JP6863165B2 - 多心ケーブルの製造方法および多心ケーブル - Google Patents

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Description

本発明は、多心ケーブルの製造方法および多心ケーブルに関する。
特許文献1には、内側に複数本の絶縁電線を配置し、外側に複数本の同軸電線と絶縁電線を配置した多心ケーブルが開示されている。
特開2014−164841号公報
電線が二層以上に配置されている多心ケーブルにおいて、それらの電線を一括で撚り合わせた製造すると、差動伝送ペア間のスキューが発生するおそれがある。
本発明は、多心ケーブルにおける電線の差動伝送ペア間のスキューを抑えることができる多心ケーブルの製造方法および多心ケーブルを提供する。
本発明の一態様に係る多心ケーブルの製造方法は、二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を配置する配置工程と、
前記二つの同心円の円周上に配置された全ての電線をまとめて一度に撚り合せる撚合工程と、
を含む多心ケーブルの製造方法であって、
前記配置工程は、
前記二つの同心円のうちの内側の円の円周上に2N本の電線を配置して当該多心ケーブルの内層とし、
前記二つの同心円のうちの外側の円の円周上に4N本の電線を配置して当該多心ケーブルの外層とし、
前記Nは2以上の整数であり、
前記外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったものを複数対含み、当該一対の電線は同構造同寸法の電線であり、
当該多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面における、前記内層の2N本の電線に外接する2N角形の対向する頂点を結ぶ各直線を延長したN本の直線で区切られる2Nの区画において、一つの区画に2本ずつ前記外層の電線を収めるようにし、前記一対の電線は隣り合う区画にあるようにする。
また、本発明の一態様に係る多心ケーブルは、二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を備える多心ケーブルであって、
前記二つの同心円のうちの内側の円の円周上に、当該多心ケーブルの内層として2N本の電線が配置され、
前記二つの同心円のうちの外側の円の円周上に、当該多心ケーブルの外層として4N本の電線が配置されており、
前記Nは2以上の整数であり、
前記外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったものを複数対含み、当該一対の電線は同構造同寸法の電線であり、
当該多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面における、前記内層の2N本の電線に外接する2N角形の対向する頂点を結ぶ直線を延長したN本の直線で区切られる2Nの区画において、一つの区画に2本ずつ前記外層の電線が収まるように配置されており、前記一対の電線は隣り合う区画にあり、
前記内層の電線と前記外層の電線とが全てまとめて撚り合されている。
上記発明の多心ケーブルの製造方法および多心ケーブルによれば、多心ケーブルにおける電線の差動伝送ペア間のスキューを抑えることができる。
本実施形態に係る多心ケーブルを示す断面図である。 本実施形態に係る多心ケーブルの電線配置構成を示す模式図である。 比較例の電線配置構成を示す模式図である。
(本発明の実施形態の説明)
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る多心ケーブルの製造方法は、
(1)二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を配置する配置工程と、
前記二つの同心円の円周上に配置された全ての電線をまとめて一度に撚り合せる撚合工程と、
を含む多心ケーブルの製造方法であって、
前記配置工程は、
前記二つの同心円のうちの内側の円の円周上に2N本の電線を配置して当該多心ケーブルの内層とし、
前記二つの同心円のうちの外側の円の円周上に4N本の電線を配置して当該多心ケーブルの外層とし、
前記Nは2以上の整数であり、
前記外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったものを複数対含み、当該一対の電線は同構造同寸法の電線であり、
当該多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面における、前記内層の2N本の電線に外接する2N角形の対向する頂点を結ぶ各直線を延長したN本の直線で区切られる2Nの区画において、一つの区画に2本ずつ前記外層の電線を収めるようにし、前記一対の電線は隣り合う区画にあるようにする。
上記製造方法によれば、多心ケーブルにおける電線の差動伝送ペア間のスキューを抑えることができる。
また、本発明の一態様に係る多心ケーブルは、
(2)二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を備える多心ケーブルであって、
前記二つの同心円のうちの内側の円の円周上に、当該多心ケーブルの内層として2N本の電線が配置され、
前記二つの同心円のうちの外側の円の円周上に、当該多心ケーブルの外層として4N本の電線が配置されており、
前記Nは2以上の整数であり、
前記外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったものを複数対含み、当該一対の電線は同構造同寸法の電線であり、
当該多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面における、前記内層の2N本の電線に外接する2N角形の対向する頂点を結ぶ直線を延長したN本の直線で区切られる2Nの区画において、一つの区画に2本ずつ前記外層の電線が収まるように配置されており、前記一対の電線は隣り合う区画にあり、
前記内層の電線と前記外層の電線とが全てまとめて撚り合されている。
上記構成によれば、多心ケーブルにおける電線の差動伝送ペア間のスキューを抑えることができる。
(本発明の実施形態の詳細)
本発明の実施形態に係る多心ケーブルの製造方法および多心ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、本実施形態に係る多心ケーブルの一例を示す図であり、多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面図を示す。図1に示すように、多心ケーブル1は、二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を備えている。外側の円の円周上には、4N本(本例では12本)の電線(同軸電線10,絶縁電線20)が配置されている。内側の円の円周上には、2N本(本例では6本)の電線(絶縁電線30)が配置されている。なお、上記Nは2以上の整数であり、本例は上記Nを3とした場合である。
また、多心ケーブル1は、内側の円の円周上に配置された2N本(本例では6本)の絶縁電線30の内側に介在40を備えている。また、多心ケーブル1は、これらの電線(同軸電線10,絶縁電線20,絶縁電線30)の周囲を一括して覆う押え巻50と、押え巻50の周囲を覆うシールド層60と、シールド層60の周囲を覆う外被70とを備えている。
同軸電線10,絶縁電線20は、外側の円の円周上に、多心ケーブル1の外層の電線として配置されている。また、絶縁電線30は、内側の円の円周上に、多心ケーブル1の内層の電線として配置されている。
多心ケーブル1の外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったもの(差動伝送ペア)を複数対含んでおり、本例では10本の同軸電線10が配置されている。10本の同軸電線10(10a〜10j)は、例えば高速信号の伝送等のため、差動伝送ペアとなる同軸電線対で構成されている。本例では、同軸電線対100A、同軸電線対100B、同軸電線対100C、同軸電線対100Dおよび同軸電線対100Eの五対で構成されている。
各同軸電線対を構成する2本の同軸電線10(例えば同軸電線対100Aの同軸電線10aと10b)は、同構造同寸法の電線であり、外側の円の円周上に、隣り合って配置されている。なお、隣り合って配置された同軸電線同士(例えば上記同軸電線10aと10b)は、撚られていないことが好ましい。ここで、「同構造同寸法」とは、厳密な意味での同じ構造および同じ寸法を意味するものではなく、同構造同寸法とみなされる範囲であれば本発明の効果を奏する範囲で幅を持つ意味である。
各同軸電線10は、中心導体11が絶縁体12で覆われ、絶縁体12の外周に外部導体13が配置され、外部導体13の周囲が外被14で覆われた同軸構造を有している。
中心導体11は、例えば軟銅線や銅合金線(それぞれ錫メッキや銀メッキがされていてもよい)の単線、または複数本撚った撚線が用いられる。本例では銀メッキ軟銅線が7本撚り合わされた撚線が用いられており、その断面積は、0.05mm程度である。
絶縁体12は、例えばFEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)等のフッ素系樹脂で形成されている。外部導体13は、例えば複数の金属素線を絶縁体12の周囲に横巻き(本例では螺旋巻き)することによって形成されている。金属素線には、例えば軟銅線や合金線(それぞれ錫メッキや銀メッキがされていてもよい)が用いられる。金属素線の外径は、例えば0.03mmである。
外被14は、例えばETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素系樹脂を外部導体13の周囲に押出被覆することによって形成されている。外被14は、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂テープを巻き付けることで形成されてもよい。外被14の外径、すなわち同軸電線10の外径は、例えば0.3mm〜1.2mmである。本例における同軸電線10の外径は、0.4mmである。
外層を構成する4N本の電線のうち、上記同軸電線10以外に絶縁電線20(本例では2本)を含んでいてもよい。なお、外層を構成する電線に絶縁電線20を含めずに、全て同軸電線10としてもよい。
絶縁電線20(20A,20B)は、例えば電力を供給するための電線または低速信号を伝送するための電線として用いることができる。絶縁電線20は、導体21を外被22で覆った電線である。
導体21は、例えば複数(本例では7本)の錫メッキ軟銅線からなる撚線で形成されている。導体21の断面積は、例えば0.10mm程度である。外被22は、例えばETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)等のフッ素系樹脂で形成されている。絶縁電線20の外径は、同軸電線10の外径と略同じ大きさの外径(本例では0.4mm)に形成されている。
内層を構成する絶縁電線30(30A〜30F)は、導体31を外被32で覆った電線であり、上記絶縁電線20と同様の機能を有している。そして、絶縁電線30の外径も同軸電線10の外径と略同じ大きさの外径(本例では0.4mm)に形成されている。
介在40は、例えばフッ素樹脂系の電気絶縁材で形成されている。介在40は、断面円形状の線状部材であり、絶縁電線30と同程度の外径を有する。介在40は、絶縁電線30A〜30Fの配置関係を一定にするために設けられた部材であり、内層を構成する絶縁電線30A〜30Fの内側、すなわち多心ケーブル1の中心部に、各絶縁電線30と接触した状態で配置されている。
このような構成の同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20B,30A〜30Fは、介在40と共に一括して螺旋状に撚り合わされている。
押え巻50は、例えばアルミニウムまたは銅などの金属層をPET等の樹脂テープに接着または蒸着した金属層付樹脂テープで形成されている。押え巻50は、外層を構成する同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20Bの周囲に螺旋巻きされている。樹脂テープの厚さは2〜10μm程度、金属層の厚さは0.1〜3μm程度である。
シールド層60は、例えば外径が数十μmの錫メッキされた銅線または銅合金線を横巻きしてまたは編組して構成されている。シールド層60は、押え巻50の周囲に螺旋巻きされている。
外被70は、例えばポリ塩化ビニルやポリオレフィン係樹脂等を押出被覆することによって形成されている。外被70は、PET等の樹脂テープを横巻きすることにより形成されてもよい。外被70の外径、すなわち多心ケーブル1の外径は、例えば2.0mm〜6.0mm、好ましくは、4.0mm〜5.0mm、本例では4.3mmである。
多心ケーブル1に収容されている内層の絶縁電線30と、外層の同軸電線10および絶縁電線20と、の相互位置について、図2を参照しつつさらに説明する。
図2は、図1に示される同軸電線10および絶縁電線20,30の配置構成を示す模式図である。図2に示すように、内層を構成する6本の絶縁電線30A〜30Fは、介在40の周囲に六角形状(破線A)を形成すように配置されている。なお、破線Aは、配置されている6本の絶縁電線30A〜30Fに外接する線を示している。
例えば6本の絶縁電線30A〜30Fで形成されるこの六角形の対向する頂点を結ぶ3本の直線を直線B〜Dとする。直線B〜Dを引くことにより、上記六角形およびその周辺領域は、六つの区画(E)〜(J)に区切られる。
外層を構成する10本の同軸電線10a〜10jおよび2本の絶縁電線20A,20Bは、上記六角形状を形成するように配置された絶縁電線30A〜30Fの周囲に、上記六角形のいずれかの辺と接するように配置されている。また、同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20Bは、上記区画(E)〜(J)の各々の区画内に2本ずつの電線が収まるように配置されている。また、各同軸電線対100A〜100Eを構成する2本の同軸電線10は、隣り合う区画に1本ずつ存在するように配置されている。さらに、隣り合う区画に配置された一対の同軸電線10の中間には、内層の絶縁電線30が配置されている。
例えば区画(E)内には同軸電線10aと同軸電線10jとが配置され、区画(F)内には同軸電線10bと同軸電線10cとが配置されている。また、区画(G)内には同軸電線10dと同軸電線10eとが配置され、区画(H)内には同軸電線10fと絶縁電線20Aとが配置されている。さらに、区画(I)内には絶縁電線20Bと同軸電線10gとが配置され、区画(J)内には同軸電線10hと同軸電線10iとが配置されている。
また、例えば同軸電線対100Aを構成する同軸電線10aと同軸電線10bとは、隣り合う区画(E)と区画(F)(同軸電線10aが区画(E)で同軸電線10bが区画(F))に配置されている。同様に、同軸電線対100Bを構成する同軸電線10cと同軸電線10dとは、同軸電線10cが区画(F)に配置され、同軸電線10dが区画(G)に配置されている。また、同軸電線対100Cを構成する同軸電線10eと同軸電線10fとは、同軸電線10eが区画(G)に配置され、同軸電線10fが区画(H)に配置されている。また、同軸電線対100Dを構成する同軸電線10gと同軸電線10hとは、同軸電線10gが区画(I)に配置され、同軸電線10hが区画(J)に配置されている。また、同軸電線対100Eを構成する同軸電線10iと同軸電線10jとは、同軸電線10iが区画(J)に配置され、同軸電線10jが区画(E)に配置されている。
また、例えば同軸電線対100Aを構成する同軸電線10aと同軸電線10bとの中間に絶縁電線30Aが位置するように同軸電線10aと同軸電線10bとが配置されている。また、同軸電線対100Bを構成する同軸電線10cと同軸電線10dとの中間に絶縁電線30Bが位置するように同軸電線10cと同軸電線10dとが配置されている。また、同軸電線対100Cを構成する同軸電線10eと同軸電線10fとの中間に絶縁電線30Cが位置するように同軸電線10eと同軸電線10fとが配置されている。また、同軸電線対100Dを構成する同軸電線10gと同軸電線10hとの中間に絶縁電線30Eが位置するように同軸電線10gと同軸電線10hとが配置されている。また、同軸電線対100Eを構成する同軸電線10iと同軸電線10jとの中間に絶縁電線30Fが位置するように同軸電線10iと同軸電線10jとが配置されている。
以上のように、本実施形態の多心ケーブル1では、図2に示す六角形(2N角形)における、直線B〜Dで区切られる区画(E)〜(J)の各々に、2本ずつ外層の電線(同軸電線10,絶縁電線20)が配置されている。そして、差動伝送ペアの電線(100A〜100Eを構成する一対の同軸電線)の1本ずつが隣り合う区画に配置されている。
次に、多心ケーブル1の製造方法について説明する。
10本の同軸電線10a〜10jと、2本の絶縁電線20A,20Bと、6本の絶縁電線30A〜30Fとを用意する。同軸電線10a〜10jは、同軸電線10a,10bで同軸電線対100A、同軸電線10c,10dで同軸電線対100B、同軸電線10e,10fで同軸電線対100C、同軸電線10g,10hで同軸電線対100D、同軸電線10i,10jで同軸電線対100Eとして構成される。
先ず、ケーブルの中心部に介在40を配置し、その介在40の周囲を覆うように6本の絶縁電線30A〜30Fを2つの同心円のうちの内側の円の円周上に配置して、多心ケーブル1内に設けられる二層の電線層のうちの内層を形成する。続いて、この内層を構成する絶縁電線30A〜30Fの周囲を覆うように10本の同軸電線10a〜10jと2本の絶縁電線20A,20Bとを2つの同心円のうちの外側の円の円周上に配置して、多心ケーブル1内に設けられる二層の電線層のうちの外層を形成する。
このとき、多心ケーブル1の長さ方向に垂直な断面において、上記内層を構成する6本の絶縁電線30A〜30Fに外接する六角形の対向する頂点を結ぶ3本の直線B〜Dをそれぞれ延長させ、その直線B〜Dで区切られる六つの区画を区画(E)〜(J)とする。そして、区切られたそれぞれの区画内に、上記外層を構成する同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20Bのうちの2本ずつの電線が収められるようにするとともに、各同軸電線対100A〜100Eを構成する2本の同軸電線が隣り合う区画に1本ずつ配置されるようにする。この場合、隣り合う区画に配置された一対の同軸電線の中間に、内層の絶縁電線30が配置されるようになる。
続いて、このように配置された同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20B,30A〜30Fをまとめて一度に撚り合せる。
続いて、撚り合わされた電線の周囲に押え巻50を巻き付け、さらにその外周をシールド層60で覆う。最後に、シールド層60の外周に外被70を押出し被覆して、多心ケーブル1の製造が完了する。
図3は、多心ケーブルに収容される内層の絶縁電線30A〜30Fと、外層の同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20Bと、の相互位置を示す電線配置構成の比較例を示す。図3に示す比較例では、外層に配置された同軸電線10a〜10jのうち、同軸電線対100Aを構成する同軸電線10aが多心ケーブルの径方向へ絶縁電線30Aと一直線上に並んで直線B上に配置されている。同様に、同軸電線対100Bを構成する同軸電線10cと同軸電線対100Dを構成する同軸電線10gが絶縁電線30Bおよび30Eと一直線上に並んで直線C上に配置されている。また、同軸電線対100Cを構成する同軸電線10eと同軸電線対100Eを構成する同軸電線10iが絶縁電線30Cおよび30Fと一直線上に並んで直線D上に配置されている。
しかしながら、このような配置の場合、集合された同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20B,30A〜30Fをまとめて撚り合せると、同一の円周上に配置されていた外層における一部の同軸電線が、図3に破線で示すように、多心ケーブルの中心方向へずれて落ち込んでしまう。例えば同軸電線対100Aを構成する一方の同軸電線10bが、中心方向へずれて、同軸電線対100Aを構成するもう一方の同軸電線10aよりも内側に落ち込んだ配置となってしまう。このため、差動伝送ペアとなる同軸電線対を構成する2本の同軸電線間に4〜5mm/m程度の線長差が生じ、この線長差により高いスキュー(25ps/m)が発生してしまう。
これに対して、本実施形態の多心ケーブル1およびその製造方法によれば、図2に示すように、六つに区切られる区画(E)〜(J)の各々に、外層を構成する同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20Bのうちの2本ずつの電線が収まるように配置されている。また、各同軸電線対100A〜100Eを構成する2本の同軸電線が隣り合う区画に1本ずつ収まるように配置されている。この配置は、図3に示す比較例と比較すると、同軸電線10a〜10jを多心ケーブルの周方向(左回り方向)へ同軸電線の外径の半個分だけずらした配置となっている。
このため、本実施形態では、隣り合う区画に配置された一対の同軸電線10の中間に内層の絶縁電線30がくるように配置されるので、一対の同軸電線は、同一の絶縁電線30によって内側から支えられるとともに、隣接する同軸電線10によって左右両側から支えられることになる。例えば同軸電線対100Aの同軸電線10aは、絶縁電線30Aと同軸電線10jおよび10bとによって支えられ、同軸電線10bは、絶縁電線30Aと同軸電線10aおよび10cとによって支えられる。
したがって、同軸電線10a〜10jおよび絶縁電線20A,20B,30A〜30Fがまとめて撚り合わされたとき、上記内側および左右両側からの支えにより、同軸電線が多心ケーブル1の中心方向へ落ち込んでしまうことを防止することができる。よって、多心ケーブル1に収容される同軸電線対の2本の同軸電線10に線長差が発生することを防ぐことができ、差動伝送ペアとなる2本の同軸電線間におけるスキューを抑えることができる。
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。
1:多心ケーブル
10(10a〜10j):同軸電線
11:中心導体
12:絶縁体
13:外部導体
14:外被
20(20A,20B):絶縁電線
21:導体
22:外被
30(30A〜30F):絶縁電線
40:介在
50:押え巻
60:シールド層
70:外被
100A〜100E:同軸電線対

Claims (2)

  1. 二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を配置する配置工程と、
    前記二つの同心円の円周上に配置された全ての電線をまとめて一度に撚り合せる撚合工程と、
    を含む多心ケーブルの製造方法であって、
    前記配置工程は、
    前記二つの同心円のうちの内側の円の円周上に2N本の電線を配置して当該多心ケーブルの内層とし、
    前記二つの同心円のうちの外側の円の円周上に4N本の電線を配置して当該多心ケーブルの外層とし、
    前記Nは2以上の整数であり、
    前記外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったものを複数対含み、当該一対の電線は同構造同寸法の電線であり、
    当該多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面における、前記内層の2N本の電線に外接する2N角形の対向する頂点を結ぶ各直線を延長したN本の直線で区切られる2Nの区画において、一つの区画に2本ずつ前記外層の電線を収めるようにし、前記一対の電線は隣り合う区画にあるようにする、
    多心ケーブルの製造方法。
  2. 二つの同心円の円周上にそれぞれ複数本の電線を備える多心ケーブルであって、
    前記二つの同心円のうちの内側の円の円周上に、当該多心ケーブルの内層として2N本の電線が配置され、
    前記二つの同心円のうちの外側の円の円周上に、当該多心ケーブルの外層として4N本の電線が配置されており、
    前記Nは2以上の整数であり、
    前記外層は、差動伝送に使用される2本の電線が一対となったものを複数対含み、当該一対の電線は同構造同寸法の電線であり、
    当該多心ケーブルの長さ方向に垂直な断面における、前記内層の2N本の電線に外接する2N角形の対向する頂点を結ぶ直線を延長したN本の直線で区切られる2Nの区画において、一つの区画に2本ずつ前記外層の電線が収まるように配置されており、前記一対の電線は隣り合う区画にあり、
    前記内層の電線と前記外層の電線とが全てまとめて撚り合されている、
    多心ケーブル。
JP2017149206A 2017-08-01 2017-08-01 多心ケーブルの製造方法および多心ケーブル Active JP6863165B2 (ja)

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