ワイヤーおよびケーブル製品の構造コンポーネントは、一般的に次の 4 つの主要部分に分けられます。指揮者, 絶縁層、シールド層、保護層、充填材、張力部材で構成されています。使用要件や適用シナリオに応じて、架空裸線、連絡網線、銅アルミ母線（バスバー）など、導体のみを構造部材とする非常にシンプルな製品構造もあります。これらの製品の外部電気絶縁は、設置時の絶縁体と空間距離（すなわち空気絶縁）に依存し、安全性を確保しています。
1. 指揮者
導体は、製品内で電流や電磁波情報を伝送する上で最も基本的かつ不可欠な部品です。導体は、しばしば導電線芯とも呼ばれ、銅やアルミニウムなどの高導電性の非鉄金属で作られています。過去30年間で急速に進化した光通信ネットワークで使用されている光ファイバーケーブルは、光ファイバーを導体として採用しています。
2. 絶縁層
これらの部品は導体を包み込み、電気絶縁を提供します。これにより、伝送される電流または電磁波／光波が導体に沿ってのみ伝わり、外部には伝わらないようにします。絶縁層は、導体上の電位（電圧）が周囲の物体に影響を与えるのを防ぎ、導体の正常な伝送機能と、物体や人に対する外部の安全性を確保します。
導体と絶縁層は、ケーブル製品（裸線を除く）に必要な 2 つの基本コンポーネントです。
3. 保護層
設置および運用中の様々な環境条件において、電線・ケーブル製品には、特に絶縁層を保護するための部品が不可欠です。これらの部品は保護層と呼ばれます。
絶縁材料は優れた電気絶縁特性を有する必要があるため、不純物含有量を最小限に抑えた高純度が求められます。しかし、これらの材料は、外部要因（設置時および使用時の機械的力、大気条件、化学物質、油、生物学的脅威、火災への耐性など）からの保護を同時に提供できないことがよくあります。これらの要件は、様々な保護層構造によって満たされます。
好ましい外部環境（外部からの機械的力を受けない、清潔で乾燥した屋内空間など）向けに特別に設計されたケーブルの場合、または絶縁層の材料自体が一定の機械的強度と耐候性を示している場合は、コンポーネントとして保護層を必要としない場合があります。
4. シールド
ケーブル製品において、ケーブル内の電磁場を外部の電磁場から遮断する部品です。ケーブル製品内の異なる電線ペア間やグループ間でも、相互絶縁が必要です。シールド層は「電磁絶縁スクリーン」と表現できます。
長年にわたり、業界ではシールド層を保護層構造の一部とみなしてきました。しかし、シールド層を独立した構成要素として捉えるべきであると提案されています。これは、シールド層の機能が、ケーブル製品内で伝送される情報を電磁的に分離し、外部機器や他の回線への漏洩や干渉を防ぐだけでなく、外部からの電磁波が電磁結合によってケーブル製品内に侵入するのを防ぐことにもあるためです。これらの要件は、従来の保護層の機能とは異なります。さらに、シールド層は製品外部に設置されるだけでなく、ケーブル内の各電線ペア間または複数ペア間にも配置されます。過去10年間、電線やケーブルを用いた情報伝送システムの急速な発展と、大気中の電磁波干渉源の増加により、シールド構造の種類は多様化しています。シールド層がケーブル製品の基本的な構成要素であるという認識は、広く受け入れられるようになりました。
5. 充填構造
多くの電線・ケーブル製品は多芯です。例えば、低圧電力ケーブルのほとんどは4芯または5芯ケーブル（三相システムに適しています）であり、都市部の電話ケーブルは800対から3600対に及びます。これらの絶縁芯線または電線対をケーブルに（または複数回まとめて）まとめると、絶縁芯線または電線対間に不規則な形状と大きな隙間が生じます。そのため、ケーブル組立時には充填構造を組み込む必要があります。この構造の目的は、コイル状に巻く際に比較的均一な外径を維持し、巻き付けやシースの押し出しを容易にすることです。さらに、ケーブルの安定性と内部構造の完全性を確保し、使用中の力（製造および敷設中の伸張、圧縮、曲げ）を均等に分散してケーブルの内部構造の損傷を防ぎます。
したがって、充填構造は補助的なものではあるものの、必要不可欠なものであり、その材料選定や設計については詳細な規制が存在します。
6. 引張部品
従来の電線・ケーブル製品は、外部からの引張力や自重による張力に耐えるために、保護層の装甲層に頼るのが一般的です。代表的な構造としては、スチールテープ装甲やスチール線装甲（海底ケーブルでは、8mm厚のスチール線を撚り合わせて装甲層を形成するなど）が挙げられます。しかし、光ファイバーケーブルでは、伝送性能に影響を与える可能性のあるわずかな変形を避け、小さな引張力からファイバーを保護するために、一次コーティングと二次コーティング、特殊な張力部品がケーブル構造に組み込まれています。例えば、携帯電話のヘッドセットケーブルでは、合成繊維の周りに細い銅線や薄い銅テープを巻き付け、絶縁層とともに押し出し加工することで、合成繊維が張力部品として機能します。全体的に見て、近年、複数の曲げやねじりを必要とする特殊な小型フレキシブル製品の開発において、張力部品が重要な役割を果たしています。
投稿日時: 2023年12月19日