(57)【要約】【課題】通信ケーブルの部品点数を増加させることなくクロストークの低減を図ることが可能なツイストペアケーブルを提供する。【解決手段】ツイストペアケーブル１０Ａは、相互に撚られた一対の電線１１を備えており、電線１１は、複数種の撚りピッチＰ１〜Ｐ３を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に撚られた一対の電線を備えたツイストペアケーブルであって、
前記電線は、複数種の撚りピッチを有するツイストペアケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載のツイストペアケーブルであって、
前記電線は、撚りピッチが周期的に変化するように相互に撚られているツイストペアケーブル。
【請求項３】
請求項１に記載のツイストペアケーブルであって、
前記電線は、撚りピッチがランダムに変化するように相互に撚られているツイストペアケーブル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のツイストペアケーブルであって、
前記ツイストペアケーブルは、電気絶縁性を有し、前記電線が埋設されたジャケットを備えたツイストペアケーブル。
【請求項５】
請求項４に記載のツイストペアケーブルであって、
前記ジャケットは、前記ツイストペアケーブルの軸方向に沿った撚りパターンの特定の位置を示す標識を有するツイストペアケーブル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の複数のツイストペアケーブルを備えた通信ケーブルであって、
複数の前記ツイストペアケーブルは、相互に束ねられていると共に、前記ツイストペアケーブルの軸方向に沿った撚りパターンが相互に異なる通信ケーブル。
【請求項７】
請求項５に記載の複数のツイストペアケーブルを備えた通信ケーブルであって、
複数の前記ツイストペアケーブルは、前記軸方向において前記標識の位置が相互にずれるように束ねられている通信ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツイストペアケーブル、及び、そのツイストペアケーブルを備えた通信ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
４つのツイストペア電線を束ねて、その外周にシールド層とシースを設けた通信ケーブルが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３２０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の通信ケーブルでは、クロストークの低減を図るために、複数のツイストペア電線の間に十字介在物を介在させたり、一部のツイストペア電線のみをシールド層で覆っている。このため、当該通信ケーブルを構成する部材の点数が多くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、通信ケーブルの部品点数を増加させることなくクロストークの低減を図ることが可能なツイストペアケーブル、及び、それを備えた通信ケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係るツイストペアケーブルは、相互に撚られた一対の電線を備えたツイストペアケーブルであって、前記電線は、複数種の撚りピッチを有するツイストペアケーブルである。
【０００７】
［２］上記発明において、前記電線は、撚りピッチが周期的に変化するように相互に撚られていてもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記電線は、撚りピッチがランダムに変化するように相互に撚られていてもよい。
【０００９】
［４］上記発明において、前記ツイストペアケーブルは、電気絶縁性を有し、前記電線が埋設されたジャケットを備えていてもよい。
【００１０】
［５］上記発明において、前記ジャケットは、前記ツイストペアケーブルの軸方向に沿った撚りパターンの特定の位置を示す標識を有していてもよい。
【００１１】
［６］本発明に係る通信ケーブルは、上記の複数のツイストペアケーブルを備えた通信ケーブルであって、複数の前記ツイストペアケーブルは、相互に束ねられていると共に、前記ツイストペアケーブルの軸方向に沿った撚りパターンが相互に異なる通信ケーブルである。
【００１２】
［７］本発明に係る通信ケーブルは、上記の複数のツイストペアケーブルを備えた通信ケーブルであって、複数の前記ツイストペアケーブルは、前記軸方向において前記標識の位置が相互にずれるように束ねられている通信ケーブルである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ツイストペアケーブルが複数種の撚りピッチを有しているので、他のツイストペアケーブルと束ねる際に撚りパターンを相互に異ならせることができる。このため、十字介在物や個別のシールド層を用いなくても、クロストークの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態におけるツイストペアケーブルを示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のIB-IB線に沿った断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施形態におけるツイストペアケーブルからジャケットを取り除いた状態を示す側面図であり、図２（ｂ）は、本発明の実施形態におけるツイストペアケーブルを示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態におけるツイストペアケーブルの第１変形例を示す図であり、当該ツイストペアケーブルからジャケットを取り除いた状態を示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態におけるツイストペアケーブルの第２変形例を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施形態におけるツイストペアケーブルのクロストーク特性を示すグラフであり、図５（ｂ）は、比較例１におけるツイストペアケーブルのクロストーク特性を示すグラフであり、図５（ｃ）は、比較例２におけるツイストペアケーブルのクロストーク特性を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施形態における通信ケーブルを示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態における第１〜第４のツイストペアケーブルの撚りパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は本実施形態におけるツイストペアケーブルを示す斜視図及び断面図であり、図２（ａ）は本実施形態におけるツイストペアケーブルからジャケットを取り除いた状態を示す側面図であり、図２（ｂ）は本実施形態におけるツイストペアケーブルを示す側面図である。
【００１７】
本実施形態におけるツイストペアケーブル１０Ａは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、一対の電線１１とジャケット２０を備えている。本実施形態におけるツイストペアケーブル１０Ａは、他のツイストペアケーブルと並べて使用され、例えば、後述する通信ケーブル１等に組み込まれて使用される。
【００１８】
それぞれの電線１１は、線状の導体１２と、当該導体１２の外周を覆う被覆層１３と、を備えている。導体１２は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性に優れた金属材料からなる単線或いは撚線で構成されている。被覆層１３は、樹脂材料等の電気絶縁性を有する絶縁性材料から構成されている。特に限定されないが、被覆層１３を構成する樹脂材料の一例としては、ポリプロピレン（ＰＰ）を例示することができる。
【００１９】
一対の電線１１は相互に撚り合わせられている。具体的には、図２（ａ）に示すように、一対の電線１１は、当該電線１１の撚りピッチＰ１〜Ｐ３が周期的に変化するような第１の撚りパターン１５を有している。なお、本実施形態における「撚りパターン」とは、ツイストペアケーブルの軸方向に沿った全長に亘る一対の電線の全体の形状であって、撚り合わせに伴う螺旋形状を意味する。
【００２０】
この第１の撚りパターン１５は、３種類の区間１５１〜１５３を含んでいる。第１の区間１５１では、電線１１が第１の撚りピッチＰ１で撚られており、この第１の区間１５１は、第１の撚りピッチＰ１の半分に対応する長さを有している。また、第２の区間１５２では、第１の撚りピッチＰ１よりも小さい第２の撚りピッチＰ２で電線１１が撚られており（Ｐ２＜Ｐ１）、この第２の区間１５２は、第２の撚りピッチＰ２の半分に対応する長さを有している。さらに、第３の区間１５３では、第２の撚りピッチＰ２よりも小さい第３の撚りピッチＰ３で電線１１が撚られており（Ｐ３＜Ｐ２）、この第３の区間１５３は、第３の撚りピッチＰ３の半分に対応する長さを有している。特に限定されないが、一例を挙げれば、第１の撚りピッチＰ１は５０．０ｍｍであり、第２の撚りピッチＰ２は２５．０ｍｍであり、第３の撚りピッチＰ３は１２．５ｍｍである。なお、第１〜第３の撚りピッチＰ１〜Ｐ３の関係は、整数倍でなくてもよい。
【００２１】
そして、第１の撚りパターン１５は、第１〜第３の区間１５１〜１５３から構成される周期１５５を繰り返すことで構成されている。具体的には、本実施形態では、それぞれの周期１５５は、第１の区間１５１、第２の区間１５２、第３の区間１５３、及び、第２の区間１５２の順に配列されて構成されている。また、この第１の撚りパターン１５では、周期１５５の図中の左端（第１の区間１５１の左端）が第１の撚りパターン１５の図中の左端（以下単に「起点」との称する）と一致している。
【００２２】
なお、撚りパターンを構成する周期の数は、特に上記に特に限定されない。また、撚りパターンにおいて撚りピッチの変化の周期性が維持されている限り、撚りパターンがその末端に周期の一部を含んでいてもよい。例えば、図２（ａ）に示す第１の撚りパターン１５では、周期の一部として、半分の第１の区間１５１が図中の右側の末端に含まれている。
【００２３】
さらに、周期を構成する区間の数や区間の種類も特に上記に限定されない。また、上記の例では、第１〜第３の区間１５１〜１５３が第１〜第３の撚りピッチＰ１〜Ｐ３の半分に対応する長さをそれぞれ有しているが、特にこれに限定されない。例えば、第１〜第３の区間１５１〜１５３が、第１〜第３の撚りピッチＰ１〜Ｐ３の一つ分に対応する長さをそれぞれ有していてもよい。
【００２４】
また、図３に示すように、撚りパターンが上記のような周期性を有していなくてもよい。図３は本実施形態におけるツイストペアケーブルの第１変形例を示す図であり、当該ツイストペアケーブルからジャケットを取り除いた状態を示す側面図である。
【００２５】
具体的には、図３に示すように、一対の電線１１が、当該電線１１の撚りピッチＰ１〜Ｐ３がランダムに変化するような撚りパターン１５’を有していてもよい。この撚りパターン１５’では、図中の左端から右端に向かって、第１の区間１５１、第３の区間１５３、第２の区間１５２、第１の区間１５１、第２の区間１５２、・・・、第１の区間１５１、第３の区間１５３、及び、第２の区間１５２の順に配列されており、第１〜第３の区間１５１〜１５３がランダムに配置されている。なお、撚りピッチがランダムに変化するように電線が撚られている限り、撚りパターンにおける撚りピッチの配列は図３に示す例に特に限定されない。
【００２６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ジャケット２０は、中実の円柱形状を有している。一対の電線１１を撚った状態で当該電線１１がこのジャケット２０の内部に埋設されている。このジャケット２０は、樹脂材料等の電気絶縁性を有する絶縁性材料から構成されている。特に限定されないが、ジャケット２０を構成する樹脂材料の一例としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を例示することができる。
【００２７】
特に、本実施形態では、撚った状態で電線１１をジャケット２０に埋設することで、上述の撚りピッチＰ１〜Ｐ３が周期的に変化する第１の撚りパターン１５を安定して維持することができる。
【００２８】
また、このジャケット２０は、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、撚りパターン１５の特定の位置を示すマーク２１を有している。本実施形態では、このマーク２１は、撚りパターン１５における周期１５５の端部に対応するようにジャケット２０の外周面に印刷等により形成されており、撚りパターン１５における周期１５５を示している。このマーク２１によって、ジャケット２０内の電線１１の周期１５５を外部から把握することが可能となっている。なお、マーク２１が撚りパターン１５の特定の位置を示している限り、ジャケット２０の外周面における当該マーク２１の位置は、図２（ｂ）に示す位置に特に限定されない。本実施形態におけるマーク２１が、本発明における標識の一例に相当する。
【００２９】
なお、撚りパターン１５の特定の位置を示す標識は、上述のマーク２１に特に限定されない。図４は本実施形態におけるツイストペアケーブルの第２変形例を示す図である。例えば、図４に示すように、マーク２１に代えて、ジャケット２０の外周を部分的に着色して着色部２２を形成することで、撚りパターン１５の特定の位置を示してもよい。本実施形態における着色部２２が、本発明における標識の一例に相当する。或いは、特に図示しないが、撚りパターン１５の特定の位置を示す標識として、ジャケット２０に凸部又は凹部を形成してもよい。
【００３０】
以下に、本実施形態におけるツイストペアケーブル１０Ａによるクロストークの低減効果について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照しながら説明する。
【００３１】
図５（ａ）は本実施形態におけるツイストペアケーブルのクロストーク特性を示すグラフであり、図５（ｂ）は比較例１におけるツイストペアケーブルのクロストーク特性を示すグラフであり、図５（ｃ）は、比較例２におけるツイストペアケーブルのクロストーク特性を示すグラフである。
【００３２】
図５（ａ）〜図５（ｃ）はいずれも、２本のツイストペアケーブルを並べて一方（アグレッサ（Aggressor）側）のツイストペアケーブルに信号を入力した場合において、他方（ヴィクティム（Victim）側）のツイストペアケーブルの近端クロストークを実線で示し、遠端クロストークを一点鎖線で示している。また、図５（ａ）〜図５（ｃ）のいずれにおいても、アグレッサ側のツイストペアケーブルは、全長に亘って一定の撚りピッチを有するツイストペアケーブルであり、その撚りピッチは１２．５ｍｍである。
【００３３】
図５（ａ）におけるヴィクティム側のツイストペアケーブルは、図２（ａ）に示すような撚りピッチが周期的に変化する撚りパターン１５を有するツイストペアケーブルである。これに対し、図５（ｂ）の比較例１におけるヴィクティム側のツイストペアケーブルは、アグレッサ側のツイストペアケーブルと同様に、全長に亘って一定の撚りピッチを有するツイストペアケーブルであり、その撚りピッチは１２．５ｍｍである。
【００３４】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａでは、比較例１のツイストペアケーブルと比較して、近端クロストーク及び遠端クロストークのいずれも低減している。これは、比較例１のツイストペアケーブルの撚りピッチが、アグレッサ側のツイストペアケーブルの撚りピッチとその全長に亘って同じであるのに対し、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａの撚りピッチが、アグレッサ側のツイストペアケーブルの撚りピッチと大部分で異なっており、全体的に干渉が弱まるためである。
【００３５】
因みに、図５（ｃ）の比較例２におけるヴィクティム側のツイストペアケーブルは、全長に亘って一定の撚りピッチを有するツイストペアケーブルであるが、アグレッサ側のツイストペアケーブルの撚りピッチとは異なり、その撚りピッチは２５．０ｍｍである。図５（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、比較例２のツイストペアケーブルでは、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａと比較して、近端クロストーク及び遠端クロストークのいずれも低減している。これは、比較例２のツイストペアケーブルの撚りピッチが、アグレッサ側のツイストペアケーブルの撚りピッチとその全長に亘って異なっているのに対し、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａの撚りピッチが、アグレッサ側のツイストペアケーブルの撚りピッチと局所的に一致しているためである。
【００３６】
このように、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａは、比較例２のツイストペアケーブルよりも、クロストークの点では劣っている。しかしながら、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａは、比較例２のツイストペアケーブルよりも、以下のように、ツイストペアケーブルの品種数を低減することが可能な点で比較例２よりも優れている。
【００３７】
すなわち、比較例２の構成（ツイストペアケーブルの撚りピッチを異ならせる構成）を用いて通信ケーブル（後述）を構成する場合には、当該通信ケーブルを構成するツイストペアケーブルの本数に相当する数だけ撚りピッチのバリエーションを準備しておく必要がある。これに対し、本実施形態のツイストペアケーブル１０Ａでは、長尺のツイストペアケーブルから個々のツイストペアケーブルを切り出す際に切断位置を変えるだけで、複数種の撚りパターンのツイストペアケーブルを作製することができる。従って、本実施形態におけるツイストペアケーブルでは、比較例２のツイストペアケーブルと比べて、通信ケーブルを製造するためのツイストペアケーブルの品種数を大幅に減らすことができる。
【００３８】
以下に、本実施形態におけるツイストペアケーブル１０Ａを用いた通信ケーブル１の構成について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００３９】
図６は本実施形態における通信ケーブルを示す断面図であり、図７は本実施形態における第１〜第４のツイストペアケーブルの撚りパターンを示す図である。
【００４０】
本実施形態における通信ケーブル１は、例えば、車載ＬＡＮに用いられる通信用のケーブルであり、車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）や補器等の機器に接続されて使用される。なお、この通信ケーブル１の用途は、特に車載用に限定されない。この通信ケーブル１は、図６に示すように、４組のツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄと、シールド層３０と、シース４０と、を備えている。第１〜第４のツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄは、高周波の差動信号を伝送する差動伝送線路としてそれぞれ機能する。なお、通信ケーブル１が有するツイストペアケーブルの本数は、複数であれば特に限定されない。
【００４１】
第１のツイストペアケーブル１０Ａは、図１（ａ）〜図２（ｂ）を参照しながら説明した上記のツイストペアケーブル１０Ａである。
【００４２】
第２のツイストペアケーブル１０Ｂは、上述の第１のツイストペアケーブル１０Ａと同様に、一対の電線１１と、ジャケット２０と、を備えているが、電線１１の撚りパターン１６が第１のツイストペアケーブル１０Ａと相違している。具体的には、図７に示すように、この第２のツイストペアケーブル１０Ｂの第２の撚りパターン１６は、第１の撚りパターン１５に対して１／４周期分ずれており、この第２の撚りパターン１６の起点は、周期１５５における第３の区間１５３の中央部と一致している。
【００４３】
また、第３のツイストペアケーブル１０Ｃも、上述の第１のツイストペアケーブル１０Ａと同様に、一対の電線１１と、ジャケット２０と、を備えているが、電線１１の撚りパターン１７が第１のツイストペアケーブル１０Ａと相違している。具体的には、図７に示すように、この第３のツイストペアケーブル１０Ｃの第３の撚りパターン１７は、第１の撚りパターン１５に対して２／４周期分ずれており、この第３の撚りパターン１７の起点は、周期１５５における左側の第２の区間１５２と一致している。
【００４４】
さらに、第４のツイストペアケーブル１０Ｄも、上述の第１のツイストペアケーブル１０Ａと同様に、一対の電線１１と、ジャケット２０と、を備えているが、電線１１の撚りパターン１８が第１のツイストペアケーブル１０Ａと相違している。具体的には、図７に示すように、第４のツイストペアケーブル１０Ｄの第４の撚りパターン１８は、第１の撚りパターン１５に対して３／４周期分ずれており、この第４の撚りパターン１８の起点は、周期１５５における第１の区間１５１の中央部と一致している。
【００４５】
図６に示すように、第１〜第４のツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄは、相互に束ねられている。本実施形態では、それぞれのツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄにマーク２１が付されているので、全てのマーク２１が軸方向において相互にずれていることを確認しながらツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄを束ねることで、同一の撚りパターンのものが混在することなく、撚りパターン１５〜１８を相互に異ならせた構成を容易に形成することができる。なお、全てのツイストペアケーブルの撚りパターンが相互にずれている限り、そのズレ量は特に上記に限定されない。
【００４６】
シールド層３０は、相互に束ねられたツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄの外周を覆っている。このシールド層３０は、金属細線を編み込むことで形成された金属編組から構成されている。このシールド層３０にはドレン線３５が接合されており、このドレン線３５は、通信ケーブル１が機器に接続された際に、当該機器のグランドに電気的に接続される。なお、金属編組に代えて、金属箔テープをツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄの外周に巻き付けることで、シールド層３０を形成してもよい。また、特に図示しないが、第１〜第４のツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄの外周を押さえ巻きテープで覆い、シールド層３０がその押さえ巻きテープの外周を覆ってもよい。
【００４７】
シース４０は、シールド層３０の外周を覆っている。このシース４０は、樹脂材料等の電気絶縁性を有する絶縁性材料から構成されている。特に限定されないが、シース４０を構成する樹脂材料の一例としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を例示することができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、ツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄが複数種の撚りピッチＰ１〜Ｐ３を有しており、撚りパターン１５〜１８が相互に異なるようにツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄを束ねられている。これにより、隣り合うツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄにおいて大部分で撚りピッチを異ならせることができ、ツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄ同士の干渉を全体的に弱めることができる。このため、本実施形態では、十字介在物や個別のシールド層を用いなくてもクロストークの低減を図ることができる。
【００４９】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５０】
例えば、図６に示す例では、通信ケーブル１を構成する全てのツイストペアケーブルを、複数種の撚りピッチを有するツイストペアケーブル１０Ａ〜１０Ｄで構成したが、特にこれに限定されない。例えば、複数種の撚りピッチを有する一部のツイストペアケーブルに代えて、比較例１或いは比較例２のような、全長に亘って同一の撚りピッチを有するツイストペアケーブルを用いて通信ケーブル１を構成してもよい。なお、この場合に、複数種の撚りピッチを有するツイストペアケーブルの撚りピッチを、単一の撚りピッチを有するツイストペアケーブルの撚りピッチの整数倍にしなくてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…通信ケーブル
１０Ａ〜１０Ｄ…ツイストペアケーブル
１１…電線
１２…導体
１３…被覆層
１５…第１の撚りパターン
１５１〜１５３…第１〜第３の区間
１５５…周期
１６〜１８…第２〜第４の撚りパターン
２０…ジャケット
２１…マーク
２２…着色部
３０…シールド層
３５…ドレン線
４０…シース
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020017436.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020017436.tif 000007
【図６】
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【図７】
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