JP2006351424A - 差動信号伝送ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】差動信号対電線の対内スキューを小さくできると共に、端末加工時のケーブル切断作業及びケーブルとコネクタとの接続作業が容易な差動信号伝送ケーブルを提供する。
【解決手段】絶縁電線１２とドレイン線１４とが同一平面上に並列配置され、これらの外周が外部被覆層１６により被覆された差動信号対電線１８と、１芯の被覆線２２とを備え、差動信号対電線１８と被覆線２２の各複数本をそれぞれ同一平面上に並列配置し、かつこれらの電線の外面に、相隣接する各電線どうしを連結する熱融着部２４を長手方向に亘って間欠的に設け、熱融着部２４と熱融着していない部分２８との境界に段差２６を設けた。熱融着部２４の輪郭が明確になり、容易に熱融着部２４を目視確認できる。端末加工時に、熱融着部２４の所在を目印としてコネクタ接続のための各電線の切断作業をし易くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータデバイスの周辺機器、高解像度の画像の伝送や高速ＨＤＤ等の記憶媒体の伝送回路に用いられる差動信号伝送ケーブルに関する。

従来から、高速伝送方式として差動信号伝送（ディファレンシャル）方式が注目されている。
この差動信号伝送方式によるコンピュータデバイスの周辺機器、高解像度の画像伝送回路、高速ＨＤＤ等の信号記憶媒体を繋ぐのに好適な伝送回路として差動信号伝送ケーブルがある。中でも５００Ｍｂｐｓ以上の高速伝送に用いられる差動信号伝送ケーブルは伝達信号どうしの僅かな信号の伝播遅延時間差（スキュー）が問題となる。このため、差動信号伝送ケーブルは、信号線となる２本の絶縁電線どうしの伝播遅延時間差を限りなくゼロに近づける必要がある。

このような要求に適合した差動信号伝送ケーブルの第１の例として、図５（ａ）に示すケーブルがある。すなわち、中心導体５１の外周に低密度絶縁層５２及びスキン層５３を順次設けた絶縁電線（信号線）５４を２本平行に接して並べ、これらの２本の絶縁電線５４の外周に金属ラミネートテープ等の導電性テープを金属面を外側にして包囲して外部導体５５を設け、この外部導体５５の外側で、２本の絶縁電線５４の中央外側部の一方にドレイン線５６を縦添えし、このドレイン線５６と外部導体５５の外周に合成樹脂テープを巻回して押え巻きテープ層５７を設け、さらにこの外周にジャケット層５８を被覆してなる差動信号伝送ケーブル５９である。

さらに、差動信号伝送ケーブルの第２の例として、図５（ｂ）に示すケーブルがある。すなわち、従来の第１の例と同じ構造の２本の絶縁電線５４の電気的平衡度を重視した、ビットレートの高速化に対応したハイスペック品として、２本の絶縁電線５４を平行に並べ、それらの両側にドレイン線５６を配置し、４芯フラット構造を保ちつつ金属ラミネートテープ等の導電性テープを金属面を内側にして螺旋巻き若しくは縦添えにして外部導体５５を形成し、その外側にジャケット層５８を設けた差動信号伝送ケーブル６０が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ケーブル素線が複数本、平行に並べられ隣接するケーブル素線の保護被膜どうしが互いに接着または融着されたものであって、かつその融着部分が隣接する一対のケーブル素線どうしの長さ方向に沿って間欠的に設けられ、その各融着部分の位置が隣接する一対毎に相互に順次ずれて配置されて構成された差動型ケーブルが知られている（例えば、特許文献２参照）。

そして、複数本の絶縁電線を撚り合わせて高速信号伝送ケーブルを製造する際に、各絶縁電線を全て略等しい長さにした状態で撚り合わせて、絶縁電線どうしのスキューを限りなくゼロに近づけることができるように組立て加工される高速信号伝送ケーブルとして、ケーブル素線が複数本、平行に所定のピッチ間隔で平面状に並べられ、これらのケーブル素線の長手方向に対して横断する複数の固定テープを間欠的に配置し、これらの固定テープによってケーブル素線が一体に保持されたケーブルコア中間体を巻回して構成されるケーブルコアを具備する高速信号伝送ケーブルが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−９３３５７号公報 特表２０００−５１６５７９号公報 特開２００３−３１７５５１号公報

ところで、上記の技術には、次のような解決すべき課題があった。
従来から、図５（ａ）、（ｂ）に示した構造の差動信号伝送ケーブルの複数本をそれぞれ同一平面状に並行配列し、これらの差動信号伝送ケーブルの相隣接する各ケーブルどうしを連結する融着部分を設けた簾型の差動信号伝送ケーブルが知られている。
このような簾型の差動信号伝送ケーブルを製造するためには、各ケーブルどうしを連結する融着部分に熱と圧力を加える必要があるが、融着部分に熱と圧力が加わった際に、差動信号伝送ケーブルの２本の絶縁電線（信号線）間のドレイン線により不均一に信号線が変形し、差動インピーダンスのバランスが崩れていた。

さらに、差動信号伝送ケーブルの端末加工時にはコネクタのピッチに合わせてケーブルの端末を加工することから、各差動信号対電線の信号長にばらつきが生じ端末加工時に僅かな対内スキューと対間スキューが生じていた。

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、差動信号対電線の対内スキューを小さくできると共に、所望の差動インピーダンスを損ねることなく製造でき、端末加工時のケーブル切断作業及びケーブルとコネクタとの接続作業が容易な差動信号伝送ケーブルを提供することを目的とする。

本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
２本の絶縁電線と少なくとも１本のドレイン線とが同一平面上に並列配置され、その外周に導電テープからなるシールド層が設けられ、さらにその外周に、横断面形状が楕円形の外部被覆層が設けられた差動信号対電線を備え、上記差動信号対電線の複数本を、それぞれ上記楕円形の長軸方向に並列配置すると共に、これらの差動信号対電線に、相隣接する各差動信号対電線の外部被覆層の長軸方向の端部どうしを熱融着して連結した熱融着部を、長手方向に亘って間欠的若しくは連続的に設けたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

差動信号対電線の外部被覆層の長軸方向の端部を加熱加圧して熱融着するので、差動信号対電線の２本の絶縁電線を加圧することがない。従って、差動信号対電線の外部被覆層の熱融着部の成形により、差動信号対電線内の特性インピーダンスのバランスを損なわせることなく、扁平な簾状フラットケーブルが形成される。
外部被覆層の横断面形状の楕円形は、一例であり、差動伝送路の両脇に熱融着のための余裕を持たせた形状を代表して表現したものである。

〈構成２〉
構成１記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、上記差動信号対電線と１本の導体が外部被覆層により被覆された被覆線の各複数本をそれぞれ同一平面上に並列配置し、かつこれらの電線の外面に、相隣接する各電線どうしを連結する熱融着部を長手方向に亘って間欠的若しくは連続的に設けたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

差動信号対電線の高さ（楕円形の短軸方向の長さ）と、１本の導体を絶縁被覆してなる、１芯の被覆線の外径との差が殆どないフラットケーブルが形成される。

〈構成３〉
構成１または２に記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、上記熱融着部と熱融着していない部分との境界に段差を設けたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

熱融着部と熱融着していない部分との境界に段差を設けたことにより、熱融着部の輪郭が明確になり、容易に熱融着部を目視確認することができる。従って、差動信号伝送ケーブルの端末加工時に、熱融着部の所在を目印としてコネクタ接続のための各電線の切断作業をし易くする効果がある。

〈構成４〉
構成１〜３のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、上記差動信号対電線の外部被覆層の長軸方向の端部を、上記外部被覆層の肉厚に０．２〜２．０ｍｍを加えた長さとしたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

無駄のない適度の長さの熱融着部が得られる。

〈構成５〉
構成１〜４のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、上記ドレイン線の２本を、上記２本の絶縁電線の両側にそれぞれ並列配置したことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

差動信号対電線の扁平形状が安定する。

〈構成６〉
構成２〜５のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、上記差動信号対電線の外部被覆層と上記被覆線の絶縁被覆とを同じ耐熱性樹脂で形成したことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

差動信号伝送ケーブルの端末加工時に、差動信号対電線内に熱的悪影響を及ぼすことなくモールド加工が行える。

〈構成７〉
構成２〜６のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、上記被覆線は、制御用電線と電源用電線とダミー線とを含むものであることを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

ダミー線を使用することにより、差動信号伝送ケーブルの端末加工時に使用するコネクタの形状、構造等の仕様に容易に合わせることができる。

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

図１は実施例１の差動信号伝送ケーブルを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿う拡大断面図、（ｃ）は（ａ）のＢＢ線に沿う拡大断面図である。
実施例１の差動信号伝送ケーブルは、図１（ａ）に示すように、複数本の差動信号対電線１８と複数本の被覆線２２とをそれぞれ同一平面上に並列配置し、かつこれらの電線１８、２２の各外面に、相隣接する各電線どうしを連結する熱融着部２４を長手方向に亘って間欠的に設けて簾状フラットケーブルとしたもので、熱融着部２４と熱融着していない部分２８との境界に段差２６が設けられている。

図２は差動信号対電線１８の横断面図を示している。
差動信号対電線１８は、図２に示すように、２本の絶縁電線１２とその両側に２本のドレイン線１４とがそれぞれ同一平面上に並列配置され、これらの絶縁電線１２とドレイン線１４の外周に、アルミニウムテープとポリエステルテープを貼り合わせてなるラミネートテープ１５を、アルミニウム面を内側にして包囲し、これらの外周が耐熱ポリ塩化ビニル樹脂等の耐熱性樹脂からなる外部被覆層１６により被覆されている。

差動信号対電線１８の外部被覆層１６の横断面形状は、楕円形である。この楕円形とは、いわゆる正楕円形より、図３に示すようなもっと扁平な形状を含むものである。複数本の差動信号対電線１８が楕円形の長軸方向に並列配置されている。差動信号対電線１８の外部被覆層１６の横断面形状が楕円形であることから、全体として扁平であり、その扁平高さと１芯の被覆線２２の外径との差が小さい簾状フラットケーブルが形成されている。ドレイン線１４の２本が２本の被覆線２２の両側にそれぞれ並列配置されていることにより、差動信号対電線１８の扁平形状が安定している。

被覆線２２は、図１（ｂ）に示すように、１本の導体２０の外周が外部被覆層２１により被覆されてなる１芯の電線で、制御用電線３２と電源用電線３４を含んでいる。制御用電線３２は電源用電線３４と比べると導体外径が小さい。また、被覆線２２は、差動信号伝送ケーブルの端末加工時に使用するコネクタの形状、構造等の仕様に応じてダミー線を含むこともある。例えば、差動信号伝送ケーブルは、差動信号対電線１８が４本、制御用電線３２が７本、電源用電線３４が５本、ダミー線が２本で構成される。

熱融着部２４は、差動信号対電線１８と被覆線２２の各外部被覆層の一部が熱溶融されると共に加圧されて互いに融着されたもので、所定の金型を使用して加熱加圧する手段や、誘導加熱、誘電加熱等を利用した周知の熱融着手段を使って形成される。

段差２６は、ほんの僅かの高さでも熱融着部２４の輪郭を目視できる程度であればよい。熱融着していない部分２８は、複数本の差動信号対電線１８と被覆線２２が互いに接着されていない、ばらばらの状態となっている。熱融着部２４と熱融着していない部分２８との境界に段差２６を設けたことにより、熱融着部２４の輪郭が明確になり、容易に熱融着部２４を目視確認することができる。従って、差動信号伝送ケーブルの端末加工時に、熱融着部２４の所在を目印としてコネクタ接続のための各電線の切断作業をし易くする効果がある。

図３は差動信号対電線１８の熱融着部２４の成形状況の説明図で、（ａ）は熱融着前、（ｂ）は熱融着後の状況をそれぞれ示している。
図３（ａ）に示すように、差動信号対電線１８の外部被覆層１６の端部３０の長さＬを、外部被覆層１５の肉厚に０．２〜２．０ｍｍを加えた長さとされ、これが熱変形部とされる。各差動信号対電線１８を固定した状態で、各熱変形部を加熱加圧することにより、図３（ｂ）に示すように、端部３０が熱変形して互いに融着し合い所定形状の熱融着部２４が形成される。

上記の熱融着手段は、差動信号対電線１８の２本の絶縁電線１２を両側から加圧することなく熱融着部２４を形成するので、熱融着部２４の成形により、差動信号対電線１８内の特性インピーダンスのバランスを損なわせることはない。

実施例１の差動信号伝送ケーブルは、差動信号対電線１８と被覆線２２の各複数本をそれぞれ同一平面上に並列配置し、熱融着部２４により相隣接する各電線どうしを連結することによって、簾状フラットケーブルとしたもので、幅方向にも曲げ易く束ねることができ、配線方法の自由度が向上している。また、小型化したコネクタへの負担も少なく接続の信頼性も向上している。また、差動信号対電線１８の対間スキューを小さくできる。

差動信号対電線１８の外部被覆層１６と被覆線２２の外部被覆層２１とを同じ耐熱性樹脂で形成することにより、差動信号伝送ケーブルの端末加工時にモールド加工が行える。耐熱性樹脂としては、例えば、耐熱ポリ塩化ビニル樹脂が使用される。

図４は、実施例２の差動信号伝送ケーブルを示す平面図である。
実施例２の差動信号伝送ケーブルは、図４に示すように、複数本の差動信号対電線１８と複数本の制御用電線（被覆線）３２と複数本の差動信号対電線１８とを順次同一平面上に並列配置し、かつこれらの電線１８、２２の各外面に、相隣接する各電線どうしを連結する熱融着部２４を長手方向に亘って間欠的に設けて簾状フラットケーブルとしたもので、熱融着部２４と熱融着していない部分２８との境界に段差２６が設けられている。
このように機器のコネクタ等に合わせて差動信号対電線１８と被覆線２２の配列を適宜選択できる。

なお、本発明においては、熱融着部２４を、同一平面上に並列配置された複数本の差動信号対電線１８と被覆線２２との各外面に、長手方向に亘って連続的に設けたものを含むものである。また、本発明の差動信号伝送ケーブルは、複数本の差動信号対電線１８のみを、それぞれ楕円形の長軸方向に並列配置すると共に、これらの差動信号対電線１８に、相隣接する各差動信号対電線の外部被覆層１６の長軸方向の端部３０どうしを熱融着して連結した熱融着部を、長手方向に亘って間欠的若しくは連続的に設けてフラットケーブルとしたものを含むものである。

実施例１の差動信号伝送ケーブルを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿う拡大断面図、（ｃ）は（ａ）のＢＢ線に沿う拡大断面図である。 差動信号対電線を示す横断面図である。 差動信号対電線の熱融着方法を説明するための説明図である。 実施例２の差動信号伝送ケーブルを示す平面図である。 従来の差動信号対電線を示す図で、（ａ）は一例を示す横断面図、（ｂ）は他の例を示す横断面図である。

符号の説明

１２ 絶縁電線
１４ ドレイン線
１６ 外部被覆層
１８ 差動信号対電線
２０ 導体
２２ 被覆線
２４ 熱融着部
２６ 段差
２８ 熱融着していない部分
３０ 端部
３２ 制御用電線
３４ 電源用電線

Claims (7)

1. ２本の絶縁電線と少なくとも１本のドレイン線とが同一平面上に並列配置され、その外周に導電テープからなるシールド層が設けられ、さらにその外周に、横断面形状が楕円形の外部被覆層が設けられた差動信号対電線を備え、
   前記差動信号対電線の複数本を、それぞれ前記楕円形の長軸方向に並列配置すると共に、これらの差動信号対電線に、相隣接する各差動信号対電線の外部被覆層の長軸方向の端部どうしを熱融着して連結した熱融着部を、長手方向に亘って間欠的若しくは連続的に設けたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
2. 請求項１記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、
   前記差動信号対電線と１本の導体が外部被覆層により被覆された被覆線の各複数本をそれぞれ同一平面上に並列配置し、かつこれらの電線の外面に、相隣接する各電線どうしを連結する熱融着部を長手方向に亘って間欠的若しくは連続的に設けたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
3. 請求項１または２に記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、
   前記熱融着部と熱融着していない部分との境界に段差を設けたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、
   前記差動信号対電線の外部被覆層の長軸方向の端部を、前記外部被覆層の肉厚に０．２〜２．０ｍｍを加えた長さとしたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、
   前記ドレイン線の２本を、前記２本の絶縁電線の両側にそれぞれ並列配置したことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
6. 請求項２〜５のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、
   前記差動信号対電線の外部被覆層と前記被覆線の絶縁被覆とを同じ耐熱性樹脂で形成したことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
7. 請求項２〜６のいずれかに記載の差動信号伝送ケーブルにおいて、
   前記被覆線は、制御用電線と電源用電線とダミー線とを含むものであることを特徴とする差動信号伝送ケーブル。

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