(57)【要約】【課題】  抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルを提供する。【解決手段】  ケーブル１は、中心に配置される１本の中心導線１１と、中心導線１１に螺旋状に巻かれる６本の中間導線１２と、６本の中間導線１２に螺旋状に巻かれる１２本の外側導線１３と、を有する撚導線１０と、撚導線１０を被覆する絶縁被覆層２０と、を備え、中間導線１２の単位面積当たりの引張強度は、外側導線１３の単位面積当たりの引張強度よりも大きい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に配置される１本の中心導線と、前記中心導線に螺旋状に巻かれる６本の中間導線と、前記６本の中間導線に螺旋状に巻かれる１２本の外側導線と、から成る撚導線と、
前記撚導線を被覆する絶縁被覆層と、
を備え、
前記中間導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度よりも大きい
ことを特徴とするケーブル。
【請求項２】
前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
【請求項４】
前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度以上である
ことを特徴とする請求項３に記載のケーブル。
【請求項５】
前記中間導線と前記外側導線とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のケーブル。
【請求項６】
前記絶縁被覆層の外周面を囲うシールドと、
前記シールドの外周面を被覆する外側絶縁被覆層と、
を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルに関し、特に、屈曲耐性に優れるケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットの駆動部分や、ディスプレイ部とキーボードとがヒンジで接続されて開閉可能なパソコンや携帯電話の当該ヒンジ部に用いられるケーブルは、繰り返しの屈曲に対する耐性が求められる。下記特許文献１に記載の移動ケーブル用撚導体は、補強撚線が中心に配置され、その周りに撚線が１層以上配置される構成である。このような構成により、この移動ケーブル用撚導体は、屈曲への耐性向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５７−１０１４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ケーブルに上記特許文献１に記載の移動ケーブル用撚導体を用いる場合であっても、十分な屈曲耐性を得難かった。一般にケーブルの屈曲耐性を向上させるには、引張強度の大きい金属を用いることが有効である。しかし、一般的に引張強度の大きい金属は合金である。このため、引張強度の大きい金属を撚線に用いると、ケーブルの抵抗が高くなる傾向がある。
【０００５】
そこで、本発明は、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のケーブルは、中心に配置される１本の中心導線と、前記中心導線に螺旋状に巻かれる６本の中間導線と、前記６本の中間導線に螺旋状に巻かれる１２本の外側導線と、を有する撚導線と、前記撚導線を被覆する絶縁被覆層と、を備え、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度よりも大きいことを特徴とするものである。
【０００７】
外側導線の単位面積当たりの引張強度と中間導線の当該引張強度とが互いに同じ場合と比べて、この外側導線の引張強度に対して中間導線の引張強度が大きいことで、ケーブルの屈曲耐性を向上させることができる。また、上記のように単位面積当たりの引張強度の大きい金属は一般に合金から成るため、単位面積当たりの引張強度が大きい金属ほど抵抗が高い傾向にある。しかし、本発明のケーブルでは、外側導線よりも数の少ない中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きいため、ケーブルの抵抗の上昇が少ない。
【０００８】
また、前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度以上であることとしても良い。
【０００９】
中心導線の単位面積当たりの引張強度を中間導線の単位面積当たりの引張強度以上とすることで、ケーブルの抵抗上昇を抑えつつ、ケーブルの屈曲耐性をより向上させることができる。
【００１０】
或いは、前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記中間導線の単位面積当たりの引張強度よりも小さいこととしても良い。
【００１１】
この場合、前記中心導線の単位面積当たりの引張強度は、前記外側導線の単位面積当たりの引張強度以上であることとしても良い。
【００１２】
中心導線の単位面積当たりの引張強度が中間導線の単位面積当たりの引張強度よりも小さい場合において、中心導線の単位面積当たりの引張強度を外側導線の単位面積当たりの引張強度以上とすることで、中心導線の単位面積当たりの引張強度が外側導線の単位面積当たりの引張より小さい場合と比べて、ケーブルの抵抗上昇を抑えつつ、ケーブルの屈曲耐性をより向上させることができる。
【００１３】
また、前記中間導線と前記外側導線とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれることとしても良い。
【００１４】
中間導線と外側導線を同じ方向に巻く場合と比べて、全体のうねりが少なく、よりまっすぐなケーブルとすることができる。
【００１５】
また、上記ケーブルは、前記絶縁被覆層の外周面を囲うシールドと、前記シールドの外周面を被覆する外側絶縁被覆層と、を更に備えることが好ましい。
【００１６】
このような構成にすることで、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得る同軸ケーブルにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るケーブルを示す図である。
【図２】図１に示すケーブルの長手方向に垂直な断面図である。
【図３】図１のケーブルの変形例である。
【図４】同軸ケーブルを示す図である。
【図５】屈曲耐性の試験の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るケーブルを実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るケーブルを示す図であり、図２は、図１に示すケーブルの長手方向に垂直な断面図である。
【００２１】
図１、図２に示すように、本実施形態のケーブル１は、撚導線１０と、撚導線１０の外周面を被覆する絶縁被覆層２０と、を備える。
【００２２】
撚導線１０は、１本の中心導線１１と、６本の中間導線１２と、１２本の外側導線１３とから成る。中心導線１１は、ケーブル１の長手方向に沿って配置されている。それぞれの中間導線１２は、互いに並列に配置されると共に、中心導線１１の外周面に螺旋状に巻かれている。また、それぞれの外側導線１３は、互いに並列に配置されると共に、中心導線１１の外周面に巻かれた状態の６本の中間導線１２の外周面に螺旋状に巻かれている。本実施形態では、中間導線１２と外側導線１３とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれる逆撚りとされる。また、中間導線１２の撚ピッチは、外側導線１３の撚ピッチよりも小さいことが好ましい。
【００２３】
また、本実施形態では、中心導線１１と、それぞれの中間導線１２と、それぞれの外側導線１３とは、互いに同じ太さの金属の線材から形成されている。なお、中心導線１１とそれぞれの中間導線１２とそれぞれの外側導線１３とが互いに異なる太さであっても良い。
【００２４】
これら中心導線１１、それぞれの中間導線１２、及びそれぞれの外側導線１３の各線材を形成する金属としては、例えば、銅や銅合金を挙げることができる。銅合金としては、例えば、銅に銀を０．５％から８％程度添加したものを挙げることができる。
【００２５】
また、中間導線１２の単位面積当たりの引張強度は、外側導線１３の単位面積当たりの引張強度よりも大きい構成とされる。なお、以下の説明において、単に引張強度という場合、単位面積当たりの引張強度を意味する。このような構成とされるには、例えば、中間導線１２を構成する金属の主成分と外側導線１３を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中間導線１２を構成する金属には、外側導線１３を構成する金属よりも多くの金属添加物を添加することが挙げられる。この場合、上記金属添加物は、上記金属の主成分よりも引張強度の大きい材料であることが好ましい。上記金属の主成分としては銅を挙げることができ、上記金属添加物としては銀を挙げることができる。この場合、中間導線１２が銅９７％、銀３％の合金で構成され、外側導線１３が銅９９％、銀１％の合金で構成される例を挙げることができる。
【００２６】
また、中心導線１１の引張強度は、中間導線１２の単位面積当たりの引張強度と同じであっても良い。この場合、中心導線１１と中間導線１２とを同じ金属から構成すれば良い。
【００２７】
或いは、中心導線１１の引張強度は、中間導線１２の引張強度よりも小さくされても良い。このような構成とされるには、例えば、中間導線１２を構成する金属の主成分と中心導線１１を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中間導線１２を構成する金属には、中心導線１１を構成する金属よりも多くの金属添加物が添加されることが挙げられる。この場合、中心導線１１の引張強度は、外側導線１３の単位面積当たりの引張強度以上であることとしても良い。このような構成とされるには、例えば、中心導線１１を構成する金属の主成分と中間導線１２を構成する金属の主成分と外側導線１３を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中心導線１１を構成する金属には、外側導線１３を構成する金属に添加される金属添加物の量以上で、中間導線１２を構成する金属に添加される金属添加物の量より少ない金属添加物が添加されることが挙げられる。なお、上記のように中心導線１１の引張強度が中間導線１２の引張強度よりも小さくされる場合、中心導線１１の引張強度が、外側導線１３の単位面積当たりの引張強度より小さくされても良い。このような構成とされるには、例えば、中心導線１１を構成する金属の主成分と外側導線１３を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中心導線１１を構成する金属には、外側導線１３を構成する金属よりも少ない金属添加物が添加されることが挙げられる。
【００２８】
また或いは、中心導線１１の引張強度は、中間導線１２の単位面積当たりの引張強度よりも大きくされても良い。このような構成とされるには、例えば、中心導線１１を構成する金属の主成分と中間導線１２を構成する金属の主成分とを互いに同じにして、中心導線１１を構成する金属には、中間導線１２を構成する金属よりも多くの金属添加物を添加することが挙げられる。
【００２９】
また、絶縁被覆層２０は、熱可塑性樹脂が押し出し成型されることで形成されている。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、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（ＰＦＡ）や、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素樹脂を挙げることができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態のケーブル１は、中心に配置される１本の中心導線１１と、中心導線１１に螺旋状に巻かれる６本の中間導線１２と、６本の中間導線に螺旋状に巻かれる１２本の外側導線１３と、を有する撚導線１０と、撚導線１０を被覆する絶縁被覆層２０と、を備える。そして、中間導線１２の単位面積当たりの引張強度は、外側導線１３の単位面積当たりの引張強度よりも大きい。このため、外側導線１３の引張強度と中間導線１２の当該引張強度とが互いに同じ場合と比べて、外側導線１３の引張強度に対して中間導線１２の引張強度が大きいことで、ケーブル１の屈曲耐性を向上させることができる。また、引張強度の大きい金属は一般に合金から成るため、引張強度が大きい金属ほど抵抗が高い傾向にある。しかし、本発明のケーブル１では、外側導線１３よりも数の少ない中間導線１２の引張強度が大きいため、ケーブル１の抵抗の上昇が少ない。
【００３１】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
例えば、上記実施形態では、中間導線１２と外側導線１３とは、互いに逆の回転方向で螺旋状に巻かれる逆撚りとされる。しかし、本発明はこれに限らない。図３は、図１のケーブルの変形例である。なお、図３を説明するにあたり、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図３に示すように、本発明のケーブル１では、中間導線１２と外側導線１３とは、互いに同じ回転方向で螺旋状に巻かれる順撚りとされても良い。
【００３３】
また、上記実施形態では、撚導線１０と絶縁被覆層２０とから成るケーブル１について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、ケーブルの一例である同軸ケーブルにも適用することができる。図４は、同軸ケーブルを示す図である。なお、図４を説明するにあたり、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図４に示すように、同軸ケーブル２は、上記実施形態において説明した撚導線１０及び絶縁被覆層２０と、絶縁被覆層２０の外周面を囲んで配置されるシールド３０と、シールド３０の外周面を被覆する外側絶縁被覆層４０とを備える。
【００３４】
シールド３０は、例えば、銅や錫めっき銅等の導線が編み込まれた編組や、前記の導線が螺旋状に巻かれた横巻きシールドや、アルミニウム等の金属から成る金属箔や、編組と金属箔との積層体、横巻きシールドと金属箔の積層体等から成る。なお、図５では、シールド３０として編組が例示されている。
【００３５】
外側絶縁被覆層４０は、シースとも呼ばれ、熱可塑性樹脂により形成されている。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、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（ＰＴＡ）や、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素樹脂を挙げることができる。
【００３６】
このような同軸ケーブル２では、一般的に撚導線１０が信号線とされて、撚導線１０に電気信号が伝送され、シールド３０は接地される。また、このような同軸ケーブル２では、シールド３０より内側に上記実施形態と同様のケーブル１が配置されていると理解することができる。従って、同軸ケーブル２は、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得る。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００３８】
（比較例１）
図１、図２に示すケーブル１と同様の構造のケーブルを準備した。このケーブルの中心導線、中間導線、及び外側導線は、銅９９％、銀１％の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね６００ＭＰａであり、直径２０μｍであった。また、被覆層はＰＦＡから構成され、ケーブルの外径は０．１５ｍｍであった。
【００３９】
（比較例２）
中心導線が、銅９７％、銀３％の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね９００ＭＰａであることを除いて、比較例１のケーブルと同様のケーブルを準備した。
【００４０】
（比較例３）
中心導線、中間導線、及び外側導線がそれぞれ銅９７％、銀３％の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度がそれぞれ概ね９００ＭＰａであることを除いて、比較例１のケーブルと同様のケーブルを準備した。
【００４１】
（実施例１）
中心導線及び中間導線が、銅９７％、銀３％の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね９００ＭＰａであることを除いて、比較例１のケーブルと同様のケーブルを準備した。
【００４２】
（実施例２）
中間導線が、銅９７％、銀３％の合金から構成され、単位面積当たりの引張強度が概ね９００ＭＰａであることを除いて、比較例１のケーブルと同様のケーブルを準備した。
【００４３】
次にこれらのケーブルの屈曲耐性の試験を行った。図５は、屈曲耐性の試験の様子を示す図である。図５に示すように、試験装置５０は、平板５１と平板５１上に垂直に立設された一対の棒体５２とを備える。それぞれの棒体５２の直径は４ｍｍであり、それぞれの棒体５２の間隔は、上記の準備したケーブルの外径である０．１５ｍｍより僅かに広い程度とした。
【００４４】
図５では、上記比較例、実施例で準備したケーブルをケーブル１としている。このケーブル１を一対の棒体５２の間に固定して、図５において破線で示すように、一方の棒体５２に沿って一方の方向に９０度曲げ、次に他方の棒体５２に沿って他方の方向に９０度曲げた。この屈曲を断線するまで繰り返した。ここでいう断線とは、ケーブルが非導通になる状態のことを指す。
【００４５】
また、それぞれのケーブルの２０℃における電気抵抗を測定した。
【００４６】
表１に比較例、実施例のケーブルが断線するまでの屈曲回数、及び、ケーブルの電気抵抗を示す。
【表１】
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【００４７】
実施例１は、比較例１に対して、中心導線と中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例２に対して、中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例３に対して、外側導線の引張強度が小さい。また、実施例２は、比較例１に対して、中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例２に対して、中心導線の単位面積当たりの引張強度が小さく、中間導線の単位面積当たりの引張強度が大きく、比較例３に対して、中心導線及び外側導線の引張強度が小さい。そして、表１から明らかなように、実施例１、実施例２のケーブルは、比較例１、比較例２、及び比較例３のケーブルよりも屈曲耐性が高いことが分かった。また、実施例１、実施例２を比較すると実施例１の方が、屈曲性が高い結果となった。さらに、比較例１、比較例２を比較すると比較例２の方が、屈曲性が高い結果となった。従って、中心導線の単位面積当たりの引張強度を中間導線の単位面積当たりの引張強度と以上にすることで、ケーブルの抵抗上昇を抑えつつ、ケーブルの屈曲耐性をより向上させることができると考えられる。
【００４８】
また、実施例１、実施例２のケーブルは比較例１、比較例２のケーブルと比べて電気抵抗が上昇したものの、この程度の上昇であればケーブルとしては問題なく、実施例１、実施例２のケーブルは抵抗の上昇が少ないことが分かった。従って、本発明のケーブルによれば、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、抵抗の上昇が少なく、屈曲耐性を向上し得るケーブルが提供され、産業用ロボットの駆動部分や、ディスプレイ部とキーボードとがヒンジで接続されて開閉可能なパソコンや携帯電話等の分野において利用し得る。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ケーブル
２・・・同軸ケーブル
１０・・・撚導線
１１・・・中心導線
１２・・・中間導線
１３・・・外側導線
２０・・・絶縁被覆層
３０・・・シールド
４０・・・外側絶縁被覆層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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