KR20150095817A - 동축 케이블 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20150095817A
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coaxial cable
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KR1020157018547A
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Inventor
장-미카엘 마르키시오
베노이트 로랑
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페더럴-모걸 파워트레인, 인코포레이티드
어컴 소시에떼 코퍼러티브 엣 파티시페이티브 소시에떼 아노님 코퍼러티브 데 프로덕션 아 캐피탈 베리어블
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Abstract

동축 케이블 및 그 제조 방법이 제공된다. 동축 케이블은 긴 중앙 전도성 부재; 중앙 전도성 부재를 감싸는 유전체 절연층; 외부 보호 시스, 및 유전체 절연층과 외부 보호 시스 사이에 개재된 하이브리드 실을 구비한 편조형 EMI 차폐층을 포함한다. 하이브리드 실은 긴 비전도성 필라멘트 및 연속적인 긴 와이어 필라멘트를 포함한다. 와이어 필라멘트는 EMI, RFI 또는 ESD 중 적어도 하나에 대항하는 중앙 전도성 부재에 대한 보호를 제공하는 EMI 차폐층의 길이에 따라 자체적으로 또는 다른 와이어 필라멘트들과 전기적으로 엮여진다. 방법은, 중앙 전도성 부재를 제공하는 단계; 중앙 전도성 부재를 둘러싸는 유전체 절연층을 형성하는 단계; 하이브리드 실을 포함하는 EMI 차폐층을 절연층 둘레에 편조하는 단계; 및 편조형 EMI 차폐층 둘레에 외부 보호 시스를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

동축 케이블 및 그 제조 방법{COAXIAL CABLE AND METHOD OF CONSTRUCTION THEREOF}
본 출원은 2012년 12월 13일에 출원된 미국 가출원번호 제61/736,977호의 이익을 주장하는 바이며, 그 전체가 참조로 인용된다.
본 발명은 긴 전기 부재를 보호하기 위한 슬리브에 관한 것으로, 구체적으로 내부 절연층 및 외부 시스 사이에 개재된 전자기 간섭 차폐층을 구비한 동축 케이블에 관한 것이다.
전자기 간섭(electromagnetic interference)(EMI), 무선 주파수 간섭(radio frequency interference)(RFI), 및 정전 방전(electrostatic discharge)(ESD)이 가까운 전기 전도체 사이의 전도성 결합과, 전자기파 전파에 의해 야기된 신호 간섭 때문에 전자 부품의 고유 기능에 문제가 생길 수 있다는 것이 알려져 있다. 전자 시스템은 회로를 통한 전류 흐름의 결과로서 전자기 에너지를 생성한다. 이 전자기 에너지는 그들이 회로 내에 간접 연결(communication)되거나 가까이 배치되든 아니든, 전자 부품을 둘러싸는 성능에 악영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 자동차의 전력 시스템과 관련된 전도체에 있는 전기 전류는 전자 모듈과 같은 다양한 전자 부품들의 스퓨리어스 간섭 신호를 유발할 수 있다. 이러한 간섭은 차량의 전자 모듈이나 다른 부품들의 성능을 떨어뜨리며, 그로인해 차량이 요구되는 것과 다르게 기능하게 된다. 유사하게, 컴퓨터 네트워크 또는 다른 통신 시스템에서 데이터를 운반하는 라인에 비교적 가까운 전기 와이어링 사이의 유도 결합은, 네트워크에 전송되어지는 데이터 상에 오류를 일으키는 효과를 가질 수 있다.
EMI, RFI 및 ESD의 부작용은, 적절한 차폐를 전함으로써, 그리고 EMI, RFI 및 ESD 민감한 부품들의 접지(grounding)를 통해 효과적으로 제거될 수 있다. 예를 들면, 내부 또는 외부적으로 생성된 EMI, RFI 및 ESD로부터 바람직하지 않은 간섭의 대상이 될 수도 있는 컨트롤 신호를 운반하는 와이어들은 차폐 간섭의 전문 보호 슬리브 케이블을 사용함으로써 차폐될 수 있다. 일반적으로 전문 차폐를 구비한 와이어의 공지된 유형은 "동축 케이블"로 언급된다. "동축 케이블"이란 명칭은 케이블의 여러 가지의 층들이 서로 공통 축을 가지고 연장된다는 점에서 생겼으며, 여기서 다양한 층들은 전형적으로, 가장 안쪽의 중앙 전도체; 중앙 전도체를 둘러싸는 비-전도성(유전성) 절연층; 절연층을 둘러싸는 단독으로 편조된 와이어로 구성되는 EMI 차폐층; 및 가장 바깥쪽의 보호 시스를 포함한다. 동축 케이블은 일반적으로 신뢰할만한 전기 회로를 형성하고, 전기 간섭을 제거하는데 효과적이지만, 종래의 케이블은 고유의 단점을 가지고 있다.
종래의 동축 케이블의 EMI 차폐층은 전형적으로, 완전히 편조된 노출형 구리(bare copper), 주석 도금을 한 구리(tinned copper), 알루미늄 합금 및 주석 도금을 한 알루미늄 합금 와이어로 제조된다. 그러나 동축 케이블은 EMI에 대해 효과적인 장벽을 제공하지만, 이는 주석 또는 구리 금속 와이어의 높은 함량으로 인해 비싸다. 게다가, EMI 차폐층이 단독 금속으로부터 제조되면, 강성(stiffness)은 비교적 높아서, 구불구불한 통로 위에 및/또는 모퉁이 주위에 동축 케이블을 보내는 능력이 위태롭게 된다. 또한, EMI 차폐층이 완전히 금속으로 만들어지면, 내부 절연층 및 비교적 두꺼운 가장 바깥쪽의 보호 시스를 기계적으로 마멸시키는 자체 능력에 적극적이다. 따라서, 동축 케이블의 강성 및 질량은 향상되며, 그로인해 케이블의 가요성이 더 줄어들게 되고, 그 자체의 상대적인 강성 때문에 케이블을 보내는데 확장된 공간을 필요로 한다. 확장된 공간의 필요성은 아주 많은 비용이 들게 되고, 또한, 향상된 강성은 케이블이 자체 구부림 수용력을 넘어 구부러지는 경우 케이블에 손상을 끼치게 된다. 전술한 단점들에 더하여, 추가의 단점은 순수한 금속 EMI 층을 가지는 것인데, 다시 말해, 결국 케이블의 기능성에 손상을 입힐 수 있는 충격을 약화시키는 것에 대한 순수한 금속 EMI 층의 무능을 가지는 것이 원인이다. 또, 추가의 단점은 순수한 금속 EMI 층을 가지는 것인데, 다시 말해, 구부러질 경우, 탄력적으로 "스프링-백"하는 기능으로 보통 언급되는, 또 "푸쉬-백"으로도 언급되는, 자체의 원래 편조된 형태로 탄력적으로 되돌아가는 것에 대한 순수한 금속 EMI 층의 감소된 기능을 가지는 것이 원인이다. 예컨대, 순수한 금속 EMI 층은, 구부러질 시, 인접한 편조된 금속 와이어들 사이의 바람직하지 않은 영구적인 틈을 제공할 수 있는 영구적인, 플라스틱 소성 변형에 민감하다. 인접한 와이어들 사이의 의도하지 않게 증가된 사이즈의 틈들은 결국 EMI 층의 EMI 차폐 효과성을 감소시키며, 따라서 동축 케이블의 기능성은 줄어들게 된다.
본 발명에 따라 제조된 동축 케이블은 적어도 전술한 종래의 한정들을 극복하거나 크게 최소화하며, 특히 전체 질량을 감소시키고 가요성을 향상시키는데, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 이들은 이하의 본 발명의 내용을 통해 추가의 이점들을 알게 된다는 것으로 여기게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양상은 동축 케이블을 제공하는 것이며, 이 동축 케이블은 긴 중앙 전도성 부재, 중앙 전도성 부재를 둘러싸는 유전체 절연층, 외부 보호 시스 및 유전체 절연층과 외부 보호 시스 사이에 개재된 하이브리드 실을 포함하는 편조형 EMI 차폐층을 포함한다. 하이브리드 실은 긴 비전도성 필라멘트 및 긴 연속적인 와이어 필라멘트를 포함한다. 와이어 필라멘트는 EMI, RFI 또는 ESD 중 적어도 하나에 대항하는 중앙 전도성 부재에 대한 보호를 제공하는 EMI 차폐층의 길이에 따라 자체적으로 또는 다른 와이어 필라멘트들과 전기적으로 엮여진다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 외부 보호층의 상대적인 두께가 감소되며, 그로인해 동축 케이블의 전체 질량의 감소 및 가요성의 향상을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, EMI 차폐층의 탄력적 푸쉬-백 특성은, EMI 차폐층의 하이브리드 실에 있는 비전도성 필라멘트의 함유 때문에, 편조된 하이브리드 실들 사이의 영구적인 틈의 형태를 방지하도록 강화된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 동축 케이블의 직경은 개별 층들의 기능성의 희생 없이 외부 보호 시스가 상대적인 두께로 감소되게 하는 EMI 차폐층을 포함하는 하이브리드 실의 결과로서 최소화된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 동축 케이블의 내충격성은 하이브리드 실의 비교적 소프트한, 비전도성 필라멘트의 존재에 의해 향상된다.
본 발명의 다른 양상은 동축 케이블을 제조하는 방법을 제공한다. 방법은, 전기 전도성 부재를 제공하는 단계; 전기 전도성 부재 둘레에 절연층을 형성하는 단계; 절연층 둘레에 차폐층을 편조하는 단계; 및 차폐층 둘레에 외부 보호 시스를 형성하는 단계를 포함한다. 하이브리드 실은 긴 비전도성 필라멘트 및 긴 연속적인 전도성 와이어 필라멘트를 구비하는 단계를 포함한다. 와이어 필라멘트는 EMI, RFI 또는 ESD 중 적어도 하나에 대항하는 중앙 전도성 부재에 대한 보호를 제공하는 EMI 차폐층의 길이에 따라 자체적으로 또는 다른 와이어 필라멘트들과 함께 전기적으로 편조된다.
본 밟명의 다른 양상에 따르면, 방법은 외부 보호층의 상대적인 두께를 감소시키는 단계를 포함하며, 그로인해 동축 케이블의 전체 질량의 감소 및 가요성의 증가를 가능하게 한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 방법은 편조된 하이브리드 실들의 인접한 전도성 와이어 필라멘트들 사이의 유연하게 변형되고 영구적인 틈들의 형태를 방지하도록, 하이브리드 실의 비전도성 필라멘트의 존재를 통해 EMI 차폐층의 탄력적인 푸쉬-백 특성을 증가시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 방법은 개별층들의 내구성 및 기능성을 희생하는 것 없이 동축 케이블의 직경을 최소화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 동축 케이블의 질량은 종래의 상태에 비해 감소된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 방법은 하이브리드 실의 비전도성 필라멘트의 존재를 통해 동축 케이블의 내충격성을 감소시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 따라 제조된 동축 케이블은 종래의 동축 케이블 이상의 다음 이점들을 제공하는데, 그 중에서도 이는 당업자에 의해 이해된다. 본 발명은 외부 보호 시스의 두께를 최소화할 수 있게 된 결과로서, 최소화된 외부 직경을 가진다. 본 발명은 감소된 질량 및 상대적으로 감소된 중량을 가진다. 본 발명은 향상된 가요성을 가지며, 따라서 최소량의 공간 내에 전송된다. 본 발명은 증가된 푸쉬-백을 나타내며, 그로인해 제조될 때 그들의 완전한 차폐 효율성을 유지한다.본 발명은 제조 및 사용에서 비용이 효율적이며, 향상된 내구성을 가지고, 그로인해 길고 유용한 수명을 나타낸다.
이들 및 다른 특징 및 이점은 첨부된 청구항 및 동반되는 도면들의 바람직한 실시예 및 최선의 형태의 상세한 설명의 도시로 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 구성된 동축 케이블의 사시도이다.
도 1a는 도 1과 유사한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 구성된 동축 케이블의 도면이다.
도 1b는 도1과 유사한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 구성된 동축 케이블의 도면이다.
도 2는 도 1의 2-2선에 따라 확대 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 4는 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 5는 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 6은 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 7은 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 8은 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 9는 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 10은 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 11은 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도 12는 도 1의 동축 케이블의 EMI 차폐층의 구조로 사용될 수 있는 또 다른 하이브리드 실의 확대 측면도이다.
도면을 보다 상세히 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되며, 이후에 케이블(10)로 언급되는 동축 케이블(coaxial cable)을 나타낸다. 케이블(10)은, 하나 또는 복수의 전기 전도성 와이어(electrically conductive wires)로 제공될 수 있는 중앙 전도성 부재(central conductive member)(12)를 포함하며, 중앙 전도성 부재(12)를 둘러싸는, 두께(T1)를 가진 비전도성 절연층(nonconductive insulative layer)(14)을 포함한다. 또한, 이후에 차폐층(shield layer)(16)으로 언급되는, 두께(T3)를 가진 EMI 보호 차폐층(EMI protective shield layer)이 절연층(14)의 둘레에 편조(braided)된다. 차폐층(16)은 적어도 일부가, 달리 설명이 없으면, 이후에 와이어 필라멘트(22)로 언급되는, 적어도 하나 또는 복수의 연속적인 가닥(strands)으로 된 미크론-크기의 전도성 와이어 필라멘트와 함께 트위스트 및/또는 제공되는, 이후에 비전도성 부재(20)로 언급되는, 적어도 하나 또는 복수의 비전도성 모노필라멘트(monofilaments, 단섬유) 또는 부재 및/또는 적어도 하나 또는 복수의 비전도성 멀티필라멘트(multifilaments, 다섬유) 또는 부재로 형성된, 하이브리드 실(18)(도 3 내지 12)과 함께 편조된다. 또한, 이후에 시스(sheath)(24)로 언급되는, 두께(T2)를 가진, 외부 보호층(outer protective layer)이 차폐층(16) 둘레에 형성된다. 하이브리드 실(18)로부터 적어도 부분적으로 제조되는, 차폐층(16)은 그 결과 외부 보호 시스(24)의 두께(T2)가 감소되도록 하는 시너지 효과(synergies)를 야기하며, 그로인해 케이블(10)의 가요성(flexibility)을 향상시키고, 본 배경기술에 설명된 것들과 같이, 알려진 동축 케이블에 관한 그 질량을 감소시키며, 여기서 케이블(10)의 질량은, 일 예로, 알려진 45mm2 동축 케이블에 비례하여 45mm2 케이블(10)에서 약 13.4%까지 감소하는 것이 발견되었다. 전술한 층들(14, 16, 24)뿐 아니라, 예컨대 알루미늄 포일과 같이, 포일(foil)로 된 추가 중간 차폐층(26)은, 절연층(14) 및 차폐층(16) 사이에(도 1a), 또는 하이브리드 실(16) 및 시스(24) 사이에(도 1b) 배치될 수 있다. 추가 포일층(26)은 약 300MHz에서 약 1GHz 사이와 같은, 고주파의 효과적인 차폐를 가능하게 한다. 구조에서, 바람직하게는 포일층(26)은 인접한 내부 층 주변에 나선형으로 둘러(spiral wrapped)진다. 또한, 하이브리드 실(18)의 비전도성 부재 또는 부재들(20)은 푸시되고, 구부러지고, 그리고 펴지게 될 시 차폐층(16)의 탄력적인 용수철 같은 푸쉬백(elastic springy push-back)을 향상시키며, 그로인해 편조형 차폐층(16)의 하이브리드 실(18)은 "편조된 배열로" 자신의 클로즈(close)를 유지하게 되며, 그로인해 적어도 하나 이상의 전자 방해 잡음(electro magnetic interference)(EMI), 고주파 간섭(radio frequency interference)(RFI), 및/또는 정전 방전(electrostatic discharge)(ESD)에 대항하는 최적의 보호(optimal protection)가 제공되고, 설치 및 사용 동안에 확실히 유지된다. 게다가, 금속 와이어와 비교해서, 하이브리드 실(18)의 비전도성 부재 또는 부재들(20)의 상대적인 부드러움(softness)은, 케이블(10)의 손상(damage) 없이 충격을 견디는 케이블(10)의 기능을 향상시키며, 궁극적으로 케이블(10)의 유효 수명을 연장시킨다.
차폐층(16)의 각각의, 연속적인 와이어 필라멘트 또는 필라멘트들(22)은, 실 예로서 제한되지 않고, 지름이 약 20-100㎛이다. 유전 절연층(dielectir insulative layer)(14) 및 중앙 전도성 부재(12) 둘레에 하이브리드 실(18)을 편조할 시, 중앙 전도성 부재(12)는 원치 않는 간섭, 예를 들면 유도 결합 간섭(inductive coupling interference) 또는 자기 유도 내부 반사 간섭(self-induced internal reflective interference)으로부터 최적의 보호를 받는데, 그로인해 바람직한, 약화되지않은 동작 신호(unattenuated operating signal)와 함께, 중앙 전도성 부재(12)에 연결된 어떤 전기 부품을 제공하거나, 아니면 중앙 전도성 부재(12)로부터 전기적 신호를 받는다.
바람직한 일 실시예에서, 비전도성 부재(20)는 다섬유(multifilaments)로도 언급되는 다섬유사(multi-filamentary yarns)로 제공되며, 소프트한 질감(soft texture) 및 충격 약화(impact dampening) 특성을 지닌 차폐층(16)을 제공한다. 본 명세서에 따라, 다섬유든 단섬유든, 이후에 더 상세하게 기술되는 것으로, 비전도성 부재(20)는, 실 예로서 제한되지 않고, 극도로 높은 온도 등급(rating)이 필요하지 않는 경우, 폴리에스터(polyester), 나일론(nylon), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 아크릴(acrylic), 코튼(cotton), 레이온(rayon), 및 전술한 모든 재료들의 난연성(fire retardant)(FR) 버전들로부터 형성될 수 있다. 높은 온도 등급이 난연성 성능에 따라 요구되는 경우, 그러면 비전도성 부재(20)는, 실 예로서 제한되지 않고, m-Aramid(예컨대, Nomex, Conex, Kermel 라는 이름으로 판매되는), p-Aramid(예컨대, Kevlar, Twaron, Technora 라는 이름으로 판매되는), PEI(예컨대, Ultem 라는 이름으로 판매되는), PPS, LCP, TPFE, 및 PEEK를 포함하는 재료들로부터 구성된다. 심지어 더 높은 온도 등급이 난연성 성능에 따라 요구되는 경우, 비전도성 부재(20)는 예를 들면, 유리섬유, 현무암(basalt), 실리카(silica) 및 세라믹과 같은 미네랄 실(mineral yarns)을 포함할 수 있다. 이와 상관없이, 비전도성 부재(20)는 와이어 필라멘트(22)에 비하면 상대적으로 소프트하며, 따라서 비공격성(non-aggressive), 비마모성(non-abrasive) 내부 및 외부 표면을 지닌 차폐층(16)을 제공하는데, 이는 마침내 절연층(14) 및 외부 보호 시스(24)에 대한 마모 가능성을 감소시킨다. 따라서, 외부 보호 시스(24)의 두께(T2)는 외부 보호 시스(24)의 벽을 통해 마모될 우려 없이, 종래의 동축 케이블의 두께에 비하여 감소된다. 따라서, 차폐층(16)의 향상된 가요성과 함께, 상대적으로 유연한 비전도성 실(20)의 존재(presence)와, 외부 보호 시스(24)의 감소된 두께 때문에, 종래의 동축 케이블에 비하여 케이블(10)의 전체 가요성은 향상되며, 케이블(10)의 총 질량은 감소된다. 또한, 비전도성 부재(20)의 소프트하고, 유순한(compiant) 질감이 주어지면, 종래의 동축 케이블에 비해 케이블(10)이 충격력을 견디는 능력이 향상되며, 그로인해 케이블(10)의 손상의 가능성(likelihood)이 더 감소된다.
전술한 바와 같이, 연속적인 전도성 와이어 필라멘트(22)는, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 비전도성 부재(20)가 일반적으로 직선 경로(straight path)를 따라 연장되는 동안 전도성 와이어 필라멘트(22)가 비전도성 부재(20)에 대하여 나선 경로(helical path)를 따라 연장되는 것과 같이, 비전도성 부재(20)와 함께 제공될 수 있고, 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 비전도성 부재(20) 및 와이어 필라멘트(22)가 둘 다 서로에 대해 나선 경로로 연장되는 것과 같이, 비전도성 부재(20)와 트위스트될 수도 있다. 제작 방법에 관계없이, 전도성 와이어 필라멘트(22)의 적어도 일부가 비전도성 부재(20)의 외부 표면의 외측 방사상에 남거나 방사상으로 연장되는 것이 바람직하다. 이는 와이어 필라멘트(22)가 인접한 오버라잉 와이어 필라멘트(22)와 전도성 접촉하도록 함으로써 하이브리드 실(18)로부터 적어도 부분적으로 구성된 케이블(10)의 효과적인 EMI, RFI 및/또는 ESD 차폐 특성을 유지하는 것을 가능하게 한다. 바람직하게 전도성 와이어 필라멘트(22)는, 높은 내식성(corrosion resistance) 특성을 가지는, 예를 들면 SS316L와 같이, 저탄소 스테인레스 스틸과 같은, 스테인레스 스틸의 연속적인 가닥들로 제공되지만, 금속 와이어의 다른 전도성의 연속적인 가닥들이 사용될 수도 있는데, 예를 들면 구리(copper), 주석(tin)이나 니켈 도금 구리, 알루미늄, 및 구리 피복 알루미늄이나 주석 도금 구리와 같은 다른 전도성 합금들이 사용될 수 있다.
연속적인 전도성 와이어 필라멘트 또는 필라멘트들(22)은 단일 가닥 전도성 와이어 필라멘트(22)(도 3, 4 및 7)나, 두 가닥의 된 전도성 와이어 필라멘트(22)(도 5, 8, 11), 세 가닥의 전도성 와이어 필라멘트(22)(도 6 및 12), 또는 원하면 그 이상의, 복수형을 구비한 하이브리드 실(18)을 형성하기 위해 비전도성 부재들(20) 둘레에 트위스트되거나 제공됨으로써 비전도성 부재 또는 부재들(20)에 가로놓여질 수 있다. 이는 하이브리드 실(18)의 길이에 따른 전도성 와이어의 증가된 수가 일반적으로 하이브리드 실(18)의 차폐 잠재성을 향상시킨다는 발상과 함께, 바람직한 차폐에 따라, 어떤 바람직한 개수의 전도성 와이어 필라멘트(22)가 사용될 수 있다는 것이 인정되어야만 한다. 두 개 이상의 전도성 와이어 필라멘트(22)가 사용될 경우, 실 예로서 제한되지 않고, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 상이한 나선각(helical angles)을 가짐으로써 및/또는 반대 나선 방향으로 와이어 필라멘트(22)를 트위스트하거나 제공함으로써, 이들은 서로 오버랩(overlap)되도록 배치될 수 있으며, 또는 이들은 예를 들면, 도 8 내지 12에 도시된 바와 같이, 유사한 나선 각을 가짐으로써, 그리고 동일한 나선 방향으로 트위스트되거나 제공됨으로써, 서로 비-오버랩 관계로 구성될 수 있다.
와이어 필라멘트(16)의 배열 및 그들의 구체적인 구조는, 하이브리드 실(18)을 구성하는 데 사용된, 단일, 이중, 삼중, 또는 그 이상의 전도성 와이어(22)를 구비하든, 바람직한 차폐 잠재성을 달성하도록 선택된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하이브리드 실(18)은 단일 전도성 와이어 필라멘트(22)를, 전술한 재료들 중 하나로부터 형성된 단섬유가 되는 것으로 도시된 단일 비전도성 필라멘트(20)와 함께 제공하거나, 트위스트함으로써 구성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하이브리드 실(18)은 두 개 이상의 전도성 와이어 필라멘트(22)를 비전도성 단섬유로 도시된 단일 비전도성 필라멘트(20) 둘레에 제공된다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 와이어 필라멘트(22)는 서로 대체로 동일한 나선각을 갖는 동일한 방향으로 제공되며, 따라서 서로 오버랩되지 않는다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하이브리드 실(18)은 두 개 이상의 전도성 와이어 필라멘트(22)를 단일 비전도성 필라멘트(20) 둘레에 제공함으로써 구성된다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 그들을 단섬유 둘레에 제공하는 대신에, 와이어 필라멘트(22)는 다섬유(20) 둘레에 제공된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하이브리드 실(18)은 일반적으로, 두 개 이상의 전도성 와이어 필라멘트(22)를 비전도성 단섬유로 도시된 단일 비전도성 필라멘트(20) 둘레에 제공함으로써 앞서 기술되고 도 8 및 9에 도시된 바와 동일한 것으로 구성된다. 하지만, 그러나, 전도성 와이어 필라멘트(22)를 비전도성 필라멘트(20) 둘레에 제공하기에 앞서, 비전도성 단섬유(20)는 코팅 재료(CM)를 외부 표면에 먼저 도포하여 접착함으로써 처리되거나, 또는 외부 표면은 텍스처라이징 공정으로 그 위에 제공된 텍스처화된 표면(TS)을 갖는다. 코팅 재료(CM) 또는 텍스처화된 표면(TS)은 가로놓인 비전도성 단섬유(20)에 대해 전도성 와이어 필라멘트(22)가 미끄러지는 것을 방지하도록 작용한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하이브리드 실(18)이 한 쌍의 비전도성 필라멘트(20, 20') 둘레에 두 개 이상의 전도성 와이어 필라멘트(22)를 제공함으로써 구성된다. 비전도성 필라멘트(20, 20')는 전술한 재료들로 형성된 비전도성 다섬유(20) 및 비전도성 단섬유(20')로 표현된다. 비전도성 다섬유(20) 및 단섬유(20') 자신의 길이를 따라 서로 인접해 있다. 또한, 하이브리드 실(18)은, 도 12에 도시된 바와 같이 비전도성 부재들 중 적어도 하나를 구비한 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 구성되는데, 비전도성 부재는 도 3에 관해 기술된 바와 같은 하이브리드 실로서 제공되는 다섬유 비전도성 부재(20)로서 도시되며, 하이브리드 실(18)은 그 부근에 트위스트되거나 제공된 다른 비전도성 와이어 필라멘트(22')를 구비하지만, 이전에 설명되고 묘사된 하이브리드 실(18)의 다른 실시예들이 사용될 수도 있다. 따라서, 다른 연속적인 전도성 와이어 필라멘트(22)가 비전도성 필라멘트들(20, 20') 양 둘레에 연장되거나 형성되는 반면에, 연속적인 전도성 와이어 필라멘트들(22') 중 적어도 하나는 비전도성 다섬유(20) 둘레에 단독으로 연장되거나 고리 모양으로 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동축 케이블(10)을 구성하는 방법이 제공된다. 방법은 전기 전도성 부재(12)를 제공하는 단계, 및 압출 공정 또는 다른 것으로서 전기 전도성 부재 둘레에 절연층(14)을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 절연층(14) 둘레에 차폐층(16)을 편조하는 단계를 포함하며, 그리고 나서 차폐층(16) 둘레에 외부 보호 시스(24)을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따라, 편조 공정은 또한 전술한 바와 같이 적어도 하나의 비전도성 필라멘트(20)와 트위스트되거나 함께 제공된 적어도 하나의 전기 전도성 와이어 필라멘트(22)를 포함하는 하이브리드 실(18)의 적어도 일부에 차폐층(16)을 편조하는 단계를 포함한다. 편조된 차폐층(16)이 하이브리드 실(18)로부터 완전히 편조될 수 있다는 것이 인정되어야 하며, 또는 하이브리드 실(18)과 결합하여 비-하이브리드 실을 포함하는 것이 인정되어야 한다. 편조형 차폐층(16)이 100% 보다 적은 하이브리드 실(18)과 함께 편조된 경우, 이는 전술한 바와 같은 어떤 적합한 단섬유 또는 다섬유들이 사용될 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 이는 또한 차폐층(16)을 편조한 100% 하이브리드 실을 사용함으로써 최고의 차폐가 성취된다는 것이 인정되어야 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 방법은 내충격성을 향상시키는 단계, 및 종래 기술에 따라 구성된 동축 케이블의 외부 시스의 두께에 비하여 외부 시스(24)의 두께를 감소시키는 단계를 포함하며, 그로 인해 종래 기술에 따라 구성된 동축 케이블에 비하여 가요성을 향상시키고, 동축 케이블(10)의 질량을 감소시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 방법은 또한 약 300MHz 및 1GHz 사이에 있는 고주파에 대한 보호를 제공하는 것이 가능하도록 절연층(14) 또는 차폐층(16) 중 적어도 하나의 둘레에 포일층(26)을 래핑(wrapping)하는 단계를 포함한다.
분명히, 위의 사상을 고려하면 본 발명의 많은 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로 첨부된 청구항의 범위 내에서, 본 발명이 구체적으로 기술된 바와 달리 실행될 수도 있다는 것이 이해 되어야한다.

Claims (15)

  1. 동축 케이블에 있어서,
    중앙 전도성 부재;
    상기 중앙 전도성 부재를 둘러싸는 유전체 절연층;
    외부 보호 시스; 및
    상기 유전체 절연층 및 외부 보호 시스 사이에 개재된 편조형 EMI 차폐층을 포함하고,
    상기 편조형 EMI 차폐층은 하이브리드 실과 함께 편조되고, 상기 하이브리드 실은 적어도 하나의 비전도성 필라멘트와 함께 트위스트되거나 제공된 적어도 하나의 전기 전도성 와이어 필라멘트를 포함하는 동축 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편조형 EMI 차폐층은 상기 하이브리드 실과 함께 완전히 편조됨을 특징으로 하는 동축 케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비전도성 필라멘트는 상기 편조형 EMI 차폐층에 강화된 탄력 스프링백을 제공함을 특징으로 하는 동축 케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비전도성 필라멘트는 상기 편조형 EMI 차폐층에 강화된 내충격성을 제공함을 특징으로 하는 동축 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부 보호 시스는 종래의 동축 케이블의 외부 시스에 비해 감소된 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동축 케이블의 질량은 종래의 동축 케이블의 질량에 비해 감소되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비전도성 필라멘트 중 적어도 하나는 다섬유인 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비전도성 필라멘트 중 적어도 하나는 단섬유인 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
  9. 동축 케이블을 구성하는 방법에 있어서,
    전기 전도성 부재를 제공하는 단계;
    전기 전도성 부재 둘레에 절연층을 형성하는 단계;
    절연층 둘레에 차폐층을 편조하는 단계;
    차폐층 둘레에 외부 보호 시스를 형성하는 단계; 및
    적어도 하나의 비전도성 필라멘트와 함께 트위스트되거나 제공된 적어도 하나의 전기 전도성 와이어 필라멘트를 포함하는 하이브리드 실의 적어도 일부로부터 차폐층을 편조하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    하이브리드 실로부터 차폐층을 완전히 편조하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    복수의 비전도성 필라멘트를 구비한 하이브리드 실을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    다섬유로서 복수의 비전도성 필라멘트 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    단섬유로서 복수의 비전도성 필라멘트 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    외부 보호 시스의 두께를 종래의 동축 케이블의 외부 시스에 비해 감소시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 동축 케이블의 총 질량을 종래의 동축 케이블의 총 질량에 비해 감소시키는 단계를 더 포함하는 방법.
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