DE112013004832T5

DE112013004832T5 - Koaxialkabel

Info

Publication number: DE112013004832T5
Application number: DE112013004832.9T
Authority: DE
Inventors: Taketo Kumada
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-08-13
Also published as: CN104685579A; US20150206625A1; JP2014089944A; KR20150052210A; CA2886902A1; WO2014054495A1

Abstract

Eine äußere Leiterschicht (30) umfasst eine erste Abschirmungsschicht (31), die aus einer Metallfolie ausgebildet ist, eine isolierende Schicht (32) und eine zweite Abschirmungsschicht (33), die aus einer Metallfolie ausgebildet ist. Die erste Abschirmungsschicht (31) der äußeren Leiterschicht (30) und ein isolierender Körper (20) sind aneinander geklebt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koaxialkabel.
Hintergrund
Ein Koaxialkabel, in dem ein Isolator an einer Außenumfangsseite eines inneren Leiters ausgebildet ist, ein äußerer Leiter an dem Umfang des Isolators ausgebildet ist und eine Hülle an einer Außenumfangsseite des äußeren Leiters ausgebildet ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt. In dem Koaxialkabel wird ein Leiter, der durch das Flechten eines Kupferdrahts zu einer Netzform gebildet wird (nachfolgend als Geflecht bezeichnet), ein Leiter, der durch das spiralförmige Wickeln eines Kupferdrahts gebildet wird (nachfolgend als Spiralwicklung bezeichnet), oder ein Leiter mit einem zweischichtigen Aufbau, der durch das Wickeln einer Kupfer- oder Aluminiumfolie und dann das Ausbilden eines Geflechts oder einer Spiralwicklung auf der Kupfer- oder Aluminiumfolie gebildet wird, als der äußere Leiter verwendet (siehe die PTL 1 und die PTL 2).
Referenzliste
Patentliteratur

PTL 1: JP-A-2010-186722
PTL 2: JP-A-2009-146704

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem Koaxialkabel der PTL 1 und der PTL 2 erfordert jedoch das Herstellen des Geflechts oder der Spiralwicklung Zeit. Für das Herstellen des Koaxialkabels wird nämlich ein Strangpressen eines Kerndrahts mit einem inneren Leiter und einer isolierenden Schicht durchgeführt, wobei die Herstellung des äußeren Leiters 20 bis 50 mal so lang dauern kann wie das Strangpressen des Kerndrahts. Insbesondere dauert das Herstellen des Koaxialkabels mit dem äußeren Leiter mit einem zweischichtigen Aufbau länger, weil der äußere Leiter mit dem zweischichtigen Aufbau ausgebildet wird.
Die Erfindung nimmt auf die oben geschilderten Umstände Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Koaxialkabel vorzusehen, bei dem die Herstellungszeit reduziert werden kann und dennoch ein äußerer Leiter mit einem zweischichtigen Aufbau ausgebildet werden kann.
Problemlösung
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Koaxialkabel gemäß der Erfindung durch die folgenden Punkte (1) bis (5) gekennzeichnet.

(1) Ein Koaxialkabel enthält einen inneren Leiter, einen Isolator, der an einer Außenumfangsseite des inneren Leiters ausgebildet ist, eine äußere Leiterschicht, die an einer Außenumfangsseite des Isolators ausgebildet ist, und eine Hülle, die an einer Außenumfangsseite der äußeren Leiterschicht ausgebildet ist, wobei die äußere Leiterschicht eine erste Abschirmungsschicht aus einer Metallfolie, eine isolierende Schicht, die an einer Außenumfangsseite der ersten Abschirmungsschicht ausgebildet ist, und eine zweite Abschirmungsschicht aus einer Metallfolie, die an einer Außenumfangsseite der isolierenden Schicht ausgebildet ist, umfasst, und wobei die erste Abschirmungsschicht der äußeren Leiterschicht auf den Isolator geklebt ist.

Bei dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (1) sind die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht aus der Metallfolie ausgebildet, sodass die Herstellungszeit im Vergleich zu dem Flechten oder Spiralwickeln eines Metalldrahts reduziert werden kann. Wenn eine Metallfolie als der äußere Leiter verwendet wird, können die Impedanzeigenschaften von einem vorgeschriebenen Wert abweichen, wobei jedoch die erste Abschirmungsschicht auf den Isolator geklebt wird, sodass eine Abweichung der Impedanzeigenschaften von dem vorgeschriebenen Wert verhindert werden kann. Folglich kann ein Koaxialkabel vorgesehen werden, bei dem die Herstellungszeit reduziert werden kann und dennoch der äußere Leiter mit einem zweischichtigen Aufbau ausgebildet werden kann.

(2) In dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (1) sind die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht jeweils aus einer Kupferfolie ausgebildet und weisen jeweils eine Dicke von 30 μm oder weniger auf.

Wenn bei dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (2) der Biegungsradius 3 mm beträgt und die Dicke der ersten Abschirmungsschicht und der zweiten Abschirmungsschicht innerhalb von 30 μm oder weniger in Bezug auf den Biegungsradius gesetzt wird, kann die Metallfolie in einem elastischen Bereich verwendet werden und kann die Dicke des gesamten Koaxialkabels reduziert werden, um den Durchmesser des Koaxialkabels zu vermindern.

(3) In dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (2) weisen die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht jeweils eine Dicke von 8 μm oder mehr auf.

Bei dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (3) weisen die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht eine Dicke von 8 μm oder mehr auf, sodass der Abschirmungseffekt zur Berücksichtigung eines Skin-Effekts bei Hochfrequenzwellen erhalten werden kann.

(4) In dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (2) oder (3) weisen die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht die gleiche Dicke auf.

Bei dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (4) weisen die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht die gleiche Dicke auf, sodass, wenn die Dicken dieser Abschirmungsschichten gesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften zu erhalten, eine der beiden Abschirmungsschichten nicht unnütz dick wird und der Durchmesser des Koaxialkabels verkleinert werden kann.

(5) In dem Koaxialkabel gemäß einem der Punkte (2) bis (4) ist die erste Abschirmungsschicht einmal auf den Isolator gewunden und ist die zweite Abschirmungsschicht einmal auf die isolierende Schicht gewunden.

Bei dem Koaxialkabel gemäß dem Punkt (5) sind die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht jeweils einmal gewunden, sodass zum Beispiel im Vergleich zu der Spiralwicklung der Metallfolie kein Rückstrom spiralförmig fließt und eine Erhöhung des Widerstandswerts der äußeren Leiterschicht verhindert werden kann.
Die Erfindung kann ein Koaxialkabel vorsehen, bei dem die Herstellungszeit reduziert werden kann und dennoch der äußere Leiter mit einem zweischichtigen Aufbau ausgebildet werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A und 1B sind Konfigurationsansichten, die ein Koaxialkabel gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen, wobei 1A eine Schnittansicht ist und 1B eine Seitenansicht ist.
2 ist ein Kurvendiagramm, das Impedanzeigenschaften eines Koaxialkabels ohne eine Kleberschicht und eines herkömmlichen Koaxialkabels zeigt.
3 ist ein Kurvendiagramm, das Dämpfungsgrößen des Koaxialkabels ohne die Kleberschicht und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt.
4 ist ein Kurvendiagramm, das Impedanzeigenschaften des Koaxialkabels gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt.
5 ist ein Kurvendiagramm, das Dämpfungsgrößen des Koaxialkabels gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Dehnung einer Elektrodrahthülle zeigt.
7 ist ein Kurvendiagramm, das Dehnungsfestigkeitseigenschaften einer Kupferfolie zeigt.
8A und 8B sind erste Ansichten, die einen Abschirmungseffekt eines Koaxialkabels zeigen, wobei 8A eine schematische Seitenansicht ist und 8B eine schematische Schnittansicht ist.
9A bis 9C sind Ansichten, die einen Abschirmungseffekt eines Koaxialkabels zeigen, wobei 9A eine schematische Seitenansicht ist, 9B eine schematische Schnittansicht ist und 9C ein Schaltungsdiagramm eines äußeren Leiters ist.
10 ist ein Kurvendiagramm, das Abschirmungseffekte des Koaxialkabels gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt.
Beschreibung der Ausführungsform
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben. 1A und 1B sind Konfigurationsansichten, die ein Koaxialkabel gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen, wobei 1A eine Schnittansicht ist und 1B eine Seitenansicht ist. Ein in 1 gezeigtes Koaxialkabel 1 enthält einen inneren Leiter 10, der aus mehreren Leitern besteht, einen Isolator 20, der an einer Außenumfangsseite des inneren Leiters 10 ausgebildet ist, eine äußere Leiterschicht 30, die an einer Außenumfangsseite des Isolators 20 ausgebildet ist, und eine Hülle 40, die an einer Außenumfangsseite der äußeren Leiterschicht 30 ausgebildet ist.
Als der innere Leiter 10 wird zum Beispiel ein geglühter Kupferdraht, ein versilberter geglühter Kupferdraht, ein verzinnter geglühter Kupferdraht oder ein verzinnter Kupferlegierungsdraht verwendet. In der Ausführungsform weist der innere Leiter 10 mehrere Leiter auf, wobei er jedoch auch nur einen Leiter aufweisen kann.
Der Isolator 20 ist ein Glied, das auf den inneren Leiter 10 geschichtet ist, wobei zum Beispiel PE (Polyethylen), PP (Polypropylen) oder ein geschäumtes PE oder PP als der Isolator 20 verwendet wird. Die dielektrische Konstante des Isolators 20 liegt bei 3,0 oder weniger. Die Hülle 40 ist ein Glied, das an einer Außenumfangsseite der äußeren Leiterschicht 30 ausgebildet ist und wie der Isolator 20 zum Beispiel aus PE oder PP besteht. Als die Hülle 40 können PET (Polyethylenterephthalat) oder ein nicht-gewebtes Textil verwendet werden.
Die äußere Leiterschicht 30 enthält eine erste Abschirmungsschicht 31, eine isolierende Schicht 32, die an einer Außenumfangsseite der ersten Abschirmungsschicht 31 ausgebildet ist, und eine zweite Abschirmungsschicht 33, die an einer Außenumfangsseite der isolierenden Schicht 32 ausgebildet ist.
Die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 bestehen aus einer Metallfolie wie etwa Kupfer oder Aluminium. Die isolierende Schicht 32 besteht aus einem Material wie etwa PET. Die erste Abschirmungsschicht 31, die isolierende Schicht 32 und die zweite Abschirmungsschicht 33 bestehen vorzugsweise aus einem einzelnen Film. Das heißt, dass diese Schichten 31, 32, 33 vorzugsweise aus dem Film gebildet sind, der durch das Kleben einer Metallfolie auf die beiden Flächen eines isolierenden Films aus etwa PET integriert wird.
Vorzugsweise wird die erste Abschirmungsschicht 31 einmal auf den Isolator 20 gewunden (mit anderen Worten in Längsrichtung angebracht) und wird auch die zweite Abschirmungsschicht 33 einmal auf die isolierende Schicht 32 gewunden (mit anderen Worten in der Längsrichtung angebracht). Das heißt, dass die Abschirmungsschichten 31, 33 vorzugsweise nicht doppelt, dreifach usw. gewunden und also nicht spiralförmig gewickelt werden.
Weiterhin enthält in der Ausführungsform das Koaxialkabel 1 eine Kleberschicht 50. Die Kleberschicht 50 ist klebend zwischen dem Isolator 20 und der ersten Abschirmungsschicht 31 der äußeren Leiterschicht 30 angeordnet. Weil die Kleberschicht 50 vorzugsweise ein Glied ist, das durch das Vorheizen einer Strangpressung in einem Strangpressschritt der Hülle 40 während der Herstellung des Koaxialkabels 1 geschweißt wird, wird ein heißgeschmolzenes Material (zum Beispiel ein Polyesterkunstharz oder Ethylenvinylacetat) als die Kleberschicht 50 in der Ausführungsform verwendet.
Im Folgenden werden Impedanzeigenschaften und Dämpfungsgrößen eines Koaxialkabels ohne die Kleberschicht 50 und eines herkömmlichen Koaxialkabels beschrieben. 2 ist ein Kurvendiagramm, das die Impedanzeigenschaften des Koaxialkabels ohne die Kleberschicht 50 und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt. Und 3 ist ein Kurvendiagramm, das die Dämpfungsgrößen des Koaxialkabels ohne die Kleberschicht 50 und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt. In 2 und 3 gibt das Bezugszeichen A (durchgezogene Linie) das herkömmliche Koaxialkabel an und gibt das Bezugszeichen B (gepunktete Linie) das Koaxialkabel ohne die Kleberschicht 50 an. In 2 gibt die Ordinatenachse die charakteristische Impedanz Z (Ω) wieder und gibt die Abszissenachse die Zeit T (ns) wieder. In 3 gibt die Ordinatenachse die Dämpfungsgröße D (dB) wieder und gibt die Abszissenachse die Frequenz f (MHz) wieder.
In dem Koaxialkabel ohne die Kleberschicht 50 wurde ein geglühter, verdrillter Kupferdraht mit einem Außendurchmesser von 0,96 ± 0,03 mm, der durch das Verdrillen von sieben geglühten Kupferdrähten mit einem Durchmesser von 0,32 mm ausgebildet wird, als der innere Leiter 10 verwendet, und wurde ein vernetztes, geschäumtes PE mit einer Dicke von 0,87 mm und einem Außendurchmesser von 2,7 ± 0,1 mm als der Isolator 20 verwendet. Ein geklebtes, einseitiges Metallfolienband mit einem Außendurchmesser von ungefähr 2,8 mm wurde als die erste Abschirmungsschicht 31 der äußeren Leiterschicht 30 verwendet, und PET mit einem Außendurchmesser von ungefähr 2,9 mm wurde als die isolierende Schicht 32 verwendet, und ein einseitiges Kupferfolienband mit einem Außendurchmesser von ungefähr 3,0 mm wurde als die zweite Abschirmungsschicht 33 verwendet. Ein wärmebestandiges PVC (Polyvinylchlorid) mit einer Dicke von ungefähr 0,34 mm und einem Außendurchmesser von 3,8 ± 0,2 mm wurde als die Hülle 40 verwendet.
Dagegen wurden in dem herkömmlichen Koaxialkabel die gleichen Materialien wie in dem Koaxialkabel ohne die Kleberschicht 50 für den inneren Leiter und den Isolator verwendet. Ein einseitiges Metallfolienband mit einem Außendurchmesser von ungefähr 2,8 mm wurde als eine äußere Leiterschicht verwendet, und die Außenumfangsseite der äußeren Leiterschicht wurde mit einem verzinnten, geglühten Kupfergeflecht (Litzenkonfiguration: Anzahl von Halterungen/Anzahl von Zählungen/mm 0,8/10/16) mit einem Außendurchmesser von ungefähr 3,2 mm versehen. Das gleiche Material wie bei dem Koaxialkabel ohne die Kleberschicht 50 wurde für die Hülle verwendet.
Weil das herkömmliche Koaxialkabel derart angeordnet ist, dass das Geflecht die Metallfolie strafft, sind die Metallfolie und der Isolator ohne einen Zwischenraum angeordnet, sodass die Impedanzeigenschaften wie in 2 gezeigt stabil werden. In dem herkömmlichen Koaxialkabel wird die Dämpfungsgröße in Bezug auf die Frequenz ebenfalls wie in 3 gezeigt stabil.
Dagegen neigt das Koaxialkabel ohne die Kleberschicht 50 dazu, einen Zwischenraum zwischen der ersten Abschirmungsschicht 31 und dem Isolator 20 zu bilden, wobei die Impedanzeigenschaften wie in 2 gezeigt nicht stabil werden und auch die Dämpfungsgröße in Bezug auf die Frequenz wie in 3 gezeigt nicht stabil wird.
Im Folgenden werden die Impedanzeigenschaften und Dämpfungsgrößen des Koaxialkabels 3 gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels beschrieben. 4 ist ein Kurvendiagramm, das die Impedanzeigenschaften des Koaxialkabels 1 gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt. Und 5 ist ein Kurvendiagramm, das die Dämpfungsgrößen des Koaxialkabels 1 gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt. In 4 und 5 gibt das Bezugszeichen A (durchgezogene Linie) das herkömmliche Koaxialkabel an, und gibt das Bezugszeichen C (gepunktete Linie) das Koaxialkabel gemäß der Ausführungsform an. In 4 gibt die Ordinatenachse eine charakteristische Impedanz Z (Ω) wieder und gibt die Abszissenachse die Zeit T (ns) wieder. In 5 gibt die Ordinatenachse die Dämpfungsgröße D (dB) wieder und gibt die Abszissenachse die Frequenz f (MHz) wieder. In dem herkömmlichen Koaxialkabel wird ein Geflecht aus einem Kupferdraht an einer Außenumfangsseite der Kupferfolie und der Metallfolie als eine äußere isolierende Schicht verwendet.
In dem Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform werden die gleichen Materialien wie in dem Koaxialkabel ohne die Kleberschicht 50 für den inneren Leiter 10, den Isolator 20, die äußere Leiterschicht 30 und die Hülle 40 verwendet. Ein Heißschmelzmaterial aus Polyesterharz wurde für die Kleberschicht 50 verwendet.
Wie in 4 und 5 gezeigt, werden die Impedanzeigenschaften stabil und wird auch die Dämpfungsgröße in Bezug auf die Frequenz in dem herkömmlichen Koaxialkabel stabil.
In dem Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform kann ein Zwischenraum zwischen dem Isolator 20 und der ersten Abschirmungsschicht 31 beseitigt werden, indem dazwischen die Kleberschicht 50 vorgesehen wird. Dementsprechend kann das Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform wie in 4 und 5 gezeigt eine Dämpfungsgröße in Bezug auf die Frequenz und Impedanzeigenschaften in Entsprechung zu denjenigen des herkömmlichen Koaxialkabels erzielen. Konkret beträgt die charakteristische Impedanz der Ausführungsform 51,6 Ω und beträgt die herkömmliche charakteristische Impedanz 51,8 Ω in ungefähr 3 ns.
Außerdem kann das Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform die Herstellungszeit reduzieren, weil das Geflecht nicht als der äußere Leiter verwendet wird und der äußere Leiter nur aus der Metallfolie ausgebildet wird.
In der Ausführungsform werden die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 vorzugsweise aus einer Kupferfolie ausgebildet und weisen eine Dicke von 30 μm oder weniger auf. Der Grund hierfür ist, dass auch dann, wenn eine Belastung auf die Kupferfolie wirkt, die Kupferfolie innerhalb eines elastischen Bereichs von Kupfer bleibt, sodass ein Reißen usw. der Kupferfolie verhindert werden kann und auch die Dicke reduziert werden kann, um den Durchmesser des Koaxialkabels 1 zu verkleinern.
6 ist eine erläuternde Ansicht zu der Dehnung von Kupfer. Wie in 6 gezeigt, wird angenommen, dass Kupfer mit einem vorbestimmten Biegungsradius gebogen wird. Dabei kann die auf das Kupfer ausgeübte Dehnung e durch e = ΔL/L ausgedrückt werden. Dabei ist ΔL die Dehnungsgröße (mm) von Kupfer und ist L die Mittenlänge (mm) des Kupfers. In 6 wird die Mitte des Kupfers durch das Bezugszeichen M (Strichlinie) angegeben. Wenn R1 der Biegungsradius von Kupfer ist, R2 der Biegungsradius der Mitte des Kupfers ist und R3 die Dicke von Kupfer ist, kann die Beziehung zwischen denselben wie folgt ausgedrückt werden: ΔL = 2πR1 – 2πR2 und L = 2πR2. Folglich resultiert die Dehnung e in e = R1/R2 – 1. Weil R1 = R + R3 und R2 = R + R3/2 erfüllt werden, wird e = (R + R3)/(R + R3/2) – 1 erhalten.
7 ist ein Kurvendiagramm, das die Dehnungsfestigkeitskennlinie einer Kupferfolie zeigt. In 7 gibt das Bezugszeichen E einen elastischen Bereich an und gibt das Bezugszeichen P einen plastischen Bereich an. In 7 gibt die Ordinatenachse die Festigkeit X (N) wieder und gibt die Abszissenachse die Dehnung Y (%) wieder. Um die Kupferfolie in dem elastischen Bereich zu verwenden, sollte die Dehnung der Kupferfolie bei 0,5% oder weniger wie in 7 gezeigt liegen. Wenn also R in 6 gleich 3 mm wie für das Koaxialkabel 1 erforderlich ist, ergibt sich aus den oben genannten Formeln, dass die Dicke R3 der Kupferfolie 0,030 mm oder weniger betragen sollte, um die Dehnung e bei 0,5% oder weniger (elastischer Bereich) zu setzen. Indem also die Dicke der Kupferfolie bei 0,030 mm oder weniger gesetzt wird, kann die Kupferfolie in dem elastischen Bereich verwendet werden, sodass ein Reißen usw. der Kupferfolie verhindert werden kann und auch die Dicke reduziert werden kann, um den Durchmesser des Koaxialkabels 1 zu vermindern.
Die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 weisen vorzugsweise eine Dicke von 8 μm oder mehr auf. Der Grund hierfür ist, dass ein Abschirmungseffekt zur Berücksichtigung eines Skin-Effekts bei Hochfrequenzwellen erhalten wird.
Im Folgenden werden die Gründe hierfür im Detail beschrieben. 8A und 8B sind erste Ansichten, die einen Abschirmungseffekt eines Koaxialkabels erläutern, wobei 8A eine schematische Seitenansicht ist und 8B eine schematische Schnittansicht ist. In 8A gibt das Bezugszeichen C1 einen äußeren Leiter an und gibt das Bezugszeichen C2 einen inneren Leiter an. In 8A gibt das Bezugszeichen Ia einen Strom an, der durch den inneren Leiter fließt, und gibt das Bezugszeichen Ib einen Rückstrom an, der durch eine äußere Leiterschicht fließt. In 8B gibt das Bezugszeichen Ha ein Magnetfeld an, das durch den Strom Ia erzeugt wird, und gibt das Bezugszeichen Hb ein Magnetfeld an, das durch den Rückstrom Ib erzeugt wird. Wie in 8A gezeigt, fließt in dem Koaxialkabel der Strom Ia durch den inneren Leiter und fließt der Rückstrom Ib durch die äußere Leiterschicht. Dementsprechend werden wie in 8B gezeigt die Magnetfelder Ha, Hb, die durch die beiden Ströme Ia, Ib erzeugt werden, in jeweils entgegengesetzten Richtungen erzeugt und heben einander auf, sodass ein guter Abschirmungseffekt erhalten werden kann.
Dabei wird in einem niederfrequenten Band des Stroms, weil der Gleichstromwiderstand der äußeren Leiterschicht niedriger ist, der Abschirmungseffekt besser. Der Grund hierfür ist, dass bei dem Strom mit einer niedrigen Frequenz die Wellenlänge des Stroms lang ist und der Strom wahrscheinlich im Wesentlichen ein Gleichstrom ist.
Dagegen übt ein hohes Frequenzband des Stroms einen Einfluss auf einen Skin-Effekt aus. Weil also ein Strom auf einer Oberfläche des Leiters zu fließen versucht, wenn die Frequenz hoch wird, ist die Oberfläche der äußeren Leiterschicht vorzugsweise glatt.
In einem herkömmlichen Produkt besteht die äußere Leiterschicht aus einer Metallfolie und einem die Metallfolie bedeckenden Geflecht, wobei ein Strom mit einer hohen Frequenz entlang der Unebenheit einer Oberfläche des Geflechts fließt. Folglich wird durch die entlang der Unebenheit fließende Größe der Widerstand erhöht, wodurch ein erzeugtes Magnetfeld verkleinert wird. Deshalb ist ein kleiner Aufhebungseffekt des Magnetfelds Ha, das durch den durch den inneren Leiter fließenden Strom Ia erzeugt wird, und des Magnetfels Hb, das durch den durch die äußere Leiterschicht fließenden Strom Ib erzeugt wird, gegeben.
Dagegen bestehen in dem Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 aus einer Metallschicht wie etwa einer Metallfolie mit einer glatten Oberfläche, sodass im Vergleich zu der Ausbildung der Abschirmungsschicht aus einem Geflecht der Widerstand kleiner ist und auch ein erzeugtes Magnetfeld größer ist. Daraus resultiert, dass das Koaxialkabel 1 den Kanaleffekt der Magnetfelder vergrößern kann.
9A bis 9C sind zweite Ansichten, die einen Abschirmungseffekt eines Koaxialkabels erläutern, wobei 9A eine schematische Seitenansicht ist, 9B eine schematische Schnittansicht ist und 9C ein Schaltungsdiagramm eines äußeren Leiters ist. In 9A gibt das Bezugszeichen C1 einen äußeren Leiter an und gibt das Bezugszeichen C2 einen inneren Leiter an. In 9A gibt das Bezugszeichen Ia einen durch den inneren Leiter fließenden Strom an und geben die Bezugszeichen Ib, Ic durch eine äußere Leiterschicht fließende Rückströme an. In 9B gibt das Bezugszeichen Ha ein durch den Strom Ia erzeugtes Magnetfeld an und geben die Bezugszeichen Hb, Hc jeweils durch die Rückströme Ib, Ic erzeugte Magnetfelder an. Insbesondere weil das Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform wie in 9C gezeigt die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 aufweist, wird eine kapazitive Kopplung zwischen der ersten Abschirmungsschicht 31 und der zweiten Abschirmungsschicht 33 vorgesehen und fließen die Rückströme Ib, Ic durch diese beiden Abschirmungsschichten. Dann werden die Magnetfelder Hb, Hc durch die Rückströme Ib, Ic erzeugt, wobei die Magnetfelder Hb, Hc und das Magnetfeld Ha, das durch den durch den inneren Leiter 10 fließenden Strom erzeugt wird, einander aufheben.
Und weil die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 eine Dicke von 8 μm oder mehr aufweisen, können die Abschirmungsschichten auch bei Berücksichtigung eines Skin-Effekts bei Frequenzen von 76 bis 108 MHz oder mehr zum Beispiel in einem FM-Frequenzband mit einer korrekten Dicke vorgesehen werden.
Wenn konkret die Dicke eines Leiters, durch den Hochfrequenzwellen fließen, durch δ wiedergegeben wird, kann die Dicke durch δ = (2/ωμσ)^1/2 ausgedrückt werden. Wenn also ω = 2πf und μ = 47 × 10^–7 sind und σ die Leitfähigkeit von Kupfer wiedergibt, die bei 58 × 10⁵ (S/m) liegt, kann die Dicke δ durch δ = 2,09/(f(GHz))^1/2 (μm) ausgedrückt werden.
Gemäß dieser Formel wird die Dicke δ des Leiters, durch den die Hochfrequenzwellen fließen, gleich 0,008 mm für eine Frequenz von 70 MHz in Nachbarschaft zu der unteren Grenze des FM-Frequenzbands. Indem also die Dicke auf 8 μm oder mehr gesetzt wird, kann die Dicke während des Fließens der Hochfrequenzwellen in der ersten Abschirmungsschicht 31 und der zweiten Abschirmungsschicht 33 sichergestellt werden.
10 ist ein Kurvendiagramm, das Abschirmungseffekte des Koaxialkabels gemäß der Ausführungsform und des herkömmlichen Koaxialkabels zeigt. In 10 gibt das Bezugszeichen A (durchgezogene Linie) das herkömmliche Koaxialkabel an, und gibt das Bezugszeichen C (gepunktete Linie) das Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform an. In 10 gibt die Ordinatenachse einen Abschirmungseffekt S (dB) wieder und gibt die Abszissenachse eine Messfrequenz fm (Hz) wieder. Indem wie in 10 gezeigt die Dicke der ersten Abschirmungsschicht 31 und der zweiten Abschirmungsschicht 33 auf 8 μm oder mehr gesetzt wird, ist der Abschirmungseffekt besser in einer Domäne von ungefähr 4 MHz oder mehr, während der Abschirmungseffekt in einer Domäne von weniger als ungefähr 4 MHz schlechter als je zuvor ist.
Im Folgenden wird ein Herstellungsverfahren für ein Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben. Bei der Herstellung des Koaxialkabels 1 gemäß der Ausführungsform wird zuerst die Außenumfangsseite des inneren Leiters 10 mit dem Isolator 20 unter Verwendung einer Strangpresse beschichtet.
Dann wird ein Film, in dem die erste Abschirmungsschicht 31 mit der Kleberschicht 50 an einer Oberfläche, die isolierende Schicht 32 und die zweite Abschirmungsschicht 33 integriert sind, auf den Isolator 20 geklebt. Dabei wird der Film derart geklebt, dass die Seite der Kleberschicht 50 dem Isolator 20 zugewandt ist. Der Film wird einmal auf eine Außenumfangsfläche des Isolators 20 gewunden.
Dann wird der Film (die zweite Abschirmungsschicht 33) mit der Hülle 40 unter Verwendung der Strangpresse beschichtet. Dabei schmilzt die Wärme der Strangpresse die Kleberschicht 50, um einen engen Kontakt zwischen dem Isolator 20 und der ersten Abschirmungsschicht 31 ohne einen Zwischenraum herzustellen.
Bei dem Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform werden also die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 32 aus der Metallfolie ausgebildet, sodass die Herstellungszeit im Vergleich zu dem Flechten oder Spiralwickeln eines Metalldrahts reduziert werden kann. Wenn die Metallfolie als der äußere Leiter verwendet wird, können die Impedanzeigenschaften von einem vorgeschriebenen Wert abweichen, wobei jedoch die erste Abschirmungsschicht 31 auf den Isolator 20 geklebt wird, sodass eine Abweichung der Impedanzeigenschaften von dem vorgeschriebenen Wert verhindert werden kann. Folglich kann ein Koaxialkabel vorgesehen werden, bei dem die Herstellungszeit reduziert werden kann und dennoch der äußere Leiter in einem zweischichtigen Aufbau vorgesehen werden kann.
Weil die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 eine Dicke von 30 μm oder weniger aufweisen, kann die Metallfolie in einem elastischen Bereich in Bezug auf einen Biegungsradius von 3 mm verwendet werden und kann auch die Dicke des gesamten Koaxialkabels 1 reduziert werden, um den Durchmesser des Koaxialkabels 1 zu vermindern.
Weil die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 eine Dicke von 8 μm oder mehr aufweisen, kann ein Abschirmungseffekt zur Berücksichtigung eines Skin-Effekts bei Hochfrequenzwellen erhalten werden.
Weil die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 einmal gewunden werden, fließt im Vergleich zu einer Spiralwicklung der Metallfolie kein Rückstrom spiralförmig und kann eine Erhöhung des Widerstandswerts der äußeren Leiterschicht 30 verhindert werden.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer Ausführungsform beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die hier beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und Änderungen an dieser vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
Zum Beispiel ist das Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform nicht auf das mit Bezug auf 4 und 5 beschriebene Koaxialkabel beschränkt und können verschiedene Änderungen an diesem vorgenommen werden. Zum Beispiel muss der innere Leiter 10 kein geglühter, verdrillter Kupferdraht sein und muss die Hülle 40 kein hitzebeständiges PVC sein. In dem Isolator 20 und der äußeren Leiterschicht 30 können verschiedene Änderungen auf ähnliche Weise vorgenommen werden.
Weiterhin kann sich in dem Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform die erste Abschirmungsschicht 31 in der Dicke von der zweiten Abschirmungsschicht 33 unterscheiden, wobei jedoch die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 vorzugsweise die gleiche Dicke aufweisen. Der Grund hierfür ist, dass beim Setzen der Dicken dieser Abschirmungsschichten für das Erhalten von bestimmten Eigenschaften eine oder beide Abschirmungsschichten 31, 33 nicht unnötig dick werden und der Durchmesser des Koaxialkabels 1 verkleinert werden kann.
Das Koaxialkabel 1 gemäß der Ausführungsform wird im Folgenden zusammengefasst.

(1) Ein Koaxialkabel 1 enthält einen inneren Leiter 10, einen Isolator 20, der an einer Außenumfangsseite des inneren Leiters 10 ausgebildet ist, eine äußere Leiterschicht 30, die an einer Außenumfangsseite des Isolators 20 ausgebildet ist, und eine Hülle 40, die an einer Außenumfangsseite der äußeren Leiterschicht 30 ausgebildet ist. Die äußere Leiterschicht 30 umfasst eine erste Abschirmungsschicht 31 aus einer Metallfolie, eine isolierende Schicht 32, die an einer Außenumfangsseite der ersten Abschirmungsschicht 31 ausgebildet ist, und eine zweite Abschirmungsschicht 33 aus einer Metallfolie, die an einer Außenumfangsseite der isolierenden Schicht 32 ausgebildet ist. Die erste Abschirmungsschicht 31 der äußeren Leiterschicht 30 ist auf den Isolator 20 geklebt.
(2) Die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 sind jeweils aus einer Kupferfolie ausgebildet und weisen eine Dicke von 30 μm oder weniger auf.
(3) Die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 weisen jeweils eine Dicke von 8 μm oder mehr auf.
(4) Gemäß einem Aspekt können die erste Abschirmungsschicht 31 und die zweite Abschirmungsschicht 33 die gleiche Dicke aufweisen.
(5) Die erste Abschirmungsschicht 31 ist einmal auf den Isolator 20 gewunden, und die zweite Abschirmungsschicht 33 ist einmal auf die isolierende Schicht 32 gewunden.

Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung (Patentanmeldung Nr. 2012-219219 ) vom 1. Oktober 2012, wobei der Inhalt dieser Patentanmeldung hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Ein Koaxialkabel gemäß der Erfindung kann in nützlicher Weise ein Koaxialkabel vorsehen, bei dem die Herstellungszeit reduziert werden kann und dennoch ein äußerer Leiter mit einem zweischichtigen Aufbau ausgebildet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Koaxialkabel
10: innerer Leiter
20: Isolator
30: äußere Leiterschicht
31: erste Abschirmungsschicht
32: isolierende Schicht
33: zweite Abschirmungsschicht
40: Hülle
50: Kleberschicht

Claims

Koaxialkabel, das umfasst: einen inneren Leiter, einen Isolator, der an einer Außenumfangsseite des inneren Leiters ausgebildet ist, eine äußere Leiterschicht, die an einer Außenumfangsseite des Isolators ausgebildet ist, und eine Hülle, die an einer Außenumfangsseite der äußeren Leiterschicht ausgebildet ist, wobei die äußere Leiterschicht umfasst: eine erste Abschirmungsschicht aus einer Metallfolie, eine isolierende Schicht, die an einer Außenumfangsseite der ersten Abschirmungsschicht ausgebildet ist, und eine zweite Abschirmungsschicht aus einer Metallfolie, die an einer Außenumfangsseite der isolierenden Schicht ausgebildet ist, wobei die erste Abschirmungsschicht der äußeren Leiterschicht auf den Isolator geklebt ist.
Koaxialkabel nach Anspruch 1, wobei die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht jeweils aus einer Kupferfolie ausgebildet sind und eine Dicke von 30 μm oder weniger aufweisen.
Koaxialkabel nach Anspruch 2, wobei die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht jeweils eine Dicke von 8 μm oder mehr aufweisen.
Koaxialkabel nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Abschirmungsschicht und die zweite Abschirmungsschicht die gleiche Dicke aufweisen.
Koaxialkabel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste Abschirmungsschicht einmal auf den Isolator gewunden ist und die zweite Abschirmungsschicht einmal auf die isolierende Schicht gewunden ist.