JP5644894B2

JP5644894B2 - 不連続導体遮蔽テープを用いた遮蔽層付きケーブル、及びそれを用いたモジュラープラグ付きコード

Info

Publication number: JP5644894B2
Application number: JP2013107551A
Authority: JP
Inventors: 石川　浩; 石川　　浩
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2013225516A

Description

本発明は、接地作業が不要で、隣接ケーブル間における差動信号クロストークが小さい遮蔽層付きケーブルを形成するために用いられる不連続導体遮蔽テープ、それを用いた遮蔽層付きケーブル、及びそれを用いたモジュラープラグ付きコードに関する。

対型メタリックケーブルにおいては、１０Ｇｂｐｓの伝送速度を持つイーサネット（登録商標）の標準化が８０２．３標準化団体にて行われている。このように、物理層において差動信号を用いて高速な伝送をすることが、今後も予期される。差動信号で伝送をする分野では、複数のケーブル回線間に生じる隣接ケーブル間の差動信号クロストークを抑制することが重要である。

隣接ケーブル間における差動信号クロストークは、同一ケーブル内での差動信号クロストークのようにＬＳＩ（Large Scale Integration）によるアクティブキャンセル機能による補償対象にならないため、ケーブルそのものにおいて抑圧する必要がある。

しかし、そのためには、遮蔽層のない対型メタリックケーブルでは、隣接ケーブル同士の対撚り線間の離間距離を大きくする必要があり、ケーブルの直径を意図的に大きくするしかない。例えば、遮蔽層のない非シールドケーブルでは、対の撚りをより細かくし、非シールドケーブルの直径を意図的に大きくすることで、ある程度は隣接ケーブル間の差動信号クロストークを抑制できる。しかし、直径が大きくなるのは好ましくない。

また、メタルケーブルで１０Ｇｂｐｓの伝送を行う１０ＧＢＡＳＥ−Ｔなどは、隣接ケーブル間の差動信号クロストークが同一ケーブル内の差動信号クロストークより直接的に伝送品質に大きく影響を与える。このような通信方式のために専用に設計された、いわゆるＡｕｇｍｅｎｔｅｄＣａｔｅｇｏｒｙ６といわれるケーブルは、Ａ社の製品同士、Ｂ社の製品同士のように製造者が同じケーブルの組み合わせにおいては隣接ケーブル間の差動信号クロストークを所定値内に抑えることができる。しかし、Ａ社の製品とＢ社の製品のように製造者が異なるケーブルの組み合わせ、つまり設計が異なるケーブルが隣接する場合は、隣接ケーブル間の差動信号クロストークを抑圧できない。これは、製造業者が異なると、対撚りピッチ、集合ピッチ、シース厚等の条件組み合わせが異なり、これらの条件が隣接ケーブル間の差動信号クロストークに対してパラメータとして振る舞うからである。

したがって、対型メタリックケーブルに隣接ケーブル間における不要な差動信号クロストークを低減させるための遮蔽層を設けるのが好ましい。

図６及び図７に、従来の遮蔽層付き対型メタリックケーブル（以下、単に遮蔽層付きケーブルという）を示す。遮蔽層付きケーブル６１は、１対ないし複数対の対撚り線６７の外周に内側外皮６８を有し、該内側外皮６８の外周に遮蔽層６６を有し、該遮蔽層６６の外周に外側外皮６９を有する。遮蔽層６６は、切れ目のない連続な導体６４からなる。対撚り線６７は、２本の絶縁心線７１を対にして撚り合わせたものである。遮蔽層６６は、長手方向に連続した導体６４からなるテープまたは金属箔で構成される。また、ポリエチレンのような絶縁性テープの面上にアルミ箔を圧着させたアルペットテープを遮蔽層６６に用いる。２本の絶縁心線７１の心線導体７２には、例えば、差動信号を伝送させる。

従来の遮蔽層付きケーブル６１は、遮蔽層のない対型メタリックケーブルに比べて、隣接ケーブル間における差動信号クロストークが十分に小さい。

従来の遮蔽層付きケーブル６１は、遮蔽層６６が切れ目のない連続な導体６４からなるため、任意の長さに切り出された遮蔽層付きケーブル６１の両端間で遮蔽層６６が導通短絡している。これは、従来の遮蔽層付きケーブル６１が差動信号クロストークの抑圧だけでなく、同相信号のノイズを抑圧することも意図して構成されているからである。

特開２００６−３２１９３号公報

ところで、従来の遮蔽層付きケーブルは、遮蔽層付きケーブルが敷設された電磁環境によっては、遮蔽層付きケーブルの片端もしくは両端において遮蔽層を確実に接地しなければならない。しかし、接地を確実に行うことは困難である。その理由は、接地の確認方法が目視検査やテスターによる導通検査しか確立されておらず、接地の品質を十分に確認できないためである。また、ＭＨｚ以上の高周波信号伝送における接地は、直流や５０〜６０Ｈｚの商用電源周波数における接地と同じでなく、高周波用の接地設備が必要であるが、日本国内では、建築躯体構造物に高周波の接地を行うことができるアースボンディング設備が完備されていないため、確実に接地ができない。

また、従来の遮蔽層付きケーブルは、施工（布設）をする際に少なくとも片端における遮蔽層の接地作業が必要になるため、施工のコストが高くなる。すなわち、施工のコストは、工事費用が材料費の倍以上の大きな比重を占めるため、接地作業があると多大になる。

しかし、接地作業をせずに遮蔽層を地電位から開放してしまうと、遮蔽層が高周波に対して予期せぬアンテナとして振る舞うことがある。また、遮蔽層付きケーブルが布設された環境に存在する電磁場の影響で、遮蔽層付きケーブルの両端間に電位差が生じた場合、電位差を解消するための電流還流が遮蔽層に生じることがある。

以上の問題点をまとめると、隣接ケーブル間における差動信号クロストークを抑えるには遮蔽層が必要であるが、遮蔽層の接地作業が施工コスト高の要因となっているので、遮蔽層はあるが接地作業の必要がないケーブルには、潜在需要がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、接地作業が不要で、隣接ケーブル間における差動信号クロストークが小さい遮蔽層付きケーブルを形成するために用いられる不連続導体遮蔽テープ、それを用いた遮蔽層付きケーブル、及びそれを用いたモジュラープラグ付きコード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は、遮蔽層付きケーブルの遮蔽層を形成するために用いられる不連続導体遮蔽テープであって、上記不連続導体遮蔽テープは、絶縁性テープと、上記絶縁性テープの表面上に長手方向に沿って不連続に導体部が設けられてなる第１不連続導体部と、上記絶縁性テープの裏面上に長手方向に沿って不連続に導体部が設けられてなる第２不連続導体部と、を備え、上記第１不連続導体部及び第２不連続導体部の上記導体部は、互いに重なっており、上記第１不連続導体部及び第２不連続導体部の一方における導体部がない部分が、上記第１不連続導体部及び第２不連続導体部の他方における上記導体部によって覆われているものである。

上記絶縁性テープの表面または裏面の長手方向の縁に沿って絶縁部が設けられていてもよい。

また、本発明は、導体からなる遮蔽層を備えた遮蔽層付きケーブルにおいて、上記遮蔽層は、絶縁性テープと該絶縁性テープの両面上それぞれに不連続に形成された複数の導体部とを有する不連続導体遮蔽テープからなり、かつ上記遮蔽層付きケーブルの両端間で導通短絡しないものである。

上記遮蔽層付きケーブルの両端に、モジュラープラグが取り付けられていてもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）接地作業が不要である。

（２）隣接ケーブル間における差動信号クロストークが小さい。

本発明の一実施形態を示す遮蔽層付きケーブルの端末を側面から見た構造図である。図１の遮蔽層付きケーブルに用いる不連続導体遮蔽テープの斜視図である。本発明の他の実施形態を示す遮蔽層付きケーブルの端末を側面から見た構造図である。図３の遮蔽層付きケーブルに用いる不連続導体遮蔽テープの斜視図である。（ａ）（ｂ）は、図４の不連続導体遮蔽テープの表側面と裏側面（透視）の図である。従来の遮蔽層付きケーブルの端末を側面から見た構造図である。従来の遮蔽層付きケーブルの断面図である。

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、本発明に係る遮蔽層付きケーブル１は、絶縁性テープ２の面上に形成される導体部４と、導体部４を電気的に絶縁するスリット３とを有する不連続導体遮蔽テープ５が、導体部４で覆われない部分がないように重ね巻きされて遮蔽層６が形成されたものである。

遮蔽層６の内側には、遮蔽の対象となる導体線を配置する。本実施形態では、遮蔽の対象となる導体線は対撚り線７である。遮蔽層付きケーブル１は、１対ないし複数対の対撚り線７の外周に内側外皮８を有し、該内側外皮８の外周に遮蔽層６を有し、該遮蔽層６の外周に外側外皮９を有する。

対撚り線７は従来より知られているので、説明を省く。この対撚り線７の周囲にポリ塩化ビニルやポリエチレン等の熱可塑性プラスチックにて内側外皮８が形成されている。外側外皮９は、遮蔽層６の保護層となるものである。外側外皮９の材料は可撓性を有するプラスチックであるが、特に限定しない。外側外皮９の厚さは、特に限定しない。

図２に示されるように、不連続導体遮蔽テープ５は、所定の幅を有し長手方向に延びた絶縁性テープ２の片面に、絶縁性テープ２を密に覆う導体部（導体がある部分）４と、絶縁性テープ２の縁に対して斜めに傾斜して反対縁まで延びた直線状のスリット（導体がない部分）３とを不連続導体遮蔽テープ５の長手方向に周期的に有する。この不連続導体遮蔽テープ５は、ポリエステルやポリイミド等を基材とする絶縁性テープ２の面上に、アルミや銅などの金属箔からなる導体部４が、該導体部４をテープ長手方向に分割して導通を遮断するためにスリット３を設けながら接着・圧着・エッチング・印刷などの工程により形成されたものである。絶縁性テープ２の厚さは特に限定しない。スリット３の形状、導体部４の形状は図示した平行四辺形に限定しない。個々の導体部４がスリット３によって分断されていればよい。導体部４の厚さは特に限定しない。

この不連続導体遮蔽テープ５が内側外皮８の外周に巻き付けられている。不連続導体遮蔽テープ５は重ね巻きされている。

ここで、内側外皮８に遮蔽層６の導体部４で覆われない部分がないようにするために図１の遮蔽層付きケーブル１では、図２の不連続導体遮蔽テープ５が重ね巻きされる。これにより、内側外皮８は露出する部分（径方向外方に向けて素通しになる部分）が遮蔽層付きケーブル１の全周・全長に１箇所もなくなる。

仮に、このことを意図せずに不連続導体遮蔽テープ５を内側外皮８の外周に任意の螺旋状に巻き付けたとすると、その巻き付けたものには、導体部４で覆われない部分が周方向あるいは長手方向に所定の周期で存在してしまう。内側外皮８が露出していると、その部分による構造不均等に起因して対撚り線７にインピーダンスの変動又は反射減衰両特性の異常点が発生する。

そこで、本発明では、内側外皮８に遮蔽層６の導体部４で覆われない部分がないようにする。具体的には、不連続導体遮蔽テープ５を内側外皮８の外周に一重に巻いたとき、不連続導体遮蔽テープ５のスリット３上に導体部４が重なるように二重目以降の不連続導体遮蔽テープ５を螺旋状に重ねて巻く。スリット３の幅は、遮蔽層付きケーブル１がスリット３の部分が重ならないよう容易に巻き付け製造できるように、導体部４の幅より十分小さくするのが好ましい。好適には、スリット３の幅を導体部４の幅に対して十分の一程度にする。

図１の遮蔽層付きケーブル１は、絶縁性テープ２の片面に不連続な導体部４を有する不連続導体遮蔽テープ５によって遮蔽層６が形成されているため、任意の長さ（ただし、スリット３の離間ピッチより長い）に切り出された遮蔽層付きケーブル１の両端間で遮蔽層６が導通短絡していない。従って、施工時に遮蔽層６の接地作業をせずに遮蔽層６が地電位から開放されても、遮蔽層６が高周波に対して予期せぬアンテナとして振る舞うことがない。また、遮蔽層付きケーブル１が布設された環境に電磁場が存在しても、遮蔽層付きケーブル１の両端間に電位差が生じることがなく、電位差を解消するための電流還流が遮蔽層６に生じることがない。よって、遮蔽層６の接地作業は不要となる。

また、図１の遮蔽層付きケーブル１は、内側外皮８に遮蔽層６の導体部４で覆われない部分がないので、隣接ケーブル間における差動信号クロストークを抑制することができる。

図１の遮蔽層付きケーブル１は、隣接ケーブル間における差動信号クロストークを抑制する遮蔽効果を有しつつ、接地作業が不要な遮蔽層付きケーブルである。また、この遮蔽層付きケーブルは、構造不均等が存在しない遮蔽層付きケーブルである。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。

図３に示されるように、本発明に係る遮蔽層付きケーブル３１は、絶縁性テープ３２の面上にスリット３３によって分割された不連続な導体部３４を有する不連続導体遮蔽テープ３５が縦添え巻きされて遮蔽層３６が形成されている。

遮蔽層３６の内側には、遮蔽の対象となる導体線を配置する。本実施形態では、遮蔽の対象となる導体線は対撚り線３７である。遮蔽層付きケーブル３１は、１対ないし複数対の対撚り線３７の外周に内側外皮３８を有し、該内側外皮３８の外周に遮蔽層３６を有し、該遮蔽層３６の外周に外側外皮３９を有する。

この実施形態では、不連続導体遮蔽テープ３５が縦添え巻きされていることに加え、不連続導体遮蔽テープ３５の表裏両面上にそれぞれスリット３３によって分割された不連続な導体部３４を有し、表裏のスリット３３が互いに重ならない点と、不連続導体遮蔽テープ３５が導体部３４を覆う絶縁部４１を有する点を特徴とする。

図４に示されるように、不連続導体遮蔽テープ３５は、所定の幅を有し長手方向に延びた絶縁性テープ３２の両面に、絶縁性テープ３２を密に覆う導体部（導体がある部分）３４と、絶縁性テープ３２の縁に対して斜めに傾斜した直線状のスリット（導体がない部分）３３とを不連続導体遮蔽テープ３５の長手方向に周期的に有する。この不連続導体遮蔽テープ３５は、ポリエステルやポリイミド等を基材とする絶縁性テープ３２の表側面と裏側面の面上に、アルミや銅などの金属箔からなる導体部３４が、該導体部３４をテープ長手方向に分割して導通を遮断するためにスリット３３を設けながら接着・圧着・エッチング・印刷などの工程により形成されたものである。表側面のスリット３３を形成する位置と裏側面のスリット３３を形成する位置がわずかでも重ならないようにすることで先述の構造不均等による対撚り線の特性低下を防ぐことができる。すなわち、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、表側面にスリット３３がある位置には、裏側面に必ず導体部３４があり、裏側面にスリット３３がある位置には、表側面に必ず導体部３４がある。

また、図４に示されるように、不連続導体遮蔽テープ３５の片面には、その縁に沿って導体部３４の縁近傍を覆う絶縁部４１を長手方向全長にわたって有する。絶縁部４１は、塗装や別途の絶縁性テープの貼り付けにより形成する。絶縁部４１の幅は、不連続導体遮蔽テープ３５の幅と内側外皮３８の外周長との差以上にしておく。絶縁部４１の幅がこれより短いと表裏面の導体部３４が接触する。

この不連続導体遮蔽テープ３５が内側外皮３８の外周に縦添えに巻き付けられている。

不連続導体遮蔽テープ３５は表裏に導体部３４を有するため、内側外皮３８の外周に縦添え巻きした場合、表裏の導体部３４が相互に接触して、任意の長さに切り出された遮蔽層付きケーブルの両端間で遮蔽層３６が導通短絡してしまうことが生じ得る。そこで、本発明では、不連続導体遮蔽テープ３５の片面に導体部３４を覆う絶縁部４１を設ける。不連続導体遮蔽テープ３５を縦添え巻きしたとき、導体部３４同士が直接接して重なることなく、絶縁部４１を介して重なるので、電気的な隔離を維持することができる。

図３の遮蔽層付きケーブル３１は、隣接ケーブル間における差動信号クロストークを抑制する遮蔽効果を有しつつ、接地作業が不要な遮蔽層付きケーブルである。また、この遮蔽層付きケーブルは、構造不均等が存在しない遮蔽層付きケーブルである。

上記実施形態では、遮蔽層付きケーブル１、３１は、複数対の対撚り線７、３７の外周に内側外皮８、３８を有し、該内側外皮８、３８の外周に不連続導体遮蔽テープ５、３５からなる遮蔽層６、３６を有し、該遮蔽層６、３６の外周に外側外皮９、３９を有するものとしたが、本発明はこの構造に限定されない。例えば、内側外皮８、３８を省略し、不連続導体遮蔽テープ５、３５の絶縁性テープ２、３２を適宜な厚さとし、内側外皮８、３８の代わりとすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、隣接ケーブル間における差動信号クロストークを抑制することができ、しかも、接地作業が不要となるため施工のコストが遮蔽層のないケーブルの施工コストと同等程度に低減される。

本発明に係る遮蔽層付きケーブルは、高速差動信号伝送システムに利用できる。

本発明に係る遮蔽層付きケーブルは、ＪＩＳＸ５１５０に代表されるようなトポロジーの配線システムに使用されると共に、両端モジュラープラグ付きコード用のケーブルとしても使用される。

１、３１遮蔽層付きケーブル
２、３２絶縁性テープ
３、３３スリット
４、３４導体部
５、３５不連続導体遮蔽テープ
６、３６遮蔽層
７、３７対撚り線
８、３８内側外皮
９、３９外側外皮

Claims

対撚り線および導体からなる遮蔽層を備えた遮蔽層付きケーブルにおいて、
上記遮蔽層は、絶縁性テープと該絶縁性テープの両面上それぞれに不連続に形成された複数の導体部とを有する不連続導体遮蔽テープが複数対の前記対撚り線の外周に巻き付けられることにより形成されており、かつ上記遮蔽層は上記遮蔽層付きケーブルの両端間で導通短絡しないことを特徴とする遮蔽層付きケーブル。
請求項１に記載の遮蔽層付きケーブルの両端に、モジュラープラグが取り付けられていることを特徴とするモジュラープラグ付きコード。