JP4134714B2 - 2重横巻2心平行極細同軸ケーブル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部導体の外周を絶縁体で被覆した2本並列のコアを備えた2心平行極細同軸ケーブルに係り、特に、捻回特性に優れた2重横巻2心平行極細同軸ケーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
2心平行極細同軸ケーブルは、外径が細く可とう性がよいことから、例えば、ノート型パソコンの本体(キーボードを備えた部分)と液晶画面とを開閉自在につなぐヒンジ部などの狭いスペースに配線され、ノート型パソコンの本体と液晶画面とを、ヒンジ部を通して電気的に接続するために使用されている。
【0003】
一般に2心平行極細同軸ケーブルの外部導体には、シールド効果を高めるために編組シールドが用いられるが、最近、編組シールドの代わりに、屈曲特性に優れ、かつシールド効果の高い2重横巻シールドが用いられる傾向になっている。
【0004】
本発明者は、先に特願2001−224658号において、このような2重横巻シールドを用いた2心平行極細同軸ケーブルを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
2心平行極細同軸ケーブルは、ノート型パソコンの本体と液晶画面との開閉によって繰り返し屈曲および捻回を受けるため、高い信頼性が要求される。
【0006】
また、最近のノート型パソコンは、本体と液晶画面との開閉に加え、液晶画面を開いた状態で180°捻るような動きをするものもあり、従来の2心平行極細同軸ケーブル、例えば、特願2001−224658号で提案した2重横巻2心平行極細同軸ケーブルよりもさらに高い信頼性を有する2心平行極細同軸ケーブルが求められている。
【0007】
そこで、本発明の目的は、繰り返し捻回および屈曲に対して高い信頼性を有し、長寿命の2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項1の発明は、内部導体の外周を絶縁体で被覆したコアを2本並列に配列し、これら2本のコアの外周に、ある方向に横巻きしてなる第1の横巻シールドを施し、第1の横巻シールドの外周に、第1の横巻シールドとは逆の方向に横巻きしてなる第2の横巻シールドを施し、第2の横巻シールドの外周に、プラスチックテープの片面に金属蒸着層を形成してなる複合テープを、金属蒸着層を第2の横巻シールド側にして第2の横巻シールドと同方向に巻き付けて最外層シールドを形成し、その最外層シールドの外周を、複合テープと逆の方向にテープを巻き付けてなるジャケットで被覆した2重横巻2心平行極細同軸ケーブルである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【0010】
図1は、本発明の好適実施の形態である2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを示す構造図である。図2は、図1の断面図である。
【0011】
図1および図2に示すように、本発明に係る2重横巻2心平行極細同軸ケーブル1は、内部導体2a,2bの外周を絶縁体3a,3bでそれぞれ被覆した2本並列のコア4a,4bと、コア4a,4bの外周に施され、ある方向に横巻きしてなる外部導体としての第1の横巻シールド5と、第1の横巻シールド5の外周に施され、第1の横巻シールド5とは逆の方向に横巻きしてなる外部導体としての第2の横巻シールド6と、第2の横巻シールド6の外周に、プラスチックテープ7の片面に金属蒸着層8を形成してなる複合テープ9を、金属蒸着層8を第2の横巻シールド6側にして第2の横巻シールド6と同じ方向に巻き付けて形成される外部導体としての最外層シールド10と、その最外層シールド10の外周に複合テープ9と逆の方向にテープ11を巻き付けて被覆形成したジャケット12とからなっている。
【0012】
より詳細に説明すると、内部導体2a,2bは、例えば、軟銅線、すずめっき軟銅線、銀めっき銅合金線などの単線、あるいはそれを撚り合わせた撚り線導体からなっている。各内部導体2a,2bは、例えば、その外径φiが約0.13mm以下、言い換えれば、36AWG(アメリカ式針金ゲージ)以下のものを使用している。
【0013】
絶縁体3a,3bとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体(PFA)あるいはフッ素ゴムの中から選定した樹脂を用いている。
【0014】
コア4a,4bは、内部導体2a,2bの外周に、押出し機などにより、上述したいずれかの樹脂を均一の厚さで押出し被覆して形成してもよいし、これらの樹脂からなるテープを、内部導体2a,2bの外周にらせん状に横巻きして形成してもよい。各コア4a,4bの外径φcは、例えば約0.42mm以下である。
【0015】
第1の横巻シールド5は、例えば、軟銅線、すずめっき軟銅線、銀めっき銅合金線などの素線5a,5b…を、多数本(例えば、30本〜60本)所定ピッチでらせん状に横巻して形成されるものである。横巻シールド5を形成する各素線5a,5b…の径φsは、例えば約0.03mmである。
【0016】
本実施の形態では、2本並列のコア4a,4bの外周に、図1ではケーブル1の左端から右端に向かって、各素線5a,5b…をケーブル1の軸の右回りにらせん状に横巻きした例を示している。すなわち、第1の横巻シールド5を右巻き(以下、このような巻き方向を右巻きという)に施している。
【0017】
第2の横巻シールド6は、第1の横巻シールドと同じものである。本実施の形態では、第1の横巻シールド5の外周に、図1では左端から右端に向かって、第2の横巻シールド6の各素線6a,6b…をケーブル1の軸の左回りにらせん状に横巻した例を示している。すなわち、第2の横巻シールド6を左巻き(以下、このような巻き方向を左巻きという)に施している。
【0018】
第1および第2の横巻シールド5,6の横巻ピッチは、横巻ピッチが大きいと、各素線5a,5b…、6a,6b…間の連続的なスリットが大きくなってシールド効果が劣る点と、横巻ピッチが小さいと、各素線5a,5b…、6a,6b…間のスリットは小さくなるものの、製造時の素線5a,5b…、6a,6b…の張力によりケーブル1自体に捻れが発生する点とを考慮して決定される。
【0019】
より具体的に言えば、横巻ピッチは、2倍のコア外径φcと素線径φsとの和の10倍〜20倍(10≦(横巻ピッチ)/(2×φc+φs)≦20)となるようにすればよい。
【0020】
コア4a,4bの外周に施される横巻シールドを2重にしたのは、すなわち、第1の横巻シールド5と第2の横巻シールド6との2層構造にしたのは、シールド効果を高めることができ、かつケーブル1の端末加工の際、横巻シールドが容易に解けることによって優れたシールドストリップ性が得られるからである。また、2重にした横巻シールドは、編組シールドに比べると金属のボリューム(シールドのボリューム)が小さいので、屈曲特性が優れている。
【0021】
第1の横巻シールド5と第2の横巻シールド6とを互いに逆方向に施したのは、各素線5a,5b…、6a,6b…間に形成されるスリットを極力小さくしてよりシールド効果を高め、編組シールドと同等の高いシールド効果を発揮させるためである。
【0022】
複合テープ9は、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのプラスチックテープ7の片面に、銅あるいは銀などの金属蒸着層8を形成したものである。金属蒸着層8の厚さは、例えば、0.1μm以上となるようにしている。本実施の形態では、第2の横巻シールド6の外周に複合テープ9を左巻きに重ね巻きしている。複合テープ9の巻き付けピッチは、例えば、第1および第2の横巻シールド5,6の横巻ピッチと同じになるようにしている。第2の横巻シールド6の外周に複合テープ9を巻き付けてなる最外層シールド10を形成したのは、さらにシールド効果を高めるためである。
【0023】
ジャケット12としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体(PFA)あるいはフッ素ゴムの中から選定された熱可塑性樹脂からなるテープ11を用いている。
【0024】
本実施の形態では、複合テープ9を巻き付けてなる最外層シールド10の外周に、上述したいずれかの熱可塑性樹脂からなるテープ11を右巻きに重ね巻きすることで、最外層シールド10の外周をジャケット12で被覆している。ジャケット12を形成するテープ11の巻き付けピッチは、例えば、第1および第2の横巻シールド5,6の横巻ピッチと同じになるようにしている。
【0025】
最外層シールド10の外周をジャケット12で被覆した後、さらに熱処理を施し、最外層シールド10とジャケット12間の微小隙間をなくすと共に、テープ11の重ね合わせ部分の均一化処理を行うと、仕上がり外観が良好なケーブル1が完成する。ケーブル1は、ジャケット12を被覆したときの長軸方向の外径φが、例えば1.0mm以下となっている。
【0026】
このように、本発明に係る2重横巻2心平行極細同軸ケーブル1は、右巻きに施された第1の横巻シールド5の外周に第2の横巻シールド6を左巻きに施し、第2の横巻シールド6の外周に複合テープ9を左巻きに巻き付けて最外層シールド10を形成し、最外層シールド10の外周にテープ11を右巻きに巻き付けてジャケット12を被覆形成している。すなわち、本発明に係るケーブル1は、第2の横巻シールド6と最外層シールド10を形成する複合テープ9の巻き方向が同じ方向である点に特徴がある。
【0027】
これにより、ケーブル1を繰り返し捻回させたり屈曲させたりすることによってケーブル1に負荷がかかっても、巻き方向が同じ方向である第2の横巻シールド6と最外層シールド10とが一体になって動き、ケーブル1にかかる負荷を分散させるので、内部導体2a,2bや第1および第2の横巻シールド5,6の断線を長期にわたって確実に防止できる。
【0028】
したがって、ケーブル1は、捻回特性および屈曲特性が非常に優れ、しかも長寿命であり、製品の信頼性が非常に高い。さらにケーブル1は、上述したようにシールド効果が高く、端末加工性も良好である。
【0029】
また、ケーブル1の仕上がり外径φは1.0mm以下と細径であり、捻回特性、屈曲特性およびシールド効果も十分なので、例えば、10MHz以上の高周波数で使用される近年のノートパソコンのヒンジ部などの狭いスペースを通して配線するケーブルとして用いることができる。
【0030】
上記実施の形態では、最外層シールド10の外周に、複合テープ9と逆の方向にテープ11を巻き付けてジャケット12を被覆形成した例で説明したが、最外層シールド10の外周に、複合テープ9と同じ方向にテープ11を巻き付けてジャケット12を被覆形成してもよい。この場合、捻回特性がやや低下するものの端末加工性がより向上する。
【0031】
また、第1の横巻シールド、第2の横巻シールド、最外層シールド10を形成する複合テープ9、ジャケット10を形成するテープ11の巻き方向は、それぞれ右、左、左、右の例で説明したが、左、右、右、左、あるいは左、右、右、右としてもよい。
【0032】
次に、第2の実施の形態を説明する。
【0033】
図3は、本発明の第2の実施の形態である2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを示す構造図である。図4は、図3の断面図である。
【0034】
図3および図4に示すように、2重横巻2心平行極細同軸ケーブル31は、図1で説明した複合テープ9の代わりに、ポリエステル、PETなどのプラスチックテープ7の両面に、銅あるいは銀などの金属蒸着層8a,8bを形成してなる複合テープ32を使用し、この複合テープ32を第2の横巻シールド6の外周に左巻きに重ね巻きして最外層シールド33を形成したものである。ケーブル31のその他の構成はケーブル1と同じである。
【0035】
このケーブル31は、両面に金属蒸着層8a,8bが形成された複合テープ32を使用しているので、図1で説明したケーブル1に比べるとより一層シールド効果が高くなるという利点がある。また、第2の横巻シールド6の外周に複合テープ32を巻き付ける際に、表裏を確認する必要がないので、巻き付けを誤ることがないという利点もある。その他の作用効果はケーブル1と同様である。
【0036】
【実施例】
(実施例1)
外径が0.03mmの錫めっき銅合金線を7本撚り合わせた撚り線導体を内部導体として用い、各内部導体の外周に、押出し機によりPFA樹脂を押出し被覆したPFA樹脂絶縁体を形成してコアとし、絶縁線心であるコアを2本並列に配列する。
【0037】
これら2本並列のコアの外周に、素線径φsが0.03mmの錫めっき銅合金線36本をピッチ6mmで右巻きして第1の横巻シールドとし、第1の横巻シールドの外周に、素線径φsが0.03mmの錫めっき銅合金線42本をピッチ6mmで左巻きして第2の横巻シールドとする。
【0038】
第2の横巻シールドの外周に、PETテープの片面に厚さが約0.1μm以上のCu蒸着層を形成してなる複合テープを左巻きして最外層シールドを形成し、最外層シールドの外周に厚さ9μmのPETテープを右巻きしてジャケットとし、さらに熱処理を施して2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを作製した。
【0039】
(参考例1)
最外層シールドの外周にジャケットを形成するPETテープを左巻きする以外は実施例1と同様にし、2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを作製した。
【0040】
(比較例1)
第2の横巻シールドの外周に複合テープを右巻きして最外層シールドを形成し、最外層シールドの外周にジャケットを形成するPETテープを左巻きする以外は実施例1と同様にし、2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを作製した。
【0041】
(比較例2)
第2の横巻シールドの外周に複合テープを右巻きして最外層シールドを形成し、最外層シールドの外周にジャケットを形成するPETテープを右巻きする以外は実施例1と同様にし、2重横巻2心平行極細同軸ケーブルを作製した。
【0042】
(比較例3)
2本並列のコアの外周に、素線径が0.03mmの錫めっき銅合金線からなる編組シールドを施し、編組シールドの外周に複合テープを右巻きして最外層シールドを形成し、最外層シールドの外周にジャケットを形成するPETテープを左巻きする以外は実施例1と同様にし、2心平行極細同軸ケーブルを作製した。
【0043】
実施例1,参考例1および比較例1〜3の各ケーブルについて屈曲試験および捻回試験を行い、その屈曲特性、捻回特性およびシールド断線率を評価した。
【0044】
ここで行った屈曲試験は、図5に示すように、曲げ半径2mmの治具51にサンプルSの一端部を固定し、サンプルSの他端部に50gfの重り52を吊り下げた状態から、サンプルSを左右90°繰り返し屈曲させ、サンプルSの内部導体が破断するまでの回数(寿命)を測定する試験である。屈曲特性は、寿命が3000回以上のものを◎、2000回以上3000回未満のものを○、2000回未満のものを×とした。
【0045】
捻回試験は、図6に示すように、左右180°捻回する治具61にサンプルSの一端部を挿通して固定し、サンプルSの固定部分から15mm下方の他端部に10gfの重り62を吊り下げた状態から、サンプルSを左右180°繰り返し捻回させ、サンプルSの内部導体が破断するまでの回数(寿命)を測定する試験である。捻回特性は、寿命が5000回以上のものを◎、2000回以上5000回未満のものを○、2000回未満のものを×とした。
【0046】
シールド断線率は、上記の屈曲試験あるいは捻回試験を2000回行ったサンプルを複数個用意し、試験前のサンプルと、シールド素線が断線した試験後のサンプルとの割合を求めたものである。シールド素線の断線率が10%未満のものを◎、10%以上20%未満のものを○、20%以上のものを×とした。
【0047】
総合評価は、屈曲特性、捻回特性およびシールド断線率を合わせた評価であり、全て◎のものを◎、×が1つでもあるものを×、それ以外を○とした。表1に各特性の評価結果を示す。
【0048】
【表1】
【0049】
表1に示すように、実施例1は、比較例1,2に比べて捻回寿命が長くて捻回特性に特に優れ、屈曲特性が同等であり、シールド断線率が少ないことがわかる。比較例3と比べても、捻回特性が同等であり、屈曲寿命が長くて屈曲特性に特に優れ、シールド断線率が非常に少ないことがわかる。したがって、実施例1は総合評価が最も高い。
【0050】
参考例1は、実施例1や比較例3に比べるとやや劣るものの十分な捻回特性を有し、それ以外の特性については実施例1とほぼ同等で、かつ比較例1〜3よりも優れていることがわかる。したがって、参考例1は実施例1に次いで総合評価が高い。
【0051】
これに対して比較例1,2は、第2の横巻シールドと最外層シールドを形成する複合テープとが互いに逆方向に巻かれており、特にケーブルを繰り返し捻回させるとケーブルの捻回された部分に負荷が集中するので、内部導体や第1および第2の横巻シールドの断線を長期にわたって防止できない。したがって、総合評価は比較例3よりも良好であるに過ぎない。ただし、比較例1は、第1の横巻シールド、第2の横巻シールド、最外層シールドを形成する複合テープ、ジャケットを形成するテープの巻き方向がそれぞれ右、左、右、左と交互になっているので、ケーブルの仕上げ外観が最も良好である。
【0052】
また、比較例3は、編組シールドを用いていることから捻回特性のみが優れているものの、シールドのボリュームがあるので屈曲特性が最も悪く、ケーブルを繰り返し屈曲させるとケーブルの屈曲された部分に負荷が集中するので、シールド断線率についても最も悪い。したがって、総合評価は最も悪い。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【0054】
(1)捻回特性および屈曲特性が優れている。
【0055】
(2)長寿命である。
【0056】
(3)製品の信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適実施の形態を示す構造図である。
【図2】 図1に示した2重横巻2心平行極細同軸ケーブルの断面図である。
【図3】 本発明の第2の実施の形態を示す構造図である。
【図4】 図3に示した2重横巻2心平行極細同軸ケーブルの断面図である。
【図5】 屈曲試験を説明する概略図である。
【図6】 捻回試験を説明する概略図である。
【符号の説明】
1 2重横巻2心平行極細同軸ケーブル
2a,2b 内部導体
3a,3b 絶縁体
4a,4b コア
5 第1の横巻シールド
6 第2の横巻シールド
7 プラスチックテープ
8 金属蒸着層
9 複合テープ
10 最外層シールド
11 テープ
12 ジャケット
Claims (1)
- 内部導体の外周を絶縁体で被覆したコアを2本並列に配列し、これら2本のコアの外周に、ある方向に横巻きしてなる第1の横巻シールドを施し、第1の横巻シールドの外周に、第1の横巻シールドとは逆の方向に横巻きしてなる第2の横巻シールドを施し、第2の横巻シールドの外周に、プラスチックテープの片面に金属蒸着層を形成してなる複合テープを、金属蒸着層を第2の横巻シールド側にして第2の横巻シールドと同方向に巻き付けて最外層シールドを形成し、その最外層シールドの外周を、複合テープと逆の方向にテープを巻き付けてなるジャケットで被覆したことを特徴とする2重横巻2心平行極細同軸ケーブル。
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