(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体を絶縁体で被覆した同軸電線が２本撚り合わされ、もしくは２本平行に並べられた同軸電線対を、複数本集合させた多心ケーブルであって、
各前記同軸電線の前記中心導体が、１９本以上の素線を撚った撚り線、または単線であり、
前記同軸電線は、前記絶縁体の周囲に外部導体を有し、
前記外部導体は、素線径（ｍｍ）／絶縁体外径（ｍｍ）が０．０９以下を満足する前記素線を横巻きしてなり、前記横巻きの巻き角度は５〜１０°である、多心ケーブル。
【請求項２】
前記同軸電線は、ＰＥＴテープないしフッ素樹脂による外被を有し、前記絶縁体は、末端基がフッ素化されたＰＦＡまたはＦＥＰである、請求項１に記載の多心ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速デジタル信号等の信号伝送に用いられる多心ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の進展により、通信ケーブルの使用周波数帯域がＧＨｚ帯域まで広がっている。また、コンピュータとディスプレイを接続するインターフェイス規格用に適合させたＤＶＩ（Digital Visual Interface）ケーブル等では、２本の絶縁電線を用いて差動信号伝送を行うことが主流となっている。この作動信号伝送は、位相を１８０°異ならせた正相と逆相の作動信号を２本の絶縁電線に同時に入力して送信し、受信側で差分合成するもので、出力を高めることができるとともにノイズ除去機能も有している。
【０００３】
差動信号伝送を行うときに、２本の絶縁電線間で信号の伝搬速度に差があると、受信側に到達する時間に時間差（遅延時間）が生じる。この遅延時間差はスキューと呼ばれるが、スキューがあると受信信号に波形歪みが生じると共に、外部に対してノイズを発生するなどの悪影響を及ぼす。信号の遅延時間は、信号導体の物理長と波長短縮率で決定される電気長に依存する。波長短縮率は、信号導体とシールド導体間の比誘電率εの１／２乗に依存し、比誘電率は静電容量と絶縁層外径／導体径に関係している。従って、２本の絶縁電線を絶縁する絶縁体の構成で比誘電率に差があるような場合は、スキューが大きくなる。
【０００４】
上記のようなスキューを低減させる技術に関して、例えば特許文献１には、撚線からなる中心導体を絶縁体で被覆した同軸ケーブルを複数本収納した多心信号ケーブルが開示されている。この多心信号ケーブルは、同軸ケーブルの中心導体と絶縁体との密着力（引抜力／導体断面積）を一定の値以上とすることで、中心導体と絶縁体との間の隙間を小さくして、ケーブル長手方向でのスキューの変動を低減させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２本の絶縁電線を撚り合せて、もしくは２本平行に並べた絶縁電線対では、２本の絶縁電線対が同一の構成であればそのスキューは低減される。しかしながら、絶縁電線の製造時に中心導体の周囲を絶縁体で被覆する際、中心導体と絶縁体との間に隙間が生じると誘電率が変動し、これにより絶縁電線の長手方向でスキューが大きくなるという問題がある。
特許文献１では、撚り線からなる中心導体と絶縁体との密着力を最適化することでスキューの変動を低減させている。中心導体と絶縁体との間の隙間をさらに小さくすることで、ケーブル長手方向のスキューをさらに低減させることが望まれる。
【０００７】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、中心導体と絶縁体の周囲の誘電率を安定化させ、ケーブル長手方向でのスキューを低減した多心ケーブルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による多心ケーブルは、中心導体を絶縁体で被覆した同軸電線が２本撚り合わされ、もしくは２本平行に並べられた同軸電線対を、複数本集合させた多心ケーブルであって、各前記同軸電線の前記中心導体が、１９本以上の素線を撚った撚り線、または単線であり、前記同軸電線は、前記絶縁体の周囲に外部導体を有し、前記外部導体は、素線径（ｍｍ）／絶縁体外径（ｍｍ）が０．０９以下を満足する前記素線を横巻きしてなり、前記横巻きの巻き角度は５〜１０°である、多心ケーブルである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中心導体と絶縁体の周囲の誘電率を安定化させ、ケーブル長手方向でのスキューを低減した多心ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による多心ケーブルの構成例を示す図である。
【図２】多心ケーブルに適用する同軸電線対の構成例を示す図である。
【図３】多心ケーブルに適用する同軸電線対の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本願の多心ケーブルに係る発明は、
（１）中心導体を絶縁体で被覆した同軸電線が２本撚り合わされ、もしくは２本平行に並べられた同軸電線対を、複数本集合させた多心ケーブルであって、各前記同軸電線の前記中心導体が、１９本以上の素線を撚った撚り線、または単線であり、前記同軸電線は、前記絶縁体の周囲に外部導体を有し、前記外部導体は、素線径（ｍｍ）／絶縁体外径（ｍｍ）が０．０９以下を満足する前記素線を横巻きしてなり、前記横巻きの巻き角度は５〜１０°である、多心ケーブルである。これにより、中心導体と絶縁体の周囲の誘電率を安定化させ、ケーブル長手方向でのスキューを低減した多心ケーブルを得ることができる。また、細径化、柔軟性、耐屈曲性（機械的特性）、経済性に優れ、かつ良好なシールド特性を有する同軸電線を備えた多心ケーブルが得られる。
【００１２】
（２）前記同軸電線は、ＰＥＴテープないしフッ素樹脂による外被を有し、前記絶縁体は、末端基がフッ素化されたＰＦＡまたはＦＥＰとすることが好ましい。これにより、情報処理装置間の高速デジタル信号伝送用に好適な細径の多心ケーブルが得られる。またフッ素樹脂は薄肉加工性が良好であり、ケーブルの細径化に有効である。またフッ素樹脂は、動摩擦係数が低いため耐屈曲特性が良好となる。
【００１４】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る多心ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【００１５】
図１は、本発明による多心ケーブルの構成例を示す図である。図中、１は多心ケーブル、２は同軸電線、３は同軸電線対、４は他の電線、５は抑え巻き、６はシールド導体、７はシースである。
多心ケーブル１は、中心導体を絶縁体で被覆した同軸電線２が２本撚り合わされ、もしくは２本平行に並べられた同軸電線対３を複数本集合して構成される。この例では４本の同軸電線対３が集合されているが集合数は限定されない。また、多心ケーブル１には、複数の同軸電線対３の他、必要に応じて他の電線４を同軸電線対３とともに集合させることができる。他の電線４としては、低速信号伝送用電線、グランド線、電源線などを用いることができる。
【００１６】
複数本の同軸電線対３と他の電線４は、抑え巻き５により集合形状が保持される。抑え巻き５は、集合した同軸電線対３の周囲を樹脂テープなどで横巻き（螺旋状）に巻き付けて形成する。そして抑え巻き５の周囲には、複数本のシールド用の金属線を横巻きもしくは編組することや金属テープを横巻きすることで共通シールド導体６を形成する。そして共通シールド導体６の周囲をケーブルシース７により保護している。ケーブルシース７は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリウレタンなどの樹脂を用いて押出し成形により被覆成形することができる。
【００１７】
２本の同軸電線２を対にした同軸電線対３を用い、位相が１８０°反転された信号を２本の同軸電線２に同時に入力して送信し、受信側で差分合成することで受信側で信号出力を２倍にすることができる。また、送信から受信に至る伝送経路途中で受けたノイズ信号は、１対の同軸電線２に等しく加えられているので、受信側で作動信号として出力したときにキャンセルされ、ノイズが除去される。
【００１８】
図２は、多心ケーブル１に適用する同軸電線対３の構成例を示す図である。同軸電線対３は、同軸電線２を２本撚り合わせた形態（ツイストペア）とすることができる。
各同軸電線２は、中心導体１１を絶縁体１２で覆い、絶縁体１２の外周に外部導体１３を配置し、その外側を外被１４で被覆した構成のものが用いられる。中心導体１１には、例えば錫メッキ軟鋼線や錫メッキ銅合金線が用いられ、複数の素線を撚り合わせたもの、もしくは単線の構成のものが用いられる。いずれの場合にも中心導体１１は、ＡＷＧ（American Wire Gauge）３０〜４０相当の外径とする。これにより情報処理装置間の高速デジタル信号伝送用に好適な細径の多心ケーブルが得られる。
【００１９】
絶縁体１２には、フッ素樹脂、例えば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）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体）を用いることができ、好適にはこれらをフッ素化した耐熱性の高いフッ素樹脂が用いられる。フッ素化されたフッ素樹脂としては、末端基をフッ素化（−ＣＦ３）したフッ素樹脂を用いることができる。フッ素樹脂は薄肉加工性が良好であり、ケーブルの細径化に適している。またフッ素樹脂は、動摩擦係数が低いため耐屈曲特性が良好となる。
【００２０】
外部導体１３は、例えば錫メッキ軟鋼線による素線を横巻きにしたものである。このとき、外部導体１３は、素線径（ｍｍ）／絶縁体外径（ｍｍ）が０．０９以下を満足する素線を横巻きしてなる。例えば、ＡＷＧ４０の同軸電線で絶縁体外径が０．２４ｍｍであれば外部導体の素線径は０．０２１ｍｍ以下とする。横巻きの巻き角度は５〜１０°とされる。巻き角度は、絶縁体１２の長手方向中心軸に直交する方向に対して傾斜した角度として定義される。横巻き角度が１０°より大きいと耐屈曲性が十分でなく、５°より小さいと製造時にシールド層が開く不具合がある。素線径（ｍｍ）／絶縁体外径（ｍｍ）が０．０９以下である導体素線を横巻きして外部導体１３を形成することで、細径化、柔軟性、耐屈曲性（機械的特性）、経済性に優れ、かつ良好なシールド特性を有する同軸電線２が得られる。
また、外部導体１３としては、素線を編組構造で配して形成してもよく、さらにシールド機能を向上させるために金属箔を併設する構造としてもよい。
【００２１】
外被１４は、ポリエステル（ＰＥＴ）テープなどの樹脂テープを巻き付けて形成される。またフッ素樹脂等の樹脂材を押出し被覆成形してもよい。
【００２２】
図３は、多心ケーブル１に適用する同軸電線対３の他の構成例を示す図である。図３に示すように、同軸電線対３は、２本の同軸電線２を撚らずに平行に並べ、抑え巻きでその形状を保持したものとしてもよい。
同軸電線２は、図２で説明したものと同様に、中心導体１１を絶縁体１２で覆い、その周囲に外部導体１３を配置して外被１４で被覆して形成される。平行に並べた２本の同軸電線２の周囲には、抑え巻き１５が施されて１対の同軸電線構造が保持される。抑え巻き１５は、ポリエステルなどの樹脂テープを巻き付けて形成することができる。
【００２３】
上記の構成で、本発明に係る実施形態では、多心ケーブル１の各同軸電線対３におけるスキューをより低減させる構成として、各同軸電線２が備える中心導体１１を、単線または、１９本以上の素線を撚った撚り線とする。
上記のように、同軸電線２の中心導体１１と絶縁体１２との周囲に隙間が生じると誘電率が変動し、これにより同軸電線２の長手方向で遅延時間が変動してスキューが大きくなる。同軸電線２の中心導体１１が複数の素線を撚った撚り線からなっている場合、撚り線の表面には凹凸が形成されるため、撚り線からなる中心導体１１と絶縁体１２とに隙間が生じるまた、複数の素線を撚った撚り線の内部にも隙間が存在する。
【００２４】
しかし、本発明に係る実施形態で、同軸電線２を構成する中心導体１１の素線数１９本以上とすることで、通常の７本の素線を撚った中心導体１１よりも隙間が小さくなる。つまり、通常の７本撚りよりも細い素線を撚り合わせることにより、撚り線の表面の凹凸が小さくなり、撚り線の周囲の隙間が低減される。また、より細い素線を多数撚り合わせることにより、撚り線の内部の隙間も小さくなり、これにより撚り線による中心導体１１の内外の隙間を小さく抑えることができる。このため、同軸電線２の長手方向の誘電率の変動が小さくなり、スキューを低く抑えることが可能となる。
【００２５】
さらに本発明に係る実施形態では、同軸電線２を構成する中心導体１１として、複数の素線を撚った撚り線ではなく、単線からなる中心導体１１と用いてもよい。この場合、中心導体１１の内部には原則として隙間がなく、また外周の凹凸も撚り線に比してさらに減少するため、外周の隙間現象にも寄与する。これにより、同軸電線２の長手方向の誘電率の変動が小さくなって、スキューを低減させることができる。
【００２６】
（実施例）
実施例および比較例として、２本の同軸電線２を一対とした同軸電線対３を作成し、そのスキューを測定した。同軸電線２は、中心導体１１を絶縁体（ＦＥＰ）１２で覆い、この周囲に外部導体１３を配置して最外周を外被１４で被覆した。中心導体１１は、いずれもＡＷＧ３４相当の外径とした。この同軸電線２のサンプルを用いてデジタルシグナルアナライザを用いて遅延時間を測定し、測定した最大遅延時間と最小遅延時間とからスキュー（遅延時間差）を演算した。
【００２７】
第１の実施例では、中心導体１１を１９本の素線の撚り線とした。撚り線の横巻きのピッチは５ｍｍとした。
また、第２の実施例では、中心導体１１を単線により構成した。
比較例として、中心導体１１を７本の素線の撚り線とした。撚り線の横巻きピッチは５ｍｍとした。
【００２８】
これらのスキューを測定した結果、
第１の実施例（１９本撚り）のスキューは、５．０ｐｓ／ｍであり、
第２の実施例（単線）のスキューは、６．８ｐｓ／ｍであり、
比較例（７本撚り）のスキューは、７．０ｐｓ／ｍであった。
【００２９】
素線数を１９本とすることで、中心導体１１の周囲の凹凸の程度が比較例の７本撚りのものよりも低減され、中心導体１１の周囲の隙間が減少する。また１９本撚りの細径の素線により中心導体内部の隙間も減少する。これにより、同軸電線２の長手方向の誘電率の変化が抑えられ、スキューを低減させることができる。
【００３０】
また、中心導体１１を単線により構成することで、さらに中心導体１１の周囲および内部の隙間を減少させることができるが、中心導体１１の表面の平面性が高まり平滑になると、中心導体１１の周囲に絶縁体１２を押出し被覆成形したときに、表面の微細な凹凸が少ないためアンカー効果が小さくなり、機械的な接着強度が低下する場合がある。この場合には、絶縁体１２の押出し被覆成形後に単線の中心導体１１と絶縁体１２との界面の一部で剥離が生じ、若干の隙間が発生すると考えられる。しかしながら、単線を用いた実施例２においても、７本撚りの比較例よりもスキューの向上が見られ、効果が得られる。
【符号の説明】
【００３１】
１…多心ケーブル、２…同軸電線、３…同軸電線対、４…他の電線、５…抑え巻き、６…共通シールド導体、７…ケーブルシース、１１…中心導体、１２…絶縁体、１３…外部導体、１４…外被。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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