(57)【要約】【課題】低静電容量化を達成でき、誘電体の絶縁性や内部導体の導電性の低下を防止できる低コストで成形容易な同軸ケーブルを提供すること。【解決手段】本発明の同軸ケーブル１は、内部導体１１と、該内部導体の外周に設けられた発泡樹脂でなる誘電体１２と、該誘電体の外周に設けられた外部導体１４と、該外部導体の外周に設けられた外被１５とを備え、誘電体が、発泡核剤を含有している。発泡核剤を含有する樹脂を発泡させて誘電体を形成することにより、発泡率を６０％未満に抑えてケーブル端末を端末処理する際のレーザの熱による誘電体の絶縁性や内部導体の導電性の低下を防止できると共に、同軸ケーブルの低静電容量化も達成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体と、
該内部導体の外周に設けられた発泡樹脂でなる誘電体と、
該誘電体の外周に設けられた外部導体と、
該外部導体の外周に設けられた外被とを備えた同軸ケーブルであって、
前記誘電体が、発泡核剤を含有していることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
前記誘電体の外周に前記誘電体と同一材質の充実樹脂でなる誘電体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
【請求項３】
前記発泡核剤は、窒化ホウ素又はホウ酸アルミニウムウィスカであることを特徴とする請求項１又は２に記載の同軸ケーブル。
【請求項４】
前記発泡核剤は、少なくとも０．５重量％含有されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸ケーブルに関し、例えば、医療機器、通信機器、コンピュータ等の電子機器に用いられる同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器においては、通常、複数本の同軸ケーブルを束ね、束ねた同軸ケーブルの端末を並列配置し、並列配置したケーブル端末を端末処理して外部導体及び内部導体を露出し、露出した外部導体及び内部導体にコネクタを電気的に接続した構成のものが使用される。この同軸ケーブルの端末処理方法としては、レーザを用いた端末処理が作業効率や作業コストの面から優れているため多用されている。
【０００３】
ところが、近年、例えば医療用超音波プローブケーブルや内視鏡ケーブル等の小型軽量化に伴って同軸ケーブルの細径化が要求されてきており、かかる同軸ケーブルの電気的性能等を劣化させることなく端末処理することが困難になってきている。例えば、外径が１ｍｍ以下の同軸ケーブルの場合、外部導体と内部導体の間に介在する誘電体の厚さは数十μｍ程度と薄肉になるので、外部導体をレーザの熱により剥離する際に誘電体を溶融してその絶縁性を低下させたり、内部導体を損傷してしまうおそれがある。
【０００４】
この問題を解消するものとして、特許文献１には、充実フッ素樹脂でなる誘電体（内部絶縁体）にカーボンブラックを所定量添加して着色した同軸ケーブルが開示されている。この同軸ケーブルによれば、誘電体をレーザを吸収する吸収体として機能させることができるため、レーザの熱による誘電体の絶縁性の低下や内部導体の損傷を防止できる。また、特許文献２には、充実フッ素樹脂でなる誘電体（内部絶縁体）に酸化チタンを所定量添加した同軸ケーブルが開示されている。この同軸ケーブルによれば、誘電体をレーザを散乱する反射体として機能させることができるため、レーザの熱による誘電体の絶縁性の低下や内部導体の損傷を防止できる。
【０００５】
ところが、さらに医療用超音波プローブケーブルや内視鏡ケーブル等においては、省電力化に伴って同軸ケーブルの低静電容量化が要求されてきている。上記特許文献１もしくは２に記載の同軸ケーブルでは、誘電体を充実フッ素樹脂で形成しているため、要求される低静電容量化を達成することが困難となっている。この問題を解消するものとして、特許文献３には、発泡樹脂でなる第１誘電体（第１被覆層）と、この発泡樹脂の熱変形温度よりも高い樹脂でなる第２誘電体（第２被覆層）を第１誘電体の外周に設けた同軸ケーブルが開示されている。この同軸ケーブルによれば、第１誘電体により低静電容量化を達成でき、端末処理する際にも、第２誘電体によりレーザの熱による第１誘電体の絶縁性の低下や内部導体の損傷を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５１５２２号公報
【特許文献２】特開２００７−２３４５７４号公報
【特許文献３】特開平１１−１４４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献３に記載の同軸ケーブルは、同文献の段落０００９に記載されているように、発泡率が６０％を超える発泡樹脂の第１誘電体のみでは材料の融点以下の温度でも容易に発泡体構造が破壊されてしまうという性質を補完するために、発泡樹脂の熱変形温度よりも高い樹脂でなる第２誘電体を設けたものである。このため、第１誘電体を形成するための樹脂と、第２誘電体を形成するための樹脂とを別々に揃える必要があり、コストが増加すると共に成形作業が煩雑となるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低静電容量化を達成でき、誘電体の絶縁性の低下や内部導体の損傷を招くことなく、容易、低コストで端末処理できる同軸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】
【０００９】
上記目的達成のため、本発明の同軸ケーブルでは、内部導体と、該内部導体の外周に設けられた発泡樹脂でなる誘電体と、該誘電体の外周に設けられた外部導体と、該外部導体の外周に設けられた外被とを備えた同軸ケーブルであって、前記誘電体が、発泡核剤を含有していることを特徴としている。
【００１０】
本発明者は、同軸ケーブルについて鋭意研究を重ねた結果、発泡核剤を含有する樹脂を発泡させて誘電体を形成することにより、ケーブル端末を端末処理する際のレーザの熱による誘電体の絶縁性の低下や内部導体の損傷を防止できると共に、同軸ケーブルの低静電容量化も達成できることを見出した。
【００１１】
また、前記発泡樹脂でなる誘電体の外周に前記発泡樹脂と同一材質の充実樹脂でなる誘電体を設けても良い。この充実樹脂でなる誘電体は発泡樹脂でなる誘電体と同一の材質で形成されており、発泡樹脂でなる誘電体の表面を覆って良好な成形性を維持するためのものである。このため、発泡樹脂でなる誘電体を形成するための樹脂と、充実樹脂でなる誘電体を形成するための樹脂とを別々に揃える必要がなく、コスト増を抑えることができる共に成形作業を容易なものとすることができる。使用する発泡核剤としては、窒化ホウ素又はホウ酸アルミニウムウィスカが好適であり、少なくとも０．５重量％含有することが望ましいことが実験により見出された。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の同軸ケーブルの第１の実施形態を軸と直交する方向から見た図及び軸方向から見た図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の同軸ケーブルの第２の実施形態を軸と直交する方向から見た図及び軸方向から見た図である。A
【図３】同軸ケーブルの実施例と比較例の静電容量、誘電率、成形性及び各同軸ケーブルを端末処理試験したときの導体損傷を示す図である。
【図４】図２における導体損傷の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の成立に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の同軸ケーブルの第１の実施形態を軸と直交する方向から見た図及び軸方向から見た図である。この同軸ケーブル１は、中心導体１１（内部導体）と、コア誘電体１２（誘電体）と、外部導体１４と、ジャケット１５（外被）とにより略構成されている。本発明の特徴的な部分であるコア誘電体１２は、後述する発泡核剤を含有した樹脂を発泡させた発泡樹脂でなる。
【００１５】
このような構成の同軸ケーブル１は以下の手順により形成される。先ず、複数本の導線１１ａを撚り合わせて中心導体１１を形成し、この中心導体１１の外周に押出機（図示せず）を用いて発泡核剤が含有された樹脂を押出し被覆して発泡樹脂でなるコア誘電体１２を形成する。次に、このコア誘電体１２の外周に複数本の導体素線１４ａ、もしくは金属箔を長手軸方向に対して所定角度（螺旋状）で横巻きし、もしくは編組して外部導体１４を形成する。最後に、この外部導体１４の外周に樹脂テープを長手軸方向に対して所定角度（螺旋状）で巻回し、もしくは、押出機を用いて樹脂を押出し被覆してジャケット１５を形成することにより、同軸ケーブル１が完成する。
【００１６】
この同軸ケーブル１は以下の手順により端末処理される。先ず、ジャケット１５をＣＯ２ガスレーザを用いて切断して外部導体１４から剥離する。次に、外部導体１４をＹＡＧレーザもしくはＣＯ２ガスレーザを用いて溶融切断して取り除く。最後に、コア誘電体１２を機械加工又はＣＯ２ガスレーザを用いて切断して中心導体１１から剥離し、中心導体１１を露出させる。以上により、同軸ケーブル１の端末処理が完了する。
【００１７】
導線１１ａの材質としては銅合金、例えば銀めっき錫入り軟銅、コア誘電体１２の材質としてはフッ素樹脂、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、単にＰＦＡとする）、導体素線１４ａもしくは金属箔の材質としては銅合金、例えば錫めっき軟銅、ジャケット１５の材質としては一般的な樹脂、例えばポリエステルが使用可能である。また、発泡核剤の種類としては窒化ホウ素又はホウ酸アルミニウムウィスカが好適であることが以下に詳述する実験により見出された。
【００１８】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の同軸ケーブルの第２の実施形態を図１（Ａ）、（Ｂ）と対応させて示す図であり、同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。この同軸ケーブル２は、コア誘電体１２と外部導体１４との間に、スキン１３が形成されている。このスキン１３は、コア誘電体１２と同一材質であるＰＦＡで形成されているが、コア誘電体１２が発泡樹脂でなるのに対し、スキン１３は充実樹脂でなる。スキン１３は、コア誘電体１２の表面を覆って良好な成形性を維持するためのものであり、第１の実施形態の同軸ケーブル１と同様の作用効果を奏する。そして、従来のようにコア誘電体１２を形成するための樹脂と、スキン１３を形成するための樹脂とを別々に揃える必要がなく、コスト増を抑えることができる共に成形作業を容易なものとすることができる。
【００１９】
図３は、同軸ケーブルの比較例と実施例の静電容量、誘電率、成形性及び各同軸ケーブルを端末処理試験したときの導体損傷を示す図、図４は、図３における導体損傷の状態を示す電子顕微鏡写真である。ここで、静電容量は、静電容量測定器（ＬＣＲ−ＨｉＴＥＳＴＥＲ  ＨＩＯＫＩ  ３５２２−５０）を用いて測定周波数を１ｋＨｚとして測定した。成形性は、コア誘電体１２の外観の荒れ、外径変動によって判定し、外観が良好で外径変動が小さい場合は“○”、外観が荒れて（発泡が不安定）外径が安定していない場合は“×”と表示した。導体損傷は、外部導体１４をＹＡＧレーザを用いて溶融切断した後の中心導体１１の表面を走査型電子顕微鏡で観察し、切断されていない場合もしくは軽度の傷付きしかない場合は“○”、切断されている場合もしくは重度の傷付きがある場合は“×”と表示した。
【００２０】
比較例１，２及び実施例１〜１０の同軸ケーブルは、コア誘電体１２のみが異なる構造で作製され、他の部分は同一の構造（ただし、実施例１０は外径のみが異なる）で作製されている。同一構造部分としては、導線１１aとして外径０．０２５ｍｍの銀めっき錫入り軟銅線を７本撚り合わせて中心導体１１を形成する。そして、この中心導体１１の外周にＰＦＡを被覆して外径０．２９ｍｍ（ただし、実施例１０のみは０．２５ｍｍ）となるようにコア誘電体１２を形成する。そして、このコア誘電体１２の外周に導体素線１４ａとして外径０．０３ｍｍの錫めっき軟銅線を３０本、長手軸方向に対して所定角度を与えて横巻きして外径０．３５ｍｍ（ただし、実施例１０のみは０．３１ｍｍ）となるように外部導体１４を形成する。そして、この外部導体１４の外周に、厚さ０．２ｍｍのポリエステルテープを長手軸方向に対して所定角度で巻回してジャケット１５を形成し、最終的にケーブル外径を０．３９ｍｍ（ただし、実施例１０のみは０．３４ｍｍ）とする。
【００２１】
異なる構造部分としては、図３に示すように、比較例１の同軸ケーブルは、発泡核剤を含有していないＰＦＡを用いて充実（発泡率０）のコア誘電体１２を形成したものである。比較例２の同軸ケーブルは、発泡核剤を含有させていないＰＦＡを発泡（発泡率５８％）させてコア誘電体１２を形成したものである。実施例１〜７は、発泡核剤として窒化ホウ素を０．０２５質量％、０．０５質量％、０．１質量％、０．５質量％、１．０質量％、３．０質量％、５．０質量％含有させたＰＦＡを発泡（発泡率４９％、４１％、４９％、４８％、５２％、４７％、４３％）させてコア誘電体１２を形成したものである。実施例８〜１０は、発泡核剤としてホウ酸アルミニウムウィスカを０．５質量％、１．０質量％、１．０質量％含有させたＰＦＡを発泡（発泡率５０％、５１％、５６％）させてコア誘電体１２を形成したものである。
【００２２】
図３から明らかなように、充実樹脂のコア誘電体１２を有する比較例１の同軸ケーブルは、静電容量が８２．５ｐＦ／ｍ、誘電率が２．１であるのに対し、発泡樹脂のコア誘電体１２を有する比較例２及び実施例１〜１０の同軸ケーブルは、静電容量が５３．８〜６０．８ｐＦ／ｍ、誘電率が１．４前後になっており、発泡の効果により低誘電容量化を達成できることが判る。
【００２３】
また、図３から明らかなように、比較例２及び実施例１〜２の同軸ケーブルは、発泡樹脂のコア誘電体１２の外観が荒れて（発泡が不安定）外径が安定していないのに対し、実施例３〜１０の同軸ケーブルは、発泡樹脂のコア誘電体１２の外観が良好で外径変動が小さくなっており、発泡核剤として窒化ホウ素を０．１質量％〜５．０質量％含有させたＰＦＡ及び発泡核剤としてホウ酸アルミニウムウィスカを０．５質量％〜１．０質量％含有させたＰＦＡを用いることで成形性を高められることが判る。また、実施例９と実施例１０から明らかなように、同軸ケーブルのコア誘電体１２、外部導体１４、ジャケット１５の各外径の違いは成形性に影響しないことが判る。
【００２４】
また、図３及び図４から明らかなように、比較例１，２及び実施例１〜３の同軸ケーブルは、中心導体１１の表面が切断されているか重度の傷付きがあるのに対し、実施例４〜１０の同軸ケーブルは、中心導体１１の表面が切断されていないか軽度の傷付きしかなく、発泡核剤として窒化ホウ素を０．５質量％〜５．０質量％含有させたＰＦＡ及び発泡核剤としてホウ酸アルミニウムウィスカを０．５質量％〜１．０質量％含有させたＰＦＡを用いることで導体損傷を防止できることが判る。また、実施例９と実施例１０から明らかなように、同軸ケーブルのコア誘電体１２、外部導体１４、ジャケット１５の各外径の違いは導体損傷に影響しないことが判る。
【００２５】
以上のように、本実施形態の同軸ケーブル１によれば、窒化ホウ素又はホウ酸アルミニウムウィスカの発泡核剤を望ましくは少なくとも０．５重量％含有するＰＦＡを発泡させてコア誘電体１２を形成することにより、発泡率を６０％未満に抑えてケーブル端末を端末処理する際のＹＡＧレーザの熱によるコア誘電体１２の絶縁性の低下や中心導体１１の損傷を防止できると共に、同軸ケーブル１の低静電容量化も達成できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の同軸ケーブルは、医療機器、通信機器、コンピュータ等の電子機器は勿論、自動車、飛行機等の制御機器を狭小部に搭載する必要のある機械の制御回路にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１、２  同軸ケーブル、１１  中心導体、１１ａ  導線、１２  コア誘電体、１３  スキン、１４  外部導体、１４ａ  導体素線、１５  ジャケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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