JP2019125563A - 信号伝送用ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルの細径化、および、段剥き加工の容易化が可能な信号伝送用ケーブルを提供する。【解決手段】一本以上または一対以上の単数または複数の素線からなる導体２１を絶縁体で被覆した絶縁電線において、導体２１を被覆する絶縁体から形成された被覆層３１と、被覆層３１の周囲を覆うコーティング層４１と、コーティング層４１を覆う金属材料を含む材料から形成されたメッキ層５１と、を有し、被覆層３１およびコーティング層４１の間の密着強度は、コーティング層４１およびメッキ層５１の間の密着強度よりも低い。【選択図】 図１

Description

本発明は、信号伝送用ケーブルに関する。

信号伝送用ケーブルとしては、導電性を有する導線と、導線の周囲に設けられた樹脂から形成された被覆層と、被覆層の外側に設けられた導電性を有するシールド層が設けられたものが一般に知られている。従来は、シールド層として銅およびポリエステルが積層されたテープを被覆層に巻き付けたものが知られていた。

近年では、信号伝送ケーブルの低コスト化や細径化や高性能化を図るために、銅およびポリエステルが積層されたテープを用いたシールド層の代わりに、被覆層の外周面に金属メッキを施したシールド層が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、上述の信号伝送用ケーブルの端部は、導線を基板などに電気的に接続する際に段剥きが行われる（例えば、特許文献２参照。）。段剥きは、信号伝送用ケーブルの芯線を露出させる加工であるとともに、シールド層を被覆層から取り除く（剥く）加工である。この段剥きにより、露出された芯線と、シールド層の端部とが、信号伝送用ケーブルの長手方向に離れることになる。そのため、導線と基板との接点と、シールド層と基板の接点と、の距離を確保しやすくなり絶縁を図りやすくなる。

特開２００５−１４９８９２号公報 特表２０１６−５２９６６４号公報

特許文献１に記載されている被覆層の外周面に金属メッキを施したシールド層を有する信号伝送ケーブルの場合、上述の段剥きの加工が行いにくいという問題があった。具体的には、金属メッキのシールド層は、銅およびポリエステルが積層されたテープのシールド層と比較して、シールド層および被覆層が強く密着している。そのため、段剥きを行う際に、被覆層からシールド層を剥がしにくく段剥き加工が行いにくいという問題があった。

また、段剥き加工が行いにくいため、導線とシールド層との間の絶縁を確保しにくいという問題があった。具体的には、被覆層からシールド層を剥がしにくいため、導線とシールド層の端部との距離を確保しにくく、導線とシールド層との絶縁を確保しにくいという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ケーブルの細径化、および、段剥き加工の容易化が可能な信号伝送用ケーブルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の信号伝送用ケーブルは、一本以上または一対以上の単数または複数の素線からなる導体を絶縁体で被覆した絶縁電線において、前記導体を被覆する絶縁体から形成された被覆層と、前記被覆層の周囲を覆うコーティング層と、前記コーティング層を覆う金属材料を含む材料から形成されたメッキ層と、を有し、前記被覆層および前記コーティング
層の間の密着強度は、前記コーティング層および前記メッキ層の間の密着強度よりも低い。

本発明の信号伝送用ケーブルによれば、被覆層およびコーティング層の間の密着強度を、コーティング層およびメッキ層の間の密着強度よりも低くされている。これにより、段剥き加工の際に、メッキ層はコーティング層とともに被覆層および素線から取り除かれる。そのため、信号伝送用ケーブルのシールド層として、メッキ層を設けて細線化を図ったケーブルであっても、シールド層（メッキ層）を取り除く段剥き加工が容易となる。

本発明の信号伝送用ケーブルによれば、被覆層およびコーティング層の間の密着強度を、コーティング層およびメッキ層の間の密着強度よりも低くしているため、ケーブルの細径化、および、段剥き加工の容易化が可能になるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る信号伝送用ケーブルの構成を説明する摸式断面視図である。 段剥き加工が施された図１の信号伝送用ケーブルの端部を説明する模式図である。 本発明の他の実施形態に係る信号伝送用ケーブルの構成を説明する摸式断面視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る信号伝送用ケーブル１０ついて図１から図３を参照しながら説明する。
本実施形態では、本発明を一対の信号線導体（導体）２１を有する信号伝送用ケーブル１０に適用して説明する。信号伝送用ケーブル１０には、図１に示すように、一対の信号線導体２１と、被覆層（第１の絶縁体）３１と、コーティング層（第２の絶縁体）４１と、メッキ層５１と、が主に設けられている。

信号線導体２１は電気信号の伝達に用いられるものであり、例えば、銅や銅合金を含む金属材料から形成された素線である。一対の信号線導体２１のうちの一方は、差動信号としてのプラス側信号を伝送する導体であり、他方は、差動信号としてのマイナス側信号を伝送する導体である。

被覆層３１は、一対の信号線導体２１を被覆するものである。本実施形態では、被覆層３１の横断面形状が、一対の長さが等しい平行線および一対の半円形形状により構成された形状である例に適用して説明する。なお、被覆層３１の具体的な形状については、上述の形状であってもよいし、略楕円形の形状などの他の形状であってもよい。

被覆層３１の内部には、一対の信号線導体２１が所定間隔で並ぶように配置され、信号線導体２１の周囲には、被覆層３１の厚さが少なくとも所定の厚さを有するようにされている。

本実施形態では、被覆層３１がフッ素樹脂から形成されている例に適用して説明する。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を代表とし、その他、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの公知の樹脂を例示することができる。なお、被覆層３１はフッ素樹脂から形成されていてもよいし、被覆層３１に
求められる絶縁性などの条件を満たす他の樹脂から形成されていてもよい。

被覆層３１における外周面、言い換えるとコーティング層４１と対向する面である被覆外周面３２には、粗面化や、親水化を目的とした改質処理は施されていない。例えば、被覆外周面３２は、圧縮法や押出法により被覆層３１のケーブル状に成形した状態のままとされている。

コーティング層４１は、被覆層３１を被覆するものである。コーティング層４１は、被覆層３１の被覆外周面３２に密着して設けられている。言い換えると、周方向および長手方向にわたり接触の程度が同様になるようにして設けられている。コーティング層４１は、厚さｔが５０μｍ以下となるように形成されている。

本実施形態では、コーティング層４１がフッ素樹脂とは異なる樹脂、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、から形成されている例に適用して説明する。なお、コーティング層４１は発泡ポリエチレンから形成されていてもよいし、コーティング層４１に求められる絶縁性などの条件を満たす他の樹脂から形成されていてもよい。

コーティング層４１における外周面、言い換えるとメッキ層５１と対向する面であるコーティング外周面４２には、粗面化や、親水化を目的とした改質処理が施されている。ここで改質処理としては、ブラスト処理や、プラズマ、コロナ、紫外線、電子線、イオンビーム等の高エネルギーを照射する処理や、酸性溶液、アルカリ性溶液または高濃度の酸素やオゾンを含有する溶液へ浸漬する処理などを例示することができる。

メッキ層５１は、被覆層３１のコーティング外周面４２に形成される層であり、外来ノイズの影響を抑制するものである。メッキ層５１は、メッキ処理により形成される層であり、銅または銅合金を含む金属材料から形成された導電性を有する層である。本実施形態では、メッキ層５１が銅または銅合金を含む金属材料から形成される例に適用して説明するが、導電性を有する材料、例えば銀または銀合金を含む金属材料から形成されてもよい。

被覆層３１およびコーティング層４１の間の密着強度は、コーティング層４１およびメッキ層５１の間の密着強度よりも低い。なお、密着強度の比較方法の詳細については、後述する。

次に、上記の信号伝送用ケーブル１０において段剥き加工された端部の構成について、図２を参照しながら説明する。
信号伝送用ケーブル１０の端部は、長手方向に沿って順次に段剥きされている。段剥き加工では、信号伝送用ケーブル１０の端部のメッキ層５１およびコーティング層４１が剥ぎ取られ、被覆層３１が露出する領域が形成される。

例えば、被覆層３１に達する深さの溝を、信号伝送用ケーブル１０の周方向にわたって環状に形成する。その後、当該溝よりも端部側のメッキ層５１およびコーティング層４１を剥ぎ取ることにより、被覆層３１を露出させる。なお、上述の溝を形成する方法としては、二酸化炭素レーザーなどのレーザー光を信号伝送用ケーブル１０に照射して形成する方法を例示することができる。

その後、露出した被覆層３１の先端側の一部が剥ぎ取られ一対の信号線導体２１が露出する領域が形成される。これにより、信号伝送用ケーブル１０の端部の先端では一対の信号線導体２１が露出し、その次に被覆層３１が露出する。なお、一対の信号線導体２１を
露出させる方法は、公知の方法を用いることができる。

露出している一対の信号線導体２１は、信号伝送用ケーブル１０が接続されるコネクタまたは基板などに設けられた信号線導体用パッド９１に電気的に接続される。またメッキ層５１は、接地されたグランドパッド９２に電気的に接続される。

被覆層３１が露出している長さ（長手方向の長さ）Ｌは、信号線導体２１とメッキ層５１との間の絶縁が確保できる長さ以上であればよく、具体的な数値を限定するものではない。

次に、密着強度の比較方法について説明する。
まず、比較に用いる対象である信号伝送用ケーブル１０に対して、少なくとも被覆層３１に達する深さの溝を格子状に形成する。次いで、信号伝送用ケーブル１０の当該溝を形成した領域に粘着テープを接着させ、当該粘着テープを剥がす。

当該粘着テープについて剥がれた信号伝送用ケーブル１０の切片における粘着テープと反対側の面の材質の分析を行う。当該分析により、被覆層３１を形成する材料が検出されれば、被覆層３１およびコーティング層４１の間の密着強度は、コーティング層４１およびメッキ層５１の間の密着強度よりも低いと判定される。

その一方で、メッキ層５１を形成する材料が検出されれば、被覆層３１およびコーティング層４１の間の密着強度は、コーティング層４１およびメッキ層５１の間の密着強度よりも高いと判定される。

上記の構成の信号伝送用ケーブル１０によれば、被覆層３１およびコーティング層４１の間の密着強度を、コーティング層４１およびメッキ層５１の間の密着強度よりも低くされている。これにより、段剥き加工の際に、メッキ層５１はコーティング層４１とともに被覆層３１および信号線導体２１から取り除かれる。そのため、信号伝送用ケーブル１０のシールドとして、メッキ層５１を設けて細線化を図ったケーブルであっても、メッキ層５１を取り除く段剥き加工が容易となる。

被覆層３１およびコーティング層４１をそれぞれ異なる絶縁体であるＰＴＦＥおよび発泡ポリエチレンから形成することにより、信号伝送用ケーブル１０におけるノイズ特性の向上と、段剥き加工の容易化とを図りやすくなる。具体的には、被覆層３１を形成する材料としてノイズ特性の向上を図りやすい材料を採用し、コーティング層４１を形成する材料として段剥き加工の容易化を図りやすい材料を採用することが可能となる。

コーティング層４１におけるメッキ層５１と対向するコーティング外周面４２に改質処理を行うことにより、改質処理を行わない場合と比較して、コーティング層４１とメッキ層５１との間の密着強度を高めやすくなる。コーティング外周面４２はメッキ層５１が形成される面である。この対向する面に改質処理が行われることにより、メッキ層５１が形成されやすくなり、コーティング層４１とメッキ層５１との間の密着強度を高めやすくなる。

被覆層３１におけるコーティング層４１と対向する被覆外周面３２に改質処理を行わないことにより、改質処理を行った場合と比較して、被覆層３１とコーティング層４１との間の密着強度を抑制しやすくなる。被覆外周面３２はコーティング層４１が形成される面である。被覆外周面３２に改質処理を行わないことにより、被覆層３１とコーティング層４１との間の密着強度を抑制しやすくなる。

被覆層３１およびコーティング層４１を密着させることにより、断続的に隙間がある場合、言い換えると断続的に接触する場合と比較して、信号伝送用ケーブル１０におけるノイズ特性の悪化を抑制しやすい。

金属材料または金属材料を含む複合材料、より好ましくは銅または銅を含む複合材料がメッキ層５１に含まれていることにより、メッキ層５１をシールドとして機能させることが可能となる。

コーティング層４１の厚さを５０μｍ以下とすることにより、信号伝送用ケーブル１０におけるノイズ特性の悪化を抑制しやすい。特に、信号伝送用ケーブル１０の細径化を図る場合には、ノイズ特性の悪化を抑制しやすくなる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施の形態においては、信号伝送用ケーブル１０に一対の信号線導体２１が設けられている例に適用して説明したが、図３に示すように、１本の信号線導体２１が設けられたものであってもよく、信号線導体２１の本数を限定するものではない。

１０…信号伝送用ケーブル、２１…信号線導体（導体）、３１…被覆層（第１の絶縁体）、４１…コーティング層（第２の絶縁体）、５１…メッキ層

Claims (8)

1. 一本以上または一対以上の単数または複数の素線からなる導体を絶縁体で被覆した絶縁電線において、
   前記導体を被覆する絶縁体から形成された被覆層と、
   前記被覆層の周囲を覆うコーティング層と、
   前記コーティング層を覆う金属材料を含む材料から形成されたメッキ層と、
   を有し、
   前記被覆層および前記コーティング層の間の密着強度は、前記コーティング層および前記メッキ層の間の密着強度よりも低い信号伝送用ケーブル。
2. 前記被覆層は第１の絶縁体から形成され、
   前記コーティング層は、前記第１の絶縁体とは異なる第２の絶縁体から形成されている請求項２に記載の信号伝送用ケーブル。
3. 前記コーティング層における前記メッキ層と対向する領域は、粗化または親水化する改質処理が行われている請求項２または３に記載の信号伝送用ケーブル。
4. 前記被覆層における前記コーティング層に対向する領域は、粗化または親水化する改質処理が行われていない請求項１から３のいずれか１項に記載の信号伝送用ケーブル。
5. 前記被覆層は、フッ素樹脂を用いて形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の信号伝送用ケーブル。
6. 前記被覆層および前記コーティング層は密着している請求項１から５のいずれか１項に記載の信号伝送用ケーブル。
7. 前記メッキ層は、金属材料、または、金属材料を含む複合材料を含む請求項１から６のいずれか１項に記載の信号伝送用ケーブル。
8. 前記コーティング層は、５０μｍ以下の厚さを有する請求項１から７のいずれか１項に記載の信号伝送用ケーブル。