复合电缆的制作方法

1.本发明涉及一种具有同轴线以及绝缘电线的复合电缆。


背景技术：

2.现今，作为具有多个同轴线和多个绝缘电线的复合电缆，例如已知有专利文献1所记载的复合电缆。
3.专利文献1所记载的复合电缆(多芯电缆)具有：十根同轴线及八根绝缘电线；在上述电线(十根同轴线及八根绝缘电线)的周围螺旋卷绕树脂带而形成的压卷；覆盖压卷的周围的屏蔽层；以及覆盖屏蔽层的周围的外皮。各同轴线具有由单线或者绞线构成的中心导体、覆盖中心导体的绝缘体、配置于绝缘体的外周的外部导体、以及覆盖外部导体的外皮。绝缘电线的使多个线材绞合而成的导体被外皮覆盖。电缆整体的外径(电缆直径)例如为2.0mm～6.0mm，优选为4.0mm～5.0mm。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2019-29262号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.然而，对于例如用于血管内窥镜导管的复合电缆，要求例如电缆直径为1.0mm以下的极细性和较高的弯曲耐久性。为了实现细径化，优选使同轴线的中心导体、绝缘电线的导体为单线。另一方面，为了提高的弯曲耐久性，优选使同轴线的中心导体、绝缘电线的导体为绞线。发明人为了使复合电缆的极细性和弯曲耐久性并存而反复进行研究，通过以满足预定的条件的方式将单线与绞线组合，从而实现了例如也能够用于血管内窥镜导管的复合电缆。即，本发明的目的在于提供一种能够实现细径化且能够实现较高的弯曲耐久性的复合电缆。
9.用于解决课题的方案
10.本发明以解决上述课题为目的，提供一种复合电缆，其具有同轴线以及绝缘电线，其中，上述同轴线具有中心导体、覆盖上述中心导体的绝缘体、配置于上述绝缘体的外周的多个外部导体、以及覆盖上述多个外部导体的外皮，上述绝缘电线由将多个线材绞合而成的绞线导体和包覆上述绞线导体的绝缘包覆部构成，上述同轴线的上述中心导体为单线，上述中心导体的导体直径为上述绝缘电线的上述多个线材的线材直径以下。
11.发明的效果如下。
12.根据本发明的复合电缆，能够实现细径化并且能够实现较高的弯曲耐久性。
附图说明
13.图1是示出本发明的实施方式的复合电缆的与长度方向垂直的截面的剖视图。
14.图2的(a)是放大地示出大径的同轴线的剖视图。(b)是放大地示出小径的同轴线的剖视图。
15.图3是放大地示出绝缘电线的剖视图。
16.图4是放大地示出变形例的绝缘电线的剖视图。
17.符号说明
18.1—复合电缆，10—缆芯，11—夹杂物，2、3—同轴线，21、31—中心导体，22、32—绝缘体，23、33—外部导体，24、34—外皮，4—绝缘电线，40—绞线导体，41、411—线材，42—绝缘包覆部。
具体实施方式
19.[实施方式]
[0020]
图1是示出本发明的实施方式的复合电缆的与长度方向垂直的截面的剖视图。该复合电缆1例如用于血管内窥镜导管，将向人体的血管内插入的拍摄部与配置于体外且进行图像处理等的外部设备连接。
[0021]
复合电缆1具有：包括多个同轴线2、3及多个绝缘电线4的缆芯10；由芳族聚酰胺纤维、凯夫拉(kevlar，注册商标)等纤维状体构成的夹杂物11；由螺旋卷绕于缆芯10的周围的带状的压卷带50构成的带层5；配置于带层5的外周的屏蔽层6；以及由树脂构成的护套7。复合电缆1的外径d例如为1.0mm以下。
[0022]
多个绝缘电线4用作例如向拍摄部的相机、相机的拍摄对象的照明用的发光元件供给动作电源的电源线。多个同轴线2、3用作例如用于传输相机的控制用的控制信号、图像信息信号的信号线。
[0023]
夹杂物11是将纤维状体捆扎而形成为绳状的部件，配置于复合电缆1的中心部。多个同轴线2、3以及多个绝缘电线4配置为包围夹杂物11，且呈螺旋状地绞合。在本实施方式中，缆芯10由两根大径的同轴线2、一根小径的同轴线3以及三根绝缘电线4构成。大径的同轴线2和绝缘电线4具有同等的外径。小径的同轴线3形成为外径比大径的同轴线2及绝缘电线4的外径小。
[0024]
压卷带50例如由pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等树脂构成，以宽度方向的一部分重叠的方式卷绕成螺旋状。屏蔽层6例如将由铜合金构成的多个屏蔽线材60螺旋卷绕来构成。但是，屏蔽层6的结构不限定于此，例如也可以将线材编织成格子状。
[0025]
缆芯10中的多个同轴线2、3以及多个绝缘电线4的螺旋卷绕的方向与压卷带50的螺旋卷绕的方向、以及压卷带50的螺旋卷绕的方向与多个屏蔽线材60的螺旋卷绕的方向分别为相反方向。由此，复合电缆1的弯曲倾向受到抑制。
[0026]
护套7通过将树脂挤出成形在屏蔽层6的外周而形成为管状。作为护套7的材料，例如能够使用pfa(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟树脂。
[0027]
图2的(a)是放大地示出两根大径的同轴线2中的一个同轴线2的剖视图。此外，另一个大径的同轴线2也相同地构成。
[0028]
大径的同轴线2具有中心导体21、覆盖中心导体21的绝缘体22、配置于绝缘体22的外周的多个外部导体23、以及覆盖多个外部导体23的外皮24。在本实施方式中，在绝缘体22的外周配置有20根外部导体23，上述外部导体23呈螺旋状地横向卷绕。绝缘体22以及外皮
24例如由pfa等氟树脂构成，分别被挤出成形在中心导体21的外周以及外部导体23的外周。
[0029]
中心导体21以及外部导体23是例如由铜合金构成的截面呈圆形的单线。此处，单线是指形成为线状的单体的导电体。如图2所示，在将中心导体21的导体直径设为d
11
、将外部导体23的导体直径设为d
12
时，d
12
/d
11
的值优选为0.35以上且1.0以下，更优选为0.5以上且0.85以下。
[0030]
图2的(b)是放大地示出小径的同轴线3的剖视图。小径的同轴线3具有中心导体31、覆盖中心导体31的绝缘体32、配置于绝缘体32的外周的多个外部导体33、以及覆盖多个外部导体33的外皮34。在本实施方式中，在绝缘体32的外周呈螺旋状地横向卷绕有12根外部导体33。绝缘体32以及外皮34例如由pfa等氟树脂构成，分别被挤出成形在中心导体31的外周以及外部导体33的外周。
[0031]
中心导体31以及外部导体33是例如由铜合金构成的截面呈圆形的单线。中心导体31形成为比大径的同轴线2的中心导体21细。外部导体33的导体直径与大径的同轴线2的外部导体23的导体直径相等。如图2的(b)所示，在将中心导体31的导体直径设为d
21
、将外部导体33的导体直径设为d
22
时，d
22
/d
21
的值与大径的同轴线2中的d
12
/d
11
的值相同，优选为0.35以上且1.0以下，更优选为0.5以上且0.85以下。
[0032]
图3是放大地示出三根绝缘电线4中的一根绝缘电线4的剖视图。此外，其它绝缘电线4也相同地构成。
[0033]
绝缘电线4由将多个线材41绞合而成的绞线导体40和包覆绞线导体40的绝缘包覆部42构成。线材41例如由铜合金构成。绝缘包覆部42例如由pfa等氟树脂构成，被挤出成形在绞线导体40的外周。在本实施方式中，将截面呈圆形的七根线材41绞合来构成绞线导体40。
[0034]
在将绝缘电线4的线材41的线材直径设为d3时，大径的同轴线2的中心导体21的导体直径d
11
为线材41的线材直径d3以下，而且为线材41的线材直径d3的一半以上。也就是说，d
11
/d3的值为0.5以上且1.0以下。并且，大径的同轴线2的中心导体21的导体直径d
11
为0.05mm以下。
[0035]
在将大径的同轴线2的中心导体21以及多个外部导体23的截面积的合计值亦即导体截面积设为s1、将绝缘电线4的绞线导体40中的多个线材41的截面积的合计值亦即导体截面积设为s2时，若s2/s1的值过大，则在复合电缆1弯曲时，应力容易集中于绝缘电线4。并且，若s2/s1的值过小，则应力容易集中于大径的同轴线2。s2/s1的值的优选范围为0.6以上且4.5以下，更优选为1.0以上且3.0以下。
[0036]
在本实施方式中，由于大径的同轴线2中的外部导体23的数量为20根，所以大径的同轴线2的导体截面积s1由s1＝((d
11
/2)2+(d
12
/2)2×
20)
×
π的运算式来求出。并且，绝缘电线4的导体截面积s2由s2＝(d3/2)2×7×
π的运算式来求出。
[0037]
然而，在具有多个电线(同轴线以及绝缘电线)的复合电缆中，构成各电线的导体的粗细、结构对弯曲耐久性产生影响。例如，在线径不同的单线彼此，线径较大的单线更容易产生较大的弯曲应力，容易产生断线。并且，在单线和将线径与该单线相同的多个线材绞合而成的绞线中，单线更容易产生断线。考虑到上述情况，上述的各数值范围的上限值及下限值是为了抑制在复合电缆1弯曲时应力集中于一部分导体而产生断线等而设定的值。
[0038]
例如，若大径的同轴线2的中心导体21的导体直径d
11
比绝缘电线4的线材41的线材
直径d3大，则在复合电缆1弯曲时，应力集中于中心导体21而容易产生断线。另一方面，若绝缘电线4的线材41的线材直径d3比中心导体21的导体直径d
11
大且例如为2倍以上，则线材41容易产生断线。
[0039]
并且，若大径的同轴线2的导体截面积s1与绝缘电线4的导体截面积s2之差过大，则容易在导体截面积较大的电线产生断线。在本实施方式中，还考虑绝缘电线4作为电源线来使用且需要的电流容量较大的情况，如上所述地设定s2/s1的优选的数值范围。此外，由于小径的同轴线3与大径的同轴线2相比，弯曲应力难以作用，所以此处将大径的同轴线2的导体截面积s1作为与绝缘电线4的导体截面积s2的比较对象。
[0040]
并且，在大径的同轴线2中，由于外部导体23的根数比中心导体21的根数多，所以外部导体23的导体直径d
12
最好为中心导体21的导体直径d
11
以下。但是，若外部导体23的导体直径d
12
过细，则制造上的难度增加，因此如上所述地设定d
12
/d
11
的优选的数值范围。此外，小径的同轴线3也是相同的。
[0041]
作为一例，大径的同轴线2的中心导体21的导体直径d
11
为相当于46awg(美国线规)的0.04mm，小径的同轴线3的中心导体31的导体直径d
21
为相当于50awg的0.025mm。大径及小径的同轴线2、3的外部导体23、33的导体直径d
12
、d
22
为0.02mm。并且，绝缘电线4的线材41的线材直径d3为相当于46awg的0.04mm，绞线导体40的导体直径d4为相当于38awg的0.12mm(线材41的线材直径d3的3倍)。
[0042]
像这样设定了各导体直径及线材直径的情况下的复合电缆1得到了较高的弯曲耐久性。具体而言，在代替绝缘电线4的绞线导体40而使用与绞线导体40的截面积(线材41的截面积
×
7)相同的截面积的单线进行了弯曲耐久试验的情况下，该单线在4000次左右的弯曲次数时断开，但在如上所述地设定了各导体直径及线材直径的复合电缆1中，即使超过了在使用与绞线导体40的截面积相同的截面积的单线的情况下产生断线的弯曲次数，各电线也不会产生断线，能够得到满足作为血管内窥镜导管用的复合电缆的要求规格的较高的弯曲耐久性。
[0043]
此外，大径及小径的同轴线2、3的中心导体21、31的导体直径d
11
、d
21
例如能够设定在相当于52awg的0.021mm至相当于42awg的0.064mm之间。并且，绝缘电线4的绞线导体40的导体直径d4例如能够设定在相当于44awg的0.06mm至相当于32awg的0.24mm之间。
[0044]
(实施方式的效果)
[0045]
根据以上说明的本实施方式，在复合电缆1弯曲时，能够抑制应力集中于大径及小径的同轴线2、3的中心导体21、31或者绝缘电线4的多个线材41的任一个，因此能够实现复合电缆1的细径化，并且能够实现较高的弯曲耐久性。
[0046]
此外，在上述的实施方式中，对多个绝缘电线4的结构相同的情况进行了说明，但在具有多个线材的截面积的合计值亦即导体截面积不同的多个绝缘电线的复合电缆的情况下，将导体截面积最大的绝缘电线的该导体截面积设为上述的s2，该s2除以导体截面积最大的同轴线(在上述的实施方式中为大径的同轴线2)的导体截面积s1所得的值(s2/s1)在上述的数值范围内即可。
[0047]
并且，关于同轴线的中心导体的导体直径与外部导体的导体直径之比，中心导体的导体直径最大的同轴线(在上述实施方式中为大径的同轴线2)中的上述之比(外部导体的导体直径/中心导体的导体直径)在上述数值范围内即可。
[0048]
(实施方式的总结)
[0049]
接下来，引用实施方式中的符号等对从以上说明的实施方式掌握的技术思想进行记载。其中，以下记载中的各符号并不将权利要求书中的构成要素限定于在实施方式中具体地示出的部件等。
[0050]
[1]一种复合电缆1，具有同轴线2、3以及绝缘电线4，其中，上述同轴线2、3具有中心导体21、31、覆盖上述中心导体21、31的绝缘体22、32、配置于上述绝缘体22、32的外周的多个外部导体23、33、以及覆盖上述多个外部导体23、33的外皮24、34，上述绝缘电线4由将多个线材41绞合而成的绞线导体40和包覆上述绞线导体40的绝缘包覆部42构成，上述同轴线2、3的上述中心导体21、31为单线，上述中心导体21、31的导体直径d
11
、d
21
为上述绝缘电线4的上述多个线材41的线材直径d3以下。
[0051]
[2]根据上述[1]所述的复合电缆1，其中，上述中心导体21、31的导体直径d
11
、d
21
为上述绝缘电线4的上述多个线材41的线材直径d3的一半以上。
[0052]
[3]根据上述[1]或[2]所述的复合电缆1，其中，上述中心导体21、31的导体直径d
11
、d
21
为0.064mm以下。
[0053]
[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的复合电缆1，其中，在将上述中心导体21、31以及上述多个外部导体23、33的截面积的合计值设为s1、将上述绞线导体40中的上述多个线材41的截面积的合计值设为s2时，s2/s1的值为0.6以上且4.5以下。
[0054]
[5]根据上述[4]所述的复合电缆1，其中，上述s2/s1的值为1.0以上且3.0以下。
[0055]
[6]根据上述[1]至[5]中任一项所述的复合电缆1，其中，在将上述中心导体21的导体直径设为d1、将上述多个外部导体23的导体直径设为d2时，d2/d1的值为0.35以上且1.0以下。
[0056]
[7]根据上述[6]所述的复合电缆1，其中，上述d2/d1的值为0.5以上且0.85以下。
[0057]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式并不对权利要求书的发明进行限定。并且，应注意的是，在实施方式中说明的所有特征组合不一定是用于解决发明的课题的方案所必需的。
[0058]
并且，本发明能够在不脱离其主旨的范围内适当地变形而实施。例如，在上述的实施方式中，对复合电缆1具有两根大径的同轴线2、一根小径的同轴线3以及三根绝缘电线4的情况进行了说明，但复合电缆的结构不限定于此，能够适当地变更同轴线、绝缘电线的根数。并且，复合电缆的用途不限定于血管内窥镜导管，能够用于要求细径且弯曲耐久性的各种用途。
[0059]
并且，在上述的实施方式中，对将七根线材41绞合来构成绝缘电线4的绞线导体40的情况进行了说明，但绝缘电线的线材的数量不限定于七根，例如也可以如图4所示，将19根线材411绞合来构成绝缘电线4的绞线导体40。在该情况下，通过将线材411的线材直径d
31
设为0.05mm(将绞线导体40的导体直径d
41
设为0.25mm)，能够得到相当于32awg的绞线导体40。