JP2005158415A - 同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】減衰量を増大させる信号漏れ等に対するシールド効果が大で、高周波信号に対する電気的特性を良好に維持しつつ、工具等を用いることなく、手で容易かつ自由に曲げ加工を行うことができ、曲げ加工の後は、その曲げ加工状態の形状維持性に優れ、この優れた形状維持性による容易な配線作業あるいは接続作業等を可能とする同軸ケーブルを提供することにある。
【解決手段】中心導体の周囲に誘電体層を設け、この誘電体層の周囲に外部導体層を設け、この外部導体層の周囲に外被を設けてなる同軸ケーブルにおいて、前記誘電体層と前記外部導体層との間に、増大したシールド効果及び形状維持性を付与する金属箔を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高周波信号が伝送される同軸ケーブルに関し、特に可撓性を有すると共に、曲げ加工される場合には、その曲げ加工状態の形状を良好に維持する優れた形状維持性を備える同軸ケーブルに関する。

従来、マイクロ波帯域のような高周波信号を伝送する、例えば、携帯電話の通信に必要な基地局に用いられる同軸ケーブルあるいは測定機器などの機器内配線に用いられる同軸ケーブルは、同軸ケーブルの高周波特性として、インピーダンスの安定および低減衰量と共に、ノイズ等に対して優れたシールド効果を有するものが必要とされている。

このような優れたシールド効果を有する同軸ケーブルとして、これまでに、中心導体の周囲に誘電体を設け、この誘電体の周囲に外部導体として銅パイプを設けて形成したセミリジッド形式のセミリジッド同軸ケーブルが市販されて多用されている。このセミリジッド同軸ケーブルは、配線組み立て時、あるいは所定位置にある機器端末部等への接続などのために、同軸ケーブルに曲げ加工を施す必要がある場合、外部導体として銅パイプが用いられているので、曲げ加工後の同軸ケーブルの形状維持性は優れ、その位置における配線作業あるいは接続作業等がし易くなるものの、曲げ加工に工具等の専用装置が必要となる問題がある。

これに対し、優れたシールド効果を有しつつも、やや可撓性を有する同軸ケーブルとして、中心導体の周囲に誘電体を設け、この誘電体の周囲に、可撓性シールドとして、金属箔を設けると共に、この金属箔の周囲に設けられた編組内に溶融スズまたは半田等の溶融金属を含浸させて形成したセミフレキシブル形式のセミフレキシブル同軸ケーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このセミフレキシブル同軸ケーブルは、金属箔によりシールドに対する絶縁体の相対移動を制限すると共に、溶融金属により金属箔と編組とを結合して、セミフレキシブル性を有するものであるが、このセミフレキシブル同軸ケーブルに曲げ加工を施す必要がある場合、このセミフレキシブル同軸ケーブルは、セミリジッド同軸ケーブルよりもやや可撓性を有し、曲げ加工後の同軸ケーブルの形状維持性も優れ、その位置における配線作業あるいは接続作業等がし易くなるものの、手で容易かつ自由に曲げ加工を行うには、溶融金属による金属箔と編組との結合により、なお剛性が強すぎるという問題がある。

なお、可撓性を有する同軸ケーブルとして、中心導体の周囲に誘電体を設け、この誘電体の周囲に編組あるいは横巻の外部導体を設け、この外部導体の周囲に外被を順次設けてなる可撓性を有する同軸ケーブルも市販されて多用されており、このような同軸ケーブルでは、上記したと同様に同軸ケーブルに曲げ加工を施す必要がある場合、手で容易かつ自由に曲げ加工を行うことができるが、この同軸ケーブルの可撓性と合わせ持つバネ性により、同軸ケーブルに曲げ加工を行っても、同軸ケーブルが元の形状状態に復帰しようとし、その曲げ状態の形状を維持する形状維持性は、良好でないという問題がある。また、このような同軸ケーブルでは、外部導体が編組あるいは横巻なので、マイクロ波帯域のような高周波信号に対するシールド効果は充分ではなかった。
特開平６−２６７３４２号公報

したがって、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、減衰量を増大させる信号漏れ等に対するシールド効果が大で、高周波信号に対する電気的特性を良好に維持しつつ、工具等を用いることなく、手で容易かつ自由に曲げ加工を行うことができ、曲げ加工の後は、その曲げ加工状態の形状維持性に優れ、この優れた形状維持性による容易な配線作業あるいは接続作業等を可能とする高周波用同軸ケーブルを提供することにある。

上記目的は、本発明に係わる同軸ケーブルによって達成される。すなわち、要約すれば、本発明は、中心導体の周囲に誘電体層を設け、この誘電体層の周囲に外部導体層を設け、この外部導体層の周囲に外被を設けてなる同軸ケーブルにおいて、前記誘電体層と前記外部導体層との間に、増大したシールド効果及び形状維持性を付与する金属箔を設けたことを特徴とする同軸ケーブルである。

本発明の同軸ケーブルによれば、中心導体の周囲に誘電体層を設け、この誘電体層の周囲に外部導体層を設け、この外部導体層の周囲に外被を設けてなる同軸ケーブルにおいて、前記誘電体層と前記外部導体層との間に、増大したシールド効果及び形状維持性を付与する金属箔を設けたことを特徴とする同軸ケーブルとしたので、減衰量を増大させる信号漏れ等に対するシールド効果が大で、高周波信号に対する電気的特性を良好に維持しつつ、さらに、中心導体と相俟って形状維持性を付与する金属箔により、誘電体層および外被の形状維持性抵抗部材に打ち勝って、工具等を用いることなく、手で容易かつ自由に同軸ケーブルの曲げ加工を行って曲げ加工後の形状状態を良好に維持、保持することができる。その結果、この優れた同軸ケーブルの形状維持性によって、従来のバネ性のある同軸ケーブルのように曲げ加工を行っても元の形状状態に復帰しようとすることもなく、所望位置における配線作業あるいは接続作業等を容易にすることができ、配線作業あるいは接続作業等の労力の低減をはかることができる。

以下、本発明による同軸ケーブルを、好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明による同軸ケーブルの好ましい実施の形態の概略斜視図であり、図２は、図１に示す同軸ケーブルの曲げ加工の形状維持性を測定する測定方法の説明図であり、図３は、図１に示す同軸ケーブルの曲げ加工後の形状維持性を測定する測定方法の説明図である。なお、図は、本発明の好ましい実施の形態を説明するためだけに用いたもので、各部分の尺度は考慮されていないことを理解すべきである。

図１を参照すると、本発明による同軸ケーブル１０が示されており、この同軸ケーブル１０は、例えば、銀メッキ軟銅線、銀メッキ銅被鋼線等の単線あるいは撚り線からなる中心導体１の周囲に、比誘電率の低い、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのふっ素樹脂、あるいはポリエチレンなどの好適な樹脂からなる誘電体層２が、押出し成形などにより被覆されてコア３が形成されている。なお、この誘電体層２は、上述したような樹脂を用いて、充実体ばかりではなく、一層の低比誘電率化を図るために、あるいは形状維持性の観点から、発泡させたもの、あるいは延伸させたものを中心導体１の周囲に用いて設けてもよい。

このコア３の周囲には、同軸ケーブル１０のシールド効果を増大させると共に、形状維持性を付与するために、誘電体層２の外径すなわちコア径の１％〜５％の範囲、より好ましくは１％〜３％の範囲の厚みを有する銅箔あるいはアルミニウム箔等からなる金属箔４が、コア３の長手方向に沿って、縦添形態（所謂、シガレット巻）で設けられている。この金属箔４のシガレット巻は、誘電体層２の外周すなわちコア３外周を充分に覆うように、幅が、例えば、誘電体層２の外周の約１．１倍乃至１．９倍の長さを有して、オーバーラップして巻回される。

ここで、金属箔４の厚みを誘電体層２の外径すなわちコア径の１％〜５％の範囲としたのは、金属箔４の厚みが誘電体層２の外径の１％以下としたのでは、同軸ケーブル１０の形状維持性が充分ではなく、従来のバネ性を持ち可撓性を有する同軸ケーブルと形状維持性の点で大きな差異が認められないからであり、また、５％以上としたのでは、同軸ケーブル１０の剛性が強くなりすぎ、手で容易かつ自由に同軸ケーブルに曲げ加工を行うことが困難となり、従来のやや可撓性のあるセミフレキシブル同軸ケーブルとの差異が認められないからである。

この金属箔４の周囲には、外部導体層５として、銀メッキ軟銅線、銀メッキ銅被鋼線等のような導体素線からなる編組層あるいは横巻層が形成される。これらの金属箔４と外部導体層５によりシールド層としての導体層６が形成される。外部導体層５は、金属箔４のシールド効果に加えて、一層のシールド効果を同軸ケーブル１０にもたらすと共に、金属箔４のシガレット巻を、ばらけさせることなく、確実に保持する機能を果たす。

この導体層６の周囲には、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンあるいは上述したふっ素樹脂等からなる外被７が、押出し成形等により被覆される。この外被７は、柔軟性のある柔らかい樹脂を用いることが好ましい。

このようにして作製された低比誘電率の誘電体を有する同軸ケーブル１０は、全体として可撓性を有しており、例えば高周波用として、インピーダンスが５０オームで、使用周波数帯が１ギガヘルツ（ＧＨｚ）から２６．５ギガヘルツ（ＧＨｚ）のような範囲で好適に用いられる同軸ケーブルであって、この同軸ケーブル１０は、増大したシールド効果を与える金属箔４および外部導体層５により、減衰量を増大させる信号漏れ等に対するシールド効果が大で、高周波信号に対する電気的特性を良好に維持しつつ、また、その形状維持性は、形状維持性を付与する金属箔４を備えているので、工具等を用いることなく、しかも従来のセミフレキシブル同軸ケーブルと異なり、手で容易かつ自由に同軸ケーブル１０の曲げ加工を行うことができ、その結果、曲げ加工後の同軸ケーブル１０の形状状態を良好に維持することができる。したがって、この同軸ケーブルの優れた形状維持性によって、従来のバネ性のある同軸ケーブルのように曲げ加工を行っても元の形状状態に復帰しようとすることもなく、所望位置における配線作業あるいは接続作業等を容易にすることができ、配線作業あるいは接続作業等の労力の低減をはかることができる。

銀メッキ銅被鋼線等の単線からなる径が０．５１ｍｍの中心導体１の周囲に、誘電体層２として、ＰＴＦＥを押出し成形などにより被覆形成して、径が１．６ｍｍとなるコア３を形成した。このコア３の周囲に、厚さ０．０３５ｍｍ、幅８ｍｍの銅箔４を、コア３外周を充分に覆うように、コア３の長手方向に沿って、シガレット巻でオーバーラップして巻回した。この銅箔４の周囲には、素線径０．０８ｍｍの軟銅線を持数５、打数１６として編組した外部導体層５を形成し、この外部導体層５の周囲に、０．４ｍｍの被覆厚さでポリ塩化ビニルを外被７として押出し成形などにより被覆形成し、インピーダンス５０オーム、使用周波数２６．５ＧＨｚ用の同軸ケーブル１０を作製した。この同軸ケーブル１０の形状維持性を、図２および図３に示すような方法にて調べた。

すなわち、図２に示すように、本発明の同軸ケーブル１０を半径（Ｒ）１８ｍｍのマンドレル２０に巻き付けて、マンドレル２０を介した上側および下側のそれぞれの同軸ケーブル１０ａおよび１０ｂがほぼ平行になるように、同軸ケーブル１０ａおよび１０ｂの両端側に力を加えて１８０度曲げる。この曲げの後、図３に示すように、同軸ケーブル１０ａおよび１０ｂの両端を自由端にして、下側の同軸ケーブル１０ｂと上側の同軸ケーブル１０ａとが成す角度θを測定したところ、本発明の同軸ケーブル１０の角度θは、約１５度であり、形状維持性に優れていると言われる約１５度を得た。

比較例１として、形状維持性に優れるセミフレキシブル同軸ケーブルを作製した。このセミフレキシブル同軸ケーブルは、銀メッキ銅被鋼線等の単線からなる径が０．５１ｍｍの中心導体の周囲に、誘電体として、PＴＦＥを押出し成形などにより被覆形成して、径が１．６ｍｍとなるコアを形成し、このコアの周囲に外径が２．１ｍｍとなるように軟銅線の編組層を形成し、この編組層に錫を含浸した外部導体を形成し、この外部導体の周囲に、０．４ｍｍの被覆厚さでポリ塩化ビニルを外被として押出し成形などにより被覆形成し、インピーダンス５０オーム、使用周波数２６．５ＧＨｚ用のセミフレキシブル同軸ケーブルを作製した。この同軸ケーブルの形状維持性を、上述したと同様の方法で測定した結果、比較例１のセミフレキシブル同軸ケーブルの角度θは、形状維持性が良好とされる約１５度であり、本発明の同軸ケーブルの形状維持性とほぼ同様であったが、マンドレル２０への曲げには、剛性があり、手で曲げを行うには困難がともなった。

なお、本発明の同軸ケーブルおよび比較例１の同軸ケーブルのシールド効果の測定をネットワークアナライザ（アンリツ社製）を用いて行った結果、両者に特別な差異は認められなかった。

本発明による同軸ケーブルの好ましい実施の形態の概略斜視図である。 図１に示す同軸ケーブルの曲げ加工の形状維持性を測定する測定方法の説明図である。 図１に示す同軸ケーブルの曲げ加工後の形状維持性を測定する測定方法の説明図である。

符号の説明

１：中心導体、 ２：誘電体層、 ３：コア、 ４：金属箔、
５：外部導体層、 ６：導体層、 ７：外被、
１０：同軸ケーブル、 ２０：マンドレル。

Claims (4)

1. 中心導体の周囲に誘電体層を設け、この誘電体層の周囲に外部導体層を設け、この外部導体層の周囲に外被を設けてなる同軸ケーブルにおいて、前記誘電体層と前記外部導体層との間に、増大したシールド効果及び形状維持性を付与する金属箔を設けたことを特徴とする同軸ケーブル。
2. 前記金属箔は、その厚みが、前記誘電体層の外径の１％〜５％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
3. 前記金属箔は、前記誘電体層と前記外部導体層との間において、前記誘電体層の周囲に縦沿えに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
4. 前記外部導体層は、編組であることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。

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