JP2015185527A

JP2015185527A - ２芯平行電線

Info

Publication number: JP2015185527A
Application number: JP2014063899A
Authority: JP
Inventors: 優斗小林; Yuto KOBAYASHI; 峻明岡本; Toshiaki Okamoto; 隼人松下; Hayato Matsushita
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP6459197B2

Abstract

【課題】高周波帯域における信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、高速で安定した作動信号伝送を可能とする。【解決手段】２芯平行電線は、平行に並列した２本の絶縁電線３と、その２本の絶縁電線３を縦添えにより一括して覆う金属箔樹脂テープ５と、金属箔樹脂テープ５の外側に螺旋巻きにより巻き付けた第１の樹脂テープ６と、第１の樹脂テープ６の上に、第１の樹脂テープ６の螺旋巻きの巻き方向とは異なる方向で螺旋巻きにより巻き付けた第２の樹脂テープ７と、を有する。そして第１の樹脂テープ６の巻きピッチは５ｍｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、２芯平行電線に関し、より具体的には、平行に並列した２本の電線を金属箔樹脂テープで覆い、その周囲に樹脂テープを巻き付けた２芯平行電線に関する。

ＧＨｚ帯の高周波帯域で通信を行うための信号線として、複数本、例えば２本の電線を対にして、デジタル信号を差動信号伝送方式で伝送するシールドケーブルとして構成される２芯平行電線が知られている。
差動信号伝送方式は、例えば、位相を１８０度反転させた信号を２本の電線に同時に入力して送信し、受信側で差分合成することで信号出力を２倍にすることができる。また、送信から受信に至る伝送系路途中で受けたノイズ信号は、２本の電線に等しく加えられているので、受信側で差動信号として出力したときにキャンセルされ、ノイズが除去されるという機能を有している。

この２芯平行電線は、例えば、中心導体（信号導体）を絶縁体で絶縁した２本の絶縁電線（信号線）を対にして、ポリエステルテープにアルミ箔を貼り付けてなるシールド導体で２本の信号線を覆っている。そして、このシールド導体と絶縁電線との間に、シールド導体の導電面と接触するようにドレインワイヤを縦添して、グランドに接続するようにしている。シールド導体の外面は、樹脂材の押出し成型または樹脂テープの巻き付けによる外被で被覆される。

上記のような２芯平行電線の構成に関し、例えば特許文献１には、複数本の信号線の周囲に金属箔樹脂テープを巻き付けてなるシールド導体を備えたシールドケーブルが開示されている。このシールドケーブルは、高周波帯域におけるサックアウト現象（信号減衰量の周波数特性の大きな落ち込み）を抑制するために、信号線の周囲に縦添えで金属箔樹脂テープを設けた構成が開示されている。ここでは金属箔樹脂テープを横巻きにした構造では、その導体層と絶縁体層とが長手方向で周期的に繰り返されることで高周波信号が共振を起こしてサックアウト現象が発生するとされ、これに対して縦添えで金属箔樹脂テープを設けることにより、上記のサックアウト現象を抑制できる、としている。

特開２０１２−２３８４６８号公報

２０Ｇｋｚ以上の高周波伝送を行う場合、特許文献１のように金属箔樹脂テープによるシールド導体を縦添えで設けるだけでは不十分であり、２０ＧＨｚ付近の周波数帯域で信号減衰量の周波数特性が急減に減少するサックアウトもしくはディップが生じる。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、高周波帯域の信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、高速で安定した作動信号伝送を可能とする２芯平行電線を提供することを目的とする。

本発明による２芯平行電線は、平行に並列した２本の絶縁電線と、該２本の絶縁電線を縦添えにより一括して覆う金属箔樹脂テープと、該金属箔樹脂テープの外側に螺旋巻きした第１の樹脂テープと、前記第１の樹脂テープの上に、該第１の樹脂テープの螺旋巻きの巻き方向とは異なる方向で螺旋巻きした第２の樹脂テープと、を有する２芯平行電線であって、前記第１の樹脂テープの巻きピッチは５ｍｍ以下である、２芯平行電線である。

本発明によれば、高周波帯域の信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、高速で安定した作動信号伝送を可能とする２芯平行電線を提供することができる。

本発明による２芯平行電線の構成例を説明するための図である。本発明による２芯平行電線の構成例を説明するための他の図である。２芯平行電線における第１の樹脂テープのピッチに応じた信号減衰量の周波数特性を示す図である。２芯平行電線における第１の樹脂テープのピッチに応じた信号減衰量の周波数特性を示す他の図である。２芯平行電線における第１の樹脂テープのピッチに応じた信号減衰量の周波数特性を示すさらに他の図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本願のコネクタ付きケーブルに係る発明は、平行に並列した２本の絶縁電線と、該２本の絶縁電線を縦添えにより一括して覆う金属箔樹脂テープと、該金属箔樹脂テープの外側に螺旋巻きした第１の樹脂テープと、前記第１の樹脂テープの上に、該第１の樹脂テープの螺旋巻きの巻き方向とは異なる方向で螺旋巻きした第２の樹脂テープと、を有する２芯平行電線であって、前記第１の樹脂テープの巻きピッチは５ｍｍ以下である、２芯平行電線である。これにより、高周波帯域における信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、高速で安定した作動信号伝送を可能とする２芯平行電線を提供することができる。

（２）前記第１の樹脂テープの巻きピッチが４ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、より広い周波数帯域での安定した作動信号伝送が可能となる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る２芯平行電線の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる

図１および図２は、本発明による２芯平行電線の構成例を説明するための図で、図１は、２芯平行電線として構成されたシールドケーブルの端面を、その長さ方向正面から見たときの積層構成を示す図、図２は上記シールドケーブルをその長さ方向に対して側方から見たときの積層構成を説明するための図である。
図１および図２において、１は信号導体、２は絶縁体、３は絶縁電線、４はドレイン線、５は金属箔樹脂テープ、６は第１の樹脂テープ、７は第２の樹脂テープ、１０はシールドケーブルである。

２芯平行電線として構成されたシールドケーブル１０は、単心線または撚線からなる信号導体１を所定の誘電率を有する絶縁体２で被覆した絶縁電線（信号線）３を、２本平行に並べた構成を有する。絶縁電線３の信号導体１は、銅やアルミ等の電気良導体、またはこれらの電気良導体に錫メッキ等を施した単心線または撚線で形成され、例えば、ＡＷＧ２４〜３２相当の線材（外径０．５１〜０．２１ｍｍ）が用いられる。

信号導体１を電気的に絶縁する絶縁体２としては、できるだけ誘電率の小さいものが用いられ、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、フッ素樹脂等が用いられる。樹脂を発泡させて微細な気泡が樹脂中にあるようにしてもよい。絶縁体２中の発泡層を含む場合は、発泡層の発泡率は５０〜７０％とすることができる。これらの線材と絶縁樹脂により形成される絶縁電線３の外径は、３.０ｍｍ〜０.４ｍｍで、例えば、ＡＷＧ２６の線材を用いた場合の絶縁電線３の外径は、１.２ｍｍ程度となる。なお、絶縁電線３の代わりに、絶縁体２の外側に外部導体として金属素線を編組、もしくは横巻きし、または金属箔樹脂テープを巻き付けた同軸電線を用いることもできる。

そして平行に並べた２本の信号導体１に対して、ドレイン線４を縦添えする。ドレイン線４の太さは絶縁電線３の導体径と同じかやや細いことが好ましい。あるいは、ドレイン線４を用いない構成とすることもできる。
２本の絶縁電線３およびドレイン線４の外周には、シールド導体として金属箔樹脂テープ５が縦添えで設けられる。これにより、２本の絶縁電線３は一括してシールドされる。ドレイン線の表面は導電性がある。金属箔樹脂テープは、その金属箔がドレイン線と接触して導通するように配置する。

金属箔樹脂テープ５は、アルミまたは銅などの金属箔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（樹脂テープ）にラミネートしたものが用いられる。金属箔の厚さは、例えば３μｍ〜３０μｍで、プラスチック基材の厚さは例えば３μｍ〜５０μｍ、金属箔樹脂テープ５の厚さは例えば６μｍ〜８０μｍである。

金属箔樹脂テープ５の外側には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を基材樹脂とした樹脂テープ６、７が設けられる。内側の第１の樹脂テープ６と、その外側の第２の樹脂テープ７は、それぞれ螺旋巻きで設けられ、螺旋巻きの巻き方向が、第１の樹脂テープ６と第２の樹脂テープ７とで互いに異なっている。
さらに第２の樹脂テープ７の外側は、汚染を防ぎケーブルとしての耐水性を持たせるために図示しない外被で被覆してもよい。

本発明に係る実施形態では、縦添えにした金属箔樹脂テープ５と、その外側に第１の樹脂テープ６および第２の樹脂テープ７を互いに螺旋巻きの巻き方向が異なるように順に被覆し、それぞれの巻きピッチを最適化することで、高周波帯域の信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、これにより高速で安定した作動信号伝送が可能となる。

第１および第２の樹脂テープ６，７は、図２に示すように螺旋巻きの巻き方向が互いに異なるように設けられる。第１の樹脂テープが右巻きに巻かれた場合、第２の樹脂テープは左巻きに巻かれる。第１の樹脂テープが左巻きに巻かれた場合、第２の樹脂テープは右巻きに巻かれる。樹脂テープの重なり幅はテープ幅の五分の一〜二分の一とするのが好ましい。

ここでは第１の樹脂テープ６の螺旋巻きのピッチＰ１と、第２の樹脂テープ７の螺旋巻きのピッチＰ２とが最適化される。
図３〜図５は、２芯平行電線における第１の樹脂テープのピッチに応じた信号減衰量の周波数特性を示す図である。各図において縦軸を信号減衰量（ｄＢ／ｍ）、横軸を周波数（ＧＨｚ）として、信号減衰量の周波数特性を示している。信号減衰量は、２本の平行電線における作動信号の挿入損失Ｓｄｄ２１により表される。
ここでは、ＡＷＧ２６の絶縁電線３（外径１．２ｍｍ）を用い、第１の樹脂テープ６、および第２の樹脂テープ７のテープ幅は５ｍｍとし、第２の樹脂テープ７の巻き付けピッチＰ２をいずれも５ｍｍとして、第１の樹脂テープ６の巻き付けピッチＰ１を変化させて、そのときの信号減衰量を確認した。樹脂テープの重なり幅はそれぞれの樹脂テープでテープ幅の四分の一とした。

図３は、第１の樹脂テープ６の巻き付けピッチＰ１を６ｍｍとしたときの信号減衰量の周波数特性を示す図である。これによれば、周波数２０ＧＨｚより低い周波数帯域で信号減衰量の落ち込みであるディップが生じ、この周波数領域における安定した伝送特性が得られていない。

図４は、第１の樹脂テープ６の巻き付けピッチＰ１を５ｍｍとしたときの信号減衰量の周波数特性を示す図である。これによれば、周波数２０ＧＨｚを越えた帯域に信号減衰量の落ち込みであるディップが生じているが、周波数２０ＧＨｚまではディップが生じない。これにより２０ＧＨｚ程度までの高周波数領域で安定した伝送特性が得られた。

図５は、第１の樹脂テープ６の巻き付けピッチＰ１を４ｍｍとしたときの信号減衰量の周波数特性を示す図である。これによれば、周波数２５ＧＨｚまでの全周波数帯域において信号減衰量の急激な落ち込みが生じることなく、安定した伝送特性が得られた。

上記のことから、２本平行に並べた信号導体１の周囲に縦添えで金属箔樹脂テープ５を配置し、その周囲に第１の樹脂テープ６および第２の樹脂テープ７をそれぞれ巻き方向を異ならせて螺旋巻きを行う構成において、第１の樹脂テープ６の巻き付けピッチを５ｍｍ以下とすることが好適であり、４ｍｍ以下とすることがより好ましい。換言すると、第１の樹脂テープ６の巻きピッチは、樹脂テープ６のテープ幅と同等以下であることが好ましく、さらには樹脂テープ６のテープ幅の８０％以下とすることがより好ましい。

また、第２の樹脂テープ７の巻きピッチＰ２は、樹脂テープのテープ幅と同等であることが好ましい。さらに第１および第２の樹脂テープ６，７のテープ幅は、絶縁電線３の径の約４倍とすることが好ましい。
上記の構成により、第１の樹脂テープ６および第２の樹脂テープ７の巻きピッチ等を最適化することで、高周波帯域の信号伝送における信号減衰量の周波数特性の急激な減衰を抑制し、これにより高速で安定した作動信号伝送を可能とすることができる。

１…信号導体、２…絶縁体、３…絶縁電線、４…ドレイン線、５…金属箔樹脂テープ、６…第１の樹脂テープ、７…第２の樹脂テープ、１０…シールドケーブル。

Claims

平行に並列した２本の絶縁電線と、該２本の絶縁電線を縦添えにより一括して覆う金属箔樹脂テープと、該金属箔樹脂テープの外側に螺旋巻きした第１の樹脂テープと、前記第１の樹脂テープの上に、該第１の樹脂テープの螺旋巻きの巻き方向とは異なる方向で螺旋巻きした第２の樹脂テープと、を有する２芯平行電線であって、
前記第１の樹脂テープの巻きピッチは５ｍｍ以下である、２芯平行電線。
前記第１の樹脂テープの巻きピッチが４ｍｍ以下である、請求項１に記載の２芯平行電線。