(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体を、長手方向に連続する空隙部を有する絶縁体で覆い、該絶縁体の外周に外部導体を配した同軸ケーブルであって、
前記中心導体の径に対する前記絶縁体の径の比が３．２〜４．０倍であり、
前記同軸ケーブルの長さ方向に垂直な断面において、前記空隙部は断面円形または楕円形状に形成され、全ての空隙部の面積と絶縁体の面積の和に対する空隙部の割合を空隙率とするときに、一つの空隙部の空隙率を９．０〜１０％とし、かつ全部の空隙部を合わせた空隙率を５４〜６０％とし、６個の前記空隙部が前記中心導体の周囲に均等に配置され、前記絶縁体の静電容量が０ｐＦ／ｍを超え６０ｐＦ／ｍ以下であり、前記外部導体が、軟銅線または銅合金線、または銀メッキもしくは錫メッキ軟銅線ないしは銅合金線を前記絶縁体の外周に横巻きして形成されたものであることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の同軸ケーブルを、複数本束ねた多心同軸ケーブル。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気通信機器、情報機器の配線等に用いられる同軸ケーブルおよび多心同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器内または機器間の配線や、高速信号の伝送に同軸ケーブルが用いられる。この同軸ケーブルは、通常、中心導体を絶縁体で被覆し、絶縁体の外周を外部導体で覆い、その外側を保護被覆体で覆った構造のもので、用途に応じてケーブル外径が０.２５ｍｍ〜数ｍｍのものがある。この同軸ケーブルは、細径で良好の電気特性を得るには、中心導体の外周を被覆している絶縁体の誘電率をできるだけ小さくすることが重要とされている。
【０００３】
同軸ケーブルの絶縁体としては、従来、フッ素樹脂やポリオレフィン樹脂などの低誘電率の樹脂が使用され、さらに、その誘電率を下げるために絶縁体をガス発泡または化学発泡等により発泡したものを用いることもある。しかし、絶縁体の発泡押出しによる被覆成形は、形状を安定させることが難しく絶縁体の外径変動が生じやすい。また、発泡度が高くなると発泡状態が悪化しやすく、長手方向の伝送特性などの安定性が低下する。さらに、発泡された絶縁体は、導体との密着力が弱い。
【０００４】
これに対し、図２の（Ａ）に示すような、絶縁体の長手方向に沿って複数の中空部を設けた構造の同軸ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。この同軸ケーブル１ａは、中心導体２の絶縁体３として、中心導体２に密着する内環状体３ａと外部導体５が巻かれる外環状体３ｂとを、複数のリブ部３ｃで連結して、複数の断面扇状の中空部４を設けた形状のものを用いている。そして、絶縁体３に占める中空部４の割合は４０％以上とされている。なお、外部導体５の外周は、保護被覆体６で被覆され、ケーブル全体が保護されている。
【０００５】
また、図２の（Ｂ）に示すように、中心導体２ａを絶縁する絶縁体７に、長手方向に沿う複数の空隙部８を設けた構造の差動伝送ケーブル１ｂが知られている（例えば、特許文献２参照）。この差動伝送ケーブル１ｂは、中心導体２ａを囲う絶縁体７として、中心導体２ａの周りに６個の断面楕円状の空隙部８を均等に配した形状のものを用いている。なお、中心導体２ａを絶縁体７で絶縁した一対の信号線は、ドレインワイヤ９を含めて外部導体５ａでシールドされ、その外周を保護被覆体６ａで被覆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３３５３９３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０３１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２の（Ａ）に示した同軸ケーブルの中空部（空隙部）の断面が扇状であると、絶縁体に占める空隙部の割合を大きくとることができるが、外圧に対して十分な強度を確保することができない。このため、ケーブルが潰れやすく、曲げに対して空隙部が変形しやすいという問題があり、実際の使用に際しては伝送特性の安定確保が難しい。また、図２の（Ｂ）の同軸ケーブルのように空隙部の断面を楕円ないし円形とした場合であっても、１つの空隙部の断面積が大きすぎると空隙周囲の絶縁体の厚さが薄くなり、十分な強度を確保することが難しくなる。一方、１つの空隙部の断面積を小さくすると強度は確保されるが、全部の空隙部が絶縁体に占める割合が小さくなって絶縁体の誘電率が高くなるので、ケーブルの電気特性や寸法が所定の範囲に収まらなくなる。
【０００８】
本発明は、空隙部の絶縁体に対する割合を確保して低誘電率とするとともに、十分な強度を得ることが可能な同軸ケーブルおよび多心同軸ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による同軸ケーブルは、中心導体を、長手方向に連続する空隙部を有する絶縁体で覆い、該絶縁体の外周に外部導体を配した同軸ケーブルであって、
前記中心導体の径に対する前記絶縁体の径の比が３．２〜４．３倍、好ましくは３．２〜４．０倍であり、
前記空隙部は断面円形または楕円形状に形成され、前記同軸ケーブルの長さ方向に垂直な断面において、全ての空隙部の面積と絶縁体の面積の和に対する空隙部の割合を空隙率とするときに、一つの空隙部の空隙率を９．０〜１０％とし、かつ全部の空隙部を合わせた空隙率を５４〜６０％としたことを特徴とする。
また、上記の同軸ケーブルを、複数本収納してなる多心同軸ケーブルとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空隙部の絶縁体に対する割合を確保して低誘電率とするとともに外圧や曲げに対して潰れにくく、安定した伝送特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態例を説明する同軸ケーブルの断面図である。
【図２】従来技術を説明する断面図である。
【図３】本発明の同軸ケーブルの製造に用いる押出機の一部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明に係る同軸ケーブルの実施の形態例である。図中、１１は同軸ケーブル、１２は中心導体、１３は絶縁体、１４は空隙部、１５は外部導体、１６は外被を示す。
本実施形態の同軸ケーブル１１は、中心導体１２を絶縁体１３で覆い、絶縁体１３の外周に外部導体１５を配し、その外側を外被１６で保護した形状で、絶縁体１３は長手方向に連続する複数個の空隙部１４を有している。また、中心導体１２および外部導体１５と絶縁体１３との間には空隙がなく密着している。
【００１３】
中心導体１２は、銀メッキもしくは錫メッキ軟銅線ないしは銅合金線からなる単線または撚り線で形成される。撚り線の場合は、例えば、ＡＷＧ（American Wire Gauge）＃４０〜４６相当のものが用いられる。例えば、素線導体径が０.０２５ｍｍのものを７本撚った外径０.０７５ｍｍ（ＡＷＧ＃４２）が用いられる。
【００１４】
また、外部導体１５は、中心導体１２に用いた素線導体と同程度の太さの裸銅線（軟銅線または銅合金線）または銀メッキもしくは錫メッキ軟銅線ないしは銅合金線を、絶縁体１３の外周に横巻きまたは編組構造で配して形成される。さらに、シールド機能を向上させるために、図１に外部導体１５のすぐ外の層で示すように金属箔テープを併設する構造としてもよい。外被１６は、フッ素樹脂等の樹脂材を押出成形するか、または、ポリエステルテープなどの樹脂テープを巻き付けて形成される。
【００１５】
絶縁体１３は、ヤング率が４００〜１３００ＭＰａのポリエチレン（ＰＥ）、ヤング率が１５００〜２０００ＭＰａのポリプロピレン（ＰＰ）、あるいはヤング率が５００ＭＰａ程度のフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて、押出し成形で形成される。なお、フッ素樹脂材としては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（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）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）等が用いられる。
【００１６】
絶縁体１３の外径Ｄ１は、中心導体１２の導体径をＤ２としたとき、Ｄ２×（３.２〜４.３）程度とする。例えば、上記の中心導体１２の導体径が０.０７５ｍｍの場合は、絶縁体１３の外径を０.２４ｍｍ〜０．３２３ｍｍとする。Ｄ１をＤ２×（３．２〜４．０）とするのが好ましい。Ｄ２が０．０７５ｍｍの場合は、Ｄ１を０．２４〜０．３０ｍｍとするのが好ましい。なお、本発明においては、絶縁体１３の外径が、０．３６ｍｍ以下で形成される同軸ケーブルを対象としている。
【００１７】
本実施形態の同軸ケーブル１１は、絶縁体１３の静電容量を低容量（例えば６０ｐＦ／ｍ以下）とすることを実現するものである。同軸ケーブルは、所定のインピーダンス（５０Ω、７５Ωまたは８０〜９０Ω）とする必要があり、それを実現する限りにおいてできるだけ細径とする。そのためには、中心導体１２と外部導体１５の間の絶縁層の誘電率を小さくすることが必要である。本実施形態では、絶縁体１３に空隙部１４を設け、全部の空隙部１４を合わせた全体の空隙率を５４％以上とすることにより、上記の範囲の寸法において細径化を実現する。もし、全体の空隙率を５４％未満としてかつ細径化を満足させようとすると、同軸ケーブルのインピーダンスを所定の値とすることは困難である。
【００１８】
絶縁体１３の空隙部１４は、断面円形状（真円、楕円）で形成され、中心導体１２の周りに６個の空隙部が均等に配されるように設けられていることが望ましい。この空隙部１４を、例えばほぼ真円で形成し、その内径をＤ３とすると、１つの空隙部１４の絶縁体１３に対する割合は、
０.０９０≦（｛Ｄ３／２｝２×π）／（｛Ｄ１／２｝２×π−｛Ｄ２／２｝２×π）≦０．１００
の範囲で形成されていることが好ましい。
【００１９】
なお、上記の式の考え方は、楕円の空隙部に対しても同様に当てはめることができる。すなわち、１つの空隙部１４の空隙率を９．０％以上１０．０％以下とし、空隙部自体の強度を満足させることが望ましい。また、１つの空隙部１４の空隙率が小さ過ぎると、所定の空隙率が得られず低誘電率を確保することができなくなる。空隙部全体として５４％以上６０％以下の空隙率となるようにする。そして、１つの空隙率を１０％以下とするので、絶縁体全体として機械的な強度を高め、外圧や曲げに対して潰れ難くすることができ、伝送特性の安定性確保が可能となる。
ところで、本明細書でいう楕円とは数学的な意味での楕円に限らず、円が歪んだ形状のものが含まれる。
【００２０】
Ｄ１／Ｄ２が３．２〜４．３、好ましくは３．２〜４．０でかつ絶縁体の静電容量を６０ｐＦ／ｍ以下とする場合は、全部の空隙部を合わせた空隙率を５４％以上とするのが好ましい。後述する実施例１，２に示すように、中心導体に外径０．０２５ｍｍの銀メッキ銀銅合金線を７本撚り合わせた撚り線を使用（ＡＷＧ＃４２に相当）する場合、全部の空隙部を合わせた空隙率を５４％とした場合は、その同軸ケーブルの静電容量を６０ｐＦ／ｍとすることができた。この空隙率を実現するには空隙部を６個とするのが好ましい。Ｄ１／Ｄ２が３．２〜４．３、好ましくは３．２〜４．０と中心導体径に対して絶縁体がやや厚肉であるので、静電容量を６０ｐＦ／ｍ以下（例えば５０ｐＦ／ｍ)とするには全部の空隙部を合わせた空隙率を高めにする必要がある。この場合、空隙部の数が７個より多いと空隙部間の絶縁体が薄くなり、外部からの力が加わった場合に空隙部間が切れてしまって絶縁体が潰れてしまうことがある。空隙部の数が６個であれば、静電容量６０ｐＦ／ｍ以下を実現できるだけの空隙率としながら、空隙部間の絶縁体の厚さを確保することができる。これにより、同軸ケーブルを巻き取るときなどに同軸ケーブルに力が加わっても絶縁体が潰れることがない。
【００２１】
本実施形態の同軸ケーブルは、図３に示すダイス３１とポイント４１とを組み合わせた押出機３０を使用して製造することができる。
ポイント４１に外形が円柱状の部材４５を空隙部の数だけ設け、円形の出口３３を有するダイス３１に組み合わせてポイント４１とダイス３１の間（流路５１，５２）から樹脂を押し出す。ポイント４１の円筒部４３の中心孔４４から中心導体を引き出す。押し出された樹脂が中心導体に被覆される。ダイス３１の出口を出た樹脂を引き伸ばして径を小さくして被覆する引き落とし方法により樹脂を被覆してもよい。円柱状の部材４５には樹脂が流れず、この部分が空隙部となる。この部材４５に通気孔４６を設けておくとダイス３１から押し出された樹脂中に樹脂が流れない空隙部が確保され、その断面が円または楕円となる。
【００２２】
上述した同軸ケーブルは、単心線の例で説明したが、この同軸ケーブルを複数本束ねて、あるいは、さらに共通のシールド導体によりシールドした多心の同軸ケーブルとしてもよい。
【００２３】
中心導体に、外径０．０２５ｍｍの銀メッキ銀銅合金線を７本撚り合わせた撚り線を使用し、それにフッ素樹脂（ＰＦＡ）を押出被覆して外径０．２９ｍｍの絶縁体とした。中心導体の径に対する絶縁体の径は３．９倍である。絶縁体を押し出すときに、空隙部を形成する治具を使用して、絶縁体中に長手方向に連続する空隙部を形成した。空隙部の大きさ、数を下記の通りとした。外部導体は錫メッキ軟銅線を一重編組し、その上にフッ素樹脂（ＰＦＡ）を押出被覆して外径０．４２ｍｍの同軸ケーブルとした。
【００２４】
（実施例１）
空隙部の直径  ０．０８４ｍｍ
空隙部の数  ６個
空隙部１つ当たりの空隙率  ９．０％
全体での空隙率  ５４％
（実施例２）
空隙部の直径  ０．０８８ｍｍ
空隙部の数  ６個
空隙部１つ当たりの空隙率  １０％
全体での空隙率  ６０％
（比較例１）
空隙部の直径  ０．０７４ｍｍ
空隙部の数  ８個
空隙部１つ当たりの空隙率  ７．０％
全体での空隙率  ５６％
（比較例２）
空隙部の直径  ０．０７０ｍｍ
空隙部の数  ８個
空隙部１つ当たりの空隙率  ６．３％
全体での空隙率  ５０％
【００２５】
実施例１および実施例２では静電容量が６０ｐＦ／ｍ以下（５２ｐＦ／ｍ）の同軸ケーブルが製造できた。
比較例１では、空隙部間の絶縁が切れて製造時（ケーブルを巻き取る時）に同軸ケーブルが潰れてしまい、良品とならなかった。
比較例２では、同軸ケーブルを製造することができたが、このサイズ（絶縁体径／中心導体径）で静電容量を６０ｐＦ／ｍまで小さくすることができなかった。
【００２６】
上記の中心導体径に対して絶縁体径は上記実施例よりもやや薄くまたはやや厚くすることができる。中心導体径に対する絶縁体径は３．２〜４．３倍、好ましくは３．２〜４．０倍とすることができる。この場合、空隙部を６個設け、空隙部１個当たりの空隙率を９．０％〜１０％とし、全体での空隙率を５４％〜６０％とすると、静電容量が６０ｐＦ／ｍ以下である同軸ケーブルが得られる。
【符号の説明】
【００２７】
１１…同軸ケーブル、１２…中心導体、１３…絶縁体、１４…空隙部、１５…外部導体、１６…外被
【図１】
0005464080.tif 000002
【図２】
0005464080.tif 000003
【図３】
0005464080.tif 000004