(57)【要約】【課題】外被への気泡の侵入を防止して平滑な外被表面を得ることができる同軸ケーブル及び同軸ケーブルの製造方法を提供する。【解決手段】同軸ケーブル１０は、中心導体１１と、この中心導体１１の外周に配設された内部絶縁体１２と、この内部絶縁体１２の外周に複数の導体素線１３ａが横巻きされて配設された外部導体１３と、この外部導体の外周に配設された外被１４とを有する。外被１４が二層（内側層１４ａ及び外側層１４ｂ）の紫外線硬化型樹脂からなり、内側層１４ａの厚さｈが外被１４の総厚さＨの２２％以上７６％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、前記中心導体の外周に配設された内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に複数の導体素線が横巻きされて配設された外部導体と、前記外部導体の外周に配設された外被とを有する同軸ケーブルであって、
前記外被が二層の紫外線硬化型樹脂からなり、内側の紫外線硬化型樹脂の層の厚さが前記外被の総厚さの２２％以上７６％以下であることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
中心導体と、前記中心導体の外周に配設された内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に複数の導体素線が横巻きされて配設された外部導体と、前記外部導体の外周に配設された外被とを有する同軸ケーブルの製造方法であって、
前記外部導体の外周に紫外線硬化型樹脂を二度塗りして前記外被を形成し、その際、内側の紫外線硬化型樹脂の層の厚さを前記外被の総厚さの２２％以上７６％以下とすることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の同軸ケーブルの製造方法であって、
前記紫外線硬化型樹脂の塗布時における粘度を２Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下とすることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線硬化型樹脂の外被を有する同軸ケーブル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
極細の同軸ケーブルは、超音波診断装置、内視鏡装置のような医療機器や、ノートパソコンのような電子機器や、携帯電話のような通信機器等、幅広い用途に用いられている。この同軸ケーブルは、一般に、中心導体に絶縁体を被覆し、その絶縁体に複数の導体素線を横巻きして外部導体を形成し、さらにその外部導体を外被で被覆した構造となっている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の同軸ケーブルでは、中心導体の周囲に絶縁塗料を塗布して絶縁層を形成するとともに、外部導体の外側にも紫外線硬化型樹脂等の絶縁塗料を塗布して外被を形成している。また、特許文献２に記載の同軸ケーブルでは、外部導体の外側に紫外線硬化型樹脂を塗布して外被を構成している。
【０００４】
また、特許文献３に記載の同軸ケーブルでは、ワイヤ心線（中心導体）の外側に絶縁層を備え、絶縁層の外側にシールド層（外部導体）を設け、シールド層の表面に粗化のための酸化銅被膜層を付け、さらにその外側に保護樹脂層として紫外線硬化型樹脂を用いることができることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１４３３１４号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２６４２号公報
【特許文献３】特開平５−８１９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、紫外線硬化型樹脂の外被を形成する際には、紫外線硬化型樹脂組成物を充填したダイスに、シールドコア（中心導体、内部絶縁体、外部導体までを形成したもの）を通過させて紫外線硬化型樹脂組成物を塗布した後、紫外線を照射して硬化させる。その際、内部絶縁体の外周に複数の導体素線が巻き付けられて形成された外部導体がダイスの紫外線硬化型樹脂組成物中に入る時に、その表面の導体素線間の溝（凹凸）により気泡を巻き込みやすく、樹脂中に気泡が侵入しやすい。この気泡は紫外線硬化型樹脂組成物が硬化する前に割れて、外被の外表面にクレータ状に凹部が形成され外観不良となる。外被を貫通する穴ができた場合や凹部において外被の実質的な厚さが非常に薄くなった場合は、耐電圧特性が不良となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、外被への気泡の侵入を防止して平滑な外被表面を得ることができる同軸ケーブル及び同軸ケーブルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできる同軸ケーブルは、中心導体と、前記中心導体の外周に配設された内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に複数の導体素線が横巻きされて配設された外部導体と、前記外部導体の外周に配設された外被とを有する同軸ケーブルであって、前記外被が二層の紫外線硬化型樹脂からなり、内側の紫外線硬化型樹脂の層の厚さが前記外被の総厚さの２２％以上７６％以下であることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決することのできる本発明に係る同軸ケーブルの製造方法は、中心導体と、前記中心導体の外周に配設された内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に複数の導体素線が横巻きされて配設された外部導体と、前記外部導体の外周に配設された外被とを有する同軸ケーブルの製造方法であって、前記外部導体の外周に紫外線硬化型樹脂を二度塗りして前記外被を形成し、その際、内側の紫外線硬化型樹脂の層の厚さを前記外被の総厚さの２２％以上７６％以下とすることを特徴とする。
【００１０】
また、前記紫外線硬化型樹脂の塗布時における粘度を２Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外被を二層の紫外線硬化型樹脂で構成し、内側層の厚さを外被の総厚さの２２％以上７６％以下とすることで、内側層により外部導体の外側面の凹凸を埋めて平滑化した後、外側層を塗布して外被を形成することができる。このため、外被の表面に気泡による凹凸が形成されることを防止して、耐電圧特性を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る同軸ケーブル及びその製造方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１（Ａ）は本実施形態の同軸ケーブルを示す断面図、図１（Ｂ）は外被の内側層の厚さと総厚さを示す模式図である。
【００１３】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の同軸ケーブル１０は、中心導体１１と、この中心導体１１の外周に配設された内部絶縁体１２と、この内部絶縁体１２の外周に複数の導体素線１３ａが横巻きされて配設された外部導体１３と、この外部導体の外周に配設された外被１４とを有する。同軸ケーブル１０は、直径が０．３５ｍｍ以下の極細の同軸ケーブルであり、ＡＷＧ(American Wire Gauge)で４０番よりも細い線である。
【００１４】
この同軸ケーブル１０は、径方向の断面内の中心に中心導体１１を有している。中心導体１１は、複数本（ここでは、例えば７本）の直径がおよそ０．０３ｍｍ以下の導体素線１１ａを撚り合わせて、直径がおよそ０．０９ｍｍ以下に形成されている。なお、中心導体としては１本の導体素線からなるものであっても良い。
【００１５】
中心導体１１の外周には内部絶縁体１２が設けられている。内部絶縁体１２の厚さは、およそ０．０５ｍｍ程度であり、内部絶縁体１２の外周面までの直径は、およそ０．２５ｍｍ以下である。内部絶縁体１２の外周は、直径がおよそ０．０３ｍｍの複数本（ここでは、例えば２１本）の導体素線１３ａが横巻きされて構成されている外部導体１３によって覆われている。外部導体１３の外周面までの直径は、およそ０．３１ｍｍ以下である。さらに、外部導体１３の層の外周は、紫外線硬化型樹脂からなる外被１４により被覆されている。
【００１６】
外被１４は、内側層１４ａと外側層１４ｂとの二層から構成されており、内側層１４ａの厚さｈ（図１（Ｂ）参照）が外被１４の二層の総厚さＨの２２％以上７６％以下、すなわち、０．２２Ｈ≦ｈ≦０．７６Ｈの範囲内である。内側層１４ａは、外部導体１３を構成する導体素線１３ａ間の一部に侵入して、外部導体１３の凹凸を埋めるようにコートする役目を果たしている。なお、内側層１４ａを形成する際に、気泡が入ることがあるが、その気泡の大きさは、内側層１４ａの厚さ未満の微小なものに限られる。そのため、内側層１４ａの外表面は、少なくとも外部導体１３の外表面より大幅に平滑化された（断面の外周が円形に近い）表面となる。そして、平滑化された内側層１４ａの外側に外側層１４ｂが形成されているため、外側層１４ｂに気泡が侵入するのを防止することができ、外被１４の薄肉部分が形成されず、厚さが周方向に略均一化されるため、耐電圧特性が良好である。
【００１７】
図２には、外部導体１３の層の外径が２３５μｍのシールドコア（中心導体１１、内部絶縁体１２、外部導体１３までを形成したもの）に、内側層１４ａと外側層１４ｂとの二層から構成される外径２９０μｍの外被１４を形成した同軸ケーブル１０において、内側層１４ａの厚さｈを変化させたときの外被１４（同軸ケーブル１０の長さ６ｃｍあたり）に含まれる長さ５０μｍ以上の気泡数を示している。外被１４の中に存在する気泡は楕円球の形状であるがその最も長い部分の長さが５０μｍ以上になると割れが発生して外表面にクレータ状の窪みを与える可能性が大きくなるので、ここでは、５０μｍ以上の気泡の発生について数の変化を見ている。なお、長さ６０μｍ以上の気泡は割れてピンホール（外被を貫通する穴）になる可能性が高い。
【００１８】
なお、内側層１４ａと外側層１４ｂとの二層の総厚さＨは２７．５μｍであり、図中、内側層１４ａの厚さｈが０μｍとは、内側層１４ａを設けずに、外側層１４ｂのみで外被１４を構成している場合に相当する。また、内側層１４ａの厚さｈが２７．５μｍ（すなわち、外被１４の総厚さＨと等しい）であるとは、外側層１４ｂを設けずに、内側層１４ａのみで外被１４を構成している場合に相当する。内側層１４ａ及び外側層１４ｂを同じ紫外線硬化型樹脂で形成する場合には、内側層１４ａの厚さｈが０μｍである場合と厚さｈが２７．５μｍである場合とは、実質的に同じ形態を示している。
【００１９】
図２に示すように、内側層１４ａの厚さｈが６〜２１μｍのときに気泡の数が大きく減少し、内側層１４ａを設けたことによる気泡抑制効果が大きいことがわかる。内側層１４ａの厚さｈが６μｍ未満では、内側層１４ａの外表面の凹凸平滑化が十分ではないために、外側層１４ｂに気泡が侵入すると考えられる。また、内側層１４ａの厚さｈが２１μｍを超える場合には、気泡が侵入した内側層１４ａの上にそのまま外側層１４ｂが被覆されるためと考えられる。このことから、前述したように内側層１４ａの厚さｈが６〜２１μｍであることが好ましく、すなわち、内側層１４ａの厚さｈを外被１４の総厚さＨの２２％以上７６％以下（０．２２Ｈ≦ｈ≦０．７６Ｈ）の範囲内とすることにより気泡抑制効果を良好に得られることがわかる。
【００２０】
外被１４を形成する紫外線硬化型樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂にエポキシアクリレート樹脂やポリエステルアクリレート樹脂を配合したもの等を使用することができる。なお、内側層１４ａ及び外側層１４ｂは共に紫外線硬化型樹脂であり、両方の層１４ａ，１４ｂを同じ組成の紫外線硬化型樹脂で形成することができるが、それぞれの層１４ａ，１４ｂを異なる組成の紫外線硬化型樹脂で形成することも可能である。
【００２１】
このような同軸ケーブル１０によれば、外被１４を二層（内側層１４ａ及び外側層１４ｂ）の紫外線硬化型樹脂で構成し、内側層１４ａの厚さｈを外被１４の総厚さＨの２２％以上７６％以下としているため、外部導体１３の外周面の凹凸を埋めて平滑化することができる。これに伴い、従来の同軸ケーブルのように外被１４に気泡が含まれるのを防止することができ、耐電圧特性を向上させることができる。
【００２２】
次に、本発明に係る同軸ケーブルの製造方法の第１実施形態について説明する。
図３は本実施形態の同軸ケーブルの製造方法に用いられる被覆形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態の同軸ケーブルの製造方法は、シールドコア（中心導体１１、内部絶縁体１２、外部導体１３までを形成したもの）１５における外部導体１３（図１（Ａ）参照）の層の外周に紫外線硬化型樹脂を二度塗りして外被１４を形成し、その際、紫外線硬化型樹脂の内側層１４ａの厚さｈ（図１（Ｂ）参照）を二度塗りした紫外線硬化型樹脂の総厚さＨの２２％以上７６％以下とするものである。
【００２３】
図３に示すように、この被覆形成装置２０では、中心導体１１の外側に内部絶縁体１２が設けられ、内部絶縁体１２の外側に外部導体１３が形成されたシールドコア１５が巻き取られた供給ボビン２１を有している。供給ボビン２１の下流側には、ガイドローラ２２を介して、外被１４の内側層１４ａを形成する内側層用ダイス２３と、外側層１４ｂを形成する外側層用ダイス２４が設けられている。内側層用ダイス２３及び外側層用ダイス２４には、それぞれ紫外線硬化型樹脂組成物が充填されている。なお、紫外線硬化型樹脂の塗布時における粘度（紫外線硬化型樹脂組成物の粘度）は、２Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下の範囲とするのが望ましい。
【００２４】
紫外線硬化型樹脂組成物としては、例えば、ウレタンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂にエポキシアクリレート樹脂やポリエステルアクリレート樹脂を配合したもの等の樹脂組成物を使用することができる。
具体的には、モノマー又はオリゴマーとしては、ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオール、トリレンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート；ポリテトラメチレングリコール、トリレンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート；トリレンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート等から選ばれるオリゴマーとトリシクロデカンジアクリレート；Ｎ−ビニルピロリドン；イシボニルアクリレート；ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオールジアクリレート；ラウリルアクリレート；ビスフェノールＡアポキシアクリレート；エチレンオキサイド付加ノニルフェノールアクリレート等を用いることができる。これらのモノマーは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
また、紫外線硬化型樹脂組成物に用いる光重合開始剤としては、2-メチル-1-[4-（メチルチオ）フェニル]-2-モルホリノ-プロパン-1-オン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。光重合開始剤の含有量は樹脂組成物に対し、０．５重量％〜５．０重量％であることが好ましい。
その他、必要に応じて紫外線硬化型樹脂組成物に各種の添加剤を配合することができる。
【００２６】
さらに、外側層用ダイス２４の下流側には、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させるための例えば紫外線ランプを有する紫外線照射装置２５が設けられており、紫外線照射装置２５の下流側には、ガイドローラ２６、引取装置２７、巻取装置２８が順次設けられている。
【００２７】
供給ボビン２１から供給されたシールドコア１５は内側層用ダイス２３に供給されて、外部導体１３の外側に紫外線硬化型樹脂組成物を薄くコートして、外表面が平滑化された内側層１４ａを形成する。内側層１４ａがコートされたシールドコア１５は、外側層用ダイス２４に供給され、紫外線硬化型樹脂組成物からなる外側層１４ｂが塗布される。紫外線硬化型樹脂組成物が塗布されたシールドコア１５は紫外線照射装置１５に送られ、紫外線を照射されて硬化され、紫外線硬化型樹脂の外被１４が形成される。これにより、同軸ケーブル１０が製造される。同軸ケーブル１０は、ガイドローラ２６によってパスラインの向きを変えた後、引取装置２７によって引き取られ、巻取装置２８に巻き取られる。
【００２８】
図４は、外被１４を形成する際の紫外線硬化型樹脂（紫外線硬化型樹脂組成物）の粘度に対する、外被１４に含まれる外径５０μｍ以上の気泡数の変化を示すグラフである。図４に示すように、樹脂粘度が上昇するとともに外被１４に含まれる気泡の数は減少する傾向にある。これは、ダイス２３，２４の樹脂液面２３ａ，２３ｂ（図３参照）にシールドコア１５が送り込まれた際に、シールドコア１５の外表面に気泡が発生し、その気泡が外被１４中に巻き込まれるためと考えられる。すなわち、粘度が高くなると液面が硬くなって泡が立ちにくくなるため、気泡の発生が抑えられることによるものと考えられる。
【００２９】
粘度が２．０Ｐａ・ｓ未満では、外被１４に含まれる気泡の数が多く、外被１４を二層構造とする効果が少ない。一方、粘度が１０Ｐａ・ｓを超える場合には、塗布性が悪くなり、線速２００ｍ／ｓ以上になると樹脂切れが発生する可能性があるため、生産性の観点から好ましくない。このため、紫外線硬化型樹脂の塗布時の樹脂粘度は、２Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下が好ましい。樹脂粘度が４Ｐａ．ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下であれば気泡数がさらに少なく好ましい。なお、樹脂粘度の調整は、所望の樹脂粘度を有する紫外線硬化型樹脂を用いることにより行うことができるが、塗布時における樹脂温度を調整することによって行うことも可能である。したがって、所望の樹脂粘度ではない組成の紫外線硬化型樹脂を塗布する際には、ダイス２３，２４の温度を調整することにより、所望の樹脂粘度で外被１４を形成することができる。
【００３０】
以上説明した同軸ケーブルの製造方法によれば、外被１４を二層１４ａ，１４ｂの紫外線硬化型樹脂で構成し、内側層１４ａの厚さｈを外被１４の総厚さＨの２２％以上７６％以下としているため、外部導体１３の外周面の凹凸を埋めて平滑化することができる。これに伴い、外被１４に気泡が侵入することを防止して、同軸ケーブル１０の耐電圧特性を向上させることができる。
また、外被１４を形成する紫外線硬化型樹脂の塗布時における粘度を２Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下としているため、外被１４に気泡が含まれることを効果的に防止して耐電圧特性を良好にすると共に、生産性を向上させることができる。
【００３１】
次に、本発明に係る同軸ケーブルの製造方法の第２実施形態について説明する。図５に、第２実施形態に係る同軸ケーブルの製造方法に用いる被覆形成装置３０を示す。なお、前述した第１実施形態に係る被覆形成装置１０と共通する部位には、同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００３２】
前述した第１実施形態に係る同軸ケーブルの製造方法に用いた被覆形成装置１０では、図３に示したように、被覆１４を構成する内側層１４ａは内側層用ダイス２３を用いて形成し、外側層１４ｂは外側層用ダイス２４を用いて形成した。図５に示すように、この第２実施形態に係る同軸ケーブルの製造方法に用いる被覆形成装置３０においては、内側層１４ａを形成するために、内側層用ダイス２３とピンホール２９を用いる。すなわち、内側層用ダイス２３によって内側層１４ａとなる紫外線硬化型樹脂組成物を塗布した後、硬化させる前に所定径（例えば、穴径２６０μｍ）の貫通穴（穴の長さは１０μｍ〜１ｍｍ程度）を有するピンホール２９を通過させることにより、内側層１４ａを所定径にすり切るとともに、内側層１４ａの外周面を均すようにした。ここで、ピンホール２９の材質は
超硬合金、もしくはＳＵＳ、Ａｌなどであると良く、超硬合金孔にダイヤモンドコーティングしたものが更に良い。ピンホール２９の穴はフォトエッチングや放電による微細穿孔などで作製することができる。あるいは、虹彩絞りを用いることも可能である。
【００３３】
次に、本発明に係る同軸ケーブルの製造方法の第３実施形態について説明する。この製造方法に用いる被覆形成装置（図示省略）では、第２実施形態にかかる被覆形成装置３０におけるピンホール２９の代わりに、例えばナイロン等の繊維を用いて内側層１４ａを所定径に拭き取った後に外側層１４ｂを形成する。なお、繊維で拭き取った後の内側層１４ａは、外側層１４ｂとなる紫外線硬化型樹脂組成物を塗布する前に硬化させても良いし、外側層１４ｂとなる紫外線硬化型樹脂組成物を塗布した後に硬化させても良い。このように、紫外線硬化型樹脂組成物を繊維を用いて拭き取ると、内側層１４ａの表面を傷付けないため、断線なく良好な塗布が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（Ａ）は本発明に係る同軸ケーブルの実施形態の例を示す断面図、（Ｂ）は内側層の厚さと被覆の総厚さを示す模式図である。
【図２】内側層の厚さに対する外被に含まれる外径５０μｍ以上の気泡数の変化を示すグラフである。
【図３】本発明に係る同軸ケーブルの製造方法に用いられる被覆形成装置の一例を示す構成図である。
【図４】紫外線硬化型樹脂の粘度に対する外被に含まれる外径５０μｍ以上の気泡数の変化を示すグラフである。
【図５】本発明に係る同軸ケーブルの製造方法に用いられる被覆形成装置の別の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  同軸ケーブル
１１  中心導体
１２  内部絶縁体
１３  外部導体
１４  外被
ｈ  内側層の厚さ
Ｈ  外被の総厚さ
【図１】
2009110819.tif 000003
【図２】
2009110819.tif 000004
【図３】
2009110819.tif 000005
【図４】
2009110819.tif 000006
【図５】
2009110819.tif 000007