JP2017188197A - 差動信号伝送用ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】高周波信号を伝送する際にサックアウトが発生しない差動信号伝送用ケーブルを提供する。【解決手段】本発明の一態様において、一対の信号線２０、２１と、一対の信号線２０、２１を被覆する絶縁体２２と、絶縁体２２の周囲に螺旋巻きで巻き付けられた、絶縁体テープ３０又はテープ状の接着層と金属箔テープ３１とが積層されたシールドテープ３と、を有し、絶縁体テープ３０又は前記接着層の幅が、金属箔テープ３１の幅よりも小さく、シールドテープ３の巻き回しによる重なり部分において、上側のシールドテープ３の金属箔テープ３１と下側のシールドテープ３の金属箔テープ３１が接触する、差動信号伝送用ケーブル１を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、差動信号伝送用ケーブルに関する。

従来、差動信号を伝送する一対の導線を絶縁体で被覆した差動信号伝送用ケーブルが知られている。この種の差動信号伝送用ケーブルには、特に高周波帯域における信号の劣化を抑制するために、絶縁体の周囲に導電性のシールドテープを巻き付けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の差動信号伝送用ケーブルにおいては、金属箔付きテープが、金属箔が設けられた側の面が外側となるように長手方向に沿って折り曲げられ、その折り返し部の少なくとも一部が螺旋状の重なり部分に位置するように、一対の絶縁電線の周囲に巻き付けられている。これによって、上記の重なり部分において金属箔同士が接触し、金属箔を流れる電流がケーブル長さ方向へ流れることができるため、サックアウトが生じなくなる。

また、従来、シールド層の周囲に、押さえ巻きテープとしての樹脂テープが螺旋巻きで巻き付けられた同軸ケーブルが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載の同軸ケーブルにおいては、樹脂テープが積層された樹脂層と接着剤層からなり、接着剤層の幅が樹脂層の幅よりも小さい。そして、接着剤層が樹脂テープの樹脂層のみに接触し、シールド層に接触しないように、樹脂テープがシールド層の周囲に巻き付けられている。このため、樹脂テープがシールド層に接着されず、同軸ケーブルの端末加工時にシールド層を剥き出すことが容易になる。

特許第５３４６９１３号公報 特開２００８−１８１７５５号公報

本発明は、高周波信号を伝送する際にサックアウトが発生しない差動信号伝送用ケーブルを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、一対の信号線と、前記一対の信号線を被覆する絶縁体と、前記絶縁体の周囲に螺旋巻きで巻き付けられた、絶縁体テープ又はテープ状の接着層と金属箔テープとが積層されたシールドテープと、を有し、前記絶縁体テープ又は前記接着層の幅が、前記金属箔テープの幅よりも小さく、前記シールドテープの巻き回しによる重なり部分において、上側の前記シールドテープの前記金属箔テープと下側の前記シールドテープの前記金属箔テープが接触する、差動信号伝送用ケーブルを提供する。

本発明によれば、高周波信号を伝送する際にサックアウトが発生しない差動信号伝送用ケーブルを提供することができる。

図１は、実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルの径方向の断面図である。 図２は、差動信号伝送用ケーブルの製造過程において絶縁体の周囲にシールドテープを巻き付ける様子を表す斜視図である。 図３（ａ）は、絶縁体の周囲に巻き付けられたシールドテープの、差動信号伝送用ケーブルの長さ方向の断面図であり、図３（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープの幅方向の断面図である。 図４（ａ）は、比較例としての、従来のシールドテープの差動信号伝送用ケーブルの長さ方向の断面図であり、図４（ｂ）は、巻き付ける前の従来のシールドテープの幅方向の断面図である。 図５（ａ）は、実施の形態に係るシールドテープの変形例であるシールドテープの、差動信号伝送用ケーブルの長さ方向の断面図であり、図５（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープの幅方向の断面図である。 図６（ａ）は、実施の形態に係るシールドテープの他の変形例であるシールドテープの、差動信号伝送用ケーブルの長さ方向の断面図であり、図６（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープの幅方向の断面図である。

［実施の形態］
（差動信号伝送用ケーブルの構成）
図１は、本実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１の径方向の断面図である。

差動信号伝送用ケーブル１は、一対の導線２０、２１と、導線２０、２１を被覆する絶縁体２２と、絶縁体２２の周囲に螺旋巻きで巻き付けられたシールドテープ３と、シールドテープ３の周囲に巻き付けられた押え巻きテープ４とを備えている。

この差動信号伝送用ケーブル１は、例えば、数十ＧＨｚ以上の周波数の差動信号を用いたサーバ、ルータ、ストレージ等の電子機器間、又はこれら電子機器の内部に用いられる差動信号伝送用のケーブルである。

差動信号伝送用ケーブル１を用いた通信では、導線２０及び導線２１に互いに逆位相となる電流を流し、導線２０と導線２１との電位差で信号を伝送する。導線２０と導線２１の一方にノイズが加わると他方にも同様のノイズが加わるため、導線２０と導線２１との電位差には影響がなく、ノイズに強い通信を行うことができる。

導線２０と導線２１は、差動信号を伝送するための信号線であり、平行に配置される。導線２０、２１は、銅等の導体からなり、表面にメッキが施されていてもよい。また、差動信号伝送用ケーブル１に屈曲性が求められる場合には、複数の導線を撚って形成する撚線を導線２０、２１として用いてもよい。

絶縁体２２は、導線２０と導線２１を一括して被覆しており、導線２０、導線２１、及び絶縁体２２は絶縁電線２を構成している。絶縁体２２の典型的な径方向の断面形状は楕円形であり、その楕円形の長軸方向に導線２０と導線２１が並ぶ。

絶縁体２０の材料としては、例えば、発泡ポリエチレン、発泡テフロン（テフロンは登録商標）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のテフロン系材料（テフロンは登録商標）を使用することができる。

図２は、差動信号伝送用ケーブル１の製造過程において絶縁体２２の周囲にシールドテープ３を巻き付ける様子を表す斜視図である。図３（ａ）は、絶縁体２２の周囲に巻き付けられたシールドテープ３の、差動信号伝送用ケーブル１の長さ方向の断面図であり、図３（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープ３の幅方向の断面図である。

シールドテープ３は、その幅方向の一端部及び他端部が重なり合うように、絶縁体２２の周囲に螺旋状に巻き回されている。

シールドテープ３は、積層された絶縁体テープ３０と金属箔テープ３１からなり、絶縁体テープ３０の幅が、金属箔テープ３１の幅よりも小さい。図３（ａ）、（ｂ）に示される例では、金属箔テープ３１の幅方向の一端と絶縁体テープ３０の幅方向の一端の、シールドテープ３の幅方向の位置が一致しており、また、絶縁体テープ３０の幅が、金属箔テープ３１の幅の半分である。

そして、図３（ａ）に示されるように、シールドテープ３の巻き回しによる重なり部分において、上側のシールドテープ３の金属箔テープ３１と下側のシールドテープ３の金属箔テープ３１が接触する。このため、差動信号の伝送に伴って金属箔テープ３１を流れる電流が、差動信号伝送用ケーブル１の長さ方向に直線状に流れることができ、電流の周期的な螺旋状の流れに起因する、高い周波数（例えば数十ＧＨｚ以上）を有する信号の急激な減衰、いわゆるサックアウトを防ぐことができる。

図４（ａ）は、比較例としての、従来のシールドテープ７の差動信号伝送用ケーブルの長さ方向の断面図であり、図４（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープ７の幅方向の断面図である。

シールドテープ７は、積層された絶縁体テープ７０と金属箔テープ７１からなり、絶縁体テープ７０の幅が、金属箔テープ７１の幅と等しい。そして、図４（ａ）に示されるように、シールドテープ３の巻き回しによる重なり部分において、上側のシールドテープ７の金属箔テープ７１と下側のシールドテープ７の金属箔テープ７１が、上側のシールドテープ７の絶縁体テープ７０を挟むため、接触しない。このため、差動信号の伝送に伴って金属箔テープ７１を流れる電流が、螺旋状に巻き付けられたシールドテープ７の長さ方向に沿って螺旋状に流れ、高い周波数を有する信号を伝送する際にサックアウトが発生する。

また、差動信号伝送用ケーブル１は、シールドテープ３が螺旋巻きで巻き付けられた構造を有するため、シールドテープを縦添え巻きで巻き付けてサックアウトを防ぐ構造と比較して、ケーブルが屈曲した際のシールドテープの撓みや断裂等が生じにくい。

絶縁体テープ３０は、例えば、ポリエステル等の可撓性を有する絶縁性の樹脂からなる。絶縁体テープ３０の厚さは、例えば、２．５〜１２μｍである。

金属箔テープ３１は、Ｃｕ、Ａｌ等の金属からなる。金属箔テープ３１の厚さは、例えば、６〜１０μｍである。

絶縁体テープ３０は、表面（金属箔テープ３１と接していない面）に接着剤を有してもよい。この場合、絶縁体テープ３０を内側（絶縁体２２側）に向けてシールドテープ３を絶縁体２２に巻き付ければ、シールドテープ３が絶縁体２２に接着されるため、押え巻きテープ４を用いなくてもよい。

絶縁体テープ３０が表面に接着剤を有さない場合や、金属箔テープ３１を内側に向けてシールドテープ３を絶縁体２２に巻き付ける場合は、シールドテープ３が絶縁体２２に接着されないため、押え巻きテープ４が用いられる。

また、絶縁体テープ３０の代わりに、接着剤からなるテープ状の接着層を絶縁体テープ３０と同じ位置に用いてもよい。すなわち、その接着層の幅が、金属箔テープ３１の幅よりも小さく、シールドテープ３の巻き回しによる重なり部分において、上側のシールドテープ３の金属箔テープ３１と下側のシールドテープ３の金属箔テープ３１が接触する。このため、この場合もサックアウトを防ぐ効果は得られるが、絶縁体テープ３０を含む場合と比べて、シールドテープ３の張力に対する耐性に劣る。

押え巻きテープ４は、例えば、樹脂材料からなる。押え巻きテープ４は螺旋巻きで巻き付けられることが好ましい。

図５（ａ）は、シールドテープ３の変形例であるシールドテープ５の、差動信号伝送用ケーブル１の長さ方向の断面図であり、図５（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープ５の幅方向の断面図である。

図６（ａ）は、シールドテープ３の他の変形例であるシールドテープ６の、差動信号伝送用ケーブル１の長さ方向の断面図であり、図６（ｂ）は、巻き付ける前のシールドテープ６の幅方向の断面図である。

シールドテープ５及びシールドテープ６においては、絶縁体テープ５０、６０の形状が、シールドテープ５、６の幅方向の中心を通り、厚さ方向に平行な面を鏡映面とする鏡像対称性を有する。絶縁体テープが絶縁体テープ５０、６０のような対称性を有する場合、シールドテープの製造が容易になる。

図５（ａ）、図６（ａ）に示されるように、シールドテープ３と同様に、絶縁体テープ５０、６０の幅が、金属箔テープ５１、６１の幅よりも小さく、シールドテープ５、６の巻き回しによる重なり部分において、上側のシールドテープ５、６の金属箔テープ５１、６１と下側のシールドテープ５、６の金属箔テープ５１、６１が接触する。

差動信号伝送用ケーブル１は、多芯差動信号伝送用ケーブルに用いられてもよい。多芯差動信号伝送用ケーブルにおいては、複数本（例えば８本）の差動信号伝送用ケーブル１が束ねられて用いられる。

（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、高周波信号を伝送する際にサックアウトが発生しない差動信号伝送用ケーブルを提供することができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、前述の実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］一対の信号線（２０、２１）と、一対の信号線（２０、２１）を被覆する絶縁体（２２）と、絶縁体（２２）の周囲に螺旋巻きで巻き付けられた、絶縁体テープ（３０、５０、６０）又はテープ状の接着層と金属箔テープ（３１、５１、６１）とが積層されたシールドテープ（３、５、６）と、を有し、絶縁体テープ（３０、５０、６０）又は前記接着層の幅が、金属箔テープ（３１、５１、６１）の幅よりも小さく、シールドテープ（３、５、６）の巻き回しによる重なり部分において、上側のシールドテープ（３、５、６）の金属箔テープ（３１、５１、６１）と下側のシールドテープ（３、５、６）の金属箔テープ（３１、５１、６１）が接触する、差動信号伝送用ケーブル（１）。

［２］金属箔テープ（３１、５１、６１）の幅方向の一端と絶縁体テープ（３０、５０、６０）又は前記接着層の幅方向の一端の、シールドテープ（３、５、６）の幅方向の位置が一致している、前記［１］に記載の差動信号伝送用ケーブル（１）。

［３］絶縁体テープ（３０、５０、６０）又は前記接着層の形状が、シールドテープ（３、５、６）の幅方向の中心を通り、厚さ方向に平行な面を鏡映面とする鏡像対称性を有する、前記［１］に記載の差動信号伝送用ケーブル（１）。

［４］絶縁体テープ（３０、５０、６０）が表面に接着剤を有し、シールドテープ（３、５、６）が、絶縁体テープ（３０、５０、６０）が絶縁体（２２）側を向くように絶縁体（２２）の周囲に巻き付けられた、前記［１］乃至［３］のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブル（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…差動信号伝送用ケーブル
２…絶縁電線
３、５、６…シールドテープ
４…押え巻きテープ
２０…導体
２２…絶縁体
３０、５０、６０…絶縁体テープ
３１、５１、６１…金属箔テープ

Claims (4)

1. 一対の信号線と、
   前記一対の信号線を被覆する絶縁体と、
   前記絶縁体の周囲に螺旋巻きで巻き付けられた、絶縁体テープ又はテープ状の接着層と金属箔テープとが積層されたシールドテープと、
   を有し、
   前記絶縁体テープ又は前記接着層の幅が、前記金属箔テープの幅よりも小さく、
   前記シールドテープの巻き回しによる重なり部分において、上側の前記シールドテープの前記金属箔テープと下側の前記シールドテープの前記金属箔テープが接触する、
   差動信号伝送用ケーブル。
2. 前記金属箔テープの幅方向の一端と前記絶縁体テープ又は前記接着層の幅方向の一端の、前記シールドテープの幅方向の位置が一致している、
   請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
3. 前記絶縁体テープ又は前記接着層の形状が、前記シールドテープの幅方向の中心を通り、厚さ方向に平行な面を鏡映面とする鏡像対称性を有する、
   請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
4. 前記絶縁体テープが表面に接着剤を有し、
   前記シールドテープが、前記絶縁体テープが前記絶縁体側を向くように前記絶縁体の周囲に巻き付けられた、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブル。

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