JP5825270B2 - 多芯ケーブル - Google Patents
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Description
本発明は、複数本の細径同軸電線を有する多芯ケーブルに関する。
高周波伝送の信号線と電源線を備えた高速インターフェースケーブルとして、シース内に中心介在を施し、その周りに、４心以上の偶数本で対を形成した同軸信号線をケーブル断面からみて中心介在の中央部からほぼ同一距離すなわち同層になるように配置させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
近年、パーソナルコンピュータに周辺機器を接続する周辺機器用ケーブルでの高速伝送化が進み、使用周波数帯域が数ＧＨｚ帯域まで拡大している。また、映像等のデジタル信号の伝送方式として、差動信号の伝送が主流となっている。このような高周波帯域での差動信号の伝送の際には、ケーブルでの減衰量を抑えることが求められている。
ところが、複数本の同軸電線を集合させて一括遮蔽した後、同軸電線における減衰量が増加して電気特性が劣化することがあった。
ところが、複数本の同軸電線を集合させて一括遮蔽した後、同軸電線における減衰量が増加して電気特性が劣化することがあった。
本発明の目的は、良好な電気特性を得ることが可能な多芯ケーブルを提供することにある。
上記課題を解決することのできる本発明の多芯ケーブルは、同一円周上に配置された複数本の細径同軸電線と、
複数本の前記細径同軸電線の周囲に巻き付けられた導電性樹脂テープからなる押さえ巻と、
前記押さえ巻とは別部材であって前記押さえ巻を介して複数本の前記細径同軸電線の周囲を覆う銅線または銅合金線からなるシールド層と、を備え、
前記押さえ巻を構成する前記導電性樹脂テープは、樹脂に導電性物質が分散するように混入されたテープであることを特徴とする。
複数本の前記細径同軸電線の周囲に巻き付けられた導電性樹脂テープからなる押さえ巻と、
前記押さえ巻とは別部材であって前記押さえ巻を介して複数本の前記細径同軸電線の周囲を覆う銅線または銅合金線からなるシールド層と、を備え、
前記押さえ巻を構成する前記導電性樹脂テープは、樹脂に導電性物質が分散するように混入されたテープであることを特徴とする。
本発明の多芯ケーブルにおいて、細径同軸電線および絶縁電線の少なくとも一方をケーブルの長さ方向に垂直な断面の中心およびその近傍部分に備え、その周囲に細径同軸電線が同一円周上に配置されていることが好ましい。
本発明の多芯ケーブルにおいて、前記押さえ巻は、０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の厚さを有するフィルム状に形成されていることが好ましい。
本発明の多芯ケーブルにおいて、前記押さえ巻は、フッ素系樹脂またはポリエチレン系樹脂からなるテープに導電性物質が分散するように混入されていることが好ましい。
本発明によれば、同一円周上に配置された複数本の細径同軸電線の周囲に導電性樹脂テープからなる押さえ巻を巻き付けることで、この押さえ巻とその周囲のシールド層とで細径同軸電線における減衰量の増加を極力抑え、良好な電気特性を得ることができる。
以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル１０は、最外層である外被３０の内側に、高速伝送用である複数本の細径同軸電線１１と複数本の絶縁電線２１とを有している。
図１に示すように、本実施形態に係る多芯ケーブル１０は、最外層である外被３０の内側に、高速伝送用である複数本の細径同軸電線１１と複数本の絶縁電線２１とを有している。
この多芯ケーブル１０は、差動伝送用途に適したものとするために、細径同軸電線１１が２本１組で収容されている。本例の多芯ケーブル１０において細径同軸電線１１として、細径同軸電線１１Ａ，１１Ｂ、細径同軸電線１１Ｃ，１１Ｄ、細径同軸電線１１Ｅ，１１Ｆ及び細径同軸電線１１Ｇ，１１Ｈの４組が収容されている。また、絶縁電線２１では、絶縁電線２１Ａ，２１Ｂ、絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄ及び絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆが収容されている。
それぞれの細径同軸電線１１は、中心導体１２を絶縁体１３で覆い、絶縁体１３の外周に外部導体１４を配し、その外側を外被１５で覆って保護した構成である。高速伝送用の細径同軸電線１１としては、ＡＷＧ（American Wire Gauge）３０番より細いものが用いられる。本例では、ＡＷＧ３４番の細径同軸電線を用いている。
中心導体１２は、導体径が０．０６４ｍｍの銀メッキ軟銅線を７本撚った外径が０．１９２ｍｍの撚線が用いられる。
絶縁体１３には、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）からなるフッ素樹脂が用いられ、絶縁体１３は、このフッ素樹脂を押出成形することにより形成される。絶縁体１３は、厚さが約０．２ｍｍであり、その外径は約０．５９ｍｍである。また、耐圧は１５００Ｖ程度である。
外部導体１４は、錫メッキ軟銅線を絶縁体１３の外周に横巻きで配して形成され、その外径は約０．６９ｍｍである。外被１５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる樹脂テープを２重に巻き付けて形成されている。そして、この外被１５の外径は、約０．７２ｍｍである。
絶縁電線２１は、何れも導体２２を外被２３によって覆った電線である。導体２２は、錫メッキ軟銅線からなる撚り線で形成されている。また、外被２３の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。
絶縁電線２１の構造例を示す。絶縁電線２１Ａ，２１Ｂでは、導体径０．１２７ｍｍの素線を１９本撚った外径０．６４ｍｍの導体２２を外被２３で覆い、外径が０．７６ｍｍである。絶縁電線２１Ｃ，２１Ｄでは、導体径０．０６４ｍｍの素線を７本撚った外径０．１９２ｍｍの導体２２を外被２３で覆い、外径が０．３１ｍｍである。絶縁電線２１Ｅ，２１Ｆでは、導体径０．１２７ｍｍの素線を７本撚った外径０．３８１ｍｍの導体２２を外被２３で覆い、外径が０．５１ｍｍである。
上記の高速伝送用の細径同軸電線１１と、絶縁電線２１とを有する多芯ケーブル１０では、絶縁電線２１がケーブルの長さ方向に垂直な断面（図１の通り）で中心およびその近傍部分に配置されている。そして、これらの絶縁電線２１の周囲に、高速伝送用の細径同軸電線１１が同一円周上に配置されている。なお、これらの細径同軸電線１１及び絶縁電線２１の隙間には、アラミド繊維やスフ糸等の介在物が設けられている。
このように配置された複数本の絶縁電線２１及び細径同軸電線１１の周囲には、押さえ巻４１が巻き付けられており、これにより、細径同軸電線１１及び絶縁電線２１は、配置が崩れることなく束ねられている。
また、複数本の細径同軸電線１１及び絶縁電線２１は、押さえ巻４１を介してシールド層４２によって周囲が覆われている。そして、このシールド層４２のさらに外周側が、外被３０によって覆われている。
押さえ巻４１としては、導電性樹脂テープが用いられている。この導電性樹脂テープを構成する樹脂テープは、耐熱性、耐摩耗性などに優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等のフッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂、またはポリエチレン系樹脂（ＰＥ）から形成されている。この押さえ巻４１として用いられる導電性樹脂テープは、導電性を持たせるために、樹脂テープを構成する樹脂にカーボン等の導電性物質が分散するように混入されている。導電性樹脂テープの表面抵抗値は、１．０×１０６Ω以下であることが好ましい。１．０×１０４以下であればさらに好ましい。本発明の目的のためには導電性樹脂テープの表面抵抗値はゼロに近づくほどよい。この押さえ巻４１は、０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の厚さを有するフィルム状に形成されている。押さえ巻４１の巻方向は、絶縁電線２１および細径同軸電線１１を集合するときの撚り方向と同一方向でも、逆方向でもよい。押さえ巻４１に使用される導電性樹脂テープの重なり幅は当該テープ幅の１／２〜１／４が望ましい。押さえ巻４１の巻角度はケーブルの長さ方向に対して１５〜４０°が望ましい。導電性樹脂テープを巻き付けるときに当該テープに１〜５Ｎの張力をかけることが望ましい。
シールド層４２は、外径数十μｍの錫メッキされた銅線または銅合金線を横巻きして構成されている。外被３０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン系樹脂等から形成されており、外径は、４．０ｍｍ以上４．５ｍｍ以下とされている。ＡＷＧ３４番の細径同軸電線１１を８本含む本例の多芯ケーブル１０では、外被３０の厚さが約０．５５ｍｍであり、外径は４．３ｍｍである。
このように構成された多芯ケーブル１０によれば、高速伝送用の複数本の細径同軸電線１１の周囲に導電性樹脂テープからなる押さえ巻４１を巻き付けることで、この押さえ巻４１とその周囲のシールド層４２とで細径同軸電線１１における減衰量の増加を極力抑え、良好な電気特性を得ることができる。したがって、高周波帯域での差動信号を伝送するケーブルとして好適に用いることができる。
押さえ巻４１を、０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の厚さを有するフィルム状に形成し、また、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、またはポリエチレン系樹脂からなるテープに導電性物質が分散するように混入して形成することで、減衰量の増加の抑制効果を高めることができる。
導電性樹脂テープからなる押さえ巻を巻き付けた本実施形態の多芯ケーブルと、他の構造の押さえ巻を巻き付けた比較例の多芯ケーブルとで、２０℃の環境における高周波帯域（５ＧＨｚ）の信号を伝送させた際の減衰量（ｄＢ／ｍ）をネットワークアナライザーで測定して比較した。
比較例の多芯ケーブルにおける他の構造の押さえ巻としては、薄紙テープ、樹脂テープにアルミニウム箔を貼り付けた金属テープ及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂から形成された樹脂テープを用いた。
比較例の多芯ケーブルにおける他の構造の押さえ巻としては、薄紙テープ、樹脂テープにアルミニウム箔を貼り付けた金属テープ及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂から形成された樹脂テープを用いた。
その結果、本実施形態に係る導電性樹脂テープ（導電ＰＥＴテープ）を押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が４．７ｄＢ／ｍ、最小減衰量が４．６ｄＢ／ｍ、平均減衰量が４．７ｄＢ／ｍであった。
また、導電ＰＥテープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が４．６ｄＢ／ｍ、最小減衰量が４．４ｄＢ／ｍ、平均減衰量が４．５ｄＢ／ｍであった。
これに対して、薄紙テープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が５．２ｄＢ／ｍ、最小減衰量が５．０ｄＢ／ｍ、平均減衰量が５．１ｄＢ／ｍであった。また、金属テープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が５．３ｄＢ／ｍ、最小減衰量が５．０ｄＢ／ｍ、平均減衰量が５．１ｄＢ／ｍであった。樹脂テープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が５．２ｄＢ／ｍ、最小減衰量が４．８ｄＢ／ｍ、平均減衰量が５．０ｄＢ／ｍであった。
また、導電ＰＥテープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が４．６ｄＢ／ｍ、最小減衰量が４．４ｄＢ／ｍ、平均減衰量が４．５ｄＢ／ｍであった。
これに対して、薄紙テープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が５．２ｄＢ／ｍ、最小減衰量が５．０ｄＢ／ｍ、平均減衰量が５．１ｄＢ／ｍであった。また、金属テープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が５．３ｄＢ／ｍ、最小減衰量が５．０ｄＢ／ｍ、平均減衰量が５．１ｄＢ／ｍであった。樹脂テープを押さえ巻として用いた多芯ケーブルでは、最大減衰量が５．２ｄＢ／ｍ、最小減衰量が４．８ｄＢ／ｍ、平均減衰量が５．０ｄＢ／ｍであった。
このように、本実施形態に係る導電性樹脂テープを押さえ巻とした多芯ケーブルでは、減衰量を極力抑えることができた。特に、導電ＰＥテープを押さえ巻きとして用いた場合は、減衰量の増加を抑える効果が高いことがわかった。
なお、上記実施形態の多芯ケーブル１０における細径同軸電線１１及び絶縁電線２１の本数は、本実施形態に限定されない。また、上記の実施形態では、中心側に、複数本の絶縁電線２１を配置し、その周囲に高速伝送用の細径同軸電線１１を配置させたが、中心側に配置させた絶縁電線に代えて高速伝送用ではない細径同軸電線を配置することもできる。または、絶縁電線と高速伝送用ではない細径同軸電線の両方をそれぞれ配置しても良い。また、高速伝送用の複数本の細径同軸電線１１だけを収容した構造であっても良い。
１０：多芯ケーブル、１１：細径同軸電線、２１：絶縁電線、４１：押さえ巻、４２：シールド層
Claims (5)
- 同一円周上に配置された複数本の細径同軸電線と、
複数本の前記細径同軸電線の周囲に巻き付けられた導電性樹脂テープからなる押さえ巻と、
前記押さえ巻とは別部材であって前記押さえ巻を介して複数本の前記細径同軸電線の周囲を覆う銅線または銅合金線からなるシールド層と、を備え、
前記押さえ巻を構成する前記導電性樹脂テープは、樹脂に導電性物質が分散するように混入されたテープであることを特徴とする多芯ケーブル。 - 請求項１に記載の多芯ケーブルであって、
細径同軸電線および絶縁電線の少なくとも一方をケーブルの長さ方向に垂直な断面の中心およびその近傍部分に備え、その周囲に細径同軸電線が同一円周上に配置されていることを特徴とする多芯ケーブル。 - 請求項１または２に記載の多芯ケーブルであって、
前記押さえ巻は、０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の厚さを有するフィルム状に形成されていることを特徴とする多芯ケーブル。 - 請求項１から３の何れか一項に記載の多芯ケーブルであって、
前記押さえ巻は、ポリエチレン系樹脂からなるテープに導電性物質が分散するように混入されていることを特徴とする多芯ケーブル。 - 請求項１から３の何れか一項に記載の多芯ケーブルであって、
前記押さえ巻は、フッ素系樹脂またはポリエステル系樹脂からなるテープに導電性物質が分散するように混入されていることを特徴とする多芯ケーブル。
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