JPH0640447B2 - 電気通信ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般に、電気通信ケーブルに関し、特にＳ−Ｚ
型撚り対線又は四線から成る電気通信ケーブル及びその
製造方法に関する。

発明の背景 電気通信ケーブルは、１本以上のケーブルユニットに撚
合された、多数の撚り対線又は四線から成っている。以
後は、従来技術の説明を除き、便宜上、“四線”なる語
を用いることとし、“対線”なる語は、四線を含むもの
とする。

従来の撚り対線の製造法では、供線リール、線巻取リー
ル、及び／又は供線あるいは巻取リールを包囲するボウ
を回して、一方向に撚る様にしていた。近年は、供線リ
ール又は線巻取リールを回すことなく、撚りの方向を定
期的に転換する撚り対線を形成する方法が考案されてお
り、これはＳを右撚りとし、Ｚを左撚りとする、Ｓ−Ｚ
型撚りとして知られる様になっている。これは通常、ア
キュムレータと称する相互離間された撚回ヘッドを用い
ることにより行われる。Ｓ−Ｚ型撚りは、上記の様に、
供線リール又は巻取リールを回す必要がないという利点
に加えケーブル製造の後工程を撚り作業に従属させる連
続作業により行えるという従来の撚り技法に勝る利点を
有している。

しかし、Ｓ−Ｚ型撚り対線から成る電気通信ケーブル
は、従来の撚り対線から成るケーブルより、実質的に漏
話を生じ易い。これは一つには、Ｓ撚り対線部がＺ撚り
対線部に隣接しているからである。Ｓ−Ｚ対線間の電気
的結合は、Ｓ−Ｓ又はＺ−Ｚ対線間よりはるかに強い。
その他の要因としては、撚り方向がＳからＺへ又はＺか
らＳへ定期的に反転する平行線部（撚り転換部）がある
からである。隣接する対線の撚り転換部が互いに接する
と平行線部の接し合う区間の長さに応じて対線間の電気
的結合が増大する。

これまで、Ｓ−Ｚ型ケーブルの近端及び遠端漏話の問題
が指摘され、その解決策が提案されて来た。米国特許第
3,884,025号は、隣接する層の対線とは異なる「分布関
数」を有する一層の四線を形成することを提案してい
る。この分布関数は、種々の容量で達成される。その一
方法として隣接する対線に別々の撚り長さをもたせる方
法があり、これは従来の撚回技法において、長年、対線
結合の軽減に効果的な方法として知られている。これは
対線結合の軽減に役立つが、平行及びＳ−Ｚ対線部分が
あいかわらず存在するため、その有益性には限界があ
る。第２の方法は、撚り転換部のくり返し間隔に変化を
もたせるものであるが、これは本質的に並の方法であ
り、著しい成果は期待できない。第３の方法は位相のシ
フトを与えるもの、即ち、隣接する四線の導線部材のオ
リエンテーションに対して一方の四線の導線部材を回転
させるものである。これは四線式の場合は有益であるが
対線式の場合は余り実利的ではない。

最近、撚り対線又は四線の等間隔で配置される撚り転換
部を長手方向に互いにずらすことにより平行線間の隣接
部を少なくできること がわかった。

例えば、米国特許第４，００６，５８２号、及び第４，
１２７，９８２号は四線を５本含むケーブル（五本四線
式ケーブル）の撚り転換平行部を隣接させない手段とし
て上記方法を教示している。撚り転換部の長さを限定す
るだけでは重複をなくすことができない。上記の様な限
定数の四線では、重複せずに容易にずらすことができる
ので、この方法は全四線が効果的に隣接している五本四
線式ケーブルの平行結合を効果的に解消する。しかし、
通常隣接部の半数がＳ−Ｓ又はＺ−Ｚ間であり残りの半
数がＳ−Ｚ間であるためＳ−Ｚ間結合の問題は解消され
ていない。対線寸法が大きいケーブルでは少数の対線が
実線に隣接するだけなので、問題を起こす可能性がある
ものはこれらに限定されるが、この場合ですら、Ｓ−Ｚ
間結合は、依然としてかなり存在する。

発明の概要 本願出願人は、直に隣接する任意の２つの対線の各撚り
転換部が、転換部のくり返し間隔の半分以下の長さだけ
互いにずれるように、転換部を長手方向にシフトさせて
対線を配列すると、ケーブルの近端漏話レベルがかなり
低下することを発見した。

これは、撚り転換部の平行線部分が互いに接するのを回
避できるのとあいまって、Ｓ−Ｚ間の電気的結合が制限
されるためであると思われる。

本発明の一形態においては、電気通信ケーブルはＮ（Ｎ
≧５）本のＳ−Ｚ型撚り対線から成り、各撚り対線の転
換部がそれぞれ一連のＮ箇所の位置のいずれかに位置す
るよう長手方向にシフトするように形成される。これら
の撚り対線は一体に結束されており、任意の隣接する対
線の撚り転換部は互いにＮ／２位置以下の長さだけ長手
方向にずれるように配列されてＳ−Ｚ間の電気的結合を
軽減している。

本発明の別の形態においては、電気通信ケーブルの製造
方法は、 少なくともＮ（Ｎ≧５）本のＳ−Ｚ撚り対線を形成する
工程と、各対線の撚り転換部を一連のＮ箇所の位置のい
ずれかに位置するよう長手方向にシフトするように対線
を群にする工程と、 任意の隣接する撚り対線間の互いのシフト位置の差がＮ
／２以下になるように編成された対線を一体に撚合する
工程とを含んでいる。

本発明の別の形態によると各対線の撚り転換部がそれぞ
れ一連のＮ箇所の位置のいずれかに位置するよう長手方
向にシフトされたＮ個のＳ−Ｚ対線から成る群を撚合し
て近端漏話が少ない電気通信ケーブルを形成する方法
は、隣接する対線が、Ｎ／２位置分以下の長さだけ互い
にずれている撚り転換部を有する様に選択された銘板の
孔に５本以上の対線を通す工程から成っている。

図面の簡単な説明 第１図は、撚り対線を一体又は一束に撚合する単板型銘
板の斜視図である。

第２図は、撚り対線を一体又は一束に撚合する複板型銘
板の斜視図である。

第３図は、撚り転換部が１位置分だけ互いにずれるよう
並置された２本のＳ−Ｚ型撚り対線の側面図である。

第４図は、ケーブル又はケーブル体に撚合される撚り対
線の群であって各対線の撚り転換部の位置を長手方向に
おける一連のシフト位置にシフトして形成される撚り対
線群の概略図である。

第５図は、螺旋状に連続する一連の孔を有する銘板の正
面図である。

第６図は、蛇行する一連の孔を有する銘板の正面図であ
る。

第７図は、別々に蛇行する２組の孔を有する銘板の正面
図である。

第８図は、ラスタ状に多層配列された孔を有する銘板の
正面図である。

第９図は、各円板に孔をラスタ状に多層配列した複板型
銘板の正面図である。及び 第１０図は、ラスタ状に多層配列された２組の孔を有す
る銘板の正面図である。

詳細な説明 第１図に詳細に示す様に、Ｓ−Ｚ型撚り対線１０は、概
略的に示すモータＭで、銘板１４を矢印１３で示す様に
揺動させることにより、くびれ管１２を通って束に撚合
される。対線の数は、通常銘板の孔の数と一致している
が明瞭化を測るため、３本の対線だけを図示する。

対線は銘板の揺動により撚られるが、必ずしも揺動させ
る必要はなく、その場合は、撚りのないケーブルを形成
するか、あるいは銘板を単に対線の配向及び変性に使用
し、その他の後工程の作用によって撚ることができる。
この様に、本発明はどちらのケーブルにも限定されな
い。第２図も同様に、Ｓ−Ｚ型撚り対線１０を束１１に
撚合した状態を示しているが、この場合は、環状板１７
で包囲された心板１６から成る複板型銘板が用いられて
いる。各円板は、矢印１８及び１９で示す様に揺動して
互いに１８０度移相ずれする様にモータ（図示せず）に
よって別々に駆動される。また各円板は、撚り対線を通
す一連の孔を有している。

第１図及び第２図を近くで観察すると対線１０のそれぞ
れの転換部２０の位置が長手方向に互いにシフトするよ
うにＳ−Ｚ撚りされているのが判る。第３図に最も良く
示す様に、各転換部は、対線の各線が並列して実質的に
平行に延びる長さｐの区間を有している。好ましくは何
れの対線の転換部２０も、一定距離間隔おきに繰り返さ
れ、かつ一般には同一の長さｐを有している。例えば転
換部の長さｐを５乃至３０センチ程度にし、対線に沿っ
て３乃至５メートルおきに設けることができる。しかも
どの対線の平行線部分も、他の対線の平行線部分と決し
て並接しない様にするため、数本の対線の転換部は長手
方向に互いにシフトされている。

第３図に示すシフトでは、転換部の長さｐと等しい長さ
を有する１シフト長だけ、対線１０′の転換部２０′の
右側に、対線１０″の転換部２０″をずらすことにより
得られる。しかし、シフト長が大きい方が隣接平行部の
重複を阻止し易いので、同様に該図に示す様に、シフト
長をｐより大きくすることもできる。

したがって、以下の説明中Ｎシフト長とは、転換部の長
さｐに等しいか、もしくはそれを上まわる長さ例えばＳ
に整数Ｎを掛算した長さＮ・Ｓを指すものとする。ま
た、撚り転換部間の長さをＬとすればＮＳはＬに等しい
（ＮＳ＝Ｌ）ことは明らかであろう。

ｐより非常に長いシフト長をもたせる場合は、撚り転換
部を大きな間隔で長手方向に離間させて適宜寸法の対線
群の対線間に有意な長手方向離間即ちシフトを提供する
様にするなど撚線アキュムレータの寸法要求に応じて拘
束されることとなる。

上記の様に、本発明によると一連のＮ箇所のシフト位置
に配列された転換部を有する撚り対線を、隣接する対線
がＮ／２シフト長以下の長さだけ互いにシフトされる撚
り転換部を有する様に選択された銘板の孔に通す。

第４図は、２５本の撚り対線から成るケーブルについて
の一連の転換部位置を隣接の問題を考慮せずに示したも
のであり、この場合それぞれの転換部２０は、２５箇所
のシフト位置にシフトされている。この場合シフト位置
の数は対線の本数に等しく、２５本の対線に対して２５
箇所のシフト位置がある。またこの例では、転換部間に
は、第３図に示されるように、ギャップがない（Σが転
換部長さｐに等しい）。但し、本願全体を通じて、隣接
する対線の互いのシフト長が、零（０）のとき対線がＳ
−Ｚ間とは反対のＳ−Ｓ間及びＺ−Ｚ間オリエンテーシ
ョンにあるという仮定に基づくものとする。

第５図乃至第１０図は、銘板に設ける種々の孔の配列を
示しており、各孔に付した数字は撚り転換部のシフト位
置に対応する順番を示している。隣接孔の間に示す数字
は、これらの孔を貫通する対線の撚り転換部のシフト位
置離隔距離（シフト位置数の隣接間における差）を示し
ている。

より詳しく言うと、第５図乃至第１０図はＳ−Ｚ撚り対
線からなるケーブルの横断面を図解しており、小円の中
数字は撚り転換部のシフト位置の順番を示している。

また、上記数字をもった各小円の間の数字は隣接する対
の間のシフト位置の差の数を指しており、このようにし
てＳ−Ｚ間結合の度合が表示される。

言い換えると、銘板における隣接する孔の間の数は銘板
の孔を通される対線の転換部のシフト位置の分離状態を
表している。

第５図に示す孔の場合は、第４図の対線１０ａを孔１
に、対線１０ｂを孔２に、及び対線１０ｃを孔３に通
し、以下同様に螺旋状に選択していく。

対線１０ａと１０ｂとの間の撚り転換部のずれは１シフ
ト長であるため、孔２と３、孔３と４等の間には数字１
が付されている。従って隣接孔間の転換部は物理的に第
３図に示す様に現われる。

第５図に示す螺旋順序では、互いに１シフト長ずれる隣
接部のみならず、７，８，９，１０，１１，１２，１３
及び１４シフト長ずれる隣接部ができる。１本の蛇行列
を有する第６図では、２４シフト長も離れた隣接部がで
きる。波線で分離された２組の対線群に対して２本の独
立した蛇行列を有する第７図では、最大シフトは１７シ
フト長である。全ての隣接対線は互いにシフトしてお
り、従って実質的に電気結合する平行線部がないため、
これで何ら支障はない様に思える。周知の所望点につい
ては確かに支障はないが、これだけではＳ−Ｚ間の電気
的結合を回避できない。

このことは再び第４図を見れば容易に理解できる。第４
図に示す様に、第３図に示す様な１シフト長ずれた対線
を除く全ての対線は、本来Ｓ−Ｓ間及びＺ−Ｚ間隣接部
を有している。第４図の２５本の対線から１２及び１３
シフト長分だけシフトされた対線を取り出してみるとこ
れらは全体の約５０％を占めるＳ−Ｓ間又はＺ−Ｚ間隣
接部を有すると共に、約５０％のＳ−Ｚ間隣接部を有し
ている。従って、撚り転換部を除く、その長さの約半分
は、望ましくないＳ−Ｚ間隣接部である。

第５図から、１シフト長（銘板の揺動に応じて対線が通
過する孔の間に示す数字１）分だけずれた隣接する撚り
対線にはこれといったＳ−Ｚ間隣接部がないことが判
る。逆に、１１，１２，１３又は１４シフト長だけずれ
た対線の全長の約半分は、Ｓ対線とＺ対線が隣接するよ
うに配向されている。隣接する任意の２つの対線の撚り
転換部が転換部の繰り返し間隔Ｌの半分以下の長さだけ
互いにずれるように長手方向にシフトさせて配列すれ
ば、ケーブルの近端漏話レベルがかなり低下することが
判った。これは、平行隣接部を排除したことに加え、Ｓ
−Ｚ間結合を制限したことによるものと思われる。以
下、説明の便宜上、互いに隣接するいずれの対線間にお
いても各対線の撚り転換部がＮ／２シフト長以下の長さ
だけ互いにずれていることを“Ｎ／２条件を満足する”
と呼ぶものとする。

第８図乃至第１０図は、このＮ／２条件を満たす３種の
特定銘板孔の選択例を示しており、これらの場合撚り転
換部は、それぞれ一連のＮ箇所の位置のいずれかに位置
するよう長手方向にずらされている。第８図は、２５本
の撚り対線から成るケーブルを、電子ラスタパターンの
様に層状配列した状態を示している。この場合、シフト
位置１を占める転換部を有する対線は、頂部に１つだけ
示す銘板孔を貫通する。シフト位置２に撚り転換部を有
する対線は第２層の最左孔を貫通し、位置３に転換部を
有する対線は、中央左手の孔を貫通し、また位置４に転
換部を有する対線は、中央右手の孔を貫通し、以下同一
要領で各対線は各孔を貫通している。この順序で配列す
ると、どの隣接部も６シフト長に相当する長さ以上には
シフトされなくなる。２５本の対線の場合、Ｎ／２は１
２−1/2であり実質的に６より大きくなる。従って、第
５図乃至第７図のパターンはＮ／２条件を満たさない
が、第８図のパターンは満たしている。この結果、第４
図の対線１０ａ乃至１０ｙを第８図の銘板孔に通して得
られるケーブル又はケーブル体Ｃは、本発明の原理を具
現化していることになる。

第９図は、スプリットディスク型銘板に使用される。Ｎ
／２条件を満たす別のパターンを示している。外板の環
状配列孔及び心板の層状又は段状孔は、層状に順序づけ
られている。内側グループの対線位置１は、外側グルー
プの対線位置１６と隣接しており、その差は１５で、１
２−1/2であるＮ／２より大きくなるが、２枚の円板は
互いに逆回転するため、これらが隣接するのは一瞬にす
ぎない。この様に一時的に隣接するだけでは、相当程度
結合するには不充分である。従って、本発明の目的から
して、撚合中に２枚の円板が相対的に移動している場合
は、一方の円板を通る対線は、他方の円板を通る対線と
隣接又は同一層をなすものとはみなされない。

第１０図は、単ディスク型銘板に用いられる、別の孔選
択パターンを示している。これは７９本の対線から成る
ケーブルについて任意の隣接対線間の撚り転換部のずれ
をＮ／２シフト長以下の長さにするという条件を満たし
ている。このパターンは、並置された２組のラスタ状序
列によって形成されている。いずれの隣接部も、４シフ
ト長以上はシフトされていないことが判る。例えば、左
側序列の孔７を占める対線は、４本の別の対線、即ちシ
フト位置６，６，４及び１１を有する対線と隣接してお
り、７と６の差は１、４と７の差は３、及び１１と７の
差は４である。このパターンの著しい利点は、同一のシ
フト位置を占めるがために撚り転換部の位置が互いにず
れない２組の対線によって、スペースを節約できること
にある。しかも、それら同じシフト位置にある撚り転換
部が隣接することはない。

本発明の実施により達成される技術的利点は、テスト結
果から立証されている。発信対線ｉと受信対線ｊとの間
の漏話損は、一般に次式の様に定義されている。対線ｉ
−ｊ間の漏話損をＸＴｉｊとするとＸＴｉｊ＝−２０lo
g ₁₀（νｊ／νｉ）となる。式中νｊ及びνｉは電圧で
ある。電力和漏話損パラメータは、ユニット又はケーブ
ル内のその他の全対線から受信対線に至る漏話を考慮す
る標準的方法であり、次式の様に定義されている。

上式中、ｎはユニット又はケーブル内の対線の数であ
る。

即ち、電圧νｉがケーブルの一端に送られて測定され、
電圧ｊが他端で検出されて測定される場合の漏話は「遠
端漏話」と呼ばれ、電力和パラメータは「遠端」と呼ば
れる。夫々第７図及び第９図に示す序列を有する銘板孔
を選択して撚合された２５本の対線から成る６００メー
トル長さの２本のケーブルを、第９図に示す銘板を用い
てテストした。第３図に示す様な３８０センチ即ち３．
８メートルの定期的に反復する間隔で離間された、１５
センチの平均の長さを有する撚り転換部をケーブルに設
けてテストした。第９図に示される順序に形成されたケ
ーブル（対線がＮ／２条件を満足するように編成された
ケーブル）は、第７図に示される順序に形成されたケー
ブル（対線の編成がＮ／２条件を満足していないケーブ
ル）よりも平均遠端電力和漏和損が１デシベル少ないこ
とが判った。これは７７２キロヘルツで受信対線に入る
電圧損が１２パーセント改善されたことに相当する。

送信電圧νｉ及び受信電圧νｊが共に、ケーブルの同一
端で測定される場合の漏話は「近端漏話」と呼ばれ、こ
れに相当する電力和パラメータは「近端電力和漏話」と
呼ばれる。同一ケーブルで同一周波数でテストした所、
受信対線に向かう平均近端電力和漏話損が２．５デシベ
ル改善されたが、これは電圧単離が３３パーセント改善
されたことになる。従って、複数本のＳ−Ｚ型対線を新
規な編成方法で撚合して、改善された漏話特性を示す電
気通信ケーブルを製造する新規な方法が提供されたこと
になる。

第７図に示される順序で形成されるケーブルはＮ／２条
件を満足していないとはいえ、図からわかるように隣接
対線間の各撚り転換部がＮ／２シフト長以上の長さ互い
にシフトしている隣接部はわずかである。従って、撚り
転換部のシフト位置を全く考慮しないで編成したケーブ
ルと比較する場合は、上記数値で示した漏話特性をはる
かに上まわる改善度が得られることが予想される。

以上、本発明に係る電気通信ケーブルについて詳細な説
明を行ってきた。最後にあたり本件発明の端的な理解に
資することを目的として本発明に係る電気通信ケーブル
の構造をまとめておきたい。

本発明の電気通信ケーブルは、次のような構造を有する
ものである。

(i)少なくともＮ本のＳ−Ｚ型撚り対線の撚り合わせか
ら成る。

(ii)各撚り対線は、所定の間隔Ｌで長手方向に離間配置
される撚り転換部を有しており、個々の撚り転換部分の
長さｐに等しいか、もしくはそれを上まわる所定の長さ
をＳとしたとき、ＮＳ＝Ｌを満足する。

(iii)各対線の撚り転換部は、一連のＮ個のシフト位置
に長手方向にシフトされており、即ち対線の撚り転換部
はそれぞれＳ，２Ｓ，３Ｓ，‥‥‥（Ｎ−１）Ｓ，Ｎ
Ｓ，Ｓ，２Ｓ，‥‥‥のシフト位置にある。

(iv)隣接する撚り対線間における各撚り転換部の位置
は、いずれの隣接部においてもＳ以上かつＮＳ／２以下
の長さだけ互いにずれるように撚り対線が編成されてい
る。

フロントページの続き (72)発明者 レヴア−・クライド・ジエフア−ソン・ジ ユニヤ アメリカ合衆国30093ジヨ−ジア・ノアク ロス・ワンダ−リング・ウエイ6174 (56)参考文献 実開 昭46−3994（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともＮ（Ｎ≧５）本のＳ−Ｚ型撚り
   対線から成る電気通信ケーブルであって、 各撚り対線は、所定の等間隔Ｌで長手方向に離間配置さ
   れる撚り転換部を有しており、個々の撚り転換部分の長
   さに等しいかもしくはそれを上まわる所定の長さＳがＮ
   Ｓ＝Ｌを満足するものとして、各対線の撚り転換部の位
   置を、ある基準位置からそれぞれＳ、２Ｓ、３Ｓ、‥‥
   ‥、（Ｎ−１）Ｓ及びＮＳだけ長手方向にシフトさせ、
   また任意の隣接する撚り対線間における各撚り転換部の
   位置がＳ以上でかつＮＳ／２以下の長さだけ互いにずれ
   るように撚り対線を編成して撚合し、これによりＳ撚り
   対線とＺ撚り対線の間の電気的結合を減少させるように
   形成したことを特徴とする電気通信ケーブル。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の電気ケーブルに
   おいて、 Ｎ本の撚り対線が、複数層に結束されており、また各層
   の全隣接対線が各々長さＳだけ互いに長手方向にシフト
   されるように形成された撚り転換部を有することを特徴
   とする電気通信ケーブル。
3. 【請求項３】電気通信ケーブルの製造方法において、 少なくともＮ（Ｎ≧５）本のＳ−Ｚ撚り対線を形成する
   工程と、 所定の等間隔Ｌで長手方向に離間配置される撚り転換部
   を有し、撚り転換部分の長さと等しいかもしくはそれを
   上まわる所定の長さＳがＮＳ＝Ｌを満足するものとした
   とき各撚り対線の撚り転換部の位置をある基準位置から
   それぞれＳ、２Ｓ、３Ｓ、‥‥‥、（Ｎ−１）Ｓ及びＮ
   Ｓの長さだけ長手方向にシフトするように撚り対線を群
   にする工程と、 任意の隣接する撚り対線間における各撚り転換部の位置
   がＳ以上でかつＮＳ／２以下の長さだけ互いにずれるよ
   うに編成された撚り対線を一体に撚合する工程とを含む
   電気ケーブルの製造方法。
4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載の方法において、 各層の隣接する対線が全て長手方向にＳの長さだけ互い
   にシフトされた撚り転換部を有するように撚り対線を多
   層ユニットに撚合することを特徴とする電気通信ケーブ
   ルの製造方法。
5. 【請求項５】請求の範囲第３項に記載の方法において、
   さらに Ｎ本の対線を、隣接する対線が各Ｓ以上でかつＮＳ／２
   以下の長さだけ互いに長手方向にシフトされた撚り転換
   部を有するように選択された銘板の孔に通す工程を含む
   ことを特徴とする電気通信ケーブルの製造方法。
6. 【請求項６】請求の範囲第５項に記載の方法において、 該銘板孔を複数層に配列し、またＳの長さだけ互いに長
   手方向にシフトされた撚り転換部を有する対線を共通層
   状孔の隣接する孔に通すことを特徴とする電気通信ケー
   ブルの製造方法。