JPH10116527A - 導線の周りの絶縁材料製気体包含シースの製造方法と製造装置、およびこの種のシースを備えた同軸ケーブル - Google Patents
導線の周りの絶縁材料製気体包含シースの製造方法と製造装置、およびこの種のシースを備えた同軸ケーブルInfo
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Abstract
造方法と製造装置、およびこの種のシースを備えた同軸
ケーブルを提供する。 【解決手段】 小胞(52)の内部に過圧を使用するこ
となく、小胞(52)の仕切り壁(53、54)がつぶ
れないよう絶縁性材料が十分に引き伸ばされるように、
この材料を成形手段の出口からある距離の所で前記導体
の上に重ね合わせる。
Description
材料製気体包含シースの製造方法および製造装置に関す
る。本発明はさらに詳しくは、限定的ではないが、同軸
ケーブル中間誘電性シースの製造に関する。
料製中間シースで包まれた中心導体(中実または撚り線
形状)を含み、中間シース自体が外部導体によって包ま
れ、この外部導体が外部保護シースによって包まれてい
ることは周知である。中間誘電性シースは、特に高周波
数に必要な減衰特性をケーブルのために得るために、特
定の誘電特性を持たなければならない。さらに具体的に
は、このシースは約1.8以下、そしてできるだけ1に
近い誘電率を有することが一般に要求される。誘電率が
1に近いほど、ケーブルは高い周波数に使用することが
できる。
いる絶縁材料は、中実の形状で使用されるときにはこの
ような誘電率を持っていない。これらの絶縁材料の誘電
率は一般に2付近である。これは特にポリエチレンとポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)の場合である。
この誘電率を下げるために、これらの材料をセルラーシ
ースまたは気体包含シースを形成するために使用するこ
とは周知である。
押出し成形によって)シースの形で実施する間に、誘電
率が1付近の空気またはガスが充てんされた複数の泡
が、最も頻繁には化学反応によって中に入れられたもの
である。この形式のシースは本発明と関係はない。
ケーブルに沿って長手方向に(直線状またはらせん状
に)延びて互いに放射状仕切り壁によって区分された小
胞(セル)を有するシースであり、これらの小胞は、中
実の場合には、使用される絶縁性材料を、このために適
切な開口と通路とをもたらす押出し成形装置を用いて加
工成形することによって得られる。これらの小胞は完全
に閉包され、その結果、中間シースは円筒状または多角
形状であり、その横断面はほぼスポーク車輪の形状を有
する。
筒状中間シースの製造方法は、米国特許第377193
4号に記載されている。この方法は一般的には、勿論粘
性状態の絶縁性材料を、小胞を形成するために加工成形
手段によって望みの形状を前記材料に与えながら押し出
し、次にこうして成形された材料を中心導体の上に重ね
合わせ、最後にシースを得るためにこの絶縁性材料を冷
却させることからなる。
材料を成形手段の出口で、中心導体の上に直接重ね合わ
せる。この結果、形成された小胞の非常に薄い上部仕切
り壁(これらはケーブルの外部導体に接触することを目
的とする)のつぶれを避けるために、製造中にこれらの
小胞の内部に過圧を導くことが必要である。これによっ
て製造が複雑になる。
に移り、これによって成形材料は直径の大きな変動を被
り、これは形成されたシース中に長手方向のき裂を生じ
させる可能性がある。
と中間シースの上の小さな直径を有する気体包含絶縁同
軸ケーブルを製造することはできない。
一の目的は、小胞中における過圧の使用を不必要にする
ことができる、導体の周囲に気体包含シースを製造する
方法を開発することである。
おけるき裂発生の危険性をもたらさない上記の方法を開
発することである。
導体の周囲に絶縁性材料の気体包含シースを製造する方
法を提案するもので、前記シースは、前記導体が収納さ
れた長手方向の通路、ならびに長手方向に延びそして互
いに放射状仕切り壁によって区分された閉包された小胞
を含み、前記方法は下記の操作、すなわち、 − 前記小胞を形成するために、前記粘性状態の絶縁性
材料を、加工成形手段を使用して望みの形状を前記材料
に与えながら押し出す操作と、 − こうして成形された絶縁性材料を前記導体の上に重
ね合わせる(アプライする)操作と、 − 前記シースを得るためにこの絶縁性材料を冷却させ
る操作と からなり、前記小胞の内部に過圧を使用することなく、
小胞の仕切り壁がつぶれないように前記絶縁性材料が十
分に引き伸ばされる(ドローダウンされる)ように、こ
の材料を成形手段の出口からある距離の所で前記導体の
上に重ね合わせることを特徴とする。
料を成形手段を出た後直ちに導体の上に重ね合わせない
ので、この材料の伸び(ドローダウン)は小胞の仕切り
壁のつぶれを防止するには十分であり、したがって小胞
の内部に過圧を使用する必要はもうない。したがって本
発明による方法は、従来の技術による方法よりも実行す
る上ではるかに簡単である。
ースにき裂が生ずることはない。
ス上における直径が小さい(5mm以下)同軸ケーブル
の誘電率が低い(1.7以下)絶縁性中間シースの製造
が可能になるが、このような中間シースはこれまで作る
ことができなかった。
方法を実施するための装置は、ケーブル中心導体を通す
ための内部縦導管を有するガイドと、ガイドを取り囲
み、ガイドの外表面と共に粘性状態の絶縁性材料のため
の通路を規定する、ガイドと同軸のダイスとを含み、シ
ースの形状はガイド自体中に設けられた開口によって得
られ、その結果、得られた中間シースの横断面形状は、
ダイスとガイドとの間に規定された通路の横断面形状に
属するガイドの開口の横断面形状とほぼ同じである。
典型的には5mm以下の中間シース上での小さな直径を
有する同軸ケーブルの製造は可能でない。実際に、得ら
れる中間シースの形状がガイドの空き部分の減少がない
「写真」である前記特許に記載された方法によって、こ
のようなケーブル中間シースを製造するためには、装置
の出口で望みの寸法を持つシースをすぐに得るために非
常に小さな寸法のガイドを使用しなければならないだろ
う。そこでシースの横断面において、物質が空いている
部分の面積と全面積との間の高い比、典型的には40以
上、すなわち典型的には1.7以下の低い誘電率を得る
ことが望まれる。このような比を得ることができるよう
にする開口を、非常に小さな寸法のガイド中に開けるこ
とは不可能である。それは、中間シースの製造において
使用されるためには不十分な機械的耐性を有するガイド
の製造に至ることになるからである。
ス上における小さな直径と低い誘電率を同時に有するケ
ーブルの製造を可能にする前記の方法を実施する装置を
実現することである。
と、 − ガイドを取り囲み、このガイドの外面と共に粘性状
態の前記絶縁性材料のための通路を規定する、このガイ
ドと同軸のダイスと を含み、前記ダイスが前記通路と連絡する少なくとも一
つの開口を含み、この開口中に粘性状態の前記絶縁性材
料を入れることができ、前記通路の周りの配置と前記一
つまたは複数の開口の形状が、前記ダイスの出口で前記
材料が前記小胞を含むように適合されていることを特徴
とする、本発明による方法を実施するための装置を提案
することである。
の使用と、 − 材料を導体の上に重ね合わせる前の材料の引き伸ば
し との組合せによって、望み通りの小さな寸法の、特に医
療分野での利用に適合する寸法中間シースを得ることが
できる。
よれば、ダイスは、その縦軸の周りに対称的に配置され
た複数の同じ開口を含み、これらの開口の各々の横断面
はほぼT字形を呈し、そのTの各横棒は縦軸の周りに曲
り、すべて同じ円筒に属し、各縦棒の延長線は縦軸にお
いて互いに交わる。
性材料が導体の上に重ね合わされる前に引き伸ばされる
場合には、この材料はダイスの出口で、Tの横棒を互い
に接触させるように張る圧力を受け、これによって所望
のシースを得ることができる。
引伸し比に応じて、相似比を除けば、ダイスの形状とほ
ぼ同一の形状(ダイスが複数のT形開口を有し、シース
の形状が、複数のTの各横棒が接近した後にダイスの形
状と同じであるとき)か、または十分に異なった形状を
有する中間シースを製造することができる。
手方向に延びそして互いに放射状仕切り壁によって区分
された閉包された小胞とを含む、誘電材料の絶縁性中間
シースと、 − 外部導体と、 − 外部保護シースと が内部から外部に向かって同軸状に配置されたものを含
み、前記中間シースの外径が5mm以下であり、その誘
電率が1.7以下であることを特徴とする、本発明の方
法によって得られることが好ましい同軸ケーブルに関す
る。
て、このようなケーブルの製造が可能になった。
めの非限定的な例として挙げた本発明の方法と装置に関
する説明から明らかになろう。
の要素には同じ参照番号が付いている。
同軸ケーブル10を示す。このケーブル10は、 − 例えば導線の撚り合わせからなる銅製の内部導電体
4と、 − 導体4と接触している円筒管状部分51と、軸Xに
沿って直線状に長手方向に延び、互いに放射状仕切り壁
53によって区分された複数の小胞52と、放射状仕切
り壁53を取り囲み、その結果中間シース5がほぼスポ
ーク車輪の形状の横断面を有する円筒管状部分54を含
む、例えばエチレンとプロピレンのフッ化物(FEP)
からなる絶縁性誘電材料製中間シース5と、 − シース5の円筒管状部分54の上に支えられた編組
被覆すなわち電線被覆の形状をなす外部導体6と、 − 外部保護シース7と が縦軸Xの周りに内部から外部に向かって同軸状に配列
されたものを含む。
典型的な寸法を挙げる。
さな寸法の同軸ケーブルは、下記の寸法を有する。
らなり、被覆率98%、 − 外部シース7の外径:0.55mm。
中程度の寸法の同軸ケーブルは、下記の寸法を有する。
らなり、被覆率66%、 − 外部シース7の外径:2mm。
を製造できるようにする本発明による押出し成形装置を
示す。この装置はガイド2とダイス3を含む。
状内部導管20を備えている。この導管20は導体4の
通過を可能にする。ガイド2は、円錐台状部分22によ
って延長されたほぼ円筒状の部分21を含み、円錐台状
部分22の最も小さな直径の底は、円筒状部分21と同
じ直径を有する。
と同軸である。その外表面は円筒状であり、その内表面
30は円錐台状部分32によって延長された円筒状部分
31を有する。ダイス3の内表面30はガイド2ととも
に、中間シース5を構成することを目的とする絶縁性材
料35のための円筒状通路34を規定する。この絶縁性
材料35は、ダイスとガイドとの組立品の下流側にある
押出し成形装置のクロスヘッド(図示せず)から出てく
る。
有するように、所望の形状を絶縁性材料35に与えるた
めに、通路34と連絡する開口(図2には図示せず)が
ダイス3の円筒状部分31中に開けられる。これらの開
口は同様にガイド2中に開けることもできるが、後述す
るように、これらの開口をダイス3中に開けることが好
ましい。
ためには、この導体を導管20の内部に、図2における
矢印Fで示す方向に、すなわちガイド2とダイス3のそ
れぞれの円錐台状部分21、31の直径が減少する方向
に通す。また粘性状態の絶縁性材料35を、通路34な
らびにダイス3の開口を満たすように圧力をかけて導
く。
は、ダイス3の出口37においてすぐに導体と接触する
のではなく、この出口37から(矢印Fの方向に)ゼロ
ではない距離で接触することになる。この結果、材料は
導体4に重ね合わされる(アプライされる)前に引き伸
ばされる(ドローダウンされる)。この伸び(ドローダ
ウン)によって、従来の技術におけるように小胞52中
に過圧を入れることを必要とせず、小胞52の仕切り壁
53、54を構成する材料がまだ粘性状態であるのに、
仕切り壁53、54がつぶれないようにすることができ
る。
導体4とが接触するゾーンとの間の距離は、望みの引伸
し比によって決定される。所定の引伸し比については、
この距離は導体4の走行速度によって決定される。説明
例としては、これはダイス3の内径の2倍から20倍の
間で変化することができる。
体4の上に形成中のシースを重ね合わせる点との間の距
離は、引伸し比が少なくとも25になるようにしなけれ
ばならない。
式によって得られることを思い起こされたい。
はガイド2の円筒状部分21の外径、Dfはシース5の
外径、およびDgはシース5の管状部分51の外径であ
る。
される前に伸びるとすれば、得られる中間シースの横断
面は、粘性状態にある材料の通過開口によって規定され
た空き部分の横断面より必然的に小さく、前者の横断面
と後者の横断面とは相似である。こうして、ガイドの表
面よりも大きな表面を必然的に有するダイス中に開口を
開けるときには、適合された引伸し比を選択し、小胞が
大きな断面を有するように開口の寸法を調節して、非常
に小さな寸法と低い誘電率を持つ中間シースを実現する
ことができる。
´の横断面を示す。このダイス3´の四つの開口38´
は、円筒状部分31のレベルでこのダイスを一方から他
方へ長手方向に縦断し、通路34と連絡している。開口
38´は各々ほぼT字形を呈し、その横棒39´は軸Y
の周りに湾曲している。これらの開口はすべて軸Yの同
じ円筒に所属している。Tの縦棒40´は通路34と連
絡し、その延長線は軸Yの上で互いに交差する。
径は8mmであり、底部における直径は6.4mmであ
り、その結果これは0.8mmの厚さを有する。
ときには図3に示す中間シース5´を得ることができ
る。図3では、Tの横棒39´から来るシースの部分5
´が互いに接触して、シース5´のほぼ円筒状の外部管
状部分54´を形成している。さらにこの図に見られる
ように、シース5´の横断面は、Tの横棒が互いに接触
していることを除き、ダイス3´の空き部分(開口38
´と通路34)と実際に同じである。これは、引伸し比
が大きいとき、実際には150以上のときに作られる。
この場合には、シース5´がダイス3´の空き部分とほ
とんど相似であるので、シース5´中に存在する空気の
量を正確に制御することができる。高い引伸し比で使用
されるこの形式のダイスによって、特に医療分野で使用
可能な寸法の小さい同軸ケーブルを得ることができる。
つ小さな寸法(外径:0.51mm)の中間シースを得
ることができる。
ス3´´との横断面を示す。このダイス3´´の四つの
開口38´´は、円筒状部分31のレベルでこのダイス
を一方から他方へ長手方向に縦断し、通路34と連絡し
ている。開口38´´は各々ほぼT字形を有し、その横
棒39´´は軸Yの周りに湾曲している。これらの開口
はすべて軸Yの同じ円筒に属している。Tの縦棒40´
´は通路34と連絡し、その延長線は軸Yの上で互いに
交差する。
直径は7mmであり、底部における直径は4.37mm
であり、その結果これは1.315mmの厚さを有す
る。すなわち厚さは図3のダイスの開口38´の湾曲し
た水平部分39´よりも非常に厚い。
ときには図5に示す中間シース5´´を得ることができ
る。図5では、Tの横棒39´´から来るシースの部分
5´´が互いに接触しているだけでなく、シース5´´
のほぼ円筒状の外部管状部分54´´を形成するために
互いに混入し合った状態になっている。さらにこの図に
見られるように、シース5´´の横断面は、ダイス3´
´の空き部分(開口38´´と通路34)の横断面とは
かなり異なっている。これは、引伸し比が小さいとき、
実際には50程度のときに作られる。この場合には、シ
ース5´´がダイス3´´の空き部分と相似でないの
で、シース5´´中に存在する空気の量を正確に制御す
ることはできない。低い引伸し比で使用されるこの形式
のダイスはむしろ、遠距離通信において使用される同軸
ケーブルのため中程度の寸法中間シースを作るために使
用される。
つ外径が1.2mmの中間シースを得ることができる。
ケーブルは、これらのケーブルが使用される適用例のた
めに一般に必要な要件を満たす電気的特性を有する。こ
れらのケーブルのインピーダンスは約75オームであ
る。
の絶縁材と同じように容易にはぎとることができる。こ
れら中間シースの外部円筒性は、外部導体を迅速かつ正
確に切ることを可能にするのに十分である。さらにま
た、これらのシースは均質でき裂がない。
てすぐれた耐性を有する。
スの加工の違いを別にして、中実絶縁性シースの押出し
成形のために使用される装置と同じ形式の装置を使用す
ることができる。
に限定されるものではない。
シースの製造のみでなく、この形式のシースを必要とす
るあらゆる形式のケーブルにおける、例えば撚り導線の
対ケーブルまたは4分ケーブルにおける気体包含シース
の製造のために使用することができる。
る材料は、押出し成形可能であれば、特に本発明の実施
に必要な引伸し比のような引伸し比に耐え得る熱可塑性
材料であれば、どんな種類の材料にすることもできる。
これは特にFEPにすることができるが、特にエチレン
テトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリふっ化ビニ
リデン(PVDF)、さらにまた過フルオロアルコキシ
(PFA)(Du Pontde Nemours社の登録商標)によっ
て作ることができる。
他のどんなガスによっても、小胞を充てんすることがで
きる。したがってこのために、押出し成形は小胞充てん
ガスの雰囲気中で実施される。
動させて、ケーブルにさらにうまく曲げ応力を支えるこ
とのできる、らせん状の小胞を得ることができる。
得ることが可能などんなものにすることもできる。特に
ダイスは、製造すべきシースの横断面と厳密に同じ形状
を有する開口を含むことができる。
脱することなく等価の手段で代用することができる。
軸ケーブルから取り出した部分の斜視図である。
面図である。
ドとダイスのレベルにおける図2の横断面図である。
1の横断面図である。
ドとダイスの変形のレベルにおける図2の横断面図であ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 導体(4)が収納された長手方向の通路
(51)と、長手方向に延び互いに放射状仕切り壁(5
3)によって区分された閉包された小胞(52)とを含
む、導体(4)の周囲の絶縁性材料製の気体包含シース
(5)を製造する方法にして、 前記小胞(52)を形成するために、前記粘性状態の絶
縁性材料(35)を、加工成形手段(2、3)を使用し
て望みの形状を前記材料に与えながら押し出す操作と、 こうして成形された絶縁性材料を前記導体の上に重ね合
わせる操作と、 前記シースを得るためにこの絶縁性材料を冷却させる操
作とを含む製造方法であって、前記小胞(52)の内部
に過圧を使用することなく、小胞(52)の仕切り壁
(53、54)がつぶれないよう前記絶縁性材料が十分
に引き伸ばされるように、この材料を成形手段の出口か
らある距離の所で前記導体の上に重ね合わせることを特
徴とする方法。 - 【請求項2】 前記距離が、前記材料の引伸し比が少な
くとも25であるような距離であることを特徴とする請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記絶縁性材料(35)が熱可塑性材料
であることを特徴とする請求項1または2に記載の方
法。 - 【請求項4】 前記絶縁性材料(35)がエチレンおよ
びプロピレンのフッ化物であることを特徴とする請求項
3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記導体(4)を通すための内部縦導管
(20)を有するガイド(2)と、 ガイド(2)を取り囲み、このガイド(2)の外面と共
に粘性状態の前記絶縁性材料(35)のための通路(3
4)を規定する、このガイド(2)と同軸のダイス
(3)とを含み、 前記ダイス(3)が前記通路(34)と連絡する少なく
とも一つの開口(38´;38´´)を含み、この開口
(38´;38´´)中に粘性状態の前記絶縁性材料
(35)を入れることができ、前記通路(34)の周り
の配置と前記一つまたは複数の開口(38´;38´
´)の形状が、前記ダイス(3)の出口で前記材料が前
記小胞(52)を含むように適合されていることを特徴
とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法を実
施するための装置。 - 【請求項6】 前記ダイスが(3´;3´´)、その縦
軸(Y)の周りに対称的に配置された複数の同じ開口
(38´;38´´)を含み、これらの開口(38´;
38´´)の各々の横断面がほぼT字形を有し、そのT
の横棒(39´;39´´)が前記縦軸(Y)の周りに
曲り、さまざまなTの曲がった横棒がすべて同じ円筒に
属し、各縦棒(40´;40´´)の延長線が縦軸
(Y)において互いに交わることを特徴とする請求項5
に記載の装置。 - 【請求項7】 中心導体(4)と、 前記導体(4)が収納された長手方向の通路(51)、
ならびに長手方向に延び互いに放射状仕切り壁(53)
によって区分された閉包された小胞(52)を含む、誘
電材料の絶縁性中間シース(5)と、 外部導体(6)と、 外部保護シース(7)とが内部から外部に向かって同軸
状に配置されたものを含む同軸ケーブルであって、前記
中間シース(5)の外径が5mm以下であり、その誘電
率が1.7以下であることを特徴とする同軸ケーブル。 - 【請求項8】 請求項1から6のいずれか一項に記載の
方法によって得られる請求項7に記載の同軸ケーブル。
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