差動信号伝送用ケーブル
【課題】スキューおよび差動同相変換量を抑制する差動信号伝送用ケーブルを提供する。
【解決手段】差動信号伝送用ケーブル１は、離れて平行に並んだ一対の導線２と、一対の導線２を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体３と、絶縁体３に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体３の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となる金属箔テープ７を備えて概略構成されている。
【解決手段】差動信号伝送用ケーブル１は、離れて平行に並んだ一対の導線２と、一対の導線２を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体３と、絶縁体３に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体３の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となる金属箔テープ７を備えて概略構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動信号伝送用ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、平行に並べられた一対の絶縁電線に、さらに、少なくとも１本のドレイン導体を平行に並べ、この一対の絶縁電線とドレイン導体とを一括して金属箔テープで巻き回してシールド導体とし、このシールド導体の外周部を外被で覆った平行２心シールド電線が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の平行２心シールド電線は、金属箔テープの巻き回しによりシールド導体を形成するので、製造にかかる時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８９０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る平行２心シールド電線は、短手方向の断面において、金属箔テープが平坦な部分が生じる。この平坦な部分は、金属箔テープの張力の方向と、平坦な部分の表面が作る面と、が平行となるため、張力に基づく金属箔テープを押し付ける圧力が発生しなくなり、金属箔テープが緩み易くなる。従来の平行２心シールド電線は、金属箔テープの緩みによって、スキュー（skew）および差動同相変換量が増加する問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、スキューおよび差動同相変換量を抑制する差動信号伝送用ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、離れて平行に並んだ一対の導体と、一対の導体を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体と、絶縁体に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体と、を備えた差動信号伝送用ケーブルを提供する。
【０００８】
上記の差動信号伝送用ケーブルの絶縁体は、複数の曲線の曲率半径の最小値が、複数の曲線の曲率半径の最大値の１／２０以上１／４以下であることが好ましい。
【０００９】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、絶縁体の断面の外周形状が楕円形状を有し、断面の短径が、長径の０．３７倍以上０．６３倍以下であることが好ましい。
【００１０】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、シールド導体を被覆した被覆部材を備え、シールド導体が、絶縁部材と、絶縁部材の被覆部材と向い合う面に設けられた導電膜と、を有することが好ましい。
【００１１】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、シールド導体が、絶縁体の長手方向に沿って継ぎ目、または重なり合う領域を有し、被覆部材が、シールド導体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有することが好ましい。
【００１２】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、シールド導体が、絶縁体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有し、被覆部材が、編組であることが好ましい。
【００１３】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、絶縁体が、発泡材料を用いて形成されることが好ましい。
【００１４】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、内部よりも発泡度の小さい層を外側に有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る差動信号伝送用ケーブルによれば、スキューおよび差動同相変換量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面図であり、（ｂ）は、差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面の模式図である。
【図３】図３（ａ）は、比較例１に係る断面が円形状となる絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例２に係る平坦部を有する絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図である。
【図４】図４は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの曲率半径と金属箔テープの緩みが発生する確率との関係を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例２に係る差動信号伝送用ケーブルの短手方向の断面図であり、（ｂ）は、曲率半径の最大値と最小値とに関するグラフである。
【図６】図６は、実施例３に係る差動伝送用ケーブルの断面図を示す。
【図７】図７は、変形例に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態の要約］
実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルは、離れて平行に並んだ一対の導体と、一対の導体を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体と、絶縁体に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体と、を備える。
【実施例１】
【００１８】
（差動信号伝送用ケーブル１の構成の概要）
図１は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。図２（ａ）は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面図であり、（ｂ）は、差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面の模式図である。図２（ｂ）に点線で示す２つの円は、説明を容易にするために図示したものであり、差動信号伝送用ケーブル１と同程度の短手方向の断面形状を有するケーブルを作成する際、用いられる絶縁電線の断面形状を示している。以下では、特に断らない限り、断面は、短手方向で切断した断面を示すものとする。
【００１９】
この差動信号伝送用ケーブル１は、一例として、１０Ｇｂｐｓ以上の差動信号を用いたサーバ、ルータおよびストレージ等の電子機器間または電子機器内の差動信号伝送用のケーブルである。
【００２０】
この差動信号伝送とは、一対の導線において、位相が１８０°異なる信号をそれぞれの導線に伝送し、受信装置側において、この位相が異なる２つの信号の差分を取り出すものである。この一対の導線に流れる電流は、互いに逆方向に流れているため、この電流が流れる伝送経路である導線から放射される電磁波が小さくなる。また、差動信号伝送は、外部から受けたノイズが２つの導線に等しく重畳することから、差分を取ることにより、ノイズを除去することが可能となる。
【００２１】
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、例えば、図１に示すように、離れて平行に並んだ一対の導線２（導体）と、一対の導線２を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体３と、絶縁体３に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体３の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体としての金属箔テープ７を備えて概略構成されている。
【００２２】
また、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、例えば、金属箔テープ７を被覆した被覆部材としての押え巻きテープ８を備え、金属箔テープ７が、絶縁部材としてのプラスチックテープ５と、プラスチックテープ５の絶縁体３と向い合う面の反対側の面（すなわち、押え巻きテープ８と向かい合う面）に設けられた導電膜としての金属箔６と、を備えている。
【００２３】
導線２は、例えば、銅等の電気良導体の単線、または、この電気導体にメッキ等を施した単線である。また、導線２の半径ｒは、例えば、０．５１１ｍｍである。さらに、導線２と導線２の間隔Ｌは、例えば、０．９９ｍｍである。この間隔Ｌは、導線２の断面における、導線２の中心と導線２の中心との間隔を示している。なお、導線２は、例えば、屈曲特性を重視する場合、複数の導線を撚って形成する撚線を用いても良い。
【００２４】
絶縁体３は、例えば、誘電率、誘電正接の小さい材料を用いて形成される。この材料は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフロロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリエチレン等である。なお、絶縁体３は、誘電率、誘電正接を小さくするため、発泡材料として発泡絶縁樹脂を用いて形成されても良い。絶縁体３は、例えば、発泡絶縁樹脂を用いて形成される場合、樹脂に発泡剤を練り込み、成型時の温度によって発泡度を制御する方法、窒素等のガスを成型圧力で注入し、圧力解放時に発泡させる方法等を用いて形成される。
【００２５】
絶縁体３は、例えば、図２（ｂ）に示すように、断面形状が略楕円形状であり、一例として、長軸方向の幅Ｗ１が２．８ｍｍ、短軸方向の幅Ｗ２が１．５４ｍｍである。
【００２６】
また、絶縁体３は、例えば、図２（ｂ）に点線で示す２つの円の頂点を結んだ面と絶縁体３とで囲まれる領域３０（斜線で示す領域）を有する。この点線で示す円は、例えば、絶縁体３の断面の外周に内接する円である。領域３０は、例えば、図２（ｂ）に点線で示す２つの円を絶縁電線とする場合、この２つの絶縁電線を被覆する絶縁体には、形成されない領域を示している。この領域３０の最大の幅ｔは、一例として、０．０７ｍｍである。以下に、比較例１および比較例２を参照しながら、絶縁体３の断面形状について、さらに説明する。
【００２７】
図３（ａ）は、比較例１に係る断面が円形状となる絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例２に係る平坦部を有する絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図である。
【００２８】
ここで、差動信号伝送用ケーブルは、数Ｇｂｐｓの高速信号を伝送するため、スキューを低減する必要がある。このスキューとは、差動信号間の到着時間の時間差（すなわち、ペア内スキュー）を示す。
【００２９】
スキューは、例えば、２本の絶縁電線を用いてケーブルが形成される場合、絶縁体の僅かな誘電率差、絶縁体の僅かな外径の差、絶縁体の長手方向に添えられるドレイン線の僅かなずれ、絶縁体の外側に設けられる金属箔テープの緩みによる絶縁体と金属箔テープとの界面にできる空隙等に起因して発生する。
【００３０】
また、差動信号伝送用ケーブルは、ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）を低減する必要から、差動同相変換量を低く抑える必要がある。ケーブルの（左右）対称性が良くないと、入力した差動信号の一部が同相信号に変換されてしまう。この同相に変換されてしまう割合を差動同相変換量と言う。特に、ポート１の差動信号に対するポート２にあらわれる同相信号の割合は、Ｓパラメータとして測定することができ、「Ｓｃｄ２１」であらわされる。
【００３１】
スキューを低減する方法としては、２つの導体を１つの絶縁体で一緒に被覆することで、絶縁体の誘電率差を抑える方法が知られている。また、他の方法として、２つの絶縁電線を、シールド用の導電体で覆う前に、絶縁体のテープを巻き付けて、シールドと導体の距離を相対的に離すことで、導体間の電磁結合を強くし、スキューが発生し難いケーブルとする方法も知られている。
【００３２】
上記のスキューを低減する方法は、絶縁体内部の誘電率差に起因するスキューには、一定の効果が確認され、絶縁体の外周形状を一定とすること、導体の位置ずれが起きないようにすることと併せることで、スキューの低減を図れる。
【００３３】
しかし、絶縁体に巻き付ける金属箔テープの緩みにより生じる空隙による影響は、上記の対策を施しても僅かに残る。差動信号伝送用ケーブルは、例えば、１０Ｇｂｐｓ相当の高速信号伝送用のケーブルとして用いられる際には、この空隙による影響により、歩留まりが下がる問題がある。
【００３４】
この金属箔テープの緩みは、例えば、金属箔テープを絶縁体に巻き付ける場合、または金属箔テープを縦添えし、押え巻きテープを巻き付ける場合、のいずれの場合にも発生する。
【００３５】
巻き付けた金属箔テープが緩む原因は、例えば、金属箔テープが絶縁体を押す力、すなわち、金属箔テープが絶縁体に与える圧力Ｐが小さいことが挙げられる。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、断面が円形状となる絶縁電線１００に金属箔テープ１０１を巻き付ける比較例１の場合、金属箔テープ１０１の張力Ｔと釣り合うように、絶縁電線１００に力が作用する。
【００３７】
この力が、絶縁電線１００の側面に加わる圧力Ｐとなるが、この圧力は、Ｐ＝Ｔ／（２ｗｒ１）（ｗ：金属箔テープの幅、ｒ１：絶縁電線の半径）で示す関係を有する。
【００３８】
一方、図３（ｂ）に示すように、断面が平坦部１０３と曲線部１０４とを組み合わせた形状となる絶縁電線１０２に金属箔テープ１０１を巻き付ける比較例２の場合、曲線部１０４には、上記のＰ＝Ｔ／（２ｗｒ１）で示すＰと同じ圧力が加わる。しかし、平坦部１０３においては、金属箔テープ１０１の張力Ｔの方向と、平坦部１０３の表面が作る面と、が平行となるので、張力Ｔに基づいて平坦部１０３に付加される圧力Ｐはゼロとなる。
【００３９】
ここで、円形状の絶縁電線を２つ並べて形成された断面形状、および図３（ｂ）に示すような曲線部１０４と平坦部１０３とを組み合わせた断面形状のいずれにおいても、金属箔テープ１０１を巻き付けたとき、その断面に、金属箔テープ１０１が直線状になる部分が存在する。
【００４０】
つまり、比較例２の場合、金属箔テープ１０１を巻き付ける際に、金属箔テープ１０１の張力Ｔと、平坦部１０３の表面が作る面とが平行となるため、平坦部１０３には、力が作用しない。平坦部１０３では、金属箔テープ１０１を巻き付ける際の差動信号伝送用ケーブルのわずかな動き、金属箔テープ１０１の張力の僅かな変化等により、巻き付ける金属箔テープ１０１の緩みが生じる。その結果、スキューが発生し、また、差動同相変換量が増加する。
【００４１】
上記の結果により、本実施例に係る絶縁体３は、図２（ｂ）に示す斜線の部分である領域３０を、図２（ｂ）の紙面の上下に有する。従って、金属箔テープ７を巻き付けることにより生じる圧力Ｐのベクトルは、金属箔テープ７の張力Ｔの方向と、平坦部１０３の表面が作る面と、が平行となる箇所がなくなる。
【００４２】
金属箔テープ７のプラスチックテープ５は、例えば、ポリエチレン等の樹脂材料を用いて形成される。
【００４３】
金属箔テープ７の金属箔６は、例えば、プラスチックテープ５の一方の面に、銅またはアルミニウムを張り合わせて形成される。
【００４４】
また、金属箔テープ７は、絶縁体３の長手方向に沿って継ぎ目、または重なり合う領域を有する。本実施例に係る金属箔テープ７は、例えば、絶縁電線４の絶縁体３を覆うように、たばこ巻きされる。このたばこ巻きとは、絶縁体３の長手方向に金属箔テープ７を添え、絶縁体３の長手方向の側面から金属箔テープ７を１回で巻き付ける方法である。図１に示す継ぎ目７０は、例えば、金属箔テープ７の長手方向の一方端部と他方端部とが対向することにより、長手方向に沿って生じる。また、金属箔テープ７が、絶縁体３の短手方向の外周よりも長いとき、金属箔テープ７の一方端部と他方端部とが重なり合う領域が生じる。
【００４５】
押え巻きテープ８は、例えば、樹脂材料を用いて形成される。
【００４６】
押え巻きテープ８は、金属箔テープ７上に継ぎ目または重なり合う部分をらせん状に有する。本実施例に係る押え巻きテープ８は、例えば、金属箔テープ７を覆うように、らせん状に巻き付けられる。押え巻きテープ８は、短手方向の一方端部と他方端部とが重なり合わないように絶縁体３に巻き付けられる。従って、図１に示す継ぎ目８０は、金属箔テープ７上にらせん状に形成される。また、押え巻きテープ８の一方端部と他方端部とが重なり合うように金属箔テープ７上に巻き付けられるとき、金属箔テープ７上に重なり合う領域がらせん状に生じる。
【００４７】
以下に、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１の製造方法について説明する。
【００４８】
（差動信号伝送用ケーブル１の製造方法）
まず、一対の導線２を絶縁体３によって被覆し、絶縁電線４を作製する。具体的には、導線２を離して平行に配置する。この一対の導線２は、一例として、０．９９ｍｍ離して平行に配置される。また、導線２の半径ｒは、一例として、０．５１１ｍｍである。次に、発泡ポリエチレンを用いて一対の導線２を被覆し、絶縁体３を形成する。この絶縁体３の形成は、発泡度を調整することにより、一例として、絶縁体３の比誘電率が１．５となるように行われる。
【００４９】
また、絶縁体３の形状は、図２（ｂ）に示すような曲率半径が異なる複数の曲線からなる形状を有し、一例として、長軸方向の幅Ｗ１が２．８ｍｍ、短軸方向の幅Ｗ２が１．５４ｍｍとなる。ここで、領域３０の最大幅ｔは、一例として、０．０７ｍｍである。この領域３０の曲率半径は、一例として、７ｍｍである。
【００５０】
この絶縁体３は、例えば、絶縁体３の形状に基づいた押出機の押出口金を作製し、この押出口金から一対の導線２と共に発泡ポリエチレンを押出すことにより形成される。
【００５１】
次に、絶縁電線４の長手方向に金属箔テープ７を添え、金属箔テープ７を絶縁電線４に巻き付ける。この巻き付けは、プラスチックテープ５側が絶縁体３に対向し、金属箔６側が外側に露出するように行われる。なお、金属箔６は、後工程においてハンダ付けが行われるため、外側に露出させている。
【００５２】
次に、押え巻きテープ８を金属箔テープ７にらせん状に巻き付け、所定の工程を経た後、差動信号伝送用ケーブル１を得る。
【００５３】
（曲率半径と金属箔テープ７の緩みの関係について）
図４は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの曲率半径と金属箔テープの緩みが発生する確率との関係を示す図である。図４は、横軸が曲率半径、縦軸が金属箔テープ７の緩み発生率である。この金属箔テープ７の緩み発生率とは、作製したケーブル全体において、あるケーブル断面において、絶縁体３と金属箔テープ７の間に空隙が発生する確率を示す。
【００５４】
金属箔テープ７の緩み発生率の測定は、以下に示す方法で実施する。まず、作製したケーブル全長から偏ることなく、ケーブルサンプルを抜き取り、ケーブルの断面を観察する。それぞれのサンプルにおいて、絶縁体３と金属箔テープ７の間に空隙が有るか無いかを確認し、サンプル全体の数に対する、空隙が有るサンプルの数の割合を緩み発生率とする。
【００５５】
この図４に示す測定結果から、絶縁体３の領域３０の曲率半径が１４ｍｍ（長軸方向に位置する曲線の曲率半径の２０倍）以下であれば、金属箔テープ７の緩み発生率は、数％以下となり、差動信号伝送用ケーブル１の性能を維持することができる。
【００５６】
一方、領域３０の曲率半径が２．８ｍｍ（長軸方向に位置する曲線の曲率半径の４倍）となるとき、金属箔テープ７の緩み発生率は低くなるが、領域３０による厚みの増加が約０．２５ｍｍとなる。この増加により、差動信号伝送用ケーブル１の特性インピーダンスが大きくなる。また、曲率半径が２．８ｍｍとして作製された差動信号伝送用ケーブルは、複数の差動信号用伝送用ケーブルを寄り合わせたケーブルの外径が大きくなり、取り扱いが困難となる。よって、曲率半径の範囲は、４倍から２０倍が好ましい。
【００５７】
（実施例１の効果）
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１によれば、スキューおよび差動同相変換量を抑制することができる。具体的には、差動信号伝送用ケーブル１の絶縁体３の断面の外周は、図２（ｂ）に示すように、曲率半径が異なる複数の曲線の組み合わせ、つまり、曲率半径が０．７ｍｍの長軸方向に位置する曲線と、曲率半径が７ｍｍの領域３０を含んで構成される。よって、差動信号伝送用ケーブル１では、絶縁電線４に押え巻きテープ８を巻き付ける際、金属箔テープ７の張力Ｔと釣り合うように、絶縁体３の表面に常に圧力Ｐが加わる。張力Ｔを一定とすると、圧力Ｐは、断面の外周の曲率半径に反比例すると考えられるので、領域３０における圧力Ｐは、長軸方向の約１／１０に低下するが、領域３０を絶縁体３に形成しない場合は、上記に示すように、直線部分において、絶縁体に圧力Ｐが加わらない。
【００５８】
また、本実施例に係る絶縁体３は、領域３０が形成されるため、圧力Ｐが、常に絶縁体３に付加されるので、金属箔テープ７を絶縁体３に巻き付ける際に、絶縁電線４が移動したり、押え巻きテープ８の張力Ｔが所定の張力より弱くなったりしたとしても、押え巻きテープ８の緩みの発生を抑制することができる。従って、金属箔テープ７の緩みを抑制することができるので、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。よって、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５９】
実施例２は、絶縁体３の短手方向の断面の外周形状が楕円形状となる点において、実施例１とは異なっている。
【００６０】
図５（ａ）は、実施例２に係る差動信号伝送用ケーブルの短手方向の断面図であり、（ｂ）は、曲率半径の最大値と最小値とに関するグラフである。図５（ｂ）は、横軸がｘ軸、縦軸がｙ軸である。この楕円において、ｘ軸上に長軸が存在し、ｙ軸上に短軸が存在する。なお、以下の各実施例において、実施例１と同じ構成および機能を有する部分については、実施例１と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００６１】
本実施例における差動信号伝送用ケーブル１は、絶縁体３の外周形状が、焦点Ａおよび焦点Ｂを有する楕円形状となっている。他の構成については、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブル１と同様である。
【００６２】
また、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１の製造方法は、長径（＝２ａ）が３．２０ｍｍ、短径（＝２ｂ）が１．６４ｍｍとなる楕円形状を有する絶縁体３を形成する点において、実施例１と異なっている。
【００６３】
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、押え巻きテープ８を金属箔テープ７に巻き付ける際、圧力Ｐが、常に絶縁体３に付加される。また、金属箔テープ７が絶縁体３に付加する圧力Ｐのベクトルは、図５（ｂ）に示す焦点Ａおよび焦点Ｂのいずれかに向くこととなる。
【００６４】
この金属箔テープ７の張力Ｔを一定としたとき、上記に示したように、圧力Ｐは絶縁体３の断面の外周の曲率半径に反比例する。そこで、図４に示すように、長径２ａ、短径２ｂの楕円を示す式を式（１）とするとき、この楕円曲線上の任意の点（ｘ、ｙ）における曲率半径は、式（２）となる。
【数１】
【数２】
【００６５】
この式（２）によれば、曲率半径は、ｂ２／ａ以上ａ２／ｂ以下の範囲で変化することが分かる。よって、圧力Ｐの最小値は、最大値の（ｂ／ａ）３倍、すなわち本実施例の形状であれば、圧力Ｐは、短軸上では、約１３％程度まで低下することになる。
【００６６】
しかし、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、実施例１と同様、常に絶縁体３に圧力が付加されるように金属箔テープ７を巻くことができるので、金属箔テープ７を絶縁体３に巻き付ける際に、絶縁電線４が移動したり、押え巻きテープ８の張力Ｔが所定の張力より弱くなったりしたとしても、押え巻きテープ８の緩みを発生を抑制することができる。
【００６７】
その結果、金属箔テープ７の緩みを抑制することができるので、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。また、実施例１に比べて、曲率半径が急激に変化する箇所がないので、より隙間が生じる確率が小さくなる。従って、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【００６８】
なお、曲率半径の最小と最大との比は、上記で示したとおり、（ｂ／ａ）３である。よって、曲率半径が、１／２０以上１／４以下となる範囲は、絶縁体３の断面の短径が、長径の０．３７倍以上０．６３倍以下であり、曲率半径がこの範囲に収まれば実施例１と同様、金属箔テープ７の緩みを抑制することができる。
【実施例３】
【００６９】
実施例３は、絶縁体３の内部と外周部とで発泡度が異なる点で上記の各実施例と異なっている。
【００７０】
図６は、実施例３に係る差動伝送用ケーブルの断面図を示す。図６において、絶縁体３の外周と点線と、で囲まれた領域は、絶縁体層３１である。
【００７１】
本実施例における差動信号伝送用ケーブル１は、絶縁体３の内部と外周部とで発泡度が異なっている。他の構成については、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブル１と同様である。この発泡度は、一例として、内部は５０％であり、絶縁体層３１は数％である。
【００７２】
絶縁体３の絶縁体層３１は、絶縁体３の内部よりも発泡度が小さくなっている。つまり、絶縁体３は、絶縁体層３１が形成されるため、内部よりも外周部が硬くなっている。
【００７３】
また、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１の製造方法は、実施例１および実施例２と同様に、押出機を用いて、一対の導線２を被覆するが、その際に絶縁体３の最外周に発泡度の小さい絶縁体層３１を再被覆するように押し出す工程を含む。他の製造方法は、実施例１および実施例２と同様である。
【００７４】
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１によると、実施例１および実施例２の差動信号伝送用ケーブルと比べて、外周部に絶縁体層３１が形成されているため、絶縁体３の形状が安定するので、より押え巻きテープ８から受ける圧力Ｐが安定して絶縁体３に作用する。その結果、金属箔テープ７の緩みを抑制することができるので、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。従って、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【００７５】
（変形例）
図７は、変形例に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。変形例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、金属箔テープ７が、絶縁体３上に継ぎ目８０をらせん状に有し、金属箔テープ７を被覆する被覆部材が、編組９である。この金属箔テープ７は、プラスチックテープ５の一方の面に銅からなる金属箔６を張り合わせたものであり、編組９は、素線径が０．０８ｍｍの銅素線を６４本用いたものである。
【００７６】
本変形例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、絶縁体３が実施例１〜実施例３のいずれかに記載の形状を有しているので、金属箔テープ７をらせん状に巻き付けたとしても、緩みの発生を抑えることができる。その結果、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。従って、本変形例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【００７７】
なお、金属箔テープ７は、絶縁体３上に重なり合う領域をらせん状に有していても良い。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態、実施例及びその変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態、実施例及び変形例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、実施例及び変形例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。
【符号の説明】
【００７９】
１…差動信号伝送用ケーブル
２…導線
３…絶縁体
４…絶縁電線
５…プラスチックテープ
６…金属箔
７…金属箔テープ
８…押え巻きテープ
９…編組
３０…領域
３１…絶縁体層
７０…継ぎ目
８０…継ぎ目
１００…絶縁電線
１０１…金属箔テープ
１０２…絶縁電線
１０３…平坦部
１０４…曲線部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動信号伝送用ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、平行に並べられた一対の絶縁電線に、さらに、少なくとも１本のドレイン導体を平行に並べ、この一対の絶縁電線とドレイン導体とを一括して金属箔テープで巻き回してシールド導体とし、このシールド導体の外周部を外被で覆った平行２心シールド電線が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の平行２心シールド電線は、金属箔テープの巻き回しによりシールド導体を形成するので、製造にかかる時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８９０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る平行２心シールド電線は、短手方向の断面において、金属箔テープが平坦な部分が生じる。この平坦な部分は、金属箔テープの張力の方向と、平坦な部分の表面が作る面と、が平行となるため、張力に基づく金属箔テープを押し付ける圧力が発生しなくなり、金属箔テープが緩み易くなる。従来の平行２心シールド電線は、金属箔テープの緩みによって、スキュー（skew）および差動同相変換量が増加する問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、スキューおよび差動同相変換量を抑制する差動信号伝送用ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、離れて平行に並んだ一対の導体と、一対の導体を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体と、絶縁体に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体と、を備えた差動信号伝送用ケーブルを提供する。
【０００８】
上記の差動信号伝送用ケーブルの絶縁体は、複数の曲線の曲率半径の最小値が、複数の曲線の曲率半径の最大値の１／２０以上１／４以下であることが好ましい。
【０００９】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、絶縁体の断面の外周形状が楕円形状を有し、断面の短径が、長径の０．３７倍以上０．６３倍以下であることが好ましい。
【００１０】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、シールド導体を被覆した被覆部材を備え、シールド導体が、絶縁部材と、絶縁部材の被覆部材と向い合う面に設けられた導電膜と、を有することが好ましい。
【００１１】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、シールド導体が、絶縁体の長手方向に沿って継ぎ目、または重なり合う領域を有し、被覆部材が、シールド導体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有することが好ましい。
【００１２】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、シールド導体が、絶縁体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有し、被覆部材が、編組であることが好ましい。
【００１３】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、絶縁体が、発泡材料を用いて形成されることが好ましい。
【００１４】
上記の差動信号伝送用ケーブルは、内部よりも発泡度の小さい層を外側に有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る差動信号伝送用ケーブルによれば、スキューおよび差動同相変換量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面図であり、（ｂ）は、差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面の模式図である。
【図３】図３（ａ）は、比較例１に係る断面が円形状となる絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例２に係る平坦部を有する絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図である。
【図４】図４は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの曲率半径と金属箔テープの緩みが発生する確率との関係を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例２に係る差動信号伝送用ケーブルの短手方向の断面図であり、（ｂ）は、曲率半径の最大値と最小値とに関するグラフである。
【図６】図６は、実施例３に係る差動伝送用ケーブルの断面図を示す。
【図７】図７は、変形例に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態の要約］
実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルは、離れて平行に並んだ一対の導体と、一対の導体を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体と、絶縁体に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体と、を備える。
【実施例１】
【００１８】
（差動信号伝送用ケーブル１の構成の概要）
図１は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。図２（ａ）は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面図であり、（ｂ）は、差動信号伝送用ケーブルを短手方向で切断した断面の模式図である。図２（ｂ）に点線で示す２つの円は、説明を容易にするために図示したものであり、差動信号伝送用ケーブル１と同程度の短手方向の断面形状を有するケーブルを作成する際、用いられる絶縁電線の断面形状を示している。以下では、特に断らない限り、断面は、短手方向で切断した断面を示すものとする。
【００１９】
この差動信号伝送用ケーブル１は、一例として、１０Ｇｂｐｓ以上の差動信号を用いたサーバ、ルータおよびストレージ等の電子機器間または電子機器内の差動信号伝送用のケーブルである。
【００２０】
この差動信号伝送とは、一対の導線において、位相が１８０°異なる信号をそれぞれの導線に伝送し、受信装置側において、この位相が異なる２つの信号の差分を取り出すものである。この一対の導線に流れる電流は、互いに逆方向に流れているため、この電流が流れる伝送経路である導線から放射される電磁波が小さくなる。また、差動信号伝送は、外部から受けたノイズが２つの導線に等しく重畳することから、差分を取ることにより、ノイズを除去することが可能となる。
【００２１】
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、例えば、図１に示すように、離れて平行に並んだ一対の導線２（導体）と、一対の導線２を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体３と、絶縁体３に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が絶縁体３の外周形状に基づいた複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体としての金属箔テープ７を備えて概略構成されている。
【００２２】
また、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、例えば、金属箔テープ７を被覆した被覆部材としての押え巻きテープ８を備え、金属箔テープ７が、絶縁部材としてのプラスチックテープ５と、プラスチックテープ５の絶縁体３と向い合う面の反対側の面（すなわち、押え巻きテープ８と向かい合う面）に設けられた導電膜としての金属箔６と、を備えている。
【００２３】
導線２は、例えば、銅等の電気良導体の単線、または、この電気導体にメッキ等を施した単線である。また、導線２の半径ｒは、例えば、０．５１１ｍｍである。さらに、導線２と導線２の間隔Ｌは、例えば、０．９９ｍｍである。この間隔Ｌは、導線２の断面における、導線２の中心と導線２の中心との間隔を示している。なお、導線２は、例えば、屈曲特性を重視する場合、複数の導線を撚って形成する撚線を用いても良い。
【００２４】
絶縁体３は、例えば、誘電率、誘電正接の小さい材料を用いて形成される。この材料は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフロロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリエチレン等である。なお、絶縁体３は、誘電率、誘電正接を小さくするため、発泡材料として発泡絶縁樹脂を用いて形成されても良い。絶縁体３は、例えば、発泡絶縁樹脂を用いて形成される場合、樹脂に発泡剤を練り込み、成型時の温度によって発泡度を制御する方法、窒素等のガスを成型圧力で注入し、圧力解放時に発泡させる方法等を用いて形成される。
【００２５】
絶縁体３は、例えば、図２（ｂ）に示すように、断面形状が略楕円形状であり、一例として、長軸方向の幅Ｗ１が２．８ｍｍ、短軸方向の幅Ｗ２が１．５４ｍｍである。
【００２６】
また、絶縁体３は、例えば、図２（ｂ）に点線で示す２つの円の頂点を結んだ面と絶縁体３とで囲まれる領域３０（斜線で示す領域）を有する。この点線で示す円は、例えば、絶縁体３の断面の外周に内接する円である。領域３０は、例えば、図２（ｂ）に点線で示す２つの円を絶縁電線とする場合、この２つの絶縁電線を被覆する絶縁体には、形成されない領域を示している。この領域３０の最大の幅ｔは、一例として、０．０７ｍｍである。以下に、比較例１および比較例２を参照しながら、絶縁体３の断面形状について、さらに説明する。
【００２７】
図３（ａ）は、比較例１に係る断面が円形状となる絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例２に係る平坦部を有する絶縁電線に押え巻きテープを巻き付けた場合の張力Ｔと圧力Ｐとの関係を示す模式図である。
【００２８】
ここで、差動信号伝送用ケーブルは、数Ｇｂｐｓの高速信号を伝送するため、スキューを低減する必要がある。このスキューとは、差動信号間の到着時間の時間差（すなわち、ペア内スキュー）を示す。
【００２９】
スキューは、例えば、２本の絶縁電線を用いてケーブルが形成される場合、絶縁体の僅かな誘電率差、絶縁体の僅かな外径の差、絶縁体の長手方向に添えられるドレイン線の僅かなずれ、絶縁体の外側に設けられる金属箔テープの緩みによる絶縁体と金属箔テープとの界面にできる空隙等に起因して発生する。
【００３０】
また、差動信号伝送用ケーブルは、ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）を低減する必要から、差動同相変換量を低く抑える必要がある。ケーブルの（左右）対称性が良くないと、入力した差動信号の一部が同相信号に変換されてしまう。この同相に変換されてしまう割合を差動同相変換量と言う。特に、ポート１の差動信号に対するポート２にあらわれる同相信号の割合は、Ｓパラメータとして測定することができ、「Ｓｃｄ２１」であらわされる。
【００３１】
スキューを低減する方法としては、２つの導体を１つの絶縁体で一緒に被覆することで、絶縁体の誘電率差を抑える方法が知られている。また、他の方法として、２つの絶縁電線を、シールド用の導電体で覆う前に、絶縁体のテープを巻き付けて、シールドと導体の距離を相対的に離すことで、導体間の電磁結合を強くし、スキューが発生し難いケーブルとする方法も知られている。
【００３２】
上記のスキューを低減する方法は、絶縁体内部の誘電率差に起因するスキューには、一定の効果が確認され、絶縁体の外周形状を一定とすること、導体の位置ずれが起きないようにすることと併せることで、スキューの低減を図れる。
【００３３】
しかし、絶縁体に巻き付ける金属箔テープの緩みにより生じる空隙による影響は、上記の対策を施しても僅かに残る。差動信号伝送用ケーブルは、例えば、１０Ｇｂｐｓ相当の高速信号伝送用のケーブルとして用いられる際には、この空隙による影響により、歩留まりが下がる問題がある。
【００３４】
この金属箔テープの緩みは、例えば、金属箔テープを絶縁体に巻き付ける場合、または金属箔テープを縦添えし、押え巻きテープを巻き付ける場合、のいずれの場合にも発生する。
【００３５】
巻き付けた金属箔テープが緩む原因は、例えば、金属箔テープが絶縁体を押す力、すなわち、金属箔テープが絶縁体に与える圧力Ｐが小さいことが挙げられる。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、断面が円形状となる絶縁電線１００に金属箔テープ１０１を巻き付ける比較例１の場合、金属箔テープ１０１の張力Ｔと釣り合うように、絶縁電線１００に力が作用する。
【００３７】
この力が、絶縁電線１００の側面に加わる圧力Ｐとなるが、この圧力は、Ｐ＝Ｔ／（２ｗｒ１）（ｗ：金属箔テープの幅、ｒ１：絶縁電線の半径）で示す関係を有する。
【００３８】
一方、図３（ｂ）に示すように、断面が平坦部１０３と曲線部１０４とを組み合わせた形状となる絶縁電線１０２に金属箔テープ１０１を巻き付ける比較例２の場合、曲線部１０４には、上記のＰ＝Ｔ／（２ｗｒ１）で示すＰと同じ圧力が加わる。しかし、平坦部１０３においては、金属箔テープ１０１の張力Ｔの方向と、平坦部１０３の表面が作る面と、が平行となるので、張力Ｔに基づいて平坦部１０３に付加される圧力Ｐはゼロとなる。
【００３９】
ここで、円形状の絶縁電線を２つ並べて形成された断面形状、および図３（ｂ）に示すような曲線部１０４と平坦部１０３とを組み合わせた断面形状のいずれにおいても、金属箔テープ１０１を巻き付けたとき、その断面に、金属箔テープ１０１が直線状になる部分が存在する。
【００４０】
つまり、比較例２の場合、金属箔テープ１０１を巻き付ける際に、金属箔テープ１０１の張力Ｔと、平坦部１０３の表面が作る面とが平行となるため、平坦部１０３には、力が作用しない。平坦部１０３では、金属箔テープ１０１を巻き付ける際の差動信号伝送用ケーブルのわずかな動き、金属箔テープ１０１の張力の僅かな変化等により、巻き付ける金属箔テープ１０１の緩みが生じる。その結果、スキューが発生し、また、差動同相変換量が増加する。
【００４１】
上記の結果により、本実施例に係る絶縁体３は、図２（ｂ）に示す斜線の部分である領域３０を、図２（ｂ）の紙面の上下に有する。従って、金属箔テープ７を巻き付けることにより生じる圧力Ｐのベクトルは、金属箔テープ７の張力Ｔの方向と、平坦部１０３の表面が作る面と、が平行となる箇所がなくなる。
【００４２】
金属箔テープ７のプラスチックテープ５は、例えば、ポリエチレン等の樹脂材料を用いて形成される。
【００４３】
金属箔テープ７の金属箔６は、例えば、プラスチックテープ５の一方の面に、銅またはアルミニウムを張り合わせて形成される。
【００４４】
また、金属箔テープ７は、絶縁体３の長手方向に沿って継ぎ目、または重なり合う領域を有する。本実施例に係る金属箔テープ７は、例えば、絶縁電線４の絶縁体３を覆うように、たばこ巻きされる。このたばこ巻きとは、絶縁体３の長手方向に金属箔テープ７を添え、絶縁体３の長手方向の側面から金属箔テープ７を１回で巻き付ける方法である。図１に示す継ぎ目７０は、例えば、金属箔テープ７の長手方向の一方端部と他方端部とが対向することにより、長手方向に沿って生じる。また、金属箔テープ７が、絶縁体３の短手方向の外周よりも長いとき、金属箔テープ７の一方端部と他方端部とが重なり合う領域が生じる。
【００４５】
押え巻きテープ８は、例えば、樹脂材料を用いて形成される。
【００４６】
押え巻きテープ８は、金属箔テープ７上に継ぎ目または重なり合う部分をらせん状に有する。本実施例に係る押え巻きテープ８は、例えば、金属箔テープ７を覆うように、らせん状に巻き付けられる。押え巻きテープ８は、短手方向の一方端部と他方端部とが重なり合わないように絶縁体３に巻き付けられる。従って、図１に示す継ぎ目８０は、金属箔テープ７上にらせん状に形成される。また、押え巻きテープ８の一方端部と他方端部とが重なり合うように金属箔テープ７上に巻き付けられるとき、金属箔テープ７上に重なり合う領域がらせん状に生じる。
【００４７】
以下に、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１の製造方法について説明する。
【００４８】
（差動信号伝送用ケーブル１の製造方法）
まず、一対の導線２を絶縁体３によって被覆し、絶縁電線４を作製する。具体的には、導線２を離して平行に配置する。この一対の導線２は、一例として、０．９９ｍｍ離して平行に配置される。また、導線２の半径ｒは、一例として、０．５１１ｍｍである。次に、発泡ポリエチレンを用いて一対の導線２を被覆し、絶縁体３を形成する。この絶縁体３の形成は、発泡度を調整することにより、一例として、絶縁体３の比誘電率が１．５となるように行われる。
【００４９】
また、絶縁体３の形状は、図２（ｂ）に示すような曲率半径が異なる複数の曲線からなる形状を有し、一例として、長軸方向の幅Ｗ１が２．８ｍｍ、短軸方向の幅Ｗ２が１．５４ｍｍとなる。ここで、領域３０の最大幅ｔは、一例として、０．０７ｍｍである。この領域３０の曲率半径は、一例として、７ｍｍである。
【００５０】
この絶縁体３は、例えば、絶縁体３の形状に基づいた押出機の押出口金を作製し、この押出口金から一対の導線２と共に発泡ポリエチレンを押出すことにより形成される。
【００５１】
次に、絶縁電線４の長手方向に金属箔テープ７を添え、金属箔テープ７を絶縁電線４に巻き付ける。この巻き付けは、プラスチックテープ５側が絶縁体３に対向し、金属箔６側が外側に露出するように行われる。なお、金属箔６は、後工程においてハンダ付けが行われるため、外側に露出させている。
【００５２】
次に、押え巻きテープ８を金属箔テープ７にらせん状に巻き付け、所定の工程を経た後、差動信号伝送用ケーブル１を得る。
【００５３】
（曲率半径と金属箔テープ７の緩みの関係について）
図４は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの曲率半径と金属箔テープの緩みが発生する確率との関係を示す図である。図４は、横軸が曲率半径、縦軸が金属箔テープ７の緩み発生率である。この金属箔テープ７の緩み発生率とは、作製したケーブル全体において、あるケーブル断面において、絶縁体３と金属箔テープ７の間に空隙が発生する確率を示す。
【００５４】
金属箔テープ７の緩み発生率の測定は、以下に示す方法で実施する。まず、作製したケーブル全長から偏ることなく、ケーブルサンプルを抜き取り、ケーブルの断面を観察する。それぞれのサンプルにおいて、絶縁体３と金属箔テープ７の間に空隙が有るか無いかを確認し、サンプル全体の数に対する、空隙が有るサンプルの数の割合を緩み発生率とする。
【００５５】
この図４に示す測定結果から、絶縁体３の領域３０の曲率半径が１４ｍｍ（長軸方向に位置する曲線の曲率半径の２０倍）以下であれば、金属箔テープ７の緩み発生率は、数％以下となり、差動信号伝送用ケーブル１の性能を維持することができる。
【００５６】
一方、領域３０の曲率半径が２．８ｍｍ（長軸方向に位置する曲線の曲率半径の４倍）となるとき、金属箔テープ７の緩み発生率は低くなるが、領域３０による厚みの増加が約０．２５ｍｍとなる。この増加により、差動信号伝送用ケーブル１の特性インピーダンスが大きくなる。また、曲率半径が２．８ｍｍとして作製された差動信号伝送用ケーブルは、複数の差動信号用伝送用ケーブルを寄り合わせたケーブルの外径が大きくなり、取り扱いが困難となる。よって、曲率半径の範囲は、４倍から２０倍が好ましい。
【００５７】
（実施例１の効果）
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１によれば、スキューおよび差動同相変換量を抑制することができる。具体的には、差動信号伝送用ケーブル１の絶縁体３の断面の外周は、図２（ｂ）に示すように、曲率半径が異なる複数の曲線の組み合わせ、つまり、曲率半径が０．７ｍｍの長軸方向に位置する曲線と、曲率半径が７ｍｍの領域３０を含んで構成される。よって、差動信号伝送用ケーブル１では、絶縁電線４に押え巻きテープ８を巻き付ける際、金属箔テープ７の張力Ｔと釣り合うように、絶縁体３の表面に常に圧力Ｐが加わる。張力Ｔを一定とすると、圧力Ｐは、断面の外周の曲率半径に反比例すると考えられるので、領域３０における圧力Ｐは、長軸方向の約１／１０に低下するが、領域３０を絶縁体３に形成しない場合は、上記に示すように、直線部分において、絶縁体に圧力Ｐが加わらない。
【００５８】
また、本実施例に係る絶縁体３は、領域３０が形成されるため、圧力Ｐが、常に絶縁体３に付加されるので、金属箔テープ７を絶縁体３に巻き付ける際に、絶縁電線４が移動したり、押え巻きテープ８の張力Ｔが所定の張力より弱くなったりしたとしても、押え巻きテープ８の緩みの発生を抑制することができる。従って、金属箔テープ７の緩みを抑制することができるので、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。よって、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５９】
実施例２は、絶縁体３の短手方向の断面の外周形状が楕円形状となる点において、実施例１とは異なっている。
【００６０】
図５（ａ）は、実施例２に係る差動信号伝送用ケーブルの短手方向の断面図であり、（ｂ）は、曲率半径の最大値と最小値とに関するグラフである。図５（ｂ）は、横軸がｘ軸、縦軸がｙ軸である。この楕円において、ｘ軸上に長軸が存在し、ｙ軸上に短軸が存在する。なお、以下の各実施例において、実施例１と同じ構成および機能を有する部分については、実施例１と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００６１】
本実施例における差動信号伝送用ケーブル１は、絶縁体３の外周形状が、焦点Ａおよび焦点Ｂを有する楕円形状となっている。他の構成については、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブル１と同様である。
【００６２】
また、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１の製造方法は、長径（＝２ａ）が３．２０ｍｍ、短径（＝２ｂ）が１．６４ｍｍとなる楕円形状を有する絶縁体３を形成する点において、実施例１と異なっている。
【００６３】
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、押え巻きテープ８を金属箔テープ７に巻き付ける際、圧力Ｐが、常に絶縁体３に付加される。また、金属箔テープ７が絶縁体３に付加する圧力Ｐのベクトルは、図５（ｂ）に示す焦点Ａおよび焦点Ｂのいずれかに向くこととなる。
【００６４】
この金属箔テープ７の張力Ｔを一定としたとき、上記に示したように、圧力Ｐは絶縁体３の断面の外周の曲率半径に反比例する。そこで、図４に示すように、長径２ａ、短径２ｂの楕円を示す式を式（１）とするとき、この楕円曲線上の任意の点（ｘ、ｙ）における曲率半径は、式（２）となる。
【数１】
【数２】
【００６５】
この式（２）によれば、曲率半径は、ｂ２／ａ以上ａ２／ｂ以下の範囲で変化することが分かる。よって、圧力Ｐの最小値は、最大値の（ｂ／ａ）３倍、すなわち本実施例の形状であれば、圧力Ｐは、短軸上では、約１３％程度まで低下することになる。
【００６６】
しかし、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、実施例１と同様、常に絶縁体３に圧力が付加されるように金属箔テープ７を巻くことができるので、金属箔テープ７を絶縁体３に巻き付ける際に、絶縁電線４が移動したり、押え巻きテープ８の張力Ｔが所定の張力より弱くなったりしたとしても、押え巻きテープ８の緩みを発生を抑制することができる。
【００６７】
その結果、金属箔テープ７の緩みを抑制することができるので、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。また、実施例１に比べて、曲率半径が急激に変化する箇所がないので、より隙間が生じる確率が小さくなる。従って、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【００６８】
なお、曲率半径の最小と最大との比は、上記で示したとおり、（ｂ／ａ）３である。よって、曲率半径が、１／２０以上１／４以下となる範囲は、絶縁体３の断面の短径が、長径の０．３７倍以上０．６３倍以下であり、曲率半径がこの範囲に収まれば実施例１と同様、金属箔テープ７の緩みを抑制することができる。
【実施例３】
【００６９】
実施例３は、絶縁体３の内部と外周部とで発泡度が異なる点で上記の各実施例と異なっている。
【００７０】
図６は、実施例３に係る差動伝送用ケーブルの断面図を示す。図６において、絶縁体３の外周と点線と、で囲まれた領域は、絶縁体層３１である。
【００７１】
本実施例における差動信号伝送用ケーブル１は、絶縁体３の内部と外周部とで発泡度が異なっている。他の構成については、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブル１と同様である。この発泡度は、一例として、内部は５０％であり、絶縁体層３１は数％である。
【００７２】
絶縁体３の絶縁体層３１は、絶縁体３の内部よりも発泡度が小さくなっている。つまり、絶縁体３は、絶縁体層３１が形成されるため、内部よりも外周部が硬くなっている。
【００７３】
また、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１の製造方法は、実施例１および実施例２と同様に、押出機を用いて、一対の導線２を被覆するが、その際に絶縁体３の最外周に発泡度の小さい絶縁体層３１を再被覆するように押し出す工程を含む。他の製造方法は、実施例１および実施例２と同様である。
【００７４】
本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１によると、実施例１および実施例２の差動信号伝送用ケーブルと比べて、外周部に絶縁体層３１が形成されているため、絶縁体３の形状が安定するので、より押え巻きテープ８から受ける圧力Ｐが安定して絶縁体３に作用する。その結果、金属箔テープ７の緩みを抑制することができるので、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。従って、本実施例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【００７５】
（変形例）
図７は、変形例に係る差動信号伝送用ケーブルの斜視図である。変形例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、金属箔テープ７が、絶縁体３上に継ぎ目８０をらせん状に有し、金属箔テープ７を被覆する被覆部材が、編組９である。この金属箔テープ７は、プラスチックテープ５の一方の面に銅からなる金属箔６を張り合わせたものであり、編組９は、素線径が０．０８ｍｍの銅素線を６４本用いたものである。
【００７６】
本変形例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、絶縁体３が実施例１〜実施例３のいずれかに記載の形状を有しているので、金属箔テープ７をらせん状に巻き付けたとしても、緩みの発生を抑えることができる。その結果、絶縁体３と金属箔テープ７との界面に生じる空隙の形成を抑制することができる。従って、本変形例に係る差動信号伝送用ケーブル１は、スキューおよび差動同相変換量が増大することによる性能の低下を抑制することができる。
【００７７】
なお、金属箔テープ７は、絶縁体３上に重なり合う領域をらせん状に有していても良い。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態、実施例及びその変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態、実施例及び変形例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、実施例及び変形例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。
【符号の説明】
【００７９】
１…差動信号伝送用ケーブル
２…導線
３…絶縁体
４…絶縁電線
５…プラスチックテープ
６…金属箔
７…金属箔テープ
８…押え巻きテープ
９…編組
３０…領域
３１…絶縁体層
７０…継ぎ目
８０…継ぎ目
１００…絶縁電線
１０１…金属箔テープ
１０２…絶縁電線
１０３…平坦部
１０４…曲線部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離れて平行に並んだ一対の導体と、
前記一対の導体を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体と、
前記絶縁体に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が前記絶縁体の前記外周形状に基づいた前記複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体と、
を備えた差動信号伝送用ケーブル。
【請求項２】
前記絶縁体は、前記複数の曲線の曲率半径の最小値が、前記複数の曲線の曲率半径の最大値の１／２０以上１／４以下である請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項３】
前記絶縁体の前記断面の前記外周形状が楕円形状を有し、
前記断面の短径が、長径の０．３７倍以上０．６３倍以下である請求項２に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項４】
前記シールド導体を被覆した被覆部材を備え、
前記シールド導体が、絶縁部材と、前記絶縁部材の前記被覆部材と向い合う面に設けられた導電膜と、を有する請求項３に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項５】
前記シールド導体が、前記絶縁体の長手方向に沿って継ぎ目、または重なり合う領域を有し、
前記被覆部材が、前記シールド導体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有する請求項４に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項６】
前記シールド導体が、前記絶縁体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有し、
前記被覆部材が、編組である請求項４に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項７】
前記絶縁体が、発泡材料を用いて形成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項８】
前記絶縁体が、内部よりも発泡度の小さい層を外側に有する請求項７に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項１】
離れて平行に並んだ一対の導体と、
前記一対の導体を被覆し、短手方向の断面の外周形状が曲率半径が異なる複数の曲線を組み合わせた形状となる絶縁体と、
前記絶縁体に巻き付けて設けられ、短手方向の断面の内周形状が前記絶縁体の前記外周形状に基づいた前記複数の曲線を組み合わせた形状となるシールド導体と、
を備えた差動信号伝送用ケーブル。
【請求項２】
前記絶縁体は、前記複数の曲線の曲率半径の最小値が、前記複数の曲線の曲率半径の最大値の１／２０以上１／４以下である請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項３】
前記絶縁体の前記断面の前記外周形状が楕円形状を有し、
前記断面の短径が、長径の０．３７倍以上０．６３倍以下である請求項２に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項４】
前記シールド導体を被覆した被覆部材を備え、
前記シールド導体が、絶縁部材と、前記絶縁部材の前記被覆部材と向い合う面に設けられた導電膜と、を有する請求項３に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項５】
前記シールド導体が、前記絶縁体の長手方向に沿って継ぎ目、または重なり合う領域を有し、
前記被覆部材が、前記シールド導体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有する請求項４に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項６】
前記シールド導体が、前記絶縁体上に継ぎ目または重なり合う領域をらせん状に有し、
前記被覆部材が、編組である請求項４に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項７】
前記絶縁体が、発泡材料を用いて形成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【請求項８】
前記絶縁体が、内部よりも発泡度の小さい層を外側に有する請求項７に記載の差動信号伝送用ケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６９２５１（Ｐ２０１２−１６９２５１Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６７３７（Ｐ２０１１−１９６７３７）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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