JP2005259643A - 防水型同軸ケーブル及びその製造方法、並びにその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルの防水性能の向上を図る。
【解決手段】防水型同軸ケーブル１は、中心導体３と、この中心導体３の外周に被覆した絶縁体５と、この絶縁体５の外周に被覆した外部導体７と、この外部導体７の外周に被覆した一又は複数層からなるシース１３と、からなる。さらに、前記外部導体７とシース１３との間もしくは前記複数層のシース１３間の隙間に、接触角９０°以上の撥水性の高い防水剤２７からなる防水層１１を設けているので、水の進入を防止できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、防水型同軸ケーブル及びその製造方法、並びにその製造装置に関し、特にＣＡＴＶシステムやアンテナヘの給電線に使用される同軸ケーブルの防水性能の向上を図ることのできる防水型同軸ケーブル及びその製造方法、並びにその製造装置に関する。

従来、同軸ケーブルとしては、ケーブル中心に設けた中心導体と、この中心導体の外側に同心上に被覆した絶縁体と、この絶縁体の外側に同心上に被覆した外部導体と、この外部導体の外側に最外層としてのシースが施される構造が一般的である。なお、上記の外部導体には、金属線を編んで構成した編組と、金属テープを巻きつけた構造と、パイプ状の金属で構成したものとに大別される。

一般に、同軸ケーブルは、電子機器内に使用されるものもあるが、屋外に布設される場合が多い。屋外に布設された状態では、布設中又は布設後に外部から損傷が与えられたためにシースや外部導体や絶縁体に外傷が発生することがある。この外傷はシース及び外部導体及び絶縁体に及ぶ場合がある。このような状態では、降雨による雨水が前記外傷から浸透してケーブル内部に入ると、伝送損失が増大するために、伝送すべき信号を送ることができないという問題点があった。また、上記の雨水が同軸ケーブルの内部を長い距離に亘って伝わり、端末に接続されている電子機器に達して当該電子機器に障害を与えることもある。

上記のように雨水が伝わる同軸ケーブル内の経路としては、中心導体と絶縁体との隙間と、絶縁体と外部導体との間の隙間と、外部導体とシースとの間の隙間とがある。

従来では、絶縁体と外部導体との間の隙間、外部導体とシースとの間の隙間に対する防水の対策を講じた防水型同軸ケーブルがある。

図８を参照するに、従来の防水型同軸ケーブル１０１としては、ケーブル中心に設けた中心導体１０３と、この中心導体１０３の外側に同心上に被覆した絶縁体１０５と、この絶縁体１０５の外周に防水剤を塗布した防水層１０７と、この防水層１０７の外側に同心上に被覆した外部導体１０９と、この外部導体１０９の外側に最外層としてのシース１１１が施される。

この例では、絶縁体１０５は発泡樹脂で、外部導体１０９は金属テープ１１３或いは金属泊貼り合わせプラスチックテープが使用されており、前記外部導体１０９は絶縁体１０５の外周に縦添えされ、この図８では付き合せ部１１５により付き合わせて溶接されているが、重ね合わせている場合もある。また、防水剤としては、シリコン油が用いられており、例えば前記シリコン油は、外部導体１０９が絶縁体１０５に縦添えすべく巻かれる前に、シリコン油の微粒子を懸濁させた空気流を絶縁体１０５の周囲に吹き付けることによって塗布されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図９を参照するに、従来の他の防水型同軸ケーブル１１７は、図８とほぼ同様に構成されているので、同部材には同符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、この例では、外部導体１０９は金属線の編組１１９（図９では編み目が粗いが実際には密である）が用いられている。防水剤としては、吸収膨張性樹脂粉末が用いられ、外部導体１０９に塗布されている。この場合は、外部導体１０９を形成してから、その編み組工程時等に生じた静電気を利用して外部導体１０９に吸水膨張性樹脂粉末を付着させ、もしくは微少量の水分を与えてゲル状にした吸水膨張性樹脂粉末をそのまま外部導体１０９に塗布した後、その外側にシース１１１を被覆している（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。
特開平１０−３１２７２０号公報 特開平１１−１５４４３３号公報 特開平８−３２１２２１号公報 特開平８−３１５６４８号公報

ところで、従来の防水型同軸ケーブルにおいては、外部導体１０９の表面及びシース１１１の内面が製造上、完全に平滑ではないので、外部導体１０９とシース１１１との間の隙間は均一ではなく、０〜１００μｍ程度のバラツキがある。この隙間に防水剤を完全に充填できれば良いのであるが、通常は製造時の不安定性により、０〜数１０μｍの隙間は残るものである。この隙間があると、毛細管現象によって雨水などの液体は前記隙間に侵入するために、完全に防水することが難しいという問題点があった。

また、上記の防水剤が少なすぎると防水効果がなく、多すぎるとシース１１１の厚さに影響したり、コネクタ加工の為にシース１１１を剥いだ時に防水剤がたれて作業性を悪化させるという問題点があった。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

この発明の防水型同軸ケーブルは、中心導体と、この中心導体の外周に被覆した絶縁体と、この絶縁体の外周に被覆した外部導体と、この外部導体の外周に被覆した一又は複数層からなるシースと、からなる防水型同軸ケーブルにおいて、
前記外部導体とシースとの間もしくは前記複数層のシース間の隙間に、撥水性を有する防水剤からなる防水層を設けてなることを特徴とするものである。

この発明の防水型同軸ケーブルは、前記防水型同軸ケーブルにおいて、前記防水剤が、接触角９０°以上の撥水性を有することが好ましい。

この発明の防水型同軸ケーブルの製造方法は、中心導体の外周に絶縁体を被覆し且つ前記絶縁体の外周に外部導体を被覆して構成したケーブルコアを、前記外部導体の外周に防水剤を塗布すべく送出する工程と、
前記ケーブルコアの外部導体の外周に撥水性を有する防水剤を塗布すると共に前記防水剤の塗布量を調整して防水層を形成する工程と、
前記防水層を形成したケーブルコアの外周にシースを被覆する工程と、
を有することを特徴とするものである。

この発明の防水型同軸ケーブルの製造方法は、前記防水型同軸ケーブルの製造方法において、前記防水剤が、接触角９０°以上の撥水性を有することが好ましい。

この発明の防水型同軸ケーブルの製造装置は、中心導体の外周に絶縁体を被覆し且つ前記絶縁体の外周に外部導体を被覆して構成したケーブルコアを通過せしめて前記外部導体の外周に撥水性を有する防水剤を塗布すると共に前記防水剤の塗布量を調整して防水層を形成する防水剤塗布装置と、
前記防水層を形成したケーブルコアの外周にシースを被覆するシース押出装置と、を備えてなることを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、防水型同軸ケーブルは、外部導体とシースとの間もしくは前記複数層のシース間の隙間に、接触角９０°以上の撥水性を有する防水剤からなる防水層が形成されているので、隙間が減少して水の進入を防止できると共に、防水層が撥水性の高い防水剤であるので、外部導体とシースとの間もしくは前記複数層のシース間にたとえわずかな隙間があったとしても水の進入を防止できる。

また、同軸ケーブルの製造工程で、防水層はケーブルコアの外部導体の外周上に防水剤を塗布するだけでよいので、容易に同軸ケーブル製造ラインに導入できる。

また、上記の防水剤としては潤滑剤も使用できるので、例えば外部導体の外径を小さくする工程の手前で潤滑剤を塗布することにより、潤滑剤と防水層の二つの効果を得ることができる。

また、防水剤の塗布量を必要最小限に調整できるので、防水効果を有すると共にシースの厚さにも悪影響を及ぼすことがない。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係る防水型同軸ケーブル１は、ケーブル中心に設けた中心導体３と、この中心導体３の外周に同心上に被覆した絶縁体５と、この絶縁体５の外周に同心上に被覆した外部導体７と、からケーブルコア９が構成され、このケーブルコア９の外部導体７の外周に撥水性のある防水剤が塗布されて形成される防水層１１と、この防水層１１の外側に同心上に最外層として被覆したシース１３と、から構成される。

なお、この実施の形態では、中心導体３は銅線であり、絶縁体５は発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂であり、外部導体７はアルミパイプや銅パイプなどの金属コルゲート管が使用されている。なお、金属コルゲート管は金属テープ１５が絶縁体５の外周にエッジが付き合わされるように縦添えされてからこの付き合わせ部１７が溶接されて円筒状に加工され、その後、波付き（コルゲート）加工が施行される。

また、防水剤としては、接触角が９０°以上の撥水性を有するものである。撥水性能としては、図３に示されているように、水平な固体面１９に液滴２１が付いた時に前記固体面１９と液滴２１とがつくる角度、いわゆる接触角θで表現できる。この接触角θが大きいほど撥水性能は高いと定義できる。

この実施の形態の防水型同軸ケーブル１の特徴としては、上記の外部導体７とシース１３との間に防水層１１を設けることと、前記防水層１１に撥水性の高い材料の防水剤を使用することにある。つまり、外部導体７の表面及びシース１３の内面が製造上、完全に平滑ではないので、外部導体７とシース１３との間の隙間は均一ではなく、０〜１００μｍ程度のバラツキがある。この隙間に完全に防水剤を充填できれば良いが、通常は製造時の不安定性により０〜数１０μｍの隙間は残るものである。一般に、隙間があると毛細管現象によって液体はその隙間に侵入するが、隙間の表面の撥水性が高いと水の進入を防ぐことができる。すなわち、この実施の形態では撥水性の高い防水剤による防水層１１が外部導体７とシース１３との間に設けられているので、浸水防止となる。

なお、上記の防水型同軸ケーブル１は、例えば携帯電話の基地局にて送受信アンテナへの給電用同軸ケーブル或いはＣＡＴＶ網の伝送用同軸ケーブル１として使用されるもので、低い伝送損失を有するケーブルである。

次に、この発明の実施の形態の防水型同軸ケーブル１の製造方法について図４により説明する。なお、前述した実施の形態の防水型同軸ケーブル１と同様の部材は、同符号を付して説明する。

防水型同軸ケーブル１の一部を構成するケーブルコア９は、一般的に、中心導体３の外周に絶縁体５を被覆すべく図示していない絶縁押出装置により押出成形すると共に、図示していない外部導体被覆装置によって前記絶縁体５の外周に外部導体７を被覆し、これらは別々の工程で製造される。

図４を参照するに、図５に示すように構成されたケーブルコア９は、防水剤塗布装置２３により、外部導体７の上に均一かつ必要最低限の防水剤２７が塗布されて防水層１１が形成される。

防水剤塗布装置２３の防水剤塗布槽２５の内部には、防水剤２７が貯留されており、防水剤２７の量は液面センサ２９によってモニターされる。防水剤２７が減少した時は、液面センサ２９の検出信号により防水剤供給装置３１の防水剤２７が防水剤供給モータ３３で駆動される防水剤送出ポンプ３５によって防水剤塗布槽２５へ供給され、防水剤２７の最適量が常に保持される。

ケーブルコア９が防水剤塗布槽２５を通過するとき、ケーブルコア９の外部導体７の外側に防水剤２７が付着する。その後、防水剤塗布ダイス３７を通過することによって、防水剤２７が外部導体７の表面に均一に塗布される。なお、塗布される防水剤２７が少なすぎると防水効果がなく、多すぎるとシース１３の厚さに影響したり、コネクタ加工の為にシース１３を剥いだ時に防水剤２７がたれて作業性を悪化させてしまうので、防水剤２７の塗布量は必要最小限であることが必要である。この点において、上記の防水剤塗布槽２５による防水剤２７の塗布量の制御は、防水剤塗布ダイス３７の内径を変化させることで可能である。

その後、防水層１１が形成されたケーブルコア９は、シース押出装置３９の押出ヘッド３９Ａのダイス３９Ｂを通過して例えばポリエチレン樹脂のシース１３が前記防水層１１の外周に被覆するよう押出成形されて図１及び図２に示されているように防水型同軸ケーブル１となる。この同軸ケーブル１は冷却槽４１を通過して冷却されてから巻取りリール４３に巻き取られる。

以上のように、この実施の形態の防水型同軸ケーブル１は、外部導体７とシース１３との間の隙間に防水層１１が形成されているので、隙間が減少して水の進入を防止できると共に、防水層１１が接触角９０°以上の撥水性の高い材料の防水剤２７で構成されるので、外部導体７とシース１３との間にたとえわずかな隙間があったとしても水の進入を防止できる。

また、防水型同軸ケーブル１を製造する過程で、防水層１１はケーブルコア９の外部導体７の外周上に塗布するだけでよいので、非常に容易に同軸ケーブル製造ラインに導入可能である。

また、上記の防水剤２７としては潤滑剤も使用できるので、外部導体７の外径を小さくする工程があれば、その手前の工程で潤滑剤を塗布することにより、潤滑剤と防水層１１の二つの効果を得ることができる。なお、外部導体７を小さくする工程では、従来では必要により、その潤滑剤を洗浄して洗い落としていたが、防水剤２７を使用することで洗浄が不要となる。

前述したように同軸ケーブル１に設ける防水層１１の撥水性能と防水性との関係を調査するための試験を行った。前述したように、防水剤２７の撥水性能は接触角θで表される。

使用した防水剤２７は、Ａ剤、Ｂ剤、Ｃ剤の３種類であり、Ａ剤は接触角θが１５０°で、撥水性に優れた油性の潤滑油である。Ｂ剤は接触角θが９０°で、撥水性が少し劣る潤滑油である。C剤は接触角θが０°で、撥水性が殆どない水性の潤滑油である。

上記のＡ剤、Ｂ剤、Ｃ剤の防水剤２７を使用して防水型同軸ケーブル１Ａ，１Ｂ，１Ｃを製造した。なお、上記の同軸ケーブル１ＡはＡ剤を使用し、同軸ケーブル１ＢはＢ剤を使用し、同軸ケーブル１ＣはＣ剤を使用している。これらの同軸ケーブル１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、図１に示されている形態とほぼ同様の構造であるが、外部導体７はコルゲート加工されていない。すなわち、中心導体３が外径３ｍｍφの銅線であり、絶縁体５が発泡ポリエチレンの発泡樹脂で外径１２ｍｍφであり、外部導体７が外径１３ｍｍφのアルミパイプであり、シース１３が外径１５ｍｍφのポリエチレン樹脂からなる。

上記の防水型同軸ケーブル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対して、次に示すような防水性能の調査を行った。すなわち、各同軸ケーブル１Ａ，１Ｂ，１Ｃをそれぞれ５００ｍｍに切断し、片端のシース１３のみを約１０ｍｍ除去して前記各同軸ケーブル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに順に対応するサンプルＡ，Ｂ，Ｃを製作し、これらのサンプルＡ，Ｂ，Ｃを水深５０ｍｍの水中につけた。なお、各サンプルＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ複数のサンプルが用いられている。

各サンプルＡ，Ｂ，Ｃは、１，５，１０，１５，２４時間経過後に水中から取り出されて、シース１３を剥いで除去し、外部導体７とシース１３との間の水の浸水長を測定した。その結果は表１に示されている通りである。この表１のデータは図６に示されているグラフとなる。

表１から分かるように、各サンプルＡ，Ｂ，Ｃは、浸漬時間が数時間後に浸水長は飽和する傾向にある。過浸漬時間が１５〜２４時間経後では、サンプルＡの浸水長が４〜５ｍｍ程度であり、サンプルＢの浸水長が６０〜７０ｍｍ程度である。しかし、サンプルＣの浸水長が２４０〜２５０ｍｍで、極めて大きい数値を示している。したがって、撥水性の高い防水剤２７を使用した場合は浸水長が極めて少ないことが分かる。

次に、この発明の他の実施の形態の防水型同軸ケーブル４５について図面を参照して説明する。なお、前述した実施の形態の防水型同軸ケーブル１と同様の部材は同符号を付すと共に、同じ部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。

図７を参照するに、同軸ケーブル４５は、外部導体７が金属線の編組４７（図７では編み目が粗いが実際には密である）が用いられている。このような編組４７の場合でも、編組４７の綱目の中に前述した撥水性の高い防水剤２７、例えば前述したＡ剤やＢ剤の防水剤２７を十分に充填することにより、前述した防水型同軸ケーブル１と同様の効果を有する防水型同軸ケーブル４５を得ることができる。

なお、この形態の防水型同軸ケーブル４５は、可撓性（フレキシビリティ）が要求される場所で使用され、例えば家庭用テレビと屋根上のアンテナを結ぶケーブルとして用いられる。また、前記同軸ケーブル４５の外径は５ｍｍφ程度と細径である。

また、他の実施の形態の防水型同軸ケーブルとしては、図示していないが前述した実施の形態の同軸ケーブル１、４５において、シース１３を複数層、例えば二重構造にしたケーブルであっても、前記２層のシース１３の間に撥水性の高い防水剤２７を塗布して防水層１１を設けることにより、効果的な防水型同軸ケーブルを製造することができる。

更に、この発明は、外部導体７とシース１３との間に防水性を有する同軸ケーブルに関するものであるが、中心導体３と絶縁体５との間、或いは絶縁体５と外部導体７との間に適用しても同様な効果が得られる。

この発明の実施の形態の防水型同軸ケーブルの概略的な斜視図である。 図１の縦断面図である。 防水剤の撥水性能を示す接触角を説明する概略図である。 この発明の実施の形態の防水型同軸ケーブルの概略的な製造工程図である。 図４の矢視Ｖ−Ｖ線の断面図である。 表１のデータを表したグラフである。 この発明の他の実施の形態の防水型同軸ケーブルの概略的な斜視図である。 従来の防水型同軸ケーブルの概略的な斜視図である。 従来の他の防水型同軸ケーブルの概略的な斜視図である。

符号の説明

１ 防水型同軸ケーブル
３ 中心導体
５ 絶縁体
７ 外部導体
９ ケーブルコア
１１ 防水層
１３ シース
１５ 金属テープ（外部導体）
１９ 固体面
２１ 液滴
２３ 防水剤塗布装置
２５ 防水剤塗布槽
２７ 防水剤
２９ 液面センサ
３１ 防水剤供給装置
３５ 防水剤送出ポンプ
３７ 防水剤塗布ダイス
３９ シース押出装置
４５ 防水型同軸ケーブル
４７ 編組

Claims (5)

1. 中心導体と、この中心導体の外周に被覆した絶縁体と、この絶縁体の外周に被覆した外部導体と、この外部導体の外周に被覆した一又は複数層からなるシースと、からなる防水型同軸ケーブルにおいて、
   前記外部導体とシースとの間もしくは前記複数層のシース間の隙間に、撥水性を有する防水剤からなる防水層を設けてなることを特徴とする防水型同軸ケーブル。
2. 前記防水剤が、接触角９０°以上の撥水性を有することを特徴とする請求項１記載の防水型同軸ケーブル。
3. 中心導体の外周に絶縁体を被覆し且つ前記絶縁体の外周に外部導体を被覆して構成したケーブルコアを、前記外部導体の外周に防水剤を塗布すべく送出する工程と、
   前記ケーブルコアの外部導体の外周に撥水性を有する防水剤を塗布すると共に前記防水剤の塗布量を調整して防水層を形成する工程と、
   前記防水層を形成したケーブルコアの外周にシースを被覆する工程と、
   を有することを特徴とする防水型同軸ケーブルの製造方法。
4. 前記防水剤が、接触角９０°以上の撥水性を有することを特徴とする請求項３記載の防水型同軸ケーブルの製造方法。
5. 中心導体の外周に絶縁体を被覆し且つ前記絶縁体の外周に外部導体を被覆して構成したケーブルコアを通過せしめて前記外部導体の外周に撥水性を有する防水剤を塗布すると共に前記防水剤の塗布量を調整して防水層を形成する防水剤塗布装置と、
   前記防水層を形成したケーブルコアの外周にシースを被覆するシース押出装置と、を備えてなることを特徴とする防水型同軸ケーブルの製造装置。
   
   

Images