JP5280304B2 - 同軸ケーブル用中空コア体とその製造方法、および同軸ケーブルとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として携帯電話やノート型のパソコン（パーソナルコンピュータ）の内部配線に使用される極細の同軸ケーブル用中空コア体とその製造方法、および中空コア体を含む同軸ケーブルとその製造方法に関する。

携帯電話やノート型のパソコンの内部配線には、外径が０．８ｍｍ程度の極細の同軸ケーブルが使用されている。

上記の極細の同軸ケーブルは、内部導体の外周に絶縁体を設けて中空コア体を構成し、この中空コア体の外周に外部導体を設けるとともに、この外部導体の外周に外側被覆を設けたものである（特許文献１参照）。

上記中空コア体における絶縁体は、良好な誘電率を有するよう、内部に隙間を有する中空構造となっている。

詳しくは、図４に示すように、中空コア体１０における絶縁体１１は、内部導体１２を被覆する内側絶縁層１１Ａと、内側絶縁層１１Ａから放射状に延びるリブ１１ｒと、リブ１１ｒの外端に連結する筒状の外側絶縁層１１Ｃとを有する構造で、内側絶縁層１１Ａと外側絶縁層１１Ｃとの間に、リブ１１ｒにより隙間１１ｓが形成されている。図４において、符号１３は外部導体、１４は外側被覆である。

なお、上記従来の中空コア体１０において、内側絶縁層１１Ａやリブ１１ｒ、外側絶縁層１１Ｃの厚みはほぼ同一に形成されているのが普通である。

特開２００３−２４９１２９号公報

ところで、上記のような中空コア体を有する同軸ケーブルでは、端部にかしめタイプのコネクタを取り付けた場合、同軸ケーブルの端部において、絶縁体がコネクタの締め付けで潰れて、その部分の電気特性が劣化し、反射等の現象が生じるおそれがある。

また、同軸ケーブルを製造する際、中空コア体の外周に外部導体を設ける過程で、絶縁体が潰れて電気特性が劣化することも懸念される。

本発明は、上記の問題点に鑑み、中空コア体における絶縁体の強度を高めて、コネクタの取り付け等による絶縁体の潰れを抑制し、電気特性の劣化を防止することを課題とする。

上記課題を達成するには、中空コア体の外径を大きくしたり、中空コア体の内部の隙間を小さくすることが考えられるが、これらの対応策では、同軸ケーブルの外径が許容規格以上に大きくなったり、また、所要の電気特性が得られなくなったりする。

上記の事情を考慮して、本発明の発明者は種々の実験を行い、検討したところ、絶縁体の内側絶縁層、リブ、および外側絶縁層の各厚みを所定の関係に設定すると、絶縁体の外径や電気特性（誘電率）を所要の値に保ったままで、絶縁体の強度を高めることが可能になることを見出し、以下の発明を創案するに至った。

すなわち、本発明に係る中空コア体の製造方法は、内部導体と、内部導体の外周に設けた絶縁体とからなり、上記絶縁体は、内部導体を被覆する内側絶縁層と、内側絶縁層から放射状に延びるリブと、リブの外端に連結する筒状の外側絶縁層とを有して外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルに用いられる中空コア体の製造方法であって、上記絶縁体の外径および電気的特性を一定とした状態で、内側絶縁層の厚みＴｉとリブの厚みＴｒと外側絶縁層の厚みＴｏとを、
Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏ
の関係に設定したことを特徴とする。

なお、上記構成において、絶縁体の外径は、本発明製造方法により製造される中空コア体を含む同軸ケーブルの規格外径に対応して予め設定される。本発明は、外径０．８ｍｍ程度の極細の同軸ケーブルもしくはその同軸ケーブルに用いられる中空コア体さらにはそれらの製造方法であるので、絶縁体の外径は０．６ｍｍ、もしくはその近似値に設定される。また、絶縁体の電気特性は、具体的には誘電率であって、本発明の製造方法により製造される中空コア体を含む同軸ケーブルが極細の同軸ケーブルであるので、その特性インピーダンスが５０Ωとなるよう、絶縁体の誘電率εは１．３８２に設定される。

上記の製造方法により得られた中空コア体では、絶縁体の外径や電気特性を所要の値に保ったままで、絶縁体の強度を高めることができ、このことは、実験結果から確認できる。そのため、コネクタの取り付け等による絶縁体の潰れをなくすことができる。

さらに、本発明では、内側絶縁層の厚みＴｉに対して外側絶縁層の厚みＴｏを、
２×Ｔｉ≦Ｔｏ≦３×Ｔｉ
の関係に設定することが望ましい。

上記の構成では、絶縁体の強度を一層高めることができ、絶縁体の潰れを確実になくすことができる。

また、本発明に係る同軸ケーブルの製造方法は、中空コア体の外周に外部導体と、外部導体を被覆する外側被覆とを設けた外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルの製造方法であって、上記中空コア体を、上記した中空コア体の製造方法により製造することを特徴とするものである。

さらに、本発明に係る中空コア体は、内部導体と、内部導体の外周に設けた絶縁体とからなり、上記絶縁体は、内部導体を被覆する内側絶縁層と、内側絶縁層から放射状に延びるリブと、リブの外端に連結する筒状の外側絶縁層とを有して外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルに用いられる同軸ケーブル用中空コア体であって、上記絶縁体の内側絶縁層の厚みＴｉとリブの厚みＴｒと外側絶縁層の厚みＴｏが、
Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏ
の関係に設定されていることを特徴とする。

また、本発明に係る同軸ケーブルは、中空コア体を備え、この中空コア体の外周に外部導体と、外部導体を被覆する外側被覆とを設けた外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルであって、中空コア体が、上記した本発明に係る中空コア体であることを特徴とする。

本発明によれば、中空コア体における絶縁体の強度が向上するので、コネクタの取り付け等による絶縁体の潰れが抑制され、絶縁体の潰れによる電気特性の劣化を防止することができる。

この場合、絶縁体の外径や電気特性が所要の値に保たれており、中空コア体や同軸ケーブルの外径が許容規格以上に大きくなったり、所要の電気特性が得られなくなったりすることがない。

本発明の製造方法により得られる中空コア体の断面図。 本発明の製造方法により得られる中空コア体等の機械特性を計測する測定装置の概略構成図。 本発明の製造方法により得られる同軸ケーブルの断面図。 従来の中空コア体を含む同軸ケーブルの断面図。

本発明の詳細を、図１を参照して説明すると、本発明の製造方法により得られる同軸ケーブル用中空コア体１は、内部導体２と、この内部導体２の外周に設けた絶縁体３とからなる。絶縁体３は、全体が樹脂、例えばふっ素樹脂で形成されており、内部導体２を被覆する内側絶縁層３Ａと、内側絶縁層３Ａから放射状に延びるリブ３ｒと、リブ３ｒの外端に連結する筒状の外側絶縁層３Ｃとを有し、周方向に隣り合うリブ３ｒ，３ｒの間には隙間３ｓが形成されている。この実施形態では、内部導体２は多数の細線を束ねたものとなっている。また、リブ３ｒは６本で、放射状で互いに等角に設けられている。

上記構成において、絶縁体３の内側絶縁層３Ａの厚みＴｉと、リブ３ｒの厚みＴｒと、外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏとが、
Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏ ………………………（イ）
の関係に設定されている。これは、後に説明する実験の結果に基づくものである。

なお、上記（イ）式の関係は、絶縁体３の外径（外側絶縁層３Ｃの外径でもある）を一定に保ち、これを変更しないことを条件に設定されるものとする。

また、（イ）式の関係は、絶縁体３の電気特性、具体的には誘電率を一定に保ち、これを変更しないことを条件に設定されるものとする。

この場合、絶縁体３の誘電率は計算により算出される。絶縁体３の誘電率の算出の仕方を説明すると、次の通りである。

まず、リブ３ｒとその間の隙間３ｓからなる層（中間絶縁層３Ｂ）の誘電率εｂを考えると、該誘電率εｂは、
εｂ＝１＋（ε−１）×Ｋ ………………………（ロ）
である。

ここで、εは絶縁体３の材料樹脂であるふっ素樹脂の誘電率であって、ε＝２．０４１である。また、Ｋは、充填率であって、中間絶縁層３Ｂの断面積においてリブ３ｒが占める割合を示すもので、
Ｋ＝リブの高さ×厚み×本数
／〔π／４×（外側絶縁層の内径²−内側絶縁層の外径²）〕……（ハ）
である。

充填率Ｋは、リブ３ｒの本数が６本で、以下に示す実施例３のように、リブ３ｒの高さが０．２２８ｍｍで、厚みＴｒが０．０３ｍｍであり、かつ、外側絶縁層３Ｃの内径が０．５１ｍｍで、内側絶縁層３Ａの外径が０．２８２ｍｍである場合、充填率Ｋは０．１４となり、中間絶縁層３Ｂの誘電率εｂは１．１５となる。

次に、絶縁体３全体の誘電率εｏは、
εｏ＝εａ×εｂ×εｃ×Ｐ
／（εａ×εｂ×Ｑ＋εｂ×εｃ×Ｒ＋εａ×εｃ×Ｓ） ……（ニ）
で表すことができる。

ここで、εａは内側絶縁層３Ａの誘電率、εｃは外側絶縁層３Ｃの誘電率である。また、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓについては、
Ｐ＝ｌｎ（外側絶縁層の外径／内部導体の実効外径） ……………（ホ）
Ｑ＝ｌｎ（外側絶縁層の外径／外側絶縁層の内径） ……………（ヘ）
Ｒ＝ｌｎ（内側絶縁層の外径／内部導体の実効外径） ……………（ト）
Ｓ＝ｌｎ（外側絶縁層の内径／内側絶縁層の外径） ……………（チ）
の各式で表される。

上記の（ニ）式と、（ホ）〜（チ）の各式とにより、絶縁体３の誘電率εｏが求められる。その具体的な数値は、εｏ＝１．３８２である。

次に、本発明の発明者は、（１）絶縁体３の外径が一定である、（２）計算により求めた絶縁体３の誘電率εｏが所定の値（εｏ＝１．３８２）である、という条件のもとに、絶縁体３の内部形状を変更して種々の中空コア体を作成し、その一部を、実施例１〜実施例５とした。具体的には、実施例１〜５では、リブ３ｒの本数が６本で、その厚みＴｒが内側絶縁層３Ａの厚みＴｉより厚く、外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏがリブの厚みＴｒより厚くなっている。

また、同様の条件で作成した他のものを比較例１〜５とした。従来例は、リブ３ｒの厚みＴｒと、内側絶縁層３Ａの厚みＴｉと、外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏとが互いに等しいものである。

そして、上記のように作成した実施例１〜５、比較例１〜５、および従来例の各中空コア体１を、図２に示す測定装置の基台４と加圧台５との間に配置して圧縮試験を行い、機械特性として、５％収縮した場合の反力を測定した。

実施例１〜５、比較例１〜５、および従来例の絶縁体３の内部の形状寸法と、その機械特性は、表１に示す通りである。

表１のデータを見ると、実施例１〜５のように、内側絶縁層３Ａの厚みＴｉとリブ３ｒの厚みＴｒと外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏとが、Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏの関係にある場合、圧縮に対する反力が、従来例および比較例１〜５よりも大きく、機械特性に優れていることが分かる。これは、リブ３ｒが比較的厚いことで、座屈変形にしにくく、また、圧縮外力を直接的に受ける部分である外側絶縁層３Ｃが充分の厚みを有することで、筒状の形状を保つためと考えられる。

なお、従来例は、内側絶縁層３Ａの厚みＴｉとリブ３ｒの厚みＴｒと外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏとが互いに同一であり、比較例１〜５は、内側絶縁層３Ａとリブ３ｒと外側絶縁層３Ｃとの厚みの関係が、実施例１〜５とは異なっており、Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏの関係を有していない。

また、表１のデータによれば、内側絶縁層３Ａの厚みＴｉに対して外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏが、２×Ｔｉ≦Ｔｏ≦３×Ｔｉ、となっていることによっても、絶縁体３の強度が増していることが分かる。

図３は、本発明の製造方法により得られる同軸ケーブルの断面形状を示している。この同軸ケーブル６は、中空コア体１を備え、この中空コア体１の外周に外部導体７と、外部導体７を被覆する外側被覆８とを設けたものである。このうち、中空コア体１は、図１を参照して説明した中空コア体の製造方法により製造されたものである。したがって、中空コア体１の絶縁体３において、内側絶縁層３Ａの厚みＴｉと、リブ３ｒの厚みＴｒと、外側絶縁層３Ｃの厚みＴｏとが、Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏ、の関係があることは、図１の場合と同じである。

１ …中空コア体
２ …内部導体
３ …絶縁体
３Ａ…内側絶縁層、Ｔｉ…内側絶縁層の厚み
３ｒ…リブ、 Ｔｒ…リブの厚み
３Ｃ…外側絶縁層、Ｔｏ…外側絶縁層の厚み

Claims (5)

1. 内部導体と、内部導体の外周に設けた絶縁体とからなり、上記絶縁体は、内部導体を被覆する内側絶縁層と、内側絶縁層から放射状に延びるリブと、リブの外端に連結する筒状の外側絶縁層とを有して外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルに用いられる中空コア体の製造方法であって、
   上記絶縁体の外径および電気的特性を一定とした状態で、内側絶縁層の厚みＴｉとリブの厚みＴｒと外側絶縁層の厚みＴｏを、
   Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏ
   の関係に設定したことを特徴とする同軸ケーブル用中空コア体の製造方法。
2. 内側絶縁層の厚みＴｉに対して外側絶縁層の厚みＴｏを、
   ２×Ｔｉ≦Ｔｏ≦３×Ｔｉ
   の関係に設定したことを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル用中空コア体の製造方法。
3. 中空コア体を備え、この中空コア体の外周に外部導体と、外部導体を被覆する外側被覆とを設けた外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルの製造方法であって、
   上記中空コア体を、請求項１もしくは２に記載の製造方法により製造することを特徴とする同軸ケーブルの製造方法。
4. 内部導体と、内部導体の外周に設けた絶縁体とからなり、上記絶縁体は、内部導体を被覆する内側絶縁層と、内側絶縁層から放射状に延びるリブと、リブの外端に連結する筒状の外側絶縁層とを有して外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルに用いられる同軸ケーブル用中空コア体であって、
   上記絶縁体の内側絶縁層の厚みＴｉとリブの厚みＴｒと外側絶縁層の厚みＴｏが、
   Ｔｉ＜Ｔｒ＜Ｔｏ
   の関係に設定されていることを特徴とする同軸ケーブル用中空コア体。
5. 中空コア体を備え、この中空コア体の外周に外部導体と、外部導体を被覆する外側被覆とを設けた外径０．８２〜０．８６ｍｍの同軸ケーブルであって、
   上記中空コア体が、請求項４に記載の中空コア体であることを特徴とする同軸ケーブル。

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