JP3659667B2 - 電気ケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電気ケーブルに関し、特に少なくとも２本の信号導体と１本のドレンワイヤを有するシールド型の電気ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
最近の信号用の伝送ケーブル（電気ケーブル）は、典型的には、薄い導電性の箔によって遮蔽（シールド）され、電気ケーブルの全長に渡ってその箔と接触するドレンワイヤを含む。ドレンワイヤは箔（シールド材）と電気的接続をする為に使用される。このような電気ケーブルは図３に示されている。図３の電気ケーブル10は、１対の絶縁された信号用の導体（以下、単に導体という）12及び14と、絶縁されていないドレンワイヤ16を含む。それは全て図示する如く隣接して配置されている。導電性のシールド材18の層は、絶縁されていないドレンワイヤと電気的接触をするように３本の導体の組立体の周囲に巻回される。この遮蔽によって電気ケーブルからの電磁波もれを防止すると共に近接若しくは離隔した導体を隔離している。そして、電気ケーブルは平面的な形状である為に経路指定及び特定用途用の他の電気ケーブルの取扱い作業に有利である。この電気ケーブルが、比較的速い立上り時間と高いビット伝送速度を有する差動論理回路（differential logic) 用に用いられると、２本の導体12、14に沿う信号の伝搬遅延は重要になる。図３に示す如く、間隙20は、シールド材18と２本の導体12、14間に非対称な静電結合を与える。間隙20は導体14よりも導体12の信号に一層影響を与えるので誘電率は各々相違し、それによって２本の導体12、14の伝搬遅延が異なる。速い回路のスイッチング、高速のクロックライン及び長いケーブル形状では、この違いにより出力信号が限界値に達しないか、或いは達しても信号パルスは極めて狭いのでデータピットとして登録する為の十分なエネルギーが得られず、奇偶検査誤り（パリティエラー）を生じることがある。この問題を解決する為には、間隙22の中で、２本の導体12、14の外側の絶縁体に対してドレンワイヤを配置することである。しかし、これによって電気ケーブル10の平坦面を膨出させ、多くの用途に対し不利となる。加えて、このような配置では自動機によってドレンワイヤを成端することが困難になる。
【０００３】
必要なことは、電気ケーブルがドレンワイヤを２本の導体12、14と同じ中心線上に配置することにより得られる平坦な形状を維持しながら、略同様な伝搬遅延の導体を得ることである。
【０００４】
本発明の目的は、信号の遅延歪みを大幅に低減でき、構造が簡単で自動機も使用できる低コストの電気ケーブルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気ケーブルは、隣接する少なくとも２本の絶縁された導体及び絶縁されていないドレンワイヤを具備し、導電性のシールド材によってシールドされた電気ケーブルであって、前記シールド材は前記少なくとも２本の絶縁された導体の周囲を一括して完全に巻回され、前記ドレンワイヤは前記シールド材の外側に該シールド材と電気的に接触して配置される電気ケーブルにおいて、前記少なくとも２本の絶縁された導体の軸線及び前記ドレンワイヤの軸線は、共通の平面に配置されるよう構成され、前記シールド材の外側の前記ドレンワイヤに隣接して間隙が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
前記シールド材から延長する部分的な層が前記ドレンワイヤを巻回すると好適である。
【０００７】
【実施例】
以下、添付図を参照して本発明の電気ケーブルの好適実施例について詳細に説明する。
【０００８】
図３は、業界において既知の電気ケーブル10の断面図である。
【０００９】
図４は図３の１対の絶縁された導体12及び14の伝搬遅延の概略を説明したもので、”遅延歪み（delay skew)"として業界で知られている。以下、本発明に適用される遅延歪みの原因の１つについて図４を参照して説明する。
【００１０】
信号が電気ケーブル10の入力端30で両方の導体12、14に印加され、各々について単一の信号パルス32として示されている。差動モードではこれら２つの信号パルス32は位相が180 °ずれることに注意しなければならないが、わかり易くする為それらは位相を一致させて示している。信号が電気ケーブル10の出力端34に達すると、信号パルス32は右に移動する。その移動量は、特定の電気ケーブルの型式と長さに対する伝搬遅延に等しい。これらの移動後の信号パルスを36及び38で示す。導体14の伝搬遅延はtD2 であり、他方導体12の遅延は間隙20によって生じた一層少ないtD1 であることに注意すべきである。業界で既知の遅延ひずみはtD2 −tD1 の絶対値に等しいと定義付けされる。図５に於いて、信号パルス40及び42で示された差動信号が導体12及び14の入力端に印加される。出力信号がその近くで取り出されるとすれば立上り電圧46の上にピークを有し、全幅に渡って持続する信号パルス40と同様なものとなろう。出力信号が電気ケーブル10の長さの更に遠くで取り出されるならば信号パルス40の位置は信号パルス42の位置よりも遅延し、相当な遅延歪みを生じるだろう。その結果、図６の信号パルス48と同様な出力信号となろう。信号パルス48の、立上り電圧46を超える幅は、図５の信号パルス44の幅よりも相当狭くなっていることに注意しなければならない。同様に出力信号が電気ケーブル10の長さの非常に離隔した位置で取り出されたならば、遅延歪みは更に大きくなり、図７に於て信号パルス50で示す如く、非常に狭いパルス幅となろう。信号パルス50は、立上り電圧46を超えるがその幅が狭いため、正当なデータビットとして受け入れられるエネルギーとして十分ではない虞れがある。遅延歪みが更に大きいと、信号パルス50は立上り電圧46を超えない可能性があり、その場合は奇偶検査誤りを生じる。例えば、図３の電気ケーブル10の典型的な遅延歪みは30.5m につき約42ピコ秒であるので、30.5cmの長さの電気ケーブル10の遅延歪みは約4.2 ナノ秒となる。500 メガヘルツ以上の高速の用途に於てはパルス幅は１ナノ秒以下と小さいので4.2 ナノ秒の遅延歪みでは全く作動しない。
【００１１】
絶縁された導体12と間隙20の間にシールド材を配置することによって、絶縁された導体12を間隙20の影響から遮蔽して、遅延歪みを相当減少させることができる。このような構成は図１に示されている。この電気ケーブル60は、第１及び第２の絶縁された信号導体（以下、単に導体という）62、64及びドレンワイヤ66を有し、それらの軸線が共通な平面68にあるように構成される。シールド材70は、２本の絶縁された導体62、64の周囲に少なくとも１回、層72で示す如く完全に巻回される。次にドレンワイヤ66の周りに層74が少なくとも部分的に追加して巻回され、ドレンワイヤ66は層72と層74の間に挟まれる。シールド材70は２層から成り、層80はポリエステル又は他の適切な保持材の如き非導電性材料の層であり、層82は保持材に付着或いは他の方法で取付けたアルミニウム又は他の適切な導電材料である。この配置では、ドレンワイヤ66に隣接する間隙84は絶縁された導体62から離隔されるので導体の伝搬遅延がそれ程大きくならない。例えば、図１の電気ケーブル60の典型的な遅延歪みは30.5cmの長さにつき約0.5 ピコ秒であり、30.5m のケーブル長さについては0.5 ナノ秒の遅延歪みである。これは500 メガヘルツ用として十分作動する範囲内にある。層72は２本の絶縁された導体62、64の周囲に巻回される複数の層であってもよい。部分的な層74は組立体全体を巻回する単一の層或いは複数の層であってもよい。唯一つの要件はドレンワイヤ66が任意の隣接する層の間に配置されてそれらの１つの層82と電気的接触をすることである。この実施例では絶縁されていないドレンワイヤ66は層74の導電性層82と電気的接触をする。
【００１２】
本実施例では、ドレンワイヤ66はその軸線が平面68にあるが電気ケーブル60が平坦である必要がなければ軸線が平面68になくてもよい。加えて、導電性の層82と非導電性の層80を入れ替えて導電性の層82が層72の外側になるようにしてもよい。その場合ドレンワイヤ66は層74の導電層82の代わりにそれと電気的接触をする。図２に、この逆転したシールド材70を使用した他の実施例の電気ケーブル60' を示す。この逆転したシールド材70は絶縁された２本の導体62、及び64のみを巻回する。絶縁されていないドレンワイヤ66は、導電層82と電気的接触をして外部のジャケット90により保持される。
【００１３】
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の電気ケーブルは、シールド材が複数の絶縁された導体の周囲に一括して巻回され且つドレンワイヤがその外側にシールド材と電気的接触をして配置されるので次の効果を奏する。
【００１５】
信号パルスの遅延歪みを大幅に低減できる。しかも構造が簡単である為製造容易であり低コストにでき、自動化にも適している。
【００１６】
更に本発明の電気コネクタは、複数の絶縁された導体とドレンワイヤの周囲にシールド材を一括して巻回し、ドレンワイヤと隣接する絶縁された導体との間に該導体に巻回され且つドレンワイヤと電気的接触をするシールド材を設けるので次の効果を奏する。
【００１７】
即ち、信号パルスの遅延歪みを大幅に低減できると供にドレンワイヤが保護される。構造が簡単であり、製造容易、且つ低コストにでき自動化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気ケーブルの断面図である。
【図２】本発明の他の実施例の電気ケーブルの断面図である。
【図３】従来例の電気ケーブルの断面図である。
【図４】図３の電気ケーブルの遅延歪みを示す概略図である。
【図５】遅延歪みがほとんど生じていない出力信号を示す概略図である。
【図６】遅延歪みが生じた出力信号を示す概略図である。
【図７】図６よりも大きな遅延歪みが生じた出力信号を示す概略図である。
【符号の説明】
10 、60、60' 電気ケーブル
12 、14、62、64 絶縁された導体
16 、66 ドレンワイヤ
18 、70 シールド材

Claims (2)

1. 隣接する少なくとも２本の絶縁された導体及び絶縁されていないドレンワイヤを具備し、導電性のシールド材によってシールドされた電気ケーブルであって、前記シールド材は前記少なくとも２本の絶縁された導体の周囲を一括して完全に巻回され、前記ドレンワイヤは前記シールド材の外側に該シールド材と電気的に接触して配置される電気ケーブルにおいて、
   前記少なくとも２本の絶縁された導体の軸線及び前記ドレンワイヤの軸線は、共通の平面に配置されるよう構成され、
   前記シールド材の外側の前記ドレンワイヤに隣接して間隙が形成されていることを特徴とする電気ケーブル。
2. 前記シールド材から延長する部分的な層が前記ドレンワイヤを巻回することを特徴とする請求項１記載の電気ケーブル。

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