JP2008078082A

JP2008078082A - メタリックケーブル

Info

Publication number: JP2008078082A
Application number: JP2006258941A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishikawa; 石川　　浩
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】クロストークを低減し、重量を軽減し、既存のコネクタに取り付け可能なメタリックケーブル及び対型メタリックケーブルを提供する。
【解決手段】外皮が内外二重に分割形成され、外側の外皮の内側に該外側の外皮と内側の外皮との間隔を広げるように上記突起が形成され、上記内側の外皮にメタル心線が内包された。
【選択図】図１

Description

本発明は、クロストークを低減し、重量を軽減し、既存のコネクタに取り付け可能なメタリックケーブルに関する。

図６に示されるように、メタリックケーブルの一種である対型メタリックケーブル１０１は、２本の絶縁心線２を撚り合わせた対撚り線３を複数本有し、各対撚り線３を１本ずつ周方向に仕切り４で隔離する中心介在５を有し、その中心介在５の外周に外皮１０６を備えたものである。絶縁心線２はメタル心線１０８に外皮（絶縁被覆）１０９を施したものである。

従来の対型メタリックケーブル１０１では、最高で１Ｇｂｐｓの高速伝送が行える。対型メタリックケーブル１０１には優れた伝送特性が要求され、周波数帯域は２５０ＭＨｚである。周波数が高くなるほど対撚り線３間のクロストーク、反射減衰量、特性インピーダンスを向上させることが難しくなる。その対策として、図６の構造が用いられる。すなわち、断面十字状の中心介在５によって各対撚り線３を１本ずつ周方向に仕切り４で隔離することにより、各対撚り線３間に生じるクロストークを要求に適合させつつ反射減衰量や特性インピーダンスも要求に適合させている。

特開平１１−０５３９５８号公報

ＩＥＥＥ（米国電気電子技術者委員会）の８０２．３標準化団体において、２００６年の規格標準化を目標に、対型メタリックケーブルを用いて１０Ｇｂｐｓの伝送速度を持つイーサネット（登録商標）である１０ＧＢＡＳＥ−Ｔを実現することが検討されている。この１０Ｇｂｐｓイーサネット（登録商標）においては帯域が従来の最高である２５０ＭＨｚから５００ＭＨｚへと拡大されるとともに、今まで規定されていなかった隣接する対型メタリックケーブルとの間に生じるクロストークが新しく規定される。

通常、通信ケーブルの配線システムでは、図６のような４対の対型メタリックケーブル１０１を１本だけ配線することはなく、この４対の対型メタリックケーブル１０１を複数本、互いに隣接し合うように多条敷設する。このため、対型メタリックケーブル１０１間のクロストークが生じやすい環境となる。

一般に、対型メタリックケーブル（以下単にメタリックケーブルという）間における上記クロストークの規定を満たすためには、対撚り線の撚りピッチを従来より細かくすることが必要になるが、それと共に、隣接するメタリックケーブル同士の対撚り線間距離を大きくとることが効果的である。なぜなら、対撚り線間のクロストークは対撚り線間距離の２乗に反比例するからである。

従って、隣接したメタリックケーブル同士の対撚り線間距離を大きくするには、外皮の外径（直径）を太くするとよい。しかし、外皮の外径を太くするために、単純に外皮の厚みを、例えば、２ｍｍや３ｍｍのように厚くしてしまうと、
１．ケーブルの単位長さ当たりの重量が増加する。
２．外皮材料を多量に消費する。
３．外皮肉厚の偏差が生じやすく、断面形状が円形等の規定の形状に安定しにくい。
４．従来の外径のケーブルにサイズが適合しているコネクタ、例えば、図７の対型メタリックケーブルに適合している８極８心モジュラープラグが外径を太くした対型メタリックケーブルにサイズが適合せず、取り付けられない。
といったデメリットがある。

そこで、本発明者は、図７に示すような、対型メタリックケーブル１１１を考案した。この対型メタリックケーブル１１１は、２本の絶縁心線２を撚り合わせた対撚り線３を複数本有し、各対撚り線３を１本ずつ周方向に仕切り４で隔離する中心介在５を有し、その中心介在５の外周に外皮６を備え、外皮６に該外皮６の外表面と中心介在５との間隔を広げるための突起７が形成されたものである。

突起７は、断面が台形状のものであり、外皮６の内周に沿って周方向に一定の間隔を開けて複数個並べられているため、外皮６の断面が歯車状を呈する。なお、突起７は、外皮６の外側に形成しても隣接ケーブル同士の対撚り線間距離を大きくすることができるが、ここでは、外皮６の内側に形成する。

この構成により、外皮６の外表面と中心介在５との間隔が広がり、外皮６の外径が図６に示した従来の対型メタリックケーブル１０１より大きくなる。これにより、複数本の対型メタリックケーブルを隣接させた場合に、隣接するケーブル同士の対撚り線間距離を従来より大きくすることができる。よって、図７の対型メタリックケーブル１１１は、単純に外皮の厚みを厚くするのに比べると、
１．ケーブルの単位長さ当たりの重量があまり増加しない。
２．外皮材料を多量には消費しない。
３．外皮肉厚の偏差が生じにくく、断面形状が円形等の規定の形状に安定しやすい。
という利点がある。

しかし、この対型メタリックケーブル１１１は、従来より外皮外径が大きくなったので、
４．図６の対型メタリックケーブル１０１に適合している８極８心モジュラープラグ（コネクタの一種）が取り付けられない。
５．側圧が印加されたとき、突起が対撚り線に局所的ストレスを与える。
という不利な点がある。特に、既存のコネクタとアセンブリできない点は、実用上、大きな障害となる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、クロストークを低減し、重量を軽減し、既存のコネクタに取り付け可能なメタリックケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のメタリックケーブルは、外皮が内外二重に分割形成され、外側の外皮の内側に該外側の外皮と内側の外皮との間隔を広げるように上記突起が形成され、上記内側の外皮にメタル心線が内包されたものである。

上記メタル心線は、絶縁被覆が施された絶縁心線であってもよい。

上記メタル心線は、２本の絶縁心線が撚り合わされた対撚り線であってもよい。

上記内側の外皮に、上記メタル心線として２本の絶縁心線が撚り合わされた対撚り線が複数本と、各対撚り線を１本ずつ周方向に仕切りで隔離する中心介在とが内包されてもよい。

上記突起が周方向に間隔を開けて複数個形成されてもよい。

上記内側の外皮の外径が６．４ｍｍ以下、上記外側の外皮の外径が８ｍｍ以上であってもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）クロストークを低減することができる。

（２）重量を軽減することができる。

（３）既存のコネクタに取り付け可能である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係るメタリックケーブル１は、図７の対型メタリックケーブル１１１をさらに改良し、外皮を内外二重に分割形成し、外側の外皮の内側に該外側の外皮と内側の外皮との間隔を広げるように上記突起を形成した対型メタリックケーブル１である。

ここでは、対撚り線３を４本備えるものとする。よって、絶縁心線２は８本である。また、中心介在５は、各対撚り線３を１本ずつ周方向に隔離するために４つの仕切り４を有し、断面十字状に形成される。もちろん、対撚り線３の本数はこれに限らず、何本でもよい。

対撚り線３と中心介在５の構造は図７の対型メタリックケーブル１１１と同じである。図７の対型メタリックケーブル１１１との違いを述べると、図１の対型メタリックケーブル１は、外皮６が内外の外皮１２，１３に分割されて二重構造とされ、さらに、外側の外皮１２の内側に突起１４が形成されている。これは、外側の外皮１２と内側の外皮１３との間隔を広げることで、外側の外皮１２と内側の外皮１３との間に意図的に空間を内包させたものである。これにより、ケーブルの単位長さ当たりの重量増加を抑えつつ、ケーブルの外径を大きくして隣接ケーブル同士の対撚り線間距離を大きくしてクロストークを効果的に抑制することができる。

しかも、図１の対型メタリックケーブル１は、外皮６を二重にしたことにより、内側の外皮１３を残して外側の外皮１２だけを剥離することができるので、内側の外皮１３の外径を従来からある図６の対型メタリックケーブル１０１の外皮の外径と同じにしておけば、外側の外皮１２を剥離すれば既存のコネクタとアセンブリできる。
従って、図１の対型メタリックケーブル１は、
１．ケーブルの単位長さ当たりの重量があまり増加しない。
２．外皮材料を多量には消費しない。
３．外皮肉厚の偏差が生じにくく、断面形状が円形等の規定の形状に安定しやすい。
４．図６の対型メタリックケーブルに適合している８極８心モジュラープラグが取り付けられる。
５．側圧が印加されても、内側の外皮があるので、対撚り線に局所的ストレスを与えることがない。
という利点がある。

これにより、本発明に係る対型メタリックケーブル１は、該ケーブル内の対間のクロストーク、反射減衰量、特性インピーダンス等の電気特性に関する厳しい要求に適合するだけでなく、ケーブル同士が隣接する場合に生じるケーブル間クロストークについても要求に適合し、さらに、従来の対型メタリックケーブル１０１と比べて経済性、使用性、生産性において遜色なく、実用性にも優れている。

次に、図１の対型メタリックケーブル１を既存のコネクタとアセンブリする方法を説明する。

既存の８極８心モジュラープラグが受容するケーブルの外径は６．５ｍｍまでである。これは、ＴＩＡ／ＥＩＡ（米国電気通信工業会／米国電子工業会）５６８Ｂ−２に対型メタリックケーブルの最大外径が６．４ｍｍと規定されているためである。従って、図１の対型メタリックケーブル１は内側の外皮１３の外径が６．４ｍｍ以下であるのが望ましい。

内側の外皮１３の外径を６．４ｍｍ以下とすることにより、外側の外皮１２を剥離したとき、既存の８極８心モジュラープラグを従来通りの方法で取り付けることができる。

図２に示されるように、対型メタリックケーブル１の端末において外側の外皮１２を剥離すると、内側の外皮１３が露出する。内側の外皮１３が露出した状態となった端末は、その外径が８極８心モジュラープラグ２１に適合する。

内側の外皮１３の外径を６．４ｍｍとしたとき、外側の外皮１２の外径は８ｍｍ以上であることが望ましい。すなわち、外側の外皮１２の厚み（突起部分）は、２ｍｍ以上であることが望ましい。これにより、図１の対型メタリックケーブル１は従来の対型メタリックケーブル１０１より外径が２ｍｍ増加し、これによって隣接するケーブルとの間で対撚り線間距離を充分に大きくとれることになる。

次に、図１の対型メタリックケーブルを複数本隣接配線したときのケーブル間クロストーク特性を説明する。

図３に示されるように、ＩＥＥＥの規格である１０ＧＢＡＳＥ−Ｔにおいてのケーブル間クロストークの要求値は、ケーブル間電力和近端漏話で表すと、１００ＭＨｚにおいて６２．５ｄＢ以上、５００ＭＨｚにおいて５２ｄＢ以上である。これに対し、本発明の対型メタリックケーブル１１は、互いに隣接する対型メタリックケーブル１の第一対同士、第二対同士、第三対同士、第四対同士のクロストーク値が、対象の周波数帯域の全域において、１０ＧＢＡＳＥ−Ｔの要求値を満たしている。

ここで、ケーブル間電力和近端漏話とは、対象の対型メタリックケーブルＡに収容されている対象の対撚り線に電圧Ｖｉｎの信号を印加したとき、隣接する対型メタリックケーブルＢに収容されている４本の対撚り線間に現れる電圧をＶｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３，Ｖｂ４とすると、
２０ｌｏｇ₁₀｛（Ｖｂ１＋Ｖｂ２＋Ｖｂ３＋Ｖｂ４）／Ｖｉｎ｝
で定義される値である。この値の絶対値が大きいほど、クロストークノイズが小さい。

図４に示した対型メタリックケーブル４１は、図１の対型メタリックケーブル１の変形例であり、突起１４の個数を少なくしてある。すなわち、突起１４は円周角３０°ごとに合計１２個設けられる。突起１４の幅（周方向）は図１の対型メタリックケーブル１における突起１４の幅と大きく変わらないので、突起１４の個数が少ないことで空間の占める比率が大きくなり、軽量化に有利である。

ここまでの実施形態では、本発明を対型メタリックケーブルに適用したが、本発明はこれに限らず全ての構造のメタリックケーブルに適用できる。例えば、最も構造が単純なメタリックケーブルとして、メタル心線の外周に外皮を備えただけのメタリックケーブルに本発明を適用する。すなわち、図５（ａ）に示されるように、メタリックケーブル５１は、外皮を内外二重とし、外側の外皮５２の内側に該外側の外皮と内側の外皮５３との間隔を広げるように突起５４を形成する。これによって、隣接するケーブルとの間でメタル心線間の距離を広げてクロストークを減らすことができる、外皮の材料の増加を抑えて重量を軽減することができ、さらに、図５（ｂ）に示されるように、外側の外皮５２を剥離すれば既存のコネクタに取り付け可能となる。

このように、外皮が内外二重に分割形成され、外側の外皮の内側に該外側の外皮と内側の外皮との間隔を広げるように突起が形成され、内側の外皮にメタル心線が内包されたものであれば、メタル心線の本数や介在の有無にかかわらず、ケーブル間クロストークを低減し、重量を軽減し、既存のコネクタに取り付け可能とすることができる。

本発明の一実施形態を示す対型メタリックケーブルの断面図である。図１の対型メタリックケーブルを既存のコネクタとアセンブリする方法を示す図である。図２の対型メタリックケーブルのケーブル間クロストーク特性図である。本発明の一実施形態を示す対型メタリックケーブルの断面図である。（ａ）は本発明の一実施形態を示すメタリックケーブルの断面図、（ｂ）はアセンブリ図である。従来の対型メタリックケーブルの断面図である。従来の対型メタリックケーブルを改良した対型メタリックケーブルの断面図である。

符号の説明

１，４１対型メタリックケーブル
２絶縁心線
３対撚り線
４仕切り
５中心介在
６外皮
７，１４突起
１２外側の外皮
１３内側の外皮

Claims

外皮が内外二重に分割形成され、外側の外皮の内側に該外側の外皮と内側の外皮との間隔を広げるように上記突起が形成され、上記内側の外皮にメタル心線が内包されたことを特徴とするメタリックケーブル。
上記メタル心線は、絶縁被覆が施された絶縁心線であることを特徴とする請求項１記載のメタリックケーブル。
上記メタル心線は、２本の絶縁心線が撚り合わされた対撚り線であることを特徴とする請求項１又は２記載のメタリックケーブル。
上記内側の外皮に、上記メタル心線として２本の絶縁心線が撚り合わされた対撚り線が複数本と、各対撚り線を１本ずつ周方向に仕切りで隔離する中心介在とが内包されたことを特徴とする１又は２記載のメタリックケーブル。
上記突起が周方向に間隔を開けて複数個形成されたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のメタリックケーブル。
上記内側の外皮の外径が６．４ｍｍ以下、上記外側の外皮の外径が８ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４記載のメタリックケーブル。