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公開番号2021073657
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210513
出願番号2021010961
出願日20210127
発明の名称二芯平行ケーブル
出願人住友電気工業株式会社
代理人特許業務法人 信栄特許事務所
主分類H01B 11/14 20060101AFI20210416BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】差動信号の伝送において、差動モードの入力信号に対するコモンモードの出力量(Scd21)を小さくできる二芯平行ケーブルを提供する。
【解決手段】導体21の周囲に絶縁層22を有する一対の絶縁電線2と、一対の絶縁電線2に接触して前記絶縁電線を一括被覆している被覆樹脂層3と、被覆樹脂層3の外側に前記被覆樹脂層に接触して配置され、金属層4aを含むシールド層4と、を備え、絶縁電線2が互いに接触して撚られずに平行に並べられ、被覆樹脂層3が樹脂が押し出されたものである、二芯平行ケーブル1。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
導体の周囲に絶縁層を有する一対の絶縁電線と、
前記一対の絶縁電線に接触して前記絶縁電線を一括被覆している被覆樹脂層と、
前記被覆樹脂層の外側に前記被覆樹脂層に接触して配置され、金属層を含むシールド層と、
前記シールド層の金属層と電気的に接触する一対のドレイン線と、
を備え、
前記絶縁電線が互いに接触して平行に並べられ、
前記一対の絶縁電線間と前記被覆樹脂層との間に隙間が設けられており、
前記被覆樹脂層の外周の断面形状は、前記被覆樹脂層の外側の方向に膨らんだ二つの円弧部と、前記二つの円弧部の間をつなぐ直線部とで構成された形状であり、
前記一対のドレイン線は、前記一対の絶縁電線と接触せずに前記金属層の外側に設けられ、かつ、前記二つの円弧部のそれぞれの外周の位置で前記金属層に接触する、
二芯平行ケーブル。
続きを表示(約 460 文字)【請求項2】
前記シールド層は、前記被覆樹脂層の外側に縦添えで巻かれており、
前記シールド層の重なり部分は、断面視における前記一対の絶縁電線の中心を結ぶ直線に垂直かつ前記一対の絶縁電線間の中央を通る直線上に設けられる、
請求項1に記載の二芯平行ケーブル。
【請求項3】
前記被覆樹脂層を構成する第一樹脂は、前記絶縁電線の前記絶縁層を構成する第二樹脂よりも機械的強度が大きく、
前記第二樹脂は、前記第一樹脂よりも誘電率が小さい、
請求項1または請求項2に記載の二芯平行ケーブル。
【請求項4】
前記シールド層および前記ドレイン線の外側に設けられた絶縁性のジャケット層を有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の二芯平行ケーブル。
【請求項5】
前記一対のドレイン線は、断面視における前記二芯平行ケーブルの中心について点対称な位置に設けられている、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の二芯平行ケーブル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、二芯平行ケーブルに関する。
続きを表示(約 6,000 文字)【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献1には、一対の絶縁電線の撚り線を押し出し被覆して、その外周にドレイン線やシールドテープを巻く構成が開示されている。また、特許文献2には、2本の絶縁電線と共にドレイン線を並列した状態で金属テープが縦添えされ、該金属テープの外側に樹脂が押出形成されて被覆が形成されている多心ケーブルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
米国特許第8981216号明細書
特開2015−72772号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
Scd21の伝送において、シールド層と二本の絶縁電線の位置関係がケーブルの長さ方向にずれると、ケーブルのインピーダンスが長さ方向に変化する場合がある。このような、ケーブルのインピーダンスの変化により、差動モードの入力信号に対するコモンモードの出力量(Scd21)が大きくなることがある。
【0005】
本発明は、差動信号の伝送において、差動モードの入力信号に対するコモンモードの出力量(Scd21)を小さくできる二芯平行ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る二芯平行ケーブルは、導体の周囲に絶縁層を有する一対の絶縁電線と、
前記一対の絶縁電線に接触して前記絶縁電線を一括被覆している被覆樹脂層と、
前記被覆樹脂層の外側に前記被覆樹脂層に接触して配置され、金属層を含むシールド層と、
を備え、
前記絶縁電線が互いに接触して撚られずに平行に並べられ、前記被覆樹脂層が樹脂が押し出されたものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、差動信号の伝送において、差動モードの入力信号に対するコモンモードの出力量(Scd21)を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第一実施形態に係る二芯平行ケーブルの構成を示す斜視図である。
図1の二芯平行ケーブルの長さ方向に直交する断面図である。
第二実施形態に係る二芯平行ケーブルの構成を示す斜視図である。
図3の二芯平行ケーブルの長さ方向に直交する断面図である。
第二実施例の二芯平行ケーブルの長さ方向に直交する断面図である。
比較例の二芯平行ケーブルの長さ方向に直交する断面図である。
実施例1、2および比較例のシミュレーション結果(Scd21)である。
実施例1、2および比較例のシミュレーション結果(Sdd21)である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の実施形態に係る二芯平行ケーブルは、
(1) 導体の周囲に絶縁層を有する一対の絶縁電線と、
前記一対の絶縁電線に接触して前記絶縁電線を一括被覆している被覆樹脂層と、
前記被覆樹脂層の外側に前記被覆樹脂層に接触して配置され、金属層を含むシールド層と、
を備え、
前記絶縁電線が互いに接触して撚られずに平行に並べられ、前記被覆樹脂層が樹脂が押し出されたものである。
一対の絶縁電線が被覆樹脂層によって被覆されているので、絶縁電線同士がずれにくく、被覆樹脂層の外側に配置されたシールド層との位置関係が安定する。よって、二芯平行ケーブルのインピーダンスがケーブル長さ方向で変化しにくくなる。これにより、上記構成の二芯平行ケーブルは、差動信号の伝送において、差動モードの入力信号に対するコモンモードの出力量(Scd21)を小さくできる。
【0010】
(2) 前記被覆樹脂層は、前記絶縁電線の前記絶縁層との間を隙間なく被覆している。
一対の絶縁電線が被覆樹脂層によって隙間なく被覆されているので、絶縁電線同士がさらにずれにくくなる。
【0011】
(3) 前記被覆樹脂層を構成する第一樹脂と前記絶縁電線の前記絶縁層を構成する第二樹脂とは異なる特性を有する樹脂であり、
前記第一樹脂は、前記第二樹脂よりも機械的強度が大きく、
前記第二樹脂は、前記第一樹脂よりも誘電率が小さい。
被覆樹脂層の樹脂は、機械的強度が大きいので内部の絶縁電線を保護し易くすることができる。また、絶縁電線の絶縁層は、誘電率が小さい樹脂であるので、絶縁電線の導体間の電気的特性を所望の値に調整し易くすることができる。また、絶縁電線の導体間の絶縁層を薄くすることができる。
【0012】
(4) 前記シールド層の金属層と電気的に接触するように配置されているドレイン線を有する。
ドレイン線を外部のグランド端子に接続することにより、二芯平行ケーブルのシールド層を容易に接地することができる。
【0013】
(5) 前記ドレイン線が、前記シールド層の外側にある。
シールド層が樹脂被覆層に密着できて、インピーダンスが安定する。
【0014】
(6) 前記シールド層および前記ドレイン線の外側に設けられた絶縁性のジャケット層を有する。
シールド層およびドレイン線の外側に絶縁性のジャケット層を設けることにより、シールド層の絶縁が可能になると共に、ケーブルの機械強度を高め、また、耐水性のあるケーブルとすることができる。
【0015】
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る二芯平行ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0016】
(第一実施形態)
図1および図2に示すように、二芯平行ケーブル1は、互いに接触して撚られずに平行に並べられた一対の絶縁電線2と、一対の絶縁電線2を被覆している被覆樹脂層3とを備えている。被覆樹脂層3は絶縁電線2に接触している。
また、二芯平行ケーブル1は、被覆樹脂層3の外側にシールド層4と、シールド層4の外側に配置されているドレイン線5と、シールド層4およびドレイン線5の周囲に設けられたジャケット層6とを備えている。
【0017】
絶縁電線2は、中央部に設けられている信号導体(導体)21と、信号導体21の周囲を被覆する絶縁層22とで構成されている。信号導体21は、例えば銅やアルミニウムなどの導体、錫や銀などでメッキされた導体等で形成された単線または撚り線である。絶縁層22は、例えば、LDPE(低密度ポリエチレン)樹脂等で形成されている。
信号導体21に用いられる上記導体の寸法は、AWG(American Wire Gauge)の規格において、例えばAWG38〜AWG22である。絶縁層22は、例えばポリエチレン(PE)、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、フッ素樹脂等で形成されている。絶縁電線2の外径は、例えば0.3mm〜3.0mm程度であり、例えばAWG30の信号導体21を用いた場合は、0.9mm程度である。
【0018】
被覆樹脂層3は、例えば、充実押出成形によって、一対の絶縁電線2を一体的に被覆するように形成されている。この充実押出成形は、例えば、絶縁電線2の絶縁層22と、被覆樹脂層3となる溶融状態のHDPE(高密度ポリエチレン)樹脂等と、を金型(図示せず)内において加圧状態で接触させて、金型から押し出すことにより成形を行う。充実押出成形を行うことにより、図2に示ように、一対の絶縁電線2が被覆樹脂層3に隙間なく接した状態で密着する。
【0019】
被覆樹脂層3を構成する樹脂(以下、第二樹脂とも称する)は、絶縁層22を構成する樹脂(以下、第一樹脂とも称する)と種類の異なる樹脂とすることができる。例えば、上記の第二樹脂は、第一樹脂とは電気特性や機械強度などが異なる樹脂とすることができる。
【0020】
例えば、第一樹脂は第二樹脂よりも機械的強度が大きく、また、第二樹脂は第一樹脂よりも誘電率が小さい樹脂としてもよい。例えば、第一樹脂は、電気特性が優れる低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂とし、第二樹脂は、機械強度が優れる高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂などとする。この場合は、第二樹脂(被覆樹脂層3の樹脂)は、機械強度が大きいので内部の絶縁電線2を保護し易くすることができる。また、第一樹脂(絶縁層22の樹脂)は、誘電率が小さい樹脂であるので、一対の絶縁電線2の信号導体21間の電気的特性を所望の値に調整し易くすることができる。
【0021】
なお、第一樹脂および第二樹脂は、上述したもの以外の樹脂を用いてもよく、第一樹脂および第二樹脂の材質を適宜調整することにより、二芯平行ケーブル1の電気的特性、機械的特性、外径等を所望のものに調整することができる。
【0022】
なお、第一樹脂と第二樹脂を同じ種類の樹脂としてもよい。この場合は、単一の樹脂を用意すればよいので、複数の種類の樹脂をそれぞれ用意するよりも、コストを低くすることができる。
【0023】
シールド層4は、例えば銅またはアルミニウムなどの金属層4aをPET等の樹脂テープに接着または蒸着した金属層付樹脂テープで形成されている。
シールド層4の厚さは、例えば10μm〜50μm程度であり、金属層4aの厚さは、例えば0.1μm〜20μm程度である。なお、シールド層4には、例えば両面が金属で構成される金属テープや樹脂テープの両面に金属テープが貼られたまたは蒸着された金属層付樹脂テープを用いるようにしてもよい。
シールド層4は、例えば、被覆樹脂層3の外側に縦添えで巻かれている。縦添え巻きされたシールド層4は、重ね目になる部分に接着剤が付いているのが好ましい。重なり部分が接着剤で固着され、巻かれた形状が維持される。また、シールド層4は、金属層4aが外側に配置されるように巻かれている。
【0024】
ドレイン線5は、例えば、図1および図2に示す例では、二芯平行ケーブル1の長さ方向に直交する方向(図2の横方向)の左右の横側面にそれぞれ縦添えされている。なお、ドレイン線5が縦添えされている位置は、横側面以外の箇所でもよい。図2に示す断面図において、ケーブル中心について点対称な位置に二本のドレイン線5を配置するのが好ましい。また、ドレイン線5は、図1および図2に示す例のように、2本でなくてもよく、1本のみまたは3本以上であってもよい。ドレイン線5は、金属層4aと電気的に接触するように設けられている。図1および図2に示す例では、ドレイン線5は、シールド層4の外側に配置されている。なお、ドレイン線5が、シールド層4の内側に配置される場合は、金属層4aは、シールド層4の内側に配置される。ドレイン線5の外径は例えば0.08mm〜0.8mm程度である。
【0025】
ドレイン線5は、二芯平行ケーブル1の外部のグランド端子等に接続することにより、二芯平行ケーブル1のシールド層を容易に接地することができる。また、ドレイン線が、シールド層4の外側に配置されている場合は、シールド層4が被覆樹脂層3に密着できて、二芯平行ケーブル1のインピーダンスがケーブルの長さ方向に安定する。
【0026】
ジャケット層6は、例えば、PET、PVC等の樹脂テープが巻き付けられて形成された絶縁層である。ジャケット層6は、複数の層で形成されていてもよい。また、ジャケット層6は、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を押出成形により形成するようにしてもよい。
【0027】
上記の第一実施形態の二芯平行ケーブル1によれば、一対の絶縁電線2が被覆樹脂層3によって被覆されているので、絶縁電線2同士がずれにくく、被覆樹脂層3の外側に配置されたシールド層4との位置関係が安定する。よって、二芯平行ケーブル1のインピーダンスがケーブル長さ方向で変化しにくくなる。これにより、二芯平行ケーブル1は、差動信号の伝送において、差動モードの入力信号に対するコモンモードの出力量(Scd21)を小さくできる。
また、充実押出成形を行うことにより、一対の絶縁電線2が被覆樹脂層3に隙間なく接した状態で密着するので、絶縁電線同士がさらにずれにくくなる。
【0028】
二芯平行ケーブル1のような結合型ケーブルは、一対の信号線(信号導体21)間のインピーダンスZ1と、各信号線(信号導体21)のグランド(シールド層4)に対するインピーダンスZ2,Z3とによって、特性インピーダンスが決定される。すなわち、上記の各インピーダンスZ1,Z2,Z3を調整することにより、二芯平行ケーブル1の特性インピーダンスを所定の値(例えば、100Ω)にすることができる。本実施形態は、絶縁電線2の絶縁層22とシールド層4との間に被覆樹脂層3が設けられているので、信号導体21とシールド層4との間のインピーダンスZ2,Z3は、絶縁層22を薄くしても被覆樹脂層3で補償(例えば、厚くするなど)して大きくすることができる。絶縁層22を薄くすれば、信号導体21同士を近づけることができるので、信号導体21間の電磁界的な結合(カップリング)を強くして、伝送特性を良くすることができる。
【0029】
また、二芯平行ケーブル1は、例えば、特許文献1に開示されたケーブルのように、一対の絶縁電線が撚られているケーブルよりも高周波信号の損失が少なく高周波伝送の特性が優れている。
【0030】
また、シールド層4およびドレイン線5の外側に絶縁性のジャケット層6が設けられている場合は、シールド層4を絶縁することができるとともに、ケーブルの機械強度を高め、また、耐水性のある二芯平行ケーブル1とすることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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