專利名稱：屏蔽電纜、布線元件及信息裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屏蔽電纜及采用該屏蔽電纜的布線元件和信息裝置，它們適用于在具有鉸接部分的信息裝置中信號(hào)傳送，所述裝置如膝上型個(gè)人電腦、蜂窩電話和配備有液晶顯示器的攝影機(jī)。
背景技術(shù)：
對(duì)于在諸如膝上型個(gè)人電腦、蜂窩電話和攝影機(jī)的信息裝置中的信號(hào)傳送，通常在測(cè)量點(diǎn)上采用差動(dòng)信號(hào)傳送系統(tǒng)以抵抗電磁波干擾。差動(dòng)信號(hào)傳送系統(tǒng)是一種以兩個(gè)信號(hào)導(dǎo)體傳送正信號(hào)和負(fù)信號(hào)的系統(tǒng)，兩個(gè)信號(hào)之間的差值被處理為信號(hào)值。在差動(dòng)信號(hào)傳送系統(tǒng)中，由于兩個(gè)信號(hào)導(dǎo)體中的電流方向彼此相反，信號(hào)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體外部彼此抵消。兩個(gè)信號(hào)導(dǎo)體之間的距離越小，則抵消作用越有效。
對(duì)于用于上述信息裝置中的差動(dòng)信號(hào)傳送的電纜，如圖7所示的平行雙芯屏蔽電纜71是公知的。該屏蔽電纜71具有兩個(gè)平行布置的用于信號(hào)傳送的絕緣導(dǎo)線2，由整體和螺旋地纏繞在所述絕緣導(dǎo)線上的導(dǎo)線形成的第一屏蔽層75和第二屏蔽層6，以及覆蓋所述屏蔽層的鎧裝8。如果情況需要，由金屬帶等構(gòu)成的第三屏蔽層7設(shè)置在屏蔽部分75和6以及鎧裝8之間。屏蔽電纜71可以比其中屏蔽層形成有編結(jié)的導(dǎo)線的屏蔽電纜更容易制造，并且在小直徑的情況下具有成本方面的優(yōu)勢(shì)。
絕緣導(dǎo)線2的結(jié)構(gòu)是其中信號(hào)導(dǎo)體3覆蓋有含氟樹脂絕緣體4，所述信號(hào)導(dǎo)體3具有0.09mm的外徑并且由外徑均為0.03mm的七股鍍錫的銅合金線構(gòu)成，從而絕緣導(dǎo)線2的外徑為0.21±0.03mm。屏蔽層75通過以5至7mm的間距螺旋地纏繞每根外徑為0.03mm的約33至43根鍍錫的銅合金導(dǎo)線形成，所述導(dǎo)線和用于信號(hào)導(dǎo)體3的那些導(dǎo)線相同。
在電纜只具有屏蔽層75的情況，當(dāng)電纜彎曲或扭曲時(shí)，會(huì)在導(dǎo)線之間產(chǎn)生間隙，導(dǎo)致屏蔽效果不足，因而屏蔽層6形成在屏蔽層75上從而可以確保屏蔽效果。屏蔽層6通過以5至7mm的間距螺旋地纏繞38至48根導(dǎo)線形成，所述導(dǎo)線和用于屏蔽層75的導(dǎo)線相同。通常屏蔽層6是通過在與屏蔽層75的纏繞方向相反的纏繞方向上纏繞導(dǎo)線形成的。鎧裝8用纏繞在屏蔽層上的聚酯帶形成。
采用具有上述結(jié)構(gòu)的一根或多根屏蔽電纜71，在信息裝置中提供主體部分和液晶顯示器之間的布線。這種情況下，一根或多根屏蔽電纜71經(jīng)過具有用于開關(guān)顯示器的鉸接機(jī)構(gòu)的連接部分布線。
顯示器的反復(fù)開和關(guān)導(dǎo)致屏蔽層75的導(dǎo)線斷裂而且斷裂的導(dǎo)線附著到絕緣導(dǎo)線2的絕緣體4上從而斷裂的線和信號(hào)導(dǎo)體3短路。此外，在多根屏蔽電纜71被捆扎的情況下，顯示器的反復(fù)開和關(guān)導(dǎo)致信號(hào)導(dǎo)體3斷開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以防止信號(hào)導(dǎo)體斷開以及屏蔽層和信號(hào)導(dǎo)體之間短路的屏蔽電纜，并且提供具有該屏蔽電纜的布線元件和信息裝置。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種屏蔽電纜，其結(jié)構(gòu)為具有信號(hào)導(dǎo)體的一根或多根絕緣導(dǎo)線以由多個(gè)屏蔽層構(gòu)成的屏蔽導(dǎo)體覆蓋并進(jìn)一步由鎧裝覆蓋。構(gòu)成多個(gè)屏蔽層的最內(nèi)層的第一屏蔽層由多個(gè)以7mm至13mm間距螺旋地纏繞的導(dǎo)體構(gòu)成。絕緣導(dǎo)線可以是直徑不大于0.3mm的兩根絕緣導(dǎo)線，而且多個(gè)屏蔽層和鎧裝可以整體地覆蓋絕緣導(dǎo)線。
本發(fā)明另一方面提供了一種布線元件，其中捆扎有多根根據(jù)本發(fā)明的屏蔽電纜，并且連接終端部分至少設(shè)置在布線元件的一端。本發(fā)明又一個(gè)方面提供了一種信息裝置，其中根據(jù)本發(fā)明的屏蔽電纜用于通過信息裝置鉸接部分的信號(hào)布線。
下面通過參照附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明。附圖的提供只是說明的目的而不用于限制本發(fā)明的范圍。


圖1A和1B是說明根據(jù)本發(fā)明的屏蔽電纜的實(shí)施例的視圖。圖1A是橫截面視圖，而圖1B是去掉部分圓周的電纜的側(cè)視圖。
圖2A和2B是說明屏蔽層的螺距(scroll pitch)的視圖。
圖3A至3D是說明由屏蔽電纜的扭曲引起的張力狀態(tài)的視圖。圖3A和3C是側(cè)視圖，圖3B和3D是剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的布線元件的實(shí)施例的視圖。
圖5A和5B是說明屏蔽電纜的評(píng)估方法的視圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的信息裝置的實(shí)施例的視圖。
圖7是說明傳統(tǒng)平行雙芯的屏蔽電纜的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件以避免重復(fù)解釋。附圖中尺寸的比例不必要與說明相一致。
參照?qǐng)D1A和1B說明根據(jù)本發(fā)明的屏蔽電纜的實(shí)施例。一種平行雙芯的屏蔽電纜1具有兩根平行布置的用于信號(hào)傳輸?shù)慕^緣導(dǎo)線2和整體覆蓋兩根絕緣導(dǎo)線2外部的屏蔽導(dǎo)體。屏蔽導(dǎo)體由至少具有第一屏蔽層5和第二屏蔽層6的多個(gè)屏蔽層構(gòu)成，所述屏蔽層由分別螺旋地纏繞的多根導(dǎo)線5a和6a構(gòu)成。此外，如果情況需要，可以提供由金屬帶等構(gòu)成的第三屏蔽層7。鎧裝8設(shè)置在屏蔽導(dǎo)體最外表面上從而保護(hù)屏蔽層及其內(nèi)部的電纜部分。
絕緣導(dǎo)線2例如具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中信號(hào)導(dǎo)體3具有約0.09mm的直徑并且由各股直徑均為0.03mm的七股鍍錫的銅合金線構(gòu)成，該信號(hào)導(dǎo)體3覆蓋有諸如含氟樹脂或者聚乙烯的絕緣體4從而外徑變成小于等于0.3mm。第一屏蔽層5由約33至43根導(dǎo)線5a構(gòu)成，這些導(dǎo)線例如和用于信號(hào)導(dǎo)體3的導(dǎo)線相同并且右向(左手鋪設(shè))螺旋地纏繞。這里，屏蔽層的導(dǎo)線可以右手鋪設(shè)或者左手鋪設(shè)，一個(gè)纏繞方向被稱作相對(duì)于另一個(gè)纏繞方向的相反纏繞方向。
在屏蔽層5上，形成有第二屏蔽層6以防止當(dāng)電纜彎曲或者扭曲時(shí)在導(dǎo)線之間產(chǎn)生能引起屏蔽效果不足的間隙。屏蔽層6由和用于屏蔽層5的導(dǎo)線相同的38至46根導(dǎo)線構(gòu)成并且相對(duì)于屏蔽層5以相反方向螺旋地纏繞。導(dǎo)線6a的數(shù)量增加到某一程度，因?yàn)槠帘螌?的直徑大于屏蔽層5的直徑。通過在與屏蔽層5相反方向上纏繞第二屏蔽層，可以防止屏蔽層5的混亂并可以減少由于電纜彎曲導(dǎo)致間隙或卷曲的發(fā)生。導(dǎo)線5a和6a的數(shù)量可以根據(jù)絕緣導(dǎo)線2的外徑而增加或者減少。
第三屏蔽層由纏繞的金屬箔帶構(gòu)成，例如鋁-聚乙烯對(duì)苯二酸鹽(PET)帶或者銅蒸發(fā)的PET帶(copper-evaporated PET tape)。第三屏蔽層沒有間隙的完全圍繞著絕緣導(dǎo)線2的外周，從而可以實(shí)現(xiàn)徹底屏蔽。在屏蔽導(dǎo)體上纏繞一條聚酯帶形成鎧裝8以保護(hù)屏蔽導(dǎo)體并且確保平行雙芯的屏蔽電纜的機(jī)械強(qiáng)度。
圖2A和2B是說明屏蔽層5和6的螺距的視圖。螺距的定義是形成屏蔽層的導(dǎo)線5a或6a在絕緣導(dǎo)線2上纏繞一匝的縱向距離。圖2A示出了具有螺距PS＝6±1mm的右手鋪設(shè)的示例。圖2B示出了具有螺距PL＝10±3mm的左手鋪設(shè)的示例。
如下文所述，本發(fā)明人澄清了斷開或短路的發(fā)生與構(gòu)成屏蔽導(dǎo)體的第一屏蔽層和第二屏蔽層的螺距之間的關(guān)系。當(dāng)屏蔽層形成有小的螺距時(shí)，由于導(dǎo)線5a和6a的纏繞角度θ小，所以纏繞形式可以穩(wěn)定并且屏蔽效果可以提高。但是，如圖3A和3B所示，當(dāng)捆扎有電纜系繩(cable tie)10等的多根屏蔽電纜1在裝置中扭曲時(shí)，例如處于S位置的屏蔽電纜1移動(dòng)到T位置從而產(chǎn)生拉力。這種情況下，如果第一屏蔽層5的纏繞角度θ小，則拉力集中在內(nèi)部信號(hào)導(dǎo)體3上并因而由于沿著屏蔽層5縱向上的高膨脹和收縮性能導(dǎo)致易于發(fā)生斷開。
此外，如果屏蔽電纜1以屏蔽層5的纏繞變得松散的方式扭曲時(shí)，屏蔽層6的纏繞將變緊。這種情況下，如果松散的屏蔽層5與屏蔽層6緊緊地束縛在一起，則屏蔽層5就會(huì)毀壞和斷裂。如果具有斷裂的屏蔽層5的屏蔽電纜1反復(fù)扭曲，則斷裂的導(dǎo)線粘附到絕緣導(dǎo)線2的絕緣體4上促進(jìn)在信號(hào)導(dǎo)體3和屏蔽層之間發(fā)生短路。
當(dāng)屏蔽層形成有大的螺距時(shí)，導(dǎo)線5a和6a的纏繞角度θ變大。這種情況下，當(dāng)屏蔽電纜1彎曲時(shí)，導(dǎo)線5a和6a易于陷于混亂，降低了屏蔽效果。但是在這種情況下，由于沿著縱向的膨脹和收縮性能降低，當(dāng)拉力作用到屏蔽電纜1上時(shí)，施加到信號(hào)導(dǎo)體3上的拉力的一部分可被屏蔽層5分擔(dān)，因而可以減少信號(hào)導(dǎo)體3的斷開。此外，當(dāng)屏蔽電纜1在使得導(dǎo)線5a的纏繞變得松散的方向上扭曲時(shí)，松散的程度相對(duì)較小，因而盡管第一屏蔽層由第二屏蔽層6緊緊束縛，導(dǎo)線5a的斷開也會(huì)減少并且很少發(fā)生短路。
根據(jù)本發(fā)明，如圖1B所示，至少位于內(nèi)側(cè)的第一屏蔽層5形成有7-13mm的間距。第二屏蔽層6形成的間距等于或小于第一屏蔽層5的間距。導(dǎo)線在第一屏蔽層5和第二屏蔽層6中的纏繞方向可以彼此相同或不同。
在傳統(tǒng)的屏蔽電纜中，第一屏蔽層5的間距和第二屏蔽層6的間距之差通常較小或至多約為6±1mm，因而由于屏蔽層5的斷裂和信號(hào)導(dǎo)體3的斷開導(dǎo)致的短路易于發(fā)生。在本發(fā)明中，至少通過使位于內(nèi)側(cè)的第一屏蔽層形成有7-13mm的間距，可以減少信號(hào)導(dǎo)體3的斷開及屏蔽層5和信號(hào)導(dǎo)體3之間的短路中斷。
盡管與間距被設(shè)定成5-7mm的情況相比，將第一屏蔽層的螺距設(shè)定成7-13mm的纏繞在一定程度上是不穩(wěn)定的，但是基本上不成問題，因?yàn)槠帘螌?的混亂可以通過在與第一屏蔽層相反方向上纏繞第二屏蔽層而被防止。即使第二屏蔽層6在同一方向上纏繞，第一屏蔽層5的混亂也可以通過以間距不超過屏蔽層5的間距來纏繞屏蔽層6而得以抑制。此外，可以設(shè)置由金屬箔構(gòu)成的第三屏蔽層7。這種情況下，由于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)屏蔽效果，所以盡管屏蔽層5形成有7-13mm的間距，屏蔽效果也不會(huì)降低。如果間距不小于13mm，則纏繞將變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致生產(chǎn)上的困難。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的布線元件的實(shí)施例的視圖。布線元件11具有可有利于布線的預(yù)形成的尺寸和形狀并且配備有多根根據(jù)本發(fā)明的平行雙芯屏蔽電纜1，至少其一端設(shè)置有連接終端部分14(其中電纜1以預(yù)定間距布置在平面上，而且在某些情況下除去了預(yù)定長(zhǎng)度的其絕緣涂層)用于與信息裝置中的連接終端相連接。布線元件可以具有屏蔽電纜1和另一電纜例如共軸信號(hào)電纜結(jié)合使用的結(jié)構(gòu)。
在布線元件11中，多個(gè)平行雙芯屏蔽電纜1可以具有與電纜系繩10重疊的捆扎的電纜部分12，例如，還可以在鄰近連接終端部分14處具有其中多根平行雙芯屏蔽電纜1布置成一直線以形成所需帶狀的帶狀排列部分13。連接終端部分14可以包括電連接器或者被處理成(例如，通過屏蔽導(dǎo)體的處理和接地連接的處理)具有能允許與電連接器或連接終端容易連接的終端形狀。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的信息裝置的實(shí)施例的視圖。膝上型私人電腦61由主體部分61和顯示器62構(gòu)成并且均連接有鉸鏈64。在主體部分61中包括未示出的主板，而且顯示器62包括液晶面板65。主板和液晶面板65通過延伸經(jīng)過鉸接部分64的布線元件66而連接。
(示例)為了證實(shí)本發(fā)明的效果，借助圖5A和5B所示的方法進(jìn)行評(píng)估。作為評(píng)估樣本，使用了圖4所示的具有九根屏蔽電纜1的布線元件11。布線元件11的捆扎的電纜部分12如圖5所示彎曲，并且其一端側(cè)固定有夾子15，鄰近帶形排列部分13的另一端側(cè)扭曲180度，從而在捆扎的電纜部分12的預(yù)定長(zhǎng)度上引發(fā)180度扭曲。在評(píng)估中，測(cè)量在絕緣導(dǎo)線的任一根信號(hào)導(dǎo)體(2×9根導(dǎo)線)斷裂之前的扭曲數(shù)目和在第一屏蔽層和信號(hào)導(dǎo)體形成短路之前的扭曲數(shù)目。這里，在一個(gè)扭曲表示從0度到180度和從180度到0度的一個(gè)扭曲循環(huán)的定義下來確定扭曲數(shù)目。
用于這種評(píng)估的平行雙芯屏蔽電纜具有兩根絕緣導(dǎo)線，每個(gè)導(dǎo)線由外徑為0.09mm的信號(hào)導(dǎo)體構(gòu)成，每個(gè)信號(hào)導(dǎo)體由七股外徑為0.03mm的鍍錫的銅合金線制成，并且每根絕緣導(dǎo)線通過用含氟樹脂覆蓋信號(hào)導(dǎo)體而制成從而絕緣導(dǎo)線的外徑為0.21±0.03mm。第一屏蔽層通過纏繞每一根都具有0.03mm外徑的38根鍍錫的銅合金導(dǎo)線形成，而第二屏蔽層由和第一屏蔽層相同類型的43根導(dǎo)線形成。第一和第二屏蔽層形成有如表1所示在纏繞方向和螺距方面不同的四種狀態(tài)。第三屏蔽層通過右手鋪設(shè)重疊銅蒸發(fā)的聚酯帶形成，而鎧裝通過右手鋪設(shè)重疊聚酯帶形成。
利用屏蔽電纜，采用圖5A和5B所示的方法測(cè)量在任一根信號(hào)導(dǎo)體斷裂之前的扭曲數(shù)目和在第一屏蔽層和信號(hào)導(dǎo)體形成短路之前的扭曲數(shù)目。結(jié)果示于表I中。
表I

從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，通過將最內(nèi)的第一屏蔽層的螺距設(shè)定得大于比較例的螺距，可以使任一根信號(hào)導(dǎo)體斷裂之前的扭曲數(shù)目不小于比較例中的兩倍。還發(fā)現(xiàn)在第一屏蔽層和信號(hào)導(dǎo)體之間發(fā)生短路之前的扭曲數(shù)目可以不小于比較例中的八倍。此外，發(fā)現(xiàn)第二屏蔽層的螺距和扭曲方向的改變幾乎不影響斷開和短路的發(fā)生。
2002年7月31日提交的日本專利申請(qǐng)No.2002-223811的包括說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要在內(nèi)的全部公開內(nèi)容整體結(jié)合在此以作參考。
工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明的屏蔽電纜優(yōu)選用于經(jīng)過具有用作液晶顯示器的開關(guān)機(jī)構(gòu)的鉸接部分的信息裝置中的鉸接部分鋪設(shè)的布線。特別是近來，信息裝置的主體部分和液晶顯示器的可靠性及壽命提高，同時(shí)性能衰退下降。因此，由于電纜斷開及由于鉸接部分扭曲造成的短路引起的性能衰退苦惱著用戶。由此，具有鉸接部分的信息裝置的可靠性可以通過使用本發(fā)明的屏蔽電纜而進(jìn)一步提高。通過利用諸如圖4所示的布線元件也可以實(shí)現(xiàn)同一目的。
權(quán)利要求
1.一種屏蔽電纜，包括用屏蔽導(dǎo)體和鎧裝覆蓋的一根或多根絕緣導(dǎo)線，所述一根或多根絕緣導(dǎo)線中的每一根包括由絕緣體覆蓋的信號(hào)導(dǎo)體，所述屏蔽導(dǎo)體由多個(gè)屏蔽層構(gòu)成，其中構(gòu)成所述多個(gè)屏蔽層的最內(nèi)層的第一屏蔽層由多個(gè)以7至13mm間距螺旋地纏繞的導(dǎo)體構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的屏蔽電纜，其中所述一根或多根絕緣導(dǎo)線是兩根直徑不超過0.3mm的絕緣導(dǎo)線，而且所述鎧裝和所述多個(gè)屏蔽層整體地覆蓋所述絕緣導(dǎo)線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的屏蔽電纜，其中第二屏蔽層通過在所述第一屏蔽層上以相對(duì)于所述第一屏蔽層的纏繞方向相反的纏繞方向螺旋地纏繞多個(gè)導(dǎo)體而形成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的屏蔽電纜，其中第二屏蔽層通過在所述第一屏蔽層上以與所述第一屏蔽層纏繞方向相同的纏繞方向螺旋地纏繞多個(gè)導(dǎo)體而形成。
5.如權(quán)利要求3或4所述的屏蔽電纜，其中所述第二屏蔽層的螺距不大于所述第一屏蔽層的螺距。
6.一種布線元件，其中捆扎了多根如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的屏蔽電纜，而且一連接終端部分至少設(shè)置在所述布線元件的一端。
7.一種具有如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的屏蔽電纜的信息裝置，所述屏蔽電纜用于通過所述信息裝置鉸接部分的信號(hào)布線。
8.一種具有如權(quán)利要求6所述的布線元件的信息裝置，所述布線元件用于通過所述信息裝置鉸接部分的信號(hào)布線。
全文摘要
一種屏蔽電纜，可以防止屏蔽層和信號(hào)導(dǎo)體之間的短路及信號(hào)導(dǎo)體的斷開，由于扭曲導(dǎo)致的屏蔽層的纏繞松散度降低；以及采用該屏蔽電纜的一種布線元件及一種信息裝置。扭曲的導(dǎo)體覆蓋有絕緣體以形成外徑小于等于0.3mm的絕緣導(dǎo)線。屏蔽電纜的絕緣導(dǎo)線覆蓋有屏蔽導(dǎo)體和鎧裝。屏蔽導(dǎo)體由屏蔽層形成，屏蔽層的最內(nèi)的第一層通過以7－13mm的纏繞間距螺旋地纏繞導(dǎo)體而形成。一根屏蔽電纜可以包含兩根絕緣導(dǎo)線。
文檔編號(hào)H01B11/00GK1669096SQ03816519
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者高橋宏和, 佐伯省二, 橫井清則 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社