JP2014017084A - 多芯ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 ＥＭＩ抑制作用が高められた多芯ケーブルを提供する。
【解決手段】 信号線である差動信号線１１を含むグランド線１２、電源線１３および低速信号線１４などの電線と、これらの差動信号線１１、グランド線１２、電源線１３および低速信号線１４を収容するケーブル外被１５と、を有し、磁性体を有する信号線磁性体層３１が差動信号線１１の外周に設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁波の干渉を抑制する作用を有する多芯ケーブルに関する。

電子機器間に信号を伝送する多芯ケーブルが知られている。多芯ケーブル中の信号線から外部に放射される電磁波が、電磁波の干渉を引き起こし（Electromagnetic Interference：ＥＭＩ）、外部機器の動作に悪影響を与えるため、このＥＭＩを抑制する作用を持った多芯ケーブルが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載の多芯ケーブルでは、複数本の信号線の外側にシールド層を設け、さらにシールド層の外側に磁性体層を設けることにより、多芯ケーブルから外部に放射される電磁波を抑制している。

特開平６−１８１０１２号公報

ところで、近年の電子機器の処理の高速化に伴い、多芯ケーブルの信号線には高周波の信号電流が流れるようになってきている。これにより、多芯ケーブルの信号線から外部に放射される電磁波も大きくなり、ＥＭＩを抑制するために、多芯ケーブルのさらなる改良が求められている。

そこで本発明は、ＥＭＩ抑制作用が高められた多芯ケーブルを提供することを目的とする。

上記課題を解決することのできる本発明の多芯ケーブルは、
少なくとも一本の信号線を含む複数の電線と、
複数の前記電線を収容するケーブル外被と、を有し、
磁性体を有する磁性体層が前記信号線の外周に設けられていることを特徴とする。

本発明の多芯ケーブルにおいて、前記信号線は、芯線と、前記芯線を覆うシールド層を有する複数の同軸電線であり、前記磁性体層は、複数の前記同軸電線をまとめて覆っていることが好ましい。

本発明の多芯ケーブルにおいて、前記信号線は、それぞれ一対の差動信号を伝送する少なくとも一対の差動信号線であり、前記磁性体層は、一対の差動信号を伝送する一対の前記差動信号線ごとにまとめて覆っていることが好ましい。

本発明の多芯ケーブルにおいて、前記電線はグランド線を有し、前記グランド線は、磁性体を有するグランド線磁性体層により覆われていることが好ましい。

本発明の多芯ケーブルにおいて、前記ケーブル外被と複数の前記電線との間には、磁性体を有する外側磁性体層が配置されていることが好ましい。

本発明の多芯ケーブルによれば、高周波電流が流れる信号線の近くに磁性体層を配置したことにより、より効果的に電磁波を遮蔽することができ、ＥＭＩ抑制作用が高められた多芯ケーブルを提供することができる。

第１実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。 第２実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。 第３実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。 第４実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。

以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る多芯ケーブルについて説明する。
図１は、第１実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る多芯ケーブル１０Ａは、差動信号線（信号線）１１、グランド線１２、電源線１３および低速信号線１４などの電線を備えている。これらの差動信号線１１、グランド線１２、電源線１３および低速信号線１４の周囲はケーブル外被１５で覆われている。例えば、多芯ケーブル１０Ａは、一方側の外部機器から他方側の外部機器へ向けて高周波信号を伝送するために用いられる。

一対の差動信号線１１は一対の同軸電線からなるものであり、一対の差動信号を伝送するために、一対設けられている。
差動信号線１１の同軸電線は、中心導体２２が絶縁体２３で覆われ、絶縁体２３の外周に外部導体２４が設けられ、外部導体２４の外側が外被２５で覆われて保護されている。同軸電線としては、例えばＡＷＧ（American Wire Gauge）＃３６のものを用いるのが好適である。

中心導体２２としては、銀メッキ軟銅線からなる撚り線または単線が用いられる。絶縁体２３には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂が用いられ、絶縁体２３は、このフッ素樹脂を押出成形することにより形成される。外部導体２４は、錫メッキ軟銅線を絶縁体２３の外周に横巻き等によって巻き付けて形成されている。外被２５は、ポリエステル(Polyester)などの樹脂から形成されている。

一対の同軸電線からなる差動信号線１１の周囲には、磁性体を有する信号線磁性体層（磁性体層）３１が設けられている。この信号線磁性体層３１は、一対の差動信号線１１をまとめて覆っている。信号線磁性体層３１は、樹脂材料と、この樹脂材料中に混入された鉄粉などの磁性体とから形成されている。

この信号線磁性体層３１は、一対の差動信号線１１を並列させ、その周囲に押し出し被覆によって差動信号線１１とともに一体的に形成することができる。また、この信号線磁性体層３１は、一対の差動信号線１１に液状の磁性体を含有する樹脂を塗布乾燥させて形成することもできる。あるいは、この信号線磁性体層３１は、一対の差動信号線１１に、磁性体を含有する樹脂シートを巻きつけることにより形成することもできる。

グランド線１２、電源線１３および低速信号線１４は、いずれも導体３５を外被３６によって覆った絶縁ケーブルである。導体３５は、錫メッキ軟銅線からなる撚り線で形成されている。また、外被３６の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたフッ素樹脂が用いられている。グランド線１２および電源線１３は、例えばＡＷＧ＃２２のものを用いるのが好適であり、低速信号線１４は、例えばＡＷＧ＃３６のものを用いるのが好適である。

差動信号線１１、グランド線１２、電源線１３および低速信号線１４の外側には、これらの線の外周に巻きつけられてこれらの線を束ねる押え巻き１８が設けられている。

また、この押え巻き１８の外側には、磁性体を有する外側磁性体層１７が設けられている。この外側磁性体層１７は、信号線磁性体層３１と同様の材料により形成されている。

外側磁性体層１７の外側には、錫メッキ銅合金線を網組したシールド層１６が設けられている。これにより、外部からの電磁波が差動信号線１１、グランド線１２、電源線１３および低速信号線１４中を流れる信号などに悪影響を及ぼすことを防止している。また、シールド層１６の外側には、ポリ塩化ビニルから形成されるケーブル外被１５が設けられ、ケーブル外被１５の内側に設けられた部材を保護している。

上記構造の多芯ケーブル１０Ａを用いて一方側の外部機器から他方側の外部機器に信号を伝送する場合、同軸電線の差動信号線１１によって高周波の差動信号電流が伝送される。また、電源線１３によって、電源電流が外部機器に供給される。さらに、低速信号線１４によって、外部機器の低速の制御用の信号電流が伝送される。

ところで、近年の電子機器の処理の高速化に伴い、上記のような多芯ケーブル１０Ａでは、差動信号線１１に高周波の信号電流が流される。すると、この差動信号線１１から外部に放射される電磁波も大きくなる。

この場合、ケーブル外被１５に外側磁性体層１７を設けることで差動信号線１１から放射される電磁波の外部への漏出を抑制することができる。しかし、差動信号線１１から離れたケーブル外被１５だけに外側磁性体層１７を設けただけでは、ＥＭＩ抑制効果を十分に得ることが困難である。

これに対して、第１実施形態に係る多芯ケーブル１０Ａによれば、差動信号電流として高周波電流が流れる差動信号線１１の外周に信号線磁性体層３１を配置したことにより、より効果的に電磁波を遮蔽することができる。これにより、ＥＭＩ抑制作用が高められた多芯ケーブル１０Ａを提供することができる。

特に、高周波によるノイズを発生させる発生源である差動信号線１１のすぐ外側にノイズを抑制する信号線磁性体層３１を設けたことにより、外部への放射ノイズを効果的に抑制することができる。

なお、信号線磁性体層３１を差動信号線１１である同軸電線の中心導体２２の近傍に配置したため、信号線磁性体層３１の磁性体が中心導体２２を流れる信号に悪影響を及ぼすおそれがある。しかし、同軸電線中の外部導体２４が信号線磁性体層３１の磁性体による信号への悪影響を抑制することができる。したがって、同軸電線である差動信号線１１の外側に信号線磁性体層３１を設けたことにより、高い伝送品質と、高いＥＭＩの抑制作用を有する多芯ケーブル１０Ａを提供することができる。

また、一対の差動信号を伝送する一対の差動信号線１１を信号線磁性体層３１で覆うことにより、外部への放射ノイズを効果的に抑制できるとともに、一対の差動信号線１１相互のクロストークを低減することができる。

しかも、上記の多芯ケーブル１０Ａでは、ケーブル外被１５に外側磁性体層１７を設けたことで、差動信号線１１からの電磁波を、信号線磁性体層３１および外側磁性体層１７の両方で遮り、より確実に多芯ケーブル１０Ａからの電磁波である放射ノイズを低減することができる。また、差動信号線１１からの電磁波がグランド線１２、電源線１３、低速信号線１４に与える悪影響も低減することができる。

次に、第２から第４実施形態に係る多芯ケーブルについて説明する。
なお、上記第１実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。
図２に示すように、第２実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｂでは、グランド線１２および電源線１３の周囲に、磁性体を有するグランド線磁性体層４１が設けられており、このグランド線磁性体層４１によってグランド線１２および電源線１３がまとめて覆われている。このグランド線磁性体層４１も、信号線磁性体層３１と同様の材料で形成することができる。なお、この多芯ケーブル１０Ｂでは、ケーブル外被１５の外側磁性体層１７は省かれている。

この第２実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｂの場合も、差動信号電流として高周波電流が流れる差動信号線１１の近くに信号線磁性体層３１を配置したことにより、効果的に電磁波を遮蔽することができ、ＥＭＩ抑制作用を高めることができる。

また、グランド線１２は、電源線１３とともに、磁性体を有するグランド線磁性体層４１によって覆われている。このため、グランド線磁性体層４１によって、差動信号線１１から放射される電磁波による放射ノイズがグランド線１２に悪影響を与えることを防止できる。

なお、この多芯ケーブル１０Ｂでは、ケーブル外被１５の外側磁性体層１７が省かれているが、差動信号線１１を信号線磁性体層３１で覆っているので、ケーブル外被１５の外側磁性体層１７がなくても十分にＥＭＩ抑制作用を得ることができる。

また、多芯ケーブルに外側磁性体層１７だけを設けた場合と比較して、差動信号線１１の外周に信号線磁性体層３１を配置したことにより、信号線磁性体層３１を構成する材料が少量で済み、低コストで高いＥＭＩ抑制作用を有する多芯ケーブル１０Ｂを提供することができる。

（第３実施形態）
もっとも、図３の第３実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｃのように、シールド層１６と押え巻１８との間に外側磁性体層１７を設けてもよい。この第３実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｃによれば、差動信号線１１からの電磁波を、信号線磁性体層３１および外側磁性体層１７の両方で遮ることにより、より確実に多芯ケーブル１０Ｃからの電磁波である放射ノイズを低減することができる。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態に係る多芯ケーブルの構造を説明する多芯ケーブルの断面図である。
図４に示すように、第４実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｄでは、第３実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｃにおいて、さらに、低速信号線１４の周囲を低速信号線磁性体層４２で覆った構造を有している。この低速信号線磁性体層４２も、信号線磁性体層３１と同様の材料で形成することができる。

そして、この第４実施形態に係る多芯ケーブル１０Ｄによれば、信号線磁性体層３１によって差動信号線１１から放射される電磁波を効果的に遮蔽することができる。また、グランド線磁性体層４１によって差動信号線１１からの電磁波による放射ノイズがグランド線１２に悪影響を与えることを防止できる。しかも、低速信号線磁性体層４２によって差動信号線１１からの電磁波による放射ノイズが低速信号線１４に悪影響を与えることを防止できる。

さらに、ケーブル外被１５に外側磁性体層１７を設けたことで、差動信号線１１からの電磁波を、信号線磁性体層３１および外側磁性体層１７の両方で遮ることにより、より確実に多芯ケーブル１０Ｄからの電磁波である放射ノイズを低減することができる。

なお、本発明の光接続部材は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

例えば、上述した第１実施形態では、信号線として２本の差動信号線１１、低速信号線１４といった複数本の信号線を備えた構成としたが、一本の信号線のみを備えた多芯ケーブルに本発明を適用してもよい。

また、上述した各実施形態では、多芯ケーブルが一対の同軸電線を備えた例を挙げて説明したが、一対以上の同軸電線を備えても良い。この場合、信号線磁性体層３１は、一対の同軸電線ごとに複数個設けても良いし、複数組の同軸電線をまとめて覆うように設けても良い。

また、信号線磁性体層３１、グランド磁性体層４１、外側磁性体層１７は、同一の材料で形成してもよいし、それぞれで異なる材料で形成してもよい。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：多芯ケーブル、１１：差動信号線（信号線，電線）、１２：グランド線（電線）、１３：電源線（電線）、１４：低速信号線（電線）、１５：ケーブル外被、１７：外側磁性体層、２２：芯線、２４：シールド層、３１：信号線磁性体層（磁性体層）、４１：グランド線磁性体層

Claims (5)

1. 少なくとも一本の信号線を含む複数の電線と、
   複数の前記電線を収容するケーブル外被と、を有し、
   磁性体を有する磁性体層が前記信号線の外周に設けられていることを特徴とする多芯ケーブル。
2. 前記信号線は、芯線と、前記芯線を覆うシールド層を有する複数の同軸電線であり、
   前記磁性体層は、複数の前記同軸電線をまとめて覆っていることを特徴とする請求項１に記載の多芯ケーブル。
3. 前記信号線は、それぞれ一対の差動信号を伝送する少なくとも一対の差動信号線であり、
   前記磁性体層は、一対の差動信号を伝送する一対の前記差動信号線ごとにまとめて覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の多芯ケーブル。
4. 前記電線はグランド線を有し、
   前記グランド線は、磁性体を有するグランド線磁性体層により覆われていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
5. 前記ケーブル外被と複数の前記電線との間には、磁性体を有する外側磁性体層が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。

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