CN113678212A

CN113678212A - 通信电缆

Info

Publication number: CN113678212A
Application number: CN202080027952.6A
Authority: CN
Inventors: 望月大辅; 东征臣; 石川将大
Original assignee: Nissei Electric Co Ltd
Current assignee: Nissei Electric Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-11-19
Also published as: JPWO2020218203A1; WO2020218203A1; US20220199291A1

Abstract

一种通信电缆(1)，具有将具备包覆导体(3)的绝缘层(4)的信号线(2)捻合而成的双绞线(5)和收纳双绞线(5)的外皮(7)，所述通信电缆(1)的特征在于，双绞线(5)具有一对信号线(2)和一对填充线(6)，信号线(2)和填充线(6)以交替排列的方式捻合。

Description

通信电缆

技术领域

本发明涉及通信电缆，特别是用于满足类别6以及类别6A的标准值的LAN用的信号传送路径，并且适合用于以工业用机器人、人形机器人等各种服务机器人为代表的机器人类、半导体制造装置等各种工业用装置的可动部。

背景技术

具有在集合了多根双绞线的集合体的外周设置有外皮的结构的LAN电缆被广泛用作代表性的通信电缆。伴随着通信设备的普及和伴随于此的通信数据量的增大，对通信电缆要求高速、大容量的数据传送功能。

作为表示LAN电缆的性能的标准，使用“类别”这样的标准。通常普及的LAN电缆从性能低的电缆起依次为类别5、类别5e、类别6、类别6A、类别7，在近来的通信环境中推荐使用类别6以上的LAN电缆。

此外，随着IoT(Internetоf Thing：物联网)的普及，在以工业用机器人、半导体装置为代表的各种工业用装置等中搭载有数据通信功能的场景增加，作为在这些装置中使用的通信电缆，使用LAN电缆的场景也较多。

图8表示一般的类别6的LAN电缆(通信电缆)的结构。通常，通信电缆50采用在将捻合2根信号线52而成的双绞线55集合4对而得到的集合体的外周设置有外皮57的结构，在类别6的通信电缆50中，使4对双绞线55夹着截面呈十字形的填充件(十字填充件58)集合而成的结构较多。通过十字填充件58将双绞线55之间的距离保持在一定值以上，从而能够抑制双绞线55接近时产生的串音衰减，有助于提高通信特性。

但是，在将使用十字填充件58的一般的通信电缆50用于工业用机器人、半导体装置时，存在以下所示的问题。

在工业用机器人、半导体装置中一般存在旋转部、弯曲部、U形弯曲部这样的可动部，在这些装置所使用的通信电缆中，伴随着装置的移动而产生弯曲等负荷。

十字填充件58因其形状的关系而缺乏挠性，因此，难以追随弯曲，弯曲量大多产生限制，并且容易因由弯曲引起的负荷而被破坏。在十字填充件58被破坏的情况下，也会产生如下事态：通信电缆50内的双绞线55接近而导致串音衰减增大，得不到与类别相符的通信特性。

作为使用十字填充件以外的方法与类别6对应的LAN电缆，存在专利文献1、2中记载的LAN电缆。在专利文献1所记载的LAN电缆中，通过对每个双绞线改变构成LAN电缆的双绞线的捻合间距，不使用填充件而满足类别6的标准值。在专利文献2所记载的LAN电缆中，通过将构成LAN电缆的双绞线的捻合角度设定为规定值，不使用填充件而满足类别6的标准值。

但是，专利文献1、2所记载的LAN电缆没有提及产生弯曲的场景下的通信特性的维持。特别是，在不使用填充件的LAN电缆中，构成LAN电缆的双绞线始终接近，担心因弯曲而导致双绞线异常接近时的通信特性的降低。

此外，在关注构成LAN电缆的双绞线的动作的情况下，存在如下情况：构成双绞线的信号线的包覆因由弯曲引起的负荷而被压缩，在弯曲部处信号线之间的距离、特别是构成信号线的导体之间的距离发生变动。由于该距离的变动，双绞线具有的电磁感应噪声的辐射抑制效果以及外部电磁感应噪声的屏蔽效果有时会发生变动，该现象也成为通信特性降低的一个原因。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-2837号公报

专利文献2：日本特开2001-155559号公报

发明内容

发明要解决的课题

这样，以往的通信电缆的耐弯曲性差，通过反复弯曲而难以维持通信特性。

本发明是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于提供一种耐弯曲性优异，即便反复弯曲也能够维持通信特性的通信电缆。

用于解决课题的方案

技术方案1所述的通信电缆具有将具备包覆导体的绝缘层的信号线捻合而成的双绞线和收纳双绞线的外皮，所述通信电缆的特征在于，双绞线具有一对该信号线和一对填充线，信号线和填充线以交替排列的方式捻合。

技术方案2所述的通信电缆的特征在于，在双绞线与外皮之间设置有屏蔽层。

技术方案3所述的通信电缆的特征在于，用外皮包覆将多根双绞线捻合而成的集合线。

技术方案4所述的通信电缆的特征在于，在集合线与外皮之间设置有屏蔽层。

技术方案5所述的通信电缆的特征在于，在用与长度方向正交的面剖开双绞线而观察时，构成双绞线的一对信号线成为相互接触的状态。

技术方案6所述的通信电缆的特征在于，填充线的外径比信号线的外径小。

技术方案7所述的通信电缆的特征在于，在将填充线的外径定义为R₁、将信号线的外径定义为R₂时，满足式1的关系。

技术方案8所述的通信电缆的特征在于，在将填充线的外径定义为R₁、将信号线的外径定义为R₂时，满足式2的关系。

技术方案9所述的通信电缆的特征在于，在将填充线的外径定义为R₁、将信号线的外径定义为R₂时，满足式3的关系。

技术方案10所述的通信电缆的特征在于，填充线的伸长率为信号线的伸长率以上。

技术方案11所述的通信电缆的特征在于，填充线的伸长率为信号线的伸长率的10倍以上。

技术方案12所述的通信电缆的特征在于，填充线由动摩擦系数为0.3以下的材料构成。

技术方案13所述的通信电缆的特征在于，填充线由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。

发明的效果

根据本申请的发明，能够抑制构成双绞线的信号线的包覆的压缩，即便弯曲也能够维持规定的导体间距离，因此，能够维持规定的通信特性。

附图说明

图1是表示本发明的通信电缆的结构的一例的说明图。

图2是表示本发明的通信电缆的结构的另一例的说明图。

图3是说明图1以及图2的通信电缆的双绞线的说明图。

图4是表示图2的通信电缆的双绞线的接近的情形的说明图。

图5是表示耐弯曲性试验的试验方法的说明图。

图6A是表示实施例1的通信电缆传输特性的说明图。

图6B是表示实施例1的通信电缆传输特性的说明图。

图7A是表示实施例2的通信电缆传输特性的说明图。

图7B是表示实施例2的通信电缆传输特性的说明图。

图8是表示以往的具有十字填充件的通信电缆的基本结构的说明图。

图9是在以往的仅将2根信号线捻合而成的结构的双绞线上设置有屏蔽层的情况下的说明图。

图10是表示以往的不具有填充线的通信电缆的基本结构的说明图。

具体实施方式

以下，作为本发明的通信电缆的例子，参照附图对基本结构进行说明。

图1中的通信电缆1由将具有在导体3上包覆有绝缘层4的结构的一对信号线2和一对填充线6捻合而成的双绞线5构成，双绞线5被收纳在外皮7中。通信电缆1特别是设置有将被收纳在外皮7中的信号线2和填充线6一并覆盖的屏蔽层8的例子(但是，在通信电缆中，屏蔽层不是必需的)。

另外，图2中的通信电缆10由将具有在导体13上包覆有绝缘层14的结构的一对信号线12和一对填充线16捻合而成的双绞线15构成，将多根双绞线15捻合而成的集合线被收纳在外皮17中。通信电缆10特别是设置有将被收纳在外皮17中的通信线覆盖的屏蔽层18的例子(但是，在通信电缆中，屏蔽层不是必需的)。另外，通信电缆10特别是在屏蔽层18与集合线之间设置有胶带层19的例子(但是，在通信电缆中，胶带层不是必需的)。

本发明的特征在于具有如下结构：如图3所示，构成通信电缆1、10的双绞线5、15具有一对信号线2、12和一对填充线6、16，信号线2、12和填充线6、16以交替排列的方式捻合。

通过使信号线2、12和填充线6、16以交替排列的方式捻合，在双绞线5、15伴随着通信电缆1、10的弯曲而弯曲时，特别是在沿着图3中的线段L弯曲时，想要压缩绝缘层4、14的负荷的一部分被填充线6、16吸收。因此，在弯曲时施加于绝缘层4、14的负荷减少，绝缘层4、14的压缩被抑制。

通过抑制绝缘层4、14的压缩，构成双绞线5、15的信号线2、12的导体3、13之间的距离的变动变少，双绞线5、15具有的电磁感应噪声的辐射抑制效果以及外部电磁感应噪声的屏蔽效果的变动变少。其结果是，能够抑制使用双绞线5、15的通信电缆1、10的弯曲所引起的通信特性的变动，有助于维持规定的通信特性。

另外，由于填充线6、16吸收使通信电缆1、10弯曲时产生的负荷，因此，对信号线2、12的负荷降低，也能够抑制由弯曲引起的导体3、13的断线。

此外，通过将填充线6、16捻合，也能够如以下所示那样得到提高对屏蔽层8、18的耐弯曲性的效果。

通常，在构成通信电缆1、10时，如图1以及图2所示，大多设置有将被收纳在外皮7、17中的信号线类一并覆盖的屏蔽层8、18。

如图9所示，一般而言，在仅将2根信号线62捻合而成的结构的双绞线65上设置有屏蔽层68的情况下，存在屏蔽层68被设置为大致椭圆形的部分，在该部分成为存在长轴和短轴的截面形状。

在使具有这样的存在长轴和短轴的截面形状的屏蔽层68的通信电缆弯曲的情况下，由于在长轴与短轴之间存在尺寸的差异，因此，存在如下倾向：在屏蔽层68产生的负荷产生偏差，负荷集中于特定的场所。因此，容易以负荷集中的场所为起点而产生屏蔽层68的断裂。

另一方面，本发明中使用的双绞线5在设置有屏蔽层8时，其形状如图1所示接近正方形，长轴与短轴之间的尺寸的差异大致消除。因此，使通信电缆1弯曲时在屏蔽层8产生的负荷均匀地分散，屏蔽层8的断裂被抑制。其结果是，有助于提高通信电缆1的耐弯曲性。

并且，如以下所示，填充线6的存在也有助于通信电缆1的细径化。

在仅将信号线62捻合而成的双绞线65上设置有屏蔽层68的情况下，如图9所示，屏蔽层68成为接近信号线62的状态，形成2个由2根信号线62和屏蔽层68包围的空间。另一方面，在也捻合有填充线6的双绞线5上设置有屏蔽层8的情况下，由于填充线6的存在，除了由2根信号线2和填充线6包围的2个空间之外，还形成有4个由信号线2、填充线6、屏蔽层8包围的空间。

利用所形成的空间，起到使被屏蔽层8包围的双绞线5的有效介电常数降低的作用，所形成的空间越多，有效相对介电常数越大幅降低。

在设定双绞线5的特性阻抗时，需要根据双绞线5的有效介电常数来调节导体间距离，但在有效介电常数降低时，用于设定为规定的特性阻抗的导体间距离变短，因此，能够使信号线2的外径变细，其结果是，能够使双绞线5的外径变细。

即，将填充线6捻合而成的双绞线5因填充线6的存在而形成较多的空间，因此，有效相对介电常数大幅降低，与未捻合填充线6的情况相比，能够将外径设定得较细，因此，有助于使用双绞线5的通信电缆1的细径化。

并且，伴随着有效相对介电常数的降低，由介电损耗引起的信号衰减也被抑制，因此，填充线6的存在也有助于提高通信特性。

如上所述，信号线12和填充线16交替地捻合而成的双绞线15即便在使用图2所示那样的将多根双绞线15捻合而成的集合线构成通信电缆10的情况下，也有助于维持通信特性。

在图2所示的具有多个双绞线15的通信电缆10中，双绞线15彼此接近时，在构成一方的双绞线15的信号线12中传送的信号容易产生向构成另一方的双绞线15的信号线12传递的串音衰减，由于串音衰减而导致通信电缆10的通信特性降低。

在将构成通信电缆10的各双绞线15的捻合间距设定为在各双绞线15中不同的值时，如图4所示，在以双绞线15的外径圆接触的程度接近的部分，未确认到使通信特性显著降低的串音衰减，通信电缆10的通信特性被维持。

但是，如图10所示，在不具有填充线的通信电缆70中，当双绞线75接近到双绞线75的外径圆重叠的程度时，串音衰减增大，特别是当构成一方的双绞线75的信号线72的一个进入构成另一方的双绞线75的2个信号线72之间的间隙，并与构成另一方的双绞线75的2个信号线72接触时，能够确认通信特性降低。

在本发明中，通过将填充线16与双绞线15捻合，限制构成双绞线15的信号线12的异常接近，抑制串音衰减，从而维持通信电缆10的通信特性。

本发明中使用的通信电缆10的双绞线15具有如下结构：具有一对信号线12和一对填充线16，信号线12和填充线16以交替排列的方式捻合，因此，不存在图10所示那样的进入构成另一方的双绞线75的2根信号线72之间的间隙并与构成另一方的双绞线75的2根信号线72接触的情况，能够维持规定的通信特性。

图10所示的双绞线75的异常接近在使通信电缆70弯曲时容易产生，因此，通过在双绞线15中捻合填充线16，由弯曲引起的通信特性的劣化被抑制。

此外，由于填充线16以与信号线12捻合的状态存在于外皮17中，因此，本发明的通信电缆10与使用十字填充件的通信电缆50相比，耐弯曲性优异。

另外，在本发明中，如图3所示，优选的是，一对信号线2、12以在对构成双绞线5、15的一对信号线2、12进行剖视观察时成为信号线2、12相互接触的状态的方式捻合。

通过使构成双绞线5、15的一对信号线2、12相互接触，双绞线5、15因双绞线5、15的结构而具有的、电磁感应噪声的辐射抑制效果以及外部电磁感应噪声的屏蔽效果稳定，有助于维持通信特性。

此外，在本发明中，优选的是，填充线6、16的外径比信号线2、12的外径小。通过使填充线6、16的外径比信号线2、12的外径小，能够抑制填充线6、16妨碍构成双绞线5、15的信号线2、12的接触，并且也能够抑制双绞线5、15的外径，有助于通信电缆1、10的细径化。

优选的是，在将填充线6、16的外径定义为R₁、将信号线2、12的外径定义为R₂时，填充线6、16的外径R₁处于以下的式1所示的范围。

通过使填充线16的外径R₁处于式1的范围，即便在将多根双绞线15捻合而成的通信电缆10中双绞线15接近的情况下，也能够抑制构成双绞线15的信号线12接近到给通信特性带来影响的程度，有助于维持通信特性。

进而，优选的是，R₁处于以下的式2所示的范围。

通过使填充线6、16的外径R₁处于式2的范围，能够抑制因填充线6、16的存在而导致的双绞线5、15的外径的增大，有助于通信电缆1、10的细径化。另外，在填充线16的外径R₁处于式2的上限值附近的情况下，双绞线15整体成为圆形，在将多根双绞线15捻合而成的通信电缆10中设置有外皮17时的双绞线15之间的间隙减少，因此，在使通信电缆10弯曲时双绞线15的位置关系不容易走样，有助于维持通信特性。

综上所述，在本发明中特别优选的R₁的范围为以下的式3所示的范围。

通过使填充线6、16的外径R₁处于式3的范围，能够抑制给通信特性带来影响的程度的信号线2、12彼此的接近，并且也能够抑制因填充线6、16的存在而导致的双绞线5、15的外径的增大，有助于兼顾通信特性的维持和细径化。

本发明中使用的填充线6、16优选使用滑动性优异的材料。通过使用滑动性优异的填充线6、16，在双绞线5与外皮7的内周面之间，以及在使用多根双绞线15的情况下在双绞线15彼此之间，摩擦阻力也降低，使通信电缆1、10弯曲时产生的双绞线5、15的滑动变得平滑。其结果是，在双绞线5、15产生的负荷降低，能够抑制由弯曲引起的信号线2、12的断线，有助于提高通信电缆1、10的耐弯曲性。

此外，在将后述的胶带层19、噪声对策用的屏蔽层8、18设置在双绞线5、15与外皮7、17之间的方式的情况下，通过使填充线6、16采用滑动性优异的材料，能够抑制由胶带层19、屏蔽层8、18的磨损引起的损伤，因此，也有助于维持通信特性。

具体而言，优选的是，作为填充线6、16而使用动摩擦系数为0.3以下的材料。作为动摩擦系数为0.3以下的材料，可以列举氟树脂、聚乙烯、尼龙66等。

进一步优选的是，优选使用静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料作为填充线6、16。一般的材料的静摩擦系数比动摩擦系数大，但在一部分的滑动性材料中存在静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料。通过将上述那样的材料用作填充线6、16，使通信电缆1、10弯曲时产生的双绞线5、15的滑动变得更平滑，有助于提高通信电缆1、10的耐弯曲性。

需要说明的是，在本发明中“静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料”是指在使相同材料彼此接触、滑动时表现出静摩擦系数成为动摩擦系数以下的性质的材料。另外，本发明中的动摩擦系数、静摩擦系数是遵循JIS K 7125而测定的值。

此外，优选的是，填充线6、16的伸长率为信号线2、12的伸长率以上。通过使填充线6、16的伸长率为信号线2、12的伸长率以上，能够抑制弯曲时的填充线6、16的断线，有助于维持使通信电缆1、10弯曲时的通信特性。

更优选的是，填充线6、16的伸长率优选为信号线2、12的伸长率的10倍以上。通过使填充线6、16的伸长率与信号线2、12的伸长率相比足够高，能够提高弯曲时的填充线6、16的断线抑制效果、以及通信特性维持效果。

本发明中使用的填充线6、16可以适当选择单丝的材料、复丝的材料来使用。

从维持通信特性的观点出发，优选在弯曲时不易变形的单丝的填充线6、16。通过使用不易变形的单丝的填充线6、16，在双绞线5、15内的绝缘层4、14的压缩、使用多根双绞线15的情况下，双绞线15的接近也被抑制，有助于维持通信特性，并且单丝的填充线16的表面的凹凸少，滑动性也优异，在这方面是优选的。

在本发明中特别优选使用的填充线6、16的具体材料为作为一种氟树脂的PTFE。PTFE的静摩擦系数为动摩擦系数以下，并且具有高伸长率等优异的机械强度。此外，由于介电常数小，因此，与信号线2、12捻合时的传送损失得到抑制，也有助于维持通信特性。

作为其他氟树脂的PFA、FEP、ETFE也同样地，静摩擦系数为动摩擦系数以下，并且具有高伸长率、低介电常数，因此，能够优选用于本发明。

另外，从维持通信特性的观点出发，也可以将填充线6、16设为多孔结构或中空结构。由于多孔结构、中空结构包含空气，因此，示出比实心结构低的介电常数，有助于维持通信特性，并且柔软性也优异，因此，也有助于提高耐弯曲性。

作为具有多孔结构的填充线6、16，可以优选利用通过在制造过程中进行拉伸处理而形成有由节点和原纤维形成的多孔结构的拉伸PTFE。经拉伸处理后的PTFE的针对伸长的机械强度优异，因此，从提高耐弯曲性的观点出发也可以优选使用。

作为中空结构的填充线6、16，可以使用将氟树脂挤出为管状而得到的中空结构的填充线。

此外，从通信电缆1、10的细径化的观点出发，也可以优选使用介电常数低的填充线6、16。

作为通信电缆的一例，存在使用了4根双绞线的LAN电缆(通信电缆10)，但以往的LAN电缆的外径为5～7mm左右，外径5mm以下的电缆存在作为细径电缆处理的倾向。

在将LAN电缆的外径设为5mm以下的情况下，优选将双绞线15的外径设为1mm以下，为了减小双绞线15的外径，需要充分减小有效相对介电常数。通过使用介电常数低的填充线16，也一并使用因由填充线16形成的空间的存在而引起的有效相对介电常数的降低作用，从而能够充分减小双绞线15的有效相对介电常数。

为了将双绞线15的外径设为1mm以下，使用由介电常数为2.4以下的材料构成的填充线16即可，可以优选利用各种氟树脂。在氟树脂中，可以特别优选利用PTFE。

在使用多根双绞线15构成通信电缆10的情况下，对于双绞线15的捻合方向而言，可以使用使捻合方向一致的双绞线15，也可以组合使用捻合方向不同的双绞线15。

从维持通信特性的观点出发，优选组合捻合方向不同的双绞线15。通过使双绞线15的捻合方向不同，存在于双绞线15的表面的凹凸的方向不同，能够抑制双绞线15的外径圆重叠那样的接近。

在本发明中，由于填充线16的存在而能够抑制双绞线15的外径圆重叠那样的接近，因此，本发明能够特别优选用于使双绞线15的捻合方向一致的情况。

本发明中使用的导体3、13可以适当选择并利用作为电线、电缆用导体公知的导体。从耐弯曲、耐扭转的观点出发，优选选择耐弯曲、耐扭转性优异的结构的导体。

本发明中使用的绝缘层4、14可以适当选择并利用作为电线、电缆用的绝缘材料公知的材料。从耐弯曲的观点出发，与填充线6、16同样地，可以优选利用PTFE、PFA、FEP、ETFE这样的氟树脂。

此外，本发明的通信电缆1、10通过构成双绞线5、15的填充线6、16的材料与信号线2、12所使用的绝缘层4、14的材料的组合，能够进一步提高耐弯曲性。

作为一例，可以列举绝缘层4、14使用弯曲弹性模量比填充线6、16大的材料的方式。通过使绝缘层4、14的弯曲弹性模量比填充线6、16大，在通信电缆1、10弯曲时，与绝缘层4、14相比，填充线6、16的变形变大。其结果是，主要由填充线6、16吸收由弯曲引起的负荷，有助于抑制绝缘层4、14的破损、导体3、13的断线。

作为另一例，可以列举绝缘层4、14使用拉伸弹性模量比填充线6、16小的材料的方式。在通信电缆1、10弯曲时，产生朝向弯曲部的两侧拉伸双绞线5、15的力。此时，通过使绝缘层4、14的拉伸弹性模量比填充线6、16小，在填充线6、16开始拉伸变形之前，成为难以产生构成与填充线6、16一起捻合的信号线2、12的绝缘层4、14的拉伸变形的状态。即，成为主要由填充线6、16吸收由拉伸引起的负荷的状态，有助于抑制绝缘层4、14的破损、导体3、13的断线。

在使用在本发明中特别优选使用的PTFE制的填充线6、16的情况下，能够优选利用的绝缘层4、14的材料是示出弯曲弹性模量比PTFE大、拉伸弹性模量小的倾向的FEP。

此外，也可以优选利用由同种材料构成绝缘层4、14和填充线6、16的方式。在由同种材料构成绝缘层4、14和填充线6、16的情况下，在通信电缆1、10弯曲时，在信号线2、12和填充线6、16产生的负荷大致均等地分散于信号线2、12和填充线6、16，因此，负荷向信号线2、12的集中被抑制，因此，有助于抑制绝缘层4、14的破损、导体3、13的断线。

作为由同种材料构成绝缘层4、14和填充线6、16的方式，可以列举均使用FEP的方式、均使用PFA的方式等。

需要说明的是，在上述说明中，采用在导体3、13上包覆有绝缘层4、14的绝缘电线作为信号线2、12，但信号线2、12的结构并不限于此，也可以将公知的同轴电缆用作信号线2、12。

外皮7、17可以适当选择并利用PVC、有机硅橡胶等作为电缆的外皮用材料公知的材料。

在双绞线15与外皮17之间，如图2所示，也可以设置包覆双绞线15的胶带层19、噪声对策用的屏蔽层18。另外，本发明的重点在于得到不使用十字填充件而具有优异的通信特性的通信电缆，但也可以根据需要而采用使用十字填充件的变形例。

以下，作为本发明的实施例，表示使用4根或1根双绞线5、15而构成的通信电缆1、10。

实施例1

如图2所示，实施例1的通信电缆10使用4根双绞线15，双绞线15中使用的信号线12和填充线16在各双绞线15中成为共同设计。

作为信号线12，在由直径0.26mm的镀锡软铜线构成的导体13的外周，使用挤出成型机，以壁厚0.16mm包覆成为绝缘层14的FEP，准备外径0.58mm的信号线。信号线12的伸长率小于10％。

作为填充线16，准备直径0.38mm的PTFE纤维。该填充线16的直径与上述式2所示的范围的上限值大致相等。另外，填充线16的伸长率为200％以上。

具有2根信号线12和2根填充线16，信号线12和填充线16以交替排列的方式捻合，从而形成双绞线15。通过双绞线15变更间距，准备4种双绞线15。

双绞线15的捻合方向全部统一为相同方向。另外，各双绞线15在捻合完成的阶段，成为在剖视时信号线12相互接触的状态，外径为1.2mm。

对准备的4种双绞线15进行总捻合，制成集合线。捻合方向与双绞线15的捻合方向相反。总捻合后的双绞线15的直径为2.8mm。

在总捻合后的双绞线15的外周，将铝层叠PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)胶带作为胶带层19进行横向卷绕。

接着，在胶带层19的外周设置屏蔽层18。屏蔽层18将使8根屏蔽线材相互平行地拉齐而成的线材束作为一组，制成由16组的线材束构成的编织屏蔽件，屏蔽线材使用外径0.08mm的铜箔线。

最后，使用挤出成型机，在屏蔽层18的外周以壁厚0.4mm包覆成为外皮17的PVC(聚氯乙烯)，完成实施例1的通信电缆10。通信电缆10的外径最终为4mm。

实施例2

实施例2的通信电缆具有与实施例1相同的结构，因此，使用图2进行说明。作为实施例2的通信电缆10使用4根双绞线15，双绞线15中使用的信号线12和填充线16在各双绞线15成为共同设计。

作为信号线12，在将7根直径0.08mm的镀锡软铜线同心捻合而构成的外径0.24mm的导体13的外周，使用挤出成型机以壁厚0.095mm包覆成为绝缘层14的FEP，准备外径0.43mm的信号线。信号线12的伸长率小于10％。

作为填充线16，准备直径0.42mm的PTFE纤维。该填充线16的直径是与信号线12的直径相同程度的值，在上述式2所示的范围的范围外。另外，填充线16的伸长率为200％以上。

具有2根信号线12和2根填充线16，信号线12和填充线16以交替排列的方式捻合，形成双绞线15。通过双绞线15变更间距，准备4种双绞线15。

双绞线15的捻合方向全部统一为相同方向。另外，各双绞线15在捻合完成的阶段，成为在剖视时信号线12成为相互接触的状态，外径为0.9mm。

最后，使用挤出成型机，在屏蔽层18的外周以壁厚0.4mm包覆成为外皮17的PVC(聚氯乙烯)，完成实施例2的通信电缆10。通信电缆10的外径最终为4mm。

实施例3

如图1所示，实施例3的通信电缆1仅使用1根双绞线5。

作为信号线2，准备如下的信号线：将7根直径0.05mm的镀锡铜合金线捻合而构成捻线，在由捻合3根该捻线而成的集合捻线构成的导体3的外周，使用挤出成型机以壁厚0.15mm包覆成为绝缘层4的FEP，制成外径0.58mm的信号线。信号线2的伸长率小于10％。

作为填充线6，准备直径0.38mm的PTFE纤维。该填充线6的直径与上述式2所示的范围的上限值大致相等。另外，填充线6的伸长率为200％以上。

将2根信号线2和2根填充线6以信号线2和填充线6交替排列的方式捻合，形成双绞线5。完成的双绞线5在捻合完成的阶段，成为在剖视时信号线2相互接触的状态，外径为1.2mm。

接着，在信号线2以及填充线6的外周设置屏蔽层8。屏蔽层8将使7根屏蔽线材相互平行地拉齐而成的线材束作为一组，制成由24组的线材束构成的编织屏蔽件，屏蔽线材使用外径0.08mm的铜箔线。

最后，使用挤出成型机，在屏蔽层8的外周以壁厚0.4mm包覆成为外皮7的PVC(聚氯乙烯)，完成实施例3的通信电缆1。通信电缆1的外径最终为2.3mm。

[比较例]

作为相对于实施例3的比较例的通信电缆，除了从实施例3的通信电缆1中省略了填充线6以外，制作与实施例3的通信电缆同样地制作的通信电缆。

在耐弯曲试验的前后对如上所述制作的实施例、比较例的通信电缆的传送特性进行比较。需要说明的是，在由多个双绞线15构成的实施例1、2的通信电缆10和由1根双绞线5构成的实施例3、比较例的通信电缆中，由于存在因尺寸、结构的差异而导致的耐久性、可评价项目之差，因此，对此进行考虑而对试验条件、评价项目进行一部分变更，详细情况如下所示。

[针对实施例1、2的传送特性评价方法]

通过遵循TIA/EIA-568-B.2-1的方法对通信电缆10的NEXT(Near End CrossTalk：近端串音衰减量)进行评价，以针对类别6A的通信电缆所要求的NEXT的最小余量的大小来评价传送特性的好坏。

[针对实施例1、2的耐弯曲性试验方法]

在图5所示的弯曲性试验装置100中评价通信电缆10的耐弯曲性。试验条件为：将由固定部101固定上方而带有500g的载荷103的长度1000mm的通信电缆10轻轻地夹在R20mm的芯轴102之间，向左右每次以90度、60次/分钟的速度弯曲。向左右各弯曲90度而设为1次，检查弯曲10万次之后的NEXT，与弯曲前的NEXT进行比较。

将实施例1、2的通信电缆10的设计和评价结果示于表1，将耐弯曲试验前后的实施例1、2的NEXT示于图6A、图6B、图7A以及图7B。

[表1]

实施例1的通信电缆10相对于类别6A的标准值具有+8.9dB的最小余量，该值在耐弯曲性试验后也没有变化。根据上述情况，可以说实施例1的通信电缆10是即便反复弯曲也能够维持通信特性的耐弯曲性优异的通信电缆。

实施例2的通信电缆10相对于类别6A的标准值具有+4.3dB的最小余量，该值在耐弯曲性试验后降低至+3.8dB。根据上述情况，实施例2的通信电缆10若反复弯曲则会产生通信特性的降低，但由于依然存在针对类别6A的要求特性的余量，因此，可以说是具有实用的耐弯曲性的面向类别6A的通信电缆，同时作为面向类别6的通信电缆，可以说是具有足够的性能的通信电缆。

根据实施例1、2的结果，与使构成双绞线15的填充线16的直径与信号线12的直径为相同程度相比，基于上述式2，可以说比信号线12的直径小时在通信特性方面和耐弯曲性方面是优选的方式。

[针对实施例3、比较例的传送特性评价方法]

根据构成通信电缆1的信号线2的导体电阻值的大小，评价传送特性的好坏。导体电阻值的测定如下进行：在切断为规定的长度的通信电缆1的一端，使构成通信电缆1的2根信号线2的导体3接触，在通信电缆1的另一端，将测试器的正极侧的测试引线与一方的信号线2的导体3连接，将负极侧的测试引线与另一方的信号线2的导体3连接。测定在常温下进行，评价传送特性的好坏。需要说明的是，导体电阻值越高，传送特性越劣化。

[针对实施例3、比较例的耐弯曲性试验方法]

对于实施例3，也利用图5所示的耐弯曲性试验装置100评价通信电缆1的耐弯曲性。试验条件如下：将由固定部101固定上方而带有100g的载荷103的长度1000mm的通信电缆1轻轻地夹在R3mm的芯轴102之间，向左右每次以90度、90次/分钟的速度弯曲。向左右各弯曲90度而设为1次，检查伴随着弯曲次数的增加的导体电阻值的变化，与弯曲前的导体电阻值进行比较。

将实施例3、比较例的通信电缆1的设计和评价结果示于表2。

[表2]

实施例3的通信电缆1的导体电阻值表示600mΩ，表示在作为通信电缆使用时没有不良情况的程度的值，在弯曲次数达到1万6000次的时刻没有变化，在弯曲次数达到16万次的时刻上升到612mΩ。上升量为2％，是在作为通信电缆使用时没有特别的不良情况的程度的上升。此外，未确认到构成信号线2的导体3的断线。

另一方面，比较例的通信电缆的导体电阻值在耐弯曲试验前与实施例3同样为600mΩ，但在弯曲次数达到1万6000次的时刻为690mΩ，上升10％以上，同时还确认到导体的断线。比较例的通信电缆被推测为，导体因由弯曲引起的负荷而断线，导体电阻值上升，实施例3的通信电缆1被推测为，由填充线6吸收由弯曲引起的负荷，对导体3的负荷降低，从而抑制了断线的进行。

根据上述情况，可以说实施例3的通信电缆1是即便反复弯曲也能够维持通信特性的耐弯曲性优异的通信电缆。

如上所述，本发明人对通信电缆的结构进行了深入研究，结果发现，如果抑制存在于构成通信电缆的双绞线中的信号线的包覆的压缩，并且构成与信号线之间的间隙邻接的双绞线的信号线不凹陷，则能够得到实际使用上足够的通信特性，从而得到抑制包覆的压缩、信号线的凹陷并且也提高了针对弯曲的耐久性的通信电缆。

而且，在本发明的通信电缆中，能够期待以下所记载的优异的效果。

(1)抑制构成双绞线的信号线的包覆的压缩，即便弯曲也能够维持规定的导体间距离，因此，能够维持规定的通信特性。

(2)由于能够在将双绞线的外径变化抑制在最小限度的同时能够得到规定的通信特性，因此，有助于通信电缆的细径化。

(3)在使用多根双绞线构成通信电缆的情况下，即便不使用十字填充件而具有优异的通信特性，由于没有十字填充件，因此，与使用十字填充件的通信电缆相比，耐弯曲性提高。

(4)在使用多根双绞线构成通信电缆的情况下，能够抑制双绞线的异常接近，即便使通信电缆弯曲也能够维持规定的通信特性。

本申请要求2019年4月26日在日本提出的专利申请特愿2019-085722号的优先权。本说明书中参照日本专利申请特愿2019-085722号的说明书、权利要求书、附图整体而引入。

本发明能够在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下采用各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式用于说明本发明，并不限定本发明的范围。即，本发明的范围不是由实施方式而是由权利要求书示出。而且，在权利要求书及其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形被视为本发明的范围内。

工业实用性

如上所述，本发明的通信电缆适当用于以工业用机器人、人形机器人等各种服务机器人为代表的机器人类、半导体制造装置等各种工业用装置的可动部，但用途并不限定于此，也可以适当用作可动部以外使用的通信电缆、不伴随通信的可动部用的电源电缆。

附图标记说明

1 通信电缆

2 信号线

3 导体

4 绝缘层

5 双绞线

6 填充线

7 外皮

8 屏蔽层

10 通信电缆

12 信号线

13 导体

14 绝缘层

15 双绞线

16 填充线

17 外皮

18 屏蔽层

19 胶带层

Claims

1.一种通信电缆，具有将具备包覆导体的绝缘层的信号线捻合而成的双绞线和收纳该双绞线的外皮，所述通信电缆的特征在于，

该双绞线具有一对该信号线和一对填充线，该信号线和该填充线以交替排列的方式捻合。

2.如权利要求1所述的通信电缆，其特征在于，

在该双绞线与该外皮之间设置有屏蔽层。

3.如权利要求1所述的通信电缆，其特征在于，

用外皮包覆将多根该双绞线捻合而成的集合线。

4.如权利要求3所述的通信电缆，其特征在于，

在该集合线与该外皮之间设置有屏蔽层。

5.如权利要求1～4中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

在用与长度方向正交的面剖开该双绞线而观察时，构成该双绞线的一对信号线成为相互接触的状态。

6.如权利要求1～5中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

该填充线的外径比该信号线的外径小。

7.如权利要求1～6中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

在将该填充线的外径定义为R₁、将该信号线的外径定义为R₂时，满足式1的关系。

8.如权利要求1～6中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

在将该填充线的外径定义为R₁、将该信号线的外径定义为R₂时，满足式2的关系。

9.如权利要求1～6中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

在将该填充线的外径定义为R₁、将该信号线的外径定义为R₂时，满足式3的关系。

10.如权利要求1～9中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

该填充线的伸长率为该信号线的伸长率以上。

11.如权利要求1～10中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

该填充线的伸长率为该信号线的伸长率的10倍以上。

12.如权利要求1～11中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

该填充线由动摩擦系数为0.3以下的材料构成。

13.如权利要求1～12中任一项所述的通信电缆，其特征在于，

该填充线由静摩擦系数为动摩擦系数以下的材料构成。