WO2014054495A1 - 同軸ケーブル - Google Patents

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shielding layer
layer
shielding
insulator
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健人 熊田
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矢崎総業株式会社
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    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1808—Construction of the conductors
    • H01B11/1826—Co-axial cables with at least one longitudinal lapped tape-conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/20—Cables having a multiplicity of coaxial lines
    • H01B11/206—Tri-conductor coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/016—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing co-axial cables

Definitions

  • the present invention relates to a coaxial cable.
  • a coaxial cable has been proposed in which an insulator is provided on the outer peripheral side of an inner conductor, an outer conductor is provided around the insulator, and a sheath is provided on the outer peripheral side of the outer conductor.
  • the outer conductor includes a braided copper wire (hereinafter referred to as a braid), a spiral wound copper wire (hereinafter referred to as a lateral winding), or copper or aluminum foil.
  • a braid and a horizontal winding are provided on these (see Patent Documents 1 and 2).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a coaxial cable capable of reducing the manufacturing time while the outer conductor has a two-layer structure.
  • the coaxial cable according to the present invention is characterized by the following (1) to (5).
  • the outer conductor layer is provided with a first shielding layer made of a metal foil, an insulating layer provided on an outer peripheral side of the first shielding layer, and an outer peripheral side of the insulating layer.
  • a second shielding layer made of a metal foil, and the first shielding layer of the outer conductor layer and the insulator are glued together.
  • the manufacturing time can be shortened as compared with the case where metal wires are knitted or spirally wound. it can.
  • the metal foil is used for the outer conductor, there is a concern that the impedance characteristic deviates from the specified value.
  • the first shielding layer and the insulator are glued, the impedance characteristic deviates from the predetermined value. Can be prevented. Therefore, it is possible to provide a coaxial cable that can reduce the manufacturing time while the outer conductor has a two-layer structure.
  • Each of the first shielding layer and the second shielding layer is made of a copper foil and has a thickness of 30 micrometers or less.
  • the thickness of the first shielding layer and the second shielding layer with respect to the bending radius is 30 micrometers or less. Can be used in the elastic region, and the thickness of the entire coaxial cable can be reduced to reduce the diameter.
  • Each of the first shielding layer and the second shielding layer has a thickness of 8 micrometers or more.
  • the thickness of the first shielding layer and the second shielding layer is 8 micrometers or more, it is possible to secure a shielding effect in consideration of the skin effect on high frequencies.
  • the thicknesses of the first shielding layer and the second shielding layer are the same, when setting the thicknesses of these shielding layers to obtain certain characteristics, Either one of the shielding layers does not become unnecessarily thick, and the diameter of the coaxial cable can be reduced.
  • the return current is spiral compared to the case where the metal foil is spirally wound, for example. It is possible to prevent a situation in which the resistance value of the outer conductor layer increases without flowing into the outer conductor layer.
  • the present invention it is possible to provide a coaxial cable capable of shortening the manufacturing time while the outer conductor has a two-layer structure.
  • FIG. 1A and 1B are configuration diagrams showing a coaxial cable according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a side view.
  • FIG. 2 is a graph showing impedance characteristics of a coaxial cable having no adhesive layer and a conventional coaxial cable.
  • FIG. 3 is a graph showing attenuation amounts of a coaxial cable having no adhesive layer and a conventional coaxial cable.
  • FIG. 4 is a graph showing impedance characteristics of the coaxial cable according to the present embodiment and the conventional coaxial cable.
  • FIG. 5 is a graph showing attenuation amounts of the coaxial cable according to the present embodiment and the conventional coaxial cable.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the distortion of the wire coating.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view
  • FIG. 1B is a side view.
  • FIG. 2 is a graph showing impedance characteristics of a coaxial cable having no adhesive layer and a conventional coaxial cable.
  • FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the elongation and strength of the copper foil.
  • 8 (a) and 8 (b) are first diagrams for explaining the shielding effect of the coaxial cable, FIG. 8 (a) shows a schematic side view, and FIG. 8 (b) shows a schematic sectional view.
  • Show. 9 (a) to 9 (c) are second diagrams for explaining the shielding effect of the coaxial cable.
  • FIG. 9 (a) shows a schematic side view
  • FIG. 9 (b) shows a schematic sectional view.
  • FIG. 9C shows an equivalent circuit of the outer conductor.
  • FIG. 10 is a graph showing the shielding effect of the coaxial cable according to the present embodiment and the conventional coaxial cable.
  • FIG. 1A and 1B are configuration diagrams showing a coaxial cable according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a side view.
  • a coaxial cable 1 shown in FIG. 1 includes an inner conductor 10 composed of a plurality of conductors, an insulator 20 provided on the outer peripheral side of the inner conductor 10, and an outer conductor layer 30 provided on the outer peripheral side of the insulator 20. And a sheath 40 provided on the outer peripheral side of the outer conductor layer 30.
  • the inner conductor 10 is, for example, an annealed copper wire, a silver-plated annealed copper wire, a tin-plated annealed copper wire, or a tin-plated copper alloy wire.
  • the insulator 20 is a member coated on the inner conductor 10, and for example, PE (polyethylene) or PP (polypropylene), or foamed PE or PP is used.
  • the insulator 20 has a dielectric constant of 3.0 or less.
  • the sheath 40 is a member provided on the outer peripheral side of the outer conductor layer 30 and is made of, for example, PE or PP, like the insulator 20.
  • PET polyethylene terephthalate
  • non-woven cloth may be used for the sheath 40.
  • the outer conductor layer 30 includes a first shielding layer 31, an insulating layer 32 provided on the outer periphery side of the first shielding layer 31, and a second shielding layer 33 provided on the outer periphery side of the insulating layer 32. .
  • the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 are made of a metal foil such as copper or aluminum.
  • the insulating layer 32 is made of a material such as PET.
  • it is desirable that the first shielding layer 31, the insulating layer 32, and the second shielding layer 33 are made of a single film. That is, it is desirable that these are constituted by a film in which metal foil is attached to both surfaces of an insulating film such as PET and integrated.
  • the first shielding layer 31 is wound once on the insulator 20 (in other words, vertically attached), and the second shielding layer 33 is also wound once on the insulating layer 32 (in other words, It is desirable that it is added vertically. That is, it is desirable that the shielding layers 31 and 33 are not wound in a double triple or the like and are not wound in a spiral shape.
  • the coaxial cable 1 includes a glue layer 50.
  • the adhesive layer 50 is an adhesive interposed between the first shielding layer 31 of the outer conductor layer 30 and the insulator 20.
  • hot melt for example, polyester resin or ethylene acetate
  • Vinyl type, etc. are used.
  • FIG. 2 is a graph showing impedance characteristics of a coaxial cable without the glue layer 50 and the conventional coaxial cable
  • FIG. 3 shows attenuation amounts of the coaxial cable without the glue layer 50 and the conventional coaxial cable.
  • the symbol A solid line
  • the symbol B indicates a coaxial cable that does not have the adhesive layer 50.
  • the vertical axis represents characteristic impedance Z ( ⁇ ) and the horizontal axis represents time T (ns).
  • the vertical axis represents the attenuation amount D (dB), and the horizontal axis represents the frequency f (MHz).
  • an annealed conductor 20 is formed by using an annealed copper twisted wire having an outer diameter of 0.96 ⁇ 0.03 mm by twisting seven soft copper wires having a diameter of 0.32 mm on the inner conductor 10. Further, a crosslinked foamed PE having a thickness of 0.87 mm and an outer diameter of 2.7 ⁇ 0.1 mm was used.
  • the first shielding layer 31 of the outer conductor layer 30 is made of a single-sided metal foil tape with glue having an outer diameter of about 2.8 mm, and the insulating layer 32 is made of PET having an outer diameter of about 2.9 mm.
  • the second shielding layer 33 a single-sided copper foil tape having an outer diameter of about 3.0 mm was used.
  • heat resistant PVC polyvinyl chloride
  • the same one as the coaxial cable not having the glue layer 50 was used for the inner conductor and the insulator.
  • the outer conductor layer uses a single-sided metal foil tape with an outer diameter of about 2.8 mm, and a tin-plated annealed copper braid with an outer diameter of about 3.2 mm on the outer peripheral side (element configuration: number of wires / number of strokes / mm 0.08 / 10/16).
  • the same thing as the coaxial cable which does not have the adhesive layer 50 also in the sheath was used.
  • the braid is arranged so as to squeeze the metal foil, the metal foil and the insulator are arranged without a gap, and the impedance characteristics are stabilized as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 3, the attenuation amount with respect to the frequency is stabilized in the conventional coaxial cable.
  • FIG. 4 is a graph showing impedance characteristics of the coaxial cable 1 according to the present embodiment and the conventional coaxial cable
  • FIG. 5 is a graph showing attenuation amounts of the coaxial cable 1 according to the present embodiment and the conventional coaxial cable.
  • the symbol A solid line
  • the symbol C indicates the coaxial cable 1 according to the present embodiment.
  • the vertical axis represents characteristic impedance Z ( ⁇ )
  • the horizontal axis represents time T (ns).
  • the vertical axis represents the attenuation amount D (dB), and the horizontal axis represents the frequency f (MHz).
  • the conventional coaxial cable uses the braiding by the copper wire provided in the outer peripheral side of copper foil and metal foil as an outer insulating layer.
  • the same conductor as the coaxial cable having no adhesive layer 50 is used for the inner conductor 10, the insulator 20, the outer conductor layer 30, and the sheath 40.
  • the adhesive layer 50 a hot melt of polyester resin was used for the adhesive layer 50.
  • the conventional coaxial cable has stable impedance characteristics and stable attenuation with respect to frequency.
  • the gap between the insulator 20 and the first shielding layer 31 can be eliminated by interposing the adhesive layer 50.
  • the attenuation amount with respect to the impedance characteristic and frequency equivalent to the past is realizable.
  • the characteristic impedance is 51.6 ⁇ in this embodiment at about 3 ns, and is 51.8 ⁇ in the related art.
  • the manufacturing time can be shortened.
  • ⁇ L is the amount of elongation (mm) of copper
  • L is the length (mm) of the copper center portion.
  • a copper center portion is indicated by a symbol M (one-dot chain line).
  • R1 is the bending radius of copper
  • R2 is the bending radius of the copper center
  • R3 the thickness of copper
  • FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the elongation and strength of the copper foil.
  • symbol E represents an elastic region
  • symbol P represents a plastic region.
  • the vertical axis represents strength X (N)
  • the horizontal axis represents elongation Y (%).
  • R shown in FIG. 6 is 3 mm required for the coaxial cable 1
  • the thickness R3 of the copper foil is , 0.030 mm or less. Therefore, by setting the thickness of the copper foil to 0.030 mm or less, the copper foil can be used in the elastic region, the copper foil can be prevented from being broken, and the thickness of the coaxial cable 1 can be reduced by reducing the thickness. Can be planned.
  • first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 have a thickness of 8 micrometers or more. This is to ensure a shielding effect that takes into account the skin effect on high frequencies.
  • FIG. 8 (a) and 8 (b) are first diagrams for explaining the shielding effect of the coaxial cable, FIG. 8 (a) shows a schematic side view, and FIG. 8 (b) shows a schematic sectional view. Show.
  • the symbol C1 indicates the outer conductor, and the symbol C2 indicates the inner conductor.
  • the symbol Ia indicates the current flowing through the inner conductor, and the symbol Ib indicates the return current flowing through the outer conductor layer.
  • symbol Ha indicates a magnetic field generated by the current Ia
  • symbol Hb indicates a magnetic field generated by the return current Ib.
  • the shielding effect increases as the DC resistance of the outer conductor layer decreases. This is because in the case of a current having a low frequency, the wavelength of the current is large and it is considered to be almost direct current.
  • the outer conductor layer is composed of a metal foil and a braid covering the metal foil, and a high-frequency current flows along the irregularities on the surface of the braid. Therefore, the resistance is increased by the amount passing through the unevenness, and the generated magnetic field is also reduced. Therefore, the canceling effect between the magnetic field Ha generated by the current Ia flowing through the inner conductor and the magnetic field Hb generated by the return current Ib flowing through the outer conductive layer is small.
  • the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 are constituted by a metal layer having a smooth surface called a metal foil, and therefore the shielding layer is constituted by a braid. Compared to the case where the resistance is reduced, the resistance is small and the generated magnetic field is large. For this reason, according to the coaxial cable 1, the magnetic field cancellation effect can be enhanced.
  • FIG. 9 (a) to 9 (c) are second diagrams for explaining the shielding effect of the coaxial cable.
  • FIG. 9 (a) shows a schematic side view
  • FIG. 9 (b) shows a schematic sectional view
  • FIG. 9C shows an equivalent circuit of the outer conductor.
  • reference numeral C1 indicates an outer conductor
  • reference numeral C2 indicates an inner conductor.
  • the symbol Ia indicates the current flowing through the inner conductor
  • the symbols Ib and Ic indicate the return current flowing through the outer conductor layer.
  • the symbol Ha indicates a magnetic field generated by the current Ia
  • the symbols Hb and Hc indicate magnetic fields generated by the return currents Ib and Ic, respectively.
  • the coaxial cable 1 since the coaxial cable 1 according to the present embodiment includes the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33, as shown in FIG. 9C, the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33. Capacitive coupling occurs between them and return currents Ib and Ic flow through both of them. The return currents Ib and Ic generate magnetic fields Hb and Hc, which cancel out the magnetic field Ha generated by the current Ia flowing through the inner conductor 10.
  • first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 have a thickness of 8 micrometers or more, for example, the skin effect is taken into consideration for frequencies of 76 to 108 MHz or more which is an FM frequency band. Can also be of an appropriate thickness.
  • ⁇ 2 ⁇ f
  • ⁇ 4 ⁇ ⁇ 10 ⁇ 7
  • ⁇ is the conductivity of copper, 58 ⁇ 10 5 (S / m)
  • the conductor thickness ⁇ through which a high frequency flows at a frequency of 70 MHz, which is near the lower limit of the FM frequency band, is 0.008 mm. Therefore, by setting the thickness to 8 micrometers or more, it is possible to ensure the thickness when a high frequency flows through the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33.
  • FIG. 10 is a graph showing the shielding effect of the coaxial cable according to this embodiment and the conventional coaxial cable.
  • symbol A solid line
  • symbol C dotted line
  • the vertical axis represents the shielding effect S (dB)
  • the horizontal axis represents the measurement frequency fm (Hz).
  • the shielding effect is inferior in the region of less than about 4 MHz compared to the conventional case, but about The shielding effect is excellent in the region of 4 MHz or higher.
  • the insulator 20 is coated on the outer peripheral side of the inner conductor 10 with an extruder.
  • a film having the glue layer 50 on one side and integrated with the first shielding layer 31, the insulating layer 32, and the second shielding layer 33 is attached onto the insulator 20.
  • the film is attached so that the adhesive layer 50 side faces the insulator 20.
  • the film is wound once around the outer peripheral surface of the insulator 20.
  • the sheath 40 is coated on the film (second shielding layer 33) with an extruder.
  • the glue layer 50 is melted by heat from the extruder, and the insulator 20 and the first shielding layer 31 are in close contact with each other without any gap.
  • the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 are made of metal foil, compared to the case where a metal wire is knitted or spirally wound. Manufacturing time can be shortened. Further, when the metal foil is used for the outer conductor, there is a concern that the impedance characteristic deviates from the specified value. However, since the first shielding layer 31 and the insulator 20 are glued, the impedance characteristic is the specified value. Can be prevented from coming off. Therefore, it is possible to provide a coaxial cable that can reduce the manufacturing time while the outer conductor has a two-layer structure.
  • the metal foil can be used in an elastic region with respect to a bending radius of 3 mm, and the coaxial cable 1 The overall thickness can be reduced and the diameter can be reduced.
  • first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 have a thickness of 8 micrometers or more, it is possible to secure a shielding effect in consideration of the skin effect on high frequency.
  • both the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 are wound once, the return current does not flow spirally compared to the case where the metal foil is spirally wound, for example. A situation in which the resistance value of the conductor layer 30 increases can be prevented.
  • the coaxial cable 1 is not limited to that described with reference to FIGS. 4 and 5, and various modifications can be made.
  • the inner conductor 10 may not be an annealed copper stranded wire, and the sheath 40 may not be a heat resistant PVC.
  • various changes can be made to the insulator 20 and the outer conductor layer 30 as well.
  • the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 may have different thicknesses, but are preferably the same thickness.
  • the thicknesses of these shielding layers are set in order to obtain certain characteristics, one of the shielding layers 31 and 33 is not unnecessarily thick, and the coaxial cable 1 can be reduced in diameter. Because.
  • the coaxial cable 1 includes an inner conductor 10, an insulator 20 provided on the outer peripheral side of the inner conductor 10, an outer conductor layer 30 provided on the outer peripheral side of the insulator 20, and the outer conductor layer. 30 and a sheath 40 provided on the outer peripheral side.
  • the outer conductor layer 30 includes a first shielding layer 31 made of a metal foil, an insulating layer 32 provided on the outer peripheral side of the first shielding layer 31, and a metal foil provided on the outer peripheral side of the insulating layer 32. And a second shielding layer 33. The first shielding layer 31 of the outer conductor layer 30 and the insulator 20 are glued.
  • Each of the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 is made of a copper foil and has a thickness of 30 micrometers or less.
  • Each of the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 has a thickness of 8 micrometers or more.
  • the first shielding layer 31 and the second shielding layer 33 may have the same thickness.
  • the first shielding layer 31 is wound once on the insulator 20, and the second shielding layer 33 is wound once on the insulating layer 32.
  • the coaxial cable according to the present invention is useful in that it can provide a coaxial cable capable of shortening the manufacturing time while the outer conductor has a two-layer structure.

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Abstract

　外部導体層３０は、金属箔からなる第１遮蔽層３１と、絶縁層３２と、金属箔からなる第２遮蔽層３３と、を有している。外部導体層３０の第１遮蔽層３１と絶縁体２０とは、糊付けされている。

Description

同軸ケーブル
　本発明は、同軸ケーブルに関する。
　従来、内部導体の外周側に絶縁体を設け、当該絶縁体の周囲に外部導体を設けると共に、外部導体の外周側にシースを設けた同軸ケーブルが提案されている。また、同軸ケーブルにおいては、外部導体には、銅線を網状に編んだもの（以下編組という。）、銅線をスパイラル状に巻いたもの（以下横巻きという。）、又は、銅やアルミ箔を巻いた上でこれらの上に編組や横巻きを設けた２層構造のものが提案されている（特許文献１，２参照。）。
日本国特開２０１０－１８６７２２号公報 日本国特開２００９－１４６７０４号公報
　しかし、特許文献１，２に記載の同軸ケーブルでは、編組や横巻きの製造に時間を要する。すなわち、同軸ケーブルを製造するにあたっては、内部導体と絶縁層とからなるコア線の押出成形を行うが、外部導体についてはコア線の押出速度の２０～５０倍の製造時間を要する場合がある。特に、外部導体を２層構造とする同軸ケーブルについては、２層構造とすることから、更に製造時間を要する。
　本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、外部導体を２層構造としつつも、製造時間の短縮を図ることが可能な同軸ケーブルを提供することを目的とする。
　前述した目的を達成するために、本発明に係る同軸ケーブルは、下記（１）～（５）を特徴としている。
　（１）　内部導体と、前記内部導体の外周側に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外周側に設けられた外部導体層と、前記外部導体層の外周側に設けられたシースとを備えた同軸ケーブルであって、前記外部導体層は、金属箔からなる第１遮蔽層と、前記第１遮蔽層の外周側に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の外周側に設けられた金属箔からなる第２遮蔽層と、を有し、前記外部導体層の第１遮蔽層と前記絶縁体とは、糊付けされている。
　上記（１）の同軸ケーブルによれば、第１遮蔽層及び第２遮蔽層が金属箔からなるため、金属線を編み込んだりスパイラル状に巻いたりする場合と比較して製造時間を短縮することができる。また、金属箔を外部導体に用いた場合には、インピーダンス特性が規定値を外れることが懸念されるが、第１遮蔽層と絶縁体とが糊付けされているため、インピーダンス特性が規定値を外れることを防止できる。従って、外部導体を２層構造としつつも、製造時間の短縮を図ることが可能な同軸ケーブルを提供できる。
　（２）　（１）の同軸ケーブルであって、
　第１遮蔽層及び前記第２遮蔽層それぞれは、銅箔によって構成され、厚さが３０マイクロメートル以下である。
　上記（２）の同軸ケーブルによれば、曲げ半径が３ミリメートルである場合に、当該曲げ半径に対して第１遮蔽層と第２遮蔽層の厚さを３０マイクロメートル以下とすれば、金属箔を弾性域で用いることができると共に、同軸ケーブル全体の厚さを抑えて細径化を図ることができる。
　（３）　（２）の同軸ケーブルであって、
　前記第１遮蔽層及び前記第２遮蔽層それぞれは、厚さが８マイクロメートル以上である。
　上記（３）の同軸ケーブルによれば、第１遮蔽層と第２遮蔽層の厚さが８マイクロメートル以上であるため、高周波に対する表皮効果を考慮したシールド効果を確保できる。
　（４）　（２）及び（３）のいずれか１つの同軸ケーブルであって、
　前記第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、厚さが同一である。
　上記（４）の同軸ケーブルによれば、第１遮蔽層と第２遮蔽層の厚さが同一であるため、或る特性を得るためにこれら遮蔽層の厚さを設定する場合に、双方の遮蔽層のうちいずれか一方が無駄に厚くならず、同軸ケーブルの細径化を図ることができる。
　（５）　（２）～（４）のいずれか１つの同軸ケーブルであって、
　前記第１遮蔽層は、前記絶縁体上に１周巻きされると共に、前記第２遮蔽層は、前記絶縁層上に１周巻きされている。
　上記（５）の同軸ケーブルによれば、第１遮蔽層と第２遮蔽層とは共に１周巻きされているため、例えば金属箔を螺旋状に巻く場合と比較して、リターン電流が螺旋状に流れることがなく、外部導体層の抵抗値が増加してしまう事態を防止することができる。
　本発明によれば、外部導体を２層構造としつつも、製造時間の短縮を図ることが可能な同軸ケーブルを提供できる。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係る同軸ケーブルを示す構成図であって、図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は側面図である。 図２は、糊層を有さない同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルのインピーダンス特性を示すグラフである。 図３は、糊層を有さない同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルの減衰量を示すグラフである。 図４は、本実施形態に係る同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルのインピーダンス特性を示すグラフである。 図５は、本実施形態に係る同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルの減衰量を示すグラフである。 図６は、電線被覆の歪みを説明するための説明図である。 図７は、銅箔の伸びと強度との特性を示すグラフである。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、同軸ケーブルのシールド効果を説明する第１の図であり、図８（ａ）は側面模式図を示し、図８（ｂ）は断面模式図を示している。 図９（ａ）～図９（ｃ）は、同軸ケーブルのシールド効果を説明する第２の図であり、図９（ａ）は側面模式図を示し、図９（ｂ）は断面模式図を示し、図９（ｃ）は外部導体の等価回路を示している。 図１０は、本実施形態に係る同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルのシールド効果を示すグラフである。
　以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係る同軸ケーブルを示す構成図であって、図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１に示す同軸ケーブル１は、複数本の導体からなる内部導体１０と、内部導体１０の外周側に設けられた絶縁体２０と、絶縁体２０の外周側に設けられた外部導体層３０と、外部導体層３０の外周側に設けられたシース４０とを備えている。
　内部導体１０は、例えば軟銅線、銀メッキ軟銅線、錫メッキ軟銅線、又は錫メッキ銅合金線などが用いられる。なお、本実施形態において内部導体１０は複数本であるが、１本であってもよい。
　絶縁体２０は、内部導体１０上に被覆される部材であって、例えばＰＥ（polyethylene）やＰＰ（polypropylene）、又は発泡させたＰＥやＰＰが用いられる。この絶縁体２０は、誘電率が３．０以下である。また、シース４０は、外部導体層３０の外周側に設けられる部材であって、絶縁体２０と同様に例えばＰＥやＰＰにより構成されている。また、シース４０については、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）や不繊布が用いられてもよい。
　外部導体層３０は、第１遮蔽層３１と、第１遮蔽層３１の外周側に設けられた絶縁層３２と、絶縁層３２の外周側に設けられた第２遮蔽層３３とを備えている。
　第１遮蔽層３１及び第２遮蔽層３３は、銅やアルミなどの金属箔で構成されている。絶縁層３２は、ＰＥＴなどの素材により構成されている。また、第１遮蔽層３１、絶縁層３２、及び第２遮蔽層３３は、１枚のフィルムにより構成されていることが望ましい。すなわち、これらはＰＥＴ等の絶縁フィルムの両面に金属箔が張り付けられて一体化したフィルムにより構成されていることが望ましい。
　また、第１遮蔽層３１は、絶縁体２０上に１周巻き（換言すれば、縦添え。）されると共に、第２遮蔽層３３についても絶縁層３２上に１周巻き（換言すれば、縦添え。）されていることが望ましい。すなわち各遮蔽層３１，３３は、２重３重などに巻かれるものではなく、且つ、螺旋状に巻かれるものではないことが望ましい。
　さらに、本実施形態において同軸ケーブル１は、糊層５０を備えている。糊層５０は、外部導体層３０の第１遮蔽層３１と絶縁体２０との間に介在される接着剤である。なお、糊層５０は、同軸ケーブル１の製造におけるシース４０の押出工程において、押出の予熱により溶着する部材であることが望ましいため、本実施形態ではホットメルト（例えば、ポリエステル系樹脂、又はエチレン酢酸ビニル系など。）が用いられる。
　ここで、糊層５０を有さない同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルとのインピーダンス特性及び減衰量について説明する。図２は、糊層５０を有さない同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルのインピーダンス特性を示すグラフであり、図３は、糊層５０を有さない同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルの減衰量を示すグラフである。図２及び図３において、符号Ａ（実線）は従来の同軸ケーブルを示し、符号Ｂ（点線）は糊層５０を有さない同軸ケーブルを示している。また、図２において、縦軸は特性インピーダンスＺ（Ω）、横軸は時間Ｔ（ｎｓ）である。また、図３において、縦軸は減衰量Ｄ（ｄＢ）、横軸は周波数ｆ（MHｚ）である。
　糊層５０を有さない同軸ケーブルとしては、内部導体１０に径０．３２ｍｍの軟銅線７本を撚って外径を０．９６±０．０３ｍｍとした軟銅撚り線を用い、絶縁体２０に厚さ０．８７ｍｍとし外径を２．７±０．１ｍｍとした架橋発泡ＰＥを用いた。また、外部導体層３０の第１遮蔽層３１には、外径を約２．８ｍｍとした糊付き片面金属箔テープを用い、絶縁層３２には外径を約２．９ｍｍとしたＰＥＴを用い、第２遮蔽層３３には外径を約３．０ｍｍとした片面銅箔テープを用いた。さらに、シース４０には、厚さを約０．３４ｍｍとし、外径を３．８±０．２ｍｍとした耐熱性ＰＶＣ（polyvinyl chloride）を用いた。
　一方、従来の同軸ケーブルとしては、内部導体及び絶縁体には糊層５０を有さない同軸ケーブルと同じものを用いた。また、外部導体層は、外径を約２．８ｍｍとした片面金属箔テープを用い、その外周側に外径を約３．２ｍｍとした錫メッキ軟銅編組（素線構成：持数／打数／ｍｍ　０．０８／１０／１６）を設けた。また、シースにも糊層５０を有さない同軸ケーブルと同じものを用いた。
　従来の同軸ケーブルでは、編組が金属箔を絞め付けるように配置されるため、金属箔と絶縁体とが隙間なく配置され、図２に示すように、インピーダンス特性が安定する。また、図３に示すように、従来の同軸ケーブルでは周波数に対する減衰量も安定する。
　これに対して、糊層５０を有しない同軸ケーブルでは、第１遮蔽層３１と絶縁体２０との間に隙間が生じやすくなり、図２に示すようにインピーダンス特性は安定せず、且つ図３に示すように周波数に対する減衰量についても安定しない。
　次に、本実施形態に係る同軸ケーブル１と従来の同軸ケーブルとのインピーダンス特性及び減衰量について説明する。図４は、本実施形態に係る同軸ケーブル１と従来の同軸ケーブルのインピーダンス特性を示すグラフであり、図５は、本実施形態に係る同軸ケーブル１と従来の同軸ケーブルの減衰量を示すグラフである。図４及び図５において、符号Ａ（実線）は従来の同軸ケーブルを示し、符号Ｃ（点線）は本実施形態に係る同軸ケーブル１を示している。また、図４において、縦軸は特性インピーダンスＺ（Ω）、横軸は時間Ｔ（ｎｓ）である。また、図５において、縦軸は減衰量Ｄ（ｄＢ）、横軸は周波数ｆ（MHｚ）である。なお、従来の同軸ケーブルは、外部絶縁層として、銅箔と金属箔の外周側に設けられる銅線による編組を用いている。
　なお、本実施形態に係る同軸ケーブル１において、内部導体１０、絶縁体２０、外部導体層３０、及び、シース４０には、糊層５０を有しない同軸ケーブルと同じものを用いた。糊層５０には、ポリエステル系樹脂のホットメルトを用いた。
　図４及び図５に示すように、従来の同軸ケーブルではインピーダンス特性が安定し、周波数に対する減衰量も安定する。
　本実施形態に係る同軸ケーブル１では、糊層５０が介在することにより絶縁体２０と第１遮蔽層３１との間の隙間を無くすことができる。これにより、図４及び図５に示すように、本実施形態に係る同軸ケーブル１によれば、従来と同等のインピーダンス特性及び周波数に対する減衰量を実現することができる。具体的には、特性インピーダンスは、約３ｎｓにおいて本実施形態では５１．６Ωであり、従来は５１．８Ωである。
　加えて、本実施形態に係る同軸ケーブル１によれば、編組を外部導体として用いておらず、金属箔のみによって構成していることから、製造時間の短縮を図ることができる。
　ここで、本実施形態において第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは、銅箔によって構成され、厚さが３０マイクロメートル以下とされていることが望ましい。これは、銅箔に歪みが加わったとしても、銅の弾性域内となり、銅箔の破れ等を防止できると共に、厚さを抑えて同軸ケーブル１の細径化を図ることができるからである。
　図６は、銅の歪みを説明するための図である。図６に示すように、所定の曲げ半径で銅を曲げたとする。このとき、銅に加わる歪みｅは、ｅ＝ΔＬ／Ｌにて表わすことができる。ここで、ΔＬは、銅の伸び量（ｍｍ）であり、Ｌは、銅センター部の長さ（ｍｍ）である。図６では、銅のセンター部を符号Ｍ（一点鎖線）で示している。また、Ｒ１を銅の曲げ半径とし、Ｒ２を銅センターの曲げ半径とし、Ｒ３を銅の厚みとすると、ΔＬ＝２πＲ１－２πＲ２、Ｌ＝２πＲ２と表わすことができる。従って、歪みｅは、ｅ＝Ｒ１／Ｒ２－１となる。また、Ｒ１＝Ｒ＋Ｒ３、Ｒ２＝Ｒ＋Ｒ３／２であることから、ｅ＝（Ｒ＋Ｒ３）／（Ｒ＋Ｒ３／２）－１となる。
　図７は、銅箔の伸びと強度との特性を示すグラフである。図７において、符号Ｅは弾性域を、符号Ｐは塑性域を表している。また、図７において、縦軸は強度Ｘ（Ｎ）、横軸は伸びＹ（％）である。図７に示すように、銅箔を弾性域で用いるためには、その伸びは、０．５％以内である必要がある。このため、上記式から、図６に示すＲが同軸ケーブル１として必要となる３ｍｍであるとすると、歪みｅが弾性域である０．５％以下となるためには、銅箔の厚みＲ３は、０．０３０ｍｍ以下である必要がある。よって、銅箔の厚みを０．０３０ｍｍ以下とすることにより、銅箔を弾性域で用いることができ、銅箔の破れ等を防止できると共に、厚さを抑えて同軸ケーブル１の細径化を図ることができる。
　また、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは、厚さが８マイクロメートル以上とされていることが望ましい。これは、高周波に対する表皮効果を考慮したシールド効果を確保するためである。
　以下、上記理由の詳細を説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、同軸ケーブルのシールド効果を説明する第１の図であり、図８（ａ）は側面模式図を示し、図８（ｂ）は断面模式図を示している。図８（ａ）おいて、符号Ｃ１は外部導体を示しており、符号Ｃ２は内部導体を示している。図８（ａ）において、符号Ｉａは内部導体に流れる電流を示しており、符号Ｉｂは外部導体層に流れるリターン電流を示している。図８（ｂ）において、符号Ｈａは電流Ｉａがつくる磁界を示しており、符号Ｈｂはリターン電流Ｉｂがつくる磁界を示している。図８（ａ）に示すように、同軸ケーブルでは、内部導体に電流Ｉａが流れると共に、外部導体層にリターン電流Ｉｂが流れる。これにより、図８（ｂ）に示すように、双方の電流Ｉａ，Ｉｂがつくる磁界Ｈａ，Ｈｂが逆向きに発生し、それらが互いに打ち消し合うことで良好なシールド効果を得ることができる。
　ここで、電流の周波数が低い帯域では、外部導体層の直流抵抗が小さいほど、シールド効果が大きくなる。これは、周波数が低い電流の場合、電流の波長が大きくほぼ直流と考えられるためである。
　これに対して、電流の周波数が高い帯域では表皮効果の影響がある。すなわち、周波数が高くなると導体の表面に電流が流れやすくなるため、外部導体層の表面が平滑であることが望ましい。
　従来品では外部導体層が金属箔とその金属箔を覆う編組により構成されており、周波数が高い電流は編組の表面の凹凸に沿って流れる。したがって、当該凹凸を通る分だけ抵抗が大きくなり、それにより発生する磁界も小さくなる。よって、内部導体に流れる電流Ｉａにより発生する磁界Ｈａと、外部導体層を流れるリターン電流Ｉｂにより発生する磁界Ｈｂとの相殺効果が小さい。
　これに対して、本実施形態に係る同軸ケーブル１は、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３が、金属箔という表面が平滑な金属層により構成されているため、遮蔽層が編組により構成されている場合と比較して抵抗が小さく、発生する磁界も大きい。このため、同軸ケーブル１によれば、磁界の相殺効果を高めることができる。
　図９（ａ）～図９（ｃ）は、同軸ケーブルのシールド効果を説明する第２の図であり、図９（ａ）は側面模式図を示し、図９（ｂ）は断面模式図を示し、図９（ｃ）は外部導体の等価回路を示している。図９（ａ）おいて、符号Ｃ１は外部導体を示しており、符号Ｃ２は内部導体を示している。図９（ａ）において、符号Ｉａは内部導体に流れる電流を示しており、符号Ｉｂ、Ｉｃは外部導体層に流れるリターン電流を示している。図９（ｂ）において、符号Ｈａは電流Ｉａがつくる磁界を示しており、符号Ｈｂ、Ｈｃはリターン電流Ｉｂ、Ｉｃそれぞれがつくる磁界を示している。詳細には、本実施形態に係る同軸ケーブル１は第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とを有するため、図９（ｃ）に示すように、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３との間で容量結合が起こり、これら双方にリターン電流Ｉｂ，Ｉｃが流れる。そして、リターン電流Ｉｂ，Ｉｃにより磁界Ｈｂ，Ｈｃが発生して、これが内部導体１０を流れる電流Ｉａにより発生する磁界Ｈａと相殺する。
　さらに、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは、厚さが８マイクロメートル以上とされているため、例えばＦＭ周波数帯である７６～１０８ＭＨｚ以上の周波数に対して表皮効果を考慮しても適切な厚さとすることができる。
　具体的に高周波が流れる導体厚さをδとすると、δ＝（２／ωμσ）１／２と表わすことができる。ここで、ω＝２πｆであり、μ＝４π×１０－７であり、σは銅の導電率である５８×１０５（Ｓ／ｍ）とすると、厚さδは、δ＝２．０９／（ｆ（ＧＨｚ））１／２（μｍ）と表わすことができる。
　この式から、ＦＭ周波数帯の下限近傍である７０ＭＨｚの周波数に対して高周波が流れる導体厚さδは、０．００８ｍｍとなる。よって、厚さを８マイクロメートル以上とすることにより、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とを高周波が流れるときの厚さを確保することができる。
　図１０は、本実施形態に係る同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルのシールド効果を示すグラフである。図１０において、符号Ａ（実線）は従来の同軸ケーブルを示し、符号Ｃ（点線）は本実施形態に係る同軸ケーブル１を示している。また、図１０において、縦軸はシールド効果Ｓ（ｄＢ）、横軸は測定周波数ｆｍ（Ｈｚ）である。図１０に示すように、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３との厚さを８マイクロメートル以上とすることにより、従来と比較して約４ＭＨｚ未満の領域においてシールド効果が劣るものの、約４ＭＨｚ以上の領域ではシールド効果が優れている。
　次に、本実施形態に係る同軸ケーブル１の製造方法について説明する。本実施形態に係る同軸ケーブル１を製造するにあたっては、まず、内部導体１０の外周側に押出機にて絶縁体２０を被覆する。
　次に、糊層５０を片面に有すると共に第１遮蔽層３１、絶縁層３２、及び第２遮蔽層３３が一体化したフィルムを絶縁体２０上に貼り付ける。このとき、フィルムは糊層５０側が絶縁体２０に向くように貼り付けられる。また、フィルムは絶縁体２０の外周面に１周巻きされる。
　その後、フィルム（第２遮蔽層３３）上に押出機にてシース４０を被覆する。このとき、押出機による熱によって糊層５０が溶解し、絶縁体２０と第１遮蔽層３１とが隙間なく密着する。
　このように、本実施形態に係る同軸ケーブル１によれば、第１遮蔽層３１及び第２遮蔽層３３が金属箔からなるため、金属線を編み込んだりスパイラル状に巻いたりする場合と比較して製造時間を短縮することができる。また、金属箔を外部導体に用いた場合には、インピーダンス特性が規定値を外れることが懸念されるが、第１遮蔽層３１と絶縁体２０とが糊付けされているため、インピーダンス特性が規定値を外れることを防止できる。従って、外部導体を２層構造としつつも、製造時間の短縮を図ることが可能な同軸ケーブルを提供することができる。
　また、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは厚さが３０マイクロメートル以下とされているため、曲げ半径３ミリメートルに対して金属箔を弾性域で用いることができると共に、同軸ケーブル１全体の厚さを抑えて細径化を図ることができる。
　また、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは厚さが８マイクロメートル以上とされているため、高周波に対する表皮効果を考慮したシールド効果を確保できる。
　また、第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは共に１周巻きされているため、例えば金属箔を螺旋状に巻く場合と比較して、リターン電流が螺旋状に流れることがなく、外部導体層３０の抵抗値が増加してしまう事態を防止することができる。
　以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
　例えば、本実施形態に係る同軸ケーブル１は、図４及び図５を参照して説明したものに限らず、種々の変更が可能である。例えば、内部導体１０は軟銅撚り線でなくともよいし、シース４０は耐熱性ＰＶＣでなくともよい。また、絶縁体２０や外部導体層３０についても同様に種々の変更が可能である。
　さらに、本実施形態に係る同軸ケーブル１において第１遮蔽層３１と第２遮蔽層３３とは異なる厚さであってもよいが、同じ厚さであることが望ましい。或る特性を得るためにこれら遮蔽層の厚さを設定する場合に、双方の遮蔽層３１，３３のうちいずれか一方が無駄に厚くならず、同軸ケーブル１の細径化を図ることができるからである。
　以下では、実施形態に係る同軸ケーブル１について纏める。
（１）　同軸ケーブル１は、内部導体１０と、前記内部導体１０の外周側に設けられた絶縁体２０と、前記絶縁体２０の外周側に設けられた外部導体層３０と、前記外部導体層３０の外周側に設けられたシース４０とを備える。前記外部導体層３０は、金属箔からなる第１遮蔽層３１と、前記第１遮蔽層３１の外周側に設けられた絶縁層３２と、前記絶縁層３２の外周側に設けられた金属箔からなる第２遮蔽層３３と、を有している。前記外部導体層３０の第１遮蔽層３１と前記絶縁体２０とは、糊付けされている。
（２）　前記第１遮蔽層３１及び前記第２遮蔽層３３それぞれは、銅箔によって構成され、厚さが３０マイクロメートル以下である。
（３）　前記第１遮蔽層３１及び前記第２遮蔽層３３それぞれは、厚さが８マイクロメートル以上である。
（４）　前記第１遮蔽層３１と前記第２遮蔽層３３とは、厚さが同一である態様とすることができる。
（５）　前記第１遮蔽層３１は、前記絶縁体２０上に１周巻きされると共に、前記第２遮蔽層３３は、前記絶縁層３２上に１周巻きされている。
　本出願は、２０１２年１０月１日出願の日本特許出願（特願２０１２－２１９２１９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明に係る同軸ケーブルによれば、外部導体を２層構造としつつも、製造時間の短縮を図ることが可能な同軸ケーブルを提供できる点で有用である。
１…同軸ケーブル
１０…内部導体
２０…絶縁体
３０…外部導体層
３１…第１遮蔽層
３２…絶縁層
３３…第２遮蔽層
４０…シース
５０…糊層

Claims (5)

  1. 　内部導体と、前記内部導体の外周側に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外周側に設けられた外部導体層と、前記外部導体層の外周側に設けられたシースとを備えた同軸ケーブルであって、
    　前記外部導体層は、金属箔からなる第１遮蔽層と、前記第１遮蔽層の外周側に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の外周側に設けられた金属箔からなる第２遮蔽層と、を有し、
    　前記外部導体層の第１遮蔽層と前記絶縁体とは、糊付けされている
    　同軸ケーブル。
  2. 　前記第１遮蔽層及び前記第２遮蔽層それぞれは、銅箔によって構成され、厚さが３０マイクロメートル以下である
    　請求項１に記載の同軸ケーブル。
  3. 　前記第１遮蔽層及び前記第２遮蔽層それぞれは、厚さが８マイクロメートル以上である
    　請求項２に記載の同軸ケーブル。
  4. 　前記第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、厚さが同一である
    　請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の同軸ケーブル。
  5. 　前記第１遮蔽層は、前記絶縁体上に１周巻きされると共に、前記第２遮蔽層は、前記絶縁層上に１周巻きされている
    　請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の同軸ケーブル。
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