KR100967610B1 - 전자기기용 시그날 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 모니터와 컴퓨터 본체를 연결하여 각종 신호(색신호포함)를 모니터에 전달하는 시그날 케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편조선으로 이루어지는 기존 케이블의 차폐층을 개선하여, 통상적으로 발생되는 임피던스(저항)를 낮춘 저저항 절전형 케이블에 관한 것이다.

특히, 임피던스가 낮아지게 되면 전압도 낮아지게 되어 전력의 과소비를 막을 수가 있으며, 또한 장비간에도 안정적인 동작을 하게 되어 모니터의 해상도를 최적으로 할 수 있으며, 모든 정보를 교환하는데 그 효과를 월등하게 하였다.

또한, 기존에는 케이블에 들어가는 모든 심선의 경우 석도금을 하였으나, 본 발명에 있어서는 석도금을 행하지 않도록 함으로서 기존 석도금에 의해 발생되는 여러가지 폐해를 방지할 수 있도록 하였다.

즉, 기존에는 심선에 도포된 석도금이 전류의 흐름을 방해하여 석도금만으도 임피던스가 10Ω 이상 높아지는 단점이 있었고, 석도금을 행하기 위한 공정(석을 녹이기 위한 전기로 시설 등)이 복잡하므로 말미암아 인건비 및 제작비 등 전체적으로 제작 단가가 올라가는 단점이 있었으나, 본 발명은 석도금을 행하지 않도록 하므로서 이러한 단점을 전부 해결하였다.

케이블, 컴퓨터, 편조선

Description

전자기기용 시그날 케이블{signal cable of electronic machine}

본 발명은 컴퓨터 모니터와 컴퓨터 본체를 연결하여 각종 신호(색신호 포함)를 모니터에 전달하는 시그날 케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편조선으로 이루어지는 기존 케이블의 차폐층을 개선하여, 통상적으로 발생되는 임피던스를 대폭 낮춘 저저항 초절전 케이블에 관한 것이다.

기존의 일반적인 전자기기용 시그날 케이블은, 도2에서 보는 바와 같이 가장 중심에 석도금을 한 다수개의 가느다란 중심도체 심선(11)이 위치하고 있으며, 상기 심선(11)은 외부도체인 알루미늄 테이프(호일)(12)로 감싸여져 있다.

또한 상기 알루미늄 테이프(12) 외측에는 심선 7선을 꼬아서 형성한 한가닥의 주 접지선(13)이 위치하고 있으며, 이는 다시 전도성이 좋은 심선을 다수개 꼬아서 만든 편조선(16)으로 감싸여져 있고, 상기 편조선(16)은 PVC로 피복(15)된 자켓으로 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 시그날 케이블은 상기 편조선으로 이루어지는 차폐층 구성 공정이 난해하고 자재비가 많이 소요되는 단점이 있었다.

원래, 상기 편조선은 가는 구리 심선을 다수개(80개) 꼬아서 그물망처럼 직조하여 형성하고 있으나, 최근에는 구리값 급등으로 인하여 구리 대신 마그네슘을 재질로 한 편조선을 사용하므로서 상당한 문제점이 발생하고 있다.

즉 마그네슘은 구리보다 도전성이 매우 약하므로, 구리 편조선의 임피던스가 36.4Ω 임에 반하여, 마그네슘 편조선은 접지 임피던스(저항)가 205Ω 이나 된다.

따라서, 마그네슘 편조선의 임피던스는 구리 편조선의 임피던스보다 5배 이상 높아지게 되어, 해상도 및 EMI 효과가 떨어지고 신호 흐름이 불안정 하는 등 차폐와 접지에 문제점이 발생하고 있다.

특히 차폐와 접지 역할을 하는 상기 기존의 편조선은 80선이나 되는 많은 심선을 꼬아서 구성함에도 불구하고, 그물망 형상이어서 전체적으로 틈새 구멍이 많아 차폐 효과가 85% 정도 밖에 되질 않았다.

또한, 기존 케이블은 상기 편조선 뿐만 아니라, 모든 심선에 석도금을 행하므로서 또 다른 문제점을 가지고 있었다.

즉 기존 케이블의 경우, 케이블을 구성하는 모든 심선에 석도금을 하였으나, 이와같이 심선에 석도금을 행하게 되면 중심도체의 동의 양보다 석이 더 많아지게 되며, 특히 표피효과라 하여 교류신호가 전송될 경우 주파수가 높을수록 신호가 도체표면에 집중하여 흐르게 되는바, 기존처럼 심선 표면에 석이 도금되어 있으면, 상기 표면에 도금된 석이 전류의 흐름을 방해하여 신호의 손실을 가져오게 되며, 또한 석도금만으로도 임피던스가 10Ω 이상 높아지는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 저항이 높아지면 전압도 함께 높아지게 되어 전력의 과소비를 가져옴은 물론, 장비의 안전에도 문제가 발생하며, 또한 데이타 송수신 흐름도 방해를 받아 해상도 및 EMI 효과가 떨어지는 문제점도 발생하게 된다.

또한 석도금을 행하기 위한 공정 또한 복잡하여 전체적으로 제작 단가도 올라가는 단점도 발생하게 된다.

본 발명과 그 목적 및 구성은 상이하지만, 본 출원인이 선 고안(고안자)한 컴퓨터 시그날 케이블을 살펴보면, 실용신안등록 제118761호(컴퓨터 시그날 케이블) 및 실용신안등록 제173596호(컴퓨터 시그날 케이블) 등이 있다.

본 발명은 기존의 시그날 케이블에 있어, 편조선을 없애고, 상기 편조선 대신 알루미늄 테이프 혹은 동 테이프를 한 겹 더 형성토록 하여 이중의 도체 테이프로 차폐층을 구성토록 하였다.

또한, 이중으로 형성한 도체 테이프 사이에 2가닥(14개 심선으로 구성) 또는 3가닥(21개의 심선으로 구성)의 주 접지선(Main drain wire)을 내재토록 하였다.

또한, 케이블에 들어가는 모든 심선에 석도금을 행하지 않도록 하였다.

기존 편조선을 이용한 케이블에 비하여 임피던스 발생이 대폭 감소되어 모니터의 해상도 및 EMI 효과를 월등 우수하게 하였다.

특히, 임피던스가 낮아지면 데이타 송수신에 따른 동작이 안정됨은 물론 절전도 가능하게 되어 상당한 전력소비를 막을 수가 있으며, 또한 전압도 함께 낮아지게 되어 장비의 안정성도 도모할 수 있게 하였다.

또한, 기존 케이블에 있어 편조선은 80선을 모두 꼬아서 만들기 때문에 그 구성 공정이 매우 난해하고 자재비가 많이 소요되는 단점이 있었으나, 본 발명에서는 편조선을 없앰으로서, 생산 공정을 상당히 간소화하였다.

또한, 편조선을 구성하는 80개의 심선도 필요없게 되어, 자재 원가도 대폭 절감되도록 하였다.

또한, 본 발명에 있어서는 석도금을 행하지 아니하고 무연 납땜을 행 함으로 서 이 역시 석도금에 의하여 발생되는 임피던스를 줄일 수 있어, 절전, 해상도, 송수신 흐름, EMI 등에서 상당한 효과를 가져오게 하였다.

또한, 석도금을 행하기 위하여 필요한 시설, 즉 석을 녹이기 위한 전기로 등의 시설이 필요 없게 되어 전체적으로 제작 단가를 대폭 줄일 수 있도록 하였다.

가장 중심에 절연체로 피복된 다수개의 가느다란 심선(11)이 위치하고, 상기 심선은 알루미늄 테이프(12)로 감싸며, 상기 알루미늄 테이프(12) 외측은 전도성이 좋은 심선을 다수개 꼬아서 만든 편조선(16)으로 감싸며, 상기 편조선은 PVC로 피복(15)토록 한 것에 있어서, 상기 알루미늄 테이프(12) 외측에 2가닥 또는 3가닥의 주 접지선(13)(13')(13")을 형성하고, 이를 다시 편조선 대신 알루미늄 테이프(14)로 감싸도록 하였다.

또한 케이블을 구성하는 모든 심선은 석도금을 행하지 않도록 하였다.

이상과 같은 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어 가장 큰 특징은,

첫째, 기존의 편조선(16)을 없애는 대신, 알루미늄 테이프(12) 외측에 직경이 0.2㎜인 14∼21개의 심선을 꼬아서 만든 주 접지선(13)(13')(13") 2∼3 가닥을 형성토록 하고, 이를 다시 또 다른 알루미늄 테이프(14)로 감싸도록 한 것이며,

둘째, 케이블에 들어가는 모든 심선은 석도금을 행하지 않도록 한 것이다.

도1은 본 발명이 사용되는 통상의 시그날 케이블의 일측 단부를 나타낸 것이며, 도2는 종래 시그날 케이블의 부분 분해 사시도이다.

상기 도2를 통하여 종래 시그날 케이블의 구성을 살펴보면, 가장 중심에 절연체로 피복된 다수개의 가느다란 심선(11)이 위치하고 있으며, 상기 심선(11)은 알루미늄 테이프(호일)(12)로 감싸여져 있다.

또한 상기 알루미늄 테이프(12) 외측에는 심선 7선을 꼬아서 형성한 한가닥의 주 접지선(13)이 위치하고 있으며, 이는 다시 전도성이 좋은 심선을 다수개 꼬아서 만든 편조선(16)으로 감싸여져 있으며, 상기 편조선(16)은 PVC로 피복(15)되어 있다.

한편, 상기 도2에서는 편의상 소수의 심선만 도시하였으나, 정확하게는 신호선 심선수가 63선, 접지의 역할을 하는 심선수가 35선, 차폐와 접지의 역할을 함께하는 편조선(16) 수가 80선이어서, 전체적으로 총 심선수는 178선이나 된다.

특히, 상기 편조선의 경우는 80개의 심선을 꼬아서 그물망처럼 만들다 보니 그 제작 공정이 매우 난해하며, 또한 심선의 직경(0.12㎜)도 굵은데다가 재질 또한 원가가 비싼 구리를 사용하다보니 제조단가가 높아지는 문제점이 발생하고 있다.

특히 차폐와 접지 역할을 하는 상기 편조선은 80선이나 되는 많은 심선을 사용하여 구성함에도 불구하고, 꼬아서 그물망처럼 형성된 것이어서 전체적으로 틈새 구멍이 많아 차폐 효과는 85% 정도에 그치고 있다.

그러나 본 발명은 기존의 이와 같은 편조선을 없애고, 상기 편조선 대신 도체테이프인 알루미늄 테이프를 한 겹 더 사용토록 하여, 알루미늄 테이프(12)(14)를 이중으로 구성토록 하였으며, 또한 알루미늄 테이프(12)와 알루미늄 테이프(14) 사이에 2가닥(14개의 심선으로 구성)의 주 접지선(13)(13')을 내재토록 하거나, 또는 3가닥(21개의 심선으로 구성)의 주 접지선(13)(13')(13")을 내재토록 하였다.

즉, 도3 내지 도4에서 보는 바와 같이, 본 발명 케이블(10)에 있어 가장 중심에 절연체로 피복한 심선(11)이 위치하고, 이를 알루미늄 테이프(12)로 감싸고, 맨 바깥쪽에 PVC로 피복(15) 한 구조는 기존 케이블과 동일하다.

그러나, 알루미늄 테이프(12) 외측에 2∼3 가닥의 주 접지선(13)(13')(13")을 형성하고, 이를 다시 편조선 대신 알루미늄 테이프(14) 로 감싸도록 하므로써 제작 공정을 간편하게 함은 물론 제작 단가도 줄이게 되었다.

또한 알루미늄 테이프(호일)는 구멍이 전혀 없어 차폐 및 접지 효과까지도 향상시켰다.

즉 종래에는 1가닥(7선)의 주 접지선(13)만 케이블 내측에 내재시켰지만, 본 발명은 도3에서 보는 바와같이 주접지선(13)(13')을 2가닥(14선)으로 형성토록 하거나, 도4와 같이 주 접지선(13)(13')(13")을 3가닥(21선)으로 형성토록 한 것으로,

상기에 있어 주 접지선 1가닥은 가느다란 심선 7개를 꼬아서 만든 것이므로, 본 발명에 있어, 2가닥의 주 접지선(13)(13')은 총14개의 심선으로 이루어진 것이며, 3가닥의 주 접지선(13)(13')(13")은 총21개의 심선으로 이루어진 것이다.

실험 결과에 따르면, 기존 케이블의 마그네슘 편조선은 차폐 및 접지 효과가 85% 정도에 불과하지만, 상기 알루미늄 테이프(12)(14)로 이중 차폐하고, 그 사이에 주 접지선을 2∼3가닥 형성한 본 발명 케이블(10)의 경우는 98%의 차폐 및 접지효과를 나타냈다.

즉 심선과 심선간에 전자기적 간섭이 일어나지 않음은 물론 외부의 전자방해나 노이즈로부터 안정된 신호를 전송하는 효과가 높게 나타나, 해상도 및 EMI 효과를 향상시켰다.

또한, 상기 알루미늄 테이프(12)(14)는 그 두께가 0.02㎜에 불과하지만, 양면이 PS 수지로 코팅되어 있는 호일 형상의 절연체로서, 상기 알루미늄 테이프(12)(14)로 심선을 감싸게 되면 작은 틈새가 전혀 발생하지 않아 그물망 형상의 편조선에 비하여 차폐 효과가 훨씬 뛰어나게 되며, 또한 잘 찢어지지도 않아 케이블이 굴곡되어도 그 내구성이 매우 강하다.

특히, 심선을 잘 감쌀 수 있기 때문에 후드 부분의 굴곡면에서도 사용이 매우 편리하며, 또한 원가 또한 매우 저렴하여 기존 편조선에 비하여 전체적으로 매우 유용하다.

한편, 본 발명에 있어서는, 상기 알루미늄 테이프(14) 대신에 동(구리) 테이프를 사용할 수도 있는바, 이와 같은 동 테이프는 알루미늄 테이프보다 전도율이 훨씬 뛰어나 차폐 및 접지 효과는 더욱더 향상되어진다.

즉, 동테이프를 사용하여 이중으로 차폐층을 구성하면, 그 내측에 주 접지선(13)(13')(13")을 굳이 내재시키지 아니하여도 될 정도로 차폐 및 접지 효과가 뛰어나게 되는 잇점이 있다.

한편, 기존에는 케이블에 들어가는 모든 심선에 석도금을 하였으나, 본 발명은 석도금을 하지 아니 하므로써, 석도금을 행하는 기존 케이블보다 훨씬 많은 효과를 얻게 된다.

즉 기존 케이블의 경우, 케이블을 구성하는 모든 심선에 석도금을 하였으나, 이와같이 심선에 석도금을 행하게 되면 중심도체의 동의 양보다 석이 더 많아지게 되며, 특히 표피효과라 하여 교류신호가 전송될 경우 주파수가 높을수록 신호가 도체표면에 집중하여 흐르게 되는바, 기존처럼 심선 표면에 석이 도금되어 있으면, 상기 표면에 도금된 석이 전류의 흐름을 방해하여 신호의 손실을 가져오게 되며, 또한 석도금만으로도 임피던스가 10Ω 이상 높아지는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 임피던스가 높아지면 전압도 함께 높아지게 되어 전력의 과소비를 가져옴은 물론, 장비의 안전에도 문제가 발생하며, 또한 데이타 송수신 흐름도 방해를 받아 해상도 및 EMI 효과가 떨어지는 문제점도 발생하게 된다.

또한 석도금을 행하기 위한 시설 및 공정이 복잡하여 인건비와 자재비 등이 많이 소요되어 전체적으로 제작 단가도 올라가는 단점도 발생하게 된다.

그러나, 본 발명은 석도금을 행하지 아니하므로서, 이러한 단점을 모두 해결한 매우 유용한 발명이다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 케이블은 기존 케이블에 비하여, 제작공정, 원가, 차폐효과, EMI 효과 등에서 월등히 우수하므로 산업상 이용가능성은 충분하다 할 것이다.

도1은 본 발명 케이블의 사용상태를 나타낸 부분 분해 사시도.

도2는 종래 케이블의 부분 분해 사시도.

도3은 본 발명 케이블의 일 실시예 부분 분해 사시도.

도4는 본 발명 케이블의 타 실시예 부분 분해 사시도.

* 도면 부호

10 : 케이블

11 : 심선 12 : 알루미늄 테이프

13 : 주 접지선 13' : 주 접지선 13" : 주 접지선

14 : 알루미늄 테이프 15 : 피복 16 : 편조선

Claims (3)

1. 중심에 절연체로 피복된 다수개의 가느다란 심선(11)이 위치하고, 상기 심선은 알루미늄 테이프(12)로 감싸며, 상기 알루미늄 테이프(12)는 전도성이 좋은 심선을 다수개 꼬아서 만든 편조선(16)으로 감싸며, 상기 편조선은 PVC로 피복(15)토록 한 시그날 케이블에 있어서, 상기 알루미늄 테이프(12) 외측에 주 접지선을 형성하되, 상기 주 접지선은 2가닥(14개 심선으로 구성)의 주 접지선(13)(13')이나 3가닥(21개 심선으로 구성)의 주 접지선(13)(13')(13") 중 어느 하나로 구성토록 하며, 이를 다시 편조선 대신 알루미늄 테이프(14)로 감싸도록 하되, 상기 케이블(10)에 들어가는 모든 심선은 무(無) 도금인 것을 특징으로 하는 전자기기용 시그날 케이블.
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