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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5722240
(24)【登録日】2015年4月3日
(45)【発行日】2015年5月20日
(54)【発明の名称】通信ケーブル
(51)【国際特許分類】
H01B 11/06 20060101AFI20150430BHJP
H01B 7/17 20060101ALI20150430BHJP
【ＦＩ】
H01B11/06
H01B7/18 D
【請求項の数】13
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2011-553038(P2011-553038)
(86)(22)【出願日】2010年3月2日
(65)【公表番号】特表2012-519939(P2012-519939A)
(43)【公表日】2012年8月30日
(86)【国際出願番号】US2010025913
(87)【国際公開番号】WO2010101912
(87)【国際公開日】20100910
【審査請求日】2013年2月28日
【審判番号】不服2014-8972(P2014-8972/J1)
【審判請求日】2014年5月14日
(31)【優先権主張番号】12/715,051
(32)【優先日】2010年3月1日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/157,067
(32)【優先日】2009年3月3日
(33)【優先権主張国】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】507202736
【氏名又は名称】パンドウィット・コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
(74)【代理人】
【識別番号】100089037
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ロイヤル・オー・ジェンナー
(72)【発明者】
【氏名】ティモシー・ジェイ・ホートン
(72)【発明者】
【氏名】マスド・ボロウリ−サランサー
(72)【発明者】
【氏名】ロナルド・エー・ノルディン
【合議体】
【審判長】
小野田 誠
【審判官】
松本 貢
【審判官】
加藤 浩一
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２００８／１５７１７５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００５−２３５４４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭６３−１７１９１２（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
H01B11/00-11/22
H05K9/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁導体の複数のツイストペアと、
積層フィルムであって、当該積層フィルムの金属層から形成され、複数の形状部からなる少なくとも１つの層と絶縁基板と前記絶縁基板と前記金属層との間にある接着層とを有し、当該フィルムは、前記複数のツイストペアに巻き付けられる、積層フィルムと、
を備え、
前記金属層は、レーザによって切断されており、それにより、複数の前記形状部が、０．０１２７ｍｍないし０．２０３２ｍｍの範囲の幅を有するギャップによって、相互に分離され、
前記接着層が、レーザ切断の間にレーザ光線を吸収するように構成された着色顔料を含むことを特徴とする通信ケーブル。
積層フィルムであって、当該積層フィルムの金属層から形成され、複数の形状部からなる少なくとも１つの層と絶縁基板と前記絶縁基板と前記金属層との間にある接着層とを有し、当該フィルムは、前記複数のツイストペアに巻き付けられる、積層フィルムと、
を備え、
前記金属層は、レーザによって切断されており、それにより、複数の前記形状部が、０．０１２７ｍｍないし０．２０３２ｍｍの範囲の幅を有するギャップによって、相互に分離され、
前記接着層が、レーザ切断の間にレーザ光線を吸収するように構成された着色顔料を含むことを特徴とする通信ケーブル。
【請求項2】
当該通信ケーブルの第１の端部に機械的に取り付けられ、前記絶縁導体の複数のツイストペアに電気的に接続される第１の端部コネクタと、
当該通信ケーブルの第２の端部に機械的に取り付けられ、前記絶縁導体の複数のツイストペアに電気的に接続される第２の端部コネクタと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
当該通信ケーブルの第２の端部に機械的に取り付けられ、前記絶縁導体の複数のツイストペアに電気的に接続される第２の端部コネクタと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項3】
前記形状部は、ランダムパターンをもたらすように、前記絶縁基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項4】
前記形状部は、疑似ランダムパターンをもたらすように、前記絶縁基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項5】
前記形状部は、前記フィルムに沿って縦方向に反復するパターンで、前記絶縁基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項6】
前記金属層から前記絶縁基板の反対側に第２の金属層をさらに備え、前記第２の金属層は、レーザ切断によって形成される第２の組の形状部を有することを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項7】
前記パターンは、０．１ｍないし１００ｍの範囲から選択されるパターン長を有することを特徴とする請求項５に記載の通信ケーブル。
【請求項8】
前記形状部は、前記形状部と前記絶縁導体のツイストペアとの間に電磁結合を形成しないように選択される、固定長を有することを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項9】
前記形状部は、当該通信ケーブルの縦方向に沿った前記絶縁導体のツイストペアの有効ペア撚り長さの整数または半整数倍数を避けるように選択される長さを有することを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項10】
前記形状部は、複数の列に形成されることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項11】
前記形状部は、少なくとも三つの列に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の通信ケーブル。
【請求項12】
前記形状部は、０．１マイクロメートルないし１００マイクロメートルの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項13】
絶縁導体の複数のツイストペアと、
レーザ光を吸収する少なくとも１つの吸収層と、少なくとも１つの金属層と、少なくとも１つの絶縁基板と、を有する、積層フィルムであって、前記金属層が、前記吸収層と前記絶縁基板との間に設けられ、前記積層フィルムは、前記複数のツイストペアに巻き付けられ、前記金属層は、前記積層フィルムの前記金属層から形成される複数の形状部を備える、積層フィルムと、
を備え、
複数の前記形状部は、０．０１２７ｍｍないし０．２０３２ｍｍの範囲の幅を有するギャップによって、相互に分離されることを特徴とする通信ケーブル。
レーザ光を吸収する少なくとも１つの吸収層と、少なくとも１つの金属層と、少なくとも１つの絶縁基板と、を有する、積層フィルムであって、前記金属層が、前記吸収層と前記絶縁基板との間に設けられ、前記積層フィルムは、前記複数のツイストペアに巻き付けられ、前記金属層は、前記積層フィルムの前記金属層から形成される複数の形状部を備える、積層フィルムと、
を備え、
複数の前記形状部は、０．０１２７ｍｍないし０．２０３２ｍｍの範囲の幅を有するギャップによって、相互に分離されることを特徴とする通信ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、通信ケーブルを対象とし、より具体的には、通信ケーブルにおける使用のための固定長、ランダムパターン長、および／または疑似ランダムパターン長を有するモザイクテープと、モザイクテープを生産するための製造方法とを対象とする。
【0002】
本出願は、下記の米国特許仮出願を引用によってその全体として組み込む。１.2008年3月6日付けで出願された、「Communication Cable with Improved Crosstalk Attenuation」という名称の第61/034,312号
２.2008年5月19日付けで出願された、「Communication Cable with Improved Crosstalk Attenuation」という名称の第61/054,330号
３.2008年11月10日付けで出願された、「Communication Cable with Improved Crosstalk Attenuation」という名称の第61/112,794号
【背景技術】
【0003】
毎秒１０ギガビット(Gbps)のネットワークケーブル(例えば、カテゴリ６Ａケーブル)の発達において、エイリアンクロストーク仕様パラメータ(ANSI/TIA/EIA-568-Ｃ.３仕様で定義されたように)が、仕様パラメータを満たすための課題となっている。モザイクテープ(すなわち、プラスチックテープの片側または両側に非連続性の金属形状を有するプラスチックテープ)の使用を通して、エイリアンクロストーク仕様パラメータが満たされ得るように、エイリアンクロストークを減少させることができる。しかしながら、ダイカッティング等の現在のモザイクテープ製造工程の道具セットの制限によって、相対的に短周期長を有する、固定した形状の金属パターンまたは可変の金属パターンしか作ることができない。さらに、従来の工程を使用して製造される場合、モザイクテープの金属形状間のギャップは、的確にエイリアンクロストークを減少させるために一般的に所望されるものよりも幅広となる。また、モザイクテープの従来の製造に付随する費用は、相対的に高価である傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
当分野では、エイリアントークの減少を向上させ、１つ以上の信号ワイヤのツイストペアを有するケーブルの周波数応答を向上するための方法および装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
いくつかの実施形態によれば、本発明は、所望されない電磁結合が、モザイクテープとモザイクテープが巻き付けられるツイストワイヤペアとの間で生成されないような、ある設計に従った固定した金属パターンもしくは金属形状（形状部）またはストリップのパターン（主にパターンの縦方向の長さに関して）を形成することによってエイリアンクロストークの減少の向上を提供する。望ましくない結合が、図１のグラフ１０１に示される。図１は、ツイストワイヤペアを備える先行技術のモザイクテープの相互作用によって生じる、通信リンクの端部クロストーク（ＰＳＡＮＥＸＴ）性能スペクトル１０７の近辺の電力和エイリアンにおける結合の頂点１０６を示す。試験したリンクは、エイリアンクロストーク仕様上限１０５の要求を満たさない（カテゴリ６ａのＡＮＳＩ／ＴＩＡ／ＥＩＡ−５６８−Ｃ．３ Ｃａｂｌｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ下のＰＳＡＮＥＸＴ仕様）。周期的なパターン長を備える金属形状を有する、本発明によるモザイクテープは、エイリアンクロストークの性能スペクトル内で不要な結合が発生することを避けるために、それぞれのワイヤの対の撚り長さの対が、考慮されるように設計される。これらの制限は、モザイクのパターン長の選択を限定するように、ならびに、モザイクテープの耐性および／またはケーブル内のツイストペアの撚り長さの対の範囲および耐性を制限するように働き得る。
【0006】
モザイクテープとツイストペアとの間の可能性がある結合の大きさを減少するための１つの技術は、ランダムパターンまたは対象の周波数で、ランダムおよび／または非結合を現す疑似ランダムパターン等の、モザイクテープ内の非固定長および／または非固定の形状パターンを作るためのものである。対象の周波数は、Cat５ｅ(最大100MHz)、Cat６(最大250MHz)、Cat６ａ(最大500MHz)、４０Ｇ Base-CR４で使用されるケーブル(最大１０GHz)、および100GBase-ＣＲ１０で使用されるケーブル(最大１０GHz)等の、ケーブルアプリケーションの周波数を含むがそれに限定されない。これらの周波数は、数センチから何メートルの範囲の波長、λを有する。短い反復したパターンによる結合を避けるため、(反復したパターンまたはパターンの一部が結合を生成する長さである)モザイクパターンが、反復する場合、反復するパターンはできるだけ長いものでなければならない。例えば、１つの実施形態において、パターンは結合周波数の波長よりも長くなければならない。本発明のいくつかの実施形態において、略５メートル(５ｍ)より大きい反復したパターン長が使用される。しかしながら、モザイク素子が長すぎる場合、それは電磁両立性問題を作り出しうるものであり、最悪の場合には導体素子がそのそれぞれのケーブルと同じ長さであり、この場合には無終端シールドのように作動する。本発明は、金属部分間に狭いギャップを有し、長い反復長を有するランダムまたは疑似ランダムパターンを備えるモザイクテープ、または実にケーブルの長さにパターンの反復がないモザイクテープを作ることにより、エイリアンクロストークの、より良い減少およびより高い周波数性能のための方法および装置に関する当技術分野での必要を満たす。金属形状間の狭いギャップは、いくつかの理由において有利である。狭いギャップの使用は、テープの費用を下げ、テープの厚みをより薄くする片面のモザイクテープの使用を可能にし、全体的により小さいケーブル直径をもたらす。金属形状間のより狭いギャップは、エイリアンクロストーク性能も向上させる。以下に説明されるように、レーザ切断システムは、金属形状のランダムまたは疑似ランダムパターンが作られる方法で使用されうる。本方法は、パターン形状および反復長の高い柔軟性を提供する。
【0007】
いくつかの実施形態において、本発明は、減少したエイリアンクロストークを有するケーブル、およびエイリアンクロストークの減少したケーブルを製造するための装置、方法、ならびにシステムを提供する。クロストークの減少したケーブルは、絶縁導体の複数のツイストペアと、固定され、複数のツイストペアに巻き付けられるランダムおよび／または疑似ランダム長パターンの金属層を有する、積層フィルムと、絶縁導体のツイストペアを包囲する、中心の縦軸を有する絶縁ケーブルジャケットとを備え、モザイクテープ上の金属層は、ケーブル内のワイヤの対と第２のケーブル内のワイヤの対との間に電気的および磁気的減衰を提供し、それによって、エイリアンクロストークを減少させる。加えて、向上した金属層内の配置およびギャップの幅は、ツイストワイヤペアと積層フィルムとの間の結合を減少させ得る。
【0008】
本発明は、会社、学校、病院、政府施設、運送車両、および住居用または製造用の建物に、ハイスピード(例えば、最大で１０Gbps以上)相互接続ケーブルの設置型ケーブル「プラント」を提供するものであり、ここでケーブルプラントとは、コンピュータサーバーおよびクライアントの統合ネットワークであるか、その一部であり得る。
【0009】
いくつかの実施形態において、本発明による装置は、フィルムを分配するように構成されるフィルム分配機構(以下に詳細に説明される)と、フィルムに当たるレーザ光線を放つように構成され、フィルムの金属層でギャップを生成するためにフィルムの一部を切断する、少なくとも１つのレーザと、フィルムが切断ステップを通過した後にフィルムを巻き取るように構成される、フィルム巻き取り機構とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】１つ以上のツイストワイヤペアを備える先行技術のモザイク金属テープの相互作用によって生じる結合頂点を有する、エイリアンクロストーク性能スペクトルを示すグラフである。
【図2B】本発明のある実施形態によるケーブルテープの断面図である。
【図2C】本発明のある実施形態によるケーブルテープの断面図である。
【図2D】本発明のある実施形態によるケーブルテープの断面図である。
【図3A】本発明のある実施形態によるレーザ切断システムの概略図である。
【図3B】本発明のある実施形態によるレーザ切断システムの概略図である。
【図3C】本発明のある実施形態によるレーザ切断システムの斜視図である。
【図3D】本発明のある実施形態によるレーザ切断システムの斜視図である。
【図4A】本発明のある実施形態による固定したモザイクパターンの上面図である。
【図4B】本発明のある実施形態によるランダムまたは疑似ランダムモザイクテープの上面図である。
【図4C】本発明のある実施形態による別のランダムまたは疑似ランダムモザイクテープの上面図である。
【図4D】本発明のある実施形態による別のランダムまたは疑似ランダムモザイクテープの上面図である。
【図5】モザイクテープが、本発明のある実施形態による固定長(Ｌ)の金属形状で使用される際に、電磁結合を阻止するための有効ペア撚り長さの進入禁止領域を示すグラフである。
【図6】本発明によるモザイクテープを備えるケーブルの実施形態の部分的に分解された部分図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書で提示された実施例は、本発明の好ましい実施形態を図示し、当該の実施例は、いずれの方法においても本発明の範囲を限定するように解釈されるためのものではない。
【0012】
以下の好ましい実施形態の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付図面について参照され、本発明が実施され得る特定の実施形態が説明図によって示される。他の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなしに利用され得る。
【0013】
さらに、図面が、一定の縮小比で本発明によるテープの金属層におけるギャップを例証することは必ずしも必要でないことが理解される。例証目的のため、金属層の金属部分間のギャップは、説明図が指し示す縮尺よりも、広めに図示されている。
【0014】
図２Ａは、本発明のある実施形態による、図４Ａに示される線分２Ａ‐２Ａに沿うフィルム２０１の断面図である。フィルム２０１は、基板２６１、接着層２６２、および金属層２６３を備え、接着層２６２は、金属層２６３を基板２６１に接続するために使用される。基板２６１は、約２５マイクロメートルの厚みを有する柔軟性のある低誘電率材料ポリマー(例えば、エチレン共重合体)である。いくつかの実施形態において基板２６１の周囲の厚みは、５マイクロメートルと５００マイクロメートルとの間であるか、その範囲内で変動する。金属層２６３は、高伝導の金属(例えば、アルミニウム、金、銀、銅等)であり、約１０マイクロメートルの厚みを有する。いくつかの実施形態において、金属層２６３の厚みは、０.１マイクロメートルと１００マイクロメートルとの間であるか、その範囲内で変動する。接着層２６２は、非伝導の接着剤であり得、さらに、接着層２６２は、レーザ光線の特定の波長をより急速に吸収するために、接着剤に加えられる着色顔料を備える非伝導接着剤であり得る。レーザ光線ビームが、フィルム２０１の金属層２６３上への入射である際、照射された金属セクション４２２は、入射エネルギーを吸収し、金属材料を切断する。この方式で、分離した金属形状４２１がもたらされる。この工程の間、接着層２６２内で照射された素材２７０もまた切断され得る。
【0015】
図２Ｂは本発明のある実施形態によるフィルム２０２の断面図である。フィルム２０２は、フィルム２０２が、レーザ光線の特定の波長をより急速に吸収するためか、金属層２６３上のレーザ光線の入射の反射を減少させるために使用される、金属層２６３の上端に吸収層２６４を備えることを除いては、上述されたフィルム２０１と同様である。
【0016】
図２Ｃは、本発明のある実施形態によるフィルム２０３の断面図である。フィルム２０３は、フィルム２０３が、第２の金属層２６５および第２の接着層２６６を備え、接着層２６６は、金属層２６５と基板２６１を接続するように使用されることを除いては、上述されたフィルム２０１と同様である。金属層２６５は、高伝導の金属(例えば、アルミニウム、金、銀、銅等)であり、約１０マイクロメートルの厚みを有する。いくつかの実施形態において、金属層２６５の厚みは、０.１マイクロメートルと１００マイクロメートルとの間であるか、その範囲内で変動する。いくつかの実施形態において、接着層２６６は非伝導接着剤である。いくつかの他の実施形態において、接着層２６６は、レーザ光線の特定の波長をより急速に吸収するために、接着剤に加えられる着色顔料を備える非伝導接着剤であり得る。いくつかの実施形態において、金属層２６３および金属層２６５は、同金属から形成され、同じ厚みを有する。いくつかの他の実施形態において、金属層２６３および金属層２６５は、異なる金属から形成され、異なる厚みを有し得る。
【0017】
図２Ｄは、本発明のある実施形態による、フィルム２０４の断面図である。フィルム２０４は、フィルム２０４が、金属層２６３の上端の吸収層２６４および金属層２６５の上端の第２の吸収層２６７を備えることを除いては、上述されたフィルム２０３と同様である。
【0018】
図３Ａは、本発明のある実施形態による金属ケーブルテープ上に固定した、ランダムのおよび／または疑似ランダムのパターンを作るためのレーザ切断システム３０１の概略図である。レーザ切断システム３０１は、シリンダー状の(または類似の)分配スプール３１０上に収容されるフィルム３１３を分配するためのフィルム分配機構と、フィルム３１３を移動させるための駆動ローラおよびエンコーダ３１４と、フィルム３１３をパターン化するために使用される１つ以上のレーザと、フィルム３１３がパターン化した後、シリンダー状の巻き取りスプール３１２上にフィルム３１３を巻き取るためのフィルム巻き取り機構を備える。１つ以上のレーザ３１１は、レーザ光線によって操作手が怪我をすることを阻止するために筐体３１５内に収容され得、フィルム３１３は、フィルム３１３が１つ以上のレーザ３１１によってパターン化される際に、筐体３１５を通過する。フィルム３１３は第１の側面から筐体３１５に入り、第２のおよび反対の側面から筐体３１５を出る。従って、全ての構成材は、筐体３１５内に収容され得る。すなわち、フィルム分配機構３１０、シリンダー状の分配スプール上に収容されるフィルム３１３、駆動ローラおよびエンコーダ３１４、パターンフィルム３１３に使用される、フィルム３１３をパターン化するために使用される１つ以上のレーザ３１１、およびフィルム３１３が切断工程を経た後、シリンダー状の巻き取りスプール上にフィルム３１３を巻き取るために使用されるフィルム巻き取り機構３１２は全て、筐体３１５内に収容され得る。
【0019】
１つ以上のレーザ３１１は、半導体(ダイオードまたは他のもの)レーザ、ファイバレーザ、パルス状のファイバレーザ、ガスレーザ、固体レーザ、液体レーザ、化学レーザ等であり得、好ましくは約1064ｎｍの波長を有するレーザ光線を放ち得る。いくつかの実施形態において、１つ以上のレーザ３１１によって放たれるレーザ光線の波長は、100ｎｍ〜1800ｎｍの範囲内である。
【0020】
１つ以上のレーザ３１１は、基板(例えば、ポリマー)から伝導層(例えば、アルミニウム、金、銀、銅等、およびその合金)を切断するために使用される。１つ以上のレーザは、レンズ、鏡、ビームスプリッター、モーター、ライトパイプ、光ファイバ等(全て、図３Ａには示されない)のビーム誘導または送達技術の使用を必要とする。１つ以上のレーザ３１１は、好ましくは、レーザ光線が、ポリマー基板を傷つけないままポリマー基板を通って突き抜けるように選択される波長を有する。１つ以上のレーザ３１１によってもたらされたレーザ光線は、金属層を熱するために、接着層(例えば、ポリマー基板と金属層を接続するために使用される非反射の接着剤層、またはレーザ光線の特定の波長をより急速に吸収するために加えられる着色顔料を有し、ポリマー基板と金属層を接続するために使用される接着剤層)によって吸収され得る。当熱は、選択的に金属層、および、ことによると接着層を蒸発させ、それによって、金属層を通る非伝導経路を形成する。これはモザイク型の配置での非伝導のギャップによって相互に分離される、金属形状の配置を形成し、「モザイクテープ」と呼ばれ得るテープをもたらす。
【0021】
代替として、１つ以上のレーザ３１１によってもたらされるレーザ光線は、最初に基板または接着層を通って伝播することなく、金属層に直接的に当たり、選択的に接着層または基板まで金属層を切断し、それによって金属層に非伝導経路を形成する。金属層は、切断効果を向上させるために、金属層に当たるレーザ光線の吸収を高めるために使用される吸収層に覆われ得る。
【0022】
レーザ切断システム３０１は、製造ライン上の多くの位置に(例えば、図３Ａまたは図３Ｂに示される自立システムとして、ウェブスリッティングシステムの一部として、ケーブル加工の作業において(ツイナー、ストランダ、および／または押し出し加工／被覆加工)、またはケーブルの他の製造工程の一部として、)、設置され得る。
【0023】
モザイクテープの製造のためにレーザ切断システム３０１を使用する、いくつかの利点は、以下の通りである。１.レーザ切断の使用は、ダイカッティング等の機械システムでは不可能である、(性能を向上させる)金属形状間の非常に小さなギャップを提供する。本発明のいくつかの実施形態によると、幅約０.５ミル（１２．７μｍ）〜約８ミル（２０３．２μｍ）のギャップが、０.７５インチ（１９．０５ｍｍ）〜２.５インチ（６３．５ｍｍ）の長さの伝導形状との組み合わせで、伝導形状の間に形成される。
２.金属形状の容易に変更可能なパターンまたはランダム化の長さを提供する(短くするか、長くするかまたは無限にするように柔軟に修正され得る)。
３.(性能を向上させるための)規則的および不規則な多角形から単純および複雑な曲線形状ならびにその組み合わせまで、金属形状の幅広い種類の幾何学的な形状を実装する能力を提供する。
【0024】
図３Ｂは、本発明のある実施形態による、レーザ切断システム３０２の図である。レーザ切断システム３０２は、１つ以上のレーザ３１１またはレーザ切断システム３０２のビームが、フィルム３１３のどちらの側にも位置づけられ得、それによってレーザ光線がフィルム３１３の両面に当たることを可能にすることを除いては、上述されたレーザ切断システム３０１と同様である。
【0025】
ある実施形態において、フィルム３１３は、好ましくは、図２Ａおよび図２Ｂにそれぞれ示され、上述された、フィルム２０１またはフィルム２０２と同様である。これらの実施形態において、フィルム３１３の上面の上に位置付けられる１つ以上のレーザおよびフィルム３１３の底面の下に位置付けられる１つ以上のレーザからのレーザ光線は、フィルム３１３の両面を、それぞれにまたは実質的に同時に照射する。例えば、フィルム３１３が、金属層が上面であり、基板が底面であるように配向される場合、上面の上に位置付けられるビームまたはいくつかのビームからのレーザ光線は、金属を選択的に切断するために、金属層(または図２Ｂに説明される吸収層)に直接的に当たる。底面の下に位置づけられるレーザからのレーザ光線は、レーザ光線が基板を通過し、金属層を選択的に熱し、蒸発させるために、接着層に吸収されるような波長を有する。フィルム３１３の上面の上に位置付けられる１つ以上のレーザによってもたらされる光線の波長およびフィルム３１３の底面の下に位置付けられる１つ以上のレーザよってもたらされる光線の波長は、異なるものであり得る。フィルム３１３の上面の上に位置付けられる１つ以上のレーザによってもたらされる光線の波長およびフィルム３１３の底面の下に位置付けられる１つ以上のレーザよってもたらされる光線の波長は、実質的に同じものであり得る。
【0026】
いくつかの他の実施形態において、フィルム３１３は、好ましくは、図２Ｃおよび図２Ｄにそれぞれ示され、上述された、フィルム２０３またはフィルム２０４と同様である。これらの実施形態において、フィルム３１３の上面の上に位置付けられる１つ以上のレーザからのレーザ光線は、上面の金属層を選択的に切断するために上面の金属層に直接的に当たり、フィルム３１３の底面の下に位置付けられる１つ以上のレーザからのレーザ光線は、底面の金属層を選択的に切断するために底面の金属層に直接的に当たる。
【0027】
図３Ｃは、本発明のある実施形態によるレーザ切断システム３０３の図である。レーザ切断システム３０３は、レーザ切断システム３０３が、多数のフィルムスプールを導入するために、多数のシリンダー状の分配スプール３１０および多数のシリンダー状の巻き取りスプール３１２を備え、それによって多数のフィルム３１３に同時に切断工程を加えることを可能にすることを除いては、上述されたレーザ切断システム３０１と同様である。単一のレーザ３１１は、多数のフィルム３１３を切断するために、レーザ光線３１６を放ち、単一のレーザ３１１が多数の方向に移動することを可能にする移動可能な段上に位置づけられ得、それによって、単一のレーザ３１１からのレーザ光線３１６が選択的に、多数のフィルム３１３から金属層を切断することを可能にする。機械的にまたは電気的に制御されたミラーは、多数のフィルム３１３から金属層を選択的に切断するために、単一のレーザ３１１からのレーザ光線を反射させるために使用され得る。多数のレーザ３１１は、同様の方式で利用され得る。
【0028】
図３Ｄは、本発明のある実施形態による、レーザ切断システム３０４の図である。レーザ切断システム３０４は、レーザ切断システム３０４が、単一のフィルム３１３を分配するための単一のケーブル包装フィルムの幅の少なくとも２倍より大きい幅を有するフィルムスプールを受け入れる能力のある、シリンダー状の分配スプール３１０を含むことを除いて、上述されたレーザ切断システム３０１と同様である。(レーザ切断道具を備え得る)切断機構は、単一のフィルム３１３を多数のフィルム３１７に分割するために使用され、フィルム３１７のそれぞれが、ケーブル包装として使用されるために適切な幅を有し、フィルム３１７がパターン化した後で、多数のシリンダー状の巻き取りスプールは、多数のフィルム３１７を巻き取る。単一のレーザ３１１は、多数のフィルム３１３を切断するためにレーザ光線３１６を放ち、単一のレーザ３１１が多数の方向に移動することを可能にする移動可能な段上に位置づけられ得、それによって、単一のレーザ３１１からのレーザ光線３１６が選択的に、多数のフィルム３１３から金属層を切断することを可能にする。機械的にまたは電気的に制御されたミラーは、多数のフィルム３１３から金属層を選択的に切断するために、単一のレーザ３１１からのレーザ光線を反射させるために使用され得る。
【0029】
レーザ基盤の切断システム３０１,３０２,３０３および３０４は、ケーブルテープとして使用される能力があるモザイクテープの、固定したパターン、形状のランダム収集、および／または疑似ランダムパターンをもたらすために使用される。非連続性の金属形状のランダムまたは疑似ランダムパターン長は、モザイクテープと内部のツイストペアとの間との相互作用を減少させるか、または実質的に取り除く。非連続性の金属形状の固定した、ランダムのおよび／または疑似ランダムのパターン長は、モザイクテープのランダム効果または長期のパターン長をもたらすために、代替的に、機械基盤(例えば、選択的制御フライス)または電力基盤(例えば、選択的制御アーチング)切断システムの使用で製造され得る。
【0030】
非連続性の金属形状の固定した、ランダムのおよび／または疑似ランダムのパターンは、実質的に、隣接するケーブル間の磁界および電界結合を減少させ、より具体的には、ケーブル内のツイストペアと、近隣のケーブル間の高い結合をもたらすモザイクテープとの間の不要な結合を阻止する。いくつかの実施形態において、疑似ランダムパターンは、約５.０ｍまたは０.１ｍと１００ｍとの間の範囲の周期を有し得る。
【0031】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄは、本発明のいくつかの実施形態によるレーザ切断システムがもたらし得る、可能性のある異なるモザイクパターン４０１,４０２,４０３および４０４をそれぞれ示す図である。図４Ａにおいて、固定したパターン４０１が示され、金属形状４２１が灰色で示され、白い領域またはギャップ４２２は、金属層が切断された領域を現す。図４Ｂおよび図４Ｃには、ランダムパターン(４０２および４０３)が示される。図４Ｄには、非線形(すなわち曲線)の切断した領域または経路を有する、ランダム化した形状４０４のランダム分布を示す。フィルムまたはテープの金属層へ切断されるパターンは、好ましくは、エイリアンクロストークを減少させるように選ばれる。当フィルムまたはテープは、次に、結合減衰を向上するため、フィルムまたはテープが、内部のペアを一回または多数回覆い得、それによって、すぐ近くのケーブルとの相互作用に起因するエイリアンストロークを減少させるように、ケーブル内のツイストペアに巻き付けられ得る。
【0032】
固定長の金属パターンのモザイクテープについて、有効ワイヤペアツイスト撚り(１／［｛１／ペアの撚り｝＋｛１／房の撚り｝］は、テープとワイヤのペアとの間の所望されない電磁結合を形成しないように設計されなければならない。所望されない電磁結合は、ワイヤペアのツイスト周期の整数または１／２整数の数が、直接的に金属形状の下方にある場合により起こりやすい。当状況が、多数の一連の金属形状にわたっておこる場合、周期信号は、近隣のケーブルに(特に、同様の構造のケーブルに)効果的に結合する、一連の金属形状に伝えられる。テープとワイヤのペアとの相互作用の周波数は、有効ワイヤペアツイスト周期が、モザイク長に関連する整数または１／２整数とどのくらい近いかに関連付けられる。例えば、ワイヤのペアのツイスト周期が、金属形状の長さと全く同じである場合、周波数は低い。ワイヤのペアのツイスト周期が、モザイク形状の長さよりわずかに大きいか小さい際、周波数は増加する。最も不安定な周波数は、本出願が必要とする、周波数の範囲内にあるものである(例えば、１０Ｇ Base-Ｔは、１MHzと500MHzとの間の範囲の周波数を必要とする)。従って、対象の範囲の周波数内に所望されない結合がないことが好ましい。ゆえに、関連するモザイク長の整数または１／２整数倍数ほどの長さの領域は、特定のアプリケーションのため(例えば１０Ｇ Ethernet(登録商標))に避けられなければならない周波数の範囲を定義する。これらの長さの領域は、有効ワイヤペアツイスト周期のための「進入禁止」帯を定義する。従って、固定長のモザイクパターンは、対象の周波数の範囲内で不要な電磁結合がおこることを阻止するために、当方法で設計され得る。実質的に不要な結合がおこることを取り除く、完全なランダム形状の分布および／または疑似ランダムパターンを用い得る。
【0033】
図５は、モザイクテープが固定長の周期Ｌを有する金属形状とともに使用され、Ｌが金属形状の長さと隣接する金属形状間のギャップの幅を足した長さである際の、(有効ペア撚り長さを得るための)進入禁止領域のグラフ５０１を示す。図５において、Ｌ＝１.０インチ（２５．４ｍｍ）であることに留意しなければならないが、グラフは、Ｌの他の値の尺度であり得る。進入禁止領域を避けることは、対象のエイリアンクロストーク周波数スペクトルで不要な電磁結合がおこることを阻止するか、減少させる。具体的には、図５は、モザイクテープ内の金属形状の固定したパターン長(Ｌ)とケーブル内の有効ペア撚り長さ(房の撚り長さに組み合わせたペアの撚り長さと同等である)との間の関係の例を実証する、グラフ５０１を示す。本関係は、ケーブル内のワイヤのペアのそれぞれの有効ペア撚り長さが、存在すべきでないか、または固定長の金属形状の長さ(Ｌ)が、有効ペア撚り長さの組を収容するために変更されるべきである「進入禁止」帯として、示されるか、説明される(すなわち、グラフ内の灰色の四角)。例えば、図５に関して、固定した金属形状の長さが、Ｌの場合には、進入禁止帯５８４は、有効ペア撚り長さは、１.０００インチ（２５．４ｍｍ）程度であるべきでないということを決定する(すなわち、灰色の四角５８４によって指定される長さを以外であるべきである)。図５を利用するための代替の方法は次の通りである。０.５００インチ（１２．７ｍｍ）の有効ペア撚り長さにおいて、進入禁止帯５８５は、金属形状の固定長が、Ｌであるべきではないということを決定する。ギャップに組み合わせた金属形状の長さＬは、０.５インチ（１２．７ｍｍ）のペアの撚り長さの右または左へボックス５８５を移動させるために、増加されるかまたは減少されるかのどちらかでなければならない。高次項の整数の成分５８２(例えば、Ｎが大きい場合のＬ／Ｎ)または、半整数の成分５８１(例えば、Ｎが大きく、奇数の場合のＮＬ／２)は、１つの金属形状と相互作用するワイヤのペアのツイスト周期の数により、ツイストワイヤペアとモザイク金属パターンとの間の強い相互作用をもたらさないことに留意しなければならない。これらの高次項は、エイリアンクロストークにほとんど貢献しない結果となる。
【0034】
Ｌ＝１.０インチ（２５．４ｍｍ）の金属形状の長さ、４.０インチ（１０１．６ｍｍ）の房の撚り、０.５インチ（１２．７ｍｍ）(ペア１、０.４４４インチ（１１．２８ｍｍ）の有効ペア撚り)、０.６５インチ（１６．５１ｍｍ）(ペア２、０.５５９インチ（１４．２ｍｍ）の有効ペア撚り)、０.７４インチ（１８．８ｍｍ）(ペア３、０.６２４５インチ（１５．８６ｍｍ）の有効ペア撚り)、および０.８６インチ（２１．８４ｍｍ）(ペア４、０.７０８インチ（１７．９８ｍｍ）の有効ペア撚り)を有する４つのツイストペアにおいて、全ての有効ペア撚りは、進入禁止帯を避けることが、図５から分かる。低次の進入禁止帯５８３〜５８６が外されているので、モザイクテープ／房の撚り／ペアの撚りの組み合わせは的確に機能する。
【0035】
次の本発明によるモザイクテープの形成で、モザイクテープ６９６は、図６に示されるように、通信ケーブルの構造６０１へ組み入れられ得る。図６において、バリアテープ６９３は、ツイストペア６９５およびワイヤのペアの分離器６９４に巻き付けられる。モザイクテープ６９６は、当アセンブリの上に巻き付けられ、ジャケット６９２は、モザイクテープ６９６を包囲する。
【0036】
本発明の１つの利点は、モザイクテープをもたらすためのレーザ切断方法が、機械的ダイカッティング方法に比較すると、相対的に薄いギャップまたは空間を導体素子間に形成し得るということである。薄いギャップは、電場および磁場の遮断特性を向上させたため、好ましい。その結果として、本発明によって製造されるモザイクテープは、テープの片側に導体素子を有し得、当該の構造は、テープの両側に導体素子を持つ、ダイカッティング方法で製造されるモザイクテープと、同じ機能かまたはほぼ同じ機能を有する。加えて、本発明によるモザイクテープは、他のテープに比べて、実質的に少ない費用で製造することができる。
【0037】
不要な結合を減少するための別の技術は、ケーブル内のツイストワイヤペアのツイスト周期をランダム化することである。結果としてもたらされたモザイクテープ上の固定した(またはランダムな)パターン間のランダム関係は、結合を減少させ、モザイクの金属形状の周期性に対するツイストワイヤペアのツイスト周期の依存を取り除く。
【0038】
代替的または付加的に、金属形状の固定した周期性を有するモザイクテープは、ランダム化した房の撚り(ときにケーブル撚りと呼ばれる)を有するケーブル芯に巻き付けることができる。この様式で、ツイストワイヤペアは、ランダム化した相互作用長を備える金属形状と相互作用し、不要な結合を減少させる。
【0039】
本発明の特定の実施形態および応用を図示し、説明したが、本発明は、本明細書に開示される正確な構造および構成に制限されず、その様々な修正、変更、および変形形態が、添付の特許請求の範囲内で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなしに、前述の説明から明らかであることが理解されよう。
【符号の説明】
【0040】
２０１ フィルム２６１ 基板
２６２ 接着層
２６３ 金属層
２７０ 照射された素材
３０１ レーザ切断システム
３１０ 分配スプール
３１１ レーザ
３１２ 巻き取りスプール
３１３ フィルム
３１４ 駆動ローラおよびエンコーダ
３１５ 筐体
４２１ 分離した金属形状
４２２ 照射された金属セクション