CN104981880B - 同轴电缆 - Google Patents

Abstract

一种同轴电缆(100)，其包括：中央导电单元(1)，用来传输信号；屏蔽层(4)，包含设置为网状的多条导线(40)，适于接地以屏蔽中央导电单元；介电材料(2)，设置在中央导电单元(1)和屏蔽层(4)之间，以将中央导电单元(1)与所述屏蔽层(4)绝缘；以及绝缘护套(5)，围绕所述屏蔽层(4)而设置，其中，所述中央导电单元(1)和所述屏蔽层(4)包括：由涂覆有铜覆层(12、42)的铝芯(11、41)制成的多条导线(10、40)，并且所述屏蔽层(4)的导线(40)包含锡外部覆层(43)。

Description

同轴电缆

技术领域

本工业发明的专利申请涉及一种同轴电缆。

背景技术

如公众所知，同轴电缆包括：用于传输电信号的中心导线；***屏蔽层，用于接地以屏蔽对中心导线的干扰；介电材料，介设于中心导线和***屏蔽层之间，将中心导线与***屏蔽层绝缘；以及包围该***屏蔽层的绝缘护套。***屏蔽层一般由形成网状的导线组成，也被称为“搭接片(bonding jumper)”。

市场上现有的同轴电缆的中心导线和搭接片的导线通常由纯铜制造。

因为铜通过信号的能力优良，所以中心导线和搭接片的导线使用实心铜确保了产品的最佳操作。事实上，铜具有高导电性，并由此具有低电阻和低欧姆损耗。然而，实心铜导线因为铜的高价格和其巨大的不可控的市价波动(尤其是在短期内)而涉及非常高的生产成本。

为了克服高成本的问题，已知有其它类型的同轴电缆，其设置了由纯铝制成的中心导线和/或搭接片的导线。因为其比重较低，铝具有比铜低得多的价格，但是，与此同时，由于其耐氧化性低且电阻高而具有较低的性能(低电导率，以及由此的高欧姆损耗)。此外，延展性比铜小的铝导线不具有相同的通用性，因为其最小的拉拔尺寸比铜线的高，鉴于小型化的发展趋势，铝导线不被市场所看好。

为了至少部分解决这些缺点，“铜包铝”(CCA)导线是已知的。

EP1469486A1中公开了一种导线，其中芯和主体(mass)是由折叠成管状的CCA同心片材制成。由于与生产过程的复杂性和由弯曲的铜片制成的管状导线的机械特性相关的一系列因素，这种类型的电缆专门应用于电视业中(因此为静态应用)，而不能应用在大消耗动态领域，例如汽车业中。事实上，这种类型的电缆过于昂贵，具有有限的柔韧性，且在弯曲试验时受到破坏。

GB 1310334A公开了一种同轴电缆，其中中心导线是由可用CCA制造的单根线制成，通过一系列的塑料盘与作为屏蔽的外部金属片绝缘。这种类型的电缆在不进行非常高的投资以改变连接器的情况下不能在汽车业的标准连接器中应用。

这种解决方案机械上非常弱，并且防碍了电缆与其它元件例如夹子(当夹子被拉动时会使电缆的内部结构变形)或其它连接件的连接，因为接合操作(保持所述电缆在一起的元件)与改变电缆几何形状的张力和牵引力的同时发生，从而改变其性能。

这种类型的同轴电缆不适合汽车领域，并且通常用于在反复弯曲循环时需要低电阻的静态应用中。

US6265667B1公开了一种同轴电缆，具有中央导电单元和由多个CCA线制成的搭接片。特别是，中央导电单元可以包含多条CCA绞合线。该专利文献描述了如何防止用于电缆的金属的氧化。虽然一方面它延长了产品的寿命(可存放很长一段时间并且可以在极端条件下传输)，但另一方面抗氧化物质限制了金属部件的导电性和可焊性，为了获得特殊操作如焊接的最好的质量效果，在被机器加工之前必须进行适当的清洁。而该过程对于需要进行大量组装的产品来说是昂贵的并因质量问题而受到影响。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种同轴电缆，其高效、有效同时便宜而且制作简单，以克服现有技术的缺点。

根据本发明，这个目的是通过所附技术方案中要求保护的特征来实现的。

有利的实施方式在其他技术方案中表示。

本发明的同轴电缆包括：

-中央导电单元，用于传输信号；

-屏蔽层，其包含设置为网状的多条导线，用于接地以屏蔽所述中央导电单元；

-介电材料，设置在中央导电单元和屏蔽层之间，以将中央导电单元与屏蔽层绝缘；以及

-绝缘护套，围绕所述屏蔽层而设置。

中央导电单元和屏蔽层包括：由涂覆有铜覆层的铝芯制成的多条导线。

屏蔽层的导线包含锡外部覆层。

附图说明

本发明的附加特征将从下面参照附图的详细描述中更加明显，其中附图为说明性的而非限制性的目的，其中：

图1是根据本发明的同轴电缆的一个局部截面透视图；

图2是图1中的同轴电缆的芯的透视图；

图3是图1中的同轴电缆的截面图；

图3A是图3的细节放大图，示出了芯的单个导线；和

图3B是图3的细节放大图，示出了搭接片的单个导线。

具体实施方式

参照附图，公开了本发明的同轴电缆并且一般用附图标记100表示。

现在，参照图1和图3，同轴电缆(100)包括：

-中央导电单元(1)，

-介电材料(2)，围绕中央导电单元(1)而设置，

-屏蔽层(4)，围绕介电材料(2)而设置，和

-绝缘护套(5)，围绕所述屏蔽层(4)而设置。

同轴电缆(100)可选地包括位于介电材料(2)和屏蔽层(4)之间的第二屏蔽层(3)。

中央导电单元(1)用于传输电信号。中央导电单元(1)包括适当设置的多条导线(10)。

参照图3A所示，中央导电单元的各导线(10)是由铜包铝(CCA)技术制成并包含铝芯(11)和铜覆层(12)。

根据应用，导线(10)的总直径可为0.1mm～1mm，优选为0.27mm。铝芯(11)的直径为导线总直径的90％～97％，优选为95％，铜覆层的厚度为导线总直径的10％～7％，优选为5％。

可选地，中心导线的各导线可以另外覆盖有锡外部覆层(13)，其厚度为导线总直径的0.5％～2％。锡外部覆层(13)是用来避免导线被氧化并随着时间的推移保持其可焊性特征不变。

参照图2，中央导电单元(1)包括直的中心导线(10a)和以螺旋状线束形式卷绕中心导线(10a)的多条***导线(10b)。***导线(10b)所形成的螺旋状线束通过沿着直的中心导线(10a)并使用它作为螺旋的轴线卷绕而发展。

附图示出了中央导电单元(1)的实施方式，其包括七条导线，即一条中心导线和六条***导线。

***导线(10b)以形成具有15～20mm绕组节距的螺旋状线束卷绕中心导线(10a)。根据导线的尺寸和用来构成中央导电单元(1)的导线的数目，螺旋的绕组节距可以具有不同的值。

中央导电单元(1)的这种制造技术能够使用合适的机器以较低的生产成本进行工业自动化生产。

中央导电单元的导线(10)的这样的配置是用来改善所述中央导电单元(1)的机械性能。事实上，由于在特殊应用如在汽车行业中所要求的处理、生产和安装，实心单导线或平行导线的线束不能承受同轴电缆(100)大量的反复弯曲。

本发明的同轴电缆(100)——其中中心导线(10a)通过这样的制造技术获得——更灵活、更能抵抗在任何方向上的弯曲并且在连接器的压接过程中更容易被压紧。

必须指出的是，根据本发明的同轴电缆的中央导电单元(1)未设有捻制导线，即在电缆的整个长度上相互捻制的导线。多线式的中央导电单元(1)根据剩余导线通过弯曲而非捻制被围绕中心导线而设置的方法获得。这允许获得导线的紧凑的线束并避免空气在导线之间的存在。

介电材料(2)由发泡聚乙烯或聚丙烯制成，并且直径为1.5～3毫米，优选为2.1毫米。

参照图1和图3所示，同轴电缆(100)有利地具有两个屏蔽层(4、3)。

屏蔽层(4)包括以形成网状的方式缠绕的多条导线(40)，所述网用于接地。由于这个原因，屏蔽层(4)也被称为搭接片(4)。

参照图3B所示，搭接片的各导线(40)是CCA类型并且包含铝芯(41)、中间的铜覆层(42)和锡外部覆层(43)。

搭接片(4)由以适合的捻制节距捻制的一组导线(40)构成。根据具体应用，每根导线(40)的总直径可为0.1mm～0.2mm，铜覆层(42)的厚度等于总直径的6％。铜覆层(42)被另外覆盖有锡外部覆层(43)，根据具体应用，锡层的百分比为导线总直径的0.5％～2％。

当电缆暴露在非常恶劣的工作环境中，如具有潮湿温热条件、盐水雾或反复强热的地方时，施加到搭接片的CCA导线上的锡外部覆层(43)是必要的。锡外部覆层(43)允许保持导线的电阻率随时间恒定，而没有任何阻抗和衰减变化。此外，由于不被氧化，锡确保搭接片随时间的优秀的可焊性。

例如，同轴电缆(100)中具有0.13毫米总直径的搭接片的导线(40)具有以下结构：

铝芯(41)的最大直径＝0.12毫米，

铜覆层(42)的最小厚度＝0.004毫米，

锡外部覆层(43)的最小厚度＝0.001毫米。

搭接片(4)由捻制导线(40)的网制成。导线被分组为每5根导线一股。总共有16股被用于制作网。每一股由5根(每根导线)直径0.13毫米的导线制成。制成网状的股的捻制节距为28毫米。

第二屏蔽层(3)围绕介电材料(2)。第二屏蔽层(3)由0.05毫米厚的铝基复合材料的片材制成。有利的是，第二屏蔽层(3)包含多层片材，该多层片材包含介设在两个铝层之间的聚酯膜。

介电材料(2)和第二屏蔽层(3)(如果存在的话)具有的光学覆盖率百分比高于90％。

外部护套(5)由无铅抗迁移PVC制成。

本发明的同轴电缆(100)具有以下机械特性：

-最小静态弯曲半径为外径的5倍；和

-曲率最小动态半径为外径的15倍。

同轴电缆(100)通过了以下实验室检查：

-3000小时暴露在+85℃/-40℃的温度下；和

-符合标准ISO 14572的30000次弯曲循环的可靠性。

本发明的同轴电缆(100)具有以下优点：

1)施加在中央导电单元和搭接片的导线(10、40)的铝芯(11、41)上的铜覆层(12、42)保护铝不被氧化并大大提高了导线的导电能力。

2)中央导电单元和搭接片的导线(10、40)的铜覆层(12、42)上的锡外部覆层(13、43)保证接触电阻随时间的稳定性，尤其是在搭接片(4)与连接器连接期间；因此这样的锡覆层是更有利的，特别是在更严重地暴露于外部操作环境的搭接片(4)的导线上时。

3)此外，这种创新能够降低产品的总重量，因为其比重为铜的三分之一，CCA具有的重量比纯铜低60％，从而满足汽车市场的轻量化的需求。

4)实际上占据了CCA导线总量的铝的市场报价比铜更稳定。此外，以相同的体积，其比重为三分之一，它的重量少并因此成本低于纯铜线。

因此，本发明的同轴电缆(100)具有的电气性能和耐腐蚀性与具有由纯铜制成的核心和搭接片的同轴电缆相同，并且有利地具有相当低的总重量以及低的生产成本。

对于本领域的技术人员，可以对本发明的实施方式进行各种的变化和修改，但仍然落入本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种同轴电缆(100)，其包括：

-中央导电单元(1)，用于传输信号；

-屏蔽层(4)，包含设置为网状的多条导线(40)，用于接地以屏蔽所述中央导电单元；

-介电材料(2)，设置在中央导电单元(1)和屏蔽层(4)之间，以将中央导电单元(1)与屏蔽层(4)绝缘，和

-绝缘护套(5)，围绕所述屏蔽层(4)而设置，

其中，所述中央导电单元(1)和屏蔽层(4)包括：由涂覆有铜覆层(12、42)的铝芯(11、41)制成的多条导线(10、40)，

其特征在于

屏蔽层(4)的所述导线(40)包含锡外部覆层(43)，所述中央导电单元(1)的所述导线(10)包括直的中心导线(10a)，以及通过弯曲而非捻制且以螺旋状线束形式卷绕中心导线(10a)的多条***导线(10b)。

2.根据权利要求1所述的同轴电缆(100)，其中所述锡外部覆层(43)的厚度为屏蔽层(4)的导线总直径的0.5％～2％。

3.根据权利要求1或2所述的同轴电缆(100)，其中中央导电单元(1)的所述导线(10)包含锡外部覆层(13)。

4.根据权利要求3所述的同轴电缆(100)，其中所述锡外部覆层(13)的厚度为中央导电单元(1)的导线总直径的0.5％～2％。

5.根据权利要求1所述的同轴电缆(100)，还包括第二屏蔽层(3)，其介设于所述介电材料(2)和所述屏蔽层(4)之间，用于接地连接。

6.根据权利要求5所述的同轴电缆(100)，其中所述第二屏蔽层(3)包含铝基复合材料的片材。

7.根据权利要求6所述的同轴电缆(100)，其中所述第二屏蔽层(3)包含多层片材，该多层片材包含介设在两个铝层之间的聚酯膜。

8.根据权利要求1所述的同轴电缆(100)，其中所述铜覆层(12)的厚度为中央导电单元(1)的导线总直径的7％～10％。

9.根据权利要求1所述的同轴电缆(100)，其中所述铜覆层(42)的厚度为屏蔽层(4)的导线总直径的7％～10％。