JP6759437B2

JP6759437B2 - Ｌａｎ対応カールコードおよびプラグ付きｌａｎ対応カールコード

Info

Publication number: JP6759437B2
Application number: JP2019178553A
Authority: JP
Inventors: 中村　雄一郎; 雄一郎中村; 正義河田
Original assignee: Fuji Electric Cable Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Cable Co Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2020102442A

Description

本発明はＬＡＮ対応カールコードおよびプラグ付きＬＡＮ対応カールコードに関する。

従来から螺旋状を呈するケーブル（カールコード）は種々の分野で提案されている。
たとえば特許文献１では、螺旋状のケーブルを「通信ケーブル」に適用した例が開示されている。ここでは、螺旋状のカール部がケーブル端部のコネクタ近傍に形成され、ケーブルに誤って足を引っ掛けるなどしてそのケーブルに張力が加わったとしても、コネクタの接合部分やケーブルのストレート部にかかる力が吸収されるようになっており、コネクタの破損やストレート部の断線を防止しようとしている（段落０００１、００２１、図１など参照）。

特許文献２では、螺旋状のケーブルを「可動部材間の電気接続（自動車内の配線材）」に適用した例が開示されている。ここでは、複数の素線が撚り合された撚り線が導体として使用され、特に素線の外径がその金属材料の弾性率に応じて制御され、省スペース化を図りながらも高い伸縮性を得ようとしている（段落０００２、０００５、実施例参照）。

特開平１１−５３９５５号公報特開２０１７−１８２９５０号公報

螺旋状のケーブルは上記のようにその適用分野によって最適化され使用されている状況であるものの、ＬＡＮ対応の通信ケーブル（ＬＡＮ対応カールコード）に適用した製品であって、通信ケーブルとして使用しうる電気的特性と、カールコードとして使用しうる伸縮性（使用時に伸長し、不使用時には収縮する性能）との、両性能を満たすようなＬＡＮ対応カールコードは未だ提供されていない。
したがって本発明の主な目的は、電気的特性を担保しながら伸縮性に優れるＬＡＮ対応カールコードを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明によれば、
螺旋状を呈するＬＡＮ対応カールコードであって、
１対の絶縁電線が撚り合わされた対撚線と、
前記対撚線の周囲を被覆するシースとを備え、
前記シースがポリ塩化ビニル樹脂を主成分とするＰＶＣ樹脂組成物から構成され、前記ＰＶＣ樹脂組成物にはポリエステル系樹脂が含有され、
当該ＬＡＮ対応カールコードのカール内径がコード外径の２．３倍以上３．１倍未満であることを特徴とするＬＡＮ対応カールコードが提供される。

本発明によれば、電気的特性を担保しながら伸縮性に優れるＬＡＮ対応カールコードを提供することができる。

プラグ付きＬＡＮ対応カールコードの平面図である。ＬＡＮ対応カールコードの断面図である。ＬＡＮ対応カールコードの製造方法を経時的に説明するための図である。カールコード垂れ下がり試験の概要を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態にかかるＬＡＮ対応カールコードについて説明する。
なお、本明細書では、数値範囲を示す「〜」の記載に関し下限値および上限値はその数値範囲に含まれる。

図１はプラグ付きＬＡＮ対応カールコード６０の平面図である。
図１に示すとおり、プラグ付きＬＡＮ対応カールコード６０は主に、螺旋状を呈するＬＡＮ対応カールコード１０とプラグ６２とで構成されている。
ＬＡＮ対応カールコード１０はＬＡＮ（Local Area Network）に対応した通信ケーブルを、螺旋状に加工したカールコードである。
プラグ６２はＬＡＮ対応カールコード１０の両端にそれぞれ取り付けられている。
プラグ付きＬＡＮ対応カールコード６０の使用時には、一方のプラグ６２がＰＣ（Personal Computer）に接続され、他方のプラグ６２が通信機器に接続される。

図２はＬＡＮ対応カールコード１０の断面図である。
図２に示すとおり、ＬＡＮ対応カールコード１０は主に、ケーブル心２およびシース４で構成され、ケーブル心２の周囲にシース４が形成されている。

ケーブル心２は複数組（ここでは４組）の対撚線１が撚り合わされ構成されている。
ケーブル心２は単一の対撚線１で構成されてもよい。
対撚線１は１対の絶縁電線５が撚り合わされ構成されている。

絶縁電線５は導体５１と絶縁体５２とで構成されている。
導体５１は複数本の素線（図示略）が撚り合わされ構成された導電性金属製の導線であり、好ましくは素線として軟銅線が使用される。導体５１は単線で構成されてもよい。
導体５１は錫、ニッケル、銀のいずれかのめっき層（図示略）によって素線の外周面が被覆されてもよい。この場合、絶縁体５２の被覆加工時において素線の酸化を効果的に防止することができる。
ここでは、導体５１は複数本の軟銅線が撚り合わされ構成されている。
導体５１の外径は２４〜３０ＡＷＧ（American Wire Gauge）であり、好ましくは２８ＡＷＧである。

導体５１の外周は絶縁体５２で被覆されている。
絶縁体５２は絶縁性の樹脂で構成されている。絶縁体５２は導体５１を被覆するように絶縁性の樹脂が押出機のダイスから押し出され形成される。
絶縁性の樹脂は好ましくはポリエチレン樹脂またはフッ素樹脂であり、より好ましくはポリエチレン樹脂である。
ポリエチレン樹脂としては、たとえば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いることができる。
フッ素樹脂としては、たとえば、フルオロエチレン・プロピレン共重合体（ＦＥＰ；テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）を用いることができる。
これらフッ素樹脂のうち、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、またはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を用いるのがよい。
絶縁体５２の厚さは好ましくは０．０９ｍｍ以上０．１３ｍｍ以下である。

ケーブル心２の外周はシース４で被覆されている。
シース４はいわゆる外被でありケーブル心２の周囲を被覆している。
シース４は、ポリ塩化ビニル樹脂を主成分とするＰＶＣ樹脂組成物（ＰＶＣ：Poly Vinyl Chloride）から構成され、ケーブル心２を被覆するようにＰＶＣ樹脂組成物が押出機のダイスから押し出され形成される。

ＰＶＣ樹脂組成物は上記のとおりポリ塩化ビニル樹脂を主成分とする樹脂組成物であり、当該ＰＶＣ樹脂組成物にはポリエステル系樹脂が含有されている。「ポリ塩化ビニル樹脂を主成分とする」とは、ＰＶＣ樹脂組成物を構成する含有物質のなかでポリ塩化ビニル樹脂の含有量が最も多いという意味である。
ＰＶＣ樹脂組成物においては、当該ＰＶＣ樹脂組成物の含有物質全体に対するポリエステル系樹脂の含有率（質量％）は好ましくは１０〜２０質量％であり、より好ましくは１４〜１８質量％である。
ポリエステル系樹脂としては、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリトリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが使用可能である。ポリエステル系樹脂は好ましくはポリブチレンテレフタレートである。
ＰＶＣ樹脂組成物は柔軟性に優れ、ＬＡＮ対応カールコード１０に伸縮性を付与する。
シース４の厚さは好ましくは０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。

以上のＬＡＮ対応カールコード１０では、カール内径Ａ（図１参照）がコード外径Ｂ（図２参照）の２．３倍以上３．１倍未満の範囲内に収まっており、好ましくは２．３倍以上２．６倍以下の範囲内に収まっている。
コード外径Ｂは好ましくは３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であり、より好ましくは３．７ｍｍ以上４．１ｍｍ以下である。
たとえば、コード外径Ｂが３．９ｍｍの場合、カール内径Ａは９．０ｍｍ以上１２ｍｍ未満の範囲内に収まっている。

なお、ケーブル心２の外周は押え巻で被覆されてもよい。
押え巻はポリエステルテープ（ポリエステル製フィルム）で構成されるのがよく、ポリエステルテープの厚さは好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。ポリエステルテープは不織布よりも硬いため、ＬＡＮ対応カールコード１０の変形を効果的に抑制することができる。押え巻で被覆する場合は、押え巻は好ましくはケーブル心２の外周においてポリエステルテープの一部が重ね合わされ巻回される（ラップ巻きされる）のがよい。これにより、ＬＡＮ対応カールコード１０の可撓性が低下するのを防止することができる。

次に、プラグ付きＬＡＮ対応カールコード６０の製造方法について説明する。

図３はＬＡＮ対応カールコード１０の製造方法を経時的に説明するための図である。
始めに、図３Ａに示すとおり、線状のＬＡＮケーブル７０（ＬＡＮ対応カールコード１０の前駆体）を準備する。
具体的には、１対の絶縁電線５を撚り合わせて対撚線１を形成し、複数組の対撚線１を撚り合わせてケーブル心２を形成する。その後、ケーブル心２に対して、ＰＶＣ樹脂組成物を押出成形してシース４を形成し、線状のＬＡＮケーブル７０を作製する。

その後、図３Ｂに示すとおり、一定長さのＬＡＮケーブル７０を、一定外径を有する直線状のマンドレル８０に螺旋状に巻き付け、７０〜９０℃で３０分〜２時間保持する。マンドレル８０として、カール内径Ａの２．３倍以上３．１倍未満の外径を有するマンドレルを使用する。マンドレル８０の外径はそのままＬＡＮ対応カールコード１０のカール内径Ａに反映される。マンドレル巻き付けのときは、ＬＡＮケーブル７０に捻じれが生じないように注意する。
その後、ＬＡＮケーブル７０をマンドレル８０に巻き付けたまま−１０〜０℃の低温環境下で３０分〜２時間保持し急冷する。

その後、ＬＡＮケーブル７０を−１０〜０℃の低温環境から解放してマンドレル８０から外し、図３Ｃに示すとおり、螺旋状のＬＡＮケーブル７２を得る。

その後、図３Ｄに示すとおり、螺旋状のＬＡＮケーブル７２を、巻き付け方向を反転させながら再度マンドレル８０に巻き付ける。巻き付け方向を反転させるのは、得られたＬＡＮ対応カールコード１０を伸長させた際に、伸長前の形状に戻ろうとする復元力が強く働き、ＬＡＮ対応カールコード１０の伸縮を繰り返しても、螺旋形状を維持しやすくなるためである。

最終的に、再巻き付け後のＬＡＮケーブル７２をマンドレル８０から外し、ＬＡＮ対応カールコード１０を製造し、その両端にプラグ６２を取り付ける。
なお、プラグ６２の取付けに関しては、上記のとおり図３Ａ〜図３Ｄの処理をおこなってからＬＡＮ対応カールコード１０の両端にプラグを取り付けてもよいし、線状のＬＡＮケーブル７０の両端にプラグ６２を取り付けてから図３Ａ〜図３Ｄの処理をおこなってもよい。

以上のＬＡＮ対応カールコード１０によれば、シース４が一定のＰＶＣ樹脂組成物から構成され、カール内径Ａがコード外径Ｂの一定の範囲内に収まっているため電気的特性に優れ、ＰＶＣ樹脂組成物にはポリエステル系樹脂が含有されているため伸縮性にも優れる（下記実施例参照）。

（１）サンプルの作製
（１．１）サンプル２１〜２４
導体として、複数本の軟銅線を撚り合わせ撚り線を形成した（２８ＡＷＧ）。
その後、絶縁性の樹脂として高密度ポリエチレンを準備し、これを押出機のダイスから押し出し、導体の周囲を絶縁体で被覆し、絶縁電線を形成した。
絶縁電線の外径は０．５６ｍｍであった。

その後、２本の絶縁電線を撚り合わせ対撚線を形成した。
ここでは、撚りピッチが７ｍｍ、１０ｍｍ、８ｍｍ、１１ｍｍの４組の対撚線を形成し、これら４組の対撚線をピッチが約７０ｍｍになるように撚り合わせ、ケーブル心を形成した。

その後、一定のＰＶＣ樹脂組成物を押出機のダイスから押し出し、ケーブル心の周囲をシースで被覆し、線状のＬＡＮケーブルを得た。
ＰＶＣ樹脂組成物の含有物質とその含有率（質量％）を表１に示す。
シースの厚さは０．６ｍｍであり、ケーブル外径（コード外径）は３．９ｍｍであった。

その後、一定長さのＬＡＮケーブルを、一定外径を有する直線状のマンドレルに螺旋状に巻き付け、８０℃で１時間保持した。
ここでは、マンドレルとして、外径８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍの４種類のマンドレルを準備し、これらマンドレルに巻き付けた。
その後、ＬＡＮケーブルをマンドレルに巻き付けたまま０℃の低温環境下で２時間保持し急冷した。

その後、ＬＡＮケーブルを０℃の低温環境から解放しマンドレルから外し、螺旋状のＬＡＮケーブルを得た。螺旋状のＬＡＮケーブルを、巻き付け方向を反転させながら再度マンドレルに巻き付けた。再巻き付け後のＬＡＮケーブルをマンドレルから外し、ＬＡＮ対応カールコードを得た（全長約３００ｍｍ）。その後、ＬＡＮ対応カールコードの両端にプラグを取り付けた。
ここでは、マンドレルの外径（カール内径）に応じてサンプル２１〜２４とした。
サンプル２１〜２４の仕様を表２に示す。

（１．２）サンプル３０
市販品（サンワサプライ製ＬＡＮカールコードKB-Y5CC-01BK）を購入した。これをサンプル３０とし分析した。
サンプル３０の仕様を表２および表３に示す。

（２）サンプルの試験および測定
（２．１）パッチコード試験
各サンプルに対し、試験規格TIA Patch Cord Cat.5eに準拠したパッチコード試験を実施した。試験結果を表４に示す。表４中、「ｎ」はサンプル数を示す。

（２．２）カールコード伸縮試験
全長約３００ｍｍのサンプルに対し、その約３倍の長さの９００ｍｍまで伸長してもとの長さに収縮させる、という伸縮動作を、１０万回および５０万回繰り返し実施した。
伸縮試験前後のサンプルにおいて長さを測定し、伸長率を算出し外観も観察した。結果を表５に示す。
併せて伸縮試験前後のサンプルに対し、試験規格TIA Patch Cord Cat.5eに準拠したパッチコード試験も実施した。試験結果を表６に示す。表６中、「ｎ」はサンプル数を示す。

（２．３）カールコード垂れ下がり試験
各サンプルを垂直に把持しその自重でどの程度垂れ下がったかを試験した（図４参照）。試験結果を表７に示す。

（３）まとめ
表４に示すとおり、カール内径がコード外径の２．１倍のサンプル２１や１．５倍のサンプル３０では、電気特性に不安が残る結果であった。他方、シースがＰＶＣ樹脂組成物製でカール内径がコード外径の２．３倍以上のサンプル２２〜２４では、２．０ｄＢ以上のマージンが確保され電気特性は良好であった。
表５に示すとおり、シースがＰＶＣ樹脂組成物製であってもカール内径がコード外径の３．１倍のサンプル２４やシースがウレタン樹脂製のサンプル３０では、伸長率が高かった。他方、シースがＰＶＣ樹脂組成物製でカール内径がコード外径の３．１倍未満のサンプル２１〜２３では、伸長率が低く収縮性に優れていた。
特に表６に示すとおり、シースがＰＶＣ樹脂組成物製でカール内径がコード外径の２．３倍以上３．１倍未満のサンプル２２、２３では、伸縮試験後においても電気特性は良好であった。
以上から、電気特性を担保しながら伸縮性に優れるＬＡＮ対応カールコードを得るには、シースを一定のＰＶＣ樹脂組成物で構成しかつカール内径をコード外径の２．３倍以上３．１倍未満の範囲内に収めるのが有用であることがわかる。

なお、表７に示すとおり、カール内径がコード外径の２．３倍以上３．１倍未満のサンプル２２、２３では、垂れ下がり率も低く持ち運び時の取扱い性にも優れていた。

１対撚線
２ケーブル心
４シース
５絶縁電線
１０ＬＡＮ対応カールコード
５１導体
５２絶縁体
６０プラグ付きＬＡＮ対応カールコード
６２プラグ
７０（線状の）ＬＡＮケーブル
７２（螺旋状の）ＬＡＮケーブル
８０マンドレル
Ａカール内径
Ｂコード外径

Claims

螺旋状を呈するＬＡＮ対応カールコードであって、
１対の絶縁電線が撚り合わされた対撚線と、
前記対撚線の周囲を被覆するシースとを備え、
前記シースがポリ塩化ビニル樹脂を主成分とするＰＶＣ樹脂組成物から構成され、前記ＰＶＣ樹脂組成物にはポリエステル系樹脂が含有され、
当該ＬＡＮ対応カールコードのカール内径がコード外径の２．３倍以上３．１倍未満であることを特徴とするＬＡＮ対応カールコード。
請求項１に記載のＬＡＮ対応カールコードにおいて、
前記ＰＶＣ樹脂組成物に対する前記ポリエステル系樹脂の含有率が１０〜２０質量％であることを特徴とするＬＡＮ対応カールコード。
請求項１または２に記載のＬＡＮ対応カールコードにおいて、
前記ポリエステル系樹脂がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とするＬＡＮ対応カールコード。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＡＮ対応カールコードと、
前記ＬＡＮ対応カールコードの両端に取り付けられるプラグとを、備えることを特徴とするプラグ付きＬＡＮ対応カールコード。