WO2013125447A1

WO2013125447A1 - 同軸多心ケーブル

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Publication number: WO2013125447A1
Application number: PCT/JP2013/053561
Authority: WO
Inventors: 勝雄下沢; 稔澤田; 和年嘉代; 嘉朗上村
Original assignee: 株式会社潤工社
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2013-08-29
Also published as: JP2013171672A

Abstract

良好な電気特性を有し且つ良好な耐摺動特性を有する同軸多心ケーブルを提供する。複数の同軸ケーブル１１ａ～２６ｂと、複数の同軸ケーブルの外側に配置されるシールド層５０と、シールド層の外周に設けられた保護被膜層６０と、を有する同軸多心ケーブルであって、複数の同軸ケーブルは、複数のケーブル層に配置され、各複数のケーブル層は、同心円状に撚り合わされる複数の対をなす同軸ケーブルを有し、複数の同軸ケーブルの撚り方向は同一方向であり、且つ複数の同軸ケーブルの撚りピッチは同一ピッチである同軸多心ケーブル１。

Description

同軸多心ケーブル

　本発明は、複数の対をなす同軸ケーブルを有する同軸多心ケーブルに関する。

　従来は、２対の信号線を使用して、デジタル信号を差動伝送することが知られる。差動伝送は、位相を１８０度反転させた信号を２心の信号導体に同時に入力して送信し、受信側で差分合成した信号を出力するので、受信側で信号出力を２倍にすることができる。また、信号の伝送経路で受けたノイズは、２心の導体に等しく加えられているので、受信側で差動信号として出力したときにノイズがキャンセルされる。デジタル信号を差動信号として伝送するときに、平行に配置される２心の信号導体を有するツインナクスケーブルが使用されている。

　また、８対又は１６対など多対のツインナクスケーブルを、１つのケーブルとして形成する多対ツインナクスケーブルが知られている。多対ツインナクスケーブルは、ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ又は１０ＧＢＡＳＥ－ＣＸ４インタフェースなど高速データ伝送インタフェース規格に基づいて、多ビッドの信号をシリアルに差動伝送するときに使用されている。多対ツインナクスケーブルは、ＨＳリンクなどカメラリンクケーブルとしても使用されている。特許文献１には、２本の絶縁電線が平行に並列してなるコア電線を、複数本撚り合わせた多心ケーブルが記載されている。

　特許文献２には、複数の対をなす同軸ケーブルを含む同軸多心ケーブルであって、複数の対をなす同軸ケーブルにそれぞれ印加される信号の間に伝送時間差を生じさせないように、複数の対をなす同軸ケーブルを同心円状に撚り合わせた同軸多心ケーブルが記載されている。特許文献２に記載される同軸多心ケーブルを利用することにより、信号の間に伝送時間差を生じさせずにデジタル信号を伝送することが可能になるとともに、同軸多心ケーブルの耐摺動性能が向上する。しかしながら、特許文献２に記載される同軸多心ケーブルは、複数の対をなす同軸ケーブルを一層のケーブル層として配置しているので、同軸ケーブルの数が増加すると、同軸多心ケーブルの口径が大きくなる。そこで、複数の同軸ケーブルを複数のケーブル層に配置することにより、同軸多心ケーブルの口径を小さくすることが考えられる。

　特許文献３には、同心円状に撚り合わされる複数のケーブルが含まれる複数のケーブル層を有する同軸多心ケーブルが記載されている。特許文献３に記載される同軸多心ケーブルは、第１ケーブル層の撚り方向と第１ケーブル層の外周に形成される第２ケーブル層の撚り方向とが同一方向になるように形成されている。このような配置を採用することにより、異なるケーブル層に配置される同軸ケーブルが長手方向に多数の点で接触することになる。この結果、同軸ケーブル同士が点接触して鋭角で折れるおそれはなく、特許文献３に記載される同軸多心ケーブルは、繰り返し曲げ応力に対して高い機械的信頼性を有することになる。

特開２０１１－１４２０７０号公報特開２０１０－３３８７９号公報特開２００６－１９６２８９号公報

　工程で必要な処理を実行するために、高速且つ繰り返しアーム部を動作させる工業用ロボットが知られている。工業用ロボットのアーム部の先端部には処理を実行する処理機構が搭載され、工業用ロボットのアーム部には、処理機構を制御する制御部と処理機構との間を電気的に接続する多数のケーブルが配線されている。処理工程が高度化し且つ複雑化することに伴い、種々の制御を高精度で実行するために高感度カメラが工業用ロボットのアーム部の先端部に搭載され始めている。このため、工業用ロボットのアーム部にデジタル信号を高速伝送可能なケーブルを配線したいというニーズがある。

　特許文献１に記載される多心ケーブルは、高速デジタル信号の伝送は可能なものの、コア電線が平行に並列する２本の絶縁電線を有するために、十分な耐摺動特性を有しない。

　特許文献２に記載される同軸多心ケーブルは、高速デジタル信号の伝送が可能であり、且つ十分な耐摺動特性を有する。しかしながら、特許文献２に記載される同軸多心ケーブルは、伝送容量が増加し、心数が増加すると口径が太くなり、所定の規格で規定される口径よりも大きくなってしまう。

　特許文献３に記載される多心ケーブルは、繰り返し曲げ応力に対して高い機械的信頼性を有するものの、工業用ロボットのアーム部の動作に対して十分な耐摺動特性を有していない。

　そこで、本発明は、高速デジタル信号を差動伝送することが可能であり、且つ工業用ロボットのアーム部の動作に対して十分な耐摺動特性を有する同軸多心ケーブルを提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明に係る同軸多心ケーブルは、複数の同軸ケーブルと、複数の同軸ケーブルの外側に配置されるシールド層と、シールド層の外周に設けられた保護被膜層と、を有する。そして、複数の同軸ケーブルは、複数のケーブル層に配置され、各複数のケーブル層は、同心円状に撚り合わされる複数の対をなす同軸ケーブルを有し、複数の同軸ケーブルの撚り方向は同一方向であり、且つ複数の同軸ケーブルの撚りピッチは同一ピッチである。

　本発明に係る同軸多心ケーブルの同軸ケーブルは、複数のケーブル層に配置されるので、本発明に係る同軸多心ケーブルの口径を小さくすることができる。

　本発明に係る同軸多心ケーブルの同軸ケーブルは、配置されるケーブル層に関わらず、撚り方向は同一方向であり、且つ撚りピッチは同一ピッチであるので、隣接する同軸ケーブルは、互いに交差することはない。このため、本発明に係る同軸多心ケーブルは、繰り返し曲げ応力に対して非常に高い機械的信頼性を有する。

　また、本発明に係る同軸多心ケーブルの同軸ケーブルは、撚り方向は同一方向であり、且つ撚りピッチは同一ピッチであるので、ケーブル外部応力から各同軸ケーブルが受ける力が均等で方向が同じである。このため、本発明に係る同軸多心ケーブルが曲げられたときに、内部の同軸ケーブル間の擦れによるダメージが小さい。このため、本発明に係る同軸多心ケーブルは、工業用ロボットのアーム部の移動に伴って湾曲部を連続的に移動させるような動きにおいても、良好な耐摺動特性を有する。

　しかしながら、本発明に係る同軸多心ケーブルの同軸ケーブルは、配置されるケーブル層に関わらず、撚り方向は同一方向であり、且つ撚りピッチは同一ピッチであるので、配置されるケーブル層ごとにケーブル長がわずかに異なる。このため、本発明に係る同軸多心ケーブルの各複数のケーブル層は、同心円状に撚り合わされる複数の対をなす同軸ケーブルを有し、差動信号など１対の信号を伝送する場合に、同一のケーブル層に配置される同軸ケーブルを使用することができる。

　さらに、シールド層は、横巻きされたシールド層用金属線を有し、シールド層用金属線の横巻き方向は、複数の同軸ケーブルの撚り方向と同一方向であることが好ましい。

　シールド層用金属線の横巻き方向が複数の同軸ケーブルの撚り方向と同一方向である場合、複数の同軸ケーブルとシールド層用金属線とは、曲げられたときに同一方向に応力が働くため、シールド層用金属線により同軸ケーブルが締め付けられることがない。このため、シールド層用金属線の横巻き方向が複数の同軸ケーブルの撚り方向と逆方向である場合よりも耐摺動特性が向上する。

　さらに、複数の同軸ケーブルはそれぞれ、中心導体と、中心導体の外周側に配置される誘電体と、誘電体の外周側に配置される外部導体と、外部導体の外周側に配置される外被とを有し、外部導体は、横巻きされた複数の外部導体用金属線を有することが好ましい。

　外部導体が横巻きされた複数の外部導体用金属線を有するので、外部導体用金属線が編組されて形成される場合と比較して良好な耐摺動特性を有するためである。また、複数の同軸ケーブルのそれぞれの同軸ケーブルは、外部導体と外被との間に、金属で構成され、かつ外部導体を巻回したテープ状の巻回体層をさらに備えることが好ましい。これにより、巻回帯層がシールド層となるので、外部導体層と巻回帯層との2つのシールドを備えることになり、シールド特性をさらに向上させることが可能となる。また、この各同軸ケーブルでは、巻回帯層と外部導体層とをより密着させることができるため、シールド特性が向上した状態を安定的に維持することも可能となる。

　本発明によれば、同軸多心ケーブルでは、複数の同軸ケーブルが複数のケーブル層に配置され、各複数のケーブル層は、同心円状に撚り合わされる複数の対をなす同軸ケーブルを有する。さらに、本発明によれば、複数の同軸ケーブルの撚り方向は同一方向であり、且つ複数の同軸ケーブルの撚りピッチは同一ピッチである。このため、本発明によれば、多ビットデジタル信号のシリアル伝送が可能であり、且つ工業用ロボットのアーム部の高速移動に対して必要な十分な耐摺動特性を有する同軸多心ケーブルを提供することが可能となった。

多対ツインナクスケーブル及びツインナクスケーブルの断面図である。一層構成の同軸多心ケーブル及び同軸ケーブルの断面図である。二層構成の同軸多心ケーブルの断面図である。二層構成の同軸多心ケーブルの撚り合わせを示す図である。多対ツインナクスケーブルの断面図である。ケーブル摺動試験装置を示す図である。二層構成の同軸多心ケーブルの摺動試験結果を示す図である。二層構成の同軸多心ケーブルの摺動試験結果を示す図である。二層構成の同軸多心ケーブルの断面図である。

　まず、本発明に係る同軸多心ケーブルについて説明する前に、従来の多対ツインナクスケーブル及び同軸多心ケーブルについて簡単に説明する。

　図１（ａ）は、８対ツインナクスケーブル２００の断面図である。８対ツインナクスケーブル２００は、８対のツインナクスケーブル２１０と、第１テープ層２３０と、第２テープ層２４０と、外部シールド層２５０と、シース層２６０とを有する。

　図１（ｂ）は、ツインナクスケーブル２１０の断面図である。ツインナクスケーブル２１０は、第１信号線２１１ａと、第２信号線２１１ｂと、シールド層２１４と、ドレイン線２１５と、ジャケット２１６とを有する。第１信号線２１１ａは、内部導体２１２ａと、内部導体２１２ａの外周に配置される誘電体層２１３ａとを有する。第２信号線２１１ｂは、内部導体２１２ｂと、内部導体２１２ｂの外周に配置される誘電体層２１３ｂとを有する。

　内部導体２１２ａ及び２１２ｂは、一般に銀めっき軟銅線で形成される場合が多いが、鉄など固有抵抗が比較的大きい磁性体材料で形成される心材と、銀、銅、金又はアルミニウムなど固有抵抗が比較的小さい良導電性金属で形成され且つ心材の周囲に配置される被覆層とを有する導体などで形成されることが好ましい。誘電体層２１３ａ及び２１３ｂは、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（expanded polytetrafluoroethylene、ｅＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂で形成される。

　シールド層２１４は、一般にアルペット（ＡＬＰＥＴ）と称される金属化テープを有する。アルペットは、圧延処理により形成されたアルミ箔とポリエチレンテフフタレートとを、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride、ＰＶＣ）等を介して積層してテープ状に形成される。

　ドレイン線２１５は、銀めっき軟銅線で形成され、シールド層２１４の外周の一端が接するようにシールド層２１４に並行して配置される。ジャケット２１６は、ＦＥＰなどのフッ素樹脂やＰＶＣで形成され、シールド層２１４及びドレイン線２５５の外側を被覆するように配置される。

　第１テープ層２３０は、ｅＰＴＦＥを有し、８対のツインナクスケーブル２１０の外側に巻回される。第２テープ層２４０は、アルペットを有し、第１テープ層２３０の外周に巻回されて、補助シールドとして機能する。外部シールド層２５０は、編組された軟銅で形成され、第２テープ層の外周に配置される。シース層２６０は、ＰＶＣを有し、外部シールド層２５０の外周に配置される。

　図２（ａ）は、一層構成の同軸多心ケーブル（８対用１６心同軸ケーブル）３００の断面図である。一層構成の同軸多心ケーブル３００は、８つの対をなす同軸ケーブル１１と、第１テープ層３３０と、第２テープ層３４０と、シールド層３５０と、シース層３６０と、介在３７０とを有する。８つの対をなす同軸ケーブル１１は、右方向に撚り合わされている。

　図２（ｂ）は、同軸ケーブル１１の断面図である。同軸ケーブル１１は、中心導体１０１と、誘電体層１０３と、外部導体１０４と、ジャケット１０５とを有する。

　中心導体１０１は、右方向に撚り合わされた１９本の銀めっき銅合金線（不図示）を有し、信号伝送時に主たる信号経路として機能する。撚り合わされた銀めっき銅合金線の口径は、０．１０２ｍｍである。中心導体１０１は、銀めっき銅合金線で形成されるが、錫めっき銅、銀めっき銅、粗銅などで形成してもよい。

　誘電体層１０３は、ｅＰＴＦＥ層とテトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（Tetrafluoroetylene-Hexafluoropropylen Copolymer、ＦＥＰ）層とを有し、中心導体１０１を構造中心に保持するように機能する。誘電体層１０３の外径は、１．１７ｍｍである。誘電体層１０３は、ポリエチレン又はテフロン（登録商標）など他の誘電体で形成してもよい。

　外部導体１０４は、右方向に横巻きされる４５本の錫めっき銅合金線（不図示）を外部導体用金属線として有し、信号伝送時に帰路として機能する。横巻きされた錫めっき銅合金線の口径は、０．０８ｍｍである。外部導体１０４は、錫めっき銅合金線で形成されるが、錫めっき銅、銀めっき銅、粗銅などで形成してもよい。

　ジャケット１０５は、ＦＥＰを有し、外部導体１０４の外周に巻回される外被である。ジャケット１０５の厚さは、０．１ｍｍである。ジャケットはＦＥＰで形成されるが他のフッ素樹脂やＰＶＣなどで形成しても良い。

　第１テープ層３３０は、ｅＰＴＦＥを有し、８つの対をなす同軸ケーブル１１の外側に巻回される。第１テープ層３３０の厚さは、０．１ｍｍである。第２テープ層３４０は、アルペットを有し、第１テープ層３３０の外周に巻回されて、補助シールドとして機能する。第２テープ層３４０の厚さは、０．０３５ｍｍである。

　シールド層３５０は、右方向に横巻きされる２０８本の錫めっき銅合金線（不図示）を有する。横巻きされた錫めっき銅合金線の口径は、０．１ｍｍである。シールド層３５０は、錫めっき銅合金線で形成されるが、錫めっき銅、銀めっき銅、粗銅などで形成してもよい。

　シース層３６０は、ＰＶＣを有し、シールド層３５０の外周に配置される保護被膜層である。シース層３６０の厚さは、０．８５ｍｍである。

　一層構成の同軸多心ケーブル３００は、８対ツインナクスケーブル２００よりも良好な耐摺動特性を有する。一層構成の同軸多心ケーブル３００は、耐摺動特性に優れる同軸ケーブル１１をツインナクスケーブル２１０の代わりに使用するためである。さらに、一層構成の同軸多心ケーブル３００は、８つの対をなす同軸ケーブル１１を一層で配置するために、８対、すなわち１６本の同軸ケーブル１１の全てのケーブル長を等しくすることができるため、１６本の同軸ケーブル１１に印加される信号に伝送時間差を生じさせない。

　しかしながら、一層構成の同軸多心ケーブル３００は、口径が大きくなり所定のコネクタに接続することができなくなる。具体的には、８対ツインナクスケーブル２００において、断面の短手方向の長さが１．４９ｍｍであり且つ長手方向の長さが２．９９ｍｍである８対ツインナクスケーブル２００を使用した場合、８対ツインナクスケーブル２００の外径は９．９ｍｍになる。一方、一層構成の同軸多心ケーブル３００の口径は、１１．６ｍｍになる。

　次に、図３～８を参照して、本発明に係る同軸多心ケーブル（８対用１６心同軸ケーブル）１について説明する。

　図３は、二層構成の同軸多心ケーブル１の断面図である。図４は、二層構成の同軸多心ケーブル１の撚り合わせ方向及び撚り合わせピッチを示す図である。

　二層構成の同軸多心ケーブル１は、第１～第１６同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを有する。二層構成の同軸多心ケーブル１は、第１テープ層３０と、第２テープ層４０と、シールド層５０と、シース層６０と、第１～第５介在７０～７４を更に有する。

　第１～第１６同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂはそれぞれ、図２（ｂ）に示される同軸ケーブル１１と同様な構成を有する。

　第１～第４同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、第２～第５介在７１～７５とともに、第１介在７０の周囲に同心円状に右方向に撚り合わされ、第１ケーブル層１０を形成する。第１～第４同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、同心円状に同一方向に撚り合わされているので、ケーブル長は互いに等しくなる。

　第１同軸ケーブル１１ａと第２同軸ケーブル１１ｂとは、第１ケーブル対を形成し、第３同軸ケーブル１２ａと第４同軸ケーブル１２ｂとは、第２ケーブル対を形成し、それぞれのケーブル対に差動信号が伝送される。

　第５～第１６同軸ケーブル２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、第１ケーブル層１０の周囲に右方向に同心円状に撚り合わされ、第２ケーブル層２０を形成する。第２ケーブル層２０は、第１ケーブル層１０の撚りピッチと同一の撚りビッチとなるように撚り合わされる。第５～第１６同軸ケーブル２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、同心円状に同一方向に撚り合わされているので、ケーブル長は互いに等しくなる。

　第５同軸ケーブル２１ａと第６同軸ケーブル２１ｂとは、第３ケーブル対を形成し、第７同軸ケーブル２２ａと第８同軸ケーブル２２ｂとは、第４ケーブル対を形成し、第９同軸ケーブル２３ａと第１０同軸ケーブル２３ｂとは、第５ケーブル対を形成する。第１１同軸ケーブル２４ａと第１２同軸ケーブル２４ｂとは、第６ケーブル対を形成し、第１３同軸ケーブル２５ａと第１４同軸ケーブル２５ｂとは、第７ケーブル対を形成し、第１５同軸ケーブル２６ａと第１６同軸ケーブル２６ｂとは、第８ケーブル対を形成する。

　第１テープ層３０、第２テープ層４０及びシース層６０は、図２（ａ）に示される一層構成の同軸多心ケーブル３００を参照して説明された第１テープ層３３０、第２テープ層３４０及びシース層３６０と同様な構成を有する。

　シールド層５０は、右方向に横巻きされる１９２本の錫めっき銅合金線（不図示）をシールド層用金属線として有する。横巻きされた錫めっき銅合金線の口径は、０．１ｍｍである。シールド層５０は、錫めっき銅合金線で形成されるが、錫めっき銅、銀めっき銅、粗銅などで形成してもよい。

　第１～第５介在７０～７４はそれぞれ、綿で形成される。第１介在７０は、綿を凧糸状に撚ることにより形成され、二層構成の同軸多心ケーブル１の中心に配置される。第２介在７１は、第１同軸ケーブル１１ａと第２同軸ケーブル１１ｂとの間に配置され、第３介在７２は、第２同軸ケーブル１１ｂと第３同軸ケーブル１２ａとの間に配置される。第４介在７３は、第３同軸ケーブル１２ａと第４同軸ケーブル１２ｂとの間に配置され、第５介在７４は、第４同軸ケーブル１２ｂと第１同軸ケーブル１１ａとの間に配置される。

　次に、二層構成の同軸多心ケーブル１の製造方法について説明する。同軸ケーブル１１ａの製造方法について説明する。まず、１９本の銀めっき銅合金線を右方向に撚り合わせて中心導体１０１を形成する（図２（ｂ）参照）。次いで、中心導体１０１の外周に押出機（不図示）により、ｅＰＴＦＥとＦＥＰとを有する誘電体を押出し被覆して誘電体層１０３を形成する。次いで、誘電体層１０３の外周に導体素線を構成する４５本の錫めっき銅合金線を一定の角度で右方向に横巻きして外部導体１０４を形成する。さらに、この外部導体層１０４の外周に、例えば、金属化テープである例えばＡＬＰＥＴ（巻回帯）を螺旋状に巻回して、巻回帯層を形成する（不図示）。そして、外部導体１０４の外周に、ＦＥＰを押出し被覆してジャケット１０５を形成する。
なお、上記の巻回体層を構成するＡＬＰＥＴは、アルミ箔とポリエチレンテフタレート（以下、単にＰＥＴとする）とを、ポリ塩化ビニル（以下、単にＰＶＣとする）を介して積層してテープ状に形成したものである。そして、このＡＬＰＥＴは、アルミ箔が外部導体層１０４と接触する態様で、外部導体層１０４の上から螺旋状に巻回されている。そのため、外部導体層１０４は、この巻回帯層によって望ましい応力が加えられて締め付けられることになり、外部導体層１０４の導体素線同士の密着度が向上する。これにより、例え同軸ケーブル１１ａが曲げられたとしても、その屈曲部分で導体素線同士が離間することが防止される。そして、この巻回帯層は、金属化テープであるＡＬＰＥＴによって形成されていることから、この巻回帯層自体もシールドとして作用することになる。これにより、本実施形態の同軸ケーブル１１ａでは、外部導体層１０４と、巻回帯層との２つのシールド効果を持つ層を備えることになり、さらに、外部導体層１０４の導体素線が巻回帯層１４によって締め付けられるので、導体素線１３ａ同士の密着度を向上させることができるとともに、さらにその密着状態が維持されることになり、外部導体層１０４のシールド特性が向上した状態を安定的に維持することが可能となる。

　次いで、第１介在７０を中心として、第１～第１６同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂと、第２～第５介在７１～７５とを同時に撚り合わせる。ここで、第１ケーブル層１０を形成する第１～第４同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ及び第２～第５介在７１～７５が同心円で配置されるように右方向に撚り合わされる。また、第２ケーブル層２０を形成する第５～第１６同軸ケーブル２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが同心円で配置されるように右方向に撚り合わされる。さらに、第１ケーブル層１０の撚りピッチと第２ケーブル層２０の撚りピッチは等しくなるように撚り合わされる。

　次いで、第２ケーブル層２０の外側を包囲するようにｅＰＴＦＥテープを巻回して第１テープ層３０を形成する。次いで、第１テープ層３０の外周を包囲するようにアルペットを巻回して第２テープ層４０を形成する。次いで、第２テープ層４０の外周に１９２本の錫めっき銅合金線を右方向に撚ってシールド層５０を形成する。そして、シールド層５０の外周を包囲するように押出機を用いてＰＶＣを押出し被覆してシース層６０を形成する。

　従来、二層構成の同軸多心ケーブルでは、第１ケーブル層の同軸ケーブルと第２ケーブル層の同軸ケーブルの伝送時間差を生じさせないように、それぞれのケーブル長を揃えるために、第２ケーブル層に比べ第１ケーブル層の同軸ケーブルを細かいピッチで撚り合わせることが行われていた。この構成では、第１ケーブル層の同軸ケーブルと第２ケーブル層の同軸ケーブルとがクロスする部分が発生し、その部分では摺動した時に擦れによる大きなダメージを受けていた。
　それに対して、本発明の二層構成の同軸多心ケーブル１では、第１ケーブル層１０と第２ケーブル層２０とは、撚り方向は同一方向であり且つ撚りピッチは同一ピッチとなる。すなわち、第１～第１６同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、撚り方向は同一方向であり且つ撚りピッチは同一ピッチとなる。このため、第１同軸ケーブル１１ａ及び第５同軸ケーブル２１ａなど隣接する同軸ケーブルは、互いに交差することはないので、二層構成の同軸多心ケーブル１は、繰り返し曲げ応力に対して非常に高い機械的信頼性を有する。また、第１～第１６同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは曲げられたときに、互いに摺動した時の擦れによるダメージが小さい。このため、二層構成の同軸多心ケーブル１は、良好な耐摺動特性を有する。

　第１ケーブル層１０を形成する第１～第４同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂのケーブル長は、互いに等しくなるので、第１～第４同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに印加される信号に伝送時間差を生じさせない。

　第２ケーブル層２０を形成する第５～第１６同軸ケーブル２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂのケーブル長は互いに等しい。このため、第５～第１６同軸ケーブル２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂに印加される信号に伝送時間差を生じさせない。

　シールド層５０の撚り方向は、第１ケーブル層１０及び第２ケーブル層２０の撚り方向と同一方向であるので、二層構成の同軸多心ケーブル１の耐摺動特性は更に向上する。第１ケーブル層１０及び第２ケーブル層２０の同軸ケーブルとシールド層５０のシールド層用金属線とは、曲げられたときに同一方向に応力が働くため、シールド層用金属線により同軸ケーブルが締め付けられることがないためである。

　第１～第１６同軸ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを形成する外部導体１０４は横巻きされる。したがって、二層構成の同軸多心ケーブル１の耐摺動特性は更に向上する。

　二層構成の同軸多心ケーブル１の口径は９．６ｍｍとなり、９．９ｍｍである８対ツインナクスケーブル２００の口径よりも小さくなる。

　次に、図５～８を参照して、本願発明に係る二層構成の同軸多心ケーブル１の耐摺動特性と、従来技術である１６対ツインナクスケーブル４００の耐摺動特性との測定結果について説明する。

　図５は、１６対ツインナクスケーブル４００の断面図である。１６対ツインナクスケーブル４００は、１６対のツインナクスケーブル４１０と、第１テープ層４３０と、第２テープ層４４０と、外部シールド層４５０と、シース層４６０とを有する。

　第１テープ層４３０は、ｅＰＴＦＥを有し、１６対のツインナクスケーブル４１０の外側に巻回される。第１テープ層４３０の厚さは、０．１ｍｍである。第２テープ層４４０は、アルペットを有し、第１テープ層４３０の外周に巻回されて、補助シールドとして機能する。第２テープ層４４０の厚さは、０．０３５ｍｍである。

　シールド層４５０は、錫めっき銅合金線の編組で形成される。（不図示）編組を形成する錫めっき銅合金線の口径は、０．０８ｍｍである。

　シース層４６０は、ＰＶＣを有し、シールド層４５０の外周に配置される保護被膜層である。シース層４６０の厚さは、０．８５ｍｍである。

　図６（ａ）は、ケーブル摺動試験装置９０を示す図である。ケーブル摺動試験装置９０は、固定部９１と、可動部９２と、第１及び第２ケーブル固定部９３及び９４とを有する。固定部９１は、建物の壁面などに固定部材により固定される。可動部９２は、不図示の駆動装置により長手方向に移動する。第１ケーブル固定部９３は、試料ケーブル９５の一端を固定部に固定し、第２ケーブル固定部９４は、試料ケーブル９５の他端を可動部９２に固定する。図６（ａ）の矢印２Ｒは、試料ケーブル９５の曲げ径を示す。本試験では、曲げ半径は３０ｍｍとした。すなわち、本試験における曲げ径２Ｒは６０ｍｍである。

　試料ケーブル９５は、試験対象のケーブルであり、試料ケーブル９５の長さは１．０ｍである。本測定では、二層構成の同軸多心ケーブル１又は１６対ツインナクスケーブル４００である。

　図６（ｂ）は、ケーブル摺動試験装置９０の可動部９２が最も移動した状態を示す図である。図６（ｂ）の矢印Ｓは可動ストロークを示す。本試験では、可動ストロークＳは、２００ｍｍとした。また、摺動速度は、１００回／分とした。

　表１は、二層構成の同軸多心ケーブル１についてのケーブル摺動試験の試験結果を示す表である。二層構成の同軸多心ケーブル１についてのケーブル摺動試験は、サンプル１～３の３つのケーブルについて行われた。表１に示される特性インピーダンスの変化率は、二層構成の同軸多心ケーブル１の第１～第８ケーブル対の中の特性インピーダンスの変化率の最大値である。表１に示される「最大値」欄に示される値は、３つのサンプル１～３の特性インピーダンスの変化率の最大値である。

　図７は、表１に示される特性インピーダンスの変化率を示す図である。図７に示すように、特性インピーダンスの変化率の最大値は、サンプル１の摺動回数２００万回のときの値である４．５４％であった。また、特性インピーダンスの変化率が大きくなるのは、摺動回数１５０万回以降である。

　図８は、３００万回の摺動試験後のサンプル３の特性インピーダンスのＴＤＲ（Time Domain Reflectometry、時間領域反射）波形を示す図である。矢印Ａがケーブルの入力端に相当し、矢印Ｂがケーブルの終端に相当する。

　表２は、１６対ツインナクスケーブル４００についてのケーブル摺動試験の試験結果を示す表である。１６対ツインナクスケーブル４００についてのケーブル摺動試験は、１つのケーブルについて行われた。表２に示される特性インピーダンスは、１６対あるツインナクスケーブル４１０にそれぞれ番号を付したツインナクスケーブル１～１６の１０００回の摺動試験前後の値である。

　１６対ツインナクスケーブル４００では、摺動回数１０００回の摺動試験により１６対あるツインナクスケーブル１～１６の中で１４対のツインナクスケーブルが断線した。断線していない２つのツインナクスケーブル５及び９においては、ドレイン線が断線していた。

　これらの摺動試験の結果は、二層構成の同軸多心ケーブル１は、摺動回数が１５０万回でも特性インピーダンスに大きな変化が見られないのに対し、１６対ツインナクスケーブルは、摺動回数が１０００回でも断線していることが示される。

　以上、二層構成の同軸多心ケーブル１の構成及び機能について説明してきたが、以下、他の実施例について説明する。

　図９は、二層構成の同軸多心ケーブル（１６対用３２心同軸ケーブル）２の断面図である。

　二層構成の同軸多心ケーブル２は、６つの対をなす同軸ケーブルで形成される第１ケーブル層１１０、１０個の対をなす同軸ケーブルで形成される第２ケーブル層１２０、第１テープ層１３０、第２テープ層１４０、シールド層１５０、シース層１６０及び第１介在１７０有する。

　第１ケーブル層１１０は、６つの対をなす同軸ケーブルが撚り方向が同一であり撚りピッチが同一になるように同心円状に撚り合わされる。第２ケーブル層１２０は、１０個の対をなす同軸ケーブルが第１ケーブル層１１０と撚り方向が同一であり撚りピッチが同一になるように同心円状に撚り合わされる。

　二層構成の同軸多心ケーブル１及び２の同軸ケーブルは、第１ケーブル層１０、１１０及び第２ケーブル層２０、１２０にそれぞれ配置されるが、３層以上のケーブル層に配置してもよい。同軸ケーブルが３層以上のケーブル層に配置される場合にも、配置されるケーブル層に関わらず、全ての同軸ケーブルの撚り方向は同一方向であり、且つ全ての同軸ケーブルの撚りピッチは同一ピッチである。

　二層構成の同軸多心ケーブル１及び２の同軸ケーブルは全て、右方向に撚り合わされているが、全て左方向に撚り合わせてもよい。この場合、全ての同軸ケーブルの撚りピッチは、配置されるケーブル層に関わらず同一ピッチである。

　二層構成の同軸多心ケーブル１の第１～第８ケーブル対はそれぞれ、隣接する同軸ケーブルに形成されるが、ケーブル対は、同一層に配置される同軸ケーブルで形成されていればよい。例えば、対向する位置に配置される第１同軸ケーブル１１ａと第３同軸ケーブル１２ａとにより第１ケーブル対を形成し、第２同軸ケーブル１１ｂと第４同軸ケーブル１２ｂとにより第２ケーブル対を形成してもよい。

　二層構成の同軸多心ケーブル１及び２の同軸ケーブルはそれぞれ、８つの対及び１６個の対をなす同軸ケーブルを有するが、２４個の対又は３２個の対など同軸ケーブルの数が異なる同軸多心ケーブルとしてもよい。
なお、本実施形態の巻回帯層は、金属化テープであるＡＬＰＥＴによって形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、外部導体層を締め付けることが可能であれば、どのようなものでも構わない。

　以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。

　１　　二層構成の同軸多心ケーブル（８対用１６心同軸ケーブル）
　２　　二層構成の同軸多心ケーブル（１６対用３２心同軸ケーブル）
　１０　　第１ケーブル層
　１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ　　同軸ケーブル
　２０　　第２ケーブル層
　２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ　　同軸ケーブル
　３０、４０、１３０、１４０　　テープ層
　５０、１５０　　シールド層
　６０、１６０　　シース層
　７０、７１、７２、７３、７４、１７０　　介在

Claims

　複数の同軸ケーブルと、
　前記複数の同軸ケーブルの外側に配置されるシールド層と、
　前記シールド層の外周に設けられた保護被膜層と、
　を有する同軸多心ケーブルであって、
　前記複数の同軸ケーブルは、複数のケーブル層に配置され、
　各複数のケーブル層は、同心円状に撚り合わされる複数の対をなす同軸ケーブルを有し、
　前記複数の同軸ケーブルの撚り方向は同一方向であり、且つ前記複数の同軸ケーブルの撚りピッチは同一ピッチであることを特徴とする同軸多心ケーブル。
　前記シールド層は、横巻きされたシールド層用金属線を有し、
　前記シールド層用金属線の横巻き方向は、前記複数の同軸ケーブルの撚り方向と同一方向である請求項１に記載の同軸多心ケーブル。
　前記複数の同軸ケーブルはそれぞれ、中心導体と、前記中心導体の外周側に配置される誘電体と、前記誘電体の外周側に配置される外部導体と、前記外部導体の外周側に配置される外被とを有し、
　前記外部導体は、横巻きされた複数の外部導体用金属線を有する請求項１又は２に記載の同軸多心ケーブル。
　前記複数の同軸ケーブルのそれぞれの同軸ケーブルは、前記外部導体と前記外被との間に、金属で構成され、かつ前記外部導体を巻回したテープ状の巻回体層をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の同軸多心ケーブル。