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WO2024248038A1 - 通信ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

通信ケーブルおよびその製造方法 Download PDF

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WO2024248038A1
WO2024248038A1 PCT/JP2024/019697 JP2024019697W WO2024248038A1 WO 2024248038 A1 WO2024248038 A1 WO 2024248038A1 JP 2024019697 W JP2024019697 W JP 2024019697W WO 2024248038 A1 WO2024248038 A1 WO 2024248038A1
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WO
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communication cable
winding
conductor
insulator
thickness
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PCT/JP2024/019697
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Inventor
伸明 光地
正義 河田
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SWCC Corp
Original Assignee
SWCC Corp
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/02—Stranding-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/26—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping

Definitions

  • the present invention relates to a communication cable that supports high-frequency data transmission.
  • Patent Document 1 discloses a multi-core cable that attempts to solve these problems in high-frequency data transmission.
  • eight coaxial electric wire pairs (11 to 18) are housed in a multi-core cable (1).
  • Each coaxial electric wire 10 has a central conductor (21) covered with an insulator (22), and its outer periphery is covered with an outer conductor (23) and an outer jacket (24).
  • the outer conductor has an inner layer (23A) in which a thin metal wire (M) is wound laterally (spiral wound) around the insulator, and an outer layer (23B) in which a metal resin tape (T) is wound laterally around the inner layer.
  • this technology suppresses the suck-out phenomenon by winding the thin metal wire and the metal-resin tape in opposite directions and setting the difference in winding angle (angle ⁇ 3) within a certain range (see paragraphs 0017-0027, Figures 1-2, Examples, Figure 4, etc.).
  • a main object of the present invention is to provide a communication cable compatible with high-frequency data transmission, which can suppress the suck-out phenomenon in high-frequency bands while maintaining a characteristic impedance Z0 of about 100 ⁇ .
  • the inventors conducted extensive technical studies to solve the above problems and discovered that high-frequency data transmission is possible by controlling the twist pitch of the insulated wire to a constant value, and also by controlling the distance between the conductors and the distance between the conductor and the shielding layer to a constant value, which led to the completion of the present invention.
  • a communication cable in which a plurality of insulated electric wires, each having a conductor covered with an insulator, are twisted together, and the twisted body is then wrapped in a press winding and covered with a shielding layer,
  • the conductor is composed of a solid wire or a compressed stranded wire having a circular cross section, The conductor has a diameter of 0.45 mm;
  • the thickness of the insulator is 0.290 to 0.315 mm;
  • a plurality of the insulated electric wires are twisted together at a pitch of 7.0 mm or more and equal to or less than a value calculated by (speed of light ⁇ NVP / frequency) ⁇ (1 / dielectric constant of the insulator),
  • the present invention provides a communication cable, characterized in that the thickness of the press winding is 0.050 to 0.100 mm and the lap winding thickness of the press winding is 0.100 to 0.200 mm.
  • the intra-pair skew is 10 ps/m or less
  • the transmission state is stable, and the insertion loss (IL) does not drop (reduced) even at high frequencies up to, for example, 10 GHz, thereby suppressing signal attenuation.
  • the characteristic impedance Z0 can be maintained at about 100 ⁇ while suppressing the suck-out phenomenon in the high frequency band.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a communication cable.
  • the term "to" indicating a range of values means that the range includes the lower limit and the upper limit.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a communication cable 1.
  • the communication cable 1 has a twisted pair 10, a pressed winding 20, a first shielding layer 40, a second shielding layer 50 and an outer sheath 60, and the outer circumference of the twisted pair 10 is wound and covered with the pressed winding 20, the first shielding layer 40, the second shielding layer 50 and the outer sheath 60 in that order.
  • the twisted pair 10 is composed of two insulated electric wires 12, with a first type core 10A and a second type core 10B used as a pair.
  • a third type core and a fourth type core may be added as a second twisted pair and used as a pair (it may be composed of four cores), or subsequent pairs of cores may be added and used.
  • the insulated electric wires 12 are quad twisted.
  • the insulated wire 12 is composed of a conductor 14 and an insulator 16 , and has a configuration in which the outer circumference of the conductor 14 is covered with the insulator 16 .
  • the conductor 14 has a circular cross section and is a compressed stranded wire formed by twisting and compressing a plurality of wires.
  • the conductor 14 may be a solid wire as long as it has a circular cross section.
  • the conductor 14 (including wire) is preferably a soft copper wire, and the outer periphery may be coated with a plating layer (not shown) of tin, nickel, or silver.
  • the outer diameter of the conductor 14 is preferably 0.4 to 0.6 mm, and more preferably 0.45 mm.
  • the insulator 16 is formed by extruding an insulating resin through a die of an extruder.
  • the insulating resin is preferably made of cross-linked polyethylene (XLPE) or polypropylene (PP).
  • the thickness of the insulator 16 is preferably 0.2 to 0.4 mm.
  • the winding 20 is made of a tape-shaped polyethylene terephthalate (PET) or polypropylene (PP) wound in layers.
  • the winding 20 may be made of a tape-shaped nonwoven fabric.
  • “Overlap winding” includes both so-called horizontal winding and vertical overlap winding.
  • “Horizontal winding” means that a long tape is wound in a spiral shape along the length of the object to be wound, with the side edge of the tape overlapping the previously wound tape.
  • “Vertical overlap winding” means that a long tape is arranged along the length of the object to be wound, and both side edges are wrapped inwardly in a cylindrical shape.
  • the first shielding layer 40 is constructed by overlappingly winding metal tape.
  • the metal tape is a tape formed by laminating a metal foil and a resin tape, and is preferably formed by laminating an aluminum foil and a polyethylene terephthalate tape (Al/PET tape).
  • Al/PET tape polyethylene terephthalate tape
  • the metal foil is wound in an overlapping manner so that it is exposed on the outer periphery.
  • the second shielding layer 50 is formed by braiding a plurality of metal wires.
  • the second shielding layer 50 may be formed by horizontally winding a plurality of metal wires at a certain pitch or less.
  • Each of the metal wires is preferably a so-called tin-plated annealed copper wire (TA; Tinned Annealed copper) in which a tin-plated layer is coated on a annealed copper wire.
  • TA tin-plated annealed copper wire
  • the outer jacket 60 is a so-called sheath, and is formed by extruding the resin for the jacket from the die of an extruder.
  • the resin for the jacket is preferably made of polyvinyl chloride (PVC; PolyVinyl Chloride), polyolefin (PO; PolyOlefin), or thermoplastic elastomers (TPE; Thermoplastic Elastomers).
  • the twisted pair 10 is composed of two insulated wires 12 as described above, and the two insulated wires 12 are twisted together at a constant pitch.
  • the upper and lower limits of the twist pitch of the insulated wire 12 are set in consideration of the intra-pair skew and insertion loss (IL).
  • the lower limit of the twist pitch is assumed from the viewpoint of whether or not stable production is possible while suppressing in-pair skew, and the lower limit is realistically 7.0 mm, and preferably 7.9 mm.
  • the suck-out phenomenon occurs when the wavelength of the signal traveling through the cable pair and the twist pitch of the insulated electric wires 12 resonate in sync.
  • Table 1 (i) when the insulator 16 is made of cross-linked polyethylene, if the upper limit of the twist pitch of the insulated electric wires 12 exceeds approximately 9.55 mm, a resonance point is formed at a low frequency of 10 GHz or less, and (ii) when the insulator 16 is made of polypropylene, if the upper limit of the twist pitch of the insulated electric wires 12 exceeds approximately 10.00 mm, a resonance point is formed at a low frequency of 10 GHz or less, and in both cases, the suck-out phenomenon is likely to occur.
  • this embodiment has a configuration in which the distance between the conductors 14 and the distance between the conductors 14 and the first shielding layer 40 are controlled to be constant. That is, assuming that the diameter of the conductor 14 is 0.45 mm (26 AWG), (i) the thickness of the insulator 16 is 0.290 to 0.315 mm, and the distance between the conductors 14 is controlled to a constant value, (ii) the thickness of the winding 20 is 0.050 to 0.100 mm and the overlap winding thickness of the winding 20 is 0.100 to 0.200 mm, and the distance between the conductor 14 and the first shielding layer 40 is also controlled to a constant value.
  • the twist pitch of the insulated wires 12 is preferably 8.11 to 8.51 mm.
  • a solid wire or compressed stranded wire having a circular cross section is prepared as the conductor 14, an insulating resin is extruded onto the conductor 14, and the resin is irradiated with an electron beam to crosslink the resin and form the insulator 16, thereby producing the insulated wire 12. Thereafter, the two insulated wires 12 are twisted together at a constant pitch (pair twisted).
  • PET tape polyethylene terephthalate tape
  • metal tape is wound around the winding 20 to form a first shielding layer 40, and a plurality of metal wires are braided to form a second shielding layer 50.
  • the second shielding layer 50 is coated with a resin for the outer jacket to form the outer jacket 60, and the communication cable 1 can be manufactured.
  • the intra-pair skew is 10 ps/m or less
  • the transmission state is stable, and the insertion loss (IL) does not drop (reduced) to a level exceeding 10 GHz, thereby suppressing signal attenuation.
  • the distance between the conductors 14 and the distance between the conductor 14 and the first shielding layer 40 are controlled to be constant, the suck-out phenomenon in the high frequency band can be suppressed while maintaining the characteristic impedance Z0 at about 100 ⁇ (see the examples below).
  • a communication cable compatible with high-frequency data transmission can be provided with a simple configuration, such as controlling the twist pitch of the insulated wires 12, the distance between the conductors 14, and the distance between the conductors 14 and the first shielding layer 40.
  • the communication cable 1 can be used for any communication purpose, is preferably used for in-vehicle applications, and is more preferably used for transmitting images or video signals from an in-vehicle camera.
  • the communication cable 1 is suitable as a cable that complies with the ISO-6722 standard or the ISO-19642 standard.
  • Sample 1 a soft copper wire (26 AWG compressed stranded wire) having a diameter of 0.45 mm was prepared as a conductor. Thereafter, the conductor was extrusion-coated with polypropylene (PP) to form an insulator having a thickness of 0.290 mm, and an insulated wire having an outer diameter of 1.03 mm was formed. Thereafter, two insulated wires were twisted together (twisted in a pair) at a pitch of 8.11 mm to form a twisted pair.
  • PP polypropylene
  • PET tape polyethylene terephthalate tape
  • an Al/PET tape was prepared as the first shielding layer, and the Al/PET tape was overlap-wound in a 1/2 ratio around the pressed winding to form a first shielding layer having an outer diameter of 2.64 mm.
  • 85 pieces of tin-plated soft copper wire (TA) having a diameter of 0.1 mm were prepared as a second shielding layer, and the tin-plated soft copper wire was braided with the first shielding layer to form a second shielding layer having an outer diameter of 3.10 mm.
  • the second shielding layer was extrusion-coated with polyolefin (PO) to prepare a communication cable having an outer diameter of 4.00 mm.
  • PO polyolefin
  • the present invention relates to a communication cable and a manufacturing method thereof, and is particularly useful for providing a communication cable compatible with high-frequency data transmission, which is capable of suppressing the suck-out phenomenon in high-frequency bands while maintaining a characteristic impedance Z0 of about 100 ⁇ .

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Abstract

高周波データ伝送に対応した通信ケーブルであって、特性インピーダンスＺ０を１００Ω程度に維持しながら高周波帯域でのサックアウト現象を抑制しうる通信ケーブルを提供する。導体１４を絶縁体１６で被覆した絶縁電線１２を複数本撚り合わせ、当該撚体に対し押巻き２０を重ね巻きして遮蔽層４０、５０で被覆した通信ケーブル１が開示されている。通信ケーブル１は、導体１４が断面円形状の単線または圧縮撚線で構成され、導体１４の直径が０．４５ｍｍであり、絶縁体１６の厚さが０．２９０～０．３１５ｍｍであり、複数本の絶縁電線１２が７．０ｍｍ以上でかつ（光速×ＮＶＰ／周波数）×（１／絶縁体１６の誘電率）で導出される値以下のピッチで撚り合わせられ、押巻き２０の厚さが０．０５０～０．１００ｍｍでかつ押巻き２０の重ね巻き厚さが０．１００～０．２００ｍｍである。

Description

通信ケーブルおよびその製造方法
　本発明は高周波データ伝送に対応した通信ケーブルに関する。
　近年、自動車においては、情報通信機器の高性能化、車載マルチメディアの多機能化が進んでおり、今後も先進運転支援システム（ＡＤＡＳ；Advanced Driver-Assistance Systems）、自動運転などをキーワードに、一層の高性能化や搭載機器の増加が進展していくと考えられる。こうした進歩は情報通信量の大容量化をもたらしており、高周波でのデータ伝送が求められる。
　ただ、高周波データ伝送にはいくつかの課題があり、たとえば対内スキュー（対内の伝搬遅延時間の差）を抑制することや、高周波帯域でのサックアウト現象（信号減衰量の周波数特性の急激な落ち込み）を抑制することがあげられる。
　特許文献１にはこれら高周波データ伝送の課題を解決しようとした多芯ケーブルが開示されている。
　特許文献１の技術では、８対の同軸電線対（１１～１８）が多芯ケーブル（１）内に収容されている。各同軸電線１０は中心導体（２１）が絶縁体（２２）で被覆され、その外周が外部導体（２３）および外被（２４）で被覆されている。外部導体は内層部（２３Ａ）として金属細線（Ｍ）が絶縁体の周囲に横巻き（螺旋巻き）され、外層部（２３Ｂ）として金属樹脂テープ（Ｔ）が内層部の周囲に横巻きされている。
　当該技術では特に、金属細線と金属樹脂テープとの巻き方向を逆向きとしかつその巻き角度の差（角度θ３）を一定の範囲に設定することで、サックアウト現象を抑制している（段落００１７－００２７、図１－２、実施例、図４など参照）。
特許第６２６９７１８号公報
　一方で、高周波データ伝送に対応した通信ケーブルにおいては、特性インピーダンスＺ０を１００Ω程度とすることが規格化されており、特性インピーダンスＺ０を一定に維持しながら高周波帯域でのサックアウト現象を抑制することが要請される。
　したがって本発明の主な目的は、高周波データ伝送に対応した通信ケーブルであって、特性インピーダンスＺ０を１００Ω程度に維持しながら高周波帯域でのサックアウト現象を抑制しうる通信ケーブルを提供することにある。
　本発明者は上記課題を解決するため技術的検討を重ねたところ、特に、絶縁電線の撚りピッチを一定に制御すること、併せて導体間の距離および導体－遮蔽層間の距離を一定に制御すると高周波データ伝送に対応しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち本発明によれば、導体を絶縁体で被覆した絶縁電線を複数本撚り合わせ、当該撚体に対し押巻きを重ね巻きして遮蔽層で被覆した通信ケーブルであって、
　前記導体が断面円形状の単線または圧縮撚線で構成され、
　前記導体の直径が０．４５ｍｍであり、
　前記絶縁体の厚さが０．２９０～０．３１５ｍｍであり、
　複数本の前記絶縁電線が７．０ｍｍ以上でかつ（光速×ＮＶＰ／周波数）×（１／前記絶縁体の誘電率）で導出される値以下のピッチで撚り合わせられ、
　前記押巻きの厚さが０．０５０～０．１００ｍｍでかつ前記押巻きの重ね巻き厚さが０．１００～０．２００ｍｍであることを特徴とする通信ケーブルが提供される。
　本発明によれば、絶縁電線の対撚りピッチを一定に制御すると、対内スキューが１０ｐｓ／ｍ以下であり伝送状態が安定しかつ挿入損失（ＩＬ；Insertion Loss）がたとえば１０ＧＨｚに到達する高周波まで落ち込む（低下する）こともなく信号の減衰が抑制され、導体間の距離および導体－遮蔽層間の距離を一定に制御すると、特性インピーダンスＺ０を１００Ω程度に維持しながら当該高周波帯域でのサックアウト現象を抑制することができる。
通信ケーブルの概略構成を示す断面図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態にかかる通信ケーブルについて説明する。
　本明細書において数値範囲を示す「～」は下限値および上限値を当該数値範囲に含む意味を有している。
　図１は通信ケーブル１の概略的な構成を示す断面図である。
　図１に示すとおり、通信ケーブル１は、対撚体１０、押巻き２０、第１の遮蔽層４０、第２の遮蔽層５０および外被６０を有しており、対撚体１０の外周を押巻き２０、第１の遮蔽層４０、第２の遮蔽層５０および外被６０がこの順に巻回し被覆している。
　対撚体１０は２心の（２本の）絶縁電線１２から構成され、第１種線心１０Ａと第２種線心１０Ｂとがペアで使用されている。第２の対撚体として第３種線心と第４種線心とが追加されこれらがペアで使用されてもよいし（４心で構成されてもよいし）、これ以降の線心のペアが追加され使用されてもよい。線心のペアを追加する場合は絶縁電線１２をカッド撚りする。
　絶縁電線１２は導体１４および絶縁体１６から構成され、導体１４の外周を絶縁体１６で被覆した構成を有している。
　導体１４は断面円形状を呈しかつ複数本の素線を撚り合わせ圧縮した圧縮撚線である。導体１４は断面円形状を呈していれば単線であってもよい。
　導体１４（素線を含む。）は好ましくは軟銅線であり、スズ、ニッケル、銀のいずれかのメッキ層（図示略）によって外周が被覆されてもよい。
　導体１４の外径は好ましくは０．４～０．６ｍｍであり、より好ましくは０．４５ｍｍである。
　絶縁体１６は絶縁性樹脂が押出機のダイスから押し出され形成されている。当該絶縁性樹脂は好ましくは架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ；Cross-linked polyethylene）またはポリプロピレン（ＰＰ；polypropylene）から構成されている。
　絶縁体１６の厚さは好ましくは０．２～０．４ｍｍである。
　押巻き２０はテープ状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Polyethyleneterephthalate）またはポリプロピレン（ＰＰ；PolyPlopylen）が重ね巻きされ構成されている。押巻き２０はテープ状の不織布から構成されてもよい。
　「重ね巻き」にはいわゆる横巻きと縦添え巻きとの両方が含まれる。「横巻き」とは、長尺なテープを被巻き体の長さ方向に沿ってらせん状に巻き付ける意であって、テープの側縁部を先に巻き付けたテープに重ねながら巻き付ける、という意である。「縦添え巻き」とは、長尺なテープを被巻き体の長さ方向に沿って配置して両側縁部を内側に包み込むように円筒状に巻き付ける、という意である。
　第１の遮蔽層４０は金属テープが重ね巻きされ構成されている。
　当該金属テープは金属箔と樹脂テープとが貼り合わされ構成されたテープであり、好ましくはアルミニウム箔とポリエチレンテレフタレートテープ（Ａｌ／ＰＥＴテープ）とが貼り合わされ形成されている。第１の遮蔽層４０では金属箔が外周に露出するように重ね巻きされる。
　他方、第２の遮蔽層５０は複数本の金属線が編組され構成されている。第２の遮蔽層５０は複数本の金属線が一定のピッチ以下で横巻きされ構成されてもよい。当該各金属線は好ましくはスズのメッキ層で軟銅線を被覆した、いわゆるスズメッキ軟銅線（ＴＡ；Tinned Annealed copper）である。
　外被６０はいわゆるシースであり、外被用樹脂が押出機のダイスから押し出され形成されている。当該外被用樹脂は好ましくはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ；PolyVinyl Chloride）、ポリオレフィン（ＰＯ；PolyOlefin）または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ；Thermoplastic Elastomers）から構成されている。
　本実施形態では、対撚体１０は上記のとおり２心の（２本の）絶縁電線１２から構成され、２本の絶縁電線１２が一定のピッチで撚り合された構成を有している。
　絶縁電線１２の対撚りピッチの上限値および下限値は、対内スキューと挿入損失（ＩＬ）との観点から設定される。
　対撚りピッチの下限値は対内スキューを抑制しうる、安定的な製造が可能かどうかという観点から想定され、当該下限値は現実的には７．０ｍｍであり、好ましくは７．９ｍｍである。絶縁電線１２の対撚りピッチが短くなるほど対撚りが過剰に密となり、絶縁電線１２同士の撚りのバランスが不安定になる。その結果、絶縁電線１２同士で物理的な長さに差が生じ（長さがばらつき）、対内スキューを抑制するのが難しくなる。
　対撚りピッチの上限値はサックアウト現象を高周波で（たとえば１０ＧＨｚを超えるまで）抑制するという観点から導出される。本発明者は通信ケーブル１の試作と挿入損失の測定とを繰り返すなかで、対撚りピッチの上限値は絶縁体１６の材質（誘電率）と相関があり、絶縁体１６の誘電率に起因する下記関係式から導出されることを見出した。詳しくは、一般に波長＝波の速さ／周波数で表現されるところ、対撚りピッチの上限値が当該波長を絶縁体１６の誘電率で除した値に近似することを見出したのである（実施例参照）。これによれば、光の速度を１００とするとケーブル対内を伝わる信号の速度は技術常識としておよそ７０％である（ＮＶＰ：Nominal Velocity of Propagation）。周波数を１０ＧＨｚと設定すれば、対撚りピッチの当該上限値は理論的には下記式のとおりに導出されるのである。
　　　対撚りピッチの上限値［ｍｍ］
　　＝（波長）×（１／絶縁体１６の誘電率）
　　＝（光速×ＮＶＰ／周波数）×（１／絶縁体１６の誘電率）
　　＝３００，０００，０００［ｍ／ｓ］×０．７／１０×１０９［Ｈｚ］×（１／絶縁体１６の誘電率）×１，０００［ｍｍ］
　ケーブル対内を伝わる信号の波長と絶縁電線１２の対撚りピッチとが同期して共振するとサックアウト現象が生じるところ、表１に示すとおり、（ｉ）絶縁体１６が架橋ポリエチレンで構成される場合は、絶縁電線１２の対撚りピッチの上限値が約９．５５ｍｍを超えると、１０ＧＨｚ以下の低周波で共振点が形成され、（ｉｉ）絶縁体１６がポリプロピレンで構成される場合は、絶縁電線１２の対撚りピッチの上限値が約１０．００ｍｍを超えると、１０ＧＨｚ以下の低周波で共振点が形成され、それぞれサックアウト現象が生じやすいのである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本実施形態ではさらに、導体１４間の距離と導体１４－第１の遮蔽層４０間の距離とが一定に制御された構成を有している。
　すなわち、導体１４の直径を０．４５ｍｍ（２６ＡＷＧ）と想定すると、（ｉ）絶縁体１６の厚さが０．２９０～０．３１５ｍｍであり、導体１４間の距離が一定に制御され、（ｉｉ）押巻き２０の厚さが０．０５０～０．１００ｍｍでかつ押巻き２０の重ね巻き厚さが０．１００～０．２００ｍｍであり、導体１４－第１の遮蔽層４０間の距離も一定に制御されている。
　絶縁電線１２の対撚りピッチは好ましくは８．１１～８．５１ｍｍである。
　次に、通信ケーブル１の製造方法について説明する。
　はじめに、導体１４として断面円形状の単線または圧縮撚線を準備し、導体１４に対し絶縁性樹脂を押し出し被覆してこれに電子線を照射し架橋させ絶縁体１６を形成し、絶縁電線１２を製造する。
　その後、２本の絶縁電線１２を一定のピッチで撚り合わせる（対撚りする）。
　その後、対撚体１０に対しポリエチレンテレフタレートテープ（ＰＥＴテープ）を重ね巻きし押巻き２０を形成する。
　その後、押巻き２０に対し金属テープを重ね巻きし第１の遮蔽層４０を形成し、複数本の金属線を編組し第２の遮蔽層５０を形成する。
　最後に、第２の遮蔽層５０に対し外被用樹脂を押し出し被覆し外被６０を形成し、通信ケーブル１を製造することができる。
　以上の通信ケーブル１によれば、絶縁電線１２の対撚りピッチを一定に制御すると、対内スキューが１０ｐｓ／ｍ以下であり伝送状態が安定しかつ挿入損失（ＩＬ）が１０ＧＨｚを超えるまで落ち込む（低下する）こともなく信号の減衰が抑制され、導体１４間の距離および導体１４－第１の遮蔽層４０間の距離を一定に制御すると、特性インピーダンスＺ０を１００Ω程度に維持しながら当該高周波帯域でのサックアウト現象を抑制することができる（下記実施例参照）。
　本通信ケーブル１によれば、絶縁電線１２の対撚りピッチの制御と導体１４間の距離および導体１４－第１の遮蔽層４０間の距離の制御といったシンプルな構成で、高周波データ伝送に対応した通信ケーブルを提供することができる。
　なお、通信ケーブル１は通信用途であればいかなる用途にも使用可能であり、好ましくは車載用途に使用され、より好ましくは車載カメラの画像または映像信号の伝送に使用される。すなわち、通信ケーブル１はＩＳＯ－６７２２規格またはＩＳＯ－１９６４２規格に準拠するケーブルとして好適である。
（１）サンプルの作製
 （１．１）サンプル１
　はじめに、導体として、直径０．４５ｍｍの軟銅線(２６ＡＷＧの圧縮撚線)を準備した。
　その後、当該導体に対しポリプロピレン（ＰＰ）を押し出し被覆し、厚さ０．２９０ｍｍの絶縁体を形成し、外径１．０３ｍｍの絶縁電線を形成した。
　その後、２本の絶縁電線をピッチ８．１１ｍｍで撚り合わせ（対撚りし）、対撚体を形成した。
　その後、対撚体に対し、押巻きとして厚さ０．１００ｍｍのポリエチレンテレフタレートテープ（ＰＥＴテープ）を１／２重ね巻きして（ＰＥＴテープ幅の１／２を重ねながら巻いて）、重ね巻き厚さを０．２００ｍｍとした。
　その後、第１の遮蔽層としてＡｌ／ＰＥＴテープを準備し、押巻きに対し当該Ａｌ／ＰＥＴテープを１／２重ね巻きし、外径２．６４ｍｍの第１の遮蔽層を形成した。
　その後、第２の遮蔽層として８５本の直径０．１ｍｍのスズメッキ軟銅線（ＴＡ）を準備し、第１の遮蔽層に対し当該スズメッキ軟銅線を編組し、外径３．１０ｍｍの第２の遮蔽層を形成した。
　最後に、当該第２の遮蔽層に対しポリオレフィン（ＰＯ）を押し出し被覆し、外径４．００ｍｍの通信ケーブルを作製した。
（１．２）サンプル２～６
　サンプル１において、絶縁体の厚さ、対撚りのピッチ、押巻きの厚さ、押巻きの重ね巻き厚さなどを表２のとおりに変更した。
　なお、サンプル６では、押巻きは使用せずに対撚体に対し直接第１および第２の各遮蔽層を形成した。
（２）サンプルの評価
　各サンプルを５ｍ切り出してこれに対し特性インピーダンスＺ０、対内スキュー、および高周波帯域における挿入損失を測定した。
　測定結果を表２に示す。
　表２中、挿入損失の値はサックアウト現象が確認された周波数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（３）まとめ
　表２に示すとおり、すべてのサンプルにおいて特性インピーダンスＺ０が１００Ω程度で維持され、対内スキューも１０ｐｓ／ｍ未満で良好であった。
　一方で、サンプル１－２では周波数が１０ＧＨｚに到達するまでサックアウト現象がみられなかったのに対し、サンプル３－６では周波数が１０ＧＨｚに到達する前にサックアウト現象が見られた。
　以上から、高周波データ伝送に対応した通信ケーブルを提供するうえでは、対撚りピッチに加え、絶縁体の厚さ、押巻きの厚さ、押巻きの重ね巻き厚さを一定に制御する、すなわち導体間の距離および導体－遮蔽層間の距離を一定に制御することが有用であることがわかった。
　本出願は、２０２３年５月３０日出願の特願２０２３－０８８５７８号に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本願発明は通信ケーブルおよびその製造方法にかかり、特に高周波データ伝送に対応した通信ケーブルであって、特性インピーダンスＺ０を１００Ω程度に維持しながら高周波帯域でのサックアウト現象を抑制しうる通信ケーブルを提供するのに有用である。
　１　通信ケーブル
　１０　対撚体
　１０Ａ～１０Ｂ　第１～第２種線心
　１２　絶縁電線
　１４　導体
　１６　絶縁体
　２０　押巻き
　４０　第１の遮蔽層
　５０　第２の遮蔽層
　６０　外被

Claims (5)

  1. 　導体を絶縁体で被覆した絶縁電線を複数本撚り合わせ、当該撚体に対し押巻きを重ね巻きして遮蔽層で被覆した通信ケーブルであって、
    　前記導体が断面円形状の単線または圧縮撚線で構成され、
    　前記導体の直径が０．４５ｍｍであり、
    　前記絶縁体の厚さが０．２９０～０．３１５ｍｍであり、
    　複数本の前記絶縁電線が７．０ｍｍ以上でかつ（光速×ＮＶＰ／周波数）×（１／前記絶縁体の誘電率）で導出される値以下のピッチで撚り合わせられ、
    　前記押巻きの厚さが０．０５０～０．１００ｍｍでかつ前記押巻きの重ね巻き厚さが０．１００～０．２００ｍｍであることを特徴とする通信ケーブル。
  2. 　請求項１に記載の通信ケーブルにおいて、
    　前記絶縁体がポリプロピレンであり、
    　複数本の前記絶縁電線が７．０ｍｍ以上でかつ１０．００ｍｍ以下のピッチで撚り合わせられていることを特徴とする通信ケーブル。
  3. 　請求項１に記載の通信ケーブルにおいて、
    　前記絶縁体がポリプロピレンであり、
    　複数本の前記絶縁電線が８．１１～８．５１ｍｍのピッチで撚り合わせられていることを特徴とする通信ケーブル。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の通信ケーブルにおいて、
    　車載用途に使用されることを特徴とする通信ケーブル。
  5. 　断面円形状の単線または圧縮撚線で直径が０．４５ｍｍの導体を準備する工程と、
    　前記導体を厚さ０．２９０～０．３１５ｍｍの絶縁体で被覆し絶縁電線を形成する工程と、
    　複数本の前記絶縁電線を７．０ｍｍ以上でかつ（光速×ＮＶＰ／周波数）×（１／前記絶縁体の誘電率）で導出される値以下のピッチで撚り合わせる工程と、
    　当該撚体に対し、厚さ０．０５０～０．１００ｍｍの押巻きを重ね巻きしてその重ね巻き厚さを０．１００～０．２００ｍｍとし、さらに遮蔽層で被覆する工程と、
    　を備えることを特徴とする通信ケーブルの製造方法。
     
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JP2017183178A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 通信用シールド電線
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