JP2001135163A - 改良された発火遅延性を有する電気ケーブル装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】発火遅延性を改善すると共に漏話を減少させた
電気ケーブルに関する。 【解決手段】絶縁されている銅線のより合わされた複数
の対になっている導電素子 (２４) と、導体対又は導体
対のグループの周囲にらせん状に形成され又は巻きつけ
られる発火遅延性繊維の層 (５４) と、導体対と繊維層
の周囲に形成される誘電体被覆膜 (３２) とを含む。繊
維層は、ガラス繊維、ポリイミド、ポリアラミド繊維又
はその他の適切な発火遅延性材料及び／又は材料の組み
合わせから製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、電気ケーブルに関し、より具体
的には、改良された発火遅延性を有すると共に漏話を減
少させた電気ケーブルに関する。

【０００２】

【従来技術】電気通信ケーブルは、通常、より合わせら
れると共に個々に絶縁された複数の対になっている銅線
等の導電素子と導電素子の対のグループを囲む保護絶縁
皮膜とからなる。十分な伝送特性を示すことに加えて、
屋内での使用に供せられる電気通信ケーブルは、通常、
発火遅延性及び低発煙性の要求を満たす必要がある。フ
ッ化ポリマーから形成される絶縁材料を有する電気通信
ケーブルは、標準化された耐火検査、例えば、Ｕｎｄｅ
ｒｗｒｉｔｅｒ研究室基準９１０検査 (一般的には、Ｓ
ｔｅｉｎｅｒ Ｔｕｎｎｅｌ検査と称される) 又はＮＦ
ＰＡ２６２等の検査を通過する必要があり、これらの検
査は、建造物の内部のプレナム空間でのケーブルの使用
を認可する。

【０００３】電気通信ケーブルに使用されるフッ化ポリ
マー絶縁材料には、例えば、フッ化エチレンプロピレン
(ＦＥＰ) ,エチレンクロロトリフルオロエチレン (Ｅ
ＣＴＦＥ) ,水素をフッ素で置換したアルコキシル基を
持つポリマー (ＰＦＡ) 及びポリテトラフルオロエチレ
ン (ＰＴＦＥ) 等がある。例えば、Ｔｅｆｌｏｎ (登録
商標) は、良好な発火遅延性及び低発煙性により、高い
電気的伝送特性を有するより合わせられた対を形成する
個々の銅線のための絶縁によく使用されるＦＥＰ材料の
一形態である。同様に、Ｈａｒｌａｒ (登録商標) は、
ケーブル皮膜に使用されるＥＣＴＦＥ材料の一形態であ
る。

【０００４】良好な耐火特性を示すことに加えて、電気
通信ケーブルは、優れた伝送特性を維持することも要求
される。例えば、カテゴリー５の通信ケーブル (すなわ
ち、１００MHzまでの信号を扱うことができるケーブル)
は、通常、例えば減衰、インピーダンス、漏話及び構
造的なリターンロス (ＳＲＬ) からなる数個の伝送特性
領域で産業設定基準に従って動作する。

【０００５】

【解決しようとする課題】電気通信ケーブルが進歩発展
し続けるにしたがって、電気通信ケーブルは、適する伝
送特性を維持する一方で、改良された耐火特性及び低発
煙性を有することを要求される。

【０００６】

【解決手段】本発明は、電気ケーブル装置において検証
される。電気ケーブルは、個々に絶縁された銅線のより
合わされた対などの対になっている複数の導電素子と、
導体の対又は導体の対のグループ周囲にらせん状に形成
され又は巻きつけられた１つ以上の発火遅延の糸状の繊
維層と、導体の対及び糸状の繊維層の周囲に形成される
誘電体皮膜とを含む。１つの実施形態において、糸状の
繊維層は、個々の導体の周囲に形成され又は巻きつけら
れる。代替的な実施形態においては、糸状の繊維の層
は、ケーブル内の全ての導体の対のグループを含む導体
の対のグループの周囲に形成され又は巻きつけられる。
糸状の繊維の層は、例えば、ガラス繊維、編まれていな
いガラス繊維テープ、Ｋａｐｔｏｎ (登録商標) テープ
等のポリイミド、Ｋｅｌｖａｒ (登録商標) 及びＮｏｍ
ｅｘ (登録商標) 等のポリアラミド繊維、又はその他の
適切な発火遅延材料、及び／又は材料の組み合わせから
製造される。導体の対は、例えば、フッ化エチレンプロ
ピレン (ＦＥＰ) 又はその他の適切な絶縁材料を使用し
て個々に絶縁される。誘電体皮膜は、例えば、フッ化ポ
リマー、ポリビニル塩化物、ポリオレフィン又はその他
の適切なポリマーから構成されるグループから選択され
る１つ以上の材料から製造される。

【０００７】本発明の実施例によれば、導体の対又は導
体の対のグループの周囲に形成される発火遅延性の糸状
の繊維の層は、燃焼状態にある間に個々に絶縁された導
体対素子から溶解した絶縁材料を吸収し又は毛管作用に
より逃がし、従って、溶解した絶縁材料がケーブル内に
たまってケーブルの誘電体被覆膜を破る可能性を低下さ
せる。絶縁物が溶解すると、被覆膜の内側表面が、炎に
さらされて、燃焼し発煙する。加えて、本発明の実施例
の多くは、ケーブル内の導体の対の分離を維持し、従っ
て、漏話の低減を促進させる糸状の繊維層の構成を含
む。

【０００８】

【実施の形態】以下の記載では、図面に関する記載を通
じて本発明についての理解を助けるように、同一の指示
数字は、同様の構成要素を示すものとする。

【０００９】以下で特定の特徴、構造及び構成について
検討するが、これらは単に説明の便宜上なされるもので
あることを理解すべきである。当業者であれば、本発明
の意図及び範囲から逸脱することなく、他の手段、構造
及び構成を使用可能であることを認識するであろう。

【００１０】電気通信ケーブルは、通常、銅線のより合
わされた対などの対になっている複数の導電素子と、導
体の対のグループを囲む誘電体保護被覆膜とを含み、銅
線のより合わされた対は、対を成す個々の導線のための
絶縁物を有する。例えば、プレナムケーブルとして及び
他の屋内での使用に供する電気ケーブルは、通常、Ｕｎ
ｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ研究室法人又はＩｎｔｅｒｔｅｋ
検査サービス等の権限のある当局が設定するように、発
火遅延性及び低発煙性の要求を満たしている必要があ
る。例えば、ＵＬ‐９１０検査 (Ｓｔｅｉｎｅｒ Ｔｕ
ｎｎｅｌ 検査としても知られる) を通過するケーブル
は、プレナムの使用に値すると考えられる。

【００１１】ＵＬ−９１０燃焼検査の要求を満たす必要
から、プレナムケーブルの多くは、より合わされて対を
成す銅線又は他の導体素子を個々に絶縁するために、フ
ッ化ポリマー材料を使用している。上記材料には、例え
ば、フッ化エチレンプロピレン (ＦＥＰ) 、エチレンク
ロロトリフルオロエチレン (ＥＣＴＦＥ) 、水素をフッ
素で置換したアルコキシル基を持つポリマー (ＰＦＡ)
及びポリテトラフルオロエチレン (ＰＴＦＥ) がある。
Ｔｅｆｌｏｎ (登録商標) は、ＦＥＰの一形態であり、
比較的発火しにくく、燃焼状態の間に比較的発煙性が低
いので、プレナムケーブル内の個々の導線の絶縁によく
使用される。プレナムケーブル用の誘電体被覆膜材料に
は、例えば、エチレンクロロトリフルオロエチレン (Ｅ
ＣＴＦＥ) 及び 低発煙性のポリビニル塩化物 (ＬＳＰ
ＶＣ) がある。Ｈａｌａｒ (登録商標) は、ケーブル被
覆膜に使用されるエチレンクロロトリフルオロエチレン
(ＥＣＴＦＥ) の一形態である。

【００１２】本発明の実施例は、電気ケーブル内の導電
素子の１つ以上の対の周囲のガラス繊維の形態及び使用
と他の適切な材料とが、伝送特性を大幅に犠牲にせずに
ケーブルの燃焼特性を改善するという利点の具現化に基
づいている。憶測に拘束されるのは望ましくはないが、
燃焼状態にある間、導線を囲む絶縁物 (例えば、ＦＥ
Ｐ) が溶け出して、ケーブル内にたまって、誘電体被覆
膜 (例えば、ＰＶＣ) を実際に破ると信じられている。
従って、被覆膜の内側表面は、炎にさらされ、燃焼し、
煙を発生する。上記の現象は、比較的多くの絶縁された
導体対を有するケーブル、例えば、２５対を有するケー
ブルにおいて特に発生する。より合わされている導線の
対又はより合わされている導線の対のグループの周囲に
ガラス繊維等の発火遅延性繊維を使用することにより、
本発明の実施例は、ＦＥＰが溜まるのを減少させる。燃
焼状態にある間に、ガラス繊維は、ＦＥＰを毛管作用に
よって逃がし、ＦＥＰが溜まるのを減少させ、誘電体被
覆膜の内側表面が炎にさらされるのを防止する。

【００１３】少なくとも１つの在来型の電気ケーブル
が、ガラス繊維を使用している。しかしながら、その使
用は、本発明の実施例の有利な効果を奏する方法での使
用ではない。例えば、図１は、在来型の構成による電気
ケーブル１０を示す。ケーブル１０は、中央のファイバ
ーグラス繊維のコア２８の周囲に位置されると共に、誘
電体被覆膜３２に囲まれている導体の複数の対 (破線２
４により示されている)を含む。導体の対２４は、例え
ば、ＦＥＰ又は他の適切な材料の層４４により個々に絶
縁されている、例えば、銅線３６を含む。誘電体被覆膜
３２は、例えば、低発煙性ポリビニル塩化物 (ＬＳＰＶ
Ｃ) 又は他の適切な材料により製造される。また、ポリ
エステルテープ４８は、複数のより合わせられた対２４
の周囲をくるんでいる。

【００１４】繊維のコア２８は、比較的多くの導体の対
(例えば、２５個の導体の対) を有する電気ケーブルに
おいて特に、導体の対２４にとって十分な構造を提供す
る。また、コア２８及び誘電体被覆膜３２は、間にある
導体対２４の位置を維持するように適切に大きさを定め
られる。燃焼状態にある間、コア２８は、溶解したＦＥ
Ｐを幾分吸収することが可能である。しかしながら、コ
ア２８は、ＦＥＰ絶縁導体対２４の"内側にある"単一の
素子であるので、溶解したＦＥＰのコア２８による吸収
は、おそらくは最良のものではないであろう。

【００１５】図２ａ及び２ｂは、本発明の実施例による
電気ケーブル５０を示している。本発明によるケーブル
５０は、導体の複数の対２４と、個々の導体対２４の周
囲に巻きつけられている又はさもなければ個々の導体対
２４を囲んでいる発火遅延性の繊維層５４と、繊維を巻
きつけられた複数の導体対２４を囲んでいる誘電体被覆
膜３２とを含む。図２ａには、７個のみの導体対が示さ
れているが、本発明によるケーブル５０は、任意の適切
な数の導体対、例えば、２５個の導体対を含むことが可
能である。図１に示され記述された導体対と同様に、図
２ａ及び２ｂの導体対２４は、例えば、ＦＥＰ又はその
他の適切な絶縁材料の層４４によって個々に絶縁されて
いる銅線３６を含む。また、誘電体被覆膜３２は、例え
ば、低発煙性ポリビニル塩化物 (ＬＳＰＶＣ) 又はその
他の適切な材料から製造され、例えば、押し出し成形又
はその他の適切な工程により導体対の周囲に形成され
る。

【００１６】本発明の実施例によれば、周囲に導体対が
配置される単一の繊維コア領域 (すなわち、図１のコア
２８) を有するよりもむしろ、発火遅延性の繊維の層５
４は、個々の導体対２４の周囲に巻きつけられ、又は形
成される。図２ａ及び図２ｂに示される本発明の実施例
によれば、発火遅延性の繊維は、個々の導体対が配置さ
れる場所において、ケーブル中のいたる所に分配され
る。従って、燃焼状態にある間、個々の導体対２４から
の溶解したＦＥＰは、在来型の構成の場合よりもより効
果的に発火遅延性の層５４に吸収される。また、ガラス
繊維は、適切な誘電体であるので、本発明の実施例によ
る導体対２４の周囲のガラス繊維の層５４の特定の構成
は、例えば、図１に示され、前記の部分で検討された在
来型の構成よりも導体対２４の間をよく分離する。図２
ａ及び図２ｂに示される本発明の実施例を再び参照する
と、繊維層５４で使用される繊維は、例えば、ガラス繊
維、編まれていないガラス繊維テープ、Ｋａｐｔｏｎ
(登録商標) テープ等のポリイミド、Ｋｅｖｌａｒ (登
録商標) 及びＮｏｍｅｘ (登録商標) 等のポリアラミド
繊維又はその他の適切な発火遅延性材料及び／又は材料
の組み合わせから製造される。本発明の実施例によれ
ば、繊維層５４は、個々の導体対２４の周囲にらせん状
に巻きつけられる。代替的に、繊維層５４は、個々の導
体対２４の周囲に完全に形成される。以下でより詳細に
検討されるように、繊維層５４は、例えば、繊維発生装
置により又はその他の適切な技術により付加される。

【００１７】図２ａ及び図２ｂは、個々の導体対２４の
周囲に巻きつけられまたは形成された発火遅延性繊維の
層５４を示すが、本発明の代替的な実施例は、１つ以上
の導体対２４のグループの周囲に発火遅延繊維の層を巻
きつけ又は形成する場合を包含する。例えば、図３ａに
部分的に示されるように、単一の繊維層５６は、２つの
導体対２４の周囲に巻きつけられまたは形成される。同
様に、本発明の他の代替的な実施例によれば、図３ｂに
部分的に示されるように、単一の繊維層５８は、３つの
導体対２４の周囲に巻きつけられ又は形成される。従っ
て、この方法では、理論上の任意の数の導体対の周囲に
繊維層を形成することが可能である。

【００１８】図４は、本発明の他の実施例による電気ケ
ーブル６０を示している。この実施例においては、電気
ケーブル６０は、導体の複数の対２４と、導体の対２４
の周囲を取り囲んでいる又は導体２４の周囲に形成され
る発火遅延性繊維の層６４と、繊維層６４を取り囲んで
いる誘電体被覆層３２とを含む。前出の実施例と同様
に、導体対２４は、例えば、ＦＥＰ又は他の適切な材料
の層４４によって個々に絶縁されている銅線３６を含
み、誘電体被覆膜３２は、例えば、低発煙性ＰＶＣ又は
他の適切な材料から製造される。

【００１９】この実施例においては、繊維層６４は、例
えば、導体対２４の全てのグループの周囲に形成された
編まれていないガラス繊維テープ及び／又はＫａｐｔｏ
ｎテープである。この構成においては、ガラス繊維の層
６４は、誘電体被覆膜３２と銅線３６上のＦＥＰ絶縁物
４４との間に吸収領域を作りだす。Ｋａｐｔｏｎテープ
は、被覆膜により形成された特性の強度を増加させるこ
とによりケーブルを保護する、すなわち、被覆膜が裂け
て開くのを防止する。燃焼状態時には、溶解しているＦ
ＥＰが溜まり、集合的に誘電体被覆膜３２の一部を破る
可能性を生じる前に、ガラス繊維の層６４が、溶解して
いるＦＥＰの少なくとも一部を吸収し又は毛管現象によ
り逃がすことが要求される。

【００２０】図５は、本発明の実施例による電気ケーブ
ルを製造する方法７０の簡素化されたブロック線図を示
す。方法７０は、対にされている複数の導電素子、例え
ば、上述されたように、個々に絶縁されている銅線のよ
り合わされた複数の対を用意する第一のステップ７２を
含む。

【００２１】次のステップ７４は、少なくとも１つの導
体対又は少なくとも１つのグループの導体対の周囲に発
火遅延性のガラス繊維の層を形成するものである。例え
ば、本発明の１つの実施例によれば、ステップ７４で形
成されるガラス繊維の層は、個々の導体対の周囲にガラ
ス繊維の層を形成する。本発明の代替的な実施例によれ
ば、ステップ７４で形成されるガラス繊維の層は、導体
対の様々なグループ、例えば、２つの導体対のグルー
プ、３つの導体対のグループ、５つの導体対のグルー
プ、１０個の導体対のグループの周囲にガラス繊維の層
を形成する。また、本発明の他の実施例によれば、ステ
ップ７４で形成されるガラス繊維の層は、導体対の全て
のグループの周囲に単一のガラス繊維の層を形成する。

【００２２】前出の部分で検討されたように、ガラス繊
維の層は、例えば、導体対又は関連する導体対の周囲に
らせん状に巻きつけられ、及び／又は導体対又は関連す
る導体対を完全に又は部分的に囲むように形成される。
例えば、導体対又は関連する導体対は、ガラス繊維を巻
いたもの、例えば、図６に示されるガラス繊維を巻いた
もの８０を通過する。

【００２３】ガラス繊維を巻いたもの８０は、導体対２
４又は導体対のグループの入り口となる第一の端又は前
端８２と、導体対２４の出口となる第二の端又は後端８
４とを有する。導体対２４がガラス繊維を巻いたもの８
０を通過する際に、 (８６のように一般的に示される)
ガラス繊維は、ガラス繊維を巻いたものから離れて、導
体対２４の周囲にらせん状に巻きつけられる。上記の構
成においては、例えば、図２ａ、２ｂ、３ａ及び３ｂに
示されるように、誘電体被覆膜は、導体対とそれぞれの
らせん状のガラス繊維の層の周囲に形成される。代替的
に、本発明の他の実施例によれば、ガラス繊維の層は、
導体対の全てのグループを囲むように形成される。上記
の構成においては、例えば、図４に示されるケーブル６
０のように、誘電体被覆膜は、ガラス繊維の層の周囲に
形成される。

【００２４】上記で検討されたように、本発明の実施例
によれば、電気通信ケーブル内の導体対又は導体対のグ
ループの周囲に発火遅延性のガラス繊維の層を巻きつけ
又は形成する。燃焼状態にある間、ガラス繊維の層が、
個々に絶縁されている導体対の素子から溶解した絶縁材
料、例えば、ＦＥＰ絶縁物を吸収し又は毛管作用により
逃がし、従って、溶解した絶縁材料がケーブル内に溜ま
り、その外側にあるケーブルの誘電体被覆膜を破るのを
防止するという点で、本発明の実施例による構成は、利
点を有する。加えて、本発明の実施例によるいくつかの
ケーブル配列内のガラス繊維の層は、ケーブル内の導体
対の分離を維持し、従って、それらの間の漏話を減少さ
せるように作用する。

【００２５】添付されている特許請求の範囲及びそれと
均等な全範囲によって定められる本発明の意図及び範囲
から逸脱することなく、ここで述べられている電気ケー
ブルの実施例に対して為されうる変更及び置換が数多く
存在するということは、当業者にとっては明らかなこと
であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】在来型の構成による電気ケーブルの断面図を示
す。

【図２ａ】本発明の実施例による電気ケーブルの断面図
を示す。

【図２ｂ】個々に絶縁されている導体対を示す図２ａの
電気ケーブルの一部分の断面図を示す。

【図３ａ】本発明の代替的な実施例による電気ケーブル
の一部分の部分的な断面図を示す。

【図３ｂ】本発明の代替的な実施例による電気ケーブル
の一部分の部分的な断面図を示す。

【図４】本発明の他の代替的な実施例による電気ケーブ
ルの断面図を示す。

【図５】本発明の実施例による電気ケーブルを製造する
方法の簡素化されたブロック線図を示す。

【図６】本発明の実施例による導電素子の周囲に繊維を
巻きつけるための繊維を巻いたものの部分的な断面図を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール エミリエン ネヴュー ジュニア アメリカ合衆国 30052 ジョージア，ロ ーガンヴィル，クロード ブリューアー ロード 3859 (72)発明者 プリヤ エル．タバダー アメリカ合衆国 30022 ジョージア，ア ルファレッタ，グランバリー ウェイ 710

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気ケーブル (５０) において、該ケー
   ブルが、 複数の対になっている導電素子 (２４) を含み、複数の
   ついになっている導電素子の少なくとも一部が、対にな
   っている導電素子の少なくとも１つのグループの部分で
   あり、該ケーブルが、さらに、 対になっている導電素子の少なくとも１つのグループの
   周囲に形成される発火遅延性の繊維 (５４) と、 該複数の対になっている導電素子と該発火遅延性の繊維
   の周囲に形成される誘電体被覆膜 (３２) とを含む電気
   ケーブル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電気ケーブルにおい
   て、該発火遅延性の繊維が、該複数のついになっている
   導電素子の少なくとも１つの周囲にらせん状にまきつけ
   られる電気ケーブル。
3. 【請求項３】 電気ケーブル (５０) において、該ケー
   ブルが、 導電素子 (２４) の少なくとも１つのより合わされた対
   を含み、該導電素子のより合わされている対が、その周
   囲に形成されている発火遅延性の繊維 (５４)を含み、
   該電気ケーブルが、さらに、 導電素子の少なくとも１つのより合わされている対の周
   囲に形成される誘電体被覆膜 (３２) を含む電気ケーブ
   ル。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の電気ケーブルにおい
   て、該発火遅延性の繊維が、該対になっている導電素子
   の少なくとも１つのグループの周囲にらせん状に巻きつ
   けられる電気ケーブル。
5. 【請求項５】 電気ケーブル (５０) において、該ケー
   ブルが、 導電素子 (２４) の少なくとも１つのより合わされてい
   る対の少なくとも１つのグループと、 該導電素子の少なくとも１つのより合わされている対の
   少なくとも１つのグループの周囲に形成される発火遅延
   性繊維の層 (５４) と、 該発火遅延性繊維と該導電素子の少なくとも１つのより
   合わされている対の少なくとも１つのグループの周囲に
   形成される誘電体被覆膜 (３２) とを含む電気ケーブ
   ル。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の電気ケーブルにおい
   て、 該発火遅延性の繊維が、該対になっている導電素子の少
   なくとも１つのグループの周囲にらせん状に巻きつけら
   れる電気ケーブル。
7. 【請求項７】 請求項１,３又は５に記載の電気ケーブ
   ルにおいて、 該発火遅延性繊維が、ガラス繊維、編まれていないガラ
   ス繊維テープ、ポリイミドおよびポリアラミド繊維から
   成るグループから選択される１つ以上の材料から製造さ
   れる電気ケーブル。
8. 【請求項８】 請求項１,３又は５に記載の電気ケーブ
   ルにおいて、 該複数の対になっている導電素子が、個々に絶縁されて
   いる銅線の複数のより合わされている対をさらに含む電
   気ケーブル。
9. 【請求項９】 請求項１,３又は５に記載の電気ケーブ
   ルにおいて、 個々に絶縁されている銅線のより合わされている対が、
   フッ化エチレンプロピレン (ＦＥＰ) 、エチレンクロロ
   トリフルオロエチレン (ＥＣＴＦＥ) 、ペルフルオロア
   ルコキシポリマー (ＰＦＡ) 及びポリテトラフルオロエ
   チレン (ＰＴＦＥ) から成るグループから選択される１
   つ以上の材料により絶縁される電気ケーブル。
10. 【請求項１０】 請求項１,３又は５に記載の電気ケー
    ブルにおいて、 該誘電体被覆膜が、フッ化ポリマー、ポリビニル塩化物
    及びポリオレフィンから成るグループから選択される１
    つ以上の材料を含む電気ケーブル。