絶縁電線、及びケーブル
【課題】誘電率が低く、かつ、長手方向にわたって空隙率が安定していると共に、簡易な方法で生産できる絶縁電線及びケーブルを提供する。
【解決手段】本発明に係る絶縁電線１は、導体１０と、導体１０の表面に設けられる第１の線状絶縁体２０と、第１の線状絶縁体２０の直径と異なる直径を有し、導体１０の表面に設けられる第２の線状絶縁体２４と、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周に設けられる被覆層３０とを備える。
【解決手段】本発明に係る絶縁電線１は、導体１０と、導体１０の表面に設けられる第１の線状絶縁体２０と、第１の線状絶縁体２０の直径と異なる直径を有し、導体１０の表面に設けられる第２の線状絶縁体２４と、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周に設けられる被覆層３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線、及びケーブルに関する。特に、本発明は、電子機器、ＰＣ類等に用いられる信号伝送用の絶縁電線、及びケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器、ＰＣ等の高性能化、小型化に伴い、情報を伝送する電線についても高速伝送、細径化、薄肉化が要求されている。特に、高度な性能が要求される特殊機器、医療用機器等の製品向けには、絶縁体中に空気を混入（発泡）させることで実効誘電率を低下させた低誘電率絶縁体を備える電線が用いられている。低誘電率絶縁体を備える電線は、信号の伝送速度が向上すると共に、伝送する信号の損失が低減され、同一の特性インピーダンスを有する絶縁体を薄く形成できる等の利点を有していることから、装置の性能向上と共に、これらの電線の需要が高まっている。
【０００３】
従来、内部導体と、円筒状空隙部を有して内部導体に外嵌される外部導体と、円筒状空隙部に設けられる絶縁体とを備え、絶縁体が、内部導体に螺旋状に巻付けられた発泡プラスチックの紐状体からなる同軸ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の同軸ケーブルは、内部導体と外部導体との隙間寸法が大きくても、絶縁体が当該隙間を確実に維持するので、内部導体を外部導体の軸心位置に保持でき、大径の同軸ケーブルを容易に得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８２４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の同軸ケーブルは、内部導体と外部導体とを必須の構成要素としており、内部導体の外径及び外部導体の外径が太い。したがって、当該同軸ケーブルの柔軟性には限界があり、当該同軸ケーブルを撚り合わせたり、Ｔｗｉｎ−ａｘ構造に適用することが困難である。また、従来より、導体上に押し出し方式にて空隙を有する発泡ＰＥ樹脂層を形成した絶縁電線が知られているが、上記のような絶縁電線は長手方向にわたって空隙率（発泡率）を安定化させることが困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、誘電率が低く、かつ、長手方向にわたって空隙率が安定していると共に、簡易な方法で生産できる絶縁電線及びケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、導体と、導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層とを備える絶縁電線が提供される。
【０００９】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体の直径と、第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体と被覆層との間に空隙が形成され、第１の線状絶縁体又は第２の線状絶縁体のいずれかの表面と、被覆層の内壁とが接しないことが好ましい。
【００１０】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体の直径をＤ、第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体の本数ａと、及び第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たすことが好ましい。
【００１２】
また、上記絶縁電線は、被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備えることができる。
【００１３】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体はそれぞれ、内部に空隙を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、導体と、導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層とを備えるケーブルが提供される。
【００１５】
また、上記ケーブルは、第１の線状絶縁体の直径と、第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体と被覆層との間に空隙を有することが好ましい。
【００１６】
また、上記ケーブルは、第１の線状絶縁体の直径をＤ、第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすことが好ましい。
【００１７】
また、上記ケーブルは、第１の線状絶縁体の本数ａと、及び第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たすことが好ましい。
【００１８】
また、上記ケーブルは、被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る絶縁電線及びケーブルによれば、誘電率が低く、かつ、長手方向にわたって空隙率が安定していると共に、簡易な方法で生産できる絶縁電線及びケーブルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図５】参考例に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図６】発泡度と比誘電率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施の形態の要約］
各実施の形態に係る絶縁電線又はケーブルは、導体上に絶縁体が設けられ、絶縁体の外周に被覆層が設けられる絶縁電線又はケーブルにおいて、導体と、導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層とを備える。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００２３】
（絶縁電線１の概要）
第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、導体１０と、導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第１の線状絶縁体２０と、第１の線状絶縁体２０の直径と異なる直径を有すると共に導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第２の線状絶縁体２４と、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周に設けられる被覆層３０とを備える。
【００２４】
（導体１０）
導体１０は、電気信号を伝達することのできる材料から形成され、具体的には、所定径を有する金属材料を有して形成される。例えば、導体１０は、銅又は銅合金等の金属材料から形成される。また、導体１０は、銅線、めっきが表面に施された銅線、銅と他の金属とを含む銅合金線、銅と他の金属とを組み合わせることにより多層構造にした線材、所定の金属の金属粒子を焼結して形成される材料から形成することもできる。なお、めっきとしては、錫めっき、銀めっき、その他の金属めっきを用いることができる。更に、導体１０は、樹脂等の不動体の表面に、電気信号を伝達する導体層を設けることにより形成することもできる。この導体層は、例えば、めっき層、導電性を有するコーティング、所定の金属の金属粒子を焼結して得られる層等から形成することができる。
【００２５】
また、導体１０の直径は、例えば、１ｍｍ以下の極細線である。そして、導体１０の形状は、図１においては断面略円形の単線状に形成されるが、複数本の素線を撚り合わせた撚線から形成することもでき、更には、チューブ形状にすることもできる。導体１０を撚線から形成する場合、複数本の素線のそれぞれの表面にめっきを施しためっき付素線を撚り合わせた撚線、又は、複数本の素線をまず撚り合わせて形成した撚線の表面に一括してめっきを施した撚線を導体１０として用いることができる。
【００２６】
（第１の線状絶縁体２０、第２の線状絶縁体２４）
第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４はそれぞれ、絶縁電線１の内部の導体１０を外部から電気的に絶縁することのできる材料から形成される。ここで、本実施の形態に係る導体１０の直径は、例えば１ｍｍ以下と極細であるので、導体１０の周囲に配置する第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を構成する材料は、柔軟性を有する材料から形成することが好ましい。なお、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４は、単層、又は複数の層からなる複層構造を有して形成することができ、更には、編組構造を有して形成することもできる。
【００２７】
例えば、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４はそれぞれ、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂から形成することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂等を用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。
【００２８】
また、第１の線状絶縁体２０は、その内部に空隙２０ａを有して形成される。同様に、第２の線状絶縁体２４は、その内部に空隙２４ａを有して形成される。空隙２０ａを有する第１の線状絶縁体２０及び空隙２４ａを有する第２の線状絶縁体２４は、例えば、中空紡糸、又は発泡押出により形成できる。あるいは、紡糸、押出により線状絶縁体を形成した後に、当該線状絶縁体を高圧ガスに含浸して、その後、減圧状態にすることにより発生する発泡等を利用して形成することもできる。
【００２９】
ここで、本実施の形態においては、第１の線状絶縁体２０は、第２の線状絶縁体２４の直径と異なる直径を有して形成される。具体的には、第１の線状絶縁体２０は、第２の線状絶縁体２４の直径よりも大きな直径を有する。そして、第１の線状絶縁体２０の直径をＤ、第２の線状絶縁体２４の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすように、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４は形成される。なお、１本の第２の線状絶縁体２４の直径ｄがＤ／４よりも小さい場合であっても、複数本の第２の線状絶縁体２４を撚り合わせて形成される撚線の直径ｄ１の大きさをＤ／４＜ｄ１の関係を満たすようにすることで、当該撚線を本実施の形態に係る第２の線状絶縁体２４の代わりに用いることができる。この場合に当該撚線を構成する第２の線状絶縁体２４の本数は、直径ｄ１と、製造すべき絶縁電線１の空隙率及び安定性とに応じて決定することができる。
【００３０】
このように第１の線状絶縁体２０の直径Ｄと、第２の線状絶縁体２４の直径ｄとが異なることにより、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４と被覆層３０との間に複数の空隙４０が形成される。すなわち、第１の線状絶縁体２０に挟まれた第２の線状絶縁体２４の表面２４ｂと、被覆層３０の内壁３０ａとが接しない領域、すなわち、空隙４０を絶縁電線１は有する。
【００３１】
ここで、Ｄ／４＜ｄの関係を満たすことを要する理由は以下のとおりである。すなわち、第２の線状絶縁体２４の直径ｄがＤ／４よりも小さい場合（すなわち、ｄ＜Ｄ／４の場合）、直径ｄの第２の線状絶縁体２４の両端に直径Ｄの第１の線状絶縁体２０が配置されると、２本の第１の線状絶縁体２０の隙間（すなわち、導体１０の表面と２本の第２の線状絶縁体２０の表面とに囲まれる領域）に埋まる形で第２の線状絶縁体２４が収まってしまい、空隙４０の領域の増大に寄与できないからである。Ｄ／４＜ｄの関係を満たす範囲内の直径を有する第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４であるならば、所望する空隙率に応じて適宜に直径を変えることができる。
【００３２】
また、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の断面は、本実施の形態においては略円形であるが、当該断面が三角形、四角形、五角形等の多角形、又は星形等の形状にすることもできる。この場合、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４とは、それぞれの断面積が異なるように形成される。すなわち、本実施の形態においてはＤ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすように第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を形成するが、断面が円形ではない場合、第１の線状絶縁体２０の断面積をＳ、第２の線状絶縁体２４の断面積をｓにして、Ｓ／１６＜ｓ＜Ｓの関係を満たすように、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を形成する。
【００３３】
（被覆層３０）
被覆層３０は、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周を覆って設けられる。この場合に、被覆層３０は、導体１０の外周に第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を配置することで生じる空隙４０を維持するように、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周を覆う。被覆層３０は、例えば、樹脂等から形成され、柔軟性を有することが好ましい。また、被覆層３０は、溶融樹脂の押し出し被覆、テープ状材料の巻きつけ、テープ状材料の縦添え法等により形成することができる。
【００３４】
第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、導体製造工程の一つである撚線工程（すなわち、細い線材を撚り合わせることで柔軟な導体を製造する工程）、編組工程等に用いられる技術、設備を適用して製造することができる。すなわち、既存設備をそのまま用いることにより絶縁電線１を製造することができるので、生産効率を容易に向上させることができる。なお、第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００３５】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０の直径と第２の線状絶縁体２４の直径とを異ならせることで、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４との間に隙間を設け、斯かる隙間を被覆層３０の内壁３０ａで覆った空隙４０を有する。すなわち、絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の表面と被覆層３０の内壁３０ａとの間に空隙４０を有するので、絶縁電線１及びケーブルの誘電率を低減させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４自体にそれぞれ空隙２０ａ及び空隙２４ａが形成されているので、空隙４０の存在による誘電率の低減効果に、空隙２０ａ及び空隙２４ａによる誘電率の低減効果を加えることができる。すなわち、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の内部にそれぞれ空隙を形成することで、絶縁電線１及びケーブルの空隙率を向上させることができ、その結果、絶縁電線１及びケーブルの誘電率を更に低減させることができる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、絶縁体を線状に形成することにより、空隙４０が長手方向に連続して形成され、従来の発泡電線のように気泡がランダムに存在している場合に比較して、電線及びケーブルに発生した応力を長手方向において分散させることができる。また、絶縁体を線状に形成することにより、断面方向において各線状絶縁体にある程度の自由度を確保できるため、応力を緩和することができ、従来の発泡電線に比較して、気泡のつぶれ等を防止することができる。
【００３８】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０の直径と第２の線状絶縁体２４の直径とを変更することで、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４と被覆層３０とで囲まれる空隙４０の大きさを制御できるので、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を含む絶縁層全体の誘電率を容易に制御することができる。そして、本実施の形態においては、第１の線状絶縁体２０の直径と第２の線状絶縁体２４の直径とを制御するだけで誘電率を制御できるので、低誘電率の絶縁層の実現と、生産性の向上との双方を両立させることができる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、被覆層３０の外周に柔軟性に乏しいような導体等が設けられていないので優れた柔軟性を有しており、絶縁電線１又はケーブルを撚り合わせることにより容易に撚線にすることができ、あるいは、Ｔｗｉｎ−ａｘ構造を容易に形成することもできる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００４１】
第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、第１の実施の形態に係る絶縁電線１の外周に更に外部導体５０及びシース６０を備える点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００４２】
第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、導体１０と、導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第１の線状絶縁体２０と、第１の線状絶縁体２０の直径と異なる直径を有すると共に導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第２の線状絶縁体２４と、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周に設けられる被覆層３０と、被覆層３０の外周に沿って設けられる複数本の外部導体５０と、外部導体５０の外周を覆って設けられるシース６０とを備える。なお、第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００４３】
（外部導体５０）
外部導体５０は、導体１０と同様の材料から形成することができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂製テープにアルミニウム等の金属材料をラミネートした金属ラミネートテープを、外部導体５０の表面に巻付け、縦添えすることもできる。第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、外部導体５０を備えることにより同軸電線として用いることができる。
【００４４】
（シース６０）
シース６０は、複数本の外部導体５０の外周を覆って形成される。シース６０は、一例として、ＰＥＴテープを用いることができる。
【００４５】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００４６】
第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａは、第１の実施の形態に係る絶縁電線１とは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の配置が異なる点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。なお、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａは、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００４７】
第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４とが、導体１０の外周に交互に配置された構成を有する。一方、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａにおいては、１本の第１の線状絶縁体２０に対して２本の第２の線状絶縁体２４を配置する。具体的に、一の第１の線状絶縁体２０と当該一の第１の線状絶縁体２０の隣りの他の第１の線状絶縁体２０との間に、２本の第２の線状絶縁体２４が配置される。したがって、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａにおいては、第１の線状絶縁体２０の本数をａ本、第２の線状絶縁体２４の本数をｂ本にすると、ａ：ｂ＝１：２の関係を満たすことになる。なお、第３の実施の形態に係る絶縁電線においては、ａ：ｂ＝１：３にすることもできる。すなわち、この場合、一の第１の線状絶縁体２０と一の第１の線状絶縁体２０の隣りの他の第１の線状絶縁体２０との間に、３本の第２の線状絶縁体２４が配置される。
【００４８】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００４９】
第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂは、第１の実施の形態に係る絶縁電線１とは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の配置が異なる点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。なお、第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂは、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００５０】
第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂにおいては、１本の第１の線状絶縁体２０に対して４本の第２の線状絶縁体２４を配置する。具体的に、一の第１の線状絶縁体２０と当該一の第１の線状絶縁体２０の隣りの他の第１の線状絶縁体２０との間に、４本の第２の線状絶縁体２４が配置される。したがって、第４の実施の形態に係る絶縁電線１ａにおいては、第１の線状絶縁体２０の本数をａ本、第２の線状絶縁体２４の本数をｂ本にすると、ａ：ｂ＝１：４の関係を満たすことになる。
【００５１】
第１の実施の形態に係る絶縁電線１、第２の実施の形態に係る絶縁電線２、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａ、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａの変形例、及び第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂを参照すると、絶縁電線及びケーブルにおいて、第１の線状絶縁体２０の本数ａと、及び第２の線状絶縁体２４の本数ｂとの比は、１：１≦ａ：ｂの関係を満たすことが好ましく、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たすことがより好ましい。
【００５２】
［参考例］
図５は、参考例に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００５３】
参考例に係る絶縁電線３は、第１の線状絶縁体２０の直径が第２の線状絶縁体２４の直径よりも大きい点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５４】
絶縁電線３は、１本の第２の線状絶縁体２４に対して２本の第１の線状絶縁体２０を配置する。具体的に、一の第２の線状絶縁体２４と当該一の第２の線状絶縁体２４の隣りの他の第２の線状絶縁体２４との間に、２本の第１の線状絶縁体２０が配置される。なお、製造すべき絶縁電線の空隙率、安定性に応じて、一の第２の線状絶縁体２４と当該一の第２の線状絶縁体２４の隣りの他の第２の線状絶縁体２４との間に、３本又は４本の第１の線状絶縁体２０を配置することもできる。
【００５５】
実施例１〜２、及び比較例１〜２に係る絶縁電線を製造した。以下、絶縁電線の製造条件と、製造した絶縁電線の評価結果を説明する。
【００５６】
（評価方法）
まず、評価方法について説明する。製造した絶縁電線について、空隙率（発泡度）及び絶縁電線の比誘電率を評価した。具体的には、製造した絶縁電線の全長１万ｍの中から５００ｍごとに２０点の試料を採取して、採取した試料の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテクノロジーズ社製：ＳＮ−３００）で撮像した。そして、撮像して得られた画像データをパーソナルコンピュータに取り込んだ後、画像処理ソフト（三谷商事（株）、Ｗｉｎ ＲＯＯＦ）を用いて解析することにより、絶縁層（すなわち、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４からなる層）内の空隙率を算出した。空隙率は、断面ＳＥＭ写真から、樹脂部分（すなわち、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の部分）の面積（Ｓｐ）と空間部分（すなわち、空隙４０の部分）の面積（Ｓｖ）とを求め、全面積中に占める空隙４０の面積の割合を算出して求めた。すなわち、空隙率は、空隙率（Ｐｖ）＝Ｓｖ／（Ｓｐ＋Ｓｖ）から求めた。
【００５７】
また、比誘電率は算出した空隙率を用いて次のように算出した。まず、空隙率は発泡度と等価であるとみなせるので、発泡体の比誘電率の算出式を用いて絶縁体の比誘電率（εｒ）を算出できる。すなわち、比誘電率（εｒ）＝εｐ×（１−Ｐｖ）＋εａ×Ｐｖより算出できる。ここで、εｒは、絶縁体全体の比誘電率であり、εｐは、樹脂の比誘電率である。実施例１〜２、及び比較例１〜２に係る絶縁電線において第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４はいずれもＰＥから製造したので、εｐは２．３である。また、εａは空気の比誘電率で「１」である。
【００５８】
図６は、発泡度と比誘電率との関係を示すグラフである。
【００５９】
算出した空隙率を発泡度とみなして、図６を参照することにより比誘電率を求めることができる。また、実施例１〜２、及び比較例１〜２に係る絶縁電線の判定基準は、発泡度が５０％以上であり、変動幅が±１０％以内である場合に合格品にした。なお、発泡度を比誘電率に換算した場合、１．６以下かつ±０．１以内の場合に合格品になる。
【実施例１】
【００６０】
まず、導体１０として、４２ＡＷＧ（７／０．０２５）銅合金線を準備した。次に、中空紡糸されたＰＥ繊維を撚り合わせて、第１の線状絶縁体２０として８０μｍの直径を有する連続した中空糸を作製した。同様にして、第２の線状絶縁体２４として５０μｍの直径を有する連続した中空糸を作製した。続いて、この第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４とを導体１０上に撚り合わせることで絶縁層を形成した。当該絶縁層の厚さは８０μｍにした。更に、当該絶縁層上に厚さが２０μｍの被覆層３０を形成した。これにより、外径が２７０μｍ〜２８０μｍの実施例１に係る空隙４０を有する絶縁電線を作製した。
【００６１】
実施例１に係る絶縁電線の空隙率は６５±５％であり、比誘電率は１．４以上１．５以下程度であった。
【実施例２】
【００６２】
実施例２に係る絶縁電線は、第１の線状絶縁体２０として、８０μｍの直径を有する超臨界押出発泡により発泡成形されたＰＥ製の糸（発泡糸）を用い、第２の線状絶縁体２４として、５０μｍの直径を有する超臨界押出発泡により発泡成形されたＰＥ製の糸（発泡糸）を用いた点を除き、実施例１に係る絶縁電線と同様にして作製した。
【００６３】
実施例２に係る絶縁電線の空隙率は６０±５％であり、比誘電率は１．５以上１．６以下程度であった。
【００６４】
（比較例１）
比較例１に係る絶縁電線は、線状絶縁体として、８０μｍの直径を有する発泡していない（すなわち、空隙を有さない）ＰＥ製の糸（紐）を用いた点を除き、実施例１に係る絶縁電線と同様にして作製した。
【００６５】
比較例１に係る絶縁電線の空隙率は２５±５％であり、比誘電率は１．９以上２．０以下程度であった。
【００６６】
（比較例２）
導体１０上に絶縁層の厚さが８０μｍになるように押し出し方式にて発泡ＰＥ樹脂層を形成した点を除き、実施例１に係る絶縁電線と同様にして作製した。比較例２に係る絶縁電線の発泡ＰＥ樹脂層は安定化が困難であった。
【００６７】
比較例２に係る絶縁電線の空隙率は６０±２０％であり、比誘電率は１．４以上１．９以下程度であった。
【００６８】
以上の結果を表１にまとめて示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１を参照するとわかるように、実施例１及び実施例２に係る絶縁電線は、空隙率が高く、比誘電率及び空隙率（発泡度）の変動が０．１程度と極めて安定していた。一方、空隙を有さない線状絶縁体を備える比較例１に係る絶縁電線は、空隙率の変動は小さいものの、比誘電率が１．９以上２．０以下程度と大きい値を示した。また、発泡ＰＥ樹脂層を備える比較例２に係る絶縁電線は、空隙率の平均値は５０％程度と比較的高いものの、空隙率の変動が大きく、比誘電率も１．４以上１．９以下程度と不安定であった。すなわち、比較例１及び比較例２に係る絶縁電線に対して実施例１及び実施例２に係る絶縁電線は、高い空隙率による低誘電率を実現することができ、長尺にわたり、比誘電率の変動が小さく、生産性に優れていることが示された。したがって、実施例１及び実施例２に係る絶縁電線は、誘電率が低いという発泡電線の性能と、生産性に優れる（すなわち、安定性が高い）という性能との両立がなされていることが示された。
【００７１】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ａ、１ｂ、２ 絶縁電線
３ 絶縁電線
１０ 導体
２０ 第１の線状絶縁体
２０ａ 空隙
２４ 第２の線状絶縁体
２４ａ 空隙
２４ｂ 表面
３０ 被覆層
３０ａ 内壁
４０ 空隙
５０ 外部導体
６０ シース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線、及びケーブルに関する。特に、本発明は、電子機器、ＰＣ類等に用いられる信号伝送用の絶縁電線、及びケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器、ＰＣ等の高性能化、小型化に伴い、情報を伝送する電線についても高速伝送、細径化、薄肉化が要求されている。特に、高度な性能が要求される特殊機器、医療用機器等の製品向けには、絶縁体中に空気を混入（発泡）させることで実効誘電率を低下させた低誘電率絶縁体を備える電線が用いられている。低誘電率絶縁体を備える電線は、信号の伝送速度が向上すると共に、伝送する信号の損失が低減され、同一の特性インピーダンスを有する絶縁体を薄く形成できる等の利点を有していることから、装置の性能向上と共に、これらの電線の需要が高まっている。
【０００３】
従来、内部導体と、円筒状空隙部を有して内部導体に外嵌される外部導体と、円筒状空隙部に設けられる絶縁体とを備え、絶縁体が、内部導体に螺旋状に巻付けられた発泡プラスチックの紐状体からなる同軸ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の同軸ケーブルは、内部導体と外部導体との隙間寸法が大きくても、絶縁体が当該隙間を確実に維持するので、内部導体を外部導体の軸心位置に保持でき、大径の同軸ケーブルを容易に得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８２４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の同軸ケーブルは、内部導体と外部導体とを必須の構成要素としており、内部導体の外径及び外部導体の外径が太い。したがって、当該同軸ケーブルの柔軟性には限界があり、当該同軸ケーブルを撚り合わせたり、Ｔｗｉｎ−ａｘ構造に適用することが困難である。また、従来より、導体上に押し出し方式にて空隙を有する発泡ＰＥ樹脂層を形成した絶縁電線が知られているが、上記のような絶縁電線は長手方向にわたって空隙率（発泡率）を安定化させることが困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、誘電率が低く、かつ、長手方向にわたって空隙率が安定していると共に、簡易な方法で生産できる絶縁電線及びケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、導体と、導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層とを備える絶縁電線が提供される。
【０００９】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体の直径と、第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体と被覆層との間に空隙が形成され、第１の線状絶縁体又は第２の線状絶縁体のいずれかの表面と、被覆層の内壁とが接しないことが好ましい。
【００１０】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体の直径をＤ、第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体の本数ａと、及び第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たすことが好ましい。
【００１２】
また、上記絶縁電線は、被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備えることができる。
【００１３】
また、上記絶縁電線は、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体はそれぞれ、内部に空隙を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、導体と、導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層とを備えるケーブルが提供される。
【００１５】
また、上記ケーブルは、第１の線状絶縁体の直径と、第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体と被覆層との間に空隙を有することが好ましい。
【００１６】
また、上記ケーブルは、第１の線状絶縁体の直径をＤ、第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすことが好ましい。
【００１７】
また、上記ケーブルは、第１の線状絶縁体の本数ａと、及び第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たすことが好ましい。
【００１８】
また、上記ケーブルは、被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る絶縁電線及びケーブルによれば、誘電率が低く、かつ、長手方向にわたって空隙率が安定していると共に、簡易な方法で生産できる絶縁電線及びケーブルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図５】参考例に係る絶縁電線の模式的な断面図である。
【図６】発泡度と比誘電率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施の形態の要約］
各実施の形態に係る絶縁電線又はケーブルは、導体上に絶縁体が設けられ、絶縁体の外周に被覆層が設けられる絶縁電線又はケーブルにおいて、導体と、導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、第１の線状絶縁体及び第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層とを備える。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００２３】
（絶縁電線１の概要）
第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、導体１０と、導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第１の線状絶縁体２０と、第１の線状絶縁体２０の直径と異なる直径を有すると共に導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第２の線状絶縁体２４と、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周に設けられる被覆層３０とを備える。
【００２４】
（導体１０）
導体１０は、電気信号を伝達することのできる材料から形成され、具体的には、所定径を有する金属材料を有して形成される。例えば、導体１０は、銅又は銅合金等の金属材料から形成される。また、導体１０は、銅線、めっきが表面に施された銅線、銅と他の金属とを含む銅合金線、銅と他の金属とを組み合わせることにより多層構造にした線材、所定の金属の金属粒子を焼結して形成される材料から形成することもできる。なお、めっきとしては、錫めっき、銀めっき、その他の金属めっきを用いることができる。更に、導体１０は、樹脂等の不動体の表面に、電気信号を伝達する導体層を設けることにより形成することもできる。この導体層は、例えば、めっき層、導電性を有するコーティング、所定の金属の金属粒子を焼結して得られる層等から形成することができる。
【００２５】
また、導体１０の直径は、例えば、１ｍｍ以下の極細線である。そして、導体１０の形状は、図１においては断面略円形の単線状に形成されるが、複数本の素線を撚り合わせた撚線から形成することもでき、更には、チューブ形状にすることもできる。導体１０を撚線から形成する場合、複数本の素線のそれぞれの表面にめっきを施しためっき付素線を撚り合わせた撚線、又は、複数本の素線をまず撚り合わせて形成した撚線の表面に一括してめっきを施した撚線を導体１０として用いることができる。
【００２６】
（第１の線状絶縁体２０、第２の線状絶縁体２４）
第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４はそれぞれ、絶縁電線１の内部の導体１０を外部から電気的に絶縁することのできる材料から形成される。ここで、本実施の形態に係る導体１０の直径は、例えば１ｍｍ以下と極細であるので、導体１０の周囲に配置する第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を構成する材料は、柔軟性を有する材料から形成することが好ましい。なお、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４は、単層、又は複数の層からなる複層構造を有して形成することができ、更には、編組構造を有して形成することもできる。
【００２７】
例えば、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４はそれぞれ、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂から形成することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂等を用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。
【００２８】
また、第１の線状絶縁体２０は、その内部に空隙２０ａを有して形成される。同様に、第２の線状絶縁体２４は、その内部に空隙２４ａを有して形成される。空隙２０ａを有する第１の線状絶縁体２０及び空隙２４ａを有する第２の線状絶縁体２４は、例えば、中空紡糸、又は発泡押出により形成できる。あるいは、紡糸、押出により線状絶縁体を形成した後に、当該線状絶縁体を高圧ガスに含浸して、その後、減圧状態にすることにより発生する発泡等を利用して形成することもできる。
【００２９】
ここで、本実施の形態においては、第１の線状絶縁体２０は、第２の線状絶縁体２４の直径と異なる直径を有して形成される。具体的には、第１の線状絶縁体２０は、第２の線状絶縁体２４の直径よりも大きな直径を有する。そして、第１の線状絶縁体２０の直径をＤ、第２の線状絶縁体２４の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすように、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４は形成される。なお、１本の第２の線状絶縁体２４の直径ｄがＤ／４よりも小さい場合であっても、複数本の第２の線状絶縁体２４を撚り合わせて形成される撚線の直径ｄ１の大きさをＤ／４＜ｄ１の関係を満たすようにすることで、当該撚線を本実施の形態に係る第２の線状絶縁体２４の代わりに用いることができる。この場合に当該撚線を構成する第２の線状絶縁体２４の本数は、直径ｄ１と、製造すべき絶縁電線１の空隙率及び安定性とに応じて決定することができる。
【００３０】
このように第１の線状絶縁体２０の直径Ｄと、第２の線状絶縁体２４の直径ｄとが異なることにより、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４と被覆層３０との間に複数の空隙４０が形成される。すなわち、第１の線状絶縁体２０に挟まれた第２の線状絶縁体２４の表面２４ｂと、被覆層３０の内壁３０ａとが接しない領域、すなわち、空隙４０を絶縁電線１は有する。
【００３１】
ここで、Ｄ／４＜ｄの関係を満たすことを要する理由は以下のとおりである。すなわち、第２の線状絶縁体２４の直径ｄがＤ／４よりも小さい場合（すなわち、ｄ＜Ｄ／４の場合）、直径ｄの第２の線状絶縁体２４の両端に直径Ｄの第１の線状絶縁体２０が配置されると、２本の第１の線状絶縁体２０の隙間（すなわち、導体１０の表面と２本の第２の線状絶縁体２０の表面とに囲まれる領域）に埋まる形で第２の線状絶縁体２４が収まってしまい、空隙４０の領域の増大に寄与できないからである。Ｄ／４＜ｄの関係を満たす範囲内の直径を有する第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４であるならば、所望する空隙率に応じて適宜に直径を変えることができる。
【００３２】
また、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の断面は、本実施の形態においては略円形であるが、当該断面が三角形、四角形、五角形等の多角形、又は星形等の形状にすることもできる。この場合、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４とは、それぞれの断面積が異なるように形成される。すなわち、本実施の形態においてはＤ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たすように第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を形成するが、断面が円形ではない場合、第１の線状絶縁体２０の断面積をＳ、第２の線状絶縁体２４の断面積をｓにして、Ｓ／１６＜ｓ＜Ｓの関係を満たすように、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を形成する。
【００３３】
（被覆層３０）
被覆層３０は、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周を覆って設けられる。この場合に、被覆層３０は、導体１０の外周に第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を配置することで生じる空隙４０を維持するように、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周を覆う。被覆層３０は、例えば、樹脂等から形成され、柔軟性を有することが好ましい。また、被覆層３０は、溶融樹脂の押し出し被覆、テープ状材料の巻きつけ、テープ状材料の縦添え法等により形成することができる。
【００３４】
第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、導体製造工程の一つである撚線工程（すなわち、細い線材を撚り合わせることで柔軟な導体を製造する工程）、編組工程等に用いられる技術、設備を適用して製造することができる。すなわち、既存設備をそのまま用いることにより絶縁電線１を製造することができるので、生産効率を容易に向上させることができる。なお、第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００３５】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０の直径と第２の線状絶縁体２４の直径とを異ならせることで、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４との間に隙間を設け、斯かる隙間を被覆層３０の内壁３０ａで覆った空隙４０を有する。すなわち、絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の表面と被覆層３０の内壁３０ａとの間に空隙４０を有するので、絶縁電線１及びケーブルの誘電率を低減させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４自体にそれぞれ空隙２０ａ及び空隙２４ａが形成されているので、空隙４０の存在による誘電率の低減効果に、空隙２０ａ及び空隙２４ａによる誘電率の低減効果を加えることができる。すなわち、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の内部にそれぞれ空隙を形成することで、絶縁電線１及びケーブルの空隙率を向上させることができ、その結果、絶縁電線１及びケーブルの誘電率を更に低減させることができる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、絶縁体を線状に形成することにより、空隙４０が長手方向に連続して形成され、従来の発泡電線のように気泡がランダムに存在している場合に比較して、電線及びケーブルに発生した応力を長手方向において分散させることができる。また、絶縁体を線状に形成することにより、断面方向において各線状絶縁体にある程度の自由度を確保できるため、応力を緩和することができ、従来の発泡電線に比較して、気泡のつぶれ等を防止することができる。
【００３８】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、第１の線状絶縁体２０の直径と第２の線状絶縁体２４の直径とを変更することで、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４と被覆層３０とで囲まれる空隙４０の大きさを制御できるので、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４を含む絶縁層全体の誘電率を容易に制御することができる。そして、本実施の形態においては、第１の線状絶縁体２０の直径と第２の線状絶縁体２４の直径とを制御するだけで誘電率を制御できるので、低誘電率の絶縁層の実現と、生産性の向上との双方を両立させることができる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る絶縁電線１及びケーブルは、被覆層３０の外周に柔軟性に乏しいような導体等が設けられていないので優れた柔軟性を有しており、絶縁電線１又はケーブルを撚り合わせることにより容易に撚線にすることができ、あるいは、Ｔｗｉｎ−ａｘ構造を容易に形成することもできる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００４１】
第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、第１の実施の形態に係る絶縁電線１の外周に更に外部導体５０及びシース６０を備える点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００４２】
第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、導体１０と、導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第１の線状絶縁体２０と、第１の線状絶縁体２０の直径と異なる直径を有すると共に導体１０の表面に沿って設けられる複数本の第２の線状絶縁体２４と、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の外周に設けられる被覆層３０と、被覆層３０の外周に沿って設けられる複数本の外部導体５０と、外部導体５０の外周を覆って設けられるシース６０とを備える。なお、第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００４３】
（外部導体５０）
外部導体５０は、導体１０と同様の材料から形成することができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂製テープにアルミニウム等の金属材料をラミネートした金属ラミネートテープを、外部導体５０の表面に巻付け、縦添えすることもできる。第２の実施の形態に係る絶縁電線２は、外部導体５０を備えることにより同軸電線として用いることができる。
【００４４】
（シース６０）
シース６０は、複数本の外部導体５０の外周を覆って形成される。シース６０は、一例として、ＰＥＴテープを用いることができる。
【００４５】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００４６】
第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａは、第１の実施の形態に係る絶縁電線１とは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の配置が異なる点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。なお、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａは、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００４７】
第１の実施の形態に係る絶縁電線１は、第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４とが、導体１０の外周に交互に配置された構成を有する。一方、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａにおいては、１本の第１の線状絶縁体２０に対して２本の第２の線状絶縁体２４を配置する。具体的に、一の第１の線状絶縁体２０と当該一の第１の線状絶縁体２０の隣りの他の第１の線状絶縁体２０との間に、２本の第２の線状絶縁体２４が配置される。したがって、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａにおいては、第１の線状絶縁体２０の本数をａ本、第２の線状絶縁体２４の本数をｂ本にすると、ａ：ｂ＝１：２の関係を満たすことになる。なお、第３の実施の形態に係る絶縁電線においては、ａ：ｂ＝１：３にすることもできる。すなわち、この場合、一の第１の線状絶縁体２０と一の第１の線状絶縁体２０の隣りの他の第１の線状絶縁体２０との間に、３本の第２の線状絶縁体２４が配置される。
【００４８】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００４９】
第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂは、第１の実施の形態に係る絶縁電線１とは、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の配置が異なる点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。なお、第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂは、絶縁電線としてではなく電気信号を伝送するケーブルとして用いることもできる。
【００５０】
第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂにおいては、１本の第１の線状絶縁体２０に対して４本の第２の線状絶縁体２４を配置する。具体的に、一の第１の線状絶縁体２０と当該一の第１の線状絶縁体２０の隣りの他の第１の線状絶縁体２０との間に、４本の第２の線状絶縁体２４が配置される。したがって、第４の実施の形態に係る絶縁電線１ａにおいては、第１の線状絶縁体２０の本数をａ本、第２の線状絶縁体２４の本数をｂ本にすると、ａ：ｂ＝１：４の関係を満たすことになる。
【００５１】
第１の実施の形態に係る絶縁電線１、第２の実施の形態に係る絶縁電線２、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａ、第３の実施の形態に係る絶縁電線１ａの変形例、及び第４の実施の形態に係る絶縁電線１ｂを参照すると、絶縁電線及びケーブルにおいて、第１の線状絶縁体２０の本数ａと、及び第２の線状絶縁体２４の本数ｂとの比は、１：１≦ａ：ｂの関係を満たすことが好ましく、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たすことがより好ましい。
【００５２】
［参考例］
図５は、参考例に係る絶縁電線の模式的な断面を示す。
【００５３】
参考例に係る絶縁電線３は、第１の線状絶縁体２０の直径が第２の線状絶縁体２４の直径よりも大きい点を除き、第１の実施の形態に係る絶縁電線１と略同一の機能・構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５４】
絶縁電線３は、１本の第２の線状絶縁体２４に対して２本の第１の線状絶縁体２０を配置する。具体的に、一の第２の線状絶縁体２４と当該一の第２の線状絶縁体２４の隣りの他の第２の線状絶縁体２４との間に、２本の第１の線状絶縁体２０が配置される。なお、製造すべき絶縁電線の空隙率、安定性に応じて、一の第２の線状絶縁体２４と当該一の第２の線状絶縁体２４の隣りの他の第２の線状絶縁体２４との間に、３本又は４本の第１の線状絶縁体２０を配置することもできる。
【００５５】
実施例１〜２、及び比較例１〜２に係る絶縁電線を製造した。以下、絶縁電線の製造条件と、製造した絶縁電線の評価結果を説明する。
【００５６】
（評価方法）
まず、評価方法について説明する。製造した絶縁電線について、空隙率（発泡度）及び絶縁電線の比誘電率を評価した。具体的には、製造した絶縁電線の全長１万ｍの中から５００ｍごとに２０点の試料を採取して、採取した試料の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテクノロジーズ社製：ＳＮ−３００）で撮像した。そして、撮像して得られた画像データをパーソナルコンピュータに取り込んだ後、画像処理ソフト（三谷商事（株）、Ｗｉｎ ＲＯＯＦ）を用いて解析することにより、絶縁層（すなわち、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４からなる層）内の空隙率を算出した。空隙率は、断面ＳＥＭ写真から、樹脂部分（すなわち、第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４の部分）の面積（Ｓｐ）と空間部分（すなわち、空隙４０の部分）の面積（Ｓｖ）とを求め、全面積中に占める空隙４０の面積の割合を算出して求めた。すなわち、空隙率は、空隙率（Ｐｖ）＝Ｓｖ／（Ｓｐ＋Ｓｖ）から求めた。
【００５７】
また、比誘電率は算出した空隙率を用いて次のように算出した。まず、空隙率は発泡度と等価であるとみなせるので、発泡体の比誘電率の算出式を用いて絶縁体の比誘電率（εｒ）を算出できる。すなわち、比誘電率（εｒ）＝εｐ×（１−Ｐｖ）＋εａ×Ｐｖより算出できる。ここで、εｒは、絶縁体全体の比誘電率であり、εｐは、樹脂の比誘電率である。実施例１〜２、及び比較例１〜２に係る絶縁電線において第１の線状絶縁体２０及び第２の線状絶縁体２４はいずれもＰＥから製造したので、εｐは２．３である。また、εａは空気の比誘電率で「１」である。
【００５８】
図６は、発泡度と比誘電率との関係を示すグラフである。
【００５９】
算出した空隙率を発泡度とみなして、図６を参照することにより比誘電率を求めることができる。また、実施例１〜２、及び比較例１〜２に係る絶縁電線の判定基準は、発泡度が５０％以上であり、変動幅が±１０％以内である場合に合格品にした。なお、発泡度を比誘電率に換算した場合、１．６以下かつ±０．１以内の場合に合格品になる。
【実施例１】
【００６０】
まず、導体１０として、４２ＡＷＧ（７／０．０２５）銅合金線を準備した。次に、中空紡糸されたＰＥ繊維を撚り合わせて、第１の線状絶縁体２０として８０μｍの直径を有する連続した中空糸を作製した。同様にして、第２の線状絶縁体２４として５０μｍの直径を有する連続した中空糸を作製した。続いて、この第１の線状絶縁体２０と第２の線状絶縁体２４とを導体１０上に撚り合わせることで絶縁層を形成した。当該絶縁層の厚さは８０μｍにした。更に、当該絶縁層上に厚さが２０μｍの被覆層３０を形成した。これにより、外径が２７０μｍ〜２８０μｍの実施例１に係る空隙４０を有する絶縁電線を作製した。
【００６１】
実施例１に係る絶縁電線の空隙率は６５±５％であり、比誘電率は１．４以上１．５以下程度であった。
【実施例２】
【００６２】
実施例２に係る絶縁電線は、第１の線状絶縁体２０として、８０μｍの直径を有する超臨界押出発泡により発泡成形されたＰＥ製の糸（発泡糸）を用い、第２の線状絶縁体２４として、５０μｍの直径を有する超臨界押出発泡により発泡成形されたＰＥ製の糸（発泡糸）を用いた点を除き、実施例１に係る絶縁電線と同様にして作製した。
【００６３】
実施例２に係る絶縁電線の空隙率は６０±５％であり、比誘電率は１．５以上１．６以下程度であった。
【００６４】
（比較例１）
比較例１に係る絶縁電線は、線状絶縁体として、８０μｍの直径を有する発泡していない（すなわち、空隙を有さない）ＰＥ製の糸（紐）を用いた点を除き、実施例１に係る絶縁電線と同様にして作製した。
【００６５】
比較例１に係る絶縁電線の空隙率は２５±５％であり、比誘電率は１．９以上２．０以下程度であった。
【００６６】
（比較例２）
導体１０上に絶縁層の厚さが８０μｍになるように押し出し方式にて発泡ＰＥ樹脂層を形成した点を除き、実施例１に係る絶縁電線と同様にして作製した。比較例２に係る絶縁電線の発泡ＰＥ樹脂層は安定化が困難であった。
【００６７】
比較例２に係る絶縁電線の空隙率は６０±２０％であり、比誘電率は１．４以上１．９以下程度であった。
【００６８】
以上の結果を表１にまとめて示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１を参照するとわかるように、実施例１及び実施例２に係る絶縁電線は、空隙率が高く、比誘電率及び空隙率（発泡度）の変動が０．１程度と極めて安定していた。一方、空隙を有さない線状絶縁体を備える比較例１に係る絶縁電線は、空隙率の変動は小さいものの、比誘電率が１．９以上２．０以下程度と大きい値を示した。また、発泡ＰＥ樹脂層を備える比較例２に係る絶縁電線は、空隙率の平均値は５０％程度と比較的高いものの、空隙率の変動が大きく、比誘電率も１．４以上１．９以下程度と不安定であった。すなわち、比較例１及び比較例２に係る絶縁電線に対して実施例１及び実施例２に係る絶縁電線は、高い空隙率による低誘電率を実現することができ、長尺にわたり、比誘電率の変動が小さく、生産性に優れていることが示された。したがって、実施例１及び実施例２に係る絶縁電線は、誘電率が低いという発泡電線の性能と、生産性に優れる（すなわち、安定性が高い）という性能との両立がなされていることが示された。
【００７１】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ａ、１ｂ、２ 絶縁電線
３ 絶縁電線
１０ 導体
２０ 第１の線状絶縁体
２０ａ 空隙
２４ 第２の線状絶縁体
２４ａ 空隙
２４ｂ 表面
３０ 被覆層
３０ａ 内壁
４０ 空隙
５０ 外部導体
６０ シース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、前記導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層と
を備える絶縁電線。
【請求項２】
前記第１の線状絶縁体の直径と、前記第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体と前記被覆層との間に空隙が形成され、前記第１の線状絶縁体又は前記第２の線状絶縁体のいずれかの表面と、前記被覆層の内壁とが接しない請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記第１の線状絶縁体の直径をＤ、前記第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たす請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記第１の線状絶縁体の本数ａと、及び前記第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たす請求項３に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備える請求項４に記載の絶縁電線。
【請求項６】
前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体はそれぞれ、内部に空隙を有する請求項５に記載の絶縁電線。
【請求項７】
導体と、
前記導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、前記導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層と
を備えるケーブル。
【請求項８】
前記第１の線状絶縁体の直径と、前記第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体と前記被覆層との間に空隙を有する請求項７に記載のケーブル。
【請求項９】
前記第１の線状絶縁体の直径をＤ、前記第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たす請求項８に記載のケーブル。
【請求項１０】
前記第１の線状絶縁体の本数ａと、及び前記第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たす請求項９に記載のケーブル。
【請求項１１】
前記被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備える請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１】
導体と、
前記導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、前記導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層と
を備える絶縁電線。
【請求項２】
前記第１の線状絶縁体の直径と、前記第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体と前記被覆層との間に空隙が形成され、前記第１の線状絶縁体又は前記第２の線状絶縁体のいずれかの表面と、前記被覆層の内壁とが接しない請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記第１の線状絶縁体の直径をＤ、前記第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たす請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記第１の線状絶縁体の本数ａと、及び前記第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たす請求項３に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備える請求項４に記載の絶縁電線。
【請求項６】
前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体はそれぞれ、内部に空隙を有する請求項５に記載の絶縁電線。
【請求項７】
導体と、
前記導体の表面に設けられる第１の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体の直径と異なる直径を有し、前記導体の表面に設けられる第２の線状絶縁体と、
前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体の外周に設けられる被覆層と
を備えるケーブル。
【請求項８】
前記第１の線状絶縁体の直径と、前記第２の線状絶縁体の直径とが異なることにより、前記第１の線状絶縁体及び前記第２の線状絶縁体と前記被覆層との間に空隙を有する請求項７に記載のケーブル。
【請求項９】
前記第１の線状絶縁体の直径をＤ、前記第２の線状絶縁体の直径をｄとした場合に、Ｄ／４＜ｄ＜Ｄの関係を満たす請求項８に記載のケーブル。
【請求項１０】
前記第１の線状絶縁体の本数ａと、及び前記第２の線状絶縁体の本数ｂとの比が、１：２≦ａ：ｂ≦１：４の関係を満たす請求項９に記載のケーブル。
【請求項１１】
前記被覆層の外周に設けられる外部導体を更に備える請求項１０に記載のケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６０５７３（Ｐ２０１１−６０５７３Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０８９４１（Ｐ２００９−２０８９４１）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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