CN1669096A - 屏蔽电缆、布线元件及信息装置 - Google Patents

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Abstract

一种屏蔽电缆，可以防止屏蔽层和信号导体之间的短路及信号导体的断开，由于扭曲导致的屏蔽层的缠绕松散度降低；以及采用该屏蔽电缆的一种布线元件及一种信息装置。扭曲的导体覆盖有绝缘体以形成外径小于等于0.3mm的绝缘导线。屏蔽电缆的绝缘导线覆盖有屏蔽导体和铠装。屏蔽导体由屏蔽层形成，屏蔽层的最内的第一层通过以7－13mm的缠绕间距螺旋地缠绕导体而形成。一根屏蔽电缆可以包含两根绝缘导线。

Description

屏蔽电缆、布线元件及信息装置
技术领域
本发明涉及屏蔽电缆及采用该屏蔽电缆的布线元件和信息装置，它们适用于在具有铰接部分的信息装置中信号传送，所述装置如膝上型个人电脑、蜂窝电话和配备有液晶显示器的摄影机。
背景技术
对于在诸如膝上型个人电脑、蜂窝电话和摄影机的信息装置中的信号传送，通常在测量点上采用差动信号传送系统以抵抗电磁波干扰。差动信号传送系统是一种以两个信号导体传送正信号和负信号的系统，两个信号之间的差值被处理为信号值。在差动信号传送系统中，由于两个信号导体中的电流方向彼此相反，信号产生的磁场在导体外部彼此抵消。两个信号导体之间的距离越小，则抵消作用越有效。
对于用于上述信息装置中的差动信号传送的电缆，如图7所示的平行双芯屏蔽电缆71是公知的。该屏蔽电缆71具有：两个平行布置的用于信号传送的绝缘导线2，由整体和螺旋地缠绕在所述绝缘导线上的导线形成的第一屏蔽层75和第二屏蔽层6，以及覆盖所述屏蔽层的铠装8。如果情况需要，由金属带等构成的第三屏蔽层7设置在屏蔽部分75和6以及铠装8之间。屏蔽电缆71可以比其中屏蔽层形成有编结的导线的屏蔽电缆更容易制造，并且在小直径的情况下具有成本方面的优势。
绝缘导线2的结构是其中信号导体3覆盖有含氟树脂绝缘体4，所述信号导体3具有0.09mm的外径并且由外径均为0.03mm的七股镀锡的铜合金线构成，从而绝缘导线2的外径为0.21±0.03mm。屏蔽层75通过以5至7mm的间距螺旋地缠绕每根外径为0.03mm的约33至43根镀锡的铜合金导线形成，所述导线和用于信号导体3的那些导线相同。
在电缆只具有屏蔽层75的情况，当电缆弯曲或扭曲时，会在导线之间产生间隙，导致屏蔽效果不足，因而屏蔽层6形成在屏蔽层75上从而可以确保屏蔽效果。屏蔽层6通过以5至7mm的间距螺旋地缠绕38至48根导线形成，所述导线和用于屏蔽层75的导线相同。通常屏蔽层6是通过在与屏蔽层75的缠绕方向相反的缠绕方向上缠绕导线形成的。铠装8用缠绕在屏蔽层上的聚酯带形成。
采用具有上述结构的一根或多根屏蔽电缆71，在信息装置中提供主体部分和液晶显示器之间的布线。这种情况下，一根或多根屏蔽电缆71经过具有用于开关显示器的铰接机构的连接部分布线。
显示器的反复开和关导致屏蔽层75的导线断裂而且断裂的导线附着到绝缘导线2的绝缘体4上从而断裂的线和信号导体3短路。此外，在多根屏蔽电缆71被捆扎的情况下，显示器的反复开和关导致信号导体3断开。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以防止信号导体断开以及屏蔽层和信号导体之间短路的屏蔽电缆，并且提供具有该屏蔽电缆的布线元件和信息装置。
为了实现该目的，本发明提供了一种屏蔽电缆，其结构为具有信号导体的一根或多根绝缘导线以由多个屏蔽层构成的屏蔽导体覆盖并进一步由铠装覆盖。构成多个屏蔽层的最内层的第一屏蔽层由多个以7mm至13mm间距螺旋地缠绕的导体构成。绝缘导线可以是直径不大于0.3mm的两根绝缘导线，而且多个屏蔽层和铠装可以整体地覆盖绝缘导线。
本发明另一方面提供了一种布线元件，其中捆扎有多根根据本发明的屏蔽电缆，并且连接终端部分至少设置在布线元件的一端。本发明又一个方面提供了一种信息装置，其中根据本发明的屏蔽电缆用于通过信息装置铰接部分的信号布线。
下面通过参照附图进一步解释本发明。附图的提供只是说明的目的而不用于限制本发明的范围。
附图说明
图1A和1B是说明根据本发明的屏蔽电缆的实施例的视图。图1A是横截面视图，而图1B是去掉部分圆周的电缆的侧视图。
图2A和2B是说明屏蔽层的螺距(scroll pitch)的视图。
图3A至3D是说明由屏蔽电缆的扭曲引起的张力状态的视图。图3A和3C是侧视图，图3B和3D是剖视图。
图4是根据本发明的布线元件的实施例的视图。
图5A和5B是说明屏蔽电缆的评估方法的视图。
图6是说明根据本发明的信息装置的实施例的视图。
图7是说明传统平行双芯的屏蔽电缆的视图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。附图中，相同的附图标记指代相同的部件以避免重复解释。附图中尺寸的比例不必要与说明相一致。
参照图1A和1B说明根据本发明的屏蔽电缆的实施例。一种平行双芯的屏蔽电缆1具有两根平行布置的用于信号传输的绝缘导线2和整体覆盖两根绝缘导线2外部的屏蔽导体。屏蔽导体由至少具有第一屏蔽层5和第二屏蔽层6的多个屏蔽层构成，所述屏蔽层由分别螺旋地缠绕的多根导线5a和6a构成。此外，如果情况需要，可以提供由金属带等构成的第三屏蔽层7。铠装8设置在屏蔽导体最外表面上从而保护屏蔽层及其内部的电缆部分。
绝缘导线2例如具有这样的结构，其中信号导体3具有约0.09mm的直径并且由各股直径均为0.03mm的七股镀锡的铜合金线构成，该信号导体3覆盖有诸如含氟树脂或者聚乙烯的绝缘体4从而外径变成小于等于0.3mm。第一屏蔽层5由约33至43根导线5a构成，这些导线例如和用于信号导体3的导线相同并且右向(左手铺设)螺旋地缠绕。这里，屏蔽层的导线可以右手铺设或者左手铺设，一个缠绕方向被称作相对于另一个缠绕方向的相反缠绕方向。
在屏蔽层5上，形成有第二屏蔽层6以防止当电缆弯曲或者扭曲时在导线之间产生能引起屏蔽效果不足的间隙。屏蔽层6由和用于屏蔽层5的导线相同的38至46根导线构成并且相对于屏蔽层5以相反方向螺旋地缠绕。导线6a的数量增加到某一程度，因为屏蔽层6的直径大于屏蔽层5的直径。通过在与屏蔽层5相反方向上缠绕第二屏蔽层，可以防止屏蔽层5的混乱并可以减少由于电缆弯曲导致间隙或卷曲的发生。导线5a和6a的数量可以根据绝缘导线2的外径而增加或者减少。
第三屏蔽层由缠绕的金属箔带构成，例如铝-聚乙烯对苯二酸盐(PET)带或者铜蒸发的PET带(copper-evaporated PET tape)。第三屏蔽层没有间隙的完全围绕着绝缘导线2的外周，从而可以实现彻底屏蔽。在屏蔽导体上缠绕一条聚酯带形成铠装8以保护屏蔽导体并且确保平行双芯的屏蔽电缆的机械强度。
图2A和2B是说明屏蔽层5和6的螺距的视图。螺距的定义是形成屏蔽层的导线5a或6a在绝缘导线2上缠绕一匝的纵向距离。图2A示出了具有螺距PS＝6±1mm的右手铺设的示例。图2B示出了具有螺距PL＝10±3mm的左手铺设的示例。
如下文所述，本发明人澄清了断开或短路的发生与构成屏蔽导体的第一屏蔽层和第二屏蔽层的螺距之间的关系。当屏蔽层形成有小的螺距时，由于导线5a和6a的缠绕角度θ小，所以缠绕形式可以稳定并且屏蔽效果可以提高。但是，如图3A和3B所示，当捆扎有电缆系绳(cable tie)10等的多根屏蔽电缆1在装置中扭曲时，例如处于S位置的屏蔽电缆1移动到T位置从而产生拉力。这种情况下，如果第一屏蔽层5的缠绕角度θ小，则拉力集中在内部信号导体3上并因而由于沿着屏蔽层5纵向上的高膨胀和收缩性能导致易于发生断开。
此外，如果屏蔽电缆1以屏蔽层5的缠绕变得松散的方式扭曲时，屏蔽层6的缠绕将变紧。这种情况下，如果松散的屏蔽层5与屏蔽层6紧紧地束缚在一起，则屏蔽层5就会毁坏和断裂。如果具有断裂的屏蔽层5的屏蔽电缆1反复扭曲，则断裂的导线粘附到绝缘导线2的绝缘体4上促进在信号导体3和屏蔽层之间发生短路。
当屏蔽层形成有大的螺距时，导线5a和6a的缠绕角度θ变大。这种情况下，当屏蔽电缆1弯曲时，导线5a和6a易于陷于混乱，降低了屏蔽效果。但是在这种情况下，由于沿着纵向的膨胀和收缩性能降低，当拉力作用到屏蔽电缆1上时，施加到信号导体3上的拉力的一部分可被屏蔽层5分担，因而可以减少信号导体3的断开。此外，当屏蔽电缆1在使得导线5a的缠绕变得松散的方向上扭曲时，松散的程度相对较小，因而尽管第一屏蔽层由第二屏蔽层6紧紧束缚，导线5a的断开也会减少并且很少发生短路。
根据本发明，如图1B所示，至少位于内侧的第一屏蔽层5形成有7-13mm的间距。第二屏蔽层6形成的间距等于或小于第一屏蔽层5的间距。导线在第一屏蔽层5和第二屏蔽层6中的缠绕方向可以彼此相同或不同。
在传统的屏蔽电缆中，第一屏蔽层5的间距和第二屏蔽层6的间距之差通常较小或至多约为6±1mm，因而由于屏蔽层5的断裂和信号导体3的断开导致的短路易于发生。在本发明中，至少通过使位于内侧的第一屏蔽层形成有7-13mm的间距，可以减少信号导体3的断开及屏蔽层5和信号导体3之间的短路中断。
尽管与间距被设定成5-7mm的情况相比，将第一屏蔽层的螺距设定成7-13mm的缠绕在一定程度上是不稳定的，但是基本上不成问题，因为屏蔽层5的混乱可以通过在与第一屏蔽层相反方向上缠绕第二屏蔽层而被防止。即使第二屏蔽层6在同一方向上缠绕，第一屏蔽层5的混乱也可以通过以间距不超过屏蔽层5的间距来缠绕屏蔽层6而得以抑制。此外，可以设置由金属箔构成的第三屏蔽层7。这种情况下，由于进一步实现屏蔽效果，所以尽管屏蔽层5形成有7-13mm的间距，屏蔽效果也不会降低。如果间距不小于13mm，则缠绕将变得不稳定，导致生产上的困难。
图4是根据本发明的布线元件的实施例的视图。布线元件11具有可有利于布线的预形成的尺寸和形状并且配备有多根根据本发明的平行双芯屏蔽电缆1，至少其一端设置有连接终端部分14(其中电缆1以预定间距布置在平面上，而且在某些情况下除去了预定长度的其绝缘涂层)用于与信息装置中的连接终端相连接。布线元件可以具有屏蔽电缆1和另一电缆例如共轴信号电缆结合使用的结构。
在布线元件11中，多个平行双芯屏蔽电缆1可以具有与电缆系绳10重叠的捆扎的电缆部分12，例如，还可以在邻近连接终端部分14处具有其中多根平行双芯屏蔽电缆1布置成一直线以形成所需带状的带状排列部分13。连接终端部分14可以包括电连接器或者被处理成(例如，通过屏蔽导体的处理和接地连接的处理)具有能允许与电连接器或连接终端容易连接的终端形状。
图7是根据本发明的信息装置的实施例的视图。膝上型私人电脑61由主体部分61和显示器62构成并且均连接有铰链64。在主体部分61中包括未示出的主板，而且显示器62包括液晶面板65。主板和液晶面板65通过延伸经过铰接部分64的布线元件66而连接。
(示例)
为了证实本发明的效果，借助图5A和5B所示的方法进行评估。作为评估样本，使用了图4所示的具有九根屏蔽电缆1的布线元件11。布线元件11的捆扎的电缆部分12如图5所示弯曲，并且其一端侧固定有夹子15，邻近带形排列部分13的另一端侧扭曲180度，从而在捆扎的电缆部分12的预定长度上引发180度扭曲。在评估中，测量在绝缘导线的任一根信号导体(2×9根导线)断裂之前的扭曲数目和在第一屏蔽层和信号导体形成短路之前的扭曲数目。这里，在一个扭曲表示从0度到180度和从180度到0度的一个扭曲循环的定义下来确定扭曲数目。
用于这种评估的平行双芯屏蔽电缆具有两根绝缘导线，每个导线由外径为0.09mm的信号导体构成，每个信号导体由七股外径为0.03mm的镀锡的铜合金线制成，并且每根绝缘导线通过用含氟树脂覆盖信号导体而制成从而绝缘导线的外径为0.21±0.03mm。第一屏蔽层通过缠绕每一根都具有0.03mm外径的38根镀锡的铜合金导线形成，而第二屏蔽层由和第一屏蔽层相同类型的43根导线形成。第一和第二屏蔽层形成有如表1所示在缠绕方向和螺距方面不同的四种状态。第三屏蔽层通过右手铺设重叠铜蒸发的聚酯带形成，而铠装通过右手铺设重叠聚酯带形成。
利用屏蔽电缆，采用图5A和5B所示的方法测量在任一根信号导体断裂之前的扭曲数目和在第一屏蔽层和信号导体形成短路之前的扭曲数目。结果示于表I中。
表I
示例1 示例2 示例3 示例4
缠绕方向和螺距 第一屏蔽层 右10.0mm 右10.0mm 右10.0mm 右6.0mm
第二屏蔽层 左6.0mm 左10.0mm 右10.0mm 左6.0mm
信号导体断裂之前的扭曲数目 46,151 44,697 45,099 20,908
短路发生之前的扭曲数目 11,098 12,051 13,094 1,325
从结果中可以发现，通过将最内的第一屏蔽层的螺距设定得大于比较例的螺距，可以使任一根信号导体断裂之前的扭曲数目不小于比较例中的两倍。还发现在第一屏蔽层和信号导体之间发生短路之前的扭曲数目可以不小于比较例中的八倍。此外，发现第二屏蔽层的螺距和扭曲方向的改变几乎不影响断开和短路的发生。
2002年7月31日提交的日本专利申请No.2002-223811的包括说明书、权利要求书、附图和摘要在内的全部公开内容整体结合在此以作参考。
工业应用性
根据本发明的屏蔽电缆优选用于经过具有用作液晶显示器的开关机构的铰接部分的信息装置中的铰接部分铺设的布线。特别是近来，信息装置的主体部分和液晶显示器的可靠性及寿命提高，同时性能衰退下降。因此，由于电缆断开及由于铰接部分扭曲造成的短路引起的性能衰退苦恼着用户。由此，具有铰接部分的信息装置的可靠性可以通过使用本发明的屏蔽电缆而进一步提高。通过利用诸如图4所示的布线元件也可以实现同一目的。

Claims (8)

1.一种屏蔽电缆，包括用屏蔽导体和铠装覆盖的一根或多根绝缘导线，
所述一根或多根绝缘导线中的每一根包括由绝缘体覆盖的信号导体，
所述屏蔽导体由多个屏蔽层构成，
其中构成所述多个屏蔽层的最内层的第一屏蔽层由多个以7至13mm间距螺旋地缠绕的导体构成。
2.如权利要求1所述的屏蔽电缆，其中
所述一根或多根绝缘导线是两根直径不超过0.3mm的绝缘导线，而且
所述铠装和所述多个屏蔽层整体地覆盖所述绝缘导线。
3.如权利要求1或2所述的屏蔽电缆，其中
第二屏蔽层通过在所述第一屏蔽层上以相对于所述第一屏蔽层的缠绕方向相反的缠绕方向螺旋地缠绕多个导体而形成。
4.如权利要求1或2所述的屏蔽电缆，其中
第二屏蔽层通过在所述第一屏蔽层上以与所述第一屏蔽层缠绕方向相同的缠绕方向螺旋地缠绕多个导体而形成。
5.如权利要求3或4所述的屏蔽电缆，其中
所述第二屏蔽层的螺距不大于所述第一屏蔽层的螺距。
6.一种布线元件，其中捆扎了多根如权利要求1至5中任一项所述的屏蔽电缆，而且一连接终端部分至少设置在所述布线元件的一端。
7.一种具有如权利要求1至5中任一项所述的屏蔽电缆的信息装置，所述屏蔽电缆用于通过所述信息装置铰接部分的信号布线。
8.一种具有如权利要求6所述的布线元件的信息装置，所述布线元件用于通过所述信息装置铰接部分的信号布线。
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