JP2018041568A

JP2018041568A - 通信ケーブル

Info

Publication number: JP2018041568A
Application number: JP2016173279A
Authority: JP
Inventors: 中村　雄一郎; Yuichiro Nakamura; 雄一郎中村; 正義河田; Masayoshi Kawada
Original assignee: Fuji Electric Cable Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Cable Co Ltd
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-03-15

Abstract

【課題】高周波の伝送帯域における周波数特性、及び屈曲特性の改善を図れる通信ケーブルの提供。【解決手段】本発明の一態様に係る通信ケーブルは、ケーブル心を有し、さらに押出内被層と遮蔽層を含む。ケーブル心は、下撚線とその上層に位置する上撚線とを相互に異方向に撚り掛した異方向撚線導体上に絶縁層を形成した複数の絶縁線を２本撚り合わせて１対とした対撚線が１つ又は複数形成される。また、押出内被層は、ケーブル心の外周を被覆する。さらに、この押出内被層は、ショアＤ硬度が３２以上３８以下のポリエチレン製である。【選択図】図１

Description

本発明は、情報を有線で送るために用いる通信ケーブルに関する。

近年、ＬＡＮケーブルは、オフィスビルなどを初めとする様々な場所で使用されている。例えば産業用ＬＡＮケーブルを用いて構築される産業用ネットワークとしては、コンピュータレベル（上位層）とコントローラレベル（下位層）とを接続する情報・制御ＬＡＮなどが知られている。この情報・制御ＬＡＮは、イーサネット（登録商標）技術の適用によって低価格で高性能なギガビット伝送を実現し、結果として産業用ＬＡＮケーブルの需要を高めている。

ギガビット伝送に対応した産業用ＬＡＮケーブルは、比較的高い耐屈曲性及び遮蔽性が要求されるものの、ＡＮＳＩ（米国規格協会）の配線規格であるＡＮＳＩ／ＴＩＡ−５６８−Ｃ．２で定義されたＣａｔ．５ｅの電気特性（周波数１００ＭＨｚまでの伝送帯域）を保証することで規格上の条件が足りることになる。このため、産業用ＬＡＮケーブルは、その導体には一括の集合撚線（３０本／０．０８ｍｍ）を使用し、この導体を含むケーブル心と遮蔽層との間には不織布を押え巻とする構造が採られている。

登録実用新案第３０１４９３１号公報特開２００９−３０１８１７号公報特開２０１４−１９１８８３号公報特開平８−２６４０４６号公報特開２００６−３２１９４号公報特開２０１２−２０３９８７号公報特開平１１−３０６８７５号公報

しかしながら、上記した構造のＬＡＮケーブルは、一括の集合撚線で構成された導体の外観形状がいびつであることや、導体を含むケーブル心と遮蔽層との間に押え巻が施されていることによって、ケーブル心と遮蔽層との距離が一定ではなく、ばらつきが生じている。このため、従来のＬＡＮケーブルは、Ｃａｔ．５ｅの規格を保障できる構造ではあるものの、周波数５００ＭＨｚまでの伝送帯域を保証することが必要なＣａｔ．６Ａの規格を安定的に満足させることが難しく、また、屈曲特性についても、さらなる改善が求められている。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高周波の伝送帯域における周波数特性、及び屈曲特性の改善を図れる通信ケーブルの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る通信ケーブルは、ケーブル心を有し、さらに押出内被層と遮蔽層とを含む。ケーブル心は、下撚線とその上層に位置する上撚線とを相互に異方向に撚り掛した異方向撚線導体上に絶縁層を形成した複数の絶縁線を２本撚り合わせて１対とした対撚線が１つ又は複数形成される。また、押出内被層は、ケーブル心の外周を被覆する。さらに、この押出内被層は、ショアＤ硬度が３２以上３８以下のポリエチレン製である。

本発明によれば、高周波の伝送帯域における周波数特性、及び屈曲特性の改善を図れる通信ケーブルを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る通信ケーブルを概略的に示す断面図。図１の通信ケーブルが含む対撚線の異方向撚線導体の構造を示す図である。その図２（ａ）は、側面図であり、図２（ｂ）は、断面図である。本発明の第２の実施形態に係る通信ケーブルを概略的に示す断面図。図１の通信ケーブルに対応する実施例１のＺｉｎ（入力インピーダンス）特性を示すグラフ。実施例３の通信ケーブルのＺｉｎ特性を示すグラフ。比較例３の通信ケーブルのＺｉｎ特性を示すグラフ。左右屈曲試験の結果を示すグラフ。実施例１の通信ケーブルにおける延線前（束状態）のＮＥＸＴ（近端漏話減衰量）特性を示すグラフ。実施例１の通信ケーブルにおける延線後のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。図２の通信ケーブルに対応する実施例２における延線前のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。実施例２の通信ケーブルにおける延線後のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。実施例３の通信ケーブルにおける延線前のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。実施例３の通信ケーブルにおける延線後のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。実施例４の通信ケーブルにおける延線前のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。実施例４の通信ケーブルにおける延線後のＮＥＸＴ特性を示すグラフ。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施形態に係る通信ケーブル１０は、いわゆるツイストペアケーブルとして構成された例えば直径が６．１ｍｍのＬＡＮケーブルである。この通信ケーブル１０は、１つ又は複数、例えば４本の対撚線８から形成されるケーブル心９、内被層４、第１の遮蔽層５、第２の遮蔽層６、外被層７を有する。

後に詳述する内被層４は、１つ又は複数（４本）の対撚線８を束ねたケーブル心９の外周を押出被覆している押出内被層４である。第１及び第２の遮蔽層５、６は、押出内被層４の外周側を順に被覆する。第１の遮蔽層５は、アルミニウム箔を貼り付けて積層したポリエステルテープを、押出内被層４の外周面に重ね巻きすることによって形成されている。一方、第２の遮蔽層６は、例えば厚さ０．１ｍｍの錫めっきを行った軟銅線編組によって構成されている。さらに、外被層７は、第２の遮蔽層６の外周を被覆して通信ケーブル１０の最外層を形成する。この外被層７は、耐油性を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を材料として構成されている。

ところで、上述した個々の対撚線８は、異方向撚線導体２と、異方向撚線導体２を被覆する例えばポリエチレン製の絶縁層３と、を備える絶縁線１２を２本撚り合わせて形成される。異方向撚線導体２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、下撚線２ａとその上層に位置する上撚線２ｂとを相互に異方向に撚り掛けして構成されている。

下撚線２ａの撚りピッチを上撚線２ｂの撚りピッチより大きくすることにより、下撚線２ａの外周面の凹凸状態が緩和され、その平滑性や真円性、可撓性が高まる。また、下撚線２ａと上撚線２ｂを相互に異方向に撚り掛けすることにより、上撚線２ｂの素線（上撚線側素線）２ｄが下撚線２ａの素線（下撚線側素線２ｃ）と交差し、上撚線２ｂの素線が下撚線２ａにおける素線間に落ち込まない。従って上撚線２ｂの外周の平滑性、真円性がより高められる。

この異方向撚りの構造によって、異方向撚線導体２を軸方向からみた断面は、真円に近付く形状に形成されるため、異方向撚線導体２の外観形状自体がいびつにはならず、異方向撚線導体２を含むケーブル心９と第１の遮蔽層５との間の距離が一定となり、高周波の伝送帯域における電気特性を向上させることができる。また、このような異方向撚りの構造によって、通信ケーブル１０自体の屈曲特性の改善を図ることもできる。

ここで、複数の対撚線８を撚り合わせて束ねたケーブル心９の対撚線８どうしの撚りピッチは、７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが好ましく、７５ｍｍ以上８５ｍｍ以下であれば最適である。また、一つの異方向撚線導体２は、例えばそれぞれ直径０．０８ｍｍの下撚線及び上撚線を合計３０本束ねて構成されている。下撚線及び上撚線には、それぞれ軟銅線などが用いられている。

押出内被層４は、１つ又は複数（例えば４本）の対撚線８を束ねたケーブル心９に被覆している。この押出内被層４は、耐燃性を兼ね備えたポリエチレン製の材料によって構成されている。押出内被層４を構成するポリエチレン材料は、日本工業規格のＪＩＳＫ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法）に準拠するショアＤ硬度（ＨＤＤ）が、３２以上３８以下の柔らかい材料である。これにより、通信ケーブル１０自体の屈曲特性を向上させるができる。

また、押出内被層４は、前述したショアＤ硬度を有するポリエチレン製の例えば厚さ０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下で押出被覆して形成した一括被覆構造を有している。ここで、押出内被層４の材料として上記したように柔らかい材料が適用されていることで、ケーブル心９に押出内被層４が被覆される際に、ケーブル心９の外周面の形状に倣って押出内被層４が形成されることになる。これによって、押出内被層４の外周面は、例えば凸凹になることなく滑らかな曲率面が実質的に形成される。したがって、ケーブル心９と第１の遮蔽層５との離間距離の均一化が図られるので、遮蔽性なども高まり、高周波電気特性を向上させることが可能となる。

既述したように、本実施形態の通信ケーブル１０によれば、高周波の伝送帯域における周波数特性、及び屈曲特性の改善を図ることができる。したがって、この通信ケーブル１０は、ＡＮＳＩ（米国規格協会）の配線規格であるＡＮＳＩ／ＴＩＡ−５６８−Ｃ．２に定義された１０ギガビット伝送が可能な例えばＣａｔ．６Ａの電気特性（周波数５００ＭＨｚまでの伝送帯域）を保証することなどが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態を図３に基づき説明する。なお、図３において、図１に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。図３に示すように、本実施形態の通信ケーブル２０は、第１の実施形態における通信ケーブル２０の構成に加え、断面十字状（通信ケーブル２０の軸方向からみた形状が十字状）の介在部材（十字介在）２１を備えている。

断面十字状の介在部材２１は、ポリエチレンを材料として構成されており、ケーブル心９を形成する複数（４つの）の対撚線８どうしの径方向の間に介在されている。つまり、この介在部材２１は、個々の対撚線８どうしを非接触状態に分離する。

したがって、第２の実施形態に係る通信ケーブル２０によれば、第１の本実施形態の通信ケーブル１０の効果に加え、高周波の伝送帯域における周波数特性のうちの、特に、近端漏話減衰量（ＮＥＸＴ：ＮｅａｒＥｎｄＣｒｏｓｓｔａｌｋＬｏｓｓ）に関する周波数特性を改善することが可能となる。

＜実施例＞
次に、本発明の実施例について説明する。ここで、以下の表１は、実施例１、２、及び比較例１、２の評価結果を示している。表１中の「○」、「△」は、それぞれ評価結果が、ＯＫ（合格）であったことを示し、表１中の「×」は、評価結果が、ＮＧ（不合格）であったことを示している。

また、以下に説明する図４〜図１１Ｂをさらに参照しつつ、実施例１、２及び比較例１、２に加え、実施例３、４及び比較例３の評価結果についても説明する。ここで、図４は、図１の通信ケーブルに対応する実施例１のＺｉｎ（入力インピーダンス）特性を示すグラフであり、図５は、実施例３の通信ケーブルのＺｉｎ特性を示すグラフである。また、図６は、比較例３の通信ケーブルのＺｉｎ特性を示すグラフであり、図７は、左右屈曲試験の結果を示すグラフである。

さらに、図８Ａ、図８Ｂは、実施例１の通信ケーブルにおける延線前（束状態）、延線後の近端漏話減衰量（ＮＥＸＴ）特性をそれぞれ示すグラフであり、また、図９Ａ、図９Ｂは、図２の通信ケーブルに対応する実施例２における延線前、延線後の近端漏話減衰量（ＮＥＸＴ）特性をそれぞれ示すグラフである。さらに、図１０Ａ、図１０Ｂは、実施例３の通信ケーブルにおける延線前、延線後の近端漏話減衰量（ＮＥＸＴ）特性をそれぞれ示すグラフであり、また、図１１Ａ、図１１Ｂは、実施例４の通信ケーブルにおける延線前、延線後の近端漏話減衰量（ＮＥＸＴ）特性をそれぞれ示すグラフである。

ここで、実施例１、２は、上述したように、図１、図３に示す第１、第２の実施形態で説明した通信ケーブル１０、２０の構造をそれぞれ有している。また、実施例３は、主に、実施例１の対撚線８どうしをピッチ６０ｍｍで撚り合わせ束ねたものであり、実施例４は、主に、実施例２の押出内被層の径（ケーブル心とのクリアランス）を０．２ｍｍ大きく形成したものである。

また、比較例１は、実施例１の構成に対し、導体が一括集合撚り導体であると共に、内被層がＰＥテープを重ね巻きして構成されている。また、比較例２は、実施例１の構成に対し、導体が一括集合撚り導体であると共に、内被層が不織布を重ね巻きして構成されている。さらに、比較例３は、実施例１の構成に対し、導体が一括集合撚り導体である。

ここで、上記の表１に示すように、実施例１、２は、Ｃａｔ．６Ａ規格及び屈曲特性試験を合格している。また、比較例１は、Ｃａｔ．６Ａ規格及び屈曲特性試験が不合格であり、比較例２は、屈曲特性試験が合格しているものの、Ｃａｔ．６Ａ規格を保障できない結果となっている。

また、図４〜図６に示すように、実施例１、３は、Ｚｉｎ特性が良好であるものの、比較例３は、Ｚｉｎ特性に改善の余地を残している。また、図７〜図１１Ｂに示すように、少なくとも延線後においては、実施例１〜４の全てにおいてＮＥＸＴ特性のマージンが得られている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２…異方向撚線導体、３…絶縁層、４…内被層（押出内被層）、５…１第１の遮蔽層、６…第２の遮蔽層、７…外被層、８…対撚線、９…ケーブル心、１０，２０…通信ケーブル、２１…断面十字状の介在部材。

Claims

下撚線とその上層に位置する上撚線とを相互に異方向に撚り掛した異方向撚線導体上に絶縁層を形成した複数の絶縁線を２本撚り合わせて１対とした対撚線が１つ又は複数形成されるケーブル心を有し、
前記ケーブル心の外周を被覆する、ショアＤ硬度が３２以上３８以下のポリエチレン製の押出内被層と、遮蔽層とをさらに含むことを特徴とする通信ケーブル。
前記異方向撚線導体における前記下撚線の撚りピッチが前記上撚線の撚りピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
前記遮蔽層は、前記押出内被層の外周側を順に被覆する第１及び第２の遮蔽層を有し、
前記第２の遮蔽層の外周を被覆する外被層をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信ケーブル。
前記対撚線は複数設けられ、前記対撚線を撚り合わせて束ね、その撚りピッチは、７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の通信ケーブル。
前記複数の対撚線どうしの径方向の間に介在された介在部材をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の通信ケーブル。
前記通信ケーブルはＬＡＮケーブルであることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の通信ケーブル。