JP2006073534A - 送電線及び電気ケーブル、特にデータ伝送ケーブルのための多層ストリップ型遮蔽シート - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、シートの遮蔽特性が妨げられない一方で設置の問題が完全に回避されるように、送電線、特に多心データ伝送ケーブル用の遮蔽シートを具体化することである。
【解決手段】
送電線用の多層ストリップ型遮蔽シート（１）が、プラスチック材料の少なくとも１つの基板層（２，８）と、導電性材料、特に金属の少なくとも１つの前記基板層（２，８）に積層した遮蔽層（３）とを有し、遮蔽層（３）がストリップの長手方向（Ｚ）における電気遮断のために長手方向の間隔（ｐ）を置いて繰り返す間隔ギャップ（５）を具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は送電線、具体的には多心データ伝送ケーブル用の多層ストリップ型遮蔽シートに関する。このシートは、プラスチック材料の少なくとも１つの基板層と、この基板層に接続した、導電性材料、具体的には金属の少なくとも１つの遮蔽層とを有する。さらに、本発明は、電気ケーブル、具体的には少なくとも１本の線を有するデータ伝送ケーブルに関し、この線は具体的には何組かの撚り合わされた線、いわゆる撚り対線であり、ここに冒頭で述べた遮蔽シートが用いられる。

本発明が扱う問題は、高速データ伝送ケーブルに関連して最もはっきりと説明されるが、本発明の使用がこの目的に限定されるわけではない。

一般的なデータ伝送ケーブルは何組かの、例えば４組の前記の撚り対線を使用するが、これは伝送帯域と伝送品質のカテゴリーが上がると遮蔽されなければならない。この場合、撚り対線の外部遮蔽と、ケーブル内における撚り対線の互いの遮蔽が重要である。

対応する伝送帯域と伝送品質の特性を得るために、特許文献１が、撚り対線に、プラスチック材料基板層の薄層とそこに積層した金属の遮蔽層とから成る遮蔽シートを設けることを教示する。さらにこの文献は、どのようにこの薄層シートを折るかという様々な構成を示し、幾つかの撚り対線の周りに配置された外側遮蔽外囲と、例えば星構造の内側分離保持構造が形成される。基本的に、遮蔽シートは、ストリップの長手方向の例えばアルミニウム又は銅の連続遮蔽層を有する材料のストリップとして設計される。

線の端で様々な電位があると、高電位補償電流が遮蔽を通って流れるので、ケーブルの長手方向に連続する導電遮蔽層の前記設計は接地の問題を生じる。この電流が動作不良を引き起こし、場合によってはこのようなデータ伝送ケーブルに接続した装置も損傷する。

US 6624359 B2 US 2003/0217863 A1 EP 0915486 A1

これらの問題から出発して本発明の目的は、シートの遮蔽特性が妨げられない一方で前記の設置の問題が完全に回避されるように、送電線、特に多心データ伝送ケーブル用の遮蔽シートを具体化することである。

この目的は、間隔を置いて長手方向に繰り返す、ストリップの長手方向の横に延びる遮蔽層の間隔ギャップを有するストリップ型遮蔽シートにより達成される。それらは、ストリップの長手方向にある遮蔽層の電気遮断の役割をする。従って、電位補償電流の流れを完全に排除する、遮蔽シートの長手方向の連続した導電接続はない。しかし、間隔ギャップの間にある箔の片の遮蔽表面のレストと比べて小さいギャップがあれば、遮蔽シートの遮蔽挙動の顕著な低下はない。

本発明の好ましい実施形態では、間隔ギャップは周期的に繰り返す。間隔ギャップ幅と間隔ギャップの間の箔の片の長さも比は１：５〜１：２５であるのが好ましく、箔の片の典型的な長さは６０〜１２０ｍｍの範囲にあり、間隔ギャップの典型的な幅は５〜１０ｍｍの範囲にある。実際は、構造の周期性のためのインピーダンス又は反射減衰量のピークがデータ伝送ケーブルの伝送周波数の範囲で生じないように、対応する幾何学的値が選ばれなければならない。

本発明の別な好ましい実施形態では、連続した間隔ギャップがストリップの横方向に対して好ましくは小さい鋭角で配置される。角度位置を交互に変える際、間隔ギャップの間の箔の片は台形になる。この構成により次のような利点がある。つまり、これら遮蔽シートのストリップは管状外囲が形成するように長手軸周りに巻かれており、間隔ギャップが螺旋状に延びる。この構成は、長手方向の電流経路の遮断の際、ストリップの長手方向に対して厳密に長方形であるギャップとは対照的に遮蔽挙動の利点を伴う。

ストリップの横方向に一定の角度で平行に位置した間隔ギャップにより、それらの間の箔の片は平行四辺形の形状を有する。ケーブルの軸の長手方向に遮蔽シートを適用する際、この実施形態により、ケーブルの軸周りに螺旋のように回転するギャップが形成する。いわゆる結束システムでシートを使用する際又はケーブルが拠り合わせられるとき、ストリップの横方向に対する間隔ギャップの鋭角は撚り合わせの角度で補償されるように設計でき、金属のない円筒ギャップになる。

遮蔽層が２つの基板層の間に位置し、それらに沿って並ぶとき、感受性のある金属遮蔽層を高く保護する特別に硬い実施形態が生じる。これら基板層が遮蔽層の長手エッジを越えて突出し、そこで結合していると、保護効果がさらに改善される。

本発明は、外側外囲及び／又は前記デザインの内の１つの遮蔽シートから成る内部保持分離構造を備えた送電線、具体的にはデータ伝送ケーブルに関する。全体の遮蔽としての外側外囲は、ケーブルから放射するエネルギーに抗して周囲を保護し、また放射された妨害エネルギーに抗して、例えば幾つかの撚り対線の形状のケーブル内の伝送要素を保護する。特にこの点は、銅のデータ伝送ケーブルを１０ＧＢイーサネット（登録商標）に適用する際に特別重要である。外側外囲はいわゆるケーブルクロストーク−用語でエイリアンＮＥＸＴ及びエイリアンＥＬ-ＦＥＸＴとも言う−を徹底的に減少させる。

それぞれの撚り対線の間の内部ケーブルクロストークは、内部保持分離構造と一体化した遮蔽シート、例えば４本のアームの星型構造断面の様式で折り畳まれた遮蔽シートによってかなり減少する。その柔軟性のために、遮蔽シートは実質的にどんな構成にも適用することができ、ケーブル内の線の最も変化する組分けに適合できる。様々な例が特許文献１、２又は３で見られるが、長手方向に不連続な遮蔽層を有する遮蔽シートはそれらのどれにおいても使用されていない。

さらなる本発明の特徴、詳細及び利点は、図面に則した以下の実施例の記述から明らかになろう。

図１は、多層ストリップ型遮蔽シート１の基本デザインを示す。シートは厚さ９〜５０μｍの、好ましくはポリエステルの連続したストリップ型プラスチック材料の第１基板層２を有する。そこに、間隔ギャップ５だけ互いに離れたそれぞれの金属箔片４から成る遮蔽層３が積層している。これら長方形の金属箔片は、長手ストリップ方向Ｚに６０〜１２０ｍｍの一般的な長さＬを有する。長手ストリップ方向Ｚのギャップ幅Ｄは約５〜１０ｍｍになるので、ギャップ幅Ｄと箔４の片の長さＬの比は１：１５〜１：２５である。箔の片の幅は基板層２の幅より僅かに小さく、基板層２の長手エッジ６は、遮蔽層３の長手エッジ７を越えて数ミリメートルだけ突出している。遮蔽層３の金属箔は５〜５０μｍの層厚のアルミニウムからなるのが好ましい。

遮蔽層３は別な基板層８に積層しており、一種のサンドイッチ状のシートが作られる。基板層８は基板層２と同じ材料で構成され、遮蔽層３を越えて横に突出した長手エッジの付近で下部基板層２としっかり一体化している。従って、遮蔽層３は外部から気密に隔離されている。

積層シートの分野で一般的な適切な接着剤により、３つの層２，３，８が永続的に結合される。製造と安定性のために、基板層２は幾つかの均一な材料の層から成る。

図１は詳細には示さないが、横に突出した長手エッジの代わりに、上部基板層８の長手エッジ６が金属箔片４の長手エッジとぴったり合ってもよく、それで遮蔽シートが対応する線の周りに巻かれるとき（これは図６〜９で詳しく説明される）、遮蔽シート１の重なり長手エッジは重なり領域に多くは存在しない。

図５〜９に見られる遮蔽シート１’’の別な実施形態では、基板層２，８の長手エッジ６と遮蔽層３の長手エッジ７もぴったり合っており、遮蔽３の長手エッジ７は外側からアクセスでき、認知できる。

図２に見られる遮蔽シート１’の実施形態は、どのように間隔ギャップ５が延びているかということのみ図１の形態と異なる。それらはストリップの長手方向に対して厳密に直角ではなく、ストリップの横方向Ｘに対して小さい鋭角Ｗで配置される。この傾斜の方向は１つの間隔ギャップ５と別なギャップとは逆であり、２つの隣接する間隔ギャップ５の間の箔４の片は平面に見て台形である。

図３に従う別な実施形態では、これらの間隔ギャップはストリップの横方向Ｘに対して小さい鋭角Ｗで配置されるが、この遮蔽シート１’’’では互いに平行である。従って、２つの隣接する間隔ギャップ５の間の箔４の片は平面に見て平行四辺形の形状でデザインされる。

図２及び３に従う実施形態の別な詳細に関しては、同一の構成部分が同じ参照番号を有する図１の記述を参照されたい。

前記の遮蔽シート１，１’，１’’，１’’’は、最も変化する電気ケーブルの構成、特に高速データ伝送ケーブル１５で用いられる。図４及び５は内部の保持分離構造９−いわゆるスプライン−を示す。星構造の４つの分離リブ１０が作られるように、遮蔽シート１’は長手ストリップ方向Ｚに折り畳まれる。この目的のために、内部基板層２は互いに並んだ領域で適切な接着剤で固定される。遮蔽シート１’の２つの長手エッジ１１の間の結合部が、左の分離リブ１０に見られる。前記のように、遮蔽層３は長手エッジ１１において開いたまま終端している。

図６に示すように、撚り対線１３が分離リブ１０の間の四分円領域１２のそれぞれに収容され、従って分離リブ１０内部の遮蔽層３によって互いに遮蔽されている。内部の保持分離構造９の全配列と４本の撚り対線１３は、遮蔽シート１’’から成る外側外囲１４で絶縁されている。このストリップ型遮蔽シートは折れ曲がり、ホースを形成し、例えば重なり長手エッジ１１の付近で溶接される。従って、全線配置１５は完全に外側へ遮蔽される。

図５と６は間隔ギャップ５の傾斜を大まかに示す。注目すべきは、間隔ギャップ５の端がストリップの長手方向Ｚにずれていることである。間隔ギャップ５の螺旋延長部により、電磁放射レベルがケーブルの断面領域を通って全体に連続するのを妨げられる。

図７に見られる実施形態では、図６の実施形態の類推によって、データ伝送ケーブル１５’はやはり外側に遮蔽された外囲１４を備えるが、内部の保持分離構造は絶縁プラスチック材料から押出し成形された通例の十字形部分１６である。図６，８及び９の実施形態の代わりに、図７が、データ伝送ケーブル１５’’を機械的に外側へ絶縁するポリマー絶縁材料の外側保護ジャケット１７の詳細をさらに示す。この目的のために、保護ジャケット１７は遮蔽シート１’’を覆う。図示されるように、このジャケットは長手方向の延長のホースの形状又は螺旋状に巻かれた構造で用いられ、この場合のように、オプションの接着層１８を介してそこにしっかり一体化している。この場合、遮蔽シート１’’が剥がされると同時に外側保護ジャケット１７が取れるので、ケーブル１５’の取り付けの際、絶縁部を剥ぎ、線１３をむき出しにすることが容易になる。

別な設計変更では、十字形部分１６と４組の撚り対線１３とから成る基本ケーブル要素に適用される内側保護ジャケット１９が具備される。このジャケットに、巻き構造の長手延長部の遮蔽シート１’’が適用され、接着層１８を備えた保護ジャケット１７により完成する。

図８に見られるデータ伝送ケーブル１５’’の実施形態では、４組の撚り対線１３が内側と外側から遮蔽シート１’’で覆われるように、非常に幅広の遮蔽シート１’’が部分的に適切に折り重なる。この撚り対線の「装飾用」断面形状のうねった外囲は外側への遮蔽と、線１３どうしの間の遮蔽の働きをする。外側の機械保護スリーブは、明確さのために、図８と図９では省かれている。

図９では前記のように、２枚の遮蔽シート１’’が２組の隣接した撚り対線１３の周りにＳの形状で配置される。ここでも、線１３の外側と内側の遮蔽が保証される。

一部剥がれた、多層遮蔽シートの第１実施形態の概略斜視図である。 遮蔽シートの第２実施形態の図である。 遮蔽シートの第３実施形態の図である。 データ伝送ケーブルにおいて使用されるべき内部の保持分離構造の断面の概略図である。 データ伝送ケーブルにおいて使用されるべき内部の保持分離構造の斜視図の概略図である。 データ伝送ケーブルの第１実施形態の概略斜視図である。 図６と類似の、データ伝送ケーブルの第２実施形態の図である。 一部が折り重なった一体型遮蔽シートを有するデータ伝送ケーブルの概略斜視図である。 一部が折り重なった一体型遮蔽シートを有するデータ伝送ケーブルの概略斜視図である。

符号の説明

１、１’、１’’、１’’’ 遮蔽シート
２ 基板層
３ 遮蔽層
４ 箔
５ 間隔ギャップ
６ 長手エッジ
７ 長手エッジ
８ 基板層
９ 保持分離構造
１０ 分離リブ
１１ 長手エッジ
１２ 四分円領域
１３ 撚り対線
１４ 外囲
１５、１５’、１５’’ データ伝送ケーブル
１６ 十字形部分
１７ 保護ジャケット
１８ 接着層

Claims (13)

1. −プラスチック材料の少なくとも１つの基板層（２，８）と、
   −前記基板層（２，８）に積層した、導電性材料、特に金属の少なくとも１つの遮蔽層（３）
   を有する送電線、特に多心データ伝送ケーブル用の多層ストリップ型遮蔽シートにおいて、
   −前記遮蔽層（３）がストリップの長手方向（Ｚ）における電気遮断のための間隔ギャップ（５）を具備し、前記間隔ギャップ（５）はストリップの長手方向（Ｚ）の横に延び、長手方向の間隔（ｐ）を置いて繰り返す
   ことを特徴とする遮蔽シート。
2. 間隔ギャップ（５）が周期的な間隔（ｐ）で繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の遮蔽シート。
3. 間隔ギャップ幅（Ｄ）と、間隔ギャップ（５）の間にある箔片（４）の長さ（Ｌ）の比が１：５〜１：２５の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮蔽シート。
4. 間隔ギャップ（５）がストリップの横方向（Ｘ）に対して鋭角（Ｗ）で延びることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の遮蔽シート。
5. 間隔ギャップの間にある箔片（４）が台形又は平行四辺形の形状を有するように、２つの連続する間隔ギャップ（５）がストリップの横方向（Ｘ）に対して反対又は平行な角度方向に延びることを特徴とする請求項４に記載の遮蔽シート。
6. 遮蔽層（３）が２つの基板層（２，８）の間に位置し、積層していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の遮蔽シート。
7. 基板層（２，８）の長手エッジ（６）が遮蔽層（３）の長手エッジ（７）を越えて突出することを特徴とする請求項６に記載の遮蔽シート。
8. 少なくとも１組の線、特に数組の撚り対線（１３）を有する電気ケーブル、特にデータ伝送ケーブル（１５，１５’，１５’’）において、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の遮蔽シート（１，１’，１’’，１’’’）から成る外側外囲（１４）を特徴とする電気ケーブル。
9. 外側外囲（１４）が保護ジャケット（１７）で囲まれることを特徴とする請求項８に記載の電気ケーブル。
10. 接着層（１８）が外囲（１４）と保護ジャケット（１７）の間に位置することを特徴とする請求項９に記載の電気ケーブル。
11. 保護ジャケット（１９）が少なくとも１組の線（１３）と外側外囲（１４）の間に位置することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の電気ケーブル。
12. 少なくとも１組の線、特に数組の撚り対線（１３）を有する電気ケーブル、特にデータ伝送ケーブル（１５，１５’，１５’’）において、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の遮蔽シート（１，１’，１’’，１’’’）から成る内部保持分離構造（９）を特徴とする電気ケーブル。
13. 内部保持分離構造（９）が、長手方向に少なくとも部分的に折り重なった遮蔽シート（１，１’，１’’，１’’’）から成ることを特徴とする請求項１２に記載の電気ケーブル。

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