JP2009193870A - 同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図る。
【解決手段】同軸ケーブル１は、内部導体３と、この内部導体３の外周に設けた絶縁体５と、この絶縁体５の外周に設けた外部導体７と、この外部導体７の外周に被覆した外被９と、を備えた構成である。また、前記外部導体７は、内周側に設けた外部導体内側銅層１１と、この外部導体内側銅層１１の外周に設けた外部導体アルミ層１３と、この外部導体アルミ層１３の外周に設けた外部導体外側銅層１５と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、同軸ケーブルに関し、特に銅パイプを導体とする同軸ケーブルに比べて可撓性の向上を実現できる同軸ケーブルに関する。

図４を参照するに、従来の一般的な同軸ケーブル１０１としては、例えば銅線又は銅パイプからなる内部導体１０３と、この内部導体１０３の外周に設けた例えばポリエチレン又は発泡ポリエチレンからなる絶縁体１０５と、この絶縁体１０５の外周に設けた例えば銅パイプ又は波付銅パイプからなる外部導体１０７と、この外部導体１０７の外周に被覆した例えばポリエチレンからなる外被１０９と、で構成されている。

このように、内部導体１０３には銅線又は銅パイプを使用し、外部導体１０７には銅パイプ又は波付銅パイプを使用している。その理由としては、同軸ケーブル１０１の減衰量αは、導体低抗に起因する減衰量αｒと、誘電体損に起因する減衰量αｇとの和（すなわち、α＝αｒ＋αｇ）で表される。そこで、同軸ケーブル１０１の導体には、減衰量を低減させるために、導電率が高く、かつ、材料費や加工し易さが現実的である銅が用いられている。しかも、銅を導体の材質として用いた中で最も減衰量が低いのは、撚り線や横巻きに比べると、パイプや単線の形態である。

以上の理由で、従来から外部導体として銅パイプを用いたセミリジット同軸ケーブルが使用されている。なお、外部導体は無継ぎ目金属チューブとなっており、内部導体は銀メッキ銅線で、絶縁体及び外被はＰＴＦＥである。

なお、このセミリジット同軸ケーブルは、（銅パイプ）マイクロ波等の電子機器配線として優れた特性を持っている。例えば、特に低損失であり、ＳＨＦ帯まで特性インピーダンスの許容差は小さく、安定した低いＶＳＷＲ特性（反射減衰量）を維持している。このように低減衰量であることにより、高い電力容量が得られる。１３０ｄＢ以上の高い遮蔽能力があり、漏洩放射や外部雑音の侵入はない。

したがって、セミリジット同軸ケーブルは、レーダー、通信システム、制御システム、医療用電子機器、原子力プラントなど多岐にわたって使用されている。特に小型、高集積、高精度、広帯域化を計ることができる。

しかし、上記のセミリジット同軸ケーブルは、外部導体に銅パイプを用いていることから可撓性に劣り、かつ、曲げる際も曲げ加工治具を用いて曲げなければならないという問題点があった。

上記の問題点を改善するために、外部導体として波付銅パイプを用いたコルゲート同軸ケーブルというケーブル構造が製品化されている。例えば、外部導体としては、スパイラル状波付無酸素銅タイプやリング状波付き素銅タイプがある。その他、内部導体としては例えば銅被覆アルミ線（中実）あるいは銀メッキ銅被覆鋼線（中実）であり、絶縁体としては例えば高発泡ポリエチレンあるいはフッ素樹脂であり、外被としては例えばポリエチレンあるいはノンハロゲン難燃ポリエチレンである。

また、特許文献１の同軸ケーブルでは、低コストを実現する目的で、少なくとも外側が銅又は別の導電性材料からなる管状コア（内部導体１０３に該当）と、コアを取り囲む電気的絶縁材料層と、その絶縁材料層を覆いコアに対して電気的に絶縁された外部導体で構成されており、内部導体の管状コアは、導電性材料からなる帯状体を管に成形し、この帯条体の２つの縁をレーザ溶接する。
特開平１０−６９８２６号公報

ところで、従来の同軸ケーブル１０１においては、前述したように、セミリジッド同軸ケーブルなどのように外部導体１０７に銅パイプを用いた例は可撓性に劣る。この同軸ケーブルの可撓性を改善するために、一般的に外部導体１０７には銅テープを管状に成形し、両縁の合わせ目を溶接し、この溶接後に波付け加工（コルゲート）を行っている。また、可撓性をさらに改善するために、波付け加工（コルゲート）の谷を深くしたり、銅テープの厚さを薄くしたりする工夫も行われているが、従来から一般的に使用されている同軸ケーブルとして外部導体が編組である構造、あるいは、編組にメッキを施したケーブル構造に比べると、どうしても可撓性に劣るという問題点があった。

また、特許文献１では、内部導体には外側が銅又は別の導電性材料（例えば、アルミニウム）からなる管状コアとしているが、銅とアルミニウムは電触により容易にアルミニウムが侵食されるという問題点があった。

この発明は、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の同軸ケーブルは、内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に被覆した外被と、を備えた同軸ケーブルにおいて、
前記外部導体は、内周側に設けた外部導体内側銅層と、この外部導体内側銅層の外周に設けた外部導体アルミ層と、この外部導体アルミ層の外周に設けた外部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とするものである。

この発明の同軸ケーブルは、内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に被覆した外被と、を備えた同軸ケーブルにおいて、
前記内部導体は、内周側に設けた内部導体内側銅層と、この内部導体内側銅層の外周に設けた内部導体アルミ層と、この内部導体アルミ層の外周に設けた内部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とするものである。

この発明の同軸ケーブルは、内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に被覆した外被と、を備えた同軸ケーブルにおいて、
前記内部導体は、内周側に設けた内部導体内側銅層と、この内部導体内側銅層の外周に設けた内部導体アルミ層と、この内部導体アルミ層の外周に設けた内部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されており、
前記外部導体は、内周側に設けた外部導体内側銅層と、この外部導体内側銅層の外周に設けた外部導体アルミ層と、この外部導体アルミ層の外周に設けた外部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明の同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルにおいて、前記外部導体の外部導体内側銅層は、等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有していることが好ましい。ここで、ρを導体の固有抵抗（Ω−ｍ）とし、ｆをケーブルとして使用する最低周波数（Ｈｚ）とし、μを非透磁率としたときに、

である。

また、この発明の同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルにおいて、前記内部導体の内部導体外側銅層は、等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有していることが好ましい。ここで、ρを導体の固有抵抗（Ω−ｍ）とし、ｆをケーブルとして使用する最低周波数（Ｈｚ）とし、μを非透磁率としたときに、

である。

また、この発明の同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルにおいて、前記内部導体又は外部導体は、管状あるいはコルゲート管状であることが好ましい。

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、外部導体の外部導体内側銅層が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブルの減衰量を低く押さえることができる。しかも、外部導体が銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、アルミニウムが電触により容易に侵食されることを防止することができ、半田付も容易であり、コネクタとの接合性が向上する。

また、外部導体が銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、従来の銅パイプの外部導体に比べて可撓性に優れている。その結果、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることができる。

また、この発明によれば、内部導体の内部導体外側銅層が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブルの減衰量を低く押さえることができる。しかも、内部導体が銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、アルミニウムが電触により容易に侵食されることを防止することができ、半田付も容易であり、コネクタとの接合性が向上する。

また、内部導体が銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、従来の銅パイプの内部導体に比べて可撓性に優れている。その結果、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることができる。

また、この発明によれば、内部導体の内部導体外側銅層が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、さらに、外部導体の外部導体内側銅層が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブルの減衰量を低く押さえることができる。しかも、内部導体及び外部導体がいずれも銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、アルミニウムが電触により容易に侵食されることを防止することができ、半田付も容易であり、コネクタとの接合性が向上する。

また、内部導体及び外部導体がいずれも銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、従来の銅パイプの内部導体及び外部導体に比べて可撓性に優れている。その結果、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることができる。

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を参照するに、第１の実施の形態に係る同軸ケーブル１は、内部導体３と、この内部導体３の外周に設けた絶縁体５と、この絶縁体５の外周に設けた外部導体７と、この外部導体７の外周に被覆した外被９と、を備えた構成である。

さらに、前記外部導体７は、内周側に設けた外部導体内側銅層としての例えば内側銅層１１と、この内側銅層１１の外周に設けた外部導体アルミ層としての例えばアルミ層１３と、このアルミ層１３の外周に設けた外部導体外側銅層としての例えば外側銅層１５と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とする。なお、アルミ層とはアルミニウム層のことである。

また、上記の内側銅層１１は、等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有していることが必要である。ただし、ρを導体の固有抵抗（Ω−ｍ）とし、ｆをケーブルとして使用する最低周波数（Ｈｚ）とし、μを非透磁率としたときに、

である。

なお、外側銅層１５も、上記のように等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有していることが望ましいが、この限りではない。

また、上記の外部導体７については、前述したものに錫メッキや銀メッキを施しても良い。

上記の内部導体３としては、例えば軟銅線を用いることができ、その他に、錫メッキや銀メッキを施したものでも良く、銅合金を用いたものでも良く、単線、撚り線、パイプなど様々な材質や構造が適用可能である。

上記の絶縁体５には、例えば発泡ポリエチレンを用いることができ、その他に、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＴＦＥやＦＥＰやＰＦＡなどのフッ素樹脂（いずれも発泡も含む）、ウレタンやナイロン等のプラスチック樹脂など様々な材料でも良い。

上記の外被９には、例えばポリエチレンを用いることができ、その他に、発泡ポリエチレン、架橋ポリエチレン（発泡含む）、ポリプロピレン、ＰＴＦＥやＦＥＰやＰＦＡなどのフッ素樹脂、ウレタンやナイロン等のプラスチック樹脂など様々な材料でも良い。

上記構成により、第１の実施の形態の同軸ケーブル１は、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることができる。すなわち、外部導体７の内側銅層１１が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブル１の減衰量を低く押さえることができる。しかも、銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、アルミニウムが電触により容易に侵食されることを防止することができ、さらに、半田付も容易であり、コネクタとの接合性が向上する。ちなみに、銅層とアルミ層からなる２層複合導体では、アルミニウムの侵食が生じることやコネクタとの接合性が低下するという問題が生じる。

また、外部導体７が銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、従来の銅パイプの外部導体に比べて可撓性に優れている。

次に、第２の実施の形態に係る同軸ケーブル１７について図面を参照して説明する。なお、前述した第１の実施の形態の同軸ケーブル１と同様の部材は同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

図２を参照するに、この同軸ケーブル１７が前述した同軸ケーブル１と異なる点は、内部導体１９が内周側に設けた内部導体内側銅層としての例えば内側銅層２１と、この内側銅層２１の外周に設けた内部導体アルミ層としての例えばアルミ層２３と、このアルミ層２３の外周に設けた内部導体外側銅層としての例えば外側銅層２５と、からなる３層複合導体で構成されていると共に、外部導体２７が一般的な構造体である。その他の絶縁体５と外被９は第１の実施の形態と同様である。

より詳しくは、内部導体１９の外側銅層２５は、等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有していることが必要である。ただし、ρを導体の固有抵抗（Ω−ｍ）とし、ｆをケーブルとして使用する最低周波数（Ｈｚ）とし、μを非透磁率としたときに、

である。

なお、内側銅層２１も、上記のように等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有していることが望ましいが、この限りではない。

また、上記の内部導体１９については、前述したものに錫メッキや銀メッキを施しても良い。

上記の外部導体２７としては、例えば軟銅線を用いることができ、その他に、錫メッキや銀メッキを施したものでも良く、銅合金を用いたものでも良く、単線、撚り線、パイプなど様々な材質や構造が適用可能である。

上記構成により、第２の実施の形態の同軸ケーブル１７は、第１の実施の形態と同様に、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることができる。すなわち、内部導体１９の外側銅層２５が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブル１７の減衰量を低く押さえることができる。しかも、銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、アルミニウムが電触により容易に侵食されることを防止することができ、さらに、半田付も容易であり、コネクタとの接合性が向上する。

また、内部導体１９が銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、従来の銅線ないしは銅パイプの内部導体に比べて可撓性に優れている。

なお、可撓性に関しては、構造的に見て、３層複合導体の複合パイプとなっている外部導体が内部導体より大きい断面積であることから、第２の実施の形態の同軸ケーブル１７より第１の実施の形態の同軸ケーブル１の方が優れている。

次に、第３の実施の形態に係る同軸ケーブル２９について図面を参照して説明する。なお、前述した第１、第２の実施の形態の同軸ケーブル１、１７と同様の部材は同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

図３を参照するに、この同軸ケーブル２９が前述した同軸ケーブル１、１７と異なる点は、内部導体としては第２の実施の形態と同様に構成した３層複合導体の内部導体１９とし、外部導体としては第１の実施の形態と同様に構成した３層複合導体の外部導体７としたことにある。その他の絶縁体５と外被９は第１の実施の形態と同様である。

なお、内部導体１９と外部導体７の構成は、それぞれ前述した通りであるので、詳しい説明は省略する。

上記構成により、第３の実施の形態の同軸ケーブル２９は、第１、第２の実施の形態と同様に、電気的特性を確保しつつ、可撓性の向上を図ることができる。すなわち、内部導体１９の外側銅層２５が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブル１７の減衰量を低く押さえることができる。さらに、外部導体７の内側銅層１１が等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有することで、同軸ケーブル１の減衰量を低く押さえることができる。

しかも、内部導体１９及び外部導体７がいずれも銅−アルミ−銅からなる３層複合導体の複合パイプであるので、アルミニウムが電触により容易に侵食されることを防止することができ、さらに、半田付も容易であり、コネクタとの接合性が向上する。

また、第３の実施の形態の同軸ケーブル２９の可撓性に関しては、構造的に見て、内部導体１９と外部導体７の両方が３層複合導体の複合パイプであることから、第１、第２の実施の形態の同軸ケーブル１、１７より優れている。

この発明の第１の実施の形態の同軸ケーブルの断面図である。 この発明の第２の実施の形態の同軸ケーブルの断面図である。 この発明の第３の実施の形態の同軸ケーブルの断面図である。 従来の実施の形態の同軸ケーブルの断面図である。

符号の説明

１ 同軸ケーブル（第１の実施の形態の）
３ 内部導体
５ 絶縁体
７ 外部導体
９ 外被
１１ 内側銅層（外部導体内側銅層）
１３ アルミ層（外部導体アルミ層）
１５ 外側銅層（外部導体外側銅層）
１７ 同軸ケーブル（第２の実施の形態の）
１９ 内部導体
２１ 内側銅層（内部導体内側銅層）
２３ アルミ層（内部導体アルミ層）
２５ 外側銅層（内部導体外側銅層）
２７ 外部導体
２９ 同軸ケーブル（第３の実施の形態の）

Claims (6)

1. 内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に被覆した外被と、を備えた同軸ケーブルにおいて、
   前記外部導体は、内周側に設けた外部導体内側銅層と、この外部導体内側銅層の外周に設けた外部導体アルミ層と、この外部導体アルミ層の外周に設けた外部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とする同軸ケーブル。
2. 内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に被覆した外被と、を備えた同軸ケーブルにおいて、
   前記内部導体は、内周側に設けた内部導体内側銅層と、この内部導体内側銅層の外周に設けた内部導体アルミ層と、この内部導体アルミ層の外周に設けた内部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とする同軸ケーブル。
3. 内部導体と、この内部導体の外周に設けた絶縁体と、この絶縁体の外周に設けた外部導体と、この外部導体の外周に被覆した外被と、を備えた同軸ケーブルにおいて、
   前記内部導体は、内周側に設けた内部導体内側銅層と、この内部導体内側銅層の外周に設けた内部導体アルミ層と、この内部導体アルミ層の外周に設けた内部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されており、
   前記外部導体は、内周側に設けた外部導体内側銅層と、この外部導体内側銅層の外周に設けた外部導体アルミ層と、この外部導体アルミ層の外周に設けた外部導体外側銅層と、からなる３層複合導体で構成されていることを特徴とする同軸ケーブル。
4. 前記外部導体の外部導体内側銅層は、等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有しており、かつ、ρを導体の固有抵抗（Ω−ｍ）とし、ｆをケーブルとして使用する最低周波数（Ｈｚ）とし、μを非透磁率としたときに、
   

   

   であることを特徴とする請求項１又は３記載の同軸ケーブル。
5. 前記内部導体の内部導体外側銅層は、等価導電層厚δ（ｍｍ）以上の厚さを有しており、かつ、ρを導体の固有抵抗（Ω−ｍ）とし、ｆをケーブルとして使用する最低周波数（Ｈｚ）とし、μを非透磁率としたときに、
   

   

   であることを特徴とする請求項２又は３記載の同軸ケーブル。
6. 前記内部導体又は外部導体は、管状あるいはコルゲート管状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の同軸ケーブル。

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