電線・ケーブル製品の構造部品は、一般的に導体、絶縁層、遮蔽層、シース、充填材、張力材などの4つの主要構造部品に分けられます。製品の使用要件や適用シナリオに応じて、架空裸線、架線、銅アルミ母線（バスバー）など、構造部品が電線のみの極めてシンプルな構造の製品もあります。これらの製品の外部電気絶縁は、設置・敷設時の絶縁体と空間距離（つまり、空気絶縁）によって確保されます。
電線・ケーブル製品の大部分は、製造誤差を除けば、全く同じ断面形状を持ち、長尺の帯状をしています。これは、システムや機器内の回路やコイルを形成するために使用されるという特徴によって決定されます。したがって、ケーブル製品の構造構成を調査・分析する際には、断面から観察・分析するだけで十分です。
ケーブル構造の構成とケーブル材料の詳細な分析は次のとおりです。
1. ケーブル構造構成：導体
電線は、電流や電磁波情報を伝送する機能を果たす製品にとって、最も基本的かつ不可欠な主要部品です。電線とは、導体コアの略称です。
ケーブル導体にはどのような材料が含まれていますか？導体の材料は、一般的に銅やアルミニウムなどの電気伝導性に優れた非鉄金属で作られています。ここ30年ほどで急速に発展した光通信ネットワークで使用されている光ケーブルでは、導体として光ファイバが使用されています。
2. ケーブル構造構成：絶縁層
絶縁層は、電線の周囲を覆い、電気絶縁体として機能する構成要素です。つまり、伝送される電流や電磁波、光波が電線に沿ってのみ伝わり、外部に漏れ出さないことを保証します。導体上の電位（つまり、周囲の物体との間に形成される電位差、つまり電圧）を遮断することができます。つまり、電線の正常な伝送機能と、外部の物体や人への安全性の両方を確保する必要があります。電線と絶縁層は、ケーブル製品（裸線を除く）を構成するために必須の2つの基本構成要素です。
ケーブル絶縁材とは：今日の電線・ケーブルにおいて、ケーブル絶縁材は主にプラスチックとゴムの2つのカテゴリーに分類されます。ポリマー材料が主流であり、様々な用途や環境要件に適した多種多様な電線・ケーブル製品が生み出されています。電線・ケーブルに一般的に使用される絶縁材には、ポリ塩化ビニル（PVC）などがあります。架橋ポリエチレン（XLPE）、フッ素樹脂、ゴム化合物、エチレンプロピレンゴム化合物、シリコーンゴム絶縁材料。
3. ケーブル構造構成：シース
電線・ケーブル製品が様々な環境に設置・使用される場合、製品全体、特に絶縁層を保護する部品が不可欠です。これがシースです。絶縁材料には優れた電気絶縁性が求められるため、極めて高い純度と極めて低い不純物含有量が求められます。しかし、外界からの保護能力を考慮することはしばしば不可能です。そのため、様々な保護構造が、設置時、使用場所、使用中など外部からの様々な機械的力への耐性、大気環境への耐性、化学薬品や油への耐性、生物学的損傷の防止、火災リスクの低減といった機能を担う必要があります。ケーブルシースの主な機能は、防水性、難燃性、耐火性、防食性です。良好な外部環境（清潔で乾燥した屋内など、機械的外力を受けない環境）向けに特別に設計されたケーブル製品や、絶縁材料が本質的に一定の機械的強度と耐候性を備えているケーブル製品の多くは、保護層部品を必要としません。
ケーブルシースにはどのような種類があるのでしょうか？主なケーブルシース材料は、ゴム、プラスチック、コーティング、シリコン、各種繊維製品などです。ゴムやプラスチック製の保護層は、柔らかく軽量であることが特徴で、モバイルケーブルに広く使用されています。しかし、ゴムとプラスチックはどちらもある程度の透水性を持つため、ケーブル絶縁体として耐湿性の高い高分子材料を使用する場合にのみ適用できます。では、なぜ市場ではプラスチックが保護層として使用されているのか疑問に思うユーザーもいるかもしれません。プラスチックシースと比較すると、ゴムシースは弾力性と柔軟性が高く、耐老化性にも優れていますが、製造プロセスが比較的複雑です。一方、プラスチックシースは機械的特性と耐水性に優れ、資源が豊富で価格が安く、加工しやすいため、市場で広く使用されています。業界関係者は、金属シースにも注目すべきです。金属シースは、機械的保護機能だけでなく、後述するシールド機能も備えています。また、耐食性、圧縮強度、引張強度、耐水性などの特性も備えており、ケーブル絶縁体内への水分やその他の有害物質の侵入を防ぎます。そのため、耐湿性の低い油浸紙絶縁電力ケーブルのシースとして広く使用されています。
4. ケーブル構造構成：シールド層
シールド層は、ケーブル製品において電磁場の遮断を実現するための重要な構成要素です。内部の電磁信号が外部に漏れて外部の計器、メーター、その他の回線に干渉するのを防ぐだけでなく、外部の電磁波がケーブルシステム内に結合して侵入するのを遮断します。構造的には、シールド層はケーブルの外側だけでなく、多芯ケーブルの線対または線群の間にも存在し、多層の「電磁遮断スクリーン」を形成します。近年、高周波通信ケーブルや耐干渉性に対する要求が高まるにつれ、シールド材は従来の金属化紙や半導体紙テープから、より高度な複合材料へと進化しています。アルミホイルマイラーテープ、銅箔マイラーテープ、銅テープなどが一般的です。一般的なシールド構造には、導電性ポリマーまたは半導体テープで作られた内側のシールド層と、銅テープ縦巻きや編組銅メッシュなどの外側のシールド層があります。これらのうち、編組層には耐腐食性を高めるために錫メッキ銅が使用されることが多いです。特殊な用途シナリオとしては、銅テープ+銅線複合シールドを使用した可変周波数ケーブル、アルミ箔縦巻き+流線型設計を採用したデータケーブル、高被覆率の銀メッキ銅編組層を必要とする医療用ケーブルなどがあります。5G時代の到来に伴い、アルミプラスチック複合テープと錫メッキ銅線編みのハイブリッドシールド構造が、高周波ケーブルの主流ソリューションとなっています。業界の実践では、シールド層は付属構造からケーブルの独立したコアコンポーネントへと進化しています。シールド材料の選択は、周波数特性、曲げ性能、コスト要因を総合的に考慮し、さまざまな用途シナリオの電磁適合性要件を満たす必要があります。
5. ケーブル構造構成：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（三相システムに適合）であり、都市電話ケーブルは800対、1200対、2400対から3600対まであります。これらの絶縁電線芯線または対線をケーブル配線（または複数回まとめてケーブル配線）すると、2つの問題が発生します。1つは形状が円形でないこと、もう1つは絶縁電線芯線間に大きな隙間があることです。そのため、ケーブル配線中に充填構造を追加する必要があります。充填構造は、ケーブル配線の外径を比較的円形にすることで、シースの巻き付けや押し出しを容易にし、ケーブル構造を安定させ、内部を強固にします。使用中（製造時および敷設時の伸張、圧縮、曲げ時）は、ケーブルの内部構造を損傷することなく、力が均等に適用されます。したがって、充填構造は補助的な構造ではあるものの、必要不可欠なものであり、その材質選定や形状設計には詳細な規定がある。
ケーブル充填材：ケーブル充填材としては、一般的にポリプロピレンテープ、不織布PPロープ、麻ロープ、あるいは比較的安価なリサイクルゴムなどの材料が用いられます。ケーブル充填材として使用するには、絶縁されたケーブルコアに悪影響を与えないこと、それ自体が吸湿性を持たないこと、収縮しにくいこと、腐食しないなどの特性が必要です。
6. ケーブル構造の構成：引張要素
従来の電線・ケーブル製品は、外部からの張力や自重による張力に耐えるために、シースの外装層を利用しています。代表的な構造は、鋼帯外装と鋼線外装です（例えば、海底ケーブルでは、直径8mmの太い鋼線を撚り合わせて外装層を形成します）。しかし、光ファイバーを微小な張力から保護し、伝送性能に影響を与える可能性のあるファイバーのわずかな変形を防ぐために、光ファイバーケーブル構造には、一次被覆と二次被覆、そして専用の張力部品が備えられています。また、携帯電話のヘッドホンケーブルが、細い銅線や薄い銅テープを合成繊維フィラメントに巻き付け、その外側に絶縁層を押し出した構造を採用している場合、この合成繊維フィラメントが張力部材となります。つまり、近年開発された、多段曲げやねじりを必要とする特殊で小型かつフレキシブルな製品では、張力部材が重要な役割を果たしているのです。
ケーブル引張部品にはどのような材料が含まれていますか：鋼帯、鋼線、ステンレス鋼箔
投稿日時: 2025年4月25日