JP2009259681A - Ｌａｎケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 中心導体２１を絶縁被覆した２本の絶縁電線２２を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線２０と、該対撚り線２０の外周をひとまとめに被覆した外被３０とを具えるＬＡＮケーブル１０であって、良好な電気特性を有しつつ、従来のものに比べて省スペース化を図ることができるＬＡＮケーブル１０の提供が必要があった。
【解決手段】前記外被３０の所定条件での収縮率が2％以下、前記絶縁電線２２の中心導体２１の外径Ｌが0.4mm以下及びケーブル外径Ｍが4mm以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＡＮケーブル、特に、中心導体を絶縁被覆した２本の絶縁電線を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線と、該対撚り線の外周をひとまとめに絶縁被覆した外被とを具えるＬＡＮケーブルに関する。

ＬＡＮの実用化に伴い、高速通信に適合した信号伝送用の通信ケーブルの開発が強く望まれている。伝送レートが高速になるにつれて、通信ケーブルの漏話減衰特性を改善する必要があり、漏話減衰特性が改善された通信ケーブルとして、例えば特許文献１に開示されているように、十字形介在を用いた通信ケーブルが既知である。この既知の通信ケーブルでは、断面が十字形の介在により規定される４つの収納区域内に、撚りピッチが異なる対撚り線がそれぞれ配置され、隣接する対撚線間の漏話減衰特性の改善が図られる。
特開平１１−５３９５８号公報

また、前記漏話特性等の電気特性の改善と共に、現在のデータセンタやオフィスにおいては、高密度実装型のスイッチングハブや、パッチパネルが用いられており、このような配線が集中する場所では、限られたスペースの中で多数の前記ケーブルが密集しているため、占有スペースを小さくすることができる通信ケーブルの提供が望まれていた。

本発明の目的は、良好な電気特性を有しつつ、従来のものに比べて省スペース化を図ることができるＬＡＮケーブルを提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく検討を行った結果、中心導体を絶縁被覆した２本の絶縁電線を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線と、該対撚り線の外周をひとまとめに絶縁被覆した外被とを具えるＬＡＮケーブルにおいて、前記絶縁電線の中心導体の外径を0.4mm以下とし、さらに、ケーブル外径を4mm以下とすれば、所定の配管へ配線する場合、従来のものに比べて２倍以上の数を配線することが可能となり、さらに、ケーブルの許容曲半径についても小さくできる結果、占有スペースを大幅に低減できることを見出した。

しかしながら、前記中心導体及び前記ケーブルの外径を、単に縮小化するだけでは、薄膜化されたＬＡＮケーブルの前記外被が、熱や経年によって収縮するため、比較的収縮の小さい前記対撚り線との収縮差によって、前記対撚り線に対して、特にケーブル長さ方向の応力が加わることになる。この応力よって、前記対撚線に歪みが生じることとなり、前記対撚り線の内部構造が、均一ではなくなる結果、信号の反射等が発生し、反射減衰量などの電気特性が大きく劣化するという問題が発生し、製品化することが困難であった。
そのため、さらに鋭意研究を行った結果、前記ＬＡＮケーブルの外被について、所定条件での収縮率が2％以下となるように最適化を図ることにより、前記中心導体及び前記ケーブルの外径を小さくすることに起因した電気特性の劣化を低減できるため、良好な電気特性を有しつつ、従来のものに比べて省スペース化が図られたＬＡＮケーブルを提供できることを見出した。

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）中心導体を絶縁被覆した２本の絶縁電線を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線と、該対撚り線の外周をひとまとめに絶縁被覆した外被とを具えるＬＡＮケーブルであって、前記外被の所定条件での収縮率が2％以下、前記絶縁電線の中心導体の外径が0.4mm以下及びケーブル外径が4mm以下であることを特徴とするＬＡＮケーブル。

（２）前記外被の材料は、ポリ塩化ビニル、難燃化ポリエチレン又はフッ素樹脂であり、その揮発減量が3％以下であることを特徴とする上記（１）記載のＬＡＮケーブル。

（３）前記外被材料は、複数の前記ＬＡＮケーブルを束ねた状態から１本を引き抜く際に要する引張抵抗が、10N以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）記載のＬＡＮケーブル。

（４）前記対撚り線の撚りピッチが、6〜10mmの範囲であることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）記載のＬＡＮケーブル。

（５）前記ＬＡＮケーブルは、全長50m以下のパーマネントリンク間で用いられる上記（１）〜（４）のいずれか１項記載のＬＡＮケーブル。

本発明によれば、良好な電気特性を有しつつ、従来のものに比べて省スペース化を図ることができるＬＡＮケーブルを提供することが可能となった。

以下、本発明の構成と限定理由を、図を用いて説明する。

図１(ａ)及び(ｂ)は、本発明のＬＡＮケーブルの断面を、説明しやすくするため、拡大して模式的に示したものである。
本発明によるＬＡＮケーブル１０は、図１(ａ)に示すように、中心導体２１を絶縁被覆した２本の絶縁電線２２を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線と、該対撚り線２０の外周をひとまとめに絶縁被覆した外被３０とを具える。

そして、本発明のＬＡＮケーブル１０は、図１(ａ)に示すように、前記外被３０の所定条件での収縮率が2％以下、前記絶縁電線２２の中心導体２１の外径Ｌが0.4mm以下及びケーブル外径Ｍが4mm以下であることを特徴とする。

前記絶縁電線の中心外径Ｌを0.4mm以下とし、前記ケーブル外径Ｍを4mm以下とすることで、従来のＬＡＮケーブルに比べて、約半分の断面積にすることができるため省スペース化が可能となり、さらに、前記断面積の縮小化によって前記ケーブル１０の曲半径についても小さくなる結果、ケーブルを折り曲げて収納する場合であっても、省スペース化に大きな効果を奏することができるからである。
さらに、前記外被３０を、所定条件での収縮率が2％以下となるように適正化することで、前記中心導体２１及び前記ケーブル１０の外径を小さくすることよって、両者２１、１０の収縮率差に起因した電気特性の劣化を低減することが可能となるためである。

ここで、前記所定条件での収縮率とは、前記ケーブル外被３０を、熱や経年によって生じる、前記外被３０及び前記対撚り線２０の収縮の割合（％）をいい、本発明における条件としては、100℃以上の環境で、120時間以上使用した際の、前記外被３０及び前記対撚り線２０それぞれの収縮率（％）をいう。

なお、本発明の対撚り線２０は、図１(ａ)に示すように、中心導体２１を絶縁被覆した２本の絶縁電線２２を撚り合わせてなる。
前記中心導体２１は、上述したように、その外径が0.4mm以下であれば、通常のＬＡＮケーブルに用いられるもの、例えば、軟銅、硬銅又はアルミニウム等を用いればよく、特に限定はされない。また、前記中心導体２１を被覆する絶縁膜２１ａについても、通常用いられるものを用いればよい。

ここで、図２は、前記対撚り線２０について、拡大して側方から示したものであるが、前記対撚り線２０の撚りピッチＰが、6〜10mmの範囲であることが好ましい。前記撚りピッチＰが6mm未満の場合、撚り合わせる工数がアップしてしまうからであり、10mmを超える場合、構造が崩れやすく、インピーダンスが不安定となるためである。

さらに、前記対撚り線２０の撚りピッチＰが、ケーブル１０を構成する対撚り線２０ごとに異なることが好ましい。前記撚りピッチＰをすべての対撚り線２０（図１(ａ)では４本の対撚り線２０）について同じ値にした場合、それぞれの電気信号が干渉するため、近端漏話減衰量や、等レベル遠端漏話等の特性が劣化するからである。

なお、本発明の外被３０は、図１(ａ)に示すように、前記対撚り線２０の外周を覆う部材である。その構成は、上述したように、外径が4mm以下で、かつ、前記収縮率が2％であるものであれば、特に限定されることはないが、前記所定の収縮率を実現することが可能な材料として、所定の揮発減量が3％以下である、ポリ塩化ビニル、難燃化ポリエチレン又はフッ素樹脂を用いることが好ましい。

ここで、本発明における揮発減量とは、材料を、環境試験下において、100℃で120時間保持した場合に、減少した質量の割合（％）のことをいう。前記揮発減量を3％以下としたのは、3％以下とすれば、効果的に、前記外被３０の収縮率を2％以下に抑えることができるためである。

また、前記外被３０は、前記外被材料は、複数の前記ＬＡＮケーブルを束ねた状態から１本を引き抜く際に要する引張抵抗が、10N以下であるであることが好ましい。本発明のＬＡＮケーブル１０は、従来のものに比べて、前記対撚り線２０が細く、前記外被３０が薄くなっている。そのため、従来のＬＡＮケーブルに比べると、機械的強度が低くなるため、多数のケーブルがまとめられて敷設された状態の中から、１本のケーブル１０を引き抜く際など、前記ケーブル１０に強い力が加わった際、前記対撚り線２０が伸びたり、破断する結果、電気特性に悪影響を及ぼす恐れがあった。そのため、前記外被３０の摩擦力を小さくすることにより、ケーブル１０同士の摩擦を低減し、前記伸びや破断による電気特性の劣化を防ぎ、上記問題の解決を図った。なお、複数の前記ＬＡＮケーブルを束ねた状態というのは、特に限定しないが、例えば、ＬＡＮケーブル７本を１ｍの長さ範囲において300Paの圧力で束ねた状態をいい、その中の１本を引き抜く時に要する引張抵抗を10N以下にすればよい。

また、本発明のＬＡＮケーブル１０は、図１(ａ)に示すように、前記外被３０の内側に、さらにドレンワイヤ３１を具えることもできる。

さらに、本発明のＬＡＮケーブル１０は、図１(ｂ)に示すように、内部に十字介在４０を具えることも可能である。この十字介在４０により、隣接する対撚線２０間の漏話減衰特性の改善を図ることができる点で有効である。

なお、図３は本発明のＬＡＮケーブル１０を用いたチャネルの１実施形態について示したものであるが、本発明のＬＡＮケーブル１０は、全長Ｘが50m以下のパーマネントリンク１００間で用いられることが好ましい。ここで、パーマネントリンク１００とは、図３に示すように、ＬＡＮケーブル１０の両端に、パッチパネル５０と、アウトレット６０とを設けたものである。前記パーマネントリンク１００の長さＸを50m以下にすれば、電気特性の劣化が顕著に現れることはないため、従来のＬＡＮケーブルを用いた場合と同等の電気特性を有しつつ、省スペース化が図られたパーマネントリンクの提供が可能となる点で有効である。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

（実施例１）
実施例１として、図１(ａ)に示すように、中心導体２１を絶縁被覆した２本の絶縁電線２２を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線と、該対撚り線２０の外周をひとまとめに絶縁被覆した低摩擦材料からなる外被３０とを具え、前記外被３０の収縮率が2％で、かつ、前絶縁電線２２の中心導体２１の外径Ｌが0.3mm、ケーブル外径Ｍが3.7mmであるＬＡＮケーブルをサンプルとして作製した。

（比較例１）
比較例１として、その収縮率が5％であること以外は、実施例１と同様の構成を有するＬＡＮケーブルをサンプルとして作製した。

（比較例２）
比較例２として、前記外被が低摩擦材料を用いたものではないこと以外は、実施例１と同様の構成を有するＬＡＮケーブルをサンプルとして作製した。

（比較例３）
比較例３として、前絶縁電線２２の中心導体２１の外径Ｌが0.5mm、ケーブル外径Ｍが 5.3mmであること以外は、実施例１と同様の構成を有するＬＡＮケーブルをサンプルとして作製した。

（評価方法）
以上のようにして得られたＬＡＮケーブルを、以下の評価方法に従って評価した。

（１）規格（CAT5e）に対する電気特性
実施例１で作製したサンプルについて、図３に示すようなチャネルモデル（チャネル長Ｙ：60m、パーマネントリンク長Ｘ：50m）を作製した。
作製したチャネルについて、各電気特性（ａ．挿入損失（10MHz）、ｂ．挿入損失（100MHz）、ｃ．近端漏話減衰量、ｄ．電力和近端漏話減衰量、ｅ．等レベル遠端漏話、ｆ．電力和等レベル遠端漏話、ｇ．減衰対漏話比、ｈ．減衰対電力和漏話比、ｉ．反射減衰量、ｊ．伝播遅延時間、ｋ．遅延時間差）を測定した。そして、測定した各電気特性の値については、CAT5e規格に対するマージンを算出して、評価を行った。算出した結果を表１に示す。

（２）反射減衰量特性
実施例１及び比較例１のサンプルについて、ベクトルネットワークアナライザを用いて、入力された信号が反射されて戻ってきた信号の大きさ（反射減衰量）（dB）の測定を行った。測定結果は図４(ａ)及び(ｂ)に示し、実施例１については図４(ａ)、比較例１については図４(ｂ)に示す。
なお、本評価を行うため、サンプルとなる実施例１及び比較例１のＬＡＮケーブルとしては、４対ケーブルを用意し、各対をコネクタの12ピン、36ピン、45ピン、78ピンに接続した。

（３）引っ張りによる抵抗力
実施例１及び比較例２のサンプルを、それぞれ７本ずつ用意し、長さが3mとなるように切断した後、各ケーブルの中心から1mの範囲を300Pa程度の圧力で、７本のケーブルを一まとめに束ねた。その後、束ねた７本のケーブルのうち、最も中心に位置するケーブルを引き抜いたときの、引き抜きに要する力（N）を測定した。測定結果を表２に示す。

（４）配管への充填本数
実施例１及び比較例３のサンプルについて、内径20mmの配管及び内径30mmの配管の中に充填できる最大本数を計測した。計測結果を表３に示す。

表１の結果より、実施例１のサンプルを用いたチャネルは、全ての項目（ａ〜ｋ）で規格（CAT5e）をクリアできているため、近距離（50m以内）での使用については本発明のケーブルを用いることに問題はないことがわかった。
また、図４(ａ)及び(ｂ)の結果より、実施例１のサンプルは、比較例１のサンプルと比べると、いずれの周波数においても反射減衰量（dB）が大きく、外被の熱収縮率を小さくした効果が発揮されていることがわかった。
さらに、表２の結果より、実施例１のサンプルは、比較例２のサンプルと比べると引き抜きに要する力（N）が小さく、引き抜きの際に発生するケーブルの伸び及び外被の破れを抑制できることがわかった。
さらにまた、表３の結果より、実施例１のサンプルは、比較例３のサンプルと比べると、多くのケーブル（約2.5〜2.7倍）を充填することができ、省スペース化が可能となるこことがわかった。

本発明によれば、良好な電気特性を有しつつ、従来のものに比べて省スペース化を図ることができるＬＡＮケーブルを提供することが可能である。

本発明のＬＡＮケーブルを拡大して模式的に示した断面図である。 本発明のＬＡＮケーブルに用いられる対撚り線を拡大して側方から見た図である。 本発明のＬＡＮケーブルを用いたチャネル構成について、側方から見た状態を模式的に示した図である。 実施例１及び比較例１のＬＡＮケーブル（12ピン、36ピン、45ピン、78ピン）を用いた場合の、周波数に対する反射減衰量（dB）を示したグラフであって、(ａ)が実施例１、(ｂ)が比較例１の結果を示したものである。

符号の説明

１０ ＬＡＮケーブル
２０ 対撚り線
２１ 中心導体
２２ 絶縁電線
３０ 外被
３１ ドレンワイヤ
４０ 十字介在

Claims (5)

1. 中心導体を絶縁被覆した２本の絶縁電線を撚り合わせてなる少なくとも２対の対撚り線と、該対撚り線の外周をひとまとめに絶縁被覆した外被とを具えるＬＡＮケーブルであって、
   前記外被の所定条件での収縮率が2％以下、前記絶縁電線の中心導体の外径が0.4mm以下及びケーブル外径が4mm以下であることを特徴とするＬＡＮケーブル。
2. 前記外被の材料は、ポリ塩化ビニル、難燃化ポリエチレン又はフッ素樹脂であり、その揮発減量が3％以下であることを特徴とする請求項１記載のＬＡＮケーブル。
3. 前記外被材料は、複数の前記ＬＡＮケーブルを束ねた状態から１本を引き抜く際に要する引張抵抗が、10N以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＡＮケーブル。
4. 前記対撚り線の撚りピッチが、6〜10mmの範囲であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のＬＡＮケーブル。
5. 前記ＬＡＮケーブルは、全長50m以下のパーマネントリンク間で用いられる請求項１〜４のいずれか１項記載のＬＡＮケーブル。

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