JP3616720B2

JP3616720B2 - 信号伝送用シールド電線

Info

Publication number: JP3616720B2
Application number: JP20568498A
Authority: JP
Inventors: 光則佐藤
Original assignee: Hirakawa Hewtech Corp
Current assignee: Hirakawa Hewtech Corp
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: JP2000040423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝送用シールド電線に関し、特に、差動伝送方式に使用して好適な信号伝送用シールド電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル信号を伝送する伝送方式として、たとえば、特開平７−５７５６３号公報に示されるような差動伝送方式があり、これに使用される信号伝送用シールド電線としては、たとえば、同公報、あるいは特表平９−５０１７９６号に開示されたようなシールド電線が知られている。
【０００３】
図３は、これらに示された信号伝送用シールド電線の１例を示したもので、導体１の周囲に主として発泡材から成る絶縁層３を断面円形に形成し、このような構成の線心２、２を隣接して平行に並べ、この上にシールド層５と外部被覆層１０を順次形成することによって構成されている。
【０００４】
この伝送用シールド電線においては、差動伝送方式が高速での信号伝送であることから、線心２、２における信号伝搬遅延時間差を小さくし、伝搬遅延スキューを小さくすることが重要な要素となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の信号伝送用シールド電線によると、発泡絶縁層３、３間での発泡度のバラツキのため、線心２、２間の静電容量、特性インピーダンス等の差は不可避的であり、たとえば、仮に、同じ発泡ロットの１つの線心を二分して線心２のそれぞれを構成したとしても、発泡度を全長に亘って均一にすることは不可能である。
【０００６】
また、従来の信号伝送用シールド電線によれば、線心２におけるシールド層５との接触面積が線心２の外周の約１／２であることから、シールド層５および外部被覆層１０による線心保持力が小さく、このため、電線に曲げ力あるいは張力等が作用したときに、シールド層５内部において線心２が長手方向に移動しやすい欠点がある。
【０００７】
移動した線心２は、電線端末において突出することになり、その結果、長さの違いを原因として線心２、２における静電容量、特性インピーダンス等の特性が相互にバラツクようになり、さらには、シールド電線をプリント基板あるいはコネクタ等に接続するとき、突出長さの違いが位置関係を乱して接続作業性を低下させるようになる。
【０００８】
前者の線心間における静電容量、特性インピーダンス等のバラツキは、各線心の信号伝搬特性のバラツキを意味し、従って、これを原因とした伝搬遅延時間差が発生することになり、遅延スキューを招くことになる。
ディジタル信号を差動伝送する場合、遅延スキューは、信号波形に歪みを発生させるように作用することから、電線の使用条長および伝送周波数によっては、受信側において、信号の識別すら行えないようになる。
【０００９】
また、従来の信号伝送用シールド電線においては、線心２、２間に必ず存在する空間部８、８へのシールド層５の落ち込み現象も発生しやすい。
並列された線心２、２に対するシールド層５からの締付力は、各線心２の上下方向に比べ、並列方向において大きく劣ることから、外部被覆層１０を押し出し形成するときなどにシールド層５が空間部８の部分で矢印方向に弛んで落ち込んだり、あるいはシワ等を発生させやすく、極端な場合には、弛み、シワ等が空間部８の殆どを占領してしまうことがある。
【００１０】
各線心２の誘電特性は、本質的に誘電率の小さな空間部８との合成の誘電率に基づいて評価されるものであり、従って、空間部８のスペースの確保は、良好なシールド電線を得るための重要な要因となる。
【００１１】
また、シールド層５の空間部８への落ち込みは、常に同じではないことから、これを原因とした静電容量等の差が線心２、２間に発生することがあり、シールド層５の落ち込みは、この意味からも好ましくない。発泡絶縁層３の発泡度が高くなると、シールド層５、外部被覆層１０を形成するときに外力が作用して発泡絶縁層３が変形し、導体１とシールド層５間の寸法が各導体間の寸法の１／２の理論値より小さくなる。これと導体１の平行配置のための張力のバラツキ、変動等によって導体１が水平に維持されなくなる。その結果、導体１とシールド層５、各導体１間等の静電容量、特性インピーダンスの値が変動する。
【００１２】
従って、本発明の目的は、線心間の絶縁層の発泡度を均一なものとし、発泡度の差を原因とした静電容量、特性インピーダンス等のバラツキと、それによる遅延スキューの発生を抑止した信号伝送用シールド電線を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、シールド層内部における線心の移動を原因とした遅延スキューあるいは電線端末における接続作業性の低下を招くことのない信号伝送用シールド電線を提供することにある。
【００１４】
さらに、本発明の他の目的は、並列させた線心とシールド間の空隙部を確実に確保することにより、安定した伝送特性を備え、更に、導体とシールド層間の寸法を理論値に維持して特性の安定を図った信号伝送用シールド電線を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、互いに間隔を置いて平行に配列され、周上に発泡絶縁層を形成された複数の導体と、前記発泡絶縁層の周囲に形成されたテープ状の発泡体と、前記テープ状の発泡体の周囲に形成されたシールド層と、前記シールド層の外周に設けられた外部被覆層とから構成され、前記発泡絶縁層は、前記複数の導体を一括して被覆し、前記複数の導体の相互間の上下において前記テープ状の発泡体との間に空間部を形成する溝部を有することを特徴とする信号伝送用シールド電線を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、導体上に発泡絶縁層を形成した線心と、互いに平行に隣接して並べられた前記線心の周囲に形成され、前記線心との間に所定の空間部を形成したシールド層と、前記シールド層の外周に形成された外部被覆層とから構成され、前記線心と前記シールド層の間には、前記線心へ巻き付けられたテープ状の発泡体が介在させられたことを特徴とする信号伝送用シールド電線を提供するものである。
【００１７】
外部被覆層としては、９０以上のショア硬度を有するポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂の使用が望ましい。
塩化ビニル系樹脂の使用は、電線に難燃性を与える効果があり、また、９０以上のショア硬度は、線心に対する外部被覆層からの保持力を確保し、シールド層内における線心の移動を抑止するうえにおいて有効である。
【００１８】
外部被覆層の表面に、線心あるいは導体の識別のための標識、たとえば、凸部、凹部、着色標線等を形成することは、プリント基板、コネクタ等へ接続するときに便利であり、実際的である。
【００１９】
発泡絶縁層のベース材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂、あるいはポリ四弗化エチレン、四弗化エチレン・プロピレン共重合体等のフッ素系樹脂などが使用され、テープ状発泡体のベース材にもこれらの材料が適用される。
【００２０】
シールド層は、たとえば、銅線等の金属線による編組、金属線の巻き付け、銅箔等の金属箔の巻き付け、同縦添え、金属箔とプラスティックフィルムのラミネート物の巻き付け、同縦添え、あるいはこれらの組み合わせ等により形成される。
【００２１】
複数の導体を発泡絶縁層によって一括被覆する本発明のシールド電線において、導体相互間の上下に空間部を形成することは、全体の誘電率を下げることになるので好ましい。
【００２２】
その場合の空間部としては、押出機から出た発泡絶縁層が発泡を完了する前の段階で、絶縁層を所定の形状を有する成型ダイスを通過させ、これにより発泡絶縁層に設けられた溝部によって形成することが望ましい。
【００２３】
成型ダイスの通過は、絶縁層の発泡が完了する直前に行うべきであり、また、その際の成型ダイスとしては、発泡絶縁層構成材の軟化点と近似した温度、あるいはそれ以上に加熱されていることが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による信号伝送用シールド電線の実施の形態について説明する。図１において、１は、ＡＷＧ２６〜３０の中から選定されたＡＷＧ２８により構成された導体、２は、互いに間隔を置いて平行に配列された導体１、１の周囲に発泡ポリエチレン絶縁層３を一括被覆した線心を示し、絶縁層３は７２％の発泡度と１．２８の誘電率を有している。
【００２５】
本実施形態の場合、導体１、１が一括して絶縁被覆されていることから、絶縁層３の、導体１、１の周囲の部分３ａ、３ｂは、その発泡度が同じとなり、静電容量、特性インピーダンス等に差が生じなくなる。
【００２６】
即ち、発泡絶縁層を形成する場合、製造時の条件の変動等が原因して長さ方向の発泡度は一様とはならないが、絶縁層３を一括して形成する本実施形態の場合には、この長さ方向における発泡度の変動は特性の差となって現れない。
３ａ、３ｂの発泡度の対比において、長さ方向のどの部分も均一であり、従って、３ａ、３ｂの静電容量、および特性インピーダンス等は常に同じとなる。
【００２７】
４は、線心２の周囲に、ラップしないように衝合巻きされた厚さ０．０５ｍｍ、幅４ｍｍ、発泡度７５％のテープ状の四弗化エチレン発泡体を示し、その弾性に基づいて線心２を緊縛するように巻き付けられている。
５は四弗化エチレン発泡体４の周囲に設けられたシールド層を示し、複数の金属線の巻付層６と金属箔の巻付層７の二重構造から成る。
【００２８】
８は、シールド層５の内部に低い誘電率を確保することを目的として導体１、１の相互間の上下に形成された空間部であり、この空間部８は絶縁層３の形成過程において設けられた溝部９の形状に基づいて形成されている。
【００２９】
溝部９は、絶縁層３を押出して発泡させる中で、絶縁層３の発泡が完了する直前に所定の形状を有した加熱成型ダイスを通過させることによって形成されたもので、シールド層５の内側全体の要求誘電率からくる、様々な形状に対応して形成することが可能である。
【００３０】
この溝部９と四弗化エチレン発泡体４によって形成される空間部８は、四弗化エチレン発泡体４の存在によって、シールド層５の落ち込みから守られている。また、このようにシールド層５の落ち込み防止のために発泡体４を使用していることは、発泡体ゆえの低い誘電率を確保できることにつながり、従って、シールド層５内部の誘電率を所定のレベルに維持するうえにおいて意味がある。
【００３１】
本実施形態の場合、空間部８がシールド層５内に占める断面積比率は１５％であり、この空間部８が存在しないとき、シールド層５内の誘電率は約０．０２増加し、信号伝搬遅延速度は０．１ｎｓ／ｍ遅延するようになる。
従って、空間部８は、信号伝送用シールド電線としての所定の特性を確保するうえにおいて重要である。
【００３２】
１０はシールド層５の上に形成されたショア硬度９０以上のポリ塩化ビニルから成る外部被覆層、１１は外部被覆層１０の断面片側の全長に亘って形成された識別用突起を示し、この突起１１の有無によって導体１、１間が外部から識別される。
【００３３】
本実施形態における線心２とシールド層５間の静電容量と特性インピーダンスは、それぞれ８５ＰＦ／ｍと５０Ωであり、さらに、この電線における信号伝搬遅延速度は３．７ｎｓ／ｍであった。
【００３４】
本実施形態においては、導体１、１が絶縁層３によって一括被覆されている結果、仮に、線心１が曲げ力、張力等の外力作用のために長手方向に移動したとしても、３ａ側と３ｂ側が別個に移動することはあり得ず、従って、３ａ側と３ｂ側間において、静電容量、特性インピーダンス等の特性は常に同じに保たれることになる。
また、従来発生していた電線端末での線心の突出長さの違いによるプリント基板、コネクタ等への接続作業性への悪影響も、当然なくなる。
【００３５】
図２は、本発明の信号伝送用シールド電線における他の実施の形態を示したものである。
それぞれ導体１の周囲に断面円形の発泡四弗化エチレン絶縁層３を形成した２本の線心２、２を隣接させて平行に並べ、この上にテープ状のポリエチレン発泡体４を巻き付け、さらに、その上に、金属箔の巻付層７と複数の金属線の巻付層６の順で形成したシールド層５と、外部被覆層１０を順次形成することによって構成されている。
【００３６】
図１との対比において、絶縁層３を、導体１、１ごとにそれぞれ別個に形成している点を除けば、導体１の種類、発泡ポリエチレン絶縁層３の発泡度と誘電率、四弗化エチレン発泡体４の寸法と発泡度、空間部８の断面占有率、および外部被覆層１０の構成材等は、いずれも同じである。
従って、これにより、図１に近い水準の静電容量と特性インピーダンス、および信号伝搬遅延速度等の諸特性が得られることになる。
【００３７】
そして、線心２、２の周囲には、テープ状の四弗化エチレン発泡体４が巻き付けられていることから、曲げ力、張力作用等を原因とした線心１、１の長手方向への移動は防止されるとともに、シールド層５の空間部８への落ち込みも防止されることになり、さらに、線心１、１の移動防止によって、電線端末におけるプリント基板、コネクタ等への接続性が保障されることになる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の導体の発泡絶縁層を一括形成する構造を採用することによって、線心間の発泡絶縁層の発泡度を均一化させるとともに、長手方向における線心の移動差発生を防止し、さらに、線心上にテープ状発泡体を巻き付けることによって、空間部へのシールド層の落ち込みを防止し、そして、複数の線心を隣接させて平行配列させる構造にあっては、並列された線心の周囲にテープ状の発泡体を巻き付けることによって、線心の長手方向への移動と空間部へのシールド層の落ち込みを防止するものであり、従って、導体とシールド層間の寸法が理論値に維持され、線心間において信号伝搬特性のバラツキがなく、伝搬遅延時間差を原因とした遅延スキューのない、優れた特性の信号伝送用シールド電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による信号伝送用シールド電線の実施の形態を示す説明図。
【図２】本発明による信号伝送用シールド電線の他の実施の形態を示す説明図。
【図３】従来の信号伝送用シールド電線の説明図。
【符号の説明】
１導体
２線心
３発泡ポリエチレン絶縁層
４テープ状四弗化エチレン発泡体
５シールド層
６金属線の巻付層
７金属箔の巻付層
８空間部
９溝部
１０外部被覆層
１１識別用突起

Claims

互いに間隔を置いて平行に配列され、周上に発泡絶縁層を形成された複数の導体と、前記発泡絶縁層の周囲に形成されたテープ状の発泡体と、前記テープ状の発泡体の周囲に形成されたシールド層と、前記シールド層の外周に設けられた外部被覆層とから構成され、
前記発泡絶縁層は、前記複数の導体を一括して被覆し、前記複数の導体の相互間の上下において前記テープ状の発泡体との間に空間部を形成する溝部を有することを特徴とする信号伝送用シールド電線。
前記各導体と前記シールド層との間の寸法は、前記各導体間の寸法の１／２より大としたことを特徴とする請求項第１項記載の信号伝送用シールド電線。
前記外部被覆層は、ショア硬度９０以上の塩化ビニル系樹脂から構成されたことを特徴とする請求項第１項に記載の信号伝送用シールド電線。
前記外部被覆層は、その表面に前記導体を識別するための標識を有することを特徴とする請求項第１項あるいは第３項のいずれかに記載の信号伝送用シールド電線。
導体上に発泡絶縁層を形成した線心と、互いに隣接して平行に並べられた前記線心の周囲に形成され、前記線心との間に所定の空間部を形成したシールド層と、前記シールド層の外周に形成された外部被覆層とから構成され、
前記線心と前記シールド層の間には、前記線心へ巻き付けられたテープ状の発泡体が介在させられたことを特徴とする信号伝送用シールド電線。
前記各導体と前記シールド層との間の寸法は、前記各導体間の寸法の１／２より大とし、前記各導体は前記シールド層内で水平位置に配置されてなることを特徴とする請求項５記載の信号伝送用シールド電線。
前記外部被覆層は、ショア硬度９０以上の塩化ビニル系樹脂から構成されたことを特徴とする請求項第５項記載の信号伝送用シールド電線。
前記外部被覆層は、その表面に前記線心を識別するための標識を有することを特徴とする請求項第５項あるいは第７項記載の信号伝送用シールド電線。