JP4228172B2 - 信号伝送用ケーブル、端末装置およびこれを用いたデータの伝送方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝送用ケーブル、端末装置およびこれを用いたデータの伝送方法に係り、特に、ＩＥＥＥ１３９４と指称されるコンピュータとその周辺装置間を接続するために使用される高速シリアルインターフェイスにおいて、電力供給を必要としない場合に用いられる細径かつ高強度の特性を持たせた高速差動信号用ケーブルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＥＥＥ１３９４では、図７に示すように電力供給を行う「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格」および図８に示すように電力供給を行わない「Standard for a High Performance Serial Bus(Amendment 1)（以下ＩＥＥＥ１３９４−１３９５規格のＡｍｅｎｄｍｅｎｔ１と指称する）」とが用いられている。これはＩＥＥＥ１３９４の最大ケーブル長４．５ｍを想定している。
【０００３】
そして、図8に示すように、このAmendment 1のケーブル構造はツイストペア線１０２をさらに2本撚り合わせ、絶縁テープ１１１で被覆しさらに、金属網からなる外部シールド体１１４で被覆して構成されている。そしてその外側は絶縁外被１１５で被覆されている。
【０００４】
ここで、ツイストペア線１０２は、中心導体線１０４を７本束ねて形成した中心導体を絶縁材料１０７で被覆して形成した絶縁電線１０６を２本撚り合わせ、その上に金属テープ１０８および金属網１０９からなる外部シールド体１１０で被覆して形成されている。
【０００５】
ここまでの構成は図７および図８に示されているとおり、両者とも同様に形成されているが、図７に示すように、電力供給を行う「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格」では、別の中心導体線１０４を７本束ねて形成した中心導体を絶縁材料１０７‘で被覆した絶縁電線１０６がさらに2本、ツイストペア線１０２とともに撚り合わされて外部シールド体１１４で被覆されている。このように2本の絶縁電線が追加されている点および、絶縁テープ１１１の外側に金属テープ１１２と金属網１１３とからなる外部シールド体１１４が形成されている他は図８に示す電力供給を行わない「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」と、電力供給を行う「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格」は、同様に形成されている。
【０００６】
これらのうち図８に示したような、電力供給を行わない「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」では最大ケーブル長４．５ｍ伝送を行うために絶縁電線１０６を構成する中心導体としての銅線の導体サイズとしてＡＷＧ３０からＡＷＧ２８の使用が推奨されているが、実際に使用されるケーブル長は２．5ｍ以下がほとんどである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ケーブル径を決定させる要因として、機械的強度と、減衰の規定があるが、単純に個々の構成要素を縮小乃至減径させてケーブル径を小さくするしようとすると、強度的にも信号伝送性能にも充分なものが得られないという問題があった。
しかしながら、２．5ｍ以下のケーブル長を前提とするなら、中心銅線の導体サイズＡＷＧ３０〜ＡＷＧ２８では、減衰の規定値に対してマージンが大きい。またこの導体サイズで従来のようにツイストペア線の構造を採用するとケーブルの仕上げ外形が４．８ｍｍ程度と太くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、電気的特性を維持しつつも、細径でかつ高強度の高速差動信号用ケーブルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、４本の絶縁被覆を有する中心導体からなる絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線の周囲を金属網および絶縁外被で被覆してなる４心ケーブルにおいて、ケーブル長２．5ｍで減衰の規定値を満足させるように、カッド構造線を構成する中心導体の導体サイズを例えばＡＷＧ３０〜ＡＷＧ２８からＡＷＧ３６まで細くすると共に、ツイストペア線をカッド構造線に変更し、外径３ｍｍ以下となるようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
このように、本発明では、ケーブル長２．5ｍ以下にするとともに、このケーブル長の範囲で、中心導体と金属網とを調整し、機械的強度、減衰量を満たすように制御することにより、外径を大幅に縮小化しつつも、現行製品と同等な広帯域性能を確保するものである。
【００１１】
すなわち、本発明の第１では、中心導体が絶縁被覆された４本の絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線と、
前記カッド構造線の周囲を被覆する金属網と、
さらにその外側を被覆する絶縁外被とを具備し、
外径が１．２ｍｍ以上３ｍｍ以下、長さが２．５ｍ以下となるように構成され、
前記中心導体の外径が０．１４１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、
前記金属網を構成する金属線は、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上の線径０．０４から０．１２ｍｍの銅合金線であり、その編組角度は６０度以上であって、
前記金属網は前記カッド構造線を構成する中心導体の伸びを超えないように構成され、
信号伝送性能（ Signal Propagation Performance ）および接続部の破断強度がＩＥＥＥ１３９４−１３９５規格のＡｍｅｎｄｍｅｎｔ１を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、ケーブルの仕上がり外形を大幅に細くすることができる。「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」の信号線は、最大ケーブル長「４．５ｍ」伝送を行うために中心銅線の推奨値を提唱しているが、実際に使用されるケーブル長は「２．5ｍ以下」であることがほとんどであるため、このケーブル長は「２．5ｍ以下」で減衰の規定値を満足させるようにしたものである。カッド構造にすることにより、ツイストペア構造とする場合に比べ、外径を細くすることは可能である。しかしながら、カッド構造は漏話特性が悪化するという問題がある。また、細径化により、中心導体の断面積が減り、機械的強度が劣るという問題がある。なおここで通常、カッド構造線の外側は絶縁テープで固定され、必要に応じて、その外側を金属テープで保護され、さらにその外側を金属網で被覆される。
【００１３】
本発明はこの点に着目し、金属網に力が集中し、カッド構造線にストレスがかかりにくく、かつ漏話特性を満足させる程度に外径を細くことを目的としたものである。
すなわち、本発明では、カッド構造のバランスを良好に維持しながら、漏話特性を満足しかつ外力に強くかつ全体としての外径を最大限に小さくすることのできるカッド構造線および金属網を調整したものである。
【００１４】
ところで、金属網の導体サイズを細くすると、機械的破断力が弱くなるという欠点が生じる。ＩＥＥＥ１３９４は、信号用ケーブルの両端に電気コネクタを接続する。この電気コネクタには４極タイプと６極タイプとの２種類があるが、信号用ケーブルをこれらの電気コネクタでクランプしたときの機械的破断力は、「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」で規定されている。
【００１５】
この規格によると４極タイプは４９Ｎ、６極タイプは９８Ｎである。
ＩＥＥＥ１３９４の電気コネクタは、信号用ケーブルの絶縁外被を数ｃｍ切断し、外部シールドの金属網を絶縁外被へ折り返した箇所でクランピングするのが一般的であるため、外部シールドの金属網および絶縁外被にまず力が加わる。金属網および絶縁外被の機械的破断力が規定値の機械的破断力を上回らないと中心導体が引き伸ばされ減衰が悪化するという問題が生じる。
【００１６】
絶縁外被の機械的破断力は外部シールドの金属網の機械的破断力に比べて断面積あたり１／１０以下しかないため、これら規定されている機械的破断力は外部シールドの金属網の機械的破断力で満足させる必要がある。
【００１７】
そこで例えば、錫めっき銅合金線あるいは錫めっき軟銅線を用いることが可能であるが、金属網の機械的破断力４００MPa以上、導電率50％以上望ましくは７５％以上の錫めっき銅合金線などの金属線を用いることにより、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。ここで導電率は錫めっき後の銅合金線の導電率を示すものとする。
【００１８】
また金属網の構成については、同じ持ち本数、打ち数の場合、ピッチが短いと金属網の導体抵抗が高くなり、信号用ケーブルの減衰が悪化する。また金属網の金属線の撚り込みが小さいと、引っ張り応力は金属網に加わるため、撚り込みが小さい方が中心導体（束）へのストレスが軽減できることから、金属網は角度６０°以上になるようなピッチとするのが望ましい。
【００１９】
前記信号伝送用ケーブルは、長さが２．５ｍ以下であり、電気特性および接続部の破断強度がＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このように本発明の構成によれば、中心導体の導体サイズを小さくすると共に、カッド構造をとることにより、「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」の信号線の規格を満足しつつ、ケーブルの仕上がり外形の細径化を図ることが可能となる。これにより曲げ半径が小さく、機械的強度や取扱い性に優れたケーブルを実現することができる。
【００２１】
前記金属網に用いる金属線は、銅合金からなることを特徴とする。かかる構成によれば、導電率が高く、伸び率も充分に小さく、カッド構造線を引っ張り力で破断するようなこともない。
【００２２】
また望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、鋼銅線からなることを特徴とする。
かかる構成によれば、導電率が高く、伸び率も充分に小さく、カッド構造線を引っ張り力で破断するようなこともない。
【００２３】
前記金属網に用いる金属線は、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上であることを特徴とする。かかる構成によれば、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。
【００２４】
望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、伸び率１０％以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、伸び率１０％以下の金属線を用いて金属網を構成しているため、引っ張り力によっても、カッド構造線は金属網に保護されるため、破損を受けることもない。
【００２５】
望ましくは、前記中心導体線は外径０．２ｍｍ以下の銅線であることを特徴とする。
かかる構成によれば、４本をカッド構造にしても外径３ｍｍ以下とすることが可能となる。
【００２６】
前記金属網は、編組角度が６０度以上となるように構成する。かかる構成によれば、編組角度が６０度以上では、引っ張り応力によるストレスは金属網にかかるため、カッド構造線（ひいては中心導体線）がストレスにより破損したりすることが少ない。
【００２７】
また望ましくは、絶縁被覆された中心導体を撚り合わせてカッド構造線を形成する撚り合わせピッチが層心径の30倍以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、カッド構造を形成する4本の中心導体のバランスが均一化し、漏話特性を向上することができる。
また望ましくは、前記金属網は、撚りピッチが層心径倍率の３０倍以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、導電率の向上と、カッド構造線へのストレスの低減という2つの面から、より適切な規定を行うことが可能となり、信頼性の高い信号伝送用ケーブルを提供することが可能となる。
【００２８】
望ましくは、前記中心導体線は金属網を構成する金属線の材質と同一材料から構成されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、熱膨張率が等しいため、温度変化に起因するストレスも受け難く、より信頼性の高いケーブルを提供することが可能となる。
【００２９】
望ましくは、前記中心導体線は、その伸び率が前記金属網を構成する金属線の伸び率以上であることを特徴とする。
かかる構成によれば、金属網の伸びにより、カッド構造線を構成する中心導体がストレスをうける事が少ない。
【００３０】
前記金属網を構成する金属線の材質は前記中心導体線の伸びを超えないように構成されていることを特徴とする。かかる構成によれば、中心導体線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００３１】
望ましくは、前記金属網は前記カッド構造線の伸びを超えないようにその撚りピッチが調整されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００３２】
前記金属網は前記カッド構造線の伸びを超えないようにその材質、線径および撚りピッチが選択されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００３３】
前記金属網は、線径０．０４から０．１２ｍｍの銅合金線で構成されていることを特徴とする。上記伸びを維持するためにはかかる範囲の線径をもつようにするのが望ましい。線径０．０４ｍｍよりも外径が小さいと、抗張力が小さく、金属網自体が破損し易くなり、電気抵抗値が高くなる。一方、金属網を構成する錫入り銅合金線などの金属素線の線径が０．１２ｍｍを超えると、外径が太くなり、柔軟性が悪くなる。
【００３４】
さらに望ましくは、前記金属網は、線径０．０５から０．０８ｍｍの銅合金線で構成されていることを特徴とする。
上記伸びを維持するためにはかかる範囲の線径をもつようにするのがさらに望ましい。
【００３５】
望ましくは、前記金属網の編組ピッチは、カッド構造線を構成する中心導体の撚り合わせピッチの０．１から０．８倍であることを特徴とする。
かかる構成をとることにより、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。さらにまた、この金属網は、一括遮蔽導体としての機能を持たせなければならないため、低抵抗である必要があり、そのためには高導電率導体である必要がある。このため、撚り合わせピッチはカッド構造線の撚り合わせピッチの０．１倍以上と、長くして撚り込み率を抑えなければならない。
【００３６】
また減衰量を低減すべく、カッド構造線を構成する中心導体の4本撚りのピッチは長くし、撚り込みを抑える必要があるが、金属網の編組ピッチがカッド構造線の撚り合わせピッチの０．８倍を超えると、4本撚りのバランスが崩れ易くなり、インピーダンス、漏話特性が不安定となる。さらにまた、金属網のピッチを長くすると、撚り込みが少なくなるため中心導体にストレスがかかり易いという問題もある。
望ましくは、前記信号伝送用ケーブルは、少なくとも一端にコネクタを備えており、前記コネクタの強度が４極構造では４９Ｎ以上、６極構造では９８Ｎ以上であることを特徴とする。
かかる構成によれば、現行製品を用いた伝送方法と同等な広帯域性能を確保しつつ、細径化、高機械的強度、高屈曲性により占有面積の低減をはかることが可能となる。
【００３７】
本発明の第２では、コンピュータ端末と周辺装置とを具えたコンピュータシステムにおいて、前記コンピュータ端末と周辺装置のインターフェース、あるいは周辺装置間のインターフェースが、前記本発明の信号伝送用ケーブルで構成されていることを特徴とする。
なおここでも通常、カッド構造線の外側は絶縁テープで固定されるかあるいは金属テープで保護され、その外側を金属網で被覆される。
【００３８】
本発明の第3では、上記各項記載の信号伝送用ケーブルを、コンピュータ端末と周辺装置間あるいは、周辺装置相互間に配策して、これらの間の接続を行うようにしている。
かかる伝送方法によれば、現行製品を用いた伝送方法と同等な広帯域性能を確保しつつ、細径化、高機械的強度、高屈曲性により占有面積の低減をはかることが可能となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブル１は、図1に示すように、絶縁被覆された中心導体からなる絶縁電線６を４本撚り合わせ、カッド構造線３を構成し、この外側を絶縁テープ１１または金属テープで被覆しさらに、金属網１３からなる外部シールド体で被覆して構成され、外径が３ｍｍ以下となるようにしたものである。ここで、中心導体は、７本の中心導体線４を撚り合わせて構成される。そして、その外側をフッ素樹脂、ポリエチレン、発泡ポリエチレンからなる絶縁被覆層７で被覆して絶縁電線６が構成される。そして、この信号伝送用ケーブル１は、ケーブル長２．５ｍで減衰および機械的強度の規定値を満足させる程度に、絶縁電線６を構成する中心導体の導体径を０．２ｍｍ以下と細くすると共に、ツイストペア線をカッド構造線３に変更し、外径３ｍｍ以下となるようにしたことを特徴とするものである。
【００４０】
すなわち、この信号伝送用ケーブルは、表面を錫めっき層で被覆された線径０．０４７〜０．０６４ｍｍの単心銅線からなる中心導体線４を撚り合わせピッチ１．５ｍｍ以上で7本撚り合わせて、厚さ０．１３ｍｍ以下、水中静電容量１５０ｐＦ／ｍ以下、比誘電率が１．７から２．３のフッ素樹脂、ポリエチレン、発泡ポリエチレンからなる絶縁被覆層7で中心導体を被覆して絶縁電線６を形成し、この絶縁電線を４本、カッド構造で束ね、カッド構造線３を構成してなるものである。そしてこのカッド構造線３の外側を、絶縁テープ１１で被覆すると共に、さらにその外側をこのカッド構造線３ひいては中心導体線４の伸びを超えないように構成された銅製の金属網１３で被覆し、さらにその外側を絶縁外被１５で被覆してなるものである。
【００４１】
この金属網１３は、図2に拡大説明図を示すように、線径０．０４７〜０．０６ｍｍ、伸び率１％、破断力700ＭＰａ、導電率７５％の錫入り銅合金線１３Ｓを、撚り合わせて形成したものである。この金属網は、持ち本数Ｔａが5本、編組角度Ｔα６０〜７７度である1ユニットを、16ユニット（打ち数）準備し、ピッチ４．８から１０．３ｍｍで編みあわせてなるものである。
【００４２】
また、このカッド構造線３は、図3に示すように、信号伝送用ケーブル1のカッド構造を構成する各中心導体（絶縁電線６）の中心を結ぶ円の直径である層心径Ｒの３０倍以下となるようなピッチで構成する。
さらにまた、カッド構造線全体を覆う絶縁外被１５としては、厚さ０．００５ｍｍから０．０２０ｍｍのポリエステルまたはアルミニウムを貼り合わせたアルミニウム貼着ポリエステルテープを用い、重なりが２５−７０％程度となるように金属網１３の周囲に巻き付けたものが用いられている。
【００４３】
このようにして形成された信号伝送用ケーブル１は、図4に示すように、室内において、コンピュータ４１と、その周辺端末である第1乃至第3の端末４２、４３、４４との接続に用いられる。
【００４４】
この信号伝送用ケーブル１は、従来の３０％以下と外径が極めて細く、減衰などの電気的特性を充分に満足しかつ、ケーブル全体としての機械的信頼性が高く、特に引っ張り強度が高いという利点がある。
【００４５】
またケーブル長２．５ｍｍ以下とすることにより現行製品と同等の広帯域性能を確保することができる。
さらにまた、ケーブルの仕上がり外径が３ｍｍ以下で、金属網＋絶縁外被の機械的破断力が１００Ｎ以上となっている。
【００４６】
また２．５ｍあたりのケーブルの減衰量が、４00ＭＨｚで５.８ｄＢ以下となっている。
また、外被としての金属網１３には、伸びが少なく、抗張力が大きい素材である線径０．０５ｍｍの錫入り銅合金線１３Ｓを用いているため、カッド構造線３ひいては絶縁電線６を構成する中心導体に対するストレスを低減することができ、外径が小さいにもかかわらず、機械的強度の高い信号伝送用ケーブルを提供することが可能となる。
【００４７】
また減衰量を低減すべく、カッド構造線３を構成する4本の絶縁被覆された中心導体からなる絶縁電線６の撚り合わせのピッチは長くし、撚り込みを大きくする必要があるが、ピッチを長くすると、4本撚りのバランスが崩れ易くなり、漏話特性が不安定となる。さらにまた、金属網１３のピッチを短くすると、撚り込みが大きくなるためカッド構造線ひいては中心導体にストレスがかかり易いという問題もある。
【００４８】
また、かかる構成によれば、絶縁被覆された中心導体からなる絶縁電線６が金属網１３の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
さらにまた、金属網１３は絶縁電線６を構成する中心導体の伸びを超えないようにその編組ピッチが調整されているため、中心導体が金属網の伸びに引っ張られて破断し、中心導体線４に断線を生じたりするというような不都合もなくなる。
【００４９】
加えて、金属網１３は前記中心導体線４の伸びを超えないようにその材質、線径およびまたは撚りピッチが選択されているため、中心導体線４が金属網１３の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００５０】
なお、前記第1の実施形態では、前記金属網を構成する金属線としては、錫入り銅合金線を用いたが、これに限定されることなく、鋼銅線など、導電率が高く、引っ張り破断力の高い材料を用いるのが望ましい。
【００５１】
前記実施形態では、前記金属網は、線径０．０５ｍｍの錫入り銅合金線１３Ｓを用いたが、線径はこの値に限定されることなく、線径０．０４から０．１２ｍｍの範囲で適宜変更可能である。線径０．０４ｍｍよりも外径が小さいと、抗張力が小さく、金属網自体が破損し易くなる。一方、金属網を構成する錫入り銅合金線１３Ｓなどの金属素線の線径が０．１２ｍｍを超えると、仕上がり外形が太くなり、また柔軟性が劣るという問題がある。
【００５２】
さらに望ましくは線径０．０５から０．０８ｍｍの範囲とする。上記伸びを維持するためにはかかる範囲の線径をもつようにするのが望ましい。
【００５３】
このような信号伝送用ケーブルに用いられる電気コネクタには４極タイプと６極タイプとの２種類があるが、信号用ケーブルをこれらの電気コネクタでクランプしたときの機械的破断力は、「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」で規定されている。
【００５４】
この規格によると４極タイプは４９Ｎ、６極タイプは９８Ｎである。
【００５５】
ここでの引っ張り強度は図5に測定方法を示すように、信号伝送用ケーブル1の一端を第1のチャッカー5１で固定するとともに、他端を第2のチャッカー52で挟み、引っ張り速度50ｎｍ／分で引っ張り、ケーブルが破断するまでの強度を測定することによって測定される。ここでは金属網のどれか１本が切れるまでの値を測定し、これを引っ張り強度とする。
【００５６】
ＩＥＥＥ１３９４の電気コネクタは、信号用ケーブルの絶縁外被を数ｃｍ切断し、外部シールドの金属網を絶縁外被へ折り返した箇所でクランピングするのが一般的であるため、外部シールドの金属網および絶縁外被に力が加わる。本発明の実施形態の信号伝送用ケーブルでは、金属網および絶縁外被の機械的破断力が規定値の機械的破断力を上回らないと中心導体が引き伸ばされ減衰が悪化するという問題が生じ得ない上、この信号伝送用ケーブルでは、金属網の機械的破断力４００ＭＰａ以上の銅合金線を用いているため、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。
【００５７】
次に、各部材の大きさすなわち、カッド構造線の径、カッド構造線の撚り合わせピッチ、層心径、編組ピッチ、編組角度を変化させて下表に示すようなサンプル１乃至４を作成し、電気的特性および機械的破断力を測定した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
上記サンプル１乃至４はいずれも電気的特性および機械的強度を満足し、外径も１．２ｍｍ乃至２ｍｍの間であり、極めて商品性の高いものであった。
また金属網の構成については、前記実施形態に限定されることなく、適宜変形可能である。金属網は、同じ持ち本数、打ち数の場合、ピッチが短いと金属網の導体抵抗が高くなり、信号用ケーブルの減衰が悪化する。また金属網の金属線の撚り込みが大きいと、引っ張られたときの力が中心導体に加わりやすくなるため、撚り込みが少ない方が良いことから、金属網の編組角度が６０度以上になるようなピッチが必要である。
【００６０】
望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、引っ張り破断力７００ＭＰａ以上、導電率７５％としたが、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上程度でもよい。
かかる構成によれば、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。
【００６１】
望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、伸び率1％のものを用いたが、伸び率１０％程度以下であればよい。更に望ましくは、６％以下であれば、引っ張り力によっても、カッド構造線は金属網に保護されるため、破損を生じることもない。
【００６２】
また、前記金属網は、編組角度が６０度以上となるように構成したため、比較的伸びにくいため、ストレスにより中心導体線が破損したりすることが少ない。
【００６３】
また、カッド構造を構成する４本の絶縁電線は、撚りピッチが層心径倍率の３０倍以下であるため、漏話特性の向上が可能となり、信頼性の高い信号伝送用ケーブルを提供することが可能となる。
【００６４】
さらに本発明の実施形態では、中心導体は錫めっき銅線からなり、金属網を構成する金属線は銅合金線であるため、熱膨張率がほぼ等しく、温度変化に起因するストレスも受け難く、より信頼性の高いケーブルを提供することが可能となる。
【００６５】
また、ここで用いられる中心導体線は、引っ張り力に対する伸び率が前記金属網を構成する金属線の伸び率以上となっているため、金属網の伸びにより、中心導体線がストレスをうけたり、断線を生じたりする事が少ない。
【００６６】
加えて、前記金属網は前記カッド構造線の伸びを超えないようにその材質、線径および／または撚りピッチが調整されていることを特徴とする。
【００６７】
かかる構成によれば、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００６８】
次に本発明の第2の実施形態について説明する。
この例では、図6に示すように、カッド構造線３を被覆する絶縁テープ１１に代えて、金属テープ１２を用いたことを特徴とするものである。
【００６９】
他部については、前記第1の実施形態とまったく同様に形成する。
この金属テープ１２は、厚さ０．０１５ｍｍのアルミ貼りポリエステルテープからなり、前記第1の実施形態の信号伝送用ケーブルと同様に、細い外径でかつ電気的特性および機械的特性を良好に維持することが可能となる。
金属テープを用いた場合は絶縁テープを用いた場合に比べて、不要輻射（ＥＭＩ：Electromagnetic Interference）ノイズの低減を図ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の信号伝送用ケーブルによれば、絶縁被覆せしめられた４本の絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線と、前記カッド構造線の周囲を被覆する金属網と、さらにその外側を被覆する絶縁外被とを具備し、外径が３ｍｍ以下となるように構成しているため、ケーブル長２．５ｍ以下の範囲で、中心導体と金属網とを調整し、機械的強度、減衰量を満たすように制御することができ、外径を大幅に縮小化しつつも、現行製品と同等な広帯域性能を確保し、細径でかつ高強度の高速差動信号用ケーブルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図２】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルの金属網を示す説明図。
【図３】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図４】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルの使用例を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施形態の信号伝送用ケーブルの引っ張り強度を測定するための測定装置を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図７】従来例の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図８】従来例の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【符号の説明】
１ 信号伝送用ケーブル
３ カッド構造線
４ 中心導体線
６ 絶縁電線
７ 絶縁材料
１１ 絶縁テープ
１２ 金属テープ
１３ 金属網
１５ 絶縁外被
４１ コンピュータ
４２ 第1の端末
４３ 第２の端末
４４ 第３の端末
５１ 第1のチャッカー
５２ 第2のチャッカー
１０１ 信号伝送用ケーブル
１０２ ツイストペア線
１０４ 中心導体線
１０６ 絶縁電線
１０７ 絶縁材料
１０８ 金属テープ
１０９ 金属網
１１０ ツイストペア線の外部シールド体
１１１ 絶縁テープ
１１２ 金属テープ
１１３ 金属網
１１４ 外部シールド体
１１５ 絶縁外被
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝送用ケーブル、端末装置およびこれを用いたデータの伝送方法に係り、特に、ＩＥＥＥ１３９４と指称されるコンピュータとその周辺装置間を接続するために使用される高速シリアルインターフェイスにおいて、電力供給を必要としない場合に用いられる細径かつ高強度の特性を持たせた高速差動信号用ケーブルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＥＥＥ１３９４では、図７に示すように電力供給を行う「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格」および図８に示すように電力供給を行わない「Standard for a High Performance Serial Bus(Amendment 1)（以下ＩＥＥＥ１３９４−１３９５規格のＡｍｅｎｄｍｅｎｔ１と指称する）」とが用いられている。これはＩＥＥＥ１３９４の最大ケーブル長４．５ｍを想定している。
【０００３】
そして、図8に示すように、このAmendment 1のケーブル構造はツイストペア線１０２をさらに2本撚り合わせ、絶縁テープ１１１で被覆しさらに、金属網からなる外部シールド体１１４で被覆して構成されている。そしてその外側は絶縁外被１１５で被覆されている。
【０００４】
ここで、ツイストペア線１０２は、中心導体線１０４を７本束ねて形成した中心導体を絶縁材料１０７で被覆して形成した絶縁電線１０６を２本撚り合わせ、その上に金属テープ１０８および金属網１０９からなる外部シールド体１１０で被覆して形成されている。
【０００５】
ここまでの構成は図７および図８に示されているとおり、両者とも同様に形成されているが、図７に示すように、電力供給を行う「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格」では、別の中心導体線１０４を７本束ねて形成した中心導体を絶縁材料１０７‘で被覆した絶縁電線１０６がさらに2本、ツイストペア線１０２とともに撚り合わされて外部シールド体１１４で被覆されている。このように2本の絶縁電線が追加されている点および、絶縁テープ１１１の外側に金属テープ１１２と金属網１１３とからなる外部シールド体１１４が形成されている他は図８に示す電力供給を行わない「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」と、電力供給を行う「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格」は、同様に形成されている。
【０００６】
これらのうち図８に示したような、電力供給を行わない「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」では最大ケーブル長４．５ｍ伝送を行うために絶縁電線１０６を構成する中心導体としての銅線の導体サイズとしてＡＷＧ３０からＡＷＧ２８の使用が推奨されているが、実際に使用されるケーブル長は２．5ｍ以下がほとんどである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ケーブル径を決定させる要因として、機械的強度と、減衰の規定があるが、単純に個々の構成要素を縮小乃至減径させてケーブル径を小さくするしようとすると、強度的にも信号伝送性能にも充分なものが得られないという問題があった。
しかしながら、２．5ｍ以下のケーブル長を前提とするなら、中心銅線の導体サイズＡＷＧ３０〜ＡＷＧ２８では、減衰の規定値に対してマージンが大きい。またこの導体サイズで従来のようにツイストペア線の構造を採用するとケーブルの仕上げ外形が４．８ｍｍ程度と太くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、電気的特性を維持しつつも、細径でかつ高強度の高速差動信号用ケーブルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、４本の絶縁被覆を有する中心導体からなる絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線の周囲を金属網および絶縁外被で被覆してなる４心ケーブルにおいて、ケーブル長２．5ｍで減衰の規定値を満足させるように、カッド構造線を構成する中心導体の導体サイズを例えばＡＷＧ３０〜ＡＷＧ２８からＡＷＧ３６まで細くすると共に、ツイストペア線をカッド構造線に変更し、外径３ｍｍ以下となるようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
このように、本発明では、ケーブル長２．5ｍ以下にするとともに、このケーブル長の範囲で、中心導体と金属網とを調整し、機械的強度、減衰量を満たすように制御することにより、外径を大幅に縮小化しつつも、現行製品と同等な広帯域性能を確保するものである。
【００１１】
すなわち、本発明の第１では、中心導体が絶縁被覆された４本の絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線と、
前記カッド構造線の周囲を被覆する金属網と、
さらにその外側を被覆する絶縁外被とを具備し、
外径が１．２ｍｍ以上３ｍｍ以下、長さが２．５ｍ以下となるように構成され、
前記中心導体の外径が０．１４１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、
前記金属網を構成する金属線は、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上の線径０．０４から０．１２ｍｍの銅合金線であり、その編組角度は６０度以上であって、
前記金属網は前記カッド構造線を構成する中心導体の伸びを超えないように構成され、
信号伝送性能（ Signal Propagation Performance ）および接続部の破断強度がＩＥＥＥ１３９４−１３９５規格のＡｍｅｎｄｍｅｎｔ１を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、ケーブルの仕上がり外形を大幅に細くすることができる。「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」の信号線は、最大ケーブル長「４．５ｍ」伝送を行うために中心銅線の推奨値を提唱しているが、実際に使用されるケーブル長は「２．5ｍ以下」であることがほとんどであるため、このケーブル長は「２．5ｍ以下」で減衰の規定値を満足させるようにしたものである。カッド構造にすることにより、ツイストペア構造とする場合に比べ、外径を細くすることは可能である。しかしながら、カッド構造は漏話特性が悪化するという問題がある。また、細径化により、中心導体の断面積が減り、機械的強度が劣るという問題がある。なおここで通常、カッド構造線の外側は絶縁テープで固定され、必要に応じて、その外側を金属テープで保護され、さらにその外側を金属網で被覆される。
【００１３】
本発明はこの点に着目し、金属網に力が集中し、カッド構造線にストレスがかかりにくく、かつ漏話特性を満足させる程度に外径を細くことを目的としたものである。
すなわち、本発明では、カッド構造のバランスを良好に維持しながら、漏話特性を満足しかつ外力に強くかつ全体としての外径を最大限に小さくすることのできるカッド構造線および金属網を調整したものである。
【００１４】
ところで、金属網の導体サイズを細くすると、機械的破断力が弱くなるという欠点が生じる。ＩＥＥＥ１３９４は、信号用ケーブルの両端に電気コネクタを接続する。この電気コネクタには４極タイプと６極タイプとの２種類があるが、信号用ケーブルをこれらの電気コネクタでクランプしたときの機械的破断力は、「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」で規定されている。
【００１５】
この規格によると４極タイプは４９Ｎ、６極タイプは９８Ｎである。
ＩＥＥＥ１３９４の電気コネクタは、信号用ケーブルの絶縁外被を数ｃｍ切断し、外部シールドの金属網を絶縁外被へ折り返した箇所でクランピングするのが一般的であるため、外部シールドの金属網および絶縁外被にまず力が加わる。金属網および絶縁外被の機械的破断力が規定値の機械的破断力を上回らないと中心導体が引き伸ばされ減衰が悪化するという問題が生じる。
【００１６】
絶縁外被の機械的破断力は外部シールドの金属網の機械的破断力に比べて断面積あたり１／１０以下しかないため、これら規定されている機械的破断力は外部シールドの金属網の機械的破断力で満足させる必要がある。
【００１７】
そこで例えば、錫めっき銅合金線あるいは錫めっき軟銅線を用いることが可能であるが、金属網の機械的破断力４００MPa以上、導電率50％以上望ましくは７５％以上の錫めっき銅合金線などの金属線を用いることにより、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。ここで導電率は錫めっき後の銅合金線の導電率を示すものとする。
【００１８】
また金属網の構成については、同じ持ち本数、打ち数の場合、ピッチが短いと金属網の導体抵抗が高くなり、信号用ケーブルの減衰が悪化する。また金属網の金属線の撚り込みが小さいと、引っ張り応力は金属網に加わるため、撚り込みが小さい方が中心導体（束）へのストレスが軽減できることから、金属網は角度６０°以上になるようなピッチとするのが望ましい。
【００１９】
前記信号伝送用ケーブルは、長さが２．５ｍ以下であり、電気特性および接続部の破断強度がＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このように本発明の構成によれば、中心導体の導体サイズを小さくすると共に、カッド構造をとることにより、「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」の信号線の規格を満足しつつ、ケーブルの仕上がり外形の細径化を図ることが可能となる。これにより曲げ半径が小さく、機械的強度や取扱い性に優れたケーブルを実現することができる。
【００２１】
前記金属網に用いる金属線は、銅合金からなることを特徴とする。かかる構成によれば、導電率が高く、伸び率も充分に小さく、カッド構造線を引っ張り力で破断するようなこともない。
【００２２】
また望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、鋼銅線からなることを特徴とする。
かかる構成によれば、導電率が高く、伸び率も充分に小さく、カッド構造線を引っ張り力で破断するようなこともない。
【００２３】
前記金属網に用いる金属線は、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上であることを特徴とする。かかる構成によれば、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。
【００２４】
望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、伸び率１０％以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、伸び率１０％以下の金属線を用いて金属網を構成しているため、引っ張り力によっても、カッド構造線は金属網に保護されるため、破損を受けることもない。
【００２５】
望ましくは、前記中心導体線は外径０．２ｍｍ以下の銅線であることを特徴とする。
かかる構成によれば、４本をカッド構造にしても外径３ｍｍ以下とすることが可能となる。
【００２６】
前記金属網は、編組角度が６０度以上となるように構成する。かかる構成によれば、編組角度が６０度以上では、引っ張り応力によるストレスは金属網にかかるため、カッド構造線（ひいては中心導体線）がストレスにより破損したりすることが少ない。
【００２７】
また望ましくは、絶縁被覆された中心導体を撚り合わせてカッド構造線を形成する撚り合わせピッチが層心径の30倍以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、カッド構造を形成する4本の中心導体のバランスが均一化し、漏話特性を向上することができる。
また望ましくは、前記金属網は、撚りピッチが層心径倍率の３０倍以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、導電率の向上と、カッド構造線へのストレスの低減という2つの面から、より適切な規定を行うことが可能となり、信頼性の高い信号伝送用ケーブルを提供することが可能となる。
【００２８】
望ましくは、前記中心導体線は金属網を構成する金属線の材質と同一材料から構成されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、熱膨張率が等しいため、温度変化に起因するストレスも受け難く、より信頼性の高いケーブルを提供することが可能となる。
【００２９】
望ましくは、前記中心導体線は、その伸び率が前記金属網を構成する金属線の伸び率以上であることを特徴とする。
かかる構成によれば、金属網の伸びにより、カッド構造線を構成する中心導体がストレスをうける事が少ない。
【００３０】
前記金属網を構成する金属線の材質は前記中心導体線の伸びを超えないように構成されていることを特徴とする。かかる構成によれば、中心導体線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００３１】
望ましくは、前記金属網は前記カッド構造線の伸びを超えないようにその撚りピッチが調整されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００３２】
前記金属網は前記カッド構造線の伸びを超えないようにその材質、線径および撚りピッチが選択されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００３３】
前記金属網は、線径０．０４から０．１２ｍｍの銅合金線で構成されていることを特徴とする。上記伸びを維持するためにはかかる範囲の線径をもつようにするのが望ましい。線径０．０４ｍｍよりも外径が小さいと、抗張力が小さく、金属網自体が破損し易くなり、電気抵抗値が高くなる。一方、金属網を構成する錫入り銅合金線などの金属素線の線径が０．１２ｍｍを超えると、外径が太くなり、柔軟性が悪くなる。
【００３４】
さらに望ましくは、前記金属網は、線径０．０５から０．０８ｍｍの銅合金線で構成されていることを特徴とする。
上記伸びを維持するためにはかかる範囲の線径をもつようにするのがさらに望ましい。
【００３５】
望ましくは、前記金属網の編組ピッチは、カッド構造線を構成する中心導体の撚り合わせピッチの０．１から０．８倍であることを特徴とする。
かかる構成をとることにより、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。さらにまた、この金属網は、一括遮蔽導体としての機能を持たせなければならないため、低抵抗である必要があり、そのためには高導電率導体である必要がある。このため、撚り合わせピッチはカッド構造線の撚り合わせピッチの０．１倍以上と、長くして撚り込み率を抑えなければならない。
【００３６】
また減衰量を低減すべく、カッド構造線を構成する中心導体の4本撚りのピッチは長くし、撚り込みを抑える必要があるが、金属網の編組ピッチがカッド構造線の撚り合わせピッチの０．８倍を超えると、4本撚りのバランスが崩れ易くなり、インピーダンス、漏話特性が不安定となる。さらにまた、金属網のピッチを長くすると、撚り込みが少なくなるため中心導体にストレスがかかり易いという問題もある。
望ましくは、前記信号伝送用ケーブルは、少なくとも一端にコネクタを備えており、前記コネクタの強度が４極構造では４９Ｎ以上、６極構造では９８Ｎ以上であることを特徴とする。
かかる構成によれば、現行製品を用いた伝送方法と同等な広帯域性能を確保しつつ、細径化、高機械的強度、高屈曲性により占有面積の低減をはかることが可能となる。
【００３７】
本発明の第２では、コンピュータ端末と周辺装置とを具えたコンピュータシステムにおいて、前記コンピュータ端末と周辺装置のインターフェース、あるいは周辺装置間のインターフェースが、前記本発明の信号伝送用ケーブルで構成されていることを特徴とする。
なおここでも通常、カッド構造線の外側は絶縁テープで固定されるかあるいは金属テープで保護され、その外側を金属網で被覆される。
【００３８】
本発明の第3では、上記各項記載の信号伝送用ケーブルを、コンピュータ端末と周辺装置間あるいは、周辺装置相互間に配策して、これらの間の接続を行うようにしている。
かかる伝送方法によれば、現行製品を用いた伝送方法と同等な広帯域性能を確保しつつ、細径化、高機械的強度、高屈曲性により占有面積の低減をはかることが可能となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブル１は、図1に示すように、絶縁被覆された中心導体からなる絶縁電線６を４本撚り合わせ、カッド構造線３を構成し、この外側を絶縁テープ１１または金属テープで被覆しさらに、金属網１３からなる外部シールド体で被覆して構成され、外径が３ｍｍ以下となるようにしたものである。ここで、中心導体は、７本の中心導体線４を撚り合わせて構成される。そして、その外側をフッ素樹脂、ポリエチレン、発泡ポリエチレンからなる絶縁被覆層７で被覆して絶縁電線６が構成される。そして、この信号伝送用ケーブル１は、ケーブル長２．５ｍで減衰および機械的強度の規定値を満足させる程度に、絶縁電線６を構成する中心導体の導体径を０．２ｍｍ以下と細くすると共に、ツイストペア線をカッド構造線３に変更し、外径３ｍｍ以下となるようにしたことを特徴とするものである。
【００４０】
すなわち、この信号伝送用ケーブルは、表面を錫めっき層で被覆された線径０．０４７〜０．０６４ｍｍの単心銅線からなる中心導体線４を撚り合わせピッチ１．５ｍｍ以上で7本撚り合わせて、厚さ０．１３ｍｍ以下、水中静電容量１５０ｐＦ／ｍ以下、比誘電率が１．７から２．３のフッ素樹脂、ポリエチレン、発泡ポリエチレンからなる絶縁被覆層7で中心導体を被覆して絶縁電線６を形成し、この絶縁電線を４本、カッド構造で束ね、カッド構造線３を構成してなるものである。そしてこのカッド構造線３の外側を、絶縁テープ１１で被覆すると共に、さらにその外側をこのカッド構造線３ひいては中心導体線４の伸びを超えないように構成された銅製の金属網１３で被覆し、さらにその外側を絶縁外被１５で被覆してなるものである。
【００４１】
この金属網１３は、図2に拡大説明図を示すように、線径０．０４７〜０．０６ｍｍ、伸び率１％、破断力700ＭＰａ、導電率７５％の錫入り銅合金線１３Ｓを、撚り合わせて形成したものである。この金属網は、持ち本数Ｔａが5本、編組角度Ｔα６０〜７７度である1ユニットを、16ユニット（打ち数）準備し、ピッチ４．８から１０．３ｍｍで編みあわせてなるものである。
【００４２】
また、このカッド構造線３は、図3に示すように、信号伝送用ケーブル1のカッド構造を構成する各中心導体（絶縁電線６）の中心を結ぶ円の直径である層心径Ｒの３０倍以下となるようなピッチで構成する。
さらにまた、カッド構造線全体を覆う絶縁外被１５としては、厚さ０．００５ｍｍから０．０２０ｍｍのポリエステルまたはアルミニウムを貼り合わせたアルミニウム貼着ポリエステルテープを用い、重なりが２５−７０％程度となるように金属網１３の周囲に巻き付けたものが用いられている。
【００４３】
このようにして形成された信号伝送用ケーブル１は、図4に示すように、室内において、コンピュータ４１と、その周辺端末である第1乃至第3の端末４２、４３、４４との接続に用いられる。
【００４４】
この信号伝送用ケーブル１は、従来の３０％以下と外径が極めて細く、減衰などの電気的特性を充分に満足しかつ、ケーブル全体としての機械的信頼性が高く、特に引っ張り強度が高いという利点がある。
【００４５】
またケーブル長２．５ｍｍ以下とすることにより現行製品と同等の広帯域性能を確保することができる。
さらにまた、ケーブルの仕上がり外径が３ｍｍ以下で、金属網＋絶縁外被の機械的破断力が１００Ｎ以上となっている。
【００４６】
また２．５ｍあたりのケーブルの減衰量が、４00ＭＨｚで５.８ｄＢ以下となっている。
また、外被としての金属網１３には、伸びが少なく、抗張力が大きい素材である線径０．０５ｍｍの錫入り銅合金線１３Ｓを用いているため、カッド構造線３ひいては絶縁電線６を構成する中心導体に対するストレスを低減することができ、外径が小さいにもかかわらず、機械的強度の高い信号伝送用ケーブルを提供することが可能となる。
【００４７】
また減衰量を低減すべく、カッド構造線３を構成する4本の絶縁被覆された中心導体からなる絶縁電線６の撚り合わせのピッチは長くし、撚り込みを大きくする必要があるが、ピッチを長くすると、4本撚りのバランスが崩れ易くなり、漏話特性が不安定となる。さらにまた、金属網１３のピッチを短くすると、撚り込みが大きくなるためカッド構造線ひいては中心導体にストレスがかかり易いという問題もある。
【００４８】
また、かかる構成によれば、絶縁被覆された中心導体からなる絶縁電線６が金属網１３の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
さらにまた、金属網１３は絶縁電線６を構成する中心導体の伸びを超えないようにその編組ピッチが調整されているため、中心導体が金属網の伸びに引っ張られて破断し、中心導体線４に断線を生じたりするというような不都合もなくなる。
【００４９】
加えて、金属網１３は前記中心導体線４の伸びを超えないようにその材質、線径およびまたは撚りピッチが選択されているため、中心導体線４が金属網１３の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００５０】
なお、前記第1の実施形態では、前記金属網を構成する金属線としては、錫入り銅合金線を用いたが、これに限定されることなく、鋼銅線など、導電率が高く、引っ張り破断力の高い材料を用いるのが望ましい。
【００５１】
前記実施形態では、前記金属網は、線径０．０５ｍｍの錫入り銅合金線１３Ｓを用いたが、線径はこの値に限定されることなく、線径０．０４から０．１２ｍｍの範囲で適宜変更可能である。線径０．０４ｍｍよりも外径が小さいと、抗張力が小さく、金属網自体が破損し易くなる。一方、金属網を構成する錫入り銅合金線１３Ｓなどの金属素線の線径が０．１２ｍｍを超えると、仕上がり外形が太くなり、また柔軟性が劣るという問題がある。
【００５２】
さらに望ましくは線径０．０５から０．０８ｍｍの範囲とする。上記伸びを維持するためにはかかる範囲の線径をもつようにするのが望ましい。
【００５３】
このような信号伝送用ケーブルに用いられる電気コネクタには４極タイプと６極タイプとの２種類があるが、信号用ケーブルをこれらの電気コネクタでクランプしたときの機械的破断力は、「ＩＥＥＥ１３９４ａ−１３９５規格のAmendment1」で規定されている。
【００５４】
この規格によると４極タイプは４９Ｎ、６極タイプは９８Ｎである。
【００５５】
ここでの引っ張り強度は図5に測定方法を示すように、信号伝送用ケーブル1の一端を第1のチャッカー5１で固定するとともに、他端を第2のチャッカー52で挟み、引っ張り速度50ｎｍ／分で引っ張り、ケーブルが破断するまでの強度を測定することによって測定される。ここでは金属網のどれか１本が切れるまでの値を測定し、これを引っ張り強度とする。
【００５６】
ＩＥＥＥ１３９４の電気コネクタは、信号用ケーブルの絶縁外被を数ｃｍ切断し、外部シールドの金属網を絶縁外被へ折り返した箇所でクランピングするのが一般的であるため、外部シールドの金属網および絶縁外被に力が加わる。本発明の実施形態の信号伝送用ケーブルでは、金属網および絶縁外被の機械的破断力が規定値の機械的破断力を上回らないと中心導体が引き伸ばされ減衰が悪化するという問題が生じ得ない上、この信号伝送用ケーブルでは、金属網の機械的破断力４００ＭＰａ以上の銅合金線を用いているため、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。
【００５７】
次に、各部材の大きさすなわち、カッド構造線の径、カッド構造線の撚り合わせピッチ、層心径、編組ピッチ、編組角度を変化させて下表に示すようなサンプル１乃至４を作成し、電気的特性および機械的破断力を測定した。
【００５８】
【表１】
上記サンプル１乃至４はいずれも電気的特性および機械的強度を満足し、外径も１．２ｍｍ乃至２ｍｍの間であり、極めて商品性の高いものであった。
また金属網の構成については、前記実施形態に限定されることなく、適宜変形可能である。金属網は、同じ持ち本数、打ち数の場合、ピッチが短いと金属網の導体抵抗が高くなり、信号用ケーブルの減衰が悪化する。また金属網の金属線の撚り込みが大きいと、引っ張られたときの力が中心導体に加わりやすくなるため、撚り込みが少ない方が良いことから、金属網の編組角度が６０度以上になるようなピッチが必要である。
【００６０】
望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、引っ張り破断力７００ＭＰａ以上、導電率７５％としたが、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上程度でもよい。
かかる構成によれば、信号用ケーブルに各電気コネクタをクランプしたときの機械的破断力の規定値を満足させるようにすることが可能となる。
【００６１】
望ましくは、前記金属網に用いる金属線は、伸び率1％のものを用いたが、伸び率１０％程度以下であればよい。更に望ましくは、６％以下であれば、引っ張り力によっても、カッド構造線は金属網に保護されるため、破損を生じることもない。
【００６２】
また、前記金属網は、編組角度が６０度以上となるように構成したため、比較的伸びにくいため、ストレスにより中心導体線が破損したりすることが少ない。
【００６３】
また、カッド構造を構成する４本の絶縁電線は、撚りピッチが層心径倍率の３０倍以下であるため、漏話特性の向上が可能となり、信頼性の高い信号伝送用ケーブルを提供することが可能となる。
【００６４】
さらに本発明の実施形態では、中心導体は錫めっき銅線からなり、金属網を構成する金属線は銅合金線であるため、熱膨張率がほぼ等しく、温度変化に起因するストレスも受け難く、より信頼性の高いケーブルを提供することが可能となる。
【００６５】
また、ここで用いられる中心導体線は、引っ張り力に対する伸び率が前記金属網を構成する金属線の伸び率以上となっているため、金属網の伸びにより、中心導体線がストレスをうけたり、断線を生じたりする事が少ない。
【００６６】
加えて、前記金属網は前記カッド構造線の伸びを超えないようにその材質、線径および／または撚りピッチが調整されていることを特徴とする。
【００６７】
かかる構成によれば、カッド構造線が金属網の伸びに引っ張られて破断し、断線を生じたりするという不都合がなくなる。
【００６８】
次に本発明の第2の実施形態について説明する。
この例では、図6に示すように、カッド構造線３を被覆する絶縁テープ１１に代えて、金属テープ１２を用いたことを特徴とするものである。
【００６９】
他部については、前記第1の実施形態とまったく同様に形成する。
この金属テープ１２は、厚さ０．０１５ｍｍのアルミ貼りポリエステルテープからなり、前記第1の実施形態の信号伝送用ケーブルと同様に、細い外径でかつ電気的特性および機械的特性を良好に維持することが可能となる。
金属テープを用いた場合は絶縁テープを用いた場合に比べて、不要輻射（ＥＭＩ：Electromagnetic Interference）ノイズの低減を図ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の信号伝送用ケーブルによれば、絶縁被覆せしめられた４本の絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線と、前記カッド構造線の周囲を被覆する金属網と、さらにその外側を被覆する絶縁外被とを具備し、外径が３ｍｍ以下となるように構成しているため、ケーブル長２．５ｍ以下の範囲で、中心導体と金属網とを調整し、機械的強度、減衰量を満たすように制御することができ、外径を大幅に縮小化しつつも、現行製品と同等な広帯域性能を確保し、細径でかつ高強度の高速差動信号用ケーブルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図２】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルの金属網を示す説明図。
【図３】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図４】本発明の第1の実施形態の信号伝送用ケーブルの使用例を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施形態の信号伝送用ケーブルの引っ張り強度を測定するための測定装置を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図７】従来例の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【図８】従来例の信号伝送用ケーブルを示す断面説明図。
【符号の説明】
１ 信号伝送用ケーブル
３ カッド構造線
４ 中心導体線
６ 絶縁電線
７ 絶縁材料
１１ 絶縁テープ
１２ 金属テープ
１３ 金属網
１５ 絶縁外被
４１ コンピュータ
４２ 第1の端末
４３ 第２の端末
４４ 第３の端末
５１ 第1のチャッカー
５２ 第2のチャッカー
１０１ 信号伝送用ケーブル
１０２ ツイストペア線
１０４ 中心導体線
１０６ 絶縁電線
１０７ 絶縁材料
１０８ 金属テープ
１０９ 金属網
１１０ ツイストペア線の外部シールド体
１１１ 絶縁テープ
１１２ 金属テープ
１１３ 金属網
１１４ 外部シールド体
１１５ 絶縁外被
Claims (5)
- 中心導体が絶縁被覆された４本の絶縁電線をカッド構造をなすように束ねて構成されたカッド構造線と、
前記カッド構造線の周囲を被覆する金属網と、
さらにその外側を被覆する絶縁外被とを具備し、
外径が１．２ｍｍ以上３ｍｍ以下、長さが２．５ｍ以下となるように構成され、
前記中心導体の外径が０．１４１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、
前記金属網を構成する金属線は、引っ張り破断力４００ＭＰａ以上、導電率５０％以上の線径０．０４から０．１２ｍｍの銅合金線であり、その編組角度は６０度以上であって、
前記金属網は前記カッド構造線を構成する中心導体の伸びを超えないように構成され、
信号伝送性能（ Signal Propagation Performance ）および接続部の破断強度がＩＥＥＥ１３９４−１３９５規格のＡｍｅｎｄｍｅｎｔ１を満たすように形成されていることを特徴とする信号伝送用ケーブル。 - 前記金属網に用いる金属線は、伸び率１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送用ケーブル。
- 前記絶縁電線を撚り合わせて前記カッド構造線を形成する撚り合わせピッチが層心径の３０倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の信号伝送用ケーブル。
- コンピュータ端末と周辺装置とを具えたコンピュータシステムにおいて、
前記コンピュータ端末と周辺装置のインターフェース、あるいは周辺装置間のインターフェースが、請求項１乃至３のいずれかに記載の信号伝送用ケーブルで構成されていることを特徴とする端末装置。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の信号伝送用ケーブルを、コンピュータ端末と周辺装置間あるいは、周辺装置相互間に配策して、２本の対角に配置された中心導体によって、差動伝送することを特徴とするデータの伝送方法。
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