JP2010092805A - 差動伝送押出フラットケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 伝送特性を要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めることのできる差動伝送押出フラットケーブルを得る。
【解決手段】 ２本を一組として差動伝送する複数の信号線対からなる差動伝送用導体３を、フラット状に配列して絶縁樹脂１２で押出被覆する。差動伝送用導体３を覆うシールド１３を、絶縁樹脂１２の外側に設ける。静電容量を小さくすべき低容量線の低容量線用導体４を、シールド１３の外に設ける。シールド１３と低容量線用導体４を、外被１５で一体に押出被覆する。低容量線用導体４からシールド１３までの距離Ｌを、差動伝送用導体３からシールド１３までの距離Ａよりも長く設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルデータ等を高速伝送する差動伝送押出フラットケーブルに関する。

デジタルデータを高速で伝送しようとする場合、データ信号を高レベルから低レベル（あるいは低レベルから高レベル）に移行するまでの時間（遷移時間と言われている）を短くする必要がある。遷移時間を短くするには、信号振幅を小さくすればよい。しかし、信号振幅を小さくすると、外部雑音に弱くなるという問題がある。そこで、１対の信号線を使って逆位相の信号を伝送し、データ受信側では、伝送信号の差分をデータとする差動伝送方法が知られている。この方法は、伝送信号の受信側で、逆位相の信号の差分を出力するものである。この差分出力は、受信側での信号振幅が２倍となる。伝送路中で入り込むノイズは一対の信号線に同じように重畳されるため相殺される。

上記の信号伝送は、低電圧差動信号方式（ＬＶＤＳ：Low Voltage Differential Signaling）と言われているもので、データ信号を一対の導線で小さい電圧変化の差動信号で伝送し、高速・低消費電力・低ノイズを実現することができる。このような信号伝送方式は、１本のケーブルで映像信号・音声信号・制御信号を伝送する統合インタフェイスであるＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）およびパソコンとハードディスクを接続するインタフェイスであるシリアルＡＴＡ（Advanced Technology Attachment)などに使用するのに効率的であるとされている。

上記のような用途で、高速差動信号を伝送するのに、例えば、特許文献１に開示のようなケーブルを使用することが知られている。このケーブルには、例えば、図５に示すような差動ケーブルの複数本を、スダレ状に並べたスダレケーブルと称されているものがある。このスダレケーブル５０９は、図５（ａ）に示すような一対の信号線をシールドしてなる差動ケーブル５０８を、図５（ｂ）に示すように、複数本平行一列に並べて隣り合う差動ケーブル同士を熱融着させて形成される。

各差動ケーブル５０８は、中心導体５０１を誘電体層５０２で被覆し、その外周にスキン層５０３を設けて信号線とし、この信号線の２本（５０４ａ，５０４ｂ）を平行に並べて形成される。次いで、平行に並べられた信号線５０４ａと５０４ｂの両外側には、ドレイン線５０５ａ，５０５ｂが配設される。そして、この配置構造を保持しつつ、その外周に金属箔テープからなる外部導体５０６が巻き付けられ、さらにその外側をジャケット層５０７で被覆して最終構造とされる。

中心導体５０１は、例えば、７本の銀メッキ軟銅線を撚って、外径が０．６０９ｍｍ（ＡＷＧ２４番）とした撚り線が用いられる。誘電体層５０２は、多孔質ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）テープを０．３７ｍｍの厚さで中心導体５０１の外周に被覆して形成される。スキン層５０３は、厚さが０．０９ｍｍのＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体樹脂）で形成され、誘電体層５０２の外面を覆っている。

ドレイン線５０５ａ，５０５ｂは、中心導体５０１よりも細径で、７本の銀メッキ軟銅線を撚って外径が０．３０６ｍｍ（ＡＷＧ３０番）とした撚り線が用いられる。外部導体５０６は、金属蒸着テープ等を螺旋状、または、縦添えで巻き付けて形成される。ジャケット層５０７は、厚さ０．２５ｍｍでノンハロゲン難燃性オレフィン樹脂で形成され、長径側の外径を４．３ｍｍとし、これを複数組平行一列に並べて長径側の側面同士を融着し、一体化させている。
特開２００２−３０４９２１号公報

プラズマディスプレイや液晶ディスプレイが大型化するにつれて、その機器内配線材として使用される信号伝送ケーブルも長くなる。現在、数十ｃｍ程度の長さで配線されているのを、例えば、２ｍ以上の長さで配線しようとする。この場合、伝送損失の問題が生じ、現行のケーブルを単に長くすればよいということでは対応することが難しくなる。例えば、信号伝送ケーブルが高周波領域で使用される場合、信号線を被覆している誘電体層の誘電損失も、周波数が高くなるにつれて大きくなる。特に、ＨＤＭＩの使用周波数は８２５ＭＨｚ以上であり、この場合の伝送損失は、無視することができない値となる。信号伝送ケーブルの伝送損失の増加を回避するには、中心導体等の太さを大きくする必要があるが、取り扱い性、配線スペースの問題から、ケーブル径を増加させることなく低損失化された差動伝送押出フラットケーブルの要請がある。

また、ＨＤＭＩ規格では、ＤＤＣ（Display Data Channel）ラインの静電容量の上限が決まっており、ケーブルアッセンブリにおけるＳＤＡ（シリアルデータ入力線）−ＧＮＤ間、およびＳＣＬ（シリアルクロック入力線）−ＧＮＤ間の静電容量を７００ｐＦ／ｍにする必要がある。このため、電線に対しては一般的に１００ｐＦ／ｍ以下が要求され、３０〜６０ｐＦ／ｍ程度が求められる場合もある。従来、丸ケーブルでは、ＤＤＣラインは、中心近くに配線されたグランドまでの距離をとって静電容量を小さくしていたが、フラットケーブルでは同様の対応をとることができなかった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、伝送特性を要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めることのできる差動伝送押出フラットケーブルを提供する。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） ２本を一組として差動伝送する複数の信号線対を構成する差動伝送用導体がフラット状に配列されて絶縁樹脂で押出被覆され、
シールドが前記絶縁樹脂の外側に設けられ、
前記シールドとの静電容量が小さい低容量線用導体が前記シールドの外に設けられ、
前記シールドと前記低容量線用導体が外被で一体に押出被覆され、
前記低容量線用導体から前記シールドまでの距離が前記差動伝送用導体から前記シールドまでの距離よりも長いことを特徴とする差動伝送押出フラットケーブル。

この差動伝送押出フラットケーブルによれば、低容量線用導体をシールドの外に設け、低容量線用導体からシールドまでの距離を、差動伝送用導体からシールドまでの距離よりも長くすることで、低容量線用導体の静電容量が下がり、伝送特性の要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めることが可能となる。

（２） （１）の差動伝送押出フラットケーブルの少なくとも一端に電気コネクタを接続した差動伝送押出フラットケーブルであって、
前記シールド内の導体のピッチが一定に設定され、
前記低容量線用導体からそれに一番近いシールド内の前記差動伝送用導体までの距離が、前記シールド内の前記差動伝送用導体のピッチの整数倍であり、
前記電気コネクタの電気接触ピンが前記シールド内の前記差動伝送用導体のピッチと同一のピッチで配列され、
前記差動伝送用導体および前記低容量線用導体が前記電気接触ピンにそれぞれ接続されたことを特徴とする差動伝送押出フラットケーブル。

この差動伝送押出フラットケーブルによれば、端部に電気コネクタが接続されることで、種々のシステムへの接続が容易に行えるようになる。また、低容量線用導体がシールド層内の差動伝送用導体から離れてあるが、その間隔を一定ピッチの整数倍とすることで、その間のピンを飛ばす（捨てピンとする）だけで接続が可能となる。

（３） 前記絶縁樹脂がポリオレフィン樹脂からなり、
前記外被がポリウレタンとＥＶＡとの混合樹脂であることを特徴とする（１）又は（２）の差動伝送押出フラットケーブルル。

この差動伝送押出フラットケーブルによれば、外被が難燃性のものであるので、垂直難燃試験に合格することができる。ハロゲンフリーの素材に拘らなければＰＶＣでもよい。外被は難燃性を持たすという機能だけではなく、機械的強度向上が主たる作用となる。難燃でなくても機械強度が向上すればよいという用途であれば、ポリオレフィン（ポリエチレンやポリプロピレン）であってもよい。

（４） 前記絶縁樹脂に、カーボンブラックが０.１重量％〜０．５重量％添加されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つの差動伝送押出フラットケーブル。

この差動伝送押出フラットケーブル又はコネクタ付差動伝送押出フラットケーブルによれば、ＹＡＧレーザが内部の導体に影響を与えることなく、シールドである金属箔テープのみを切断することができる。また、絶縁体をＣＯ_２レーザで切断できる。

本発明に係る差動伝送押出フラットケーブルによれば、差動伝送用導体を被覆した絶縁樹脂をシールドで覆い、シールドと、その外に設けた低容量線用導体とを外被で一体に押出被覆し、低容量線用導体からシールドまでの距離を、差動伝送用導体からシールドまでの距離よりも長く設定したので、減衰、インピーダンス等の伝送特性を要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めるフラットケーブルの一括化を実現できる。

以下、本発明に係る差動伝送押出フラットケーブルの好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る差動伝送押出フラットケーブルの断面図、図２はシールド接着部の拡大図である。
本実施の形態による差動伝送押出フラットケーブル１は、２本を一組として差動伝送する複数の信号線対からなる差動伝送用導体群２と、この差動伝送用導体群２の差動伝送用導体３より離間して低容量線用導体４がフラット状に配列される。差動伝送用導体群２は、絶縁樹脂１２で押出被覆され、差動伝送用導体３を覆うシールドである金属箔テープ１３が、絶縁樹脂１２の外側に設けられている。

低容量線用導体４は、金属箔テープ１３との間の静電容量を下げることを目的として金属箔テープ１３の外に設けられる。低容量線用導体４は、導体のままでもよいが、絶縁体（不図示）で被覆されてもよい。絶縁体材料としては、融点が比較的高い材料が好ましく、例えば、フッ素系材料が細径の導体に対しても引き落としで押出し成形できるので好ましい。金属箔テープ１３と低容量線用導体４は、外被１５で一体に押出被覆されている。そして、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌが、フラットケーブル１の厚さ方向の差動伝送用導体３と金属箔テープ１３との距離Ａよりも長くなるように配置されている。差動伝送用導体群２には、差動伝送でないシングルエンドの信号線６や、給電線７が混在してもよい。

静電容量を下げるための低容量線用導体４を金属箔テープ１３の外に設け、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌを、差動伝送用導体３からシールドまでの離間距離Ａよりも長くすることで、低容量線用導体４と金属箔テープ１３との間の静電容量が下がり、伝送特性の要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めることが可能となっている。なお、図において、Ｓｐ，Ｓｎは信号線、Ｓ１，Ｓ２，・・・は信号線対、Ｇはグランド線を示す。

本発明の差動伝送押出フラットケーブル１は、必要に応じて、ドレイン線８が金属箔テープ１３に電気的に接触するように、絶縁樹脂１２との間に配設される。なお、このドレイン線８は、差動伝送用導体群２の側縁の片側または両側に配設されるのが好ましい。

差動伝送用導体３は、銅やアルミ等の電気良導体またはこれらに錫や銀メッキを施した単心線あるいは撚り線を用いることができる。差動伝送用導体３は、丸線形状のもの、または丸線を撚ったものが望ましい。フラットケーブルには、平形導体を用いるものもあるが、丸線形状の導体を使用することにより、差動伝送される信号間のカップリングを強くすることができる。また、信号間のカップリングを強くすることで、シールド導体（金属箔テープ１３）に誘起される渦電流、および、それによるジュール損失を小さくし、低減衰とすることができる。

また、差動伝送用導体３は、可撓性の点からは単心線より撚り線の方が好ましく、例えば、外径０．０６ｍｍの導線を７本撚り（ＡＷＧ３４番に相当、外径０．１８ｍｍ）したものを用いることができる。なお、差動伝送用導体３としては、導体サイズがＡＷＧ３１〜４０の範囲のものを使用することができる。この電気導体は、所定のピッチＰで同一平面上で、平行一列に並べて、押出し成形による絶縁樹脂１２で一体に被覆して、フラット状の多心絶縁ケーブル形状とされる。

絶縁樹脂１２は、差動伝送用導体３間を電気的に絶縁するとともに、高周波領域での使用に対しては、差動伝送用導体３間および金属箔テープ１３との間に介在して、静電結合を形成するコンデンサとして機能する。このため、絶縁樹脂１２は誘電体とも言われ、その誘電正接（ｔａｎδ）および比誘電率（ε）は、伝送ケーブルの特性を左右するパラメータともなる。絶縁樹脂１２の誘電正接は、誘電損失を少なくするという点から小さい方が望ましく、また、比誘電率は低容量とするためには小さい方が望ましい。

したがって、絶縁樹脂１２の誘電正接および比誘電率のいずれも、低い方が伝送損失も小さく、高周波の信号を効率よく伝送することができると言える。しかし、機器との接続で所定のインピーダンスを確保することも必要で、誘電体材料と形状的な組み合わせで考慮する必要がある。

本発明においては、例えば、この絶縁樹脂１２には、ポリオレフィン系の樹脂が用いられ、例えば、ポリエチレン樹脂等を用いることができる。ポリエチレン樹脂は、誘電正接が４×１０^−４程度であり、比誘電率が２.３〜２.４で、ポリエステル樹脂（例えば、ＰＥＴで誘電正接が２×１０^−３ 程度、比誘電率が２.９〜３.０ ）より小さく、好ましい材料と言える。なお、この絶縁樹脂１２は、所定の間隔で配列された複数本の差動伝送用導体３に対して、押出機を用いて押出し成形されていることが望ましい。絶縁樹脂１２が、ポリエチレンを押出し成形されたものであると、高周波信号の誘電損失を低減できる。

絶縁樹脂１２を押出し成形する場合、絶縁樹脂１２の上下の平面は、差動伝送用導体３間で凹みが生じないようなフラットな面で形成されていることが望ましい。これにより、各差動伝送用導体３と絶縁樹脂１２の外周に巻き付けられる金属箔テープ１３との間隔を一定にし、均一なインピーダンスとすることができる。

金属箔テープ１３は、上記のように差動伝送用導体３のうちの信号線との間で、所定の静電容量分布を形成して、所定のインピーダンスが得られるようにしている。この他、金属箔テープ１３は、絶縁樹脂１２の外周を覆って、外部からの雑音信号（ノイズ信号）の侵入あるいは外部への信号の漏出を防止するシールド導体としての機能を備えている。

この金属箔テープ１３は、図２に示すアルミまたは銅などの金属箔１３ａをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチック基材１３ｂに貼り合わせて或いは蒸着して形成される。金属箔１３ａおよびプラスチック基材１３ｂには、厚さが数μｍ〜数十μｍのものが使用可能で、金属箔テープ１３の全体としての厚さは、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍのものが使用される。例えば、金属箔１３ａとして厚さ９μｍの銅箔を用い、テープ基材１３ｂとして厚さ６μｍのＰＥＴを用いて、全体厚さが１５μｍのＣｕＰＥＴテープとしたものを使用することができる。

この金属箔テープ１３は、その金属箔面を内側にして、絶縁樹脂１２に縦添えされ絶縁樹脂１２の幅で折り曲げられて、少なくともその重ね合わせ部分は接着剤１３ｃにより接着固定される。金属箔テープ１３の金属箔面を内側とすることにより、ケーブル外面に金属箔が露出しないため、外被１５がなくてもケーブルとしての一定範囲の耐久性を持たせることができる。また、金属箔テープ１３は、差動伝送用導体３との間でインピーダンス整合をとる必要があるため、差動伝送用導体３との離間距離Ａが一定である必要がある。このためには、金属箔テープ１３の外周を外被１５で覆わない場合は、金属箔テープ１３は、絶縁樹脂１２にしっかりと貼り付いていることが好ましい。なお、両者を貼り付けるための接着剤は、例えば、ポリエステル系の接着剤を使用することができる。

金属箔テープ１３の外周が外被１５で被覆される場合、金属箔テープ１３は、その金属箔面が外側になるように巻き付けてもよい。この場合、外被１５で覆うことにより保護され耐久性を持たせることができる。また、金属箔テープ１３が、金属箔面が外側になるように巻き付けられた場合、ドレイン線８は、金属箔テープ１３の外側に配設する。そして、外被１５で金属箔面に接するように押し付ける形態とされる。外被１５で金属箔テープ１３を覆う場合は、金属箔テープ１３は絶縁樹脂１２に必ずしも接着しなくてよい。

本発明による差動伝送押出フラットケーブル１は、隣り合う差動伝送用導体３の２本を一組として、１つの信号線対とされたものである。信号線対は、複数（例えば、６対のＳ１〜Ｓ６）であっても良い。そして、これらの信号線対を形成する一方の信号線（Ｓｐ１〜Ｓｐ６）が正電位の信号用，他方の信号線（Ｓｎ１〜Ｓｎ６）が反対の負電位の信号用とされる。また、差動伝送用導体３の本数に余裕がある場合は、各信号線対Ｓ１，Ｓ２，・・・の間の電気導体をグランド線Ｇとして、隣り合う信号線対Ｓ１，Ｓ２，・・・間の信号の結合を低減し、クロストークが生じないようにしてもよい。グランド線Ｇは、信号線と同じものを使用する。

上述の差動伝送押出フラットケーブル１を用いた伝送路において、送信側では、例えば、上記の信号線対Ｓ１では、信号線Ｓｐ１で極性が正レベルの（＋Ｖ１）信号を伝送し、信号線Ｓｎ１で極性が負レベルの（−Ｖ１）信号を伝送する。そして、受信側では、両者の信号レベルの差「（＋Ｖ１）−（−Ｖ１）」をとることにより、２Ｖ１のレベル信号を受信することができる。また、伝送経路中で侵入する外部雑音信号は、信号線Ｓｐ１とＳｎ１に同相で加わるが、受信側で差信号をとることによりキャンセルされる。信号線対Ｓ１，Ｓ２，・・・は、複数を平行一列に並べる形態で設けられ、それぞれの信号線対（Ｓ１〜Ｓ６）は、互いに異なる信号を個別に伝送することができる。

各信号線対Ｓ１，Ｓ２，・・・間に配されたグランド線Ｇは、グランド電位とされる。グランド線Ｇは、各信号線対（Ｓ１〜Ｓ６）の両側を挟むように配され、信号線ＳｐとＳｎの両者に対して電気的、物理的にバランスする配置状態とするのが好ましい。しかし、ケーブル両端に位置する信号線対Ｓ１とＳ６の外側は、信号線対Ｓが存在しないことから省略することもできる。また、この他に、信号線対Ｓに影響を与えない形態で、例えば、信号線群の配列ピッチの数倍の距離をおいたところに電源線等を備えていてもよい。

信号線Ｓｐ，Ｓｎ、およびグランド線Ｇを形成する差動伝送用導体３の配列ピッチＰは、電気的な絶縁が確保できる距離で、また、信号線ＳｐとＳｎとの間の結合度を考慮すると、差動伝送用導体３の外径が０．１８ｍｍ（ＡＷＧ３４番相当）の場合、０．５ｍｍ程度とすることができる。また、絶縁樹脂１２の被覆幅Ｄ１は、インピーダンスが所定値（例えば、１００Ω）となるように、絶縁樹脂１２の誘電率を考慮して選択される。また、外被１５を有する場合、外被１５の被覆厚さは０．２ｍｍ程度で、内部の差動伝送用導体３の太さ、絶縁樹脂１２の被覆厚さによるが、被覆幅Ｄ２は１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とされる。

上記の構成において、インピーダンスを大きくするには、差動伝送用導体３の径を細くするか、または絶縁樹脂１２の厚さを大きくするが、伝送損失の点からは絶縁樹脂１２の厚さを増加させるのが好ましい。反対にインピーダンスを小さくするには、差動伝送用導体３の径を太くするか、または絶縁樹脂１２の厚さを小さくするが、伝送損失の点からは差動伝送用導体３の太さを増加させるのが好ましい。

また、ケーブルの伝送損失としては、通常、５．０ｄＢ／使用長まで許容される。２ｍの使用長では、２．５ｄＢ／ｍが許容される。また、伝送損失は、使用周波数によっても異なるが、例えば、ＨＤＭＩの使用周波数８２５ＭＨｚにおいて、差動伝送用導体３を７本撚り線で外径が０．１８ｍｍ（ＡＷＧ３４番相当、）を用い、導体ピッチＰを０．５ｍｍ、絶縁樹脂１２の厚さＤ１を導体ピッチＰと同じ０．５ｍｍとする。そして、絶縁樹脂１２にポリエチレンを用いた場合、伝送損失は１．５ｄＢ〜２．０ｄＢ／ｍと推定される。

上記の構成において、低容量線用導体４の導体サイズと、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌと、静電容量との関係は、以下のようになる。
低容量線用導体４の外径が０．０５ｍｍの場合、外被１５にポリエチレン樹脂（比誘電率ε＝２．３）を使用し、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌが１．０ｍｍ以上であると、低容量線用導体４と金属箔テープ１３との間の静電容量を３５ｐＦ／ｍ以下にできる。距離Ｌが２．０ｍｍ以上となると、静電容量を３０ｐＦ／ｍ以下にできる。一方、外被１５に後述するポリウレタン樹脂とエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂との混合樹脂（比誘電率ε＝３．２）を用いると、上記距離Ｌが１．０ｍｍ以上で、静電容量を５０ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが２．０ｍｍ以上では静電容量を４０ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが９．０ｍｍ以上では静電容量を３０ｐＦ／ｍ以下にできる。

また、低容量線用導体４の外径を０．０６３ｍｍとし、外被１５に上記のポリエチレン樹脂を使用し、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌが１．０ｍｍ以上であると、静電容量を４０ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが２．０ｍｍ以上では静電容量を３０ｐＦ／ｍ以下にできる。外被１５に上記の混合樹脂（比誘電率ε＝３．２）を用いると、距離Ｌが１．０ｍｍ以上では静電容量を５０ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが２．０ｍｍ以上では静電容量を４５ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが１０．０ｍｍ以上では静電容量を３０ｐＦ／ｍ以下にできる。

同様に、低容量線用導体４の外径を０．２５４ｍｍとし、外被１５に上記のポリエチレン樹脂を使用し、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌが１．０ｍｍ以上であると、静電容量を６０ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが２．０ｍｍ以上では静電容量を４５ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが９．０ｍｍ以上では静電容量を３０ｐＦ／ｍ以下にできる。一方、外被１５が上記の混合樹脂であると、距離Ｌが１．０ｍｍ以上では静電容量を８５ｐＦ／ｍ以下にでき、距離Ｌが２．０ｍｍ以上では静電容量を６５ｐＦ／ｍ以下にできる。
以上のことから、低容量線用導体４の距離Ｌが離れる程、静電容量が下がることが分かる。また、低容量線用導体４の外径が細い程（実質的に距離が離れるのと同義）、静電容量が下がることが分かる。また、外被１５にポリウレタン樹脂とＥＶＡ樹脂との混合樹脂を用いた場合には、ポリエチレン樹脂を用いた場合よりも静電容量が１０〜２０ｐＦ／ｍ程度高くなることが分かる。

他方、図５に示すような極細の同軸構造を用いたスダレケーブルで、上記と同じ導体ピッチを０．５ｍｍで形成し、１００Ωのインピーダンスを得るには、中央導体の太さを外径０．０３ｍｍの７本撚り（ＡＷＧ４０番に相当、外径０．０９ｍｍ）の細径にする必要がある。この結果、上記と同じ使用周波数８２５ＭＨｚにおける伝送損失は、４ｄＢ〜５ｄＢ／ｍとなり、本発明の場合と比べて２倍の損失となる。他方、従来構造で、本願発明と同等の伝送損失となるようにするには、スダレケーブルの幅、厚さが増大し、配線スペースが増大し、取り扱い性も低下する。

また、近年は、難燃性を備えたケーブルの要求が高く、ＵＬ規格の垂直燃焼試験ＶＷ−１に合格する硬度の難燃性ケーブルが求められている。
金属箔テープ１３の巻き付けの重なり量が少ないと、燃焼試験中に重なり部分の接着剤が融解する。そして、この重なり部分からテープ内側のポリエチレン樹脂が気化して洩れ出し、これが燃焼してケーブルの延焼を助長することになる。

これに対して、図３に示すように、金属箔テープ１３の巻き付けの重なり部分を大きくした差動伝送押出フラットケーブル１Ａは垂直難燃試験に合格することができる。試験の結果、金属箔テープ１３を１．５重に巻き付け、巻き付けの重なり部分を０．５巻きとすることで、燃焼ガスの漏れを抑制することができた。したがって、金属箔テープ１３は、絶縁体の外周に１．５重以上に巻き付け、巻き付けの重なり部分を０．５巻き分以上とするのが好ましい。

また、金属箔テープ１３の金属箔は、アルミ箔の場合、７μｍでは穴があき難燃性試験に不合格となり、１０μｍ以上の厚さが必要であった。銅箔の場合は、７μｍの厚さで難燃性試験に合格した。したがって、難燃性を高めるには、銅箔テープを用いるのが好ましい。

外被１５は、ジャケットとも言われ、金属箔テープ１３を含めてケーブル全体の保護のために設けられる。この外被１５は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン或いは後述のポリウレタン樹脂とエチレン酢酸ビニル共重合樹脂との混合樹脂等を、押出機を用いて押出し成形するか、樹脂テープを巻き付けて形成することができる。外被１５は、金属箔テープ１３を電気的に絶縁して保護するとともに、その機械的強度を補強し、屈曲等に耐える強度をさらに強める。

外被１５を有するケーブルでは、外被材料に難燃性のものを用いることにより、難燃性を高めることができる。難燃性の外被１５としては、従来、ハロゲン系難燃剤を添加した難燃ポリエチレンやポリ塩化ビニル樹脂が用いられているが、環境問題からハロゲンを含まないハロゲンフリーの難燃性ケーブルの要求が高くなっている。本発明においては、ケーブルの外被１５として、ポリウレタン樹脂とエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂との混合樹脂（例えば、特開２００８−１１７６０９号公報参照）を用いて、ケーブルの難燃化を実現している。難燃性の外被１５で金属箔テープ１３を覆う場合は金属箔テープ１３は一部重なってさえいればよい。

外被１５を難燃性のものにすると共通シールドを１．５重に巻かなくてもよい。ハロゲンフリーの素材に拘らなければＰＶＣでもよい。外被１５は難燃性を持たすという機能だけではなく、機械的強度向上が主たる作用となる。難燃でなくても機械強度が向上すればよいという用途であれば、ポリオレフィン（ポリエチレンやポリプロピレン）であってもよい。

上記のように構成された差動伝送押出フラットケーブル１は、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含むと同時に、従来の丸ケーブルに比べ、機器内に配線する際にフラットな面を機器内壁面に当てることで配線作業性が良好となる。また導体に撚りを伴わない押出し成形で製造できて生産性に優れ、低コストで生産できる。導体断面積が同じで心数も同じである丸ケーブルよりも断面積を小さくして、配線空間が狭小になるといった効果を有する。又、差動伝送線とＤＤＣラインとを一つのケーブルに含むことができて一つのコネクタで差動伝送線とラインとを基板等に接続することができるので配線作業が容易である。コネクタを接続する場所を小さくできるので、機器の小型化に有効である。

差動伝送押出フラットケーブル１は、コネクタ接続等のための端末形成に際し、金属箔テープ１３をＹＡＧレーザにて切断することが望ましい。しかし、絶縁樹脂１２が透明ないし自然色であると、ＹＡＧレーザで金属箔テープ１３を切断するときに絶縁樹脂１２の内部の導体を劣化させることがある。そこで、絶縁樹脂１２を着色してＹＡＧレーザが透過しにくくすると、今度はＣＯ_２レーザによって絶縁樹脂１２を切断しにくくなる。

このため、絶縁樹脂１２にはカーボンブラックを０．１５ｗｔ％程度（０．１重量％〜０．５重量％）添加して、絶縁樹脂１２の色を薄黒とするのが望ましい。この程度のカーボンブラックの添加量であれば、ＹＡＧレーザが内部の導体に影響を与えることなく、金属箔テープ１３のみを切断することができる。また、絶縁樹脂１２に対しては、ＣＯ_２レーザによる切断が確保できる。

シールド導体を有するフラットケーブルでは、外被の有無に関係なく、極端に折り曲げ（最小曲げ径以下での曲げ）られると、シールド導体を形成している金属箔テープ１３に亀裂が入ったり切断されたりすることがある。このため、ケーブルが所定の曲げ半径以下の半径で曲げられないように、折り曲げられる箇所には、金属箔テープ１３が切断しない最小曲げ半径よりも大きな曲げ半径とする曲げ規制手段（不図示）を備えていることが望まれる。

曲げ規制部材を備えることで、最小曲げ径以下で曲げられることによる、共通シールドを形成している金属箔テープ１３の亀裂や切断が防止される。外被１５があってもなくても、極端に折り曲げれば（最小曲げ半径以上に折り曲げれば）、金属箔テープ１３が切れる。金属箔テープ１３が切れないように最小曲げ半径以上の半径を有する曲げ規制部材を曲げ部にあてがって固定する。例えば、曲げ規制部材である棒等を接着し、接着テープを折り曲げ部に巻いて（棒がくるまれるように）固定する。９０°に折り曲げる場合は、１．５ｍｍ程度が金属箔テープ１３（ＣｕＰＥＴの銅）に亀裂が入らない下限の曲げ半径となる。また、１８０°に折り曲げる、つまり重ねてたたむ場合は、２．５ｍｍ程度がＣｕＰＥＴの銅に亀裂が入らない下限の曲げ半径となる。

図４はコネクタ付の差動伝送押出フラットケーブルの平面図である。
差動伝送押出フラットケーブル１は、両端に接続された電気コネクタ２０，２１とによりコネクタ付の差動伝送押出フラットケーブル１Ｂを構成する。電気コネクタ２０，２１に接続するための差動伝送押出フラットケーブル１の端末処理は、外被１５がある場合、外被１５をＣＯ_２レーザで切って除去する。金属箔テープ１３はＹＡＧレーザで切って除去する。ＹＡＧレーザで金属箔テープ１３を切るときには内部の絶縁樹脂１２を劣化させないようにする。絶縁樹脂１２はＣＯ_２レーザで切って除去する。

端末処理のなされた差動伝送押出フラットケーブル１の各導体（差動伝送用導体３、低容量線用導体４、グランド線Ｇ、シングルエンド信号線６、給電線７、ドレイン線８）には、電気コネクタ２０，２１の電気接触ピンが接続される。ここで、差動伝送押出フラットケーブル１は、金属箔テープ１３内の導体のピッチｐが一定に設定されている。

差動伝送押出フラットケーブル１は、低容量線用導体４からそれに一番近い金属箔テープ１３内の差動伝送用導体３までの距離は、金属箔テープ１３内の導体（差動伝送用導体３）のピッチＰの整数倍（ｎ×Ｐ；但しｎは整数）となっている。また、電気コネクタ２０，２１は、電気接触ピンが金属箔テープ１３内の導体のピッチｐと同一のピッチで配列される。これにより、ピッチＰで配列された各導体がピッチＰで配列された電気接触ピンに一対一で接続されるようになされている。

差動伝送押出フラットケーブル１では、低容量線用導体４が金属箔テープ１３内の導体から離れているが、その間隔を一定ピッチの整数倍とすることで、その間の電気接触ピンを飛ばす（捨てピンとする）だけで接続が可能となる。例えば、図１に示すように、低容量線用導体４からそれに一番近い金属箔テープ１３内の導体（ドレイン線８を除く）Ｇまでの距離を、一定のピッチＰの３倍とする。すると、低容量線用導体４を接続する電気接触ピン１７ａとその横の金属箔テープ１３内の導体Ｇを接続する電気接触ピン１７ｄの間には捨てピン１７ｂ，１７ｃが２本生じる（飛ばされる）。

こうすると、低容量線用導体４をまっすぐ伸ばして例えば電気コネクタ２０の電気接触ピン１７ａに接続できる。電気コネクタ２０の電気接触ピン１７の間隔も一定でよくなる。電気コネクタ２０の電気接触ピン１７の配置を差動伝送押出フラットケーブル１の各導体の配列に合わせる必要がなくなり、複数種類のケーブルで電気コネクタ２０を共用できる（電気接触ピン１７の数が余れば捨てピンとすればよい）ので、電気コネクタ２０，２１のコストを低減できる。なお、ドレイン線８は電気接触ピン１７ｃに落とした後、電気接触ピン１７ｄまで取り回す。

このようにして得たコネクタ付の差動伝送押出フラットケーブル１Ｂによれば、伝送特性が要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めると同時に、機器内での配線取り回しと、機器とのコネクタ接続とによる作業が容易となり、配線作業性の向上が図れる。また、コネクタは外形寸法が小型化される。

したがって、本実施の形態による差動伝送押出フラットケーブル１によれば、差動伝送用導体３を被覆した絶縁樹脂１２をシールド（金属箔テープ１３）で覆い、金属箔テープ１３と、その外に設けた低容量線用導体４とを外被１５で一体に押出被覆し、低容量線用導体４から金属箔テープ１３までの距離Ｌを、差動伝送用導体３から金属箔テープ１３までの離間距離Ａよりも長く設定したので、減衰、インピーダンス等の伝送特性を要求される差動伝送ラインに、低静電容量に特化したＤＤＣラインを含めるフラットケーブルを実現できる。例えば、低容量線用導体径を０．０５ｍｍとし、外被にポリエチレン樹脂を使用して、低容量線用導体から金属箔テープまでの距離を２．０ｍｍ以上にすれば、静電容量を３０ｐＦ／ｍ以下にすることができ、静電容量を小さくしたい要求に対して、フラットケーブルで実現できる。

この結果、ＨＤＭＩ配線を一つのフラットケーブル１とし、差動伝送ラインは高カップリングの低ロス配線となり、ＤＤＣラインは低静電量を実現する、今までにない差動伝送押出フラットケーブル１を実現させることができる。しかも、フラットケーブルであることにより、配線の取り回し等に優れ、コネクタ接続と相まって配線作業を向上させることができる。

本発明に係る差動伝送押出フラットケーブルの断面図である。 シールド接着部の拡大図である。 シールドが１．５重巻かれた変形例に係る差動伝送押出フラットケーブルの断面図である。 コネクタ付差動伝送押出フラットケーブルの平面図である。 （ａ）は従来の差動伝送押出フラットケーブルの正面図、（ｂ）はその斜視図である。

符号の説明

１ 差動伝送押出フラットケーブル
１Ｂ コネクタ付差動伝送押出フラットケーブル
３ 差動伝送用導体
４ 低容量線用導体
１２ 絶縁樹脂
１３ 金属箔テープ（シールド）
１５ 外被
１７ 電気接触ピン
２０，２１ 電気コネクタ
Ａ 差動伝送用導体からシールドまでの距離
Ｌ 低容量線用導体からシールドまでの距離
Ｓ１，Ｓ２，・・・ 信号線対
ｐ 導体のピッチ

Claims (4)

1. ２本を一組として差動伝送する複数の信号線対を構成する差動伝送用導体がフラット状に配列されて絶縁樹脂で押出被覆され、
   シールドが前記絶縁樹脂の外側に設けられ、
   前記シールドとの静電容量が小さい低容量線用導体が前記シールドの外に設けられ、
   前記シールドと前記低容量線用導体が外被で一体に押出被覆され、
   前記低容量線用導体から前記シールドまでの距離が前記差動伝送用導体から前記シールドまでの距離よりも長いことを特徴とする差動伝送押出フラットケーブル。
2. 請求項１記載の差動伝送押出フラットケーブルの少なくとも一端に電気コネクタを接続した差動伝送押出フラットケーブルであって、
   前記シールド内の導体のピッチが一定に設定され、
   前記低容量線用導体からそれに一番近いシールド内の前記差動伝送用導体までの距離が、前記シールド内の前記差動伝送用導体のピッチの整数倍であり、
   前記電気コネクタの電気接触ピンが前記シールド内の前記差動伝送用導体のピッチと同一のピッチで配列され、
   前記差動伝送用導体および前記低容量線用導体が前記電気接触ピンにそれぞれ接続されたことを特徴とする差動伝送押出フラットケーブル。
3. 前記絶縁樹脂がポリオレフィン樹脂からなり、
   前記外被がポリウレタンとＥＶＡとの混合樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の差動伝送押出フラットケーブル。
4. 前記絶縁樹脂に、カーボンブラックが０．１重量％〜０.５重量％添加されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の差動伝送押出フラットケーブル。

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