(57)【要約】【課題】  被覆電線結合式情報通信網、電磁界結合通信方法及び電磁界結合器に関し、コネクタにおける機械的接触方式及び電線露出の構造に伴う問題点を解消する。【解決手段】  第１の被覆電線と第２の被覆電線を結合部において近接配置し、結合部において電磁界結合により第１の被覆電線と第２の被覆電線との間でデータ接続を行う。【選択図】        図１
2014225768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁物で被覆された円筒状の内部導体を備えた第１の電線と、
絶縁物で被覆された内部導体を備えた第２の電線と
を有し、
前記第１の電線の結合部と前記第２の電線の結合部が近接配置されて、電磁界結合により前記第１の電線と前記第２の電線との間でデータ接続を行うことを特徴とする被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２】
前記結合部において、前記第２の電線が、前記第１の電線の周囲に複数回巻回していることを特徴とする請求項１に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項３】
前記結合部において、前記第１の電線と前記第２の電線が平行に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項４】
前記第２の電線は、前記結合部において、前記内部導体が前記絶縁物に被覆されていない結合電極を有し、
前記結合電極は前記第１の電線の内部導体の周囲を見込み角で９０°以上囲っていることを特徴とする請求項３に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項５】
前記結合電極は、前記第１の電線を被覆する絶縁物の外周を覆うように、前記外周に直接接していることを特徴とする請求項４に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項６】
前記結合電極は、前記第１の電線を挿通する円筒状貫通孔を備えた結合器の前記円筒状貫通孔の内壁に設けられた導体層により構成されることを特徴とする請求項４に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項７】
前記第２の電線の結合電極が整合終端していることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項８】
前記第２の電線の結合電極が開放終端していることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項９】
前記第１の電線は該第１の電線と差動対を形成する前記第１の電線と同じ構造の第３の電線を有するとともに、前記第２の電線は該第２の電線と差動対を形成する前記第２の電線と同じ構造の第４の電線を有し、
前記第３の電線と前記第４の電線が前記の結合部と平行に位置する第２の結合部において電磁界結合していることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１０】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が整合終端していることを特徴とする請求項９に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１１】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の同じ側で整合終端していることを特徴とする請求項１０に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１２】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の互いに反対側で整合終端していることを特徴とする請求項１０に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１３】
前記第１の電線及び前記第３の電線をそれぞれ挿通する一対の平行な円筒状貫通孔と、前記一対の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導体層からなる一対の結合電極を備えた結合器に、前記一対の結合電極の一端を接続する導電体を形成して前記整合終端するための終端抵抗としたことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１４】
前記一対の結合電極の両端にそれぞれ送受信器を接続し、伝搬方向の下流側に接続された前記送受信器に設けられている抵抗を前記終端抵抗としたことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１５】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が開放終端していることを特徴とする請求項９に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１６】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の同じ側で開放終端していることを特徴とする請求項１５に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１７】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の互いに反対側で開放終端していることを特徴とする請求項１５に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１８】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が抵抗を介さずに連結していることを特徴とする請求項９に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項１９】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の同じ側で連結していることを特徴とする請求項１８に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２０】
前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の互いに反対側で結合していることを特徴とする請求項１８に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２１】
前記第１の電線及び前記第３の電線をそれぞれ挿通する一対の平行な円筒状貫通孔と、前記一対の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導体層からなる一対の結合電極を備えた結合器に、前記一対の結合電極の一端を接続する良導電体を形成して連結部としたことを特徴とする請求項１８乃至請求項２０のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２２】
前記結合部及び前記第２の結合部と異なる位置において、前記第１の電線と前記第３の電線からなる差動対に対して、第５の電線と第６の電線からなる差動対を電磁界結合させたことを特徴とする請求項９乃至請求項２１のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２３】
前記結合部及び前記第２の結合部と電磁界結合できる位置において、前記第１の電線と前記第３の電線からなる差動対に対して、第５の電線と第６の電線からなる差動対を電磁界結合させたことを特徴とする請求項９乃至請求項２１のいずれか１項に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２４】
前記第２の電線及び前記第４の電線からなる差動対にデジタル信号を送信する送信手段を有するとともに、
前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に誘起されたパルス信号の極性を判定して前記デジタル信号を復号する復号化手段を有することを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２５】
前記第２の電線及び前記第４の電線からなる差動対にデジタル信号に応じた極性のパルス信号を送信する送信手段を有するとともに、
前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に誘起された双極パルス信号の極性を判定して前記デジタル信号を復号する復号化手段を有することを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２６】
前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に電磁界結合している差動対にテスト信号を送信するテスト信号送信手段を有するとともに、
前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に電磁界結合している他の差動対で受信した信号極性を正規の極性に戻す極性調整手段を有することを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の被覆電線結合式情報通信網。
【請求項２７】
絶縁物で被覆された円筒状の内部導体を備えた第１の電線と、絶縁物で被覆された内部導体を備えた第２の電線とを結合部において、押圧により変形させない状態の前記第１電線を被覆する絶縁物の膜厚と前記第２の電線を被覆する絶縁物の膜厚の和より近接させて電磁界結合により前記第１の電線と前記第２の電線との間でデータ接続を行うことを特徴とする電磁界結合通信方法。
【請求項２８】
前記第１の電線は該第１の電線と差動対を形成する前記第１の電線と同じ構造の第３の電線を有するとともに、前記第２の電線は該第２の電線と差動対を形成する前記第２の電線と同じ構造の第４の電線を有し、
前記第３の電線と前記第４の電線が前記結合部と平行に位置する第２の結合部において押圧により変形させない状態の前記第３の電線を被覆する絶縁物の膜厚と前記第４の電線を被覆する絶縁物の膜厚の和より近接させて電磁界結合により前記第３の電線と前記第４の電線との間でデータ接続を行うことを特徴とする請求項２７項に記載の電磁界結合通信方法。
【請求項２９】
絶縁物で被覆された円筒状の内部導体を備えた第１の電線を挿通する第１の円筒状貫通孔と、
前記第１の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導電層からなり絶縁物で被覆された内部導体を備えた第２の電線の前記内部導体と接続される第１の結合電極と
を有することを特徴とする電磁界結合器。
【請求項３０】
前記第１の電線と差動対を形成する前記第１の電線と同じ構造の第３の電線を挿通する第２の円筒状貫通孔を有するとともに、
前記第２の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導電層からなり前記第２の電線と差動対を形成する前記第２の電線と同じ構造の第４の電線の前記内部導体と接続される第２の結合電極を有することを特徴とする請求項２９に記載の電磁界結合器。
【請求項３１】
前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の一端が、終端抵抗によって終端接続されていることを特徴とする請求項３０に記載の電磁界結合器。
【請求項３２】
前記終端抵抗が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の同じ側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする請求項３１に記載の電磁界結合器。
【請求項３３】
前記終端抵抗が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の互いに反対側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする請求項３１に記載の電磁界結合器。
【請求項３４】
前記第１の結合電極が前記第１の円筒状貫通孔の内部の前記第１の円筒状貫通孔の延在方向の一方の側に設けられ、且つ、前記第２の結合電極が前記第２の円筒状貫通孔の内部の前記第１の結合電極から離れる側に設けられることを特徴とする請求項３３に記載の電磁界結合器。
【請求項３５】
前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の一端が、良導電体により連結していることを特徴とする請求項３０に記載の電磁界結合器。
【請求項３６】
前記良導電体が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の同じ側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする請求項３５に記載の電磁界結合器。
【請求項３７】
前記良導電体が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の互いに反対側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする請求項３５に記載の電磁界結合器。
【請求項３８】
前記第１の結合電極が前記第１の円筒状貫通孔の内部の前記第１の円筒状貫通孔の延在方向の一方の側に設けられ、且つ、前記第２の結合電極が前記第２の円筒状貫通孔の内部の前記第１の結合電極から離れる側に設けられることを特徴とする請求項３７に記載の電磁界結合器。
【請求項３９】
前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の一端が、開放終端していることを特徴とする請求項３０に記載の電磁界結合器。
【請求項４０】
前記第１の結合電極と前記第２の電線の内部導体の接続箇所と、前記第２の結合電極と前記第４の電線の内部導体の接続箇所が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の同じ側であることを特徴とする請求項３９に記載の電磁界結合器。
【請求項４１】
前記第１の結合電極と前記第２の電線の内部導体の接続箇所と、前記第２の結合電極と前記第４の電線の内部導体の接続箇所が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向に対して互いに反対側であることを特徴とする請求項４０に記載の電磁界結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆電線結合式情報通信網、電磁界結合通信方法及び電磁界結合器に関するもので、例えば、モジュール間の通信を行うローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に用いる被覆電線同士を結合部を設けて容量結合及び誘導結合を利用して、非接触でモジュール間で高速にデータ通信する構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モジュールを組み合わせてシステムを構築する場合、各モジュール間の信号配線はコネクタで接続されている。本発明者は、このようなコネクタに代わる電気的に非接触の信号伝達方法を提案している（例えば、特許文献１、或いは、非特許文献１乃至非特許文献３参照）。
【０００３】
一方、従来から広く用いられているコネクタでは、電線の絶縁被覆を剥いて電極に接続し電極同士をバネの力で接触させる機械式接続方式が用いられている。また、車載用途などにおいては、通信プロトコルには、耐ノイズ性を強化したコントロール・エリア・ネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信規格が用いられている。
【０００４】
ここで、図６１を参照して従来の機械式コネクタを用いた結合機構を説明する。図６１（ａ）は、差し込む前の状態を示す斜視図であり、図６１（ｂ）は差し込んだ後の状態を示す斜視図である。基板８１にメモリ素子８２を実装したメモリモジュール８０をＤＩＭＭ（Ｄｕａｌ  Ｉｎｌｉｎｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）コネクタ９０に差し込んだのち、両側に設けた留め金９３でメモリモジュール８０を固定する。
【０００５】
図６１（ｃ）は拡大断面図であり、回路基板１００に固定されたＤＩＭＭコネクタ９０にメモリモジュール８０を差し込むと、筐体９１内に設けられたバネ部材９２にメモリモジュール８０に設けた接続端子８３が挟撃されて電気的に接触する構成となっている。
【０００６】
このような車載用途や航空機搭載用途においては高信頼性が求められるため、信頼性及び耐久性、小型化及び低背化、さらには、高速化、多極化、高密度化及び低操作力化が求められている。
【０００７】
このうち、信頼性及び耐久性としては、瞬断事故に対応するための耐振性及び耐衝撃性が求められ、また、高温、高湿度、温度変化或いはゴミやホコリに対応する環境耐久性が求められる。さらに、機械的差し込みに対する挿抜耐久性や、静電破壊に対する電磁ノイズ耐久性が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５２１３０８７号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｔ．Ｔａｋｅｙａ，Ｌ．Ｎａｎ，Ｓ．Ｎａｋａｎｏ，Ｎ．Ｍｉｕｒａ，Ｈ．Ｉｓｈｉｋｕｒｏ，ａｎｄＴ．Ｋｕｒｏｄａ，“Ａ １２Ｇｂ／ｓＮｏｎ−Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｉｔｈ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ”，ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄ−ＳｔａｔｅＣｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＩＳＳＣＣ’１１），Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．４９２−４９３，Ｆｅｂ.２０１１
【非特許文献２】Ｗ．Ｙｕｎ，Ｓ．Ｎａｋａｎｏ，Ｗ．Ｍｉｚｕｈａｒａ，A．Ｋｏｓｕｇｅ，Ｎ．Ｍｉｕｒａ，Ｈ．Ｉｓｈｉｋｕｒｏ，ａｎｄ Ｔ．Ｋｕｒｏｄａ，“Ａ ７Ｇｂ／ｓ／Ｌｉｎｋ Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉ−ＤｒｏｐＢｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ−Ｅｑｕｉｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ”，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＩＳＳＣＣ’１２），Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．５２−５３，Ｆｅｂ．２０１２
【非特許文献３】Ｗ．Ｍｉｚｕｈａｒａ，Ｔ．Ｓｈｉｄｅｉ，Ａ．Ｋｏｓｕｇｅ，Ｔ．Ｔａｋｅｙａ，Ｎ．Ｍｉｕｒａ，Ｍ．Ｔａｇｕｃｈｉ，Ｈ．Ｉｓｈｉｋｕｒｏ，ａｎｄＴ．Ｋｕｒｏｄａ， ”Ａ ０．１５ｍｍ−Ｔｈｉｃｋ Ｎｏｎ−ＣｏｎｔａｃｔＣｏｎｎｅｃｔｏｒ ｆｏｒ ＭＩＰＩ Ｕｓｉｎｇ ＶｅｒｔｉｃａｌＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ”ＩＥＥＥ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ ＣｉｒｃｕｉｔｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＩＳＳＣＣ’１３），Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．２００−２０１，Ｆｅｂ．２０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来のコネクタでは、バネで接触させる機械構造からくる限界や、電線が露出している構造からくる限界等の各種の限界がある。例えば、バネで接触させる機械構造からくる限界としては、短絡故障があるとネットワーク全体が不全となるという問題が挙げられる。
【００１１】
図６２は、短絡故障の説明図であり、バス１１１，１１２に３対の配線（（１１３，１１４），（１１５，１１６）、（１１７，１１８））が接続されていると仮定すると、一対の配線１１５，１１６に短絡１１９が発生した場合、バス１１１，１１２を介して他の２つの配線（（１１３，１１４）、（１１７，１１８））も短絡し、バス１１１，１１２を介したネットワーク全体が不全になるという問題がある。
【００１２】
また、耐振性及び耐衝撃性に対する対策を講じていても、自動車や航空機の場合には、コネクタに大きな加速度による力が加わる場合があり、このような大きな加速度が加わった場合には瞬断不良が起こるという問題がある。
【００１３】
また、上述のように、従来コネクタでは電線が露出しているため、コネクタの接点が浸水で錆付き接触不良を起こすという問題もある。また、一般に複数のコネクタが集積されたコネクタボックスが用いられるので、最短配線でＬＡＮに接続することができず配線重量が増えるという問題がある。特に、車載用途或いは航空機搭載用途では燃費を悪くする要因になる。
【００１４】
また、経時使用において、新たな接続が必要になる場合に備えて、必要以上のコネクタを予め設置する必要があり、小型化や低背化を阻害する要因となる。また、２つの出力回路が同時に信号を送信（バスコンフリクト）した時、バスに過大な電流が流れ続けて故障の原因となり得るという問題もある。
【００１５】
さらに、接続に際しては、フレキ基板の急激な曲げを強いる場合があるとともに、スロット（差込口）が必要になるため、小型化や低背化が困難であるという問題がある。
【００１６】
また、バネによる接触であるので、インピーダンス不整合が起こって伝送する信号品質が劣化するという問題や、信号漏洩の問題がある。また、コネクタによる接続の場合には、ＬＳＩテスタの装着が困難であるという問題もある。例えば、ＬＳＩチップとＬＳＩテスタとの接続本数が非常に多くなる場合、機械的に同時接続するために相当大きな力が必要になる。因みに、１チップあたり５００本の接続があり、５００チップを同時テストすることを想定すると、接続数が２５万本となり、何トンという荷重がかかることになる。
【００１７】
したがって、本発明は、コネクタにおける機械的接触方式及び電線露出の構造に伴う問題点を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（１）上記の課題を解決するために、被覆電線結合式情報通信網において、絶縁物で被覆された円筒状の内部導体を備えた第１の電線と、絶縁物で被覆された内部導体を備えた第２の電線とを有し、前記第１の電線の結合部と前記第２の電線の結合部が近接配置されて、電磁界結合により前記第１の電線と前記第２の電線との間でデータ接続を行うことを特徴とする。
【００１９】
このように、被覆電線を用いている場合にも、機械的接触方式のコネクタを用いずに、第１の電線と第２の電線を結合部で近接させて非接触でデータ接続を行っているので、上述のコネクタにおける機械的接触方式及び電線露出の構造に伴う問題点を解消することができる。
【００２０】
即ち、
１）非接触接続なので直流信号が通過せず、短絡故障がネットワーク全体に波及しない。
２）非接触接続なので加速度による力が加わり通信距離が変化しても通信不良が起こらない。
３）電線が被膜されて防水構造になっているので、浸水による錆付きが発生することがない。
４）バスコンフリクトしても、バスに流れる電流は瞬時のパルス状の小さな電流であるので故障の原因とならない。
また、結合器を用いたとしても、第１の電線側に設けるだけであり、第２の電線は結合器のない一般の被覆電線であるので、
５）任意の箇所に結合部を設ければ良いので、近くのＬＡＮケーブルに短い配線で接続できる。
６）結合部を任意の箇所に設けるだけであるので、必要に応じて後から接続を追加できる。
７）バス基幹線となる第１の電線の絶縁被覆を破らずに絶縁被覆の上から第２の電線を近接配置してデータ接続できるので、設置が容易であり信頼性・耐久性の確保が可能になる。
【００２１】
（２）また、本発明は上記（１）において、前記結合部において、前記第２の電線が、前記第１の電線の周囲に複数回巻回していることを特徴とする。このように、前記第２の電線を前記第１の電線の周囲に複数回巻回させることによって、見込み角θを実効的に大きくして結合効率を大きくすることができるので、ネットワークの小型化が容易になる。
【００２２】
（３）また、本発明は上記（１）において、前記結合部において、前記第１の電線と前記第２の電線が平行に配置されたことを特徴とする。このように、前記第１の電線と前記第２の電線とを平行に配置することによって、一方の電線を他方の電線に巻回する作業が不要になる。
【００２３】
（４）また、本発明は上記（３）において、前記第２の電線は、前記結合部において、前記内部導体が前記絶縁物に被覆されていない結合電極を有し、前記結合電極は前記第１の電線の内部導体の周囲を見込み角で９０°以上囲っていることを特徴とする。このように絶縁物に被覆されていない結合電極を用いることによって第１の電線と第２の電線をより近接させることができるので、結合効率を高めることができる。
【００２４】
（５）また、本発明は、上記（４）において、前記結合電極は、前記第１の電線を被覆する絶縁物の外周を覆うように、前記外周に直接接していることを特徴とする。このように、結合電極を第１の電線を被覆する絶縁物の外周を接するようにして覆うことにより、両者の距離をより近接させ、それにより、結合効率を高めることができる。
【００２５】
（６）また、本発明は上記（４）において、前記結合電極は、前記第１の電線を挿通する円筒状貫通孔を備えた結合器の前記円筒状貫通孔の内壁に設けられた導体層により構成されることを特徴とする。このように、結合電極を備えた結合器を用いることによって結合作業が容易になるとともに、結合構造が安定になる。
【００２６】
（７）また、本発明は、上記（４）乃至（６）のいずれかにおいて、前記第２の電線の結合電極が整合終端していることを特徴とする。このように、整合終端させることによって、信号の反射を防止することができ、それによって、高速通信が可能になる。
【００２７】
（８）また、本発明は、上記（４）乃至（６）のいずれかにおいて、前記第２の電線の結合電極が開放終端していることを特徴とする。このように、開放終端させることによって、終端抵抗の接続が不要になるので低コスト化が可能になる。
【００２８】
（９）また、本発明は、上記（３）乃至（６）のいずれかにおいて、前記第１の電線は該第１の電線と差動対を形成する前記第１の電線と同じ構造の第３の電線と有するとともに、前記第２の電線は該第２の電線と差動対を形成する前記第２の電線と同じ構造の第４の電線を有し、前記第３の電線と前記第４の電線が前記結合部と平行に位置する第２の結合部において電磁界結合していることを特徴とする。このような構成を用いることによって、差動信号を用いた信号通信においても、コネクタにおける機械的接触方式及び電線露出の構造に伴う問題点を解消することができる。
【００２９】
（１０）また、本発明は、上記（９）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が整合終端していることを特徴とする。このように、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極を整合終端することによって、信号の反射が起こらないので、高速通信が可能になる。
【００３０】
（１１）また、本発明は、上記（１０）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の同じ側で整合終端していることを特徴とする。このように、同じ側で整合終端させることによって、近端結合側にのみ信号を伝搬する方向性結合器を構成することができる。
【００３１】
（１２）また、本発明は、上記（１０）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の互いに反対側で整合終端していることを特徴とする。このように、互いに反対側で終端させることによって、信号を左右に同じ振幅且つ同じ極性で伝搬させることができる。
【００３２】
（１３）また、本発明は、上記（１０）乃至（１２）において、前記第１の電線及び前記第３の電線をそれぞれ挿通する一対の平行な円筒状貫通孔と、前記一対の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導体層からなる一対の結合電極を備えた結合器に、前記一対の結合電極の一端を接続する導電体を形成して前記整合終端するための終端抵抗としたことを特徴とする。このような構造の結合器を用いることによって、終端抵抗を接続する手間を必要としなくなる。
【００３３】
（１４）また、本発明は、上記（１０）乃至（１２）において、前記一対の結合電極の両端にそれぞれ送受信器を接続し、伝搬方向の下流側に接続された前記送受信器に設けられている抵抗を前記終端抵抗としたことを特徴とする。このように、２つの送受信器を接続し、送受信器に備えられている抵抗を終端抵抗として用いることによって、終端抵抗を接続する手間を必要としなくなる。
【００３４】
（１５）また、本発明は、上記（９）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が開放終端していることを特徴とする。このように、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極を開放終端させることによって、終端抵抗の接続が不要になる。
【００３５】
（１６）また、本発明は、上記（１５）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の同じ側で開放終端していることを特徴とする。このように、同じ側で開放終端させることによって、従来信号を捨てていた遠端結合側では近端結合側の半分の信号を極性が変わることなく伝搬させることができる。
【００３６】
（１７）また、本発明は、上記（１５）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の互いに反対側で開放終端していることを特徴とする。このように、互いに反対側を開放終端させることによって、信号は若干弱くなるものの、信号を左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬させることができる。
【００３７】
（１８）また、本発明は、上記（９）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が抵抗を介さずに連結していることを特徴とする。このように、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極を連結して終端接続することによって、信号の反射が起こらないので高速通信が可能になるとともに、終端抵抗の接続が不要になる。
【００３８】
（１９）また、本発明は、上記（１８）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の同じ側で連結していることを特徴とする。このように、同じ側で連結した場合には、同じ側で整合終端させた場合と比較して結合度を改善するとともに、方向性を弱めることができる。
【００３９】
（２０）また、本発明は、上記（１８）において、前記第２の電線の結合電極と前記第４の電線の結合電極が、平行に配列する配列方向の互いに反対側で結合していることを特徴とする。このように、互いに反対側を開放終端させることによって、信号は弱くなるものの、信号を左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬させることができる。
【００４０】
（２１）また、本発明は、上記（１８）乃至（２０）のいずれかにおいて、前記第１の電線及び前記第３の電線をそれぞれ挿通する一対の平行な円筒状貫通孔と、前記一対の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導体層からなる一対の結合電極を備えた結合器に、前記一対の結合電極の一端を接続する良導電体を形成して連結部としたことを特徴とする。このような構造の結合器を用いることによって、一対の結合電極を接続する手間を必要としなくなる。
【００４１】
（２２）また、本発明は、上記（９）乃至（２１）のいずれかにおいて、前記結合部及び前記第２の結合部と異なる位置において、前記第１の電線と前記第３の電線からなる差動対に対して、第５の電線と第６の電線からなる差動対を電磁界結合させたことを特徴とする。このように、第３の差動対を電磁界結合することによって、バスとなる前記第１の電線と前記第３の電線からなる差動対を介したデータ接続が可能になる。
【００４２】
（２３）また、本発明は、上記（９）乃至（２１）において、前記結合部及び前記第２の結合部と電磁界結合できる位置において、前記第１の電線と前記第３の電線からなる差動対に対して、第５の電線と第６の電線からなる差動対を電磁界結合させたことを特徴とする。このように、第３の差動対を同じ場所で電磁界結合させることによって、前記第２の電線と前記第４の電線からなる差動対との間で直接的にデータ接続することが可能になる。
【００４３】
（２４）また、本発明は、上記（２２）または（２３）において、前記第２の電線及び前記第４の電線からなる差動対にデジタル信号を送信する送信手段を有するとともに、前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に誘起されたパルス信号の極性を判定して前記デジタル信号を復号する復号化手段を有することを特徴とする。このように、バスとなる前記第１の電線と前記第３の電線からなる差動対を介してデータ接続する際に、送信側の差動対の結合部の出力は、デジタル信号を微分したパルス信号となり、受信側の差動対の結合部の出力は、パルス信号を微分したパルス信号、したがって、デジタル信号を２階微分したパルス信号になるので、ヒステリシス付閾値により、受信したパルス信号の極性を判定することによりデジタル信号を復号化することができる。
【００４４】
（２５）また、本発明は、上記（２２）または（２３）において、前記第２の電線及び前記第４の電線からなる差動対にデジタル信号に応じた極性のパルス信号を送信する送信手段を有するとともに、前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に誘起された双極パルス信号の極性を判定して前記デジタル信号を復号する復号化手段を有することを特徴とする。このように、デジタル信号自体ではなく、デジタル信号に応じた極性のパルス信号を送信しても良く、その場合には、受信側の出力は双極性パルス信号になるので、設定した閾値を基にしてその極性を判定して復号化すれば良い。
【００４５】
（２６）また、本発明は、上記（２２）乃至（２３）において、前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に電磁界結合している差動対にテスト信号を送信するテスト信号送信手段を有するとともに、前記第１の電線及び前記第３の電線からなる差動対に電磁界結合している他の差動対で受信した信号極性を正規の極性に戻す極性調整手段を有することを特徴とする。このように、方向性結合方式を用いた場合には、受信したパルス信号に極性があるので、予めテスト信号を送信してその方向性を記憶しておくことで、受信した信号極性を正規の極性に戻すことができる。
【００４６】
（２７）また、本発明は、電磁界結合通信方法において、絶縁物で被覆された円筒状の内部導体を備えた第１の電線と、絶縁物で被覆された内部導体を備えた第２の電線とを結合部において、押圧により変形させない状態の前記第１電線を被覆する絶縁物の膜厚と前記第２の電線を被覆する絶縁物の膜厚の和より近接させて電磁界結合により前記第１の電線と前記第２の電線との間でデータ接続を行うことを特徴とする。このように、２つの電線を通常より近接させることによって、電磁界結合を用いてデータ接続が可能になる。
【００４７】
（２８）また、本発明は、上記（２７）において、前記第１の電線は該第１の電線と差動対を形成する前記第１の電線と同じ構造の第３の電線を有するとともに、前記第２の電線は該第２の電線と差動対を形成する前記第２の電線と同じ構造の第４の電線を有し、前記第３の電線と前記第４の電線が前記結合部と平行に位置する第２の結合部において押圧により変形させない状態の前記第３の電線を被覆する絶縁物の膜厚と前記第４の電線を被覆する絶縁物の膜厚の和より近接させて電磁界結合により前記第３の電線と前記第４の電線との間でデータ接続を行うことを特徴とする。このように、差動信号を用いた信号通信においても、近接配置による電磁界結合を用いることによって、コネクタにおける機械的接触方式及び電線露出の構造に伴う問題点を解消することができる。
【００４８】
（２９）また、本発明は、電磁界結合器において、絶縁物で被覆された円筒状の内部導体を備えた第１の電線を挿通する第１の円筒状貫通孔と、前記第１の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導電層からなり絶縁物で被覆された内部導体を備えた第２の電線の前記内部導体と接続される第１の結合電極とを有することを特徴とする。このように、円筒状貫通孔と、円筒状貫通孔の内壁に設けられた結合電極を備えることにより被覆電線用の結合器を実現することができ、それによって、近接配置による電磁界結合をより簡単に高度な作業性を要することなく実現することができる。
【００４９】
（３０）また、本発明は、上記（２９）において、前記第１の電線と差動対を形成する前記第１の電線と同じ構造の第３の電線を挿通する第２の円筒状貫通孔を有するとともに、前記第２の円筒状貫通孔の内壁に設けられた導電層からなり前記第２の電線と差動対を形成する前記第２の電線と同じ構造の第４の電線の前記内部導体と接続される第２の結合電極を有することを特徴とする。このように、差動信号を用いた信号通信においても、円筒状貫通孔と結合電極とを１対ずつ設けることによって、差動信号用の結合器を実現することができる。
【００５０】
（３１）また、本発明は、上記（３０）において、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の一端が、終端抵抗によって終端接続されていることを特徴とする。このように、結合器に終端抵抗を備えることによって、終端抵抗の接続作業を要することなく方向性結合器を実現することができる。
【００５１】
（３２）また、本発明は、上記（３１）において、前記終端抵抗が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の同じ側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする。このような構成により、近端結合側にのみ信号を伝搬する方向性結合器を構成することができる。
【００５２】
（３３）また、本発明は、上記（３１）において、前記終端抵抗が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の互いに反対側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする。このような構成により、信号を左右に同じ振幅且つ同じ極性で伝搬させる結合器を構成することができる。
【００５３】
（３４）また、本発明は、上記（３３）において、前記第１の結合電極が前記第１の円筒状貫通孔の内部の前記第１の円筒状貫通孔の延在方向の一方の側に設けられ、且つ、前記第２の結合電極が前記第２の円筒状貫通孔の内部の前記第１の結合電極から離れる側に設けられることを特徴とする。このような構成により、終端抵抗と第１の結合電極及び第２の結合電極を接続する接続配線が不要になるので、接続配線と第１の結合電極及び第２の結合電極との間の電磁干渉が発生することがない。
【００５４】
（３５）また、本発明は、上記（３０）において、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の一端が、良導電体により連結していることを特徴とする。このように、結合器自体に良導電体を備えることによって、第１の結合電極と第２の結合電極を抵抗を介することなく接続することができ、それによって、結合効率を向上することができる。
【００５５】
（３６）また、本発明は、上記（３５）において、前記良導電体が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の同じ側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする。このような構成により、方向性を弱くして遠端結合側にも信号を伝搬させることが可能になる。
【００５６】
（３７）また、本発明は、上記（３５）において、前記良導電体が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の互いに反対側で前記第１の結合電極と前記第２の結合電極に接続されていることを特徴とする。このような構成により、信号は弱くなるものの、信号を左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬させることができる。
【００５７】
（３８）また、本発明は、上記（３７）において、前記第１の結合電極が前記第１の円筒状貫通孔の内部の前記第１の円筒状貫通孔の延在方向の一方の側に設けられ、且つ、前記第２の結合電極が前記第２の円筒状貫通孔の内部の前記第１の結合電極から離れる側に設けられることを特徴とする。このような構成により、良導電体と第１の結合電極及び第２の結合電極との間の電磁干渉を小さくすることができる。
【００５８】
（３９）また、本発明は、上記（３０）において、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の一端が、開放終端していることを特徴とする。このように、開放終端にすることによって、遠端結合側にも極性を反転することなく信号を伝搬することができる。
【００５９】
（４０）また、本発明は、上記（３９）において、前記第１の結合電極と前記第２の電線の内部導体の接続箇所と、前記第２の結合電極と前記第４の電線の内部導体の接続箇所が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向の同じ側であることを特徴とする。このような構成により、開放端側に伝搬する信号と反対側に伝搬する信号に方向性を高めることができる。
【００６０】
（４１）また、本発明は、上記（３９）において、前記第１の結合電極と前記第２の電線の内部導体の接続箇所と、前記第２の結合電極と前記第４の電線の内部導体の接続箇所が、前記第１の結合電極と前記第２の結合電極の延在方向に対して互いに反対側であることを特徴とする。このような構成により、信号を左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬させることができる。
【発明の効果】
【００６１】
開示の被覆電線結合式情報通信網、電磁界結合通信方法及び電磁界結合器によれば、コネクタにおける機械的接触方式及び電線露出の構造に伴う問題点を電磁界結合方式を用いて解消することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態の被覆電線結合式情報通信網及び電磁界結合通信方法における結合部の説明図である。
【図２】被覆電線を用いた電磁界結合通信方法における結合度の周波数依存性の説明図である。
【図３】差動通信方式に適用した場合の説明図である。
【図４】結合器を用いて差動通信方式に適用した場合の説明図である。
【図５】結合器の説明図である。
【図６】本発明の実施例１の被覆電線結合式情報通信網の説明図である。
【図７】本発明の実施例２の被覆電線結合式情報通信網の結合部の側面図である。
【図８】本発明の実施例３の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図９】シミュレーション結果の説明図である。
【図１０】本発明の実施例４の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図１１】結合度の説明図である。
【図１２】結合度の距離ｄ依存性の説明図である。
【図１３】結合度の結合線路長Ｌ依存性の説明図である。
【図１４】本発明の実施例５の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図１５】具体的動作原理の説明図（１）である。
【図１６】具体的動作原理の説明図（２）である。
【図１７】結合器を用いた場合の実施例５の差動方式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図１８】本発明の実施例５に用いる結合器の周波数特性の説明図である。
【図１９】本発明の実施例５に用いる結合器の動作波形の説明図である。
【図２０】本発明の実施例５の被覆電線結合式情報通信網に用いる送受信器の一例の説明図である。
【図２１】本発明の実施例５の被覆電線結合式情報通信網に用いる送受信器の他の一例の説明図である。
【図２２】本発明の実施例６の被覆電線結合式情報通信網の結合部のシンボル図である。
【図２３】本発明の実施例７の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図２４】具体的動作原理の説明図（１）である。
【図２５】具体的動作原理の説明図（２）である。
【図２６】本発明の実施例７に用いる結合器の周波数特性の説明図である。
【図２７】本発明の実施例７に用いる結合器の動作波形の説明図である。
【図２８】本発明の実施例７の差動式の被覆電線結合式情報通信網の変形例の結合部の説明図である。
【図２９】本発明の実施例８の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図３０】具体的動作原理の説明図（１）である。
【図３１】具体的動作原理の説明図（２）である。
【図３２】本発明の実施例８に用いる結合器の周波数特性の説明図である。
【図３３】本発明の実施例８に用いる結合器の動作波形の説明図である。
【図３４】本発明の実施例９の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図３５】具体的動作原理の説明図（１）である。
【図３６】具体的動作原理の説明図（２）である。
【図３７】本発明の実施例９に用いる結合器の周波数特性の説明図である。
【図３８】本発明の実施例９に用いる結合器の動作波形の説明図である。
【図３９】本発明の実施例１０の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図４０】具体的動作原理の説明図（１）である。
【図４１】具体的動作原理の説明図（２）である。
【図４２】本発明の実施例１０に用いる結合器の周波数特性の説明図である。
【図４３】本発明の実施例１０に用いる結合器の動作波形の説明図である。
【図４４】本発明の実施例１１の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図４５】具体的動作原理の説明図（１）である。
【図４６】具体的動作原理の説明図（２）である。
【図４７】本発明の実施例１１に用いる結合器の周波数特性の説明図である。
【図４８】本発明の実施例１１に用いる結合器の動作波形の説明図である。
【図４９】本発明の実施例１１の差動式の被覆電線結合式情報通信網の変形例の結合部の説明図である。
【図５０】本発明の実施例１２の被覆電線結合式情報通信網の結合部のシンボル図である。
【図５１】本発明の実施例１３の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図５２】結合器を用いた場合の説明図である。
【図５３】本発明の実施例１３の変形例の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図である。
【図５４】本発明の実施例１４の被覆電線結合式情報通信網の結合部のシンボル図である。
【図５５】送受信波形の説明図である。
【図５６】本発明の実施例１５の受信側の概念的回路ブロック図である。
【図５７】送受信波形の説明図である。
【図５８】本発明の実施例１６に用いる受信回路の説明図である。
【図５９】送受信波形の説明図である。
【図６０】本発明の実施例１７の被覆電線結合式情報通信網の説明図である。
【図６１】従来の機械式コネクタを用いた結合機構の説明図である。
【図６２】短絡故障の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
ここで、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態の被覆電線結合式情報通信網及び電磁界結合通信方法を説明する。図１は本発明の実施の形態の被覆電線結合式情報通信網及び電磁界結合通信方法における結合部分の説明図であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は断面図であり、図１（ｃ）はシンボル図である。図に示すように、絶縁物３１で被覆された中心導体２１を備えた第１の電線１１と、絶縁物３２で被覆された中心導体２２を備えた第１の電線１２とを結合部４において、近接配置する。一方の電線を伝搬する信号は、結合部４において電磁界結合している他方の電線に信号を伝搬することによってデータ接続を行う。この場合の中心導体２１，２２は、良導電体であれば何でも良いが、典型的にはＣｕを用いる。また、絶縁物３１，３２としては、ポリエチレン等を用いれば良く、それをさらにビニール等で保護被覆しても良い。
【００６４】
図２は、被覆電線を用いた電磁界結合通信方法における結合度の周波数依存性の説明図であり、ここでは、結合部の長さを２０ｍｍとし、中心導体の外周面間の間隔を２．５ｍｍにしてシミュレーションを行った。図に示すように、３ＧＨｚ近傍で結合度は−１２ｄＢとなり、一方の電線を伝搬する信号の１／４の強度の信号が電磁界結合で第２の電線に伝搬することが分かった。このような結果は、本発明者にとっても予想外の結果であり、１／４の強度の信号の伝搬が可能であるという結果をもって、被覆電線の場合にも電磁界結合を用いることによってデータ接続が可能であるとの知見に至ったものである。また、１ＧＨｚ〜６ＧＨｚの比較的広い帯域において平坦な特性を示しているので、周波数帯域の広い電磁界結合が可能になる。
【００６５】
また、中心導体１１，１２の外周面間の間隔を２．５ｍｍより短くすると結合度は高くなり、それによって、通信品質が高くなり信頼性が向上するので、テープ或いはかしめ部材で押圧して距離を短くすることが望ましい。一方、間隔を２．５ｍｍより長くすると結合度は低下するが、通信に必要とされる結合度の範囲内で間隔が変わっても支障なく通信できる。
【００６６】
なお、結合部４においては、一方の電線の絶縁部を剥ぎ取り裸電線にして結合電極としても良く、この結合電極は平板状にしても良いし、円周の一部を欠いた円筒状にしても良く、この結合電極は他方の電線の内部導体の周囲を見込み角で９０°以上囲むようにすることが望ましい。
【００６７】
図３は、差動通信方式に適用した場合の説明図であり、図３（ａ）は一般的な近接配置した場合の概念的断面図であり、図３（ｂ）は、締め付け手段を用いて中心導体間の距離を縮めた場合の断面図である。ここでは、テープ６を締め付けることにより近接させる例とかしめ部材７を用いて近接させる場合を示している。この場合、第１の電線１１と第３の電線１３の差動対に差動信号が流れ、第２の電線１２と第４の電線１４の差動対に差動信号が流れ、第１の電線１１と第２の電線１２が電磁界結合し、第３の電線１３と第４の電線１４が電磁界結合する。なお、図における符号５は被覆絶縁膜である。
【００６８】
図４は、結合器を用いて差動通信方式に適用した場合の説明図であり、第１の電線１１と第３の電線１３の差動対と、第２の電線１２と第４の電線１４の差動対を結合器１０を用いて電磁界結合する。
【００６９】
図５は結合器の説明図であり、図５（ａ）は結合器の概念的斜視図であり、図５（ｂ）はその断面図である。結合器１０は一対の半円筒状の溝１２１，１２２が形成された底板部材１１と、表面に結合電極１５１，１５２が設けられた半円筒状の溝１４１，１４２が形成された上蓋部材１３とを備えている。なお、結合電極１５１，１５２の露出を避けるために、結合電極１５１，１５２の表面を薄い絶縁膜で被覆しても良い。
【００７０】
この底板部材１１と上蓋部材１３とをヒンジ１７を軸にして回転させて重ね合せることによって、第１の電線１１と第３の電線１３とが挿通する円筒状貫通孔１６１，１６２が形成される。なお、底板部材１１と上蓋部材１３とはクリップや係合機構を利用して固定する。
【００７１】
或いは、ヒンジ１７を形成せずに、底板部材１１と上蓋部材１３を重ね合せてネジ等で結合させても良く、この場合には、底板部材１１と上蓋部材１３との間に絶縁物シートを挟むことで、この絶縁物シートの膜厚で電線１１,１３と結合電極１５１，１５２との距離ｄを調整して結合度を任意に設定することができる。
【００７２】
結合電極１５１，１５２の一端にはそれぞれ第２の電線１２（中心導体２２）及び第４の電線１４（中心導体２４）が接続される。この場合、結合電極１５１，１５２の他端は、終端抵抗で整合終端させても良いし、開放終端にしても良いし、或いは、抵抗を介さずに連結させても良い。この場合、第２の電線１２及び第４の電線１４が接続される側が結合電極１５１，１５２の同じ側の端部でも良いし、或いは、互いに反対側の端部に接続するようにしても良い。
【００７３】
整合終端させる場合の終端抵抗は、抵抗素子、例えば、５０Ωの線路を用いて差動線路を構成した場合には、１００Ω（＝５０Ω＋５０Ω）の抵抗を外付けしても良いし、上蓋部材１３の半円筒状の溝１４１，１４２の間の平坦面の一端に予め１００Ωの抵抗膜を形成しておいても良い。或いは、結合電極１５１，１５２の入力側に送信用の送受信器を接続し、結合電極１５１，１５２の出力側に終端用の送受信器を接続しても良く、終端用の送受信器に設けられている抵抗を終端抵抗として用いることができる。また、抵抗を介さずに終端接続する場合には、上蓋部材１３の半円筒状の溝１４１，１４２の間の平坦面の一端に予め良電体膜を設けておけば良い。特に、結合部の導電体と同じ特性インピーダンスを有する良導電体を用いることが望ましい。
【００７４】
また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は結合電極の位置を変えた変形例の断面図である。図５（ｃ）の場合には、中央筐体１８の両側の側部筐体１９１，１９２を設け、中央筐体１８側に設けた溝の内面に結合電極１５３，１５４を設ける。この側部筐体１９１，１９２をヒンジ１７を軸として回転させることによって、円筒状貫通孔１６３，１６４が形成される。なお、中央筐体１８と側部筐体１９１，１９２とはクリップや係合機構を利用して固定する。
【００７５】
また、図５（ｄ）の場合には、中央筐体１８の両側の側部筐体１９１，１９２を設け、側部筐体１９１，１９２側に設けた溝の内面に結合電極１５５，１５６を設ける。この側部筐体１９１，１９２をヒンジ１７を軸として回転させることによって、円筒状貫通孔１６５，１６６が形成される。なお、この場合も中央筐体１８と側部筐体１９１，１９２とはクリップや係合機構を利用して固定する。
【００７６】
また、第１の電線１１と第３の電線１３の差動対をバスとして、複数の差動対を同じ位置の結合部或いは異なった位置の結合部において電磁界結合させても良い。このような構成にすることで、複数の差動対に同じデータを同報することができる。
【００７７】
本発明の実施の形態の被覆電線結合式情報通信網及び電磁界結合方式によれば、被覆電線を用いたデータ通信において、下記の作用効果が得られる。
１）非接触接続なので直流信号が流れず、短絡故障がネットワーク全体に波及しない。
２）非接触接続なので加速度による力が加わり通信距離が変化しても通信不良が起こらない。
３）電線が被膜されて防水構造になっているので、浸水による錆付きが発生することがない。
４）バスコンフリクトしても、バスに流れる電流は瞬時のパルス状の小さな電流であるので故障の原因とならない。
また、結合器を用いたとしても、第１の電線側に設けるだけであり、第２の電線は結合器のない一般の被覆電線であるので、
５）任意の箇所に結合部を設ければ良いので、近くのＬＡＮケーブルに短い配線で接続できる。
６）結合部を任意の箇所に設けるだけであるので、必要に応じて後から接続を追加できる。
７）バス基幹線となる第１の電線の絶縁被覆を破らずに絶縁被覆の上から第２の電線を近接配置してデータ接続できるので、設置が容易であり信頼性・耐久性の確保が可能になる。
【００７８】
なお、上記特許文献１においては、結合器が第１の信号線路と第２の信号線路の両側に備わり信号線路と同じ絶縁物に被膜され、信号線路及び結合器が平行平板で、特性インピーダンスが規定されている。また、通信距離が１ｍｍ程度である。一方、本発明では、結合器は一方だけに備わり導体と同じ絶縁物に被膜されず、導体が円筒型で結合器がそれを囲む形状で簡単な構造になっている。その結果、任意の箇所で容易に追加接続できる。また、特性インピーダンスを規定せず（結合器を終端する実施例を除いて）、通信距離は、円筒状の中心導体を囲む被膜が厚いので、後述するように、２．５ｍｍ乃至７．５ｍｍまで適用可能であり、通信距離においても大幅な改善が得られた。
【実施例１】
【００７９】
次に、図６を参照して、本発明の実施例１の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでは結合部の構成のみを説明する。図６は本発明の実施例１の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図６（ａ）は通常状態での断面図であり、図６（ｂ）は締め付け手段を用いて中心導体間の距離を縮めた場合の断面図である。中心導体２２１、２２２をポリエチレン製の絶縁体２３１，２３２で被覆したのち、さらにビニール製の保護被膜２４１，２４２で被覆した被覆電線２１１，２１２を接触させてテープ２５或いはかしめ金具２６で固定して結合部を形成する。
【００８０】
ここで、左図に示すように、テープ２５をきつく巻く或いは熱収縮させることによって中心導体２２１と中心導体２２２の距離を近接させて結合度を高める。或いは、右図に示すように、かしめ金具２６をかしめて圧接することによって、中心導体２２１と中心導体２２２の距離を近接させて結合度を高める。
【００８１】
本発明の実施例１においては、被覆電線２１１，２１２を近接させて結合部とし、結合部において電磁界結合させることによって、機械的接触を要するコネクタを用いることなく非接触でデータ接続を行うことが可能になる。特に、テープ２５やかしめ金具２６を用いることによって、両者をより近接させて結合度を高めることが可能になる。
【００８２】
この場合、被覆電線２１１，２１２の任意の箇所に結合部を設けるだけで良いので、近くのＬＡＮケーブルに短い配線で接続することが可能になる。なお、結合度に関しては、図２に示したように−１２ｄＢ程度の結合度を実現することが可能である。
【実施例２】
【００８３】
次に、図７を参照して、本発明の実施例２の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図７は本発明の実施例２の被覆電線結合式情報通信網の結合部の側面図であり、中心導体２２１をポリエチレン製の絶縁体２３１で被覆したのち、さらにビニール製の保護被膜２４１で被覆した被覆電線２１１に、中心導体２２２をポリエチレン製の絶縁体２３２で被覆したのち、さらにビニール製の保護被膜２４２で被覆した被覆電線２１２を複数回巻き付けて結合部２７を形成する。
【００８４】
このように、被覆電線２１１に被覆電線２１２を巻き付けることによって、結合部における見込み角θを大きくすることができるので、結合度を向上することができる。
【実施例３】
【００８５】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施例３の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみ説明する。図８は本発明の実施例３の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図８（ａ）は概念的側面図であり、図８（ｂ）乃至図８（ｄ）は接触状態を示す一部断面図である。図８（ａ）に示すように、結合線路長Ｌの結合部２７において、被覆電線２１２の中心導体２２２を結合電極２８に接続し、この結合電極２８と被覆電線２１１の中心導体２２１とを電磁界結合させる。
【００８６】
結合電極２８は、図８（ｂ）に示すように平板状の結合電極２８１でも良いし、図８（ｃ）に示すように円周の一部を切り欠いた円筒状の結合電極２８２でも良い。また、差動方式の被覆電線の場合には、図８（ｄ）に示すように、一方の被覆電線２１３を被覆電線２１１に結合する結合電極２８３で約半周分覆うようにし、他方の被覆電線２１４を被覆電線２１２に結合する結合電極２８４で約半周分覆うようにしても良い。
【００８７】
このような結合電極２８を用いた結合方式においては結合線路長Ｌが長いほど、帯域は狭くなるが低周波数での結合度が大きくなるので、自動車用等の低速な通信に適する。一方、結合線路長Ｌが短いほど、低周波数での結合度が弱くなるが、帯域は広くなるので高速通信に適する。
【００８８】
図９は、シミュレーション結果の説明図であり、ここでは、図８（ｃ）に示したタイプの結合電極について、その見込み角θを９０°、１８０°、２７０°とした場合を示している。図から明らかなように、見込み角θが大きいほど結合度は高いが、それほど差はないので、９０°程度であれば十分である。因みに、最大値が得られる３ＧＨｚ近傍における結合度は、θ＝９０°の場合は−４．５ｄＢ程度であり、θ＝１８０°の場合は−３ｄＢ程度であり、θ＝２７０°の場合には−２ｄＢ程度である。
【実施例４】
【００８９】
次に、図１０乃至図１３を参照して、本発明の実施例４の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図１０は、本発明の実施例４の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、ここでは結合器を用いる。図１０（ａ）は結合器の説明図であり、図１０（ｂ）は結合状態の説明図である。
【００９０】
図１０（ａ）に示すように、結合器３０は半円筒状の溝３２が形成された底板部材３１と、表面に結合電極３５が設けられた半円筒状の溝３４が形成された上蓋部材３３とを備えている。図１０（ｂ）に示すように、底板部材３１と上蓋部材３３とをヒンジ３７を軸にして回転させて重ね合せることによって、被覆電線２１１が挿通する円筒状貫通孔３６が形成される。また、結合電極３５には被覆電線２１２の中心導体２２２が接続される。
【００９１】
図１１は、結合度の説明図であり、中心導体２１１と結合電極３５との距離ｄを２．５ｍｍとし、結合線路長Ｌを２０ｍｍにした場合を示しており、３ＧＨｚ近傍での結合度は−２．５８４ｄＢであった。比較のために実施例１の結合度も示しているが、結合度が大幅に向上していることがわかる。
【００９２】
図１２は結合度の距離ｄ依存性の説明図であり、ここでは、見込み角θを１８０°、結合線路長Ｌを２０ｍｍとし、距離ｄを２．５ｍｍ、５ｍｍ、７．５ｍｍとした例を示している。図に示すように、距離ｄが短いほど結合度が高くなるが、ｄ＝７．５ｍｍの場合にも、−９ｄＢ程度の結合度が得られる。因みに、各例の結合度のピーク値は、ｄ＝２．５ｍｍの場合には、−２．５８４ｄＢ＠２．８７５ＧＨｚ、ｄ＝５ｍｍの場合には、−５．０５１ｄＢ＠３．３６４ＧＨｚ、ｄ＝７．５ｍｍの場合には、−８．９８０ｄＢ＠３．５００ＧＨｚとなる。
【００９３】
図１３は、結合度の結合線路長Ｌ依存性の説明図であり、ここでは、見込み角θ＝１８０°、距離ｄを２．５ｍｍとして、結合線路長Ｌを２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍとした例を示している。図に示すように、結合度はほぼ同じであるが、結合線路長Ｌが長くなるほど、帯域が狭くなるが低周波での結合度が大きくなる。因みに、各例の結合度のピーク値は、Ｌ＝２０ｍｍの場合には、−２．５８４ｄＢ＠２．８７５ＧＨｚ、Ｌ＝４０ｍｍの場合には、−５．５５７ｄＢ＠１．４３２ＧＨｚ、Ｌ＝６０ｍｍの場合には、−２．５５８ｄＢ＠０．９２４ＧＨｚとなる。
【００９４】
このように、結合器を用いることによって、所定の見込み角θと距離ｄと結合線路長Ｌを一定にした電磁界結合を容易に実現することが可能になる。
【実施例５】
【００９５】
次に、図１４乃至図２１を参照して、本発明の実施例５の差動式の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図１４は本発明の実施例５の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図１４（ａ）は概念的構成図であり、図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図である。図１４（ａ）に示すように、差動式の被覆電線に電磁結合方式を適用する場合には、絡み合っている被覆電線２１１と被覆電線２１３との一部を平行状態にして結合部２７を形成し、ここで他の差動式の被覆電線２１２，２１４との間で電磁界結合を行う。この時、被覆電線２１２，２１４の出力端側を１００Ωの終端抵抗２９によって整合終端させておく。
【００９６】
図１４（ｂ）に示すように、理想的には被覆電線２１２から入力した正信号の１／２は電磁界結合により被覆電線２１１を図において左側に伝搬し、他の１／２は被覆電線２１２を右側に伝搬するが、右側に伝搬した信号は終端抵抗２９で熱として消費される。したがって、被覆電線２１１を伝搬する際には１ｐ１方向に伝搬し、１ｐ２方向には伝搬しない。被覆電線２１４から入力した負信号も極性が反転するだけで、正信号と同様な伝搬となる。したがって、差動対をなす被覆電線２１１，２１３の左方向にのみ信号が伝搬することになり、完全な方向性結合となる。なお、ここでは、計算を簡単にするために、近端結合を０．５とし、遠端結合を０と仮定して計算を行っている。図１４（ｃ）は入力側と終端側を図１４（ｂ）と逆にしたものであり、差動対をなす被覆電線２１１，２１３の右方向にのみ信号が伝搬することになる。
【００９７】
図１５及び図１６は、具体的動作原理の説明図であり、まず、図１５（ａ）に示すように、結合部の右端で整合終端している場合を説明する。図１５（ｂ）は被覆電線２１２を伝搬する正信号の一例を示す波形図であり、図１５（ｃ）は被覆電線２１４を伝搬する負信号の一例を示す波形図である。被覆電線２１２からの正信号が結合部の左端から右端に向けて伝搬するとき、結合部において被覆電線２１２と被覆電線２１１の間に相互キャパシタンスＣと相互インダクタンスＭが連続して存在するので、ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）およびｖ＝Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）の結合作用により、容量結合性電流と誘導結合性電流が被覆電線２１１に誘起して流れ、左端では、図１５（ｄ）に示した波形の電磁界結合波が現れる。また、右端では図１５（ｅ）に示した電磁界結合波が現れる。
【００９８】
この時、上記の特許文献１で詳述しているように、容量結合性電流と誘導結合性電流が誘起して伝搬するが、容量結合性電流の半分は近端へ後戻りし、半分は遠端へ前進し、いずれの電流も流れる先にある終端抵抗で正の電圧信号を生じる。一方で、誘導結合性電流は、入力信号の電流ループの向きと逆回りになり、近端では正の電圧信号を生じるが、遠端では負の電圧信号を生じる。その結果、近端に誘起される信号は図１５（ｄ）となり、遠端に誘起される信号は図１５（ｅ）となる。結合度が―６ｄＢ程度に強い場合、典型的には、容量結合性電流と誘導結合性電流が等しくなり、遠端において両信号が相殺する結果、図１５（ｅ）に示す遠端に誘起される信号は非常に小さくなる。
【００９９】
一方、負信号に関しても、被覆電線２１４からの負信号が結合部の左端から右端に向けて伝搬するとき、被覆電線２１３の左端では、図１６（ａ）に示した波形の電磁界結合波が現れる。また、右端では図１６（ｂ）に示した電磁界結合波が現れる。
【０１００】
したがって、差動信号としては、左端では図１６（ｃ）に示したように、図１６（ａ）の波形を反転させた波形と図１５（ｄ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。一方、右端側には、図１６（ｄ）に示したように、図１６（ｂ）の波形を反転させた波形と図１５（ｅ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。
【０１０１】
図１７は結合器を用いた場合の実施例５の差動方式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図１７（ａ）は概念的構成図であり、図１７（ｂ）は結合器の斜視図であり、図１７（ｃ）は結合器のシンボル図であり、図１７（ｄ）は結合器の断面図である。図１７（ａ）に示すように、結合部に結合器４０１を設けて電磁界結合を行う。
【０１０２】
図１７（ｂ）に示すように、結合器４０１は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１１と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３１とを備えている。また、上蓋部材４３１の平坦面には結合電極４５１，４５２を接続する終端抵抗４６が形成されている。
【０１０３】
この底板部材４１１と上蓋部材４３１とをヒンジ４７を軸にして回転させて重ね合せることによって、図１７（ｄ）に示すように、被覆電線２１１と被覆電線２１３とが挿通する円筒状貫通孔４８１，４８２が形成される。また、結合電極４５１，４５２の他端にはそれぞれ被覆電線２１２（中心導体２２２）及び被覆電線２１４（中心導体２２４）が接続される。この時、被覆電線２１１と被覆電線２１２の結合及び被覆電線２１３と被覆電線２１４の結合を十分強くすることを目的として、被覆電線２１１と被覆電線２１３との間の干渉を弱くすることが望ましい。そのためには、被覆電線２１１と被覆電線２１２の距離に対して、被覆電線２１１と被覆電線２１３の距離Ｗを３倍以上に大きくすることが望ましく、例えば、結合の距離ｄが５ｍｍの場合、Ｗは１５ｍｍとする。
【０１０４】
図１８は、本発明の実施例５に用いる結合器の周波数特性の説明図であり、左方向に伝搬する近端結合による信号の結合度は−１０ｄＢ程度になり、右方向に伝搬する遠端結合による信号の結合度は−２０ｄＢ程度になり強い方向性が得られる。
【０１０５】
図１９は、本発明の実施例５に用いる結合器の動作波形の説明図であり、ここでは、1ｎｓｅｃ後に１００ｐｓｅｃの立ち上がり時間で振幅１Ｖのステップ信号を印加した場合の電磁界シミュレーション結果を示している。図１９（ａ）に示すように、結合器４０１の左側に伝搬する１ｐ１及び１ｎ１の振幅は極性が反転しているだけで、入力するステップ信号のほぼ１／２の振幅のパルス信号が伝搬することが分かる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、０．４６７Ｖ＠１．１１１ｎｓｅｃ，１６．２４ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１０６】
一方、図１９（ｂ）に示すように、結合器４０１の右側に伝搬する１ｐ２及び１ｎ２の振幅は非常に小さく、実質的に信号が伝搬しないことが分かる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、７０．４４ｍＶ＠１．１００ｎｓｅｃ，−６５．０５ｍＶ＠１．２３６ｎｓｅｃ，−９．７３１ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１０７】
このように、被覆電線を用いた差動式通信方式においても電磁界結合を用いることによって、非接触でデータ接続することが可能になる。特に、結合器を用いることで安定した電磁界結合を行うことが可能になる。
【０１０８】
図２０は本発明の実施例５の被覆電線結合式情報通信網に用いる送受信器の一例の説明図であり、従来より提案している電磁界結合方式の通信装置に用いる送受信器と同じ構成の送受信器を示しており、このような回路構成の送受信器は高速通信用に好適である。
【０１０９】
図２１は本発明の実施例５の被覆電線結合式情報通信網に用いる送受信器の他の一例の説明図であり、ＣＭＯＳ回路構成を用いているので、図２０に示した送受信器よりも低消費電力化が可能になる。
【実施例６】
【０１１０】
つぎに、図２２を参照して、本発明の実施例６の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、上記の実施例５の変形例である。図２２は、本発明の実施例６の被覆電線結合式情報通信網の結合部のシンボル図であり、結合部２７において、被覆電線２１２，２１４の一端に送受信器３８１を接続し、他端に送受信器３８２を接続したものである。
【０１１１】
この場合、どちらか一方の送受信回路の電流源を切って回路をｄｉｓａｂｌｅとすることによって、ｄｉｓａｂｌｅにした送受信回路に備わっている抵抗を終端抵抗として用いることができ、実施例５のように特別の終端抵抗を必要としない。どちらの送受信回路を終端用に用いるかは信号の伝送方向により出力端側になる送受信回路の電流源を切れば良い。例えば、図の左方向（１ｐ１および１ｎ1方向）に信号を伝搬する場合は、送受信器３８１でデータを送信して、送受信器３８２をｄｉｓａｂｌｅにすれば良い。
【実施例７】
【０１１２】
次に、図２３乃至図２７を参照して、本発明の実施例７の差動式の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図２３は本発明の実施例７の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図２３（ａ）は概念的構成図であり、図２３（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図である。また、図２３（ｃ）は結合器の斜視図である。図２３（ａ）に示すように、本発明の実施例７においては、結合器４０２において、被覆電線２１２，２１４の端部を整合終端させる場合に、結合器４０２の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して終端抵抗４６により整合終端させる。
【０１１３】
この場合の信号の伝搬状態は、被覆電線２１１を伝搬する信号は上記の実施例５と同じであり、被覆電線２１３を伝搬する信号は上記の実施例５と反対向きに伝搬する。即ち、図２３（ｂ）に示すように、理想的には被覆電線２１２から入力した正信号の１／２は電磁界結合により被覆電線２１１を図において左側に伝搬し、他の１／２は被覆電線２１２を右側に伝搬するが、右側に伝搬した信号は終端抵抗４６で熱として消費される。したがって、被覆電線２１１を伝搬する際には１ｐ１方向に伝搬し、１ｐ２方向には伝搬しない。被覆電線２１４から入力した負信号も極性が反転するとともに、伝搬方向が反転する。なお、ここでは、計算を簡単にするために、近端結合を０．５とし、遠端結合を０と仮定して計算を行っている。
【０１１４】
図２３（ｃ）は結合器の斜視図であり結合器４０２は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１２と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３２とを備えている。また、上蓋部材４３２の平坦面には結合電極４５１，４５２を接続する終端抵抗４６及び接続配線６０が形成されている。
この場合、結合電極４５１，４５２と接続配線６０との間の電磁干渉を低減するために、結合電極４５１，４５２と接続配線６０との間隔を十分取る必要がある。したがって、図１７（ｂ）に示した結合器４０１より幅広になる。
【０１１５】
図２４及び図２５は、具体的動作原理の説明図であり、図２４（ｄ）に示す１ｐ１方向に伝搬する信号波形及び図２４（ｅ）に示す１ｐ２方向に伝搬する信号波形は実施例５の場合と同様である。一方、図２５（ａ）に示す１ｎ１方向に伝搬する信号波形及び図２５（ｂ）に示す１ｎ２方向に伝搬する信号波形は実施例５の場合と極性は同じであるが伝搬方向が反転している。
【０１１６】
したがって、差動信号としては、左端では図２５（ｃ）に示したように、図２５（ａ）の波形を反転させた波形と図２４（ｄ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。一方、右端側には、図２５（ｄ）に示したように、図２５（ｂ）の波形を反転させた波形と図２４（ｅ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。その結果、伝搬する信号の振幅としては実施例５の場合の半分になるが、左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬する結合器となる。
【０１１７】
図２６は、本発明の実施例７に用いる結合器の周波数特性の説明図であり、近端結合の曲線と遠端結合の曲線とが重なっており、左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬することが確認された。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における結合度は、左側から−１０．１２６ｄＢ＠１．４１０ＧＨｚ，−７．２５５ｄＢ＠３．９１０ＧＨｚ，−１０．６０４ｄＢ＠６．４１０ＧＨｚである。
【０１１８】
図２７は、本発明の実施例７に用いる結合器の動作波形の説明図であり、ここでも、1ｎｓｅｃ後に１００ｐｓｅｃの立ち上がり時間で振幅１Ｖのステップ信号を印加した場合の電磁界シミュレーション結果を示している。図２７（ａ）に示すように、結合器４０２の左側に伝搬する１ｐ１は実施例５とほぼ同様であるが、１ｎ１の振幅は図１９（ｂ）で示した１ｎ２とほぼ同様になる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、０．４６６７Ｖ＠１．１１１ｎｓｅｃ，１６．２４ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。また、図において、白色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、−７０．３８ｍＶ＠１．１００ｎｓｅｃ，６５．０９ｍＶ＠１．２３６ｎｓｅｃ，１６．２４ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１１９】
一方、図２７（ｂ）に示すように、結合器４０２の右側に伝搬する１ｐ２及び１ｎ２の振幅は、図２７（ａ）における１ｐ１及び１ｎ１を反転させた信号波形になる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、７０．４４ｍＶ＠１．１００ｎｓｅｃ，−６５．０５ｍＶ＠１．２３６ｎｓｅｃ，−９．７３１ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。また、図において、白色の逆三角形で示した点における振幅は、−４６９．３ｍＶ＠１．１００ｎｓｅｃである。
【０１２０】
このように、結合器４０２の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して終端抵抗４６により整合終端させることにより、信号を左右に同じ振幅で且つ同極性で伝搬させることが可能になる。また、パルスが短く閉じるのでシンボル間干渉が小さく、高速通信に適した結合器となる。
【０１２１】
次に、図２８を参照して、本発明の実施例７の差動式の被覆電線結合式情報通信網の変形例の結合部を説明する。図２８は本発明の実施例７の差動式の被覆電線結合式情報通信網の変形例の結合部の説明図であり、図２８（ａ）は概念的構成図であり、図２８（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図である。また、図２８（ｃ）は結合器の斜視図である。
【０１２２】
図２８（ａ）に示すように、本発明の実施例７の変形例においては、結合器４０３において、結合器４０３の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して終端抵抗４６により被覆電線２１２，２１４の端部を整合終端させる際に、結合器４０３の長さを長くして接続配線を不要にした。そのため、結合器４０３の幅は実施例７の結合器４０１の幅と同様である。また、図２８（ｂ）に示すように、この場合の信号の伝搬状態は、図２３（ｂ）に示した実施例７の場合と同様である。
【０１２３】
図２８（ｃ）は結合器の斜視図であり結合器４０３は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１３と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３３とを備えている。ここでは、一方の結合電極４５１を溝４４１の左半分に設け、他方の結合電極４５２を溝４４２の右半分に設け、両者を終端抵抗４６で直接接続する。したがって、接続配線６０を設ける工程が不要になるとともに、結合電極４５１，４５２と接続配線６０との間の電磁干渉を考慮する必要がなくなる。
【実施例８】
【０１２４】
次に、図２９乃至図３３を参照して、本発明の実施例８の差動式の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図２９は本発明の実施例８の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図２９（ａ）は概念的構成図であり、図２９（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図であり、図２９（ｃ）は結合器を用いた場合の結合器の斜視図である。
【０１２５】
図２９（ａ）に示すように、差動式の被覆電線に電磁結合方式を適用する場合には、絡み合っている被覆電線２１１と被覆電線２１３との一部を平行状態にして結合器４０４を形成し、ここで他の差動式の被覆電線２１２，２１４との間で電磁界結合を行う。この時、被覆電線２１２，２１４の出力端側を開放して開放終端にする。
【０１２６】
図２９（ｂ）に示すように、理想的には被覆電線２１２から入力した正信号の１／２は電磁界結合により被覆電線２１１を伝搬する際に１ｐ１方向に伝搬し、被覆電線２１２の開放端で全反射した信号が左方向に伝搬する際に同じく１／２だけ１ｐ２方向に伝搬する。したがって、１ｐ２方向に伝搬する信号の強度は１／４（＝１／２×１／２）となる。被覆電線２１４から入力した負信号も極性が反転するだけで、正信号と同様な伝搬となる。したがって、差動対をなす被覆電線２１１，２１３の右方向には左方向に伝搬する信号の１／２が極性が反転せずに伝搬することになる。なお、ここでも、計算を簡単にするために、近端結合を０．５とし、遠端結合を０と仮定して計算を行っている。
【０１２７】
図２９（ｃ）に示すように、この場合の結合器４０４は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１４と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３４とを備えている。この場合には、終端抵抗を形成しない。この場合も底板部材４１４と上蓋部材４３４とをヒンジ４７を軸にして回転させて重ね合せることで被覆電線２１１，２１３を挿通する円筒状貫通孔が形成される。
【０１２８】
図３０及び図３１は、具体的動作原理の説明図であり、図３０（ａ）は結合器のシンボル図であり、ここでは、右端が開放終端している場合を説明する。  図３０（ｂ）は被覆電線２１２を伝搬する正信号の一例を示す波形図であり、図３０（ｃ）は、被覆電線２１４を伝搬する負信号の一例を示す波形図である。被覆電線２１２からの正信号が結合部の左端から右端に向けて伝搬するとき容量結合性電流と誘導結合性電流が被覆電線２１１に誘起して流れ、左端では、図３０（ｄ）に示した波形の電磁界結合波が現れる。また、右端では図３０（ｅ）に示した電磁界結合波が現れる。
【０１２９】
一方、負信号に関しても、被覆電線２１４からの負信号が結合部の左端から右端に向けて伝搬するとき、左端では、図３１（ａ）に示した波形の電磁界結合波が現れる。また、右端では図３１（ｂ）に示した電磁界結合波が現れる。
【０１３０】
したがって、差動信号としては、左端では図３１（ｃ）に示したように、図３１（ａ）の波形を反転させた波形と図３０（ｄ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。一方、右端側には、図３１（ｄ）に示したように、図３１（ｂ）の波形を反転させた波形と図３０（ｅ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。
【０１３１】
図３２は、本発明の実施例８に用いる結合器の周波数特性の説明図であり、図１８に示した整合終端の場合に比べて方向性が弱くなっている。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における結合度は、左側から−４．５００ｄＢ＠１．１６０ＧＨｚ，−１．９８１ｄＢ＠３．８６０ＧＨｚ，−４．８８８ｄＢ＠４．９６０ＧＨｚである。また、図において、白色の逆三角形で示した点における結合度は、左側から−７．５５５ｄＢ＠１．１６０ＧＨｚ，−４．４５３ｄＢ＠２．７１０ＧＨｚ，−７．７０７ｄＢ＠５．０１０ＧＨＺである。
【０１３２】
図３３は、本発明の実施例８に用いる結合器の動作波形の説明図であり、ここでも、1ｎｓｅｃ後に１００ｐｓｅｃの立ち上がり時間で振幅１Ｖのステップ信号を印加した場合の電磁界シミュレーション結果を示している。図３３（ａ）に示すように、結合器４０４の左側に伝搬する１ｐ１及び１ｎ１は実施例５とほぼ同様で極性が反転しているだけで、入力するステップ信号のほぼ１／２の振幅のパルス信号が伝搬することが分かる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、０．４６９３Ｖ＠１．１１０ｎｓｅｃ，９．６１９ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１３３】
一方、図３３（ｂ）に示すように、結合器４０４の右側に伝搬する１ｐ２及び１ｎ２の振幅は、１ｐ１及び１ｎ１方向に伝搬する信号の約半分の振幅の信号が伝搬する。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、２２７．４ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃ，２５．６７ｍＶ＠２．３７０ｎｓｅｃである。
【０１３４】
このように、本発明の実施例８においては結合器を開放終端しているので、遠端結合部において信号を終端抵抗により捨てることなく、近端結合部の１／２の強度ではあるが有効利用することが可能になる。
【実施例９】
【０１３５】
次に、図３４乃至図３８を参照して、本発明の実施例９の差動式の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図３４は本発明の実施例９の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図３４（ａ）は概念的構成図であり、図３４（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図である。また、図３４（ｃ）は結合器の斜視図である。図３４（ａ）に示すように、本発明の実施例９においては、結合器４０５において、被覆電線２１２，２１４の端部を開放終端させる場合に、結合器４０５の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して被覆電線２１２，２１４と接続する。
【０１３６】
この場合の信号の伝搬状態は、被覆電線２１１を伝搬する信号は上記の実施例８と同じであり、被覆電線２１３を伝搬する信号は上記の実施例８と左右で振幅が逆になる。即ち、図３４（ｂ）に示すように、理想的には被覆電線２１２から入力した正信号の１／２は被電磁界結合により覆電線２１１を伝搬する際に１ｐ１方向に伝搬し、被覆電線２１２の開放端で全反射した信号が左方向に伝搬する際に同じく１／２だけ１ｐ２方向に伝搬する。したがって、１ｐ２方向に伝搬する信号の強度は１／４（＝１／２×１／２）となる。被覆電線２１４から入力した負信号は入力方向が逆になるので極性が反転した信号が互いに逆方向に伝搬する。なお、ここでも、計算を簡単にするために、近端結合を０．５とし、遠端結合を０と仮定して計算を行っている。
【０１３７】
図３４（ｃ）は結合器の斜視図であり結合器４０５は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１５と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３５とを備えている。この実施例９においては、中心導体２２２，２２４を結合器４０５に対して互いに逆の端部でそれぞれ結合電極４５１，４５２と接続する。
【０１３８】
図３５及び図３６は、具体的動作原理の説明図であり、図３５（ｄ）に示す１ｐ１方向に伝搬する信号波形及び図３５（ｅ）に示す１ｐ２方向に伝搬する信号波形は実施例８の場合と同様である。一方、図３６（ａ）に示す１ｎ１方向に伝搬する信号波形及び図３６（ｂ）に示す１ｎ２方向に伝搬する信号波形は実施例８の場合と極性は同じであるが伝搬方向が反転している。
【０１３９】
したがって、差動信号としては、左端では図３６（ｃ）に示したように、図３６（ａ）の波形を反転させた波形と図３５（ｄ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。一方、右端側には、図３６（ｄ）に示したように、図３６（ｂ）の波形を反転させた波形と図３５（ｅ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。その結果、伝搬する信号の振幅としては実施例７より小さくなるが、左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬する結合器となる。
【０１４０】
図３７は、本発明の実施例９に用いる結合器の周波数特性の説明図であり、近端結合の曲線と遠端結合の曲線とが重なっており、左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬することが確認された。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における結合度は、左側から−１３．５２０ｄＢ＠０．４１０ＧＨｚ，−１０．４５０ｄＢ＠０．８６０ＧＨｚ，−１３．５４３ｄＢ＠１．２６０ＧＨｚである。
【０１４１】
図３８は、本発明の実施例９に用いる結合器の動作波形の説明図であり、ここでも、1ｎｓｅｃ後に１００ｐｓｅｃの立ち上がり時間で振幅１Ｖのステップ信号を印加した場合の電磁界シミュレーション結果を示している。図３８（ａ）に示すように、結合器４０５の左側に伝搬する１ｐ１は実施例８とほぼ同様であるが、１ｎ１の振幅は図３３（ｂ）で示した１ｎ２とほぼ同様になる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、０．４５９５Ｖ＠１．１４２ｎｓｅｃである。また、図において、白色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、５２．６６ｍＶ＠１．２３６ｎｓｅｃ，−２２７．４ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１４２】
一方、図３８（ｂ）に示すように、結合器４０２の右側に伝搬する１ｐ２及び１ｎ２の振幅は、図３８（ａ）における１ｐ１及び１ｎ１を反転させた信号波形になる。
【０１４３】
このように、結合器４０５の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して開放終端させることにより、信号を左右に同じ振幅で且つ同極性で伝搬させることが可能になる。
【実施例１０】
【０１４４】
次に、図３９乃至図４３を参照して、本発明の実施例１０の差動式の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図３９は本発明の実施例１０の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図３９（ａ）は概念的構成図であり、図３９（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図であり、図３９（ｃ）は結合器を用いた場合の結合器の斜視図である。
【０１４５】
図３９（ａ）に示すように、差動式の被覆電線に電磁結合方式を適用する場合には、絡み合っている被覆電線２１１と被覆電線２１３との一部を平行状態にして結合器４０６を形成し、ここで他の差動式の被覆電線２１２，２１４との間で電磁界結合を行う。この時、被覆電線２１２，２１４の出力端側を連結する。
【０１４６】
図３９（ｂ）に示すように、理想的には被覆電線２１２から入力して右方向に伝搬する正信号の１／２は結合部で被覆電線２１１を伝搬する際に１ｐ１方向（左方向）に伝搬し、１ｐ２方向（右方向）には伝搬しない。残りの１／２の信号が連結部４９を介して被覆電線２１４を左方向に伝搬する際に、被覆電線２１３の１ｎ２方向に１／２の１／２の１／４の信号が伝搬し、１ｎ１側には伝搬しない。被覆電線２１４から入力した負信号も極性が反転するだけで、正信号と同様な伝搬となる。したがって、差動対をなす被覆電線２１１，２１３の右方向には左方向に伝搬する信号の１／２が極性が反転した状態で伝搬することになる。なお、ここでも、計算を簡単にするために、近端結合を０．５とし、遠端結合を０と仮定して計算を行っている。
【０１４７】
図３９（ｃ）に示すように、この場合の結合器４０６は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１６と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３６とを備えている。また、上蓋部材４３６の平坦面には結合電極４５１，４５２を接続する良導電体からなる連結部４９が形成されている。この場合も底板部材４１６と上蓋部材４３６とをヒンジ４７を軸にして回転させて重ね合せることで被覆電線２１１，２１３を挿通する円筒状貫通孔が形成される。
【０１４８】
図４０及び図４１は、具体的動作原理の説明図であり、図４０（ａ）は結合器のシンボル図であり、ここでは、右端が連結している場合を説明する。  図４０（ｂ）は正信号の一例を示す波形図であり、図４０（ｃ）は、負信号の一例を示す波形図である。被覆電線２１２からの正信号が結合部の左端から右端に向けて伝搬するとき容量結合性電流と誘導結合性電流が被覆電線２１１に誘起して流れる。更に、被覆電線２１４からの負信号が連結部を超えた後に被覆電線２１２を右端から左端に向けて伝搬するときにも容量結合性電流と誘導結合性電流が被覆電線２１１に誘起して流れる。その結果、被覆電線２１１の結合部左端では、図４０（ｄ）に示した波形の電磁界結合波が現れる。また、右端では図４０（ｅ）に示した電磁界結合波が現れる。
【０１４９】
一方、負信号に関しても、被覆電線２１４からの負信号が結合部の左端から右端に向けて伝搬するとき、容量結合性電流と誘導結合性電流が被覆電線２１２に誘起して流れる。更に、被覆電線２１２からの正信号が連結部を超えた後に被覆電線２１４を右端から左端に向けて伝搬するときにも容量結合性電流と誘導結合性電流が被覆電線２１２に誘起して流れる。その結果、被覆電線２１２の結合部左端では、図４１（ａ）に示した波形の電磁界結合波が現れる。また、右端では図４２（ｂ）に示した電磁界結合波が現れる。
【０１５０】
したがって、差動信号としては、左端では図４１（ｃ）に示したように、図４１（ａ）の波形を反転させた波形と図４０（ｄ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。一方、右端側には、図４１（ｄ）に示したように、図４１（ｂ）の波形を反転させた波形と図４０（ｅ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。
【０１５１】
図４２は、本発明の実施例１０に用いる結合器の周波数特性の説明図であり、整合終端に比べて広帯域化しているとともに、方向性が弱まることが確認された。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における結合度は、左側から−７．４７７ｄＢ＠０．８１０ＧＨｚ，−３．４３７ｄＢ＠３．４１０ＧＨｚ，−７．２９７ｄＢ＠６．６６０ＧＨｚである。
【０１５２】
図４３は、本発明の実施例１０に用いる結合器の動作波形の説明図であり、ここでも、1ｎｓｅｃ後に１００ｐｓｅｃの立ち上がり時間で振幅１Ｖのステップ信号を印加した場合の電磁界シミュレーション結果を示している。図４３（ａ）に示すように、結合器４０６の左側に伝搬する１ｐ１及び１ｎ１の振幅は極性が反転しているだけで、入力するステップ信号のほぼ１／２の振幅のパルス信号が伝搬することが分かる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、０．４６８２Ｖ＠１．１１１ｎｓｅｃ，３１．６５ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１５３】
一方、図４３（ｂ）に示すように、結合器４０６の右側に伝搬する１ｐ２及び１ｎ２の振幅は小さく、且つ、１ｐ１及び１ｎ１方向に伝搬する信号と極性が反転する。因みに、図において白色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、０．４１０７Ｖ＠１．２３６ｎｓｅｃ，９５．７９ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。
【０１５４】
このように、結合器４０６の一対の結合電極の端部を連結させることによって、遠端結合部において終端抵抗により捨てていた信号を、近端結合部の１／２の強度で且つ極性が反転した信号ではあるが有効利用することが可能になる。
【実施例１１】
【０１５５】
次に、図４４乃至図４８を参照して、本発明の実施例１１の差動式の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、ここでも結合部のみを説明する。図４４は本発明の実施例１１の差動式の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図４４（ａ）は概念的構成図であり、図４４（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図である。また、図４４（ｃ）は結合器の斜視図である。図４４（ａ）に示すように、本発明の実施例１１においては、結合器４０７において、被覆電線２１２，２１４の端部を良導電体を用いて連結させる際に、結合器４０７の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して連結部４９で連結させる。
【０１５６】
この場合の信号の伝搬状態は、図４４（ｂ）に示すように、理想的には被覆電線２１２から入力して右方向に伝搬する正信号の１／２は結合部で被覆電線２１１を伝搬する際に１ｐ１方向（左方向）に伝搬し、１ｐ２方向（右方向）には伝搬しない。残りの１／２の信号が連結部４９を介して被覆電線２１４を右方向に伝搬する際に、被覆電線２１３の１ｎ１方向に１／２の１／２の１／４の信号が伝搬し、１ｎ２側には伝搬しない。被覆電線２１４から入力した負信号も極性及び伝搬方向が反転するだけで、正信号と同様な伝搬となる。したがって、差動対をなす被覆電線２１１，２１３の左右方向には同じ振幅で同じ極性の信号が伝搬することになる。なお、ここでも、計算を簡単にするために、近端結合を０．５とし、遠端結合を０と仮定して計算を行っている。
【０１５７】
図４４（ｃ）は結合器の斜視図であり結合器４０７は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１７と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３７とを備えている。また、上蓋部材４３７の平坦面には結合電極４５１，４５２を良導電体で接続して連結部４９を形成している。この場合、結合電極４５１，４５２と連結部４９との間の電磁干渉を低減するために、結合電極４５１，４５２と連結部４９との間隔を十分取る必要がある。したがって、図２３（ｃ）に示した結合器４０２と同様に幅広になる。
【０１５８】
図４５及び図４６は、具体的動作原理の説明図であり、図４５（ｄ）に示す１ｐ１方向に伝搬する信号波形及び図４５（ｅ）に示す１ｐ２方向に伝搬する信号波形は実施例１０の場合と同様である。一方、図４６（ａ）に示す１ｎ１方向に伝搬する信号波形及び図４６（ｂ）に示す１ｎ２方向に伝搬する信号波形は実施例１０の場合と極性は同じであるが伝搬方向が反転している。
【０１５９】
したがって、差動信号としては、左端では図４６（ｃ）に示したように、図４６（ａ）の波形を反転させた波形と図４５（ｄ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。一方、右端側には、図４６（ｄ）に示したように、図４６（ｂ）の波形を反転させた波形と図４５（ｅ）に示した波形を重ね合わせた波形が伝搬する。その結果、伝搬する信号の振幅は実施例１０の場合より小さくなるが、左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬する結合器となる。
【０１６０】
図４７は、本発明の実施例１１に用いる結合器の周波数特性の説明図であり、近端結合の曲線と遠端結合の曲線とが重なっており、左右に同じ振幅で且つ同じ極性で伝搬することが確認された。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における結合度は、左側から−６．７３４ｄＢ＠１．１６０ＧＨｚ，−３．９０９ｄＢ＠２．０６０ＧＨｚ，−６．６４９ｄＢ＠２．９１０ＧＨｚである。
【０１６１】
図４８は、本発明の実施例１１に用いる結合器の動作波形の説明図であり、ここでも、1ｎｓｅｃ後に１００ｐｓｅｃの立ち上がり時間で振幅１Ｖのステップ信号を印加した場合の電磁界シミュレーション結果を示している。図４８（ａ）に示すように、結合器４０７の左側に伝搬する１ｐ１は実施例１０とほぼ同様であるが、１ｎ１方向に伝搬する波形は振幅が小さく位相の遅れた反転極性の信号となる。因みに、図において黒色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、０．４６６７Ｖ＠１．１１１ｎｓｅｃ，２２．８１ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃである。また、図において、白色の逆三角形で示した点における振幅は、左側から、−２４５．２ｍＶ＠１．５２０ｎｓｅｃ，−２５．７６ｍＶ＠２．３７０ｎｓｅｃである。一方、図４８（ｂ）に示すように、結合器４０７の右側に伝搬する１ｐ２及び１ｎ２の振幅は、図４８（ａ）における１ｐ１及び１ｎ１を反転させた信号波形になる
【０１６２】
このように、結合器４０７の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して連結部４９により連結させることにより、信号を左右に同じ振幅で且つ同極性で伝搬させることが可能になる。
【０１６３】
次に、図４９を参照して、本発明の実施例１１の差動式の被覆電線結合式情報通信網の変形例の結合部を説明する。図４９は本発明の実施例１１の差動式の被覆電線結合式情報通信網の変形例の結合部の説明図であり、図４９（ａ）は概念的構成図であり、図４９（ｂ）はシンボル図を用いた信号の伝搬状態の説明図である。また、図４９（ｃ）は結合器の斜視図である。
【０１６４】
図４９（ａ）に示すように、本発明の実施例１１の変形例においては、結合器４０８において、結合器４０８の一対の結合電極の正極と負極とを互いに逆向きに配置して良導電体からなる連結部４９により被覆電線２１２，２１４の端部が揃った位置において連結させている。また、図４９（ｂ）に示すように、この場合の信号の伝搬状態は、図４４（ｂ）に示した実施例１０の場合と同様である。
【０１６５】
図４９（ｃ）は結合器の斜視図であり結合器４０８は一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１８と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３８とを備えている。ここでは、一方の結合電極４５１を溝４４１の左半分に設け、他方の結合電極４５２を溝４４２の右半分に設け、中央部において、両者を良導電体で接続して連結部４９を形成する。したがって、結合電極４５１，４５２と連結部４９との間の電磁干渉を考慮する必要がなくなる。
【実施例１２】
【０１６６】
次に、図５０を参照して、本発明の実施例１２の被覆電線結合式情報通信網を説明する。図５０は本発明の実施例１２の被覆電線結合式情報通信網の結合部のシンボル図であり、一つの差動の被覆電線２１１，２１３の対をバスとして、３つの差動対（（２１２，２１４)、（２１５，２１６）、（２１７，２１８））を異なった結合箇所において電磁界結合したものである。
【０１６７】
この場合、バスを介して各差動対の間でデータ接続が行われるが、仮に、一つの差動対に短絡５０が発生しても、結合部となる電磁界結合コネクタは直流信号を流さないので、機械式のコネクタとは異なり短絡がネットワーク全体に波及することがない。したがって、自動車や航空機用のＬＡＮのように高い信頼性が要求される用途に好適である。
【実施例１３】
【０１６８】
次に、図５１乃至図５３を参照して、本発明の実施例１３の被覆電線結合式情報通信網を説明する。図５１は本発明の実施例１３の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図５１（ａ）はシンボル図であり、図５１（ｂ）は結合部における概念的断面図である。図５１（ａ）に示すように、一つの差動の被覆電線２１１，２１３の対をバスとして、２つの差動対（（２１２，２１４)、（２１５，２１６））を同じ結合箇所において電磁界結合したものである。
【０１６９】
このような同じ個所での電磁界結合を行う場合には、例えば、図５１（ｂ）に示すように、３つの被覆電線の差動対（（２１２，２１４）、（２１１，２１３)、（２１５，２１６））をかしめ金具２６を用いて圧接すれば良い。
【０１７０】
図５１（ｂ）に示すような結合状態においては、バスとなる被覆電線２１１，２１３の差動対を伝搬する同じデータを被覆電線２１２，２１４の差動対と被覆電線２１５，２１６の差動対に同報することができる。
【０１７１】
図５２は、結合器を用いた場合の説明図であり、図５２（ａ）は結合器の斜視図であり、図５２（ｂ）は結合状態を示す概念的断面図である。図５２（ａ）に示すように、この場合の結合器４０９は表面に結合電極４５３,４５４が設けられた一対の半円筒状の溝４２１，４２２が形成された底板部材４１９と、表面に結合電極４５１，４５２が設けられた半円筒状の溝４４１，４４２が形成された上蓋部材４３９とを備えている。この場合、底板部材４１９の結合電極４５３，４５４は被覆電線２１２，２１４に対応し、上蓋部材４３９に設けた結合電極４５１，４５２が被覆電線２１５，２１６に対応する。この場合も底板部材４１９と上蓋部材４３９とをヒンジ４７を軸にして回転させて重ね合せることで被覆電線２１１，２１３を挿通する円筒状貫通孔４８１，４８２が形成される。
【０１７２】
図５３は本発明の実施例１３の変形例の被覆電線結合式情報通信網の結合部の説明図であり、図５３（ａ）はシンボル図であり、図５３（ｂ）は結合部における概念的断面図である。図５３（ａ）に示すように、一つの差動の被覆電線２１１，２１３の対をバスとして、２つの差動対（（２１２，２１４）、（２１５，２１６））を同じ結合箇所において電磁界結合したものである。この時、（２１１，２１３）／（２１２，２１４）／（２１５，２１６）の積層順序で積層する。
【０１７３】
このような積層順序で電磁界結合を行う場合には、例えば、図５３（ｂ）に示すように、３つの被覆電線の差動対（（２１１，２１３）、（２１２，２１４)、（２１５，２１６））を（２１１，２１３）／（２１２，２１４）／（２１５，２１６）の順序で積層したのち、かしめ金具２６を用いて圧接すれば良い。
【０１７４】
図５３（ｂ）に示すような結合状態においては、バスとなる被覆電線２１１，２１３の差動対を伝搬する同じデータを被覆電線２１２，２１４の差動対と被覆電線２１５，２１６の差動対に同報することができる。但し、この場合には、被覆電線２１５，２１６の差動対に伝達される信号は、被覆電線２１２，２１４の差動対に伝達される信号より弱くなる。
【実施例１４】
【０１７５】
次に、図５４及び図５５を参照して、本発明の実施例１４の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、この実施例１４は信号の伝送−復号方法に関するものである。図５４は本発明の実施例１４の被覆電線結合式情報通信網の結合部のシンボル図であり、被覆電線２１１，２１３の対をバスとして、２つの差動対（（２１２，２１４)、（２１５，２１６））を異なった結合箇所において結合器４０１０，４０１１により電磁界結合したものである。この実施例１４においては、被覆電線２１２，２１４からなる差動対に図２０に示した送受信器３８１を接続し、被覆電線２１５，２１６からなる差動対に図２０に示した送受信器３８２を接続している。但し、機能をわかりやすくするために、送信側の送受信器３８１が送信器のシンボルで示し、受信側の送受信器３８２は受信器のシンボルで示している。
【０１７６】
図５５は送受信波形の説明図であり、図５５（ａ）は、送受信器３８１からのＮＲＺ（ノンリターンツーゼロ）のデジタル信号波形である。図５５（ｂ）は、結合器４０１０の出力波形であり、デジタル信号を微分した波形になっている。図５５（ｃ）は結合器４０１１の出力波形であり、図５５（ｂ）の出力をさらに微分した波形になっている。図５５（ｄ）は送受信器３８２における受信信号の波形であり、送受信器３８２において、図５５（ｃ）に示すヒステリシス付しきい値を用いて結合器４０１１の出力波形の極性を判定してデジタル信号に復号したものである。
【実施例１５】
【０１７７】
次に、図５６及び図５７を参照して、本発明の実施例１５の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、この実施例１５も信号の伝送−復号方法に関するものであり、実施例１４の伝送−復号方法を改良したものである。即ち、実施例１４の方法の場合には、同じビット（０または１）が連続するときには送信は行われずにノイズ耐性が劣化するという問題がある。また、データ送信のリズムが一定ではないので、クロック抽出がより困難になるという問題もある。なお、結合状態は図５４に示した実施例１４の結合状態と同様である。
【０１７８】
そこで、送信側では同じビットが多ビット連続しないように、８ｂｉｔ−１０ｂｉｔ符号化やマンチェスタ符号化を行って送信する。受信側では、クロック抽出回路で抽出したクロック信号を用いてデータをラッチすることによりノイズ耐性を高めるようにした。
【０１７９】
図５６は、本発明の実施例１５の受信側の概念的回路ブロック図であり、受信信号を増幅する増幅回路７１、増幅した信号の極性を判定する判定回路７２と、増幅した信号からクロックを抽出するクロック抽出回路７３を設け、両方の出力をラッチ回路７４に入力して受信データを復号化する。
【０１８０】
図５７は送受信波形の説明図であり、図５７（ａ）は、送受信器３８１に入力されるＮＲＺ（ノンリターンツーゼロ）のデジタル信号波形である。図５７（ｂ）は、マンチェスタ符号化した送信波形である。図５７（ｃ）は送受信器３８１から出力される送信信号の波形である。この送信信号が結合器４０１０の出力で微分された波形となり、次に結合器４０１１の出力で更に微分された波形となるが、それは図５５（ｂ）及び図５５（ｃ）に示したのと同様である。図５７（ｄ）は送受信器３８２においてクロック抽出回路で抽出したクロック波形である。図５７（ｅ）はクロック波形を用いてマンチェスタ符号化された受信信号を復号化した受信データ波形である。
【０１８１】
図５７に示すように、送信信号をマンチェスタ符号化するともに、受信した信号からクロックを抽出して復号化しているので、同じビットが連続してもノイズの影響を受けずに復号化することが可能になる。
【実施例１６】
【０１８２】
次に、図５８及び図５９を参照して、本発明の実施例１６の被覆電線結合式情報通信網を説明するが、この実施例１６も信号の伝送−復号方法に関するものであり、実施例１４或いは実施例１５の伝送−復号方法を改良したものである。即ち、実施例１４或いは実施例１５の方法の場合には、データ転送速度が遅い場合、つまり、次のデータを送信するまでの時間が長い場合には、送信電流が流れたままの状態となり、データ転送速度が遅いのにもかかわらず送信電力は一定になり、低消費電力化が困難になる。
【０１８３】
そこで、実施例１６においては、送信波形を短パルスにすることで送信電流が流れる時間をデータ転送速度と無関係に短く一定にする。次のデータを転送するまでの間は送信電流が流れないので、データ転送速度が遅ければそれに比例して送信電力を低減することができる。
【０１８４】
図５８は本発明の実施例１６に用いる受信回路の説明図であり、二つの比較回路によって判定回路を構成している。図５９とともに後述するように、短パルスを本発明の結合器に送信と受信のために２回通すと、信号波形が２階微分されて、図５９（ｃ）に示すような双極パルス信号になる。この双極パルス信号を受信するため、しきい値＋ΔＶｔと−ΔＶｔとを設定した２つの比較器を備えた受信回路が必要になる。なお、結合状態は図５４に示した実施例１４の結合状態と同様である。
【０１８５】
図５９は送受信波形の説明図であり、図５９（ａ）は、送受信器３８１からのデジタル信号に応じた極性のパルス信号波形である。図５９（ｂ）は、結合器４０１０の出力波形であり、パルス波形を微分した波形になっている。図５９（ｃ）は被覆電線２１５，２１６に誘起された双極パルス信号波形である。図５９（ｄ）は図５９（ｃ）に示す双極パルス信号波形を２つの比較器に設定したしきい値＋ΔＶｔと−ΔＶｔと比較してその極性を判定して元のデジタル信号に復号したものである。
【実施例１７】
【０１８６】
次に、図６０を参照して、本発明の実施例１７の被覆電線結合式情報通信網を説明する。図６０は本発明の実施例１７の被覆電線結合式情報通信網の説明図であり、図６０（ａ）は結合状態を示すシンボル図であり、図６０（ｂ）及び図６０（ｃ）は受信信号の説明図である。図６０（ａ）に示すように、送信側の結合器を結合電極の右側を連結した結合器４０１２，４０１４を用いる。したがって、右側に接続した被覆電線２１７，２１８からなる差動対から左側へ伝搬される差動信号波形は図６０（ｂ）に示した波形になる。一方、被覆電線２１２，２１４からなる差動対から右側に伝搬される差動信号波形は図６０（ｃ）に示すように、図６０（ｂ）の差動信号波形を反転させて強度を１／２とした波形になる。
【０１８７】
したがって、図６０（ａ）に示すように、被覆電線２１５，２１６からなる差動対に接続した送受信器３８２が右側の差動対に接続した送受信器３８３からの１０１１００のパルス信号を受信した場合には、極性を反転して受信するので、０１００１１の反転したパルス信号として受信する。一方、被覆電線２１２，２１４からなる差動対に接続した送受信器３８１が１０１１００のパルス信号を送信した場合には、右側に伝搬する信号は結合器４０１２により極性が反転するので、０１００１１のパルス信号となる。しかし、送受信器３８２は左からの信号は反転せずに受信するので、受信した信号は０１００１１の反転したパルス信号のままとなり、いずれの場合も送受信器３８２は反転したパルス信号を受信することになる。
【０１８８】
そこで、予めテスト信号を用いて通信することで、反転信号か否かを受信器として機能する送受信器３８２に記憶させて、反転信号を受信した場合には、その反転信号をさらに反転させて正規の信号極性に戻すようにする。この場合、各結合器の連結端がどちらであっても、結合器の向きや接続順番を変えない限り極性は変わらないので、一度極性判定を行えば、以後は正しくデータを受信できることになる。
【符号の説明】
【０１８９】
１１，１２，１３，１４  電線
２１，２２，２３，２４  中心導体
３１，３２，３３，３４  絶縁物
４  結合部
５  被覆絶縁膜
６  テープ
７  かしめ部材
１０  結合器
１１  底板部材
１２１，１２２  溝
１３  上蓋部材
１４１，１４２  溝
１５１〜１５６  結合電極
１６１〜１６６  円筒状貫通孔
１７  ヒンジ
１８  中央筐体
１９１，１９２  側部筐体
２１１〜２１８  被覆電線
２２１，２２２，２２４〜２２６  中心導体
２３１，２３２  絶縁体
２４１，２４２  保護被膜
２５  テープ
２６  かしめ金具
２７  結合部
２８，２８１〜２８４  結合電極
２９  終端抵抗
３０  結合器
３１  底板部材
３２  溝
３３  上蓋部材
３４  溝
３５  結合電極
３６  円筒状貫通孔
３７  ヒンジ
３８１〜３８３  送受信器
４０１〜４０１４  結合器
４１１〜４１９  底板部材
４２１，４２２  溝
４３１〜４３９  上蓋部材
４４１，４４２  溝
４５１〜４５４  結合電極
４６  終端抵抗
４７  ヒンジ
４８１〜４８６  円筒状貫通孔
４９  連結部
５０  短絡
６０  接続配線
７１  増幅回路
７２  判定回路
７３  クロック抽出回路
７４  ラッチ回路
８０  メモリモジュール
８１  基板
８２  メモリ素子
８３  接続端子
９０  ＤＩＭＭコネクタ
９１  筐体
９２  バネ部材
９３  留め金
１００  回路基板
１１１，１１２  バス
１１３〜１１８  配線
１１９  短絡
【図１】
2014225768.tif 000003
【図２】
2014225768.tif 000004
【図３】
2014225768.tif 000005
【図４】
2014225768.tif 000006
【図５】
2014225768.tif 000007
【図６】
2014225768.tif 000008
【図７】
2014225768.tif 000009
【図８】
2014225768.tif 000010
【図９】
2014225768.tif 000011
【図１０】
2014225768.tif 000012
【図１１】
2014225768.tif 000013
【図１２】
2014225768.tif 000014
【図１３】
2014225768.tif 000015
【図１４】
2014225768.tif 000016
【図１５】
2014225768.tif 000017
【図１６】
2014225768.tif 000018
【図１７】
2014225768.tif 000019
【図１８】
2014225768.tif 000020
【図１９】
2014225768.tif 000021
【図２０】
2014225768.tif 000022
【図２１】
2014225768.tif 000023
【図２２】
2014225768.tif 000024
【図２３】
2014225768.tif 000025
【図２４】
2014225768.tif 000026
【図２５】
2014225768.tif 000027
【図２６】
2014225768.tif 000028
【図２７】
2014225768.tif 000029
【図２８】
2014225768.tif 000030
【図２９】
2014225768.tif 000031
【図３０】
2014225768.tif 000032
【図３１】
2014225768.tif 000033
【図３２】
2014225768.tif 000034
【図３３】
2014225768.tif 000035
【図３４】
2014225768.tif 000036
【図３５】
2014225768.tif 000037
【図３６】
2014225768.tif 000038
【図３７】
2014225768.tif 000039
【図３８】
2014225768.tif 000040
【図３９】
2014225768.tif 000041
【図４０】
2014225768.tif 000042
【図４１】
2014225768.tif 000043
【図４２】
2014225768.tif 000044
【図４３】
2014225768.tif 000045
【図４４】
2014225768.tif 000046
【図４５】
2014225768.tif 000047
【図４６】
2014225768.tif 000048
【図４７】
2014225768.tif 000049
【図４８】
2014225768.tif 000050
【図４９】
2014225768.tif 000051
【図５０】
2014225768.tif 000052
【図５１】
2014225768.tif 000053
【図５２】
2014225768.tif 000054
【図５３】
2014225768.tif 000055
【図５４】
2014225768.tif 000056
【図５５】
2014225768.tif 000057
【図５６】
2014225768.tif 000058
【図５７】
2014225768.tif 000059
【図５８】
2014225768.tif 000060
【図５９】
2014225768.tif 000061
【図６０】
2014225768.tif 000062
【図６１】
2014225768.tif 000063
【図６２】
2014225768.tif 000064