特許 6044501 差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044501

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01B 11/02 20060101AFI20161206BHJP

   H01B 7/02 20060101ALI20161206BHJP

   H01B 13/016 20060101ALI20161206BHJP

   H01B 13/14 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01B11/02

   H01B7/02 G

   H01B13/00 553B

   H01B13/14 B

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-207790(P2013-207790)

(22)【出願日】2013年10月3日

(65)【公開番号】特開2014-89950(P2014-89950A)

(43)【公開日】2014年5月15日

【審査請求日】2015年12月18日

(31)【優先権主張番号】特願2012-221563(P2012-221563)

(32)【優先日】2012年10月3日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137855

【弁理士】

【氏名又は名称】沖川 寛

(72)【発明者】

【氏名】加賀 雅文

(72)【発明者】

【氏名】児玉 壮平

(72)【発明者】

【氏名】中山 明成

【審査官】 和田 財太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０４０４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３５２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９６５７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ １１／０２

Ｈ０１Ｂ ７／０２

Ｈ０１Ｂ １３／０１６

Ｈ０１Ｂ １３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２本の芯線が発泡押出成形により発泡絶縁体で一括被覆された構成を備え、
前記発泡絶縁体の外周にシールド層を備え、
前記発泡絶縁体は、長さ方向に対して直角に切断した際の切断面が前記２本の芯線の並び方向に長い楕円形状、又は前記２本の芯線の並び方向に対して平行な平坦部を有する扁平楕円形状であり、
ケーブル長さ方向に対して直角に切断した際の切断面における下記定義で表される発泡度ばらつきが５％以内であり、
スキューが５ｐｓ／ｍ以下であることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
＜発泡度ばらつきの定義＞
前記切断面において５つの領域を下記の手順（ａ）〜（ｃ）に従い設定し、各領域における発泡度（％）を求め、発泡度が最大の領域における値と発泡度が最小の領域における値の差を発泡度ばらつきと定義する。
（ａ）前記２本の芯線の各上端と接する直線Ｘ_aと２本の芯線の各下端と接する直線Ｘ_bを前記発泡絶縁体の左右両端までそれぞれ引く
（ｂ）前記２本の芯線の向き合う端部と接するように直線Ｘ_a及び直線Ｘ_bと直交する直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bを前記発泡絶縁体の上下両端までそれぞれ引く
（ｃ）直線Ｘ_a、直線Ｘ_b及び直線Ｙ_aと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ａ、直線Ｘ_a、直線Ｘ_b及び直線Ｙ_bと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｂ、直線Ｘ_a、直線Ｘ_b、直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bに囲まれる領域Ｃ、直線Ｘ_a、直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｄ、直線Ｘ_b、直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｅの５つの領域を設定する

【請求項2】

下記定義で表される対称度αが０．１０以下であることを特徴とする請求項１に記載の差動信号伝送用ケーブル。
＜対称度αの定義＞
前記切断面において、前記２本の芯線の各中心を通る直線Ｘを引き、前記直線Ｘ上の前記２本の芯線の中心を結ぶ直線の中点を原点Ｌｏ(０,０)とし、前記直線Ｘと前記発泡絶縁体の外縁との交点をＸ₁、Ｘ₂とし、前記Ｘ₁とＸ₂とを結んだ直線Ｘ₁Ｘ₂の中点を点Ｌｘとし、前記点Ｌｘを通り、且つ前記直線Ｘ₁Ｘ₂に垂直な直線Ｙをとり、前記直線Ｙと前記発泡絶縁体の外縁との交点をＹ₁、Ｙ₂とし、前記Ｙ₁とＹ₂とを結んだ直線Ｙ₁Ｙ₂の中点を点Ｌｙとした場合、前記原点Ｌｏ(０,０)から点Ｌｙまでの直線距離をＬとしたとき、前記距離Ｌを前記芯線の直径ａで割った値を対称度αと定義する。

【請求項3】

前記シールド層は、前記発泡絶縁体の外周に金属テープを巻いて形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の差動信号伝送用ケーブル。

【請求項4】

２本の芯線が発泡押出成形により発泡絶縁体で一括被覆された構成を備え、ケーブル長さ方向に対して直角に切断した際の切断面における下記定義で表される発泡度ばらつきが５％以内である差動信号伝送用ケーブルの製造方法であって、
発泡押出成形時の口金内の樹脂最大流速を口金内の樹脂平均流速で割った値として定義される不均一流量指数が１．５以下であることを特徴とする差動信号伝送用ケーブルの製造方法。
＜発泡度ばらつきの定義＞
前記切断面において５つの領域を下記の手順（ａ）〜（ｃ）に従い設定し、各領域における発泡度（％）を求め、発泡度が最大の領域における値と発泡度が最小の領域における値の差を発泡度ばらつきと定義する。
（ａ）前記２本の芯線の各上端と接する直線Ｘ_aと２本の芯線の各下端と接する直線Ｘ_bを前記発泡絶縁体の左右両端までそれぞれ引く
（ｂ）前記２本の芯線の向き合う端部と接するように直線Ｘ_a及び直線Ｘ_bと直交する直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bを前記発泡絶縁体の上下両端までそれぞれ引く
（ｃ）直線Ｘ_a、直線Ｘ_b及び直線Ｙ_aと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ａ、直線Ｘ_a、直線Ｘ_b及び直線Ｙ_bと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｂ、直線Ｘ_a、直線Ｘ_b、直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bに囲まれる領域Ｃ、直線Ｘ_a、直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｄ、直線Ｘ_b、直線Ｙ_a及び直線Ｙ_bと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｅの５つの領域を設定する

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

平行に延びる一対の内部導体に発泡絶縁材料を一括押出成形して断面円形又は楕円形に一括被覆して発泡絶縁体を形成した後、この発泡絶縁体の外側に外部導体を配置すると共に、この外部導体を発泡絶縁体と共に絶縁ジャケットで隙間なく被覆するようにした低スキューの平行型同軸ケーブルの製造方法が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の製造方法によれば、ケーブル長手方向の発泡度のばらつきを抑制できるため、単芯の発泡絶縁電線を２本並べて対にしたケーブル（ツイナックスケーブル）では到達することのできない低スキュー化を実現することできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−０３５２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、一括押出成形ではケーブル断面内における芯線の位置や発泡度がばらつくことから、更なる低スキュー（特に１０ｐｓ/ｍ以下）の実現には限界があった。

【0006】

そこで、本発明の目的は、ケーブル断面内における芯線の位置や発泡度のばらつきを抑制することで低スキュー化した差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［４］の差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法を提供する。

【0008】

［１］２本の芯線が発泡押出成形により発泡絶縁体で一括被覆された構成を備え、
ケーブル長さ方向に対して直角に切断した際の切断面における下記定義で表される発泡度ばらつきが５％以内であることを特徴とする差動信号伝送用ケーブル。
＜発泡度ばらつきの定義＞
前記切断面において５つの領域を下記の手順（ａ）〜（ｃ）に従い設定し、各領域における発泡度（％）を求め、発泡度が最大の領域における値と発泡度が最小の領域における値の差を発泡度ばらつきと定義する。
（ａ）前記２本の芯線の各上端と接する直線Ｘａと２本の芯線の各下端と接する直線Ｘ_ｂを前記発泡絶縁体の左右両端までそれぞれ引く
（ｂ）前記２本の芯線の向き合う端部と接するように直線Ｘ_ａ及び直線Ｘ_ｂと直交する直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂを前記発泡絶縁体の上下両端までそれぞれ引く
（ｃ）直線Ｘ_ａ、直線Ｘ_ｂ及び直線Ｙ_ａと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ａ、直線Ｘ_ａ、直線Ｘ_ｂ及び直線Ｙ_ｂと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｂ、直線Ｘ_ａ、直線Ｘ_ｂ、直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂに囲まれる領域Ｃ、直線Ｘ_ａ、直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｄ、直線Ｘ_ｂ、直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂと前記発泡絶縁体の外縁に囲まれる領域Ｅの５つの領域を設定する
［２］下記定義で表される対称度αが０．１０以下であることを特徴とする前記［１］に記載の差動信号伝送用ケーブル。
＜対称度αの定義＞
前記切断面において、前記２本の芯線の各中心を通る直線Ｘを引き、前記直線Ｘ上の前記２本の芯線の中心を結ぶ直線の中点を原点Ｌｏ(０,０)とし、前記直線Ｘと前記発泡絶縁体の外縁との交点をＸ_１、Ｘ_２とし、前記Ｘ_１とＸ_２とを結んだ直線Ｘ_１Ｘ_２の中点を点Ｌｘとし、前記点Ｌｘを通り、且つ前記直線Ｘ_１Ｘ_２に垂直な直線Ｙをとり、前記直線Ｙと前記発泡絶縁体の外縁との交点をＹ_１、Ｙ_２とし、前記Ｙ_１とＹ_２とを結んだ直線Ｙ_１Ｙ_２の中点を点Ｌｙとした場合、前記原点Ｌｏ(０,０)から点Ｌｙまでの直線距離をＬとしたとき、前記距離Ｌを前記芯線の直径ａで割った値を対称度αと定義する。
［３］スキューが５ｐｓ／ｍ以下であることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の差動信号伝送用ケーブル。
［４］前記［１］〜［３］の何れか１つに記載の差動信号伝送用ケーブルの製造方法であって、
発泡押出成形時の口金内の樹脂最大流速を口金内の樹脂平均流速で割った値として定義される不均一流量指数が１．５以下であることを特徴とする差動信号伝送用ケーブルの製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ケーブル断面内における芯線の位置や発泡度のばらつきを抑制することで低スキュー化した差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルの断面構造を示す断面図である。

【図2】図１の変形例に係る差動信号伝送用ケーブルの断面構造を示す断面図である。

【図3】発泡度ばらつきの定義を説明するための図である。

【図4】対称度αの定義を説明するための図である。

【図5】対称度αの定義を説明するための図である。

【図6】実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの断面写真と流速解析結果である。

【図7】比較例１に係る差動信号伝送用ケーブルの断面写真と流速解析結果である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（差動信号伝送用ケーブルの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブルの断面構造を示す断面図である。また、図２は、図１の変形例に係る差動信号伝送用ケーブルの断面構造を示す断面図である。

【0012】

本発明の実施形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０は、２本の芯線１が発泡押出成形により発泡絶縁体２で一括被覆された構成を備える。図１に示されるように、必要に応じて発泡絶縁体２の外側に外部スキン層３を設けることができ、さらに外部スキン層３の外周にシールド層４を設けることができる。

【0013】

また、図２に示される図１の変形例に係る差動信号伝送用ケーブル２０のように、必要に応じて発泡絶縁体２の内側に内部スキン層５を設けることができ、さらにシールド層４の外周にシース６を設けることができる。

【0014】

２本の芯線１は、平行に並べられている形態であることが好ましい。芯線１としては、単線でも撚り線でも良く、例えば、銅線や各種合金線を用いることができる。場合によってはチューブ状導体が使用できる。また、表面に銀、錫、ニッケル、金、その他任意の種類のめっきを施すことができる。

【0015】

発泡絶縁体２は、単一層でも複数の発泡層を組合わせても構わない。発泡絶縁体２の樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィンを用いることができる。オレフィンを重合した単位を持つポリマであれば、特に限定されずに使用することができ、具体的には、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、エチレン共重合体ポリプロピレン、リアクタブレンド型ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマ、ポリ−４−メチル−１−ペンテンが挙げられる。これらを単独で使用しても良いし、２種以上をブレンドして使用することも可能である。伝送損失低減のため、ポリエチレンが好適である。

【0016】

樹脂を発泡させる方式としては、樹脂に予め添加された化学発泡剤の分解により発泡させる化学発泡方式と、押出機中にガスを圧入して樹脂に溶解させ、押出ヘッドの口金出口における圧力降下により発泡させる物理発泡方式とが挙げられる。

【0017】

化学発泡剤としては、樹脂成形温度にあわせて、（Ａ）アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジッド）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ビステトラゾール・ジアンモニウム、ビステトラゾール・ピペラジン、５−フェニールテトラゾールなどの有機系化学発泡剤、(Ｂ)炭酸塩、重炭酸塩、亜硝酸塩、水素化物などの無機系化学発泡剤、（Ｃ）酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、脂肪酸塩、無機亜鉛化合物、有機亜鉛化合物、尿素系化合物、有機酸、アミン化合物などの発泡助剤が挙げられる。これらを単独で使用しても良いし、２種以上をブレンドして使用することも可能である。ポリオレフィンの加工温度に適したアゾジカルボンアミドが好適である。

【0018】

物理発泡方式によるガス種類としては、窒素ガス、炭酸ガス、空気、ペンタン、ブタン、フロン化合物が挙げられる。樹脂への溶解性、安全性、地球環境保護の点から、窒素ガス、又は炭酸ガスが好適である。最も好適には、気泡径を小さくできる窒素ガスである。

【0019】

外部スキン層３及び内部スキン層５は、発泡していない又は発泡絶縁体２と比較して発泡度が小さい被覆層である。外部スキン層３及び内部スキン層５の材料としては、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、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）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）を用いることができる。

【0020】

シールド層４は、用途と必要性により極細金属線による横巻、編組、あるいは金属箔の巻き付け(横巻き、縦添え巻き)、縦添え金属によるコルゲート構造などから任意に選択できる。例えば、銅線編組、錫メッキ銅線編組、銀メッキ銅線編組、銅箔テープ、銅テープ／ポリエステルフィルム、アルミ箔／ナイロンラミネートテープ、銅コルゲート管、アルミストレート管、アルミコルゲート管を用いることができる。

【0021】

シース６の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体などポリオレフィン、フッ素樹脂、ハロゲンフリー難燃ポリオレフィン、軟質塩化ビニル樹脂を使用できる。

【0022】

差動信号伝送用ケーブル１０を構成する発泡絶縁電線の形態は、任意の形態を採用できるが、図１及び図２に示されるように、ケーブル長さ方向に対して直角に切断した際の切断面が２本の芯線１の並び方向に長い楕円形状であることが好ましい。当該切断面を２本の芯線１の並び方向に対して平行な平坦部を有する扁平楕円形状としてもよい。

【0023】

差動信号伝送用ケーブル１０は、ドレイン線を有する形態とすることもできるが、ドレイン線を有していない形態であることが好ましい。

【0024】

図３は、発泡度ばらつきの定義を説明するための図である。

【0025】

差動信号伝送用ケーブル１０は、ケーブル長さ方向に対して直角に切断した際の切断面における下記定義で表される発泡度ばらつきが５％以内である。好ましくは発泡度ばらつきが４．５％以内であり、より好ましくは４％以内であり、さらに好ましくは３．５％以内である。
＜発泡度ばらつきの定義＞
上記切断面において５つの領域を下記の手順（ａ）〜（ｃ）に従い設定し、各領域における発泡度（％）を求め、発泡度が最大の領域における値と発泡度が最小の領域における値の差を発泡度ばらつきと定義する。
（ａ）２本の芯線１の各上端と接する直線Ｘ_ａと２本の芯線の各下端と接する直線Ｘ_ｂを発泡絶縁体２の左右両端までそれぞれ引く
（ｂ）２本の芯線１の向き合う端部と接するように直線Ｘ_ａ及び直線Ｘ_ｂと直交する直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂを発泡絶縁体２の上下両端までそれぞれ引く
（ｃ）直線Ｘ_ａ、直線Ｘ_ｂ及び直線Ｙ_ａと発泡絶縁体２の外縁に囲まれる領域Ａ、直線Ｘ_ａ、直線Ｘ_ｂ及び直線Ｙ_ｂと発泡絶縁体２の外縁に囲まれる領域Ｂ、直線Ｘ_ａ、直線Ｘ_ｂ、直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂに囲まれる領域Ｃ、直線Ｘ_ａ、直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂと発泡絶縁体２の外縁に囲まれる領域Ｄ、直線Ｘ_ｂ、直線Ｙ_ａ及び直線Ｙ_ｂと発泡絶縁体２の外縁に囲まれる領域Ｅの５つの領域を設定する

【0026】

上記定義で表されるＡ〜Ｅの５領域の発泡度ばらつきを５％以内にすることで、ケーブル断面内における芯線の位置や発泡度のばらつきが抑制された低スキューの差動信号伝送用ケーブルを得ることができる。

【0027】

また、差動信号伝送用ケーブル１０は、下記定義で表される対称度αが０．１０以下であることが好ましい。図４及び図５は、対称度αの定義を説明するための図である。
＜対称度αの定義＞
上記切断面において、２本の芯線１の各中心を通る直線Ｘを引き、直線Ｘ上の２本の芯線１の中心を結ぶ直線の中点を原点Ｌｏ(０,０)とし、直線Ｘと発泡絶縁体２の外縁との交点をＸ_１、Ｘ_２とし、Ｘ_１とＸ_２とを結んだ直線Ｘ_１Ｘ_２の中点を点Ｌｘとし、点Ｌｘを通り、且つ直線Ｘ_１Ｘ_２に垂直な直線Ｙをとり、直線Ｙと発泡絶縁体２の外縁との交点をＹ_１、Ｙ_２とし、Ｙ_１とＹ_２とを結んだ直線Ｙ_１Ｙ_２の中点を点Ｌｙとした場合、原点Ｌｏ(０,０)から点Ｌｙまでの直線距離をＬとしたとき、距離Ｌを芯線１の直径ａで割った値を対称度αと定義する。

【0028】

上記定義で表される対称度αを０．１０以下にすることで、ケーブル断面内における芯線の位置のばらつきが抑制された低スキューの差動信号伝送用ケーブルを得ることができる。

【0029】

図４は、２本の芯線１の位置に偏りが無く、好適な実施形態の例を示す断面図である。図４の実施形態において、原点Ｌｏ(０,０)、点Ｌｘ及び点Ｌｙの位置が一致しており、Ｌ＝０となっている。このとき、対称度αは０／ａ＝０である。

【0030】

一方、図５は、２本の芯線１の位置に偏りがある場合であり、（ａ）は上方及び左方に偏っている場合、（ｂ）は上方に偏っている場合、（ｃ）は右方に偏っている場合の断面図である。

【0031】

図５（ａ）では、点Ｌｙの座標は（Ｌｘ，Ｌｙ）であるので、対称度αは、以下の式により求められる。

【0032】

【数1】

【0033】

図５（ｂ）では、点Ｌｙの座標は（０，Ｌｙ）であるので、対称度αは、以下の式により求められる。

【0034】

【数2】

【0035】

図５（ｃ）では、点Ｌｙの座標は（Ｌｘ，０）であるので、対称度αは、以下の式により求められる。

【0036】

【数3】

【0037】

（差動信号伝送用ケーブルの用途）
本実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０は、数Ｇｂｐｓ以上の大容量の高速伝送に適しており、１０Ｇｂｐｓ以上クラスの高速伝送にも好適に使用できる。

【0038】

（差動信号伝送用ケーブルの製造方法）
本実施の形態に係る差動信号伝送用ケーブル１０の製造方法は、２本の芯線１を発泡絶縁体２で一括被覆する発泡押出成形時の口金内の樹脂最大流速を口金内の樹脂平均流速で割った値として定義される不均一流量指数が１．５以下であることに特徴がある。不均一流量指数が１．４以下であることが好ましく、１．３５以下であることがより好ましく、１．３以下であることがさらに好ましい。

【0039】

不均一流速指数が１．５よりも大きければ、口金内で応力バランスがとれず、発泡度のばらつきが増加し、芯線の位置ズレも発生しやすくなる。その結果、対称度αが０．１０を越え、スキューが増加する。

【0040】

流速分布ｖ（ｍ／ｓ）は、下記の連続の式、及びナビエストークス方程式の定常解を計算することで求めることができる。

【0041】

【数4】

【0042】

【数5】

【0043】

ここで、∂/∂tは時間に関する偏微分、∇は空間に関する偏微分で例えば直交座標系であれば（∂/∂ｘ，∂/∂y，∂/∂z）で与えられる。ρは樹脂密度(ｋｇ／ｍ^３)、ｐは圧力(Ｐａ)、τは応力（Ｐａ）で、Ｎｅｗｔｏｎ流体で評価する。場合によっては非Ｎｅｗｔｏｎ流体で評価しても構わない。

【0044】

（本発明の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、ケーブル断面内における芯線の位置や発泡度のばらつきを抑制することで低スキュー化した差動信号伝送用ケーブル及びその製造方法を提供することができる。本実施の好ましい形態によれば、２本の芯線１の間のスキューを１０ｐｓ／ｍ以下に低くでき、特に好ましい形態においては、スキューを５ｐｓ／ｍ以下とすることができ、最も好ましい形態においては、スキューを３ｐｓ／ｍ以下とすることができる。

【実施例】

【0045】

発泡絶縁電線の製造は、４５ｍｍ押出機により楕円型の開口部を有する口金を用いて行った。口金内には２本の芯線を通す心金が設置されている。芯線として２４ＡＷＧ銀メッキ銅導体（直径ａ＝０．５５ｍｍ）を用い、発泡絶縁体の材料としてポリエチレン樹脂を用いた。化学発泡剤は、ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）を用い、その添加量はポリエチレン樹脂に対して１％とした。２芯を一括で押出して、スクリュ回転及び線速を調整して押出を実施した。

【0046】

また、アスペクト比（長径／短径）１．５〜３．０の口金を適宜選定して用い、心金の２芯導体間の距離を調整することで、不均一流量指数が実施例においては１．５以下となるようにした。また、実施例においては流量の少ないところの流路を広げるなどして流速分布を適正化し、断面における芯線間とその左右上下（領域Ａ〜Ｅ）の流量をほぼ等しくなるように調節した。

【0047】

前述の領域Ａ〜Ｅについて発泡度を画像処理により計測し、発泡度ばらつきを求めた。まず、作製したケーブルを切断して、切断面を電子顕微鏡にて撮影する。次に、発泡絶縁体の発泡度を発泡絶縁体の比重の測定により求める。測定方法は、JIS Z 8807:2012「固体の密度及び比重測定方法」に従う。次に、撮影した画像を白黒の２値化し、発泡絶縁体の切断面を気泡の部分と気泡壁の部分とに分ける。白黒の比率は、測定した発泡度に合わせる。気泡壁は、発泡絶縁体の樹脂の部分（気泡ではない部分）である。そして、白の部分と黒の部分の面積（画素数）を求めて、次式によりケーブル切断面における発泡度を算出する。
発泡度＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×１００（％）
Ａ：気泡壁画素数（黒）
Ｂ：気泡画素数（白）
各領域について発泡度を算出し、ケーブル切断面における発泡度のばらつきを評価した。その結果を表１及び表２に示す。
なお、内部スキン層及び外部スキン層を設けている場合、内部スキン層及び外部スキン層を含めて比重を測定して、発泡度を求める。したがって、画像の白黒の２値化は、内部スキン層及び外部スキン層を含めて白黒の比率を調整して行う。そして、上式により、発泡絶縁体の各領域（すなわち、内部スキン層及び外部スキン層は含まない）について、ケーブル切断面における発泡度を算出する。なお、全ての気泡を完全に包括し、囲まれた面積を最少とするような外側に凸な閉曲線で囲まれた領域を発泡絶縁体と定義する。これにより、ケーブル切断面において、内部スキン層及び外部スキン層と発泡絶縁体とを分けることができる。

【0048】

対称度α（Ｌ／ａ）を以下のようにして求めた。結果を表１及び表２に示す。
すなわち、前述の対称度αの定義に示す原点Ｌｏ(０,０)から点Ｌｙまでの直線距離Ｌを断面写真上に前述の定義に従って直線を引いて測定し、Ｌを芯線の直径ａ＝０．５５ｍｍで割って対称度α（Ｌ／ａ）を求めた。

【0049】

樹脂最大流速（Ｖｍａｘ）及び樹脂平均流速（Ｖａ）を以下のようにして求め、不均一流量指数（Ｖｍａｘ／Ｖａ）を求めた。結果を表１及び表２に示す。

【0050】

上記の発泡絶縁電線に銅テープとポリエステルフィルムを積層した積層テープを巻いてシールド層とし、さらにその外側を軟質ポリ塩化ビニル樹脂からなるシースを被覆し、二芯並行同軸ケーブルを各３０ｍ作成した。

【0051】

作製した３０ｍのケーブルを５ｍ毎に切断して、６本のケーブルとし、それぞれに対してＴＤＲ（時間領域反射率計）によって遅延時間差（スキュー）を測定した。結果を表１及び表２に示す。遅延時間差（スキュー）が１０ｐｓ／ｍ以下を合格とした。

【0052】

押出成形後の発泡絶縁電線の外観を目視により以下の基準により評価した。結果を表１及び表２に示す。
合格：滑らか
不合格：滑らかでない（凸凹やザラつきがある）

【0053】

総合評価は、以下の基準により評価した。結果を表１及び表２に示す。
○：スキュー及び外観ともに合格
×：スキュー及び外観の何れか又は両方が不合格

【0054】

【表1】

【0055】

【表2】

【0056】

図６は、実施例１に係る差動信号伝送用ケーブルの断面写真と流速解析結果（断面写真のＶＩ−ＶＩ線における流速解析（樹脂流速及び導体の引き取り速度を含む））であり、図７は、比較例１に係る差動信号伝送用ケーブルの断面写真と流速解析結果（断面写真のＶＩＩ−ＶＩＩ線における流速解析（樹脂流速及び導体の引き取り速度を含む））である。

【0057】

実施例１〜５の流速分布では、中央及び両サイド（領域Ａ〜Ｃ）にピークが見られた。すなわち、領域Ｃにおいて最大流速のピークが見られ、領域Ａ，Ｂにおいても最大流速よりは低いが明確に樹脂流速のピークが見られた。樹脂流速が安定したことにより、領域Ａ〜Ｅにおける発泡度ばらつきを５％以下に抑えることができ、対称度αも０．１０以下となっていた。このように、領域Ａ〜Ｃにおいて、それぞれ樹脂流速のピークが見られることが重要である。領域Ａ，Ｂのピークの高さが領域Ｃのピークの高さに近いほど好ましく、領域Ｃのピークの１／２以上の高さであることが好適である。２／３以上の高さであることがより好適である。

【0058】

一方、比較例１〜４の流速分布では、中央（領域Ｃ）に大きなピークが見られた。領域Ａ，Ｂにおいては、僅かしか樹脂が流れていない（比較例２，４では、領域Ａ，Ｂにおいて小さなピークが見られたが、領域Ｃのピークの１／２未満の高さであった）。そのため、不均一流量指数が大きく、流量が口金の出口で不均一となり、製造時の安定性が著しく低下した。また、発泡度が不均一となり、芯線の位置がずれ、対称度αは０．１０を越えるものとなった。

【符号の説明】

【0059】

１０，２０：差動信号伝送用ケーブル
１：芯線、２：発泡絶縁体、３：外部スキン層、４：シールド層
５：内部スキン層、６：シース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】