JP2020107477A - cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号伝送等に用いられるケーブルに関する。 The present invention relates to a cable used for signal transmission and the like.
信号を伝送するためのケーブルとして、ノイズを低減するために2本以上の芯線を撚り合わせた撚り線を用いたケーブルが普及している。撚り線は、一般に撚線機を用いて製造される。このようなケーブルは、例えば特許文献1等に開示されている。 As a cable for transmitting a signal, a cable using a twisted wire in which two or more core wires are twisted in order to reduce noise is widely used. The stranded wire is generally manufactured using a stranded wire machine. Such a cable is disclosed in, for example, Patent Document 1 and the like.
撚線機を用いて撚り線を製造しても、製造工程において芯線の撚りピッチや線間距離等が不均一となることがある。このように撚りピッチや線間距離等が不均一であった場合、ケーブルの特性インピーダンスも不均一となり、伝送ロスが発生してしまう。 Even if a twisted wire is manufactured using a twisting machine, the twisting pitch of the core wire, the distance between the wires, and the like may become uneven in the manufacturing process. When the twist pitch, the inter-wire distance, etc. are non-uniform in this way, the characteristic impedance of the cable also becomes non-uniform, resulting in transmission loss.
本発明は、芯線の撚りピッチや線間距離が均一であるケーブルを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a cable in which the twist pitch of the core wires and the distance between the wires are uniform.
上記目的を達成するために、本発明のケーブルは、複数の芯線と、前記複数の芯線とともに撚り合わされる介在物と、を備え、前記複数の芯線と前記介在物とが撚り合わされた状態で所定の電流が前記複数の芯線に同時に流されたとき、前記介在物は、前記電流に起因して前記複数の芯線に掛かる力による、前記複数の芯線の各部の移動距離を規制する。 In order to achieve the above object, the cable of the present invention includes a plurality of core wires and an inclusion that is twisted together with the plurality of core wires, and the plurality of core wires and the inclusion are predetermined in a twisted state. When the electric current of 1 is simultaneously applied to the plurality of core wires, the inclusions regulate the movement distance of each part of the plurality of core wires due to the force applied to the plurality of core wires due to the electric current.
本発明によれば、芯線の撚りピッチや線間距離を均一にすることができる。 According to the present invention, the twist pitch of the core wire and the distance between the wires can be made uniform.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[構造]
図1は、本発明の実施の形態に係るケーブル100の構成を示す断面図である。図1に示すように、ケーブル100は、2本の芯線10と、2本の介在糸20と、シース30と、を有する。
[Construction]
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a
芯線10は、導体11と、絶縁体12と、を有する。導体11は、導電率の高い金属(銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等)で構成される。絶縁体12は、樹脂等の絶縁体であって、導体11を周囲から絶縁する。すなわち、芯線10は、絶縁電線である。本発明において、導体11は単線であってもよいし、複数の導体を撚り合わせた撚り線であってもよい。2本の芯線10は、互いに撚り合わされて、撚り対線(ツイストペアケーブル)を構成している。
The
本実施の形態では、図2に示すように、2本の介在糸20が、2本の芯線10とともに撚り合わされている。図2は、シース30を省略した状態のケーブル100の側面図である。図2では、説明の都合上、芯線10の一端(図2における上端)の絶縁体12が剥がされ、導体11が露出した状態が示されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the two
介在糸20は、2本の芯線10とシース30との隙間を埋めるとともに、ケーブル100の強度を向上させる役割を果たす。さらに、介在糸20は、ケーブル100に対して、2本の芯線10の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程(詳細は後述)が実行される際に、2本の芯線10の移動量を規制することで、撚りピッチ及び線間距離を均一にする役目を果たす。なお、芯線10の撚りピッチとは、芯線10が撚られた状態で、周方向において同じ位置となる芯線10の、長手方向に沿った間隔を意味する。このように芯線10の移動を規制するため、介在糸20は、高強度、高耐久性、高耐熱性、絶縁性等の各種性質を有する素材で構成されることが好適である。そのような素材の例として、例えばアラミド繊維が挙げられる。
The intervening
シース30は、互いに撚り合わされた2本の芯線10及び2本の介在糸20を被覆する外被である。シース30の素材については特に限定されないが、耐熱性が高い素材であることが好適である。その理由については後述する。
The
[製造方法]
本実施の形態に係るケーブル100の製造方法について説明する。ケーブル100の製造方法は、2本の芯線10及び2本の介在糸を撚り合わせる工程1と、撚り合わせた芯線10及び介在糸20にシース30を被せる工程2と、撚り合わされた芯線10の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程3と、を含む。
[Production method]
A method of manufacturing the
ケーブル100の製造方法に含まれる工程1及び工程2については、従来知られた方法を適宜採用することができる。例えば、工程1では、2本の芯線10及び2本の介在糸20は、撚線機等を用いて撚り合わされる。また、工程2では、シース30は、樹脂の押出機等を用いて芯線10及び介在糸20に被覆される。
For the steps 1 and 2 included in the method of manufacturing the
以下では、撚り合わせた芯線10の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程3について詳細に説明する。
Below, the process 3 which adjusts the twist pitch and the distance between wires of the
[撚りピッチ及び線間距離を調整する工程の説明]
工程1において、上記したように撚線機を用いて芯線10及び介在糸20を撚り合わせた場合でも、2本の芯線10の撚りピッチや線間距離が不均一となることがある。工程3では、このように工程1で生じた、2本の芯線10の撚りピッチ及び線間距離の歪みを調整することが行われる。
[Explanation of process for adjusting twist pitch and inter-wire distance]
Even in the case where the
具体的には、工程3では、ケーブル100の2本の芯線10に、互いに反対方向に流れる電流が流される。これにより、互いに離れる方向の力が芯線10に生じる。また、工程1及び2で製造されるケーブル100の長さは、例えば数百メートル以上等非常に長い場合があり、そのような場合には、工程3が実行される前に、ケーブル100は適宜の長さ(例えば1メートル程度)や製品として要求される長さに切断されることが好適である。
Specifically, in step 3, electric currents flowing in opposite directions are applied to the two
図3は、平行な2本の導線41,42に流れる電流によって導線に掛かる力について説明するための図である。導線41,42は、十分な長さを有するものとする。導線41には図3における上向きの電流I1が流れ、導線42には下向きの電流I2が流れるとする。この場合、2本の導線41,42は、流れる電流により、互いに離れる方向に力F11,F12を受ける。その力の大きさは、以下の式(1)で示される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the force applied to the conductive wires by the currents flowing through the two parallel
式(1)において、F11は導線41の長さLの部位が電流I2から受ける力の大きさ、F12は導線42の長さLの部位が電流I1から受ける力の大きさ、μ0は真空の透磁率、rは導線41,42間の距離である。
In the equation (1), F 11 is the magnitude of the force that the portion of the
図3では平行な2本の導線について示したが、本実施の形態に掛かるケーブル100の撚られている2本の芯線10においても、微少な各部位については同様の考え方を適用することができる。すなわち、ケーブル100の2本の芯線10に互いに反対方向に流れる電流が流されると、2本の芯線10の各部位には、互いに離れる方向の力が掛かる。しかしながら、ケーブル100では、2本の芯線10とともに介在糸20が撚り合わされている。このため、2本の芯線10の各部位が、電流によって生じる力によって互いに離れようとしても、介在糸20の存在のために、ある程度の距離(所定距離)よりも移動することができない。換言すれば、介在糸20は、2本の芯線10の各部位の移動距離を規制する役割を果たしている。
Although FIG. 3 shows two parallel conductors, the same idea can be applied to each minute portion of the two
なお、所定距離の大きさは、芯線10の太さ、介在糸20の太さ、及び撚り数(単位長さあたりの撚りの回数)等によって決定される。
The size of the predetermined distance is determined by the thickness of the
2本の芯線10に流された電流によって、2本の芯線の各部位が所定距離だけ移動した状態とは、一方の芯線10の各部位の位置が、他の芯線10の各部位の位置に対して最大限に離れた状態である。従って、芯線10の各部位がこのような位置にあるとき、2本の芯線10の線間距離は均一であると言える。また、2本の芯線10の線間距離が均一である場合、2本の芯線10の撚りの歪みが解消され、撚りピッチも均一となる。従って、上記のように2本の芯線10に電流を流す工程3により、2本の芯線10の撚りピッチ及び線間距離を均一に調整することができる。
The state in which the respective parts of the two
このように、2本の芯線10に電流を流して2本の芯線10の各部位を所定距離移動させ、2本の芯線10の撚りピッチや線間距離を均一にするためには、各芯線10に掛かる力はできるだけ大きいことが好適である。一方で、芯線10を構成する導体11には、その断面積や材質等によって、流すことができる最大の電流が決まっている。具体的には、導体11に対して流される電流の値は、電流によって上昇する導体11の温度があらかじめ設定された最高許容温度を越えないように設定される。例えば導体11が銅線である場合、最高許容温度は約200℃である。なお、シース30が耐熱性の高い素材で形成されることが好適であるのは、このように電流を流した際に芯線10の温度が上昇するからである。
In this way, in order to make the twisting pitch and the inter-wire distance of the two
工程3においては、2本の芯線10の撚りピッチや線間距離を均一にするために、2本の芯線10に瞬時の大電流を流せばよい。従って、工程3において2本の芯線10に流す電流の大きさは、芯線10を構成する導体11の瞬時許容電流と等しい大きさに設定されるのが好適である。なお、瞬時許容電流とは、短絡故障時等の瞬時に流れても許容される電流量である。
In step 3, in order to make the twisting pitch and the inter-wire distance of the two
導体11の瞬時許容電流の概略計算式として、以下の式(2)がある。
There is the following formula (2) as a rough calculation formula of the instantaneous permissible current of the
式(2)において、Iは瞬時許容電流[A]、Kは導体11の材質及び最高許容温度によって決まる係数、Acは導体11の断面積[mm3]、Tsは電流が流れる時間[s]である。例えば導体11が断面積1mm3の銅線であった場合、K=152であるため、その導体11に1秒間流すことができる瞬時許容電流は、152Aとなる。
In the equation (2), I is the instantaneous permissible current [A], K is a coefficient determined by the material and maximum permissible temperature of the
[作用、効果]
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るケーブル100は、複数の芯線10と、複数の芯線10とともに撚り合わされる介在糸20と、を備え、複数の芯線10と介在糸20とが撚り合わされた状態で所定の電流が複数の芯線10に同時に流されたとき、介在糸20は、電流に起因して複数の芯線10に掛かる力による、複数の芯線10の各部の移動距離を規制する。
[Action, effect]
As described above, the
また、複数の芯線10に電流による力が加えられても芯線10の移動を規制するため、介在糸20は高強度、高耐久性、高耐熱性、絶縁性等の性質を備えたアラミド繊維で形成される。また、電流に起因して複数の芯線10に掛かる力は、複数の芯線10が互いに離れる方向の力である。
Further, since the movement of the
このような構成により、複数の芯線10と介在糸20とを撚り合わせて製造した後、複数の芯線10に互いに離れる力が掛かるように電流を流すことで、複数の芯線10の各部位同士が互いに最大限離れた位置となる。このため、複数の芯線10の線間距離が均一となり、その結果として、複数の芯線10の撚りピッチも均一となる。従って、本発明によれば、簡単な構造及び手順で、複数の芯線10の線間距離が均一、かつ撚りピッチが均一なケーブルを製造することができる。これにより、信号伝送時の伝送ロスが少ないケーブル100を提供することができる。
With such a configuration, after manufacturing the plurality of
<変形例>
上記した実施の形態では、芯線10とシース30との隙間を埋める介在物として、糸状の介在糸20を採用したが、本発明はこれに限定されない。本発明に係るケーブルに採用される介在物は、例えば糸状以外の形状を有する、アラミド繊維を使用した介在物であってもよい。
<Modification>
In the above-described embodiment, the thread-shaped
上記した実施の形態では、ケーブル100が2本の芯線10を含んで構成されていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明に掛るケーブルは、3本以上の芯線を含んでいてもよい。その場合、複数の芯線10に流す電流の方向は、各芯線に掛かる力が、互いに離れる方向となるように決定されればよい。
In the above-described embodiment, the
上記した実施の形態では、2本の芯線10の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程3において、芯線10に1回のみ大電流を流すことで調整を行っていたが、本発明はこれに限定されない。電流を流す回数は1回ではなくてもよく、複数回であってもよい。しかしながら、電流を流す回数が増えると工数が増大しコストが掛かるので、適宜の回数に抑えられることが好適である。
In the above-described embodiment, the adjustment is performed by flowing the large current only once in the
本発明は、信号伝送等に用いられるケーブルに適用することができる。 The present invention can be applied to a cable used for signal transmission and the like.
10 芯線
11 導体
12 絶縁体
20 介在糸
30 シース
100 ケーブル
10
Claims (3)
前記複数の芯線とともに撚り合わされる介在物と、
を備え、
前記複数の芯線と前記介在物とが撚り合わされた状態で所定の電流が前記複数の芯線に同時に流されたとき、前記介在物は、前記電流に起因して前記複数の芯線に掛かる力による、前記複数の芯線の各部の移動距離を規制する、
ケーブル。 Multiple core wires,
An inclusion that is twisted together with the plurality of core wires,
Equipped with
When a predetermined current is simultaneously applied to the plurality of core wires in a state where the plurality of core wires and the inclusions are twisted together, the inclusions are caused by a force applied to the plurality of core wires due to the current, Restricting the movement distance of each part of the plurality of core wires,
cable.
請求項1に記載のケーブル。 The inclusions are interposition yarns formed of aramid fibers,
The cable according to claim 1.
請求項1または2に記載のケーブル。 The force applied to the plurality of core wires due to the electric current is a force in a direction in which the plurality of core wires are separated from each other,
The cable according to claim 1 or 2.
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---|---|---|---|---|
JP2002025355A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-25 | Totoku Electric Co Ltd | Interposition for cable, and multi-core cable using the same |
JP2017220367A (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 日立金属株式会社 | Cable and wire harness |
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