KR20240056128A - 극세의 동축 케이블. - Google Patents

Abstract

본 발명은 동축케이블에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 극세의 동축케이블에 관한 발명이다.
동축 케이블(1)은 내부 도체(11)와, 내부 도체(11)의 외주면에 배치된 유전체층(12)과, 띠형상의 베이스(16) 및 베이스(16)의 한쪽의 표면에 배치되는 전계 차폐층(17)을 갖고, 유전체층(12)의 외주면을 따라 베이스(16)가 유전체층(12)에 접촉하도록 권회된 테이프재(15)와, 전계 차폐층(17)에 적어도 일부가 접하도록 배치된 복수의 외부 도체용 도선(13)을 갖고, 전계 차폐층(17)의 저항값은 500Ω/m이상인 것을 특징으로 한다.

Description

극세의 동축 케이블. {Fine coaxial cable}

본 발명은 동축케이블에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 극세의 동축케이블에 관한 발명이다.

내시경이나 초음파 프로브 케이블 등의 의료용 케이블의 신호선 등으로서 극세의 동축 케이블을 사용해서 고주파 신호를 극세의 전송로로 전송하는 것이 알려져 있다. 동축 케이블은 내부 도체와, 내부 도체의 외주면에 배치되는 유전체층과, 유전체층의 외주면에 배치되는 외부 도체로 구성된다. 통상, 동축 케이블을 사용할 때, 외부 도체는 동축 케이블의 단부에서 접지된다. 동축 케이블의 외부 도체는 복수의 외부 도체용 도선이 편입되어서 편조되어서 형성되거나, 또는 복수의 외부 도체용 도선이 나선상으로 권회되어서 횡권되어서 형성된다. 편조 또는 횡권되어서 형성된 외부 도체는 내부 도체의 외주면에 배치되는 유전체층의 외주면을 따라 배치된다. 의료용 케이블에 사용되는 동축 케이블은 그 용도로부터 특성으로서 내굴곡성이 요구되고, 또한 취급성의 향상을 위해서 보다 세경화가 요구되어지고 있다. 그래서 동축 케이블의 전송 특성을 저하시키지 않고 더욱 세경화하는 검토가 이루어져 왔다.

특허문헌 1에는 극세의 동축 케이블의 편조 또는 횡권되어서 형성된 외부 도체 대신에 유전체층의 외주면에 금속층을 형성함으로써 실드의 두께가 얇음에도 불구하고 실드 성능이 좋은 극세 동축 케이블을 제공할 수 있는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 동축 케이블의 금속층은 증착 또는 도금에 의해 형성되고, 0.1㎛∼20㎛의 두께를 갖는다.

특허문헌 1에 기재된 동축 케이블에서는 외부 도체를 금속 증착 등으로 형성함으로써, 실드 성능을 저하시키지 않고 외부 도체용 도선의 지름만큼 케이블 지름을 가늘게 하는 것이 가능해진다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 동축 케이블에서는 동축 케이블이 굴곡 동작을 반복하면 유전체층의 외주면에 형성된 금속층에 균열이 생겨서동축 케이블의 전송 특성은 악화될 우려가 있다. 즉, 특허문헌 1에 기재된 동축 케이블에서는 충분한 내굴곡성이 얻어지지 않는다는 문제가 있다.

일본 특허공개 2006-40806호 공보

본 발명은 고주파 신호를 전송한 경우에도, 삽입 손실이 낮고 또한 전송 특성이 악화될 우려가 없는 극세 동축 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위해 본 발명의 극세의 동축 케이블은 내부 도체와, 상기 내부 도체의 외주면에 배치된 유전체층과, 띠형상의 베이스 및 상기 베이스의 한쪽의 표면에 배치되는 전계 차폐층을 갖고, 상기 유전체층의 외주면을 따라 상기 베이스가 상기 유전체층에 접촉하도록 권회된 테이프재와, 상기 전계 차폐층에 적어도 일부가 접하도록 배치된 복수의 외부 도체용 도선을 갖고, 상기 전계 차폐층의 길이 방향의 저항값은 500Ω/m이상인 것을 통해 달성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 고주파 신호를 전송한 경우에도, 삽입 손실이 낮고 또한 전송 특성이 악화될 우려가 없는 극세 동축 케이블을 제공이 가능하다는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 실시형태에 따른 동축 케이블의 길이 방향에 수직인 단면의 단면도이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정 한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 실시형태에 따른 동축 케이블의 길이 방향에 수직인 단면의 단면도이다.

동축 케이블(1)은 내부 도체(11)와, 유전체층(12)과, 복수의 외부 도체용 도선(13)과, 시스(14)와, 유전체층 (12)의 외주면을 따라 권회된 테이프재(15)를 갖는다. 테이프재(15)는 유전체층에 접촉하도록 권회된 베이스(16)와, 베이스(16)의 외측면에 증착되고, 외주면이 복수의 외부 도체용 도선(13)에 접촉하는 전계 차폐층(17)을 갖는다.

내부 도체(11)는 꼬아 합쳐진 복수의 은도금 구리 합금선을 갖는다. 내부 도체(11)는 은도금 구리 합금선으로 형성되지만, 주석도금 구리, 은도금 구리, 조(粗) 구리 등으로 형성해도 좋다. 일례에서는 내부 도체(11)의 구경은 60㎛이다.

유전체층(12)은 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)로 형성되고, 내부 도체(11)의 외주면에 배치된다. 일례에서는 유전체층(12)의 외경은 150㎛이다. 유전체층(12)은 폴리에틸렌 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체(ETFE) 등 다른 수지로 형성해도 좋다.

복수의 외부 도체용 도선(13)은 각각 은도금 구리 합금선으로 구성되고, 전계 차폐층(17)의 외주면에 적어도 일부가 접하도록 테이프재(15)가 권회되는 방향과 동일 방향으로 횡권된다. 복수의 외부 도체용 도선(13)은 각각 신호 전송시에 귀로로서 기능한다. 일례에서는 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경은 각각 30㎛이다. 복수의외부 도체용 도선(13)은 각각 은도금 구리 합금선으로 형성되지만, 주석도금 구리, 은도금 구리, 조 구리 등으로 형성해도 좋다.

시스(14)는 PFA로 구성되고, 복수의 외부 도체용 도선(13)의 외주면에 배치되는 보호 피막층이다. 일례에서는 시스(14)의 두께는 30㎛이다.

베이스(16)는 한쪽의 면에 전계 차폐층이 증착 형성된 띠형상의 폴리에스테르 필름이며, 전계 차폐층이 증착 형성된 면을 외측을 향해서 폭방향의 단부가 겹치도록 유전체층(12)의 외주면을 따라 권회되어 있다. 일례에서는 베이스(16)의 폭은 0.6mm이며 두께는 4㎛, 증착 형성된 전계 차폐층(17)의 막두께는 0.1㎛이다.

전계 차폐층(17)은 베이스(16)의 한쪽의 표면에 증착 형성된 알루미늄 또는 구리 등의 금속이다. 전계 차폐층(17)의 외주면에는 복수의 외부 도체용 도선(13)이 적어도 일부가 전계 차폐층(17)의 외주면에 접하도록 횡권되어 있다. 전계 차폐층(17)은 전체에 걸쳐서 두께가 균일해지도록 형성되어 있고, 전계 차폐층(17)의 두께는 고주파 신호가 전송된 경우에도 표피효과가 발현되지 않는 500Ω/m이상의 저항값이 되도록 선택된다.

전계 차폐층(17)의 막두께는 동축 케이블(1)의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의 전계 차폐층(17)의 단면의 평균 막두께로서 규정된다.

전계 차폐층(17)의 저항값은 유전체층(12)으로부터 테이프재(15)를 적당한 길이에 걸쳐서 박리하고, 박리한 테이프재(15)의 한쪽의 표면에 배치되는 전계 차폐층(17)의 양단 사이의 저항값을 실측함으로써 단위길이당 저항값으로서 규정된다.

동축 케이블(1)에서는 유전체층(12)과 복수의 외부 도체용 도선(13) 사이에 전계 차폐층(17)이 배치되므로 실효적인 유전체형상은 전계 차폐층에 둘러싸여진 대략 원통형이 된다. 동축 케이블(1)에서는 유전체층(12)과 복수의 외부 도체용 도선(13) 사이에 형성되는 공극에 의한 전송 신호의 반사 및 손실을 방지할 수 있다.

또한 동축 케이블(1)에서는 전계 차폐층(17)의 두께는 도체로서 기능하지 않는 저항값이 되도록 선택되므로, 고주파 신호가 전송된 경우에도 전계 차폐층(17)에 전송 신호가 흐르는 것에 의한 전송 신호의 저항손에 의한 전송 신호의 손실의 증가를 억제할 수 있다.

또한 동축 케이블(1)에서는 복수의 외부 도체용 도선(13)은 전계 차폐층(17)이 배치되는 테이프재(15)가 권회되는 방향과 동일 방향으로 횡권되므로, 구경을 작게 하고 또한 높은 가요성을 가질 수 있다.

유전체층(12)의 외경과 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경의 비는 1:1∼10:1 사이가 되는 것이 바람직하다. 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경이 유전체층(12)의 외경보다 커지면, 복수의 외부 도체용 도선(13)을 유전체층(12)의 외주에 균일하게 횡권하는 것이 어렵게 되는 데다가 외부 도체용 도선(13)의 구경이 커짐으로써 동축 케이블(1)의 구경이 증가하게 된다.

유전체층(12)의 외경을 300㎛보다 크게 하거나, 또는 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경을 30㎛보다 작게 하면, 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경이 유전체층(12)의 외경의 10분의 1보다 작아진다. 복수의 외부 도체용도선(13)의 구경이 유전체층(12)의 외경의 10분의 1보다 작아지면, 복수의 외부 도체용 도선(13)과 유전체층(12) 사이에 형성되는 공극의 크기의 유전체층의 단면적에 대한 비율이 2%정도가 된다. 복수의 외부 도체용 도선(13)과 유전체층(12) 사이에 형성되는 공극의 크기의 유전체층의 단면적에 대한 비율이 2%정도보다 작아지면,공극에 의한 전송 신호의 반사가 전송 신호에 주는 영향이 작아지므로, 전계 차폐층(17)을 배치하는 것에 의한 효과는 작아진다.

복수의 외부 도체용 도선(13)은 테이프재(15)가 권회되는 방향과 동일 방향에 횡권되어 있지만, 복수의 외부 도체용 도선(13)은 테이프재(15)가 권회되는 방향과 반대 방향으로 횡권되어도 좋다. 또한 복수의 외부 도체용 도선(13)은 횡권되어 있지만, 복수의 외부 도체용 도선은 편조되어도 좋다.

또한 동축 케이블(1)의 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경은 30㎛이지만, 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경은 동축 케이블(1)의 가요성에 영향을 주지 않고 또한 동축 케이블(1)의 구경을 필요이상으로 크게 하지 않는 범위에서 30㎛보다도 커도 좋다. 또한 동축 케이블(1)의 유전체를 가늘게 했을 경우 등, 유전체 지름과의 밸런스 및 외경 증가를 억제하는 목적 등에 의해, 복수의 외부 도체용 도선(13)의 구경은 30㎛보다 작게 해도 좋다.

또한 전계 차폐층(17)의 두께는 0.02㎛이상 0.3㎛이하인 것이 바람직하다. 전계 차폐층(17)의 두께가 0.02㎛보다 얇아지면 균일한 두께를 갖는 전계 차폐층을 제조하는 것이 어렵게 되어 제조 비용이 상승할 우려가 있다. 전계 차폐층(17)의 두께가 0.3㎛보다 두꺼워지면 철 등 저항율이 높은 금속으로 전계 차폐층(17)을 형성한 경우에도, 전계 차폐층(17)이 외부 도체로서 기능하고, 표피효과에 의해 전계 차폐층에 신호가 흐름으로써 저항손에 의한 손실이 증가할 우려가 있다.

또한 전계 차폐층(17)의 재료 및 두께는 반사 감쇠량과 삽입 손실의 실측값과, 삽입 손실 저감율의 이론값으로부터 500Ω/m이상이 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 전계 차폐층(17)의 저항값을 500Ω/m이상으로 하면, 주파수가 1.5㎓인 신호가 전파한 경우에도 반사 감쇠 및 삽입 손실을 억제할 수 있다.

또한 전계 차폐층(17)의 재료 및 두께는 전계 차폐층(17)의 저항값이 800Ω/m이상이 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 전계 차폐층(17)의 저항값을 800Ω/m이상으로 하면, 주파수가 3㎓인 신호가 전파한 경우에도 반사 감쇠 및 삽입 손실을 억제할 수 있다.

또한 전계 차폐층(17)의 재료 및 두께는 전계 차폐층(17)의 저항값이 12000Ω/m이하가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 전계 차폐층(17)의 저항값을 12000Ω/m이하로 하면, 주파수가 1.5㎓인 신호가 전파한 경우에도 반사 감쇠 및 삽입 손실을 억제할 수 있다.

또한 전계 차폐층(17)의 재료 및 두께는 전계 차폐층(17)의 저항값이 6000Ω/m이하가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 전계 차폐층(17)의 저항값을 6000Ω/m이하로 하면, 주파수가 3㎓인 신호가 전파한 경우에도 반사 감쇠 및 삽입 손실을 억제할 수 있다.

또한 전계 차폐층(17)의 재료로서 알루미늄을 채용할 경우, 전계 차폐층(17)의 두께는 0.3㎛이하로 하는 것이 바람직하다. 알루미늄으로 형성되는 전계 차폐층(17)의 두께를 0.3㎛이하로 함으로써, 사이즈가 38AWG인 도체를 내부 도체(11)로서 사용하고, 폭이 1.5mm인 테이프재(15)를 사용한 경우에도, 전계 차폐층(17)의 저항값은 500Ω이상으로 할 수 있다. 또한 전계 차폐층(17)의 재료로서 구리를 채용할 경우, 전계 차폐층(17)의 두께는 0.2㎛이하로 하는 것이 바람직하다. 구리로 형성되는 전계 차폐층(17)의 두께를 0.2㎛이하로 함으로써, 사이즈가 38AWG인 도체를 내부 도체(11)로서 사용하고, 폭이 1.5mm인 테이프재(15)를 사용한 경우에도 전계 차폐층(17)의 저항값은 500Ω이상으로 할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 동축 케이블
11: 내부 도체
12: 유전체층
13: 복수의 외부 도체용 도선
14: 시스
15: 테이프재
16: 베이스
17: 전계 차폐층

Claims (5)

1. 내부 도체와,
   상기 내부 도체의 외주면에 배치된 유전체층과,
   띠형상의 베이스 및 상기 베이스의 한쪽의 표면에 배치되는 전계 차폐층을 갖고, 상기 유전체층의 외주면을 따
   라 상기 베이스가 상기 유전체층에 접촉하도록 권회된 테이프재와,
   상기 전계 차폐층에 적어도 일부가 접하도록 배치된 복수의 외부 도체용 도선을 갖고,
   상기 전계 차폐층의 길이 방향의 저항값은 500Ω/m이상인 것을 특징으로 하는 극세의 동축 케이블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전계 차폐층의 길이 방향의 저항값은 12kΩ/m이하인 것을 특징으로 하는 극세의 동축 케이블.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 복수의 외부 도체용 도선은 횡권되는 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 외부 도체용 도선의 횡권 방향은 상기 테이프재가 권회시키는 방향과 동일 방향인 것을 특징으로 하는 극세의 동축 케이블.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전계 차폐층의 두께는 0.02㎛이상 0.3㎛이하인 것을 특징으로 하는 극세의 동축 케이블