JP2022008630A - 丸型コネクタ付きケーブルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1では、2個の嵌合コンタクト120(ピンコンタクト)または嵌合コンタクト220(ソケットコンタクト)ごとに4対の差動対Pを形成させ、各差動対Pの配置を特殊な配列にすることで、近端漏話、遠端漏話、挿入損失、反射減衰といった電気的特性を向上させようとしている(段落0018、0021、0023-0030、図5など)。
特許文献2でも、2個のコンタクト50(ピンコンタクト)またはコンタクト90(ソケットコンタクト)ごとに4対の差動対Pを形成させ、各差動対Pの配置を特殊な配列にすることで、クロストークの影響を軽減させ挿入損失の規格値をクリアさせている(段落0020、0030、0033-0040、図6-図8など)。
したがって本発明の主な目的は、コネクタ部分とLANケーブルとの間の接続部分も考慮にいれて、通信ケーブルとしての電気的特性を向上させうる丸型コネクタ付きケーブルを提供することにある。
複数の対撚線を含むLANケーブルと、
前記LANケーブルと接続されるコネクタ部と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部とを有し、
前記接続部には、前記LANケーブルから露出する対撚線を位置決めするためのインナーハウジングが設置され、
前記インナーハウジングの側面には前記対撚線を嵌合するための複数の溝が形成され、対向する溝同士の間隔が等間隔であり、
前記対撚線がそれぞれ撚り合された状態のまま等間隔で前記溝に嵌合され位置決めされていることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブルが提供される。
図1に示すとおり、丸型コネクタ付きケーブル1Aは主に、LAN(Local Area Network)ケーブル10、コネクタ部15および樹脂モールド部16から構成されている。
対撚線8は2本の絶縁電線12を撚り合わせた構成を有している。絶縁電線12は導体2を絶縁体3で被覆した構成を有している。導体2は軟銅線から構成され、絶縁体3はポリエチレン樹脂から構成されている。
第1の遮蔽層5および第2の遮蔽層6は内被層4の外周側を順に被覆している。
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、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。第2の遮蔽層6は、錫めっきを施した軟銅線編組によって構成されている。
外被層7は、第2の遮蔽層6の外周を被覆してLANケーブル10の最外層を形成している。外被層7は、耐油性を有する樹脂から構成されている。
樹脂モールド部16はLANケーブル10とコネクタ部15(金属製スリーブ)との接続部であって当該部位が樹脂でモールド(被覆)されている。
丸型コネクタ付きケーブル1AはLANケーブル10とコネクタ部15とが樹脂モールド部16で被覆された、いわゆるオーバーモールドケーブルである。
図4に示すとおり、インナーハウジング17はほぼ円柱状を呈した樹脂製の部材であり、長さ方向に沿って複数本の溝18が形成されている。ここでは対撚線8の本数に対応して4本の溝18が形成されている。
本実施形態では、対撚線8が撚り合わされた状態のまま溝18に嵌合され位置決めされ、その状態で樹脂モールド部16により固着される。
LANケーブル10とコネクタ部15との接続工程では、はじめに、LANケーブル10を所望の長さで切断し、その切断部において内被層4、第1の遮蔽層5、第2の遮蔽層6および外被層7を皮剥ぎ除去し、対撚線8(絶縁電線12)を露出させる。その後、絶縁電線12の先端部から絶縁体3を皮剥ぎ除去し、導体2にコンタクトを圧着する。その後、対撚線8を、撚り合わせた状態のまま対撚線8の撚りをほぐさずにインナーハウジング17の溝18に嵌合させる。その後、コンタクトを樹脂製インサートに挿通しこれを金属製スリーブに設置し、LANケーブル10とコネクタ部15とを接続する。
樹脂モールド部16の形成工程では、LANケーブル10とコネクタ部15との接続部位(露出した対撚線8を中心としてLANケーブル10とコネクタ部15とに跨る部位)を一定の金型に設置し、当該接続部位に対し溶融樹脂を注入する。樹脂が硬化したところで金型を外し、樹脂モールド部16を形成する。
これら工程により、丸型コネクタ付きケーブル1Aを製造することができる。
図5に示すとおり、丸型コネクタ付きケーブル1Bは主に、LAN(Local Area Network)ケーブル20、コネクタ部40および樹脂モールド部60から構成されている。
対撚線8は絶縁体3がそれぞれ着色されかつ対撚りピッチも互いに異なっている。当該対撚りピッチは7~14mmである。対撚線8aは茶/白茶で着色され対撚りピッチが最も長い。対撚線8bは橙/白橙で着色され対撚りピッチが2番目に長い。対撚線8cは緑/白緑で着色され対撚りピッチが3番目に長い。対撚線8dは青/白青で着色され対撚りピッチが4番目に長い(最も短い)。
十字介在21はLANケーブル20の長さ方向に沿って撚られており、それに伴い対撚線8同士も十字介在21に分離されながら撚られている。ここでは対撚線8の総撚り方向は右方向である。
第1の遮蔽層5および第2の遮蔽層6は内被層4の外周側を順に被覆している。
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、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。第2の遮蔽層6は、錫(スズ)めっきを施した軟銅線編組によって構成されている。
外被層7は、第2の遮蔽層6の外周を被覆してLANケーブル20の最外層を形成している。外被層7は、耐油性を有するポリ塩化ビニル樹脂から構成されている。
コネクタ部40は他のコネクタケーブルや基板接続用のコネクタなどに接続される部位であり、LANケーブル20の両端部に設置されている。コネクタ部40は、金属製のスリーブ42、カップリングナット44および樹脂製のインサート46から構成されている。スリーブ42に対しカップリングナット44が外挿され、スリーブ42に対しインサート46が内挿(挿通)される。
丸型コネクタ付きケーブル1BはLANケーブル20とコネクタ部40とが樹脂モールド部60で被覆された、いわゆるオーバーモールドケーブルである。
樹脂モールド部60はインナーハウジング62および遮蔽筒体66を有しており、インナーハウジング62が遮蔽筒体66に挿通された状態でこれらが樹脂モールド部60の内部に埋設されている。
図8Bおよび図8Cに示すとおり、インサート46には複数の貫通孔48が形成されており、ピンコンタクト22が挿通される。ここでは対撚線8の絶縁電線12の本数に対応して8個の貫通孔48が形成されている。
なお、図8Aおよび図8Bに示すとおり、インナーハウジング62には軸部65(突起)が、インサート46にはこれを受ける軸受部49(孔)がそれぞれ形成されており、LANケーブル20とコネクタ部40との接続工程において軸部65が軸受部49に挿通され、インナーハウジング62とインサート46との位置が固定される。
図9に示すとおり、対撚線8は撚り合わされた状態のまま溝64に嵌合され位置決めされ、その状態で遮蔽筒体66に挿通される。
図10に示すとおり、遮蔽筒体66は樹脂モールド部60を電磁遮蔽するための筒状部材であり、銅または銅合金から構成されている。遮蔽筒体66はLANケーブル20とスリーブ42の外径とに合わせた形状を有しており、両端部が加締めなどされLANケーブル20とスリーブ42とに固定されている。
なお、丸型コネクタ付きケーブル1Bの他方の端部では、緑/緑白の対撚線8cと青/青白の対撚線8dとは交差せずに、インナーハウジング62の溝64に嵌合されている。
インナーハウジング62は遮蔽筒体66に挿通された状態においてはその表面が遮蔽筒体66の内面に接触し、インナーハウジング62と遮蔽筒体66とが電気的に導通している。インナーハウジング62は導電性を有する金属部品で構成されてもよく、かかる場合も、インナーハウジング62の表面を遮蔽筒体66の内面に接触させ、インナーハウジング62と遮蔽筒体66とを電気的に導通させる。
LANケーブル20とコネクタ40との接続工程では、はじめに、LANケーブル20に遮蔽筒体66を外挿しておき、LANケーブル20を所望の長さで切断する。その後、当該切断部において内被層4、第1の遮蔽層5、第2の遮蔽層6および外皮層7を皮剥ぎ除去し、対撚線8(絶縁電線12)を露出させる。このとき第2の遮蔽層6を外被層7から露出させるか、または外被層7から露出させその外側に折り返す。その後、絶縁電線12の先端部から絶縁体3を皮剥ぎ除去し、導体2にピンコンタクト22を圧着する。
その後、LANケーブル20の一方の端部では、LANケーブル20を斜視または断面視して、橙/白橙の対撚線8bを上方に、茶/茶白の対撚線8aを下方にそれぞれ配置させ、その状態において、緑/緑白の対撚線8cを青/青白の対撚線8dの上側で交差させる。LANケーブル20の他方の端部では、対撚線8c、8dを交差させる必要はない。
その後、対撚線8を、撚り合わせた状態のまま(対撚線8の撚りをほぐさずに)インナーハウジング62の溝64に嵌合させる。その後、ピンコンタクト22をインサート46の貫通孔48に挿通し、そのままインナーハウジング62をインサート46に設置する。その後、インサート46とカップリングナット44とをスリーブ42に内挿および外挿し、LANケーブル20とコネクタ部40とを接続する。
その後、LANケーブル20とコネクタ部40との接続部位(遮蔽筒体66を中心とした部位)を一定の金型に設置し、当該接続部位に対し溶融樹脂を注入する。樹脂が硬化したところで金型を外し、樹脂モールド部60を形成する。
これら工程により、丸型コネクタ付きケーブル1Bを製造することができる。
さらにインナーハウジング62の表面には導電塗料が塗布されているため、LANケーブル20の第2の遮蔽層6から遮蔽筒体66を通じてスリーブ42に至る部分のみならず、遮蔽筒体66の内部にも遮蔽効果が及び、各対撚線8間を遮蔽させたまま隔離しうるので、電気的特性(反射減衰量RL)を改善することができる(実施例3参照)。
緑/緑白の対撚線8cを青/青白の対撚線8dの上側で交差させる技術的要素と、インナーハウジング62に導電性を付与する技術的要素とは、本実施形態のように両方が同時に組み合わされ適用されてもよいし、いずれか一方のみが選択的に適用されてもよい。当該技術的要素は、丸型コネクタ付きケーブル1Bに要求される電気的特性に応じて(近端通話減衰量Nextを改善するのか、または反射減衰量RLを改善するのかに応じて)、両方またはいずれか一方が適用されればよい。
たとえば、図11のインナーハウジング80に変更されてもよいし、図12のインナーハウジング90に変更されてもよい。
図11のインナーハウジング80も円柱状を呈しており、長さ方向に沿って複数本の貫通孔82が形成されている。インナーハウジング80を適用する場合は、対撚線8の撚りを部分的にほどき対撚線8ごとに絶縁電線12を貫通孔82に挿通し位置決めすればよい。
図12のインナーハウジング90もほぼ円柱状を呈しており、長さ方向に沿って複数枚のフィン92が形成されている。インナーハウジング90を適用する場合は、対撚線8の撚りを部分的にほどき絶縁電線12を1本ずつフィン92間に嵌合し位置決めすればよい。
図11のインナーハウジング80に変更される場合も、図12のインナーハウジング90に変更される場合も、対撚線8の撚りは部分的にほどかれるものの、絶縁電線12は一定位置に固定され位置決めされる(絶縁電線12の線間の配置や間隔などが一定に保持される)ため、通信ケーブルとしての電気的特性は担保される。
図2と同様の構成を有するLANケーブルを準備し(当該LANケーブルはANSI(米国規格協会)の配線規格であるANSI/TIA-568-D.2に定義された10ギガビット伝送が可能なCat.6Aの電気特性(周波数500MHzまでの伝送帯域)を保証している。)、上記第1の実施形態で説明した製造方法にしたがい、丸型コネクタ付きケーブルを製造した。
ここでは、2種の丸型コネクタ付きケーブルを製造し、図4のインナーハウジングを設置したもの(サンプル11)と、図4のインナーハウジングを故意に省略したもの(サンプル12)とを、それぞれ準備した。
各サンプルに対し、試験規格TIA 568.2-D Patch Cord Cat6Aに準拠したパッチコード試験を実施した。試験結果を表1に示す。
表1に示すとおり、サンプル11では近端通話減衰量Nextおよび反射減衰量RLの結果がともに良好であり、通信ケーブルとしての電気的特性を担保していたのに対し、サンプル12では当該特性を担保しうる結果が得られなかった。
以上から、LANケーブルから露出する対撚線をインナーハウジングで位置決めすること(ここでは対撚線を撚り合わせた状態のままインナーハウジングで位置決めすること)が、通信ケーブルとしての電気的特性を担保するのに有用であることがわかった。
図6と同様の構成を有するLANケーブルを準備し(当該LANケーブルはANSI(米国規格協会)の配線規格であるANSI/TIA-568-D.2に定義された10ギガビット伝送が可能なCat.6Aの電気特性(周波数500MHzまでの伝送帯域)を保証している。)、上記第2の実施形態で説明した製造方法にしたがい、丸型コネクタ付きケーブルを製造した。
ここでは、4種の丸型コネクタ付きケーブルを製造し、一方の端部で青/青白の対撚線を緑/緑白の対撚線の上側で交差させたものと(サンプル21、22)、その交差態様を反転させて緑/緑白の対撚線を青/青白の対撚線の上側で交差させたものとを(サンプル23、24)、それぞれ準備した。
なお、サンプル21-24では、図11のインナーハウジングを使用し、対撚線の撚りを部分的にほどき対撚線ごとに絶縁電線を2本ずつ貫通孔に挿通し位置決めした。サンプル21-24では遮蔽筒体を設置せず、インナーハウジングにも導電性を付与しなかった。
サンプル21-24の比較として、実施例1のサンプル12と同様のサンプルであって、インナーハウジングおよび遮蔽筒体を設置しなかったものも準備した(サンプル20)。
各サンプルに対し、試験規格TIA 568.2-D Patch Cord Cat6Aに準拠したパッチコード試験を実施した。試験結果を表2に示す。
表2に示すとおり、サンプル20に対しサンプル21-24では近端通話減衰量Nextおよび反射減衰量RLが顕著に改善した。これはインナーハウジングを設置し対撚線を位置決めしたことによる。
サンプル21、22に対しサンプル23、24では特に、近端通話減衰量Nextが顕著に改善した。これは、緑/緑白の対撚線と青/青白の対撚線との撚り方向が4対の対撚線同士の総撚り方向に一致し(右方向)、緑/緑白の対撚線と青/青白の対撚線との間の間隔や関係が適正に維持されたためと推察される。
以上から、丸型コネクタ付きケーブルの一方の端部で、緑/緑白の対撚線を青/青白の対撚線の上側で交差させることが、通信ケーブルとしての電気的特性を改善させるのに有用であることがわかった。
図6と同様の構成を有するLANケーブルを準備し(当該LANケーブルは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Cat.6Aの電気特性(周波数500MHzまでの伝送帯域)を保証している。)、上記第2の実施形態で説明した製造方法にしたがい、丸型コネクタ付きケーブルを製造した。
ここでは、4種の丸型コネクタ付きケーブルを製造し、インナーハウジングに導電塗料を塗布しなかったもの(サンプル31、41)と、インナーハウジングに導電塗料を塗布したもの(サンプル32、42)とを、それぞれ準備した。当該導電塗料としてデュポン社製4817Nを使用した。
なお、サンプル31、32、41、42では、図8Aのインナーハウジングを使用し、対撚線を撚り合わせた状態のまま溝に嵌合しインナーハウジングで位置決めした。
併せてサンプル31、32では、一方の端部で緑/緑白の対撚線を青/青白の対撚線の上側で交差させ、サンプル41、42ではその交差態様を採用せずに青/青白の対撚線を緑/緑白の対撚線の上側で交差させた。
各サンプルに対し、試験規格TIA Patch Cord Cat.6aに準拠したパッチコード試験を実施した。試験結果を表3に示す。
表3に示すとおり、サンプル31に対しサンプル32では特に、反射減衰量RLが1dBほど改善し、サンプル41、42でも同様の改善がみられた。
以上から、インナーハウジングに導電性を付与しその表面を遮蔽筒体の内面に接触させることが、通信ケーブルとしての電気的特性を改善させるのに有用であることがわかった。
2 導体
3 絶縁体
4 内被層
5 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 LANケーブル
12 絶縁電線
15 コネクタ部
16 樹脂モールド部
17 インナーハウジング
18 溝
20 LANケーブル
21 十字介在
22 ピンコンタクト
40 コネクタ部
42 スリーブ
44 カップリングナット
46 インサート
48 貫通孔
49 軸受部
60 樹脂モールド部(接続部)
62 インナーハウジング
64 溝
65 軸部
66 遮蔽筒体
80 インナーハウジング
82 貫通孔
90 インナーハウジング
92 フィン
Claims (8)
- 複数の対撚線を含むLANケーブルと、
前記LANケーブルと接続されるコネクタ部と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部とを有し、
前記接続部には、前記LANケーブルから露出する対撚線を位置決めするためのインナーハウジングが設置され、
前記インナーハウジングの側面には前記対撚線を嵌合するための複数の溝が形成され、対向する溝同士の間隔が等間隔であり、
前記対撚線がそれぞれ撚り合された状態のまま等間隔で前記溝に嵌合され位置決めされていることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブル。 - 複数の対撚線を含むLANケーブルと、
前記LANケーブルと接続されるコネクタ部と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部とを有し、
前記接続部には、前記LANケーブルから露出する対撚線を位置決めするためのインナーハウジングが設置され、
前記インナーハウジングには前記対撚線を挿通するための複数の貫通孔が形成され、対向する貫通孔同士の間隔が等間隔であるか、または前記インナーハウジングの側面には前記対撚線を嵌合するための複数のフィンが形成され、対向するフィン同士の間隔が等間隔であり、
前記対撚線はそれぞれ部分的に撚りがほどかれ等間隔で、前記貫通孔に挿通され位置決めされるか、または前記フィン間に嵌合され位置決めされていることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブル。 - 請求項1または2に記載の丸型コネクタ付きケーブルにおいて、
前記LANケーブルが4対の対撚線から構成され互いに対撚りピッチが異なり、
前記対撚線が前記LANケーブルから露出し前記インナーハウジングで位置決めされるまでの間の部分を斜視または断面視した状態において、対撚りピッチが2番目に長い対撚線を上方に、対撚りピッチが最も長い対撚線を下方にそれぞれ配置させた場合、対撚りピッチが3番目に長い対撚線が、対撚りピッチが4番目に長い対撚線の上側で交差していることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブル。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の丸型コネクタ付きケーブルにおいて、
前記LANケーブルが4対の対撚線から構成され互いに対撚りピッチが異なり、
前記接続部には、前記インナーハウジングが挿通される遮蔽筒体が設置され、かつ、前記インナーハウジングの表面には導電塗料が塗布されるか、または前記インナーハウジングが導電性を有する金属部品で構成され、
前記インナーハウジングが前記遮蔽筒体に挿通された状態においてその表面が前記遮蔽筒体の内面に接触していることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブル。 - 複数の対撚線を含むLANケーブルと、
前記LANケーブルと接続されるコネクタ部と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部とを有し、
前記接続部には、前記LANケーブルから露出する対撚線を位置決めするためのインナーハウジングが設置され、
前記インナーハウジングの側面には前記対撚線を嵌合するための複数の溝が形成され、対向する溝同士の間隔が等間隔である丸型コネクタ付きケーブルの製造方法において、
前記LANケーブルから対撚線を露出させ、当該対撚線をそれぞれ撚り合わせた状態のまま等間隔で前記インナーハウジングの前記溝に嵌合させ位置決めし、前記LANケーブルと前記コネクタ部とを接続する工程と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部位に溶融樹脂を注入し、前記接続部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブルの製造方法。 - 複数の対撚線を含むLANケーブルと、
前記LANケーブルと接続されるコネクタ部と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部とを有し、
前記接続部には前記LANケーブルから露出する対撚線を位置決めするためのインナーハウジングが設置され、
前記インナーハウジングには前記対撚線を挿通するための複数の貫通孔が形成され、対向する貫通孔同士の間隔が等間隔であるか、または前記インナーハウジングの側面には前記対撚線を嵌合するための複数のフィンが形成され、対向するフィン同士の間隔が等間隔である丸型コネクタ付きケーブルの製造方法において、
前記LANケーブルから対撚線を露出させ、当該対撚線をそれぞれ、部分的に撚りをほどいて等間隔で、前記インナーハウジングの前記貫通孔に挿通し位置決めするか、または前記インナーハウジングの前記フィン間に嵌合し位置決めし、前記LANケーブルと前記コネクタ部とを接続する工程と、
前記LANケーブルと前記コネクタ部との接続部位に溶融樹脂を注入し、前記接続部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする丸型コネクタ付きケーブルの製造方法。 - 請求項5または6に記載の丸型コネクタ付きケーブルの製造方法において、
前記LANケーブルが4対の対撚線から構成され互いに対撚りピッチが異なり、
前記LANケーブルと前記コネクタ部とを接続する工程では、前記LANケーブルから前記対撚線を露出させ、対撚りピッチが2番目に長い対撚線を上方に、対撚りピッチが最も長い対撚線を下方にそれぞれ配置させた状態において、対撚りピッチが3番目に長い対撚線を、対撚りピッチが4番目に長い対撚線の上側で交差させ、前記対撚線をインナーハウジングに位置決めしたままの状態で、前記LANケーブルと前記コネクタとを接続することを特徴とする丸型コネクタ付きケーブルの製造方法。 - 請求項5~7のいずれか一項に記載の丸型コネクタ付きケーブルにおいて、
前記LANケーブルが4対の対撚線から構成され互いに対撚りピッチが異なり、
前記接続部には、前記インナーハウジングが挿通される遮蔽筒体が設置され、かつ、前記インナーハウジングの表面には導電塗料が塗布されるか、または前記インナーハウジングが導電性を有する金属部品で構成され、
前記接続部を形成する工程では、前記遮蔽筒体を前記LANケーブルと前記コネクタとの接続部位に配置し、前記インナーハウジングの表面を前記遮蔽筒体の内面に接触させ、当該接続部位に溶融樹脂を注入し、前記接続部を形成することを特徴とする丸型コネクタ付きケーブルの製造方法。
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