TW201106384A - Multilayer cable jacket - Google Patents

Description

201106384 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明提供一種多層式電纜保護護套。 【先前技術】 電信電纜常常包括外保護護套，用以使電纜的内部元件 避開外部污染物及/或外力。例如，典型的同軸電纜包括被 電介質環繞的中心導體、外導體、以及外保護護套。為保 護電纜的内部元件’ 一些保護護套由相對剛性的材料製 成。具有剛性保護護套的電纜可特別適用於當電纜安裳在 室外（無論是在空中還是在地下）時，這歸因於這種護套 所提供的額外保護。 遺憾的是，外護套的剛性可引起幾個問題。例如，具有 剛性保護護套的同軸電纜可很難用典型的電纜連接器進行 端接。典型的電纜連接器是利用桿（或類似結構），該桿（或 類似、.。構）必須滑動到保護護套底下並從而擴張保護外套 才能正確安裝。剛性護套可需要高的插入力才能完全、正 確地將桿插入護套底下。此外，由於塑膠在曝露於低溫時 會艾得更具剛性’因而所需的插入力的大小隨電規的周圍 溫度的任何下降而增加。因此，在包括剛性保護外套的電 镜上，在寒冷天氣中安襄典型的電魔連接器可能非常困難 或甚至不可能。 【發明内容】 3 201106384 一般而言，本發明的實例性實施例涉及一種多層式電纜 護套，其用以保護電纜的内部元件。此外，所揭露的實施 例提供一種多層式電纜護套，其甚至當電纜曝露於低溫條 件時也可減少將典型電 '纟覽連接器的桿完全地插入護套底下 所需的插入力大小。 在一個實例性實施例中，一種電纜包括一個或多個内部 元件以及環繞該一個或多個内部元件的多層式護套。該一 個或多個内部元件包括用以傳播信號的至少一根電導體。 儘管可使用其他多層式配置，但是在所揭露的實施例中， 多層式護套包括被外層環繞的内層。内層是由剛性相對弱 於外層材料的材料或材料組合配置而成。使用多層式護套 在許多方面是有利的。具體而言，這種為保護護套提供剛 性較弱的内層的能力使護套能夠容易地容置電繼連接器的 桿’從而甚至在低溫條件下也能減少安裝連接器所需的插 入力大小。同時，剛性較強的外層為電纜的内部元件提供 足夠的保護。 在另一實例實施例中，揭露一種製造具有一個'或多個内 部元件的電纜的方法。首先，以内護套層環繞該_個或多 個内部元件。該一個或多個内部元件包括用以傳播作號的 至少一根電導體。然後，以外護套層環繞内護套層。内護 套層是由剛性相對弱於用以構成外護套層的材料的—種或 多種材料製成。 在又—實例性實施例中，揭露一種製造同軸電徵的方 法。在所揭露的實施例中，以電介質環繞中心導體。中心 4 201106384 導體用以傳播信號。然後，以外導體環繞電介質。接著， 在外導體上擠出形成内護套層。最後，在内護套層上擠出 形成外護套層。同樣’内護套層由剛性相對弱於用以形成 外護套層的材料的一種或多種材料構成。 這些所揭露的實施例中的每一者均提供許多潛在優 點。例如’每一所揭露的實施例均提供外保護護套，其用 以使電缓的内部元件避開外部污染物及外力。另外，所揭 露的實施例解決了現有技術中的關鍵問題，包括由於完全 地插入桿所需的力減小，因而甚至在寒冷溫度條件下也能 夠更容易地安裝電纜連接器（或類似元件）。 提供本發明内容部分是為了以簡化形式介紹部分概 念，這些概念將在下文具體實施方式部分中予以進一步說 '。本發明内容部分並非旨在標明所主張的標的物的關鍵 :徵或實質特性’也並非旨在幫助確定所主張的標的物的 範圍。此外，應理解，上述大體說明與下文對本發明的詳 細說明均為實例性及解釋性的，i旨在提供對所主張發明 的進一步解釋。 【實施方式】 本發明的實例性實施例涉及一種多層式電纜護套。在 文對:些實例性實施例的詳細說明中，料細參照本發 的特疋實施例’在附圖中例示本發明的特定實施例的實 例。盡可能地，將在全部圖式中 八τ便用相同的參考編號來 代相同的或類似的部件。 丁％二賞施例進行足夠詳細的 201106384 明，以使所屬領域的技術人員能夠實踐本發明。也可利用 其他實施例，並且可在不背離本發明範圍的條件下作出結 構、邏輯及電學方面的改變。此外，應理解，本發明的各 種實施例儘管並不相同，但是未必相互排斥。例如，在一 個實施例中所描述的特定特徵、結構或特性可能會包含於 其他實施例中。因此，下文的詳細說明不應被視為具有限 制思義，並且本發明的範圍僅由隨附申請專利範圍及其所 允S午的均專物的全部範圍加以界定。 I .實例性同軸電纜 首先，參照圖1A，其揭露實例性同軸電纜丨〇 〇 ^實例 性同軸電纜1 00可以是任何類型的同軸電纜，包括但不限 於50歐姆及75歐姆同軸電纜。如圖！ a所揭露，實例性同 軸電纜1〇〇在其兩端中的任一端上使用連接器15〇進行端 接。儘管在圖1A中將連接器150揭露為F_型承插式連接 器，但是應理解，也可使用其他類型的承插式及/或插入式 連接器（圖未示出）來端接電纜1〇〇β此外，儘管是在同 軸電纜及連接器的上下文中揭露實例性實施例，但是應瞭 解’也可使用其他類型的電纜及/或電纜元件。 現在參照圆1Β及1C，同軸電纜一般包括被電介質1 〇4 環繞的中心導體1 〇2、環繞電介質的外導體1 〇6、以及環繞 外導體106的多層式護套1〇8。如圖a及ic所揭露，多 層式護套108 —般包括被外層112環繞的内層11〇。如本文 所用，短語“被...環繞”是指内層一般被外層圍繞。然而， 應理解，内層可被外層“環繞”而無需内層緊鄰外層。因 201106384 此’術語“環繞”允許具有存在中間層的可能性。現在， 將依次對實例性同軸電纜1 00的這些元件中的每一者進行 論述。 中心導體102位於實例性同軸電纜丨〇〇的核心處。中心 導體102用以載送某一範圍的電流（安培）以及傳播射頻 (radio-frequency ; RF) /電子數位信號。在一些實例性實 施例中，中心導體102是由實心銅、銅包鋁（CCA)、鋼包 鋼（ccs)、或鍍銀銅包鋼（scccs)形成，儘管也可能是 其他導電材料。例如，中心導體1〇2可由任何類型的導電 金屬或合金形成。另外，中心導體1〇2可以是例如實心的、 中空的、絞合的、起波紋的、經鍍覆的、或經包覆的。 電介質104環繞中心導體1〇2，且一般用以對中心導體 102與外導體iG6進行支揮和絕緣。冑管圖中沒有示出， 然而可採用例如聚合物等枯合劑將電介質1〇4枯合至令心 導體H)2上。在-些實例性實施例中，電介質1〇4可以是二 但不限於，繞包的（taped ) 人 實〜的、或發泡的聚合物或 3氟^^合物。例如，雷介哲，Λ1 _ H 104可以是發泡的聚乙烯 C polyethylene ； PE ) 〇 外導體106環繞電介質1〇4，且一以 體102/來自中心導體102的… 將進入令心導 “ 射頻（RF)信號減到最少。储 管在圖1B及1C中將外導體w 儘 6揭露為包括條帶 層，但是應理解’料體_可實際上由僅一層:織 層形成。 層或多於兩 例如，外導體106可包括—個 條帶層以遮罩高頻 7 201106384 RF L號’並且還可包括—個或多個編織層以遮罩低頻RF 信號。條帶層壓體可包括但不限於以下層：例如，… 物/黏合劑、崎合物/崎合劑、崎合物、或銘/聚： 論1而’應理解，本文中對條帶的論述不限於具有任 何特定層組合的條帶。編織層可由例如交織的 '細針距（f⑹ gauge)的鋁線或銅線（例如美國線規（awg) μ號線） 形m，應理解，本文中對編織層的論述不限於由任 何特定類型或規格的線形成的編織層。每一條帶層及/或編 織層均會提高外導體106遮罩高頻及低頻“信號 性。 多層式護套H)8環繞電介質1〇4，並一般用以使同軸電 纜100的内部元件避開外部污染物，例如灰塵、濕氣及油 類。在典型實施例令，護套108還用以限制電鐵的灣曲半 徑以防止紐結，並且用以保護電變（及其内部元件）免於 受到外力而破碎或者㈣。如本文其他地方所述，實例性 多層式護套108 —般包括被外層112環繞的内層11〇。此 外’内層110是由剛性相對弱於形成外層112的材料的材 料形成。 例如，外層112可由例如但不限於以下的相對剛性的材 料形成：聚乙烯（PE)、高密度聚乙烯（high_density P〇iyethylene ; HDPE)、低密度聚乙烯（丨㈣^叫 P_ethylene ; LDPE )、或線性低密度聚乙烯（丨丨職^ i〇w_densitypolyethylene; LLDPE)、或其某一組合。所使 用的實際材料可取決於特定應用/預期環境。例如，pE所提 8 201106384 供的相對高的剛性及硬度表明，此種材料可由於其抗張強 度、抗衝擊性、抗破碎性、抗壓性、抗磨損性、以及相對 低的成本而應用於旨在用於地下或空中室外安裝的同軸電 縵中。與例如橡膠化的聚氣乙稀（polyvinyl chl〇ride ; PVC ) 等較軟的材料相比，PE的這些特性使其在作為護套材料時 具有優良的性能。然而’如上所述，完全由例如PE等剛性 的、實質不可壓縮的材料製成的護套往往需要過大的插入 力才能將電纜連接器的桿（或類似元件）完全地插入護套 底下。 為此’内層112是由例如但不限於以下的剛性相對較弱 且更柔韌的材料形成：發泡的PE、聚氣乙烯（pvc)、或聚 胺基甲酸酯（p〇lyUrethane ; PU )、或其某一組合。與外層 112相比，内層1丨〇的相對柔韌性會減小將電纜連接器的桿 完全地插入多層式護套108底下所需插入力的大小。 現在參照圖1D，其揭露以電纜連接器15〇進行端接的 同軸電纜100的一端。如圓1D所揭露，在安裝期間，將電 纜連接器150的桿152滑到多層式護套1〇8底下。應理解， 如圖1D所揭露，可進一步將桿152滑到外導體1〇6底下。 作為另外一種選擇，也可將桿152滑到多層式外導體的層 中的一者或多者（例如條帶層）之上，以及滑到多層式外 導體的層中的一者或多者（例如編織層）底下。 相對柔韌的内層110使内層i 10能夠壓縮並從而容納桿 152的形狀。如此一來，與將桿152完全地插入完全由與 剛性外層112相同的實質不可壓縮的材料製成的單層護套 9 201106384 底下所需的插入力相比，可 飞較小的插入力將桿152完全 地插入多層式護套108底下。 此外’在低的環境溫度下，相對柔勒的内層"〇是特別 有利的。例如’儘管在寒冷天氣中可能難以或無法將電纜 連接器150安裝至帶剛性單層護套的電纜上，但是由於柔 性的、可歷縮的内| 110使所需插入力顯著降低，因而可 在寒冷天氣中相對容易地將電纜連接器15〇安裝至實例性 同軸電纜，〇上。因此，可在寒冷天氣中將電纜連接器15〇 安裝至實例性同轴電纜⑽±，而以前卻難以或無法在僅 具有剛性單層護套的同軸電纜上進行安裝。同時，相對剛 性的外層112提供同軸電纜100的内部元件所需的保護。 在下文中’通過對帶剛性單層護套的電纜的所需連接器 插入力的估計值與實例性帶多層式護套的電纜1〇〇的所需 連接器插入力的估計值相比較，可發現帶多層式護套的電 魔100的設計的一個優點。可通過考慮護套抗張強度及將 試圖移開護套材料的材料面積來估計電纜的連接器插入 力。例如，帶剛性單層護套的電纜中或實例性電纜1 〇〇的 外導體106中的編織線的面積可通過以下公式計算： 4 = \£<>^(/^2) = 68><7><(0.00632) = 0.0021 平方英寸（1) 類似地，電纜連接器1 50的連接器桿1 52的面積町通 過以下公式計算： = jx(〇.2252) = 0.0400 平方英寸 （2) 201106384 然後’可按下式利用這兩個面積心與來估計將連接器 桿1 52附裝至帶剛性單層LDPE護套的電纜上所需的插入 力 : F/fix - L X (4 + 々p) = 2000X (0-0021 + 0.0400) = 84.2 膀 （3 ) 類似地，將連接器桿152附裝至具有由發泡的ldpe形成 的相對柔韌的内層110的實例性帶多層式護套的電纜1〇〇 上所需的插入力可通過以下公式估計： ^^-^7><(4 + 4(：/1) = 757乂(0.0021 + 0.0400)=：31.9磅（4) 這些計算與估計是基於以下假定： 7>LDPE護套抗張強度=2,〇〇〇磅每平方英寸 L产發泡的LDPE的抗張強度=757磅每平方英寸 編織線直徑=0.0063英寸 及犯=每根電纜的編織末端的數量=68 〇cp=連接器桿的直徑=0.225英寸 因此，在至少一個實例性實施例中，將連接器桿⑴ 附裝至實例性電縱⑽上所需的插入力〜（3ι·9碎）比 :相同的連接器桿152附裝至帶剛性單層護套的電鏡上所 :的插入力心（叫）小52.3碎。所需插入力的此種 剛性的外層u2的多層式設計__的内層110與相對 儘管在本文中將多層式護套1G8揭露為—般包括被單 —外層112環繞的單一 護套⑽包括至少—個相LIT 解，只要多層式 才對柔韌的内層以及-個相對剛性 層，^式外套108可實際上由多於兩層形成。 201106384 π ·製造同轴電纜的實例性方法 繼續參照圖1Β及1C，並同時參照圖2 ’其揭露一種製 造實例性同軸電纜100的實例性方法200。 在步驟202中，以電介質1〇4環繞中心導體10.2。例如， 可將中心導體1〇2饋送過第一押出機（extruder)，在第— 押出機.中應用例如聚合物等粘合劑的預塗層（pre-coat )。 然後’可將經預塗覆的中心導體102饋送過第二押出機， 在第二押出機中應用電介質1 04以環繞中心導體1 〇2。作 為另外一種選擇，在執行實例性方法2〇〇之前中心導體1 〇2 早已被電介質104環繞的情況下，可完全省略步驟2〇2。 然後’在步驟2〇4中，以外導體1〇6環繞電介質1〇4。 如上所述，外導體1 〇6可由交替的條帶層及/或編織層形 成。例如，可將電介質1〇4及其環繞的元件饋送過一個或 多個纏繞操作，每一纏繞操作均圍繞電介質104纏繞條帶 層。類似i也’例如’可將每一條帶層饋送過一個或多個編 織操作’每—編織操作均圍繞每—條帶層來編織、交織或 纏：編織層。作為另外-種選擇’在執行實例性方法2(K 之刖電"質104早已被外導體1〇6環繞的情況下，可完全 省略步驟204 ^ 然後，在步驟206中 環繞外導體106。例如， 馈送過第三押出機，在第 的内層110以環繞外導體 ’以多層式護套108的内層110 可將外導體1 06及其環繞的元件 二押出機中應用多層式護套1〇8 10 6 〇 最後，在步驟208中 以多層式護套108的外層112 12 201106384 環繞多層式護套108的内層11 〇。例如，可將内層11 〇及其 環繞的元件饋送過第四押出機，在第四押出機中應用多層 式護套108的外層112以環繞内層110。 因此，可採用實例性方法200形成實例性同軸電纜 100。如本文其他地方所揭露，相對柔韌的内層11 〇相對於 相對剛性的外層1 12的定向使得以電纜連接器15〇端接同 軸電纜100變得更容易，尤其是在寒冷天氣中安裝電纜連 接器150期間。 瓜·替代實施例 儘管是在標準同軸電纜的上下文中對實例性實施例進 行說明’但是應理解，其他電纜配置也可同樣地得益於本 文中所揭露的多層式護套1 〇8。例如，可將溢流式同軸電 纜（flooded coaxial cables)及/或自承式同軸電纜 (messengered coaxial cables )配置成包括多層式護套。另 外’儘菅本文中所揭露的實例性電纜連接器15〇被配置為 私準的承插式F-型連接器，但是包括必須滑到電纜護套底 下或者以其他方式與電纜護套配合的桿（或類似結構）的 其他連接器或電纜元件也可同樣地得益於本文令所揭露的 多層式護套108。 此外，儘營本文中的論述大體上是關於同軸電纜，但是 ‘'解可將其他類型的電纜（例如其他電信電徵類型） 配$成包括包含本文中所揭露的發明概念的多層式護套。 實例丨生同軸電纜1 0 0的内部元件包括中心導體1 〇 2、 質104以及外導體丨〇6，但是應理解，具有其他類型 13 201106384 的内部元件的電纜可同樣地得益於本文令所主張種類的多 層式護套。大體而言，可使用包括必須滑到電繞護套底下 或者以其他方式與電纜護套配合的桿的連接器（或類似元 件）進行端接且具有任何内部元件组合的任何電繞可同樣 地得益於本文中所揭露的發明概念。 本文中所揭露的實例性實施例可實施為其他特定形 式。本文中所揭露的實例性實施例在所有方面均將僅被視 為例示性的而非限制性的。 圖式簡單說明 根據下文結合附圖對實例性實施例進行的詳細說明，本 發明的實例性實施例的各個方面將會變得顯而易見，在附 圖中： 圖1A為使用兩個實例性連接器推 安器進仃端接的實例性同軸 電纜的立體圖； 圖1B為圖1A所示的實例性同輪電雙的剖面圖； 圖1C為圖1A所示的同軸電規的-部分的立體圖，其中 同轴電魔的每一層的某些部分被切掉； 圖1D為圖1 A所示實例性同軸電增 电現及其中一個實例性連 接器的另一剖面圖；以及 、圖2為製造圖1A㈣實例性同轴電規的實例性方法的 流程圖。 【主要元件符號說明】 14 201106384 100..同軸電纜；150..連接器；102.. 104.. 電介質；106..外導體；108..護套； 112.. 外層；152..桿 中心導體； 1 1 0..内層； 15

Claims (1)

1. 201106384 七、申請專利範圍： 1. —種電纜，包括： 一個或多個内部元件，包括用以傳播信號的至少一根電 導體；以及 多層式護套，環繞所述一個或多個内部元件，所述多層 式護套包括被外護套層環繞的内護套層，其中所述内護套 層的剛性弱於所述外護套層。 2. 如申請專利範圍第丨項所述的電纜，其中所述至少 根電導體包括中心導體，且其中所述一個或多個内部元 件還包括： 電介質，環繞所述中心導體；以及 外導體，環繞所述電介質。 3. 如申請專利範圍第1項所述的電纜，其中所述外護 套層包含聚乙稀（polyethylene ; PE)。 4. 如申請專利範圍第1項所述的電纜，其中所述外護 套層包含高密度聚乙烯（high-density polyethylene ; HDPE)、低密度聚乙稀（l〇w-density polyethylene ; LDPE)、 或線性低密度聚乙烯（Hnear low-density polyethylene ; LLDPE)、或其等之組合。 5. 如申請專利範圍第1項所述的電纜’其中所述内護 16 201106384 套層包含發泡的PE。 6. 如申請專利範圍第1項所述的電纜，其中所述内護 套層包含聚氣乙稀（polyvinyl chloride ; PVC)。 7. 如申請專利範圍第1項所述的電纜，其中所述内護 套層包含聚胺基甲酸g旨（polyurethane ; PU )。 8. —種製造具有一個或多個内部元件的電纜的方法， 所述方法包括以下步驟： 以内護套層環繞所述一個或多個内部元件，所述一個或 多個内部元件包括用以傳播信號的至少一根電導體；以及 以外護套層環繞所述内護套層，其中所述内護套層的剛 性弱於所述外護套層。 9·如申請專利範圍第8項所述的方法，其中所述至少 根電導體包括中心導體，且其中所述— 内部元 件還包括： 電介質，環繞所述中心導體；以及 外導體，環繞所述電介質。 護套 1班如申請專利範圍第9項所述的方法，其中所述以内 -押出Γ繞所述—個或多個内部元件的步驟包括：利用第 (extruder)將所述内護套層施用於所述外導體。 17 201106384 U·如申請專利範圍第10項所述 外護套層環蝽所 去’其中所述以 第二柚山^ 仟的步驟包括：利用 出機將所述外護套層施用於所述内護套層。 所述外護 丨2.如申請專利範圍第8項所述的方法並 套層包含PE。 Ί 如申請專利範圍第8項所述 套層包含HDPE、LDPE、或LLDPE、或其 的方法’其中所述外護 等之組合 所述内護 14.如申請專利範圍第8項所述的方法，其中 套層包含發泡的PE。 ' 内護 15.如申請專利範圍弟8項所述的方法，其中 套層包含PVO ,L 16.如申請專利範圍第8項所 方 套思 丹T所述内護 安層包含PU。 —種製造同軸電纜的方法，包括以下步驟·· 以電介質環繞中心導體，所述中心導體用以傳播信號； 以條帶層環繞所述電介質· 以編織層環繞所述條帶層； 18 201106384 在所述編織層上擠出形成内護套層；以及 在所述内護套層上擠出形成外護奮潛，其中所述内護套 層的剛性弱於所述外護套層。 1 8‘如申請專利範圍第I?項所述的方法’其中所述外 β蔓套層包含PE、HDPE、LDPE、或LLDPE、或其等之組合。 1 9.如申請專利範圍第17項所述的方法，其中所述内 護套層包含發泡的PE、PVC、或其等之組合。 20.如申請專利範圍第17項所述的大 ^ „ 法’其中所述外 遭奮層包含ΡΕ，而所述内護套層包含 货疤的ΡΕ。 19