(57)【要約】【課題】高速データ伝送を行っても伝送特性を良好に維持でき、信号線の2芯の電気的バランスを確保でき、ケーブル幅が小さく、ケーブルの取り扱い性に優れた高速差動ケーブルを提供すること。【解決手段】高速差動ケーブル1は、鉄等の芯材の周囲に銀メッキ等の所定厚さの被覆層が設けられた内部導体11の外周に誘電体層12を設けた信号線10を2芯平行配置し、該信号線の外周に導体側を外側にし絶縁側を内側にした外部導体層13を設け、信号線の中心軸10Cを結ぶ線Lの延長線上に中心軸14Cが位置するようにドレイン線14を配置し、外部導体層とドレイン線の外周に保護被膜層15を設ける。これにより、外部導体層内側の絶縁側により信号線が覆われ、外部導体層外側の導体側にドレイン線が接触するので、信号線とドレイン線が非対称配置であっても電気的に干渉せず、信号線の電気的バランスを確保してデータ伝送のビットレートの高速化に対応できる。【選択図】図１
2010073463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなる芯材の周囲に良導電性の被覆層が形成されてなる内部導体の外周に誘電体層を設けた信号線を２芯平行に配置し、前記２芯の信号線の外周に導体側を外側にし絶縁側を内側にした外部導体層を設け、前記２芯の信号線の中心軸を結ぶ線の延長線上に中心軸が位置するようにドレイン線を配置し、前記外部導体層及び前記ドレイン線の外周に保護被膜層を設けたことを特徴とする高速差動ケーブル。
【請求項２】
前記被覆層は銀メッキ、金メッキ、銅メッキもしくはアルミニウムメッキでなり、当該メッキ厚さが１．０μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の高速差動ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長距離のデータ伝送が高速ビットレートで可能な高速差動ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の第１の高速差動ケーブルとしては、内部導体の外周に低密度絶縁体からなる誘電体層を設けて信号線とし、この信号線を２芯平行に並べそれらの両外側にドレイン線を１本ずつ配置し、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を形成し、この外部導体の外周に保護被膜層を設けた構成のものがある。この第１の高速差動ケーブルによれば、信号線とドレイン線が対称配置なため信号線の２芯の電気的バランスが良く、ビットレートの高速化に対応することができるが、４芯フラット構造となるためケーブル幅が大きくなり、小型機器に使用できない場合がある。
【０００３】
そこで、上記信号線を２芯平行に並べそれらの中央谷間部に１本のドレイン線を縦添えで配置し、その外側に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を形成し、この外部導体の外周に保護被膜層を設けた構成の第２の高速差動ケーブルがある。また、上記信号線を２芯平行に並べそれらの一方外側にドレイン線を１本配置し、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を形成し、この外部導体の外周に保護被膜層を設けた構成の第３の高速差動ケーブルがある。これら第２および第３の高速差動ケーブルによれば、ドレイン線が１本であるためケーブル幅を第１の高速差動ケーブルより小さくすることができ、小型機器に使用することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５８８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した第２の高速差動ケーブルでは、信号線とドレイン線が対称配置なため信号線の２芯の電気的バランスは確保される。ところが、ドレイン線が２芯の信号線の中央谷間部に配置されているためケーブルの屈曲性に制限がでると共にアセンブリ加工の際にはドレイン線の突き出しや引っ込みに注意する必要があり、ケーブルの取り扱い性が悪く配線作業効率が低下する。また、第３の高速差動ケーブルでは、ドレイン線が２芯の信号線の一側に配置されているためケーブルの屈曲性の自由度が高いと共にアセンブリ性も良好であるためケーブルの取り扱い性は良い。ところが、信号線とドレイン線が非対称配置なため信号線の２芯の電気的バランスが悪く特性インピーダンスや対地バランスが崩れ、ビットレートの高速化に対しデータ伝送の品質が低下する。
【０００５】
さらに、上記したような種の高速差動ケーブルでは、例えば６Ｇｂｐｓのような高速のデータ伝送を行おうとすると、伝送特性を表すアイパターンの線が太くなって、アイ開口率が小さくなり、伝送特性が悪化するという問題がある。この問題を解決するために、本発明者は、鋭意、研究、開発を続けた結果、データ伝送を行うための導体の周囲に、ある程度の範囲の厚さの被覆を行うことにより、高速のデータ伝送を行っても、アイパターンのアイ開口率を維持でき、伝送特性を維持することができるということを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高速のデータ伝送を行っても、伝送特性の悪化を招かずに、アイ開口率を大きく維持できると共に、信号線の２芯の電気的バランスを確保でき、ケーブル幅が小さく、ケーブルの取り扱い性に優れた高速差動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】
上記目的達成のため、本発明の高速差動ケーブルでは、磁性体からなる芯材の周囲に良導電性の被覆層が形成されてなる内部導体の外周に誘電体層を設けた信号線を２芯平行に配置し、前記２芯の信号線の外周に導体側を外側にし絶縁側を内側にした外部導体層を設け、前記２芯の信号線の中心軸を結ぶ線の延長線上に中心軸が位置するようにドレイン線を配置し、前記外部導体層及び前記ドレイン線の外周に保護被膜層を設けたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、高速ビットレートのデータ伝送が行われても、アイパターンの開口率を減少させることなく、伝送特性を良好に維持することができる。また、外部導体層内側の絶縁側により２芯の信号線が覆われ、外部導体層外側の導体側にドレイン線が接触することになるので、信号線とドレイン線が非対称配置であっても両者は電気的に干渉せず、信号線の２芯の電気的バランスを確保してデータ伝送のビットレートの高速化に対応することができる。また、３芯フラット構造であるためケーブル幅を小さくすることができ、小型機器に使用することができる。また、ドレイン線が２芯の信号線の一側に配置されているためケーブルの取り扱い性に優れ、配線作業の効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に説明する実施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く、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の成立に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る高速差動ケーブルの軸直交方向の断面図である。この高速差動ケーブル１は、中心導体１１（内部導体）の外周に誘電体層１２を形成した信号線１０を２芯平行に配置し、２芯の信号線１０の外周に導体側を外側にし絶縁側を内側にしたシールド層（外部導体層）１３を形成する。そして、２芯の信号線１０の一側にドレイン線１４を平行配置し、シールド層１３及びドレイン線１４の外周にジャケット（保護被膜層）１５を形成した構成となっている。
【００１１】
中心導体１１は、高速ビットレートのデータ伝送の信号が流れ難い金属、例えば磁性体の鉄、ニッケルあるいはそれらの合金等を芯材として用い、その表面に上記信号が流れ易い金属、例えば良導電性を有する銀、金、銅、アルミニウム等の被覆がなされて構成されており、この被覆層の形成は、メッキ処理等により形成され、その厚さは、約１．０μｍ〜２．０μｍである。誘電体層１２には、例えば多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＥＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂が使用可能である。シールド層１３には、ＡＬＰＥＴ、即ちアルミ箔とポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）とを、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を介して積層してテープ状に形成した金属化テープが使用可能である。このＡＬＰＥＴは、絶縁側であるＰＥＴの面１３ａが２本の信号線１０の誘電体層１２と接触する態様で、該誘電体層１２を包囲するように外周に巻回される。ドレイン線１４には、例えば銀めっき軟銅線が使用可能である。ジャケット１５には、例えば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）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂が使用可能である。
【００１２】
このような構成の高速差動ケーブル１は以下の手順により作製される。
【００１３】
先ず、１本の中心導体１１の外周に押出機（図示せず）を用いて誘電体を押出し被覆して誘電体層１２を形成した単線の信号線１０を作製する。次に、２本の信号線１０を誘電体層１２が軸方向に接触するように平行に配置し、２本の信号線１０の誘電体層１２を包囲するように外周に金属化テープを螺旋状に巻回してシールド層１３を形成する。最後に、２本の信号線１０の中心軸１０Ｃを結ぶ線Ｌの延長線上に中心軸１４Ｃが位置するようにドレイン線１４を配置し、２本の信号線１０のシールド層１３およびドレイン線１４を包囲するように外周に押出機（図示せず）を用いて絶縁体を押出し被覆してジャケット１５を形成する。以上により、高速差動ケーブル１が完成する。
【００１４】
以上のような構成の高速差動ケーブル１によれば、中心導体１１は、芯材に磁性体である鉄、ニッケルあるいはそれらの合金が用いられ、その周囲に厚さが約１．０μｍ〜２．０μｍの金、銀、銅あるいはアルミニウム等の被覆層が形成されているので、例えば６Ｇｂｐｓのような高速ビットレートのデータ伝送が行われる場合でも、アイパターンのアイ開口率を減少させることなく、したがって長距離の高速データ伝送を可能とし、伝送特性を良好に維持することができる。また、本発明の高速差動ケーブル１によれば、シールド層１３の絶縁側であるＰＥＴ面１３ａにより２本の信号線１０が覆われ、シールド層１３の導体側であるアルミ面１３ｂにドレイン線１４が接触することになる。このため、信号線１０とドレイン線１４が非対称配置であっても両者は電気的に干渉せず、信号線１０の２芯の電気的バランスを確保してデータ伝送のビットレートの高速化に対応することができる。また、２本の信号線１０と１本のドレイン線１４が平行配置された３芯フラット構造であるためケーブル幅を小さくすることができ、小型機器に使用することができる。
【００１５】
さらに、ドレイン線１４が２芯の信号線１０の一側に配置されているため、ケーブルの屈曲性の自由度が高いと共にアセンブリ性も良好であるためケーブルの取り扱い性に優れ、配線作業の効率を高めることができる。
【００１６】
次に、本実施形態および比較例の高速差動ケーブルのアイパターン特性試験を実施したので、この試験結果について図２および図３を参照して説明する。なお、本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３は中心導体１１の芯材に鉄を用い、その周囲に銀メッキの被覆層を形成し、この銀メッキ被覆層のメッキ厚さを変化させており、比較例の高速差動ケーブル２は本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３と比較して中心導体１１に銀メッキ軟銅線を用いている点でのみ異なる構成となっている。
【００１７】
試験に使用した本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３は、以下の構成となっている。すなわち、鉄からなる芯材の周囲に、１．５μｍ〜２．４μｍ厚さの銀メッキを施して被覆層を形成した外径０．５１１ｍｍ、長さ１０ｍの１本の中心導体１１を用い、この中心導体１１の外周に外径１．２５ｍｍとなるようにＥＰＴＥを被覆して誘電体層１２を形成し信号線１０とする。なお、芯材と銀メッキの被覆層との間に、さらに、例えば、約１．０μｍ厚さのニッケルメッキを施しても良い。ここで、高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３の銀メッキ厚さは、１．５μｍ、２．０μｍ、２．４μｍと変化させた。そして、２本の信号線１０を誘電体層１２が軸方向に接触するように平行に配置し、２本の信号線１０の誘電体層１２を包囲するように外周に、厚さ１０μｍのアルミ箔と厚さ１２μｍのＰＥＴとを厚さ２〜３μｍのＰＶＣを介して積層してなるＡＬＰＥＴを、ＰＥＴ面が密着するように巻回してシールド層１３を形成する。そして、２本の信号線１０の一側に外径０．２５４ｍｍ、長さ１０ｍの銀メッキ軟銅線をドレイン線１４として平行配置し、シールド層１３及びドレイン線１４を包囲するように厚さ０．１ｍｍのＦＥＰからなるジャケット１５を押出し被覆して形成する。一方、比較例の高速差動ケーブル２は、外径０．５１１ｍｍ、長さ１０ｍの１本の銀メッキ軟銅線を中心導体としている。
【００１８】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３および比較例の高速差動ケーブル２に対し、ビットレートを４．０Ｇｂｐｓ、４．５Ｇｂｐｓ、６．０Ｇｂｐｓと変化させたときのアイパターン特性を示す図である。また、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３および比較例の高速差動ケーブル２に対し、ビットレートを７．５Ｇｂｐｓ、９．０Ｇｂｐｓ、９．５Ｇｂｐｓと変化させたときのアイパターン特性を示す図である。
【００１９】
図２および図３から明らかなように、比較例の高速差動ケーブル２では、全ビットレート４．０Ｇｂｐｓ〜９．５Ｇｂｐｓにおいてアイパターン線が太くなってアイ開口率が小さくなり、データ伝送の品質が悪化している。また、本実施形態の銀メッキ厚さが２．４μｍの高速差動ケーブル１−３では、ビットレートが４．５Ｇｂｐｓを超えるあたりからアイパターン線が２重になってアイ開口率が小さくなり、データ伝送の品質が悪化している。一方、本実施形態の銀メッキ厚さが１．５μｍ、２．０μｍの高速差動ケーブル１−１、１−２では、全ビットレート４．０Ｇｂｐｓ〜９．５Ｇｂｐｓにおいてアイパターン線は安定しており、アイ開口率は良好な状態を維持しつつデータ伝送の品質は良好である。この結果、中心導体１１として、銀メッキ厚さが０．５μｍ〜２．０μｍ、好ましくは銀メッキ厚さが１．０μｍ〜２．０μｍの銀メッキ厚さを有する中心導体１１を使用することにより、特にビットレート４．５Ｇｂｐｓ〜９Ｇｂｐｓにおいても上述したような優れたアイパターンを維持した高品質なデータ伝送を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の高速差動ケーブルは、高速ビットレートで長距離のデータ伝送を行う機器、例えば、コンピュータ、計算機、携帯電話等の電子機器に適用可能であり、更に、自動車、飛行機等の制御回路にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る高速差動ケーブルの軸直交方向の断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３および比較例の高速差動ケーブル２に対し、ビットレートを４．０Ｇｂｐｓ、４．５Ｇｂｐｓ、６．０Ｇｂｐｓと変化させたときのアイパターン特性を示す図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形態の高速差動ケーブル１−１、１−２、１−３および比較例の高速差動ケーブル２に対し、ビットレートを７．５Ｇｂｐｓ、９．０Ｇｂｐｓ、９．５Ｇｂｐｓと変化させたときのアイパターン特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  高速作動ケーブル、１１  中心導体（内部導体）、１２  誘電体層、１３  シールド層（外部導体層）、１３ａ  ＰＥＴ面、１３ｂ  アルミ面、１４  ドレイン線、１５  ジャケット（保護被膜層）
【図１】
2010073463.tif 000003
【図２】
2010073463.tif 000004
【図３】
2010073463.tif 000005