(57)【要約】【課題】  同軸ケーブルの製造工程と二次的熱加工工程を通して、多孔質テープの当初の気孔率を維持することにより、優れた情報伝達特性を呈する同軸ケーブルを提供すること。【解決手段】  誘電体層を、シリカを含有し、その体積収縮率が２０％以下の多孔質テープからなる層と、該テープ層を被覆する非多孔質樹脂断熱層との２層構造とする。【選択図】  図１           
2006019234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体と、該内部導体に巻回された多孔質テープ層と、該テープ層を囲撓する非多孔質樹脂断熱層と、該非多孔質樹脂断熱層の外周に配された外部導体層、および該外部導体を被覆するシース層を含む同軸ケーブルにおいて、該多孔質テープがシリカを含有し、その体積収縮率が２０％以下であり、そして、該テープ層と該非多孔質樹脂断熱層とで耐熱性誘電体層が構成されていることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
該多孔質テープがポリエチレンからなる請求項１に記載の同軸ケーブル。
【請求項３】
該多孔質テープ層の外周に平滑層が形成された請求項１または２に記載の同軸ケーブル。
【請求項４】
該平滑層が、極薄且つ非多孔質のプラスチックテープの横巻き層である請求項３に記載の同軸ケーブル。
【請求項５】
該プラスチックテープの膜厚が４〜１０μｍである請求項４に記載の同軸ケーブル。
【請求項６】
該非多孔質樹脂断熱層が、フッ素樹脂からなる請求項１〜５に記載の同軸ケーブル。
【請求項７】
該非多孔質樹脂断熱層が、溶融押出し被覆により形成され且つ熔融押出し直後に強制冷却されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の同軸ケーブル。
【請求項８】
該外部導体層が横巻き層である請求項１〜７のいずれか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、高周波機器や移動通信装置、さらには医療用検査機器等に使用される低静電容量の同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の情報産業の成長に伴い、情報伝達機器にも高速機能と高精度機能とが強く求められている。この機器に採用される部品の一つでもある同軸ケーブルもその例に洩れるものではない。
同軸ケーブルの情報伝達特性を向上させるための一つの条件として、内部導体を囲撓する誘電体層の誘電率が小さいことが挙げられる。この誘電率が小さければ小さいほど、同軸ケーブルの静電容量は低くなり、情報伝達特性が向上する。この誘電率を下げるには、誘電体中に多くの空隙を形成して、その気孔率を上げることが有用である。その例として、ポリエチレン多孔質テープを誘電体層に適用する提案もなされている（例えば、特許文献１参照。）。この提案では、内部導体と、該内部導体に巻回された多孔質（発泡）テープ層と、該テープ層に巻回され、外径保持層として機能するポリエチレンテレフタレートテープ層と、該ＰＥＴテープ巻回層の外周に配された編組組織の外部導体と、該外部導体を被覆するシース層とを含む同軸ケーブルが記載されている。
ここで、該シース層は高温下の熔融押出し成形によって被覆されるが、その際、多孔質テープは熱的影響を受け、不可避的に気孔率のバラツキが生じる。同様なことは、同軸ケーブルの二次的熱加工、特にハンダ付け加工でも生じる。したがって、肝要なことは、該シースの熔融押出し工程および同軸ケーブルの二次的熱加工工程を通じて、多孔質テープの当初の気孔率が維持されることである。しかしながら、上記の提案にも、このようなバラツキ現象については触れられていないし、ましてやバラツキ防止という観点からの対応策についても何等示唆されていない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３４０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、同軸ケーブルの製造工程と二次的熱加工工程を通して、多孔質テープの当初の気孔率を維持することにより、優れた情報伝達特性を呈する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】
【０００５】
本発明者は、誘電体層を、シリカを含有し、その体積収縮率が２０％以下の多孔質テープからなる層と、該テープ層を被覆する非多孔質樹脂断熱層とで構成することにより、上記の課題を一挙に解決するに至った。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の同軸ケーブルは、上記の構成を採用することにより、以下のような顕著な効果が奏される。
ａ．多孔質テープに含まれるシリカは、均一で安定した空隙を与えるので、同軸ケーブルの低静電容量化が実現できる。しかも、該テープは、その体積収縮率が２０％以下であって耐熱性に優れているので、基本的に気孔率が変化し難い。
ｂ．しかも、多孔質テープ層の外周を被覆する非多孔質樹脂断熱層は同軸ケーブルの基本的要求特性である真円性を確保しながら、該テープ層の熱的防護層として機能する。特に、後者の機能により、多孔質テープ層はハンダ等の二次的熱加工やシース層の熔融被覆工程で熱的に確実にブロックされる。その結果、当初のテープ気孔率が維持され、同軸ケーブルの情報伝達特性が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の同軸ケーブルについて、添付図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明に係る同軸ケーブルの一例を示す側面図である。
図２は、本発明に係る同軸ケーブルの他の態様を示す側面図である。
図３は、同軸ケーブル中の非多孔質樹脂断熱層を形成する工程の略線図である。
【０００８】
図１において、（１）は内部導体、（２）は、該内部導体（１）に螺旋状に巻回された、シリカを含有し、その体積収縮率が２０％以下である多孔質テープ層、（３）は該テープ層（２）を囲撓する非多孔質樹脂断熱層、（４）は該非多孔質樹脂断熱層（３）を囲撓する外部導体層、（５）は該外部導体（４）に押出し被覆されたシース層である。このような同軸ケーブルにおいて、多孔質テープ層（２）と非多孔質樹脂断熱層（３）とで２層構造の誘電体層が形成されている。
上記の構成において、特徴的なことが二つ挙げられる。一つは、多孔質テープ自身が、２０％以下の体積収縮率で規定される耐熱性を有することであり、他の一つは、非多孔質樹脂断熱層（３）が同軸ケーブルの真円性の確保と多孔質テープ層（２）の熱的ブロックという多機能を有することである。このような多機能を有する非多孔質樹脂断熱層（３）としては、特に熔融押出し成形により該テープ層を被覆するように形成されたものが好ましい。
なお、ここで言う“真円性の確保”とは、以下の内容のことである。
多孔質テープ層（２）を構成するテープ自体、豊富な空隙を保持するために、通常２０〜２００μｍｍ程度の厚みが必要であり、併せて、多孔質テープ層（２）は二層以上の重ね巻き層であるので、その表面には、テープ厚に因る段差が発生する。特に、多孔質テープ層（２）の場合、その表面には高さが約２０〜２００μｍの凸部が発生し、同軸ケーブルの真円性を阻害する。この凸部の悪影響を遮断するのが前記の非多孔質樹脂断熱層（３）である。
図２の態様は、図１に示した同軸ケーブル中の多孔質テープ層（２）の外周に平滑層（６）を加えたものである。
この平滑層（６）の機能について、図３を参照しながら述べる。
図３において、（７）は、内部導体（１）の外周に多孔質テープ層（２）が形成された構造体（以下、“第一コア“と称する）が巻かれたボビン、（８）〜（１１）は、第一コアを熔融押し出し部（１２）に案内するためのプーリーである。図からも明らかなように、第一コアは４個のプーリー上をループ状に走行するが、その際、第一コアは偶発的に走行不良を起こすことが判明した。すなわち、前記の多孔質テープ層（２）表面の凸部が原因で、第一コアがプーリー上で例外的にスティック−スリップ（ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ）し、その結果、熔融押出し部（１２）への供給張力が変動して、熔融押出し時に被覆斑が生じることがある。この点、極薄のプラスチックテープからなる平滑層（６）は、多孔質テープ層（２）の表面段差を解消して平滑表面を形成する。したがって、第一コアは、平滑層（６）を介してプーリー状をより円滑に走行する。ここに、プラスチックテープは、それ自身による実質的な段差が発生せず、且つ第一コアに平滑表面を与える意味から、極薄であることが望ましい。具体的には、３〜１２μｍの範囲が好ましく、特に４〜１０μｍの範囲にあるのがより好ましい。
【０００９】
本発明において、内部導体（１）は、直径がφ０．０１〜０．２ｍｍ程度の軟銅線や銅被鋼線等にスズや銀のメッキを施したものが使用される。この内部導体（１）を巻回する多孔質テープは、前述のように、その体積収縮率が２０％以下のものである。具体的には、重量平均分子量が１００万以上のポリエチレンにシリカを７５〜８５重量％（対ポリエチレン）添加してから発泡処理して得た、気孔率が８０％以上のものが好ましく用いられる。この多孔質テープは、幅が０．５〜５ｍｍで厚さが２０〜２００μｍの範囲にあるのが好ましく、内部導体（１）に巻回する際は、同軸ケーブルの屈曲性を維持するため、テープ幅の約１／２が重なるようにしながら、テープ層（２）の厚さを０．０６〜１．６ｍｍに調整すればよい。このようにして得られたものが、前記した第一コアである。この第一コアの外周には、好ましくは、平滑層（６）が形成されることは前述のとおりである。プラスチックテープの素材としては、熱可塑性ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、さらには、フッ素系ポリマーが好ましい。また、テープ幅は０．５〜５ｍｍ、テープ厚は４〜１０μｍの範囲にあるのが好ましい。このようなテープを第一コアに巻回する際は、テープ幅の約１／２が重なり且つ多孔質テープ層（２）の巻き方向と反対方向に巻回しながら、巻厚を８〜２０μｍに調整すればよい。
このように第一コアに平滑層（６）が設けられた構造体を、以下の説明では、第二コアと称する。
第一または第二コアを被覆する非多孔質樹脂断熱層（３）には、好ましくは熔融押出し被覆層が採用される。非多孔質樹脂断熱層（３）は、同軸ケーブルの真円性を確保するばかりでなく、事後のシースの押出し工程や二次的熱加工であるハンダ付け工程において、多孔質テープ層（２）を熱的にブロックする。この意味から、非多孔質樹脂層（３）の膜厚は、多孔性樹脂テープ層（２）の厚さにもよるが、１０〜５０μｍの範囲にあるのが好ましい。このような非多孔質樹脂断熱層（３）を構成する材料としては、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）やテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等の非多孔質フッ素樹脂が挙げられる。また、同軸ケーブルの真円性の確保に支障がない限り、押出し被覆層に代えてフッ素樹脂テープからなる巻回層を採用してもよい。
このように、第一または第二コアに非多孔質樹脂断熱層（３）が設けられた構造体を、以下の説明では、第三コアと称する。
第三コアの外周には、外部導体層（４）が、好ましくは横巻き層として形成される。このときの巻き線としては、直径がφ０．０１〜０．０５ｍｍ程度の軟銅線や銅被鋼線等にスズや銀のメッキを施したものが使用される。これにより、同軸ケーブルの外径を細くすることができる。勿論、外部導体層の他の選択肢として編組も考えられるが、編組は素線同士が重なる部分が生じる分だけ外径増加が生じ、同軸ケーブルの極細化という面からは好ましくない。
このように第三コアに外部導体層（４）が設けられたものを、以下の説明では、第四コアと称する。
第四コアの外周はシース層（５）で被覆される。このシース層（５）は熱可塑性樹脂、好ましくは、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）のようなフッ素樹脂を第四コアの外周に溶融押出し成型して得られる。このとき、多孔質テープ層（２）は非多孔質樹脂断熱層（３）で熱的にブロックされているので、多孔質テープ層（２）の熱的変化を懸念することなく、自由度の高い溶融押出し成型が可能になる。このようにして得られるシース層（５）の厚みは、同軸ケーブルの目的により適宜設定されるが、一般には１０〜５０μｍの範囲にあればよい。
【００１０】
次に、本発明に係る同軸ケーブルの製造方法の一例について述べる。
テープ巻き機を利用して、内部導体（１）の外周面に、多孔質性テープを巻回しながら多孔質テープ層（２）を形成して、第一コアを得、これをボビン（図３の（７））に巻き取る。この巻回時の該内部導体（１）の送り速度は１〜２ｍ／秒、ボビン回転数は５００〜８００ｒｐｍとすればよい。また、第一コアにプラスチックテープを巻回して平滑層（６）を設ける際には、上記操作と同様の要領で第二コアを得ることになる。プラスチックテープが熱可塑性のときは、巻回状態を熱固定して安定化するのが好ましい。
次に、溶融押出し機に、フッ素樹脂と、該第一または第二コアをセットし、該フッ素樹脂の最適溶融温度下に、線速３０〜５０ｍ／分にて熔融押出し被覆する。さらに、押出し直後の押出し被覆体を水槽等に通して水冷する。この結果、該テープ層（２）の気孔率を維持しつつ、外周に非多孔質樹脂断熱層（３）が被覆・形成された第三コアを得る。ここで、水冷（強制冷却）を採用する理由は、多孔性テープ層（２）の熱劣化を防止するためである。つまり、多孔性テープ層（２）は耐熱性を有しているので、押出し被覆の間はかろうじてその特性を維持する。しかし、これはあくまで極短時間（１秒弱程度）のことであって、押出し直後から該テープ層（２）の熱劣化が始まり、ついにはメルトダウンに至る。このメルトダウンを防止するために、押出し被覆体を速やかに水等により強制冷却することが肝要である。この時の強制冷却条件は、１０〜２５℃で時間にして約１〜５秒程度であればよい。なお、上記の熔融押出し時に第二コアを用いた場合は、平滑層（６）は、多孔性テープ層（２）を熱的にブロックする機能を併有する。
次に、横巻き機を用いて、第三コアの外周に、外部導体層（４）を形成する。前述の横巻きの場合、第三コアの線速は０．９〜２．５ｍ／ｍｉｎ、巻きピッチは３．０〜５．０、横巻き回転数は３００〜５００ｒｐｍとして第四コアを得る。
最後に、溶融押出し機に、フッ素樹脂と、該第四コアをセットし、該フッ素樹脂の最適熔融温度下に、線速２０〜３０ｍ／分にて押出し被覆して、所望の同軸ケーブルを得る。この熔融押出し時には、多孔質テープ層（２）は非多孔質樹脂断熱層（３）により熱的にブロックされるので、押出し被覆後の冷却に関しては、自然冷却で十分である。
【実施例１】
【００１１】
以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
撚り外径がφ０．１５ｍｍの錫メッキ銅合金線からなる内部導体（１）と多孔質ポリエチレンテープ「０４０Ａ２」（日本無機株式会社製）をテープ巻き機にセットした。その後、内部導体（１）を回転数８００ｒｐｍで回転させながら線速２ｍ／秒で移動させ、同時に該導体の外周に該テープを１／２重ねで巻回して多孔質テープ層（２）を形成し、第一コアを得た。その際、該テープ層（２）は下層をＺ方向巻き、上層をＳ方向巻きの二層構造とした。多孔質テープ基材は重量平均分子量１００万のポリエチレンであり、これからなるテープは、厚みが４０μｍ、幅が１．５ｍｍで、シリカ含有量が８０％、気孔率が８０％、そして、体積収縮率が１０％である。この体積収縮率は、４０μｍの膜厚の資料を、１００℃で３０分間、自由収縮させたときの値である。
次に、非多孔質樹脂断熱層（３）を形成するため、フッ素樹脂「３４０−Ｊ」（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製）を溶融押出し機に入れ、該第一コアの外周に押出し被覆し、その直後に２０℃の水槽に通して２秒間冷却してから乾燥することにより、第三コアを得た。このとき、押出し機の溶融温度は３００℃、線速は４０ｍ／分とし、押出し膜厚を３０μｍとなるよう設定した。
続いて、外径がφ０．０３ｍｍの錫めっき銅合金線を、第三コアに横巻きし、外部導体層（４）を形成して第四コアを得た。このとき、回転数４００ｒｐｍ、線速０．０２ｍ／秒、ピッチは３．２ｍｍとした。
最後に、シース層（５）を形成するため、フッ素樹脂「３４０−Ｊ」（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製）を溶融押出し機に入れ、該第四コアの外周に押出し被覆することにより、所望の同軸ケーブルを得た。このとき、押出し機の溶融温度は３００℃、線速は２５ｍ／分とし、押出し膜厚を４０μｍとなるよう設定した。
得られた同軸ケーブルを１ｍ間隔で輪切りにし、多孔質テープ層断面の任意の５箇所を顕微鏡で観察したところ、当初の多孔質テープと比較しても熱劣化による変色は無く、空隙状態にも変化は見られなかった。
【実施例２】
【００１２】
実施例１で用いた内部導体（１）と多孔質ポリエチレンテープとを、テープ巻き機にセットした後、内部導体（１）を回転数８００ｒｐｍで回転させながら線速２ｍ／秒で移動させ、その外周に該多孔質ポリエチレンテープを２／３重ねでＺ方向に一層巻回した多孔質テープ層（２）を形成して第一コアを得た。
次に、上記の第一コアに外周に平滑層（６）を形成するため、膜厚７μｍ、幅２．０ｍｍのＰＥＴテープをＳ方向に１／４重ねで巻回した後、１２０℃に設定された炉の中を線速５ｍで通してＰＥＴテープの巻回を熱固定して、第二コアを得た。
これ以降の非多孔質樹脂断熱層（３）、外部導体層（４）、およびシース層（５）は実施例１と同様の操作で形成した。
得られた同軸ケーブルについて、実施例１と同様にして多孔質テープ層の断面の５箇所を顕微鏡で観察したところ、当初の多孔質テープと比較しても熱劣化による変色は無く、空隙状態にも変化はなく、しかも、第二コアは非多孔質樹脂断熱層（３）により均一に被覆されていることも確認された。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明の同軸ケーブルは、高周波機器や移動通信装置等に用いられ、特に医療用検査機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る同軸ケーブルの一例を示す側面図である。
【図２】本発明に係る同軸ケーブルの他の態様を示す側面図である。
【図３】同軸ケーブルの押出し被覆工程を示す略線図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    内部導体
２    多孔質テープ層（誘電体層）
３    非多孔質樹脂断熱層（誘電体層）
４    外部導体層
５    シース層
６    平滑層
７    ボビン
８    プーリー
９    プーリー
１０  プーリー
１１  プーリー
１２  熔融押出し部
【図１】
2006019234.tif 000003
【図２】
2006019234.tif 000004
【図３】
2006019234.tif 000005