专利名称：平行型发泡同轴电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平行型发泡同轴电缆，更详细地，涉及计算机等电子设备中所使用的平行型发泡同轴电缆。
背景技术：
近年来，随着计算机等电子设备的数据传输高速化，对于这些设备中所使用的电缆逐渐要求传输速度的高速化。作为满足这样的要求的以往的电缆，例如在差动传输用途等中，已知如图10所示的双芯平行型电缆等，该电缆如下形成:将2根用发泡绝缘体22包覆内部导体21而成的剖面形状为圆形的绝缘芯线26并列排列，在它们周围配设外部导体24，进而施加绝缘护套25。另外，最近，为了实现传输速度的进一步的高速化，还开发了如图11、图12所示那样的低时滞(skew)电缆，该电缆是用发泡绝缘体22将平行延伸的一对以上(在图11、图12中，为一对)的内部导体21 —并包覆而成(参见专利文献I)。今后，如果计算机等电子设备的数据处理、传输要进一步高速化，则不仅强烈要求传输速度的高速化，而且强烈要求抑制导体对内部及导体对之间的延迟时间的不均匀、低时滞化。例如，如图11、图12所示，通过将发泡绝缘体22—并包覆，虽然可抑制同一剖面内的发泡度的不均匀，但是双芯平行方向的位置变得不稳定，会对阻抗造成不良影响。如图13所示，可认为其是由在一对内部导体21的双芯线之间因发泡绝缘体22的发泡而膨胀时产生的力(作用于双芯线之间的力)(以箭头A表示)所造成的。作为抑制上述问题的手段，可以考虑如下方法:如图14所示，用无发泡外皮层3包覆发泡绝缘体2的周围，固定发泡绝缘体2的形状，从而赋予抑制一对内部导体I的双芯间变宽的阻力(以箭头B表示)。可认为通过形成无发泡外皮层3，使得双芯的内部导体间位置稳定，但是，由于无发泡外皮层3是无发泡的，因而其厚度越大，即使使发泡绝缘体2本身为高发泡，绝缘体整体的发泡度也会越降低，因此成为延迟时间的高速化的障碍。另外，在绝缘体整体的发泡度降低的情况下，为了得到相同的传输特性，需要增加电缆直径。但是，如果增加电缆直径，则需要连接器的大型化、基板的再设计，会导致成本增力口。因此，认为优选的是使无发泡外皮层3尽量薄地形成，但是，如果无发泡外皮层3的厚度固定且过薄，则虽然能够实现绝缘体整体的高发泡化，但阻力作用得不充分，因此受到发泡时的膨胀力、外力时的变形变大，双芯平行方向的位置变得不稳定。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001 - 35270号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述的问题而进行的，其目的在于提供一种能够同时实现传输速度的高速化和低时滞化的平行型发泡同轴电缆。用于解决课题的手段本发明人等为了实现上述的目的，进行了深入的研究，结果发现，通过使无发泡外皮层介于发泡绝缘体与外部导体之间，并且减小该外皮层中与双芯的平行位置的固定无关的部分的厚度，可以提供能够同时实现传输速度的高速化和低时滞化的平行型发泡同轴电缆，并由此完成了本发明。即，为了实现上述的目的，根据本发明，可提供以下的平行型发泡同轴电缆。[I] 一种平行型发泡同轴电缆，其具备:一对以上的内部导体，它们并列排列、平行延伸；发泡绝缘体，其以将所述内部导体一并包覆的方式配设，且剖面形状为椭圆型、小金币型或将多条曲线组合而成的准椭圆型；无发泡外皮层，其以包覆所述发泡绝缘体的方式配设，其最大厚度为所述发泡绝缘体的剖面形状的长径方向的厚度，并且其最小厚度为所述发泡绝缘体的剖面形状的短径方向的厚度；外部导体，其以包覆所述无发泡外皮层的方式配设；和绝缘护套，其以包覆所述外部导体的方式配设，所述无发泡外皮层的所述最大厚度为所述发泡绝缘体的长径的1%以上。[2]根据上述[I ]所述的平行型发泡同轴电缆，其中，所述无发泡外皮层的所述最大厚度为所述发泡绝缘体长径的1%以上、且不到10%。[3]根据上述[I]或[2]所述的平行型发泡同轴电缆，其中，阻抗变化为100±3Ω以下，并且时滞为3ps/m以下。[4]根据上述[I] [3]中任一项所述的平行型发泡同轴电缆，其中，所述发泡绝缘体的发泡度为50 60%。[5]根据上述[I] [4]中任一项所述的平行型发泡同轴电缆，其中，由所述发泡绝缘体和无发泡外皮层构成的绝缘体整体的发泡度为45 60%。[6]根据上述[I] [5]中任一项所述的平行型发泡同轴电缆，其中，由所述发泡绝缘体和无发泡外皮层构成的绝缘体整体的直径中，长径为3.2±0.1mm、短径为
1.6 + 0.1mnin发明效果根据本发明，可提供能够同时实现传输速度的高速化和低时滞化的平行型发泡同轴电缆。具体地说，通过在发泡绝缘体上设置无发泡外皮层，并且使外皮层的厚度分布变化，从而可提供同时实现了发泡度45%以上的高发泡化和双芯线距离的稳定化的平行型发泡同轴电缆。
图1为示意性表示本发明的一个实施方式涉及的平行型发泡同轴电缆(剖面形状为椭圆型)的剖面图。图2为示意性表示本发明的一个实施方式涉及的平行型发泡同轴电缆(剖面形状为小金币型)的剖面图。图3为表示发泡绝缘体的长径与连接平行延伸的一对以上的内部导体的中芯的直线X — X’之间产生了短径方向的距离偏移α时的剖面图。
图4为表示发泡绝缘体的长径与连接平行延伸的一对以上的内部导体的中芯的直线X— X’之间产生了以长径和短径的交点为中心的倾斜角度偏移a时的剖面图。图5为示意性表示发泡绝缘体和无发泡外皮层的包覆工艺(挤出工艺)的说明图。图6为表示在设计了剖面形状为椭圆型及小金币型的平行型同轴电缆的构造时的双芯导体间距离和导体位置偏移的容许范围等的说明图。图7为实施例1中所制作的椭圆型的由发泡绝缘体和无发泡外皮层构成的绝缘体整体的剖面SEM照片。图8为实施例5中所制作的小金币型的由发泡绝缘体和无发泡外皮层构成的绝缘体整体的剖面SEM照片。图9为示意性表示使内部导体为多芯平行型时的变形例的剖面图。图10为示意性表示以往的双芯平行型电缆的剖面图。图11为示意性表示以往的平行型发泡同轴电缆(剖面形状为椭圆型)的剖面图。图12为示意性表示以往的平行型发泡同轴电缆(剖面形状为小金币型)的剖面图。图13为表示作为双芯平行方向的位置变得不稳定且对阻抗造成不良影响的原因的、双芯线之间因发泡而膨胀时所产生的力(作用于双芯线之间的力)(以箭头A表示)的剖面图。图14为表示通过设置无发泡外皮层而赋予抑制双芯间变宽的阻力(以箭头B表示)的方法的剖面图。符号说明I内部导体2发泡绝缘体3无发泡外皮层4外部导体5绝缘护套10平行型发泡同轴电缆11内部导体送出机12内部导体加热机13发泡层挤出机14外皮层挤出机15挤出机头16冷却水槽17卷绕机21内部导体22发泡绝缘体24外部导体25绝缘护套26绝缘芯线A作用于双芯线间的力B 阻力
具体实施例方式下面，说明本发明涉及的平行型发泡同轴电缆的优选实施方式。[实施方式的概要]本实施方式涉及的平行型发泡同轴电缆具备:一对以上的内部导体，它们并列排列、平行延伸；发泡绝缘体，其以将所述内部导体一并包覆的方式配设，且剖面形状为椭圆型、小金币型或将多条曲线组合而成的准椭圆型；无发泡外皮层，其以包覆所述发泡绝缘体的方式配设，其最大厚度为所述发泡绝缘体的剖面形状的长径方向的厚度，并且其最小厚度为所述发泡绝缘体的剖面形状的短径方向的厚度；外部导体，其以包覆所述无发泡外皮层的方式配设；和绝缘护套，其以包覆所述外部导体的方式配设，所述无发泡外皮层的所述最大厚度为所述发泡绝缘体的长径的1%以上。[实施方式]如图1和图2所示，本实施方式涉及的平行型发泡同轴电缆10具备:一对以上(在图1、图2中，为一对)的内部导体1，它们并列排列、平行延伸；发泡绝缘体2，其以将内部导体I 一并包覆的方式配设，且剖面形状为椭圆型、小金币型或将多条曲线组合而成的准椭圆型；无发泡外皮层3，其以包覆发泡绝缘体2的方式配设，其最大厚度存在于发泡绝缘体2的剖面形状的长径方向，并且其最小厚度存在于发泡绝缘体2的剖面形状的短径方向；夕卜部导体4，其以包覆无发泡外皮层3的方式配设；和绝缘护套5，其以包覆外部导体4的方式配设。如上所述，本实施方式涉及的平行型发泡同轴电缆10通过用剖面形状为椭圆型、小金币型或将多条曲线组合而成的准椭圆型(包括将这些形状复合而成的形状)的发泡绝缘体2将平行延伸的一对以上的内部导体I 一并包覆，并在发泡绝缘体2的周围设置无发泡外皮层3，从而固定双芯的位置，进而仅增大无发泡外皮层3在发泡绝缘体2的长径方向的厚度，减小除此以外的部位、特别是短径方向的厚度，由此抑制了发泡度的极端下降。另外，如图3和图4所示，从传输特性、挤出成型方面考虑，优选发泡绝缘体2的长径C位于连接平行延伸的一对以上的内部导体I的中芯的直线上，并且连接中芯的直线X - X’通过发泡绝缘体2的短径D的中心，但是，即使产生了与连接双芯的中芯的直线X -X’之间的偏移α (图3表示短径方向的距离偏移，图4表示以长径C和短径D的交点为中心的倾斜角度偏移)，只要在不出现传输特性方面的影响的范围内就没有特别的问题。从传输特性方面考虑，优选本实施方式涉及的平行型发泡同轴电缆10的时滞为3ps/m以下、并且使阻抗为100 Ω ±3 Ω以下。如果为了实现这样的时滞和阻抗而设定的、双芯内部导体I的目标位置在电缆制作过程中从目标位置大幅度发生偏移，则延迟速度会变大，得不到良好的传输速度，因此电缆制作过程中的双芯内部导体I的偏移需要抑制在目标位置的±0.05mm以下。下面，由各构成要素和要求特性(条件)说明本实施方式。〔构成要素〕(内部导体)作为构成可用于本实施方式的内部导体I的材料，没有特别限定，可以使用以往经常使用的铜、铜合金、镀金属的铜、铝、钢等。另外，该内部导体I可以由单一实心的股线构成，另外也可以为将多个金属线材绞合而成的绞线。并且，该内部导体I的粗细也没有特别限定，但实际上，经常使用美国线规(AWG)的20号 32号左右。(发泡绝缘体)作为构成可用于本实施方式的发泡绝缘体2的发泡绝缘材料，只要是抗压塌性且具有低介电常数的材料就没有特别的限定，但从便于通过一次性挤出成型将内部导体I 一并包覆的方面考虑，优选使用挤出性、固化性等优异的公知的发泡性聚合物，例如聚乙烯(PE)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基共聚物(PFA)、乙烯四氟化乙烯共聚物(ETFE )、聚烯烃共聚物等发泡热塑性聚合物。作为剖面形状，可以举出椭圆型、小金币型(也称为环带(track)型、长圆型、圆角长方形)或将多条曲线组合而成的准椭圆型(包括将它们复合而成的形状)。作为发泡方式，包括:使偶氮二甲酰胺(ADCA)、二亚硝基五亚甲基四胺等之类的发泡成核剂热分解，将此时产生的气体作为发泡剂的化学发泡方式；直接注入氮气、二氧化碳等作为发泡剂的物理发泡方式，但任一种方式都没有特别的问题。另外，关于发泡度，将在后面描述。(无发泡外皮层)作为构成可用于本实施方式的无发泡外皮层3的材料，只要是与发泡绝缘体2同样地能够进行挤出成型且具有低介电常数的材料就没有特别限定。此外，通过进行不添加发泡气体、发泡成核剂或者降低挤出温度、使气体注入压力为零之类的工艺方面的设计，可以抑制发泡，并可以设置无发泡固体层，因此可以使用与发泡绝缘体2完全相同的材料。在挤出成型技术的特性方面，无发泡外皮层3难以形成陡峭的厚度分布，因此从制造方面考虑，优选采用如下方法:按照发泡绝缘体2的剖面形状的长径方向的无发泡外皮层3的厚度最厚而成为最大厚度、该剖面形状的短径方向的厚度最薄而成为最小厚度的方式，连续缓慢地减薄。无发泡外皮层3在发泡绝缘体2的长径方向的厚度(最大厚度)根据发泡绝缘体2的形状、尺寸、气泡的形状、尺寸的不同而不同，但是为了防止发泡气体泄漏，并且为了固定双芯的平行位置，需要为发泡绝缘体2的长径的1%以上。这样，通过使发泡绝缘体2的长径方向的无发泡外皮层3的厚度(最大厚度)为发泡绝缘体2的长径的I %以上，可以抑制双芯导体分别欲向长径方向偏移的应力。但是，即使过度增厚最大厚度，绝缘体整体的发泡度也变低，没法期待低介电常数，因此，无发泡外皮层3的最大厚度优选不到发泡绝缘体2的长径的10%，更优选不到发泡绝缘体2的长径的6 %。另一方面，即使过度增厚无发泡外皮层3的厚度，由于无发泡外皮层3为无发泡，因而包含了发泡绝缘体2和无发泡外皮层3的绝缘体整体的发泡度也变小，绝缘体整体的介电常数变高，因此在制成平行型同轴电缆时导致延迟时间的增加。因此，为了提高发泡度，最好尽量减薄对双芯的平行方向的固定造成的影响少的、特别是发泡绝缘体2的短径方向的无发泡外皮层3的厚度(最小厚度)。另外，优选将双芯在发泡绝缘体2的剖面形状的长径方向上平行排列，这是因为容易固定位置。如图5所示，发泡绝缘体2、无发泡外皮层3的包覆工艺除了 2台内部导体送出机11并列排列以外与通常的挤出工艺相同。
由内部导体送出机11送出的内部导体I平行排列，并在内部导体加热机12中被加热。通过加热内部导体1，可以增加发泡绝缘体2与内部导体I的密合性、抑制剥离。其后，由发泡层挤出机13、外皮层挤出机14送出的发泡绝缘体材料、外皮层材料从挤出机头(head) 15被挤出，并被包覆在内部导体I的周围。另外，发泡绝缘体2从机头出来之后敞开在大气压中，由此进行发泡。此时，由于发泡绝缘体2和无发泡外皮层3被一并挤出到内部导体I上，因此无发泡外皮层3能够防止在发泡绝缘体2中产生或被注入的发泡气体的泄漏，因而能够提高发泡绝缘体2的发泡度，并且，如上所述，本实施方式中，通过仅在发泡绝缘体2的长径方向上使无发泡外皮层的厚度为最大厚度，从而可以抑制因发泡所致的内部导体I之间的偏移、稳定地保持内部导体I彼此之间的距离。然后，发泡绝缘体2、无发泡外皮层3在冷却水槽16中被冷却，在卷绕机17中被回收。(外部导体) 作为构成可用于本实施方式的外部导体4的材料，没有特别的限定，与内部导体I同样地，可以使用以往经常使用的铜、铜合金、镀金属的铜、铝、钢等金属线材，使用这些金属线材，按照包覆发泡绝缘体2、无发泡外皮层3的方式以均匀的厚度编织而形成。另外，作为该外部导体4，也可以使用横向卷绕、金属带。(绝缘护套)作为构成可用于本实施方式的绝缘护套5的材料，只要是具有高介电强度和电绝缘性、以及高抗拉强度、良好的耐磨耗性、阻燃性等的聚合物就没有特别的限定，但优选使用例如聚氯乙烯(PVC)、聚氯乙烯配合物、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)等。〔要求特性(条件)〕(时滞及阻抗)如上所述，从传输特性方面考虑，优选本实施方式的平行型发泡同轴电缆的时滞和阻抗为3ps/m以下、且使阻抗为100 Ω。(双芯导体间距离以及导体位置偏移的容许范围)使用表I所示的材料，设计了平行型同轴电缆的构造。即，使用镀银的铜线(三州电线公司制、商品名:24么16(直径90.511111111))作为内部导体，使用高密度聚乙烯(00 公司制、商品名:6944)50质量份、低密度聚乙烯(宇部兴产公司制、商品名:B028)50质量份和成核剂(永和化成公司制、商品名=ADCA) I质量份作为发泡绝缘体2，使用高密度聚乙烯(Dow公司制、商品名=6944)作为无发泡外皮层3，并且使用铜带(15μπι厚(其中6μπι为PET))作为外部导体，按照时滞为3ps/m以下且阻抗为100 Ω的方式设计平行型同轴电缆的构造，结果如图6所示。目标双芯导体间距离为1.00mm，对传输特性不造成影响的范围内的、导体位置偏移的容许范围为±0.05mm。需要说明的是，图6中，长径(mm)和短径(mm)表示内部导体I以及由发泡绝缘体2和无发泡外皮层3构成的绝缘体整体的剖面形状的长径(mm)和短径(mm)。[表 I]
权利要求
1.一种平行型发泡同轴电缆，其具备: 一对以上的内部导体，它们并列排列、平行延伸； 发泡绝缘体，其以将所述内部导体一并包覆的方式配设，且剖面形状为椭圆型、小金币型或将多条曲线组合而成的准椭圆型； 无发泡外皮层，其以包覆所述发泡绝缘体的方式配设，其最大厚度为所述发泡绝缘体的剖面形状的长径方向的厚度，并且其最小厚度为所述发泡绝缘体的剖面形状的短径方向的厚度； 外部导体，其以包覆所述无发泡外皮层的方式配设；和 绝缘护套，其以包覆所述外部导体的方式配设， 所述无发泡外皮层的所述最大厚度为所述发泡绝缘体的长径的1%以上。
2.根据权利要求1所述的平行型发泡同轴电缆，其中，所述无发泡外皮层的所述最大厚度为所述发泡绝缘体长径的1%以上、且不到10%。
3.根据权利要求1或2所述的平行型发泡同轴电缆，其中，阻抗变化为100±3Ω以下，并且时滞为3ps/m以下。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的平行型发泡同轴电缆，其中，所述发泡绝缘体的发泡度为50 60%。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的平行型发泡同轴电缆，其中，由所述发泡绝缘体和无发泡外皮层构成的绝缘体整体的发泡度为45 60%。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的平行型发泡同轴电缆，其中，由所述发泡绝缘体和无发泡外皮层构成的绝缘体整体的直径中，长径为3.2±0.1mm、短径为1.6±0.1mm。
全文摘要
本发明提供一种能够同时实现传输速度的高速化和低时滞化的平行型发泡同轴电缆。以如下方式构成平行型发泡同轴电缆(10)，即，具备一对以上的内部导体(1)，它们并列排列、平行延伸；发泡绝缘体(2)，其以将内部导体(1)一并包覆的方式配设，且剖面形状为椭圆型、小金币型或将多条曲线组合而成的准椭圆型；无发泡外皮层(3)，其以包覆发泡绝缘体(2)的方式配设，其最大厚度为发泡绝缘体(2)的剖面形状的长径方向的厚度，并且其最小厚度为发泡绝缘体(2)的剖面形状的短径方向的厚度；外部导体(4)，其以包覆无发泡外皮层(3)的方式配设；和绝缘护套(5)，其以包覆外部导体(4)的方式配设，并且，使无发泡外皮层(3)的最大厚度为发泡绝缘体(2)的长径的1％以上。
文档编号H01B11/20GK103208336SQ20121052799
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年1月17日
发明者儿玉壮平, 加贺雅文, 中山明成 申请人:日立电线株式会社