(57)【要約】【課題】既存のコア線を使用しつつ所望の特性インピーダンスを有するツイストペア電線を提供する。【解決手段】ツイストペア電線１０は、ジャケット１１と、ジャケット１１内にツイストして配置された２本のコア線１２と、ジャケット１１と２本のコア線１２との間の空隙１５に介在され、空隙１５の誘電率εｒ０より高い誘電率εｒ３を有する第１介在物１３、および２本のコア線１２間に介在され、２本のコア線間の距離を拡げる第２介在物１４のうちの少なくとも一方の介在物と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャケットと、
前記ジャケット内にツイストして配置された２本のコア線と、
前記ジャケットと前記２本のコア線との間の空隙に介在され、前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する第１介在物、および前記２本のコア線間に介在され、前記２本のコア線間の距離を拡げる第２介在物のうちの少なくとも一方の介在物と、を備えた、ツイストペア電線。
【請求項２】
請求項１に記載のツイストペア電線において、
前記第１介在物および前記第２介在物は、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する、ツイストペア電線。
【請求項３】
請求項２に記載のツイストペア電線において、
前記第１介在物は、前記ジャケット内の前記空隙を埋めるように配置された、径の異なる複数の前記第１介在物を含む、ツイストペア電線。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のツイストペア電線において、
前記第２介在物は、前記ジャケット内の前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する、ツイストペア電線。
【請求項５】
ジャケット内に２本のコア線を含むツイストペア電線の特性インピーダンスを調整する方法であって、
前記ジャケットと前記２本のコア線との間の空隙に、前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する第１介在物を介在させる第１介在工程、および前記２本のコア線の間に第２介在物を介在させて、前記２本のコア線間の距離を拡げる第２介在工程のうちの少なくとも一方の工程を実行して前記特性インピーダンスを調整する、ツイストペア電線の特性インピーダンス調整方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記第１介在工程において、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する前記第１介在物が使用され、
前記第２介在工程において、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する前記第２介在物が使用される、ツイストペア電線の特性インピーダンス調整方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記第１介在工程において、前記ジャケット内の前記空隙を埋めるように、径の異なる複数の前記第１介在物が使用される、ツイストペア電線の特性インピーダンス調整方法。
【請求項８】
請求項５から請求項７の何れか一項に記載の方法において、
前記第２介在工程において、前記ジャケット内の前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する前記第２介在物が使用される、ツイストペア電線の特性インピーダンス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、ツイストペア電線の特性インピーダンス調整方法、および当該特性インピーダンス調整方法を用いて特性インピーダンスが調整されたツイストペア電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ツイストペア電線の特性インピーダンスを調整する技術として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、ツイストペア電線の電線端末におけるツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸方向に沿って添え、それによって、ツイストペア電線をコネクタハウジングに取り付ける際の特性インピーダンスの不整合を解消する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４５９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、ツイストペア電線の電線端末において特性インピーダンスを調整できるものの、ツイストペア電線全体において特性インピーダンスを調整できるものではなかった。また、所定の特性インピーダンスに適合するようにツイストペア電線全体を製造しようとすると、ツイストペア電線を構成するコア線の線径、コア線間距離、被覆（ジャケット）材料等を設計する必要がある。その際、コア線の被覆材の厚みを変更して特性インピーダンスを調整しようとすると、コア線に既存のコア線を使用できず、設計から製造までに、時間を要していた。
【０００５】
そのため、所望の特性インピーダンスを有するとともに、既存のコア線を使用できて設計から製造までの時間を短縮できるツイストペア電線、およびその特性インピーダンスの調整方法が所望されていた。
【０００６】
本明細書に開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、既存のコア線を使用しつつ所望の特性インピーダンスを有するツイストペア電線、およびその特性インピーダンスの調整方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示されるツイストペア電線は、ジャケットと、前記ジャケット内にツイストして配置された２本のコア線と、前記ジャケットと前記２本のコア線との間の空隙に介在され、前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する第１介在物、および前記２本のコア線間に介在され、前記２本のコア線間の距離を拡げる第２介在物のうちの少なくとも一方の介在物とを備える。
本構成によれば、ジャケット内に第１介在物および第２介在物の少なくとも一方の介在物を介在させることによって、既存のコア線を使用しつつ、所望の特性インピーダンスを得ることができる。そのため、既存のコア線を使用しつつ所望の特性インピーダンスを有するツイストペア電線を提供することができる。
【０００８】
上記ツイストペア電線において、前記第１介在物および前記第２介在物は、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有するようにしてもよい。
本構成によれば、第１介在物および第２介在物は、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する。そのため、ツイストペア電線に第１介在物および第２介在物を介在させる構成が容易となる。
【０００９】
また、上記ツイストペア電線において、前記第１介在物は、前記ジャケット内の前記空隙を埋めるように配置された、径の異なる複数の前記第１介在物を含むようにしてもよい。
本構成によれば、ジャケット内の空隙を埋めるように、径の異なる複数の第１介在物が配置されている。そのため、ジャケット内の空隙が減少し、ジャケット内における２本のコア線（ツイスト線）の配置位置がより固定され、ツイストペア電線の、機械的・電気的特性の長手方向（軸方向）のバラツキが低減される。
【００１０】
また、上記いずれかのツイストペア電線において、前記第２介在物は、前記ジャケット内の前記空隙の誘電率より高い誘電率を有するようにしてもよい。
本構成によれば、第２介在物は、ジャケット内の空隙の誘電率より高い誘電率を有する。そのため、第２介在物に、２本のコア線間の距離を拡げることによって特性インピーダンスを増加させるとともに、第２介在物に、特性インピーダンスを減少させる機能を持たせることができる。
【００１１】
本明細書に開示されるツイストペア電線の特性インピーダンス調整方法は、ジャケット内に２本のコア線を含むツイストペア電線の特性インピーダンスを調整する方法であって、前記ジャケットと前記２本のコア線との間の空隙に、前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する第１介在物を介在させる第１介在工程、および前記２本のコア線の間に第２介在物を介在させて、前記２本のコア線間の距離を拡げる第２介在工程のうちの少なくとも一方の工程を実行して前記特性インピーダンスを調整する。
本構成によれば、ツイストペア電線の特性インピーダンスの調整が、ジャケットと２本のコア線との間の空隙に第１介在を介在させること、および２本のコア線の間に第２介在物を介在させることのうちの少なくとも一方を実行して行われる。そのため、既存のコア線を使用しつつ所望の特性インピーダンスを有するツイストペア電線を提供することができる。
【００１２】
上記特性インピーダンスの調整方法において、前記第１在工程において、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する前記第１介在物が使用され、前記第２介在工程において、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する前記第２介在物が使用されるようにしてもよい。
本構成によれば、第１介在物および第２介在物は、ツイストペア電線の軸方向に長い棒状の形状を有する。そのため、ツイストペア電線に第１介在物および第２介在物を介在させることが容易となる。
【００１３】
また、上記特性インピーダンスの調整方法において、前記第１在工程において、前記ジャケット内の前記空隙を埋めるように、径の異なる複数の前記第１介在物が使用されるようにしてもよい。
本構成によれば、ジャケット内の空隙を埋めるように、径の異なる複数の第１介在物が使用される。そのため、ジャケット内の空隙が減少し、ジャケット内における２本のコア線（ツイスト線）の配置位置がより固定され、ツイストペア電線の、機械的・電気的特性の長手方向（軸方向）のバラツキが低減される。
【００１４】
また、上記いずれかの特性インピーダンスの調整方法において、前記第２介在工程において、前記ジャケット内の前記空隙の誘電率より高い誘電率を有する前記第２介在物が使用されるようにしてもよい。
本構成によれば、ジャケット内の空隙の誘電率より高い誘電率を有する第２介在物が使用される。そのため、第２介在物を、２本のコア線間の距離を拡げることによって特性インピーダンスを増加させる調整に寄与させることができるとともに、第２介在物を、特性インピーダンスを減少させる調整にも寄与させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本明細書に開示されるツイストペア電線、およびその特性インピーダンスの調整方法によれば、既存のコア線を使用しつつ所望の特性インピーダンスを有するツイストペア電線を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態のツイストペア電線の概略的な断面図
【図２】ツイストペア電線の断面における各部の寸法の説明図
【図３】ツイストペア電線のコア線と第１介在物との関係を示す断面図
【図４】ツイストペア電線のコア線と第２介在物との関係を示す断面図
【図５】第１介在物の別の構成を示す断面図
【図６】第２介在物の別の構成を示す断面図
【図７】第１介在物および第２介在物の別の構成を示す断面図
【図８】図７において第１介在物の別の構成を示す断面図
【図９】第１介在物のみの構成を示す断面図
【図１０】図９の構成の別の例を示す断面図
【図１１】第２介在物のみの構成を示す断面図
【図１２】図１１の構成の別の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態＞
一実施形態を図１から図４を参照しつつ説明する。なお、各図において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
【００１８】
１．ツイストペア電線の構成
ツイストペア電線１０は、図１に示されるように、ジャケット１１、２本のコア線１２、第１介在物１３、および第２介在物１４を備える。
【００１９】
ジャケット１１は、ツイストペア電線１０の外皮に相当し、例えば、合成樹脂製である。２本のコア線１２は、ジャケット１１内にツイストして配置され、それぞれ、コア線導体１２Ｂと、コア線導体１２Ｂを覆う被覆材１２Ａとを含む。
【００２０】
第１介在物１３は、ジャケット１１と２本のコア線１２との間の空隙１５に介在され、空隙の誘電率εｒ０より高い誘電率εｒ３を有する。第１介在物１３は、ツイストペア電線１０の軸方向に長い円柱状（「長い棒状」の一例）の形状を有する。また、第１介在物１３は、径の異なる複数の第１介在物１３を含み、複数の第１介在物１３は、ジャケット内の空隙１５を埋めるように配置されている。本実施形態では、図１に示されるように、第１介在物１３は、径の異なる３種類の第１介在物（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）によって構成されている。各第１介在物（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）は、例えば、柔軟性を有する合成樹脂製である。
【００２１】
第２介在物１４は、図１に示されるように、２本のコア線間の距離Ｄを拡げるために、２本のコア線１２の間に介在されている。第２介在物１４は、第１介在物１３と同様に、ツイストペア電線１０の軸方向に長い円柱状（「長い棒状」の一例）の形状を有する。また、第２介在物１４は、空隙の誘電率εｒ０より高い誘電率εｒ４を有し、例えば、柔軟性を有する合成樹脂製である。ここで、第１介在物１３の誘電率εｒ３と、第２介在物１４の誘電率εｒ４とは異なるものであってもよいし、同一であってもよい。すなわち、第１介在物１３を構成する合成樹脂の材質と、第２介在物１４を構成する合成樹脂の材質とは異なるものであってもよいし、同一であってもよい。
【００２２】
２．ツイストペア電線の特性インピーダンス
図２に示されるようなツイストペア電線の特性インピーダンスＺ０の理論式は、下に示す式１が知られている。より詳細には電磁界シミュレータを使って計算できる。
【００２３】
Ｚ０＝（η０／π√εｅｆｆ）ｃｏｓｈ−１（Ｄ／ｄ）……（式１）
ここで、
η０：自由空間の特性インピーダンス
εｅｆｆ：実効誘電率（空隙の誘電率εｒ０、被覆材１２Ａの誘電率εｒ１およびジャケット１１の誘電率εｒ２から決定される）
Ｄ：コア線間距離
ｄ：コア線導体１２Ｂの直径
である。
【００２４】
３．ツイストペア電線の特性インピーダンスの調整方法
上記式１から、ツイストペア電線の特性インピーダンス（以下、単に「特性インピーダンス」と記す）Ｚ０の調整は、自由空間の特性インピーダンスη０およびコア線導体の直径ｄを一定とすると、実効誘電率εｅｆｆおよびコア線間距離Ｄの少なくとも一方を変更することによって行うことができる。
【００２５】
すなわち、上記式１から、実効誘電率εｅｆｆを増加させることによって、特性インピーダンスＺ０を減少させることができ、コア線間距離Ｄを増加させることによって、特性インピーダンスＺ０を増加させることができる。
【００２６】
そのため、本実施形態では、図１および図３に示されるように、ジャケット１１と２本のコア線１２との間の空隙１５に、空隙１５の誘電率εｒ０より高い誘電率εｒ３を有する第１介在物１３を介在させることによって実効誘電率εｅｆｆを増加させて特性インピーダンスＺ０を減少させる（「第１介在工程」に相当）。また、図１および図４に示されるように、２本のコア線の間に第２介在物１４を介在させて、２本のコア線間の距離を拡げることによってコア線間距離Ｄを増加させることによって、特性インピーダンスＺ０を増加させる（「第２介在工程」に相当）。これらによって特性インピーダンスＺ０を調整する。
【００２７】
例えば、図２に示されるような通常構成のツイストペア電線において、コア線導体１２Ｂの直径ｄが０．７ｍｍで、被覆材１２Ａの厚さｔが０．２ｍｍである既存の０．３５ｓｑのコア線１２の通常設計での特性インピーダンスＺ０が７９Ωとする。この場合において、例えば、特性インピーダンスＺ０を図１に示される構成によって１００Ωに調整しようとする場合、０，３ｍｍの径を有する第２介在物１４を使用し、コア線間距離Ｄ１を元のコア線間距離Ｄより０．２６から０，２７ｍｍ拡げる。また、図１に示されるように、空隙１５の誘電率εｒ０より高い誘電率εｒ３を有する径の異なる３種類の第１介在物（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）によって、ジャケット１１と２本のコア線１２との間の空隙１５を埋めて、ジャケット１１の断面が丸型となるようにする。
【００２８】
４．実施形態の効果
本実施形態のツイストペア電線１０によれば、第１介在物１３と第２介在物１４とによって特性インピーダンスＺ０の調整が可能である。そのため、既存の２本のコア線１２を使用して、所望の特性インピーダンスＺ０を有するツイストペア電線１０を提供することができる。
【００２９】
また、特性インピーダンスＺ０の調整をコア線１２の被覆材１２Ａの厚さｔを調整して行う場合と比べて、既存のコア線１２を使用できるため、ツイストペア電線１０の設計から製造までの時間を短縮できる。
【００３０】
また、本実施形態のツイストペア電線１０の特性インピーダンスＺ０の調整方法によれば、ツイストペア電線１０の特性インピーダンスＺ０の調整が、ジャケット１１と２本のコア線１２との間の空隙１５に第１介在物１３を介在させること、および２本のコア線１２の間に第２介在物１４を介在させることによって行われる。そのため、例えば、特性インピーダンスＺ０の調整を被覆材１２Ａの厚さｔを調整して行う場合と比べて、既存のコア線１２を使用できて、設計から製造までの時間を短縮できる。すなわち、既存のコア線１２を使用できるため、ツイストペア電線１０の開発における、コア線作製工程を省略できる。また、第１介在物１３および第２介在物１４の任意の組み合わせにより、任意の特性インピーダンスＺ０の調整が可能となる。その結果、所望の特性インピーダンスＺ０を有するツイストペア電線１０を提供できる。
【００３１】
また、第１介在物１３および第２介在物１４は、ツイストペア電線１０の軸方向に長い棒状の形状を有する。そのため、ツイストペア電線１０のジャケット１１内に第１介在物１３および第２介在物１４を介在させることが容易となる。
【００３２】
また、特性インピーダンスＺ０の調整の際に、ジャケット１１内の空隙１５を埋めるように、径の異なる複数の第１介在物１３が使用される。そのため、ジャケット１１内の空隙１５が減少し、ジャケット１１内における２本のコア線（ツイスト線）１２の配置位置がより固定され、ツイストペア電線１０の、機械的・電気的特性の長手方向（軸方向）のバラツキが低減される。
【００３３】
また、ジャケット１１内の空隙１５の誘電率εｒ０より高い誘電率εｒ４を有する第２介在物１４が使用される。そのため、第２介在物１４を、２本のコア線間の距離Ｄを拡げることによって特性インピーダンスＺ０を増加させる調整に寄与させることができるとともに、第２介在物１４を、特性インピーダンスＺ０を減少させる調整にも寄与させることができる。
【００３４】
さらに、第１、第２介在物（１３，１４）とジャケット１１の材料を個々に変更できるようになるため、材料組み合わせによる物理的強度の変更ができる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本明細書に開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
【００３６】
（１）上記実施形態においては、特性インピーダンスＺ０の調整の際に、ジャケット１１内の空隙１５を埋めるように、径の異なる複数の第１介在物（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）が使用される例を示したが、これに限られない。例えば、図５のツイストペア電線１０Ａに示されるように、特性インピーダンスＺ０の調整の際に、ジャケット１１内の空隙１５を残して、径が同一の複数の第１介在物１３Ｃが使用されるようにしてもよい。
【００３７】
（２）上記実施形態においては、第２介在物１４をツイストペア電線１０の軸方向に長い円柱状（棒状）の形状を有するものとして構成される例を示したが、これに限られない。第２介在物１４は、例えば、図６のツイストペア電線１０Ｂに示されるように、ツイストペア電線１０の軸方向に長い角柱状（棒状）の形状を有するものとして構成してもよい。
【００３８】
（３）上記実施形態においては、第１介在物１３を、ツイストペア電線１０の軸方向に長い円柱状（棒状）の形状を有し、径の異なる複数の第１介在物（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）で構成する例を示したが、これに限られない。第１介在物１３を、例えば、図７のツイストペア電線１０Ｃに示されるように、断面が台形状であって、ツイストペア電線１０の軸方向に長い板状の形状を有する第１介在物１３Ｄで構成するようにしてもよい。あるいは、第１介在物１３を、図８のツイストペア電線１０Ｄに示されるように、円柱状の第１介在物１３Ｃと板状の第１介在物１３Ｄとの組み合わせで構成するようにしてもよい。その際、さらに、第１介在物１３として、図８に示されるように、ジャケット１１の内周の一部に沿うように配置された第１介在物１３Ｅが追加された構成とするようにしてもよい。
【００３９】
（４）上記実施形態においては、ツイストペア電線１０の特性インピーダンスＺ０の調整が、第１介在物１３および第２介在物１４を介在させることによって行われる例を示したが、これに限られない。特性インピーダンスＺ０の調整が、例えば、図９のツイストペア電線１０Ｅに示されるように、第１介在（１３Ｂ，１３Ｃ）のみによって、また、図１０のツイストペア電線１０Ｆに示されるように、第１介在物１３Ｄのみによって行われるようにしてもよい。あるいは、図１１のツイストペア電線１０Ｇに示されるように、第２介在物１４のみによって、また、図１２のツイストペア電線１０Ｈに示されるように、第２介在物１４Ｂのみによって行われるようにしてもよい。要は、ツイストペア電線１０の特性インピーダンスＺ０の調整が、第１介在物１３および第２介在物１４の少なくとも一方の介在によって行われればよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ…ツイストペア電線
１１…ジャケット
１２…コア線
１２Ａ…被覆材
１２Ｂ…コア線導体
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ…第１介在物
１４，１４Ａ，１４Ｂ…第２介在物
１５…空隙
εｒ０…空隙の誘電率
εｒ３…第１介在物の誘電率
εｒ４…第２介在物の誘電率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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