(57)【要約】【課題】芯線の撚りピッチや線間距離が均一であるケーブルを提供する。【解決手段】本発明のケーブル１００は、ケーブル１００は、複数の芯線１０と、複数の芯線１０とともに撚り合わされる介在糸２０と、を備え、複数の芯線１０と介在糸２０とが撚り合わされた状態で所定の電流が複数の芯線１０に同時に流されたとき、介在糸２０は、電流に起因して複数の芯線１０に掛かる力による、複数の芯線１０の各部の移動距離を規制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の芯線と、
前記複数の芯線とともに撚り合わされる介在物と、
を備え、
前記複数の芯線と前記介在物とが撚り合わされた状態で所定の電流が前記複数の芯線に同時に流されたとき、前記介在物は、前記電流に起因して前記複数の芯線に掛かる力による、前記複数の芯線の各部の移動距離を規制する、
ケーブル。
【請求項２】
前記介在物は、アラミド繊維で形成された介在糸である、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記電流に起因して前記複数の芯線に掛かる力は、前記複数の芯線が互いに離れる方向の力である、
請求項１または２に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号伝送等に用いられるケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号を伝送するためのケーブルとして、ノイズを低減するために２本以上の芯線を撚り合わせた撚り線を用いたケーブルが普及している。撚り線は、一般に撚線機を用いて製造される。このようなケーブルは、例えば特許文献１等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４９２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
撚線機を用いて撚り線を製造しても、製造工程において芯線の撚りピッチや線間距離等が不均一となることがある。このように撚りピッチや線間距離等が不均一であった場合、ケーブルの特性インピーダンスも不均一となり、伝送ロスが発生してしまう。
【０００５】
本発明は、芯線の撚りピッチや線間距離が均一であるケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のケーブルは、複数の芯線と、前記複数の芯線とともに撚り合わされる介在物と、を備え、前記複数の芯線と前記介在物とが撚り合わされた状態で所定の電流が前記複数の芯線に同時に流されたとき、前記介在物は、前記電流に起因して前記複数の芯線に掛かる力による、前記複数の芯線の各部の移動距離を規制する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、芯線の撚りピッチや線間距離を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るケーブルの構成を示す断面図
【図２】シースを省略した状態のケーブルの側面図
【図３】平行な２本の導線に流れる電流によって導線に掛かる力について説明するための図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
［構造］
図１は、本発明の実施の形態に係るケーブル１００の構成を示す断面図である。図１に示すように、ケーブル１００は、２本の芯線１０と、２本の介在糸２０と、シース３０と、を有する。
【００１１】
芯線１０は、導体１１と、絶縁体１２と、を有する。導体１１は、導電率の高い金属（銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等）で構成される。絶縁体１２は、樹脂等の絶縁体であって、導体１１を周囲から絶縁する。すなわち、芯線１０は、絶縁電線である。本発明において、導体１１は単線であってもよいし、複数の導体を撚り合わせた撚り線であってもよい。２本の芯線１０は、互いに撚り合わされて、撚り対線（ツイストペアケーブル）を構成している。
【００１２】
本実施の形態では、図２に示すように、２本の介在糸２０が、２本の芯線１０とともに撚り合わされている。図２は、シース３０を省略した状態のケーブル１００の側面図である。図２では、説明の都合上、芯線１０の一端（図２における上端）の絶縁体１２が剥がされ、導体１１が露出した状態が示されている。
【００１３】
介在糸２０は、２本の芯線１０とシース３０との隙間を埋めるとともに、ケーブル１００の強度を向上させる役割を果たす。さらに、介在糸２０は、ケーブル１００に対して、２本の芯線１０の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程（詳細は後述）が実行される際に、２本の芯線１０の移動量を規制することで、撚りピッチ及び線間距離を均一にする役目を果たす。なお、芯線１０の撚りピッチとは、芯線１０が撚られた状態で、周方向において同じ位置となる芯線１０の、長手方向に沿った間隔を意味する。このように芯線１０の移動を規制するため、介在糸２０は、高強度、高耐久性、高耐熱性、絶縁性等の各種性質を有する素材で構成されることが好適である。そのような素材の例として、例えばアラミド繊維が挙げられる。
【００１４】
シース３０は、互いに撚り合わされた２本の芯線１０及び２本の介在糸２０を被覆する外被である。シース３０の素材については特に限定されないが、耐熱性が高い素材であることが好適である。その理由については後述する。
【００１５】
［製造方法］
本実施の形態に係るケーブル１００の製造方法について説明する。ケーブル１００の製造方法は、２本の芯線１０及び２本の介在糸を撚り合わせる工程１と、撚り合わせた芯線１０及び介在糸２０にシース３０を被せる工程２と、撚り合わされた芯線１０の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程３と、を含む。
【００１６】
ケーブル１００の製造方法に含まれる工程１及び工程２については、従来知られた方法を適宜採用することができる。例えば、工程１では、２本の芯線１０及び２本の介在糸２０は、撚線機等を用いて撚り合わされる。また、工程２では、シース３０は、樹脂の押出機等を用いて芯線１０及び介在糸２０に被覆される。
【００１７】
以下では、撚り合わせた芯線１０の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程３について詳細に説明する。
【００１８】
［撚りピッチ及び線間距離を調整する工程の説明］
工程１において、上記したように撚線機を用いて芯線１０及び介在糸２０を撚り合わせた場合でも、２本の芯線１０の撚りピッチや線間距離が不均一となることがある。工程３では、このように工程１で生じた、２本の芯線１０の撚りピッチ及び線間距離の歪みを調整することが行われる。
【００１９】
具体的には、工程３では、ケーブル１００の２本の芯線１０に、互いに反対方向に流れる電流が流される。これにより、互いに離れる方向の力が芯線１０に生じる。また、工程１及び２で製造されるケーブル１００の長さは、例えば数百メートル以上等非常に長い場合があり、そのような場合には、工程３が実行される前に、ケーブル１００は適宜の長さ（例えば１メートル程度）や製品として要求される長さに切断されることが好適である。
【００２０】
図３は、平行な２本の導線４１，４２に流れる電流によって導線に掛かる力について説明するための図である。導線４１，４２は、十分な長さを有するものとする。導線４１には図３における上向きの電流Ｉ１が流れ、導線４２には下向きの電流Ｉ２が流れるとする。この場合、２本の導線４１，４２は、流れる電流により、互いに離れる方向に力Ｆ１１，Ｆ１２を受ける。その力の大きさは、以下の式（１）で示される。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
式（１）において、Ｆ１１は導線４１の長さＬの部位が電流Ｉ２から受ける力の大きさ、Ｆ１２は導線４２の長さＬの部位が電流Ｉ１から受ける力の大きさ、μ０は真空の透磁率、ｒは導線４１，４２間の距離である。
【００２３】
図３では平行な２本の導線について示したが、本実施の形態に掛かるケーブル１００の撚られている２本の芯線１０においても、微少な各部位については同様の考え方を適用することができる。すなわち、ケーブル１００の２本の芯線１０に互いに反対方向に流れる電流が流されると、２本の芯線１０の各部位には、互いに離れる方向の力が掛かる。しかしながら、ケーブル１００では、２本の芯線１０とともに介在糸２０が撚り合わされている。このため、２本の芯線１０の各部位が、電流によって生じる力によって互いに離れようとしても、介在糸２０の存在のために、ある程度の距離（所定距離）よりも移動することができない。換言すれば、介在糸２０は、２本の芯線１０の各部位の移動距離を規制する役割を果たしている。
【００２４】
なお、所定距離の大きさは、芯線１０の太さ、介在糸２０の太さ、及び撚り数（単位長さあたりの撚りの回数）等によって決定される。
【００２５】
２本の芯線１０に流された電流によって、２本の芯線の各部位が所定距離だけ移動した状態とは、一方の芯線１０の各部位の位置が、他の芯線１０の各部位の位置に対して最大限に離れた状態である。従って、芯線１０の各部位がこのような位置にあるとき、２本の芯線１０の線間距離は均一であると言える。また、２本の芯線１０の線間距離が均一である場合、２本の芯線１０の撚りの歪みが解消され、撚りピッチも均一となる。従って、上記のように２本の芯線１０に電流を流す工程３により、２本の芯線１０の撚りピッチ及び線間距離を均一に調整することができる。
【００２６】
このように、２本の芯線１０に電流を流して２本の芯線１０の各部位を所定距離移動させ、２本の芯線１０の撚りピッチや線間距離を均一にするためには、各芯線１０に掛かる力はできるだけ大きいことが好適である。一方で、芯線１０を構成する導体１１には、その断面積や材質等によって、流すことができる最大の電流が決まっている。具体的には、導体１１に対して流される電流の値は、電流によって上昇する導体１１の温度があらかじめ設定された最高許容温度を越えないように設定される。例えば導体１１が銅線である場合、最高許容温度は約２００℃である。なお、シース３０が耐熱性の高い素材で形成されることが好適であるのは、このように電流を流した際に芯線１０の温度が上昇するからである。
【００２７】
工程３においては、２本の芯線１０の撚りピッチや線間距離を均一にするために、２本の芯線１０に瞬時の大電流を流せばよい。従って、工程３において２本の芯線１０に流す電流の大きさは、芯線１０を構成する導体１１の瞬時許容電流と等しい大きさに設定されるのが好適である。なお、瞬時許容電流とは、短絡故障時等の瞬時に流れても許容される電流量である。
【００２８】
導体１１の瞬時許容電流の概略計算式として、以下の式（２）がある。
【００２９】
【数２】
2020107477.tif 000004
【００３０】
式（２）において、Ｉは瞬時許容電流［Ａ］、Ｋは導体１１の材質及び最高許容温度によって決まる係数、Ａｃは導体１１の断面積［ｍｍ３］、Ｔｓは電流が流れる時間［ｓ］である。例えば導体１１が断面積１ｍｍ３の銅線であった場合、Ｋ＝１５２であるため、その導体１１に１秒間流すことができる瞬時許容電流は、１５２Ａとなる。
【００３１】
［作用、効果］
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るケーブル１００は、複数の芯線１０と、複数の芯線１０とともに撚り合わされる介在糸２０と、を備え、複数の芯線１０と介在糸２０とが撚り合わされた状態で所定の電流が複数の芯線１０に同時に流されたとき、介在糸２０は、電流に起因して複数の芯線１０に掛かる力による、複数の芯線１０の各部の移動距離を規制する。
【００３２】
また、複数の芯線１０に電流による力が加えられても芯線１０の移動を規制するため、介在糸２０は高強度、高耐久性、高耐熱性、絶縁性等の性質を備えたアラミド繊維で形成される。また、電流に起因して複数の芯線１０に掛かる力は、複数の芯線１０が互いに離れる方向の力である。
【００３３】
このような構成により、複数の芯線１０と介在糸２０とを撚り合わせて製造した後、複数の芯線１０に互いに離れる力が掛かるように電流を流すことで、複数の芯線１０の各部位同士が互いに最大限離れた位置となる。このため、複数の芯線１０の線間距離が均一となり、その結果として、複数の芯線１０の撚りピッチも均一となる。従って、本発明によれば、簡単な構造及び手順で、複数の芯線１０の線間距離が均一、かつ撚りピッチが均一なケーブルを製造することができる。これにより、信号伝送時の伝送ロスが少ないケーブル１００を提供することができる。
【００３４】
＜変形例＞
上記した実施の形態では、芯線１０とシース３０との隙間を埋める介在物として、糸状の介在糸２０を採用したが、本発明はこれに限定されない。本発明に係るケーブルに採用される介在物は、例えば糸状以外の形状を有する、アラミド繊維を使用した介在物であってもよい。
【００３５】
上記した実施の形態では、ケーブル１００が２本の芯線１０を含んで構成されていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明に掛るケーブルは、３本以上の芯線を含んでいてもよい。その場合、複数の芯線１０に流す電流の方向は、各芯線に掛かる力が、互いに離れる方向となるように決定されればよい。
【００３６】
上記した実施の形態では、２本の芯線１０の撚りピッチ及び線間距離を調整する工程３において、芯線１０に１回のみ大電流を流すことで調整を行っていたが、本発明はこれに限定されない。電流を流す回数は１回ではなくてもよく、複数回であってもよい。しかしながら、電流を流す回数が増えると工数が増大しコストが掛かるので、適宜の回数に抑えられることが好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、信号伝送等に用いられるケーブルに適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  芯線
１１  導体
１２  絶縁体
２０  介在糸
３０  シース
１００  ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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