KR20020079781A - 매설 실드를 갖는 케이블 채널 필러 및 이를 포함하는케이블 - Google Patents

Abstract

케이블 채널 필러 또는 스플라인(126) 및 상기 케이블 채널 필러 또는 스플라인을 그 코어 내에 포함하는 케이블(40)에 관한 것이다. 채널 필러는 종방향으로 연장되며, 비차폐 트위스티드 페어 케이블과 같은 와이어(42) 또는 케이블이 배치되며 코어의 일부를 형성하는 복수의 이격된 종방향 연장 개방 포켓(128, 130, 132, 134)을 구비한다. 포켓 내에 트위스티드 페어 케이블을 포함하는 코어는 피복된다. 채널 필러는 각각의 채널 필러 포켓 레그 내로 연장되는 매설 실드(136)를 가지며 단일 테이프로 적합하게 준비된다. 대안으로서, 두 개의 테이프가 실드에 사용되는 경우, 제 1 테이프는 3개의 실드 레그를 가지며 하나의 레그는 절첩 레그를 가지며, 제 2 테이프는 제 4 레그를 형성하며, 한 측부의 20 내지 50%, 또는 적어도 1.59mm(1/16in)가 제 1 실드 테이프 레그 중 하나의 절첩부에 의해 포위되어 있다.

Description

매설 실드를 갖는 케이블 채널 필러 및 이를 포함하는 케이블{A cable channel filler with imbedded shield and cable containing the same}

전기 케이블은 현재의 대량의 디지털 정보가 전달되는 고속의 통로를 제공한다. 디지털 정보를 전달하는 다수의 케이블은 복수의 트위스티드 페어 케이블을 사용한다. 상기 트위스티드 페어 케이블은 고속의 디지털 요구를 만족시키기 위해, 고주파수로 정보를 전달해야 한다. 불행하게도, 일반적으로 극히 낮은 전압에서 전달되는 고주파수는 전파 장애를 받기 쉽다. 예를 들면, 당 기술 분야에서 NEXT라 칭하는, 동일한 케이블 내의 트위스티드 페어 사이의 근단누화(near end cross-talk)는 고주파수 신호 전달을 간섭할 수 있다.

비차폐 트위스티드 페어(UTP) 케이블에서의 NEXT를 제어하기 위해, 종래에는 통상적으로 극히 짧은 꼬임 길이(lay length) 및/또는 누화 성능을 향상시키기 위해 트위스티드 페어를 물리적으로 분리하도록 작용하는 중앙 채널 필러 부재에 의존해 왔다. 누화를 위한 궁극적인 제어는 트위스티드 페어를 개별적으로 차폐하는 것이며(ISTP) 공통의 실드면을 접지함으로써 서로로부터 트위스티드 페어를 전기적으로 절연하는 것이다. 효과적이긴 하지만, 상기 케이블은 통상 구매 및 설비가 다소 고가이다.

미국 특허 제 5,789,711호, 제 5,969,295호 및 제 5,519,173호에는 각각 UTP 또는 스크린 트위스티드 페어 케이블에 충전된 성형 중앙 필러에 의해 트위스티드 페어를 물리적으로 분리하는데 사용되는 방법이 개시되어 있다. 이러한 구성은 UTP의 물리적인 분리에 의한 소정의 절연을 제공하지만, 페어 사이의 도전성 절연 부재의 장점은 제공하지 않는다.

미국 특허 제 5,952,615호에는 실드에 의해 둘러싸여 있는 중앙 로드 필러와, 각각의 트위스티드 페어를 완전 절연하는 전체 실드를 사용하는 ISTP 케이블의 실시예가 개시되어 있다. 이러한 구성은 통상 접지될 부재를 차폐하는 것을 필요로하며, 본 출원인의 UTP 발명과는 상반된다. 게다가, 한 실시예에서는 십자형의 중앙 로드 필러 구조의 핀의 내측에 두 개의 금속 테이프를 제공하고 있다. 이러한 두 개의 금속 테이프의 구성은 두 개의 테이프의 결합점 사이의 전자기 누출의 가능성을 수반하는 점에서 적합하지 않다. 게다가, 트위스티드 페어의 전체 원주를 둘러싸는 실드의 밀접한 근접성은 케이블의 트위스티드 페어의 임피던스 및 감쇠에 악영향을 미친다. 요구되는 임피던스 및 감쇠값들을 유지하기 위해, ISTP 디자인은 부가의 절연 재료 및 구리 덩어리가 트위스티드 페어에 부가되는 것을 필요로 하며, 이는 케이블의 크기 및 비용을 증가시켜 적합하지 않다. 또한, 실드의 근접성은 임피던스, 감쇠 및 반사 손실과 같은 전기적 파라미터의 안정성에 악영향을 미친다.

미국 특허 제 3,819,443호에는 실드 부재의 반경방향 브랜치를 형성하기 위해 절단, 만곡 및 조립된 금속 및 플라스틱 재료의 적층 스트립으로 구성된 실드 부재가 개시되어 있다. 이러한 구성은 또한 상술한 바와 동일한 다수의 문제점들을 갖는다. 테이프의 조립체는 전자기 누출을 위한 채널이 대향 페어에 전달될 수 있게 한다.

본 발명은 채널 필러 또는 스플라인에 관한 것이며, 채널 필러 또는 스플라인을 구비하는 케이블에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 포일 테이프로 형성되며 내부에 매설되어 있는 실드를 구비하며 복수의 채널 필러 및 케이블 포켓을 형성하는 실드 레그를 갖는 복수의 실드 레그를 구비하는 케이블 채널 필러에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3은 각각 4개의 실드 레그를 갖는 단일 테이프의 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 따라 구성된 두 개의 테이프 실드의 확대 단면도.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 실드가 매설된 다양한 채널 필러의 부분 확대 단면 평면도.

도 9는 도 6의 채널 필러를 갖는 케이블의 확대 단면도.

도 10 및 도 11은 드레인 와이어 또는 보강 부재를 갖는 본 발명의 세장형 채널 필러의 단면도.

본 발명의 케이블은 복수의 종방향 연장 관형 포켓과 내부 금속 실드를 갖는 채널 필러를 구비함으로써 복수의 트위스티드 페어의 상호 절연을 향상시킨다. 몇몇 경우에, 채널 필러 케이블 포켓은 각각의 포켓에 배치될 와이어(들) 또는 케이블(들)의 포위 영역의 직경과 동일하거나 큰 단면적을 갖는 것이 적합하다. 금속 실드는 각각의 채널 필러 포켓을 절연하도록 채널 필러에 매설된다. 적합하게는 채널 필러 실드는, 채널 필러의 형상에 부합하도록 절첩되며 각각의 포켓 레그 내로 연장되어 매설되는 단일의 테이프이다. 단일 실드 테이프는 각각의 채널 필러 포켓 레그를 위한 실드 레그가 제공되도록 복수의 핀 또는 레그를 제공하기 위해 절첩된다. 본 발명은 또한 개선된 두 개의 테이프 실드를 제공한다. 두 개의 테이프 실드에서, 제 1 실드 테이프는 복수의 실드 레그를 제공하도록 절첩되며 제 2 실드 테이프는 하나의 실드 레그를 제공한다. 제 2 실드 레그는 한 측부의 20 내지 50%, 또는 적어도 1.59mm(1/16in)가 제 1 실드 테이프 레그 중 하나의 절첩부에 의해 포위되어 있다.

본 발명의 채널 필러를 사용하여 제조되는 통신 케이블은, 통상 각각의 포켓 내에 피차폐 트위스티드 페어를 구비한다. 채널 필러를 포함하는 트위스티드 페어는 피복된다.

본 발명 및 그 장점은 첨부 도면을 참조하여 취한 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명백해 질 것이다.

도면을 참조하여 취한 하기의 설명은 본 발명의 세장형 채널 필러의 특징과 본 발명의 세장형 필러를 사용하는 케이블에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 세장형 채널 필러 실드(20)는 그 단면 평면을 따라, 제 1 레그(21), 제 2 레그(22), 제 3 레그(23), 및 제 4 레그(24)를 구비한다. 상기 실드는 모든 레그(21 내지 24)가 동일한 폭을 갖는 경우 각각의 레그의 폭의 약 6배 정도의 폭을 갖는 단일 테이프로 제조된다. 실드 레그(22, 24)는 실드 레그(21, 23)의 두께의 두 배의 두께를 제공하기 위한 절첩 레그이다. 도 1의 실드는 상기 실드의 제 1 레그(23)인 제 1 세그먼트(52)를 형성하기 위해 제 1 지점(50)에서 90°로 테이프를 절첩함으로써 형성된다. 제 1 세그먼트(52)는 테이프의 전체 폭의 약 1/6이다. 다음, 테이프는 제 2 지점(54)에서 180°로 절첩되어 제 2 세그먼트(56) 및 제 3 세그먼트(58)를 형성하며, 실드의 제 2 레그(24)를 형성한다. 제 2 세그먼트는 테이프의 전체 폭의 약 1/6이며, 제 3 세그먼트는 약 2/6이다. 다음, 테이프는 제 3 지점(60)에서 180°절첩되어 제 4 세그먼트(62)를 형성하며, 실드의 제 3 레그(22)를 형성한다. 마지막으로, 상기 테이프는 제 4 지점(64)에서 절첩되어 실드의 제 4 레그(21)를 형성한다. 제 2, 제 3 및 제 4 세그먼트(56, 58, 62)는 압축되어 그 사이의 갭을 제거한다. 각각의 레그 사이의 공간은 도 9에 도시한 바와 같이 트위스티드 페어 케이블(42)의 배치를 허용하도록 채택된 포켓(66)을 형성한다. 각각의 포켓(66)은 90°내측 에지를 가지며, 실드의 두 개의 레그 및 케이블 재킷(43)에 의해 형성된다. 단일 부품 실드에는 단속부가 없기 때문에, 각각의 포켓으로부터의 주파수 간섭은 종래의 실드 디자인에 비해 상당히 감소된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실드(25)에서, 모든 4개의 레그(26, 27, 28, 29)는 2중층 실드 테이프를 갖는다. 2중층은 실드 테이프가 채널 필러에 매설될 때 서로 결합된다. 단일 부품의 실드 테이프를 이러한 형태로 절첩함으로써, 도10에 도시한 4개의 레그(26, 27, 28, 29)의 교점(68)에 드레인 와이어 또는 보강 부재(45)를 배치하는 것이 가능하다. 이러한 형태에서, 각각의 레그(26, 27, 28, 29)는 테이프의 전체 폭의 약 1/8의 길이를 갖는다. 실드(25)의 장점은 각각의 레그(26, 27, 28, 29)가 두 개의 세그먼트의 테이프로 구성되어, 보다 얇은 테이프의 사용을 가능하게 한다는 것이다.

도 3은 2중층 T형 실드 레그(31, 32, 33, 34)를 제공하기 위해 단일의 절첩된 테이프로 제조되는 본 발명의 다른 실드(30)를 도시한다. 상기 레그(31, 32, 33, 34) 및 T형부의 상부(70)는 2중층으로 형성되며 도 11에 도시한 바와 같이 채널 필러 레그의 측단부의 형상에 일치하도록 형성된다. 이러한 디자인은 트위스티드 페어 케이블을 포함하는 포켓(72)을 부분적으로 폐쇄함으로써 간섭을 더욱 감소시킨다. 단일 부품의 실드 테이프를 이러한 형태로 절첩함으로써, 4개의 레그(31, 32, 33, 34)의 교점(74)에 드레인 와이어 또는 보강 부재(45)를 배치하는 것이 가능하다.

도 4를 참조하면, 두 개의 실드 테이프로 제조되며 실드 레그(36, 37, 38, 39)를 갖는 본 발명의 다른 채널 필러 실드(35)가 도시되어 있다. 상기 레그(36, 37, 38)는 2중층 레그를 제공하도록 레그(37)가 절첩되어 있는 단일 실드 테이프로 제조된다. 레그(39)는 제 2 테이프로 형성되며, 한 측부의 20 내지 50% 또는 적어도 1.59mm(1/16in)가 실드 레그(37)의 절첩부들 사이에 포위되어 있다. 적어도 1.59mm(1/16in)의 포위부는 레그(39)가 레그(37)의 절첩부들 사이에서 분리되는 것을 방지하는데 필요하다. 조립시에, 레그(39)는 레그(37)의 세그먼트들 사이에 배치된다. 이러한 디자인의 두 개의 테이프 실드를 사용함으로써, 두 개의 테이프의 결합부 사이의 전자기 누출은 테이프들 사이의 중첩부에 의해 방지된다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 도 1, 도 2 및 도 4의 실드 중 하나가 내부에 매설되어 있는 상이한 채널 필러들이 도시되어 있다. 포일 테이프는 가요성이기 때문에, 채널 필러의 형상에 부합하는 위치로 레그를 만곡시키는 것이 가능하다. 도 1, 도 2 및 도 4의 실드를 사용함으로써, 테이프로 실드를 형성하는 것이 가능하며 필러를 연속 작동에 적용하는 것이 가능하며, 다른 케이블 디자인에서 요구되는 작업들을 제거한다.

세장형 채널 필러에 적합한 재료는 분쇄 내성, 파괴 강도, 겔 충전, 안전성, 및 화염 및 연기 내성에 대한 요구에 따르는 임의의 적합한 폴리머 또는 공중합체이다. 다수의 적용에서, 재료는 난연성 폴리에틸렌 또는 폴리 염화비닐일 수 있다. 필러는 폴리머 물질이기 때문에, 케이블 디자인 조건에 부합하도록 필러를 다양한 형상으로 적용할 수 있다. 필러는 실드의 외형에 부합하도록 설계되며 포켓을 절연하며 최종 케이블에 전체 강도를 부여하도록 설계된다. 도 5에 도시한 바와 같이 실드(88)가 매설되어 있는 필러(86)의 단면은 포켓(84)을 형성하는 4개의 레그(76, 78, 80, 82)를 갖는 플러스-부호형 필러로서 도시되어 있다. 도 6에 도시한 실드(92)가 매설되어 있는 필러(90)의 단면은 레그(94, 96, 98, 100)를 갖는 실드(92)가 수직 배향으로 도시되어 있다. 필러(90)는 실드(92)를 에워싼다. 레그(94, 96, 98, 100)의 팁은 둥근 형상이며, 케이블의 형상에 부합한다. 내측 에지(102)는 또한 만곡형 포켓(104)을 형성하도록 둥글게 형성된다. 도 7은 소정의케이블 디자인 조건에 부합하는 만곡형 팁(110)을 갖는 필러(108)와 실드(106)를 도시한다. 실드(106)는 가요성이기 때문에, 상기 실드를 소정의 형상으로 형성하는 것이 가능하다. 도 8은 포켓(116, 118)이 포켓(122, 124) 보다 작은 내부각(120)을 갖도록 형성된 실드(112)와 필러(114)를 도시한다. 상기 필러 디자인은 타원형 또는 직사각형 단면을 갖는 케이블에 사용된다.

도 9를 참조하면, 비차폐 트위스티드 페어 케이블(42)을 각각 포함하는 제 1쌍의 직경방향 대향 포켓(128, 130)과, 비차폐 트위스티드 페어 케이블(42)을 또한 각각 포함하는 제 2 쌍의 포켓(132, 134)을 갖는 본 발명의 세장형 채널 필러(126)를 코어로서 구비하는 케이블(40)이 도시되어 있다. 본 발명의 세장형 채널 필러(126)를 포함하는 코어(136)는 매설 실드(138) 및 케이블(42)을 포켓 내에 구비한다. 상기 코어는 압출된 재킷(43)에 의해 에워싸여 있다. 재킷(43)은 발포 또는 비발포 폴리 염화비닐, 불화 폴리머, 폴리에틸렌, 난연성 조성물 등과 같은 임의의 적합한 통상 사용되는 재킷 재료일 수 있다.

각각의 비차폐 트위스티드 페어 케이블(42)은 적절한 절연체(140)를 갖는 한 쌍의 도체를 구비한다. 상기 도체들은 일반적으로 구리, 주석 도금 구리(tinned copper), 또는 임의의 다른 적절한 도체이다. 도체 절연체(140)는 발포 또는 비발포 폴리에틸렌 절연체, 폴리프로필렌, 불화 에틸렌 프로필렌, 테트라플루오로에틸렌, 폴리 염화비닐 등이다.

도 10을 참조하면, 매설 실드(152)와, 개구(68)에 배치된 드레인 와이어(45)를 구비하는 채널 필러(150)가 도시되어 있다. 채널 필러는 도 2의 실드와 동일한실드 구조을 갖는다. 본 실시예에서, 드레인 와이어(45)는 채널 필러 실드(152)의 2중층 사이에 위치된다.

일반적으로, 4개의 트위스티드 페어 케이블을 갖는 통신 케이블에 있어서, 모든 동일한 크기의 또는 동일하지 않는 크기의 다른 연선이 본 발명의 채널 실드 필러를 사용한다. 채널 필러는 약 3.81mm(0.15in) 내지 약 8.89mm(0.35in)의 직경을 갖는다. 트위스티드 페어 케이블(42)의 크기는 일반적으로 약 24AWG 내지 약 22AWG이다. 다른 적용에서, 채널 필러는 필요한 수의 포켓 또는 포켓 레그를 가질 수 있다. 예를 들면, 4 페어 케이블에서, 채널 필러는 4개의 포켓 레그를 가질 수 있으며, 10 페어 케이블에서, 채널 필러는 10개의 포켓 레그를 가질 수 있다. 마찬가지로, 매설 실드는 각각 4개, 및 10개의 실드 레그를 가질 수 있다.

상기 실드는 알루미늄 또는 구리 테이프, BELDFOIL, DUOFOIL, 또는 임의의 적합한 금속 테이프와 같은 임의의 적합한 실드일 수 있다. 폴리머기를 사용하는 실드는 폴리머기의 한측 또는 양측에 알루미늄 또는 구리를 가질 수 있다. 실드 상의 금속의 두께는 약 0.00762mm(0.0003in) 내지 0.0254mm(0.001in)이다.

도 11을 참조하면, 매설 실드(144)와 드레인 와이어 또는 보강 부재(45)를 갖는 채널 필러(142)가 도시되어 있다. 채널 필러는 도 3의 실드와 동일한 실드 구조를 갖는다. 본 실시예에서, 드레인 와이어는 채널 필러 실드의 2중층 사이에 위치된다.

드레인 와이어는 일반적으로 주석 도금 구리, 주석 도금 알루미늄 등으로 제조되며, 보강 부재는 일반적으로 폴리에틸렌으로 제조된다.

물론, 상술한 실시예들은 예시적으로 제공된 것이며, 본 발명은 본원에 개시된 실시예에만 한정되는 것은 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다양한 변경 및 변형이 청구범위에 한정된 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 일탈하지 않고 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 실시될 수 있다.

Claims (17)

1. 복수의 종방향 연장 필러 레그에 의해 형성된 복수의 종방향 연장 이격된 개방 포켓을 구비하는 종방향 연장 채널 필러 본체와,

   상기 채널 필러 본체에 매설된 금속 실드 테이프를 포함하며,

   상기 포켓은 내부에 케이블을 수용하도록 적용되며,

   상기 실드는 단일의 절첩된 실드 테이프로 형성되며, 상기 실드는 복수의 실드 레그를 구비하며, 상기 실드 레그들 중 하나는 상기 각각의 채널 필러 레그 내로 연장되는 케이블 채널 필러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 채널 필러는 3.81mm(0.15in) 내지 8.89mm(0.35in)의 직경을 갖는 케이블 채널 필러.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 실드 테이프는 0.00762mm(0.0003in) 내지 0.0254mm (0.001in)의 두께를 갖는 케이블 채널 필러.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 실드 테이프는 상기 실드 레그들 모두가 동일한 길이를 가질 때, 각각의 상기 실드 레그의 폭의 6배인 폭을 갖는 케이블 채널 필러.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 실드 테이프는 알루미늄, 구리, 및 한측 또는양측에 알루미늄 또는 구리를 갖는 폴리머기로부터 선택되는 케이블 채널 필러.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 채널 필러는 폴리머 또는 공중합체 재료로 제조되는 케이블 채널 필러.
7. 단일의 절첩 금속 실드 테이프를 포함하며,

   상기 단일의 절첩 금속 실드 테이프는 복수의 종방향 연장 실드 레그를 제공하도록 절첩되는 데이터 전송 케이블용 실드.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 실드 테이프는 0.00762mm(0.0003in) 내지 0.0254mm (0.001in)의 두께를 갖는 실드.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 실드 테이프는 4개의 실드 레그를 제공하도록 절첩되며, 상기 실드 테이프는 상기 실드 레그들 모두가 동일한 길이를 가질 때 상기 각각의 실드 레그의 폭의 6배인 폭을 갖는 실드.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 금속 실드 테이프는 알루미늄, 구리, 및 한측 또는 양측에 알루미늄 또는 구리를 갖는 폴리머기로부터 선택되는 케이블 채널 필러.
11. 복수의 종방향 연장 이격 실드 레그를 포함하며,

    상기 실드 레그는 제 1 및 제 2 금속 실드 테이프로 형성되며,

    상기 제 1 실드 테이프는 복수의 상기 실드 레그를 형성하며,

    상기 제 2 실드 테이프는 상기 실드 레그들 중 적어도 하나를 형성하며, 상기 제 2 테이프는 한 측부의 20 내지 50% 또는 적어도 1.59mm(1/16in)가 상기 제 1 실드 테이프 레그 중 하나의 절첩부에 의해 포위되어 있는 데이터 전송 케이블용 실드.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 실드 테이프는 0.00762mm(0.0003in) 내지 0.0254mm (0.001in)의 두께를 가지며, 상기 금속 실드 테이프는 알루미늄, 구리, 및 한측 또는 양측에 알루미늄 또는 구리를 갖는 폴리머기로부터 선택되는 실드.
13. 신호 전송 케이블에 있어서,

    복수의 종방향 연장 필러 레그에 의해 형성된 복수의 종방향 연장 이격된 개방 포켓을 가지며 상기 케이블의 종방향 길이를 따라 연장되는 내측 채널 필러 본체와,

    단일의 절첩 실드 테이프로 형성된 금속 실드 테이프를 포함하며,

    상기 포켓은 내부에 절연 도체를 수용하도록 적용되며, 상기 실드는 복수의 실드 레그를 가지며,

    상기 실드 레그들 중 하나는 각각의 상기 채널 필러 레그 내로 연장되는 신호 전송 케이블.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 채널 필러는 3.81mm(0.15in) 내지 8.89mm(0.35in)의 직경을 가지며, 상기 실드 테이프는 0.00762mm(0.0003in) 내지 0.0254mm (0.001in)의 두께를 갖는 신호 전송 케이블.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 실드는 상기 실드 레그들 모두가 동일한 길이를 가질 때 상기 실드 레그들 각각의 폭의 6배인 폭을 갖는 단일 테이프인 신호 전송 케이블.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 실드는 제 1 및 제 2 금속 실드 테이프로 형성되며,

    상기 제 1 실드 테이프는 복수의 상기 실드 레그를 형성하며,

    상기 제 2 실드 테이프는 상기 실드 레그들 중 적어도 하나를 형성하며, 상기 제 2 테이프는 한 측부의 20 내지 50% 또는 적어도 1.59mm(1/16in)가 상기 제 1 실드 테이프 레그 중 하나의 절첩부에 의해 포위되어 있는 신호 전송 케이블.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 포켓은 비차폐 트위스티드 페어 케이블을 수용하도록 적용되는 신호 전송 케이블.