JP2016157668A - ２心平衡ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】適度な柔軟性を有し、曲げ方向に対する屈曲の均一化が図られた２心平衡ケーブルを提供する。
【解決手段】２心平衡ケーブル１０は、導体２２とその外周に形成された誘電体層２４とを有する２つの心線２６が撚り合わせられて形成された対撚り心線２８と、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）で構成され、対撚り心線２８と併せて撚り合わされた介在３０と、心線２６および介在３０の外周に巻回された巻回体層３２と、この巻回体層３２の外周に設けられた外部導体３４と、外部導体３４の外周に設けられた外被３６とを備えており、ケーブル１０全体の断面形状の扁平率が２％〜８％の範囲になるように形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２心平衡ケーブルに関し、特に、高速差動伝送に適したケーブルに関する。

従来、半導体製造工場等のライン内における製品の合否の画像検査は、カメラ付きの差動伝送用のケーブルを収納した長尺体を適宜湾曲させながら、前後若しくは左右に摺動させつつ、個々の製品を連続的に撮像することにより行われている。最近のカメラ性能の向上により、上記のような差動伝送用のケーブルには、伝送ビットレートの高速化（例えば、Ｆｕｌｌ ｃｏｍｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ−５９５Ｍｂｐｓ）が進む一方、ケーブルの長尺化と、上述した摺動に対するケーブル寿命の向上も要求されている。

このような差動伝送用のケーブルの第１の従来例として、中心導体の外周を絶縁層で被覆してなる絶縁線と、平行に並べた２本の前記絶縁線の外周に素線を１重に横巻きした１重横巻シールドと、この１重横巻シールドの外周にスパイラル状に巻き付けた銅箔テープからなる金属テープ体と、この金属テープ体の外周を被覆した外被とで構成されている２心平衡ケーブルが知られている（特許文献１参照）。

また、第２の従来例として、ツイストペア線に介在物を合せるとともに、これらの外周に横巻きシールドを設けることにより、断面構造が比較的円形になった２心平衡ケーブルが知られている（特許文献２参照）。

また、他の従来例として、複数本の導線を撚り合わせた内部導体の外周に誘電体層を設けた信号線を４心、右方向もしくは左方向に撚り合わせ、その外側に外部導体および外被を設けた、いわゆるクワッドケーブルが知られている。

特開２００９−１６４０３９号公報 特開２００７−２６７３６号公報

前述したように、工場のライン内における画像検査等に用いるケーブルは、非常に多数の製品の画像検査を行う必要があり、屈曲や摺動が繰り返されるため、この屈曲・摺動に対する十分なケーブル寿命を有すること、およびその屈曲・摺動を可能にする柔軟性に対する要求が強まっている。

しかしながら、上述した第１の従来例の２心平衡ケーブルでは、機械特性の点に難がある。即ち、第１の従来例の２心平衡ケーブルは、絶縁被覆された導体を２心平行に配置しており、その外周に直接、外部導体や外被を配置しているため、構造上、断面形状が楕円である。このため、曲げやすい方向と曲げにくい方向が存在し、曲げ方向に依存した屈曲性のバラつきが生じる。この屈曲性のバラつきが生じるのは、対撚り心線の配置が横並びの場合、上下方向の曲げに対しては、互いの心線が干渉することがなく、曲げやすい状態が確保できるのに対し、左右方向の曲げに対しては、互いの心線が干渉し、内輪・外輪に差が生じ、より内輪に位置する心線の反力が大きくなるため、曲げにくい状態が発生するためである。このように、曲げ方向によるストレスがいびつにかかり易く、曲げ方向による屈曲性にバラツキが生じ、機械特性が悪くなるという問題があった。従って、数千回以上行われる上述した摺動の繰り返しに対するケーブル寿命の点でも不安がある。

一方、上述した第２の従来例のケーブルは、ツイストペア線と介在物を合せ、断面構造が比較的円形のケーブルが記載されているが、ツイストペア線および介在の上から横巻きシールドを直接巻きつける構造のため、ツイストペア線と介在の柔軟性の違いにより、横巻きシールドの押圧力に対する変形が均一ではなく、そもそも断面形状が円形を保持し難いという致命的な問題点がある。また、横巻きシールドを巻きつけても、その横巻き構造を外側から保持する構造が無いだけでなく、屈曲や摺動の繰り返しにより、ツイストペア線および介在が線状の横巻きシールドを押圧することにより、横巻きシールドがばらけて断面形状が保持されない虞もある。さらに、このケーブルでは、介在として比較的伸び率の高いスフ糸を採用しており、屈曲・摺動が多数回繰り返されると、この介在が伸び、ケーブルのテンションメンバとしての役割を果たさなくなるだけでなく、伸びた介在が他の構成を押し上げ、ケーブル全体にしわが生じる等の虞もある。また、上述したように横巻きシールドがばらけてしまうと横巻きの幅間に隙間が生じやすくなり、その隙間から電磁界が放射してしまうので、電気的なシールド特性も低下する虞もある。

また、前述したクワッドケーブルにおいては、４つの信号線が撚り合わされることにより、この信号線の周りに配置された外部導体の断面形状は略円形であるため、いずれの方向へも屈曲性が良好であるため、そもそも屈曲均一性の問題は生じない。さらに、４つの信号線のうちペアとなる信号線が他のペアとなる信号線と隣接して配置されるため、信号線同士の遮蔽が十分でなく、クロストークが発生することによって、信号強度および信号品質が劣化し、電気特性が低下する虞がある。

以上から、曲げに強く摺動に対するケーブル寿命を向上させるために、ケーブルの屈曲の均一性と柔軟性を両立させたケーブルの開発が切望されていた。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、曲げに強く摺動に対するケーブル寿命を向上させるために、ケーブルの屈曲の均一性と柔軟性を両立させた２心平衡ケーブルを提供することにある。

本発明者は、２心平衡ケーブルにおいて得られる高い電気特性を確保した状態で、従来の２心平衡ケーブルと比較して、機械特性を向上させ得るケーブルの構造について鋭意研究した結果、基本構成として、２心平衡ケーブルと同様の構成を有しながら、多孔質ポリテトラフルオロエチレンで構成された介在と、巻回体層を備え、ケーブル全体の断面形状の扁平率が２％〜８％の範囲になるように形成することで、構造上、円形に近い断面を構成し、上下左右の対称性により、曲げ方向による屈曲性にバラツキが生じるのを有効に防止できるとともに、適度な柔軟性を兼ね備ることにより、曲げに強く摺動に対するケーブル寿命等の機械特性を向上させ得ることを見出した。

即ち、上記目的達成のため、本発明の２心平衡ケーブルは、導体とその外周に形成された誘電体層とを有する２つの心線が撚り合わせられて形成された対撚り心線と、多孔質ポリテトラフルオロエチレンで構成され、前記対撚り心線と併せて撚り合わされた介在と、前記心線および前記介在の外周に巻回された巻回体層と、前記巻回体層の外周に設けられた外部導体と、前記外部導体の外周に設けられた外被とを備え、初期状態のケーブル全体の断面形状の扁平率が２％〜８％の範囲になるように形成されていることを特徴とする。ここで、初期状態とは、新品の状態ではなく、後述する３０回摺動させた状態を言い、「扁平率（％）」は、（（外部導体の径の最大値−外部導体の径の最小値）／外部導体の径の最大値）×１００（％）で表される。

以上の構成により、適度な柔軟性を有し、いずれの方向へも屈曲性が良好である２心平衡ケーブルを構成することができる。

また、前記外被の長手方向における表面形状の波形の凹凸の山から山までの幅の長さは、前記心線の径の１５倍〜５０倍であるのが好適である。ここで、「凹凸の山から山までの幅」は、ケーブルの長手方向における表面の凹凸の山と山の幅に該当する。かかる構成によれば、ケーブルの長さ方向において、心線と介在の互いの密着力を調整し、より適切な柔軟性を確保することができるとともに、屈曲性が求められる部分に本発明の特徴を持たせることができ、よりフレキシブルなケーブルが実現可能になる。従って、適度な柔軟性を有し、かつ曲げ方向に対する屈曲の均一化が図られた２心平衡ケーブルを提供することができる。

さらに、本発明の２心平衡ケーブルは、導体とその外周に形成された誘電体層とを有する２つの心線が撚り合わされて形成された対撚り心線と、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ｅＰＴＦＥ」という）で構成され、前記対撚り心線と併せて撚り合わされた介在と、前記心線および前記介在の外周に巻回された巻回体層と、前記巻回体層の外周に設けられた外部導体と、前記外部導体の外周に設けられた外被とを備え、所定の摺動試験後のケーブル全体の断面形状の扁平率が２％〜１０％の範囲になるように形成されていることを特徴とする。ここで、「所定の摺動試験」とは、後述する摺動試験機を用いて、所定の摺動条件（摺動回数が１万回、曲げＲが１０ｍｍ、摺動速度が１００回／ｍｉｎ、摺動ストローク長が２００ｍｍ）にて行う試験を指す。

即ち、かかる摺動試験の前後において、構成部材である心線や外部導体、巻回体層等に潰れや変形が生じることにより、扁平率が変化することに留意すべきであり、本発明は、この構成により、従来例では到底得られない摺動に対するケーブル寿命等の良好な機械特性が長期間にわたり得られる。以上により、長期にわたり、適度な柔軟性を有し、曲げ方向に対する屈曲の均一化が図られた２心平衡ケーブルを提供することができる。

本発明の第１ないし第３実施例および比較例１の２心平衡ケーブルを示す断面概略図である。 （ａ）は、本発明の実施例の対撚り心線の撚りの状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施例の２心平衡ケーブルにおける外被の長手方向における表面形状の波形の凹凸構成を模式的に示す図である。 摺動試験装置を模式的に示す図である。 本発明の比較例２の２心平衡ケーブルを示す断面概略図である。

次に、図面を参照し、本発明の実施例および比較例について説明する。以下の実施例および比較例は、本発明の２心平衡ケーブルの屈曲の均一性と柔軟性との両立がなされている範囲を特定したものである。

まず、屈曲の均一性については、２心平衡ケーブルの扁平率が大きくなることにより、扁平率が０％の状態と比較して、劣ることとなる。屈曲の均一性が劣ると、軽く摺動や屈曲を繰り返しただけでも、ケーブルの長手方向において内部導体と外部導体との距離がバラついた状態となる。この結果、２つの心線が撚り合わされる２心構造においては、ケーブルの長手方向における内部導体の中心から外部導体までの距離の変動が大きくなるため、特性インピーダンスが乱れ、反射波が多くなり、その結果、入力した信号が出力先でどのくらい減衰したかを表す減衰量（以下、単に「減衰量」という）が大きくなる原因となる。その結果、カメラリンク・ケーブルとして主に使用される周波数９００MＨｚにおいて、ケーブルの減衰量が１０ｄＢを超え、電気特性の悪化が見られる。このため、本発明においては、扁平率の上限値を８％としている。

これに対し、より扁平率を小さくし、０％に近づけることも考えられるが、柔軟性の観点から問題がある。すなわち、巻回体層、外部導体をきつく巻くことで、柔軟性が悪化し、その結果、例えば軽く摺動を加えた初期状態においても、押圧力が過剰にかかり、心線を構成する内部導体および誘電体を破損・損傷する虞があり、特性インピーダンスの標準偏差が大きく３Ωを超え、電気特性の悪化する結果となる。このため、本発明においては、扁平率の下限値を２％としている。すなわち、本発明においては、屈曲の均一性と柔軟性の両立を図るために、ケーブル全体の断面形状が２〜８％になるように設定される。

また、本発明においては、巻回体層を心線と外部導体の間に配置しており、外部導体と併せて巻回体層が心線および介在を包囲し、心線および介在によって形成される扁平率が初期状態においてより精度よくコントロールされる。また、ケーブルを摺動させた後には、湾曲によってケーブルを構成する心線と外部導体の互い位置が変動することで、心線が外部導体を押し上げ、押圧することによって外部導体が初期状態からさらに変形し、形状維持が困難になるのに対し、本発明のように心線と外部導体の間に巻回体層が配置されることで、心線の周りに直接外部導体を配置した場合と比較して、まず摺動による上記の心線の外部導体への押圧の影響が緩和されるだけでなく、例えば外部導体よりも巻回体層を構成する部材の幅方向の長さが長い場合には、上記の押圧の影響がさらに巻回体層によって分散される結果となり、その結果、摺動による心線による外部導体に対する押圧が緩和され、外部導体の形状を長期にわたり維持することができる。

また、本発明において、巻回体層をｅＰＴＦＥで構成しているが、これは、伸び率の小さい材料で巻回体層を構成することにより、摺動によるケーブルの湾曲に対し、伸びに対する変化を少なくし、形状安定性を向上させるという観点に基づく。

また、本発明においては、介在をｅPTFEで構成しているが、これは、上記の摺動による湾曲に対する伸びを考慮したものである。例えば前述した第２の従来例に記載されているように、介在をスフ糸で構成した場合にはその伸び率が約２０％であるのに対し、介在をｅＰＴＦＥで構成した場合には伸び率が４％と極めて小さく、摺動によっても変形しにくい特性を持つ。このため、摺動後において介在をスフ糸で構成した場合に発生する介在の伸びにより、介在がケーブルのテンションメンバとしての役割を果たさなくなるとともに、伸びきった介在が他の構成を押し上げ、ケーブル全体にしわが生じるという不具合が低減される。

また、実施例においては、介在、巻回体層をｅＰＴＦＥで構成しており、空孔率は４０％〜７５％の状態の材料を使用している。これにより、上述した伸び率を低く抑えることができ、品質安定性を確保している。
新品のケーブル全体の断面形状の扁平率を２〜８％の範囲とすることは、ケーブルの製造条件をつきつめれば不可能ではなく、これまでは製造コストの面から敬遠されてきたに過ぎない。しかしながら、そのようにコストをかけて作られた円形に近いケーブルであって、少し摺動や屈曲を繰り返しただけで、すぐに扁平率が１０％を超えてしまい、品質が長続きしない。初期状態のケーブル全体の断面形状の扁平率を２〜８％の範囲にするには、ケーブルに摺動履歴が残らないことが必要であり、多孔質ポリテトラフルオロエチレンの介在を使用することが絶対的な要件となっており、続いて巻回帯層を設けることが重要となっている。

また、本発明においては、摺動後（摺動回数が１万回）の扁平率が２〜１０％の範囲になるようにしたのは、形状維持能力の耐久性の視点で見たものである。まず扁平率の上限を10％に制限したのは、前述したようにまず、屈曲の均一性について２心平衡ケーブルの扁平率が大きくなることにより、内部導体と外部導体との距離がバラつき、ケーブルの長手方向における内部導体の中心から外部導体までの距離の変動が大きくなるため、特性インピーダンスが乱れ、反射波が多くなり、その結果、減衰量が大きくなる原因となり、カメラリンク・ケーブルとして主に使用される周波数９００MＨｚにおいて、ケーブルの減衰量が１０ｄＢを超え、電気特性の悪化が見られるためである

これに対し扁平率の下限を2％に制限したのは、前述したように柔軟性の観点からであり、巻回体層、外部導体をきつく巻くことで、柔軟性が悪化し、その結果、例えば軽く摺動を加えた初期状態においても、押圧力が過剰にかかり、心線を構成する内部導体および誘電体を破損・損傷する虞があり、特性インピーダンスの標準偏差が大きく３Ωを超え、電気特性の悪化するためである。

まず、図１および図２を参照して、本発明の第１ないし第３実施例および、比較例１の２心平衡ケーブルについて説明する。図１は、本発明の第１ないし第３実施例および比較例１の２心平衡ケーブルの構成を示す断面図である。図１に示すように、第１実施例の２心平衡ケーブル１０は、複数本の素線（第１実施例では１９本、図示せず。）からなる内部導体２２とその外周に形成された２層構造の誘電体層２４、２５とを有する２つの心線（対撚り心線）２６、２６と、この２つの心線２６、２６と併せて撚り合わされた介在３０と、２つの心線２６、２６および介在３０の外周に巻回された巻回体層３２と、巻回体層３２の外周に設けられた外部導体３４（３４Ａ、３４Ｂ）と、外部導体３４の外周に設けられた外被（シース）３６とを備えている。ここで、内部導体２２は、銀メッキ高張力銅合金線により構成され、誘電体層を構成する内層の誘電体層２４はパー・フロロ・エチレン・プロピレン・コポリマー（以下、「ＦＥＰ」という）で構成され、外層の誘電体層２５は延伸多孔質ポリ・テトラ・フロロ・エチレン（以下、「ｅＰＴＦＥ」という）で構成されている。また、介在３０は、空孔率６０％のｅＰＴＦＥから成り、多数の糸状のもので構成されている。巻回体層３２は、空孔率６０％のｅＰＴＦＥで構成され、かつ所定の幅（５．５ｍｍ）を有するテープ状のものであり、これを心線２６および介在３０を包含した状態で、これらの外周に巻回されている。外部導体３４は、錫メッキ錫入り銅合金線（φ０．０８ｍｍ）から成る横巻きシールド３４Ａにより主として構成されている。尚、この横巻きシールド３４Ａの外周に、巻回体層３４Bとなるテープ状のアルミ箔接着ポリエステルテープ（ALPET）を、アルミ層を内側にした状態で巻回しており、この巻回体層３４Ｂも、外部導体３４の一部を構成している。外被３６は、ポリエステルで構成されている。

次に、第１実施例にかかる高速差動ケーブル１０の製造方法について説明する。上記の構成の高速差動ケーブル１０は、まず内部導体２２の外周にＦＥＰを押し出し被覆することにより、内層となる誘電体層２４を形成する。次に、この誘電体層２４の外周にテープ状のｅＰＴＦＥを巻回し、外層となる誘電体層２５を形成し、内部導体２２および誘電体層２４、２５からなる心線２６を形成する。次に、この心線２６を２つ準備するとともに、介在３０となる糸状の複数の介在素線を束にした介在束を２つ準備する。このように準備された２つの心線２６、２６および２つの介在束を交互に配置し、撚り機を用いることにより、螺旋状に湾曲する心線２６の凸部と凸部の撚りピッチＰ（図２Ａ参照）が層心径の１５倍となる１２ｍｍの間隔で撚り合わせる。

図２（Ａ）は第１実施例の２心平衡ケーブル１０のうち、便宜的に２つの心線２６、２６のみを示す図である。また図２（B）は、第１実施例の２心平衡ケーブル１０における外被３６の長手方向における表面形状の波形の凹凸構成を示す図である。図２（Ｂ）に示すように、第１実施例の差動伝送ケーブル１０の長手方向の表面には、上述した心線２６、２６と介在３０との撚りのピッチPに応じた凹凸ができている。これは、図２（Ｂ）に示す２つの心線２６の撚りピッチＰにより、この心線２６の外周に配置される巻回体層３２、外部導体３４および外被３６の表面形状に影響を及ぼし、差動伝送ケーブル１０全体の表面形状に波形の凹凸が形成されたものである。

次に、上述したように撚り合わされた心線２６、２６および介在３０の外周に、テープ状のｅＰＴＦＥを巻回し（巻回体層３２形成）、その後、複数本の導体を横巻きに設ける（横巻きシールド３４A形成）。このように、誘電体層２５と外部導体である横巻きシールド３４Ａの間に巻回体層３２を設けることにより、線状の横巻きシールド３４Ａよりも大きな幅を有する巻回体層３２が、心線２６および介在３０を幅方向においてより接触面が大きい状態で押圧することにより、後述する比較例２のように巻回体層３２がないケーブルと比較して、屈曲や摺動の動作による心線２６および介在３０の互いの位置の変化が抑制され、２心平衡ケーブル１０の断面形状が保持され、ケーブルの扁平率の変化が低減される。

次に、この横巻きシールド３４Aの外周にアルミ層を内側にした状態で巻回体層３４Bを巻回する。最後に、この巻回体層３４Bの外周にポリエステルを押し出し被覆（外被３６形成）することにより、２心平衡ケーブル１０が形成される。このように形成された２心平衡ケーブル１０には、上述した２つの心線２６、２６および介在３０の撚り合わせにより、螺旋状に湾曲する心線２６の撚りピッチPに応じて、外被３６の表面に凹凸が形成される（図２（B）参照）。第１実施例では、上記の心線２６の撚りピッチPと同じく、この外被３６の凸部と凸部の間のピッチは１２ｍｍで形成されている。これは、層心径の１５倍にあたる値である。

上記のとおり製造された第１実施例の２心平衡ケーブル１０の初期状態の扁平率について説明する。まず扁平率ｆ（％）は、（（径の最大値−径の最小値）／径の最大値）×１００で表され、２心平衡ケーブル１０全体の断面形状の直径の最大値（R）をケーブル１０全体の断面形状の直径の最小値（ｒ）で差し引いた値を、上記の直径の最大値（R）で除した値に、１００を掛けた値をいう。任意の断面における扁平率を３０か所計測し、その平均値を算出した値を算出する。下記に、第１実施例における２心平衡ケーブル１０の「初期状態」および「摺動後の状態」の扁平率を表１に示す。

ここで、上記の「初期状態」および「摺動後の状態」について説明する。扁平率の「初期状態」とは、上述した製造条件で製造された２心平衡ケーブル１０を図３に模式的に示す摺動試験機１００によって、３０回摺動させた状態をいう。同図に示すように、摺動試験機１００は、上下方向に延びる固定板１０１と、この固定板１０１と所定の間隔を空けて上下方向に延びるとともに、上下方向に往復移動可能な移動板１０２と、これらの固定板１０１および移動板１０２の間に配置される試料の両端部を固定するために、両板１０１、１０２にそれぞれ接続される押さえ板１０３、１０４を備える。このような構成の摺動試験機１００を用いて、同図に示すように、試料長さ１ｍの２心平衡ケーブル１０を、Ｕ字状に湾曲させた状態（曲げＲ＝１０ｍｍ）で、両端部を押さえ板１０３、１０４を用いて固定板１０１および移動板１０２に固定する。その後、移動板１０２をストローク長が２００ｍｍの状態で所定回数、往復移動させる。上述したように、第１実施例では、上記の摺動試験機１００を用いて、３０回摺動させた状態を「初期状態」という（以下、他の実施例も同じ）。また、上述した「摺動後の状態」とは、上記の摺動試験機１００を用いて、1万回摺動させた状態をいう。

表１に示されるように、第１実施例の初期状態の扁平率は、２．１％であり、摺動後の状態における扁平率は、２．７％を示している。

次に、第２実施例について説明する。第２実施例の２心平衡ケーブル５０では、上述した第1実施例の２心平衡ケーブル１０と比較し、心線２６、２６と介在３０の撚りピッチPと、それに基づく扁平率が異なるものであり、他の構成は同じである。第２実施例では、撚りピッチPとして、層心径の２２倍となる１７ｍｍで撚り合わされている。これにより、表１に示すように、扁平率は、初期状態では４．７％となり、摺動後の状態では５．６％となっている。

次に、第３実施例について説明する。第３実施例の２心平衡ケーブル６０では、上述した第２実施例と同様、第１実施例の２心平衡ケーブル１０と比較し、心線２６、２６と介在３０の撚りピッチPと、それに基づく扁平率が異なるものであり、他の構成は同じである。第３実施例では、撚りピッチPとして、層心径の５０倍となる４０ｍｍで撚り合わされている。これにより、表１に示すように、扁平率は、初期状態では５．９％となり、摺動後の状態では７．３％となっている。

次に、比較例１について説明する。比較例１にかかる２心平衡ケーブル７０では、上述した第２および３実施例と同様、第１実施例の２心平衡ケーブル１０と比較し、心線２６、２６と介在３０の撚りピッチPと、それに基づく扁平率が異なるものであり、他の構成は同じである。比較例１では、撚りピッチとして、層心径の１０倍となる８ｍｍで撚り合わされている。これにより、表１に示すように、扁平率は、初期状態では１．５％となり、摺動後の状態では１．８％となっている。

次に、図４を参照して、比較例２について説明する。同図に示すように比較例２の２心平衡ケーブル８０は、第１ないし第３および比較例１と比較して、誘電体層２４、２５と外部導体３４の間に介在していた巻回体層３２がなく、誘電体層２５の外周に直接外部導体３４が配置されるとともに、心線２６、２６と介在３０の撚りピッチPと、それに基づく扁平率が異なるものであり、他の構成は同じである。比較例２では、撚りピッチPとして、層心径の２２倍となる１７ｍｍで撚り合わされている。このような構成によっては、心線２６、２６および介在３０の上から横巻きシールドを直接巻きつける構造のため、心線、２６、２６と介在３０の柔軟性の違いにより、横巻きシールドの押圧力に対する変形が均一ではなく、円形を保持し難く、扁平率が所望の値から乖離するとともに、横巻きシールドを被せても、摺動による曲げ応力が直接横巻きシールドに影響するため、摺動後の状態においては、横巻きシールド３４Ａがばらけて扁平率がより大きく変動することとなった。結果として、表１に示すように、扁平率は、初期状態では１０．３％となり、摺動後の状態では１３．２％となっている。

次に、比較例３について説明する。比較例３にかかる２心平衡ケーブル（図示せず）では、第１実施例の２心平衡ケーブル１０と比較し、介在の材料をスフ糸に変更した点が異なり、他の構成は同じである。比較例３では、撚りピッチとして、層心径の１０倍となる８ｍｍで撚り合わされている。これにより、表１に示すように、扁平率は、初期状態では９．３％となり、摺動後の状態では１４．５％となっている。

次に、以上の第１ないし第３実施例と比較例１ないし３との扁平率に基づく２心平衡ケーブルの屈曲の均一性の可否について説明する。上述したように、扁平率は比較例２、実施例１、実施例２、実施例３、比較例３、比較例１の順に大きくなっている。このように扁平率がより大きくなった状態としては、心線２６を構成する内部導体２２と外部導体３４との距離において、扁平率が０％の状態と比較してケーブルの曲げ方向によって屈曲性にバラつきが生じ、初期状態として表わされるように少しでも摺動を加えた状態において、ケーブルの曲げ方向によっては屈曲性が悪化する。このような状態においては、反射減衰量がより悪化することが確認されている。この結果を受け、初期状態における各ケーブルの減衰量を以下の表２に示す。

次に、第１ないし第３実施例と比較例１ないし３との扁平率に基づく２心平衡ケーブルの柔軟性の可否について説明する。上述したように、扁平率は、比較例３、比較例１、実施例３、実施例２、実施例１、比較例２の順に小さくなっている。このような状態においては、表１に示すように、扁平率はより小さくなるほど、横巻きされる外部導体３４Ａの巻き圧が心線２６の長手方向の単位長あたりにかかる負荷が大きくなる。また、２つの心線２６、２６は、互いに所定のピッチで撚り合わされることにより、このピッチ間で湾曲し、螺旋状に形成されることにより、表面が凹凸状に変化する。これに伴い心線２６、２６の凹状部と凹状部の間が圧縮されることともに、凸状部と凸状部の間は伸ばされて張力が加わっている。この張力は、撚りピッチがより大きくなることにより、さらに大きくなる。このような凹状部と凸状部このような状態のからさらにケーブルが曲げられると、曲げ方向によってそれらが強調されてピッチの谷と谷の間により大きなしわが生じ、山と山の間にはより大きな張力が加わってしまう。このような曲げが繰り返されることにより、その電気的な特性も徐々に低下してしまう。このような状態においては、扁平率を０％にすることが必ずしも良好な状態とは言えず、柔軟性の低下に伴い電気特性も悪化することが確認されている。この結果を受け、初期状態における各ケーブルの特性インピーダンスを以下の表３に示す。

以上のように、実施例１ないし３は、扁平率を２心平衡ケーブルの初期状態において２〜８％、摺動後の状態において２〜１０％の範囲になるように設定したものであり、これに対し、比較例１ないし３は、上記の範囲の上限および下限を超えたものを比較したものである。以上を踏まえ、屈曲の均一性および柔軟性を両立できているのは実施例１ないし３のみであり、上記の範囲によってのみ、その効果が達成されることが確認された。

なお、上記の実施例では、介在の材料としてｅＰＴＦＥを採用している。これに対し、例えば第２の従来例として前述したケーブル（特許文献２参照）のように、介在にスフ糸を採用した場合には、この材料自体の伸び率（２０％）が比較的大きなものであるため、ケーブルの多少の屈曲・摺動動作によっても介在が伸びることにより、製造時の位置から移動し、内側および外側の部材を押圧することにより、他の部材を変形させ、ケーブル全体としての扁平率を変化させる虞がある。 これに対し、実施例では上述したように介在の材料としてｅＰＴＦＥを採用しており、伸び率が４％と小さく、ケーブルの扁平率への影響が小さい。このように、実施例では、屈曲・摺動動作によっても扁平率の変化の小さい部材を採用し、ケーブルを構成しているため、動作後においてもケーブルの扁平率に変化がおきにくいため、品質安定性を向上させることができる。

また、この伸び率の小さな材料を採用することに加え、この介在と巻回体層となる押えテープ３２を介して横巻きシールド（外部導体３４）を施すため、線状形状を有する横巻きシールドのみの場合と比較しても、一定の幅を有するテープ状の押えテープ３２が介在および対撚り心線をより大きな面で押えこむため、介在および対撚り心線の相対的な位置の変化が減少されることにより、ケーブル製造時の扁平率を精度よく調整できるとともに、ケーブルの品質安定性を向上させることができる。

また、実施例１ないし３に記載したケーブルはいずれも、撚りピッチＰを層心径の15倍〜５０倍の範囲で構成されており、これにより、外被３６の長手方向における表面形状の波形の凹凸の山から山までの幅の長さも、層心径の１５倍〜５０倍になっている。このように構成することで、撚りピッチＰがより小さくなることにより、心線２６、２６および介在３０の互いの密着力が大きくなることで、屈曲に対する柔軟性が悪化することを回避できる範囲に調整しており、品質安定性を向上させたケーブルを確実に確保することができる。なお、撚りピッチＰを層心径の15倍未満にした場合（例えば比較例２）には、前述したように、柔軟性を確保することができない。また、撚りピッチＰを層心径の５０倍よりも大きくした場合には、ピッチが大きくなり過ぎることで、心線と介在が解けやすく、撚りの状態を維持できず、ケーブル自体を製造することが困難である。

本発明は、導体とその外周に形成された誘電体層とを有する２つの心線が撚り合わせられて形成された対撚り心線と、多孔質ポリテトラフルオロエチレンで構成され、この対撚り心線と併せて撚り合わされた介在と、前記心線および前記介在の外周に巻回された巻回体層と、この巻回体層の外周に設けられた外部導体と、この外部導体の外周に設けられた外被とを備え、ケーブル全体の断面形状の扁平率が２％〜８％の範囲になるように形成されているケーブルであれば、その大きさ・材質・用途の如何を問わず広く適用可能である。即ち、工場のライン内の画像検査に用いられるケーブルだけでなく、ＵＳＢケーブル等のパーソナルコンピュータやテレビ周辺機器に用いられるケーブル等に広く適用可能であることは勿論である。

10 差動伝送ケーブル
22 内部導体
24 誘電体層（内層）
25 誘電体層（外層）
26 心線
28 対撚り心線
30 介在
32 巻回体層
34 外部導体
34A 横巻きシールド
34B 巻回体層（ＡＬＰＥＴ）
36 外被
50 差動伝送ケーブル
60 差動伝送ケーブル

Claims (3)

1. 導体とその外周に形成された誘電体層とを有する２つの心線が撚り合わせられて形成された対撚り心線と、
   多孔質ポリテトラフルオロエチレンで構成され、前記対撚り心線と併せて撚り合わされた介在と、
   前記心線および前記介在の外周に巻回された巻回体層と、
   前記巻回体層の外周に設けられた外部導体と、
   前記外部導体の外周に設けられた外被と、を備え
   初期状態のケーブル全体の断面形状の扁平率が２％〜８％の範囲になるように形成されていることを特徴とする２心平衡ケーブル。
2. 前記外被の長手方向における表面形状の波形の凹凸の山から山までの幅の長さは、前記心線の径の１５倍〜５０倍であることを特徴とする、請求項１に記載の２心平衡ケーブル。
3. 導体とその外周に形成された誘電体層とを有する２つの心線が撚り合わせられて形成された対撚り心線と、
   多孔質ポリテトラフルオロエチレンで構成され、前記対撚り心線と併せて撚り合わされた介在と、
   前記心線および前記介在の外周に巻回された巻回体層と、
   前記巻回体層の外周に設けられた外部導体と、
   前記外部導体の外周に設けられた外被と、を備え
   所定の摺動試験後のケーブル全体の断面形状の扁平率が２％〜１０％の範囲になるように形成されていることを特徴とする２心平衡ケーブル。