KR100971940B1 - 다중절연코어 형태의 운동용 ｒ/ｆ 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동용 R/F 케이블에 있어서, 여러 가닥의 도체로 이루어지는 중심도체 주위에 중심도체를 구속하는 솔리드 유전체가 마련되고, 솔리드 유전체의 외측에 위치하는 외부도체와 솔리드 유전체 사이의 공간이 가스 또는 화학적 발포에 의해 이루어지는 유전체로 절연된다. 따라서, 본 발명은 여러 가닥의 작은 직경을 가진 도체들로 이루어지는 중심도체의 흐트러짐을 방지하기 위하여 중심도체 주변에 얇은 층의 강도가 높은 솔리드(Solid) 형태의 유전체를 마련하고, 이러한 솔리드 유전체와 외부도체 사이의 공간에는 유전율이 낮은 발포된 유전체로 채움으로써 파손을 방지함과 아울러 높은 유전율에 의한 유전체 손실을 개선하고, 이로 인해 케이블의 삽입손실을 최소화함과 동시에 연속적인 굴곡파로 부하를 많이 받는 엘리베이터, 로봇, 산업용 이송 및 반송 장치 등의 고주파 통신케이블로서 사용시 유연성 부족에 의한 단선 및 단락을 방지함과 아울러 삽입손실을 최소화하여 이를 사용하는 장치에 대한 내구성과 안정성을 향상시킴으로써 장치의 품질 및 신뢰성을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

중심도체, 외부도체, 솔리드 유전체, 유전체, 유전율, 발포

Description

다중절연코어 형태의 운동용 Ｒ/Ｆ 케이블{Multi dielectric core type moving R/F cable}

본 발명은, 연속적인 굴곡파로 부하를 많이 받는 엘리베이터, 로봇, 산업용 이송 및 반송 장치 등의 고주파 통신 케이블로 사용되고, 유연성 부족에 의한 단선 및 단락을 방지함과 아울러 삽입손실을 최소화함으로써 품질이 우수하며, 이를 사용하는 장치의 내구성과 안정성을 향상시키는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블에 관한 것이다.

일반적으로, 운동용 케이블은 엘리베이터, 로봇 그 밖의 산업용 이송 및 반송 장치 등에 통신 케이블로서 사용되는데, 종래의 기술에 따른 솔리드 유전체를 이용한 운동용 케이블을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 솔리드 유전체를 이용한 운동용 케이블을 도시한 부분사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 솔리드 유전체를 이용한 운동용 케이블(10)은 중심도체(11; Center conductor)가 7~19 가닥의 작은 직경의 도체를 꼬아서 이루어지고, 중심도체(11)의 외측에 위치하는 외부도체(13)와 중심도체(11) 사이의 공간을 단일 유전체(Dielectric)(12)가 채우며, 외부도체(13) 외 측에 피복(14)이 감싸여진다. 또한, 외부도체(13)는 1겹 또는 다수겹의 편조층(13a,13b)으로 이루어진다.

상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 솔리드 유전체를 이용한 운동용 케이블은 단일 유전체를 속이 꽉 찬 솔리드(Solid) 형태로 할 경우 유전체의 유전율에 의한 손실이 증가하여 장거리의 고주파 통신이 어렵게 되는 문제점을 가지고 있으며, 단일 유전체를 공기가 혼합되는 발포 형태로 할 경우 단일 유전체의 강도가 약화되어 여러 가닥으로 형성된 중심도체를 이루는 작은 직경의 도체들을 구속하지 못하여 도체들 간의 간격이 벌어짐으로써 특성 임피던스가 깨짐과 아울러 작은 직경의 도체가 단선 및 단락으로 파손되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연속적인 굴곡파로 부하를 많이 받는 엘리베이터, 로봇, 산업용 이송 및 반송기계 등의 고주파 통신케이블의 유연성 부족에 의한 단선 및 단락을 방지함과 아울러 삽입손실을 최소화하도록 운동용 R/F 케이블의 품질을 향상시키고, 이를 사용하는 기계 및 장치의 내구성과 안정성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블은, 운동용 R/F 케이블에 있어서, 여러 가지의 도체로 이루어지는 중심도체 주위에 중심도체를 구속하는 솔리드 유전체가 마련되고, 솔리드 유전체의 외측에 위치하는 외부도체와 솔리드 유전체 사이의 공간이 발포에 의해 이루어지는 유전체로 절연되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블은, 여러 가닥의 작은 직경을 가진 도체들로 이루어지는 중심도체의 흐트러짐을 방지하기 위하여 중심도체 주변에 얇은 층의 강도가 높은 솔리드(Solid) 형태의 유전체를 마련하고, 이러한 솔리드 유전체와 외부도체 사이의 공간에는 유전율이 낮은 발포된 유전체로 채움으로써 파손을 방지함과 아울러 높은 유전율에 의한 유전체 손실을 개선하고, 이로 인해 케이블의 삽입손실을 최소화함과 동시에 연속적인 굴곡파로 부하를 많이 받는 엘리베이터, 로봇, 산업용 이송 및 반송 장치 등의 고주파 통신케이블로서 사용시 유연성 부족에 의한 단선 및 단락을 방지함과 아울러 삽입손실을 최소화하여 이를 사용하는 장치에 대한 내구성과 안정성을 향상시킴으로써 장치의 품질 및 신뢰성을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블을 도시한 부분사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블(100)은 중심도체(110)와, 중심도체(110)를 감싸는 솔리드 유전체(120)와, 솔리드 유전체(120)를 감싸는 유전체(130)와, 유전체(130)의 외측에 마련되는 외부도체(140)를 포함한다.

중심도체(110)는 여러 가닥의 미소 직경을 가지는 도체(111a)들로 이루어지는데, 여러 가닥의 도체(111a)를 시계방향으로 꼬는 S자 꼬임(우-선회) 또는 반시계방향으로 꼬는 Z자 꼬임(좌-선회)에 의해 집합선(111)을 이루고, 이러한 집합선(111)을 여러 가닥으로 제작하여 도체들(111a)의 꼬임 방향과 반대되는 방향으로 꼬이도록 함으로써 이루어진다. 즉, 도체(111a)들을 1차로 S자 꼬임에 의해 집합선(111)을 제작하는 경우 여러 가닥의 집합선(111)들을 2차로 Z자 꼬임에 의해 중심도체(110)를 제작하고, 이와 반대로 도체(111a)들은 Z자 꼬임으로, 집합선(111)들은 S자 꼬임에 의해 중심도체(110)를 제작하며, 이러한 교차 꼬임에 의해 케이블(100)의 축방향 회전에 의한 꼬임을 방지한다.

집합선(111)은 19~25가닥으로 이루어지는 도체(111a)들의 꼬임에 의해 제작됨이 바람직하며, 중심도체(110)는 19~25가닥으로 이루어진 집합선(111)들의 꼬임에 의해 제작됨이 바람직하다. 따라서, 중심도체(110)는 최소 19가닥의 집합선(111)으로 이루어지고, 이러한 집합선(111)은 최소 19가닥으로 이루어지므로 중심도체(110)는 최소 361가닥의 도체(111a)들로 이루어진다.

도체(111a)는 동선 또는 은이나 니켈이 도금된 동선임이 바람직하고, 직경이 작고, 수가 증가될수록 유연성이 좋아져서 연속적인 굴곡하중에 쉽게 적응할 수 있으나, 생산원가를 고려하여 그 직경이 0.04~0.1mm임이 바람직하다.

솔리드 유전체(120)는 중심도체(110)를 구속함으로써 중심도체(110)의 도체(111a)들이 흐트러지지 않도록 하는 기능을 수행하며, 두꺼워지면 손실이 커지며, 얇아지면 중심도체(110)의 구속력을 저하시키므로 이를 극복하기 위하여 두께가 집합선(111) 최외경의 0.2~0.3배인 것이 바람직하다.

유전체(130)는 가스 또는 화학적 발포에 의해 이루어지고, 솔리드 유전체(120)와 외부도체(140) 사이의 공간을 절연시킨다.

한편, 솔리드 유전체(120)와 유전체(130)는 유전율이 낮은 PTFE(테프론) 또는 PE(Poly ethylene)로 이루어짐이 바람직하다.

외부도체(140)는 일예로 다수의 편조층(141)으로 이루어지고, 이 때, 다수의 편조층(141) 사이에 알루미늄 박판 테이프층(142)이 삽입됨으로써 고주파 차폐를 강화시켜서 고주파 방사에 의한 삽입손실을 방지하도록 한다.

편조층(141)은 은 또는 니켈 도금된 동선을 사용하며, 두께가 0.08~0.15mm임이 바람직하다.

한편, 외부도체(140) 외측에는 휨이 자유로운 재질의 외부 피복(150; Jacket)이 마련된다.

외부 피복(150)은 외부도체(140)를 감싸고, 유연성이 뛰어난 연질 PVC 등과 같이 연속되는 굴곡하중에 견딜 수 있는 재질로 제작됨으로써 케이블(100)이 반복되는 굴곡하중을 견딜 수 있도록 유연성을 강화시킨다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블(100)은, 중심도체(110)가 여러 가닥의 도체(111a)들의 꼬임으로 제작되는 집합선(111)들의 꼬임에 의해 제작됨으로써 매우 유연하여 운동 작업에서 뒤틀림과 꼬임의 발생이 없고, 솔리드 유전체(120)와 유전체(130)로 이루어지는 다중 유전체가 적은 손실과 낮은 유전율로 인해 케이블(100)의 특성을 향상시키며, 외부도체(140)도 유연하고 쉴드(Shield)가 강화되어 고주파 방사에 의한 손실을 방지하며, 외부 피복(150)의 휨이 가능한 재질로 인해 유연성을 강화시킨다.

도 4는 종래의 솔리드 형태의 PTFE 재질의 케이블로서 유전율이 2.4이고, 중심도체의 직경이 2.2mm인 솔리드 케이블의 삽입손실을 시뮬레이션한 결과이고, 도 5는 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블로서 유전율, 즉 평규유전율이 1.2이고, 중심도체(110)의 직경이 2.2mm인 다중절연 케이블(100)의 삽입손실을 시뮬레이션한 결과이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블(100)의 삽입손실은 5GHz 부분의 손실이 30dB에 가까운 반면, 종래의 솔리드 방식의 케이블은 같은 5GHz 부분의 손실이 90dB 정도이므로 본 발명에 따른 운동용 R/F 케이블(100)은 삽입손실이 종래의 1/3 이하로 개선된다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블은 여러 가닥의 작은 직경을 가진 도체들로 이루어지는 중심도체의 흐트러짐을 방지하기 위하여 중심도체 주변에 얇은 층의 강도가 높은 솔리드(Solid) 형태의 유전체를 마련하고, 이러한 솔리드 유전체와 외부도체 사이의 공간에는 유전율이 낮은 발포된 유전체로 채움으로써 파손을 방지함과 아울러 높은 유전율에 의한 유전체 손실을 개선하고, 이로 인해 케이블의 삽입손실을 최소화함과 동시에 연속적인 굴곡파로 부하를 많이 받는 엘리베이터, 로봇, 산업용 이송 및 반송 장치 등의 고주파 통신케이블로서 사용시 유연성 부족에 의한 단선 및 단락을 방지함과 아울러 삽입손실을 최소화하여 이를 사용하는 장치에 대한 내구성과 안정성을 향상시킴으로써 장치의 품질 및 신뢰성을 증대시킨다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 솔리드 유전체를 이용한 운동용 케이블을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블을 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블을 도시한 단면도이고,

도 4는 종래의 솔리드 형태의 PTFE 재질의 케이블의 삽입손실을 시뮬레이션한 결과이고,

도 5는 본 발명에 따른 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블의 삽입손실을 시뮬레이션한 결과이다.

Claims (9)

1. 운동용 R/F 케이블에 있어서,

   여러 가닥의 도체를 S자 꼬임 또는 Z자 꼬임에 의해 집합선을 이루고, 여러 가닥의 상기 집합선을 상기 도체들의 꼬임 방향과 반대되는 방향으로 꼬이도록 하여 이루어지는 중심도체 주위에 상기 중심도체를 구속하는 솔리드 유전체가 마련되고, 상기 솔리드 유전체의 외측에 위치하는 외부도체와 상기 솔리드 유전체 사이의 공간이 발포에 의해 이루어지는 유전체로 절연되는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 집합선은,

   19~25가닥으로 이루어진 상기 도체들의 꼬임에 의해 제작되는 것

   을 특징으로 하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 중심도체는,

   19~25가닥으로 이루어진 상기 집합선들의 꼬임에 의해 제작되는 것

   을 특징으로 하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
5. 제 1 항 또는 제3 항에 있어서,

   상기 도체는,

   직경이 0.04~0.1mm인 것

   을 특징으로 하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 솔리드 유전체는,

   두께가 상기 집합선 최외경의 0.2~0.3배인 것

   을 특징으로 하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부도체는,

   다수의 편조층 사이에 알루미늄 박판 테이프층이 삽입되는 것

   을 특징으로 하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 편조층은,

   두께가 0.08~0.15mm인 것

   을 특징으로 하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부도체를 감싸는 외부 피복을 더 포함하는 다중절연코어 형태의 운동용 R/F 케이블.

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