(57)【要約】【課題】高周波信号の伝送特性と高耐圧性に優れた同軸ケーブル、およびその同軸ケーブルを利用した伝送トランスを提供する。【解決手段】同軸ケーブル５は、少なくとも三層２ａ〜２ｃで絶縁被覆された中心導体と、その同軸ケーブルの外周に配置され横巻きされた複数の絶縁被覆（３ｂ）された外部導体３ａと、保護層４からなる。また、このような同軸ケーブルをトロイダルコアに巻回して伝送トランスを形成する。【選択図】  図１
2004207386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも三層で絶縁被覆された中心導体と、
その同軸ケーブルの外周に配置され横巻きされた複数の外部導体と、
を具備することを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
前記外部導体は絶縁被覆されている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】
絶縁被覆された中心導体と、
その同軸ケーブルの外周に配置され横巻きされた複数の絶縁被覆されている外部導体と、
を具備することを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つに記載の同軸ケーブルが閉磁路コアに巻回され、前記同軸ケーブルの両端の前記中心導体同士と前記外部導体同士でそれぞれ入出力端子を形成することを特徴とする伝送トランス。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つに記載の同軸ケーブルが２本、閉磁路コアに同一方向に巻回され、
前記２本の同軸ケーブルの一方の隣接する端部の中心導体同士と、他方の隣接する端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されていることを特徴とする伝送トランス。
【請求項６】
前記一方の隣接する端部の外部導体同士と、前記他方の隣接する端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする請求項５に記載の伝送トランス。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つに記載の同軸ケーブルが２本、閉磁路コアに逆方向に巻回され、
前記２本の同軸ケーブルの離間する１組の端部の中心導体同士と、離間する他の１組の端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されていることを特徴とする伝送トランス。
【請求項８】
前記１組の端部の外部導体同士と、前記他の１組の端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする請求項７に記載の伝送トランス。
【請求項９】
閉磁路コアに第１の同軸ケーブルと第２の同軸ケーブルが同一方向に巻回され、
前記第１の同軸ケーブルの２つの端部それぞれが前記第２の同軸ケーブルの２つの端部のいずれか一方に隣接し、
一方の隣接する端部の中心導体同士と、他方の隣接する端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されていることを特徴とする伝送トランス。
【請求項１０】
前記一方の隣接する端部の外部導体同士と、前記他方の隣接する端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする請求項９に記載の伝送トランス。
【請求項１１】
閉磁路コアに第１の同軸ケーブルと第２の同軸ケーブルが逆方向に巻回され、
前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルの端部のうち、離間する１組の端部の中心導体同士と、離間する他の１組の端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されていることを特徴とする伝送トランス。
【請求項１２】
前記１組の端部の外部導体同士と、前記他の１組の端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする請求項１１に記載の伝送トランス。
【請求項１３】
閉磁路コアに第１の同軸ケーブルと第２の同軸ケーブルが巻回されており、
前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルの端部のうち、１組の端部の中心導体同士と、他の１組の端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されており、
前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルの巻回方向は、入力部から前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルへの信号伝送により発生する閉磁路コア内の磁束方向は同方向となる方向であることを特徴とする伝送トランス。
【請求項１４】
前記１組の端部の外部導体同士と、前記他の１組の端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする請求項１３に記載の伝送トランス。
【請求項１５】
前記閉磁路コアはトロイダルコアであることを特徴とする請求項４ないし請求項１４に記載の伝送トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号の伝送特性と高耐圧性に優れた同軸ケーブル、およびその同軸ケーブルを利用した伝送トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療機器間の信号伝送において用いられる伝送トランスには高耐圧性が要求される他、近年におけるコンピュータの信号処理のスピード化により高周波信号の伝送特性の向上が要求されている。これは、医療機器間に限られず、他の機器類においても同様な要求がある。さらに小型軽量化の要求もある。
【０００３】
従来より信号を伝送するトランスとして、図７に示すように、トロイダルコア１０２に２本の導線１０４、１０５を巻回した伝送トランス１０１がある（例えば、特許文献１）。この特許文献１に開示されているトロイダルコア１０２に巻回された導線１０４、１０５はポリウレタン銅線である。このようにトロイダルコアに巻回される導線は、従来は導電性のある単線を絶縁被覆した導線であり、これらの導線を２本同時にトロイダルコアに巻回するものであった。
【０００４】
また、高周波信号伝送用の同軸ケーブルとして、図８に示すように、銀メッキ銅被覆鋼線である中心導体１１１に四フッ化エチレン樹脂の絶縁樹脂１１２を被覆し、さらに銅蒸着アルミポリエステルテープ１１３を巻き、その周囲に複数の錫メッキ軟導線１１４を横巻きして、これを融溶した錫に浸漬してコーティングし、さらに保護層１１６を設けたものがある（特許文献２）
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６３−１４０６０９号  （全般）
【特許文献２】
特開平６−２０３６６４号  （全般）
【０００６】
医用電気機器安全通則ＩＥＣ６０６０１−１においては、医用電気機器に用いる、強化絶縁または二重絶縁が要求される変圧器は、耐電圧を確保するため、１次巻線と２次巻線との間の絶縁として次の構成を要求している。すなわち、
（１）絶縁層が一層のときは厚さ１ｍｍ以上であること、
（２）絶縁層が二層のときは合計の厚さが０．３ｍｍ以上であること、
（３）絶縁層が三層のときはその三層のうち各二層の組み合わせが強化絶縁の耐電圧試験に耐えること
が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されているような伝送トランスの場合、トロイダルコアに巻回する導線は、単線に一層の絶縁被膜した導線を２本用いたものであり、耐圧性・高周波特性は十分でない。
また、特許文献２に開示されるような同軸ケーブルの場合、中心導体を被覆する絶縁層は一層であって、その絶縁層の厚みに関して医用電気機器安全通則ＩＥＣ６０６０１−１が考慮されていない他、耐圧性・高周波特性も検討の余地がある。また小型軽量化の要求もある。さらには、融溶した錫に浸漬する工程が必要とされるなど製造にコストと手間もかかってしまう。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、高周波信号の伝送特性と高耐圧性に優れた小型軽量の同軸ケーブルおよびその同軸ケーブルを利用した伝送トランスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係る同軸ケーブルは、
少なくとも三層で絶縁被覆された中心導体と、
その同軸ケーブルの外周に配置され横巻きされた複数の外部導体と
を具備することを特徴とする（請求項１）。
この構成により、中心導体を少なくとも三層で絶縁被覆することで、絶縁耐圧を強化することができる。
【０００９】
さらに、本発明に係る同軸ケーブルにおいて、前記外部導体は絶縁被覆されていることを特徴とする（請求項２、３）。
この構成により、外部導体は絶縁被覆されているので、高周波信号送信における損失を低減することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る伝送トランスは、上記の同軸ケーブルを閉磁路コアに巻回し、前記同軸ケーブルの両端の前記中心導体同士と前記外部導体同士でそれぞれ入出力端子を形成させたことを特徴とする（請求項４）。
この構成により、絶縁耐圧が強化され、高周波信号送信における損失を低減された伝送トランスとすることができる。
【００１１】
あるいは、本発明に係る伝送トランスは、２本の同軸ケーブル２本が閉磁路コアに同一方向に巻回され、
前記２本の同軸ケーブルの一方の隣接する端部の中心導体同士と、他方の隣接する端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されていることを特徴とする（請求項５、９）。
この構成により、高周波信号の伝送において損失がより低減される伝送トランスとすることができる。
【００１２】
さらに、その伝送トランスは、前記一方の隣接する端部の外部導体同士と、前記他方の隣接する端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする（請求項６、１０）
この構成により、伝送トランスの特性を安定させることができる。
【００１３】
あるいは、本発明に係る伝送トランスは、同軸ケーブルが２本、閉磁路コアに逆方向に巻回され、
前記２本の同軸ケーブルの離間する１組の端部の中心導体同士と、離間する他の１組の端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されていることを特徴とする。
（請求項７、１１）。
この構成により、高周波信号の伝送において損失がより低減される伝送トランスとすることができる。
【００１４】
さらに、その伝送トランスは、前記１組の端部の外部導体同士と、前記他の１組の端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする（請求項８、１２）。
この構成により、伝送トランスの特性を安定させることができる。
【００１５】
あるいは、本発明に係る伝送トランスは、
閉磁路コアに第１の同軸ケーブルと第２の同軸ケーブルが巻回されており、
前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルの端部のうち、１組の端部の中心導体同士と、他の１組の端部の外部導体同士とで入出力端子が形成されており、
前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルの巻回方向は、入力部から前記第１の同軸ケーブルと前記第２の同軸ケーブルへの信号伝送により発生する閉磁路コア内の磁束方向は同方向となる方向であることを特徴とする（請求項１３）。
この構成により、同軸ケーブルでの信号伝送により閉磁路コアに流れる磁束は同方向となり、高周波信号の伝送において損失がより低減される伝送トランスとすることができる。
【００１６】
さらに、その伝送トランスは、前記１組の端部の外部導体同士と、前記他の１組の端部の中心導体同士とは接地されていることを特徴とする（請求項１４）。
この構成により、伝送トランスの特性を安定させることができる。
【００１７】
また、前記閉磁路コアとしてトロイダルコアを用いることができる（請求項１５）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜同軸ケーブルの構造について＞
本発明の同軸ケーブル５の構造を図１により説明する。
中心導体１は、三層の絶縁層２ａ、２ｂ、２ｃで被覆されている。その外周には、絶縁被覆された中心導体１を覆うように、絶縁層３ｂで被覆された外部導体３ａがらせん状に横巻きされている。さらに、絶縁素材の保護層４により被覆されている。
【００１９】
中心導体１は、例えばすずめっき軟銅線がよい。中心導体１の外径は、０．２０〜１．２０ｍｍが適当である。
中心導体１を被覆する絶縁層２ａ、２ｂ、２ｃは、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＰＳフィルムあるいは電気用ポリエステルフィルムなどがよい。絶縁層２ａ、２ｂ、２ｃの三層分の厚みは０．０７〜０．１５ｍｍ程度がよい。
外部導体３ａは例えば銅線がよい。その外部導体３ａを被覆するための絶縁層３ｂとしてポリウレタンを用い、外部導体３ａをコーティングするとよい。ポリウレタン３ｂでコーティングされた外部導体３ａの外径は０．０１７ｍｍ程度がよい。絶縁コーティングされた外部導体３ａ約３０本により、中心導体１を覆うことができる。
また、保護層４は例えば絶縁糸で編み付けされたものがよい。
【００２０】
絶縁層は、必ずしも三層でなくともよく、三層以上であればよい。
また、外部導体３ａの本数は、外部導体１を２重以上覆う程度の本数であってもよい。
【００２１】
また同軸ケーブル５に用いる中心導体１は図１に示すように単芯でもよいが、複数芯であってもよい。例えば図２に示すように、それぞれの素線１ａが絶縁被覆された同心撚りのリッツ線であってもよい。
あるいは図３に示すように、中心導体１は、それぞれ絶縁被覆された素線１ｂが撚られてリッツ線１ｃが構成されさらに複数のリッツ線１ｃが撚られることにより二重に撚られた複合撚りのリッツ線であってもよい。
【００２２】
＜伝送トランスの第一の実施の態様＞
次に同軸ケーブル５を用いた伝送トランスについて、図４を参照して説明する。
閉磁路コアの一種であるトロイダルコア６に同軸ケーブル５がほぼ等間隔に巻回されている。同軸ケーブル５の両端部の２つの中心導体１は、導線７ｃ、７ｄを介してコネクタ８ｂに接続されている。一方、同軸ケーブル５の両端部の２つの外部導体３は、導線７ａ、７ｂを介してコネクタ８ａに接続されている。
このように中心導体１同士、外部導体３同士を信号伝送の入出力の端子とすることで伝送トランスが形成される。
装置１０と装置１１の間では信号伝送を行うために、コネクタ８ａ、８ｂにそれぞれ通信ケーブル９ａ、９ｂを用いて装置１０、１１を接続する。このように接続することで、装置１０、１１間で高耐圧性のある高周波信号伝送が実現される。
トロイダルコア６の素材としては、例えば、フェライト、アモルファス、珪素鋼板、パーマロイなどがよい。
【００２３】
すなわち、中心導体１に少なくとも三層の絶縁層を施すことにより強化絶縁に規格の耐圧４ｋＶを実現できる。
また、外部導体３ａそれぞれも絶縁被覆することで、高周波損失を低減することができる。
また保護層４として編み付け絶縁糸を用いたので、同軸ケーブルとして柔軟性、強靱性に優れている。
また伝送トランスとしてインピーダンス特性も安定している。
なお、伝送トランスのインピーダンス特性は、入力側通信ケーブルのインピーダンスにマッチングさせるようにする。
【００２４】
＜伝送トランスの第二の実施の態様＞
次に他の伝送トランスについて図５を参照して説明する。
トロイダルコア６には２つの同軸ケーブル５−１、５−２が同一方向に同じ巻回数で巻回されている。
そして、同軸ケーブル５−１、５−２左側の隣接している端部では、それぞれの外部導体３ａ−１、３ａ−２が撚られて導通され接地されている。また、それぞれの中心導体１−１、１−２は、導線７ａ、７ｂを介してコネクタ８ａに接続されている。
同軸ケーブル５−１、５−２右側の隣接している端部では、それぞれの中心導体１−１、１−２が撚られて導通され接地されている。また、それぞれの外部導体３ａ−１、３ａ−２は、導線７ｃ、７ｄを介してコネクタ８ｂに接続されている。
このようにして、同軸ケーブル５−１、５−２の隣接した２つの端部ではそれぞれの中心導体１−１、１−２同士が、他方の隣接した２つの端部ではそれぞれの外部導体３ａ−１、３ａ−２同士が、信号伝送の入出力の端子とすることで伝送トランスが形成される。
装置１０と装置１１の間では信号伝送を行うために、コネクタ８ａ、８ｂにそれぞれ通信ケーブル９ａ、９ｂを用いて装置１０、１１を接続する。
なお、伝送トランスのインピーダンス特性は、入力側通信ケーブルのインピーダンスにマッチングさせるようにする。
【００２５】
このように接続することで、より一層、高周波信号伝送における損失が低減される。その効果は数ｋ〜数１００ＭＨｚオーダーの信号伝送でも送信可能となる。
【００２６】
＜伝送トランスの第三の実施の態様＞
次は、図５の伝送トランスとは同軸ケーブルの巻回方向が異なる伝送トランスについて図６を参照して説明する。
トロイダルコア６には２つの同軸ケーブル５−１、５−２が逆方向に同じ巻回数で巻回されている。
そして、同軸ケーブル５−１上側の端部の外部導体３ａ−１と同軸ケーブル５−２下側の端部の外部導体３ａ−２とが撚られて導通され接地されている。同軸ケーブル５−１上側の端部の中心導体１−１と同軸ケーブル５−２下側の端部の中心導体１−２とは導線７ａ、７ｂを介してコネクタ８ａに接続されている。
また、同軸ケーブル５−１下側の端部の中心導体１−１と同軸ケーブル５−２上側の端部の中心導体１−２とが撚られて導通され接地されている。同軸ケーブル５−１下側の端部の外部導体３ａ−１と同軸ケーブル５−２上側の端部の外部導体３ａ−２とは導線７ｃ、７ｄを介してコネクタ８ｂに接続されている。
このようにして、コネクタ８ａ、８ｂが信号伝送の入出力の端子として伝送トランスが形成される。
装置１０と装置１１の間では信号伝送を行うために、コネクタ８ａ、８ｂにそれぞれ通信ケーブル９ａ、９ｂを用いて装置１０、１１を接続する。
なお、伝送トランスのインピーダンス特性は、入力側通信ケーブルのインピーダンスにマッチングさせるようにする。
【００２７】
このように接続することで、第二の実施の態様と同様、より一層、高周波信号伝送における損失が低減される。その効果は数ｋ〜数１００ＭＨｚオーダーの信号伝送でも送信可能となる。
【００２８】
第二の実施の態様、第三の実施の態様のいずれも、２本の同軸ケーブルの巻回方向は、入力側のコネクタ８ａからそれらの同軸ケーブルへの信号伝送により発生するトロイダルコア内に発生する磁束方向は同方向となる方向である。
第二の実施の態様、第三の実施の態様のいずれも、図１〜図３に示した同軸ケーブルに限られずとも、その伝送トランスの構造自体により発揮される高周波伝送における損失の低減効果が図られる。
【００２９】
第一から第三の実施の態様においては、コネクタ８ａからコネクタ８ｂまで伝送トランスをカバーするソケットを設けるとよい。
また、装置１０、１１としては、医療機器その他の機器類として相互に信号伝送を行うことができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明に係る同軸ケーブルは、中心導体を少なくとも三層で絶縁被覆することで絶縁耐圧を強化することができる。また、外部導体を絶縁被覆することで、高周波信号送信における損失を低減することができる。
さらに、同軸ケーブルを閉磁路コアに巻回し、絶縁耐圧が高く高周波信号送信における損失が低減された伝送トランスを形成することができる。
あるいは、閉磁路コアに２つの同軸ケーブルを用いて、１組の中心導体同士と、１組の外部導体同士とで、巻回された同軸ケーブルの信号伝送により閉磁路コアに流れる磁束方向が同方向になるように、入出力端子を形成した伝送トランスとすることで、より高周波伝送における損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る同軸ケーブルの構造を示す図。
【図２】本発明に係る他の同軸ケーブルの構造を示す図。
【図３】本発明に係る他の同軸ケーブルの構造を示す図。
【図４】本発明に係る同軸ケーブルを用いた第一の実施の態様における伝送トランスの構造を示す図。
【図５】本発明に係る同軸ケーブルを用いた第二の実施の態様における伝送トランスの構造を示す図。
【図６】本発明に係る同軸ケーブルを用いた第三の実施の態様における伝送トランスの構造を示す図。
【図７】トロイダルコアに２本の導線を巻回した従来の伝送トランスを示す図。
【図８】従来の高周波信号伝送用の同軸ケーブルの一例を示す図。
【符号の説明】
１  中心導体
２ａ〜２ｃ  絶縁層
３ａ  外部導体
３ｂ  絶縁層
４    保護層
５    同軸ケーブル
６    トロイダルコア
７ａ〜７ｄ  導線
８ａ、８ｂ  コネクタ
９ａ、９ｂ  通信ケーブル
１０、１１  装置
【図１】
2004207386.tif 000003
【図２】
2004207386.tif 000004
【図３】
2004207386.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004207386.tif 000007
【図６】
2004207386.tif 000008
【図７】
2004207386.tif 000009
【図８】
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