KR100676036B1

KR100676036B1 - 동축케이블소선, 동축케이블, 및 동축케이블번들

Info

Publication number: KR100676036B1
Application number: KR1020000037642A
Authority: KR
Inventors: 사토카즈히로; 요코이키요노리; 치바유키후미
Original assignee: 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2007-01-29
Also published as: CN1175433C; CN1290941A; JP2001023456A; JP4456696B2; DE60016319D1; TW469449B; KR20010015137A; US6417445B1; EP1067561B1; DE60016319T2; EP1067561A2; EP1067561A3

Abstract

본 발명은, 충분한 내굴곡성을 가지면서, 접속부의 단선이나 단락을 유효하게 방지할 수 있는 동시에, 경제성에 뛰어난 동축케이블소선, 동축케이블 및 동축케이블번들을 제공하는 것을 과제로 한 것이며, 그 해결수단으로서, 본 발명의 동축케이블소선(1)은, 중심도체(11)와, 이 중심도체(11)의 주위를 덮고 있는 절연체(12)와, 이 절연체(12)의 주위를 덮고 있는 외부도체(13)를 구비하고 있는 것으로서, 중심도체(11)는, 구리 및 은을 함유하는 금속재료로 이루어진 단선에 의해 형성되어 있고, 또한, 인장강도가 120㎏f/㎟이상이고, 또한, 도전율이 60∼90% IACS인 것을 특징으로 한 것이다. 또, 본 발명의 동축케이블(2) 및 동축케이블번들은, 그 동축케이블소선(1)을 가진 것임을 특징으로 한 것이다.

Description

동축케이블소선, 동축케이블, 및 동축케이블번들{COAXIAL CABLE WIRE, COAXIAL CABLE AND COAXIAL CALBLE BUNDLE}

도 1은 본 발명의 동축케이블에 관한 일실시형태를 표시한 사시도

도 2는 본 발명의 동축케이블에 관한 일실시형태를 표시한 단면도

도 3은 본 발명의 동축케이블에 관한 다른실시형태를 표시한 단면도

도 4는 본 발명의 동축케이블번들에 관한 일실시형태를 표시한 단면도

도 5는 본 발명에 있어서의 굴곡시험방법을 설명하기 위한 모식도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 동축케이블소선 2, 3: 동축케이블

4: 다심동축케이블(동축케이블번들) 11: 중심도체

12: 절연체 13: 외부도체

21, 31: 외피(외피부재) 41: 외투(외투부재)

본 발명은, 동축케이블소선, 동축케이블 및 동축케이블번들에 관한 것이며, 특히, 전기신호를 전송하는 동축케이블에 사용되는 동축케이블소선, 그 동축케이블 소선을 포함하는 동축케이블, 및 그 동축케이블을 포함하는 동축케이블번들에 관한 것이다.

초음파신단장치의 진단프로브나 내시경 등의 의료기기, 산업용 로봇 등에 사용되는 신호전송용의 전선케이블, 노트형컴퓨터 등의 정보기기에 사용되는 내부접속용의 전선케이블 등은, 사용중에 반복굴곡됨으로써, 변형이 축적되어서 드디어는 파괴에 이르는 염려가 있다. 따라서, 이와 같은 전선케이블로서 사용되는 동축케이블(또는 그 소선)의 중심도체에는, 내(耐)굴곡성을 높이기 위하여 다수의 도체소선을 맞꼰전선(소위 연선(撚線))이 널리사용되고 있다. 이와 같은 동축케이블의 예로서, 일본국 특개평 9-35541호 공보에는, 섬유강화구리매트릭스복합도체를 재료로 하는 전선 및 그 전선을 사용한 케이블이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 연선을 중심도체로한 동축케이블은, 가요성에 뛰어난 반면, 압접시에 도체소선의 배열이 허물어짐으로써 압접불량이 발생해버리고, 사용시에 단선될 염려가 있었다. 또, 피치패턴이 좁은 회로기판에 중심도체를 납땜할 경우에 도체소선이 산산이 풀어져, 단락이 발생할 염려가 있었다. 따라서, 이와 같은 동축케이블단말의 접속처리작업은, 검사를 포함해서 지극히 번잡했다. 이와 같은 문제에 더하여, 연선의 제조에는 시간이 걸리기 때문에, 내굴절성에 뛰어나는 동시에 제조 및 접속처리코스트를 저감할 수 있는 동축케이블이 요망되고 있었다.

그래서, 본 밞여은, 이와 같은 사정에 비추어서 이루어진 것이며, 충분한 내굴절성을 가지면서, 접속부의 단선이나 단락을 유효하게 방지할 수 있는 동시에, 경제성에 뛰어난 동축케이블소선, 동축케이블 및 동축케이블번들을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 예의 연구를 거듭하여, 중심도체의 재질 및 인장강도와 전선의 내굴절성과의 사이에 밀접한 관계가 있는 것을 발견하여, 본 발명에 도달했다. 즉, 본 발명의 동축케이블소선은, 중심도체와, 이 중심도체의 주위를 덮고 있는 절연체와, 이 절연체의 주위를 덮고 있는 외부도체를 구비한 동축케이블소선으로서, 중심도체는, 구리 및 은을 함유하는 금속재료로 이루어진 단선에 의해 형성되어 있고, 또한, 인장강도가 120㎏f/㎟이상이고, 또한, 도전율이 60∼90%IACS인 것을 특징으로 한다.

상기 용도에 사용되는 케이블소선 및 케이블에는, 높은 내굴절성이 요구되나, 종래의 구리를 포함하는 금속재료로 이루어진 단선은 굴곡수명(파단에 이르는 굴곡의 회수)이 짧고, 요구되는 내굴곡성을 충분히 만족시킬 수 없다. 그러나, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동축케이블소선에 의하면, 중심도체에 단선을 사용하고 있음에도 불구하고, 굴곡수명이 지극히 긴 것이 판명됐다. 일반적으로, 인장강도가 커짐에 따라서 피로한계는 크게되나, 굴곡특성에 관해서도 마찬가지로, 인장강도가 큰 편이 굴곡특성에 뛰어나는 것이 확인되었다.

또 중심도체의 소성신장이, 하기식 ①;

0.2%≤L≤2.0% …①

[식중, L은 소성신장(%)을 표시함.]

로 표시되는 관계를 만족시키면 바람직하다. 120㎏f/㎟이상에서 동일한 인장강도를 가지고, 또한, 소성신장이 다른 도체를 중심도체로 사용한 동축케이블의 굴곡시험을 행하였던바, 소성신장이 상기 식①의 범위에 있는 중심도체를 사용한 동축케이블은, 그 범위의 하한미만의 소성신장밖에 지니지 못한 중심도체를 사용한 동축케이블보다도, 굴곡수명이 길고, 굴곡특성에 뛰어나는 것이 판명됐다. 이 경향은, 중심도체가 연선으로 이루어진 종래 구조의 동축케이블보다, 본 발명에 의한 중심도체가 단선으로 이루어진 동축케이블의 쪽이 현저했다. 굴곡시험에 있어서는, 중심도체표면에 대해서 소성신장이상의 변형이 부여되어 있고, 동축케이블이라는 특수한 형태하에서는, 본 발명에 의한 중심도체의 소성신장이 종래것보다 커진다고 생각된다. 따라서, 이와 같은 조건하에서는, 가장 큰 병형을 받는 중심도체표면부에 있어서의 균열의 발생 및 그 균열의 전파는, 본 발명에 의한 동축케이블소선을 구성하는 중심도체의 쪽이, 보다 더 억제되기 때문이라고 추정된다.

또, 중심도체가 단선이므로, 압접시의 배열의 허물어짐에 의한 압접불량이 발생하지 않는다. 따라서, 동축케이블소선의 사용시의 단선을 충분히 방지할 수 있다. 또, 좁은 피치패턴의 회로기판에 중심도체를 납땜할 경우에, 중심도체가 산산이 풀어지는 일이 없다. 그러므로, 단락이 발생하는 것을 충분히 방지할 수 있다. 따라서, 접속시의 검사의 부담을 경감할 수 있어, 동축케이블소선을 접속처리할 때의 작업공수를 현격하게 저감할 수 있다. 또, 중심도체가 단선이므로, 동축케이블소선의 단말을 프레스 등에 의해 가압변형시킬 때에, 프레스압 등의 조건이 일정하면, 중심도체의 단면형상이 획일적으로, 즉 균일하게 되도록 변형된다. 그러므로, 복수의 동축케이블소선을, 기판 등의 접속점에 일괄적으로 확실하게, 예를 들어서 말하자면, 집적회로(IC)를 기판에 끼워붙임하는 따위로 극히 간단용이하게 접속하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 동축케이블소선을 접속처리할 때의 작업공수를 한층더 저감할 수 있다.

또한, 도전율이 상기의 범위로 되어 있으므로, 도전율이 지나치게 작아서 신호전송시에 중심도체내부에 발생하는 줄(Joule)열에 의한 전송손실의 증대를 방지할 수 있다. 또, 신호전송시의 줄열발생에 의한 전송손실의 증대를 방지할 수 있으므로, 그와 같은 전송손실을 억제하기 위해 중심도체의 직경을 굵게할 필요가 없다. 또, 도전율과 인장강도는, 통상, 상반되는 경향에 있으나, 금속재료의 함유성분으로서 구리에 은을 소정량함유시킴으로써, 중심도체에 있어서 상기 범위의 도전율과 인장강도를 동시에 발현할 수 있다고 생각된다. 이에 더하여, 절연체를 가요성을 가진 부재로하면, 동축케이블소선의 굴절시에 절연체가 파단(破斷)하는 가능성을 저감할 수 있다.

또, 상기 금속재료에 있어서의 은의 함유율이 2∼10중량%면 보다 바람직하다. 이와 같은 조성의 금속재료를 사용해서, 예를 들면, 통상의 선재의 제조방법과 동일종류의 방법에 의해서 중심도체를 제조함으로써, 상기의 인장강도 및 도전율을 가진 단선의 중심도체를 확실히 얻을 수 있다. 따라서, 동축케이블소선의 굴곡특성을 현격하게 향상시키는 일이 확실하게 되는 동시에, 접속처리시의 압접불량 및 단락의 발생이 확실하게 방지되어, 접속처리에 있어서의 작업공수를 현격하게 저감할 수 있다.

또한, 본 발명자들은, 중심도체 및 외부도체의 각각의 파단기구에 관해서 연구를 거듭하여, 양호한 내굴절성을 얻을 수 있는 조건을 발견하기에 이르렀다. 즉, 중심도체의 인장강도와 외부도체의 인장강도가, 하기식②로 표시되는 관계를 만족시키면 썩알맞다.

Tg≤Tc≤Tg×3 …②

[식중, Tc는 상기 중심도체의 인장강도를 표시하고, Tg는 상기 외부도체의 인장강도를 표시함.]

이와 같이 Tc의 값이 상기 범위에 있으면, 동축케이블소선이 굴곡될때에, 중심도체 및 외부도체의 어느한쪽의 굴곡부에 응력이 집중해버리는 일이 방지되며, 어느한쪽의 소성변형이 다른쪽보다도 커지지 않는다. 그 결과, 중심도체 및 외부도체의 어느한쪽의 내굴절성이 다른쪽보다도 극단적으로 낮아지는 일이 방지된다.

또한, 중심도체의 외경(직경)이, 0.010∼0.2㎜면 썩알맞으며, 0.020∼0.15㎜면 보다 바람직하다. 일반적으로, 굴곡시험은, 동일하중, 동일멘드릴직경(금속봉의 직경)에 의해 향하여지기(후술하는 굴곡시험방법에 대한 설명을 참조)때문에, 중심도체의 외경이 0.010㎜미만이면, 중심도체에 걸리는 응력이 커지기 때문에, 굴곡수명이 저하하는 경향에 있다. 또 상기 외경이 0.2㎜를 초과하면, 중심도체에 가해지는 변형이 커지기때문에, 마찬가지로 굴곡수명이 저하하는 경향에 있다.

또, 본 발명의 동축케이블은, 본 발명에 의한 동축케이블소선과, 그 동축케이블소선의 주위를 덮고 있는 외피부재를 구비한 것을 특징으로 한다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 동축케이블소선의 내굴곡성은 현격하게 향상되어 있으며, 외피 부재에 가요성을 가진 부재를 사용하면, 충분히 뛰어난 내굴곡성을 가진 동축케이블을 얻을 수 있다. 또, 동축케이블소선의 접속처리가 지극히 간단용이하기 때문에, 동축케이블을 기판이나 커넥터에 접속할때의 작업공수를 현격하게 저감할 수 있다.

또, 본 발명의 동축케이블은, 본 발명에 의한 동축케이블소선을 복수개 구비하고 있고, 각 동축케이블소선이 상기 외피부재의 안쪽에 병렬배치되면 썩알맞다. 이와 같이 하면, 동축케이블소선의 병렬방향을 따른 축을 중심으로한 굽힘에 대한 내굴곡성에 뛰어난 동축케이블을 얻을 수 있다. 또, 동축케이블소선을 병렬로 배치하지 않는 경우에 비해서, 동축케이블의 두께를 얇게 할 수 있으며, 따라서, 기기내의 좁은부분에의 설치가 가능해진다.

또, 본 발명의 동축케이블번들은, 본 발명에 의한 동축케이블을 복수개 구비하고 있고, 각 동축케이블소선이 상기 외피부재의 안쪽에 병렬배치되면 썩알맞다. 이와 같이 하면, 동축케이블소선의 병렬방향을 따른 축을 중심으로한 굽힘에 대한 내굴곡성에 뛰어난 동축케이블을 얻을 수 있다. 또, 동축케이블소선을 병렬로 배치하지 않는 경우에 비해서, 동축케이블의 두께를 얇게 할 수 있으며, 따라서, 기기내의 좁은부분에의 설치가 가능해진다.

또, 본 발명의 동축케이블번들은, 본 발명에 의한 동축케이블을 복수개 구비하고 있고, 각동축케이블이 외투부재의 안쪽에 배치된 것을 특징으로 한다. 이와같이하면, 본 발명에 의한 동축케이블의 내굴곡성이 충분히 뛰어나있고, 그 동축케이블이 집합되어서 배치될 수 있으므로, 외투부재에 가요성을 가진 부재를 사용하 면, 동축케이블과 동등 또는 그이상의 내굴곡성을 가진 동축케이블번들을 얻을 수 있다. 이에 더하여, 동축케이블소선의 단말이 균일한 형상으로 가공처리될 수 있으므로, 기판이나 커넥터의 접속점에, 동축케이블번들을 확실하게 또한 간단용이하게 접속하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 동축케이블번들의 접속처리에 소요되는 작업공수를 저감하는 일이 가능해진다.

또한, 본 발명에 있어서의 「인장강도」및 「소성신장」이란, JIS C3002에 규정되어 있으며, 「항장력」이라 할때도 있다. 또, 「인장강도」의 단위환산은, 예를 들면, 하기식③에 표시한 관계에 의해서 행할 수 있다.

1㎏f/㎟=9.807㎫ …③

또, 「도전율」이란, C3001에 규정되어 있는 값이며, 「IACS」는 International Annealed Copper Standard의 약자이다. 또, 「굴곡시험」은 하기의 방법에 의한다.

<굴복시험방법1>

도 5는, 본 발명에 있어서의 굴곡시험(소위 좌우굴곡시험)을 설명하기 위한 모식도이다. 먼저, 중심도체의 시험체(100)의 중앙부를, 2개의 금속봉(51)(외경 2㎜)으로 집고, 시험체(100)의 하단부에 5g의 추(52)를 장착한다. 다음에, 이 상태에서 시험체(100)의 위절반을 각금속봉(51)에 90°감아붙이도록 굴곡시킨다. 또한, 좌우 1번씩의 굴곡을 1회로하고, 30회/분의 빈도로 굴곡시켜, 시험체가 파단에 이르는 굴곡회수를 측정한다.

<굴곡시험방법 2>

시험체(100)로서 다심동축케이블(동축케이블번들)을 사용하고, 금속봉(51)의 외경을 25.4㎜로하고, 추(52)의 중량을 500g으로 하는 것이외는, 상기 굴곡시험 1과 마찬가지로 해서 하기의 항목에 대해서 측정을 행한다.

1) 중심도체 또는 외부도체가 파단에 이르는 굴곡회수

2) 굴곡회수 30만회실시후의 절연파괴의 유무: 시험체(100)의 중심도체와 외부도체사이에 1000V의 직류전압을 인가했을 때의 전류치에 의해 평가를 행한다.

이하, 첨부도면을 참조해서, 본 발명에 의한 동축케이블소선, 동축케이블 및 동축케이블번들의 썩알맞는 실시형태를 설명한다. 또한, 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

<동축케이블소선 및 동축케이블>

도 1은, 본 발명의 동축케이블에 관한 일실시형태를 표시한 사시도이며, 도 2는, 동단면도를 표시한다. 동도면에 표시한 바와 같이, 동축케이블(2)은, 동축케이블소선(1)이 통형상의 외피(21)(외피부재)의 안쪽에 동축형상으로 배치된 것이다. 이 동축케이블소선(1)은, 금속재료로 이루어진 단선에 의해 형성된 중심도체(11)의 주위가 절연체(12)로 덮여있으며, 또 그 절연체(12)의 주위가 외부도체(13)에 의해 덮여서 이루어져 있다. 이하, 이들 각 구성부재에 대해서 상세히 설명한다.

중심도체(11)는, 구리를 주성분으로하고, 은을 함유하는 금속재료로 이루어진 단선이다. 이 금속재료속의 은의 함유율은, 바람직하게는 2∼10중량%, 보다 바람직하게는 2∼6중량%, 특히 바람직하게는 3∼5중량%로 되어 있다. 이와 같은 조성을 가진 금속재료는, 도전성에 뛰어나 있으며, 상기의 바람직한 조성범위에서는, 인장강도 120㎏f/㎟이상, 도전율 60∼90% IACS를 확실하게 달성하는 일이 가능하다.

또, 이 금속재료의 제조방법은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 구리 및 은바탕쇠를 소정량 용해, 주조해서 주괴로 하고, 이 주괴를 열간 또는 냉간가공함으로써 선형상으로 하고, 또 열처리와 냉간가공을 행함으로써, 인장강도가 120∼160㎏f/㎟의 단선인 중심도체(11)를 얻게된다.

한편, 중심도체(11)의 도전율은, 재료의 금속재료와 마찬가지로, 60∼90%IACS로 되어있다. 이 도전율이 60%IACS미만이면, 신호전송시에, 중심도체내부에 발생하는 줄열이 증대해서 전송손실이 현저하게 되는 경향에 있으며, 한편, 도전율이 상기 상한치를 초과하는 경우에는, 금속재료의 조성, 특히, 은의 함유율을 변화시킬 필요가 있으며, 그 결과, 중심도체(11)의 인장강도를 상기의 범위에 유지하는 일이 곤란한 경향으로 된다. 또, 앞서 설명한 바와 같이, 도전율과 인장강도는, 통상, 상반되는 경향에 있으나, 금속재료조성을 상기의 바람직한 범위로 함으로써, 중심도체(11)에 있어서의 고도전율과 큰인장강도를 동시에 또한 확실하게 달성하는 일이 가능해진다.

또, 중심도체(11)의 소성신장은, 바람직하게는 하기식①;

0.2%≤L≤2.0% …①

[식중, L은 소성신장9%)을 표시함.]

로 표시되는 관계를 만족시키고 있다. 동일한 인장강도를 지닌 소재를 중 심도체로 사용했을 경우, 소성신장이 큰 쪽이 양호한 내굴절성을 가진 동축케이블소선 및 동축케이블을 얻을 수 있다. 특히, 중심도체(11)가 단선으로 이루어진 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)에서는, 중심도체가 연선으로 이루어진 동축케이블에 비해서 이 경향이 현저하게 된다. 이것은, 일반적으로, 중심도체가 받는 변형이 0.2%이상으로 되게하는 조건에서 굴곡시험이 실시되는 경우가 많으며, 또, 단선은 굴곡시험시에 받는 변형이 종래의 연선보다 커지기 때문이라고 추정된다.

또, 중심도체(11)의 외경은, 바람직하게는 0.010∼0.2㎜, 특히 바람직하게는 0.020∼0.15㎜로 되어 있다. 이 외경이 0.010㎜미만이면, 중심도체(11)에 걸리는 응력이 커지기때문에, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 굴곡수명이 저하하는 경향에 있다. 이에 대하여, 상기 외경이 0.2㎜를 초과하면, 중심도체(11)에 가해지는 변형이 커지기 때문에, 마찬가지로 굴곡수명이 저하하는 경향에 있다.

또, 절연체(12)는, 가요성과 절연성을 가진 재료로 이루어지고 있으며, 그 재료는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 에폭시계수지, 폴리에스테르게수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐알콜계수지, 염화비닐계수지, 비닐에스테르계수지, 아크릴계수지, 에폭시아크릴레이트계수지, 디알릴프탈레이트계수지, 페놀계수지, 폴리아미드계수지, 폴리이미드계수지, 멜라민계수지 등의 수지, 그들 수지로 이루어진 유기질섬유, 또는 무기물질로 이루어진 무기질섬유등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종이상 조합해서 사용할 수 있다. 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 불소계의 수지가 바람직하게 사용된다. 이 절연체(12)는, 예를 들면, 중심도체(11)를 통형상의 중공부를 가진 몰드내에 배치 하고, 이중심도체(11)의 주위에, 상기 수지재료를 압출해서 성형함으로써, 도 1에 표시한 바와 같은 형상으로 형성된다.

또, 외부도체(13)는, 세경(細徑)의 동축케이블에 있어서 일반적으로 사용되는 가요성을 가진 외부도체(소위, 실드)를 적당히 선택하여 사용할 수 있다. 이와 같은 외부도체(13)는, 예를 들면, 얇은가는폭의 테이프형상도체나 세경도선을, 중심도체(11)의 주위에 피복된 절연체(12)의 외주에 가로감기함으로써 형성시킬 수 있다. 또, 세경도선이나, 극세경도선을 맞꼰세선(예를 들면, 리츠선)을, 도 1에 표시한 바와 같이 절연체(12)의 외주를 따라서 맞꼬아도 된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 도 1의 표시한 바와 같이, 중심도체(11)의 주위(외주면)에 절연체(12) 및 외부도체(13)를 형성한 상태의 것을 동축케이블소선(1)이라한다.

또, 외피(21)는, 동축케이블에서 일반적으로 사용되는 외피부재로부터 적당히 선택해서 사용할 수 있으며, 예를 들면, 상기한 수지재료중 열가소성을 가진것, 또는 다른 열가소성재료에 의해 동축케이블소선(1)을 사이에 집어넣고, 또는 감아넣은후, 가열용착해서 형성된다. 또, 상기한 절연체(12)의 형성방법과 마찬가지로, 수지재료를 동축케이블소선(1)의 주위에 압출성형시켜도 된다. 또, 열경화성재료를 원통형상으로 가공한 것을 외피(21)로하고, 이 외피(21)에 동축케이블소선(1)을 수용하는 것도 가능하나, 본 발명의 동축케이블소선(1)의 선직경이 가는 경우에는, 상기 2자의 방법이 까다롭지않고 쉬워서 바람직하다.

또, 동축케이블소선(1)에 있어서는, 중심도체(11)의 인장강도와 외부도체(13)의 인장강도가, 하기식②로 표시되는 관계를 만족시키고 있다.

Tg≤Tc≤Tg×3 …②

[식중, Tc는 중심도체(11)의 인장강도를 표시하고, Tg는 외부도체(13)의 인장강도를 표시함.]

Tc의 값이 상기 범위에 있으면, 동축케이블소선(1)이 굴곡될때에, 중심도체(11) 및 외부도체(13)의 어느 한쪽의 굴곡부에 응력이 집중해버리는 것이 방지되고, 어느 한쪽의 소성변형이 다른쪽보다도 커지지 않는다. 따라서, 중심도체(11) 및 외부도체(13)의 어느한쪽의 내굴곡성이 다른쪽보다도 극단적으로 낮아지는 것이 방지된다. 그 결과, 동축케이블소선(1)의 내굴곡성을 한층더 향상시키는 일이 가능해진다.

이와 같이 구성된 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)에 의하면, 이하와 같은 작용효과가 주효된다. 즉, 중심도체(11)를 형성하는 금속재료가, 구리를 주성분으로하고, 은을 함유하므로, 구리를 주성분으로하는 상(相)과 은을 주성분으로하는 상이 주조시에 생성되고, 이 금속재료로부터 상기한 방법 등에 의해 제조되는 중심도체(11)는, 상기의 2종류의 상이 모두 지극히 가는 섬유형상조직을 나타낸다. 그 결과, 중심도체(11)의 기계적강도가 증대되고, 중심도체(11)의 인장강도가 현격하게 높아진다. 따라서, 통상은 상반되는 특성인 고인장강도 및 고도전율을 함께 가진 중심도체(11)를 얻을 수 있다. 그리고, 중심도체(11)의 인장강도를 충분히 높일 수 있으므로(인장강도가 상기의 범위로되어 있으므로), 피로한계가 커지는 동시에, 굴곡특성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 중심도체(11)가 단선임에도 불구하고, 충분한 내굴곡성을 가진 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)을 얻는 것이 가 능해진다. 그리고, 상기 금속재료속의 은의 함유율이 2∼10중량%이면, 중심도체(11)의 고인장강성 및 고도전성이 확실하게 발현되는 경향에 있고, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 내굴곡성 및 도전성을 확실하게 또한 충분히 향상시키는 일이 가능해진다.

또, 중심도체(11)의 도전율이 충분히 높아져있으므로(도전율이 상기 범위로되어 있으므로), 신호전송시에 중심도체(11)의 내부에 발생하는 줄열에 의한 전송손실의 증대를 방지할 수 있다. 따라서, 뛰어난 전송특성을 가진 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)을 얻을 수 있다. 또, 신호전송시의 줄열발생에 의한 전송손실의 증대를 방지할 수 있으므로, 그와 같은 전송손실을 억제하기 위하여 중심도체(11)의 직경을 굵게할 필요가 없다. 따라서 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 세선화를 도모할 수 있고, 기기내의 좁은 부분에의 설치 및 그 설치밀도를 높일 수 있다. 이에 더하여, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 경량화를 도모하는 것도 가능하게 된다.

또, 중심도체(11)가 단선이므로, 압접시의 배열허물어짐에 의한 압접불량이 발생하지 않고, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 사용시에 단선하는 것을 방지할 수 있다. 또, 좁은 피치패턴의 회로기판에 중심도체(11)를 납땜하는 경우에, 중심도체가 산산이 풀어지는 일이 없으므로, 이 접속부에 있어서 단락이 발생하는 일을 방지할 수 있다. 따라서, 동축케이블소선(1) 또는 동축케이블(2)을 접속처리할때의 작업공수를 현격하게 저감할 수 있으므로, 접속처리에 관한 경제성을 향상시키는 일이 가능해진다. 또한, 중심도체(11)가 단선이므로, 동축케이블소선(1) 또는 동축케이블(2)의 단말을 가압변형시킬 때에, 압력등의 조건이 일정하다면, 중심도체(11)의 단면형상이 균일하게 되도록 변형된다. 따라서, 복수의 동축케이블소선(1) 또는 동축케이블(2)을, 기판 등의 접속점에 일괄적으로 확실하게 또한 지극히 간단용이하게 접속하는 것이 가능해진다. 그 결과, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)을 접속처리할때의 작업공수를 한층더 저감할 수 있으므로, 접속처리에 관한 경제성을 더한층 향상시킬 수 있다.

또한, 중심도체(11)의 소성신장이, 바람직하게는 상기 식①로 표시되는 관계를 만족시키고 있으므로, 중심도체(11)내의 균열의 발생 및 그전파가 억제된다. 따라서, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 내굴곡성을 한층더 높일 수 있다.

또한, 중심도체(11)의 외경이, 바람직하게는 0.010∼0.2㎜, 특히 바람직하게는 0.020∼0.15㎜로 되면, 중심도체(11)에 걸리는 응력의 증대를 억제할 수 있는 동시에, 중심도체(11)에 가해지는 변형의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 내굴곡성을 보다 한층향상시킬 수 있다. 또, 동축케이블소선(1)이나 동축케이블(2)에 정상적인 장력이 인가되는 경우에도, 그 장력에 충분히 대항해서 동축케이블소선(1)이나 동축케이블(2)의 파단을 방지할 수 있다.

또, 절연체(12)가 가요성을 가지므로, 동축케이블소선(1)의 굴곡시에 절연체(12)가 파단해버릴 가능성이 저감된다. 따라서, 중심도체(11)와 외부도체(13)가 도통할 염려가 적어지고, 굴곡이 반복되어도 동축케이블소선(1) 및 동축케이블(2)의 전자실드특성을 양호하게 유지할 수 있다. 또한 외피(21)가 가 요성을 가지므로, 동축케이블(2)은, 동축케이블소선(1)의 뛰어난 내굴곡성을 유지해서 충분한 내굴곡성을 얻을 수 있다.

다음에, 도 3은, 본 발명의 동축케이블에 관한 다른 실시형태를 표시한 단면도이다. 도 3에 표시한 바와 같이, 동축케이블(3)은, 복수의 동축케이블소선(1)이, 가요성을 가진 외피(31)(외피부재)의 안쪽에 병렬배치되어 있다. 외피(31)에 사용되는 재료는, 상기의 외피(21)에 사용되는 것과 마찬가지의 재료로부터 적당히 선택할 수 있다. 또, 외피(31)는, 복수의 동축케이블소선(1)의 주위를 덮는 이외는, 외피(21)와 마찬가지로 형성할 수 있다.

이와 같이 구성된 동축케이블(3)에 있어서는, 외피(31)가 가요성을 가지므로, 동축케이블소선(1)이 가진 가요성이 유지되고, 동축케이블소선(1)의 병렬방향을 따른 축을 중심으로한 굽힘에 대한 내굴곡성이 뛰어난 것으로 된다. 또, 동축케이블소선(1)을 병렬로 배치하지 않는 경우에 비해서, 동축케이블(3)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그러므로, 기기내의 좁은 부분에의 설치가 가능해진다. 이에 더하여, 동축케이블소선(1)의 단말을 균일한 형상으로 가공처리할 수 있으므로, 기판이나 커넥터의 접속점에 동축케이블(3)을 확실하게 또한 간단용이하게 접속하는 일이 가능해진다. 따라서, 동축케이블(3)의 접속처리에 소요되는 작업공수를 저감할 수 있다.

<다심동축케이블>

도 4는, 본 발명의 동축케이블번들에 관한 일실시형태를 표시한 단면도이다. 동축케이블번들로서의 다심동축케이블(4)은, 복수의 동축케이블(2)이, 가요성을 가 진 외투(41)(외투부재)의 안쪽에 집합하도록 배치된 것이다. 이 외투(41)는, 전자실드특성을 가진 통형상의 안쪽외투(41a)의 주위가, 수지재료로 이루어진 통형상의 바깥쪽외투(41b)에 의해 덮여져서 이루어져 있다. 안쪽외투(41a)는, 동축케이블소선(1)을 구성하는 외부도체(13)(도 1 및 도 2참조)와 마찬가지로 형성할 수 있으며, 한편, 바깥쪽외투(41b)는, 동축케이블(3)을 구성하는 외피(31)(도 3참조)와 마찬가지의 재료 및 방법으로 형성할 수 있다.

이와 같이 구성된 다심동축케이블(4)에 있어서는, 외투(41)가 가요성을 가지므로, 동축케이블(2)이 가진 가요성이 유지되고, 따라서, 동축케이블(2)과 동등 또는 그이상의 내굴곡성을 발현할 수 있다. 또, 동축케이블소선(1)의 단말을 균일한 형상으로 가공처리할 수 있으므로, 기판이나 커넥터의 접속점에 다심동축케이블(4)을 확실하게 또한 간단용이하게 접속하는 일이 가능해진다. 따라서, 다심동축케이블(4)의 접속처리에 소요되는 작업공수를 저감하는 일이 가능해진다.

또, 이상 설명한 설명한 본 발명에 의한 동축케이블소선(1), 동축케이블(2),(3) 및 다심동축케이블(4)은, 예를 들면, 초음파진단장치에 있어서의 진단프로브와 신호처리장치를 접속하는 케이블, 내시경의 촬상부와 신호처리부를 접속하는 케이블, 혹은, 센서와 프로브와 신호처리부가 케이블에 의해 접속되게 되는 다른 의료기기의 해당 케이블, 산업용로봇의 암관절부등의 굴곡부에 사용되는 케이블, 노트형 컴퓨터에 있어서의 디스플레이등의 표시부와, 메모리, 연산수단 및 기억수단 등이 배치된 본체부를 접속하는 케이블, 또, 가진장치, 동력장치 등의 기 계진동에 노출되는 부위에 접속되는 케이블, 유체배관내에 장착된 계장용의 센서 또는 프로브등의 유체진동에 노출되는 부위에 접속되는 케이블 등에 썩알맞게 사용할 수 있다.

또한, 중심도체(11) 및 외부도체(13)의 표면에는, 주석이나 은등의 금속 및 땜납등에 의한 도금을 실시해도 된다. 또, 다심동축케이블(4)을 구성하는 외투(41)는, 바깥쪽외투(41b)만으로 형성해도 된다. 또, 절연체(12)는, 절연성을 가진 유기 및/또는 무기재료를 도포하거나, 용사 또는 증착 등에 의해서 코팅함으로써 형성되어도 된다.

이하, 본 발명에 관한 구체적인 실시예에 대해서 설명하나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

(1) 동축케이블소선의 제작: 먼저, 은의 함유율이 5중량%이고, 나머지부가 구리 및 불가피불수물인 금속재료를 주조해서 주괴를 얻었다. 다음에, 이주괴를 냉간압연한 후, 열처리와 신선가공을 행하여, 외경이 0.08㎜인 소선을 제작하고, 이 소선표면에 주석도금을 실시해서 중심도체를 얻었다. 이어서, 이 중심도체의 주위에 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 절연체를 외경이 0.23㎜가 되도록 압출성형하고, 또, 인장강도가 55㎏/㎟의 구리합금으로 이루어진 외경 0.03㎜의 주석도금구리합금을 가로감기실드처리함으로써 외부도체를 형성해서 동축케이블소선을 얻었다. 상기 중심도체의 인장강도 및 소성신장, 및 외부도체의 측정결과를 표 1에 표시한다.

(2) 동축케이블의 제작: 상기 동축케이블소선을 폴리염화비닐(이하, 「PVC」라함)로 이루어진 띠형상재료에 의해 사이에 끼워넣고, 가열장치에 의해서 띠형상재료를 동축케이블소선의 표면전체에 가열용착시켜서 외경 0.33㎜의 단심의 동축케이블을 얻었다.

(3) 다심동축케이블의 제작: 상기 동축케이블 192개를, 각 동축케이블중심축방향을 일치시켜서 외곽이 원형상이되도록 묶어서 동축케이블의 집합체를 얻었다. 이 집합체의 외주에, 세경의 주석도금도체를 편조가공하고, 또 그외주에 대략 원통형상을 이루는 PVC의 외투를 입혀서 외경 8.2㎜의 동축케이블번들로서의 다심동축케이블을 얻었다.

<실시예 2>

중심도체에, 은의 함유율이 3중량%이고, 나머지부가 구리 및 불가피불순물인 금속재료를 사용하고, 외부도체에 인장강도가 80㎏/㎟의 구리합금으로 이루어진 주석도금구리합금선을 사용한것 이외는, 상기 실시예 1과 마찬가지로해서 다심동축케이블을 얻었다. 중심도체의 인장강도 및 소성신장, 및 외부도체의 인장강도의 측정결과를 표 1에 표시한다.

<비교예 1>

중심도체에, 인장강도가 80㎏/㎟의 구리합금으로 이루어진 외경 0.03㎜의 주석도금구리합금선을 맞꼰 외경 0.09㎜의 연선을 사용한것 이외는, 상기 실시예 1과 마찬가지로해서 다심동축케이블을 얻었다. 중심도체의 인장강도 및 소성신장, 및 외부도체의 인장강도의 측정결과를 표 1에 표시한다.

<비교예 2>

JIS C3106에 규정되는 전기용 거친(roughing-down)구리선을 가공해서 얻게된 외경 0.08㎜의 주석도금구리선의 단선을 중심도체에 사요한 것이외는, 상기 실시예 1과 마찬가지로해서 다심동축케이블을 얻었다. 중심도체의 인장강도 및 소성신장, 및 외부도체의 인장강도의 측정결과를 표 1에 표시한다.

<비교예 3>

JIS C3106에 규정되는 전기용거친(roughing-down)구리선을 가공해서 얻게된 외경 0.08㎜의 주석도금구리선의 단선을 중심도체에 사용한 것이외는, 상기 실시예 2와 마찬가지로해서 다심동축케이블을 얻었다. 중심도체의 인장강도 및 소성신장, 및 외부도체의 인장강도의 측정결과를 표 1에 표시한다.

<굴곡시험 1>

실시예 1 및 2, 및 비교예 1∼3에 사용한 중심도체를 시험체로하여, 상기한 굴곡시험방법 1에 표시한 방법에 따라서 굴곡시험을 실시했다. 그 결과, 실시예에 사용한 본 발명에 사용하는 중심도체는, 비교예 1에 비해서 3∼4배, 비교예 2 및 3에 비해서 10배이상의 굴곡회수에 견디어, 굴곡수명에 뛰어난 높은 내굴곡성을 구비한 것을 확인할 수 있었다. 이일로부터, 본 발명의 동축케이블소선, 동축케이블, 및 동축케이블번들은, 중심도체로서 내굴곡성에 뛰어난 중심도체를 사용함으로써, 중심도체에 연선을 사용한 종래의 것에 비해서, 내굴곡성에 뛰어나 있는 것을 이해할 수 있다.

<굴곡시험 2>

실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 및 비교예 3에서 제작한 각다심동축케이블에 대해서, 상기한 굴곡시험방법 2에 표시한 방법에 따라서 굴곡시험을 실시했다. 결과를 표 1에 종합해서 표시한다. 이 결과로부터, 실시예 1 및 2의 다심동축케이블은, 각각 60만회 및 30만회를 넘는 회수의 굴곡에서도 중심도체의 파단이 일어나지 않고, 중심도체가 연선으로 이루어진 비교예 1의 다심동축케이블과 동등이상의 충분한 내굴곡성을 가지고 있는 것이 확인되었다. 한편, 중심도체가 단선으로 이루어진 비교예 2 및 3의 다심동축케이블은, 12000회의 굴곡에서 파단해있고, 실시예 1 및 2의 다심동축케이블의 내굴곡성은, 비교예 2 및 3의 다심동축케이블의 20배이상인 것이 확인되었다. 이들일로부터, 본 발명에 의한 동축케이블번들은, 중심도체에 단선을 사용하고 있음에도 불구하고, 충분한 내굴곡성을 가진 것을 이해할 수 있다.

<단말압축시험>

실시예 1 및 비교예 1에서 제작한 각 동축케이블소선의 단말을 금형에 끼워넣고, 2방향으로부터 하중을 걸어서 단말을 압축변형시켰다. 이와 같은 압축변형의 전후에 있어서, 각동축케이블을 구성하는 중심도체의 단면형상을 현미경으로 관찰했다. 그 결과, 압축변형전에 있어서는, 모든 중심도체의 단면은 대략 진원(眞圓)형상이였다. 또, 압축변형후에 있어서는, 실시예 1에 사용한 중심도체의 단면은 편평한 타원형상을 나타내고, 또한 그 형상에는 재현성이 있었다. 한편, 비교예 1에 사용한 연선으로 이루어진 중심도체는, 그 연선을 구성하는 세선이 산산이 풀어져서, 압축변형마다 단면형상이 변화해버렸다. 다음에, 압축변형후의 각동축 케이블소선을 기판위에 땜납으로 접합했던바, 중심도체의 단면형상이 균일한 타원형상으로 변형된 실시예 1의 동축케이블소선은, 타원의 편평면을 접점으로해서 기판에 양호하게 접속되었다. 한편, 비교예 1의 동축케이블소선은, 산산이풀어진 세선의 영향으로 접속이 곤란하고, 그 세선을 모아서 고정하기 위하여 동축케이블소선의 선단부에 예비적인 납땜을 실시할 필요가 있었다. 이 일로부터, 본 발명의 동축케이블소선은, 단말의 가공성에 매우 뛰어나고, 따라서, 기판등에의 접속이 지극히 간단용이한 것을 이해할 수 있다.

		실시예1	실시예2	비교예1	비교예2	비교예3
중심도체	구조	단선	딘산	연선	단선	단선
	인장강도(㎏f/㎟)	140	125	80	50	50
	소성신장(%)	0.3	0.6	0.8	0.9	0.9
외부도체	인장강도(㎏f/㎟)	55	80	55	55	80
굴곡시험1	파단에 이르는 굴곡회수	4250	3500	1500	350	350
굴곡시험1	파단에 이르는 굴곡회수	5400	4400	1150	400	400
굴곡시험2	파단에 이르는 굴곡회수	60만회초과	30만회초과	30만회초과	12000	12000
굴곡시험2	30만회 굴곡후의 절연판괴의 유무	없음	없음	없음	있음	있음
단말압축시험	단말의 변형가공성	양호(균일)	-	불량(산산이풀어짐)	-	-
단말압축시험	기판에의 접속성	양호	-	여비납땜필요	-	-

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 충분한 내굴곡성을 가지면서, 접속부의 단선이나 단락을 유효하게 방지할 수 있는 동시에, 경제성에 뛰어난 동축케이블소선, 동축케이블 및 동축케이블번들을 얻을 수 있다.

Claims

중심도체와, 이 중심도체의 주위를 덮고 있는 절연체와, 이 절연체의 주위를 덮고 있는 외부도체를 구비한 동축케이블소선으로서,

상기 중심도체는, 구리 및 은을 함유하는 금속재료로 이루어진 단선에 의해 형성되어 있고, 또한, 인장강도가 120㎏f/㎟이상이고, 또한, 도전율이 60∼90%IACS이고,

상기 금속재료에 있어서의 은의 함유율은 2-10중량%인 것을 특징으로 하는 동축케이블소선.
제 1항에 있어서, 상기 중심도체의 소성신장이, 하기식 ①로 표시되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 동축케이블소선.

0.2%≤L≤2.0% …①

[식중, L은 소성신장(%)을 표시함.]
삭제
제 1항 또는 제 2항 있어서, 상기 중심도체의 인장강도와, 상기 외부도체의 인장강도가, 하기식 ②로 표시되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 동축케이블소선.

Tg≤Tc≤Tg×3 …②

[식중, Tc는 상기 중심도체의 인장강도를 표시하고, Tg는 상기 외부도체의 인장강도를 표시함.]
제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심도체의 외경이, 0.010∼0.2㎜인 것을 특징으로 하는 동축케이블소선.
제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 기재의 동축케이블소선과, 이 동축케이블소선의 주위를 덮고 있는 외피부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 동축케이블.
제 6항에 있어서, 상기 동축케이블소선을 복수개 구비하고 있고, 상기 각 동축케이블소선이 상기 외피부재의 안쪽에 병렬배치된 것을 특징으로 하는 동축케이블.
제 6항 또는 제 7항에 기재의 동축케이블을 복수개 구비하고 있고, 상기 각 동축케이블이 외투부재의 안쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 동축케이블번들.