JP5603970B2 - 同軸ケーブル用中空コア体の製造装置 - Google Patents
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Description
例えば、外環状部の厚みが薄い場合であると、ダイスを押出された溶融樹脂の熱容量が小さいために、急速に冷却されてしまい、引き落とし(ドラフト)の制御が難しくなる。そのため、外形状が大きいままで冷却されてしまい、内環状部と内部導体との間に空間が生じ均一に被覆できなかったりしていた。あるいは、真円でなければならない外周の被覆層の断面が潰れて多角形状になったりしていた。この問題は、特に極細径の同軸ケーブル用中空コア体を製造する際に特に顕著であった。
内部導体と、
該内部導体を被覆する内環状部と、該内環状部から放射状に延びる複数のリブ部と、該リブ部の外端を連結する外径0.5mm以下の外環状部と、からなる絶縁被覆体と、
を備え、前記内環状部と前記外環状部と前記リブ部とにより囲まれた複数の中空部を有する同軸ケーブル用中空コア体を製造する装置であって、
(1)溶融樹脂を押出して、前記内部導体の外周に前記絶縁被覆体を形成するダイスと、
(2)前記絶縁被覆体を形成する樹脂を150℃以上〜[前記樹脂の融点+10]℃未満で加熱する加熱筒と、
(3)前記絶縁被覆体を形成する樹脂を、室温近傍で徐冷する空冷部と、
(4)得られた同軸ケーブル用中空コア体の外径を測定する揺動式外径測定器と、
を備え、
前記ダイス、前記加熱筒、及び前記空冷部はこの順で配列されているとともに、
前記揺動式外径測定器にて測定される同軸ケーブル用中空コア体の最大外径及び最小外径の差が最小となるように、前記加熱筒の加熱温度と加熱時間の少なくともいずれか一つを制御する、同軸ケーブル用中空コア体の製造装置を提供する。
加えて、本発明において、前記ダイスは、前記内部導体の挿通用中心孔と、前記挿通用中心孔の外周に隣接配置される内環状孔と、該内環状孔の外周から放射状に延びる複数の直線状孔と、該直線状孔の外端間を連結する外環状孔と、前記内環状孔と前記外環状孔と前記直線状孔とで囲まれた部分に前記中空部形成用の内圧調整用エアを導入するための貫通孔を設けるのが望ましい。
本発明では、内部導体と、
該内部導体を被覆する内環状部と、該内環状部から放射状に延びる複数のリブ部と、該リブ部の外端を連結する外径0.5mm以下の外環状部と、からなる絶縁被覆体と、
を備え、前記内環状部と前記外環状部と前記リブ部とで囲まれた複数の中空部を有する同軸ケーブル用中空コア体であって、
絶縁部に占める前記中空部の面積割合が40%以上で、前記外環状部の真円度が96.0%以上であり、
長手方向における水中キャパシタンスの変動率が3.1%以下である同軸ケーブル用中空コア体を提供することが可能となる。
高中空率でありながら長手方向の電気特性が安定した同軸ケーブル用中空コア体とすることができる。
この「水中キャパシタンスの変動率」とは、同軸ケーブル用中空コア体5mにおける水中キャパシタンスの最大値と最小値の差を平均値で割ったものをいう。
そして、この同軸ケーブル用中空コア体の単数本又は複数本の外周に、少なくとも外部導体層を設けた同軸ケーブルを提供する。そして、この同軸ケーブルについて、長手方向における特性インピーダンスの変動率が3.0%以下とすることができる。
この「特性インピーダンスの変動率」とは、同軸ケーブル長さ5mにおけるインピーダンスの最大値と最小値の差を平均値で割ったものをいう。
内圧調整用エアは、内環状孔24bと直線状孔24cと外環状孔24dとで囲まれた部分にそれぞれ1個ずつ配置されている。内部導体12を中心孔24a内に挿通して、これを所定速度で引き取る際に、これに伴って外部のエアが、貫通孔24eの後端側(図3においては左端に相当する)から、前方に向かう空気流に伴って、中空部16内に導入されて、それぞれの中空部16の内圧を均一化することができる。
図2に示す製造装置を用いて、中空コア体10の製造を行った。
内部導体として7/0.025mm錫メッキ錫合金線(外径0.025mmの錫メッキ錫合金線を7本で撚ったもの、以下同様)を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、図5に示す口部形状のダイス20中を、35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂(「AP201SH」ダイキン工業社製、誘電率2.1、樹脂融点約310℃)を被覆した。ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度250℃の加熱筒42(ドラフトゾーン)と、長さ500mm、室温(平均温度30℃)の空冷部44(空冷ゾーン)を設けた。面積引き落とし倍率は1936倍とし、外径0.19mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体10をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.011mm、リブ部の厚みが0.012mm、内環状部の厚みが0.014mmであった。これらの測定結果から求めた中空部16の中空率は48%で、真円度98.3%と、真円に近いコアを得ることができた。
[キャパシタンスの評価]
この中空コア体のキャパシタンスを水中オンラインで連続的に測定した。ケーブルキャパシタンスモニター(検出部CP−05−10と中継器CPM−011と表示部CPM−401)と校正キャパシターとリターンロス演算ソフトCPM−PC(いずれもタキカワエンジニアリング製:電極長100mm、アベレージング100回)」を用いて測定したところ、79.4±0.8pF/m(5m間)であった。この水中キャパシタンスの変動率は、1.6÷79.4×100=2.02(%)となった。
[同軸ケーブルの評価]
中空コア体10に0.03mm×15本の横巻きシールドを施し、更に厚さ0.05mmのジャケット被覆を行い、φ0.35mmの同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルをTDR(Time Domain Refrectometry)測定装置(アジレントテクノロジー製:8610
0C−TDRモード)を用いてインピーダンス測定を行ったところ、50.2±0.5Ω(試験体長さ5m)と長手方向に安定したインピーダンス特性であった。この特性インピーダンスの変動率は、1÷50.2×100=1.99%)となった。なお、以下の実施例、比較例について、特に断りがない限り実施例1と同様の条件で評価を行った。
内部導体として7/0.025mm錫メッキ錫合金線を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、ダイス20中を35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、加熱筒42は設けずに、長さ800mm、温度30℃の空冷ゾーンを設けた。
[形状の評価]
外径0.40mmの中空コア体を得、面積引き落とし倍率は437倍であった。
得られた中空コア体をカットして寸法を測定したところ、内環状部と内部導体の間に大きな空隙ができていた。そして、外環状部の真円性も劣る結果となった。内部導体と内環状部が密着すると0.19mmとなる設計であったが、密着する前に絶縁被覆樹脂が固化したためと思われる。
図2に示す製造装置を用いて、中空コア体10の製造を行った。
内部導体として、7/0.025mm錫メッキ錫合金線(外径0.025mmの錫メッキ錫合金線を7本で撚ったもの、以下同様)を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、図5に示す口部形状のダイス20中を、35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂(「AP201SH」ダイキン工業社製、誘電率2.1、樹脂融点約310℃)を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度150℃の加熱筒42(ドラフトゾーン)と、長さ500mm、室温(平均温度30℃)の空冷部44(空冷ゾーン)を設けた。
面積引き落とし倍率は1936倍とし、外径0.18mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体10をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.011mm、リブ部の厚みが0.012mm、内環状部の厚みが0.014mmであった。
これらの測定結果ら求めた中空部16の中空率は48%、真円度98.3%であった。
[キャパシタンスの評価]
この中空コア体のキャパシタンス水中オンラインで連続的に測定した。実施例1と同様の方法で測定したところ、82.0±0.3pF/m(5m間)であった。この水中キャパシタンスの変動率は、0.6÷82.0×100=0.7(%)であった。
[同軸ケーブルの評価]
中空コア体10に0.03mm×15本の横巻きシールドを施し、更に厚さ0.05mmのジャケット被覆を行い、φ0.35mmの同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルをTDR測定装置を用いてインピーダンス測定を行ったところ、50.2±0.2Ω(5m試験体間)と長手方向に安定したインピーダンス特性であった。このインピーダンスの変動率は、0.4÷50.2×100=0.8(%)であった。
内部導体として7/0.025mm錫メッキ錫合金線を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、ダイス20中を35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度320℃の加熱筒42と、長さ500mm、30℃の空冷ゾーンを設けた。
面積引き落とし倍率は1936倍とし、外径0.19mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.012mm、リブ部の厚みが0.012mm、内環状部の厚みが0.015mmであった。これらの値から求めた中空部16の中空率は44%で、真円度は94%であった。しかし、中空コア体の断面形状は、リブ部を頂点とした略6角形状となってしまった。
内部導体として7/0.025mm錫メッキ錫合金線を、350℃のクロスヘッドダイスに導きダイス20中を35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ800mm、温度100℃の加熱筒を設けた。
面積引き落とし倍率は777倍とし、外径0.30mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.015mm、リブ部の厚みが0.015mm、内環状部の厚みが0.017mmであった。これらの値から求めた中空部16の中空率は44%で、真円度は90%で略楕円であった。また、中空コア体の断面形状は、内環状部と内部導体の間に大きな空間ができていた。
内部導体として7/0.03mm錫メッキ錫合金線を、350℃のクロスヘッドダイに導き、ダイス20中を、35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度250℃の加熱筒42と、長さ500mm、室温(平均温度30℃)の空冷部44を設けた。
面積引き落とし倍率は1213倍とし、外径0.24mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体10をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.016mm、リブ部の厚みが0.016mm、内環状部の厚みが0.018mmであった。
これらの測定結果から求めた中空部16の中空率は46%で、真円度98.3%と、真円に近い中空コア体10を得ることができた。
[キャパシタンスの評価]
この中空コア体のキャパシタンスを水中オンラインで連続的に測定した。実施例1と同等の方法で測定したところ、80.3±0.3pF/m(5m間)であった。この水中キャパシタンスの変動率は、0.6÷80.3×100=0.7(%)となった。
[同軸ケーブルの作製]
この中空コア体10を用いて同軸ケーブルを作成した。得られた絶縁被覆導体に対して、ウエットブラストによるエッチング処理と、フルオロエッチ(ナフタレン・ナトリウム錯体)による親水化処理と、塩化第一錫の塩酸酸性液によるアクチュベーティングと、無電解銅メッキと、電解銅メッキとを施し、厚さ5μmの外部導体層を形成した。更に、保護被覆層として0.05mmの厚さでPFA被覆を施し、外径0.34mmの極細同軸ケーブルを得ることができた。この同軸ケーブルを実施例1と同様の方法に基づいて、インピーダンス測定を行ったところ、50.9±0.2Ω(5m試験体間)と長手方向に安定したインピーダンス特性であった。この特性インピーダンスの変動率は、0.4÷50.9×100=0.8(%)となった。
内部導体として7/0.03mm錫メッキ錫合金線を、350℃のクロスヘッドダイに導き、ダイス20中を、35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、加熱筒は設けずに、長さ800mm、温度30℃の空冷ゾーンを設けた。外径0.41mmの中空コア体を得、面積引き落とし倍率は、415倍であった。
[形状の評価]
得られた中空コア体をカットして寸法を測定したところ、内部導体と内環状部の間に大きな空隙ができていた。
内部導体である7/0.025mm錫メッキ錫合金に、厚さ0.06mmのPTFE多孔質テープ(空孔率:50%)を横巻きし、外径0.19mmの絶縁コアを得た。得られたコア体のキャパシタンスを測定したところ、82.2±2.0pF/m(5m間)であった。このキャパシタンスの変動値は、4.0/82.2×100=4.87%であった。
[同軸ケーブルの評価]
中空コア体に0.03mm×15本の横巻きシードを施し、更に厚さ0.05mmのジャケット被覆を行いφ0.36mmの同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルをTDR(Time Domain Refrectometry)測定装置にてインピーダンス測定を行なったところ、50.5Ω±1.25Ωであり、長手方向でインピーダンス特性がばらついていた。この特性インピーダンス変動率は、2.5÷50.5×100=4.95%であった。
内部導体として7/0.065mm錫メッキ銅線を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、ダイス20中を、30m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度210℃の加熱筒42(ドラフトゾーン)と、長さ500mm、室温(平均温度30℃)の空冷部44(空冷ゾーン)を設けた。面積引き落とし倍率は300倍とし、外径0.49mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体10をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.033mm、リブ部の厚みが0.033mm、内環状部の厚みが0.029mmであった。これらの測定結果から求めた中空部16の中空率は46%で、真円度98.6%と、真円に近いコアを得ることができた。
[キャパシタンスの評価]
この中空コア体のキャパシタンスを水中オンラインで測定したところ、82.0±0.7pF/m(5m間)であった。この水中キャパシタンスの変動率は、1.4÷82.0×100=1.7(%)となった。
[同軸ケーブルの評価]
この中空コア体に0.05mm×15本の横巻きシードを施し、更に厚さ0.10mmのジャケット被覆を行いφ0.79mmの同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルをTDR測定装置を用いてインピーダンス測定を行なったところ、50.0Ω±0.45Ω(5m試験体間)と長手方向に安定したインピーダンス特性であった。この特性インピーダンスの変動率は、0.9÷50.0×100=1.8(%)となった。
内部導体として7/0.065mm錫メッキ銅線を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、ガス発泡度59%のPFA樹脂の被覆を行い、0.49mmのコア体を得た。
[キャパシタンスの評価]
この中空コア体のキャパシタンスを水中オンラインで測定したところ、82.0±1.4pF/m(5m間)であった。この水中キャパシタンスの変動率は、2.8÷82.0×100=3.4(%)となった。
[同軸ケーブルの評価]
この中空コア体に0.05mm×15本の横巻きシードを施し、更に厚さ0.1mmのジャケット被覆を行い外径0.79mmの同軸ケーブルを得た。この同軸ケーブルをTDR測定装置を用いてインピーダンス測定を行なったところ、50.0Ω±0.85Ωとインピーダンス特性がばらついていた。この特性インピーダンス変動率は、1.7÷50.0×100=3.4%であった。
内部導体として7/0.065mm錫メッキ銅線を、350℃のクロスヘッドダイスに導き、ダイス20中を、40m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度170℃の加熱筒42(ドラフトゾーン)と、長さ500mm、室温(平均温度30℃)の空冷部44(空冷ゾーン)を設けた。面積引き落とし倍率は300倍とし、最大径0.485mm、最小径0.475mmであり、真円率は97.9%と安定したコアを得た。
冷却ゾーン温度を210℃にしたこと以外は実施例5と同一条件で中空コア体を得たところ、最大径0.490mm、最小径0.470mmであり真円率は95.8%となり、6角状の形状になっていた。
内部導体として7/0.018mm錫メッキ錫合金線を、350℃のクロスヘッドダイに導き、ダイス20中を、35m/minの速度で通過させ、PFA樹脂を被覆した。
ダイス20の直下に、長さ300mm、雰囲気温度250℃の加熱筒42と、長さ500mm、室温(平均温度30℃)の空冷部44を設けた。
面積引き落とし倍率は3723倍とし、外径0.137mmの中空コア体を得た。
[形状の評価]
得られた中空コア体10をカットして寸法を測定したところ、外環状部の厚みが0.01mm、リブ部の厚みが0.009mm、内環状部の厚みが0.009mmであった。
これらの測定結果から求めた中空部16の中空率は45%で、真円度98.3%と、真円に近い中空コア体10を得ることができた。
[キャパシタンスの評価]
この中空コア体のキャパシタンスを水中オンラインで連続的に測定した。実施例1と同等の方法で測定したところ、83.3±1.0pF/m(5m間)であった。
この水中キャパシタンスの変動率は、2.0÷83.3×100=2.4(%)となった。
[同軸ケーブルの作製]
この中空コア体10を用いて同軸ケーブルを作成した。得られた絶縁被覆導体に対して、ウエットブラストによるエッチング処理と、フルオロエッチ(ナフタレン・ナトリウム錯体)による親水化処理と、塩化第一錫の塩酸酸性液によるアクチュベーティングと、無電解銅メッキと、電解銅メッキとを施し、厚さ5μmの外部導体層を形成した。更に、保護被覆層として0.05mmの厚さでPFA被覆を施し、外径0.247mmの極細同軸ケーブルを得ることができた。この同軸ケーブルを実施例1と同様の方法に基づいて、インピーダンス測定を行ったところ、49.7±0.7Ω(5m試験体間)と長手方向に安定したインピーダンス特性であった。この特性インピーダンスの変動率は、1.4÷49.7×100=2.8(%)となった。
一方、比較例1〜6では、本発明に係る中空コア体の如き、高中空率でありながら長手方向における電気特性が安定した中空コア体を製造することはできなかった。
12 内部導体
14 絶縁被覆体
14a 内環状部
14b リブ部
14c 外環状部
16 中空部
20 ダイス
42 加熱部
44 風冷部
45 水冷却槽
S 製造装置
Claims (3)
- 内部導体と、
該内部導体を被覆する内環状部と、該内環状部から放射状に延びる複数のリブ部と、該リブ部の外端を連結する外径0.5mm以下の外環状部と、からなる絶縁被覆体と、
を備え、前記内環状部と前記外環状部と前記リブ部とにより囲まれた複数の中空部を有する同軸ケーブル用中空コア体を製造する装置であって、
(1)溶融樹脂を押出して、前記内部導体の外周に前記絶縁被覆体を形成するダイスと、
(2)前記絶縁被覆体を形成する樹脂を150℃以上〜[前記樹脂の融点+10]℃未満で加熱する加熱筒と、
(3)前記絶縁被覆体を形成する樹脂を、室温近傍で徐冷する空冷部と、
(4)得られた同軸ケーブル用中空コア体の外径を測定する揺動式外径測定器と、
を備え、
前記ダイス、前記加熱筒、及び前記空冷部はこの順で配列されているとともに、
前記揺動式外径測定器にて測定される同軸ケーブル用中空コア体の最大外径及び最小外径の差が最小となるように、前記加熱筒の加熱温度と加熱時間の少なくともいずれか一つを制御する、
同軸ケーブル用中空コア体の製造装置。 - 前記ダイスは、前記内部導体の挿通用中心孔と、前記挿通用中心孔の外周に隣接配置される内環状孔と、該内環状孔の外周から放射状に延びる複数の直線状孔と、該直線状孔の外端間を連結する外環状孔と、前記内環状孔と前記外環状孔と前記直線状孔とで囲まれた部分に前記中空部形成用の内圧調整用エアを導入するための貫通孔が設けられたことを特徴とする請求項1記載の同軸ケーブル用中空コア体の製造装置。
- 前記空冷部を通過した前記絶縁被覆体を形成する樹脂を水冷する水冷却槽をさらに備える請求項1又は2記載の同軸ケーブル用中空コア体の製造装置。
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