JP2004014337A

JP2004014337A - 極細多心同軸ケーブル

Info

Publication number: JP2004014337A
Application number: JP2002167092A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ueno; 上野　仁志; Ryo Matsui; 松井　量
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP3918643B2

Abstract

【課題】端末処理性に優れ、電気的短絡を防止できると共にケーブルの接続を低コストで容易にでき、可とう性に優れた極細多心同軸ケーブルを低コストで提供する。
【解決手段】導体径が０．０８ｍｍ以下の内部導体３と絶縁体４と外部導体６とジャケット８とからなる同軸線２を有する極細多心同軸ケーブル１において、上記内部導体３が、引張り強度が１０００ＭＰａ以上、伸びが１％以上、導電率が７０％ＩＡＣＳ以上の単線で構成され、且つ上記外部導体６が、その外径が０．０１２ｍｍ以上、引張り強度が７００ＭＰａ以上、伸びが１％以上、導電率６０ＩＡＣＳ以上の素線５を撚り合わせて構成された。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部導体の外径が０．０８ｍｍ以下である同軸線を用いてなる極細多心同軸ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、ＩＣテスタ、医療機器の小型化に伴いそれらに適用されている機器電線も細径化が進んでいる。また、機器の高性能化（例えば、画像の高精細化、通信速度の高速化等）に伴い、機器間及び機器内部の伝送においては、より高い伝送品質が求められている。
【０００３】
さらに、医療機器、ノート型コンピュータ、産業用ロボット等に用いられる電源・信号伝送用ケーブルにおいては、使用中に繰り返し曲げられることにより、金属疲労により破断するおそれがある。
【０００４】
そこで、このような機器に用いられるケーブルは、多数の細い素線を撚り合わせた撚線を用いることによって素線１本当たりに加わる歪み量を小さくすることで、耐屈曲性を高めている。
【０００５】
図４に、従来の極細多心同軸ケーブルに用いられる同軸線の一例を示す。
【０００６】
図示するように、同軸線５１は、その中心部に、複数本の導体（素線）５２を撚り合わせてなる中心導体５３を有している。中心導体５３の周囲には絶縁体５４が設けられ、その周囲には、複数本の外部導体５５が撚り合わされて配置されている。そして、外部導体５５の周囲には絶縁体５６が設けられ、最外周にジャケット５７が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の同軸線５１では、中心導体５３に撚線を用いているために、可とう性には優れるものの、端末接続時に、撚線中の素線の配列が崩れて、その端末部で電気的短絡が生じる場合があるといった問題があった。
【０００８】
また、撚線を製造するのには、構成素線を細く伸線して、それを撚り合わせなければならないため、製造に多くの手間がかかり、その分、コストが高くなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、端末処理性に優れ、電気的短絡を防止できると共にケーブルの接続を低コストで容易にでき、可とう性に優れた極細多心同軸ケーブルを低コストで提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明は、導体径が０．０８ｍｍ以下の内部導体、絶縁体、外部導体を備えた同軸線を有する極細多心同軸ケーブルにおいて、上記内部導体が、引張り強度が１０００ＭＰａ以上、伸びが１％以上、導電率が７０％ＩＡＣＳ以上の単線で構成され、且つ上記外部導体が、その外径が０．０１２ｍｍ以上、引張り強度が７００ＭＰａ以上、伸びが１％以上、導電率６０ＩＡＣＳ以上の素線を撚り合わせて構成されたものである。
【００１１】
そして、上記内部導体を覆う絶縁体と、上記外部導体を覆うジャケットが、フッ素樹脂、紫外線硬化樹脂、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミドまたはポリエステルから構成されており、その被覆厚さが２０μｍ以上であるものが好ましい。
【００１２】
また、上記内部導体の引張り強度が、ケーブル全体の引張り強度の５０％以下であり、上記外部導体の引張り強度がケーブル全体の引張り強度の３０％以上であり、上記絶縁体及び上記同軸線を被覆するジャケットの引張り強度がケーブル全体の引張り強度の５％以上であるものが好ましい。
【００１３】
さらに、上記同軸線を複数撚り合わせて形成されるケーブルの撚合わせピッチＰと撚合わせ外径Ｐｄとの比Ｐ／Ｐｄが、２５〜６０の範囲内であるものが好ましい。
【００１４】
そして、上記同軸線の内側或いはケーブルの中心部に、ケーブル全体の引張り強度の１０％以上に相当する引張り強度を有するテンションメンバを設けたものが好ましい。
【００１５】
また、上記同軸線の外周に、一括シールドが設けられており、その一括シールドが軟銅線、銅合金線、銅箔糸から構成されると共に、その引張り強度がケーブル全体の引張り強度の５％以上であるものが好ましい。
【００１６】
さらに、上記ケーブルの最外層を構成するシースが、フッ素樹脂、紫外線硬化樹脂、ポリエチレン、ポリイミドまたはポリ塩化ビニルから構成されており、そのシースのショアＡ硬度が６０以上であり、且つその引張り強度がケーブル全体の引張り強度の１％以上であるものが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る極細多心同軸ケーブルの好適な実施の形態を示した断面図、図２は本発明に係る極細多心同軸ケーブルを構成する同軸線を示した拡大断面図である。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態に係る極細多心同軸ケーブル１を構成する同軸線２は、その中心部分に、引張り強度が１０００ＭＰａ以上（本実施の形態では１１００ＭＰａ）、伸びが１％以上（本実施の形態では１％）、導電率が７０％以上で且つ外径が０．０８ｍｍ（Ａ．Ｗ．Ｇ．（Ａｍｅｒｉｃａｎ　ＷｉｒｅＧａｕｇｅ）のゲージ値が４０）の銀メッキ銅合金線の単線からなる内部導体３を有している。
【００２０】
ここで、内部導体３の引張り強度を１０００ＭＰａとしたのは、同軸線中の導体の強度と耐屈曲性に関係があることを発見し、従来用いられている銅合金素線からなる撚線と同等レベルの耐屈曲性を得るために必要であることを見出したことによる。
【００２１】
内部導体３の外周には、絶縁体４が設けられている。この絶縁体４は、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）やＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂から構成されており、その被覆厚さが２０μｍ以上となるように形成されている。なお、絶縁体４を構成する材質は、フッ素樹脂に限られるものではなく、紫外線硬化樹脂、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミドまたはポリエステル等であってもよい。
【００２２】
絶縁体４の外周には、引張り強度が７００ＭＰａ以上（本実施の形態では８００ＭＰａ）、伸びが１％以上（本実施の形態では１％）、導電率６０ＩＡＣＳ以上で且つ外径が０．０１２ｍｍ以上（本実施の形態では０．０３ｍｍ）のすずメッキ銅合金線からなる素線５をスパイラル状に撚り合わせて形成された外部導体６が設けられている。
【００２３】
外部導体６の外周には、メッキ層７とジャケット８が形成されている。ジャケット８はポリエステルテープにて構成されており、その厚さは２０μｍ以上になっている。なお、ジャケット８を構成する材質は、ポリエステルに限られるものではなく、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）やＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂、紫外線硬化樹脂、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）またはポリイミド等であってもよい。
【００２４】
ここで、ジャケット８と上述の絶縁体４の材質を限定すると共に、その厚さを２０μｍ以上としたのは、ケーブルが曲げを受けたときに十分な絶縁性能を保つためである。
【００２５】
上記同軸線２の各部の引張り強度の配分は、内部導体３の引張り強度が、同軸線２の引張り強度の５０％以下であり、外部導体６の引張り強度が同軸線２の引張り強度の３０％以上であり、絶縁体４及びジャケット８の引張り強度が同軸線の引張り強度の５％以上であるように設定される。
【００２６】
ここで、同軸線２の各構成要素の強度比を設定したのは、構成要素の強度比が極細多心同軸ケーブル１の耐屈曲性に密接に関係していることを見出したためである。
【００２７】
上記構成による同軸線２を備えた極細多心同軸ケーブル１は、例えば、図１に示すようなものがある。この極細多心同軸ケーブル１は、１３２本の同軸線２を、撚合わせピッチＰと撚合わせ外径Ｐｄとの比Ｐ／Ｐｄである層心径比が、２５〜６０の範囲内（本実施の形態では４０）になるように撚り合わせて形成されている。
【００２８】
ここで、撚合わせピッチと撚合わせ外径との比について設定しているのは、この層心径比が極細多心同軸ケーブル１及び屈曲特性に関係していることを見出したためである。
【００２９】
具体的には、５本の同軸線２を撚り合わせて形成した中心側多心ケーブル１１が４本同心円上に配置されて撚り合わされ、その中心部に、引張り強度３００Ｎのテンションメンバ９が設けられている。このテンションメンバ９は、上記数値に限られるものではなく、極細多心同軸ケーブル１全体の引張り強度の１０％以上に相当するように設定される。
【００３０】
ここで、テンションメンバ９の強度について設定しているのは、極細多心同軸ケーブル１の耐屈曲性向上に大きく関与するのを見出したためである。また、過大な引張り力がケーブルにかかったときに耐え得る構造とするためである。
【００３１】
中心側多心ケーブル１１の外側には、１６本の同軸線２を有する外側多心ケーブル１２が複数設けられている。外側多心ケーブル１２は、中心側に５本の同軸線２が同心円上に配置され、その外側に１１本の同軸線２が同心円上に配置されている。そして、７本の外側多心ケーブル１２が、同心円上に配置されて撚り合わされている。
【００３２】
この撚り合わされた外側多心ケーブル１２の外側には、押さえ巻きテープ１４が巻き付けられ、その外周には一括編組シールド１５が設けられている。一括編組シールド１５は、すずメッキ銅箔糸にて構成されており、その引張り強度が、極細多心同軸ケーブル１全体の引張り強度の５％以上になるように形成されている。なお、一括編組シールド１５の素材は、銅箔糸に限られるものではなく、軟銅線や銅合金線等から構成されるものであってもよい。
【００３３】
ここで、一括編組シールド１５を設けているのは、ケーブルから放射されるノイズを低減し、また外部からのノイズを遮断するためのシールド特性を有しつつ、使用中受ける屈曲力に耐えるためには、その編組の強度をコントロールする必要があることを発見したためである。
【００３４】
一括編組シールド１５の外周には、極細多心同軸ケーブル１の最外層を構成するシース１６が設けられている。シース１６は、ショアＡ硬度６０以上（本実施の形態では６５）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）にて構成されており、その厚さは０．８ｍｍに形成されている。このシース１６は、その引張り強度が、極細多心同軸ケーブル１全体の引張り強度の１％以上になるように形成されている。
【００３５】
ここで、シース１６の材質及び強度を限定しているのは、使用中の屈曲に耐えなおかつ十分な柔軟性を得るために必要であることを見出したためである。なお、シース１６の引張り強度は、極細多心同軸ケーブル１全体の引張り強度の３％以上であるのがさらに好ましい。
【００３６】
次に、上記構成の極細多心同軸ケーブル１と、以下に示す複数の比較例とで、シールド特性、可とう性、接続作業性、製造コスト比、屈曲寿命について調査を行い、その結果を比較して、本実施の形態に係る極細多心同軸ケーブル１の作用を説明する。
【００３７】
製造コスト比は、極細多心同軸ケーブル１にかかる費用を１００とした比較値を示し。屈曲寿命はＲ＝１２．７ｍｍ、Ｗ＝４．９Ｎの条件で実験を行って破断した際の屈曲回数を示したものである。
【００３８】
比較例１は、上記極細多心同軸ケーブル１の同軸線２の内部導体３に相当する部分を、引張り強度が８００ＭＰａの銀メッキ銅合金線の撚線（７本／０．０３ｍｍ）に置き換えたものである。
【００３９】
比較例２は、上記極細多心同軸ケーブル１の同軸線２の内部導体３に相当する部分を、引張り強度が２００ＭＰａの銀メッキ銅線の単線（１本／０．０８ｍｍ）に置き換えたものである。
【００４０】
比較例３は、上記極細多心同軸ケーブル１の同軸線２の外部導体６に相当する部分を、引張り強度が４００ＭＰａのすずメッキ銅線に置き換えたものである。
【００４１】
比較例４は、上記極細多心同軸ケーブル１の同軸線２の外部導体６に相当する部分を、引張り強度が６００ＭＰａのすずメッキ銅合金線に置き換えたものである。
【００４２】
比較例５は、同軸線２を複数撚り合わせて形成されるケーブルの撚合わせピッチＰと撚合わせ外径Ｐｄとの比である層心径比Ｐ／Ｐｄが、１０であるものである。
【００４３】
比較例６は、同軸線２を複数撚り合わせて形成されるケーブルの撚合わせピッチＰと撚合わせ外径Ｐｄとの比である層心径比Ｐ／Ｐｄが、７０であるものである。
【００４４】
比較例７は、上記極細多心同軸ケーブル１の中心のテンションメンバ９を除去したものである。
【００４５】
比較例８は、上記極細多心同軸ケーブル１の一括編組シールド１５に相当する部分を、引張り強度が２００ＭＰａの素線径０．０５ｍｍの軟銅線で形成し、その引張り強度が、極細多心同軸ケーブル１全体の引張り強度の３％であるものである。
【００４６】
比較例９は、上記極細多心同軸ケーブル１のシース１６に相当する部分を、ショアＡ硬度５５の材質によって、厚さが０．３ｍｍに形成され、且つその引張り強度が、極細多心同軸ケーブル１全体の引張り強度の０．５％になるように形成したものである。
【００４７】
本実施の形態に係る極細多心同軸ケーブル１と比較例１〜９の極細多心同軸ケーブルとの比較調査結果は、図３の極細多心同軸ケーブルの特性調査結果比較表に示すようになった。
【００４８】
シールド特性については、周波数０．３ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおいて、本発明の実施の形態の極細多心同軸ケーブル１を含む比較例８以外のものが７０〜７５（ｄＢ）であり、比較例８が６０〜６５（ｄＢ）となった。
【００４９】
可とう性については、本発明の実施の形態の極細多心同軸ケーブル１及び比較例１〜９のものは共に、従来のものと比較して非常に良好であった。
【００５０】
接続作業性については、比較例１のものが若干悪かったものの、本発明の実施の形態の極細多心同軸ケーブル１を含む比較例２〜９のものは、良好であった。
【００５１】
製造コストについては、比較例１，５，８のものが若干高く、比較例４，６，９ものが略同じで、比較例２，３，７のものが若干安くなっている。
【００５２】
屈曲寿命については、本発明の実施の形態の極細多心同軸ケーブル１が、２３０万回であるのに対して、比較例１もののが２００万回、比較例５のものが１９０万回である以外は、全体的に低く、比較例２のものにおいては、４万９千回と非常に屈曲寿命が短かった。
【００５３】
これらの結果をまとめると、比較例１のものは、接続作業性が悪く、製造コストが高い。比較例２のものは、製造コストが安いものの、屈曲寿命が極端に短い。比較例３のものは、製造コストが安いものの、屈曲寿命が短い。比較例４のものは、屈曲寿命が短い。比較例５のものは、製造コストが高い。比較例６のものは、屈曲寿命が短い。比較例７のものは、製造コストが安いものの、屈曲寿命が短い。比較例８のものは、シールド特性が悪い。比較例９のものは屈曲寿命が短い。
【００５４】
すなわち、本発明の実施の形態に係る極細多心同軸ケーブル１が、シールド特性、可とう性、端末処理性、製造コスト及び屈曲寿命において、全ての部分で良好な結果を得ることができ、性能が高い次元でバランスできる。
【００５５】
特に、端末処理性、屈曲寿命においては、従来の内部導体に撚線を用いた同軸線２と比較して、著しい向上が見られ、ケーブル組立時の製造原価低減及びケーブルの信頼性が向上するといった作用を得ることができる。
【００５６】
要するに本発明によれば、同軸線２の内部導体３を、引張り強度が１０００ＭＰａ以上（本実施の形態では１１００ＭＰａ）、伸びが１％以上（本実施の形態では１％）、導電率が７０％以上で且つ外径が０．０８ｍｍ（Ａ．Ｗ．Ｇ．（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｗｉｒｅ　Ｇａｕｇｅ）のゲージ値が４０）の銀メッキ銅合金線の単線にて構成したことによって、端末処理性に優れ、ケーブルの接続を低コストで容易にできると共に、従来のように端末部で電気的短絡が発生するのを防止することができる。また、従来のものと比較して、可とう性が大幅に優れた極細多心同軸ケーブルを低コストで提供することができる。
【００５７】
なお、他の実施の形態として、同軸線２の外部導体６に熱処理を行い、伸びを５％以上に調整するものであってもよい。本実施の形態によれば、図１及び図２の上記実施の形態と同様の作用を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、端末処理性に優れ、端末部での電気的短絡を防止できると共に、ケーブルの接続を低コストで容易にでき、可とう性に優れた極細多心同軸ケーブルを低コストで提供することができるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る極細多心同軸ケーブルの好適な実施の形態を示した断面図である。
【図２】本発明に係る極細多心同軸ケーブルを構成する同軸線を示した拡大断面図である。
【図３】本実施の形態に係る極細多心同軸ケーブルと比較例の極細多心同軸ケーブルとの特性調査結果を示した比較表である。
【図４】従来の極細多心同軸ケーブルを構成する同軸線を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
１　極細多心同軸ケーブル
２　同軸線
３　内部導体
４　絶縁体
５　素線
６　外部導体
８　ジャケット
９　テンションメンバ
１５　一括（編組）シールド
１６　シース

Claims

導体径が０．０８ｍｍ以下の内部導体と絶縁体と外部導体とジャケットとからなる同軸線を有する極細多心同軸ケーブルにおいて、上記内部導体が、引張り強度が１０００ＭＰａ以上、伸びが１％以上、導電率が７０％ＩＡＣＳ以上の単線で構成され、且つ上記外部導体が、その外径が０．０１２ｍｍ以上、引張り強度が７００ＭＰａ以上、伸びが１％以上、導電率６０ＩＡＣＳ以上の素線を撚り合わせて構成されたことを特徴とする極細多心同軸ケーブル。
上記内部導体を覆う絶縁体と、上記外部導体を覆うジャケットが、フッ素樹脂、紫外線硬化樹脂、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミドまたはポリエステルから構成されており、その被覆厚さが２０μｍ以上である請求項１記載の極細多心同軸ケーブル。
上記内部導体の引張り強度が、上記同軸線の引張り強度の５０％以下であり、上記外部導体の引張り強度が上記同軸線の引張り強度の３０％以上であり、上記絶縁体及び上記ジャケットの引張り強度が上記同軸線の引張り強度の５％以上である請求項１または２いずれかに記載の極細多心同軸ケーブル。
上記同軸線を複数撚り合わせて形成されるケーブルの撚合わせピッチＰと撚合わせ外径Ｐｄとの比Ｐ／Ｐｄが、２５〜６０の範囲内である請求項１から３いずれかに記載の極細多心同軸ケーブル。
上記同軸線の内側或いはケーブルの中心部に、ケーブル全体の引張り強度の１０％以上に相当する引張り強度を有するテンションメンバを設けた請求項１から４いずれかに記載の極細多心同軸ケーブル。
上記同軸線の外周に、一括シールドが設けられており、その一括シールドが軟銅線、銅合金線、銅箔糸から構成されると共に、その引張り強度がケーブル全体の引張り強度の５％以上である請求項１から５いずれかに記載の極細多心同軸ケーブル。
上記ケーブルの最外層を構成するシースが、フッ素樹脂、紫外線硬化樹脂、ポリエチレン、ポリイミドまたはポリ塩化ビニルから構成されており、そのシースのショアＡ硬度が６０以上であり、且つその引張り強度がケーブル全体の引張り強度の１％以上である請求項１から６いずれかに記載の極細多心同軸ケーブル。