JP2009272210A - ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 シールド特性を維持しつつ、細線化にも対応したケーブルを提供すること。
【解決手段】 ケーブル１００ａは、中心導体１と、中心導体１を被覆する絶縁体２と、絶縁体２を覆うシールド体１０とを備え、さらに、シールド体１０は、第１金属層５１を有すると共に絶縁体２に巻かれる第１シールドテープ５と、第２金属層８１を有すると共に第１シールドテープ５に巻かれる第２シールドテープ８１とから成ることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、細線化に適したケーブルに関するものである。

従来より電子機器の高周波数化により、機器に用いられるケーブルから発生するノイズ、及び、このケーブルが拾うノイズが問題となっていた。そのため、中心導体とこの中心導体を被覆した絶縁体から成るコア部の周りに金属層を有したシールドテープを巻いてノイズ抑制をしていた。

しかし、更なるノイズ抑制の要請により、ケーブルには複数層のシールドが用いられるようになった。具体的には、コア部の周りを金属編組で覆い、さらにその金属編組の周りに金属層を有するシールドテープを巻くというものであった（特許文献１参照）。あるいは、このコア部の周りに金属層を有するシールドテープを巻き、そのシールドテープの周りを金属編組で覆うというものであった（特許文献２参照）。
特開２００１−１９５９２４号公報 特開２００３−０３１０４５号公報

近年、電子機器内の部品が高密度に実装されることに伴い、電子機器に用いられるケーブルは細線化が求められている。さらに、機器の高周波化に伴い、上述した従来のケーブルと遜色のないシールド特性を併せ持つ必要がある。

しかし、金属編組は金属線を編み込んだ構造となっているため、金属編組自体を薄くすることができず、このため金属編組を用いると、ケーブルの細線化対応が困難になるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、細線化に対応して、かつ、シールド特性を良好に維持することができるケーブルを提供する。

本発明によるケーブルは、中心導体と、前記中心導体を被覆する絶縁体と、前記絶縁体を覆うシールド体とを備え、前記シールド体は、第１金属層を有すると共に前記絶縁体に巻かれる第１シールドテープと、第２金属層を有すると共に前記第１シールドテープに巻かれる第２シールドテープとから成ることを特徴としている。

このような構成のケーブルは、シールドテープの周りに他のシールドテープを巻いてシールド体を形成しているため、各シールドテープの金属層により、シールド効果を維持することができる。また、金属編組の周りにシールドテープを巻いている場合や、シールドテープの周りに金属編組を設けている場合に比べてシールド体を薄くできる。このためケーブルの細線化対応が可能となる。

さらに本発明は、前記第１シールドテープと前記第２シールドテープは、互いに異なる周回方向に螺旋状に巻かれていれば、好適である。このような構成のケーブルに対して、第１シールドテープを緩める方向にねじれる力がかかる場合、ケーブルは、第２シールドテープが伸びる方向にねじれようとする。また、ケーブルに対して、第２シールドテープを緩める方向にねじれる力がかかる場合、ケーブルは、第１シールドテープが伸びる方向にねじれようとする。このため、ケーブルは、ケーブルにねじれる力がかかった場合においても、ねじれる力の方向に左右されず、第１シールドテープと第２シールドテープ張力により、ねじれが抑制される。

また、本発明は、前記第１シールドテープまたは第２シールドテープの少なくとも一方は、オーバーラップ部が形成されるように巻かれている構成とすれば好適である。このような構成のケーブルは、シールド体がコア部を完全に覆うことが可能となる。このため、高いシールド効果を発揮できる。

例えば、シールドテープがオーバーラップ部を形成するように螺旋状に巻かれるラップ巻きである場合は、シールドテープの幅及び巻き角度に公差がある場合でも、オーバーラップ部が公差を吸収してコア部を完全に覆って巻くことができる。

本発明にかかるケーブルによれば、細線化に対応して、かつ、シールド特性を良好に維持することが可能である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るケーブルを示した図であり、図２は、図１に示したケーブルの断面図である。図１及び図２に示すように本実施形態のケーブル１００ａは、コア部が一つの同軸ケーブルである。

図１及び図２において、ケーブル１００ａは、中心導体１及びこの中心導体１を被覆した絶縁体２から成るコア部と、このコア部を覆うシールド体１０と、シールド体１０を覆うジャケット１５とを備えている。このシールド体１０は、第１シールドテープ５及び第２シールドテープ８から成っている。

中心導体１は、例えば、銅等の導線からなる単線あるいは撚り線等から成っている。絶縁体２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の材料が用いられ、中心導体１を被覆するように、押し出し成型で均一の厚さに形成されている。

第１シールドテープ５は、絶縁体２の外周に第１シールドテープ５の側端部同士が接触して、隙間が生じないように螺旋状に巻かれている。第２シールドテープ８は、第１シールドテープ５の外周に直接接触しながら、第２シールドテープ８の側端部同士が接触して、隙間が生じないように螺旋状に巻かれている。

図２に示すように、第１シールドテープ５は、絶縁性樹脂からなる第１基体５２と、第１基体５２上に設けられた第１金属層５１とで構成されている。第２シールドテープ８も第１シールドテープ５と同様に、絶縁性樹脂からなる第２基体８２と、第２基体８２上に設けられた第２金属層８１とで構成されている。

第１シールドテープ５は、第１基体５２が絶縁体２側を向き、第１金属層５１が第２シールドテープ８側を向いて巻かれている。第２シールドテープ８は、第２金属層８１が第１シールドテープ５側を向き、第２基体８２がジャケット１５側を向いて巻かれている。従って、第１金属層５１及び第２金属層８１の表面同士は、対向して接している。

本実施形態のケーブル１００ａによれば、シールド体１０が、金属編組とシールドテープとの組み合わせではなく、第１のシールドテープ５の外周に第２シールドテープ８を巻いた構成となっているので、シールド体１０を薄く出来る。よって、ケーブル１００ａは、細線化に対応することができる。

また、ケーブル１００ａによれば、シールド体１０は、第１金属層５１を有した第１のシールドテープ５と、第２金属層８１を有した第２シールドテープ８とから成っているので、２つの金属層を有したシールド体１０により、シールド特性を良好に維持することができる。

なお、図１に示すように、第２シールドテープ８は、第１シールドテープ５と互いに異なる周回方向に螺旋状に巻かれている。このためケーブル１００ａにねじれる力がかかった場合でも、次に示すようにねじれが抑制される。

即ち、ケーブル１００ａを実装する場合や、使用する場合にケーブル１００ａにねじれる力がかかる場合がある。ケーブル１００ａに対して、第１シールドテープ５を緩める方向にねじれる力がかかる場合、ケーブル１００ａは、第２シールドテープ８が伸びる方向にねじれようとする。このため、ケーブル１００ａのねじれは、第２シールドテープ８の張力により抑制される。逆に、ケーブル１００ａに対して、第２シールドテープ８を緩める方向にねじれる力がかかる場合、ケーブル１００ａは、第１シールドテープ５が伸びる方向にねじれようとする。このため、ケーブル１００ａのねじれは、第１シールドテープ５の張力により抑制される。このように第１シールドテープ５と第２シールドテープ８とを互いに異なる周回方向に螺旋状に巻くことで、ケーブル１００ａをねじる力の方向に左右されずケーブル１００ａのねじれが抑制される。したがって、第１シールドテープ５、第２シールドテープ８は、緩みが抑制される。これにより、シールド体１０がコア部から浮いたり、変形したりしづらくなり、ケーブル１００ａは、安定した導電特性を発揮することができる。

また、図２を用いて説明したように、第１金属層５１と第２金属層８１の表面同士は、対向して接している。このため、第１基体５２または第２基体８２は、第１金属層５１と第２金属層８１の間に入り込まず、第１金属層５１と第２金属層８１とを対向電極としたキャパシタの形成が抑制されている。このため、シールド体１０は、ケーブル１００ａの信号の伝搬特性を良好に維持することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るケーブルを示した図である。なお、本実施形態の説明に当たり、第１の実施形態と同一または同等の構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態のケーブル１００ｂにおいて、第１シールドテープ５は、ラップ巻き、すなわちオーバーラップ部５ｗが形成されるように螺旋状に巻かれており、第２シールドテープ８は、オーバーラップ部８ｗが形成されるように螺旋状に巻かれている。この点で、本実施形態のケーブル１００ｂは、第１の実施形態で説明したケーブル１００ａと相違する。

本実施形態のケーブル１００ｂによれば、第１シールドテープ５及び第２シールドテープ８は、コア部を完全に覆って巻かれることが可能である。具体的には、第１の実施形態において、シールドテープの幅や巻き角度に公差が生じると、シールドテープは、ギャップ部が形成されて巻かれてしまうことがある。しかし、本実施形態においては、第１シールドテープ５及び第２シールドテープ８は、第１及び第２シールドテープ５，８の幅及び巻き角度に公差が生じた場合でも、この公差をオーバーラップ部５ｗ，８ｗが吸収してコア部を完全に覆って巻かれることができる。このためより高いシールド効果が得られる。

なお、本実施形態のケーブル１００ｂにおいては、上述のような作用効果があるが、オーバーラップ部５ｗ及びオーバーラップ部８ｗにおいて、キャパシタが形成されてしまう。しかし、本実施形態のケーブル１００ｂにおいては、このキャパシタ成分を著しく低減している。以下、その説明を行う。

まず、オーバーラップ部５ｗにおけるキャパシタの形成と、そのキャパシタ成分の低減について説明する。

図４は、図３に示したケーブル１００ｂの断面図である。図５は、図４の領域Ａの拡大図である。なお、説明の容易のため、図４では、各シールドテープの金属層を省略しており、図５では、絶縁体２とジャケット１５は省略している。

図４に示すように、領域Ａにおいて、第１シールドテープ５の縁部が、ケーブル１００ｂの径方向に重なり合い、オーバーラップ部５ｗを形成している。

そして、図５に示すように、オーバーラップ部５ｗでは、内側の第１金属層の縁部５１ａと外側の第１金属層の縁部５１ｂとが、第１基体５２を挟んで対向している。このため、対向した内側の第１金属層の縁部５１ａと外側の第１金属層の縁部５１ｂとによって、キャパシタが形成されている。

しかし、外側の第１金属層５１の縁部５１ｂと第２金属層８１とは、オーバーラップ部５ｗで対向して接している。さらに第２金属層８１と内側の第１金属層５１の縁部５１ａとは、オーバーラップ部５ｗから僅かに外れた接点Ｓにおいて接している。このため外側の第１金属層５１の縁部５１ｂと内側の第１金属層５１の縁部５１ａとは、接点Ｓにて、第２金属層８１を介して電気的に接続されている。このようにオーバーラップ部５ｗにおけるキャパシタ成分は、キャパシタを形成している内側の第１金属層５１の縁部５１ａと外側の第１金属層５１の縁部５１ｂが短絡するため、著しく低減されている。

また、オーバーラップ部８ｗにおいても、キャパシタ成分の低減についてオーバーラップ部５ｗと同様の説明をすることが出来る。図４における領域Ｂにおいて、第２シールドテープ８の縁部が、ケーブル１００ｂの径方向に重なり合い、オーバーラップ部８ｗが形成されている。このため、第２シールドテープ８の内側の金属層と外側の金属層により、第２シールドテープ８の基体を介した対抗電極が形成され、キャパシタが形成されている。しかし、第２シールドテープ８の内側の金属層と外側の金属層とは、第１シールドテープ８の金属層を介して短絡する。このためキャパシタ成分は、著しく低減されている。

なお、オーバーラップ部５ｗの幅は、第１シールドテープ５の幅の半分より小さく設定されており、オーバーラップ部８ｗの幅は、第２シールドテープ８の幅の半分より小さく設定されている。このように設定することで、第１シールドテープ５及び第２シールドテープ８は、それぞれ３重にオーバーラップされて巻かれることを防止される。

さらに、オーバーラップ部５ｗの幅は、第１シールドテープ５の幅の１０％以下に設定されることがより好ましい。オーバーラップ部５ｗの幅が第１シールドテープ５の幅の１０％以下であれば、ケーブルの伝搬する信号の減衰特性に現れる影響が非常に少なくなる。

また、オーバーラップ部８ｗの幅は、第２シールドテープ８の幅の２５％以下に設定されることがより好ましい。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るケーブルを示した図である。本実施形態の説明に当たり、既に説明した実施形態と同一または同等の構成要素は、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

ケーブル１００ｃは、第１シールドテープ５が、ギャップ巻き、すなわちギャップ部５ｇを有するように螺旋状に巻かれている点で第２の実施形態のケーブル１００ｂと異なる。第１シールドテープ５の外周には、第２シールドテープ８が第２の実施形態と同様にラップ巻きに巻かれている。

本実施形態によれば、ケーブル１００ｃが屈曲した際、ギャップ部５ｇが、ギャップ部５ｇを挟んでケーブルの長手方向に隣り合う第１シールドテープ５の側端部同士の距離の変化を吸収する。このため、ケーブル１００ｃは、良好な屈曲性を有する。

なお、ギャップ部５ｇには、絶縁体２の表面と第２シールドテープ８の表面により画定される空間が形成される。この空間により、ギャップ部５ｇを挟んでケーブル１００ｃの長手方向に隣り合う第１シールドテープ５の側端部と第１シールドテープ５の側端部との距離の変化を、ギャップ部が吸収し易くなっている。

この空間は、第２シールドテープ８により、ケーブル１００ｃを組み立てる際、或いは、ケーブル１００ｃを使用する際に、シールド体１０に外力が加わっても保護され得る。例えば、ジャケット１５が、シールド体１０の外周に高加圧を伴って押し出し成型された場合でも、この空間は、第２シールドテープ８で覆われているため、空間を維持することが可能となる。また、例えば、第２ケーブル１００ａを使用する際に、ケーブル１００ｃに押圧がかかった場合でも、この空間は、シールドテープ８により保護され、空間を維持することが可能となる。

なお、ギャップ部５ｇの幅は、第１シールドテープ５の幅の５０％以下に設定されることがより好ましく、２５％以下に設定されることがさらに好ましい。

また、オーバーラップ部８ｗの幅は、第２シールドテープ８の幅の２５％以下に設定されることがより好ましい。

以上、本発明を第１、第２、第３の実施形態を用いて説明したが、本発明は、これに限らず種々の変形が可能である。

例えば、各実施形態のケーブルでは、コア部が１つの同軸ケーブルとなっているが、コア部を複数本まとめて、このまとめられた複数本のコア部にシールド体が形成された構成としても良い。

さらに、各実施形態のケーブルでは、第１、第２シールドテープ５、８が螺旋状に巻かれるラップ巻き、または、ギャップ巻きとしたが、細線化という観点から、一方が縦添えに巻かれても良い。一方が縦添えに巻かれた場合においても、オーバーラップ部が形成されるように巻かれる構成や、隙間が生じないように巻かれる構成とされることが可能である。

さらに、各実施形態のケーブルでは、第１シールドテープ５及び第２シールドテープ８がともに樹脂から成る基体上に金属層が設けられている構造で説明したが、強度の担保ができれば、金属のみで各シールドテープを形成しても良い。この場合には、オーバーラップ部によるキャパシタの形成そのものがなく好適である。

その他、中心導体１、絶縁体２、第１シールドテープ５、第２シールドテープ８、ジャケット１５等の各材料等は、本発明の課題を解決する範囲で種々変更が可能である。さらに、本発明は、コア部とシールド体１０との間に他の部材が介在することを排除せず、同様にシールド体１０とジャケット１５との間に他の部材が介在することを排除するものではない。

本発明の第１の実施形態に係るケーブルを示す図である。 図１のケーブルの断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るケーブルを示す図である。 図３のケーブルの断面図である。 図４における領域Ａの拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係るケーブルを示す図である。

符号の説明

１００ａ，１００ｂ、１００ｃ・・・ケーブル、１・・・中心導体、２・・・絶縁体、１０・・・シールド体、５・・・第１シールドテープ、８・・・第２シールドテープ、１５・・・ジャケット

Claims (3)

1. 中心導体と、
   前記中心導体を被覆する絶縁体と、
   前記絶縁体を覆うシールド体とを備え、
   前記シールド体は、第１金属層を有すると共に前記絶縁体に巻かれる第１シールドテープと、第２金属層を有すると共に前記第１シールドテープに巻かれる第２シールドテープとから成ること
   を特徴とするケーブル。
2. 前記第１シールドテープと前記第２シールドテープとは、互いに異なる周回方向に螺旋状に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
3. 前記第１シールドテープおよび前記第２シールドテープの少なくとも一方は、オーバーラップ部が形成されるように巻かれていることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル。

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