JP2016509344A - 粗シールドを有するケーブル - Google Patents

Abstract

ケーブル（２１０）は中央導線（２２０）を含む。層形態の絶縁材料（２２５）は前記中央導線を取り囲んでいる。粗シールド（２３２）は前記絶縁材料を部分的に取り囲んでいる。前記粗シールドは複数の導線を含んでもよく、該複数の導線は前記絶縁層の全周囲長の２５％未満の長さを有する絶縁層周りの区域内で互いに隣接してグループ化されている。絶縁ジャケット（２２７）は前記粗シールドおよび前記ケーブルの残りを被覆する。前記ケーブルはケーブル・アセンブリ（１０）に使用されてもよい。

Description

関連出願への相互参照
本願は米国特許第１３／７５３，３５８号（２０１３年１月２９日提出）の一部継続出願であり、本明細書中、この出願の開示内容を参照して組み込むものとする。

発明の分野
本願はケーブルに関する。特に本願は、導電性被膜により被覆され、粗シールド（sparse shield）により部分的に被覆され、かつ絶縁ジャケットにより被覆された絶縁ワイヤを備えたケーブルに関する。

発明への導入
多くの医療用デバイスは基部ユニットおよび遠隔ユニットを含んでおり、当該遠隔ユニットは基部ユニットに向けて、および基部ユニットから、情報を伝達する。その後、基部ユニットは遠隔ユニットから伝達された情報を処理し、診断情報、報告書等を提供する。あるデバイスにおいては、電線の一群を含むケーブルは、遠隔ユニットを基部ユニットに連結する。ケーブルの寸法は典型的には、当該ケーブルを通っている導線の数および当該導線のゲージまたは厚みに依存する。ケーブル内を通る導線の数は、遠隔ユニットから基部ユニットに伝達される情報量に応じて選択される傾向がある。すなわち、情報量が多いほど、導線の数は多い。

基部ユニットデバイス／遠隔ユニットデバイスを用いる、より高度な医療用デバイスにおいては、遠隔部品と基部ユニットとの間でかなり多くの情報が伝達されるかもしれない。例えば、超音波機のトランスジューサー（transducer）は、アナログ情報を数百本の導線により超音波画像処理機に伝達するかもしれない。隣接する導線間の電気的なクロストーク（cross-talk）が問題になり得る。クロストークを低減するための１つの方法に、それぞれの導線を取り囲んでいる絶縁材料の厚みを増大させることがある。ある場合においては、絶縁材料の周り全体に編組シールドワイヤを巻き付けて、クロストーク特性をさらに改善してもよい。しかしながら、絶縁材料の厚みの増大および編組シールドワイヤの追加は、結果として、既定直径のケーブルを通る導線の数を低減させる。この問題を緩和するために、ゲージがより高い導線（すなわち厚みがより薄い導線）を利用してもよい。しかしながら、より薄い導線は、壊れやすいという傾向があるため、当該ケーブルの耐用寿命が制限される。さらに、ゲージがより高い導線を用いると、ケーブル減衰が増大する。

第１の側面においては、シールドケーブル（shielded cable）を提供する。当該ケーブルは中央導線を含む。当該中央導線を層形態の絶縁材料が取り囲んでいる。当該絶縁材料の外表面には、導電性被膜を形成することができる。粗シールドは絶縁層を部分的に取り囲んでいる。当該粗シールドを絶縁体が被覆している。

第２の側面においては、ケーブルは中央導線を含む。当該中央導線を絶縁層が取り囲んでいる。当該絶縁層の外表面には、導電性被膜が形成されており、粗シールドが当該導電性被膜を部分的に取り囲んでいる。粗シールドは複数の導線を含み、当該複数の導線は、絶縁層の全周囲長の２５％未満の長さを有する絶縁層周りの区域（space）内で互いに隣接してグループ化されている。当該粗シールドを絶縁体が被覆している。

本願の別の側面においては、複数のケーブルを含むシールドケーブル・アセンブリを提供する。各ケーブルは、第１端部、中間部および第２端部を有する。それぞれのケーブルの中間部は相互に分離している。複数のケーブルのそれぞれの中間部を１つの導電性シールドが取り囲んでいる。各ケーブルは、中央導線、当該中央導線を取り囲んでいる絶縁層、および当該絶縁材料の外表面にある導電性被膜を部分的に取り囲んでいる粗シールドを含む。当該粗シールドを絶縁体が被覆している。好ましい実施態様においては、前記粗シールドは複数の導線を含む。当該導線は、各導線が隣接する導線から、結果として負荷（load）と一致する特性インピーダンスのケーブルがもたらされる距離で離れているように、互いに隣接してグループ化されている。

本願のまた別の側面においては、シールドケーブルの製造方法を提供する。当該方法は、中央導線を準備する工程、前記中央導線の周りに絶縁層を形成する工程、前記導電性被膜を粗シールドで部分的に取り囲む工程を含む。当該方法はまた、前記粗シールドを被覆する絶縁体を設ける工程も含み、前記ケーブルの所望の特性インピーダンスを決定する工程、および前記複数の導線を、結果として前記所望の特性インピーダンスを有するケーブルがもたらされる距離に相当する距離で互いに離れている状態にする工程を含んでもよい。

他の側面、特徴および利点は、当業者にとって、以下の図面および詳細な説明を検討することにより、明らかであるか、または明らかになるだろう。このような説明の範囲内に含まれる全ての追加的な特徴および利点は、請求項の範囲内であり、かつ次の請求項により保護されることを意図するものとする。

添付の図面は、特許請求の範囲のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込んで、その一部を構成するものとする。記載されている詳細な説明および図示された実施態様は特許請求の範囲により定義される原理の説明に役立つものである。

図１は、一実施態様に係るケーブル・アセンブリの斜視図である；

図２Ａは、図１のケーブル・アセンブリに利用されてもよい模範的なケーブル・アセンブリ部分の断面図である。

図２Ｂは、図２Ａのケーブル・アセンブリ部分の模範的なリボン化された端面である。

図３Ａはケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの模範的な実施態様を示す。 図３Ｂはケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの模範的な実施態様を示す。 図３Ｃはケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの模範的な実施態様を示す。 図３Ｄはケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの模範的な実施態様を示す。 図３Ｅはケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの模範的な実施態様を示す。

図４は、図２Ａのケーブルおよびケーブル・アセンブリを形成するための一連の操作を図示する。

図５は、ケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの断面図を示す。 図６は、ケーブル・アセンブリ部分に含まれてもよいケーブルの断面図を示す。

以下に記載の実施態様は、絶縁ワイヤを含むケーブルであって、当該絶縁ワイヤが、絶縁体の外表面に形成される導電性被膜および／または絶縁体の外層上の導電性被膜を部分的に被覆する粗シールド（または希薄シールド）を有するケーブルを提供することにより、従来の基部／遠隔ユニット系に関連する問題を解決する。導電性被膜、粗シールド、または導電性被膜と粗シールドとの組み合わせは一般に、隣接するワイヤ間の相互キャパシタンスおよびインダクタンスを低下させ、当該ワイヤを伝播する信号への電磁妨害の影響を減少させる。導電性被膜および／または粗シールドは、既知のワイヤよりも小さな直径の絶縁体の使用を促進するので、既定直径のケーブル・アセンブリで配置されるワイヤの数の増加を促進する。

図１は、模範的なケーブル・アセンブリ１０を図示する。ケーブル・アセンブリ１０はコネクター端部（connector end）１２、トランスジューサー端部（transducer end）１４および接続用フレキシブルケーブル・アセンブリ部分（connecting flexible cable assembly section）１６を含む。模範的なケーブル・アセンブリ１０においては、コネクター端部１２は、超音波画像機（図示せず）などの電気器具に連結するように構成されたヘッダーコネクター２２を有する回路基板２０を含む。コネクター端部１２はコネクターハウジング２４、およびケーブル１６の端部を取り囲む張力緩和部（strain relief）２６を含む。トランスジューサー端部１４には、例えば、超音波トランスジューサー３０が接続されてもよい。コネクター端部１２およびトランスジューサー端部１４は模範的なものに過ぎないことが理解される。またケーブル・アセンブリ１０は別の部品を連結するために利用してもよい。当該ケーブル・アセンブリは、本明細書中で記載される特性を有するケーブル・アセンブリが十分に適用されるあらゆる用途に適用することができる。

図２Ａはケーブル・アセンブリ部分１６の模範的な断面図を図示する。ケーブル・アセンブリ部分１６は１つのシース（sheath）２００、１つの編組シールド（braided shield）２０５、および複数の絶縁ケーブル（insulated cables）２１０の一群を含む。絶縁ケーブル２１０の数は模範的な例に過ぎず、必ずしも、あらゆる特定の用途で実際に必要とされるケーブルのあらゆる数の代表的なものではないことを理解するべきである。

シース２００はケーブル・アセンブリ部分１６の外側を規定する。シース２００はあらゆる非導電性の柔軟性材料、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン、またはポリウレタンから形成されてもよい。シース２００は約８．４ｍｍ（０．３３インチ）の外径を有していてもよい。存在する場合、編組シールド２０５の内側直径のところで測定される内径は、６．９ｍｍ（０．２７０インチ）であってもよい。このことは、１．４ｍｍ^２（０．０５７インチ^２）の穴の断面積（円形で直線のとき）をもたらす。このような大きさのシース２００は約６４〜２５６本のケーブル２１０の配置を促進する。シース２００の直径は絶縁ケーブル２１０の様々な数に応じて増加させてもよいし、または減小させてもよい。

編組シールド２０５はシース２００の内表面に設けられており、全ての絶縁ケーブル２１０を取り囲んでいる。編組シールド２０５は導電性材料、例えば、銅であってもよいし、または電磁妨害の外因からケーブルを遮蔽するのに適した様々な材料であってもよい。幾つかの実施態様においては、編組シールド２０５は銀めっきされていてもよいし、または絶縁ケーブル２１０を取り囲むメッシュ状構造を形成していてもよい。

絶縁ケーブル２１０は、ケーブル・アセンブリ部分１６の各端部において、各部分群（sub-group）が「リボン化された」部分２１５（図２Ｂ）を有する複数の部分群に並べられていてもよい。すなわち、部分群の複数の絶縁ケーブル２１０は相互に並んで付着または接着し、リボン２１５を形成してもよい。各リボン部２１５を調整して、当該リボン部２１５における各絶縁ケーブル２１０の中央導線２２０を露出させ、ケーブル・アセンブリ部分１６が用いられる用途の要求により決定されるあらゆる常套の方法による、当該絶縁ケーブル２１０の回路基板２０、電気部品および／またはコネクターへの接続を促進してもよい。組立者がケーブル・アセンブリ部分１６の反対側端部のリボン部２１５と相互に関連づけさせることができるように、リボン部２１５には特有のしるしを付けてもよい。

ケーブル・アセンブリ部分１６の中央部３６（図１）においては、部分群の複数の絶縁ケーブル２１０は一般的に解放されており、編組シールド２０５およびシース２００の内部で互いに独立して自由に動くことができる。ケーブルの分離は、米国特許第６，７３４，３６２Ｂ２（２００４年５月１１日発行）および米国特許出願第１３／７５３，３３９（本願と同時期に出願）（これらの出願を本明細書中、参考文献として組み込むものとする）に記載のように、ケーブル・アセンブリ部分１６の柔軟性を改善させ、隣接する絶縁ケーブル２１０間で起こるクロストークの度合いを低下させる。絶縁ケーブル２１０の解放部３６は、張力緩和部間において、張力緩和部を通って、かつリボン部２１５が置かれて接続されるハウジング内において、ケーブル・アセンブリ部分１６の全長を拡張している。

各絶縁ケーブル２１０は、絶縁材料２２５により取り囲まれた中央導線２２０を含む（すなわち、本明細書中、絶縁層としても呼ばれる層形態の材料で導線は絶縁している）。当該絶縁材料２２５の外表面には導電性被膜２３０が形成されてもよい。さらにその上に、またはその代わりに、絶縁ケーブル２１０の一部または全てを、粗シールド２３２により取り囲み、その後、絶縁ジャケット２２７で被覆してもよい（すなわち、絶縁体または絶縁ジャケットとしても呼ばれる層で粗シールドは絶縁している）。絶縁ジャケット２２７はあらゆる非導電性の柔軟性材料、例えば、フルオロカーボン、ポリエステルテープ（例えば、螺旋状に巻き付けてもよいもの）、ポリエチレンなど、から形成されてもよい。絶縁ジャケット２２７は約０．０１３ｍｍ（０．０００５インチ）の厚みを有していてもよい。

中央導線２２０は銅であってもよいし、または様々な導電性材料であってもよい。中央導線２２０は中実（solid）であっても、またはストランド化されていてもよく、さらに、約３６〜５２ＡＷＧのゲージ（すなわち３６ＡＷＧについては約０．１３ｍｍ（０．００５インチ（中実ワイヤ））または０．１５ｍｍ（０．００６インチ（ストランド化ワイヤ））の直径であり、５２ＡＷＧについては約０．０２０ｍｍ（０．０００７８インチ（中実ワイヤ））の直径である）を有していてもよい。中央導線２２０の材料およびゲージは、所望の電流が既定の中央導線２２０を流れるのを促進するように選択されてもよい。例えば、中央導線２２０のゲージを減小させて（すなわち、直径を増大させて）、流れる電流の増加を促進してもよい。中実ワイヤと対照的に、ストランド化ワイヤを利用して、ケーブル・アセンブリ部分１６の全体の柔軟性を改善してもよい。絶縁ケーブル２１０は全てが同じ特性を有していてもよいし、または異なっていてもよい。すなわち、複数の絶縁ケーブル２１０は異なるゲージ、異なる導線などを有していてもよい。

中央導線２２０を取り囲んでいる絶縁材料２２５は、フルオロポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはポリエチレンなどの材料から構成されていてもよい。絶縁材料２２５の厚みは、電気的要求を満たす約０．０５〜０．６４ｍｍ（０．００２〜０．０２５インチ）であってもよい。絶縁材料２２５の厚みが増大すると、クロストーク特性は改善される（すなわち、ワイヤ間の相互キャパシタンスは減小する）ので、隣接する絶縁ケーブル２１０間のクロストークは低下する。他方、厚みの増大は、編組シールド２０５内に配置される絶縁ケーブル２１０の総数を低下させる。絶縁材料２２５の厚みを用いて、ケーブル・アセンブリ部分１６のキャパシタンスおよび特性インピーダンスを制御してもよい。

導電性被膜２３０は、あらゆる適切な材料、例えば、カーボン、グラファイト、グラフェン、銀、または銅であってもよく、懸濁溶液の状態にあるものであってもよい。例えば、ダグ５０２（エレクトロダグ５０２としても知られている）、メチルエチルケトンに懸濁されたフルオロポリマーバインダー中のカーボン／グラファイト粒子、を用いてもよい。これはスプレー法、分散法（dispersion process）または導電性材料の薄層の適用に適した他の方法により適用してもよい。一実施態様においては、例えばグラフェンを含有する、ボルベック・マテリアルズ社製のボル−インク^{（登録商標）}グラビューレなどの製品を分散液コーティング法により厚み約０．００５ｍｍ（０．０００２インチ）に適用してもよい。導電性被膜２３０の適用は、隣接する絶縁ケーブル２１０間の相互キャパシタンスおよびインダクタンスをさらに低下させるので、クロストークをさらに低下させる。同時にケーブルの自己キャパシタンスは増加する；このため、ケーブルの特性インピーダンスを制御する一つの方法は、被膜材料の厚みおよび導電性を変化させることによる方法であってもよい。

粗シールド２３２は導電性材料、例えば銅、であり、上記した様々な特性を高める。粗シールドは、典型的なシールドケーブルと同様の絶縁材料２２５を完全には被覆しないという点で、粗である。典型的なシールドケーブルにおいては、シールドはできるだけ大きな被覆率をもたらすように構成される。一方で、粗シールドは所望のクロストークの度合いを維持するように構成される。一般的には、粗シールド２３２は低周波の電磁妨害（ＥＭＩ）を遮蔽し、導電性被膜２３０は高周波の電磁妨害を遮蔽するので、低い被覆率を相殺する。例えば、長さ約１．８ｍ（６フィート）のケーブル束について、粗シールド２３２は周波数５０ＭＨｚ以下のシールドとして機能し、一方で導電性被膜は５０〜１０００ＭＨｚのシールドとして機能する。粗シールド２３２の利用は、結果として、絶縁ケーブル２１０の直径の減小、絶縁ケーブルの重量の減少、および／または絶縁ケーブル２１０の製造に関連するコストの減少をもたらす。

粗シールド２３２は幾つかの方法のうちの一つの方法で決定されてもよい。一実施態様においては、粗シールド２３２は中央導線の抵抗に基づいて決定される。例えば、粗シールド２３２が絶縁材料を被覆する程度は、絶縁ケーブル２１０の所望の特性に応じて調整されてもよい。特に絶縁ケーブルは典型的には、絶縁ケーブルの全周囲長にわたってシールドされて、ケーブル間の妨害を最小化する。それにもかかわらず、粗シールド２３２の抵抗がおよそ中央導線の抵抗と同じか、またはそれ未満であるとき（例えば、中央導線の抵抗と一致するとき）、既定の用途に十分な結果が達成されるかもしれない。例えば、抵抗が約１．６４オーム／ｍ（０．５オーム／フィート）の中央導線２２０については、粗シールド２３２が絶縁体を被覆する程度は、当該粗シールドが約１．６４オーム／ｍ（０．５オーム／フィート）の抵抗を有するように、調整されてもよい。このような値は、相対的に少ない数のワイヤ・ストランドに相当する粗シールドを用いることにより、達成可能である。一方、典型的な同軸ケーブルにおいては、シールドの抵抗は、中央導線の抵抗の約１０分の１である。

別の実施態様においては、粗シールド２３２は、当該粗シールド２３２が被覆する中央導線の周囲長の総計に基づいて記載されてもよい。単なる幾つかの例として、粗シールド２３２は、中央導線の周囲長の５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満、または５％未満を被覆してもよい。

一実施態様においては、上記の導電性被膜２３０を有し、かつ４８ＡＷＧのゲージ（０．０３１ｍｍ（０．００１２４インチ）（中実）および０．０３８ｍｍ（０．００１５インチ）（ストランド化）の直径）および０．０２４／ｍｍ（０．６／インチ）の巻数比を有する５本ワイヤを含んだ粗シールド２３２を有する、長さ約１．８ｍ（６フィート）の絶縁ケーブル２１０は、隣接する絶縁ケーブル２１０間で伴って起こるクロストークが１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚにおいて、従来の同軸設計での約−５０ｄＢと比較して、約−４０ｄＢより小さいことを見い出した。このため、導電性被膜２３０および粗シールド２３２の追加は、十分なクロストーク性能を提供しながら、ゲージおよび自己キャパシタンスが同じ標準の同軸ケーブルと比較して、ケーブル２１０の厚みおよび重量の減少を促進する。従って、導電性被膜２３０および粗シールド２３２は、従来の同軸ケーブル設計と比較して、既定の直径のシース２００内に配置されるケーブル２１０の数の増加を促進する。上記した特性および絶縁ケーブル２１０の特性インピーダンスは、様々な導電性を有する導電性被膜２３０を選択すること、粗シールド２３２の実施態様を変えること、絶縁材料２２５の厚みを変化させること、または既定の誘電率を有する絶縁材料２２５を選択することなどによって、調整されてもよいことを理解するべきである。

図３Ａ〜３Ｅは、上記の特性結果を達成するために利用されてもよい粗シールド２３２の様々な模範的な実施態様を図示する。例えば、図２Ａおよび図３Ａは５本の導線を含む粗シールド２３２を図示する。この場合においては、中央導線２２０のゲージが約４２ＡＷＧのとき、粗シールド２１２における各ワイヤのゲージは、中央導線の抵抗と一致するように、約４８ＡＷＧであってもよい。５本の導線は、絶縁材料２３０の外表面の約２０％未満を集合的（collectively）に被覆してもよい。導線の数は様々であってもよい。図３Ｂは、例えば、単一ストランドのワイヤを含む粗シールド３０５を図示する。絶縁ケーブル２１０について上記寸法を付与すると、当該ワイヤは約４２ＡＷＧのゲージを有してもよい。図３Ｃは２本のワイヤを図示するものであり、当該ワイヤは、１ストランドあたり半分の断面積を有してもよいし、または図３Ｂのワイヤよりもゲージ数で３の増加を示してもよい。このことは、２本のワイヤの抵抗を中央導線の抵抗とおよそ等しくする。

ワイヤの数および／またはワイヤのゲージを調整して、粗シールドの所望の抵抗を得てもよいし、またはケーブルの特性インピーダンスを変化させてもよいことを理解することができる。さらにその上に、またはその代わりに、１インチあたりの巻数を調整して、粗シールドの所望の抵抗を得てもよい。例えば、ゲージが４８ＡＷＧであって、１インチあたりの巻数比が０．６（０．０２４巻／ｍｍ）である単一ワイヤは、約２９．５オーム／ｍ（９オーム／フィート）の抵抗を有する。このような値であれば、絶縁材料２３０の約２％が粗シールド２１２により被覆される。ゲージが４８ＡＷＧであって、１インチあたりの巻数比が０．６である２本のワイヤは、約１４．８オーム／ｍ（４．５オーム／フィート）の抵抗を有する。このような値であれば、絶縁材料２３０の約４％が粗シールド２１２により被覆される。３本以上のワイヤを同様に利用してもよい。ワイヤの数を増加させながら、ワイヤの上記特性および／または巻数比を達成するために必要とされるワイヤの直径をそれに応じて調整してもよい。さらに、多数本ワイヤ（multiple wires）を利用する場合は、当該ワイヤを絶縁体の周りで、間隔を空けてもよいし、かつ／または等しく分配してもよい。例えば、隣接するワイヤは様々な距離Ｄで間隔を空けてもよく、当該距離は、結果として負荷と一致する特性インピーダンスのケーブルをもたらす。例えば、当該距離は約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）であってもよい。

ワイヤを巻き付ける方法は、図３Ｂおよび図３Ｃの場合のような単一方向に限定されない。例えば、図３Ｄに図示されるように、ワイヤ３１０は互いに交差してもよい。さらには、粗シールドとして、単一ワイヤよりも、図３Ｅに図示されるように、編組ワイヤリボン（braided wire ribbon）３１２を利用してもよい。他の組み合わせが可能である。

図２に戻ると、ケーブル・アセンブリ部分１６のそれぞれの端部においては、粗シールド２１２を終端処理し、接地してもよい。粗シールド２１２の接地は、当該粗シールド２１２とそれぞれの絶縁ケーブル２１０の導電性被膜２３０との接触により、絶縁ケーブル２１０の導電性被膜２３０を同様に接地させる。

導電性被膜２３０の接地は、絶縁ワイヤ２１０を介して伝播される信号への電磁妨害の外因の影響を今度は減少させる。

出願人は予期せぬことに、粗シールドの隣接するワイヤ間の距離および粗シールドにより占有される誘電体周りの区域の総計を調整することにより、上記ケーブルの特性インピーダンスがさらに制御され得ることを見い出した。例えば、図５を参照すると、隣接するワイヤ２１２間の距離Ｄおよびワイヤが占有する絶縁層２２５の外周の周りの長さＬを調整することにより、ケーブル２１０の特性インピーダンスを調整してもよい。出願人は、シールドが一般的に絶縁体の外表面積全体を被覆する典型的な同軸ケーブルにおいては、Ｈ−フィールド（H-field）が誘電体内に限定されることを観察した。例えば、上記した実施態様においてのように、シールドが数本の均等に分配されたワイヤを含む場合、均等に分配されたＨ−フィールドが絶縁体の外側に形成し始める。上記した実施態様においては、ケーブルの特性インピーダンスは、同軸ケーブルの特性インピーダンスとほとんど同じである。しかしながら、複数の同じワイヤを共に絶縁体の片側に向かってグループ化すると、Ｈ−フィールドは不規則に分配されるようになり、粗シールドのワイヤ２１２の周りに最高強度が形成する。Ｈ−フィールドの増大した強度はフリンジング効果（fringing effect）に起因するものであり、当該効果は、ケーブル２１０のインダクタンスを効果的に増加させるため、ケーブル２１０の特性インピーダンスを増加させる。複数のワイヤ２１２を離して並べると、フリンジングは減少し、ケーブル２１０の特性インピーダンスは減少する。従って、ケーブル２１２の特性インピーダンスは、複数のワイヤ２１２が絶縁層の全周囲長の約ｘｘ％未満の長さを有する絶縁層周りの区域内で互いに隣接してグループ化されるように、ワイヤ２１２間の間隔Ｄを調整することにより、さらに制御することができる。

表１は、典型的な同軸ケーブル、６本の導線が均等に分配された粗シールドを有する同軸ケーブル、および５本導線粗シールドを有する同軸ケーブルであって、図６に示すように、隣接する導線間に間隔が実質的に提供されることなく、当該導線が互いに隣とグループ化されているケーブルについて、パラメータを比較する。

表１に示すように、典型的な同軸ケーブルおよび６本導線粗シールドケーブルの特性インピーダンスを測定すると、それぞれ７７オームおよび７９オームであり、大体同じある。しかしながら、５本導線粗シールドは約９０オームの特性インピーダンスを有し、当該値は１０オーム高い。

図４は、上記した絶縁ケーブル２１０およびケーブル・アセンブリ部分１６に対応する絶縁ケーブルおよびケーブル・アセンブリ部分を形成するための一連の操作を図示する。ブロック４００においては、中央導線を準備することにより、絶縁ケーブルの形成を開始する。中央導線は銅であってもよいし、または異なる導電性材料であってもよい。中央導線は中実コアを有していてもよいし、またはストランド化されていてもよい。中央導線のゲージは５２ＡＷＧ〜３６ＡＷＧであってもよい。

ブロック４０５においては、中央導線の周りに絶縁材料を層として形成する。絶縁層はあらゆる適切な材料、例えば、ポリエチレン、またはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）などのフルオロカーボン、であってもよい。絶縁層の直径（diameter）は、約０．０２５〜０．６４ｍｍ（０．００１〜０．０２５インチ）であってもよい。

ブロック４１０においては、絶縁層の外表面に導電性被膜を形成する。導電性被膜は、例えば、スプレー法または分散法により適用されてもよい。被膜は、カーボン、グラファイト、グラフェン、銀、または銅などの材料であってもよく、しかも懸濁溶液の状態にあるものであってもよい。例えば、ボル−インク^{（登録商標）}グラビューレを用いてもよい。スプレー法または分散法により適用可能な他の導電性材料を利用してもよい。導電性被膜の厚みは約０．００５ｍｍ（０．０００２インチ）であってもよい。

ブロック４１５においては、導電性被膜の外表面の周りに粗シールドを設ける。粗シールドは、１本または２本以上のワイヤ、１つの編組ワイヤ、または中央導線のインピーダンスと一致するインピーダンスを有する粗シールドをもたらす様々な構造物を含んでもよい。

ブロック４１７においては、粗シールド層に広がる粗シールドワイヤおよび露出したあらゆる導電性被膜の上に、絶縁ジャケットを形成してもよい。絶縁ジャケットは、フルオロカーボン、螺旋状に巻き付けたポリエステルテープ、ポリエチレンなどの材料から形成されてもよい。

ブロック４２０においては、ブロック４００〜４１５に従って製造された複数のケーブルを１つに束ねる。

ブロック４２５においては、複数のケーブルの群の外側に１つの編組シールドワイヤを適用してもよい。編組シールドワイヤは銀めっき銅であってもよく、複数のケーブルを取り囲むように構成されたメッシュとして形成されてもよい。

ブロック４３０においては、編組シールドワイヤの周りに１つのシースを適用してもよい。シースは、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボンポリマー、またはポリウレタンなどの材料であってもよい。約０．６３５〜１２．７ｍｍ（０．０２５〜０．５００インチ）のシースの外径で、１０〜５００本のワイヤを当該シース内に収容してもよい。

他の操作を備えて、絶縁ケーブルおよびケーブル・アセンブリ部分の特性をさらに高めたり、かつ／またはさらに有益な特徴を提供してもよい。例えば、幾つかの実施態様においては、絶縁ケーブルの第１端部および／または第２端部それぞれを並んで付着し、１以上のリボン群を形成する。当該群内の絶縁ケーブルは、当該ワイヤを伝播する信号間の所定の関係に基づいて選択されてもよい。

様々な実施態様について説明したが、さらに多くの実施態様が特許請求の範囲内で実施可能であることが当業者には明らかである。上記した様々な寸法は、模範例にすぎず、必要に応じて変更してもよい。従って、さらに多くの実施態様が特許請求の範囲内で実施可能であることが当業者には明らかである。そのため、記載した実施態様は特許請求の範囲の理解を助けるために提供されているだけで、特許請求の範囲を限定するものではない。

Claims (23)

1. 中央導線；
   該中央導線を層形態で取り囲んでいる絶縁材料；
   該絶縁材料を部分的に取り囲んでいる粗シールド；および
   該粗シールドを被覆する絶縁体；
   を含むケーブル。
2. 前記粗シールドが前記絶縁層の周りに配置されており、かつ複数の導線を含み、
   該複数の導線が、前記絶縁層の全周囲長の２５％未満の長さを有する絶縁層周りの区域内で互いに隣接してグループ化されている、請求項１に記載のケーブル。
3. 前記粗シールドが前記中央導線のＤＣ抵抗と実質的に一致するＤＣ抵抗を有し、
   好ましくは前記粗シールドは約１．６４オーム／ｍ（０．５オーム／フィート）の抵抗を有する、請求項１に記載のケーブル。
4. 前記粗シールドが前記中央導線のＤＣ抵抗と実質的に一致するＤＣ抵抗を有し、
   好ましくは前記粗シールドは約６．６オーム／ｍ（２オーム／フィート）の抵抗を有する、請求項２に記載のケーブル。
5. 前記粗シールドが、約４８ＡＷＧ超のゲージを有する５本以下の導線を含む、請求項１または２に記載のケーブル。
6. 前記粗シールドの各導線が該粗シールドの隣接する導線から一定の距離で離れている、請求項５に記載のケーブル。
7. 前記粗シールドの各導線が該粗シールドの隣接する導線から、結果として負荷と一致する特性インピーダンスのケーブルをもたらす距離で離れている、請求項２に記載のケーブル。
8. 前記粗シールドが、前記絶縁層の外表面の表面積の約２０パーセント未満を被覆する、請求項１に記載のケーブル。
9. 前記ケーブルが導電性被膜をさらに含み、該導電性被膜が前記絶縁層の外表面と前記粗シールドとの間に存在するように前記絶縁層の外表面に形成されており、
   好ましくは前記導電性被膜が、カーボン、グラファイト、グラフェン、銀、銅、および懸濁溶液の該材料からなる被膜の群から選択される被膜である、請求項１または２に記載のケーブル。
10. 前記中央導線を取り囲んでいる絶縁層が、約０．０２５〜０．６４ｍｍ（０．００１〜０．０２５インチ）の厚みを有する、請求項１または２に記載のケーブル。
11. 前記中央導線が、約５２ＡＷＧ〜３６ＡＷＧのゲージを有する、請求項１または２に記載のケーブル。
12. 第１端部、中間部および第２端部をそれぞれに有する複数のケーブルであって、該複数のケーブルのそれぞれのケーブルの中間部が相互に分離しているケーブル；および
    前記複数のワイヤのそれぞれの中間部を取り囲んでいる１つの導電性シールド；
    を含むケーブル・アセンブリであって、
    前記複数のワイヤの各ケーブルは、
    中央導線；
    該中央導線を取り囲んでいる絶縁材料；
    該絶縁層を部分的に取り囲んでいる粗シールド；および
    該粗シールドを被覆する絶縁体；
    を含むケーブル・アセンブリ。
13. 前記絶縁材料が層であり、
    前記粗シールドが複数の導線を含み、該複数の導線が互いに隣接してグループ化されており、各導線が隣接する導線から、結果として負荷と一致する特性インピーダンスのケーブルをもたらす距離で離れている、請求項１２に記載のケーブル・アセンブリ。
14. 前記粗シールドが前記中央導線の抵抗と実質的に一致する抵抗を有し、
    好ましくは前記粗シールドは約１．６４オーム／ｍ（０．５オーム／フィート）の抵抗を有する、請求項１２に記載のケーブル・アセンブリ。
15. 前記粗シールドが、約４２ＡＷＧ超のゲージを有する５本以下の導線を含み、
    前記粗シールドの各導線が隣接する導線から一定の距離で離れている、請求項１２または１３に記載のケーブル・アセンブリ。
16. 前記粗シールドが前記中央導線の抵抗と実質的に一致する抵抗を有し、
    好ましくは前記粗シールドは約６．６オーム／ｍ（２オーム／フィート）の抵抗を有する、請求項１３に記載のケーブル・アセンブリ。
17. 前記複数の導線が、前記絶縁層の全周囲長の２５％未満の長さを有する絶縁層周りの区域内で互いに隣接してグループ化されている、請求項１３に記載のケーブル・アセンブリ。
18. 各ケーブルは導電性被膜をさらに含み、該導電性被膜が前記絶縁層の外表面と前記粗シールドとの間に存在するように前記絶縁層の外表面に形成されており、
    好ましくは前記導電性被膜が、カーボン、グラファイト、グラフェン、銀、銅、および懸濁溶液の該材料からなる被膜の群から選択される被膜である、請求項１２または１３に記載のケーブル・アセンブリ。
19. ケーブルの製造方法であって、
    ケーブル用の中央導線を準備する工程；
    絶縁材料を用いて、前記中央導線の周りに絶縁層を形成する工程；
    該絶縁層を粗シールドで部分的にだけ取り囲む工程；および
    絶縁体を供給して前記粗シールドを被覆する工程；
    を含む、方法。
20. 前記ケーブルの所望の特性インピーダンスを決定する工程をさらに含む請求項１９に記載の方法であって、
    前記粗シールドが一定の距離で互いに離れている複数の導線を含み、
    前記距離が、結果として前記所望の特性インピーダンスを有するケーブルをもたらす距離に相当する、方法。
21. 前記粗シールドが前記中央導線のＤＣ抵抗と実質的に一致するＤＣ抵抗を有する、請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記絶縁層の外表面と前記粗シールドとの間に存在するように、前記絶縁層の外表面に導電性被膜を形成する工程をさらに含み、
    好ましくは前記導電性被膜が、カーボン、グラファイト、グラフェン、銀、銅、および懸濁溶液の該材料からなる被膜の群から選択される被膜である、請求項１９または２０に記載の方法。
23. 前記絶縁層の全周囲長の２５％未満の長さを有する絶縁層周りの区域内で、前記複数の導線を互いに隣接してグループ化する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。

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