TWM508828U - 電纜結構 - Google Patents

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TWM508828U
TWM508828U TW104205257U TW104205257U TWM508828U TW M508828 U TWM508828 U TW M508828U TW 104205257 U TW104205257 U TW 104205257U TW 104205257 U TW104205257 U TW 104205257U TW M508828 U TWM508828 U TW M508828U
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Rosenberger Hochfrequenztech
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Description

電纜結構
本創作係關於一種電纜結構，特別係指一種由兩條相鄰電纜所組成之結構，其中第一電纜與第二電纜分別具有至少一由兩條或數條導線相互絞織而成的絞線組，以及一包覆於該絞線組外之內層電纜外皮。
扭絞或絞織一般的定義為：一電纜內多條軸線或是導線間螺旋狀的相互紮結，例如一習知的雙絞電纜具有至少一絞線組，其包含兩條相互絞織的導線，其中個別導線在電纜軸上周期性地相互交換位置；此外，扭絞或絞織的導線對可針對外界的交變電磁場與靜電影響提供更佳的保護。
一般由介電材質(如塑膠)所製成之電纜外皮，係包覆於分別具有一個別絕緣層之導線(軸線)外圍。
更進一步，藉由絞織可有效降低導線對間，於電纜中相鄰傳導的串擾以及串音；為此可在電纜上為絞線組選擇不同的單扭長度以及/或是扭絞方式；由一第一導線對可藉由感應法或電容法將一外來訊號傳入第二導線對。
即使當數條分別具有至少一可傳輸差分訊號之導電對之電纜相鄰鋪設時，此種電纜間無預期的外界串擾(又稱為外來串擾)可能會出現，為了降低此種干擾，個別電纜通常會具有一屏蔽層；另一種作法則為使用同軸電纜。
專利文件US 2012/0186846中揭露有一種電纜內的絞織結構，其中絞線組又可相互扭絞在一起，個別扭絞的單扭長度可為不固定；生產此種電纜的過程卻相當複雜；此外，數條相鄰鋪設的此種電纜間可能出現外來串擾。
專利文件EP2131370B1也同樣揭露兩再度相互扭絞之絞線組，其中集體扭絞的單扭長度係依正弦函數變化，此種電纜之生產也相當複雜；此外，多條相鄰鋪設的此種電纜間可能出現外來串擾，所謂單扭長度係指絞線組所構成的螺旋線的節距或是斜率，換句話說，單扭長度係指：依絞線組中扭絞的軸線在此一段距離內於電纜軸向(Z方向)上完全翻轉一圈。
本創作之目的，係在提供一種相鄰鋪設的電纜結構，該電纜分別可用於傳輸差分訊號，其中該結構易於生產，且同時可避免個別電纜內導線對間的串擾，或至少可使其降至最低。
其中，可優先摒除個別電纜的屏蔽層，因為其一方面昂貴，且另一方面對電纜重量、可彎性以及施工性具有不良影響。
本創作之電纜結構，於至少一電纜外皮之外部上設有間隔塊，以增加兩電纜之絞線組間的(最小)距離。
本創作之電纜結構，該電纜結構中個別電纜可相鄰安置，使電纜之外部交界面間至少於部分區段上為相互緊靠，其中，在此狀況下，兩絞線組間(盡可能小)的相對距離係藉由一間隔塊增加一後厚度，該厚度係與該間隔塊由電纜外皮之外表面出發所具有的徑向厚度相同，該間隔塊的徑向厚度此時可依傳輸訊號強度、電纜直徑、每一絞線組中扭絞導線數量、電纜結構中電纜數 量以及其相對走向(於一平面上或是三維絞束形式)而調整，使得個別電纜內絞線組間的外來串擾可藉由最小間距的增加或是設定而被抑制到一預設值以下。
本創作中優先者為，於每個電纜外皮的外部上設有一間隔塊，也就是說，本創作之電纜結構中每條電纜均具有至少一間隔塊，該間隔塊係分別固定於個別電纜外皮上，在此狀況下，兩絞線組間的距離可藉由此間隔塊而增加一厚度，該厚度等於一間隔塊徑向厚度的兩倍，或是兩間隔塊徑向厚度的總和；藉此可避免絞線組間距小於一預設之最小距離A，而無需考慮個別電纜的走向。
本創作之基礎概念在於，相鄰絞線組間的串擾隨著絞線組間距離增加而降低，因此當相鄰鋪設的絞線組間距離很窄時，會產生顯著、不預期的外來串擾，此問題可藉由改變電纜內個別絞線組間之絞織長度等習知的方法解決，但是僅能達到某種程度的效果，雖然可以理解在鋪設傳統電纜時，必須注意電纜間保持一預設之最小距離，此一條件對電纜組裝人員來說卻相當繁複且耗時；由於具有數條相互平行電纜之電纜束中每條電纜均與多條電纜緊緊相鄰，因此產生的外來串擾會特別大，利用本創作中安裝於電纜上之間隔塊可解決此一困擾，因為該間隔塊即使在電纜束結構中依然可確保兩兩相鄰絞線組間具有一最小距離。
本創作之優先實施例中，該間隔塊的形式為一同軸包覆住電纜外皮的套管，其優先具有圓形或橢圓形的輪廓，當該套管於截面上為圓形時，數條分別由該套管所包覆之電纜可排列成特別緊密的電纜束結構，其中個別套管可相互連接。
本創作之第一種替代選項中，於電纜外圍或是每條電纜外圍上每間隔電纜軸向一段距離安裝有數個套管，該套管分別在電纜軸向上僅有小於10cm的小尺寸，於本創作之另一特別優先的選項中，該套管在電纜軸向上卻延伸大於1m的較長尺寸，特別是大於3m或更長，且與電纜其餘部分相同具可彎性，以在整個區段上可確保電纜之絞線組不會太過緊靠，其中必要的是，套管延伸超過電纜整段長度的30%，優先為超過50%，特別優先為超過75%，更特別優先為延伸於整段電纜長度，使得電纜之間的外來串擾在整段電纜長度上均可受到抑制。
將套管製成安裝於內層電纜外皮的外層電纜外皮，可降低製造成本，藉由該外層電纜外皮可增加個別電纜的整體直徑，該外層電纜外皮可利用壓合與/或嚙合固定於內層電纜外皮的外圍上，例如推移至其上，以及/或是以黏著、噴塗等方式固定。
絕緣體如塑膠以及/或是發泡材料為易於加工之間隔塊材料，發泡材料之優點在於，電纜直徑的擴大僅需要少量的材料即可，使得絞線組間的距離加大不會造成電纜重量大幅增加，優先者為：間隔塊可由發泡的塑膠材料，如聚丙烯PP所製成。
為了達到串擾足夠的抑制效果，優先者為：間隔塊的外徑大於電纜外皮外徑的1.25倍，特別是大於1.5倍。
其中間隔塊的外徑可大於3.5mm且小於10mm，特別是大於4mm且小於5mm，另外或額外的作法為，電纜外皮的外徑大於2mm且小於3.5mm，此種尺寸為具有足夠的外來串擾抑制效果，且同時電纜結構僅增加些微重量，提供一個良好的折衷辦法。
絞線組優先分別由一組扭絞導線對所組成，電纜則可為分別具有數條扭絞導線對之雙絞線電纜。
另一選項為，絞線組分別由四條相互絞織在一起之導線所構成，在此狀況下，電纜則分別可為四芒星電纜而具有四絞線。
本創作之優點功能特別是在於，當每組絞線組具有至少一對用於傳輸差分訊號之導線對時，亦即此種相鄰鋪設的導線對外來串擾特別敏感。
本創作之電纜結構中，每條電纜均具有剛好一組絞線組，則本創作之電纜結構除了生產成本特別低廉外，同時可控制地抑制絞線組間的外來串擾。
本創作之電纜結構，優先製作成具有兩條以上，特別是五條或更多條電纜之電纜束，個別電纜中至少一條不位於由其他兩條電纜所構成之平面上，同時至少一條電纜具有一條以上至少部分區段靠在其上的相鄰電纜，例如兩條、三條或四條相鄰電纜，其中兩相鄰電纜外圍之間隔塊至少於部分區段上，在可確保絞線組間加大的最小距離條件下，可相互靠在一起。
再一優先的實施例中，至少兩條電纜為分開之獨立電纜，其優先係以束集的形式相互毗鄰鋪設，另一種或是額外作法為，可將電纜至少在部分區段上相鄰設於導引結構內，且/或包容於一共同的支架內；若電纜之一尾端是容納於一共同的插頭或支架內時，電纜不一定但是可能在整段長度上均為相鄰鋪設，也可以只有在部分區段上平行，或是基本上是相互平行。
抑制絞線組間外來串擾的額外措施為，可將個別絞線組的單扭長度設定為不固定，在此關聯下，可直接參考德國專利第10 2014 000 897.5號文件，其內容包含於本公開專利內。
10‧‧‧第一電纜
11‧‧‧第一絞線組
12‧‧‧第一扭絞導線對
15‧‧‧第一內層電纜外皮
14‧‧‧最小單扭長度
18‧‧‧最大單扭長度
20‧‧‧第二電纜
21‧‧‧第二絞線組
22‧‧‧第二扭絞導線對
25‧‧‧第二內層電纜外皮
30‧‧‧第一間隔塊
32‧‧‧導線
34‧‧‧第二間隔塊
36‧‧‧第一外層電纜外皮
38‧‧‧第二外層電纜外皮
60‧‧‧氣泡
100‧‧‧電纜結構
A‧‧‧距離
X‧‧‧間隔塊直徑
Y‧‧‧電纜外皮直徑
第一圖所示係為本創作實施例之平面圖。
有關本創作為達上述之使用目的與功效，所採用之技術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳述如下：
本創作之實施例，請參閱第一圖所示，係由兩條至少於部分區段上相鄰的第一電纜10與第二電纜20所構成之結構100。
由第一圖中明顯可見，該第一電纜10及第二電纜20內分別設有兩條相互扭絞或是絞織，且分別具有一絕緣層(未標示於圖中)之導線32(軸線)，兩條相互絞織的導線32分別構成一第一絞線組11及第二絞線組21；也就是說，一絞線組的導線係以螺旋狀相互環繞扭絞，當完全翻轉一圈時，每條扭絞的導線於電纜軸向上形成一段單扭長度。
該第一電纜10為一雙絞線電纜，且包含剛好一第一絞線組11，該第一絞線組11包含兩條相互扭絞的導線32，該第一絞線組11係由一第一內層電纜外皮15所包覆以構成第一電纜10，其中該第一內層電纜外皮15之電纜外皮直徑Y約為3.2mm，其他直徑大小也可適用，該第一內層電纜外皮15係由一形狀為第一外層電纜外皮36之第一間隔塊30所包覆，其係同軸包覆於該第一內層電纜外皮15外。
該第二電纜20同樣地為一雙絞線電纜，且包含剛好一第二絞線組21，該第二絞線組21包含兩條相互扭絞的導線32，該第二絞線組21係由一絕緣材 質製成之第二內層電纜外皮25所包覆，該第二內層電纜外皮25由一形狀為第二外層電纜外皮38之第二間隔塊34所包覆，其係同軸包覆於第二內層電纜外皮25外。
該第一電纜10及第二電纜20內之第一絞線組11與第二絞線組21之單扭長度，係沿著電纜軸向依波動形狀變化於一最小單扭長度14與一最大單扭長度18之間，而構成具該最小單扭長度14之絞線段與具該最大單扭長度18之絞線段，藉此可降低第一絞線組11與第二絞線組21間的串擾。
圖中所示之第一電纜10與二電纜20之區段係緊緊相鄰鋪設，使得第一外層電纜外皮36與第二外層電纜外皮38之外側靠在一起，另一種作法為，該第一外層電纜外皮36與該第二外層電纜外皮38之間具有一開放空間，此處是選用第一外層電纜外皮36與第二外層電纜外皮38緊鄰相靠的表示圖，以便顯示出第一絞線組11與第二絞線組21間盡可能小的距離A，圖中明顯可見，此一盡可能小的距離A係藉由第一外層電纜外皮36與第二外層電纜外皮38而加大一個尺寸，該尺寸與第一外層電纜外皮36、第二外層電纜外皮38之厚度總合相等，第一絞線組11與第二絞線組21間的距離設定越大，兩絞線組11、21上傳輸之訊號間的外來串擾抑制效果越佳。
圖中所示的實施例中，第一內層電纜外皮15與第二內層電纜外皮25之電纜外皮直徑為Y分別為3.2mm，而第一外層電纜外皮36與第二外層電纜外皮38之間隔塊直徑X則為介於4mm與5mm之間，也可針對所需達到之第一絞線組11m31第二絞線組21間串擾抑制效果而選用其他尺寸。
第一外層電纜外皮36與第二外層電纜外皮38係分別由發泡塑膠所製成，圖式中係由氣泡60所示，這可使得電纜輕質化，即使電纜外皮直徑Y增 加，反之，第一內層電纜外皮15與第二內層電纜外皮25則由傳統的(非發泡)塑膠所製成。
第一外層電纜外皮36與第二外層電纜外皮38也可事後設置於既有電纜之第一內層電纜外皮15、第二內層電纜外皮25上，例如可噴塗於第一內層電纜外皮15、第二內層電纜外皮25上，另一種作法為，可將其以套筒狀推移至第一內層電纜外皮15、第二內層電纜外皮25上，或是由側面裝上。
第一外層電纜外皮36、第二外層電纜外皮38延伸於整段電纜長度，可確保整段電纜長度上相鄰第一電纜10、第二電纜20內兩絞線組間保持最小距離A。
本創作並非僅限於所述之實施例，因此也可使用多於兩條相鄰鋪設之電纜構成本創作結構，此時可用四芒星電纜取代雙絞線電纜，該四芒星電纜具有一由四條軸線構成之絞線組，並使用剛性套管取代外層電纜外皮，或是使用其他間隔塊，其毋須延伸於整段電纜長度。
10‧‧‧第一電纜
11‧‧‧第一絞線組
12‧‧‧第一扭絞導線對
15‧‧‧第一內層電纜外皮
14‧‧‧最小單扭長度
18‧‧‧最大單扭長度
20‧‧‧第二電纜
21‧‧‧第二絞線組
22‧‧‧第二扭絞導線對
25‧‧‧第二內層電纜外皮
30‧‧‧第一間隔塊
32‧‧‧導線
34‧‧‧第二間隔塊
36‧‧‧第一外層電纜外皮
38‧‧‧第二外層電纜外皮
60‧‧‧氣泡
100‧‧‧電纜結構
A‧‧‧距離
X‧‧‧間隔塊直徑
Y‧‧‧電纜外皮直徑

Claims (10)

  1. 一種電纜結構，係由至少兩相鄰電纜(10、20)所構成之電纜結構(100)，該電纜結構中之第一電纜(10)與第二電纜(20)分別具有一由至少二條相扭絞之導線(32)所構成之絞線組(11、12)，且分別具有一包覆於該絞線組外之內層電纜外皮(15、25)；其特徵在於：一安裝於至少一該內層電纜外皮(15、25)外圍之間隔塊(30、34)，用以增加兩電纜(10、20)內之絞線組(11、21)間的最小距離(A)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，在每個該內層電纜外皮(15、25)上設有間隔塊(30、34)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該間隔塊(30、34)具有同軸包覆於該內層電纜外皮(15、25)外之套管，並優先具有圓形或橢圓形之輪廓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電纜結構，其中，該套管延伸於超過電纜整段長度的30%，優先為超過50%，特別優先為超過75%，更特別優先為延伸於整段電纜長度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該間隔塊(30、34)為一位於該內層電纜外皮(15、25)外側之外層電纜外皮(36、38)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該間隔塊(30、34)係由絕緣材料製成，優先為塑膠材料且/或由發泡材料所製成，特別是由發泡塑膠材料如發泡PP所製成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該間隔塊(30、34)之直徑(X)係大於該內層電纜外皮(15、25)之直徑(Y)的1.25倍，特別是大於1.5倍。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該間隔塊(30、34)之直徑(X)係大於3.5mm且小於10mm，特別是大於4mm且小於5mm，且/或該內層電纜外皮(15、25)之直徑(Y)係大於2mm且小於3.5mm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該絞線組(11、21)分別由一扭絞導線對(12、22)所構成，且/或該電纜(10、20)分別為雙絞線電纜。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電纜結構，其中，該電纜結構係具有多於兩條，特別是五條或更多條電纜(10、20)之電纜束結構，其中並非所有電纜都位於同一平面上。
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