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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elementaren Koaxialkabeldraht,
sowie ein Koaxialkabel und ein Koaxialkabelbündel, die den oben genannten
Koaxialkabeldraht verwenden.
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Stand der
Technik
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Es
ist bekannt, dass Leiterkabel, die für Signalübertragungen in medizinischen
Ausrüstungen
wie einer Diagnosesonde in einem Ultraschall-Diagnose-Gerät und einem
Endoskop, sowie in einem industriellen Roboter, und Leiterkabel,
die für
eine interne Verbindung in Informationsanlagen, wie einen Personal
Computer in Notebookgröße, verwendet
werden, während
des Gebrauchs wiederholt gebogen werden. Dies bewirkt, dass sich
die Beanspruchung im Leiterkabel summiert, wobei es möglich ist,
dass ein Bruch im Leiterkabel auftreten kann.
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Um
die Biegefestigkeit des Leiterkabels zu erhöhen, wird demzufolge ein durch
Zusammendrehen einer Reihe von dünnen
Drähten
gebildeter, verseilter Leiter verbreitet als der Kernleiter eines
Koaxialkabels (oder als dessen elementarer Koaxialkabeldraht), d.
h. als das Leiterkabel, genutzt. Ein Beispiel eines solchen Koaxialkabels
wird in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 9-35 541 gezeigt,
in dem ein aus einem leitenden, faserverstärkten Kupfer-Matrix-Komplex
hergestellter Draht und ein durch diesen Draht gebildetes Kabel
offengelegt sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben sich eingehend dem Studium
des oben genannten Drahts nach dem Stand der Technik und dem einen
solchen Draht verwendenden Kabel gewidmet. Im Ergebnis dessen haben
sie herausgefunden, dass der Stand der Technik die folgenden Nachteile
mit sich bringt, das heißt:
- (1) Obwohl das frühere Koaxialkabel, das einen
verseilten Draht als dessen Kernleiter verwendet, eine gute Biegsamkeit
aufweist, kann der Aufbau des verseilten Drahts, der durch Zusammendrehen
von dünnen
Drähten
gebildet wurde, knicken oder sich auflösen, wenn er gequetscht oder
gepresst wird. Damit kann ein Bruch im Kernleiter auftreten, wenn
das Koaxialkabel im Einsatz ist;
- (2) Wenn das Ende des Kernleiters an eine Leiterplatte mit einer
Struktur aus fein geteilten Leiterzügen gelötet wird, können möglicherweise Kurzschlüsse verursacht
werden, wenn sich die dünnen
Drähte
auf Grund des Auflösens
des verseilten Drahts öffnen.
Damit wird das Verbinden und das schrittweise Bearbeiten des Koaxialkabelendes
einschließlich
der Kontrolle des hergestellten Koaxialkabels sehr kompliziert;
und
- (3) Darüber
hinaus bringt der verseilte Draht nicht nur die oben genannten Nachteile
mit sich, sondern erfordert auch viel Aufwand an Zeit und Mühe zum Herstellen
dergleichen. Daher war es der Wunsch, ein Koaxialkabel bereitzustellen,
das nicht nur eine gute Biegsamkeit aufweist, sondern auch in der
Lage ist, die Herstellungs- und Verbindungskosten zu senken.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben genannten Umstände ersonnen
und hat zur Aufgabe, einen elementaren Koaxialkabeldraht, ein Koaxialkabel
und ein Koaxialkabelbündel
bereitzustellen, von denen jedes eine ausreichende Biegefestigkeit
hat, wirksam einen Bruch oder einen Kurzschluss in der Verbindung
verhindern und eine größere Wirtschaftlichkeit
erreichen kann.
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Die
Erfinder haben die Studien gewissenhaft wiederholt und im Ergebnis
dessen herausgefunden, dass es eine enge Wechselbeziehung zwischen
der Zugfestigkeit und dem Material eines Kernleiters und der Biegefestigkeit
eines Drahts gibt. Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf
die oben genannten Feststellungen erdacht.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
der Erfindung werden ein elementarer Koaxialkabeldraht mit einem
Kernleiter, ein Isolator, der den Kernleiter umgibt, und ein äußerer Leiter
der den Isolator umgibt, bereitgestellt. Der elementare Koaxialkabeldraht
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleiter aus einem metallischen
Material besteht, das Kupfer und Silber enthält, so dass er eine Zugfestigkeit
von 1176,8 N/mm2 (120 kgf/mm2)
oder mehr und eine elektrische Leitfähigkeit von 60 bis 90% nach
IACS (International Annealed Copper Standard – internationaler Weichkupferstandard)
hat, der Kernleiter aus einem festen, einzelnen Draht und einem
auf Kupfer basierendem Material besteht, das Silber enthält, und
das metallische Material einen prozentualen Silberanteil von 2 bis
10% des Gewichts hat.
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Obwohl
für elementare
Koaxialkabeldrähte
und Koaxialkabel, die für
die oben beschriebenen Anwendungsgebiete angewendet werden, eine
hohe Biegefestigkeit erforderlich ist, konnte ein fester, einzelner
Draht nach dem Stand der Technik, der aus dem Kupfer enthaltendem,
metallischen Material besteht, nicht die erforderliche Biegefestigkeit
aufweisen, was zu einer relativ kurzen Biege-Lebensdauer führt (die
Anzahl der Biegevorgänge
bis zum Bruch kann klein sein). Es wurde jedoch festgestellt, dass
der elementare Koaxialkabeldraht, der entsprechend der vorliegenden
Erfindung, wie oben erläutert,
aufgebaut ist, trotz des festen, einzelnen Drahts, der als Kernleiter
genutzt wird, eine sehr ausgedehnte Lebensdauer hat. Im Allgemeinen
steigt die Ermüdungsgrenze
mit der Zugfestigkeit, wobei dies im Wesentlichen für die Biegeeigenschaften
zutreffend ist. Je mehr die Zugfestigkeit ansteigt, umso überragender
werden die Biegeeigenschaften.
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Ein
Kernleiter hat vorzugsweise eine plastische Dehnung von L in %,
die die Anforderungen erfüllt,
die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: 0,2 % ≤ L ≤ 2,0 % ......(1)
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Es
wurden Biege-Tests an Koaxialkabeln durchgeführt, die Leiter als einen Kernleiter
mit der gleichen Zugfestigkeit von 1176,8 N/mm2 (120
kgf/mm2) oder mehr, aber einer anderen plastischen
Dehnung, verwenden. In Folge dessen hat sich gezeigt, dass Koaxialkabel,
die die Kernleiter verwenden, deren plastische Dehnung in den Bereich
fällt,
der durch die Gleichung (1) ausgedrückt wird, eine Biege-Lebensdauer
haben, die länger
ist, als die der Koaxialkabel, die Kernleiter verwenden, deren plastische
Dehnung unter der unteren Grenze jenes Bereichs liegt. Damit sind
hinsicht lich der Biegeeigenschaften die Koaxialkabel entsprechend der
vorliegenden Erfindung den Kabeln nach dem Stand der Technik weit überlegen.
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Diese
Tendenz ist in den Koaxialkabeln entsprechend der vorliegenden Erfindung
noch bemerkenswerter, in denen der Kernleiter einen festen, einzelnen
Draht umfasst, im Vergleich mit dem früheren Koaxialkabel, das den
Kernleiter enthält,
der aus dem verseilten Draht besteht. Es wird berücksichtigt,
dass bei den Biege-Tests in der Oberfläche eines Kernleiters eine
Beanspruchung erzeugt wird, die größer ist als die plastische
Dehnung, wobei mit dem speziellen Aufbau eines Koaxialkabels die
plastische Dehnung des Kernleiters entsprechend der vorliegenden
Erfindung größer wird
als die nach dem Stand der Technik. Daher wird erwartet, dass unter
den oben genannten Bedingungen das Auftreten eines Risses und dessen
Ausbreitung in einem Oberflächenbereich
des Kernleiters, der der größten Beanspruchung
unterliegt, in dem Kernleiter, der den elementaren Koaxialkabeldraht
entsprechend der vorliegenden Erfindung bildet, begrenzter ist.
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Es
wird auch angemerkt, dass, da der Kernleiter aus einem festen, einzelnen
Draht besteht, der Aufbau des Kernleiters nicht einfach geknickt
sein wird, wenn er beim Verbindungsverfahren zwangsweise gepresst
wird. Damit wird verhindert, dass ein Bruch im Kernleiter auftritt,
wenn der elementare Koaxialkabeldraht im Einsatz ist. Darüber hinaus
wird sich der Kernleiter nicht auflösen, wenn er an eine Leiterplatte
mit fein geteilten Leiterzügen
angelötet
wird, so dass das Auftreten von Kurzschlüssen wirksam verhindert wird.
Damit wird nicht nur die Last der Kontrolle während des Verbindens erheblich
erleichtert, sondern auch die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird,
um das Verbinden und das schrittweise Bearbeiten des elementaren
Koaxialkabeldrahts durchzuführen,
kann erstaunlich vermindert werden.
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Da
der Kernleiter ein fester, einzelner Draht ist, kann er darüber hinaus
so verformt werden, dass er einen gleichmäßigen Querschnitt hat, wenn
das Anschluss-Ende des elementaren Koaxialkabeldrahts durch eine
Presse und so weiter gestaucht wird, vorausgesetzt dass die Druckbedingungen
und so weiter konstant bleiben. Damit ist es möglich, eine Vielzahl von elementaren
Koaxialkabeldrähten
als eine einzelne Einheit mit den entsprechenden Verbindungspunkten
auf zum Beispiel einem Substrat sicher zu verbinden. Mit anderen Worten,
der elementare Koaxialkabeldraht kann sozusagen mühelos in
einer Weise verbunden werden, die ähnlich der ist, in der eine
integrierte Schaltung (integrated circuit – IC) auf so einem Substrat,
wie einer Leiterplatte, aufgebracht wird. In Folge dessen kann die
Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird, um das Verbinden
und das schrittweise Bearbeiten der elementaren Koaxialkabeldrähte durchzuführen, weiterhin
erstaunlich vermindert werden.
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Da
die Leitfähigkeit
im oben genannten Bereich liegt, ist es möglich, einen erhöhten Übertragungsverlust
auf Grund der Stromwärme,
die im Kernleiter erzeugt wird, zu verhindern. Da der erhöhte Übertragungsverlust
auf Grund der Stromwärme,
die während
der Signalübertragung
im Kernleiter erzeugt wird, verhindert werden kann, ist es nicht
notwendig, den Durchmesser des Kernleiters zu erhöhen, um
den Übertragungsverlust
einzuschränken.
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Darüber hinaus
sind die Leitfähigkeit
und die Zugfestigkeit sich gegenseitig widersprechend. Wenn das
metallische Material jedoch vorgegebene Mengen von Kupfer und Silber
enthält,
ist es möglich,
den Kernleiter mit der hohen Leitfähigkeit und der hohen Zugfestigkeit
bereitzustellen, die beide in den oben genannten Bereichen liegen.
Der Isolator kann vorzugsweise aus einem flexiblen Material hergestellt
sein, um so die Möglichkeit
zu senken, dass der Isolator während
des Biegens des elementaren Koaxialkabeldrahts brechen kann.
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Das
metallische Material hat einen prozentualen Silberanteil von 2 bis
10% des Gewichts. Durch die Verwendung des Materials mit der Zusammensetzung,
wie sie oben beschrieben ist, wird es möglich, dass der Kernleiter
mit dem festen, einzelnen Draht sicher die oben genannten Werte
von Zugfestigkeit und Leitfähigkeit aufweisen
kann. Der Kernleiter kann auf eine Weise hergestellt werden, die
der ähnlich
ist, die gewöhnlich beim
Bilden von Drähten
angewendet wird. Es ist damit möglich,
zu gewährleisten,
dass die Biegeeigenschaften des elementaren Koaxialkabeldrahts er staunlich
verbessert werden. Zusätzlich
wird der Kernleiter nicht leicht geknickt, selbst wenn er zwangsweise
gepresst wird, wobei Kurzschlüsse
verhindert werden können. Damit
kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird, um das Verbinden
und das schrittweise Bearbeiten durchzuführen, erstaunlich herabgesetzt
werden.
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Ferner
haben sich die Erfinder der vorliegenden Erfindung dem Studium des
Mechanismus des Bruchs in den Kern- und äußeren Leitern genau gewidmet
und die Bedingungen herausgefunden, unter denen vorteilhafte Biegeeigenschaften
erzielt werden können.
Das heißt,
die Zugfestigkeiten Tc und Tg des
Kern- bzw. äußeren Leiters
erfüllen
vorzugsweise die Anforderungen, die durch die folgende Gleichung
(2) ausgedrückt werden. Tg ≤ Tc ≤ Tg × 3 .......(2)
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Wenn
ein Wert von Tc in den oben genannten Bereich
fällt,
ist es möglich,
zu verhindern, dass sich die Belastung in der Biegung entweder des
Kernleiters oder des äußeren Leiters
während
der Biegebewegung des elementaren Koaxialkabeldrahts konzentriert.
Dies bedeutet, dass eine plastische Verformung, die möglicherweise
in einem, dem Kern- oder dem äußeren Leiter
auftritt, nicht die übersteigt,
die in dem anderen auftritt. In Folge dessen ist es möglich, zu
verhindern, dass die Biegefestigkeit von einem, dem Kern- oder äußeren Leiter,
relativ zu dem des anderen übermäßig sinkt.
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Der
Kernleiter hat vorzugsweise einen Durchmesser von 0,010 bis 0,2
mm, besser 0,020 bis 0,15 mm. Im Allgemeinen werden Biege-Tests
an Biegebolzen (Metallstäbe
oder -stangen) mit dem gleichen Durchmesser durchgeführt, wobei
die gleiche Belastung daran angelegt wird (bezogen auf Verfahren
von Biege-Tests, die unten erläutert
werden). Wenn der Durchmesser bei den Biege-Tests unter 0,010 mm
liegt, wird die Biege-Lebensdauer des Kernleiters auf Grund der
auf den Kernleiter aufgebrachten Beanspruchung dazu neigen, beachtlich
zu sinken. Wenn der Durchmesser andererseits 0,2 mm übersteigt,
wird eine Beanspruchung, die auf den Kernleiter ausgeübt wird,
so groß sein,
dass die Biege-Lebensdauer ebenfalls verringert ist.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Koaxialkabel vorzugsweise den zuvor erwähnten elementaren
Koaxialkabeldraht und eine Ummantelung, die den elementaren Koaxialkabeldraht
umgibt. Wie oben dargelegt, weist der elementare Koaxialkabeldraht
entsprechend der Erfindung die erstaunlich verbesserte Biegefestigkeit
auf. Wenn die Ummantelung flexibel ist, hat auch das Koaxialkabel
eine ausreichend erhöhte
Biegefestigkeit. Da darüber
hinaus der elementare Koaxialkabeldraht sehr leicht mit den Verbindungspunkten
auf zum Beispiel einer Leiterplatte oder einem Verbindungselement
verbunden werden kann, kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird,
um das Verbinden und das schrittweise Bearbeiten des elementaren
Koaxialkabeldrahts durchzuführen,
erstaunlich vermindert werden.
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Das
Koaxialkabel entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise
eine Vielzahl von elementaren Koaxialkabeldrähten, die in einer Reihe in
der Ummantelung angeordnet sind. Dadurch kann das Koaxialkabel eine
erhöhte
Biegefestigkeit aufweisen, besonders wenn es um eine Achse entlang
der Reihe der elementaren Koaxialkabeldrähte gebogen wird. Das Koaxialkabel
kann dünner
ausgebildet sein, als jenes, das in einer solchen Anordnung möglich ist,
in der die elementaren Koaxialkabeldrähte nicht in einer Reihe angeordnet
sind. Damit kann das Koaxialkabel in einem engen Raum innerhalb
einer Vorrichtung und so weiter eingelegt werden.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird ein Koaxialkabelbündel bereitgestellt, das eine
Vielzahl von Koaxialkabeln entsprechend der vorliegenden Erfindung
enthält,
wobei die Koaxialkabel in einer Ummantelung angeordnet sind. Bei
den Mehrfach-Koaxialkabeln mit dem oben genannten Aufbau ist, da
die Ummantelung eine gute Biegsamkeit hat, jedem Koaxialkabelbündel eine
Biegefestigkeit zu Eigen, um eine Biegefestigkeit aufzuweisen, die
gleich oder größer ist
als die Biegefestigkeit der Koaxialkabel.
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Da
darüber
hinaus die Anschluss-Enden von jedem elementaren Koaxialkabeldraht
in einer gleichmäßigen Form
bearbeitet sein können,
kann das Koaxialkabelbündel
sicher und leicht mit Verbindungspunkten auf zum Beispiel einer
Leiterplatte oder einem Verbindungselement verbunden werden. Folglich
kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird, um das Verbinden
und das schrittweise Bearbeiten des Koaxialkabelbündels durchzuführen, herabgesetzt
werden.
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In
der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe „Zugfestigkeit" und „plastische
Dehnung" in JIS
C 3002 definiert, wobei ein Wert der „elektrischen Leitfähigkeit" entsprechend JIS
C 3001 bestimmt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgend angegebenen, ausführlichen
Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen detaillierter verständlich,
die nur zur Veranschaulichung bestimmt sind, und die nicht als Einschränkung der
vorliegenden Erfindung anzusehen sind.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels eines Koaxialkabels
entsprechend der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Querschnitt des Koaxialkabels von 1 in einem
vergrößerten Maßstab;
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3 eine
Ansicht, die einen Querschnitt eines Koaxialkabels entsprechend
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Teil oder Teile davon
entfernt sind;
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4 einen
Querschnitt eines Koaxialkabelbündels
entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine
grafische Ansicht zum Erläutern
der Biege-Test Verfahren, die in der vorliegenden Anmeldung genutzt
werden.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend ausführlich in Verbindung mit den
bevorzugten Ausführungsbeispielen
eines elementaren Koaxialkabeldrahts, eines Koaxialkabels und eines
Koaxialkabelbündels beschrieben,
die in den begleitenden Zeichnungen nur beispielhaft gezeigt werden,
in denen gleiche oder ähnliche
Elemente mit den gleichen Bezugsziffern durch alle Zeichnungen hindurch
gekennzeichnet werden, um Überflüssiges zu
vermeiden.
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Elementarer Koaxialkabeldraht
und Koaxialkabel
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Koaxialkabels
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 2 ein
Querschnitt des Koaxialkabels ist. Wein diesen Abbildungen gezeigt wird,
umfasst das Koaxialkabel, das im Allgemeinen durch eine Bezugsziffer 2 dargestellt
wird, eine röhrenförmige Ummantelung 21 und
einen Kabeldraht 1 (einen elementaren Kabeldraht), die
in der Ummantelung 21 koaxial angeordnet sind. Der Draht 1 umfasst
einen Kern- oder Mittelleiter 11, der aus einem festen,
metallischen Einzeldraht besteht, einen Isolator 12, der
den Kernleiter 11 umgibt, und einen äußeren Leiter 13, der den
Isolator 12 umgibt. Diese Teile 11 bis 13 werden
unten ausführlich
erläutert.
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Der
Kernleiter 11 besteht aus einem festen, einzelnen Draht,
der aus einem auf Kupfer basierenden, metallischen Material gefertigt
ist, das Silber enthält.
Ein prozentualer Anteil des Silbers im metallischen Material beträgt 2 bis
10 % des Gewichts, besser 2 bis 6 % des Gewichts und am besten 3
bis 5 % des Gewichts. Das metallische Material mit einer solchen
chemischen Zusammensetzung besitzt eine ausgezeichnete elektrische
Leitfähigkeit.
Mit diesem Material mit der Zusammensetzung, wie sie oben beschrieben
wurde, ist es möglich,
eine Zugfestigkeit von 1176,8 N/mm2 (120
kgf/mm2) oder mehr und eine Leitfähigkeit
von 60 bis 90 % sicher zu erreichen, die durch den IACS vorgeschrieben
ist.
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Dieses
metallische Material kann durch ein beliebiges, geeignetes Verfahren
hergestellt werden. Zum Beispiel werden vorgeschriebene Mengen von
Kupfer und Silber geschmolzen, wobei aus dem geschmolzenen Kupfer
und Silber ein Barren geformt wird. Der Barren wird kalt oder warm
in ein lineares Werkstück
gearbeitet, das wiederum weiter wärmebehandelt oder kalt bearbeitet
wird, bis der Kernleiter 11 mit der Zugfestigkeit von 1176,8
bis 1569,1 N/mm2 (120 bis 160 kgf/mm2) gewonnen werden kann. Die Erfindung ist
jedoch nicht auf das oben genannte Verfahren beschränkt.
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Eine
Leitfähigkeit
des Kernleiters 11 ist, wie beim zuvor genannten metallischen
Material, in einem Bereich von 60 bis 90% nach IACS vorgeschrieben.
Wenn die Leitfähigkeit
unter 60% nach IACS liegt, wird eine erhöhte Stromwärme im Kernleiter angestiegen
sein, wenn letzterer ein Signal überträgt, was
zu einem erhöhten Übertragungsverlust
führt.
Wenn die Leitfähigkeit
andererseits die obere Grenze übersteigt,
wird es notwendig werden, die Zusammensetzung des metallischen Materials
zu ändern,
insbesondere den prozentualen Anteil an Silbergehalt. Dadurch wird
es schwierig, die Zugfestigkeit des Kernleiters 11 im zuvor
erwähnten
Bereich zu aufrechtzuerhalten.
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Darüber hinaus
wird angemerkt, wie zuvor dargelegt wurde, dass Leitfähigkeit
und Zugfestigkeit sich gegenseitig widersprechend sind. Das Aufrechterhalten
der Zusammensetzung des metallischen Materials im zuvor genannten
Bereich macht es jedoch möglich,
zu gewährleisten,
dass ein Kernleiter mit einer hohen Leitfähigkeit sowie einer hohen Zugfestigkeit
bereitgestellt wird.
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Vorzugsweise
erfüllt
die plastische Dehnung des Kernleiters 11 die Anforderungen,
die durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: 0,2% ≤ L ≤ 2,0% ......(1)wobei
L eine plastische Dehnung in % darstellt.
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Angenommen,
dass die Kernmaterialien die gleiche Zugfestigkeit haben, gibt es
eine Tendenz, dass ein Material mit höherer plastischer Dehnung zu
einem elementaren Koaxialkabeldraht und einem Koaxialkabel mit höherer Biegefestigkeit
führt.
Besonders im Fall des elementaren Koaxialkabeldrahts 1 und
des Koaxialkabels 2 mit dem aus einem festen, einzelnen
Draht bestehenden Kernleiter 11 ist die oben genannte Tendenz
im Vergleich zu dem Koaxialkabel mit einem aus verseilten Drähten bestehenden
Kernleiter noch bemerkenswerter. Man vermutet, dass es daher kommt,
weil die meisten der Biege-Tests im Allgemeinen unter solchen Bedingungen
durchgeführt
wurden, dass eine Beanspruchung von 0,2% oder mehr in einem Kernleiter erzeugt
wird und ein fester, einzelner Draht im Vergleich zum früheren verseilten
Draht während
der Biege-Tests mehr beansprucht wird.
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Darüber hinaus
ist ein Außendurchmesser
des Kernleiters 11 vorzugsweise auf 0,010 bis 0,2 mm, besser
auf 0,020 bis 0,15 mm festgelegt. Wenn der Durchmesser unter 0,010
mm liegt, wird eine auf den Kernleiter ausgeübte Belastung ansteigen, wobei
daher die Biege-Lebensdauer des Kabeldrahts 1 und des Koaxialkabels 2 dazu
neigen wird, zu sinken. Wenn andererseits der Durchmesser 0,2 mm übersteigt,
wird eine auf den Kernleiter ausgeübte Beanspruchung so groß sein,
dass die Biege-Lebensdauer
ebenfalls verringert wird.
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Der
Isolator 12 besteht vorzugsweise aus einem beliebigen,
flexiblen und isolierenden Material. Ein solches Material kann zum
Beispiel Epoxydharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, Polyvinylalkoholharze, Vinylchloridharze,
Vinylesterharze, Acrylharze, Epoxidacrylatharze, Diarylphtalatharze,
Phenolharze, Polyamidharze, Melaminharze, organische Fasern, die
aus wenigstens einem Harz hergestellt werden, das von den vorhergehenden
Harzen ausgewählt
wird, und anorganische Fasern, die aus beliebigen, geeigneten anorganischen
Substanzen hergestellt werden, einschließen. Es soll angemerkt werden,
dass jedes der oben genannten Materialien selbst oder in Verbindung
mit wenigstens einem Material, das von den übrigen Materialien ausgewählt wird,
verwendet werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor
genannten Materialien und deren Kombinationen beschränkt.
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Spezieller
können
vorzugsweise Fluorharze, wie Polyethylen-Terephthalate zum Bilden
des Isolators 12 verwendet werden. Der Isolator 12 kann
in einer in 1 gezeigten Form in so einer
Weise ausgebildet werden, dass zum Beispiel der Kernleiter 11 in
einer Form mit einem röhrenförmigen Hohlraum
angeordnet wird, wobei dann das zuvor erwähnte Harzmaterial um den Kernleiter
11 herum extrudiert oder eingespritzt wird.
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Ein
Leiter, der von flexiblen, äußeren Leitern
(so genannte Abschirmungen) passend ausgewählt wird, die im Allgemeinen
in handelsüblichen,
feinen Koaxialkabeln eingesetzt werden, kann als der äußere Leiter 13 verwendet
werden. Ein solcher äußerer Leiter 13 kann
zum Beispiel durch spiralförmiges
Wickeln eines dünnen
und schmalen Leiters in der Form eines Bandes oder eines feinen
Drahts um den Isolator 12 herum ausgebildet sein, der den Kernleiter 11 umhüllt.
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Der äußere Leiter
kann durch Verflechten von dünnen
Drähten
oder verseilten extra feinen Drähten
(z. B. Litzendrähten)
entlang des Umfangs des Isolators 12 gemäß 1 ausgebildet
sein. Es soll angemerkt werden, dass der Draht 1, der durch
das Bereitstellen des Isolators 12 und des äußeren Leiters 13 um
den Umfang des Kernleiters 11 gemäß 1 ausgebildet
ist, in der vorliegenden Anmeldung als ein „elementarer Koaxialkabeldraht" definiert ist.
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Als
Ummantelung 21 kann eine beliebige, von vielen passend
ausgesuchten Ummantelungen, die im Allgemeinen in handelsüblich verfügbaren Koaxialkabeln
eingesetzt werden, verwendet werden. Die Ummantelung 21 kann
zum Beispiel durch Anordnen des Kabeldrahts 1 in einem
thermoplastischen Harz, das von den zuvor genannten Harzen ausgewählt wird,
oder in einem beliebigen anderen thermoplastischen Material, oder durch
Umhüllen
des zuvor genannten thermoplastischen Harzes oder Materials um den
Kabeldraht 1 und Erwärmen
des mit dem Kabeldraht 1 verbundenen, zuvor genannten thermoplastischen
Harzes oder Materials zur Beschichtung ausgebildet sein. Alternativ
kann die Ummantelung 21 in einer Weise gebildet werden,
die ähnlich
der ist, die bei der Bildung des Isolators 12 genutzt wird,
d. h. durch Extrudieren des zuvor genannten Harzmaterials um den
Kabeldraht 1.
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Es
ist möglich,
wärmehärtende Materialien
in der Form eines röhrenförmigen Elements
zu härten,
in den der Kabeldraht 1 eingeführt werden kann. Damit dient
das röhrenförmige Element
als die Ummantelung 21. In dem Fall jedoch, in dem der
Kabeldraht 1 einen relativ kleinen Durchmesser hat, werden
angesichts der Einfachheit des Bildens der Ummantelung die zuvor
genannten Verfahren, die thermoplastische Materialien verwenden,
bevorzugt.
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Darüber hinaus
erfüllen
im Kabeldraht 1 die Zugfestigkeiten des Kern- und des äußeren Leiters 11 und 13 die
Anforderungen, die durch die Gleichung (2) ausgedrückt werden: Tg ≤ Tc ≤ Tg × 3 .......(2),wobei
Tc eine Zugfestigkeit des Kernleiters 11 und
Tg eine Zugfesfigkeit des äußeren Leiters 13 darstellen.
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Wenn
ein Wert von Tc in den oben genannten Bereich
fällt,
ist es möglich,
zu verhindern, dass sich die Belastung in der Biegung entweder des
Kernleiters 11 oder des äußeren Leiters 13 während der
Biegebewegung des Kabeldrahts 1 konzentriert. Dies bedeutet,
dass eine plastische Verformung, die möglicherweise in einem, dem
Kernleiter 11 oder dem äußeren Leiter 13 auftritt,
den des anderen nicht übersteigen
wird. Mit anderen Worten, es ist möglich, zu verhindern, dass
die Biegefestigkeit von einem, dem Kernleiter 11 oder dem äußeren Leiter 13 relativ
zu dem anderen übermäßig absinkt,
was zu einer erhöhten
Biegefestigkeit des Kabeldrahts 1 führt.
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Entsprechend
dem Kabeldraht 1 als einem elementaren Koaxialkabeldraht
und dem Koaxialkabel 2, die in der oben erörterten
Weise hergestellt wurden, können
die folgenden Wirkungen dargelegt werden. Da das metallische Material,
das den Kernleiter 11 bildet, Kupfer als Hauptbestandteil
sowie Silber enthält,
können während des
Gießens
unterschiedliche Eigenschaftsbereiche, die hauptsächlich Kupfer
bzw. Silber enthalten, gebildet werden. Diese Bereiche zeigen jeweils
eine extra-feine Faserstruktur im Kernleiter 11, der aus
dem metallischen Material in der oben genannten Weise hergestellt
wurde. In Folge dessen erhöht
der Kernleiter 11 vorteilhafterweise nicht nur seine mechanische
Festigkeit, sondern auch seine Zugfesfigkeit. Damit wird verständlich,
dass der Kernleiter 11 mit einer sich normalerweise gegenseitig
widersprechenden hohen Leitfähigkeit
und hohen Zugfestigkeit gewonnen werden kann.
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Da
die Zugfestigkeit des Kernleiters 11 damit adäquat erhöht ist (d.
h. die Zugfestigkeit fällt
in den oben erörterten
Bereich), können
dessen Ermüdungsgrenzen
und Biegeeigenschaften verbessert werden. Daher können, obwohl
der Kernleiter 11 aus einem festen, einzelnen Draht besteht,
der Kabeldraht 1 und das Koaxialkabel 2 mit einer
zufrieden stellenden Biegefestigkeit bereitgestellt werden.
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Wenn
der prozentuale Anteil des Silbergehalts im metallischen Material
im Bereich von 2 bis 10 % des Gewichts aufrechterhalten wird, wird
gewährleistet,
dass der Kernleiter 11 eine hohe Zugstabilität und eine hohe
elektrische Leitfähigkeit
aufweist. Dies gewährleistet,
dass der Kabeldraht 1 und das Koaxialkabel 2 eine gut
erhöhte
Biegefestigkeit und Leitfähigkeit
aufweisen können.
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Da
darüber
hinaus die Leitfähigkeit
des Kernleiters 11 adäquat
erhöht
ist (d. h. die Leitfähigkeit
ist in den oben erörterten
Bereich gefallen), ist es möglich,
einen durch die erhöhte
Stromwärme
gestiegenen Übertragungsverlust
zu verhindern, der im Kernleiter 11 während der Signalübertragung
erzeugt wird. Daher können
der Kabeldraht 1 und das Koaxialkabel 2 mit einer
zufrieden stellenden Übertragungseigenschaft
bereitgestellt werden.
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Da
zusätzlich
das Ansteigen des Signal-Übertragungsverlusts
verhindert werden kann, gibt es keine Notwendigkeit, den Durchmesser
des Kernleiters 11 zu erhöhen, der erforderlich war,
um einen solchen Übertragungsverlust
einzuschränken.
Daher können
der Kabeldraht 1 und das Koaxialkabel 2 dünner hergestellt werden,
so dass sie zweckmäßig in begrenzten
und engen Räumen
in einer Vorrichtung mit einer größeren Enge installiert werden
können.
Zusätzlich
können
der Kabeldraht 1 und das Koaxialkabel 2 mit leichterem
Gewicht hergestellt werden.
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Es
wird auch angemerkt, dass der Kernleiter 11, da er aus
einem festen, einzelnen Draht besteht, nicht einfach verformt oder
geknickt werden kann, selbst wenn er zwangsweise gepresst wird.
Damit wird verhindert, dass ein Bruch im Kernleiter 11 auftritt,
wenn das Koaxialkabel 2 und der Kabeldraht 1 im Einsatz
sind.
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Wenn
darüber
hinaus der Kernleiter 11 an eine Leiterplatte mit einer
Struktur aus fein geteilten Leiterzügen gelötet wird, werden an der Lötverbindung
keine Kurzschlüsse
verursacht, da sich der Kernleiter 11 nicht auflöst. Damit
kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird, um das Verbinden
und das schrittweise Bearbeiten des Kabeldrahts 1 und des
Koaxialkabels 2 durchzuführen, erstaunlich vermindert
werden, was zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit des Verbindens
und des schrittweisen Bearbeitens führt.
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Da
der Kernleiter 11 aus einem festen, einzelnen Draht besteht,
kann er so verformt werden, dass er einen gleichmäßigen Querschnitt
hat, wenn der Anschluss des Kabeldrahts 1 oder des Koaxialkabels 2 gestaucht
wird, vorausgesetzt, dass die Druckbedingungen und so weiter konstant
bleiben. Damit ist es möglich, eine
Vielzahl von Kabeldrähten 1 und
Koaxialkabeln 2 sicher und leicht im Block mit entsprechenden
Verbindungspunkten auf zum Beispiel einer Leiterplatte zu verbinden.
In Folge dessen kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird,
um das Verbinden und das schrittweise Bearbeiten des Kabeldrahts 1 und
des Koaxialkabels 2 durchzuführen, weiterhin erstaunlich
vermindert werden, was zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit
der Bearbeitung führt.
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Da
darüber
hinaus die plastische Dehnung des Kernleiters 11 vorzugsweise
die Anforderungen erfüllt, die
durch die oben erörterte
Gleichung (1) ausgedrückt
werden, ist es möglich,
das Auftreten eines Risses oder von Rissen im Kernleiter 11 einzuschränken, wobei
deren Ausbreitung verhindert werden kann, wenn sie aufgetreten sind.
Damit führt
dies zu erhöhten
Biegefestigkeiten des Kabeldrahts 1 und des Koaxialkabels 2.
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Wenn
des Weiteren der Außendurchmesser
des Kernleiters 11 auf 0,010 bis 0,2 mm, besser 0,020 bis 0,15
mm festgelegt wird, ist es möglich,
zu verhindern, dass die Belastung und daher die Beanspruchung auf den
Kernleiter 11 unerwünscht
ansteigt. Folglich kann die Biege-Lebensdauer des Kabeldrahts 1 und
des Koaxialkabels 2 weiter erhöht werden. Selbst wenn eine
Zugbelastung gleich bleibend auf den Kabeldraht 1 und/oder
das Koaxialkabel 2 ausgeübt wird, können sie einer solchen Zugbelastung
vorteilhafterweise standhalten, wobei sie den Bruch im Kabeldraht 1 oder
im Koaxialkabel 2 verhindern.
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Da
der Isolator 12 aus dem ausgewählten flexiblen Material besteht,
kann die Möglichkeit
minimiert werden, dass der Isolator 12 während des
Biegens des Kabeldrahts 1 gebrochen wird. Damit kann die
Möglichkeit
eines elektrischen Durchgangs zwischen dem Kernleiter 11 und
dem äußeren Leiter 13 ebenfalls
minimiert werden, wobei die verbesserten, elektromagnetischen Abschirmungseigenschaften
von beiden, dem Kabeldraht 1 und dem Koaxialkabel 2 aufrechterhalten
werden können,
selbst wenn das Biegen wiederholt wird. Weil darüber hinaus auch die Ummantelung 21 flexibel
ist, kann die erhöhte
Biegefestigkeit des Kabeldrahts 1 aufrechterhalten werden.
Dadurch kann das Koaxialkabel 2 eine ausreichende Biegefestigkeit
aufweisen.
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Mit
Bezug jetzt auf 3 wird ein Querschnitt eines
weiteren Ausführungsbeispiels
eines Koaxialkabels entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In 3 umfasst das flache Koaxialkabel 3 eine
röhrenförmige, flexible
Ummantelung 31 und eine Vielzahl von Kabeldrähten 1,
die in einer Reihe in der Ummantelung 39 angeordnet sind.
Die Ummantelung 31 kann aus einem Material ausgebildet
sein, das passend von jenen ausgewählt ist, die die Ummantelung 21 bilden.
Es wird angemerkt, dass die Ummantelung 31 in einer Weise
gebildet werden kann, die ähnlich
der ist, die beim Bilden der Ummantelung 21 verwendet wird,
außer dass
die einzelne Ummantelung 31 die mehrfachen Kabeldrähte 1 umschließt.
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Durch
das flache Koaxialkabel 3 mit der oben genannten Form können die
Biegefestigkeit und die Flexibilität von jedem Kabeldraht 1 aufrechterhalten
werden, da die Ummantelung 31 flexibel ist. Dadurch kann das
flache Koaxialkabel 3 eine erhöhte Biegefestigkeit aufweisen,
besonders wenn es um eine Achse entlang der Reihe der Kabeldrähte 1 gebogen
wird. Das flache Koaxialkabel 3 kann dünner ausgebildet sein, als
das in einer Anordnung möglich
ist, in der die Kabeldrähte 1 nicht
der Reihe nach angeordnet sind. Damit kann das flache Koaxialkabel 3 in
einem engen Raum in einer Vorrichtung und so weiter verlegt werden.
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Da
zusätzlich
das Anschluss-Ende eines jeden Kabeldrahts 1 in einer gleichmäßigen Form
hergestellt sein kann, kann das flache Koaxialkabel 3 sicher
und leicht mit Verbindungspunkten auf zum Beispiel einer Leiterplatte
oder einem Verbindungselement verbunden werden. In Folge dessen
kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird, um das Verbinden
und das schrittweise Bearbeiten des flachen Koaxialkabels 3 durchzuführen, weiter
vermindert werden.
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Mehrfach-Koaxialkabel
-
4 zeigt
einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Koaxialkabelbündels entsprechend
der vorliegenden Erfindung. Das Mehrfach-Koaxialkabel 4 als
ein Koaxialkabelbündel
umfasst eine flexible Ummantelung 41 und eine Vielzahl
von Koaxialkabeln 2, die eng in der Ummantelung 41 angeordnet sind.
Die Ummantelung 41 umfasst eine innere, röhrenförmige Ummantelung 41a mit
elektrischen Abschirmungseigenschaften und eine äußere, röhrenförmige Ummantelung 41b,
die die innere Ummantelung 41a nach außen hin umgibt, wobei die äußere Ummantelung 41b aus
einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist. Es wird angemerkt, dass
der innere Ummantelungsteil 41a in einer Weise ausgebildet
sein kann, die ähnlich
der ist, die den äußeren Leiter 13 (siehe 1 und 2)
des Kabeldrahts 1 bildet. Andererseits kann die äußere Ummantelung 41b aus
einem solchen Material ausgebildet sein, wie das, das verwendet
wurde, um die Ummantelung 31 des flachen Koaxialkabels 3 (siehe 3)
zu bilden und in einer Weise, die ähnlich der ist, die die Ummantelung 31 bildet.
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Durch
das Mehrfach-Koaxialkabel 4 mit der oben genannten Form
können
die Flexibilität
und die Biegefestigkeit, die jedem Koaxialkabel 2 zu Eigen
sind, aufrechterhalten werden, da die Ummantelung flexibel ist.
Dadurch kann das Koaxialkabel 4 eine Biegefestigkeit aufweisen,
die wenigstens gleich oder größer ist
als die Biegefestigkeit der Koaxialkabel 2. Da des Weiteren
die Anschluss-Enden von jedem Kabeldraht 1 in einer gleichmäßigen Form
hergestellt sein können,
kann das Mehrfach-Koaxialkabel 4 sicher
und leicht mit Verbindungspunkten verbunden werden. In Folge dessen
kann die Anzahl der Arbeitsstunden, die benötigt wird, um das Verbinden und
das schrittweise Bearbeiten des Mehrfach-Koaxialkabels 4 durchzuführen, ebenfalls
vermindert werden.
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Vorzugsweise
kann jedes der oben beschriebenen Kabeldrähte 1, Koaxialkabel 2 und
flachen Koaxialkabel 3, und Mehrfach-Koaxialkabel 4,
zum Beispiel als ein Kabel, das eine Diagnose-Sonde mit einem Signal-Prozessor
in einer Ultraschall-Diagnose-Sonde verbindet; ein Kabel, das ein
Abbildungsgerät
eines Endoskops mit einem Signalverarbeitungsteil verbindet; ein
Kabel, das in medizinischen Ausrüstungen
verwendet wird, um einen Sensor oder eine Sonde mit einem Signalverarbeitungsteil
zu verbinden; ein Kabel, das in einer Beugung wie einer Armverbindung
eines Industrieroboters verwendet wird; ein Kabel, das in einem
Personal-Computer von Notebookgröße verwendet
wird, um ein Display-Teil mit dem Gehäuse davon einschließlich Speicher,
CPU usw. zu verbinden; ein Kabel, das mit einem Teil verbunden ist,
das den durch eine Rüttelmaschine,
Generatoranlage usw. verursachten Vibrationen unterworfen ist; und
ein Kabel, das mit einem Teil verbunden ist, das strömungstechnischen
Vibrationen unterworfen ist, wie bei einem Sensor oder einer Sonde
einer Instrumentenanordnung, die in einem Fluid-Rohr befestigt sind,
genutzt werden.
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Es
versteht sich, dass die Umfangsflächen des Kernleiters 11 und
des äußeren Leiters 13 mit
einem Metall wie Zinn, Silber, Weichlot usw. beschichtet sein können. Die
Ummantelung 41, die einen Teil des Mehrfach-Koaxialkabels 4 bildet,
kann auch nur aus dem äußeren Ummantelungsteil 41b bestehen.
Der Isolator 12 kann aus einem isolierenden, organischen
und/oder anorganischen Material ausgebildet sein, das zum Beispiel
durch Anstreichen, Flammspritzen oder durch dessen Verdampfen auf
den Kernleiter 11 angebracht oder aufgeschichtet wird.
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Beispiele
-
Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Beispiele
speziell erläutert,
die die vorliegende Erfindung nicht einschränken, solange letztere nicht
von deren Hauptgrund abweicht. Die Beispiele werden zuerst mit Bezug
zu den „Biege-Testverfahren" erläutert.
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Verfahren des Biege-Tests
1
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5 ist
eine grafische Ansicht zum Erläutern
eines Biege-Tests (so genannter Links-Rechts-Schwingungs-Test),
der in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Ein Probestück 100,
das dem Kernleiter entspricht, wurde an seinem Mittelteil zwischen
zwei Metallstangen 51 (mit einem Außendurchmesser von 2 mm) gehalten,
wobei ein Gewicht von 5 Gramm am unteren Ende des Probestücks 100 befestigt
wurde. Dann wurde das Probestück 100 so
gebogen, dass ein Drehen von dessen oberen Hälfte in einem Winkel von 90° um die Stange 51 nach
links oder rechts hervorgerufen wurde. Ein Biegezyklus umfasst eine
90°-Drehung
des Probestücks 100 zu
beiden, der linken und der rechten Seite. Das Probestück wurde
bei einer Geschwindigkeit von 30 Zyklen pro Minute gebogen, wobei
die Anzahl der Zyklen, bei denen das Probestück gebrochen war, gemessen
wurde.
-
Verfahren des Biege-Tests
2
-
Als
ein Probestück 100 wurde
ein Mehrfach-Koaxialkabel (d. h. eine Koaxialkabelbündel) bereitgestellt.
Der Außendurchmesser
der Stange 51 war 25,4 mm und das Gewicht 52 betrug
500 Gramm. Das Verfahren des Biege-Tests 2, wobei die übrigen Bedingungen
von denen für
das Verfahren des Biege-Tests 1 unverändert blieben, wurde für die folgenden
Punkte durchgeführt:
- (1) Die Anzahl der Zyklen, bei denen ein Kernleiter
oder ein äußerer Leiter
gebrochen war; und
- (2) Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines dielektrischen
Durchschlags nach 300-Tausend Biegezyklen. Basierend auf einem Wert
des Stroms, der zwischen den Kern- und den äußeren Leitern des Probestücks 100 fließt, wenn
eine Gleichspannung von 1000 Volt darüber angelegt wurde, wurde eine
Auswertung durchgeführt.
-
Beispiel 1
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- (1) Herstellen des elementaren Koaxialkabeldrahts:
Als Erstes wurde ein metallisches Material mit 5 % des Gewichts
Silber, wobei der Rest Kupfer und unvermeidliche Fremdstoffe beinhaltet,
zu einem Rohling gegossen. Nachdem der Rohling kalt gewalzt wurde,
wurde er wärmebehandelt
und in ein lineares Werkstück
mit einem Durchmesser von 0,08 mm gezogen. Die Oberfläche des
Werkstücks
wurde mit Zinn beschichtet, um den Kernleiter zu gewinnen.
Dann
wurde ein aus Polyethylen-Terephthalat bestehendes Isolationsmaterial
auf den Kernleiter extrudiert, um einen Isolator mit einem Außendurchmesser
von 0,23 mm zu bilden. Ein mit Zinn beschichteter Kupferlegierungs-Draht
mit einem Durchmesser von 0,03 mm und einer Zugfestigkeit von 539,4
N/mm2 (55 kgf/mm2)
wurde spiralförmig
um den Isolator gewickelt, um den äußeren Leiter zu bilden. Auf
diese Weise wurde der elementare Koaxialkabeldraht gewonnen. Die
gemessenen Ergebnisse der Zugfestigkeit und der plastischen Dehnung
des Kernleiters und die Zugfestigkeit des äußeren Leiters werden unten
in der Tabelle 1 gezeigt.
- (2) Herstellen des Koaxialkabels: Der elementare Koaxialkabeldraht
wurde zwischen aus Polyvinylchlorid (PVC) bestehenden Bändern angeordnet.
Es wurde ein Heizgerät
eingeschaltet, um zu bewirken, dass die Bänder erwärmt werden und sich auf der
ganzen Oberfläche
des elementaren Koaxialkabeldrahts ablagern. Damit wurde das einzelne
Koaxialkabel mit einem Außendurchmesser
von 0,33 mm gewonnen.
- (3) Herstellen der Mehrfach-Koaxialkabels: 192 Koaxialkabel
wurden zusammen gebündelt,
wobei ihre Längsachsen
in der gleichen Richtung ausgerichtet waren und in einen im Wesentlichen
zylindrischen Körper
geformt wurden. Um den zylindrischen Körper wurden mit Zinn beschichtete
Leiter mit einem kleinen Durchmesser geflochten. Dann wurde eine
im Wesentlichen zylindrische Ummantelung aus PVC um den leiterumflochtenen
Körper
gebildet, um ein Koaxialkabelbündel
mit einem äußeren Durchmesser
von 8,2 mm zu gewinnen. Auf diese Weise wurde das Mehrfach-Koaxialkabel
hergestellt.
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Beispiel 2
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Es
wurde ein Mehrfach-Koaxialkabel in der gleichen Weise wie das, das
in Beispiel 1 verwendet wurde, hergestellt, außer dass der Kernleiter aus
einem metallischen Material mit 3 % des Gewichts Silber bestand,
wobei der Rest Kupfer und unvermeidliche Fremdstoffe enthielt, und
dass der äußere Leiter
aus einem mit Zinn beschichteten Kupferlegierungs-Draht mit einer
Zugfestigkeit von 784,6 N/mm2 (80 kgf/MM2) bestand. Die gemessenen Ergebnisse der
Zugfestigkeit und der plastischen Dehnung des Kernleiters und der
Zugfestigkeit des äußeren Leiters
werden unten in der Tabelle 1 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 1
-
Es
wurde ein Mehrfach-Koaxialkabel in der gleichen Weise wie das, das
in Beispiel 1 verwendet wurde, hergestellt, außer dass der Kernleiter aus
einem verseilten Draht mit einem Durchmesser von 0,09 mm bestand,
den man durch Zusammendrehen von mit Zinn beschichteten Kupferlegierungs-Drähten gewonnen hat,
wobei jeder Kupferlegierungs-Draht eine Zugfestigkeit von 784,6
N/mm2 (80 kgf/mm2)
und einen Durchmesser von 0,03 mm hat. Die gemessenen Ergebnisse
der Zugfestigkeit und der plastischen Dehnung des Kernleiters und
der Zugfestigkeit des äußeren Leiters
werden unten in der Tabelle 1 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 2
-
Es
wurde ein Mehrfach-Koaxialkabel in der gleichen Weise wie das, das
in Beispiel 1 verwendet wurde, hergestellt, außer dass der Kernleiter aus
einem einzelnen, mit Zinn beschichteten Kupferdraht mit einem Durchmesser
von 0,08 mm bestand, den man durch die Verwendung einer nach JIS
C 3106 definierten Kupferdraht-Stange gewonnen hat. Die gemessenen
Ergebnisse der Zugfestigkeit und der plastischen Dehnung des Kernleiters
und der Zugfestigkeit des äußeren Leiters
werden unten in der Tabelle 1 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 3
-
Es
wurde ein Mehrfach-Koaxialkabel in der gleichen Weise wie das, das
in Beispiel 2 verwendet wurde, hergestellt, außer dass der Kernleiter aus
einem einzelnen, mit Zinn beschichteten Kupferdraht mit einem Durchmesser
von 0,08 mm bestand, den man durch die Verwendung einer nach JIS
C 3106 definierten Kupferdraht-Stange gewonnen hat. Die gemessenen
Ergebnisse der Zugfestigkeit und der plastischen Dehnung des Kernleiters
und der Zugfestigkeit des äußeren Leiters
werden unten in der Tabelle 1 gezeigt.
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Krümmungstest 1
-
Es
wurden Krümmungstests
entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren des Biege-Tests 1
an den Probestücken,
d. h. an den in den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen
1 bis 3 verwendeten Kernleitern, durchgeführt. Im Ergebnis dessen wurde
herausgefunden, dass der in Beispiel 1 verwendete Kernleiter entsprechend
der vorliegenden Erfindung einer Reihe von Biegezyklen 3 – 4mal länger standhalten konnte,
als der im Vergleichsbeispiel 1, etwa 10 oder mehr mal länger als
der in den Vergleichsbeispielen 2 und 3. Damit kann der Kernleiter
entsprechend der vorliegenden Erfindung eine hohe zyklische Biegefestigkeit aufweisen,
was zu einer erhöhten
Biege-Lebensdauer führt.
Dies bedeutet anscheinend, dass der elementare Koaxialkabeldraht,
das Koaxialkabel und das Koaxialkabelbündel, die jeweils den Kernleiter
mit der hohen zyklischen Biegefestigkeit nutzen, ebenfalls eine
zyklische Biegefestigkeit aufweisen können, die höher ist als die des Kernleiters
nach dem Stand der Technik, der aus dem verseilten Draht besteht.
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Krümmungstest 2
-
Es
wurden Krümmungstests
entsprechend den oben beschriebenen Verfahren des Biege-Tests 2
an den Probestücken,
den Mehrfach-Koaxialkabeln, die wie in den Beispielen 1 und 2 und
den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellt wurden, durchgeführt. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. Wie aus diesen Ergebnissen
verständlich
wird, trat bei den Mehrfach-Koaxialkabeln der Beispiele 1 und 2
kein Bruch in deren Kernleitern auf, selbst nachdem sie 600 bzw.
300-Tausend Mal den Biegezyklen unterworfen waren. Damit hat es
sich gezeigt, dass die Mehrfach-Koaxialkabel der Beispiele 1 und
2 eine ausreichende zyklische Biegefestigkeit aufweisen konnten,
die gleich oder höher
ist als die des Mehrfach-Koaxialkabels im Vergleichsbeispiel 1,
dessen Kernleiter aus einem verseilten Draht besteht.
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Andererseits
waren die Mehrfach-Koaxialkabel in den Vergleichsbeispielen 2 und
3, deren Kernleiter aus einem festen, einzelnen Draht bestehen,
gebrochen, wenn sie den Biegezyklen 12-Tausend Mal unterworfen waren.
Damit hat es sich gezeigt, dass die Mehrfach-Koaxialkabel der Beispiele
1 und 2 eine zyklische Biegefestigkeit aufweisen konnten, die 20
oder mehr Mal höher
ist als die des Mehrfach-Koaxialkabels in den Vergleichsbeispielen
2 und 3. Aus dem Vorhergehenden hat sich bestätigt, dass das Koaxialkabelbündel entsprechend
der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Biegefestigkeit hat,
obwohl jeder Kernleiter einen festen, einzelnen Draht nutzt.
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Drucktest
des Anschluss-Endes
-
Das
Ende von jedem elementaren Koaxialkabeldraht, der wie in Beispiel
1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, wird zwischen die
Teile einer Pressstanze eingeführt
und durch die Last, die den Teilen aus entgegengesetzten Richtungen
zugeführt
wird, unter Druck verformt. Vor und nach einer solchen Druckverformung,
wurde der Querschnitt des Kernleiters, der jedes Koaxialkabel bildet,
unter einem Mikroskop beobachtet. Im Ergebnis dessen hat sich gezeigt,
dass alle Kernleiter vor deren Druckverformung einen Querschnitt von
einer im Wesentlichen perfekten Kreisform hatten. Nach der Druckverformung
jedoch hatte der Querschnitt des im Beispiel 1 verwendeten Kernleiters
eine ziemlich flache, ovale Form, wobei ein solcher Querschnitt
wiederholt erreicht werden konnte. Im Gegensatz zum Beispiel 1,
veränderte
sich der im Vergleichsbeispiel 1 verwendete Kernleiter mit dem verseilten
Draht im Querschnitt jedes Mal, wenn dessen Druckverformung durchgeführt wurde.
Das heißt,
die dünnen
Drähte,
die in den verseilten Draht gedreht wurden, öffneten sich.
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Dann
wurde jeder unter Druck verformte elementare Koaxialkabeldraht an
ein Substrat wie eine Leiterplatte gelötet. Im Ergebnis dessen wurde
der elementare Koaxialkabeldraht von Beispiel 1, dessen Kernleiter
in eine gleichmäßige, elliptische
Form verformt wurde, vorzugsweise an dessen flachen Oberflächenteil
an das Substrat angelötet.
Im Gegensatz dazu war es schwierig, den elementaren Koaxialkabeldraht
des Vergleichsbeispiels 1 auf Grund des Vorhandenseins der geöffneten,
dünnen
Drähte
zweckmäßig mit
dem Substrat zu verbinden. Um den elementaren Koaxialkabeldraht
mit dem Substrat zu verbinden, war es notewendig, vorbereitend Lot
auf das freie Ende des elementaren Koaxialkabeldrahts aufzubringen,
so dass die geöffneten, dünnen Drähte miteinander
fest verbunden wurden. Damit ist der elementare Koaxialkabeldraht
entsprechend der vorliegenden Erfindung im Punkt der Fähigkeit
seines freien Endes, bearbeitet oder maschinell bearbeitet zu werden, überlegen.
Das heißt,
der elementare Koaxialkabeldraht kann sehr leicht mit dem Substrat
verbunden werden.
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Es
wird vom Vorhergehenden verständlich,
dass die Erfindung einen elementaren Koaxialkabeldraht, ein Koaxialkabel
und ein Koaxialkabelbündel
bereitstellt, von denen jedes eine ausreichende Biegefestigkeit hat,
einen Bruch oder Kurzschluss in der Verbindung verhindern kann und
eine größere Wirtschaftlichkeit
erreicht.
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