CN107833693A

CN107833693A - 平行对线缆

Info

Publication number: CN107833693A
Application number: CN201710833557.7A
Authority: CN
Inventors: 小林优斗
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2018-03-23
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: US20180075948A1; CN107833693B; US10366811B2

Abstract

本发明涉及一种平行对线缆，其包括：一对绝缘线，其布置为彼此接触、彼此平行且不扭绞；第一树脂带，其缠绕在所述一对绝缘线的周围；以及屏蔽带，其纵向地折叠在所述第一树脂带的外部并且包括金属层。

Description

平行对线缆

技术领域

本发明涉及平行对线缆。

背景技术

已知这样的平行对线缆：其具有缠绕在彼此平行布置的一对绝缘线的周围的导电屏蔽带以及缠绕在该屏蔽带的外部的绝缘带(例如，见专利文献1和2)。

[专利文献1]日本专利申请公开No.2002-319319

[专利文献2]美国专利No.7,790,981

在通过这种平行对线缆传输不同信号时，当导电屏蔽带与信号线(诸如绝缘线等)之间的距离沿线缆的长度波动时，存在这样的风险：导电屏蔽带对信号线的屏蔽效果变得不稳定，并且因此共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号增大。

发明内容

本发明的示例性实施例提供这样的平行对线缆：在传输不同信号时，可以使共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号减小。

根据示例性实施例的平行对线缆，包括：

一对绝缘线，其布置为彼此接触、彼此平行且不扭绞；

第一树脂带，其缠绕在所述一对绝缘线的周围；以及

屏蔽带，其纵向地折叠在所述第一树脂带的外部并且包括金属层。

根据上述发明，在传输不同信号时，可以使共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号减小。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的平行对线缆的构造的透视图。

图2是沿垂直于图1中的平行对线缆的纵向截取的剖视图。

图3是沿垂直于另一平行对线缆的纵向截取的剖视图。

图4是示出根据第二实施例的平行对线缆的另一构造的透视图。

图5是沿垂直于图4中的平行对线缆的纵向截取的剖视图。

具体实施方式

(本发明实施例的描述)

首先，在下文中列出并描述本发明的实施例。

(1)根据本发明的示例性实施例的平行对线缆，包括：

一对绝缘线，其布置为彼此接触、彼此平行且不扭绞；

第一树脂带，其缠绕在一对绝缘线的周围；以及

屏蔽带，其包括纵向地折叠在第一树脂带的外部并且包括金属层。

根据以上构造，使用第一树脂带对布置为彼此接触且平行的一对绝缘线进行缠绕，从而使两个绝缘线的相对于彼此的位置被可靠地固定。另外，由于屏蔽带纵向地折叠在第一树脂带的外部，因此与成螺旋形地缠绕屏蔽带的情况相比，获得了良好的电性能。“纵向地折叠”意为屏蔽带的边缘沿纵向径直地延伸(如同卷烟纸那样)。结果，可以使屏蔽带对绝缘线(信号线)的屏蔽效果稳定化，并且可以使共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号减小。

(2)平行对线缆可以包括：

加蔽线，其在屏蔽带的外部，

其中，加蔽线布置为与屏蔽带的金属层电接触。

由于加蔽线设置在屏蔽带的外部，因此屏蔽带的内部不存在加蔽线，并且由此屏蔽带可以与其内部的第一树脂带无间隙地紧密接触。

(3)平行对线缆可以包括：

护套层，其设置在屏蔽带和加蔽线的周围。

通过设置护套层，可以使屏蔽带电绝缘。并且，可以将线缆构造为免受外部的污染并且还具有防水性。

(4)平行对线缆可以包括：

导电带，其螺旋状地缠绕在屏蔽带的外部；

其中，加蔽线布置在导电带的外部，使得加蔽线电连接至导电带和屏蔽带；

护套层设置在导电带和加蔽线的周围。

由于导电带螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)在屏蔽带的外周，因此在屏蔽带上生成的折痕较少，并且还较少发生屏蔽带对绝缘线(信号线)的屏蔽效果的不均匀。

结果，可以使共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号减小，并且还可以减小共模的输出量的不均匀性。

(5)护套层可以是通过将第二树脂带缠绕在屏蔽带和加蔽线的周围而形成的层。

由于缠绕了第二树脂带，因此屏蔽带和加蔽线可以彼此可靠地电连接。

(6)第二树脂带的缠绕方向可以与第一树脂带的缠绕方向相反。

由于形成护套层的第二树脂带沿与第一树脂带的缠绕方向相反的方向缠绕，因此，可以使绝缘线难以扭绞。

[本发明的实施例的细节]

现在，将参考附图对根据本发明的实施例的平行对线缆的各个详细实例进行描述。

同时，本发明不限于这些实例，而是旨在由所附权利要求来限定，并且还包括落入与权利要求等同的含义和范围内的全部变型。

(第一实施例)

如图1和图2所示，根据第一实施例的平行对线缆1包括布置为彼此接触且平行的一对绝缘线2。两个绝缘线不扭绞。第一树脂带3缠绕在该对绝缘线2的周围。平行对线缆1包括：屏蔽带4，其包裹(纵向地折叠)在第一树脂带3的外部；加蔽线5，其布置在屏蔽带4的外部；以及护套层6，其设置在屏蔽带4和加蔽线5的周围。

绝缘线2中的每一个由设置在其中央处的信号导体21以及覆盖在信号导体21的周围的绝缘体22构成。信号导体21例如是由诸如铜或铝等导体、或者镀敷有锡、银等的导体形成的单个导线或绞合线。用于信号导体21的导体的尺寸在根据AWG(美国电线规格)标准表示时例如为AWG38至AWG22。绝缘体22由例如聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、氟树脂等形成。绝缘线2的外径例如为约0.3mm至3.0mm，并且例如在采用AWG30的信号导体21的情况下为约0.9mm。

第一树脂带3由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)等树脂带形成。优选地将粘合剂涂布于第一树脂带3的一个表面。涂布有粘合剂的表面可以是与该对绝缘线2接触的内表面或者是不与该对绝缘线2接触的外表面。已缠绕的第一树脂带由于第一树脂带的重叠部分借助粘合剂彼此固定而保持缠绕形状(包裹形状)。优选地，第一树脂带3螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)在该对绝缘线2的周围。螺旋状缠绕的第一树脂带3被缠绕为使得所缠绕的带的一部分彼此重叠。第一树脂带3的厚度例如为约4μm至50μm。

树脂带3成螺旋形缠绕，因而两个信号导体的中心线布置为几乎在平面上平行。当两个绝缘线仅仅布置为彼此平行且接触时，每个绝缘线蜿曲，并且每个绝缘线的中心线不会变成理想的直线而是在假想平面上起伏。当将树脂带缠绕在绝缘线上时，将绝缘线保持为几乎成直线并且绝缘线的中心线较少蜿曲。因此，线缆的特性阻抗几乎不沿纵向波动。换言之，改进了线缆的传输特性。

屏蔽带4由例如这样的金属层树脂带形成：将诸如铜或铝等金属层4a粘附或沉积在诸如PET等树脂带上。屏蔽带4的厚度例如为约10μm至50μm，并且金属层4a的厚度例如为约0.1μm至20μm。作为选择，可以采用例如金属箔或将金属带粘合在树脂带的两个表面上的金属层树脂带作为屏蔽带4。屏蔽带4纵向地折叠在第一树脂带3的外部。纵向折叠的屏蔽带4优选地构造为：粘合剂涂布在屏蔽带4的一些部分上以便所述部分彼此重叠。重叠部分利用粘合剂彼此固定，并且由此保持包裹形状。另外，屏蔽带4可以包裹为使得金属层4a布置在外侧。

加蔽线可以沿绝缘线2布置。例如，两个加蔽线5如图2所示地布置为关于绝缘线2双侧对称。加蔽线5布置在与两个导体的中心线相交的线上，并且加蔽线5布置在屏蔽带4与第二树脂带6a之间。在图2的实例中，优选地，每个加蔽线5的中心点5c和每个信号导体21的中心点21c可以布置为位于一条直线(直线C)上。作为选择，可以仅采用一个加蔽线5。加蔽线5设置为与布置在屏蔽带4的外侧的金属层4a电接触。加蔽线5的外径例如为约0.08mm至约0.8mm。

如图3所示，加蔽线可以竖直地布置，并且在其间夹置两个绝缘线2彼此接触的接触部分25。在图3中，第二树脂带6螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)在屏蔽带4和加蔽线5的周围。与两个加蔽线5的中心点5c相交的线55穿过两个绝缘线2的接触部分25。屏蔽带4的金属层4a和每个加蔽线5布置为使得金属层4a与加蔽线5彼此接触。在如图3所示金属层4a布置在屏蔽带4的外侧的情况下，加蔽线5布置在屏蔽带4与第二树脂带6之间。在金属层4a布置在屏蔽带4的内侧的情况下，加蔽线5布置在第一树脂带3与屏蔽带4之间。

护套层6是通过缠绕诸如PET或PVC等树脂带而形成的绝缘层。护套层6形成为具有多个层，并且在本实例中，具有包括第二树脂带6a和6b的两个层。第二树脂带6a、6b的厚度例如为约4μm至50μm。作为选择，护套层6可以仅具有一个层。优选地，第二树脂带6a、6b螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)在屏蔽带4和加蔽线5的周围。在本实例中，缠绕第二树脂带6a或6b的缠绕方向与第一树脂带3的缠绕方向相反。第二树脂带6a、6b中的每一个的缠绕方向可以彼此相反，并且因此第二树脂带中的一个可以沿与第一树脂带的缠绕方向相同的方向缠绕。例如，当护套层6形成为具有两个层时，可以在第二树脂带中的一个树脂带6a(或6b)的一个表面上涂布粘合剂，从而增强层与层之间的粘合强度。为了在平行对线缆1上作标记，可以在层与层之间放置着色带。作为选择，护套层6可以通过对诸如聚乙烯、聚氯乙烯或氟聚合物等热塑性树脂进行挤出成型而形成。

根据如上文所述而构造的平行对线缆1，使用第一树脂带3对布置为彼此接触且平行并且不扭绞的一对绝缘线2进行缠绕，从而可靠地固定两个绝缘线2的相对于彼此的位置。当第一树脂带3螺旋状地缠绕在绝缘线2的周围时，与纵向地折叠的情况相比，即使当线缆弯曲时在带与绝缘线之间也较少地产生间隙。

另外，由于粘合剂涂布在第一树脂带3的一个表面上，因此螺旋状缠绕的第一树脂带3在其重叠部分中粘合在其自身上，从而确保第一树脂带3被固定缠绕而不松开。另外，当粘合剂涂布于第一树脂带3的内表面时，粘合剂在第一树脂带3缠绕在两个绝缘线2上时与两个绝缘线2直接接触，从而确保第一树脂带3被进一步牢固地固定。另外，当粘合剂涂布于第一树脂带3的外表面时，包裹在第一树脂带3的外部的屏蔽带4被粘合剂粘合于第一树脂带3，并且因此屏蔽带间接地4粘合于绝缘线2，从而通过屏蔽带4固定绝缘线2。绝缘线2和屏蔽带4的相对位置在纵向上是固定的。

此外，由于屏蔽带4纵向地折叠在第一树脂带3的外部，因此与成螺旋形地缠绕屏蔽带的情况相比可以得到增强的电性能(即，当通过线缆传输高频信号时，不存在在特定高频处信号的衰减突然增大的情况)。另外，由于屏蔽带4包裹为使得金属层4a布置在外部(外侧)，并且加蔽线5设置在屏蔽带4的外部，因此屏蔽带4内部不存在加蔽线5，并且由此屏蔽带4的内表面可以与屏蔽带4内部的第一树脂带3紧密接触而在屏蔽带4的内表面与第一树脂带3之间不存在间隙。

假定加蔽线5布置在屏蔽带4的内部，则屏蔽带4的内侧在加蔽线5所处的部位处具有凸状形状，并且该部位不(经由第一树脂带3)与绝缘线2紧密接触。相反地，根据本实施例，由于加蔽线5布置在屏蔽带4的外部，因此不存在凸状部位，并且由此屏蔽带4与绝缘线2(经由第一树脂带3)紧密接触的程度更好。因此，可以使屏蔽带4内部的介电常数稳定化，从而减小平行对线缆1的插入损耗。另外，当两个加蔽线5如图2所示双侧对称布置时，绝缘线2中的每一个由于来自对应的加蔽线5的压力而被对称地挤压。因此，平行对线缆1不会变为非对称的。因此，进一步增加了屏蔽带4内部的介电常数的稳定性。结果，可以使屏蔽带4对绝缘线(信号线)2的屏蔽效果稳定化，并且可以使共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号减小。

此外，通过在屏蔽带4和加蔽线5的周围设置护套层6(第二树脂带6a、6b)，可以使屏蔽带4电绝缘并且还可以使线缆构造为受到保护且具有防水性。另外，由于缠绕了第二树脂带6a、6b，因此屏蔽带4的金属层4a与布置在屏蔽带4外部的加蔽线5在平行对线缆1的整个长度上彼此可靠地电接触。两个加蔽线5可以关于绝缘线2处于对称位置。因此，绝缘线2的绝缘体22受到同样的挤压并且由此避免了变得不对称，从而使屏蔽带(shield)内部的介电常数稳定化。优选地，第二树脂带螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)。当第二树脂带6a、6b中的至少一个沿与第一树脂带3的缠绕方向相反的方向缠绕时，可以解除施加在平行对线缆上的扭绞。

(第二实施例)

如图4和图5所示，第二实施例的平行对线缆1A包括位于屏蔽带4与加蔽线5之间的导电带7。平行对线缆1A的除导电带7以外的部件与根据如上文所述的第一实施例的平行对线缆1的部件相同。因此，将以相同附图标记表示相同部件，并且将省略其详细描述。

导电带7螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)在屏蔽带4的外周。导电带7由粘合在带状树脂(例如，PET)7a的两个表面上的带状金属(例如，铜或铝)7b、7c构成。作为选择，可以在带状树脂7a的任一表面上沉积这样的金属，以代替使用带状金属7b或7c。

以导电带7与其自身部分地重叠的方式缠绕导电带7。因此，在导电带7的彼此重叠的部分中，导电带7的内表面上的带状金属7b与导电带7的外表面上带状金属7c接触。金属7b具有0.01μm至50μm的厚度，并且可以通过在带状树脂7a上沉积金属或在带状树脂7a上粘合金属箔来提供。导电带7具有2mm至10mm的宽度以及12μm至70μm的厚度。另外，导电带7具有1mm至10mm的缠绕节距(pitch)，并且由此，以如上文所述的导电带7与其自身部分地重叠的方式，导电带7以小于导电带7的宽度的节距进行缠绕。因此，带状金属7b和7c彼此电连接。另外，在图4的实例中，导电带7的缠绕方向与第一树脂带3的缠绕方向相同，但作为选择导电带7的缠绕方向可以与第一树脂带3的缠绕方向相反。

此外，导电带7具有涂布在导电带7的内侧表面上的带状金属7b的表面上的例如斑马纹形状或圆点花样形状的粘合剂，并且由此导电带7的未涂布粘合剂的部分与屏蔽带4接触。因此，屏蔽带4的金属层4a与带状金属7b彼此电连接。

此外，在根据第二实施例的平行对线缆1A中，加蔽线5纵向地布置在导电带7与第二树脂带6a之间，并且加蔽线5与导电带7的外表面上的带状金属7c电接触。同时，第二树脂带的数量可以是一个而不是两个。如上文所述，由于带状金属7b和7c彼此电连接，因此屏蔽带4的金属层4a与导电带7的外表面上的带状金属7c也彼此电连接。结果，平行对线缆1A中的屏蔽带4与加蔽线5彼此电连接。加蔽线的位置不限于图5所示的位置。例如，加蔽线可以位于从图5中的位置围绕两个绝缘线彼此接触的接触部分旋转90°的位置处，使得加蔽线在与屏蔽带4接触的同时分别布置在屏蔽带4的上下两侧。

根据第二实施例的平行对线缆1A，导电带7螺旋状地缠绕(成螺旋形地缠绕)在屏蔽带4的外周。因此在屏蔽带4上较少生成折痕，并且还较少发生屏蔽带4对绝缘线(信号线)2的屏蔽效果的不均匀性。结果，可以使共模的输出量(Scd21)相对于差模的输入信号减小，并且还可以减小共模的输出量的不均匀性。

[实例]

将对根据实例和比较例的平行对线缆中的模式转换量(Scd21)的分析结果进行描述。

同时，Scd21意为从端口1到端口2的差模-共模转换量，并且是混合模式S参数之一。在USB线缆(例如，USB3.0)的符合性试验中，Scd21值被设定为-20dB/m以下。

在以下分析中，当20Ghz以上的高频信号传输通过具有3m长的平行对线缆时，当Scd21值的最大值为-20dB/m以下时线缆被评价为良好，并且当Scd21值的最大值为-25dB/m以下时线缆被评价为优秀。另外，当Scd21值的最大值高于-20dB/m时，线缆被评价为差。

(实例1)

实例1的平行对线缆具有根据图2所示的第一实施例的构造，并且按如下方法制造。

采用均具有AWG30的信号导体21和0.96mm的直径并且布置为彼此平行的两个绝缘线2。如图1所示那样，围绕绝缘线2沿逆时针方向螺旋状地缠绕具有12μm的厚度的第一树脂带3(粘合剂涂布在第一树脂带3的内表面)，然后，如图1所示那样，将作为具有由铜制成的金属层4a(厚度为8μm)的金属树脂带(厚度为21μm)的屏蔽带4以金属层4a布置在外侧的方式纵向地折叠在第一树脂带3的外部。在屏蔽带4外部、绝缘线2的两个侧向侧上，分别沿纵向径直地布置两个加蔽线5(如图2所示)。然后，如图1所示那样，将第二树脂带6a(12μm的厚度)和6b(12μm的厚度)的两个层以两个层都沿顺时针方向缠绕的方式螺旋状地缠绕在屏蔽带4和加蔽线5的周围，从而形成护套层6。

具有上述构造的实例1的平行对线缆制备为具有3m的长度，并且使高于20GHz的高频信号传输通过该平行对线缆。然后，测量Scd21。

结果，Scd21值的最大值为-25dB/3m以下(相对于所测量长度的值)，并且因此实例1的平行对线缆的质量被评价为优秀。

(实例2)

实例2的平行对线缆具有根据图2所示的第一实施例的构造，并且按如下方法制造。

绝缘线2具有与实例1的绝缘线2相同的构造。第一树脂带3(与实例1的第一树脂带3相同)以沿与图1的缠绕方向相反的顺时针方向缠绕的方式螺旋状地缠绕在绝缘线2的周围，并且粘合剂布置在外侧。屏蔽带4和加蔽线5与实例1的屏蔽带4和加蔽线5构造相同。然后，第二树脂带6a、6b(护套层6)的两个层以两个层都沿与图1的缠绕方向相反的逆时针方向缠绕的方式螺旋状地缠绕在屏蔽带4和加蔽线5的周围。同时，每个部件的直径和厚度与实例1相同。

具有上述构造的实例2的平行对线缆制备为具有3m的长度，并且然后使高于20GHz的高频信号传输通过该平行对线缆。然后，测量Scd21。

分析的结果是，Scd21值的最大值为-25dB/3m以下，并且因此实例2的平行对线缆的质量被评价为优秀。

(实例3)

实例3的平行对线缆除护套层6外具有根据图2所示的第一实施例的构造，并且按如下方法制造。

护套层6是通过对聚氯乙烯进行挤出成型而形成的(护套层6的厚度为24μm)。以与制造实例1的部件相同的方式制造其它部件。同时，除了护套层6的厚度外，每个部件的直径和厚度与实例1相同。

具有上述构造的实例3的平行对线缆制备为具有3m的长度，并且使高于20GHz的高频信号传输通过平行对线缆。然后，实施对Scd21的分析。

分析的结果是，Scd21值的最大值为-20dB/3m以下，并且因此实例3的平行对线缆的质量被评价为良好。

(实例4)

实例4的平行对线缆具有根据图5所示的第二实施例的构造，并且按如下方法制造。

实例4的平行对线缆除了导电带7外具有与实例1的平行对线缆相同的构造。采用将具有10μm的厚度的带状金属(铜)7b、7c粘合在具有10mm的宽度和12μm的厚度的带状树脂(PET)7a的两侧表面上的带作为导电带7。导电带7沿逆时针方向(与第一树脂带3的缠绕方向相同的方向)以5mm的缠绕节距螺旋状地缠绕在屏蔽带4的外周。

具有上述构造的实例4的平行对线缆制备为具有3m的长度，并且然后使1至20GHz的高频信号传输通过平行对线缆。然后，测量Scd21。

接着，实施这样的合格判断：将Scd21的最大值在-30dB/3m以下的情况判断为合格。结果，实例4的十个平行对线缆全部合格。另外，为了比较，还可以对实例1实施合格判断，结果，十个平行对线缆中的七个合格。

(比较例1)

比较例1的平行对线缆具有在绝缘线2的周围未设置(未缠绕)第一树脂带3的构造。以与制造实例1的部件相同的方式制造其它部件。

具有上述构造的比较例1的平行对线缆制备为具有3m的长度，并且使高于20GHz的高频信号传输通过平行对线缆。然后，如上文所述实施对Scd21的分析。

分析的结果是，Scd21值的最大值高于-20dB/3m，并且因此比较例1的平行对线缆的质量被评价为差。

在上文中，已参考具体实施例对本发明进行详细描述。然而，本领域的技术人员将理解的是，在不背离本发明的要旨和范围的情况下可以作出各种变化和修改。另外，如上文所述的部件的数量、位置、形状等不限于前述实施例，而可以改变为适于实施本发明的任何数量、位置、形状等。

Claims

1.一种平行对线缆，包括：

一对绝缘线，其布置为彼此接触、彼此平行且不扭绞；

第一树脂带，其缠绕在所述一对绝缘线的周围；以及

2.根据权利要求1所述的平行对线缆，还包括：

加蔽线，其在所述屏蔽带的外部，

其中，所述加蔽线布置为与所述屏蔽带的所述金属层电接触。

3.根据权利要求2所述的平行对线缆，还包括：

护套层，其设置在所述屏蔽带和所述加蔽线的周围。

4.根据权利要求3所述的平行对线缆，还包括：

导电带，其螺旋状地缠绕在所述屏蔽带的外部，

其中，所述加蔽线布置在所述导电带的外部，使得所述加蔽线电连接至所述导电带和所述屏蔽带；并且

所述护套层设置在所述导电带和所述加蔽线的周围。

5.根据权利要求3或4所述的平行对线缆，其中，所述护套层是通过将第二树脂带缠绕在所述屏蔽带和所述加蔽线的周围而形成的层。

6.根据权利要求5所述的平行对线缆，其中，所述第二树脂带的缠绕方向与所述第一树脂带的缠绕方向相反。