差動信號傳輸用電纜的製作方法

2023-06-09 08:21:36

專利名稱：差動信號傳輸用電纜的製作方法
技術領域：
本發明涉及差動信號傳輸用電纜。
背景技術：
作為以往的技術，已知有如下的平行雙芯屏蔽電線，即，在平行地排列的一對絕緣電線上，再平行地排列至少一根排擾導體，並將這一對絕緣電線和排擾導體一併用金屬箔帶卷繞而作為屏蔽導體，然後用外套覆蓋該屏蔽導體的外周部(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I所記載的平行雙芯屏蔽電線通過金屬箔帶的卷繞而形成屏蔽導體，因此能夠縮短製造所需的時間。專利文獻1:日本特開2002 - 289047號公報就專利文獻I的平行雙芯屏蔽電線而言，在短方向的剖面上，產生金屬箔帶平坦的部分。該平坦的部分由於金屬箔帶的張力的方向與平坦的部分的表面所形成的面平行，因此不會產生基於張力的按壓金屬箔帶的壓力，金屬箔帶容易鬆弛。以往的平行雙芯屏蔽電線由於金屬箔帶的鬆弛，存在時滯(skew)以及差動同相轉換量(B卩，從差動模式向同相模式的轉換量)增加的問題。

發明內容
因而,本發明的目的在於提供一種抑制時滯以及差動同相轉換量的差動信號傳輸用電纜。

本發明為了達到上述目的，提供一種差動信號傳輸用電纜，其具備:相互平行地並列的一對差動信號線；一併包覆所述一對差動信號線的絕緣體；以及卷繞在所述絕緣體的外周上的屏蔽導體，所述絕緣體在垂直於其長度方向的剖面上的外周形狀是長圓形狀，該長圓形狀以凸圓弧狀彎曲而連續，並且在沿著所述一對差動信號線的並列方向的第一方向上的寬度大於在與所述第一方向正交的第二方向上的寬度。上述差動信號傳輸用電纜的所述絕緣體，最好是所述外周形狀的曲率半徑的最小值為所述外周形狀的曲率半徑的最大值的1/20以上1/4以下。上述差動信號傳輸用電纜，最好所述絕緣體的所述外周形狀具有橢圓形狀，所述橢圓形狀的短徑為長徑的0.37倍以上0.63倍以下。上述差動信號傳輸用電纜的所述絕緣體，最好所述外周形狀包括第一曲線部和第二曲線部，所述第一曲線部是在所述第一方向的兩端部上的一對對稱形狀的橢圓弧，所述第二曲線部是在所述第二方向的兩端部上的一對對稱形狀的橢圓弧，在將所述第一曲線部的所述橢圓弧的在所述第一方向上的短徑或長徑設為2 ，將所述第一曲線部的所述橢圓弧的在所述第二方向上的長徑或短徑設為2bi，將所述第二曲線部的所述橢圓弧的在所述第一方向上的長徑設為2a2，將所述第二曲線部的所述橢圓弧的在所述第二方向上的短徑設為2b2，將所述第一曲線部的所述橢圓弧的與所述第二曲線部的連接點的相位角設為Qtl，將所述第二曲線部的所述橢圓弧的與所述第一曲線部的連接點的相位角設為時，滿足下述式(I)表示的條件。tan Φ 0= Ca1ID2Za2ID1) tan Θ 0…式(I)最好上述式(I)中的所述&2大於所述&1、所述Id1以及所述匕的任何一個。最好上述式(I)中的所述&1、所述Id1以及所述匕是共用的值。上述差動信號傳輸用電纜，最好具備包覆所述屏蔽導體的包覆部件，所述屏蔽導體具有絕緣部件和導電膜，所述導電膜設在所述絕緣部件的與所述包覆部件相對的面上。上述差動信號傳輸用電纜，最好屏蔽導體沿著絕緣體的長度方向具有接縫或重疊區域，包覆部件在屏蔽導體上以螺旋狀具有接縫或重疊區域。上述差動信號傳輸用電纜，最好屏蔽導體在絕緣體上以螺旋狀具有接縫或重疊區域，包覆部件是編織物。上述差動信號傳輸用電纜，最好絕緣體由泡沫材料形成。上述差動信號傳輸用電纜，最好在外側具有發泡度比內部小的層。本發明具有如下效果。根據本發明的差動信號傳輸用電纜，能夠抑制時滯以及差動同相轉換量。


圖1是實施例1的差動信號傳輸用電纜的立體圖。圖2 Ca)是在短方向上切斷實施例1的差動信號傳輸用電纜的剖視圖，(b)是在短方向上切斷差動信號傳輸用電纜的剖面的模式圖。圖3 (a)是表示在比較例I的剖面為圓形的絕緣電線上卷繞了壓緊卷繞帶時的張力T與壓力P的關係的模式圖，(b)是表示在比較例2的具有平坦部的絕緣電線上卷繞了壓緊卷繞帶時的張力T與壓力P的關係的模式圖。圖4是表示實施例1的差動信號傳輸用電纜的曲率半徑與發生金屬箔帶的鬆弛的概率的關係的圖。圖5 Ca)是實施例2的差動信號傳輸用電纜的剖視圖，(b)是關於曲率半徑的最大值和最小值的曲線圖。圖6表示實施例3的差動信號傳輸用電纜的剖視圖。圖7(a)是實施例4的差動信號傳輸用電纜的與長度方向垂直的短方向的剖視圖，(b)是表示(a)的絕緣體的外周形狀的圖。圖8表示比較例3的差動信號傳輸用電纜的剖面的外周形狀，Ca)是外周形狀的整體圖，(b)是(a)的局部放大圖。圖9是變形例的差動信號傳輸用電纜的立體圖。圖中:I 一差動信號傳輸用電纜，2 —導線(差動信號線)，3 —絕緣體，4 一絕緣電線，40a 40d —連接點，41 一第一曲線部，42 —第二曲線部，41a、41b、42a、42b —橢圓弧，5 —塑料帶，6 —金屬箔(導電 膜)，7 —金屬箔帶(屏蔽導體)，8 —壓緊卷繞帶(包覆部件)，9 一編織物，30 —區域，31 —絕緣體層，70 —接縫，80 —接縫，100 —絕緣電線，101 —金屬箔帶，102 一絕緣電線，103 一平坦部，104 -曲線部。
具體實施例方式實施方式的摘要實施方式的差動信號傳輸用電纜具備:相互平行地並列的一對差動信號線；一併包覆上述一對差動信號線的絕緣體；以及卷繞在上述絕緣體的外周上的屏蔽導體，上述絕緣體在垂直於其長度方向的剖面上的外周形狀是長圓形狀，該長圓形狀以凸圓弧狀彎曲而連續，並且在沿著上述一對差動信號線的並列方向的第一方向上的直徑大於在與上述第一方向正交的第二方向上的直徑。實施例1差動信號傳輸用電纜I的結構的概要圖1是實施例1的差動信號傳輸用電纜I的立體圖。圖2 Ca)是在短方向(與長度方向垂直的方向)上切斷了實施例1的差動信號傳輸用電纜I的剖視圖，(b)是在短方向上切斷了差動信號傳輸用電纜I的剖面的模式圖。圖2 (b)中用虛線表示的兩個圓是為了便於說明而圖示的，表示在製作具有與差動信號傳輸用電纜I相同程度的短方向的剖面形狀的電纜時所採用的絕緣電線的剖面形狀。以下，只要沒有特別預先說明，剖面表示在短方向上切斷的剖面。作為一例，該差動信號傳輸用電纜I是採用了 IOGbps以上的差動信號的伺服器、路由器以及存儲器等電子設備間或者電子設備內的差動信號傳輸用的電纜。該差動信號傳輸是指，在一對導線中，將相位相差180°的信號向各自的導線傳輸，並且在接收裝置側，取出該相位不同的兩個信號的差分。由於流過這一對導線的電流向彼此相反的方向流動，因此從作為該電流流過的傳輸路徑的導線輻射的電磁波變小。另外，由於從外部受到的噪聲均等地重疊在兩根導線上，因此差動信號傳輸通過取出差分便能夠除去噪聲。本實施例的差動信號傳輸用電纜I例如圖1所示，大致具備:分離並平行地排列的一對導線2 (差動信號線);包覆一對導線2，並且短方向的剖面的外周形狀成為組合曲率半徑不同的多個曲線的形狀的絕緣體3 ;以及卷繞設置在絕緣體3上，並且短方向的剖面的內周形狀成為組合基於絕緣體3的外周形狀的多個曲線的形狀，並作為屏蔽導體的金屬箔帶7。一對導線2相互平行地並列。絕緣體3將這一對導線2—並包覆。另外，金屬箔帶7卷繞在絕緣體3的外周上。絕緣體3在垂直於其長度方向的剖面上的外周形狀是長圓形狀，該長圓形狀以凸圓弧狀彎曲而連續，並且在沿著一對導線2的並列方向的第一方向上的直徑大於在與上述第一方向正交的第二方向上的直徑。即，絕緣體3的外周形狀是由沒有平坦的部分和凹陷的部分的、整體平滑地連續的凸曲面構成的形狀。另外，本實施例的差動信號傳輸用電纜I例如具備作為包覆金屬箔帶7的包覆部件的壓緊卷繞帶8，金屬箔帶7具備作為絕緣部件的塑料帶5和設在塑料帶5的與絕緣體3相對的面的相反側的面(即，與壓緊卷繞帶8相對的面)上的作為導電膜的金屬箔6。導線2是例如銅等的電良導體的單線，或者是在該電導體上實施了電鍍等的單線。另外，導線2的直徑2r例如是0.511mm。進而，導線2和導線2的間隔L例如是0.99mm。該間隔L表示在導線2的剖面上的導線2的中心和導線2的中心的間隔。再者，導線2例如在重視彎曲特性的情況下，也可以採用將多根導線扭絞而形成的絞線。
絕緣體3例如用相對電容率、介質損耗角正切小的材料形成。該材料例如是聚四氟乙烯(PTFE)、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、聚乙烯等。再者，絕緣體3為了減小相對電容率、介質損耗角正切，也可以作為泡沫材料而採用泡沫絕緣樹脂來形成。絕緣體3例如在用泡沫絕緣樹脂形成的情況下，採用如下的方法形成，即，在樹脂中混入發泡劑，並根據成型時的溫度控制發泡度的方法，將氮等氣體用成型壓力注入，並在壓力釋放時使其發泡的方法
坐寸ο絕緣體3例如圖2 (b)所示,剖面形狀大致為橢圓形狀(長圓形狀),作為一例,長軸方向(沿著一對導線2的並列方向的第一方向)的寬度W1是2.8mm,短軸方向(與第一方向正交的第二方向)的寬度W2是1.54mm。寬度W1大於寬度W2 (W1 > W2),在本實施例中，寬度W1是寬度W2的約1.8倍。另外，絕緣體3例如具有由連結圖2 (b)中用虛線表示的兩個圓(不是橢圓而是正圓)的頂點的面和絕緣體3的外周的一部分包圍的區域30 (用斜線表示的區域)。該用虛線表示的圓例如是與絕緣體3的剖面的外周內切的圓。區域30例如在將圖2 (b)中用虛線表示的兩個圓作為絕緣電線的情況下，表示不形成於包覆這兩個絕緣電線的絕緣體上的絕緣體3的區域。作為一例，該區域30的最大的寬度t是0.07mm。以下，參照比較例I以及比較例2進一步說明絕緣體3的剖面形狀。圖3 Ca)是表示在比較例I的剖面為圓形的絕緣電線100上卷繞了金屬箔帶101時的張力T與壓力P的關係的模式圖，(b)是表示在比較例2的具有平坦部103的絕緣電線102上卷繞了金屬箔帶101時的張力T與壓力P的關係的模式圖。在此，差動信號傳輸用電纜I為了傳輸數Gbps的高速信號，必須減少時滯。該時滯表不差動信號間的到達時間的時間差(即，一對內時滯)。時滯例如在用兩根絕緣電線形成電纜的情況下，由於如下的原因而產生，即，絕緣體的極少的電容率差、絕緣體的極少的外徑之差、添加在絕緣體的長度方向上的排擾線的極少的偏移、由設在絕緣體的外側的金屬箔帶的鬆弛造成的在絕緣體和金屬箔帶的界面上
產生的空隙等。另夕卜，由於差動信號傳輸用電纜I必須減少EMI (Electro — MagneticInterference:電磁幹擾)，因此必須將差動同相轉換量抑制得低。如果電纜的(左右)對稱性不好，則輸入的差動信號的一部分就被轉換成同相信號。將該轉換成同相的比例叫做差動同相轉換量。特別是，相對於埠 I的差動信號的在埠 2出現的同相信號的比例，可以作為S參數來測定，用「Scd21」表示。作為減少時滯的方法，已知有如下的方法，即，通過用一個絕緣體一起包覆兩個導體，抑制絕緣體的電容率差。另外，作為其他的方法，還知道有如下的方法，即，通過在用屏蔽用的導電體覆蓋兩個絕緣電線之前，卷繞絕緣體的帶，使屏蔽體和導體的距離相對地遠離，從而形成加強導體間的電磁耦合，且不易發生時滯的電纜。 就上述的減少時滯的方法而言，在由絕緣體內部的電容率差弓I起的時滯上確認到一定的效果，通過使將絕緣體的外周形狀設置成一定的情況和避免引起導體的位置偏移的情況並存，實現時滯的減少。但是，因卷繞在絕緣體上的金屬箔帶的鬆弛而產生的空隙所造成的影響，即便實施了上述的對策還是稍微殘留。特別是，若相對於一對導體在非對稱的位置上產生空隙，則產生同相信號的到達時間差，由於給差動信號的到達時間造成的影響的程度在一對導體之間是不同的，因此便很容易產生時滯。差動信號傳輸用電纜I例如在用作相當於IOGbps的高速信號傳輸用的電纜之際，由於該空隙造成的影響，存在成品率降低的問題。就該金屬箔帶的鬆弛而言，例如在將金屬箔帶卷繞在絕緣體上的情況，或者縱向附加金屬箔帶並卷繞壓緊卷繞帶的情況中的任意一種情況下都會發生。卷繞的金屬箔帶鬆弛的原因例如可以列舉，金屬箔帶按壓絕緣體的力、即金屬箔帶給予絕緣體的壓力P小。如圖3 Ca)所示，在剖面成圓形的絕緣電線100上卷繞金屬箔帶101的比較例I的情況下，力作用於絕緣電線100上，以與金屬箔帶101的張力T平衡。該力是施加在絕緣電線100的側面上的壓力P，該壓力具有用P=T/(2wrl) (w:金屬箔帶101的寬度，rl:絕緣電線100的半徑)表示的關係。另一方面，如圖3 (b)所示，在剖面成為組合平坦部103和曲線部104的形狀的絕緣電線102上卷繞金屬箔帶101的比較例2的情況下,與上述用P=T/ (2wrl)表示的P相同的壓力施加在曲線部104上。但是，在平坦部103上，由於金屬箔帶101的張力T的方向和平坦部103的表面所形成的面是平行的，因此基於張力T附加在平坦部103上的壓力P是零。在此，在將兩個圓形的絕緣電線排列而形成的剖面形狀以及如圖3 (b)所示的組合曲線部104和平坦部103的剖面形狀的任意一種形狀中，在卷繞了金屬箔帶101時，在其剖面上都存在金屬箔帶101成直線狀的部分。S卩，在比較例2的情況下，在卷繞金屬箔帶101之際，由於金屬箔帶101的張力T和平坦部103的表面所形成的面是平行的，因此力不作用在平坦部103上。在平坦部103上，由於卷繞金屬箔帶101之際的差動信號傳輸用電纜的極少的移動、金屬箔帶101的張力的極少的變化等，產生卷繞的金屬箔帶101的鬆弛。其結果，發生時滯，而且差動同相轉換量增加。根據上述結果，本實施例的絕緣體3在圖2 (b)的紙面的上下具有作為圖2 (b)所示的斜線部分的區域30。因而，由於卷繞金屬箔帶7而產生的壓力P的矢量，是沒有使金屬箔帶7的張力T的方向與平坦部103的表面所形成的面成為平行的部分。金屬箔帶7的塑料帶5，例如採用聚乙烯等樹脂材料形成。金屬箔帶7的金屬箔6，例如在塑料帶5的一面上粘貼銅或鋁而形成。另外，金屬箔帶7沿著絕緣體3的長度方向具有接縫或重疊區域。本實施例的金屬箔帶7，例如以覆蓋絕緣電線4的絕緣體3的方式捲菸。所謂的捲菸，是在絕緣體3的長度方向上添加金屬箔帶7，並從絕緣體3的長度方向的側面將金屬箔帶7以一圈卷繞的方法。圖1所示的接縫70，例如通過金屬箔帶7的長度方向的一方端部與另一方端部相對而沿著長度方向產生。另外，當金屬箔帶7比絕緣體3的短方向的外周長時，產生金屬箔帶7的一方端部和另一方端部重疊的區域。另外，金屬箔帶7被卷繞在絕緣體3上。因此，如圖2所示，金屬箔帶7的剖面的內周形狀是與絕緣體3相似的形狀。壓緊卷繞帶8例如用樹脂材料形成。壓緊卷繞帶8在金屬箔帶7上以螺旋狀具有接縫或重疊部分。本實施例的壓緊卷繞帶8例如以覆蓋金屬箔帶7的方式卷繞成螺旋狀。壓緊卷繞帶8以短方向的一方端部與另一方端部不重疊的方式卷繞在絕緣體3上。因而，圖1所示的接縫80以螺旋狀形成在金屬箔帶7上。另外，當壓緊卷繞帶8以一方端部與另一方端部重疊的方式卷繞在金屬箔帶7上時，在金屬箔帶7上以螺旋狀產生重疊區域。以下，說明本實施例的差動信號傳輸用電纜I的製造方法。差動信號傳輸用電纜I的製造方法首先，用絕緣體3包覆一對導線2，製作絕緣電線4。具體而言，將導線2分離並平行地配置。作為一例，這一對導線2分離0.99_平行地配置。另外，作為一例，導線2的直徑2r是0.511mm。其次,用泡沫聚乙烯包覆一對導線2,形成絕緣體3。該絕緣體3的形成通過調整發泡度，作為一例，以絕緣體3的相對電容率為1.5的方式進行。另外，絕緣體3的形狀具有圖2 (b)所示的由曲率半徑不同的多個曲線構成的形狀，作為一例，長軸方向的寬度W1為2.8mm,短軸方向的寬度W2為1.54mm。在此，作為一例，區域30的最大寬度t是0.07mm。作為一例，該區域30的曲率半徑是7mm。該絕緣體3例如如下形成，根據絕緣體3的形狀製作擠壓機的擠壓頭，將一對導線2和泡沫聚乙烯從該擠壓頭擠壓而形成。接下來，在絕緣電線4的長度方向上添加金屬箔帶7，將金屬箔帶7卷繞在絕緣電線4上。該卷繞以塑料帶5側與絕緣體3相對，且金屬箔6側露出於外側的方式進行。再者，由於金屬箔6在後續的工序中進行錫焊，因此使其露出於外側。接下來，將壓緊卷繞帶8以螺旋狀卷繞在金屬箔帶7上，在經過了預定的工序後，得到差動信號傳輸用電纜I。關於曲率半徑與金屬箔帶7的鬆弛的關係圖4是表示具有圖2所示的形狀的差動信號傳輸用電纜的曲率半徑與發生金屬箔帶的鬆弛的概率的關係的圖。圖4中橫軸表示曲率半徑，縱軸表示金屬箔帶7的鬆弛發生率。所謂的金屬箔帶7的鬆弛發生率，表示在製作的電纜整體中，在某個電纜剖面上在絕緣體3和金屬箔帶7之間產生空隙的概率。金屬箔帶7的鬆弛發生率的測定用以下所示的方法實施。首先，從製作的電纜全長公正地抽取電纜樣品，觀察電纜的剖面。在各個樣品中確認在絕緣體3和金屬箔帶7之間是否有空隙，將有空隙的樣品的數量相對於全部樣品的數量的比例作為鬆弛發生率。從該圖4所示的測定結果來看，如果絕緣體3的區域30的曲率半徑為14_(位於長軸方向上的曲線的曲率半徑的20倍)以下，則金屬箔帶7的鬆弛發生率為數％以下，能夠維持差動信號傳輸用電纜I的性能。另一方面，當區域30的曲率半徑為2.8mm (位於長軸方向上的曲線的曲率半徑的4倍)時，雖然金屬箔帶7的鬆弛發生率降低，但由區域30引起的厚度的增加約為0.25mm。由於該增加，差動信號傳輸用電纜I的特性阻抗變大。另外，將曲率半徑設為2.8_而製作的差動信號傳輸用電纜1，將多個差動信號傳輸用電纜扭絞在一起的電纜的外徑變大，很難操作。因而，曲率半徑的範圍最好是4倍到20倍。實施例1的效果根據本實施例的差動信號傳輸用電纜1，能夠抑制時滯以及差動同相轉換量。具體而言，差動信號傳輸用電纜I的絕緣體3的剖面的外周，如圖2 (b)所示，由曲率半徑不同的多個曲線的組合構成，即，包括曲率半徑為0.7mm的位於長軸方向上的曲線和曲率半徑為7mm的區域30而構成。因而，在差動信號傳輸用電纜I中，在將壓緊卷繞帶8卷繞在絕緣電線4上之際，壓力P總是施加在絕緣體3的表面上，以與金屬箔帶7的張力T相平衡。由於考慮到如果將張力T設置成恆定，則壓力P與剖面的外周的曲率半徑成反比，因此在區域30的壓力P降低到長軸方向的約1/10，而在區域30不形成於絕緣體3的情況下，如上所述，在直線部分上，壓力P不施加在絕緣體3上。另外，由於本實施例的絕緣體3形成有區域30，因此壓力P總是附加在絕緣體3上，因此在將金屬箔帶7卷繞在絕緣體3上之際，即便絕緣電線4移動，或者壓緊卷繞帶8的張力T比預定的張力弱，也能夠抑制壓緊卷繞帶8的鬆弛。因而，能夠抑制金屬箔帶7的鬆弛，從而能夠抑制在絕緣體3和金屬箔帶7的界面上產生空隙。因而，本實施例的差動信號傳輸用電纜I能夠抑制由於時滯及差動同相轉換量增大所造成的性能的降低。實施例2實施例2在絕緣體3的短方向的剖面的外周形狀為橢圓形狀這一點上與實施例1不同。圖5 Ca)是實施例2的差動信號傳輸用電纜I的短方向的剖視圖，(b)是有關曲率半徑的最大值和最小值的曲線圖。圖5 (b)中，橫軸是X軸，縱軸是y軸。在該橢圓中，長軸位於X軸上，短軸位於y軸上。再者，在以下的各實施例中，對於具有與實施例1相同的結構以及功能的部分標以與實施例1相同的標號，並省略其說明。在本實施例的差動信號傳輸用電纜I中，絕緣體3的外周形狀是具有焦點A以及焦點B的橢圓形狀。關於其他的結構，與實施例1的差動信號傳輸用電纜I相同。另外，本實施例的差動信號傳輸用電纜I的製造方法，在形成具有長徑(=2a)為
3.20mm、短徑(=2b)為1.64mm的橢圓形狀的絕緣體3這一點上與實施例1不同。本實施例的差動信號傳輸用電纜1，在將壓緊卷繞帶8卷繞在金屬箔帶7上之際，壓力P總是附加在絕緣體3上。另外，金屬箔帶7附加在絕緣體3上的壓力P的矢量朝向圖5 (b)所示的焦點A以及焦點B的任意一個。在將該金屬箔帶7的張力T設置成一定時，如上所述，壓力P與絕緣體3的剖面的外周的曲率半徑成反比。於是，如圖5 (a)所示，在將表示長徑2a、短徑2b的橢圓的公式作為式(2)時，該橢圓曲線上的任意的點(x，y)的曲率半徑就是式(3)。x2/a2+y2/b2=l…式(2)R=a2b2 (x2/a4+y2/b4) 3/2 …式(3)根據該式(3)可知，曲率半徑在b2/a以上a2/b以下的範圍內變化。因而，壓力P的最小值是最大值的(b/a) 3倍，即，如果是本實施例的形狀，則壓力P在短軸上降低至約13%左右。但是，本實施例的差動信號傳輸用電纜I與實施例1同樣，能夠以壓力總是附加在絕緣體3上的方式卷繞金屬箔帶7，因此在將金屬箔帶7卷繞在絕緣體3上之際，即便絕緣電線4移動，或者壓緊卷繞帶8的張力T比預定的張力弱，也能夠抑制壓緊卷繞帶8發生鬆弛的情況。結果，由於能夠抑制金屬箔帶7的鬆弛，因此便能夠抑制在絕緣體3和金屬箔帶7的界面上產生空隙。另外，與實施例1相比， 由於沒有曲率半徑急劇變化的部位，因此產生空隙的概率更小。因而，本實施例的差動信號傳輸用電纜I能夠抑制由於時滯以及差動同相轉換量增大所造成的性能的降低。再者，曲率半徑的最小和最大之比如上所述是(b/a) 3。因而，曲率半徑為1/20以上1/4以下的範圍，是絕緣體3的剖面的短徑為長徑的0.37倍以上0.63倍以下，只要將曲率半徑控制在該範圍內，就同實施例1同樣能夠抑制金屬箔帶7的鬆弛。實施例3實施例3在絕緣體3的內部和外周部發泡度不同這一點上與上述各實施例不同。圖6表示實施例3的差動信號傳輸用電纜的剖視圖。在圖6中，由絕緣體3的外周和虛線包圍的區域是絕緣體層31。本實施例的差動信號傳輸用電纜1，在絕緣體3的內部和外周部發泡度不同。關於其他的結構，與實施例1的差動信號傳輸用電纜I相同。作為一例，該發泡度是內部為50%，絕緣體層31為數％。絕緣體3的絕緣體層31的發泡度小於絕緣體3的內部。即，絕緣體3由於形成有絕緣體層31，因此外周部比內部硬。另外，本實施例的差動信號傳輸用電纜I的製造方法，雖然與實施例1以及實施例
2同樣，用擠壓機包覆一對導線2，但此時還包括以在絕緣體3的最外周再次包覆發泡度小的絕緣體層31的方式進行擠壓的工序。其他的製造方法與實施例1以及實施例2相同。根據本實施例的差動信號傳輸用電纜1，與實施例1以及實施例2的差動信號傳輸用電纜相比，由於在外周部形成有絕緣體層31，因此絕緣體3的形狀穩定，所以從壓緊卷繞帶8受到的壓力P更穩定地作用於絕緣體3。其結果，能夠抑制金屬箔帶7的鬆弛，因此能夠抑制在絕緣體3和金屬箔帶7的界面上產生空隙。因而，本實施例的差動信號傳輸用電纜I能夠抑制由於時滯以及差動同相轉換量增大所造成的性能的降低。實施例4實施例4在以下這一點上與實施例2不同，即，在與絕緣體3的長度方向垂直的剖面上的外周形狀包括:作為一對橢圓弧的第一曲線部；和連接第一曲線部的一對橢圓弧之間的作為一對橢圓弧的第二曲線部。在此，所謂的橢圓弧是包括作為正圓的一部分的圓弧的概念。另外，在以下的說明中，橢圓是包括正圓的概念。即，正圓是橢圓的一種形態。圖7 (a)是實施例4的差動信號傳輸用電纜I的與長度方向垂直的短方向的剖視圖，(b)是表示在該剖面上的差動信號傳輸用電纜I的絕緣體3的外周形狀的圖。在圖7(a)中,對於具有與實施例1相同的結構及功能的部分,標以與實施例1相同的標號，並省略其說明。另外，在圖7 (b)中，X軸是通過一對導線2各自的中心的直線，y軸是通過表示絕緣體3的中心的原點O (—對導線2各自的中心的中間位置)並與X軸正交的直線。第一曲線部41由在沿著一對導線2的並列方向(圖7的左右方向)的第一方向的兩端部上的一對橢圓弧41a、41b構成。第二曲線部42由在與第一方向正交的第二方向(圖7的上下方向)的兩端部上的一對橢圓弧42a、42b構成。橢圓弧41a與橢圓弧41b是相對於I軸成為線對稱的對稱形狀。橢圓弧42a與橢圓弧42b是相對於x軸成為線對稱的對稱形狀。在圖7 (b)中，用虛線表示包括橢圓弧41a的橢圓的除了橢圓弧41a以外的部分(橢圓弧41a的延長線)以及包括橢圓弧42a的橢圓的除了橢圓弧42a以外的部分(橢圓弧42a的延長線)。如圖7 (b)所示，包括橢圓弧41a的橢圓與包括橢圓弧42a的橢圓內切。
這四個橢圓弧41a、41b、42a、42b在各個連接點40a 40d平滑地連續，即，連接點40a 40d不成為角部而連續。在圖7 (b)中，將第一方向作為x軸，並將第二方向作為y軸而表示絕緣體3的輪廓。第一曲線部41的橢圓弧41a、41b是在第一方向上的短徑或長徑為2ai(2&1=&1Χ2)、在第二方向上的長徑或短徑為2bi Gb1=I3lXZ)的橢圓的一部分。在圖7所示的例子中，S1=Id1,橢圓弧41a、41b是正圓的一部分,但也可以是S1 < Iv在S1 Id1的情況下,橢圓弧41a以及橢圓弧41b分別是在x軸方向上具有長徑且在y軸方向上具有短徑的橢圓的一部分。第二曲線部42的橢圓弧42a、42b是在第一方向上的長徑為2a2(2a2=a2X2)、在第二方向上的短徑為2b2 (2b2=b2X2)的橢圓的一部分。2a2大於2b2 Ca2 > b2)、橢圓弧42a以及橢圓弧42b分別是在X軸方向上具有長徑且在y軸方向上具有短徑的橢圓的一部分。在本實施例中，第二曲線部42的長徑2a2大於第一曲線部41的長徑及短徑2&1、2b!和第二曲線部42的短徑2b2的任何一個(a2 > S1且a2 > Id1且a2 > b2)。另外,第一曲線部41的長徑及短徑Za1^b1和第二曲線部42的短徑2b2是彼此共用的值(aebebd。另外，本實施例的絕緣體3其外周形狀的整體是長圓形狀，在第一方向上的寬度1形成為比在第二方向上的寬度W2大。第一曲線部 41的橢圓弧41a是由用下述坐標(I)表示的軌道描繪的橢圓弧。在坐標(I)中，Θ ^是表示從包括橢圓弧41a的橢圓的重心O1 (兩個焦點的中心點)看的橢圓弧41a的一端(連接點40a)的相位角，是連結該重心O1和連接點40a的線段與x軸所成的角度。另外，X是橢圓弧41a的X軸方向的偏置量。重心O1位於X軸上，原點O與重心O1的距離是X。Ca1Cos θ +X, b^in Θ )…坐標(I)(― θ0≤ Θ ≤ θ0)使該坐標(I)中的Θ ( ° )從一 θ ^變化到+ Θ ^時的坐標值的軌跡就是橢圓弧41a。另外，第一曲線部41的橢圓弧41b是由用上述坐標(I)的X表不的偏置量的偏置方向相反的下述坐標(2)所表示的軌道描繪的橢圓弧。Ca1Cos Θ — X，b^in Θ )…坐標(2)(180。一 θ0< Θ <180。+θ0)使該坐標(2)中的Θ (° )從180° - Θ。變化到180° +Θ。時的坐標值的軌跡就是橢圓弧41b。第二曲線部42的橢圓弧42a是由用下述坐標(3)表示的軌道描繪的橢圓弧。在坐標(3)中，ΦC1是表示從包括橢圓弧42a的橢圓的重心O2 (兩個焦點的中心點)看的橢圓弧42a的一端(連接點40a)的相位角，連結該重心O2和連接點40a的線段與平行於x軸的直線所成的角度是tarT1 ((b2/a2)tan(K)。另外，Y是橢圓弧42a的y軸方向的偏置量。重心O2位於y軸上，原點O與重心O2的距離是Y。(a2cos Φ , b2sin Φ — Y)…坐標(3)( Φ0 ≤ Φ ≤180° — Φ0)
使該坐標(3)中的Φ (。)從Φ。變化到180° — Φ。時的坐標值的軌跡就是橢圓弧 42a。另外，第二曲線部42的橢圓弧42b是由用上述坐標(3)的Y表不的偏置量的偏置方向相反的下述坐標(4)所表示的軌道描繪的橢圓弧。(a2cos Φ , b2sin Φ +Y)…坐標(4)(180° +Φ0 ^ Φ ^ 360° — Φ0)使該坐標(4)中的Φ (° )從180° +Φ。變化到360° —Φ。時的坐標值的軌跡就是橢圓弧42b。用上述坐標(I) (4)式表示的多個橢圓弧41a、41b、42a、42b在各連接點40a 40d連續的X、Y的條件，即，用於使第一曲線部41和第二曲線部42無階梯地連續的條件，用下述式(4)以及式(5)表示。X=B2Cos(J)0-B1CosQ0…式(4)Y=ID2Sin(J)0-1D1SinQ0…式(5)另外，橢圓弧41a和橢圓弧42a在連接點40a平滑地連續的條件，S卩，連接點40a沒有山部或谷部地連續的條件，用下述式(6 )表示。tan Φ 0= (a1b2/a2b1) tan Θ 0 …式(6)另外，由於橢圓弧41a和橢圓弧41b以及橢圓弧42a和橢圓弧42b分別是對稱形狀，因此只要滿足上述式(6)，在連接點40b橢圓弧42a與橢圓弧41b，在連接點40c橢圓弧41b與橢圓弧42b，在 連接點40d橢圓弧42b與橢圓弧41a分別平滑地連續。S卩，在Θ =180° — 00且 φ=180。一 Φ。，Θ =180° +Θ。且 φ=180。+Φ。，以及 Θ =360。一 Θ 0 且Φ=360° — Φ。的各連接點40b、40c、40d，滿足下述式(7)。tan Φ = (a1b2/a2b1) tan Θ …式(7)本實施例的差動信號傳輸用電纜I的絕緣體3全部滿足這些式(4廣(6)。由此，橢圓弧41a、41b、42a、42b在各連接點40a 40b平滑地連續。比較例3圖8表示比較例3的差動信號傳輸用電纜的剖面的外周形狀，Ca)是外周形狀的整體圖，(b)是(a)的局部放大圖。比較例3所示的橢圓弧44a、44b、45a、45b是用與上述坐標(I) (4)同樣的坐標式表示的橢圓弧，雖然滿足上述式(4)、(5)所示的條件(橢圓弧連續的條件)，但不滿足上述式(6)表示的條件。因此，在橢圓弧44a、44b、45a、45b的連接點43a 43d形成向內側凹陷的凹部46a 46d。因此，比較例3的差動信號傳輸用電纜，在絕緣體3和卷繞在絕緣體3上的金屬箔帶7之間容易產生空隙，成為時滯以及差動同相轉換量增加的主要原因。實施例4的差動信號傳輸用電纜1，絕緣體3的外周形狀是除了滿足上述式(4)、
(5)之外還滿足上述式(6)的條件的形狀，第一曲線部41和第二曲線部42平滑地連續。SP，實施例4的差動信號傳輸用電纜1，由於絕緣體3的外周形狀由在全周上彎曲成凸狀的曲線構成，因此與實施例1和實施例2同樣，在將壓緊卷繞帶8卷繞在金屬箔帶7上之際，由卷繞引起的壓力總是附加在絕緣體3上。如此，實施例4的差動信號傳輸用電纜I與實施例1和實施例2同樣，能夠以壓力總是附加在絕緣體3上的方式卷繞金屬箔帶7，因此能夠抑制在將金屬箔帶7卷繞在絕緣體3上之際的鬆弛。其結果，能夠抑制在絕緣體3和金屬箔帶7的界面上產生空隙，並能夠抑制時滯以及差動同相轉換量的發生。另外，由於與實施例2相比能夠降低曲率半徑的變化率(最大值和最小值之差)，因此進一步縮小產生空隙的概率。因而，實施例4的差動信號傳輸用電纜I能夠進一步抑制由時滯以及差動同相轉換量增大所造成的性能的降低。另外，實施例4的差動信號傳輸用電纜1，與如實施例2那樣絕緣體3的剖面是橢圓形狀的情況相比，很容易確保導線2和絕緣體3的距離。因此，當在絕緣體3上採用實施例3中所用的泡沫材料的情況下，發泡度均勻，成品率提高。變形例圖9是變形例的差動信號傳輸用電纜I的立體圖。在變形例的差動信號傳輸用電纜I中，金屬箔帶7在絕緣體3上以螺旋狀具有接縫80，包覆金屬箔帶7的包覆部件是編織物9。該金屬箔帶7在塑料帶5的一方的面上粘貼由銅構成的金屬箔6，編織物9採用了64根單線直徑為0.08mm的銅單線。本變形例的差動信號傳輸用電纜1，由於絕緣體3具有實施例f實施例3的任意一例所記載的形狀，因此即便將金屬箔帶7卷繞成螺旋狀，也能夠抑制鬆弛的發生。其結果，能夠抑制在絕緣體3和金屬箔帶7的界面上產生空隙。因而，本變形例的差動信號傳輸用電纜I能夠抑制由時滯以及差動同相轉換量增大所造成的性能的降低。再者，金屬箔帶7也可以在絕緣體3上以螺旋狀具有重疊區域。以上說明了本發明的實施方式、實施例及其變形例，上述所記載的實施方式、實施例及變形例並不限定本發明。另外，必須要注意的是，在實施方式、實施例及變形例中說明的特徵的組合併不都是用於解決發明課題所必需的手段。
權利要求
1.一種差動信號傳輸用電纜，其特徵在於，具備: 相互平行地並列的一對差動信號線； 一併包覆所述一對差動信號線的絕緣體；以及 卷繞在所述絕緣體的外周上的屏蔽導體， 所述絕緣體在垂直於其長度方向的剖面上的外周形狀是長圓形狀，該長圓形狀以凸圓弧狀彎曲而連續，並且在沿著所述一對差動信號線的並列方向的第一方向上的寬度大於在與所述第一方向正交的第二方向上的寬度。
2.如權利要求1所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述絕緣體的所述外周形狀的曲率半徑的最小值是所述外周形狀的曲率半徑的最大值的1/20以上1/4以下。
3.如權利要求2所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述絕緣體的所述外周形狀具有橢圓形狀， 所述橢圓形狀的短徑為長徑的0.37倍以上0.63倍以下。
4.如權利要求1所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述絕緣體的所述外周形狀包括第一曲線部和第二曲線部，所述第一曲線部是在所述第一方向的兩端部上的一對對稱形狀的橢圓弧，所述第二曲線部是在所述第二方向的兩端部上的一對對稱形狀的橢圓弧， 在將所述第一曲線部的所述橢圓弧的在所述第一方向上的短徑或長徑設為2&1，將所述第一曲線部的所述橢圓弧的在所述第二方向上的長徑或短徑設為2bi，將所述第二曲線部的所述橢圓弧的在所述第一方向上的長徑設為2a2，將所述第二曲線部的所述橢圓弧的在所述第二方向上的短徑設為2b2，將所述第一曲線部的所述橢圓弧的與所述第二曲線部的連接點的相位角設為Qtl，將所述第二曲線部的所述橢圓弧的與所述第一曲線部的連接點的相位角設為Φ。時， 滿足下述式(I)表示的條件， tan Φ Q= (a1b2/a2b1) tan θ 0…式(I)。
5.如權利要求4所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述a2大於所述、所述Id1以及所述b2的任何一個。
6.如權利要求5所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述％、所述Id1以及所述匕是共用的值。
7.如權利要求1至6中任一項所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述差動信號傳輸用電纜具備包覆所述屏蔽導體的包覆部件， 所述屏蔽導體具有絕緣部件和導電膜，所述導電膜設在所述絕緣部件的與所述包覆部件相對的面上。
8.如權利要求7所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述屏蔽導體沿著所述絕緣體的長度方向具有接縫或重疊區域， 所述包覆部件在所述屏蔽導體上以螺旋狀具有接縫或重疊區域。
9.如權利要 求7所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於， 所述屏蔽導體在所述絕緣體上以螺旋狀具有接縫或重疊區域，所述包覆部件是編織物。
10.如權利要求1至9中任一項所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於，所述絕緣體由泡沫材料形成。
11.如權利要求10所述的差動信號傳輸用電纜，其特徵在於，所述絕緣體在外側具有 發泡度比內部小的層。
全文摘要
本發明提供抑制時滯及差動同相轉換量的差動信號傳輸用電纜。差動信號傳輸用電纜(1)具備相互平行地並列的一對導線(2)；一併包覆一對導線(2)的絕緣體(3)；以及卷繞在絕緣體(3)的外周上的金屬箔帶(7)，絕緣體(3)在與其長度方向垂直的剖面上的外周形狀是長圓形狀，該長圓形狀以凸圓弧狀彎曲而連續，並且在沿著一對導線(2)的並列方向的第一方向上的寬度(W1)大於在與所述第一方向正交的第二方向上的寬度(W2)。
文檔編號H01B7/08GK103198888SQ20121013792
公開日2013年7月10日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年1月5日
發明者渡邊晴之, 杉山剛博, 中山明成, 加賀雅文, 兒玉壯平 申請人:日立電線株式會社