特許 7390913 ＬＡＮケーブル

(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】

(24)【登録日】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】ＬＡＮケーブル

(51)【国際特許分類】

   H01B 11/04 20060101AFI20231127BHJP

   H01B 7/02 20060101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

H01B11/04

H01B7/02 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020016697

(22)【出願日】2020-02-04

(65)【公開番号】P2021125325

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-12-02

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 １．平成３１年２月６日にタツタ電線株式会社がダイトロン株式会社に販売 ２．平成３１年２月７日にタツタ電線株式会社が三菱重工エンジニアリング株式会社に販売 ３．平成３１年３月５日にタツタ電線株式会社が日本車輌製造株式会社に販売

(73)【特許権者】

【識別番号】000108742

【氏名又は名称】タツタ電線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】谷川 昌弘

【審査官】北嶋 賢二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２０３１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０５９７１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－３３８２２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｂ １１／０４

Ｈ０１Ｂ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対撚りの素線からなる撚線を備え、複数の前記撚線の集合体が、筒状に形成された単層構造又は多層構造の被覆材により被覆されたＬＡＮケーブルであって、
前記集合体と前記被覆材との間には空間が形成され、該空間にはポリプロピレン樹脂により形成された介在であるポリプロピレン製ヤーンが充填されており、
断面図において、前記撚線の外接円と前記被覆材の内周円との間の面積を求め、前記面積と単位長さとの積を前記介在の収容空間とし、前記収容空間のすべてに前記ポリプロピレン樹脂を充填したときの該ポリプロピレン樹脂の質量を１００％としたときに、充填された前記介在の単位長さあたりの質量割合が、２５％以上５５％以下である、ＬＡＮケーブル。

【請求項2】

前記被覆材は、複数の樹脂層を有する前記多層構造であり、
前記樹脂層は、内側に配された第１の樹脂層と、外側に配された第２の樹脂層とを含み、
前記第１の樹脂層の硬度が、前記第２の樹脂層の硬度よりも高い、請求項１に記載のＬＡＮケーブル。

【請求項3】

前記第１の樹脂層がポリエチレン樹脂を含み、前記第２の樹脂層がポリエチレン樹脂及びエチレン酢酸ビニル共重合樹脂を含む、請求項２に記載のＬＡＮケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＡＮケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＡＮケーブルは、対撚りの素線からなる撚線を備え、筒状に形成された被覆材に複数の前記撚線の集合体が収容されている。従来のＬＡＮケーブルのいくつかは、前記被覆材が単層構造を有している。また、他のＬＡＮケーブルは、前記被覆材が樹脂組成物により形成された複数の樹脂層を有している。

【0003】

前記集合体を被覆する筒状となるように前記樹脂層を形成する際には、従来、クロスヘッドを装着した押出機が用いられている。例えば、前記樹脂層は、樹脂組成物を押出機で溶融混練しつつ押出機の先端方向に移動させ、該溶融混練によって得られた混練物を押出機の先端に装着されたクロスヘッドに供給し、該混練物をクロスヘッドのダイ－ニップル間に形成された円形の吐出口から筒状に押出しつつ前記集合体を含む線状のコアをクロスヘッドのニップルを通じて押出方向に移動させることによって、前記集合体に被覆される。

【0004】

ところで、ＬＡＮケーブルには、漏話特性が一定以上であることが求められる。漏話特性の向上は、前記集合体を構成する素線や撚線が適切な配置に調節されることが重要である。例えば、特許文献１には、被覆材が樹脂層として内部シース、外部シースを有するＬＡＮケーブルにおいて、複数の対撚線（ツイストぺア）の位置ずれを防止するために、複数の対撚線の周囲を介在で覆ったことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－１７２７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような素線や撚線が適切な配置に調節されないことによって漏話特性が低下することを防ぐ意味では、撚線の集合体と被覆材との間の空間にポリプロピレン製ヤーンなどの介在を多く充填して、被覆材と撚線とが直に接触しないようにする方法が考えられるが、本発明者が鋭意検討したところ、むしろ介在が不足した状態とする方が、漏話特性に優れたＬＡＮケーブルを製造し易いという知見を得た。

【0007】

すなわち、本発明は、漏話特性に優れたＬＡＮケーブルを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るＬＡＮケーブルは、
対撚りの素線からなる撚線を備え、複数の前記撚線の集合体が、筒状に形成された単層構造又は多層構造の被覆材により被覆されたＬＡＮケーブルであって、
前記集合体と前記被覆材との間には空間が形成され、該空間にはポリプロピレン樹脂により形成された介在が充填されており、
断面図において、前記撚線の外接円と前記被覆材の内周円との間の面積を求め、前記面積と単位長さとの積を前記介在の収容空間とし、前記収容空間のすべてに前記ポリプロピレン樹脂を充填したときの該ポリプロピレン樹脂の質量を１００％としたときに、充填された前記介在の単位長さあたりの質量割合が、２５％以上５５％以下である。

【0009】

斯かる構成によれば、充填された介在の質量割合が５５％以下であることによって、集合体と被覆材との間に形成された空間に一定以上の空気が充填された状態となり得るため、漏話特性が優れたものとなる。また、該質量割合が２５％以上であることによって、撚線の配置状態が安定化されるため、漏話特性が優れたものとなる。

【0010】

前記ＬＡＮケーブルは、好ましくは、
前記被覆材は、複数の樹脂層を有する前記多層構造であり、
前記樹脂層は、内側に配された第１の樹脂層と、外側に配された第２の樹脂層とを含み、
前記第１の樹脂層の硬度が、前記第２の樹脂層の硬度よりも高い。

【0011】

ここで、ＬＡＮケーブルには、施工性を向上させるために、可撓性が一定以上であることも求められる。しかしながら、本発明者が検討したところ、可撓性を向上させるために、被覆材の樹脂層に比較的硬度の低い樹脂を採用すると、漏話特性が低下するという知見を得た。これは、樹脂層の硬度が低くなると、押出機による樹脂層形成の際、樹脂の溶融混練物が集合体を構成することとなるコアに密着するため、コアに圧力が加わることとなり、これに伴って、各撚線の配置が変化して漏話特性が低下するものと考えられる。
よって、上記構成によれば、内側に配された第１の樹脂層の硬度が比較的高いことによって、集合体の配置状態が安定化されるため、漏話特性が優れたものとなり、また、外側に配された第２の樹脂層の硬度が比較的低いことによって、ＬＡＮケーブルが曲げ易くなるため、施工性が向上する。

【0012】

前記ＬＡＮケーブルは、好ましくは、
前記第１の樹脂層がポリエチレン樹脂を含み、前記第２の樹脂層がポリエチレン樹脂及びエチレン酢酸ビニル共重合樹脂を含む。

【0013】

斯かる構成によれば、第２の樹脂層がエチレン酢酸ビニル共重合樹脂を含むことによって、第１の樹脂層よりも硬度が比較的低くなるため、漏話特性及び施工性がさらに向上する。

【発明の効果】

【0014】

以上の通り、本発明によれば、漏話特性に優れたＬＡＮケーブルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、一実施形態に係るＬＡＮケーブルの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るＬＡＮケーブルについて説明する。

【0017】

図１に示されるように、本実施形態のＬＡＮケーブル１は、中心線１０と、対撚りの素線２０からなる撚線３０とを備え、中心線１０の周りに複数の撚線３０が集合して１つの集合体４０を形成しており、集合体４０が筒状に形成された多層構造の被覆材５０により被覆されている。本実施形態のＬＡＮケーブル１は、４つの撚線３０を有しているが、これに限定されず、例えば２つの撚線３０を有していてもよい。また、本実施形態のＬＡＮケーブル１は、多層構造の被覆材５０を有しているが、単層構造の被覆材５０を有していてもよい。

【0018】

中心線１０は、高弾性率を有する繊維により形成されており、これによって、ＬＡＮケーブル１に抗張力が付与される。かかる繊維としては、例えば、アラミド繊維やポリアリレート系の繊維が挙げられる。

【0019】

撚線３０は、一対の素線２０が撚り合わされることにより構成されている。素線２０の撚りピッチは、短い方が漏話特性を向上させる上で好ましく、通常９～１８ｍｍである。また、４つの撚線３０は、それぞれの撚りピッチが異なっていることが好ましく、これによって、漏話特性が向上する。

【0020】

素線２０は、導体２１が絶縁体２２により被覆された絶縁素線である。導体２１は、単線の銅線又は複数の銅線が撚り合わされた撚線により構成されている。導体２１の外径は通常０．５～０．６ｍｍである。なお、導体２１は、他の導電性材料により形成されていてもよく、例えば、アルミ線により形成されていてもよい。

【0021】

絶縁体２２は、電気絶縁性の樹脂組成物により形成されている。かかる樹脂組成物としては、例えば、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）が挙げられる。絶縁体２２の厚みは、通常０．１～０．２５ｍｍである。

【0022】

本実施形態では、中心線１０の周りに４つの撚線３０が集合することにより、集合体４０を形成している。

【0023】

集合体４０と被覆材５０との間には空間が形成されており、該空間にはポリプロピレン樹脂（ＰＰ）により形成された介在６０が充填されている。前記ポリプロピレン樹脂は、ホモポリマー、ランダムコポリマー又はブロックコポリマーのいずれであってもよい。前記ポリプロピレン樹脂は、通常、比重ρが０．９０～０．９１のものが使用される。

【0024】

本実施形態では、後述するように、ＬＡＮケーブルの漏話特性を向上させるために、介在６０の充填量が調節される。従って、該充填量の調節が容易になるという観点から、介在６０は、ＰＰヤーンにより構成されていることが好ましい。

【0025】

上記のような構成により、本実施形態のＬＡＮケーブル１の断面図には、撚線３０に外接する４つの外接円Ｃ１と、被覆材５０の内周円Ｃ２とが描かれる。本実施形態では、内周円Ｃ２は、集合体４０の外接円に一致するものとする。この場合、断面図には、外接円Ｃ１と内周円Ｃ２との間に、４つの介在領域Ａが形成される。そして、１つの介在領域Ａの面積をＳとすると、ＬＡＮケーブル１は、単位長さあたりにおいて、４つの介在領域Ａの合計面積４Ｓと単位長さとの積として算出される容積Ｖを有する収容空間Ｒを有するものとなる。ＬＡＮケーブル１は、この収容空間Ｒに介在６０を特定の充填量で収容したものとなっている。

【0026】

本実施形態では、収容空間Ｒに充填された介在６０の充填量は、収容空間Ｒのすべてにポリプロピレン樹脂が充填されたときの該ポリプロピレン樹脂の質量Ｍ_０を１００％としたときに、収容空間Ｒに実際に充填されている介在６０の質量Ｍ_１の割合、すなわち、質量Ｍ_０に対する質量Ｍ_１の質量割合Ｐ（％）として表される。質量割合Ｐは、５５％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましく、４５％以下であることがさらに好ましい。これによって、ＬＡＮケーブル１の漏話特性が向上する。これについて、比誘電率の観点から考察すると、ポリプロピレン樹脂の比誘電率は約２．０であり、空気の比誘電率は１．０であることから、介在６０の充填量に上記のような上限が設定されることで、収容空間Ｒ内に適度な量の空気が存在することとなり、これに伴って、収容空間Ｒにおける比誘電率が低下し、漏話特性が向上するものと考えられる。

【0027】

また、質量割合Ｐは、２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、３５％以上であることがさらに好ましく、４０％以上であることがより一層好ましい。これによって、集合体４０の配置状態が安定化されるため、ＬＡＮケーブル１の漏話特性が向上する。

【0028】

介在領域Ａの面積Ｓは、例えば、外接円Ｃ１の直径ｒ_１及び内周円Ｃ２の直径ｒ_２から算出される。外接円Ｃ１の直径ｒ_１は、試験片における撚線の素線の径をＪＩＳ Ｃ ３００５に規定の試験方法に準拠して測定し、その値を１．７１倍した値とする。また、内周円Ｃ２の直径ｒ_２は、上記ＪＩＳに規定された試験方法に準拠した方法により測定された値とする。

【0029】

本実施形態では、Ｍ_０及びＭ_１は、以下に示されるように、ＰＰヤーンの繊度（デニール）に換算した値を採用するものとする。また、Ｍ_０及びＭ_１は、１つの介在領域Ａに対応する収容空間Ｒ（Ｖ／４の容積に対応）に充填されたポリプロピレン樹脂又はＰＰヤーンの質量として説明する。

【0030】

Ｍ_０としては、ポリプロピレン樹脂の比重ρと介在領域Ａの面積Ｓ（ｍｍ^２）との積により算出される収容空間Ｒにおけるポリプロピレン樹脂の質量ｗ_０（ｇ／ｍ）を、１デニールの質量ｗ（ｇ／ｍ、すなわちｗ＝１／９０００）で割ることによって、繊度（デニール）に換算した値を採用するものとする。すなわち、Ｍ_０は、Ｍ_０＝ｗ_０／ｗにより算出される値を採用するものとする。

【0031】

Ｍ_１としては、例えば、ＬＡＮケーブル１から単位長さ分の３個の試験片を切り出し、各試験片に含まれるＰＰヤーンの質量（ｇ／ｍ）を測定し、各質量の平均値を単位長さあたりのＬＡＮケーブル１に含まれるＰＰヤーンの質量ｗ_１（ｇ／ｍ）とし、質量ｗ_１を１デニールの質量ｗ（ｇ／ｍ）で割ることによって、繊度（デニール）に換算した値を採用するものとする。すなわち、Ｍ_１は、Ｍ_１＝ｗ_１／ｗにより算出される値を採用するものとする。

【0032】

質量割合Ｐ（％）は、Ｍ_１／Ｍ_０×１００により算出される値を採用するものとする。

【0033】

次に、被覆材５０について詳述する。

【0034】

本実施形態の被覆材５０は、多層構造であり、集合体４０を保護するための樹脂層５２を有している。樹脂層５２は、押出機によりチューブ状に形成された押出チューブで構成されている。樹脂層５２は、内側に配された第１の樹脂層５２１と、外側に配された第２の樹脂層５２２とを含んでいることが好ましい。本実施形態では、第１の樹脂層５２１は、被覆材５０の一部を構成する押え巻きテープ５１を介在させて集合体４０を被覆している。また、第２の樹脂層５２２は、最も外側に配されている。

【0035】

第１の樹脂層５２１の硬度は、第２の樹脂層５２２の硬度よりも高いことが好ましい。これについて次に詳述する。ＬＡＮケーブルでは、通常、第２の樹脂層５２２の厚みは、第１の樹脂層５２１の厚みよりも大きく形成される。このため、ＬＡＮケーブル１を曲げ易くするためには、比較的厚みの大きい第２の樹脂層５２２の硬度が低くなるように形成されることが好ましい。しかしながら、樹脂層の硬度を低くすると、押出機による樹脂層形成の際、樹脂の溶融混練物が集合体を形成することとなるコアに密着するため、コアに圧力が加わり、これに伴って、各撚線の配置が変化して漏話特性が低下する要因となり得る。よって、厚みが比較的大きい第２の樹脂層５２２の硬度を比較的低く設定してＬＡＮケーブル１に曲げ易さを付与するためには、厚みが比較的小さい第１の樹脂層５２１の硬度を比較的高く設定して各撚線の配置状態を安定化させることが好ましい。

【0036】

より具体的には、第１の樹脂層５２１の厚みは０．２～０．４ｍｍであり、第２の樹脂層５２２の厚みは１．０～１．８ｍｍであることが好ましい。また、第１の樹脂層５２１のショアＤ硬度が４０～４５であり、且つ、第２の樹脂層５２２のショアＤ硬度が３３～３８であることが好ましい。なお、ショアＤ硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に規定された試験方法により測定された値が採用される。

【0037】

上記のような硬度を達成する上では、第１の樹脂層５２１がポリエチレン樹脂を含み、且つ、第２の樹脂層５２２がポリエチレン樹脂及びエチレン酢酸ビニル共重合樹脂を含むことが好ましい。第２の樹脂層５２２に含まれるエチレン酢酸ビニル共重合樹脂の割合は、第２の樹脂層５２２の質量に対して、１０～３０質量％であることが好ましい。また、前記エチレン酢酸ビニル共重合樹脂に含まれる酢酸ビニルの含有量は、１０～４０％であることが好ましい。

【0038】

押え巻きテープ５１としては、ポリエチレン、ポリスチレン若しくはポリエステルなどのプラスチックテープ、又は、紙テープなどが挙げられる。

【0039】

本実施形態の被覆材５０は、上記に加え、第１の樹脂層５２１及び第２の樹脂層５２２の間に配された複数の遮蔽層５３を有している。遮蔽層５３は、内側に配された第１の遮蔽層５３１と、外側に配された第２の遮蔽層５３２とを含んでいる。なお、遮蔽層５３は、第１の遮蔽層５３１又は第２の遮蔽層５３２のいずれか一方のみであってもよい。

【0040】

第１の遮蔽層５３１は、金属箔が貼り付けられた樹脂テープにより形成されている。金属箔としては、アルミニウム箔が好ましい。樹脂テープとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系の樹脂テープが好ましい。第１の遮蔽層５３１の厚みは、通常０．０３～０．０７ｍｍである。

【0041】

第２の遮蔽層５３２は、すずめっき軟銅線により形成された編組により構成されている。第２の遮蔽層５３２の厚みは、通常０．２～０．４ｍｍである。

【0042】

以上のように、例示として実施形態を示したが、本発明に係るＬＡＮケーブルは、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係るＬＡＮケーブルは、上記作用効果により限定されるものでもない。本発明に係るＬＡＮケーブルは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0043】

例えば、上記実施形態では、断面図において、被覆材５０の内周円Ｃ２が集合体４０の外接円に一致していることによって、撚線３０の外接円Ｃ１と被覆材５０の内周円Ｃ２との間に４つの介在領域Ａが形成されているが、これに限定されず、例えば、外接円Ｃ１と被覆材５０の内周円とが互いに接していないことによって、介在領域Ａが１つにつながっていてもよい。この場合の面積Ｓは、例えば、１つにつながった介在領域の全体面積の４分の１の値が採用される。

【実施例】

【0044】

以下、実施例により本発明をさらに説明する。

【0045】

［製造例１］
ＪＩＳ Ｃ ３１０２に定められた電気用軟銅線７本を撚り合わせて導体（外径０．６ｍｍ）を形成し、ポリエチレン製の絶縁体により被覆し、素線を形成した（外径１．０ｍｍ）。素線を対撚りし、４つの撚線を形成した。
アラミド繊維により形成された中心線の周りに４つの撚線をＰＰヤーンと共に撚り合わせ、集合体を形成した。
次に、押え巻きテープにより被覆した。このとき、ＬＡＮケーブルの１つの介在領域に対応する単位長さあたりに含まれるＰＰヤーンが４０００デニールとなるように調節した。なお、使用したＰＰヤーンの繊度には±５００デニールのバラつきがあるため、Ｍ_１＝３５００～４５００デニールとする
次に、押出機により、耐熱ポリエチレンを被覆することにより、第１の樹脂層（厚み０．３ｍｍ、外径５．１ｍｍ、ショアＤ硬度４１）を形成した。次に、アルミニウム箔付き樹脂テープを被覆し、第１の遮蔽層を形成した。また、ＪＩＳ Ｃ ３１５２に定められたすずめっき軟銅線により編組を形成し、第２の遮蔽層（外径５．７ｍｍ）とした。最後に、耐熱ポリエチレンを被覆することにより、第２の樹脂層（厚み１．４ｍｍ、ショアＤ硬度３７）を形成し、長さ１００ｍのＬＡＮケーブル（質量９０ｋｇ／ｋｍ）とした。
本ＬＡＮケーブルは、撚線の外接円Ｃ１の直径ｒ_１が１．７１ｍｍであり、被覆材の内周円Ｃ２の直径ｒ_２が４．４ｍｍであった。また、直径ｒ_１及び直径ｒ_２から算出される、１つの介在領域Ａの面積Ｓは１．３６ｍｍ^２であった。表１に、本ＬＡＮケーブルに関する、介在の質量割合Ｐを求めるための数値及び質量割合Ｐを示した。

【0046】

【表1】

【0047】

上記の他、製造例１に準じて、Ｍ_１＝５０００（４５００～５５００）デニール及びＭ_１＝３０００（２５００～３５００）デニールとなるように調節し、介在の質量割合Ｐが、４５．０％（４０．５～４９．５％）及び２７．０％（２２．５～３１．５％）のＬＡＮケーブルを製造した。

【0048】

［漏話特性の評価方法］
ＡＮＳＩ／ＴＩＡ－５６８－Ｂ．２のカテゴリ５の規格に準拠して、各ＬＡＮケーブルの１～１００ＭＨｚでの近端漏話減衰量を測定し、規格値との最小マージンを求めることにより評価した。結果を表２に示した。なお、最小マージンの値が大きいほど、漏話特性が優れたＬＡＮケーブルである。

【0049】

【表2】

【0050】

表２に示されるように、介在の質量割合Ｐを１００％よりも小さくすることにより、漏話特性の向上が認められた。特に、質量割合Ｐを３６．０％としたＬＡＮケーブルでは、漏話特性が大きく改善することが認められた。

【符号の説明】

【0051】

１：ＬＡＮケーブル、
１０：中心線、
２０：素線、２１：導体、２２：絶縁体、
３０：撚線、
４０：集合体、
５０：被覆材、５１：押え巻きテープ、
５２：樹脂層、５２１：第１の樹脂層、５２２：第２の樹脂層、
５３：遮蔽層、５３１：第１の遮蔽層、５３２：第２の遮蔽層、
６０：介在、
Ｃ１：外接円、Ｃ２：内周円、Ａ：介在領域

【図1】