JP2016027547A - 差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】信号用導体と樹脂（絶縁層）との間の剥離が生じにくい差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルを提供する。【解決手段】差動信号伝送用ケーブル１０は、平行に配置された一対の信号用導体１と、一対の信号用導体１の外周に第１の樹脂組成物を被覆して形成された絶縁層（内層）２と、絶縁層２の外周に第２の樹脂組成物を被覆して形成された絶縁層（外層）３とを有する絶縁電線１０Ａを備え、第１の樹脂組成物は、第２の樹脂組成物よりも硬化収縮が小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルに関する。

差動信号伝送用ケーブルにおいて、数Ｇｂｐｓ以上の高速信号を伝送するためには、２本の信号用導体における２つの信号の伝搬時間の差を低減する必要がある（例えば特許文献１の段落〔００１２〕参照）。そのためには２本の信号用導体周囲の絶縁体の誘電率や厚さの違いを小さくする必要があり、これを静電容量の差で評価することが多い。

当該差動信号伝送用ケーブルの絶縁層を構成する樹脂として、例えば、高密度ポリエチレンを用いることが知られている（例えば特許文献２の段落〔００２７〕参照）。

特開２０１１−８６４５８号公報（段落〔００１２〕） 特開２０１３−２１４４９９号公報（段落〔００２７〕）

しかしながら、高密度ポリエチレンは高周波特性が良好であるものの、結晶性が高いために、硬化収縮が大きく、信号用導体と樹脂（絶縁層）との間の剥離が生じやすいという問題がある。剥離が生じ、導体と樹脂（絶縁層）との間に隙間（空間）が生じると、僅か数ミクロンの大きさでも特性に大きな悪影響を与える。

そこで、本発明の目的は、信号用導体と樹脂（絶縁層）との間の剥離が生じにくい差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、下記の差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルを提供する。
［１］平行に配置された一対の信号用導体と、前記一対の信号用導体の外周に第１の樹脂組成物を被覆して形成された第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の外周に第２の樹脂組成物を被覆して形成された第２の絶縁層とを有する絶縁電線を備え、前記第１の樹脂組成物は、前記第２の樹脂組成物よりも硬化収縮が小さいことを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
［２］前記第１の樹脂組成物は、前記第２の樹脂組成物よりも低密度であることを特徴とする前記［１］に記載の差動信号伝送用ケーブル。
［３］前記第２の樹脂組成物は、高密度ポリエチレンからなることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の差動信号伝送用ケーブル。
［４］前記第１の樹脂組成物は、低密度ポリエチレンからなることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の差動信号伝送用ケーブル。
［５］前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の差動信号伝送用ケーブルを複数本備えることを特徴とする多芯差動信号伝送用ケーブル。

本発明によれば、信号用導体と樹脂（絶縁層）との間の剥離が生じにくい差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルの一例を示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係る多芯差動信号伝送用ケーブルの一例を示す横断面図である。

〔差動信号伝送用ケーブル〕
図１は、本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルの一例を示す横断面図である。

本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０は、平行に配置された一対の信号用導体１と、一対の信号用導体１の外周に第１の樹脂組成物を被覆して形成された絶縁層（内層）２と、絶縁層２の外周に第２の樹脂組成物を被覆して形成された絶縁層（外層）３とを有する絶縁電線１０Ａを備え、前記第１の樹脂組成物は、前記第２の樹脂組成物よりも硬化収縮が小さいことを特徴とする。絶縁層３の外周には、シールド用の導電層４が設けられ、導電層４の外周には、ケーブル保護用のジャケット５が設けられている。絶縁層２と絶縁層３との間、又は絶縁層３と導電層４との間にさらに別の絶縁層（図示せず）が設けられてもよいが、絶縁層３を最外の絶縁層とすることが好ましい。また、絶縁層３と導電層４との間、又は導電層４とジャケット５との間にドレイン線（図示せず）を配置してもよい。
（信号用導体１）
絶縁電線１０Ａを構成する一対（２本）の信号用導体１は、例えば銅からなる単芯線又は撚線からなり、一定の間隔をあけて互いに平行に配置されている。銅等の電気良導体のほか、電気良導体にニッケル、金、銀等のメッキを施したものを用いてもよい。銅は、軟銅等を使用できる。
（絶縁層２）
絶縁電線１０Ａを構成する絶縁層２（内層）は、一対の信号用導体１の外周に第１の樹脂組成物を被覆して形成される。図１の実施形態においては、一対の信号用導体１を一括して第１の樹脂組成物により被覆して絶縁層２が形成されているが、２本の信号用導体１の外周にそれぞれ別々に第１の樹脂組成物を被覆したものを並列させた実施形態としても良い。絶縁体の誘電率や厚さの差を低減させる観点から、一対の信号用導体１を一括して第１の樹脂組成物により被覆して絶縁層２を形成することが好ましい。

一括被覆した実施形態の場合、絶縁層２の断面形状を２本の信号用導体１の並び方向に長い楕円形状としてもよいし、２本の信号用導体１の並び方向に対して平行な平坦部を有する扁平楕円形状としてもよく、特に限定されるものではない。

絶縁層２の厚みは、特に限定されるものではないが、最も薄い部分の厚みが０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２０〜０．５０ｍｍであることがより好ましい。
（絶縁層３）
絶縁電線１０Ａを構成する絶縁層３（外層）は、絶縁層２の外周に第２の樹脂組成物を被覆して形成される。

絶縁層３の厚みは、特に限定されるものではないが、最も薄い部分の厚みが０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．１０〜０．３０ｍｍであることがより好ましい。
（第１及び第２の樹脂組成物）
冒頭で述べたように、本発明の目的は、一例として、高密度ポリエチレンで樹脂層全てを形成したときに発生しやすい剥離の問題を解決するものである。したがって、上記第１の樹脂組成物は、上記第２の樹脂組成物よりも硬化収縮が小さく、硬化収縮率１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。

第１の樹脂組成物は、第２の樹脂組成物よりも低密度であることが好ましい。第１の樹脂組成物の密度（比重）は０．８８０〜０．９４４であることが好ましく、０．９００〜０．９３４であることがより好ましい。一方、第２の樹脂組成物の密度（比重）は、０．９４０〜０．９６５であることが好ましく、０．９４３〜０．９６０であることがより好ましい。

第１の樹脂組成物としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレンコポリマー、エチレン-α-オレフィンコポリマー等を使用できる。

第２の樹脂組成物としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン等を使用できるが、高密度ポリエチレンを主成分とすることが好ましく、特に、密度０．９４０以上の高密度ポリエチレンを主成分とすることが好ましい。より好ましくは、密度０．９４３〜０．９６０の高密度ポリエチレンである。

上記第１及び第２の樹脂組成物は、本発明の効果を奏する限り、一般的に使用される樹脂を含有していてもよい。例えば、各種のフッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ)、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等である。

また、上記第１及び第２の樹脂組成物には、適宜、難燃剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤、滑剤、酸化防止剤、可塑剤などを添加してもよい。
（絶縁電線１０Ａ）
絶縁電線１０Ａは、例えば、２芯一括押出しにより、一対の信号用導体１の外周に第１の樹脂組成物を押出被覆して絶縁層２（内層）を形成するとともに、絶縁層２の外周に第２の樹脂組成物を押出被覆して絶縁層３（外層）を形成することで製造できる。
（導電層４）
導電層４は、例えば銅やアルミニウム等の導電性の金属層を有する帯状部材からなる。金属箔テープを巻き付けて形成するほか、編組状の金属素線等により構成されていてもよい。
（ジャケット５）
ジャケット５は、特に制限はないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、フッ素樹脂、軟質塩化ビニル樹脂等を用いて形成することができる。
〔多芯差動信号伝送用ケーブル〕
図２は、本発明の実施の形態に係る多芯差動信号伝送用ケーブルの一例を示す横断面図である。

本発明の実施の形態に係る多芯差動信号伝送用ケーブル１００は、上記の本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０を複数本備えることを特徴とする。

具体的には、図２に示されるように、多芯差動信号伝送用ケーブル１００は、差動信号伝送用ケーブル１０を複数本（図２に示す例では８本）束ね、この束ねられた複数本の差動信号伝送用ケーブル１０を一括してシールド導体１２によってシールドし、シールド導体１２の外周を編組線１３によって覆い、さらに編組線１３の外周を電気絶縁性を有する可撓性のジャケット１４により被覆することにより構成されている。図２に示す例では、多芯差動信号伝送用ケーブル１００の中心部に２本の差動信号伝送用ケーブル１０が配置され、この２本の差動信号伝送用ケーブル１０の外周に、撚糸や発泡ポリオレフィン等からなる筒状の介在１１を介して、６本の差動信号伝送用ケーブル１０が略等間隔に配置されている。
〔用途〕
本実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０及び多芯差動信号伝送用ケーブル１００は、数Ｇｂｐｓ以上の大容量の高速伝送に適しており、１０Ｇｂｐｓクラスや２５Ｇｂｐｓクラスの信号伝送にも好適に使用できる。例えば、ボード間、ラック間、サーバー間を接続する各ケーブルに使用できる。
〔本発明の実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、内層の絶縁層に硬化収縮の小さな樹脂を使用し、外層の絶縁層に硬化収縮が内層の絶縁層よりも大きな樹脂を使用したことにより、信号用導体と樹脂（絶縁層）との間の剥離が生じにくい差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルを提供することができる。これにより、電気特性、特に静電容量差が改善されるため、より長距離での信号伝送が可能となる。

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例の絶縁電線の製造〕
直径０．２５４ｍｍの導体２本を平行に配置し、絶縁層２と絶縁層３の２層同時押出被覆を行った。使用した押出機は３０ｍｍ押出機を主とし、副押出機として２０ｍｍ押出機を使用した。この時の線速は３０ｍ／ｍｉｎ、押出温度は２１０℃であった。

絶縁層２の材料はB028（宇部丸善ポリエチレン製：低密度PE。密度０．９２８）を使用した。絶縁層３の材料はHizex5305E（プライムポリマー製：高密度PE。密度０．９５１）を使用した。

絶縁層２の被覆厚は、線間肉厚０．３５ｍｍ、相対する導体の反対側（左右方向）の肉厚０．４ｍｍ、上下方向の肉厚０．２５ｍｍとし、絶縁層３の厚さは左右方向で０．２ｍｍ、上下方向で０．１５ｍｍとし、全体として長径２．０６ｍｍ、短径１．０６ｍｍの楕円形のコア（図１の絶縁電線１０Ａ）を得た。
〔比較例の絶縁電線の製造〕
実施例と同様に、直径０．２５４ｍｍの導体２本を、３０ｍｍ押出機を用いて一括被覆を行った。線速及び押出温度も実施例と同条件である。

材料は前述のHizex5305Eを使用し、線間肉厚０．３５ｍｍ、左右の肉厚０．６ｍｍ、上下の肉厚０．４ｍｍで単層被覆し、全体として長径２．０６ｍｍ、短径１．０６ｍｍの楕円形のコア（絶縁電線）を得た。
〔実施例及び比較例の絶縁電線の評価〕
上記実施例及び比較例の絶縁電線について、各々の２本の導体周囲の静電容量を測定し、その差を比較した。評価に用いた装置はｎＦ製ＬＣＲメーター（ＺＭ２３７２）とテストリード（２３２６Ａ）である。これを用いて、それぞれの水中静電容量を求め、２本の導体周辺の静電容量差を比較した。

測定はそれぞれ１０試料を採取して行った。

以上の結果より、本発明による実施例が、比較例に対し静電容量差が小さく、ばらつきも少ないことが確認できた。これは、絶縁体の電気的な特性が均一であることを示しており、対内の特性のみならず、長尺のケーブルにおいても、個々のケーブル性能差が小さくできることを示唆している。

なお、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず種々に変形実施が可能である。

１：導体、２：絶縁層（内層）、３：絶縁層（外層）
４：導電層、５：ジャケット、１０Ａ：絶縁電線
１０：差動信号伝送用ケーブル
１１：介在、１２：シールド導体、１３：編組線、１４：シース
１００：多芯差動信号伝送用ケーブル

Claims (5)

1. 平行に配置された一対の信号用導体と、前記一対の信号用導体の外周に第１の樹脂組成物を被覆して形成された第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の外周に第２の樹脂組成物を被覆して形成された第２の絶縁層とを有する絶縁電線を備え、
   前記第１の樹脂組成物は、前記第２の樹脂組成物よりも硬化収縮が小さいことを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
2. 前記第１の樹脂組成物は、前記第２の樹脂組成物よりも低密度であることを特徴とする請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
3. 前記第２の樹脂組成物は、高密度ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の差動信号伝送用ケーブル。
4. 前記第１の樹脂組成物は、低密度ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブル。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブルを複数本備えることを特徴とする多芯差動信号伝送用ケーブル。