CN105788748A - 绝缘电线、同轴电缆及多芯电缆 - Google Patents

Abstract

提供一种绝缘电线、同轴电缆及多芯电缆，其可以减小绝缘体的介电常数，在细径下得到良好的电气特性，而不会导致耐电压性降低及强度降低。同轴电缆(11)的中心导体(12)由具有沿长度方向连续的空隙部(14)的绝缘体(13)覆盖，在绝缘体(13)的外周配置外部导体(15)，空隙部(14)形成为剖面圆形或椭圆形状，在绝缘体(13)中均等地配置6至8个空隙部(14)，在与同轴电缆(11)的长度方向垂直的剖面上，在将空隙部(14)的面积相对于所有空隙部(14)的面积和绝缘体(13)的面积之和的比例作为空隙率时，使得所有空隙部(14)总计的空隙率大于或等于18％而小于或等于35％。

Description

绝缘电线、同轴电缆及多芯电缆

本申请是基于2011年11月30日提出的中国国家申请号201180004413.1申请(绝缘电线、同轴电缆及多芯电缆)的分案申请，以下引用其内容。

技术领域

本发明涉及一种在电气通信设备、信息设备、工业机械、车辆的配线等中使用的绝缘电线、同轴电缆及多芯电缆。

背景技术

作为设备内或设备间、机械内、车辆内的配线，使用绝缘电线或同轴电缆。绝缘电线是将中心导体由绝缘体包覆而形成的，同轴电缆通常为下述构造，即，将中心导体由绝缘体包覆，将绝缘体的外周由外部导体覆盖，将外部导体的外侧由保护包覆体覆盖，与用途相对应而存在电缆外径为0.25mm～几mm的同轴电缆。为了使上述电线等在细径下得到良好的电气特性，寻求使包覆中心导体外周的绝缘体的介电常数尽可能小。

因此，已知一种同轴电缆，其将中心导体由具有沿长度方向连续的6～9个剖面圆形或椭圆形状的空隙部的绝缘体覆盖，在绝缘体的外周配置外部导体而形成低介电常数(例如，参照专利文献1)。另外，还已知一种将空隙部的剖面形状形成为扇状的同轴电缆(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：国际公开第2010/035762号

专利文献2：日本专利公开：特开2009－110975号公报

发明内容

如上述所示，如果在绝缘体中形成空隙部，则可以使绝缘体的介电常数降低，得到良好的电气特性。

但是，如果空隙部的空隙率过大，则中心导体和外部导体之间的耐电压性降低。另外，如果空隙率较大，则有可能导致强度降低，特别地，如果空隙部的剖面为扇状，则在弯折时空隙部容易变形，有可能通过外部压力将电缆压坏，而难以确保传送特性的稳定。

本发明的目的在于，提供一种绝缘电线、同轴电缆及多芯电缆，其可以降低绝缘体的介电常数，在细径下得到良好的电气特性，而不会导致耐电压性的降低及强度降低。

可以解决上述课题的本发明的绝缘电线构成为中心导体由具有沿长度方向连续的空隙部的绝缘体覆盖，

其特征在于，

所述空隙部形成剖面圆形或椭圆形状，在所述绝缘体中均等地配置6至8个所述空隙部，在与电缆长度方向垂直的剖面上，在将空隙部的面积相对于所有空隙部的面积和绝缘体的面积之和的比例作为空隙率时，使得所有空隙部总计的空隙率大于或等于18％而小于或等于35％。

本发明的同轴电缆构成为，将中心导体由具有沿长度方向连续的空隙部的绝缘体覆盖，在所述绝缘体的外周配置外部导体，

该同轴电缆的特征在于，

所述空隙部形成为剖面圆形或者椭圆形状，在所述绝缘体中均等地配置6至8个所述空隙部，在与电缆长度方向垂直的剖面上，在将空隙部的面积相对于所有空隙部的面积和绝缘体的面积之和的比例作为空隙率时，使得所有空隙部总计的空隙率大于或等于18％而小于或等于35％。

在本发明的绝缘电线或同轴电缆中，优选所述绝缘体由四氟乙烯·全氟烷氧基乙烯醚共聚物形成。

本发明的多芯电缆的特征在于，收容多根上述绝缘电线或同轴电缆而形成。

发明的效果

根据本发明，由于在绝缘体中均等地配置6至8个剖面圆形或椭圆形状的空隙部，所以可以减小绝缘体的介电常数，在细径下得到良好的电气特性。另外，通过使空隙率大于或等于18％而小于或等于35％，从而可以可靠地确保中心导体和外部导体之间的耐电压性，而不会导致强度降低。

附图说明

图1示出本发明的一个实施方式，是同轴电缆的剖面图。

图2是制造本发明所涉及的同轴电缆时所使用的挤出机的局部斜视图。

标号的说明

11：同轴电缆、12：中心导体、13：绝缘体、14：空隙部、

15：外部导体

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明所涉及的同轴电缆及多芯电缆的实施方式的例子。

如图1所示，本实施方式所涉及的同轴电缆11的结构为，中心导体12由绝缘体13覆盖，在绝缘体13的外周配置外部导体15，外部导体的外侧由外皮16覆盖而进行保护。同轴电缆11的中心导体12和绝缘体13的部分，在本发明的绝缘电线中也为该结构。

绝缘体13具有沿长度方向连续的8个空隙部14。这些空隙部14形成为外径D3的剖面圆形，沿周向均等地配置在绝缘体13中。另外，中心导体12和绝缘体13、以及外部导体15和绝缘体13彼此紧密接触。

中心导体12由单芯线或绞合线形成，该单芯线或绞合线由镀银或镀锡软铜线、或者铜合金线构成。在绞合线的情况下，例如，使用将裸线导体直径为0.030mm的裸线绞合7根而形成的外径D2为0.090mm(相当于AWG(AmericanWireGauge)#40)的绞合线，或将裸线导体直径为0.025mm的裸线绞合7根而形成的外径D2为0.075mm(相当于AWG#42)的绞合线。

对于绝缘体13，使用由PFA(四氟乙烯·全氟烷氧基乙烯醚共聚物)构成的氟类树脂，绝缘体13通过将该氟类树脂挤出成型而形成。由于PFA在绝缘树脂中介电常数较低(1MHz下的介电常数为大约2.1)，所以与使用其它树脂的情况相比，可以在形成相同静电容量的同时，使绝缘体变薄。

绝缘体13的外径D1为大约0.2mm，另外，静电容量较高，为90～120pF/m。

外部导体15形成为，将与中心导体12所使用的裸线导体相同程度粗细的裸铜线(软铜线或铜合金线)、镀银或镀锡软铜线、或者铜合金线，在绝缘体13的外周横向卷绕或以编织构造而进行配置。并且，为了提高屏蔽功能，也可以形成为在外部导体15的紧外侧的层上同时设置金属箔带的构造。

外皮16由氟类树脂等树脂材料挤出成型、或者将聚酯带等树脂带进行卷绕而形成。

并且，该外皮16的外径即同轴电缆11的外径为大约0.31mm。

对于上述同轴电缆11，大多用作为例如在移动电话和笔记本型计算机中的天线配线或连结LCD(LiquidCrystalDisplay)与CPU(CentralProcessingUnit)的配线等，或者用作为连结传感器与设备的多芯电缆，由于这些终端装置的小型化、薄形化，所以要求同轴电缆的细径化以及多芯电缆的细径化。

同轴电缆11需要具有规定的阻抗(50Ω、75Ω或者80～90Ω)，在实现该阻抗的前提下尽可能形成为细径。因此，需要使中心导体12和外部导体15之间的绝缘层的介电常数减小。在本实施方式中，通过在绝缘体13中设置空隙部14，从而减小绝缘体13的介电常数，使同轴电缆11可以在细径下得到良好的电气特性。

但是，如果空隙部14的空隙率过大，则有可能导致中心导体12和外部导体15之间的耐电压性降低。另外，由于在细径下绝缘体13的厚度较薄，所以有可能导致强度降低，无法承受施加在电缆上的外部压力或弯折。

因此，在本实施方式中，通过在将空隙部14相对于所有的空隙部14的面积和绝缘体13的面积之和的比例作为空隙率时，使得所有空隙部14总计的空隙率大于或等于18％而小于或等于35％，从而可靠地确保中心导体12和外部导体15之间的耐电压性，而不会导致强度降低。另外，由于形成为剖面圆形的8个空隙部14均等地配置在由PFA构成的绝缘体13中，所以可以一边实现细径化及绝缘体13的低介电常数化，一边维持高强度。

由此，在相同外径下形成规定的静电容量(例如100pF/m)的情况下，可以通过绝缘体13的薄壁化使中心导体12变粗，可以通过降低导体电阻而实现传送效率的提高。例如，即使为AWG#42，也可以使用AWG#40的中心导体12。

如果使中心导体12的外径相同，则可以通过绝缘体13的薄壁化而减小同轴电缆11的外径。

即使是不具有外部导体15的绝缘电线，通过使绝缘体13形成上述结构，也可以享受与上述同轴电缆11相同的效果。

此外，在上述实施方式的同轴电缆11中，在绝缘体13中形成了8个空隙部14，但空隙部14的数量并不限定于8个，也可以是6个或7个。另外，在上述实施方式中，例示了形成剖面圆形形状的空隙部14的情况，但空隙部14也可以是剖面椭圆形状。这一点对于绝缘电线也是相同的。

另外，对于上述同轴电缆11，以单芯线的例子进行了说明，但也可以是捆束多根该同轴电缆11或绝缘电线而成的多芯电缆。该多芯电缆可以仅含有同轴电缆，也可以仅含有绝缘电线，还可以含有这两者。此外，也可以是利用共通的屏蔽导体对同轴电缆或绝缘电线进行屏蔽的多芯同轴电缆。

如图2所示，上述同轴电缆11或绝缘电线可以利用由模具31和浇口41组合而得到的挤出机30进行制造。

在浇口41上设置与空隙部14的数量对应的外形呈圆柱状的部件45，与具有圆形出口33的模具31组合，从浇口41和模具31之间(流路51、52)挤出树脂。从浇口41的圆筒部43的中心孔44拉出中心导体12。挤出的树脂包覆中心导体12。也可以利用将从模具31的出口挤出的树脂进行拉伸，使直径减小而进行包覆的拉拽方法，从而包覆树脂。在圆柱状的部件45中没有流过树脂，该部分形成空隙部14。如果在该部件45中设置通气孔46，则可以在从模具31挤出的树脂中确保没有流过树脂的空隙部14，其剖面形成为圆形或椭圆形。

在上述挤出机30中，绝缘体13的空隙率可以通过设置在浇口41上的圆柱状的部件45的直径而容易地进行调整。此外，空隙率较低的同轴电缆或绝缘电线与空隙率较高的同轴电缆或绝缘电线相比，制造时的模具31和浇口41的组合及牵伸率的自由度较高，易于得到合格品。

实施例

为了对本发明所涉及的上述同轴电缆进行评价，而制造本发明的实施例品和对比例品并进行试验。对于实施例1、2、对比例1的试验品，中心导体使用将外径为0.03mm的镀锡铜合金线绞合7根而形成的外径0.09mm的绞合线，在其上挤出包覆氟树脂(PFA)而形成外径0.20mm的绝缘体。在挤出绝缘体时，使用如图2所示的形成空隙部的圆柱状的部件45，在绝缘体中均等地形成沿长度方向连续的8个剖面圆形的空隙部。外部导体为将外径0.03mm的镀锡软铜线横向卷绕，在其上形成由聚酯带构成的外皮，从而形成外径0.31mm的AWG#40的同轴电缆。绝缘体中的空隙部整体的空隙率，在实施例1中为18％(静电容量110pF/m)，在实施例2中为35％(静电容量100pF/m)，在对比例1中为40％(静电容量95pF/m)。

另外，作为对比例2，制造没有空隙部(空隙率0％)的同轴电缆。在该对比例2中，中心导体使用将外径为0.025mm的镀银铜合金线绞合7根而形成的外径0.075mm的绞合线，在其上挤出包覆氟树脂(PFA)而形成外径0.20mm的绝缘体。外部导体为将外径0.03mm的镀锡软铜线横向卷绕，在其上形成由聚酯带构成的外皮，从而形成外径0.31mm的AWG#42的同轴电缆。静电容量为110pF/m。

对上述各试验品的同轴电缆，各进行3次下述试验，对各同轴电缆进行评价。

(1)耐电压试验

在中心导体和外部导体之间施加交流电压，对绝缘体损坏而中心导体和外部导体之间短路时的电压值进行测定。

(2)动态切开

从同轴电缆的外皮的上方，利用圆形刀刃施加压力而对同轴电缆进行破坏，对中心导体和外部导体短路时的负载进行测定。此外，圆形刀刃的材质为SUS，前端直径r为1mm。

将试验结果在表1中示出。此外，表1的数值是各3次试验的试验结果的平均值。

[表1]

在空隙部的空隙率为18％的实施例1的同轴电缆中，耐电压性的平均值为5.6kV、动态切开的负载的平均值为27.7N。如上所述，确认到在本实施例1的同轴电缆中具有充分的耐电压性及强度，可靠性的评价为良好(○)。

在空隙部的空隙率为35％的实施例2的同轴电缆中，耐电压性的平均值为4.4kV、动态切开的负载的平均值为25.2N。如上所述，确认到在本实施例2的同轴电缆中也具有充分的耐电压性及强度，可靠性的评价为良好(○)。

在空隙部的空隙率为40％的对比例1的同轴电缆中，耐电压性的平均值为2.5kV、动态切开的负载的平均值为19.3N。如上所述，确认到在该对比例1的同轴电缆中，耐电压性及强度均不足，可靠性的评价为差(×)。

空隙部的空隙率为0％的对比例2的同轴电缆，静电容量与实施例1相同。耐电压性、动态切开的负载也与实施例1相同。但是，该对比例2的同轴电缆的中心导体的粗细在AWG中小一级，在容许电流及导体电阻方面与实施例1的同轴电缆相比较差。

此外，如果使用与实施例1相同尺寸的中心导体制造没有空隙部的同轴电缆，则其外径为0.34mm，外径增大1成左右，无法满足细径化的要求。

在上述实施例中，对AWG#40的同轴电缆进行了评价，但对细径(AWG#42)的同轴电缆进行耐电压试验及动态切开试验后，其结果为，在空隙部整体的空隙率为18％及35％的情况下，评价为良好。

详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但对于本领域的技术人员而言，显然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更或修正。本申请基于2010年12月1日申请的日本专利申请(特愿2010－268036)，在这里，作为参照而引用其内容。

Claims (3)

1.一种同轴电缆，其构成为中心导体由具有沿长度方向连续的空隙部的绝缘体覆盖，在所述绝缘体的外周配置外部导体，

该同轴电缆的特征在于，

中心导体为AWG#40或AWG#42，

外部导体是将软铜线、铜合金线、镀银软铜线、镀银铜合金线、镀锡软铜线或镀锡铜合金线，在绝缘体的外周横向卷绕而形成的，

所述空隙部形成为剖面圆形或者椭圆形状，在所述绝缘体中均等地配置8个所述空隙部，在与电缆长度方向垂直的剖面上，在将空隙部的面积相对于所有空隙部的面积和绝缘体的面积之和的比例作为空隙率时，使得所有空隙部总计的空隙率大于或等于18％而小于或等于35％。

2.根据权利要求1所述的同轴电缆，其特征在于，

所述绝缘体由四氟乙烯·全氟烷氧基乙烯醚共聚物形成。

3.一种多芯电缆，其特征在于，

收容多根权利要求1或2所述的同轴电缆而形成。