專利名稱：雙股電纜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開涉及一種容納在HDMI (高清多媒體接口)電纜中的雙股電纜，該雙股 電纜用于傳送視頻和聲音信號以及用于差分信號系統(tǒng)。
背景技術：
已知低壓差分信號(LVDS)系統(tǒng)是一種通過利用使用了一對絕緣信號導體的雙股 電纜來傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)。在該信號系統(tǒng)中，例如在發(fā)送端，相位各自反相180度的信號 被同時輸入到一對信號導體中并進行發(fā)送，在接收端，對所發(fā)送的信號進行差分組合從而 可使信號輸出加倍。該信號系統(tǒng)配備有消除噪聲的功能。具體地，在從發(fā)送端延伸到接收 端的傳輸線中產(chǎn)生的噪聲信號被平均施加到這一對信號導體上，從而當噪聲信號在接收端 被作為差分信號輸出時，這些噪聲信號相互抵消。在雙股電纜中，絕緣線對具有相同的顏色并且很難區(qū)分這些信號線。與此相比，JP-A-2002-358841公開了一種如圖5B所示的電纜1，，該電纜包括絕緣 線對2、布置在該絕緣線對2兩側的排流線6、通過在排流線6外側纏繞金屬箔帶而形成的 外導體7、以及覆蓋在外導體7外側的護套8。絕緣線2形成為與圖5A所示相同的形狀，且 包括導體3和由內層4以及外層5構成的雙層絕緣體，其中內層4由多孔含氟樹脂制成，外 層5由實體含氟樹脂制成的表層形成。絕緣線對2各自外層5的表層5a、5b的顏色可被制 成為不同。按照這樣的配置，易受擠壓的多孔內層4能夠得到外層的表層的保護，并且能夠 降低相對電容率和特性阻抗劣化。然而，作為主絕緣體的內層發(fā)泡絕緣體易受伸長以及拉伸強度的影響。具體來講， 如上述JP A-2002-358841，當彎曲具有排流線的雙股電纜時，該電纜易受到擠壓，并且擔心 降低電絕緣特性。為了使絕緣體的顏色不同從而實現(xiàn)分辨信號線的目的，需將著色顏料添加到絕緣 樹脂中。然而，由于添加著色劑(顏料)會增大電容率，并且電容率隨著所添加著色劑的顏 色不同而不同。因此，電容率會根據(jù)成對絕緣線的顏色組合而不同，因此，信號傳播時間會 有很大差異。

發(fā)明內容
本發(fā)明的示例實施例提供了一種在諸如彎曲、拉伸之類的機械特性方面表現(xiàn)極佳 的雙股電纜，其能夠根據(jù)絕緣體的顏色來分辨各個電纜，并能夠減小各導體間的信號傳播 時間差。根據(jù)本發(fā)明示例實施例的雙股電纜包括至少一對芯線，每一條芯線均包括導體 和覆蓋該導體外周的絕緣體，其中該絕緣體包括覆蓋該導體外周的內絕緣體和覆蓋該內絕 緣體外周的外絕緣體，并且其中內絕緣體是由非著色壓縮絕緣體形成，而外絕緣體是由著 色的壓縮絕緣體形成的。外絕緣體的厚度比內絕緣體的厚度薄。這對芯線的外絕緣體可形 成為具有被設置為各不相同的顏色。
根據(jù)本發(fā)明示例實施例的雙股電纜，該絕緣體的內絕緣體和外絕緣體都是由壓縮 絕緣體形成的。因此，能夠增強電纜的機械強度，并因此能夠防止由于外力等而造成的擠 壓，并能減小電特性的降低。由于只把著色物添加到外絕緣體，因此能減小電容率的增加， 并且可以使導體間的信號傳播時間差(時滯)最小。


圖IA到圖IC是示出根據(jù)本發(fā)明各個實施例的雙股電纜的示圖。圖2A是示出其中裝配有多條如圖IA所示雙股電纜的通信電纜示例的示圖。圖2B是示出其中裝配有多條如圖IB所示雙股電纜的通信電纜示例的示圖。圖3是示出由于外絕緣體厚度引起的電容率差的變化的示圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的已驗證的時滯改善結果的示圖。圖5A和圖5B是說明現(xiàn)有技術的電纜的示圖。
具體實施例方式下面將參考附圖來說明本發(fā)明的示例實施例。圖IA到圖IC是說明根據(jù)本發(fā)明各 個實施例的雙股電纜的示圖，圖2A和圖2B是示出其中分別裝配有多條雙股電纜的通信電 纜示例的示圖。在圖1和圖2中，1 Ia到1 Ib分別表示雙股電纜，1 Ic表示四芯電纜，12表 示芯線，13表示導體，14表示內絕緣體，15表示外絕緣體，15a和15b各自表示一種顏色，16 表示排流線，17表示屏蔽導體，18表示護套，19表示填充物，20a和20b分別表示通信電纜， 21表示另一導線，22表示共用屏蔽導體，以及23表示電纜鎧裝。根據(jù)本發(fā)明的雙股電纜可應用于以下兩種模式第一模式和第二模式，其中在第 一模式(雙扭線)中，兩條絕緣線扭絞在一起，其中這兩條絕緣線(以下稱為“芯線”)各自 的導體通過絕緣體彼此絕緣；以及其中在第二模式中，兩條絕緣線沒有扭絞而是平行排列。 可以使用提供有屏蔽導體的絕緣線以及未提供有屏蔽導體的絕緣線中的任意一種。可以使 用兩對四條扭絞線(four-twisted wire，四芯導線)?？梢允褂闷渲醒b配有多條雙股電纜 并且這些雙股電纜以共用鎧裝覆蓋以適用于各種應用的通信電纜。另外，根據(jù)各種場合的 需要，可以采用利用共用屏蔽導體來屏蔽整體結構的電纜。圖IA的示圖示出了雙股電纜11a，其中一對芯線12扭絞在一起并且其中未提供屏 蔽導體。通過以由內絕緣體14和外絕緣體15所構成的雙層絕緣體覆蓋導體13來形成芯 線12。通過將兩條芯線12扭絞在一起來構成雙絞線電纜。導體13由單芯線或絞合線形成，其中使用了由銅、鋁等制成的良好電導體或對這 樣的良好電導體進行鍍錫等。例如使用了外直徑大約為0. 12到0. 3mm的導體。作為對導體13進行電絕緣的內絕緣體14，使用了電容率被設置為盡可能小的絕 緣體。例如使用了聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、含氟樹脂等。在本發(fā)明中， 內絕緣體14非由發(fā)泡絕緣體形成，而是由壓縮絕緣體形成，并且通過擠壓模塑來將內絕緣 體14形成在導體13的外周上。內絕緣體14保持為未添加諸如著色顏料等著色劑的非著 色樹脂的原本顏色。可用與內絕緣體14相同的樹脂來形成外絕緣體15。可選的是，可以使用抗磨損 性比內絕緣體更強的樹脂，例如聚亞安酯樹脂等。將諸如著色顏料等的著色劑添加到外絕緣體15中，之后通過同時模塑或先后模塑的方法來將外絕緣體15作為壓縮絕緣體形成在 內絕緣體14的外周上?？梢允褂秒S后描述的諸如白色、紅色、藍色、綠色等顏色的各種著色 顏料來作為添加到外絕緣體15中的著色顏料。成對芯線12的外絕緣體15的顏色15a和 15b可被設置為各不相同。例如，內絕緣體14和外絕緣體15的總絕緣體厚度可設為大約0. 25mm,導體直徑設 為0. 3mm,芯線12的外直徑設為大約0. 8mm。在這種情況下，外絕緣體15的厚度設為比內 絕緣體14的厚度薄，例如將內絕緣體14的厚度Ta設為0. 21mm，而將外絕緣體15的厚度 Tb設為0. 04mm。也就是說，期望將外絕緣體15的厚度設為0. 15mm或更小，并且還應當滿 足 Tb/Ta ≤ 0. 2。圖IB的示圖示出了雙股電纜11b，其中具有一對平行布置的芯線12的電纜被屏 蔽導體17所屏蔽。如圖IA中所說明的，通過以由內絕緣體14和外絕緣體15所構成的雙 層絕緣體覆蓋導體13來形成芯線12?？沙蓪υO置一對芯線12，同時將外絕緣體15的顏色 15a和15b設置為各不相同。通過以下方式制成該雙股電纜lib 平行而非扭絞布置一對芯線12、沿兩條芯線 12彼此接觸的部分縱向放置排流線16、縱向包裹或螺旋卷繞用作屏蔽導體17的金屬箔帶 等來將上述組件束在一起作為電纜。在此情況下，使用了通過在諸如聚對苯二甲酸乙二醇 酯(PET)等之類的塑料基材上層壓由鋁、銅等制成的金屬箔來形成的條帶來作為構成屏蔽 導體17的金屬箔帶。在圖IB中，示出了只在兩個芯線12彼此接觸部分的一側布置排流線16的示例。 在此情況下，可在所述接觸部分的另一側布置另一排流線16。而且，如圖5B所示，可在一對 芯線12的兩側而非兩條芯線12彼此接觸的部分布置排流線16。在此情況下，可在屏蔽導體17的外周上提供護套18。護套18可以通過擠壓模塑 的方法由諸如聚乙烯、聚(氯乙烯)、含氟樹脂等之類的熱塑樹脂形成，或者通過卷繞樹脂 帶來形成。圖IC的示圖示出了四芯電纜11c，其中以平行或扭絞的方式布置兩對(四條)芯 線12，并且整個結構利用屏蔽導體17進行屏蔽。如在圖IA中說明的那樣，通過利用由內絕 緣體14和外絕緣體15所構成的雙層絕緣體覆蓋導體13來形成芯線12。在將各芯線的顏 色設置為各不相同的同時可以通過顏色分辨各芯線12。與圖IB類似，通過縱向包裹或螺 旋卷繞用作屏蔽導體17的金屬箔帶等來將兩對芯線12束在一起作為屏蔽電纜。盡管在圖 IC中進行了省略，但是四芯電纜Ilc可以通過使用排流線而連接至地。提供位于電纜中央 的填充物19以使各芯線的結合不會塌陷。圖2A示出了其中裝配有多條上述雙絞線類型的雙股電纜Ila的通信電纜示例。除 了這些雙股電纜以外，還可以裝配有其他導線21。圖2B示出了其中裝配有多條具有上述平 行排列的雙芯線結構的雙股電纜lib的通信電纜示例。與圖2A—樣，除了雙股電纜之外還 可裝配其他導線21。多條雙股電纜IlaUlb全部由共用屏蔽導體22來進行屏蔽，并且該總 體結構還受到電纜鎧裝23的保護。對于在上述芯線12的絕緣體中使用的樹脂材料，在將各種著色劑(顏料)添加到 其中并將所得樹脂材料成型為Imm厚的薄片之后，對其電容率進行測量。使用了電容率相 對較小的輻照交聯(lián)聚乙烯來作為樹脂材料，隨后將顯示出各種顏色的著色劑分別加到樹脂材料中，之后將所得樹脂材料分別成型為薄片，并且之后對薄片的電容率進行測量。在著色 劑為“白色”的情況下，薄片具有相對較大的電容率(2.42)。相比之下，在著色劑分別為其 他顏色“綠色、紅色、藍色、…、灰色”的情況下，電容率稍有變化但處在(2. 32到2. 36)范 圍內。這里，作為時滯產(chǎn)生的原因的信號傳播速度(V)和信號延遲時間(Td)被表示為
(C 光速，ε 電容率)
(L 電纜長度)。在使用雙芯雙股電纜的差分信號系統(tǒng)中，必須使成對導體間的信號延遲時間(Td) 的差(時滯)盡可能小。為此，希望將組合芯線的任意一個電容率ε制成相等或使其間差
異最小化。由于電容率根據(jù)顏色的不同而不同，因此希望雙股電纜由顏色相同的芯線構成。 可以說，例如使用“白色”作為一個絕緣體的顏色而使用“其他顏色”作為另一絕緣體的顏 色的情況并不是優(yōu)選的。然而，在一些情況下，芯線的絕緣體不得不根據(jù)用戶的要求等而具 有預定的顏色。在本發(fā)明中，如上所述，由壓縮絕緣體所形成的兩個層(內絕緣體和外絕緣體)來 形成構成雙股電纜的芯線的絕緣體，不將著色劑添加到內絕緣體，而是只將著色劑添加到 外絕緣體以賦予其顏色。因此，只有外絕緣體引起電容率差。在此情況下，通過減小外絕緣 體的厚度可使包括內絕緣體和外絕緣體的芯線絕緣體之間的電容率差減小。圖3示出了在芯線導體的外直徑為0. 3mm(相當于由每個外直徑均為0. Imm的七 條扭絞導體構成的AWG 30)，使用外直徑為0. 8mm、總厚度為0. 25mm的輻照交聯(lián)聚乙烯作為 絕緣體，以及將一條芯線的外絕緣體顏色設置為“白色”而將另一芯線的外絕緣體顏色設置 為“藍色”的情況下，外絕緣體厚度與成對芯線間的電容率差之間關系的已驗證結果。在此 情況下，為了滿足25ps/m或更小的時滯，該對芯線間的電容率差(成對芯線的絕緣體的電 容率之差)必須被設置為0.05或更小。為此，外絕緣體的厚度可設為0. 15mm或更小(內 絕緣體的厚度可設為0. Imm或更大)。這里，優(yōu)選的是，考慮到絕緣體的差異，應將外絕緣體 的厚度設置為比內絕緣體的厚度更薄。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的雙股電纜的時滯驗證結果。作為對比示例的雙股電纜 被構造為芯線的絕緣體(厚度為0. 25mm)未使用雙層結構、將著色劑均勻添加到整個絕緣 體中、并且使用了電容率差最大的“白色”和其他顏色“紅色、綠色、藍色、黃色”的顏色組 合作為顏色組合。在此情況下，盡管顏色組合有各種變化，但成對導體間時滯的平均值為 45. lps/m0相反，在本發(fā)明中，將雙股電纜(實施例)構成為使芯線的絕緣體分為兩層(內絕 緣體和外絕緣體)、僅將著色劑添加到外絕緣體(厚度為0. 04mm)、并且使用與對比示例類 似的顏色組合。在此情況下，顏色組合的變化較小，成對導體間時滯的平均值為10.9ps/m， 其小于要求值(25ps/m或更小)。這里，當在雙股電纜中使用具有相同顏色的芯線時，成對 導體間的時滯小于lOpa/m。如上所述，當芯線的絕緣體被分為兩層(內絕緣體和外絕緣體)并將著色劑僅添 加到外絕緣體時，可使結合在一起作為雙股電纜的各芯線之間的電容率差很小。因此，可將 雙股電纜中導體之間的時滯減到很小，并且可通過向各芯線分別添加不同的顏色來為各芯線提供可分辨特性。內絕緣體和外絕緣體都由壓縮絕緣體形成。因此，絕緣體不會受到彎 曲或拉伸力造成的損壞，并能為雙股電纜提供穩(wěn)定的信號特性。在此情況下，當使用通過發(fā)泡絕緣體而形成的芯線制成的類似的雙股電纜彎曲 時，有時發(fā)泡絕緣體會破裂并在排流線和導體之間發(fā)生短路。雖然參考有限數(shù)量的實施例對本發(fā)明進行了描述，但本領域技術人員在閱讀了本 發(fā)明公開之后將能借此想到那些落入本發(fā)明公開范圍內的其他實施例。因此，本發(fā)明的范 圍應由所附權利要求進行限定。
權利要求
一種雙股電纜，其包括至少一對芯線，每一個芯線均包括導體和覆蓋所述導體外周的絕緣體，其中所述絕緣體包括覆蓋所述導體外周的內絕緣體和覆蓋所述內絕緣體外周的外絕緣體，并且其中所述內絕緣體是由非著色壓縮絕緣體形成，所述外絕緣體是由著色的壓縮絕緣體形成。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙股電纜，其中將所述外絕緣體的厚度形成為比所述內絕緣 體的厚度薄。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的雙股電纜，其中所述一對芯線的外絕緣體形成為具有被 設置為各不相同的顏色。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙股電纜。該雙股電纜包括至少一對芯線，每條芯線均包括導體和覆蓋該導體外周的絕緣體。該絕緣體包括覆蓋導體外周的內絕緣體和覆蓋該內絕緣體外周的外絕緣體。內絕緣體由非著色壓縮絕緣體形成。外絕緣體由著色的壓縮絕緣體形成。外絕緣體的厚度比內絕緣體的厚度薄。這對芯線的外絕緣體被形成為具有被設置為各不相同的顏色。
文檔編號H01B11/02GK101908392SQ20101019695
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2009年6月8日
發(fā)明者岡野聰 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社