JP2004055144A - 細径同軸ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好で安定した高周波特性を備えると共に細径で軽量な同軸ケーブルの提供。
【解決手段】細径同軸ケーブル１０は、中心導体１２と、被覆層１４と、外部シールド導体層１６とを備えている。被覆層１４は、電気絶縁性のものであって、環状部１８と、柱状部２０とを有している。柱状部２０は、横断面内において等角度間隔（９０°）で放射状に伸びており、細径同軸ケーブル１０の長手軸方向に沿って、この間隔を維持しながら延設されている。外部シールド導体層１６は、被覆層１４の柱状部２０の外周に接するようにして設けられていて、外部シールド導体層１６の内部には、柱状部２０で区画され、細径同軸ケーブル１０の長手方向に連続した４個の空隙部２２が設けられてる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、良好な電気特性、高周波特性を有する細径同軸ケーブルおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
情報量の増大化や高速伝送化の流れを受けて、携帯情報端末のアンテナ配線や、ＬＣＤとＣＰＵを結ぶ配線等に、最近同軸ケーブルが使われつつある。
【０００３】
また、情報端末やノートパソコンの小型化、薄型化により、同軸ケーブルにも細径化が要求されている。一般に良好な高周波特性（伝送損失が小さく、遅延時間が小さい）を持つ同軸ケーブルを得るためには、中心導体と外部シールド層の間に形成される電気絶縁性の被覆層の誘電率をできるだけ小さくすることが重要である。
【０００４】
そのために、絶縁被覆層には、ふっ素樹脂やポリオレフィン樹脂などの低誘電率樹脂が用いられることが多く、また見掛けの誘電率を下げるために発泡化する場合も多い。
【０００５】
一方、同軸ケーブルを細径化するためには、絶縁被覆層の外周に形成される外部シールド層を編組金属線から金属メッキ層に変更にすることが有効である。
【０００６】
ところが、絶縁被覆層にフッ素樹脂やポリオレフィン樹脂などの低誘電率樹脂を用いた場合には、無電解メッキなどでの金属メッキ層の形成が難しくなるという問題点を有していた。
【０００７】
また、メッキ処理をするためには、中心導体の周囲に、メッキ層の支持部が必要であり、この支持部は、中心導体の周囲を継ぎ目無く円環状などに囲む部分が必要である。
【０００８】
このような支持部は、所定の厚みが必要となり、支持部を形成すると、外径がアップする要因の一つになる。一方、見掛けの誘電率を下げるために、絶縁被覆層を発泡化させた場合には、メッキ処理液が発泡部分の空隙に入り込み見掛けの誘電率を上げてしまったり、空隙に入り込んだメッキ処理液が、外部導体を腐食させて同軸ケーブルの電気特性を阻害するという問題があった。当然のことながら、このようなメッキ処理の場合には、表面処理薬剤、メッキ薬剤、廃液の処理の問題が付随している。
【０００９】
また、発泡押出加工技術は、押出安定性の確保が難しく、特に、細径品を押し出す場合、微妙に絶縁被覆層の外径が変動してしまうので、これも電気特性阻害要因の一つとなっていた。
【００１０】
さらに、独立気泡発泡層を形成する場合には、気泡が独立しているため、ハンダ付け時などの熱の影響で、気泡が膨張することがある。他方、連続気泡発泡では、圧縮強度が弱いと言った問題を有していた。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、良好でかつ安定した高周波特性を有する細径同軸ケーブルを得ることを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、メッキではなく、金属導体にてシールド層を形成した場合でも、充分に細径化できる同軸ケーブルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、中心導体と、前記中心導体の外周を覆う電気絶縁性の被覆層と、前記被覆層の外周に設けられた外部シールド導体層とを備えた細径同軸ケーブルにおいて、前記被覆層は、中心から外方に延びる１ヶ以上の柱状部を有し、前記外部シールド導体層を前記柱状部の外周に接するようにして設け、前記外部シールド導体層の内部に、長手方向に連続した１つ以上の空隙部を設けた。
【００１４】
このように構成した細径同軸ケーブルによれば、外部シールド導体層の内部に、長手方向に連続した１つ以上の空隙部を設けているので、中心導体と外部シールド導体層の間の誘電率を小さくすることができる。
【００１５】
前記柱状部は、横断面内において等角度間隔で放射状に伸びる複数から構成され、前記細径同軸ケーブルの長手軸方向に沿って、前記間隔を維持しながら延設することができる。
【００１６】
前記柱状部は、長手方向に沿って螺旋状に形成することができる。
前記空隙部は、その横断面において、前記中心導体と外部シールド導体層を除いた部分の面積に対し、面積比で１０％以上を占めるようにすることができる。
【００１７】
前記空隙部は、前記中心導体を中心として、複数が周方向に均等配置することができる。
【００１８】
前記外部シールド導体層は、中空状の圧縮撚り線により形成することができる。
【００１９】
前記外部シールド導体層は、銅などの電気伝導性に優れた金属テープないしは金属箔、或いはこれらの金属テープないしは金属箔をプラスチックフィルムとラミネートした金属ラミネートフィルムを、前記柱状部の外周に巻き付けて形成することができる。
【００２０】
前記外部シールド導体層は、銅などの電気伝導性に優れた金属パイプで構成し、前記中心導体の外周に、前記柱状部を備えた被覆層を形成した半製品を、前記金属パイプ内に挿入しながらダイスにて、前記金属パイプを引き抜き延伸して形成することができる。
【００２１】
前記被覆層は、ＦＥＰ、ＰＦＡ等のふっ素系樹脂、或いはアモルファスポリオレフィン樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の合成樹脂を押し出し成形して形成することができる。
【００２２】
本発明の細径同軸ケーブルは、最外径が１ｍｍ以下とすることができる。
【００２３】
前記外部シールド導体層の外周に電気絶縁性の保護被覆層を設けることができる。
【００２４】
また、本発明は、細径同軸ケーブルの製造方法において、中心導体の外周に、前記中心導体を覆う環状部と、この環状部の外方に突出する柱状部とを備えた被覆部を押し出し成形し、これを連続的に供給して、前記柱状部の外周に中空状の圧縮撚り線被覆、金属箔，ラミネートフィルムなどを巻付け、或いは、銅パイプの延伸被覆の何れかの方法により外部シールド導体層を形成し、しかる後、前記外部シールド導体層の外周に外部被覆層を必要に応じて形成するようにした。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について、実施例に基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係る細径同軸ケーブル第１実施例を示している。同図に示した細径同軸ケーブル１０は、中心導体１２と、被覆層１４と、外部シールド導体層１６とを備えている。
【００２６】
中心導体１２は、例えば、円形断面の銅線から構成されている。被覆層１４は、電気絶縁性のものであって、本実施例の場合には、中心導体１２の外周を覆う環状部１８と、環状部１８の外周に突設された柱状部２０とを有している。
【００２７】
被覆層１４は、例えば、ＦＥＰ、ＰＦＡ等の弗素系樹脂、或いはアモルファスポリオレフィン樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の合成樹脂を、中心導体１２の外周に押し出し成形して、環状部１８と柱状部２０とを一体に形成することができる。
【００２８】
本実施例の場合、被覆層１２は、中心から外方に延びる４ヶの柱状部２０を有していて、その横断面形状が、略十字状になっている。各柱状部２０は、横断面内において等角度間隔（９０°）で放射状に伸びており、細径同軸ケーブル１０の長手軸方向に沿って、この間隔を維持しながら、直線状に延設されている。
【００２９】
外部シールド導体層１６は、被覆層１４の柱状部２０の外周に接するようにして設けられていて、外部シールド導体層１６の内部には、柱状部２０で区画され、細径同軸ケーブル１０の長手方向に連続した４個の空隙部２２が設けられてる。
【００３０】
この場合、空隙部２２は、中心導体１２を中心として、４個が周方向に均等配置されており、横断面において、中心導体１２と外部シールド導体層１６を除いた部分の面積に対し、面積比で１０％以上を占めるようにすることが望ましい。
【００３１】
外部シールド導体層１６は、本実施例の場合、中空状の圧縮撚り線により形成されている。このような圧縮撚り線は、複数本の素線２４を同一円周上に配置し、各素線２４を一方向に撚り掛けながら圧縮ダイスを通過させることにより、中空状に形成されて、その形状が崩れることなく維持される。なお、本実施例の細径同軸ケーブル１０は、最外径が１ｍｍ以下とすることができる。
【００３２】
以上のように構成した細径同軸ケーブル１０によれば、外部シールド導体層１６の内部に、長手方向に連続した４個の空隙部２２を設けているので、中心導体１２と外部シールド導体層１６の間の誘電率を小さくすることができる。
【００３３】
図３は、本発明に係る細径同軸ケーブルの第２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３４】
同図に示した実施例は、第１実施例の変形例であって、第１実施例の中空撚り線で構成した外部シールド導体層１６の外周に、電気絶縁性の保護被覆層２６を設けている。
【００３５】
この保護被覆層２６は、被覆層１４と同様に、例えば、ＦＥＰ、ＰＦＡ等の弗素系樹脂、或いはアモルファスポリオレフィン樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の合成樹脂を、外部シールド導体層１６の外周に押し出し成形して、形成することができる。
【００３６】
このように構成した細径同軸ケーブル１０ａでも第１実施例と同等の作用効果が得られる。
【００３７】
図４は、本発明に係る細径同軸ケーブルの第３実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３８】
同図に示した実施例では、上記第１実施例と同じ構成の中心導体１２および被覆層１４を備えているが、外部シールド導体層１６ｂに特徴がある。
【００３９】
すなわち、本実施例の場合には、外部シールド導体層１６ｂは、銅などの電気伝導性に優れた金属テープないしは金属箔、或いはこれらの金属テープないしは金属箔をプラスチックフィルムとラミネートした金属ラミネートフィルムから構成されていて、これらから選択された部材を、柱状部１４ｂの外周に巻き付けて形成している。
【００４０】
この場合、テープなどは、ケーブル１０ｂの長手軸方向で隙間が生じないように巻き付けられる。このように構成した細径同軸ケーブル１０ｂでも第１実施例と同等の作用効果が得られる。
【００４１】
図５は、本発明に係る細径同軸ケーブルの第４実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００４２】
同図に示した実施例では、上記第１実施例と同じ構成の中心導体１２および被覆層１４を備えているが、外部シールド導体層１６ｃに特徴がある。
【００４３】
すなわち、本実施例の場合には、外部シールド導体層１６ｃは、銅などの電気伝導性に優れた金属パイプで構成し、中心導体１２の外周に、柱状部１４ｂを備えた被覆層１４を形成した半製品を、金属パイプ内に挿入しながらダイスにて、金属パイプを引き抜き延伸して形成している。このように構成した細径同軸ケーブル１０ｃでも第１実施例と同等の作用効果が得られる。
【００４４】
なお、図４，５に示した第３および第４実施例の場合には、各シールド導体層１６ｂ，１６ｃの外周に、第２実施例で示した保護被覆層２６を形成することができる。
【００４５】
図６は、本発明に係る細径同軸ケーブルの第５実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００４６】
同図に示した実施例は、中心導体１２の外周に被覆層１４ｄを形成した半製品の外観図であり、被覆層１４ｄは、環状部１８ｄと柱状部２０ｄとを有している。
【００４７】
環状部１８ｄは、上記第１実施例と同様に中心導体１２の外周をリング状に覆っているが、柱状部２０ｄは、中心から外方に延設された実質的に１本の構造体であって、この柱状部２０ｄが、環状部１８ｄの外周において、所定ピッチで螺旋状に周回するように形成されている。このような柱状部２０ｄは、合成樹脂を押出しながらダイスを一方向に回転させることで形成することができる。
【００４８】
この実施例の場合には、柱状部２０ｄの外周には、上記実施例で示した外部シールド導体層１６，１６ｂ，１６ｃのいずれかが形成されると、その内部に螺旋状の空隙部２２ｄが形成されるので、上記実施例と同等の作用効果が得られる。
【００４９】
次に、本発明に係る細径同軸ケーブルの製造方法について説明する。以下に説明する製造方法では、図３に示した断面形状の細径同軸ケーブル１０ａを製造する際の具体例であり、この製造方法では、まず、図７に示す断面形状の半製品が作製される。
【００５０】
この半製品は、０．１ｍｍの中心導体１２をクロスヘッドダイに導き、図８に示す形状のノズルに通過させ、引き取り速度１１ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら３５０℃の押出温度にてＦＥＰ樹脂（ＮＰ−１００：商品名，ダイキン工業製、比誘電率２．１）の押出絶縁層被覆を行って、半製品を得た。
【００５１】
この場合、被覆後の冷却は、特に行わなかった。被覆後の断面形状は、中心導体１２の外周に環状部１８と、リブ（柱状部２０に相当する）とを設けた図７に示す十字形状であり、リブ厚みが０．０６ｍｍ、リブ先端を頂点とした最大幅が０．２８ｍｍ、又リブ頂点を結ぶ仮想円内に占める中空部の比率は５０％となった。
【００５２】
次に、得られた半製品に０．０３ｍｍの銀メッキ銅線３７本を、リブの頂点を結ぶ仮想円周上に配置し、更に、径０．３４ｍｍのダイスに引き取り速度２０ｍ／ｍｉｎで引き取りながら、外部シールド導体層１６となる銅線の圧縮成型（圧縮撚り線を得る成型方法）を行った。
【００５３】
その結果、図１に示す様な外部シールド導体層１６の径が０．３４ｍｍの中心導体１２、被覆層１４、外部シールド導体層１６の三層構造を持つ同軸ケーブルを得た。
【００５４】
次に、得られたケーブルをクロスヘッドダイに導き、引き取り速度１１ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら径３φの丸ダイスにてＦＥＰ樹脂（ＮＰ−１００：商品名，ダイキン工業製）を樹脂厚み０．０４ｍｍで保護被覆２６を成形し、図３に示す最終外径０．４２ｍｍの細径同軸ケーブル１０ａを得た。
【００５５】
得られた細径同軸ケーブル１０ａの特性インピーダンスを測定した結果、５０Ωであることが分かり、また、被覆層１４の等価誘電率は、１．５５であった。また、単位重量は０．４６８ｇ／ｍとなった。
本実施例の製造方法の効果を確認するために、以下に説明する手順（比較例）で同軸ケーブルを製造した。
【００５６】
比較例
上記製造方法と同様に中心導体として０．１ｍｍ銀メッキ銅線を使用した場合は、特性インピーダンスを５０Ωとするためには、被覆層形成後の径は、ＦＥＰ樹脂（比誘電率２．１）で０．３３ｍｍとしなければいけない。
【００５７】
そこで、このような仕様を満足させるために、０．１ｍｍの中心導体をクロスヘッド台に導き、引き取り速度１１ｍ／ｍｉｎの速度で、径３φの丸ダイスを通過させ３５０℃の押出温度にてＦＥＰ樹脂（ＮＰ−１００：商品名，ダイキン工業製、比誘電率２．１）の押出絶縁層被覆を０．３３ｍｍとなるように調整して行った。
【００５８】
次に、得られた外径０．３３ｍｍの絶縁被覆導体をシールド横巻き機に導き引き取り速度２０ｍ／ｍｉｎの速度で０．０３ｍｍ銀メッキ銅線３８本による外部導体の被覆を行った結果、０．３９ｍｍの中心導体、被覆層、外部シールド導体層の三層構造を持つケーブルを得た。
【００５９】
次に、得られたケーブルをクロスヘッドダイに導き、引き取り速度１１ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら、径３φの丸ダイスにてＦＥＰ樹脂（ＮＰ−１００：商品名，ダイキン工業製、比誘電率２．１）を樹脂厚み０．０４ｍｍで保護被覆を成形した結果、最終外径０．４７ｍｍの同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルの特性インピーダンスを測定した結果５０Ωであった。又、絶縁層の等価誘電率は２．１となっていた。
【００６０】
また、単位重量は０．５８６ｇ／ｍで実施例より高重量となる。
この比較例から判るように、被覆層に中空構造を有さない場合、同じ特性インピーダンス５０Ωを実現させるには、被覆層として同じ樹脂を使用した場合であっても、必然的に同軸ケーブル外径が大きく、かつ高重量となることが確認できた。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる細径同軸ケーブルおよびその製造方法によれば、良好でかつ安定した高周波特性を有しているとともに、メッキではなく、金属導体にてシールド層を形成した場合でも、充分に細径化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる細径同軸ケーブルの第１実施例を示す横断面図である。
【図２】図１に示した細径同軸ケーブルの外観説明図である。
【図３】本発明にかかる細径同軸ケーブルの第２実施例を示す横断面図である。
【図４】本発明にかかる細径同軸ケーブルの第３実施例を示す横断面図である。
【図５】本発明にかかる細径同軸ケーブルの第４実施例を示す横断面図である。
【図６】本発明にかかる細径同軸ケーブルの第５実施例を示す外観説明図である。
【図７】本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法で中間的に得られる半製品の横断面図である。
【図８】本発明にかかる細径同軸ケーブルの製造方法で用いるダイスの説明図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　　　　細径同軸ケーブル
１２　　　　　　　　　　　　　　　　中心導体
１４　　　　　　　　　　　　　　　　被覆層
１６　　　　　　　　　　　　　　　　外部シールド導体層
１８　　　　　　　　　　　　　　　　環状部
２０　　　　　　　　　　　　　　　　柱状部
２２　　　　　　　　　　　　　　　　空隙部
２６　　　　　　　　　　　　　　　　保護被覆層

Claims (12)

1. 中心導体と、前記中心導体の外周を覆う電気絶縁性の被覆層と、前記被覆層の外周に設けられた外部シールド導体層とを備えた細径同軸ケーブルにおいて、
   前記被覆層は、中心から外方に延びる１ヶ以上の柱状部を有し、
   前記外部シールド導体層を前記柱状部の外周に接するようにして設け、前記外部シールド導体層の内部に、長手方向に連続した１つ以上の空隙部を設けたことを特徴とする細径同軸ケーブル。
2. 前記柱状部は、横断面内において等角度間隔で放射状に伸びる複数から構成され、前記細径同軸ケーブルの長手軸方向に沿って、前記間隔を維持しながら延設されることを特徴とする請求項１記載の細径同軸ケーブル。
3. 前記柱状部は、長手方向に沿って螺旋状に形成されることを特徴とする請求項１記載の細径同軸ケーブル。
4. 前記空隙部は、その横断面において、前記中心導体と外部シールド導体層を除いた部分の面積に対し、面積比で１０％以上を占めることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の細径同軸ケーブル。
5. 前記空隙部は、前記中心導体を中心として、複数が周方向に均等配置されていることを特徴とする請求項１ないしは４に記載の細径同軸ケーブル。
6. 前記外部シールド導体層は、中空状の圧縮撚り線により形成することを特徴とする請求項１ないしは５記載の細径同軸ケーブル。
7. 前記外部シールド導体層は、銅などの電気伝導性に優れた金属テープないしは金属箔、或いはこれらの金属テープないしは金属箔をプラスチックフィルムとラミネートした金属ラミネートフィルムを、前記柱状部の外周に巻き付けて形成することを特徴とする請求項１ないしは５記載の細径同軸ケーブル。
8. 前記外部シールド導体層は、銅などの電気伝導性に優れた金属パイプで構成し、前記中心導体の外周に、前記柱状部を備えた被覆層を形成した半製品を、前記金属パイプ内に挿入しながらダイスにて、前記金属パイプを引き抜き延伸して形成されることを特徴とする請求項１ないしは５記載の細径同軸ケーブル。
9. 前記被覆層は、ＦＥＰ、ＰＦＡ等のふっ素系樹脂、或いはアモルファスポリオレフィン樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の合成樹脂を押し出し成形して形成することを特徴とする請求項１ないしは８記載の細径同軸ケーブル。
10. 請求項１ないしは９記載の細径同軸ケーブルは、最外径が１ｍｍ以下であることを特徴とする細径同軸ケーブル。
11. 前記外部シールド導体層の外周に電気絶縁性の保護被覆層を設けたことを特徴とする請求項１ないしは１０記載の細径同軸ケーブル。
12. 中心導体の外周に、前記中心導体を覆う環状部と、この環状部の外方に突出する柱状部とを備えた被覆部を押し出し成形し、これを連続的に供給して、前記柱状部の外周に中空状の圧縮撚り線被覆、金属箔，ラミネートフィルムなどを巻付け、或いは、銅パイプの延伸被覆の何れかの方法により外部シールド導体層を形成し、しかる後、前記外部シールド導体層の外周に外部被覆層を必要に応じて形成することを特徴とする細径同軸ケーブルの製造方法。

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