説明

高速差動伝送ケーブル

【課題】2芯平行に並べた信号線2本の、長手方向の両信号線間の静電容量の差とコア径差が小さく、両信号線間のIntra−Skewが少なく、両信号線間の特性インピーダンスが安定し、また両信号線間の特性インピーダンスのズレがなく、データ伝送能力を最大限に引き出すケーブル構成を取りながら信号線の識別を可能とし、また環境に優しく、更に端末加工性に優れた高速差動伝送ケーブルを提供する。
【解決手段】中心導体(1)の外周に、長手方向に連続した空隙部(扇面形)(2d)を有する絶縁被覆層(2)を設けて信号線(4)とし、これを2芯平行に並べ、更に両信号線の中央谷間部にドレイン線(5)を配置し、3芯フラット構造を保持しつつ金属ラミネートテープの巻回で外部導体(6)を形成し、これにジャケット(7)を被覆して高速差動伝送ケーブル(10)とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高速サーバや半導体テスタ、移動体通信基地局等の内部及び外部接続、デジタル家電や自動車内の機器間接続などに使用される差動伝送ケーブルに関し、特に高速LVDS(低電圧差動信号)伝送に代表されるような高速データ伝送用のフラット構造の高速差動伝送ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【0002】
情報技術産業の成長が益々加速している昨今、大きな記憶媒体を備えた強力なPC(パソコン)が急増し、また高度な電気通信装置の実現化に伴って、さらに高速度で長距離間のデータ伝送が可能なケーブルに対するニーズが生じてきている。このニーズに対応したケーブルとして高速データ伝送用の差動伝送ケーブルがある。従来の差動伝送ケーブルとしては、例えば特許文献1の従来例として開示されているものがある。この従来の差動伝送ケーブルについて図8、図9を用いて説明する。
【0003】
先ず従来の差動伝送ケーブルの第1例(シングルドレインタイプ)としては、図8の断面図に示すように、中心導体(1)の外周に絶縁被覆層として低密度絶縁体(2’)を設けて信号線(4H),(4L)とし、この2本を2芯平行に並べ、更にこの両信号線(4H,4L)の中央谷間部に1本のドレイン線(5)を縦添えで配置し、その外側に、3芯フラット構造を保持しつつアルミポリエステルテープを金属面内側で縦添え若しくは螺旋巻きして外部導体(6)を形成し、ジャケット(7)を設けた構成の差動伝送ケーブル(50)がある。
また従来の差動伝送ケーブルの第2例(デュアルドレインタイプ)としては、図9の断面図に示すように、上記第1例と同じ構造の信号線2芯(4H,4L)の電気的平衡度を重視し、ビットレートの高速化に対応したハイスペック品として、信号線(4H,4L)の2本を2芯平行に並べ、それらの外側にドレイン線(5H),(5L)を縦添えで配置し、4芯フラット構造を保持しつつアルミポリエステルテープを金属面内側で縦添え若しくは螺旋巻きして外部導体(6)を形成し、ジャケット(7)を設けた構成の差動伝送ケーブル(60)がある。
これら差動伝送ケーブル(50,60)の中心導体サイズとドレイン線サイズは同じで、AWG(アメリカンワイヤーゲージ)30番(7/0.102mm)または28番(7/0.127mm)が通常使用されており、また低密度絶縁体(2’)にはオレフィン系樹脂の発泡体が通常使用されており、この場合のデータ伝送能力は最良時1.0Gbpsの差動信号を10m伝送可能という。
【特許文献1】特開2002−358841
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
差動伝送ケーブルにおいては、2芯平行に並べた信号線2本の、長手方向の両信号線間の静電容量の差とコア外径の差、つまりは比誘電率の差が小さいことが必要である。これにより両信号線間のIntra−Skew(対内伝播遅延時間差)を小さくすることができる。特に伝送信号が高速になるとIntra−Skewはpsオーダーでの合わせ込みが必要で、2線間の特性インピーダンスのズレも極力小さくおさえることが重要となる。
上記従来の第1、第2例の差動伝送ケーブル(50,60)において、絶縁被覆層の低密度絶縁体(2’)にオレフィン系樹脂の発泡絶縁体を用いた場合は、誘電率は低く好ましいが、絶縁体中の微細な発泡の形状は必ずしも同じ泡径ではないため、信号線(4H,4L)2線間の比誘電率に差が生じ、2線間の伝播遅延時間や特性インピーダンスにズレが生じてしまうという問題があった。なお絶縁被覆層に充実絶縁体を用いると2線間の伝播遅延時間や特性インピーダンスのズレの問題は少ないが、規定の特性インピーダンスを確保するために絶縁被覆層を厚くする必要があり、絶縁体は太く且つ硬く、また減衰特性等の電気的特性が劣化するなどの問題があった。
また従来の第1,第2例の差動伝送ケーブルは、低密度絶縁体(2’)には同じ色相の材料を用いているため、2本の信号線(4H,4L)の判別が困難であり端末加工性に問題があった。また、ジャケット(7)の素材としてPVC(ポリ塩化ビニル樹脂)を用いているので、近時、ハロゲン含有樹脂として環境上問題があると指摘されている。
本発明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するためになされたものであり、2芯平行に並べた信号線2本の、長手方向の両信号線間の静電容量の差とコア径差が小さく、両信号線間のIntra−Skewが小さく、両信号線間の特性インピーダンスが安定し、また両信号線間の特性インピーダンスのズレがなく、データ伝送能力を最大限に引き出すケーブル構成を取りながら信号線の識別を可能とし、また環境に優しく、更に端末加工性に優れた高速差動伝送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】
【0005】
第1の観点として本発明は、中心導体の外周に、長手方向に連続した空隙部を有する絶縁被覆層を設けて信号線とし、これを2芯平行に並べ、更に両信号線の外側若しくは両信号線の中央谷間部にドレイン線を配置し、4芯若しくは3芯フラット構造を保持しつつ金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープの巻回し或いは縦添えで外部導体を形成し、これにジャケットを被覆してなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第1観点の高速差動伝送ケーブルでは、長手方向に安定して連続した空隙部を有する絶縁被覆層を用いることにより、長手方向の両信号線間の静電容量の差とコア径差を最小限に留め、強いては両信号線間のIntra−Skewが低減され、また特性インピーダンスの整合性に優れたものとなる。
【0006】
第2の観点として本発明は、前記絶縁被覆層は、前記中心導体の外周を被覆する内環状部と、この内環状部の外周から外方に向けて放射状に延設される3本以上の連結部と、各連結部の外端間を連結する外環状部とを備えた中空絶縁体であり、前記連結部で前記空隙部の周方向を形成することを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第2観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記絶縁被覆層は、前記内環状部と、3本以上の連結部と、各連結部の外端間を連結する外環状部とを備えた中空絶縁体が好ましく、前記連結部で前記空隙部の周方向が形成され、上記第1観点の高速差動伝送ケーブルが好ましく得られる。
【0007】
第3の観点として本発明は、前記絶縁被覆層は、連結部が等角度間隔で配置され、長手方向に連続した3つ以上の空隙部が中心導体を中心にして周方向に均等に配置されていることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第3観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記絶縁被覆層は、連結部が等角度間隔で配置され、長手方向に連続した3つ以上の空隙部が中心導体を中心にして周方向に均等に配置されていることが好ましく、上記第2観点の高速差動伝送ケーブルが好ましく得られる。
【0008】
第4の観点として本発明は、前記絶縁被覆層は、その横断面において、前記空隙部が面積比で20%以上70%以下を占めることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第4観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記絶縁被覆層は、その横断面において、前記空隙部が面積比で(以下、空隙率(断面積比)と略記する)20%以上70%以下を占めることが好ましい。なお、前記空隙率(断面積比)が20%未満では空隙部が少ないために絶縁体が太く且つ硬く、また減衰特性等の電気的特性が劣化するので好ましくなく、また空隙率(断面積比)が70%を超えると絶縁被覆層の強度が低下し、金属ラミネートテープ等の巻回し等で外部導体を形成する際に潰れ易くなるので好ましくない。
【0009】
第5の観点として本発明は、前記絶縁被覆層は、オレフィン系ポリマー(ポリオレフィン)樹脂からなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第5観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記絶縁被覆層としては、オレフィン系ポリマー(ポリオレフィン)樹脂、例えばポリエチレン樹脂を好ましく用いることができる。
【0010】
第6の観点として本発明は、前記絶縁被覆層は、連続使用最高温度が200℃以上の合成樹脂からなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第6観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記絶縁被覆層としては、連続使用最高温度が200℃以上の合成樹脂を好ましく用いることができる。
【0011】
第7の観点として本発明は、前記絶縁被覆層は、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(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)、またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)から選ばれるフッ素樹脂からなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第7観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記絶縁被覆層としては、PFA、FEP、PTFEから選ばれるフッ素樹脂を好ましく用いることができる。
【0012】
第8の観点として本発明は、前記中心導体およびドレイン線は、単線または集合撚り線若しくは同心撚り線からなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第8観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記中心導体およびドレイン線は、単線または集合撚り線若しくは同心撚り線を好ましく用いることができる。なお、単線または集合撚り線若しくは同心撚り線と限定した理由は、単線は減衰特性や反射特性など、特に電気的特性が重要視される場所に有用で、また集合撚り線若しくは同心撚り線とすることにより中心導体或いはドレイン線の耐屈曲性能が向上する。
【0013】
第9の観点として本発明は、前記中心導体およびドレイン線は、サイズがAWG(アメリカンワイヤーゲージ)32番〜22番からなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第9観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記中心導体およびドレイン線は、サイズがAWG32番〜22番のものを好ましく用いることができる。
【0014】
第10の観点として本発明は、前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープの樹脂面または金属テープの片面には予め接着剤が塗布されており、接着面を外側にして巻回されることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第10観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープの樹脂面または金属テープの片面には予め接着剤が塗布されており、接着面を外側にして巻回されることが好ましい。これにより、端末加工時に一体化したジャケットと外部導体を一括除去できるようになり端末加工性に優れた高速差動伝送ケーブルとなる。
【0015】
第11の観点として本発明は、前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープのテープ厚さ(t)は0.005mm≦t≦0.050mmであることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第11観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記金属ラミネートテープ等のテープ厚さ(t)は0.005mm≦t≦0.050mmであることが好ましい。
なお、テープ厚さ(t)が0.005mm未満では、テープの巻回時に切れやすく、またテープ厚さ(t)が0.050mmを超えると、テープが硬くなり、巻回作業がしづらくなるので好ましくない。
【0016】
第12の観点として本発明は、前記両信号線を識別することを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第12観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記両信号線を識別、例えば、一方の信号線の絶縁被覆層の色相を変えることにより、コネクタ端末加工時の作業性向上が図れる。
【0017】
第13の観点として本発明は、前記両信号線を識別する代わりに、ジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向にジャケットと色相を変えたインクでマーキングするか、若しくはジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向に異形ダイスを用いて凹部または凸部を形成することを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第13観点の高速差動伝送ケーブルでは、ジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向にジャケットと色相を変えたインクでマーキングするか、若しくはジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向に異形ダイスを用いて凹部または凸部を形成することにより両信号線を間接的に識別することが可能となり、コネクタ端末加工時の作業性向上が図れる。またこの間接的識別方法は、前記一方の信号線の絶縁被覆層の色相を変えることが困難な場合、或は色相を変えることにより信号線2芯間の特性が同じにならない場合に好ましく適用することができる。
【0018】
第14の観点として本発明は、前記ジャケットは、非鉛PVCまたはノンハロゲン難燃性オレフィンからなることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第14観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記ジャケットの素材として非鉛PVCまたはノンハロゲン難燃性オレフィンを使用することにより環境配慮型製品とすることができる。
【0019】
第15の観点として本発明は、前記高速差動伝送ケーブルは、1Gbps以上の高速デジタル信号を伝送することが可能であることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第15観点の高速差動伝送ケーブルでは、1Gbps以上の高速デジタル信号を伝送することが可能となるので好ましい。
【0020】
第16の観点として本発明は、前記高速差動伝送ケーブルは、前記信号線の外側若しくは両信号線の中央部にドレイン線を配置し、4芯若しくは3芯フラット構造を保持しつつ、その外周に前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープを安定して巻回することのできる専用テープ巻き装置により安定した4芯若しくは3芯フラット構造が形成されていることを特徴とする高速差動伝送ケーブルにある。
上記第16観点の高速差動伝送ケーブルでは、前記高速差動伝送ケーブルは、金属ラミネートテープ等を安定して巻回することのできる専用テープ巻き装置により安定した4芯若しくは3芯フラット構造が形成される。
【0021】
第17の観点として本発明は、前記高速差動伝送ケーブルにおいて、一体化したジャケットと外部導体の所定長を熱刃若しくは機械刃により一括除去して両信号線とドレイン線を露出させ、また露出した両信号線を更に熱刃若しくは機械刃により絶縁被覆層の所定長を除去して中心導体を露出させ、また絶縁被覆層の端部を熱刃による溶融、若しくは接着剤、コーティング剤或はホットメルト樹脂の塗布により覆って空隙部を塞ぐという端末加工を施したことを特徴とする高速差動ケーブルにある。
上記第17観点の高速差動ケーブルでは、上記端末加工を施すことによりケーブルコネクタへの接続が容易になり、また絶縁被覆層の空隙部にフラックスや水分が浸入し電気的特性が劣化するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明の高速差動伝送ケーブルによれば、前記絶縁被覆層に、長手方向に安定して連続した空隙部を有する絶縁被覆層を用いることにより、2芯平行に並べた信号線2本の、長手方向の両信号線間の静電容量の差とコア径差を最小限に留め、強いては両信号線間のIntra−Skewが低減され、また特性インピーダンスの整合性に優れたものとなる。
また前記両信号線を識別する、或はジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向にジャケットと色相を変えたインクでマーキングするか、若しくはジャケット外面の片一方の信号線側に凹部または凸部を形成することにより両信号線を直接的あるいは間接的に識別することが可能となり、コネクタ端末加工時の作業性向上が図れる。また、前記ジャケットの素材として非鉛PVCまたはノンハロゲン難燃性オレフィンを使用することにより、環境配慮型製品とすることができる。また、前記金属ラミネートテープ等を安定して巻き付けることのできる専用テープ巻き装置を用いることにより、安定した4芯若しくは3芯フラット構造を形成することができる。また本発明の高速差動伝送ケーブルは、1Gbps以上の高速デジタル信号を伝送することが可能となる。また前記端末加工を施すことによりケーブルコネクタへの接続が容易になり、また絶縁被覆層の空隙部にフラックスや水分が浸入し電気的特性が劣化するのを防ぐことができる。
従って、本発明は産業上に寄与する効果が極めて大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の高速差動伝送ケーブルの内容を、図に示す実施の形態により更に詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の高速差動伝送ケーブルの第1の実施形態(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。図2は、本発明の高速差動伝送ケーブルの第2の実施形態(デュアルドレインタイプ)を示す断面図である。図3は、本発明の高速差動伝送ケーブルの第3の実施形態(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。図4は、本発明の高速差動伝送ケーブルの第4の実施形態(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。図5は本発明の端末加工に用いる熱刃の1例を示す略図であり、同図(a)はジャケット層用熱刃の正面図、同図(b)は絶縁被覆層用熱刃の正面図、また同図(c)は同図(b)の左側面図である。図6は、高速差動伝送ケーブル端末加工品の1例を示す略図である。図7は、絶縁体長手方向の外径・静電容量安定性比較試験のチャート図であり、同図(a)は実施例1の高速差動伝送ケーブルの絶縁体、また同図(b)は比較例1の差動伝送ケーブルの絶縁体である。
これらの図において、1は中心導体、2,2x,2yは絶縁被覆層(中空絶縁体)、2aは内環状部、2bは連結部、2cは外環状部、2dは空隙部(断面扇面形)、2eは空隙部(断面楕円形)、2fは空隙部(断面ばち形)、2hは絶縁被覆層端部、4,4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4hは信号線、5,5a,5bはドレイン線、6は外部導体(金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープ)、7はジャケット、10,20,30,40は高速差動伝送ケーブル、20aは高速差動伝送ケーブル端末加工品(高速差動伝送ケーブル)、n1,n2は熱刃、oは刃部、pは熱溶融部、qは丸溝部、tは突起、またyは溶融端部である。
【実施例1】
【0024】
本発明の高速差動伝送ケーブルの第1実施形態(実施例1)について図1を用いて説明する。
AWG28番(7/0.127mm)で外径0.38mmの銀メッキ軟銅撚線を中心導体(1)とし、この外周を被覆する内環状部(2a)と、この内環状部(2a)の外周から外方に向けて放射状に等角度間隔(60度)で配置され長手方向に連続した6本の連結部(2b)と、これらの連結部(2b)の外端間を連結する外環状部(2c)により長手方向に連続した断面扇面形の6個の空隙部(2d)が、中心導体(1)を中心として周方向に均等配置された絶縁被覆層(中空絶縁体)(2)を、フッ素樹脂のPFAを0.280mmの厚さに押し出しして設け、空隙率60%(断面積比)の信号線(4)を製造した。
次に信号線2芯(4a,4b)を平行に並べ、更に信号線2芯の中央谷間部に上記中心導体(1)と同じAWG28番の銀メッキ軟銅撚線からなるドレイン線(5)を縦添えで配置し、3芯フラット構造を保持しつつ厚さ0.015mmの樹脂面接着層付のアルミポリエステルテープを金属面内側で螺旋巻きし、信号線2芯(4a,4b)及びドレイン線(5)を包囲するように外部導体(6)を形成した。更にその外側に0.25mmの厚さで、外部導体(6)に接着するようにノンハロゲン難燃性オレフィン樹脂のジャケット(7)を被覆しシングルドレインタイプの高速差動伝送ケーブル(10)を製造した。なお、信号線2芯のうち一方の信号線(4b)のみを着色剤によりPFAを青色に着色し、信号線2芯(4a,4b)が識別できるようにしてコネクタ端末加工時の作業性向上を図った。また、前記アルミポリエステルテープの螺旋巻きには多頭供線装置や特殊整線ダイスチップ、フォーミング滑車を備えた専用テーピングマシーンを使用した。
ここで、中心導体(1)及びドレイン線(5)にはAWG28番の銀メッキ軟銅撚線(同心撚り線)を使用したが、銅又は銅合金線の単線または集合撚り線でも良く、また他の番手(AWG32番〜22番)や構成、材質やメッキ品でも良い。また絶縁被覆層(2)としては、上記フッ素樹脂のPFAの他にFEP又はPTFE、或はオレフィン系ポリマー樹脂を用いることもできる。また外部導体(6)には接着層付きアルミポリエステルテープを使用したが、他の金属ラミネートテープ(接着層無しを含む)や金属蒸着テープ若しくは金属テープを用いても良い。テープ厚さは0.005〜0.05mmまで可変出来る。なお金属ラミネートテープ等は螺旋巻きの他、縦添えでも良い。またジャケット(7)の素材は従来通り難燃非鉛PVCやその他の樹脂でもかまわない。
【実施例2】
【0025】
本発明の高速差動伝送ケーブルの第2の実施形態(実施例2)について図2を用いて説明する。
AWG26番(7/0.160mm)で外径0.48mmの銀メッキ軟銅撚線を中心導体(1)とし、この外周を被覆する内環状部(2a)と、この内環状部(2a)の外周から外方に向けて放射状に等角度間隔(60度)で配置され長手方向に連続した6本の連結部(2b)と、これらの連結部(2b)の外端間を連結する外環状部(2c)により長手方向に連続した断面扇面形の6個の空隙部(2d)が、中心導体を中心として周方向に均等配置された中空絶縁体(2)を、PFAを0.31mmの厚さに押し出しして設け、空隙率53%(断面積比)の信号線(4)を製造した。
次にこの信号線(4)を2本(4c及び4d)用意し、この2本を2芯平行に並べ、更にそれらの外側に上記AWG26番の銀メッキ軟銅撚線からなるドレイン線(5a,5b)をそれぞれ縦添えで配置し、4芯フラット構造を保持しつつ厚さ0.015mmの樹脂面接着層付のアルミポリエステルテープを金属面内側で螺旋巻きし、信号線2芯(4c,4d)及びドレイン線(5a,5b)を包囲するように外部導体(6)を形成した。なお、信号線2芯(4c,4d)は色分けをしていない。
更にその外側に0.25mmの厚さで外部導体(6)に接着するようにノンハロゲン難燃性オレフィン樹脂のジャケット(7)を被覆しデュアルドレインタイプの高速差動伝送ケーブル(20)を製造した。
なお、ジャケット(7)を被覆する際、ジャケット外面の片一方の信号線(4c)側に長手方向に沿って異形ダイスで突起(t)を形成した。この結果、ケーブル内部での信号線2芯(4c,4d)の存在位置が外部で識別できるようになり、コネクタ端末加工時の作業性向上が図られた。
【実施例3】
【0026】
本発明の高速差動伝送ケーブルの第3の実施形態(実施例3)について図3を用いて説明する。この実施例3の高速差動伝送ケーブル(30)は、中空絶縁体(2x)に内在する6個の空隙部(2e)の断面形状が楕円形であり、実施例1の空隙部(2d)と異なる他は実施例1の高速差動伝送ケーブル(10)と同じ構造である。なお、空隙部(2e)は断面形状が長円形、円形でも良い。前記楕円形の空隙部を有する中空絶縁体(2x)は、空隙部の断面形状が楕円形なので強度が向上し、外から力が加わったときに潰れ難いという利点がある。
【実施例4】
【0027】
本発明の高速差動伝送ケーブルの第4の実施形態(実施例4)について図4を用いて説明する。この実施例4の高速差動伝送ケーブル(40)は、中空絶縁体(2y)に内在する6個の空隙部(2f)の断面形状がばち形(実施例1の断面扇面形の空隙部の両側辺を内側に湾曲させた形状)であり、実施例1の空隙部(2d)と異なる他は実施例1の高速差動伝送ケーブルと同じ構造である。前記断面ばち形の空隙部を有する中空絶縁体(2y)は、連結部(2b)の中央部近辺が太くなるので強度が向上し、外から力が加わったときに潰れ難いという利点がある。
【0028】
本発明の高速差動伝送ケーブルの第5の実施形態(実施例5)(端末加工品)について図5、図6を用いて説明する。
前記実施例2により得られた高速差動伝送ケーブル(20)の所定長を用意し、ケーブル端部のジャケット(7)の所定の位置に、図5(a)に示す熱刃(n1)(温度約250℃)の刃部(o)により傷を入れてから、除去する部分のジャケットを引っ張り、一体化したジャケット(7)と外部導体(6)の所定長を一括除去して両信号線(4c,4d)およびドレイン線(5a,5b)を露出させた。
次に、露出した両信号線(4c,4d)の所定の位置に、図5(b),(c)に示す熱刃(n2)(温度約350℃)の熱溶融部(p)に設けられた丸溝部(q)により図6に示す高速差動伝送ケーブル(20a)の絶縁被覆層端部(2h)を潰しながら溶融し、空隙部(2d)(図示せず)を塞いで覆って溶融端部(y)を設け、また刃部(o)により絶縁被覆層(2)の所定の位置に傷を入れてから、除去する部分の絶縁被覆層を引っ張り、絶縁被覆層の所定長を除去して中心導体(1)を露出させるという端末加工を施して高速差動伝送ケーブル端末加工品(20a)を製造した。また熱刃(n1),(n2)は図示しないヒーターおよび温度調節器に接続されており、任意の温度に設定可能である。なお、前記熱刃(n1)を用いて絶縁被覆層(2)の所定長を除去することも可能で、この場合には、絶縁被覆層の端面を覆う方法として接着剤、コーティング剤、或はホットメルト樹脂の塗布を行うことが望ましい。
前記端末加工品(20a)では、溶融端部(y)を設けることにより、絶縁被覆層(2)の空隙部(2d)にフラックスや水分が浸入して電気的特性を劣化させるのを防ぐことができた。また前記端末加工品(20a)のデータ伝送性能を測定したところ、1Gbps以上の高速デジタル信号を伝送することができた。
【0029】
(比較例1)
比較例1の差動伝送ケーブル(シングルドレインタイプ)について説明する。この比較例1の差動伝送ケーブルは、図8に示した従来の差動伝送ケーブルの第1例(シングルドレインタイプ)と構造が同じであり、絶縁被覆層の低密度絶縁体(2’)として発泡ポリエチレン樹脂を0.275mmの厚さで被覆している。なお、絶縁被覆層および中心導体とドレイン線(錫メッキ軟銅撚り線)以外の構成材料は実施例1と同じである。
【0030】
―高速差動伝送ケーブルの特性試験―
上記実施例1の高速差動伝送ケーブルおよび比較例1の差動伝送ケーブルについて、絶縁体長手方向の外径・静電容量の安定性およびIntra−Skew特性を試験した。その試験結果について説明する。なお実施例2の高速差動伝送ケーブルについても試験したが、実施例1の高速差動伝送ケーブルと特性が同等であったので省略する。
(1)絶縁体長手方向の外径・静電容量の安定性比較試験
絶縁体長手方向の外径についてはレーザー外径測定器を用いて測定し、また静電容量についてはキャパシタンスモニタを用いて測定して同時にペンレコーダーのチャートに記録した。その試験結果を図7のチャート図に示す。なお同図(a)は実施例1の高速差動伝送ケーブルの絶縁体、また同図(b)は比較例1の差動伝送ケーブルの絶縁体である。またこのチャート図においては、チャートの上方がマイナス側、下方がプラス側である。
図7のチャート図から明らかなように、本発明の高速差動伝送ケーブルは絶縁体長手方向の静電容量が非常に安定しているとともに、外径レベル変動も小さいことが分かる。
そこで絶縁体の空隙率のバラツキにつき考察する。絶縁体の外径変動は実施例1と比較例1でほぼ同等であるため、絶縁体外径を一定と仮定し、静電容量変化を空隙率変化に換算して比較した。その結果、実施例1の差動伝送ケーブルは最大2.4%の空隙率バラツキであり、一方比較例1の高速差動伝送ケーブルは最大5.7%の空隙率バラツキであるので、本発明のケーブルは絶縁体の長手方向の空隙率バラツキが極めて小さく特性が優れている事が分かる。なお、空隙率バラツキを求めた換算式は省略する。
【0031】
(2)Intra−Skew特性試験
実施例1および比較例1の差動伝送ケーブルについて、試料ロットを3とし、Intra−Skew特性の測定にはTDR測定器(日本テクトロニクス製:TDS8000,サンプリングヘッド80E04)を使用し、ケーブルの接続は、セミリジットケーブルを加工した専用治具を介して行った。その試験結果を下記表1に示す。
表1の試験結果から明らかなように、本発明の高速差動伝送ケーブルはIntra−Skewの最大値、最小値および平均値が比較例の差動伝送ケーブルと比較して極めて小さいので、両信号線間のIntra−Skewが大幅に低減されていることが分かる。
【0032】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明の高速差動伝送ケーブルは高速サーバや半導体テスタ、移動体通信基地局等の内部及び外部接続、デジタル家電や自動車内の機器間接続などに使用でき、特に高速LVDS伝送に代表されるような高速データ伝送用に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の高速差動伝送ケーブルの第1例(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。
【図2】本発明の高速差動伝送ケーブルの第2例(デュアルドレインタイプ)を示す断面図である。
【図3】本発明の高速差動伝送ケーブルの第3例(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。
【図4】本発明の高速差動伝送ケーブルの第4例(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。
【図5】本発明の端末加工に用いる熱刃の1例を示す略図であり、同図(a)はジャケット層用熱刃の正面図、同図(b)は絶縁被覆層用熱刃の正面図、また同図(c)は同図(b)の左側面図である。
【図6】本発明の高速差動伝送ケーブル端末加工品の1例を示す略図である。
【図7】絶縁体長手方向の外径・静電容量安定性比較試験のチャート図であり、同図(a)は実施例1の高速差動伝送ケーブルの絶縁体、また同図(b)は比較例1の差動伝送ケーブルの絶縁体である。
【図8】従来の差動伝送ケーブルの第1例(シングルドレインタイプ)を示す断面図である。
【図9】従来の差動伝送ケーブルの第2例(デュアルドレインタイプ)を示す断面図である。
【符号の説明】
【0035】
1 中心導体
2,2x,2y 絶縁被覆層(中空絶縁体)
2a 内環状部
2b 連結部
2c 外環状部
2d 空隙部(断面扇面形)
2e 空隙部(断面楕円形)
2f 空隙部(断面ばち形)
2h 絶縁被覆層端部
4,4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h 信号線
5,5a,5b ドレイン線
6 外部導体(金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープ)
7 ジャケット
10,20,30,40 高速差動伝送ケーブル
20a 高速差動伝送ケーブル端末加工品(高速差動伝送ケーブル)
n 熱刃
o 刃部
p 熱溶融部
q 丸溝部
t 突起
y 溶融端部


【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心導体の外周に、長手方向に連続した空隙部を有する絶縁被覆層を設けて信号線とし、これを2芯平行に並べ、更に両信号線の外側若しくは両信号線の中央谷間部にドレイン線を配置し、4芯若しくは3芯フラット構造を保持しつつ金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープの巻回し或いは縦添えで外部導体を形成し、これにジャケットを被覆してなることを特徴とする高速差動伝送ケーブル。
【請求項2】
前記絶縁被覆層は、前記中心導体の外周を被覆する内環状部と、この内環状部の外周から外方に向けて放射状に延設される3本以上の連結部と、各連結部の外端間を連結する外環状部とを備えた中空絶縁体であり、前記連結部で前記空隙部の周方向を形成することを特徴とする請求項1に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項3】
前記絶縁被覆層は、前記連結部が等角度間隔で配置され、長手方向に連続した3つ以上の空隙部が中心導体を中心にして周方向に均等に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項4】
前記絶縁被覆層は、その横断面において、前記空隙部が面積比で20%以上70%以下を占めることを特徴とする請求項1、2または3に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項5】
前記絶縁被覆層は、オレフィン系ポリマー(ポリオレフィン)樹脂からなることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項6】
前記絶縁被覆層は、連続使用最高温度が200℃以上の合成樹脂からなることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項7】
前記絶縁被覆層は、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(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)、またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)から選ばれるフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項6に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項8】
前記中心導体およびドレイン線は、単線または集合撚り線若しくは同心撚り線からなることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項9】
前記中心導体およびドレイン線は、サイズがAWG(アメリカンワイヤーゲージ)32番〜22番からなることを特徴とする請求項8に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項10】
前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープの樹脂面または金属テープの片面には予め接着剤が塗布されており、接着面を外側にして巻回されることを特徴とする請求項1ないし9に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項11】
前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープのテープ厚さ(t)は0.005mm≦t≦0.050mmであることを特徴とする請求項1ないし10に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項12】
前記両信号線を識別することを特徴とする請求項1ないし11に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項13】
前記両信号線を識別する代わりに、ジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向にジャケットと色相を変えたインクでマーキングするか、若しくはジャケット外面の片一方の信号線側に長手方向に異形ダイスを用いて凹部または凸部を形成することを特徴とする請求項1ないし11記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項14】
前記ジャケットは、非鉛PVCまたはノンハロゲン難燃性オレフィンからなることを特徴とする請求項1ないし13に記載の高速差動伝送ケーブル。
【請求項15】
請求項1ないし14の何れかに記載の高速差動伝送ケーブルは、1Gbps以上の高速デジタル信号を伝送することが可能であることを特徴とする高速差動伝送ケーブル。
【請求項16】
請求項1ないし15の何れかに記載の高速差動伝送ケーブルは、前記信号線の外側若しくは両信号線の中央部にドレイン線を配置し、4芯若しくは3芯フラット構造を保持しつつ、その外周に前記金属ラミネートテープ、金属蒸着テープまたは金属テープを安定して巻回することのできる専用テープ巻き装置により安定した4芯若しくは3芯フラット構造が形成されていることを特徴とする高速差動伝送ケーブル。
【請求項17】
請求項1ないし16の何れかに記載の高速差動伝送ケーブルにおいて、一体化したジャケットと外部導体の所定長を熱刃若しくは機械刃により一括除去して両信号線とドレイン線を露出させ、また露出した両信号線を更に熱刃若しくは機械刃により絶縁被覆層の所定長を除去して中心導体を露出させ、また絶縁被覆層の端部を熱刃による溶融、若しくは接着剤、コーティング剤或はホットメルト樹脂の塗布により覆って空隙部を塞ぐという端末加工を施したことを特徴とする高速差動ケーブル。








【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2008−103179(P2008−103179A)
【公開日】平成20年5月1日(2008.5.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−284434(P2006−284434)
【出願日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【出願人】(000003414)東京特殊電線株式会社 (173)
【Fターム(参考)】