JP2005285696A - ２芯平行同軸ケーブル、同ケーブルを使ったフラット同軸ケーブル、及び多対同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 シールド性と耐久性が改善され、しかもコンパクトな形状を有する２芯平行同軸ケーブルを提供すること。
【解決手段】 ２芯平行同軸ケーブル（１）において、内部導体（２）上に絶縁体（３）を設けた電線を２本平行に並べた状態でこれら２本の電線の外周に、金属編組層（５）内にメッキ用溶融金属（６）を充填・固化した外部導体（４）を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パソコン等の電子機器の高速信号伝送に適した２芯平行同軸ケーブル、このケーブルを使ったフラット同軸ケーブル、及び多対同軸ケーブルに関し、取り分け、シールド性及び耐久性に優れた極細同軸ケーブルに関するものである。

従来、高速信号伝送用ケーブルとしては、(ａ)内部導体上に絶縁体を設けた電線を２本平行に並べた状態で、これら２本の電線の外周に金属編組層からなる外部導体を設けた構造、或いは(ｂ)内部導体上に絶縁体を設けた電線を２本平行に並べた状態で、これら２本の電線の外周に金属編組層からなる外部導体を設け、更に、この金属編組層の外側に金属テープ層からなる２層構造の外部導体を設けた構造の、所謂２芯平行同軸ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ところが、前者の(ａ)のケースでは、外部導体が金属編組層１層のみなので、編組固有の隙間の存在により、十分なシールド特性が得られないという問題がある。
一方、後者の(ｂ)のケースでは、ケーブル自体の外径が太くなってしまうという問題がある。又、金属テープ層は不可避的に偏れ易い。そして、この“偏れ”に伴ってシールド特性が劣化し併せて、ケーブルの全長に亘ってインピーダンス整合性が均一に維持されないという問題もあった。
一方、これらの問題を解消するため、外部導体として横巻きシールド層を採用し、該シールド層の外周に電気メッキ層を設けた同軸ケーブルが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、この提案による同軸ケーブルではそこそこのシールド性は確保されるものの、横巻には方向性があるので、耐屈曲性に問題がある。即ち、ケーブルを曲げて使用する場合、更には、ケーブルに絶えず曲げストレスが掛かる用途で使用した場合には、ストレスに最も弱い部分、すなわち横巻きシールド線の全周に亘る境界部の金属メッキ層にクラックが発生し易くなる。その結果、同軸ケーブルのシールド特性が劣化してしまうという問題があった。

特開２００１−１９５９２４ 特開２００３−４５２４４

したがって、本発明の課題は、かかる従来技術の問題点を解消し、シールド性に優れ、しかも耐久性に優れた極細径の２芯平行同軸ケーブルを提供することにある。
更に、本発明の他の課題は、上記の２芯平行同軸ケーブルを利用したフラット同軸ケーブル並びに多対同軸ケーブルを提供することにある。

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、絶縁電線を２本平行に並べた状態で、それらの外周に、方向性のない金属編組層からなる外部導体を設け、そして、この金属編組層の隙間をメッキ用溶融金属で埋め込むことに着目した結果、優れたシールド性と耐久性を兼備した極細径の２芯平行同軸ケーブルを実現するに至った。

本発明の２芯平行同軸ケーブルでは従来と比較して、極細径であるにも拘らず、編組層の隙間にメッキ用溶融金属が埋め込まれるので、優れたシールド特性と耐久性とが同時に満足されるという格別顕著な効果が奏される。
更に、簡便なメッキ用溶融金属の採用により、２芯平行同軸ケーブルの構造が簡単になるので、従来の電気メッキ法と比較し、製造工程が簡略化でき、大幅なコスト低減が実現できる。
その結果、本発明の２芯平行同軸ケーブルを利用してなるフラット同軸ケーブルや多対同軸ケーブルにおいて、隣り合う外部導体の接点同士を熱接合すれば、グランドバー等の一括アースが不要となり、配線までもが簡略化される等の効果が奏される。

以下、本発明の２芯平行同軸ケーブルについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の２芯平行同軸ケーブルの一例を示す横断面図である。 図２は、上記の２芯平行同軸ケーブルを複数本平行に並べて構成したフラット同軸ケーブルの横断面図である。
図３は、上記の２芯平行同軸ケーブルを複数本円筒状に集束させて構成した多対同軸ケーブルの横断面図である。
図１〜図３において、（１）は２芯平行同軸ケーブル、（２）は内部導体、（３）は絶縁体、（４）は外部導体で、金属編組層（５）内にメッキ用溶融金属（６）が埋め込まれた構造体の形状をとっている。更に、（７）はジャケット層、（８）はフラット同軸ケーブル（図２）、（９）は被覆材、（１０）は多対同軸ケーブル（図３）である。
まず、図１に示した２芯平行同軸ケーブルについて述べる。
この例では、内部導体（２）上に絶縁体（３）を設けた電線を２本平行に並べた状態で、これら２本の電線の外周には、金属編組層（５）内にメッキ用溶融金属（６）を充填・固化してなる外部導体（４）が配されている。
本発明で肝要なことは、金属編組層（５）の隙間をメッキ用溶融金属（６）で埋め込んだことにある。
こうすることにより、得られる２芯平行同軸ケーブルのシールド特性が大幅に改善されるとともに、インピーダンス特性の不安定性も解消できる。
このとき、金属編組層（５）の編組密度の下限値は重要である。この下限値はメッキ用溶融金属が確実に編組の隙間を埋め、且つ所定のシールド特性を確保するために８０％以上が妥当である。これらのことから金属編組層（５）の編組密度は８０％〜９８％が好ましい範囲であり、９３％〜９７％が特に好ましい範囲である。金属編組層（５）自体は、軟銅線或いは合金線の素線を編組して構成される。該素線の径としては０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲の細径線を用いて編組層の厚さを極力薄くすることが好ましい。金属編組層（５）の厚さとしては、シールド特性と耐久性を勘案すると０．０６ｍｍ〜０．６ｍｍが好ましく、そのため編組の打数は８〜２４、持数は３〜８が、編組ピッチは１ｍｍ〜１２ｍｍの範囲にあることが好ましい。
メッキ用溶融金属（６）の厚さは、十分なシールド特性及び耐久性を確保するため０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。メッキ用溶融金属に使用する金属としては、特に限定は無く、その中でも溶融が容易なスズ、銀又はハンダが好ましい。
尚、本発明では、メッキ用溶融金属を編組層内に充填することが重要であるが、メッキ用溶融金属を編組層の上に若干被覆させてもよい。但し、この場合、編組層の厚さにメッキ用溶融金属の被覆厚さが加算されて外部導体の厚さが増加するので、極力薄い方が望ましい。目安としては、メッキ用溶融金属の被覆厚さは外部導体の厚さに対して１０％以下の厚さとするのが望ましい。
又、内部導体（２）としては、一般に軟銅線或いは合金線の単線又は撚り合せた導体が使用される。内部導体の径は０．０１ｍｍ〜１．２７ｍｍであることが望ましい。
絶縁体（３）としては、絶縁機能を有するものであればよいが、ケーブルの要求特性の一つである優れた高周波特性を考慮した場合、フッ素樹脂が好ましく、しかもこれを押出し被覆した形で適用するのが最も好ましい。この絶縁体（３）の厚さは０．０４ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲にあるのが好ましい。
以上に述べた２芯平行同軸ケーブルには、必要に応じて、ポリエステルテープ等のプラスチックテープを横巻きするか、あるいは、熱可塑性樹脂の押出し成型によりジャケット層（７）を形成する。このジャケット層を構成するテープとしては、厚さを低減するため、片面にホットメルト剤が塗布されたプラスチックテープを用いるのが好ましい。これは、加熱溶融することによりホットメルトがメッキ用溶融金属（６）の表面全体に塗布・溶着されるので、接着強度および密閉性が向上するからである。併せて、作業工数が削減され生産性も向上するという利点も生じる。このジャケット層（７）の厚さは４μｍ以上の範囲にあることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ＰＶＣ（塩ビ）、ポリオレフィン、フッ素樹脂等の樹脂を使用すればよい。

次に、図２に示したフラット同軸ケーブル（８）、すなわち２芯平行同軸ケーブル（１）を複数本平行に並べて構成したフラット同軸ケーブル（８）について説明する。
図２に示すように、このフラット同軸ケーブル（８）は、図１に示した２芯平行同軸ケーブル（１）を複数本平行に並べ、その外周をケーブル群の上下から被覆材（９）で固着したものである。被覆材（９）としては、合成樹脂、特にポリエステルを基材とする粘着テープが好ましく採用される。
又、固着に先立ち、隣接する外部導体（４）同志の接触点（Ｐ）を熱接合させてから、被覆材（９）で固着することにより、ケーブル間に隙間が生じないので、被覆材（９）のみで固着した場合に比べて遥かに固着力が向上する。従って、使用する被覆材（９）の固着力が軽減でき、薄くて、安価な被覆材（９）で済み、コストダウンが可能となる。しかも、グランドバー等の一括アース部材も削減でき、構成が簡単になるというメリットがある。
尚、隣接する外部導体（４）同志の接触点（Ｐ）での、メッキ用溶融金属（６）の付着量が少なく固着力不足の懸念がある場合には、接触点（Ｐ）に、はんだを付着させた状態で接合すればよい。

最後に、図３に示した多対同軸ケーブル（１０）、すなわち複数本の２芯平行同軸ケーブル（１）を円筒状に束ねて構成した多対同軸ケーブル（１０）について述べる。
図３に示すように、この多対同軸ケーブル（１０）は、複数本の２芯平行同軸ケーブル（１）を円筒状に束ね、その外周を被覆材（９）で固着したものである。被覆材（９）としては、フラット同軸ケーブル（８）の場合と同様、合成樹脂特にポリエステルを基材とする粘着テープ、あるいは押し出し成型による熱可塑性樹脂が好ましく採用される。
この場合も、複数本の２芯平行同軸ケーブル（１）間をより強固に固定するため、隣接する外部導体（４）の接点Ｐを熱接合すればよい。これにより、各２芯平行同軸ケーブル（１）間が強固に固定されるので、被覆材（９）の粘着力のみに頼る必要がなくなる。従って、薄くて安価な被覆材（９）で済むので、全体としてコスト軽減につながる。更に、各２芯平行同軸ケーブル（１）間に隙間が生じないので、多対同軸ケーブル（１０）自身もよりコンパクト化、すなわちより細径化できるという効果が得られる。
このように、上記フラット同軸ケーブル（８）及び多対同軸ケーブル（１０）においては、２芯平行同軸ケーブル（１）の複数本を平行に並べるか或いは複数本を束ねた状態で、その外周に被覆材（９）を固着するように構成したので、多信号を伝送する場合にも各２芯平行でのノイズ相殺効果により優れたシールド効果が奏されるという特長がある。
尚、本発明の応用例として、本発明の２芯平行同軸ケーブルと、従来の同軸ケーブルあるいは電源ケーブルとを組み合わせた複合同軸ケーブルもあることを付記しておく。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
[実施例１]
内部導体（２）として、外径０．２０３ｍｍの銀メッキ銅合金線単線を用いた。又、絶縁体（３）はフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）を０．２３ｍｍの厚さで内部導体（２）上に押出し被覆して、外径０．６６３ｍｍの絶縁電線（１）を作成した。
次に、この絶縁電線（１）の２本を平行に並べた状態で、その外周に、外径０．０５ｍｍのスズメッキ軟銅線を打数１６、持数６本、編組ピッチ６．６ｍｍから７ｍｍで編組した金属編組層（５）を設けた。
次いで、上記の編組電線を溶融スズ槽にディッピングして金属編組層（５）内にメッキ用溶融金属（６）を充填してから固化させた。これにより、金属編組層（５）とメッキ用溶融金属（６）の充填・固化層とからなる外部導体（４）が形成された。このときのメッキ用溶融金属（６）の固化層の厚さは０．０３ｍｍであった。
最後に、外部導体（４）上にジャケットとして、ホットメルト剤付きの、全厚みが６μｍのポリエステルテープを巻回した状態で加熱してジャケット層（７）を形成し、図１に示すような２芯平行同軸ケーブル（１）を得た。
[実施例２]
先ず、内部導体（２）、絶縁体（３）、外部導体（４）を形成する金属編組層（５）及びメッキ用溶融金属（６）については実施例１と同様とし、ジャケット層（７）を被覆しない状態の２芯平行同軸ケーブル（１）を６本作成した。
次に、これら６本の２芯平行同軸ケーブル（１）を平行に並べた状態で、隣り合う外部導体（４）同志の接触点Ｐを加熱プレスにて熱接合（加熱温度３００℃）して各ケーブル間を接合した。
最後に、上記の接合ケーブル構造体の外周に、実施例１と同様の被覆材（９）を形成し、図２に示すようなフラット同軸ケーブル（８）を得た。

本発明の２芯平行同軸ケーブルはコンパクトにして優れたシールド特性を具備するので、パソコンの他に、ＰＤＡ、携帯電話、あるいはＶＩＣＳ等、各種情報端末機器のみならず、通信機能を有した、情報家電、さらには自動車関連機器へも同様に利用できる。

本発明の２芯平行同軸ケーブルの一例を示す横断面図である。 上記の２芯平行同軸ケーブルを複数本平行に並べて構成したフラット同軸ケーブルの一例を示す横断面図である。 上記の２芯平行同軸ケーブルを複数本円筒状に束ねて構成した多対同軸ケーブルの一例を示す横断面図である。

符号の説明

１ ２芯平行同軸ケーブル
２ 内部導体
３ 絶縁体
４ 外部導体
５ 金属編組層
６ メッキ用溶融金属
７ ジャケット層
８ フラット同軸ケーブル
９ 被覆材
１０ 多対同軸ケーブル
Ｐ 隣接する外部導体同志の接点

Claims (15)

1. 内部導体上に絶縁体を設けた電線を２本平行に並べた状態でこれら２本の電線の外周に、金属編組層内にメッキ用溶融金属を充填・固化してなる外部導体が配されていることを特徴とする２芯平行同軸ケーブル。
2. 該メッキ用溶融金属の編組層内への充填厚さが０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍである請求項１記載の２芯平行同軸ケーブル。
3. 該メッキ用溶融金属がスズ、銀又はハンダである請求項１または２に記載の２芯平行同軸ケーブル。
4. 該金属編組層を構成する素線の径が０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の２芯平行同軸ケーブル。
5. 該金属編組層の厚さが０．０６ｍｍ〜０．６ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の２芯平行同軸ケーブル。
6. 該金属編組層の編組密度が８０％〜９８％である請求項１〜５のいずれかに記載の２芯平行同軸ケーブル。
7. 該内部導体径が０．０１ｍｍ〜１．２７ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の２芯平行同軸ケーブル。
8. 該外部導体の周りに、更に、ジャケット層が設けられた請求項１〜７のいずれかに記載の２芯平行同軸ケーブル。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の２芯平行同軸ケーブルを複数本並列させた状態で、隣接する外部導体の接点同志を熱接合により固着して構成したことを特徴とするフラット同軸ケーブル。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の２芯平行同軸ケーブルを複数本並列させた状態で、該状態を被覆材で固着して構成したことを特徴とするフラット同軸ケーブル。
11. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の２芯平行同軸ケーブルを複数本並列させ、隣接する外部導体の接点同志を熱接合により固着させた状態で、該状態を被覆材で固着して構成したことを特徴とするフラット同軸ケーブル。
12. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の２芯平行同軸ケーブルを複数本束ねた状態で、隣接する外部導体の接点同志を熱接合により固着したことを特徴とする多対同軸ケーブル。
13. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の２芯平行同軸ケーブルを複数本束ねた状態で、該状態を被覆材で固着したことを特徴とする多対同軸ケーブル。
14. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の２芯平行同軸ケーブルを複数本束ね、隣接する外部導体の接点同志を熱接合により固着させた状態で、該状態を被覆材で固着して構成したことを特徴とするフラット同軸ケーブル。
15. 被覆材が、粘着テープである請求項１０〜１１又は１３〜１４のいずれかに記載のフラット同軸ケーブル又は多対同軸ケーブル。