JP2009032509A - 漏洩同軸ケーブルの製造方法及び漏洩同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、曲げなの外力に対して高い品質保持力を有する開放型の漏洩同軸ケーブルを提供するものである。
【解決手段】 かゝる本発明は、中心導体１０と、その上に施された絶縁体２０と、この絶縁体２０の外周に螺旋状に巻き付けられ、かつ、隣り合う螺旋状の巻き込み部分間に適宜隙間が形成された多数の金属素線のメッキ接合金属体からなる外部導体３０と、この外部導体間の隙間に螺旋状に巻き付けられた非導電性の紐材４１からなる電波漏洩用の開放部４０と、外部導体３０及び非導電性の紐材４１の上に被覆されたシース５０とを備えた漏洩同軸ケーブル６０Ａにあり、これにより、細径で、配線時の引き回しや曲げなどの作業がやり易く、使い勝手がよく、また、これらの作業によっても、外部導体３０がずれたり、動き難いため、安定したケーブル特性が得られる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、曲げなどの外力に対して高い品質保持力を有する開放型の漏洩同軸ケーブルの製造方法、及び漏洩同軸ケーブルに関するものである。

近年、商品などの物体を識別する手段として、無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）の使用が提案され、一部では既に使用されている。このＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤを対象の商品に貼り付け、その商品情報などを外部の管理機器側と無線通信でやり取りするというものである。この無線通信のアンテナとして、電波を漏らすスリットや螺旋状などの隙間などの開放部を有する漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）や開放型の漏洩同軸ケーブルが提案されている（例えば引用文献１〜３）。
特開平０９−１９８９４１号 特開平０１−１２４９１４号 実開平０６−０７７１１８号

一方、ＲＦＩＤにおける無線通信の到達距離は、非常に短く数ｃｍ〜数十ｃｍ程度であり、また、対象商品によっては、省スペース部分に立体的に組み付けられた棚などに保管されているため、これらの商品と良好な無線通信状態を確保するにあたっては、漏洩同軸ケーブルを、その状況に合わせて、引き回し、適宜曲げるなどして、網羅的に配線する必要がある。

ところが、上記した漏洩同軸ケーブルにおいて、構造的に外径が太くなると、かなりの剛性があり、自在な引き回しや細かい曲げには、不向きであるという問題があった。特に外部導体上に電波漏洩用のスリット層を設ける構造（ＬＣＸ）では、外径が太くなり易く、剛性が大きくなるという問題があった。

また、外部導体を、シースや絶縁体側などに積極的に固定することなく、単にシースの被覆力（圧）で押さえている程度である、上述した配線時の引き回しや曲げなどにより外力が加わると、外部導体部分がずれたり、変形し易いという問題があった。
例えば、外部導体用の導電性テープ間の隙間が引き回しや曲げにより動いて、不揃いとなったり、皺などが生じたりすると、結果として、ケーブル特性が低下するという問題が生じる。外部導体を金属素線の横巻きとした場合にあっても、上記引き回しや曲げにより動いて、金属素線同士がクロスして重なり合ったり、過度に密着し過ぎたりすると、やはりケーブル特性の低下が避けられない。

本発明は、このような従来の状況に鑑みてなされたものであり、外径の太径化を招くことなく、外部導体をなす、螺旋状に巻かれた多数の金属素線をメッキによりメッキ接合金属体として、ずれや動き難い構造とした優れた漏洩同軸ケーブルの製造方法及び漏洩同軸ケーブルを提供するものである。

請求項１記載の本発明は、中心導体上に絶縁体を施した後、前記絶縁体の外周に電波漏洩用の開放部を有する外部導体を施した漏洩同軸ケーブルの製造方法において、前記絶縁体の外周に、多数の金属素線と非導電性の紐材を同時に螺旋状に巻き付けた後、これらの巻き付けられた多数の金属素線同士を一括メッキしてメッキ接合金属体の外部導体とする一方、前記巻き付けられた非導電性の紐材部分を電波漏洩用の開放部とすることを特徴とする漏洩同軸ケーブルの製造方法にある。

請求項２記載の本発明は、中心導体と、その上に施された絶縁体と、この絶縁体の外周に螺旋状に巻き付けられ、かつ、隣り合う螺旋状の巻き込み部分間に適宜隙間が形成された多数の金属素線のメッキ接合金属体からなる外部導体と、この外部導体間の前記隙間に螺旋状に巻き付けられた非導電性の紐材からなる電波漏洩用の開放部と、前記外部導体及び非導電性の紐材の上に被覆されたシースとを備えたことを特徴とする漏洩同軸ケーブルにある。

請求項３記載の本発明は、中心導体上に絶縁体を施した後、前記絶縁体の外周に電波漏洩用の開放部を有する外部導体を施した漏洩同軸ケーブルの製造方法において、前記絶縁体の外周に、多数の金属素線と非導電性の紐材を同時に螺旋状に巻き付けた後、これらの巻き付けられた多数の金属素線同士を一括メッキしてメッキ接合金属体の外部導体とする一方、前記巻き付けられた非導電性の紐材を除去して電波漏洩用の開放部とすることを特徴とする漏洩同軸ケーブルの製造方法にある。

請求項４記載の本発明は、中心導体と、その上に施された絶縁体と、この絶縁体の外周に螺旋状に巻き付けられ、かつ、隣り合う螺旋状の巻き込み部分間に適宜隙間が形成された多数の金属素線のメッキ接合金属体からなる外部導体と、この外部導体間の前記隙間からなる電波漏洩用の開放部と、この外部導体の外周及び前記螺旋状の隙間の上に被覆されたシースとを備えたことを特徴とする漏洩同軸ケーブルにある。

本発明の漏洩同軸ケーブルの製造方法によると、絶縁体の外周に、多数の金属素線と非導電性の紐材を同時に螺旋状に巻き付けた後、これらの巻き付けられた多数の金属素線同士を一括メッキしてメッキ接合金属体の外部導体とする一方、非導電性の紐材部分を電波漏洩用の開放部とするか、又は、非導電性の紐材部分を除去して電波漏洩用の開放部とする方法であるため、簡単かつ迅速なケーブルの製造が得られる。

本発明の漏洩同軸ケーブルによると、外部導体が、絶縁体の外周に螺旋状に巻き付けられ、かつ、隣り合う螺旋状の巻き込み部分間に適宜隙間が形成された多数の金属素線のメッキ接合金属体からなり、また、電波漏洩用の開放部が、外部導体間の前記隙間に螺旋状に巻き付けられた非導電性の紐材や、この非導電性の紐材の除去された隙間からなるため、外径の太径化を招くことはなく、細径のケーブルが得られる。つまり、外部導体と同一層（同一外径）部分に電波漏洩用の開放部があって、開放部のみのための材料層は特にない。従って、小径で剛性が小さく、引き回しや曲げがし易い、使い勝手に優れたケーブルが得られる。また、多数の金属素線が、一括メッキにより一体化されたメッキ接合金属体からなるため、配線時における引き回しや曲げにより、個々の金属素線がずれたり、変形し難くなる。これにより、結果として、電波漏洩用の開放部が安定して維持され、特性低下の少ない優れたケーブルが得られる。

本発明に係る漏洩同軸ケーブルの製造方法の一例について説明する。
先ず、図１に示すように、内部導体１０（銅線などの撚り線や単線）に被覆された絶縁体２０（ＰＥ、ＥＶＡ、ＰＰなどの樹脂絶縁体）の外周に、多数の金属素線３１と非導電性の紐材４０（形状は特に問わず、帯状、テープなども可）を同時に螺旋状に巻き付ける。ここで、金属素線３１としては、銅、銀、アルミなどの導電性の良好なものを用いる。また、非導電性の紐材４１としては、非導電性の材料であれば、特に限定されず、例えば、樹脂材料、耐熱性のガラス繊維、ジュート、綿、紙などの材料を用いる。なお、紐材４１も１本に限定されず、複数本とすることもできる。

また、後述するように、紐材４１を、そのままケーブル側に残す場合には、金属素線３１同士をメッキ接合させたとき、その時の熱で、絶縁体２０側に融着や接着することが望ましい。つまり、紐材４１が絶縁体２０側に融着や接着すると、下記の金属素線３１からなるメッキ接合金属体の外部導体３０が、この紐材４１、４１間に挟まれる形で規制されるため、ずれや動きが規制されるからである。この結果、配線時の引き回しや曲げに対して、外部導体３０のずれや動きが抑制される。ここで、メッキ時の温度は、通常３００℃以下であるため、紐材４１の材料としては、融点が３００℃以下である、例えば低密度ＰＥやＥＶＡなどの使用が望ましい。さらに、このように紐材４１を残す場合は、予め紐材４１表面に接着剤（層）を設けた形で、絶縁体２０外周に巻き付けて、積極的に接着させるようにしてもよい。

一方、後述するように、紐材４１を、後で除去する場合には、金属素線３１同士のメッキ接合時、軟化などして絶縁体２０側に融着や接着するとかえって不都合となるため、融点が３００℃を超える材料の使用が望ましい。この材料としては、例えば、融点が３００℃以下であるアラミド樹脂繊維、耐熱性のガラス繊維などを挙げることができる。

次に、上記多数の金属素線３１と非導電性の紐材４１を同時に螺旋状に巻き付けたものを、メッキ工程に通し、図２に示すように、多数の金属素線３１同士を一括してメッキさせて、メッキ接合金属体からなる外部導体３０を形成する。
メッキ金属材料としては、錫、半田（錫合金）などを挙げることができる。メッキ工程としては、金属の溶融メッキ槽に通して行う。このメッキ工程では、多数の金属素線３１が密接した状態で巻き付けられているため、多数の各金属素線３１はメッキ層により一体化される。なお、非導電性の紐材４１部分にあっては、当然メッキされることはない。

このようにメッキにより、メッキ接合金属体の外部導体３０が形成されると、配線時の引き回しや曲げに対して、個々の金属素線３１はずれたり、動き難くなる。つまり、従来の同軸ケーブルのように、金属素線同士がクロスして重なり合ったり、過度に密着し過ぎたり、皺が生じたりすることが効果的に抑制できるようになる。なお、メッキ層の厚さが厚くなり過ぎると、剛性が増大するという不具合が生じるため、メッキ層厚は５０μｍ程度以下として、配線時の引き回しや曲げに対して、支障のない厚さとする必要がある。

このメッキ後、紐材４１をそのまま残して、樹脂製（例えばＰＶＣ、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド系樹脂（商品名：ナイロン）、シリコーン系樹脂など）のシース５０を被覆すると、図３に示すような、本発明の一態様をなす、漏洩同軸ケーブル６０Ａが得られる。このケーブルでは、非導電性の紐材４１部分は、電波に対してシールド性（遮蔽性）を有しないため、結果として、この部分が電波漏洩用の開放部４０となる。この開放部４０は、ケーブルの長手方向に螺旋状に形成されるため、電波に対して指向性のない開放型の漏洩同軸ケーブルが得られる。シースの被覆時、予め紐材４１側に接着層を設けておけば、被覆後、紐材４１側との一体化が得られる。

この漏洩同軸ケーブル６０Ａの場合、上述したように、多数の金属素線３１同士が一括メッキされてメッキ接合金属体の外部導体３０となっていること、メッキ接合金属体により個々の金属素線３１が一体化されてばらけ難いこと、外部導体３０に対して左右の隣接する紐材４１が一種の壁となっていることなどの特徴がある。この結果、配線時の引き回しや曲げに対して、外部導体３０や個々の金属素線３１がずれたり、動き難い構造となっている。結果として、電波漏洩用の開放部４０の形状が安定して維持され、ケーブル特性の低下（劣化）が効果的に抑えられることになる。
さらに、紐材４１側の材料として、メッキ時絶縁体２０側と融着や接着し易い材料を選定したり、上記したように、予め紐材４１側に接着層を設けておけば、より一層外部導体３０や個々の金属素線３１のずれや動きが抑制されるため、さらに優れた漏洩同軸ケーブルが得られる。

次に、本発明に係る漏洩同軸ケーブルの別の製造方法の一例について説明する。
上記図２に示すように、多数の金属素線３１と非導電性の紐材４１を同時に螺旋状に巻き付けたものを、メッキ工程に通し、メッキ接合金属体からなる外部導体３０を形成した後、図４に示すように、非導電性の紐材４１を除去する。
そうすると、結果として、ケーブルの長手方向に螺旋状の隙間が形成されることにより、これが電波漏洩用の開放部４０となる。

この後、樹脂製（例えばＰＶＣ、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド系樹脂（商品名：ナイロン）、シリコーン系樹脂など）のシース５０を被覆すると、図５に示すような、本発明の他の一態様をなす、漏洩同軸ケーブル６０Ｂが得られる。このとき、電波漏洩用の開放部４０の隙間には、シース材料が充填されることになる。
このケーブルでは、シース自体には、電波に対してシールド性（遮蔽性）がないため、電波漏洩用の開放部４０の隙間にシース材料が充填されても、電波漏洩機能が失われることはない。このシース材料の充填は、外部導体３０に対して、左右の一種の壁となって機能することになる。この結果、配線時の引き回しや曲げに対して、外部導体３０や個々の金属素線３１がずれたり、動き難い構造となる。ここで、絶縁体２０としてポリエチレンや発泡ポリエチレンを用い、シース材料をポリエチレンなどとすれば、被覆後、シース５０は絶縁体２０側と一体化されるため、さらに、良好な外部導体３０や個々の金属素線３１に対する、ずれや動きの抑制機能が得られることになる。

この漏洩同軸ケーブル６０Ｂの場合も、上述したように、多数の金属素線３１同士が一括メッキされてメッキ接合金属体の外部導体３０となっていること、メッキ接合金属体により個々の金属素線３１が一体化されてばらけ難いこと、外部導体３０に対して左右の隣接する電波漏洩用の開放部に充填されたシース材が一種の壁となっていることなどの特徴がある。この結果、配線時の引き回しや曲げに対して、外部導体３０や個々の金属素線３１がずれたり、動き難い構造となっている。結果として、電波漏洩用の開放部４０の形状が安定して維持され、ケーブル特性の低下（劣化）が効果的に抑えられることになる。
さらに、シース材料として、絶縁体２０側と融着や接着し易い組み合わせのものを用いれば、より一層外部導体３０や個々の金属素線３１のずれや動きが抑制されるため、さらに優れた漏洩同軸ケーブルが得られる。

〈実施例、比較例〉
本発明に係る漏洩同軸ケーブルを効果を確認するため、図３に示す漏洩同軸ケーブル６０Ａと同構造のケーブル（実施例ケーブル）と、これと同構造であるが、メッキ工程を省略して、多数の金属素線同士を一括メッキしていないケーブル（比較例ケーブル）を製造して、これらの減衰量（ｄＢ／Ｋｍ）を比較したところ、以下の如くであった。

上記両ケーブルにおいて、内部導体は１．８ｍｍφの軟銅線、絶縁体は７ｍｍφの発泡ポリエチレン、外部導体は０．２ｍｍφの錫メッキ軟銅線×９５本、非導電性の紐材は２ｍｍ幅のポリアミド系樹脂（商品名：ナイロン）からなる偏平糸の紐材、シースは外径１０ｍｍφのポリウレタンである。そして、本発明の実施例ケーブルでは、シース被覆前に、溶融浸漬（どぶ漬け）により錫メッキを施した。比較例ケーブルでは、外部導体と非導電性の紐材を巻き付けた後、錫メッキを行わず、シースを被覆した。

これらの両ケーブルを１０ｍ用意し、３０ｍｍφのマンドレル（棒状体）にその全長を巻き付ける前（初期）と、巻き付けた後（巻き付け後）における、減衰量（ｄＢ／Ｋｍ）を求めた。その結果を、表１、及び図６〜図７に示した。

これらの表１、及び図６〜図７から、本発明の実施例ケーブルの場合には、マンドレルへの巻き付け前（初期）と巻き付け後でも、殆ど減衰量が変わらないことが分かる。
これに対して、比較例ケーブルの場合、マンドレルへの巻き付け前（初期）と巻き付け後では、減衰量が大きく変わることが分かる。
これらのことから、本発明の実施例ケーブルのように、多数の錫メッキ軟銅線同士を一括メッキして一体化し、メッキ接合金属体としたときには、マンドレルへの巻き付け後でも、錫メッキ軟銅線がずれたり、動いたりすることが殆どなく、特性的に安定した漏洩同軸ケーブルが得られることが分かる。

本発明に係る漏洩同軸ケーブルの製造方法の一例になる一工程を示した概略説明図である。 図１の漏洩同軸ケーブルの製造方法の一例になる他の一工程を示した概略説明図である。 図１の漏洩同軸ケーブルの製造方法の一例になる他の一工程及び得られた漏洩同軸ケーブルを示した概略説明図である。 本発明に係る漏洩同軸ケーブルの他の製造方法の一例になる一工程を示した概略説明図である。 図４の漏洩同軸ケーブルの製造方法の一例になる他の一工程及び得られた漏洩同軸ケーブルを示した概略説明図である。 試作ケーブル（実施例ケーブル）の減衰量の特性を示した図（グラフ）である。 試作ケーブル（比較例ケーブル）の減衰量の特性を示した図（グラフ）である。

符号の説明

１０・・・内部導体、２０・・・絶縁体、３０・・・外部導体、３１・・・金属素線、４０・・・電波漏洩用の開放部、４１・・・非導電性の紐材、５０・・・シース、６０Ａ、６０Ｂ・・・漏洩同軸ケーブル

Claims (4)

1. 中心導体上に絶縁体を施した後、前記絶縁体の外周に電波漏洩用の開放部を有する外部導体を施した漏洩同軸ケーブルの製造方法において、前記絶縁体の外周に、多数の金属素線と非導電性の紐材を同時に螺旋状に巻き付けた後、これらの巻き付けられた多数の金属素線同士を一括メッキしてメッキ接合金属体の外部導体とする一方、前記巻き付けられた非導電性の紐材部分を電波漏洩用の開放部とすることを特徴とする漏洩同軸ケーブルの製造方法。
2. 中心導体と、その上に施された絶縁体と、この絶縁体の外周に螺旋状に巻き付けられ、かつ、隣り合う螺旋状の巻き込み部分間に適宜隙間が形成された多数の金属素線のメッキ接合金属体からなる外部導体と、この外部導体間の前記隙間に螺旋状に巻き付けられた非導電性の紐材からなる電波漏洩用の開放部と、前記外部導体及び非導電性の紐材の上に被覆されたシースとを備えたことを特徴とする漏洩同軸ケーブル。
3. 中心導体上に絶縁体を施した後、前記絶縁体の外周に電波漏洩用の開放部を有する外部導体を施した漏洩同軸ケーブルの製造方法において、前記絶縁体の外周に、多数の金属素線と非導電性の紐材を同時に螺旋状に巻き付けた後、これらの巻き付けられた多数の金属素線同士を一括メッキしてメッキ接合金属体の外部導体とする一方、前記巻き付けられた非導電性の紐材を除去して電波漏洩用の開放部とすることを特徴とする漏洩同軸ケーブルの製造方法。
4. 中心導体と、その上に施された絶縁体と、この絶縁体の外周に螺旋状に巻き付けられ、かつ、隣り合う螺旋状の巻き込み部分間に適宜隙間が形成された多数の金属素線のメッキ接合金属体からなる外部導体と、この外部導体間の前記隙間からなる電波漏洩用の開放部と、この外部導体の外周及び前記螺旋状の隙間の上に被覆されたシースとを備えたことを特徴とする漏洩同軸ケーブル。

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