(57)【要約】【課題】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。【解決手段】同軸ケーブル１は、内部導体１０と、内部導体１０の外周に設けられた絶縁体２０と、絶縁体２０の外周に設けられた外部導体層３０と、外部導体層３０の外周に設けられたシース４０とを備え、外部導体層３０は、金属箔からなる第１遮蔽層３１と、第１遮蔽層３１の外周に設けられた絶縁層３２と、絶縁層の外周に設けられた金属箔からなる第２遮蔽層３３と、を有し、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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体と、前記内部導体の外周に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外周に設けられた外部導体層と、前記外部導体層の外周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遮蔽層の外周に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の外周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
ことを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
前記第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、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
ことを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル。
【請求項３】
前記第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、厚さが８マイクロメートル以上とされている
ことを特徴とする請求項２に記載の同軸ケーブル。
【請求項４】
前記第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、厚さが同じとされている
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の同軸ケーブル。
【請求項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、第２遮蔽層は、前記絶縁層上に１周巻きされている
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内部導体の外周に絶縁体を設け、その周囲に外部導体を設けると共に、外部導体の外周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箔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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８６７２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１４６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２に記載の同軸ケーブルは、編組や横巻きの製造に時間が掛かり過ぎてしまう問題があった。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倍の製造時間を要してしまう。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、一層製造時間を要してしまう。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の同軸ケーブルは、内部導体と、前記内部導体の外周に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外周に設けられた外部導体層と、前記外部導体層の外周に設けられたシースとを備えたものであって、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遮蔽層の外周に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の外周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、糊付けされていることを特徴とする。
【０００７】
本発明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、（１）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、（１）インピーダンス特性が規定値を外れることを防止することができる。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。
【０００８】
また、本発明の同軸ケーブルにおいて、第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、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好ましい。
【０００９】
この同軸ケーブルによれば、曲げ半径３ミリメートルに対して第１遮蔽層と第２遮蔽層とは厚さが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、厚さを抑えて細径化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の同軸ケーブルにおいて、第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、厚さが８マイクロメートル以上とされていることが好ましい。
【００１１】
この同軸ケーブルによれば、第１遮蔽層と第２遮蔽層とは厚さが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することができる。
【００１２】
また、本発明の同軸ケーブルにおいて、第１遮蔽層と前記第２遮蔽層とは、厚さが同じとされていることが好ましい。
【００１３】
この同軸ケーブルによれば、第１遮蔽層と第２遮蔽層とは厚さが同じとされているため、或る特性を得るために必要となる双方の遮蔽層のうちいずれか一方が無駄に厚くならず、細径化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の同軸ケーブルにおいて、第１遮蔽層は、前記絶縁体上に１周巻きされると共に、第２遮蔽層は、前記絶縁層上に１周巻きされていることが好ましい。
【００１５】
こ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。
【発明の効果】
【００１６】
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することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る同軸ケーブルを示す構成図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】糊層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を示すグラフである。
【図３】糊層を有さない同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルとの減衰量を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る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を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルとの減衰量を示すグラフである。
【図６】電線被覆の歪みを説明するための図である。
【図７】銅箔の伸びと強度との特性を示すグラフである。
【図８】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、（ａ）は側面模式図を示し、（ｂ）は断面模式図を示している。
【図９】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、（ａ）は側面模式図を示し、（ｂ）は断面模式図を示している。
【図１０】本実施形態に係る同軸ケーブルと従来の同軸ケーブルとのシールド効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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は、本発明の実施形態に係る同軸ケーブルを示す構成図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は側面図である。同図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の外周に設けられた絶縁体２０と、絶縁体２０の外周に設けられた外部導体層３０と、外部導体層３０の外周に設けられたシース４０とを備えている。
【００１９】
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、及び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。
【００２０】
絶縁体２０は、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以下となっている。また、シース４０は、外部導体層３０の外周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。
【００２１】
外部導体層３０は、第１遮蔽層３１と、第１遮蔽層３１の外周に設けられた絶縁層３２と、絶縁層３２の外周に設けられた第２遮蔽層３３とを備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
また、第１遮蔽層３１は、絶縁体２０上に１周巻き（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（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。
【００２４】
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３０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。
【００２５】
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と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との減衰量を示すグラフである。
【００２６】
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、外径約２．８ｍｍとなるように糊付き片面金属箔テープを用い、絶縁層３２には外径約２．９ｍｍとなるようにＰＥＴを用い、第２遮蔽層３３には外径約３．０ｍｍとなるように片面銅箔テープを用いた。さらに、シース４０には、厚さ約０．３４ｍｍとし外径を３．８±０．２ｍｍとなるように耐熱性ＰＶＣ（polyvinyl chloride）を用いた。
【００２７】
一方、従来の同軸ケーブルとして、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、外径約２．８ｍｍとなるように片面金属箔テープを用い、その外周に外径が約３．２ｍｍとなるように錫メッキ軟銅編組（素線構成：持数／打数／ｍｍ  ０．０８／１０／１６）を用いた。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。
【００２８】
図２に示すように、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、金属箔と絶縁体とを隙間なく配置できることとなり、インピーダンス特性が安定したものとなる。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したものとなる。
【００２９】
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、インピーダンス特性は安定せず、且つ周波数に対する減衰量についても安定しない。
【００３０】
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と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との減衰量を示すグラフである。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に設けられる銅線による編組を用いているものとする。
【００３１】
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。
【００３２】
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したものとなる。
【００３３】
また、本実施形態に係る同軸ケーブル１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に示したように、本実施形態に係る同軸ケーブル１は、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。
【００３４】
加えて、本実施形態に係る同軸ケーブル１は、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。
【００３５】
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。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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。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ことができるからである。
【００３９】
以下、上記について説明する。図８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、（ａ）は側面模式図を示し、（ｂ）は断面模式図を示している。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が流れることとなる。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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しか電流が流れなくなるため、外部導体層の表面が平滑であることが望ましい。
【００４２】
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いたため、周波数が高い電流は編組の表面の凹凸に沿って流れることとなり、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ってしまう。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くなる。
【００４３】
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と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なり、発生する磁界も大きくなることから磁界の相殺効果を高めることができる。
【００４４】
図９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、（ａ）は側面模式図を示し、（ｂ）は断面模式図を示している。詳細に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（ａ）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、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と相殺し合うこととなる。
【００４５】
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。
【００４６】
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））（μｍ）と表わすことができる。
【００４７】
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。
【００４８】
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とのシールド効果を示すグラフである。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といえる。
【００４９】
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の外周に押出機にて絶縁体２０を被覆していく。
【００５０】
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の外周に１周巻きされる。
【００５１】
その後、フィルム（第２遮蔽層３３）上に押出機にてシース４０を被覆していく。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とを隙間なく密着させることとなる。
【００５２】
このようにして、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、（１）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、（１）インピーダンス特性が規定値を外れることを防止することができる。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。
【００５３】
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、厚さを抑えて細径化を図ることができる。
【００５４】
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することができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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必要となる双方の遮蔽層３１，３３のうちいずれか一方が無駄に厚くならず、細径化を図ることができるからである。
【符号の説明】
【００５９】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年9月26日(2013.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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