JP6409993B1

JP6409993B1 - シールドケーブル

Info

Publication number: JP6409993B1
Application number: JP2018064881A
Authority: JP
Inventors: 晴之渡辺; 得天黄; 一宏相田; 小林　正則; 正則小林
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: KR102548464B1; KR20190114705A; JP2019175781A; US10763012B2; US20190304633A1

Abstract

【課題】耐屈曲性を向上した高速信号伝送用のシールドケーブルを提供する。【解決手段】内部導体２と、内部導体２の外周を覆うように設けられた絶縁体３と、絶縁体３の外周を覆うように設けられた外部導体４と、を備え、外部導体４は、絶縁体３の外周に第１素線４１ａを螺旋状に巻き付けた横巻きシールドからなる第１外部導体４１と、第１外部導体４１の外周を覆うように設けられ、第２素線を編み合わせた編組シールドからなる第２外部導体４２と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、シールドケーブルに関する。

従来、内部導体の外周に、絶縁体、外部導体、ジャケットを順次設けたシールドケーブル（同軸ケーブルとも呼称される）が知られている。

３ＧＨｚ以上の高速信号を伝送するシールドケーブルでは、樹脂層の一方の面に金属層を設けたシールドテープを螺旋状に巻き付けたシールド構造を用いると、特定の周波数で大きな減衰が生じるサックアウトと呼ばれる現象が発生し、高周波での減衰特性が劣化してしまうことが知られている。そこで、３ＧＨｚ以上の高速信号を伝送するシールドケーブルでは、高周波での減衰特性の劣化を抑制するために、シールドテープを絶縁体の外周に縦添え巻きにしたシールド構造が一般に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平４−７２５０７号公報

近年、カメラセンサの用途拡大によって、繰り返し曲げを行う可動部にも、高速信号伝送用のシールドケーブルが用いられるようになっている。そのため、高速信号伝送用のシールドケーブルにも、高い耐屈曲性が求められてきている。

しかし、上述のシールドテープを縦添えしたシールド構造では、高周波での減衰特性は良好となるものの、繰り返し曲げを受けるとシールドテープにしわが発生し、シールドテープが割れてしまうという課題があり、耐屈曲性が十分でなかった。

そこで、本発明は、耐屈曲性を向上した高速信号伝送用のシールドケーブルを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、内部導体と、前記内部導体の外周を覆うように設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外周を覆うように設けられた外部導体と、を備え、前記外部導体は、前記絶縁体の外周に第１素線を螺旋状に巻き付けた横巻きシールドからなる第１外部導体と、前記第１外部導体の外周を覆うように設けられ、第２素線を編み合わせた編組シールドからなる第２外部導体と、を有し、前記第１素線には、潤滑油が塗布されておらず、前記第２素線には、潤滑油が塗布されている、シールドケーブルを提供する。

本発明によれば、耐屈曲性を向上した高速信号伝送用のシールドケーブルを提供できる。

本発明の一実施の形態に係るシールドケーブルを示す図であり、（ａ）は長手方向に垂直な断面を示す断面図、（ｂ）はその層構成を説明する説明図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

（シールドケーブルの全体構造）
図１は、本実施の形態に係るシールドケーブルを示す図であり、（ａ）は長手方向に垂直な断面を示す断面図、（ｂ）はその層構成を説明する説明図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、シールドケーブル１は、内部導体２と、内部導体２の外周を覆うように設けられた絶縁体３と、絶縁体３の外周を覆うように設けられた外部導体４と、外部導体４の外周を覆うように設けられたジャケット５と、を備えている。シールドケーブル１は、３ＧＨｚ以上（例えば６ＧＨｚ）の高速信号を伝送する高速伝送用途に用いられるものであり、車載のカメラからの画像信号を伝送する用途等に用いられるものである。

内部導体２としては、耐屈曲性を向上させるため、内部導体用素線２ａを撚り合わせた撚線導体を用いるとよい。内部導体用素線２ａとしては、軟銅線または銅合金線を用いることができる。また、耐屈曲性を向上させるという観点から、内部導体２を構成する内部導体用素線２ａの本数は、７本以上であることが望ましく、例えば１９本とするとよい。本実施の形態では、内部導体用素線２ａとして外径０．１８ｍｍの軟銅線を用い、１９本の内部導体用素線２ａを撚り合わせて外径約０．９３ｍｍの内部導体２を構成した。

絶縁体３としては、高周波での損失を抑制するために誘電率が低いものを用いることが望ましく、例えば、ＦＥＰ（パーフルオロエチレンプロペンコポリマー）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、発泡ＰＥ、あるいは発泡ＰＰ等の絶縁樹脂を用いることができる。ここでは、発泡ＰＥからなる絶縁体３を用いた。絶縁体３の厚さは、例えば約０．７５ｍｍであり、絶縁体３の外径は、例えば約２．４３ｍｍである。

ジャケット５としては、用途に応じた耐熱性、耐燃性、耐候性を有するものを用いるとよく、例えばウレタンからなるものを用いることができる。ジャケット５の厚さは、例えば約０．３ｍｍであり、ジャケット５の外径、すなわちシールドケーブル１全体の外径は、例えば約３．７ｍｍである。

（外部導体４の説明）
本実施の形態では、外部導体４が２層構造となっている。より具体的には、外部導体４は、絶縁体３の外周に第１素線４１ａを螺旋状に巻き付けた横巻きシールドからなる第１外部導体４１と、第１外部導体４１の外周を覆うように設けられ、第２素線を編み合わせた編組シールドからなる第２外部導体４２と、を有している。

第１外部導体４１は、導電性の高い第１素線４１ａを用い、この第１素線４１ａを、絶縁体３の外周に隙間無く螺旋状に巻き付けて構成されている。これにより、ケーブル長手方向に連続した導体を有する場合（例えばシールドテープを縦添え巻きした場合）と略同じ状態となり、減衰特性が良好となる。また、第１外部導体４１は、第１素線４１ａを螺旋状に巻き付けた横巻きシールドであるから、従来のようにシールドテープを縦添え巻きした場合と比較して、耐屈曲性が良好である。

第１素線４１ａとしては、導電率が高い軟銅線を用いるとよいが、より高い屈曲性が要求される場合には、銅合金線を用いてもよい。第１素線４１ａとして銅合金線を用いる場合、導電率が９０％以上のものを用いることが望ましい。また、第１素線４１ａとしては、その表面にめっきが施されていないか、あるいは、導電性が高い銀めっきが施されているものを用いることが望ましい。例えば、第１素線４１ａとして、導電性が低い錫めっきが施されたものを用いると、表皮効果により高周波での減衰特性が劣化してしまう場合がある。

横巻きシールドからなる第１外部導体４１は、減衰特性が良好なものの、一般的な編組シールドと比較して体積が小さいため、外部からのノイズに対するシールド効果も十分に得られない場合がある。そこで、本実施の形態では、第１外部導体４１の外周に、外部からのノイズに対するシールド効果を向上させることが可能な編組シールドからなる第２外部導体４２を設けている。

第２外部導体４２は、第１外部導体４１の外周に第２素線を編み合わせてなり、第１外部導体４１と第２外部導体４２とは互いに接触している。第２外部導体４２に用いる第２素線としては、軟銅線または銅合金線を用いることができ、その表面に錫めっきが施されているものを用いるとよい。また、第２素線としては、中心糸に銅箔を螺旋状にラッピングした銅箔糸を用いることもできる。

シールドケーブル１を曲げた際に、第１外部導体４１と第２外部導体４２とが擦れて摩耗が発生してしまうことを抑制するため、第２外部導体４２に用いる第２素線としては、その表面に潤滑油が塗布されたものを用いるとよい。潤滑油としては、例えば流動パラフィンを用いることができる。

なお、第１外部導体４１に用いる第１素線４１ａに潤滑油を塗布すると、潤滑油の影響により高周波での減衰特性が劣化してしまう場合がある。そのため、第１素線４１ａには潤滑油を塗布していないものを用い、第２素線に潤滑油が塗布されたものを用いることが望ましい。これにより、高周波での減衰特性の劣化を抑制しつつも、シールドケーブル１を曲げた際の第１及び第２外部導体４１，４２の摩耗を抑制し、耐屈曲性をより向上できる。

また、編組シールドである第２外部導体４２を設けることで、端末加工時にジャケット５を除去した際に、横巻きされた第１素線４１ａが径方向外方に移動しないように第２外部導体４２で押さえ込み、第１素線４１ａの解れを抑えることが可能になる。その結果、接続端子の取り付け等の端末加工の作業が容易になると共に、ケーブル端末においてもシールド構造を維持してケーブル端末での減衰特性の劣化も抑制可能になる。

さらに、第２外部導体４２によって第１外部導体４１を径方向内方に押さえ付けることになるため、第１素線４１ａのケーブル長手方向に沿った移動も抑制され、シールドケーブル１を曲げた際にも、第１素線４１ａ同士の間に隙間が生じにくくなる。その結果、シールドケーブル１を曲げた際の高周波での減衰特性の劣化も抑制可能になる。

第２外部導体４２を構成する編組シールドでは、シールドケーブル１の可とう性を維持でき、かつ、ノイズへの耐性を維持できるように構成される。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るシールドケーブル１では、外部導体４は、絶縁体３の外周に第１素線４１ａを螺旋状に巻き付けた横巻きシールドからなる第１外部導体４１と、第１外部導体４１の外周を覆うように設けられ、第２素線を編み合わせた編組シールドからなる第２外部導体４２と、を有している。

横巻きシールドからなる第１外部導体４１を備えることで、優れた減衰特性が得られると共に、耐屈曲性に優れたシールドケーブル１を実現できる。また、編組シールドからなる第２外部導体４２を備えることで、ノイズ特性にも優れたシールドケーブル１を実現できる。さらに、第２外部導体４２を備えることで、横巻きシールドからなる第１外部導体４１の解れを抑制して端末加工性を向上させることが可能になり、ケーブル端末での減衰特性の劣化も抑制することが可能になる。

（実施例１）
外径が０．９３ｍｍの錫めっき銅合金線を７本撚り合わせた撚り線導体を内部導体２として用い、内部導体２の外周に、押出し機により発泡ポリエチレン樹脂を押出し被覆した厚さ０．７５ｍｍの絶縁体３を形成した。その絶縁体３の外周に、素線径が０．１ｍｍの銀めっき銅合金線７５本をピッチ３１ｍｍで螺旋状に巻いて横巻きシールドからなる第１外部導体４１を形成し、第１外部導体４１の外周に、素線径が０．１ｍｍの錫めっき銅合金線を用いて、持ち数５、打ち数２４、密度９５％の編組シールドからなる第２外部導体４２を形成した。第２外部導体４２の外周には、押出し機により厚さ０．３７ｍｍのポリウレンタン樹脂を押出し被覆したジャケット５を形成し、実施例１のシールドケーブル１を作製した。

（比較例１）
横巻シールド及び編組シールドに代えて、ポリエチレンテレフタラート樹脂層とアルミニウム金属層からなるシールドテープを絶縁体の外周に縦添えした以外は上記実施例１と同じ構成として、比較例１のシールドケーブルを作製した。

上記実施例１及び比較例１のシールドケーブルについて、一端を固定して曲げ半径２４ｍｍで左右に９０°ずつ繰り返し屈曲させた。その結果、実施例１のシールドケーブル１は繰り返し屈曲させても減衰特性は良好であったが、比較例１のシールドケーブルは繰り返し屈曲により、シールドテープにしわが発生したり、割れが発生することがあった。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］内部導体（２）と、前記内部導体（２）の外周を覆うように設けられた絶縁体（３）と、前記絶縁体（３）の外周を覆うように設けられた外部導体（４）と、を備え、前記外部導体（４）は、前記絶縁体（３）の外周に第１素線（４１ａ）を螺旋状に巻き付けた横巻きシールドからなる第１外部導体（４１）と、前記第１外部導体（４１）の外周を覆うように設けられ、第２素線を編み合わせた編組シールドからなる第２外部導体（４２）と、を有する、シールドケーブル（１）。

［２］前記第１外部導体（４１）は、前記絶縁体（３）の外周に、前記第１素線（４１ａ）を隙間無く螺旋状に巻き付けて構成される、［１］に記載のシールドケーブル（１）。

［３］前記第１素線（４１ａ）は、軟銅線または銅合金線であり、その表面にめっきが施されていないか、あるいは、銀めっきが施されている、［１］または［２］に記載のシールドケーブル（１）。

［４］前記第２素線は、軟銅線または銅合金線であり、その表面に錫めっきが施されている、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のシールドケーブル（１）。

［５］前記第１素線（４１ａ）には、潤滑油が塗布されておらず、前記第２素線には、潤滑油が塗布されている、［１］乃至［４］の何れか１項に記載のシールドケーブル（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…シールドケーブル
２…内部導体
３…絶縁体
４…外部導体
５…ジャケット
４１…第１外部導体
４１ａ…第１素線
４２…第２外部導体

Claims

内部導体と、
前記内部導体の外周を覆うように設けられた絶縁体と、
前記絶縁体の外周を覆うように設けられた外部導体と、を備え、
前記外部導体は、
前記絶縁体の外周に第１素線を螺旋状に巻き付けた横巻きシールドからなる第１外部導体と、
前記第１外部導体の外周を覆うように設けられ、第２素線を編み合わせた編組シールドからなる第２外部導体と、を有し、
前記第１素線には、潤滑油が塗布されておらず、
前記第２素線には、潤滑油が塗布されている、
シールドケーブル。
前記第１外部導体は、前記絶縁体の外周に、前記第１素線を隙間無く螺旋状に巻き付けて構成される、
請求項１に記載のシールドケーブル。
前記第１素線は、軟銅線または銅合金線であり、その表面にめっきが施されていないか、あるいは、銀めっきが施されている、
請求項１または２に記載のシールドケーブル。
前記第２素線は、軟銅線または銅合金線であり、その表面に錫めっきが施されている、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のシールドケーブル。