋状に重ね巻きされている全体の厚さが３０μｍ以下程度である絶縁テープ１０９からなる。
保護体１０３は、同軸ケーブル１００を曲げた際に遮蔽体１０４が空間１１０に入り込んだり、或いは、空間１１０に異物が侵入したり網目層１０７が損傷を受けたりして絶縁体１０２の空隙率が低下することを抑制しており、絶縁体１０２の周囲に巻き付けられている保護テープ又は絶縁体１０２の周囲に非充実押出成型（チューブ押出成型）されている保護層からなる。保護体１０３の厚さは、２．５μｍ以上６μｍ以下であることが好ましい。
なお、保護体１０３は、絶縁体１０２に耐電圧を持たせるためにも設けることが望ましい。
遮蔽体１０４は、同軸構造の外部導体を構成しており、例えば、銅や銅合金等の導電率が高い材料で形成されている編組シールドや横巻シールドからなる。
ジャケット１０５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の機械的特性に優れた樹脂からなる厚さが２μｍ以上６μｍ以下の樹脂テープを重ね巻きして形成されたり、フッ素樹脂等の機械的特性や耐薬品性が高い樹脂で厚さが３０μｍ以下となるように形成されており、遮蔽体１０４の損傷による電気特性の劣化等を抑制している。
糸１０６は、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエチレン等の誘電率が低い材料で形成されており、補強層１０８は、引張強度が１００ＭＰａ以上のポリエチレンテレフタレート、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の機械的強度が高い材料で形成されている。
このうち、補強層１０８は、特に、引張強度が４００ＭＰａ程度である強延伸ポリエチレンテレフタレートで形成されていることがより好ましい。
これにより、補強層１０８の厚さが５μｍ以下程度であっても、中心導体１０１の周囲に絶縁テープ１０９を巻き付ける際の巻付張力による網目層１０７の延伸や破断を十分に抑制することができるため、同軸ケーブル１００の細径化に貢献することが可能となる。
網目層１０７は、例えば、図２に示すように、並列配置されている複数本の緯糸１１１の一端から他端に架けてその並列方向に沿って経糸１１２がジグザグに往復して編み込まれてなるか（拡大部（ａ）を参照）、又は並列配置されている複数本の緯糸１１１と並列配置されている複数本の経糸１１２とが交互に編み込まれてなり（拡大部（ｂ）を参照）、これらの糸１０６で支持されて網目層１０７の内部に空間１１０が均一に存在している。
これにより、絶縁体１０２の空隙率を同軸ケーブル１００の長手方向に亘って均一にすることができ、その結果として、絶縁体１０２の誘電率が同軸ケーブル１００の長手方向に亘って均一となり、同軸ケーブル１００において、所望の電気特性を実現することが可能となる。
また、網目層１０７の網目の粗さ、即ち、絶縁体１０２の空隙率は、要求される誘電率に応じて適宜変更することができる。
なお、複数本の糸１０６が編み込まれてなる網目層１０７の他にも、複数本の糸１０６が絡み合わされてなる不織布層を採用することもできる。
絶縁テープ１０９は、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエチレン等の誘電率が低い材料で形成されている複数本の糸１０６が編み込まれてなる網目シートとポリエチレンテレフタレート等の機械的強度が高い材料で形成されている補強シートとを熱融着させて貼り付けて一体化して絶縁シートとし、その後、絶縁シートを所望の幅と長さに切断して作製する。
これにより、伸縮し易い形状である網目層１０７が補強層１０８で補強されるため、中心導体１０１の周囲に絶縁テープ１０９を巻き付ける際の巻付張力で網目層１０７が延伸されて空間１１０が潰れることを抑制すると共に網目層１０７が破断することを抑制することが可能となる。
従って、本実施の形態に係る同軸ケーブル１００によれば、同軸ケーブル１００の細径化を目指して外径が小さい中心導体１０１を使用している場合であっても、絶縁体１０２として発泡絶縁体を使用していないため、中心導体１０１が損傷を受けたり破断したりすることを回避することができる。
また、本実施の形態に係る同軸ケーブル１００によれば、同軸ケーブル１００の細径化に伴い厚さが薄い絶縁体１０２を形成することを目的として厚さが薄い絶縁テープ１０９を使用している場合であっても、網目層１０７の内部に空間１１０が均一に存在しているため、所望の電気特性を実現することができる。
更に、本実施の形態に係る同軸ケーブル１００では、同軸ケーブル１００の細径化に伴い厚さが薄い絶縁体１０２を形成することを目的として厚さが薄い絶縁テープ１０９を使用している場合であっても、網目層１０７が補強層１０８で補強されているため、絶縁テープ１０９が中心導体１０１の周囲に巻き付ける際の巻付張力で破断し難い。
そのため、本実施の形態に係る同軸ケーブル１００によれば、ＡＷＧ（American Wire Gauge）４８以下である中心導体１０１の周囲に絶縁テープ１０９を巻き付ける場合であっても、絶縁テープ１０９が破断せず、絶縁テープ１０９を中心導体１０１の周囲に巻き付けて絶縁体１０２とすることが可能となる。
なお、図３に示すように、複数本の同軸ケーブル１００を撚り合わせてなる複数本の心線ユニット２００を、例えば、バインドテープ３０１、編組シールド３０２、シース３０３等で束ねてプローブケーブル等の医療用ケーブル３００として使用することもできる。これにより、医療用ケーブル３００の細径化にも貢献することが可能となる。
以上の通り、本発明によれば、外径が小さい中心導体１０１を使用している場合であっても、中心導体１０１の損傷や破断を回避し、所望の電気特性を実現することが可能な同軸ケーブル１００を提供することができる。
１００ 同軸ケーブル
１０１ 中心導体
１０２ 絶縁体
１０３ 保護体
１０４ 遮蔽体
１０５ ジャケット
１０６ 糸
１０７ 網目層
１０８ 補強層
１０９ 絶縁テープ
１１０ 空間
１１１ 緯糸
１１２ 経糸

Claims (6)

  1. 中心導体と、
    前記中心導体の周囲に囲繞形成されている絶縁体と、
    を備えており、
    前記絶縁体は、複数本の糸が編み込まれてなる網目層と前記網目層に熱融着されている補強層とを有していると共に前記網目層を外周面として前記中心導体の周囲に重ね巻きされている絶縁テープからなることを特徴とする同軸ケーブル。
  2. 前記糸は、ポリテトラフルオロエチレン又はポリエチレンで形成されており、前記補強層は、ポリエチレンテレフタレートで形成されている請求項１に記載の同軸ケーブル。
  3. 前記絶縁体の周囲に囲繞形成されている保護体を更に備えている請求項１又は２に記載の同軸ケーブル。
  4. 前記保護体は、前記絶縁体の周囲に巻き付けられている保護テープ又は前記絶縁体の周囲に非充実押出成型されている保護層からなる請求項３に記載の同軸ケーブル。
  5. 前記絶縁テープは、厚さが３０μｍ以下である請求項１から４の何れか一項に記載の同軸ケーブル。
  6. 請求項１から５の何れか一項に記載の複数本の同軸ケーブルを撚り合わせてなる複数本の心線ユニットが集合されてなることを特徴とする医療用ケーブル。
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