JP5817679B2 - 差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、差動信号を伝送する一対の導線を有する差動信号伝送用ケーブル、及びこの差動信号伝送用ケーブルを複数本備えた多芯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ケーブルが知られている。この種の差動信号伝送ケーブルには、特に高周波帯域における信号の減衰を抑制するために、絶縁体の外周側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ケーブルは、絶縁体で被覆された一対の導線を有し、この絶縁体の外周側にシールドテープが縦添え巻きされている。シールドテープの外周側には、シールドテープを押え付けるためのポリマーからなる二重のテープが螺旋巻きされている。この二重のテープは、シールドテープの中心軸に対する周方向における螺旋巻きの方向が互いに逆向きとなるように巻き回されている。

米国特許第７７９０９８１号公報

このように構成された差動信号伝送用ケーブルでは、絶縁体とシールドテープとの間に意図しない隙間が発生すると、一対の導線における信号の伝搬遅延時間の差であるスキューや、高周波帯域（例えば１０Ｇｂｐｓ以上）での急激な信号減衰であるサックアウトが発生し、受信側において信号を正常に受信できないことがある。また、シールドテープの幅方向の両端部が重なるようにシールドテープを重ね巻きする場合には、この重なり部分における両端部の間に隙間が発生することによっても特性が変化し、スキューやサックアウトが発生する場合がある。

本発明者らは、二重のテープをシールドテープの外周側に螺旋巻きする際に、絶縁体とシールドテープとの間及び／又はシールドテープの重なり部分に隙間が発生する場合があることを見出し、これらのテープの巻き付け構造を変更することで、これらの隙間の発生を抑制できるとの知見を得た。

本願発明は、この知見に基づいてなされたものであり、差動信号を伝送する一対の導線を被覆する絶縁体とシールドテープ導体との間、及び重ね巻きされたシールドテープ導体の重なり部分における隙間の発生を抑制することができる差動信号伝送用ケーブル及び多芯差動信号伝送用ケーブルを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、差動信号を伝送する一対の導線を絶縁体で被覆してなる絶縁電線と、導電性の金属層を有する帯状部材からなり、前記絶縁電線の外周側に巻かれたシールドテープ導体と、前記シールドテープ導体の外周側に巻かれた第１及び第２の樹脂テープとを備え、前記シールドテープ導体は、その幅方向の両端部が重なり合うように前記絶縁電線の長手方向に沿って縦添え巻きされ、前記第１の樹脂テープは、その幅方向の両端部が重なり合うように前記シールドテープ導体の外周面に接して前記シールドテープ導体の長手方向に沿って縦添え巻きされ、前記第２の樹脂テープは、前記第１の樹脂テープの外周面に接して螺旋巻きされ、前記シールドテープ導体の前記両端部が重なり合った重なり部分と、前記第１の樹脂テープの前記両端部が重なり合った重なり部分とが、前記絶縁電線の周方向にずれて配置されている差動信号伝送用ケーブルを提供する。

また、前記第１の樹脂テープの外周側及び前記第２の樹脂テープの内周側には、それぞれ接着層が形成され、前記第１の樹脂テープと前記第２の樹脂テープとが前記接着層によって互いに接合されているとよい。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、上記の差動信号伝送用ケーブルを複数本備え、前記複数本の前記差動信号伝送用ケーブルを一括してシールドしてなる多芯差動信号伝送用ケーブルを提供する。

本発明によれば、差動信号を伝送する一対の導線を被覆する絶縁体とシールドテープ導体との間、及び重ね巻きされたシールドテープ導体の重なり部分における隙間の発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル、及びこの差動信号伝送用ケーブルを複数本含む多芯差動信号伝送用ケーブルの断面構造を示す断面図である。 本実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルの構成を示し、（ａ）は差動信号伝送用ケーブル１０の一方の側面を、（ｂ）は（ａ）と反対側の側面を、それぞれ示す。 図２のＡ−Ａ線断面を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の一部部拡大図である。 差動信号伝送用ケーブルの製造工程を示す概略図であり、（ａ）はシールドテープ導体を縦添え巻きする工程を、（ｂ）は第１の樹脂テープを縦添え巻きする工程を、（ｃ）は第２の樹脂テープを螺旋巻きする工程を、それぞれ示す。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル、及びこの差動信号伝送用ケーブルを複数本含む多芯差動信号伝送用ケーブルの断面構造を示す断面図である。

この多芯差動信号伝送用ケーブル１００は、差動信号伝送用ケーブル１０を複数本（図１に示す例では８本）束ね、この束ねられた複数の差動信号伝送用ケーブル１０を一括してシールド導体１２によってシールドし、シールド導体１２の外周囲をさらに編組線１３によって覆い、これら複数の差動信号伝送用ケーブル１０、シールド導体１２、及び編組線１３を絶縁体からなる可撓性のジャケット１４に収容して構成されている。

また、図１に示す例では、多芯差動信号伝送用ケーブル１００の中心部に２本の差動信号伝送用ケーブル１０が配置され、この２本の差動信号伝送用ケーブル１０が撚糸や発泡ポリオレフィン等からなる筒状の介在１１に収容されている。また、他の６本の差動信号伝送用ケーブル１０は、介在１１の外側に略等間隔に配置されている。

（差動信号伝送用ケーブル１０の構成）
図２は、本実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０の構成を示し、（ａ）は差動信号伝送用ケーブル１０の側面を、（ｂ）は（ａ）に示す側面とは反対側の側面を、それぞれ示す。

差動信号伝送用ケーブル１０は、差動信号を伝送する第１及び第２の導線２１，２２を絶縁体２０で被覆してなる絶縁電線２と、導電性の金属層を有する帯状部材からなり、絶縁電線２の外周側に巻かれたシールドテープ導体３と、シールドテープ導体３の外周側に巻かれた第１及び第２の樹脂テープ４，５とを備えている。なお、図２では、説明のため、シールドテープ導体３ならびに第１及び第２の樹脂テープ４，５の一部を除去してその内部を露出させた状態を示している。

絶縁電線２は、銅等の導電性の金属からなる第１の導線２１及び第２の導線２２を互いに平行に配置し、この第１の導線２１及び第２の導線２２を一括して絶縁体２０によって被覆している。絶縁電線２の中心軸Ｃに直交する断面における絶縁体２０の外縁は楕円状を呈している。絶縁体２０の材料としては、例えば発泡ポリエチレンや発泡テフロン、あるいは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。

シールドテープ導体３は、その幅方向の両端部が重なり部３ａにおいて互いに重なり合うように、絶縁電線２の長手方向に沿って縦添え巻きされている。ここで縦添え巻きとは、シールドテープ導体３の長手方向と絶縁電線２の長手方向とが平行となるようにシールドテープ導体３を配置し、このシールドテープ導体３を絶縁電線２の周方向に沿って屈曲させて巻くことをいう。重なり部３ａは、絶縁電線２の中心軸Ｃと平行に延びるように形成されている。

第１の樹脂テープ４は、シールドテープ導体３の外周面に接して、シールドテープ導体３の長手方向に沿って縦添え巻きされている。すなわち、第１の樹脂テープ４は、その長手方向とシールドテープ導体３の長手方向とが平行となるように配置され、シールドテープ導体３の周方向に沿って屈曲して巻かれている。また、第１の樹脂テープ４は、その幅方向の両端部が重なり部４ａにおいて互いに重なり合うように縦添え巻きされている。重なり部４ａは、絶縁電線２の中心軸Ｃと平行に延びるように形成されている。

シールドテープ導体３の重なり部分３ａと第１の樹脂テープ４の重なり部分４ａとは、絶縁電線２の周方向にずれて配置されている。本実施の形態では、重なり部分４ａが、重なり部分３ａとの間に絶縁電線２の中心軸Ｃを挟む位置に形成されている。つまり、重なり部分３ａと重なり部分４ａとは、中心軸Ｃに直交する断面において中心軸Ｃの点対称となる位置に配置されている。

第２の樹脂テープ５は、第１の樹脂テープ４の外周面に接して螺旋巻きされている。すなわち、第２の樹脂テープ５は、その長手方向がシールドテープ導体３及び第１の樹脂テープ４の長手方向に対して傾斜し、第１の樹脂テープ４の外周面に沿って旋回しながら絶縁電線２の中心軸Ｃに平行な方向に巻き進むように巻かれている。

第２の樹脂テープ５は、その幅方向の両端部が重なり部５ａにおいて互いに重なり合うように螺旋巻きされている。この螺旋巻きの方向は、第１の樹脂テープ４の重なり部４ａにおける第１の樹脂テープ４の巻き方向に沿った方向である。つまり、第２の樹脂テープ５は、図２（ｂ）に破線で示す第１の樹脂テープ４の重なり部４ａにおける下側（シールドテープ導体３側）の一端面から、実線で示す上側の他端面に向かって巻き回されている。

図３は、図２のＡ−Ａ線断面を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＢ_１部拡大図、（ｃ）は（ａ）のＢ_２部拡大図である。なお、図３では、説明のため、シールドテープ導体３、第１の樹脂テープ４、及び第２の樹脂テープ５の厚みを誇張して表している。

シールドテープ導体３は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の可撓性を有する絶縁性の樹脂からなる樹脂層３０と、樹脂層３０の一方の表面に設けられた銅やアルミニウム等の導電性の金属からなる金属層３１とを積層して構成されている。樹脂層３０は、金属層３１よりも絶縁電線２側に配置され、樹脂層３０の表面３０ａ（シールドテープ導体３の内周面）は絶縁体２０の外周面２０ａに接触している。樹脂層３０の厚みは例えば６μｍ以下、金属層３１の厚みは例えば９μｍ以下である。

第１の樹脂テープ４は、例えばＰＥＴ等の可撓性を有する絶縁性の樹脂からなる樹脂層４０と、樹脂層４０に積層して形成された接着剤を含む接着層４１とを有して構成されている。接着層４１は、樹脂層４０よりも差動信号伝送用ケーブル１０の外周側に配置されている。樹脂層４０の厚みは例えば４〜１２μｍである。樹脂層４０の厚みは、重なり部３ａにおけるシールドテープ導体３の幅方向の一端部と他端部との間に隙間が発生しないように確実にシールドテープ導体３を押え付けるべく、４〜１２μｍから適宜選択されることが望ましい。

樹脂層４０の表面４０ａ（第１の樹脂テープ４の内周面）は、シールドテープ導体３の金属層３１の表面３１ａ（シールドテープ導体３の外周面）に接触している。第１の樹脂テープ４の重なり部分４ａでは、下側（シールドテープ導体３側）における第１の樹脂テープ４の一端部の接着層４１によって、この一端部における樹脂層４０と、上側（第２の樹脂テープ５側）における第１の樹脂テープ４の他端部の樹脂層４０とが接合されている。

第２の樹脂テープ５は、例えばＰＥＴ等の可撓性を有する絶縁性の樹脂からなる樹脂層５０と、樹脂層５０に積層して形成された接着剤を含む接着層５１とを有して構成されている。接着層５１は、樹脂層５０よりも差動信号伝送用ケーブル１０の内周側に配置されている。樹脂層５０の厚みは例えば４〜１２μｍである。

接着層５１の表面５１ａ（第２の樹脂テープ５の内周面）は、第１の樹脂テープ４の接着層４１の表面４１ａ（第１の樹脂テープ４の外周面）に接触し、互いに接合されている。つまり、第１の樹脂テープ４と第２の樹脂テープ５とは、第１の樹脂テープ４の外周側及び第２の樹脂テープ５の内周側に設けられた接着層４１，５１によって互いに接合されている。

第２の樹脂テープ５の重なり部分５ａでは、上側（差動信号伝送用ケーブル１０の外周側）における第２の樹脂テープ５の一端部の接着層５１によって、この一端部における樹脂層５０と、下側（第１の樹脂テープ４側）における第２の樹脂テープ５の他端部の樹脂層５０とが接合されている。

以上のように構成された差動信号伝送用ケーブル１０は、第１及び第２の導線２１，２２によって差動信号を伝送する。つまり、この差動信号伝送用ケーブル１０を用いた通信では、送信側において第１の導線２１及び第２の導線２２に互いに逆位相となる信号を出力し、受信側において第１の導線２１と第２の導線２２との電位差に基づいて送信された信号を受信（復号）する。シールドテープ導体３は、第１及び第２の導線２１，２２を伝送媒体とする信号のスキューやサックアウトの発生を抑制するように機能する。

（差動信号伝送用ケーブル１０の製造方法）
次に、差動信号伝送用ケーブル１０の製造方法について説明する。

図４は、差動信号伝送用ケーブル１０の製造工程を示す概略図であり、（ａ）はシールドテープ導体３を絶縁電線２の外周側に縦添え巻きする工程を、（ｂ）は第１の樹脂テープ４をシールドテープ導体３の外周側に縦添え巻きする工程を、（ｃ）は第２の樹脂テープ５を第１の樹脂テープ４の外周側に螺旋巻きする工程を、それぞれ示す。

シールドテープ導体３を絶縁電線２の外周側に縦添え巻きする際には、図４（ａ）に示すように、シールドテープ導体３を絶縁電線２と平行に配置し、絶縁電線２の絶縁体２０における外周面２０ａを覆うようにシールドテープ導体３を縦添え巻きする。

次に、図４（ｂ）に示すように、シールドテープ導体３の外周側に第１の樹脂テープ４を縦添え巻きする。この工程では、少なくともシールドテープ導体３の重なり部分３ａを覆うように第１の樹脂テープ４をかぶせ、シールドテープ導体３の外周面に第１の樹脂テープ４を沿わせるようにして縦添え巻きする。

次に、図４（ｃ）に示すように、第１の樹脂テープ４の外周側に第２の樹脂テープ５を螺旋巻きする。第２の樹脂テープ５は、その長手方向に所定の張力が付与された状態で螺旋巻きされる。これにより、第１の樹脂テープ４と第２の樹脂テープ５とが強固に接合される。

絶縁電線２の中心軸Ｃに直交する断面におけるシールドテープ導体３の重なり部３ａにおける縦添え巻きの巻き方向、第１の樹脂テープ４の重なり部４ａにおける縦添え巻きの巻き方向、及び第２の樹脂テープ５の螺旋巻きの巻き方向は、共に同一方向（図４（ｃ）における矢印Ｄ方向）である。

（実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果がある。

（１）第１の樹脂テープ４をシールドテープ導体３に縦添え巻きし、その外周側に第２の樹脂テープ５を螺旋巻きするため、絶縁電線２の絶縁体２０とシールドテープ導体３との間、及びシールドテープ導体３の重なり部分３ａにおける隙間の発生を抑制することができる。つまり、例えば特許文献１に記載された差動信号伝送ケーブルのように、シールドテープの外周側に二重のテープを互いに逆向きに螺旋巻きする場合には、この螺旋巻きの際のテープの張力によって巻き付け対象である絶縁電線が揺動し、シールドテープの内周側において隙間が発生する場合があるが、本実施の形態では、第１の樹脂テープ４をシールドテープ導体３に縦添え巻きするので、第２の樹脂テープ５を螺旋巻きする際の張力がシールドテープ導体３に直接的には作用しない。すなわち、シールドテープ導体３の全体が第１の樹脂テープ４に覆われた状態で第２の樹脂テープ５が螺旋巻きされるので、第２の樹脂テープ５を螺旋巻きする際の張力の影響が緩和され、絶縁電線２の揺動に起因するシールドテープ導体３の内周側における隙間の発生が抑制される。

（２）第１の樹脂テープ４及び第２の樹脂テープ５は、それぞれの接着層４１，５１が互いに向き合うように巻き回されるので、第１の樹脂テープ４と第２の樹脂テープ５とが強固に接合される。これにより、シールドテープ導体３の緩みが抑えられ、信号のスキューを抑制することができる。

（３）シールドテープ導体３の重なり部分３ａと第１の樹脂テープ４の重なり部分４ａとは、絶縁電線２の中心軸Ｃに対して周方向にずれて配置されるので、差動信号伝送用ケーブル１０の外周面における凹凸が抑制される。これにより、意匠性が向上すると共に、例えば多芯差動信号伝送用ケーブル１００として複数本の差動信号伝送用ケーブル１０を束ねた場合に、多芯差動信号伝送用ケーブル１００の内部における差動信号伝送用ケーブル１０相互の動きが円滑化される。また、シールドテープ導体３の重なり部分３ａが、第１の樹脂テープ４の連続した内面によって覆われるので、この重なり部分３ａにおける隙間の発生を確実に抑制することができる。

（４）第１の樹脂テープ４の重なり部４ａにおける縦添え巻きの巻き方向と第２の樹脂テープ５の螺旋巻きの巻き方向とが、絶縁電線２の中心軸Ｃに対する周方向において同じであるので、この方向が逆である場合に比較して、第２の樹脂テープ５を螺旋巻きする際に第１の樹脂テープ４の重なり部４ａにおける第１の樹脂テープ４の両端部がずれてしまうことを抑制できる。つまり、重なり部分４ａにおいて下側（内側）となる一方の端部から上側（外側）となる他方の端部に向かって第２の樹脂テープ５が巻き回されるため、この他方の端部が一方の端部に押し付けられ、重なり部分４ａにおいて空隙が発生することが抑制される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、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。

また、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、第１の導線２１及び第２の導線２２が一括して絶縁体２０に被覆された場合について説明したが、これに限らず、第１の導線２１を被覆する絶縁体と第２の導線２２を被覆する絶縁体とが別体であってもよい。また、多芯差動信号伝送用ケーブル１００に含まれる差動信号伝送用ケーブルの本数にも特に制限はない。

２…絶縁電線、３…シールドテープ導体、３ａ…重なり部分、４…第１の樹脂テープ、４ａ…重なり部分、５…第２の樹脂テープ、１０…差動信号伝送用ケーブル、１１…介在、１２…シールド導体、１３…編組線、１４…ジャケット、２０…絶縁体、２０ａ…外周面、２１…第１の導線、２２…第２の導線、３０…樹脂層、３０ａ…表面、３１…金属層、３１ａ…表面、４０，５０…樹脂層、４１，５１…接着層、４０ａ，４１ａ，５１ａ…表面、１００…多芯差動信号伝送用ケーブル、Ｃ…中心軸

Claims (3)

1. 差動信号を伝送する一対の導線を絶縁体で被覆してなる絶縁電線と、
   導電性の金属層を有する帯状部材からなり、前記絶縁電線の外周側に巻かれたシールドテープ導体と、
   前記シールドテープ導体の外周側に巻かれた第１及び第２の樹脂テープとを備え、
   前記シールドテープ導体は、その幅方向の両端部が重なり合うように前記絶縁電線の長手方向に沿って縦添え巻きされ、
   前記第１の樹脂テープは、その幅方向の両端部が重なり合うように前記シールドテープ導体の外周面に接して前記シールドテープ導体の長手方向に沿って縦添え巻きされ、
   前記第２の樹脂テープは、前記第１の樹脂テープの外周面に接して螺旋巻きされ、
   前記シールドテープ導体の前記両端部が重なり合った重なり部分と、前記第１の樹脂テープの前記両端部が重なり合った重なり部分とが、前記絶縁電線の周方向にずれて配置されている
   差動信号伝送用ケーブル。
2. 前記第１の樹脂テープの外周側及び前記第２の樹脂テープの内周側には、それぞれ接着層が形成され、
   前記第１の樹脂テープと前記第２の樹脂テープとが前記接着層によって互いに接合されている、
   請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
3. 請求項１又は２に記載の差動信号伝送用ケーブルを複数本備え、
   前記複数本の前記差動信号伝送用ケーブルを一括してシールドしてなる
   多芯差動信号伝送用ケーブル。

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