(57)【要約】【課題】本発明の課題は、細線化かつ減衰量等の電気特性に優れるとともに、可撓性、耐屈曲性にも優れるケーブルを提供することにある。【解決手段】内部導体の外周に、少なくとも誘電体、外部導体を、順次被覆してなるケーブルにおいて、内部導体は、複数の素線を集合させて断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であることを特徴とする。 【選択図】    図１
2020013658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体の外周に、少なくとも誘電体、外部導体を、順次被覆してなるケーブルにおいて、
前記内部導体は、複数の素線を集合させて断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であることを特徴とするケーブル。
【請求項２】
内部導体の外周に誘電体を被覆する電線を複数本束ね、その外周に外部導体を施すケーブルにおいて、
前記内部導体は、複数の素線を集合させて断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であることを特徴とするケーブル。
【請求項３】
前記内部導体は、前記素線の本数が１９本以下であることを特徴とする
請求項１または２に記載のケーブル。
【請求項４】
前記内部導体の外径の最大値をｔｍａｘ、最小値をｔｍｉｎとしたとき、
ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比が０．７５〜１．０であることを特徴とする、
請求項１〜３の何れか一項に記載のケーブル。
【請求項５】
前記内部導体と前記誘電体間の密着強度が、１０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする、
請求項１〜４の何れか一項に記載のケーブル。
【請求項６】
前記内部導体の外周に、前記誘電体を被覆した状態の電線構造において、前記電線構造の外径の標準偏差が、０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項１〜５の何れか一項に記載のケーブル。
【請求項７】
前記内部導体の外径が、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項１〜６の何れか一項に記載のケーブル
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のケーブルを１本以上備えていることを特徴とする、
多芯ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信機器、通信端末機器、さらには計測機器等の高周波部品の信号伝達線路、および内視鏡、超音波診断装置等の医療用器具の機器配線路として用いられるケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信機器や通信端末機器等はますます小型化され、機器内の配線スペースはより狭くなり、ケーブルは更なる細線化、可撓性の向上が求められている。
一方、細線であっても、高速、大容量化する情報通信機器において、減衰量等の電気特性を向上させることが切望されている。
【０００３】
ケーブルの内部導体の構造としては、単線構造と撚線構造に大別される。
特許文献１のように、内部導体が単線構造である場合は、ケーブルの減衰量等の電気特性は優れるが、可撓性に欠けるため、柔軟性に劣り、耐屈曲性に懸念がある。
【０００４】
特許文献２のように、内部導体が撚線構造である場合は、ケーブルの可撓性、耐屈曲性は優れるが、減衰量等の電気特性は単線構造に比べて劣る。
【０００５】
従前より、可撓性及び耐屈曲性に優れ、かつ、細線であっても減衰量等の電気特性に優れるケーブルを提供することは困難であり、改善が切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３４５６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２２１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、細線化かつ減衰量等の電気特性に優れるとともに、可撓性及び耐屈曲性にも優れるケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨は以下のとおりである。
【０００９】
（１）内部導体の外周に、少なくとも誘電体、外部導体を、順次被覆してなるケーブルにおいて、内部導体は、複数の素線を集合させて断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であることを特徴とする。
（２）内部導体の外周に誘電体を被覆する電線を複数本束ね、その外周に外部導体を施すケーブルにおいて、内部導体は、複数の素線を集合させて断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であることを特徴とする。
（３）内部導体は、素線の本数が１９本以下であることが好ましい。
（４）内部導体の外径の最大値をｔｍａｘ、最小値をｔｍｉｎとしたとき、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比が０．７５〜１．０であることが好ましい。
（５）内部導体と誘電体間の密着強度が、１０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
（６）内部導体の外周に、誘電体を被覆した状態の電線構造において、電線構造の外径の標準偏差が、０．０２ｍｍ以下であることが好ましい。
（７）内部導体の外径が、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
（８）上記のいずれかに記載のケーブルを１本以上備えている、多芯ケーブルが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下に記載する優れた効果が期待できる。
【００１１】
（１）内部導体は、複数の素線を集合させて、断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であるため、内部導体の細線化が可能となり、ケーブルの細線化、軽量化が可能となる。また、可撓性、耐屈曲性にも優れるケーブルが得られる。
（２）内部導体の素線の本数が１９本以下である場合、内部導体の外周の平滑性が向上するため、ケーブルの電気特性が向上する。
（３）内部導体の外径の最大値をｔｍａｘ、最小値をｔｍｉｎとしたとき、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比が０．７５〜１．０である場合、内部導体の表面が略円形に近いため、単線に近い平滑な表面性が得られ、一般的な撚線構造と比べ、ケーブルの電気特性が向上する。
（４）内部導体の外周に、誘電体を被覆した状態の電線構造において、電線構造の外径の標準偏差が、０．０２ｍｍ以下である場合、外径のばらつきが小さいため、ケーブル全長における特性インピーダンスのばらつきも小さくなり、ケーブルの電気特性が向上する。
（５）内部導体の外径が、０．５ｍｍ以下である場合、ケーブルの細線化が可能となる。
（６）本発明の内部導体の素線が１９本以下である圧縮導体の構成、内部導体の表面が略円形に近い構成、内部導体の外径が０．５ｍｍ以下である構成、電線構造の外径のばらつきが小さい構成を組み合わせたケーブルは、各構造における効果を合わせて期待できる。すなわち、ケーブルの細線化、軽量化が可能となる、ケーブルの電気特性の向上、優れた可撓性、耐屈曲性を有するケーブルが得られる、等、全てにおいて効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るケーブルの一例を示す断面図
【図２】本発明に係るケーブルの他の一例を示す断面図
【図３】本発明に係る内部導体の一例を示す断面図
【図４】本発明に係る内部導体の他の一例を示す断面図
【図５】本発明における耐屈曲性の評価方法を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のケーブルの一例として、基本構成について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１のケーブル１は、中心より順に、内部導体２、誘電体３、外部導体５、そして、シース６である。
【００１５】
本発明では、内部導体２は、複数の素線を集合させて断面を略円形に圧縮した、圧縮導体であることを特徴とする。
圧縮導体は、内部導体２の細線化が可能となるため、ケーブル１の細線化が可能となる。
また、内部導体２の外周の凹凸が小さくなり表面が略円形に近いため、単線構造のような平滑な表面に近づき、電気特性が向上する。
さらに、複数本の素線を集合した撚線構造であるため、単線構造である場合と比較して、内部導体２の可撓性、耐屈曲性が向上するため、可撓性、耐屈曲性に優れたケーブル１を得ることができる。
内部導体２が細線化されることで、誘電体３も細線化が可能となり、単位長さあたりの材料使用量が減少するため、ケーブル１の軽量化、及び、ケーブル１の製造コストの低減も可能となる。
【００１６】
圧縮導体は、例えば、撚線構造の導体を圧縮して得られるが、これに限定されない。
圧縮導体は、複数の素線を集合させて、素線間の隙間が小さくなるよう圧縮し、断面を略円形に変形させた導体であるが、導体の構造が類似すれば、変形に用いる手段は圧縮に限定されず、圧縮以外の方法で変形させてもよい。また、初めから変形（異型）の導体を複数本集合した導体であってもよい。
すなわち、複数の素線から構成され、かつ、導体の表面が単線の表面に近い平滑な構造であれば、その製法については限定されない。
さらに圧縮導体について補足すると、複数の素線間は少し隙間を有する構造の方が、可撓性、耐屈曲性に優れるため好ましい。
【００１７】
内部導体２の素線の本数は、１９本以下であることが好ましい。内部導体の外周の平滑性が向上するため、ケーブルの電気特性が向上する。
より好ましくは、内部導体２の素線の本数は、７本または１９本である。断面を略円形に圧縮しやすくなるため、圧縮による内部導体２の細線化効果が大きくなり、内部導体２の外周の平滑性が向上するため、ケーブルの電気特性がより向上する。
さらに、可撓性、耐屈曲性を向上させるため、中心の素線を有しない中空構造であってもよい。
【００１８】
内部導体２の外径の最大値をｔｍａｘ、最小値をｔｍｉｎとしたとき、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比が０．７５〜１．０であることが好ましい。撚線構造の場合と比較して、内部導体の表面が略円形に近く、内部導体の外表面が平滑となるため、単線に近い構造となり、撚線と比べケーブルの電気特性が向上する。特に高周波帯においては、表皮効果により導体表面を電送するため、特に改善効果が大きい。より好ましくは、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比が０．９０〜１．０であり、最も好ましくは、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比が０．９５〜１．０である。
本発明における、内部導体の例を図３及び図４に図示する。図３においては、ｔｍｉｎは凹部にあたり、図４においては、ｔｍａｘ≒ｔｍｉｎであり、内部導体の表面は平滑で単線に近い。
ここで、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比は、マイクロスコープで内部導体の断面を観察し、外径の最大値及び外径の最小値を測定し算出している。
【００１９】
内部導体１１を構成する、中心導体１２の形状は、特に限定されない。例えば図３のような略六角形や、図４のような略円形等が挙げられる。中心導体１２の外周に位置する外周導体１３の素線の形状についても特に限定されないが、略環状扇型であることが好ましい。内部導体１１の外周の平滑性が向上し、かつ、効率的に圧縮できるため、電気特性の改善、及び電気導体の内部導体１１の細線化の効果が大きくなる。
【００２０】
内部導体２の外径は、０．５ｍｍ以下が好ましい。ケーブルの細線化が可能である。より好ましくは、内部導体２の外径は、０．３ｍｍ以下である。
また、内部導体２の外径は、同じ断面積の撚線構造の外径と比べて、５％以上小さいことが好ましい。内部導体２の断面積及び材質が同じである場合、内部導体２の伸びや引張強度等の物性に差はないため、内部導体２の物性を維持しながら、ケーブルの細径化が可能である。同じ断面積の撚線構造の外径と比べて、１０％以上小さいことが、より好ましい。
【００２１】
内部導体２の材質は、導電性を有する材質であれば特に限定されないが、例えば、銅や銀、アルミニウム等の金属線や、あるいは、それらに錫、鉄、亜鉛、銀、ニッケル等を添加した合金線等を素線として用いられる。金属線の表面は、銀、錫等のメッキが施されてもよい。電気特性の観点において、特に好ましくは、銀メッキである。
【００２２】
内部導体２の空隙率は、５％以下であることが好ましい。空隙率が小さい場合、内部導体２は、優れた電気特性を有しつつ、細線化が可能となる。より好ましくは、３％以下である。
ここで、内部導体２の空隙率とは、外径がｔｍａｘの円の断面を基準として、空隙の割合を算出した値である。
可撓性、耐屈曲性の観点において、複数の素線間は少し隙間を有する構造の方が好ましく、空隙率は０％より大きい。
【００２３】
内部導体２の導体抵抗は、２．０Ω／ｍ以下であることが好ましい。ケーブルの電気特性が向上する。より好ましくは、１．５Ω／ｍ以下である。
【００２４】
誘電体３の材質は、電気絶縁性を有する材質であれば特に限定されないが、例えば、ふっ素樹脂やポリオレフィン等の熱可塑性樹脂や、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン等が挙げられる。
好ましくは、ふっ素樹脂やポリオレフィン等の熱可塑性樹脂を用いるとよい。ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂は、柔軟性や押出成型性等で優れる。
さらに好ましくは、ふっ素樹脂であり、他と比較して、誘電率が低く、かつ、体積抵抗率が高く絶縁性も高いため、ケーブルの細線化に適している。
【００２５】
内部導体２と誘電体３間の密着強度は、１０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。より好ましくは、１３Ｎ／ｍｍ２以上である。内部導体２が単線構造である場合と比較して、高い密着強度を有するため、ケーブルの電気特性が線方向において安定する。
【００２６】
内部導体２の外周に、誘電体３を被覆した状態の電線構造４において、電線構造４の外径の標準偏差は、０．０２ｍｍ以下であることが好ましい。
内部導体が単線構造の場合と比較して、電線構造４の外径のばらつきが小さくなる傾向が見られる。これは、押出成形時、単線より撚線の方が導体への密着（引っ掛かり）に優れ、導体上を滑ることなく成形されるためである。その結果、ケーブルの特性インピーダンスのばらつきも小さくなり、ケーブルの電気特性が向上する。より好ましくは、電線構造４の外径の標準偏差は、０．０１ｍｍ以下である。
ここで、電線構造４の外径の標準偏差は、レーザー測定器でＸＹ方向から電線構造４の外径を測定することによって算出している。
【００２７】
図２のケーブル１´は、内部導体２の外周に、誘電体３を被覆した状態である電線構造４を２本有し、２本の電線構造４の外周に、外部導体５、シース６を設けた構造である。
【００２８】
本発明では、内部導体２の外周に誘電体３を被覆する電線構造４を複数本束ね、その外周に外部導体５を施した構造も特徴とする。電線構造４の本数は、図２のように２本の他、さらにこれらを複数組み合わせる構造でもよく、その組合せや本数は特に限定されない。単に電線構造４を複数本束ねても良い。
【００２９】
複数の電線構造４は、平行に配置した状態であっても良いし、撚り合わせた状態であってもよい。２本の電線構造４を１対として撚り合わせると、電線構造４間での電磁波放出を減少させると共に、ノイズの影響を小さくすることが可能となる。
【００３０】
外部導体５の構造は、特に限定されず、複数本の導電材料を用いた編組構造、複数本の導電材料を螺旋状に巻回した横巻構造が挙げられるが、細線化の点で、特に好ましくは横巻構造である。
【００３１】
外部導体５の素線径は、特に限定されないが、ケーブルの細線化を考慮すると、０．５ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．３ｍｍ以下である。
【００３２】
外部導体５の材質は、導電性を有する材質であれば特に限定されないが、例えば、銅やアルミニウム等の金属線や、あるいは、それらに錫、鉄、亜鉛、銀、ニッケル等を添加した合金線等を素線として用いられる。金属線の表面は、銀、錫等のメッキが施されてもよい。
【００３３】
必要に応じて誘電体３の外周に、導電性テープが施される。（図示せず）
導電性テープは、少なくとも金属層を有する。金属層の材質は導電性を有していれば、特に限定されない。例えば、銅、アルミニウム、鉛、錫、銀、金等が挙げられる。シールド特性や価格等を考慮すると、銅が好ましい。
金属層は、ケーブルにおいてシールド部材として作用するので、ケーブルのシールド特性を向上させ、電磁ノイズの遮蔽作用を高めることが可能である。
【００３４】
導電性テープは、金属層の他に、樹脂層を有していても良い。樹脂層の材質は、特に限定されない。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエチレン、ポリウレタン、ふっ素樹脂等が挙げられる。
【００３５】
導電性テープは、金属層の他に、接着層を有していても良い。接着層の材質は、特に限定されない。例えば、ポリエステル系、アクリル系、オレフィン系、ウレタン系、シリコーン系等が挙げられる。
導電性テープ及び外部導体間の少なくとも一部に接着層を有することによって、外部導体５の乱れや浮き、ばらけを抑えることが可能である。
【００３６】
必要に応じてケーブルの保護等を目的とし、シース６が施される。
シース６の材質は特に限定されないが、例えば、ふっ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル系エラストマー等が挙げられる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明のケーブル１（図１）について、実施例及び比較例を挙げ、さらに具体的に説明するが、本発明の範囲について、これらに限定されるものではない。
【００３８】
実施例１は、内部導体として、７本の素線を略円形に圧縮した圧縮導体を用いる。圧縮後の外径は、０.１３０ｍｍであり、ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比は、０．９６である。材質は銀メッキ軟銅線である。
誘電体はＰＦＡからなり、肉厚は０．１４ｍｍ、外径は０．４１ｍｍである。
誘電体の外周には、金属層及び樹脂層を有する複合テープ材を設ける。金属層の材質は銅であり、樹脂層の材質はＰＥＴである。樹脂層は誘電体と接する（金属層は外部導体と接する）よう複合テープ材を配設する。
外部導体は、外径が０．０３ｍｍの素線４５本を螺旋状に巻回した横巻構造である。横巻のピッチは６．３ｍｍであり、外部導体の材質は、いずれも銀メッキ軟銅線を用いる。
外部導体の外周にシースを設ける。材質はＰＦＡであり、外径は０．５５ｍｍである。
特性インピーダンスは５０Ωである。
【００３９】
実施例２は、実施例１の内、図３のように凹部を有する内部導体を用いる。ｔｍｉｎ／ｔｍａｘの比は、０．８６である。
誘電体は、肉厚は０．１４ｍｍ、外径は０．４１ｍｍである。
【００４０】
比較例１−１は、実施例１の内、内部導体として、外径が０．１２７ｍｍの単線を用いる。
誘電体は、肉厚は０．１５ｍｍ、外径は０．４２ｍｍである。
【００４１】
比較例１−２は、実施例１の内、内部導体として、外径が０．０４５ｍｍの素線を７本使用した撚線を用いている。撚線の最大外径は、０．１３５ｍｍである。
誘電体は、肉厚は０．１４ｍｍ、外径は０．４１ｍｍである。
【００４２】
実施例及び比較例について、密着強度、誘電体外径の標準偏差、減衰量、耐屈曲性の評価を行い、結果を表１に示す。
【００４３】
（密着強度の評価方法）
誘電体の長さが２０ｍｍである電線構造のサンプルを、オートグラフで５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で長さ方向に引っ張った際に、誘電体が内部導体から抜ける際の強度［Ｎ／ｍｍ２］を、内部導体と誘電体間の密着強度とする。
密着強度について、以下の基準で評価した。
◎：密着強度が、１６Ｎ／ｍｍ２以上
○：密着強度が、１３Ｎ／ｍｍ２以上１６Ｎ／ｍｍ２未満
△：密着強度が、１０Ｎ／ｍｍ２以上１３Ｎ／ｍｍ２未満（良品限界）
×：密着強度が、１０Ｎ／ｍｍ２未満
【００４４】
（誘電体外径の標準偏差の評価方法）
誘電体の押出し時に、レーザー測定器で５ｃｍ毎に１回、ＸＹ方向から電線構造の外径を測定することによって、誘電体外径の標準偏差を算出している。測定長は２００ｍである。
標準偏差について、以下の基準で評価した。
◎：標準偏差が、０．００５ｍｍ未満
○：標準偏差が、０．００５以上０．０１ｍｍ未満
△：標準偏差が、０．０１以上０．０２ｍｍ未満（良品限界）
×：標準偏差が、０．０２ｍｍ以上
【００４５】
（減衰量の評価方法）
ネットワークアナライザーを用いて、長さ１０００ｍｍの同軸ケーブルに対して、３００ｋＨｚから２０ＧＨｚの範囲で減衰量を測定した。
２０ＧＨｚにおける減衰量の変化率を測定して、以下の基準で評価した。
◎：減衰量が、１３ｄＢ／ｍ未満
○：減衰量が、１３ｄＢ／ｍ以上１５ｄＢ／ｍ未満
△：減衰量が、１５ｄＢ／ｍ以上１７ｄＢ／ｍ未満（良品限界）
×：減衰量が、１７ｄＢ／ｍ以上
【００４６】
（耐屈曲性の評価方法）
耐屈曲性の評価方法を表す概略図を、図５に示す。
サンプルの長さは１ｍ、曲げ半径Ｒは５ｍｍ、荷重は０．５Ｎである。
図５中の矢印のように、試験サンプルを９０度屈曲させた後、直線状に戻し、次に反対方向に９０度屈曲させ、直線状に戻す。この１サイクルを１回と数える。
試験前の抵抗値と比較して、抵抗値が５％以上上昇するまでの屈曲回数を測定した。
耐屈曲性について、以下の基準で評価した。
◎：屈曲回数が、１０万回以上
○：屈曲回数が、５万回以上１０万回未満
△：屈曲回数が、１万回以上５万回未満（良品限界）
×：屈曲回数が、１万回未満 
【００４７】
【表１】
2020013658.tif 000003
【００４８】
実施例１、実施例２、及び比較例１−２は、比較例１−１と比べて、高い密着強度を有するため、ケーブルの電気特性が線方向において安定する。
【００４９】
実施例１、実施例２、及び比較例１−２は、比較例１−１と比べて、誘電体外径のばらつきが小さいため、ケーブルの特性インピーダンスのばらつきも小さくなり、ケーブルの電気特性が向上する。
【００５０】
実施例１、及び比較例１−１は、実施例２、及び比較例１−２と比べて、内部導体の外周の平滑性が高いため、減衰量の値が小さい。
【００５１】
耐屈曲性の評価は、比較例１−２、実施例１及び実施例２、比較例１−１の順に良い評価を示している。これは、導体の耐屈曲性は、撚線構造、圧縮導体、単線構造の順に高いことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のケーブルは、容易に細径化され、かつ、減衰量等の高周波特性においても優れるので、情報通信機器、通信端末機器、計測機器等の高周波部品の信号伝達線路、および内視鏡、超音波診断装置等の医療用器具の機器配線路のみならず、小型電子機器用の信号伝達線路全般において有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１´      ケーブル
２            内部導体（圧縮導体）
３            誘電体
４            電線構造
５            外部導体
６            シース
１１          内部導体
１２          中心導体
１３          外周導体
【図１】
2020013658.tif 000004
【図２】
2020013658.tif 000005
【図３】
2020013658.tif 000006
【図４】
2020013658.tif 000007
【図５】
2020013658.tif 000008