JP3596726B2 - 端末処理の容易な同軸ケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は同軸ケーブルに関する。更に詳しくは高周波機器類の内部配線材及び機器リード線として用いられ、二層の外部導体を有し、端末処理の容易な良好なフレキシブル性を有する高周波用途の同軸ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報電子機器類及び産業機器類の内部配線材及び機器リード線として用いられる同軸ケーブルは、これら機器類の性能及び機能の向上に伴って種々の特性が要求されている。特に、高周波伝送技術の進展と共に、同軸ケーブルの適用周波数は数GHz から十数GHz の帯域に及び、更に高帯域化しつつある。また、同軸ケーブルにはフレキシブル性が要求されている。
【０００３】
従来のフレキシブル高周波同軸ケーブルは、外部導体として、薄いスリット銅テープを絶縁コアの外周に縦添え、若しくは螺旋巻きし、次にこの銅テープ巻き層の外側に直接銅線を編組して二層の外部導体を設け、さらにこの外周に熱可塑性樹脂からなるジャケット層を設けた構成が知られている。かかる同軸ケーブルでは、銅テープ巻き層と銅線編組体とによって広範な周波数帯域の遮蔽が可能になり、また銅線編組体が銅テープ巻き層を押さえることで、屈曲時における銅テープの破断やずれを防止するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外部導体が銅テープ巻き層と銅線編組体の組み合わせによる上記同軸ケーブルは、銅線を編組するときの応力が、絶縁コアに巻き付けられた銅テープに悪影響を与え、これにより銅テープの両側エッジ部の重なり部分がずれたり、銅テープに歪みが残りやすいという問題があった。そのため、銅テープ巻き層を絶縁コア表面に隙間なく密着させることは困難であった。また上記同軸ケーブルは、銅テープ巻き層の外側に直接銅線編組体が施されており、屈曲時，両者間での摩擦抵抗が大きく、屈曲を重ねると銅テープが磨耗しやすい構造となっている。また、銅テープはスリット品を使用しているため、通常は銅テープの両側エッジ部にはバリが残存し、屈曲時，二層の外部導体間の摩擦抵抗をより大きくしたり、銅テープ同志の磨耗を早めたりするという問題があった。また、エッジ部のバリは銅テープの巻き時に銅テープを破断させる原因となっていた。
【０００５】
本発明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するためになされたもので、広範な周波数帯域において優れた遮蔽特性を持ちながら、耐振動性、耐衝撃性、屈曲に伴う耐久性に富み、更には端末処理の容易なフレキシブル性を有する高周波用途の同軸ケーブルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の観点として本発明は、中心導体の外周に、順次、絶縁体、二層の外部導体およびジャケットを被覆してなる同軸ケーブルにおいて、上記内側の外部導体を金属テープ両側のエッジ部にバリが無く滑らかな圧延金属テープの螺旋重ね巻きにより形成し、また外側の外部導体を編組導体により形成するとともに、前記内側と外側の外部導体の間に、テープ巻き層の厚さｔとして、０．０１ｍｍ＜ｔ＜０．０３ｍｍの熱溶融性の樹脂テープ巻き層（以下、樹脂テープ巻き層と略記する）を介在させた端末処理の容易な同軸ケーブルにある。
【０００７】
上記第１の観点の同軸ケーブルでは、内側の外部導体を圧延金属テープの螺旋重ね巻きにより絶縁コアの外周に形成しているので、従来のスリット金属テープを使用した場合と比較し、金属テープ両側のエッジ部にバリが無く滑らかなため、屈曲の際に金属テープ重なり部の摩擦抵抗が小さく、磨耗しにくいという利点がある。また、二層の外部導体の間に、テープ巻き層の厚さｔとして、０．０１ｍｍ＜ｔ＜０．０３ｍｍの樹脂テープ巻き層を介在させたので、この樹脂テープ巻き層が内側の圧延金属テープ巻き層の外周面全体に渡って均一に包囲してその巻き回状態を保持しているから、屈曲や振動の際に金属テープ巻き層がずれて導体抵抗が変化することは無くなり、しかも金属テープ巻き層を絶縁コアの外周面に隙間なく密着させるので、電気特性の安定性は大いに向上する。また、この樹脂テープ巻き層は、編組導体形成時の応力や屈曲に伴う応力、外的衝撃を緩和し、それらが直接金属テープ巻き層に及ぶのを防ぐ役目も兼ね備えている。
【０００８】
また樹脂テープ巻き層は、内面が平滑でない編組導体層と金属テープ巻き層との間にあって、両者の直接接触を阻止しているので、屈曲の際には、二層の外部導体間で樹脂テープ巻き層を介して滑りが生じ、良好なフレキシブル性が得られる。また熱溶融性の樹脂テープを用いているので、二層の外部導体およびその間に設けられた樹脂テープ巻き層を一括して端末処理できる。更に樹脂テープは、厚さが非常に薄いから、ケーブルの仕上がり外径の増大は無視できるレベルにある。また、圧延金属テープを内側の外部導体に使用したもう一つの理由は、上記のような非常に薄い樹脂テープを採用した場合でも、金属テープエッジ部が滑らかなため、樹脂テープは摩耗することなく二層の外部導体間で滑り性を持続する点にある。
【０００９】
なお、予備実験より、樹脂テープ巻き層の厚さｔが０．０３ｍｍ以上でも、耐振動性、耐衝撃性は良好であったが、屈曲特性が低下し、ケーブルの仕上がり外径が増大した。また、樹脂テープ巻き層の厚さｔが０．０１ｍｍ以下では、薄すぎて加工性が悪く、機械強度的にも不十分であった。
【００１０】
第２の観点として本発明は、前記二層の外部導体およびその間に設けられた樹脂テープ巻き層を、一括して端末処理した第１の観点の端末処理の容易な同軸ケーブルにある。
【００１１】
上記第２の観点の同軸ケーブルでは、二層の外部導体およびその間に設けられた樹脂テープ巻き層を一括して端末処理しているので、端末加工性に優れている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。なお本発明は、本実施の形態に限定されるものではない。
図１は本発明の同軸ケーブルの構造を説明するための一部切欠側面図である。この図１に於いて、１は中心導体、２は絶縁体、３は内側の外部導体（圧延金属テープ巻き層）、４は樹脂テープ巻き層、５は外側の外部導体（編組導体層）、６はジャケット、また７は端末処理の容易な同軸ケーブルである。
【００１３】
−第１の実施の形態−
本発明の同軸ケーブル７は、外径0.912 ｍｍ銀めっき軟銅線を中心導体１とし、この外周に未焼結の多孔質ＰＴＦＥ樹脂を０．８７ｍｍの厚さで被覆して絶縁体２とし、その外周に内側の外部導体３、樹脂テープ巻き層４、外側の外部導体５及びジャケット６を備え、外部導体が二層構造になっている。
【００１４】
例えば、中心導体１は外径0.912 ｍｍの銀めっき軟銅線であり、また絶縁体２は未焼結の多孔質ＰＴＦＥ樹脂を０．８７ｍｍの厚さで被覆したものであり、また内側の外部導体３は厚さ０．０４ｍｍの圧延銀めっき軟銅箔を螺旋状に重ね巻きしたものであり、また外側の外部導体５は外径０．１２ｍｍの銀めっき軟銅線９６本の編組により形成したものであり、更にジャケット６はフッ素系樹脂のテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）を熔融押し出ししたものである。そして、前記二層の外部導体３，５間には、ポリフェニレンサルファイト樹脂（ＰＰＳ）からなる樹脂テープ巻き層４の厚さｔを例えば、0.012 ｍｍ厚さに設けている。
【００１５】
なお、前記樹脂テープ巻き層４としては、上記ＰＰＳテープ以外に、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエステル樹脂、その他各種の熱溶融性の樹脂テープを使用しても何ら差し支えない。また、ジャケット６としては、前記ＦＥＰの他にフッ素系樹脂のテトラフルオロエチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）等が好ましく用いられるが、耐熱及び機械的強度の要求特性いかんによっては、その他の合成樹脂を用いることができる。
【００１６】
−第２の実施の形態−
ＰＰＳからなる樹脂テープ巻き層４の厚さｔを0.028
ｍｍ厚さに設ける以外は前記第１の実施の形態と同様にして同軸ケーブル７を製造した。
【００１７】
−第３の実施の形態−
本発明の第１の実施の形態の同軸ケーブルを用い、前記二層の外部導体およびその間に設けられた樹脂テープ巻き層を一括して端末処理した例を示す。（図示せず）
【００１８】
先ず、ジャケット６をストリップ治具にて一定長剥離し、次に内側の外部導体３、樹脂テープ巻き層４及び外側の外部導体５を半田槽に浸漬し、一括して半田処理した。次に前記半田処理された同軸ケーブルを、自動端末加工機にて、半田処理され一体化された層3,4,5 、絶縁体２、中心導体１の順に端末処理してアッシー加工（コネクタ付け）を行った。
【００１９】
本発明の第３の実施の形態によれば、樹脂テープ巻き層４が極めて薄く、また樹脂テープの材質として、ＰＰＳ等の熱溶融性の樹脂を用いているので、樹脂テープ巻き層４は半田上げ部位で消失し、内側外部導体３と外側外部導体５は一体化する。従って、ケーブルの加工工数は従来と同等となり、良好である。
【００２０】
比較の形態
−第１の比較の形態−
比較の形態１の同軸ケーブルは、前記本発明の第１の実施形態の同軸ケーブル７において、ＰＰＳからなる樹脂テープ巻き層４の厚さｔを0.100 ｍｍ厚さとする以外は第１の実施形態と同様にして製造した。
【００２１】
−第２の比較の形態−
比較の形態２の同軸ケーブルは、前記本発明の第２の実施形態の同軸ケーブル７において、内側の外部導体３として、厚さ０．０４ｍｍのスリット金属テープを用いる以外は第２の実施形態と同様にして製造した。
【００２２】
特性試験
上記実施の形態及び比較の形態により得られた同軸ケーブルについて、耐振動性及び屈曲特性を試験し、また外部導体径について、樹脂テープ巻き層４を施さない従来タイプのフレキシブル高周波同軸ケーブルの外部導体径と比較した。
なお、耐振動性の評価方法としては、振動試験として、試料長1,000 ｍｍのアセンブリ品を、金属板に５サイクル／秒で打ち付けを行い、試験前と試験中（３分間振動時）の挿入損失の変化量を計測して比較した。また、屈曲特性の評価方法としては、屈曲試験として、試料長1,000 ｍｍのアセンブリ品のコネクタ端末より150 ｍｍの部位を、曲げ半径５０ｍｍ，１８０度曲げ，２秒／サイクル，1,000 サイクルで屈曲を行い、屈曲前と屈曲後の反射減衰量を計測して比較した。
その結果を下記表１に示す。また、振動試験の挿入損失チャート及び屈曲試験の反射減衰量チャートの例を図２〜図５に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
上記表１の結果から明らかなように、内側の外部導体に圧延金属テープを使用し、内側と外側の外部導体の間に、テープ巻き層の厚さｔとして、０．０１ｍｍ＜ｔ＜０．０３ｍｍの合成樹脂テープ巻き層を介在させた本発明の同軸ケーブルは、比較の形態の同軸ケーブルに比べて屈曲特性に優れ、且つ外部導体外径の増大を最小限に抑えていることが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の同軸ケーブルは、内側の外部導体に圧延金属テープを使用し、内側と外側の外部導体の間に、テープ巻き層の厚さｔとして、０．０１ｍｍ＜ｔ＜０．０３ｍｍの樹脂テープ巻き層を設けたことで、外部導体外径を増大させることなしに、広範な周波数帯域において優れた遮蔽特性を持ちながら、耐振動性，耐衝撃性が良く、屈曲に伴う耐久性に富み、良好なフレキシブル性を有し、更には端末加工性にも優れた同軸ケーブルとなった。従って、本発明は産業に寄与する効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の同軸ケーブルの構造を説明するための一部切欠側面図である。
【図２】本発明の同軸ケーブルの振動試験前と振動試験中の挿入損失を示すチャート図である。
(1) は実施形態１の同軸ケーブルである。
(2) は実施形態２の同軸ケーブルである。
【図３】比較の形態の同軸ケーブルの振動試験前と振動試験中の挿入損失を示すチャート図である。
(1) は比較形態１の同軸ケーブルである。
(2) は比較形態２の同軸ケーブルである。
【図４】本発明の同軸ケーブルの屈曲試験前後の反射減衰量を示すチャート図である。(1) は実施形態１の同軸ケーブルの屈曲前である。
(2) は実施形態１の同軸ケーブルの屈曲後である。
(3) は実施形態２の同軸ケーブルの屈曲前である。
(4) は実施形態２の同軸ケーブルの屈曲後である。
【図５】比較の形態の同軸ケーブルの屈曲試験前後の反射減衰量を示すチャート図である。
(1) は比較形態１の同軸ケーブルの屈曲前である。
(2) は比較形態１の同軸ケーブルの屈曲後である。
(3) は比較形態２の同軸ケーブルの屈曲前である。
(4) は比較形態２の同軸ケーブルの屈曲後である。
【符号の説明】
１ 中心導体
２ 絶縁体
３ 内側の外部導体（圧延金属テープ巻き層）
４ 合成樹脂テープ巻き層
５ 外側の外部導体（編組導体層）
６ ジャケット
７ 端末処理の容易な同軸ケーブル

Claims (2)

1. 中心導体の外周に、順次、絶縁体、二層の外部導体およびジャケットを被覆してなる同軸ケーブルにおいて、上記内側の外部導体を金属テープ両側のエッジ部にバリが無く滑らかな圧延金属テープの螺旋重ね巻きにより形成し、また外側の外部導体を編組導体により形成するとともに、前記内側と外側の外部導体の間に、テープ巻き層の厚さｔとして、０．０１ｍｍ＜ｔ＜０．０３ｍｍの熱溶融性の樹脂テープ巻き層を介在させたことを特徴とする端末処理の容易な同軸ケーブル。
2. 前記二層の外部導体およびその間に設けられた熱溶融性の樹脂テープ巻き層を、一括して端末処理したことを特徴とする請求項１記載の端末処理の容易な同軸ケーブル。