(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体(1)の外周に、低密度絶縁層(2)及びスキン層(3)を順次設けた信号線(4)の２本を平行に接して並べた信号線２芯(4、4)の外周に、導電テープの金属面の一部に接着層が設けられた導電テープを囲包して外部導体(5)を設け、該外部導体(5)の外側にドレイン線(6)を縦添えし、該ドレイン線(6)と前記外部導体(5)の外周に、樹脂テープの片面に接着層が設けられた合成樹脂テープを巻回して押さえ巻合成樹脂テープ層(7)を設け、更にこの外周にジャケット層(8)を被覆してなる差動信号伝送ケーブル(9)であって、
前記導電テープは、金属ラミネートテープ、金属蒸着テープ若しくは金属テープからなり、金属面の接着層を外側にして螺旋巻または縦添えされて外部導体(5)が形成され、また前記ドレイン線(6)は、外部導体(5)の外側で、信号線２芯(4、4)の中央外側部或いは横外側部の一方または両方に縦添えされ、前記合成樹脂テープにより外部導体(5)に密着させるように、接着層を外側にして押さえ巻されていることを特徴とする端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)。
【請求項２】
前記導電テープの厚さ(ｔ)が、０．０１０ｍｍ≦ｔ≦０．０５０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)。
【請求項３】
前記合成樹脂テープの厚さ(ｕ)が、０．００４ｍｍ≦ｕ≦０．０３０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載の端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)。
【請求項４】
前記請求項１、２または３いずれか１項記載の端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)を整列・融着したことを特徴とする端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(10)。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種通信機器やコンピュータ等の大型機器の内部配線等に使用される差動信号伝送ケーブルに関し、特には、高速ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling;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差動信号伝送ケーブルに関する。なお、差動伝送ケーブルとは、中心導体が１対あり各々＋Ｖ、−Ｖの電位となって動作し、外来ノイズに強く、長距離伝送可能なデジタル伝送用ケーブルをいう。
【０００２】
【従来の技術】
昨今成長が著しいハイエンド・プロセッサ・システム、マルチメディア、或いはネットワーキングなどの分野においては、以前よりも高速のデータ伝送レートが求められてきている。例えば、伝送距離は１０ｍ程度ながら大量のデータをリアルタイムでしかも同期伝送が必要とされ、これに適した差動信号伝送ケーブル（以下、差動伝送ケーブルと略記する）が求められている。
従来の差動伝送ケーブルについて、図５の断面構造図を用いて説明する。なお、同図（ａ）は従来１型の差動信号伝送ケーブル、同図（ｂ）は従来２型の差動信号伝送ケーブル、また同図（ｃ）は従来３型の差動信号伝送ケーブルである。
先ず従来の第１例としては、図５（ａ）に示すように、例えば導体素線７本の撚り線からなる中心導体(1)の外周に、例えばポリエチレン発泡体からなる低密度絶縁体(2)を設け、この外周にスキン層(3)を設けて信号線(4)とし、この信号線(4)の２本（芯）と、この横の、例えば導体素線７本の撚り線からなるドレイン線(6)１本の計３本を平行に並べ、その外側にアルミポリエステルテープ（以下、アルペットと略記する）を金属面内側で螺旋巻き若しくは縦添えして外部導体(5)を設け、この外周にジャケット層(8)を被覆した差動伝送ケーブル(30)（以下、従来１型という）がある。
また従来の第２例としては，図５（ｂ）に示すように、前記第１例と同様の信号線(4)の２本（芯）を平行に並べ、この２芯の中央の谷間部にドレイン線(6)１本を縦添えし、その外側にアルペットを金属面内側で螺旋巻き若しくは縦添えして外部導体(5)を設け、この外周にジャケット層(8)を被覆した差動伝送ケーブル(40)（以下、従来２型という）がある。
更に従来の第３例としては、図５（ｃ）に示すように、前記第１例と同様の信号線(4)の２本（芯）とドレイン線(6)１本を３本撚りし、その外側にアルペットを金属面内側で螺旋巻き若しくは縦添えして外部導体(5)を設け、この外周にジャケット層(8)を被覆した差動伝送ケーブル(50)（以下、従来３型という）がある。
上記従来１〜３型の差動伝送ケーブルは、TIA/EIA-422-B,同-485規格の信号を、例えば１ｋｍの長距離伝送が可能であるが、この場合のデータ伝送レートは１０Mbps程度となる(但しケーブル長１２ｍ時)。なお、現行品で最も優れたものは、従来３型構成であり、１．０Gbpsの差動信号を１０ｍ伝送可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来１型の差動伝送ケーブル(30)は、ドレイン線(6)と外部導体(5)のアルペット金属面とを強固に接触させると、接触部(s)の低密度絶縁体(2)にドレイン線(6)が食い込んで低密度絶縁体を潰してしまい、差動伝送ケーブルの信号線２芯（以下、差動ペアともいう）(4,4)内の特性インピーダンスのバランスが崩れたり、対内（差動ペア内）伝播遅延時間差(以下、対内スキューと略記する)が発生する原因となってしまうという問題があった。なお、低密度絶縁体(2)への食い込みをなくすために、ドレイン線(6)とアルペット金属面との接触を弱くすると、各信号線−グランド間（ドレイン線間）の電位が変化してしまう。また、低密度絶縁体(2)の潰れを防ぐため絶縁体表面のスキン層(3)を厚く堅固にすると、誘電率及び誘電正接が悪化し、信号の伝送品質を低下させるという問題があった。
また従来２型の差動伝送ケーブル(40)は、ドレイン線(6)と外部導体(5)のアルペット金属面とを強固に接触させためにアルペットを高抗張力で巻回すると、ドレイン線(6)は巻方向に押されて接触部(s)の低密度絶縁体(2)を潰し、差動ペア(4,4)内のバランスが崩れたり、スキュー（伝播遅延時間差）が発生する原因となってしまうという問題があった。また、前記従来１型と同様、低密度絶縁体(2)の潰れを防ぐため絶縁体表面のスキン層(3)を厚く堅固にすると、誘電率及び誘電正接が悪化し、信号の伝送品質を低下させるという問題があった。
また従来３型の差動伝送ケーブル(50)は、対撚り機にて３本撚りする際にサプライテンションをコントロールすることが難しかった。テンションのバラツキは信号線２芯(4、4)間の物理長のバラツキとなり、スキューを大きくする原因になっていた。また、仕上がり断面形状は円形に近くなるので、平行タイプに比べ仕上がり外径（厚さ方向）が大きくなるという欠点があった。
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、差動ペア内の特性インピーダンスのバランスや対地バランスが保たれ、対内，対間スキューが小さく、またクロストーク（漏話）が少なく、特に500Mbps以上のハイビットレート伝送が可能で、また作業性及び端末加工性にも優れた差動伝送ケーブルを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点として本発明は、中心導体(1)の外周に、低密度絶縁層(2)及びスキン層(3)を順次設けた信号線(4)の２本を平行に接して並べた信号線２芯(4、4)の外周に、導電テープの金属面の一部に接着層が設けられた導電テープを囲包して外部導体(5)を設け、該外部導体(5)の外側にドレイン線(6)を縦添えし、該ドレイン線(6)と前記外部導体(5)の外周に、樹脂テープの片面に接着層が設けられた合成樹脂テープを巻回して押さえ巻合成樹脂テープ層(7)を設け、更にこの外周にジャケット層(8)を被覆してなる差動信号伝送ケーブル(9)であって、前記導電テープは、金属ラミネートテープ、金属蒸着テープ若しくは金属テープからなり、金属面の接着層を外側にして螺旋巻または縦添えされて外部導体(5)が形成され、また前記ドレイン線(6)は、外部導体(5)の外側で、信号線２芯(4、4)の中央外側部或いは横外側部の一方または両方に縦添えされ、前記合成樹脂テープにより外部導体(5)に密着させるように、接着層を外側にして押さえ巻されていることを特徴とする端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)にある。
上記第１の観点の差動信号伝送ケーブル(9)では、外部導体(5)として巻回した導電テープの金属テープ層の上にドレイン線(6)を縦添えする事により、前記従来１型及び２型のケーブルのように、ドレイン線(6)が信号線(4)の低密度絶縁層(2)に食い込み、不均一に潰れることがなく、差動ペア(4,4)内の不平衡系特性インピーダンスのバランスが崩れるのを防止することができる。また、前記ドレイン線(6)と外部導体(5)の外周に合成樹脂テープを巻回して押さえ巻テープ層(7)を設けたことにより、縦添えしたドレイン線(6)と外部導体(5)の金属面とは確実に密着されるため、グランドが安定確保され、差動ペア(4,4)内−ドレイン線(6)間の電位は同等となり、良好な信号伝送特性が得られる。更に、信号線２芯(4、4)は、従来３型のケーブルのようにツイストせず平行であるため、信号線２芯の(4、4)の物理長は常に等しく、スキューが生じない。また、従来３型のツイストタイプと仕上がり外径（短径）を比較しても、パラレルタイプは小さく有利と言える。また、従来１型のケーブルに比べ、ドレイン線(6)の位置決めがし易く、また安定するため、ケーブルの製造が比較的容易である。
また上記第１の観点の差動信号伝送ケーブル(9)では、前記導電テープの金属面の一部に接着層が設けられ、接着層を外側にして螺旋巻または縦添えされているので、外部導体(5)と合成樹脂テープ層(7)を接着させることが出来る。又前記合成樹脂テープの片面に接着層が設けられ、接着層を外側にして押さえ巻されているので、合成樹脂テープ層(7)とジャケット層(8)を接着させることが出来る。従って、端末加工時、ドレイン線(6)のみ残し、外部導体(5)まで一括剥離が可能になる。
【０００５】
第２の観点として本発明は、前記導電テープの厚さ(ｔ)が、０．０１０ｍｍ≦ｔ≦０．０５０ｍｍである端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)にある。なお、導電テープの厚さ(ｔ)を上記範囲に限定した理由は、テープの機械的強度、低テンション巻回し加工、ケーブルの可撓性を考慮してのことであり、実際には作業性、伝送特性と端末加工性を良くする意味で薄手のものを選択するのが望ましい。
上記第２の観点の差動信号伝送ケーブル(9)では、導電テープの厚さ(ｔ)を上記の範囲とし、比較的薄手としたため、ケーブルの可撓性を損なうことが無く、テープ巻回しの作業性が良くなる。即ち低テンション、例えば２００〜３００ｇの巻回し加工が可能であるため、信号線(4)の低密度絶縁層(2)が潰れにくくなる。
【０００６】
第３の観点として本発明は、前記合成樹脂テープの厚さ(ｕ)が、０．００４ｍｍ≦ｕ≦０．０３０ｍｍである端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)にある。なお、合成樹脂テープの厚さ(ｕ)を上記範囲に限定した理由は、テープの機械的強度、低テンション巻回し加工、ケーブルの可撓性を考慮してのことであり、実際には作業性、伝送特性と端末加工性を良くする意味で薄手のものを選択するのが望ましい。
上記第３の観点の差動信号伝送ケーブル(9)では、合成樹脂テープの厚さ(ｕ)を上記の範囲とし、比較的薄手としたため、ケーブルの可撓性を損なうことが無く、テープ巻回しの作業性が良くなる。即ち低テンション、例えば１５０〜２５０ｇ巻回し加工が可能であるため、信号線(4)の低密度絶縁層(2)が潰れにくくなる。
【０００７】
第４の観点として本発明は、前記観点１、２または３いずれか１観点の端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(9)を整列・融着したことを特徴とする端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル(10)にある。
上記第４の観点の差動信号伝送ケーブル(10)は、前記差動信号伝送ケーブル(9)を整列・融着することにより容易に得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を、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は本発明の実施形態（実施例）１の差動信号伝送ケーブルの断面構造図である。図２は本発明の差動信号伝送ケーブルの他の実施形態を示す断面構造図であり、同図（ａ）は実施例２の差動信号伝送ケーブル、また同図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例３、４のデュアルドレインタイプの差動信号伝送ケーブルである。図３は本発明の実施例５の差動信号伝送ケーブルの断面構造図である。また図４は差動信号伝送ケーブルのアイパターン測定結果を示すチャート図である。
これらの図において、１は中心導体、２は低密度絶縁層、３はスキン層、４は信号線、５は外部導体（導電テープ）、６はドレイン線、７は押さえ巻合成樹脂テープ層、８はジャケット層、９、９ａ、９ｂ、９ｃは端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル、また１０は端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブルである。
【０００９】
−実施形態（実施例）１−
実施例１の端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブルについて図１を用いて説明する。
中心導体(1)として外径０．３８ｍｍ（７/０．１２７ｍｍ）の銀めっき軟銅撚線を用い、この外周に、低密度絶縁層(2)として多孔質テトラフルオロエチレン共重合体樹脂（ＰＴＦＥ）テープを０．２３ｍｍの厚さに巻回し、次にこの外周にスキン層(3)としてテトラフルオロエチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）樹脂を０．０６０ｍｍの厚さに設けて信号線(4)とした。次に前記信号線(4)の２本を平行に接して並べた信号線２芯(4、4)の外周に、該信号線２芯(4、4)を囲包するように、金属面を外側にした０．０１５ｍｍ厚さのアルペット（アルミ面ゼブラ接着層付）を螺旋巻きして外部導体(5)を形成した。なお、このときの巻きテンションは約２５０ｇとした。次に、ドレイン線(6)として前記中心導体(1)に用いたものと同じ外径０．３８ｍｍの銀めっき軟銅撚線を用い、前記外部導体(5)の外側で信号線２芯(4、4)の中央外側部に縦添えしてから、該ドレイン線(6)を外部導体(5)の金属面に密着させる目的で、厚さ０．０１０ｍｍの接着層付きポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）テープを接着面を外側として、ドレイン線(6)及び外部導体(5)の外周に巻回して、押さえ巻合成樹脂テープ層(7)を設けた。なお、このときの巻きテンションは約２００ｇとした。更にその外周にジャケット層(8)として、熱可塑性樹脂のポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）を約０．３０ｍｍ厚さ（平均厚さ）に押し出し、断面形状が略四角形（短径約１．８ｍｍ×長径約２．６ｍｍ）の差動信号伝送ケーブル(9)を製造した。
なお、前記実施例１の外部導体(5)としては、ゼブラ接着層付アルペットを用いているが、他の金属ラミネートテープ、金属蒸着テープ若しくは金属テープ等の導電テープを、金属面を外側にして螺旋巻または縦添えしても何ら差し支えない。また導電テープの厚さも、０．０１０ｍｍ〜０．０５０ｍｍ迄可変出来る。また、押さえ巻テープ層(7)としては、接着層付ＰＥＴテープを使用したが、他の材質の合成樹脂テープでもよい。また樹脂テープの厚さも、０．００４ｍｍ〜０．０３０ｍｍ迄可変出来るまた、ゼブラ接着層の替わりにスポット状の接着層等でも良い。なお、スキン層(3)の厚さは特に限定しなかったが、実施例１では０．０６０ｍｍ厚程度で良い。一方従来１、２型ではＰＦＡスキン層厚０．１０ｍｍでも潰れが確認されている。
【００１０】
−実施形態（実施例）２−
実施例２の端末加工性に優れた差動伝送ケーブルについて図２（ａ）を用いて説明する。
この差動伝送ケーブル（９ａ）は、実施例１と同様の構造である。但し、中心導体(1)及びドレイン線(6)の番手をＡＷＧ３０番線に変更し、またスキン層(3)を接着層付ＰＥＴスキン層に変更している。
【００１１】
−実施形態（実施例）３−
実施例３の端末加工性に優れた差動伝送ケーブルについて図２（ｂ）を用いて説明する。
この差動伝送ケーブル（９ｂ）はデュアルドレインタイプの差動信号伝送ケーブルであり、ドレイン線(6)が外部導体(5)の外側で、信号線２芯(4、4)の横外側部の両方に各１本縦添えされているものである。なお、この差動伝送ケーブル（９ｂ）の基本的な構成材は、前記実施例１の差動伝送ケーブル(9)と同じである。
【００１２】
−実施形態（実施例）４−
実施例４の端末加工性に優れた差動伝送ケーブルについて図２（ｃ）を用いて説明する。
なお、この差動伝送ケーブル（９ｃ）は前記実施例３と同様、デュアルドレインタイプの差動信号伝送ケーブルであるが、ドレイン線(6)は、外部導体(5)の外側で、信号線２芯(4、4)の中央外側部の両方に各１本縦添えされているものである。なお、この差動伝送ケーブル（９ｂ）の基本的な構成材は、前記実施例１の差動伝送ケーブル(9)と同じである。
【００１３】
−実施形態（実施例）５−
実施例５の端末加工性に優れた差動伝送ケーブルについて図３を用いて説明する。
前記実施例１により得られた差動信号伝送ケーブル(9)を１ユニットとし、５ユニットを整列・熱融着して差動信号伝送ケーブル(10)を製造した。なお、ユニットの数は、例えば２〜４０ユニットが適当である。また、融着の方法としては、前記熱融着の他に接着剤、紙粘着テープ等を用いることができる。
【００１４】
比較例
−比較例１−
比較例１の差動伝送ケーブルについて図５（ａ）を用いて説明する。なおこの差動伝送ケーブルは従来１型のものである。
先ず、信号線２芯(4、4)迄の製造は前記実施例１と同様にして製造した。次に、前記信号線２芯(4、4)、この横のドレイン線(6)（前記実施例１と同じ外径０．３８ｍｍの銀めっき軟銅撚線）１本の計３本を平行に並べ、その外側に０．０１５ｍｍ厚さのアルペットを金属面内側で螺旋巻きして外部導体(5)を設け、その外周にジャケット層(8)として、熱可塑性樹脂のＰＶＣを約０．３０ｍｍ厚さに押し出し、差動信号伝送ケーブル(30)を製造した。
【００１５】
−比較例２−
比較例２の差動伝送ケーブルについて図５（ｂ）を用いて説明する。なおこの差動伝送ケーブルは従来２型のものである。
先ず、信号線２芯(4、4)迄の製造は前記実施例１と同様にして製造した。次に、前記信号線２芯(4、4)の中央の谷間部にドレイン線(6)（前記実施例１と同じ外径０．３８ｍｍの銀めっき軟銅撚線）１本を縦添えし、以降は、前記比較例１と同様にして外部導体(5)およびジャケット層(8)を設け、差動信号伝送ケーブル(40)を製造した。
【００１６】
−比較例３−
比較例３の差動伝送ケーブルについて図５（ｃ）を用いて説明する。なおこの差動伝送ケーブルは従来３型のものである。
先ず、信号線２芯(4、4)迄の製造は前記実施例１と同様にして製造した。次に、前記信号線２芯(4、4)の中央の谷間部にドレイン線(6)（前記実施例１と同じ外径０．３８ｍｍの銀めっき軟銅撚線）１本を縦添えしながら３本撚りし、以降は、前記比較例１と同様にして外部導体(5)およびジャケット層(8)を設け、差動信号伝送ケーブル(50)を製造した。
【００１７】
特性試験
前記実施例１及び比較例１〜３(従来１〜３型)の差動伝送ケーブルについて、差動特性インピーダンス、差動伝播遅延時間、及びアイパターンの試験を行った。なお、差動特性インピーダンス、差動伝播遅延時間の測定はＴＤＲ測定器を用い、ケーブル長１ｍの試料で当社製専用治具に接続して行った。またアイパターンの測定はパルスジェネレータとオシロスコープを用い、ケーブル長５ｍの試料で当社製専用治具に接続し、1Gbps・0.5Vp-pの差動信号を伝送して行った。その結果を下記表１と図４のアイパターン測定チャートに示す。
【００１８】
【表１】
0003669562.tif 000002
【００１９】
上記表１の結果から明らかなように、本発明の差動伝送ケーブルは差動ペア内の特性インピーダンスのバランスが良く、差動伝播遅延時間差が少なく、対内スキューは小さかった。一方、従来１型及び２型は差動ペア内の特性インピーダンスのバランスが崩れ、差動伝播遅延時間差が大きくなり、対内スキューが生じている。また従来３型は差動ペア内の特性インピーダンスのバランスは良いが、信号線２芯の物理長が等しくない為に対内スキューが大きくなっている。
【００２０】
また、図４のアイパターンの測定結果から明らかなように、本発明の差動伝送ケーブルのアイパターンはスキューが無く、波形の「なまり」が少なく（波形の立上り／立下りが急峻）、開口率が十分得られた良好な波形であった。
一方従来１型及び３型のアイパターンはスキューが生じ、結果的にアイが閉じてしまっている。更に従来１型、２型、及び３型のアイパターンは波形の「なまり」も大きい（開口率を減らす原因）ので良好な波形ではない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の差動信号伝送ケーブルは、外部導体として巻回した導電テープの金属テープ層上の所定部位にドレイン線を縦添えする事により、ドレイン線が信号線の柔らかい低密度絶縁層に食い込み、不均一に潰れることがなく、差動ペア内の特性インピーダンスのバランスが良くなった。また、縦添えしたドレイン線を合成樹脂テープで押さえ巻し、外部導体(5)の金属面に確実に密着させたことにより、グランドが安定確保され、且つ差動ペア内−ドレイン線間の電位は同等となり、良好な信号伝送特性が得られるようになった。また、信号線２芯の物理長は常に等しいので対内スキューが生じなくなった。また、仕上り外径（短径）が従来３型のツイストタイプよりも小さくできるようになった。また、作業性、端末加工性が良好になった。更に、ケーブルの製造が比較的容易であるので、従来設備でも対応が可能になった。従って、本発明は産業に寄与する効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態（実施例）１の差動信号伝送ケーブルの断面構造図である。
【図２】  本発明の差動信号伝送ケーブルの他の実施形態を示す断面構造図であり、同図（ａ）は実施例２の差動信号伝送ケーブル、また同図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例３、４のデュアルドレインタイプの差動信号伝送ケーブルである。
【図３】  本発明の実施例５の差動信号伝送ケーブルの断面構造図である。
【図４】  差動信号伝送ケーブルのアイパターン測定結果を示すチャート図である。
【図５】  従来の差動信号伝送ケーブルの実施形態を示す断面構造図であり、同図（ａ）は従来１型（比較例１）の差動信号伝送ケーブル、同図（ｂ）は従来２型（比較例２）の差動信号伝送ケーブル、また同図（ｃ）は従来３型（比較例３）の差動信号伝送ケーブルである。
【符号の説明】
１  中心導体
２  低密度絶縁層
３  スキン層
４  信号線
５  外部導体（導電テープ）
６  ドレイン線
７  押さえ巻合成樹脂テープ層
８  ジャケット層
９、９ａ、９ｂ、９ｃ  端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル
１０  端末加工性に優れた差動信号伝送ケーブル
【図１】
0003669562.tif 000003
【図３】
0003669562.tif 000004
【図２】
0003669562.tif 000005
【図４】
0003669562.tif 000006
【図５】
0003669562.tif 000007