JP2009224073A - 通信ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】伝送波形の歪みを十分に緩和することができ、かつ、既存の設備を用いて低コストで製造することができる通信ケーブルを提供する。
【解決手段】絶縁被覆電線１３からなるコア線１４と、前記コア線１４の外面に接して、長さ方向に沿って間隔をあけて位置する棒状、円弧板状または球状とした、フェライト、ケイ素鋼板またはパーマロイからなる磁性体２０と、前記コア線１４および磁性体２０を被覆する絶縁材からなるシース１７と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信ケーブルに関し、詳しくは、車載ＬＡＮ等の通信ネットワークに使用されるものであり、伝送波形の歪みを緩和する機能を備えたものである。

従来、車載ＬＡＮ等の通信ネットワークにおいて、１つの通信機器から別の通信機器へ信号を伝送する際に、電気的または磁気的ノイズや分岐部で生じる反射によって伝送波形に歪みが発生する場合がある。そのため、伝送波形の歪みを改善するために種々の技術が提供されている。

例えば、特開２００４−１５８３２８号公報（特許文献１）で提供されているノイズ抑制ケーブル１は、図１０に示すように、絶縁電線２の外周を金属編組線からなる導電性シールド３とシース層４で順に被覆しており、該シース層４を樹脂に磁性粉を混合した磁性粉混合シース層５と、該磁性粉混合シース層５の外周を被覆する樹脂からなる保護シース層６との二層構造としている。前記磁性粉混合シース層５と保護シース層６は、両層を導電性シールド３の外周に同時に押出し被覆している。

前記特許文献１で提供されているノイズ抑制ケーブル１によれば、磁性粉混合シース層５により伝送波形の歪みを緩和することができるが、磁性粉混合シース層５は、樹脂に磁性粉を混合しているため、伝送波形の歪み緩和性能が低い。よって、十分に伝送波形を緩和するためには磁性粉混合シース層５を相当厚くしなければならず、ケーブルが大径化する問題がある。
また、絶縁電線２を被覆するシース層４を磁性粉混合シース層５と保護シース層６からなる二層構造とし、これら磁性粉混合シース層５と保護シース層６の両層を導電性シールド３の外周に同時に押出し被覆しているため、ノイズ抑制ケーブル１を製造するために新たな設備が必要となり、コスト高になる問題がある。

特開２００４−１５８３２８号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、伝送波形の歪みを十分に緩和することができ、かつ、既存の設備を用いて低コストで製造することができる通信ケーブルを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、
絶縁被覆電線からなるコア線と、
前記コア線の外面に接して、長さ方向に沿って間隔をあけて位置する棒状、円弧板状または球状とした磁性体と、
前記コア線および磁性体を被覆する絶縁材からなるシースと、
を備えていることを特徴とする通信ケーブルを提供している。

前記構成からなる本発明の通信ケーブルによれば、磁性粉末を樹脂に混合するのではなく、棒状、円弧板状または球状等の所定形状を有する塊からなる磁性体としているため、磁性粉を樹脂と混合する場合と比較して、強磁性となり伝送波形の歪みを十分に改善できる。
また、磁性粉末ではなく、磁性粉末を固めた塊状の固形からなる磁性体としているため、該磁性体をコア線とシースとの間に位置させておくことで、特許文献１のように磁性粉末と樹脂との混合物とシース層を形成する樹脂とを２層の押出成形する必要はなく、シース層のみ押出成形すればよく、既存の設備により製造することができ、低コスト化を図ることができる。

本発明の通信ケーブルは、前記コア線および磁性体と前記シースとの間に、金属編組チューブからなるシールド層またはコア線に巻回される金属箔テープからなるシールド層が介在し、前記磁性体は前記コア線とシールド層との間で位置決め挟持されたシールド線からなることが好ましい。

前記のように、通信ケーブルはノイズ遮蔽できるシールド電線としていることが好ましい。
シールド電線として、金属編組チューブからなるシールド層を設ける場合には、コア線の外周面に金属糸を編みながら被覆する際に、前記磁性体を編み込みながら編成し、該磁性体をコア線と金属編組チーブとの間に強固に挟持して位置決めしておくことができる。よって、シールド層の外周に押出成形でシースを成形する際に磁性体を長さ方向に間隔をあけた状態で配置することができる。
また、金属箔テープをシールド層として用いる場合には、前記磁性体をコア層の外面に位置させて強く巻き付けていくことによって、磁性体を位置決め保持することができる。
なお、シールド層が無い場合には、前記磁性体をコア線に接着剤で固着しておき、該状態でシースを押出成形することが好ましい。

本発明は通信ケーブルであるため、絶縁被覆電線からなるコア線はツイストペア電線とされる場合が多い。
前記ツイストペア電線の場合、前記磁性体は、コア線とシースとの間に周方向で同一位置において長さ方向に一列配置に配置しても良いが、周方向において異なる位置で且つ長さ方向において同一位置または交互に配置することで、各コア線に発生する伝送波形歪みをより効果的に抑制することができる。
また、コア線が複数組のツイストペア電線の場合には、隣接するツイストぺア電線の間に前記磁性体を長さ方向に間隔をあけて配置することが好ましい。

前記磁性体としては、フェライト、ケイ素鋼板またはパーマロイが好適に用いられる。
各磁性体は、前記のように、丸棒や角棒からなる棒状、あるいは、コア線の外周面に沿わせやすい円弧板状、さらに球状のいずれでもよい。

各磁性体は、コア線の長さ方向の寸法が２〜１０ｍｍ、長さ方向に隣接する磁性体間の空隙は０．５〜２ｍｍ、全磁性体により囲まれる面積は前記シースの内周面の面積に対して１〜３０％としていることが好ましい。
前記のように、磁性体の長さを磁性体を２〜１０ｍｍとすると共に０．５〜２ｍｍの間隔をあけて配置すると、通信ケーブルの屈曲性を阻害せず、通信ケーブルを配索経路に応じて屈曲させて配索することができる。

前述したように、本発明によれば、磁性粉末を樹脂と混合してコア線の外周に押出成形で設けるのではなく、棒状等の塊の磁性体としているため、該磁性体を樹脂と混合することなく、コア線の外面に配置してシースで被覆することができる。よって、特許文献１にように２層の押出成形を行う必要がなく、既存の設備により製造することができ、低コスト化を図ることができる。
また、磁性粉末を樹脂と混合する場合と比較して、本発明では磁性体のみからなるため、各磁性体を小さくしても強磁性をすることができ、通信ケーブルに発生する伝送波形の歪み緩和性能が高く、かつ、通信ケーブルの肥大化を抑制できる。

特に、コア線とシースとの間にシールド層を設けたシールド電線とすると、シールド層とコア線との間で磁性体を挟持して位置決めでき、よって、該シールド層の外周にシースを押出成形する際に、磁性体を長さ方向において隙間をあけて保持することができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に、本発明の第１実施形態を示す。
本実施形態の通信ケーブル１０は、自動車に搭載された電子制御ユニット間のＣＡＮ通信回路を構成するシールド線である。

前記通信ケーブル１０は、１組のツイストペア電線からなるコア線１４と絶縁被覆されていない１本のドレン線１５を備えている。コア線１４は、導体１１を絶縁材１２で被覆した２本の絶縁被覆電線１３Ａ、１３Ｂを撚り合わせてツイストペア電線としている。コア線１４の外面に接して、長さ方向に沿って間隔をあけて位置する磁性体２０を設けている。これらコア線１４、磁性体２０およびドレン線１５にアルミ箔を接着したポリエステルテープからなる金属箔テープを巻回してシールド層１６を設け、該シールド層１６の外周面に押出し成形により絶縁材からなるシース１７を設け、コア線１４、磁性体２０およびドレン線１５をシールド層１６とシース１７で順に被覆している。
本実施形態では、通信ケーブル１０の径を５ｍｍ、コア線１４の絶縁被覆電線１３Ａ、１３Ｂの径をそれぞれ１ｍｍとしている。

前記磁性体２０は、Ｍｎ−Ｚｎを成分に含む材料で形成されたフェライトコアからなり、長さＬ１を２〜１０ｍｍ、径を０．５〜２ｍｍとした丸棒形状とし、本実施形態では、長さＬ１を８ｍｍ、径を１ｍｍとしている。
各磁性体２０は、０．５〜２ｍｍの間隔Ｌ２（本実施形態では１ｍｍの間隔）をあけて通信ケーブル１０の長さ方向に沿って、かつ、全長に亙って、周方向において同一位置に一列で並列配置しており、各磁性体２０の長さ方向を通信ケーブル１０の長さ方向に略一致させている。
また、コア線１４が全磁性体２０によって囲まれる面積はシース１７の内周面の面積に対して１〜３０％としており、本実施形態では６％としている。
さらに、前記磁性体２０は、図１（Ｂ）に示すように、コア線１４を構成する絶縁被覆電線１３Ａと１３Ｂのそれぞれから同一距離となる位置に配置し、コア線１４とシールド層１６で挟んで位置決めしている。

前記磁性体２０をコア線１４とシールド層１６との間に配置する方法は、コア線１４とドレン線１５の外周面に金属箔テープを巻回してシールド層１６を形成する際に、コア線１４の外周面に磁性体２０を沿わせて配置しておき、コア線１４とドレン線１５と共に磁性体２０をシールド層１６で被覆することにより行っている。

前記コア線１４の絶縁被覆電線１３ＡがＣＡＮ−Ｈ回路を構成する一方、絶縁被覆電線１３ＢがＣＡＮ−Ｌ回路を構成し、絶縁被覆電線１３Ａ、１３Ｂはシールド層１６とシース１７の長さ方向の端部に設けた開口端から引き出されて、端末にコネクタ（図示せず）が接続され、該コネクタが電子制御ユニットに接続される。
また、ドレン線１５もシールド層１６とシース１７の開口端から引き出されて、端末にアース端子（図示せず）が接続され、該アース端子が車体パネルにボルト締めされて接地され、あるいは、コネクタ内のアース端子と接続している。

前記構成によれば、塊状の磁性体２０をそのままコア線１４とシールド層１６との間に配置しているため、磁性体２０による伝送波形の歪み緩和性能が高く、伝送波形の歪みを十分に改善することができる。
また、コア線１４とシールド層１６との間に、コア線１４に沿わせて丸棒形状の磁性体２０を配置しているだけであるため、通信ケーブル１０が大幅に大径化することがない。
さらに、コア線１４の外周面にシールド層１６となる金属箔テープを巻回する際に、磁性体２０をコア線１４に沿わせて、該コア線１４と共に磁性体２０にも金属箔テープを巻き付けているため、既存の設備により本実施形態の通信ケーブル１０を製造することができ、低コスト化を図ることができる。

なお、通信ケーブル１０のコア線１４はツイストペア電線に限らず、１本の電線からなるコア線であってもよい。
また、磁性体２０はフェライトコアに限らず、ケイ素鋼板またはパーマロイにより形成してもよい。
さらに、磁性体２０は、丸棒形状に限らず、図２に示すように、角棒形状としてもよい。

図３に本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態では、シールド層１６として金属編組チューブを用いている。
この場合、金属糸をコア線１４の外周に編みつけて金属編組のシールド層１６を形成する過程で、磁性体２０を所要位置で網目に挿入しながら編成して、磁性体２０を位置決め保持している。
その後、コア線１４、磁性体２０およびドレン線１５の外周にシース１７を押しだし成形して設け、その際、シース１７の樹脂１８を金属編組チューブの網目に浸透させ、その後、硬化することで、磁性体２０はコア線１４の外面に長さ方向に間隔をあけて固定される。
他の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図４に、本発明の第３実施形態を示す。
本実施形態では、コア線１４の外周面の上側と下側にそれぞれ磁性体２０Ａ、２０Ｂを配置している。上側に配置した磁性体２０Ａと下側に配置した磁性体２０Ｂは、それぞれ通信ケーブル１０の長さ方向に沿って並列配置している。このように、通信ケーブル１０の長さ方向の同一位置で周方向に異なる位置に複数（本実施形態では２個）の磁性体２０Ａ、２０Ｂを配置して、長さ方向の同一位置に配置した磁性体２０Ａと２０Ｂでコア線１４を挟んでいる。
コア線１４が全磁性体２０によって囲まれる面積はシース１７の内周面の面積に対して１２％としている。

前記構成によれば、コア線１４の両側に磁性体２０を配置しているため、より効率良く伝送波形の歪みを緩和することができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図５に、本発明の第３実施形態の変形例を示す。
本実施形態では、磁性体２０の配置位置を第３実施形態と相違させており、磁性体２０Ａと２０Ｂを、通信ケーブル１０の周方向において異なる位置で且つ長さ方向において交互に配置している。

図６に、本発明の第４実施形態を示す。
本実施形態では、１本の通信ケーブル１０に２組のコア線１４Ａ、１４Ｂを備え、これら２組のコア線１４Ａと１４Ｂをまとめてシールド層１６とシース１７で被覆している。コア線１４Ａ、１４Ｂは、前記実施形態と同様、２本の絶縁被覆電線１３Ａ、１３Ｂを撚り合わせたツイストペア電線からなる。
また、本実施形態では、コア線１４Ａと１４Ｂの間に磁性体２０を配置し、該磁性体２０をコア線１４Ａと１４Ｂで挟んで位置決めしている。磁性体２０は通信ケーブル１０の長さ方向に沿って隙間をあけて並列配置している。

前記構成によれば、複数組のコア線１４を備えた通信ケーブル１０であっても、磁性体２０により伝送波形の歪みを緩和することができる。
なお、通信ケーブル１０のコア線１４は、２組に限らず３組以上であってもよく、各コア線１４の間に磁性体２０を配置していることが好ましい。
また、第３実施形態のように、通信ケーブル１０の長さ方向において同一位置に複数の磁性体２０を配置して、磁性体２０で各コア線１４を挟むようにしてもよい。
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図７に、本発明の第５実施形態を示す。
本実施形態では、磁性体２０’の形状を前記実施形態と相違させており、磁性体２０’を径１ｍｍの粒状（球状）としている。磁性体２０’を通信ケーブル１０の長さ方向に沿って隙間をあけて一列で並列配置している。

前記構成によれば、前記実施形態と同様、磁性体２０’により伝送波形の歪みを緩和することができる。
なお、第３実施形態のように通信ケーブル１０の長さ方向の同一位置に複数の磁性体２０’を配置してもよいし、第４実施形態のように複数組のコア線１４を備えた通信ケーブル１０としてもよい。
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図８に、本発明の第６実施形態を示す。
本実施形態では、コア線１４をツイストペア電線ではなく、１本の絶縁被覆電線１３とし、該絶縁被覆電線１３の外周面に円弧板状の磁性体２０”を沿わせて配置している。円弧板状の磁性体２０”の曲率は絶縁被覆電線１３の外周面の曲率と一致させている。また、磁性体２０”は通信ケーブル１０の長さ方向に間隔をあけて一列で並列配置している。

前記構成によれば、前記実施形態と同様、磁性体２０’により伝送波形の歪みを緩和することができ、かつ、磁性体２０”を円弧板状としてコア線１４の外周面に沿わせているため、磁性体２０”をコア線１４の外周面に沿わせやすく、通信ケーブル１０が局所的に大径化するのを防止することができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図９に、本発明の第７実施形態を示す。
本実施形態では、通信ケーブル１０にシールド層を設けておらず、コア線１４の外面に接着剤１９により第１実施形態と同様の磁性体２０を接着しておき、該コア線１４と磁性体２０の外面に押出し成形によりシース１７を設けて被覆している。

前記構成によれば、前記実施形態と同様、磁性体２０により伝送波形の歪みを緩和することができる。
なお、磁性体は角棒状、球状、円弧板状としてもよい。
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施形態の通信ケーブルを示し、（Ａ）は長さ方向の概略断面図、（Ｂ）は径方向断面図である。 第１実施形態の第１変形例を示す図面である。 第２実施形態を示す図面である。 本発明の第３実施形態の通信ケーブルを示し、（Ａ）は長さ方向の概略断面図、（Ｂ）は径方向断面図である。 第３実施形態の変形例を示す図面である。 本発明の第４実施形態の通信ケーブルを示し、（Ａ）は長さ方向の概略断面図、（Ｂ）は径方向断面図である。 本発明の第５実施形態を示す図面である。 本発明の第６実施形態を示す図面である。 本発明の第７実施形態を示す図面である。 従来例を示す図面である。

符号の説明

１０ 通信ケーブル
１４ コア線
１６ シールド層
１７ シース
２０、２０’、２０” 磁性体

Claims (6)

1. 絶縁被覆電線からなるコア線と、
   前記コア線の外面に接して、長さ方向に沿って間隔をあけて位置する棒状、円弧板状または球状とした磁性体と、
   前記コア線および磁性体を被覆する絶縁材からなるシースと、
   を備えていることを特徴とする通信ケーブル。
2. 前記コア線および磁性体と前記シースとの間に、金属編組チューブからなるシールド層またはコア線に巻回される金属箔テープからなるシールド層が介在し、前記磁性体は前記コア線とシールド層との間で位置決め挟持されたシールド線からなる請求項１に記載の通信ケーブル。
3. コア線は１組または複数組のツイストペア電線からなり、
   複数組のツイストペア電線では、隣接するツイストぺア電線の間に前記磁性体を長さ方向に間隔をあけて配置している請求項１または請求項２に記載の通信ケーブル。
4. 前記磁性体は、前記コア線とシースとの間に、周方向で同一位置において長さ方向に一列配置、または周方向において異なる位置で且つ長さ方向において同一位置または交互に配置している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の通信ケーブル。
5. 前記磁性体は、フェライト、ケイ素鋼板またはパーマロイからなる請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の通信ケーブル。
6. 前記各磁性体は、コア線の長さ方向の寸法が２〜１０ｍｍ、長さ方向に隣接する磁性体間の空隙は０．５〜２ｍｍ、全磁性体により囲まれる面積は前記シースの内周面の面積に対して１〜３０％である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信ケーブル。

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