電線・ケーブル製品の構造部品は、一般的に以下の4つの主要部分に分けられます。導体, 断熱層シールド層や保護層、充填材、引張部材などが含まれます。使用要件や適用シナリオによっては、架空裸線、接触網線、銅アルミバスバー（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）によって安全性を確保しています。
1. 導体
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構成要素です。導体は、導電性ワイヤコアとも呼ばれ、銅やアルミニウムなどの高導電性非鉄金属で作られています。過去30年間で急速に発展してきた光通信ネットワークで使用される光ファイバーケーブルは、導体として光ファイバーを採用しています。
2. 断熱層
これらの構成要素は導体を覆い、電気絶縁を提供します。これにより、伝送される電流や電磁波／光波は導体内のみを伝わり、外部へは伝わりません。絶縁層は、導体上の電位（すなわち電圧）が周囲の物体に影響を与えないように維持し、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つの基本的な構成要素である。
3. 保護層
設置時および運用時の様々な環境条件下において、電線・ケーブル製品には、特に絶縁層を保護するための構成要素が不可欠です。これらの構成要素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備えている必要があるため、不純物含有量を最小限に抑えた高純度が求められます。しかしながら、これらの材料は、外部要因（設置時や使用時の機械的力、大気条件、化学物質、油、生物学的脅威、火災の危険性など）からの保護を同時に提供することは困難です。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。
良好な外部環境（例えば、外部からの機械的力が加わらない、清潔で乾燥した屋内空間）向けに特別に設計されたケーブル、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備えている場合には、保護層を構成要素として必要としない場合があります。
4. 遮蔽
これはケーブル製品において、ケーブル内部の電磁界を外部の電磁界から遮断する役割を果たす構成要素です。ケーブル製品内の異なるワイヤペア間やワイヤグループ間でも、相互の絶縁は不可欠です。このシールド層は「電磁界遮断スクリーン」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して捉えてきました。しかし、シールド層は独立した構成要素として考えるべきだという提案がなされています。これは、シールド層の機能が、ケーブル製品内部で伝送される情報を電磁的に隔離し、外部機器や他の回線への漏洩や干渉を防ぐだけでなく、電磁結合によって外部の電磁波がケーブル製品内部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、シールド層は製品の外部に配置されるだけでなく、ケーブル内の各ワイヤペア間、あるいは複数のワイヤペア間にも配置されます。過去10年間、ワイヤ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伴い、シールド構造の種類は多様化してきました。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が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構造であり、例えば低電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る）であり、都市部の電話ケーブルは800対から3600対に及ぶ。これらの絶縁された芯線または電線ペアをケーブルに組み合わせる（または複数回組み合わせる）と、絶縁された芯線または電線ペアの間に不規則な形状や大きな隙間が生じる。そのため、ケーブル組立時に充填構造を組み込む必要がある。この構造の目的は、巻取り時の外径を比較的均一に保ち、巻き取りやシースの押し出しを容易にすることである。さらに、ケーブルの安定性と内部構造の完全性を確保し、使用時（製造時および敷設時の引張、圧縮、曲げ）に力を均等に分散させることで、ケーブル内部構造の損傷を防ぐ。
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る。この構造の材料選定および設計については、詳細な規定が存在する。
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、保護層の装甲層に依存しているのが一般的です。代表的な構造としては、鋼帯装甲や鋼線装甲（例えば、海底ケーブルでは8mm厚の鋼線を撚り合わせて装甲層にする）などがあります。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防ぎ、ファイバーを微弱な引張力から保護するために、一次および二次コーティングと特殊な引張部材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、合成繊維に細い銅線または薄い銅テープを巻き付け、絶縁層で押し出し成形しており、合成繊維が引張部材として機能します。このように、近年では、複数の曲げやねじりを必要とする小型で柔軟な特殊製品の開発において、引張部材が重要な役割を果たしています。
投稿日時: 2023年12月19日