(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の同軸電線が互いに接触して並列されることで構成される同軸電線対を二対以上含み、
各同軸電線は、中心導体、絶縁体、外部導体および外被からそれぞれ構成され、
前記外部導体は、金属細線が横巻きされることで形成される内層部と、前記内層部の周囲に金属樹脂テープが横巻きされることで形成される外層部とを有し、
前記内層部の前記金属細線の巻き方向は前記外層部の前記金属樹脂テープの巻き方向とは逆向きの方向であって、前記金属細線の巻き方向に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が３０度以上９０度以下であり、
前記同軸電線対の間のクロストークが−４０ｄＢ以下である、多芯ケーブル。
【請求項２】
前記角度が４０度以上９０度以下である、請求項１に記載の多芯ケーブル。
【請求項３】
前記同軸電線の中心軸線に対する前記金属細線の巻き方向の角度が５度以上１５度以下である、請求項１または請求項２に記載の多芯ケーブル。
【請求項４】
前記同軸電線の中心軸線に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が２５度以上８５度以下である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
【請求項５】
前記同軸電線の中心軸線に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が２５度以上６０度以下である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
【請求項６】
ケーブル長さ方向に垂直な断面において、前記多芯ケーブルは、前記複数本の同軸電線のうちの一部が同一円周上に配置されて形成される第一の層と、前記第一の層の周囲において前記一部の同軸電線とは別の複数本の同軸電線が同一円周上に配置されて形成される第二の層とを備え、
一対の同軸電線対を構成する２本の同軸電線は、前記第一の層または前記第二の層のいずれか同じ層にのみ配置される、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の多芯ケーブル。
【請求項７】
前記多芯ケーブルの内部には外径がすべて同一な前記複数本の同軸電線のみ、または外径がすべて同一な前記複数本の同軸電線および少なくとも１本の介在のみが収容されている、請求項６に記載の多芯ケーブル。
【請求項８】
前記第一の層と前記第二の層との間にテープが巻かれている、請求項６または請求項７に記載の多芯ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の同軸電線を有する多芯ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、中心導体と誘電体層と外部導体層とジャケットとを備えた同軸ケーブルであって、外部導体層とジャケットとの間に設けられる巻回体層が同軸ケーブルの長手軸方向に対して所定の角度で外部導体層の周囲に巻回されていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような同軸ケーブルを複数本備えた多芯ケーブルにおいては、同軸ケーブル間のクロストークを最小限に抑えることが要求されている。
【０００５】
本発明は、同軸電線対の間のクロストークを抑制可能な多芯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】
【０００６】
本発明の多芯ケーブルは、
２本の同軸電線が互いに接触して並列されることで構成される同軸電線対を二対以上含み、
各同軸電線は、中心導体、絶縁体、外部導体および外被からそれぞれ構成され、
前記外部導体は、金属細線が横巻きされることで形成される内層部と、前記内層部の周囲に金属樹脂テープが横巻きされることで形成される外層部とを有し、
前記内層部の前記金属細線の巻き方向は前記外層部の前記金属樹脂テープの巻き方向とは逆向きの方向であって、前記金属細線の巻き方向に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が３０度以上９０度以下であり、
前記同軸電線対の間のクロストークが−４０ｄＢ以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、同軸電線対の間のクロストークを抑制可能な多芯ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る多芯ケーブルの一例を示す断面図である。
【図２】図１の多芯ケーブルに含まれる同軸電線の一例を示す斜視図である。
【図３】図１の多芯ケーブルに関するクロストークの評価結果を示すグラフである。
【図４】図１の多芯ケーブルに関する減衰量の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る多芯ケーブルは、
（１）２本の同軸電線が互いに接触して並列されることで構成される同軸電線対を二対以上含み、
各同軸電線は、中心導体、絶縁体、外部導体および外被からそれぞれ構成され、
前記外部導体は、金属細線が横巻きされることで形成される内層部と、前記内層部の周囲に金属樹脂テープが横巻きされることで形成される外層部とを有し、
前記内層部の前記金属細線の巻き方向は前記外層部の前記金属樹脂テープの巻き方向とは逆向きの方向であって、前記金属細線の巻き方向に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が３０度以上９０度以下であり、
前記同軸電線対の間のクロストークが−４０ｄＢ以下である。
この構成によれば、同軸電線対の間のクロストークを抑制可能な多芯ケーブルを提供することができる。
【００１０】
（２）前記角度が４０度以上９０度以下であることが好ましい。
この構成によれば、クロストークの抑制効果をさらに高めることができる。
【００１１】
（３）前記同軸電線の中心軸線に対する前記金属細線の巻き方向の角度が５度以上１５度以下であることが好ましい。
金属細線の巻き角度を上記範囲としておくことで、単線の同軸電線における減衰量の増加を十分に抑制することができる。
【００１２】
（４）前記同軸電線の中心軸線に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が２５度以上８５度以下であることが好ましい。
金属樹脂テープの巻き角度が２５度を下回る、あるいは８５度を超えるとクロストークの低減効果が得られにくい。
【００１３】
（５）前記同軸電線の中心軸線に対する前記金属樹脂テープの巻き方向の角度が２５度以上６０度以下であることが好ましい。
金属樹脂テープを金属細線の周囲に巻き付ける際の巻き付け易さ（生産性）や同軸電線の曲げ易さの観点から、金属樹脂テープの巻き方向の角度を６０度以下としておくことが好ましい。
【００１４】
（６）ケーブル長さ方向に垂直な断面において、前記多芯ケーブルは、前記複数本の同軸電線のうちの一部が同一円周上に配置されて形成される第一の層と、前記第一の層の周囲において前記一部の同軸電線とは別の複数本の同軸電線が同一円周上に配置されて形成される第二の層とを備え、
一対の同軸電線対を構成する２本の同軸電線は、前記第一の層または前記第二の層のいずれか同じ層にのみ配置されることが好ましい。
一対の同軸電線対を構成する２本の同軸電線を同じ層に配置することでその同軸電線対内のスキューの悪化を防止することができる。
【００１５】
（７）前記多芯ケーブルの内部には外径がすべて同一な前記複数本の同軸電線のみ、または外径がすべて同一な前記複数本の同軸電線および少なくとも１本の介在のみが収容されていることが好ましい。
この構成によれば、多芯ケーブル内に配置される同軸電線間の位置関係がずれることなく安定した配置とすることができる。
【００１６】
（８）前記第一の層と前記第二の層との間にテープが巻かれていることが好ましい。
この構成によれば、第一の層側に第二の層に配置された同軸電線が落ち込むことによってスキューが悪化することを防ぐことができる。
【００１７】
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る多芯ケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示されるように、本実施形態に係る多芯ケーブル１は、複数本の同軸電線１０と、介在紐（フィラー）３０とを含んでいる。複数本の同軸電線１０は、介在紐３０とともに一括して螺旋状に撚り合わされて集合されている。複数本の同軸電線１０の周囲は、シールド層３１で覆われ、シールド層３１の周囲はシース３２で覆われている。
【００１８】
本実施形態の多芯ケーブル１には、差動伝送用途に適したものとするために、同軸電線１０が二本一対で収容されている。一対の同軸電線１０から構成される同軸電線対として、本例においては例えば八対の同軸電線対１１〜１８が多芯ケーブル１内に収容されている。それぞれの対となった２本の同軸電線１０（例えば同軸電線対１１の同軸電線１０同士）は互いに接触して並列されている。なお、一対を構成する同軸電線１０同士は撚られていないことが好ましい。
【００１９】
多芯ケーブル１は、八対の同軸電線対１１〜１８に加えて、２本の介在紐３０を備えている。介在紐３０は、例えばナイロン、ポリプロピレン、スフといった材料により構成される断面円形状の線状部材である。介在紐３０は、複数本の同軸電線１０から構成される同軸電線対１１〜１８の配置関係を一定とするために設けられる。そのため、例えば図１に示すように同軸電線１０よりもやや小径でもよく、同軸電線１０と同径以上であってもよい。
【００２０】
図１に示すように、多芯ケーブル１の長さ方向に垂直な断面において、八対の同軸電線対１１〜１８のうち二対の同軸電線対１７，１８と介在紐３０とがケーブル中心寄りの同一円周上に配置されて第一の層１０Ａが形成されている。そして、第一の層１０Ａの周囲に残り六対の同軸電線対１１〜１６が同一円周上に配置されて第二の層１０Ｂが形成されている。六対の同軸電線対１１〜１６は、同軸電線対１７，１８を構成する同軸電線１０とは別の同軸電線１０から構成される。すなわち、各同軸電線対１１〜１８に含まれる同軸電線１０同士は、第一の層１０Ａまたは第二の層１０Ｂのいずれか同じ層にのみ配置され、同じ同軸電線対に含まれる同軸電線１０同士が第一の層１０Ａと第二の層１０Ｂとに分かれて配置されることはない。これは、同じ同軸電線対内に含まれる同軸電線１０を第一の層１０Ａと第二の層１０Ｂとに分けて配置すると、その同軸電線対内においてスキュー（同軸電線１０の遅延時間のばらつきによる遅延時間の差）が悪化してしまうためである。そのため、本実施形態においては、一対の同軸電線対１１〜１８を構成する２本の同軸電線１０を第一の層１０Ａまたは第二の層１０Ｂのいずれか同じ層にのみ配置することで、その一対の同軸電線対内におけるスキューの悪化を防止することができる。
【００２１】
また、本実施形態のように、多芯ケーブル１の内部に１６芯（１６本）の同軸電線１０から構成される八対の同軸電線対１１〜１８を配置する場合、内層側である同一円周上の第一の層１０Ａに４本の同軸電線１０を２本の介在紐３０とともに配置し、第一の層１０Ａの周囲の第二の層１０Ｂに１２本の同軸電線１０を配置すると、多芯ケーブル１内に収容される同軸電線１０間の位置関係がずれることなく安定した配置となる。また、このように配置することで同軸電線対１１〜１８で差動伝送した場合にスキューが８ｐｓ／ｍ以下と小さくなる。
【００２２】
図１および図２に示されるように、各同軸電線１０は、中心導体２１が絶縁体２２で覆われ、絶縁体２２の外周に外部導体２３が配され、外部導体２３の周囲が外被２４で覆われた同軸構造を有している。
【００２３】
中心導体２１としては、金属細線を複数本撚った撚線が用いられる。金属細線は、電子信号を伝送出来る程度に導電率の高いものであり、軟銅線や銅合金線が使用できる。これらがメッキされた電線であってもよい。本例においては、中心導体２１として、例えば外径が０．１２ｍｍ以下（ＡＷＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｗｉｒｅ  Ｇａｕｇｅ）３４より細い）の銀メッキ軟銅線を７本撚り合わせた撚線を用いることができる。撚線からなる中心導体２１の外径は、例えば０．１２〜０．０４８ｍｍ（ＡＷＧ３４〜４６）である。
【００２４】
絶縁体２２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）やテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）からなるフッ素樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンやＥＶＡなどからなるポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニルあるいはポリメチルペンテンが用いられる。絶縁体２２は、この樹脂材料を中心導体２１の周囲に押出被覆することにより形成される。
【００２５】
外部導体２３は、内層部２３Ａと、内層部２３Ａの周囲に設けられる外層部２３Ｂとから構成される。内層部２３Ａは、例えば、外径が０．１〜０．０２ｍｍの軟銅線や錫メッキ軟銅線や錫メッキ銅合金線や銀メッキ銅合金線などの金属細線Ｍが絶縁体２２の周囲に横巻き（螺旋巻き）されることで形成される。この内層部２３Ａにおいて、金属細線Ｍは、同軸電線１０の長さ方向に沿った中心軸線Ａに対して所定の角度θ１で絶縁体２２の周囲に螺旋状に巻き付けられる。同軸電線１０の中心軸線Ａに対する金属細線Ｍの巻き方向の角度θ１は、５度以上１５度以下であり、例えば１０度である。中心軸線Ａに対する金で、単線の同軸電線１０における減衰量の増加を抑えることができる。
【００２６】
外層部２３Ｂは、内層部２３Ａの周囲に金属樹脂テープＴが横巻きされることで形成される。金属樹脂テープＴは、樹脂テープに銅箔やアルミニウム箔等の金属箔が貼り合わされたものであり、その厚さは例えば０．１〜１２μｍである。外層部２３Ｂの金属樹脂テープＴは、その巻き方向が内層部２３Ａの金属細線Ｍの巻き方向とは逆向きとなるように同軸電線１０の中心軸線Ａに対して所定の角度θ２で金属細線Ｍの周囲に螺旋状に巻回される。同軸電線１０の中心軸線Ａに対する金属樹脂テープＴの巻き方向の角度θ２は、２５度以上８５度以下、好ましくは２５度以上６０度以下である。金属樹脂テープＴの巻き方向の角度θ２が２５度を下回る、あるいは８５度を超えると同軸電線対１１〜１８間のクロストークの抑制効果が得られにくい。また、金属樹脂テープＴを金属細線Ｍの周囲に巻き付ける際の巻き付け易さ（生産性）や同軸電線１０の曲げ易さの観点からは、金属樹脂テープＴの巻き方向の角度θ２を６０度以下としておくことが好ましい。
【００２７】
角度θ１およびθ２を上記範囲とすることで、金属細線Ｍの巻き方向に対する金属樹脂テープＴの巻き方向の角度θ３は３０度以上９０度以下、好ましくは３０度以上６０度以下、さらに好ましくは３３度以上６０度以下となる。角度θ３は４０度以上９０度以下であっても良い。なお、本実施形態においては、金属細線Ｍと金属樹脂テープＴとのなす角として劣角を採用するものとする。金属細線Ｍの巻き方向に対する金属樹脂テープＴの巻き方向の角度θ３を３０度以上９０度以下の範囲としておくことで、同軸電線対１１〜１８の間のクロストークを−４０ｄＢ以下に抑えることができる。
【００２８】
外被２４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる樹脂テープを外部導体２３の外層部２３Ｂの周囲に巻き付けて形成されている。外被２４としては、フッ素樹脂やポリオレフィン樹脂やポリ塩化ビニルを押し出し被覆してもよい。
【００２９】
このように集合された八対の同軸電線対１１〜１８のうち第二の層１０Ｂに配置された六対の同軸電線対１１〜１６の周囲はシールド層３１によって覆われている。そして、このシールド層３１のさらに外周側が、シース３２によって覆われている。
【００３０】
シールド層３１は、例えば、外径数十μｍの錫メッキされた銅線または銅合金線を編組して構成されている。シールド層３１により、同軸電線対１１〜１８の同軸電線１０を伝搬する信号にノイズが乗らないので、ノイズの影響によるエラーのない正確な信号伝送が実現される。また、シース３２は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン系樹脂等から形成される。
【００３１】
このように構成された本実施形態の多芯ケーブル１を製造するには、まず、多芯ケーブル１の横断面中心寄りに、２本の同軸電線１０が互いに接触して並列されることで構成された同軸電線対１７，１８と２本の介在紐３０と互いに近接して同一円周上に配置する。このとき、同軸電線対１７と同軸電線対１８との間に介在紐３０をそれぞれ１本ずつ配置して第一の層１０Ａを形成する。そして、第一の層１０Ａ（同軸電線対１７，１８および介在紐３０）の周囲に、２本の同軸電線１０が互いに接触して並列されることで構成された残り六対の同軸電線対１１〜１６を同一円周上に配置して第二の層１０Ｂを形成する。そして、このように配置された八対の同軸電線対１１〜１８と介在紐３０とを一括して螺旋状に撚り合わせて集合させる。なお、第一の層１０Ａに配置される同軸電線１０と第二の層１０Ｂに配置される同軸電線１０とを別々に撚る構成としてもよい。また、第一の層１０Ａ側に第二の層１０Ａに配置された同軸電線１０が落ち込むことによってスキューが悪化することを防ぐために、第一の層１０Ａと第二の層１０Ｂの間にテープ（図示省略）が巻き付けられた構成としてもよい。次に、このように集合された同軸電線対１１〜１８の周囲にシールド層３１を形成し、最後に、シールド層３１の外周にシース３２を押出被覆する。
【００３２】
（実施例）
上記説明した多芯ケーブル１において、同軸電線１０の外部導体２３を構成する金属樹脂テープＴの有無あるいは金属細線Ｍの巻き方向に対する金属テープＴの巻き方向の角度θ３の変化によるクロストークおよび減衰量の影響を評価した。具体的には、表１に示される例１〜１２の同軸電線について、クロストーク、減衰量およびサックアウトを評価した。その結果を表１に示している。また、図３に例１、２、５の同軸電線についてのクロストークの評価結果を示し、図４に例１、２、５の同軸電線についての減衰量の評価結果を示している。同軸電線はＡＷＧ３２（中心導体の断面積が０．０３２４ｍｍ２）の大きさで特性インピーダンスが４５Ωの線を使用した。
【００３３】
例１は、横巻きされた金属細線の周囲に金属樹脂テープを巻き付けず、金属細線の周囲を外被で直接覆った同軸電線である。例２は、金属樹脂テープを、金属細線と同じ巻き方向で、金属細線に対する金属樹脂テープの角度θ３が７度（角度θ１が１０度、角度θ２が１７度）となるように巻き付けた同軸電線である。例３は、金属樹脂テープを、金属細線と同じ巻き方向で、金属細線に対する金属樹脂テープの角度θ３が例２よりも大きい３３度（角度θ１が１０度、角度θ２が４３度）となるように巻き付けた同軸電線である。例４は、金属樹脂テープを、金属細線とは逆向きの巻き方向で、金属細線に対する金属樹脂テープの角度θ３が２７度（角度θ１が１０度、角度θ２が１７度）となるように巻き付けた同軸電線である。例５は、金属樹脂テープを、金属細線とは逆向きの巻き方向で、金属細線に対する金属樹脂テープの角度が例４よりも大きい５３度（角度θ１が１０度、角度θ２が４３度）となるように巻き付けた同軸電線である。例６〜１２についても、同様に角度θ１，θ２およびθ３が表１に示されている。
【００３４】
【表１】
0006269718.tif 000002
【００３５】
表１の評価項目において、クロストークは、−６０ｄＢより小さいと○（合格）とし、−６０ｄＢ以上−４０ｄＢ以下を△（準合格）とし、−４０ｄＢより大きいと×（不合格）とした。
減衰量は、−４．５ｄＢ／ｍ以下を○とし、−４．５ｄＢ／ｍより大きいと×とした。
また、サックアウトは、３ＧＨｚ〜１５ＧＨｚの範囲で減衰量の急激な落ち込みと落ち込みの後に減衰量が向上することが観察されなければ○とした。
【００３６】
表１に示されるように、クロストークについては、例１は×であり、例２，３は△であった。一方、例４〜１２は○であり、例１〜３に比べてクロストークの抑制効果が得られることが確認された。特に、図３のグラフに示されるように、例５においてはいずれの周波数領域においてもクロストークが−６０ｄＢ以下に抑制されていることが確認できた。一方、例１では周波数１０００〜２００００ＭＨｚの領域においてはクロストークが−６０ｄＢよりも増加するとともに周波数３０００〜１００００ＭＨｚの領域においては−４０ｄＢよりも増加することが確認された。また、例２では周波数３０００〜１００００ＭＨｚの領域においてクロストークが−６０ｄＢよりも増加することが確認された。
【００３７】
また、表１に示されるように、減衰量については、例１〜例４が×で、例５〜１２が○であり、例５〜１２は例１〜４に比べて減衰量の増加が抑制される（周波数が高くなっても低減衰である）ことが確認できた。特に、図４のグラフに示されるように、例５は例１および例２に比べて周波数が高くなっても低減衰であることがわかる。なお、図４のグラフに示されるように、例２では周波数４０００〜１４０００ＭＨｚの領域で大きな減衰が生じるサックアウト現象が見られたが、例１および例５〜１２ではサックアウトは起きなかった。
【００３８】
以上より、金属樹脂テープを金属細線とは逆向きの方向で金属細線の巻き方向に対する金属樹脂テープの巻き方向の角度θ３が３０度以上となるように巻き付けた例５〜１２においては、クロストーク、減衰量、サックアウトのいずれの評価項目においても良好な結果を得られることが確認できた。
なお、角度θ３は最大で９０°である（本実施例では金属細線と金属樹脂テープとのなす角は、劣角を採用する）。角度θ１を１０°、角度θ２を３０°（角度θ１とは逆向き）とした例８および例１０（すなわち、角度θ３が４０°である例）も、クロストーク、減衰量、サックアウトのいずれについても合格であった。
このことから、角度θ３が大きくなるとクロストーク、減衰量、サックアウトともに良好になると考えられる。このように、本実施形態における角度θ３の好ましい値は３０°以上９０°以下であり、好ましくは３０°以上６０°以下であり、さらに好ましくは３３°以上６０°以下であることが確認された。
【００３９】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができる。
【００４０】
上記実施形態の多芯ケーブル１における同軸電線１０および介在紐３０の本数や配置は、本実施形態に限定されない。例えば、多芯ケーブル１内における複数本の同軸電線１０の配置関係が安定する限りにおいて介在紐３０を備えていなくてもよい。
また、上記実施形態においては、金属樹脂テープＴとして樹脂テープに銅箔やアルミニウム箔等が貼り合わされたものを用いているが、樹脂テープに金属材料が蒸着されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１：多芯ケーブル
１０：同軸電線
１０Ａ：第一の層
１０Ｂ：第二の層
１１〜１８：同軸電線対
２１：中心導体
２２：絶縁体
２３：外部導体
２３Ａ：内層部
２３Ｂ：外層部
２４：外被
３０：介在紐（フィラー）
３１：シールド層
３２：シース
【図１】
0006269718.tif 000003
【図２】
0006269718.tif 000004
【図３】
0006269718.tif 000005
【図４】
0006269718.tif 000006