説明

同軸ケーブル

【課題】従来のシールド層に編組を用いた同軸ケーブルに比較して同程度の十分なシールド性能を有し、ケーブル強度を低下させることなく細径化できる同軸ケーブルを提供すること。
【解決手段】中心導体12と、中心導体12の外周に被覆された絶縁体14と、この絶縁体14の外周に形成されたシールド層16と、シールド層16の外周に被覆された外被18とからなる同軸ケーブル10であって、シールド層16は、複数本の素線が螺旋状に巻回されて形成された第1シールド層20および第2シールド層22の2層よりなる。第1シールド層20は、中心導体12の軸に対して巻き付け角度θが4.0度≦θ≦8.5度の範囲内で巻回され、第2シールド層22は、第1シールド層20とは反対回りに、中心導体12の軸に対して巻き付け角度θが4.5度≦θ≦10.0度の範囲内で巻回されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、同軸ケーブルに関し、さらに詳しくは、自動車等の車両の配線に用いて好適な同軸ケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車などの車両において、電気・電子機器間を配線接続するのに、外部からのノイズの侵入や、外部へ放射するノイズをカットするために、外被である絶縁シースの内側に、シールド層が設けられた同軸ケーブルが使用されている。上記同軸ケーブルとしては、例えば、信号導体の周りが絶縁被覆された絶縁電線の外周に、金属素線を多数本編んで形成された編組を設けたものが多く用いられている(例えば、特許文献1)。
【0003】
また、特許文献2には、中心導体の外周に絶縁体が被覆され、この絶縁体の外周に複数本の素線が螺旋状に巻回されて形成された第1シールド層と、この第1シールド層の外周に複数本の素線が螺旋状に巻回されて形成された第2シールド層と、この第2シールド層の外周に被覆された外被とを備えた同軸ケーブルが開示されている。
【0004】
【特許文献1】特開2006−164702号公報
【特許文献2】特開2006−294452号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、車体の軽量化や省スペース化のために、配線スペースの限られた自動車などでは、同軸ケーブルの細径化の要求がある。
【0006】
しかしながら、上記編組をシールド層に用いた同軸ケーブルでは、ケーブル径が太くなりやすく、重量が増加してしまうといった問題があった。また、径の細い素線を編んで形成された編組を用いて同軸ケーブルを細径化することもできるが、その反面、ケーブル強度が低下してしまうといった問題もあった。
【0007】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来の編組を用いた同軸ケーブルに比較して、同程度の十分なシールド性能を有し、ケーブル強度を低下させることなく細径化でき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】
【0008】
本発明者らが鋭意研究した結果、中心導体の軸に対するシールド層の巻き付け角度θを小さくして、シールド層のピッチを長くすることにより、従来の編組を用いた同軸ケーブルに比較して、同程度の十分なシールド性能を有し、ケーブル強度を低下させることなく細径化することが可能であるとの知見を得て、本発明を完成させるに至った。
【0009】
すなわち、本発明に係る同軸ケーブルは、中心導体と、この中心導体の外周に被覆された絶縁体と、この絶縁体の外周に形成されたシールド層と、このシールド層の外周に被覆された外被とを備えた同軸ケーブルであって、上記シールド層は、複数本の素線が螺旋状に巻回されて形成された第1シールド層と、この第1シールド層の外周に複数本の素線が上記第1シールド層の素線と反対の螺旋状に巻回されて形成された第2シールド層とから構成され、上記第1シールド層の巻き付け角度θは、上記中心導体の軸に対して4.0度≦θ≦8.5度の範囲内にあり、上記第2シールド層の巻き付け角度θは、上記中心導体の軸に対して4.5度≦θ≦10.0度の範囲内にあることを要旨とするものである。
【0010】
ここで、上記第1シールド層の巻き付け角度θと、上記第2シールド層θの巻き付け角度θの差の絶対値が2.0度以下であると良い。
【0011】
また、上記第1シールド層および上記第2シールド層の素線径は略同一であると良い。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る同軸ケーブルによれば、第1シールド層と第2シールド層の2層からなるシールド層を有し、所定の巻き付け角度θ、θで、螺旋状にそれぞれ反対方向に巻回されて形成されている。そのため、高周波帯域でのシールド性能を改善することができ、編組をシールド層に用いた同軸ケーブルと同程度の十分なシールド性能が得られるとともに、ケーブル強度を低下させることなく細径化することができる。
【0013】
このとき、上記第1シールド層の巻き付け角度θと、上記第2シールド層の巻き付け角度θの差の絶対値が2.0度以下であれば、上記第1シールド層と上記第2シールド層の巻回ピッチをそろえることができ、上記作用効果に一層優れる。
【0014】
そして、上記第1シールド層および上記第2シールド層の素線径が略同一であれば、上記作用効果により一層優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図を参照して詳細に説明する。
【0016】
まず、図1に本発明の一実施形態に係る同軸ケーブルを示す。本発明の同軸ケーブル10は、中心導体12と、中心導体12の外周に被覆された絶縁体14と、この絶縁体14の外周に形成されたシールド層16と、シールド層16の外周に被覆された外被18とからなる。
【0017】
また、シールド層16は、図1に示すように、複数本の素線よりなる第1シールド層20および第2シールド層22との2つの層から構成される。第1シールド層20は、絶縁体14の外周に、複数本の素線が中心導体12の軸に対して、巻き付け角度θが4.0度≦θ≦8.5度の範囲内で、螺旋状に巻回されて形成されている。
【0018】
そして、第2シールド層22は、第1シールド層20の外周に、複数本の素線が中心導体12の軸に対して、巻き付け角度θが4.5度≦θ≦10.0度の範囲内で、第1シールド層20の巻き方向とは反対に螺旋状に巻回されて形成されている。
【0019】
ここで、巻き付け角度θとは、図2に示すように、素線を絶縁体の外周に螺旋状に一回転したときの距離をピッチPとし、中心導体の直径と絶縁体の厚さの合計(コア径)をDとしたときに、tanθ=2D/Pの関係式から得られるθの値のことをいう。
【0020】
第1シールド層20の巻き付け角度θおよび第2シールド層22の巻き付け角度θが4.0度未満では、巻回された素線が中心導体12の軸に対して平行に近くなってしまい、素線を螺旋状に巻回するのが製造上難しくなる。また、10.0度を越えると、高周波でのシールド性能が低下しやすくなる。本発明に係る同軸ケーブルは、第1シールド層20の巻き付け角度θが中心導体の軸に対して4.0度≦θ≦8.5度の範囲内にあり、第2シールド層の巻き付け角度θが中心導体の軸に対して4.5度≦θ≦10.0度の範囲内にあるので、加工性を低下させることなく、十分なシールド性能を有する。好ましくは、第1シールド層20の巻き付け角度θと第2シールド層22の巻き付け角度θの差の絶対値が2.0度以下、より好ましくは、1.0度以下であると良い。第1シールド層と第2シールド層の巻回ピッチをそろえることができ、シールド性能に優れるからである。
【0021】
図3は、この図1に示した同軸ケーブル10を長手方向に略垂直な面で切断したときの断面図である。また、比較のために、図4に、従来の編組で形成されたシールド層を有する同軸ケーブルの断面図を示す。
【0022】
本発明の同軸ケーブル10は、図3からわかるように、第1シールド層20および第2シールド層22の素線が、絶縁体14と外被18との間の隙間を埋めるように配されている。
【0023】
これに対して、従来の同軸ケーブル30では、図4からわかるように、シールド層36が素線を編み込んで形成されているため隙間が多い。
【0024】
したがって、本発明の同軸ケーブルではシールド層において導体を高密度に充填することができるため、従来の同軸ケーブルに比べ、シールド層16の厚さを薄くすることができ、細径化を図ることができる。
【0025】
そして、第1シールド層および第2シールド層の素線径は略同一であると良い。第1シールド層および第2シールド層の素線径が略同一であれば、シールド性能に優れるからである。
【0026】
同軸ケーブル10を構成する中心導体12には、例えば、軟銅、錫メッキ軟銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、CP線(銅覆鉄線)等からなる単線又は撚り線にしたものを用いることができる。本発明に係る同軸ケーブル10は、自動車等の車両の配線に細径電線として好適に用いることができ、この観点から言えば、中心導体12の断面積は、0.01〜0.12mmの範囲内にあることが好ましい。
【0027】
中心導体12の外周に被覆される絶縁体14の材料としては、例えば、ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体などのオレフィン系樹脂、エチレン−プロピレンゴムやブタジエンゴムなどの樹脂を例示することができる。これらは、1種または2種以上併用しても良く、さらに、金属水和物(水酸化マグネシウムなど)などのノンハロゲン系難燃剤や各種添加剤を配合しても良い。また、絶縁体14は、1層から構成されていても良く、2層以上から構成されていても良く、充実構造でも発泡構造でも良い。絶縁体14の厚さは、上記中心導体12の導体径を考慮し、0.30〜0.80mmの範囲内にあることが好ましい。
【0028】
絶縁体14の外周に形成される第1シールド層20および第2シールド層22に用いられる材料としては、例えば、軟銅、錫メッキ軟銅、アルミニウム合金、合成樹脂繊維の外周に金属層を有したもの等を用いることができる。これらは、1種または2種以上併用しても良い。第1シールド層20および第2シールド層22の素線径は、同軸ケーブルの細径化を図る観点から、0.08〜0.12mmの範囲内にあると良い。
【0029】
シールド層16の外周に被覆される外被18の材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体などのオレフィン系樹脂、エチレン−プロピレンゴムやブタジエンゴムなどの樹脂に、金属水和物(水酸化マグネシウムなど)などのノンハロゲン系難燃剤や各種添加剤を添加してなる組成物を例示することができるが、特にこれに限定されない。また、シース材の厚さは、中心導体12の導体径、絶縁体14およびシールド導体16の厚さ等を考慮して、適宜定めることができる。
【0030】
次に、同軸ケーブル10の製造方法の一例について説明する。
【0031】
まず、中心導体12の外周に、押出機などを用いて絶縁体14を押出被覆する。絶縁体14は、必要に応じて架橋されていても良い。次いで、絶縁体14の外周に、第1シールド層20を形成する。
【0032】
第1シールド層20は、例えば、編組機などを用いて製造することができる。ボビンにセットされた所定の本数の素線を、編組機の送出機構にセットし、ボビンを回転させながら、絶縁体14の外周に、所定の巻き付け角度θで螺旋状に巻き付けて第1シールド層20を形成する。このとき、素線に張力を多少かけながら巻回することによって、第1シールド層20と絶縁体14との間に隙間ができ難くなる。この第1シールド層20の外周に、同様の方法で第2シールド層22を、第1シールド層20の巻き方向とは反対に、所定の巻き付け角度θで螺旋状に巻き付けて第2シールド層22を形成する。そして、第2シールド層22の外周に、押出機などを用いて外被18を押出被覆して、同軸ケーブル10を製造することができる。
【0033】
上記のように構成された同軸ケーブルは、例えば自動車用アンテナコードとして用いることができる。
【実施例】
【0034】
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0035】
(実施例)
外径0.07mmの軟銅素線7本を撚り合わせた導体(外径0.21mm)を中心導体として用い、この外周に外径が1.05mmとなるように低密度ポリエチレンを押出被覆し、その後電子線照射により架橋させて絶縁体を形成した。次いで、絶縁体の外周に第1シールド層として、外径0.10mmのスズめっき軟銅素線32本を巻き付け角度4.8度、ピッチ25mmで右回りに、第2シールド層として、外径0.10mmのスズめっき軟銅素線38本を巻き付け角度5.7度、ピッチ25mmで左回りに、それぞれ螺旋状に巻回して、シールド層を形成した。ついで、このシールド層の外周に、ポリ塩化ビニルを0.45mmの厚さで押出被覆して外皮を形成して、実施例に係る同軸ケーブル(外径2.4mm)を作製した。
【0036】
(比較例1)
外径0.10mmの軟銅素線7本を撚り合わせた導体(外径0.30mm)を用い、この外周に外径が1.60mmとなるように低密度ポリエチレンを押出被覆し、その後電子線照射により架橋させて絶縁体を形成した。次いで、外径0.10mmのスズめっき軟銅素線を打ち数16本、持ち数5本、ピッチ12mmで構成された編組で絶縁体の外周を覆ってシールド層を形成した。次いで、このシールド層の外周にポリ塩化ビニルを0.45mmの厚さで押出被覆して外被を形成して、比較例1に係る同軸ケーブル(外径3.0mm)を作製した。
【0037】
(比較例2)
実施例1と同様にして、中心導体の外周に絶縁体を形成した。次いで、外径0.08mmのスズめっき軟銅素線を打ち数16本、持ち数4本、ピッチ12mmで構成された編組で絶縁体の外周を覆ってシールド層を形成した。次いで、このシールド層の外周にポリ塩化ビニルを0.45mmの厚さで押出被覆して外被を形成して、比較例2に係る同軸ケーブル(外径2.4mm)を作製した。
【0038】
(シールド性能評価)
実施例および比較例に係る同軸ケーブルについて、吸収クランプ法によりシールド性能を評価した。図5に示すように、長さ3.5mに調整した同軸ケーブルを75Ωの抵抗で終端して、吸収クランプ(協立電子工業(株)製「KT−10」)を用い、スペクトラムアナライザ(Agilent社製、「E4402B」)で測定した。図6にシールド性能の測定結果を示す。
【0039】
(ケーブル強度評価)
実施例および比較例に係る同軸ケーブルを250mmの長さに切り出して試験片とし、速度50mm/分で引張試験を行い、その時の最大荷重をケーブル強度とした。
【0040】
図6より、実施例の同軸ケーブルは、10〜10Hzの低周波帯では、比較例1と同程度のシールド性能が得られていることがわかる。また、実施例の同軸ケーブルは、10Hz以上の高周波帯では、比較例1および比較例2に比べて大幅にシールド性能が向上していることがわかる。
【0041】
また、ケーブル強度は、実施例が176N、比較例1が196N、比較例2が120Nであった。これより、シールド層が編組であってコア径が細い比較例2の同軸ケーブルではケーブル強度が低下しているのがわかる。これに対して、シールド層が2層よりなり複数本の素線を螺旋状に所定の巻き付け角度θでそれぞれ反対回りに巻回して形成され、コア径が細い実施例の同軸ケーブルでは、従来のシールド層に編組を用い、コア径が太い比較例1の同軸ケーブルと同程度の十分なケーブル強度を有していることがわかる。
【0042】
したがって、本実施例により、本発明に係る同軸ケーブルは、従来の編組を用いた同軸ケーブルに比較して、同程度の十分なシールド性能を有し、ケーブル強度を低下させることなく細径化できることが確認できた。
【0043】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の一実施形態に係る同軸ケーブルの概略図である。
【図2】巻き付け角度θを説明する図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る同軸ケーブルを表す断面図である。
【図4】従来の編組で形成されたシールド層を有する同軸ケーブルの断面図である。
【図5】シールド性能の測定方法の説明図である。
【図6】シールド性能の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【0045】
10・・・同軸ケーブル
12・・・中心導体
14・・・絶縁体
16・・・シールド層
18・・・外被
20・・・第1シールド層
22・・・第2シールド層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心導体と、この中心導体の外周に被覆された絶縁体と、この絶縁体の外周に形成されたシールド層と、このシールド層の外周に被覆された外被とを備えた同軸ケーブルであって、
前記シールド層は、複数本の素線が螺旋状に巻回されて形成された第1シールド層と、この第1シールド層の外周に複数本の素線が前記第1シールド層の素線と反対の螺旋状に巻回されて形成された第2シールド層とから構成され、
前記第1シールド層の巻き付け角度θは、前記中心導体の軸に対して4.0度≦θ≦8.5度の範囲内にあり、
前記第2シールド層の巻き付け角度θは、前記中心導体の軸に対して4.5度≦θ≦10.0度の範囲内にあることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項2】
前記第1シールド層の巻き付け角度θと、前記第2シールド層の巻き付け角度θの差の絶対値が2.0度以下であ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シールド層および前記第2シールド層の素線径は略同一であることを特徴とする請求項1または2に記載の同軸ケーブル。

【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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【公開番号】特開2010−15762(P2010−15762A)
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−173340(P2008−173340)
【出願日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】