JP2016072196A - ２芯平行電線 - Google Patents

Abstract

【課題】芯の信号線の対内スキューを低減させ、信号伝送特性が安定して得られる２芯平行電線を提供する。【解決手段】２芯平行電線は、平行に並列した２本の信号導体１と、２本の信号導体１の間に信号導体１に平行に配置された線状の絶縁体（樹脂紐３）と、２本の信号導体１および線状の絶縁体（樹脂紐３）を一括被覆した被覆用の絶縁体２と、を有する。【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本の導体と、２本の導体を被覆した被覆用絶縁体を有する２芯平行電線に関する。

情報機器の相互接続用に差動伝送ケーブルが用いられる。差動伝送ケーブルに、２本の絶縁電線を並行に並列させ、これら絶縁電線を一括シールドしたツイナックス構造の２芯平行電線が適用される。

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本の絶縁電線を、例えばポリエステルテープにアルミ箔を貼り付けたシールド導体で覆った構成を有する。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、樹脂材料の押出成形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本の絶縁電線を一括シールドし、その周囲を外被で被覆した構成の場合、各絶縁電線はそれぞれ別々の工程で製造されるため、絶縁電線の絶縁体の誘電率差が原因となって、２本の絶縁電線間で信号の伝播時間差である対内スキューが発生する。対内スキューが大きくなると、信号波形が崩れて信号品質の確保が難しくなる。

このような問題に対して、２芯一括被覆構造のケーブルが知られている。このケーブルは、２芯の信号導体を並行に並べ、この２芯の信号導体を絶縁体により一括して被覆する構成を有する。２芯の信号導体を一括被覆する構成により、２芯間の誘電率差が生じにくくなる。
例えば特許文献１には、並列に並べられた１対の内部導体を、発泡性の樹脂材料により一括押出被覆成形した作動伝送ケーブルが開示されている。

特開２０１３−２１４４９９号公報

特許文献１のように２芯の信号線を絶縁体により一括して被覆成形する場合、絶縁体の厚さや信号線の間隔を管理することは容易ではない。絶縁体を押出被覆成形するためのダイス内で、２芯の信号線の位置を確実に位置決めして安定させることが難しいためである。ケーブルの長さ方向にそって信号線の間隔が変化すると、心線同士の電磁結合の度合いが変化し、対内スキューが変化したり、あるいは信号減衰特性が変化して、２芯平行電線の長手方向で均一な信号伝送特性が得られなくなる。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、２芯の信号線の対内スキューを低減させ、信号伝送特性が安定して得られる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本の導体と、該２本の導体の間に前記導体に平行に配置された線状の絶縁体と、前記２本の導体および前記線状の絶縁体を一括被覆した被覆用絶縁体と、を有する２芯平行電線である。

本発明によれば、２芯の信号線の対内スキューを低減させ、信号伝送特性が安定して得られる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芯平行電線の他の構成例を説明するための図である。 本発明による２芯平行電線のさらに他の構成例を説明するための図である。 本発明の実施形態によるシールドケーブルの絶縁体の被覆工程を説明するための図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本願の２芯平行電線は、平行に並列した２本の導体と、該２本の導体の間に前記導体に平行に配置された線状の絶縁体と、前記２本の導体および前記線状の絶縁体を一括被覆した被覆用絶縁体と、を有する２芯平行電線である。これにより、２芯の信号線の対内スキューを低減させ、信号伝送特性が安定して得られる２芯平行電線を提供することができる。

（２）前記被覆用絶縁体の周囲に、導体によるシールド層を備え、該シールドの層の周囲に外被が形成されていることが好ましい。これにより、２芯平行電線をシールド層によるシールド機能と外被による保護機能とを付与したシールドケーブルとして構成することができる。

（３）前記被覆用絶縁体は、フッ素樹脂により形成されていることが好ましい。フッ素樹脂を用いることにより、耐熱性、絶縁性、耐薬品性等を向上させることができ、また充実押出被覆による細径化に好適となる。
（４）前記線状の絶縁体は、フッ素樹脂により形成されていることが好ましい。フッ素樹脂により、耐熱性、絶縁性、耐薬品性等を向上させることができる。また、被覆用絶縁体と同種の樹脂材料とすることで、被覆用絶縁体との接着一体性を向上させることができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る２芯平行電線および２芯平行電線の製造方法の具体例を、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（Ａ）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１（Ｂ）はそのシールドケーブルの構成を示す斜視概略図である。図１において、１は信号導体、２は絶縁体、３は樹脂紐、４はシールド層（外部導体）、５は外被、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、撚線からなる信号導体１を２本（２芯）平行に並べた構成を有する。各信号導体１の撚り線は、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素線を撚って形成され、例えば０．０５ｍｍ径の線材を７本撚り合わせて作成したもの（番手でいうとＡＷＧ３６）である。また、２本の信号導体１は、それぞれ単線の線材からなるものであってもよい。

信号導体１を電気的に絶縁するために信号導体１を被覆する絶縁体（被覆用絶縁体）２としては、フッ素樹脂が好適に用いられる。フッ素樹脂としては、例えばパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー （ＥＴＦＥ）を用いることができる。フッ素樹脂は、耐熱性、絶縁性、耐薬品性等を向上させることができ、また押出し成形時の引き落とし性がよく、細径化に好適となる。また、絶縁体２として、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等を用いてもよい。絶縁体２のサイズは、例えば長径が０．６１ｍｍで短径が０．５０ｍｍの楕円型の形状とされる。

絶縁体２の周囲には、シールド層（外部導体）４が設けられる。シールド層４は、例えば金属素線を編組、もしくは横巻きしたものを用いることができ、例えば０．０５ｍｍ径の金属素線を用いることができる。シールド層４としてはこの他、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）にラミネートした金属箔樹脂テープを巻き付けて構成してもよい。シールド層４により、２芯の信号導体１とその周囲の絶縁体２は、一括してシールドされる。
シールド層４の周囲には、導電体との電気的接触を防ぎ機械的強度を持たせるために外被５が被覆される。外被５は、例えばポリエステルテープを巻き付けて形成することができる。また外被５を、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樹脂、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等を用いて成形することができる。また、シールド層４の接地をとるために、図示しないドレイン線を配置してもよい。

本発明に係る実施形態では、２芯の信号導体１の間に線状の絶縁体からなる樹脂紐３を配置して、これら信号導体１と樹脂紐３とを絶縁体２により一体成形する。樹脂紐３は、２芯の信号導体１間の介在として設置するもので、平行に並列した信号導体１間で、信号導体１に接触して平行に配置される。これにより、信号導体１同士の間隔を一定にすることができる。樹脂紐と３としては、絶縁体２と同じ樹脂が好ましい。径が０．１ｍｍ径程度のモノフィラメントを用いることができる。樹脂紐３の外径は、信号導体１の外径と同じにすることが好ましい。両者を厳密に同寸法としなくても±１５％（導体外径基準）程度の外径差とするのがよい。
絶縁体２と樹脂紐３は、均一な誘電率とする点で同材料とするのが好ましい。絶縁体２がフッ素樹脂（例えばＰＦＡ）であれば、樹脂紐３にもフッ素樹脂（例えばＰＦＡ）を使用するのが好ましい。樹脂紐３がモノフィラメントであると長さ方向にそって外径が安定し、信号導体１で挟んだ場合に導体間隔を樹脂紐３の外径として安定させることができて好ましい。フッ素樹脂により、耐熱性、絶縁性、耐薬品性等を向上させることができる。また、絶縁体２と同種の樹脂材料とすることで、絶縁体２との接着一体性を向上させることができる。

絶縁体２がフッ素樹脂であり、導体がＡＷＧ３６番（断面積が０．０１３ｍｍ²）より細い場合は、絶縁体２がチューブ状となるので、信号導体１と樹脂紐３との境目近傍には隙間ができる。絶縁体２の引き落とし率を制御することにより、この隙間の大きさを制御して、ケーブルの絶縁体２の誘電率を長さ方向に一定にする。
図１（Ａ）の断面でみて、絶縁体２の内面は、信号導体１を挟んで信号導体１の上下に平行線となるのではなく、信号導体１と樹脂紐３の境目の近傍の隙間に絶縁体２が落ち込んで、当該隙間が小さくなる形状とするのが好ましい。図１で見て、並列する信号導体１のそれぞれの上端を結ぶ線、並列する信号導体１のそれぞれの下端を結ぶ線よりも絶縁体２の内面が内側に落ち込んでいるのが好ましい。

図２および図３は、それぞれ本発明による２芯平行電線の他の構成例を示す図である。信号導体１と樹脂紐３との間の隙間を極力少なくするために、図２に示すように、樹脂紐３の断面を信号導体１の断面の径と同じ長さの辺を有する矩形とすることができる。あるいは、図３に示すように、樹脂紐３の信号導体１に接する側を信号導体１に添わせた曲線とすることで、信号導体１と樹脂紐３との間の隙間を極力小さくすることができる。

図４は、本発明の実施形態による２芯平行電線の絶縁体の被覆工程を説明するための図である。２芯平行電線として構成するシールドケーブル１０の製造に際しては、２本の信号導体１を並列させ、その間に線状の樹脂紐３を介在させて一列に整列させ、これらを整列した状態で押出機に取り付けられたダイス２０内に導入する。そしてダイス２０の内部で、整列した信号導体１と樹脂紐３との周囲に絶縁体２の溶融樹脂材料を被覆して一体化する。ダイス２０から出た絶縁体２は、引き落とし作用によって縮径する。

ここではダイス２０の出口直後の径ａ１から引き落としによって径ａ２まで縮径させる。引き落としは、ダイス出口からの絶縁体の樹脂材料の吐出速度よりも信号導体１と樹脂紐３の線速を速くすることで発現する。例えばフッ素樹脂は、細径の充実押出被覆が難しいが、上記のように引き落としによって縮径させることで細径化が可能となる。このときに、２芯の信号導体１は、その間に樹脂紐３が介在して配置されているので、信号導体１の間隔が一定となった状態で絶縁体２が被覆され、一体化される。信号導体１と樹脂紐３とを被覆した絶縁体２は、その後冷却固化され、さらにその周囲に順にシールド層４、および外被５が形成されて、シールドケーブル１０となる。

上記のような２芯の信号導体１を絶縁体２で一括被覆した構成により、絶縁体２自体の誘電率差が生じにくくなる。また、２芯の信号導体１の間に樹脂紐３を介在させることで２芯の信号導体１の間隔を一定とした状態で成形することができる。これにより、信号線同士の電磁結合の度合いの変化による対内スキューの変化が抑えられ、長手方向に均一な信号伝送特性を得ることができる。

（実施例）
外径０．０５ｍｍの錫メッキ軟銅線７本を撚った導体２本を平行に並べ、その間に外径０．１４ｍｍのモノフィラメントのＰＦＡの樹脂紐（断面は円形）を入れ、導体と樹脂紐が接するようにそれらの周囲を絶縁体（ＰＦＡ）で被覆した。
絶縁体の短径（厚さ）は０．５ｍｍ、長径（幅）は０．６１ｍｍとした。厚さ方向には導体の上下に０．１７５ｍｍの厚さの絶縁体があり、幅方向に導体の横に０．０８ｍｍの厚さの絶縁体がある。この外に外径０．０５ｍｍの錫メッキ錫銅合金を３３本を並列して螺旋に巻いて外部導体とした。その外にポリエステルテープを巻いて外被とした。このシールドケーブルの二つの導体の間隔は０．１４ｍｍであり、長さ方向に安定した間隔となった。
比較例として、樹脂紐を無くして、他は同材料、同寸法でシールドケーブルを製造した。この二つの導体の間隔は長さ方向に安定しなかった。

１…信号導体、２…絶縁体、３…樹脂紐、４…シールド層、５…外被、１０…シールドケーブル、２０…ダイス。

Claims (4)

1. 平行に並列した２本の導体と、該２本の導体の間に前記導体に平行に配置された線状の絶縁体と、前記２本の導体および前記線状の絶縁体を一括被覆した被覆用絶縁体と、を有する２芯平行電線。
2. 前記被覆用絶縁体の周囲に、導体によるシールド層を備え、該シールドの層の周囲に外被が形成されている、請求項１に記載の２芯平行電線。
3. 前記被覆用絶縁体は、フッ素樹脂により形成されている、請求項１または２に記載の２芯平行電線。
4. 前記線状の絶縁体は、フッ素樹脂により形成されている、請求項１〜４のいずれか１に記載の２芯平行電線。
   

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