CN110062947A - 通信用电线 - Google Patents

Abstract

提供一种模式转换特性优异的通信用电线。通信用电线(1)具有：双绞线(10)，由一对绝缘电线(11、11)绞合而成，该绝缘电线由导体(12)和包覆该导体(12)的外周的绝缘包覆层(13)构成；以及护套(30)，包覆双绞线(10)的外周且由绝缘材料构成，护套(30)的介电损耗角正切为0.0001以上。在通信用电线(1)中，护套(30)的介电损耗角正切比绝缘包覆层(13)的介电损耗角正切大。

Description

通信用电线

技术领域

本发明涉及通信用电线，更详细而言，涉及能够在汽车等中用于高速通信的通信用电线。

背景技术

在汽车等领域中，高速通信的需求增加。在用于高速通信的电线中，要求特性阻抗等各种传输特性满足规定的水准。例如，在专利文献1中，公开了一种通信用屏蔽电线，其具备：双绞线，使具备导体和包覆该导体的绝缘体的一对绝缘线芯绞合而成；屏蔽用的金属箔屏蔽件，包覆该双绞线；接地用电线，相对于该金属箔屏蔽件导通；以及护套，覆盖上述整体，并且，所述通信用屏蔽电线构成为特性阻抗值为100±10Ω。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-32583号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在用于汽车等的通信用电线中，不仅要求特性阻抗，还要求各种传输特性处于规定的水准。作为这种传输特性，可以举出透过模式转换特性、反射模式转换特性等模式转换特性。根据本发明人的见解，通信用电线的模式转换特性大幅依赖于绝缘包覆层、护套等构成通信用电线的聚合物材料的物性。

本发明的课题在于提供模式转换特性优异的通信用电线。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的通信用电线具有：双绞线，由一对绝缘电线绞合而成，该绝缘电线由导体和包覆该导体的外周的绝缘包覆层构成；以及护套，包覆所述双绞线的外周且由绝缘材料构成，所述护套的介电损耗角正切为0.0001以上。

在此，优选的是，所述护套的介电损耗角正切为0.08以下。另外，优选的是，所述护套的介电损耗角正切比所述绝缘包覆层的介电损耗角正切大。并且，优选的是，所述护套具有外层和设置于所述外层的内侧的内层，所述外层的介电损耗角正切比所述内层的介电损耗角正切大。

发明效果

在上述发明的通信用电线中，包覆双绞线的外周的护套的介电损耗角正切为0.0001以上。通过增大护套的介电损耗角正切，能够通过护套的介电损失而有效地衰减在通信用电线的周围的接地电位与双绞线之间产生的耦合(coupling)。其结果是，能够将透过模式转换的值设为46dB以上那样的高的水准。

在此，在护套的介电损耗角正切为0.08以下的情况下，在通信用电线中，能够将传输的信号的衰减抑制得小，容易避免由信号的衰减引起的通信不良。

另外，在护套的介电损耗角正切比绝缘包覆层的介电损耗角正切大的情况下，在通信用电线中，容易兼顾与接地电位的耦合的减少和信号衰减的抑制。

并且，在护套具有外层和设置于外层的内侧的内层且外层的介电损耗角正切比内层的介电损耗角正切大的情况下，相对远离双绞线的外层由介电损耗角正切大的材料构成，由此能够使与接地电位的耦合有效地衰减。另一方面，相对靠近双绞线的内层由介电损耗角正切小的材料构成，由此能够将在双绞线中传输的信号的衰减抑制得小。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的通信用电线的剖视图。

图2是示出第一变形方式的通信用电线的剖视图，将护套设置为实心套。

图3是示出第二变形方式的通信用电线的剖视图，护套为双层构造。

图4是示出第三变形方式的通信用电线的剖视图，在绝缘电线间绝缘包覆层熔接。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的一实施方式的通信用电线进行详细说明。

[通信用电线的结构]

图1示出本发明的一实施方式的通信用电线1的剖视图。

通信用电线1具有将一对绝缘电线11、11绞合而成的双绞线10。各绝缘电线11具有导体12和包覆导体12的外周的绝缘包覆层13。并且，通信用电线1具有包覆双绞线10整体的外周且由绝缘材料构成的护套30。在通信用电线1中，能够利用双绞线10传递差模信号，例如在汽车等中用于高速通信。

需要说明的是，在本实施方式的通信用电线1中，与专利文献1的情况不同，在护套30的内侧未设置包围双绞线10且由导电性材料构成的屏蔽件，护套30直接包围双绞线10的外周。屏蔽件发挥相对于双绞线10屏蔽来自外部的噪声的侵入以及向外部的噪声的放出的作用，但本实施方式的通信用电线1设想在噪声的影响不严重的条件下使用，未设置屏蔽件。但是，在本实施方式以及后面说明的各变形方式中，并不妨碍在护套30、30A、30B的内侧设置屏蔽件。

(1)护套的结构

护套30是以双绞线10的保护、绞合构造的保持等为目的而设置的。特别是在通信用电线1被用于汽车的情况下，要求保护通信用电线1不受水的影响，但护套30还起到防止与水的接触对通信用电线1的各种特性造成影响的作用。

在图1所示的实施方式中，护套30设置为松套(loose jacket)，在成形为中空筒状的空间中收容双绞线10。对于护套30，在内周面的周向上仅在一部分区域与构成双绞线10的绝缘电线11接触，在除此以外的区域中，在护套30与绝缘电线11之间存在空隙G，形成有空气层。另外，在图1所示的方式中，护套30仅由单层构成。

(1-1)护套的材料

护套30以聚合物材料为主要成分。构成护套30的聚合物材料可以是任意材料。作为具体的聚合物材料，可以举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚等。另外，护套30除了聚合物材料以外，还可以适当含有阻燃剂等添加剂。

构成护套30的材料具有0.0001以上的介电损耗角正切。需要说明的是，在本说明书中，介电损耗角正切、介电常数等材料的特性是相对于应用通信用电线1的通信频率、例如1～50MHz的频带而规定的特性，是在室温、大气中测定的值。

构成护套30的材料越具有大的介电损耗角正切，护套30中的介电损失越大，能够衰减由双绞线10与存在于通信用电线1的外部的接地电位之间的耦合引起的共模噪声。其结果是，能够提高通信用电线1的模式转换特性。这里，模式转换特性是透过模式转换特性(LCTL)及反射模式转换特性(LCL)、特别是透过模式转换特性。模式转换特性是表示在通信用电线1传输的信号中的差模与共模之间的转换程度的指标，值(绝对值)越大，越难以产生模式间的转换。

在汽车等中使用的这种通信用电线1中，优选满足LCTL≧46.0dB(50MHz)、LCL≧46.0dB(50MHz)的水准。通过使护套30的介电损耗角正切为0.0001以上，容易得到满足上述水准的模式转换特性优异的通信用电线1。若将介电损耗角正切设为0.0006以上，则更容易提高模式转换特性。例如在通信用电线1在汽车中使用的情况下，在通信用电线1的附近大多存在车身等作为接地电位进行协助的构件，通过增大护套30的介电损耗角正切而实现的噪声降低是有效的。

另一方面，构成护套30的材料的介电损耗角正切过大，由双绞线10传输的差模信号的衰减也变大，有可能导致通信不良。例如，通过使护套30的介电损耗角正切为0.08以下，进一步为0.01以下，能够将信号衰减的影响抑制得小。

护套30中的介电损耗角正切可以根据构成护套材料的聚合物材料、阻燃剂等添加剂的种类、添加剂的添加量等来调整。例如，通过使用分子极性高的材料作为聚合物材料，能够增大护套30的介电损耗角正切。这是因为，通常，分子极性高且具有高介电常数的聚合物材料的介电损耗角正切也大。另外，通过添加极性高的添加剂，也能够增大护套30的介电损耗角正切。并且，通过增多这种添加剂的含量，能够进一步增大介电损耗角正切。

另外，在这种通信用电线1中，若通过绝缘电线11的细径化、护套30的薄壁化来实现通信用电线1整体的细径化，则有时难以确保所要求的大小的特性阻抗。因此，考虑通过减小由下述的式(1)定义的通信用电线1的有效介电常数来提高特性阻抗。从该观点出发，作为构成护套30的聚合物材料，优选使用分子极性低且提供低介电常数的材料。

[数学式1]

这里，ε_eff是有效介电常数，d是导体直径，D是电线外径，η₀是常数。

而且，在车载环境等中通信用电线1有时暴露于高温，但从容易避免在高温下护套30的介电常数大幅上升而通信用电线1的特性阻抗下降这样的事态的观点出发，构成护套30的聚合物材料的分子极性越低，越优选。作为分子极性低的聚合物材料，特别优选使用非极性的聚合物材料。在上述列举的各种聚合物材料中，作为非极性的聚合物材料，可以列举聚烯烃。

这样，在护套30中，期望作为具有聚合物材料的分子极性越高则变得越大的倾向的参数的介电损耗角正切大，同时从其他观点出发，期望构成护套30的聚合物材料的分子极性低。因此，通过在聚烯烃等无分子极性或分子极性低的聚合物材料中添加使介电损耗角正切上升那样的极性的添加剂，能够增大作为护套30的构成材料整体的介电损耗角正切。

而且，构成护套30的材料优选具有构成绝缘电线11的绝缘包覆层13的材料的介电损耗角正切以上、进而比绝缘包覆层13的介电损耗角正切大的介电损耗角正切。如上所述，从提高模式转换特性的观点出发，优选护套30具有大的介电损耗角正切，与此相对，从将在双绞线10传输的差模信号的衰减的影响抑制得小等的观点出发，优选在绝缘包覆层13中介电损耗角正切小。例如，可以例示将护套30的介电损耗角正切设为绝缘包覆层13的介电损耗角正切的1.5倍以上、进一步为2倍以上、5倍以上的方式为优选的方式。

构成护套30的聚合物材料可以发泡，也可以不发泡。作为在发泡部保持有空气的效果，从减小护套30的介电常数来增大通信用电线1的特性阻抗等观点出发，优选发泡。另一方面，从抑制因发泡的程度的偏差而导致通信用电线1的传输特性产生偏差，来使传输特性稳定的观点出发，优选不发泡。另外，关于护套30的制造性，从能够省略发泡的工序的观点出发，使不护套30发泡更简便，但从即使不设置空隙G(即设为与后述的实心型套相当的结构)或减小空隙G也能够减小护套30的介电常数的观点出发，使护套30发泡更简便。

(1-2)护套的优选形状

如上述说明的那样，在图1的方式中，护套30被设置为松套型。通信用电线1的特性阻抗在双绞线10被介电常数低的材料包围的一方高(参照式(1))，在双绞线10的周围存在空气层的松套型中，与紧挨着双绞线10的外侧存在电介质的实心套的情况(参照图2)相比，能够提高特性阻抗。因此，通过使用松套型的护套30，即使使各绝缘电线11的绝缘包覆层13变薄，也容易确保足够大小的特性阻抗。通过使绝缘包覆层13变薄，能够使绝缘电线11细径化，也能够减小通信用电线1整体的外径。另外，使用松套型的护套30的情况与实心套型的情况相比，作为护套使用的材料的量少，由此与使用实心套的情况相比，能够减小通信用电线1的每单位长度的质量。

而且，由于护套30为松套型且在与绝缘电线11之间具有空隙G，因此在护套30的成形时等，与实心套型的情况相比，容易抑制在护套30与绝缘电线11的绝缘包覆层13之间发生熔接。其结果是，在进行通信用电线1的末端的加工时等，容易进行护套30的剥离。护套30与绝缘包覆层13之间的熔接在构成护套30的聚合物材料与构成绝缘包覆层13的聚合物材料为同种的情况下，特别容易成为问题。

护套30与绝缘电线11之间的空隙G越大，有效介电常数(参照式(1))越小，通信用电线1的特性阻抗越大。在与通信用电线1的轴大致垂直地交叉的剖面中，若使包含护套30的外周缘的整个区域的面积、即包含护套30的厚度的剖面积中，空隙G所占的面积的比例(外周面积率)为8％以上，则充分的空气层存在于双绞线10的周围，容易确保必要大小的特性阻抗。空隙G的外周面积率更优选为15％以上。另一方面，空隙G所占的面积的比例过大，也容易产生护套30的内部空间中的双绞线10的位置偏移、双绞线10的绞合构造的松弛。这些现象与通信用电线1的特性阻抗等各种传输特性的偏差、经过时间的变化有关。从抑制它们的观点出发，优选将空隙G的外周面积率抑制在30％以下，更优选抑制在23％以下。

护套30的厚度可以适当选择。作为例子，从降低来自通信用电线1的外部的噪声的影响、例如将通信用电线1与其他电线一起在线束等的状态下使用时的来自其他电线的影响的观点，以及确保耐磨损性、耐冲击性等护套30的机械特性的观点出发，使护套的厚度为0.20mm以上，更优选为0.30mm以上即可。另一方面，若考虑将有效介电常数抑制得小、使通信用电线1整体细径化，则使护套30的厚度为1.0mm以下，更优选为0.7mm以下即可。

(3)绝缘电线的结构

如上所述，构成双绞线10的绝缘电线11具有导体12和包覆导体12的外周的绝缘包覆层13。绝缘电线11及绝缘包覆层13可以由任何材料及形态构成，以下对优选的材料及形态进行记载。

(3-1)导体

构成绝缘电线11的导体12可以由任何金属线材构成，但优选包含铜线或铜合金线。作为铜合金线，可以使用各种软铜线或硬铜线。作为软铜线，可以例示以下列举的含有Fe及Ti的铜合金线(以下设为铜合金线A)，另外，可以例示含有Fe及P、Sn的铜合金线(以下设为铜合金线B)。作为硬铜线，可以例示含有0.1～1.7质量％的Sn的公知的Cu-Sn合金线。

铜合金线A具有以下的成分组成。

·Fe：0.05质量％以上、2.0质量％以下

·Ti：0.02质量％以上、1.0质量％以下

·Mg：0质量％以上、0.6质量％以下(也包括不含有Mg的形态)

·余量由Cu及不可避免的杂质构成。

另外，铜合金线B具有以下的成分组成。

·Fe：0.1质量％以上、0.8质量％以下

·P：0.03质量％以上、0.3质量％以下

·Sn：0.1质量％以上、0.4质量％以下

·余量由Cu及不可避免的杂质构成。

导体12可以由单线构成，但从提高弯曲性等的观点出发，优选由多根线材(例如7根)绞合而成的绞线构成。在该情况下，也可以在将线材绞合之后进行压缩成形，制成压缩绞线。通过压缩成形，能够缩小导体12的外径。另外，在导体12由绞线构成的情况下，可以全部由相同的线材构成，也可以由两种以上的线材构成。作为使用两种以上的线材的方式，能够例示使用铜合金线A、B等软铜线、Cu-Sn合金线等硬铜线这样的由铜合金构成的线材和SUS等由铜合金以外的金属材料构成的线材的情况。另外，作为铜合金线，可以使用仅由一种构成的线材，也可以组合两种以上的线材。

作为构成绝缘电线11的导体12，优选使用拉伸强度大的材料。例如，作为优选的方式可以举出由具有380MPa以上的拉伸强度的金属线材构成绝缘电线11的方式。导体12的拉伸强度优选为400MPa以上、440MPa以上，更优选为480MPa以上。

导体12具有例如380MPa以上那样的大的拉伸强度，从而即使使导体12细径化，也容易维持作为汽车用电线等要求的强度。通过使导体12细径化，构成双绞线10的两根导体12、12之间的距离变近。如式(1)所示，当两根导体12、12之间的距离变近时，通信用电线1的特性阻抗变高。若构成双绞线10的绝缘电线11的绝缘包覆层13的层变薄，则特性阻抗变小，但在本通信用电线1中，通过伴随着导体12、12的细径化的接近的效果，即使减小绝缘包覆层13的厚度，在通信用电线1中，也容易确保100±10Ω那样要求的大小的特性阻抗。通过使绝缘电线11的绝缘包覆层13变薄，能够使作为通信用电线1整体的线径(成品直径)变细。通过在保持规定的特性阻抗值的同时，使通信用电线1细径化，能够将通信用电线1适当地用于在汽车内等空间有限的场所中的高速通信的用途。

这样，导体12的拉伸强度通过导体12的细径化，能够有助于特性阻抗等通信用电线1的电特性，但只要能够使用规定的直径的导体12构成通信用电线1，则实质上不会引起导体12的拉伸强度本身对通信用电线1的电特性造成影响。例如，如后述的实施例所示，通信用电线1的模式转换特性不依赖于导体12的拉伸强度。

构成绝缘电线11的导体12的细径化以及绝缘包覆层13的薄壁化不仅对通信用电线1的细径化具有效果，而且对通信用电线1的轻量化也具有效果。通过使通信用电线1轻量化，例如在将通信用电线1用于汽车内的通信时，能够使车辆整体轻量化，带来车辆的低油耗化。

另外，导体12优选具有7％以上、更优选10％以上的断裂伸长率。通过对铜合金线施加热处理，能够调整拉伸强度、断裂伸长率，通过对上述铜合金线A、B等软铜线实施热处理，能够得到7％以上那样的高断裂伸长率。通常，若提高对铜合金施加的热处理的温度，则断裂伸长率提高，另一方面，拉伸强度倾向于降低，但上述铜合金线A、B经过热处理，能够兼顾7％以上的断裂伸长率和380MPa以上的拉伸强度。

一般而言，拉伸强度高的导体的韧性低，急剧地施加力时的耐冲击性大多较低。但是，如上所述，在具有380MPa以上的高拉伸强度的导体12中，若具有7％以上的断裂伸长率，则即使在以通信用电线1组装线束的工序或在该线束的安装的工序中对导体12施加冲击，导体12也能够发挥较高的耐冲击性。

另外，导体12具有7％以上那样高的断裂伸长率，从而绝缘电线11柔软，在将两根绝缘电线11绞合而构成双绞线10时，在两根绝缘电线11之间难以产生间隙。另外，能够稳定地维持双绞线10的绞合构造。若两根绝缘电线11之间的间隙变大，则通信用电线1的特性阻抗容易变高，但通过在间隙小的状态下稳定地维持绞合构造，能够防止特性阻抗的值过度变高，另外，容易在所要求的值的范围内，在偏差较小的状态下稳定地维持特性阻抗。

(3-2)绝缘包覆层

绝缘电线11的绝缘包覆层13可以由任何绝缘聚合物材料制成。从确保规定的高的值作为通信用电线1的特性阻抗的观点出发，绝缘包覆层13优选具有4.0以下的相对介电常数。作为这样的聚合物材料，可以举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚等。绝缘包覆层13除了聚合物材料以外，还可以适当含有阻燃剂等添加剂。

从减小绝缘包覆层13的介电常数的观点出发，特别是从即使在车载环境等下暴露于高温时也避免介电常数过度的上升的观点出发，作为构成绝缘包覆层13的聚合物材料，与构成护套30的聚合物材料的情况同样地，优选使用分子极性低的材料。例如，在上述列举中，优选使用作为非极性的聚合物材料的聚烯烃。

另外，优选绝缘包覆层13的介电损耗角正切小。这是因为，通过减小绝缘包覆层13的介电损耗角正切，能够将在双绞线10中传输的差模信号的衰减的影响抑制得小。另外，这是因为，减小为了确保必要大小的特性阻抗所需要的绝缘包覆层13的厚度(参照式(1))，能够使绝缘电线11细径化以及轻量化。例如，优选将绝缘包覆层13的介电损耗角正切设为0.001以下。并且，如上所述，绝缘包覆层13的介电损耗角正切优选为护套30的介电损耗角正切以下，更优选为比护套30的介电损耗角正切小的值。

另外，构成绝缘包覆层13的聚合物材料可以发泡，也可以不发泡。从减小绝缘包覆层13的介电常数而使绝缘电线11细径化的观点出发，优选发泡，从使通信用电线1的传输特性稳定的观点以及简化绝缘包覆层13的制造工序的观点出发，优选不发泡。

绝缘包覆层13可以由与护套30相同种类的聚合物材料构成，也可以由不同种类的聚合物材料构成。从简化通信用电线1整体的结构以及制造工序的观点出发，优选由同种材料构成。另一方面，从以高自由度选择介电常数等物性的观点考虑，对于绝缘包覆层13和护套30，优选分别由不同种材料构成。特别是，在使绝缘包覆层13与护套30的介电损耗角正切不同的情况下，通过使两者由不同种类的材料构成，能够简便地在介电损耗角正切上设置差。此外，在护套30的挤出等时，从抑制护套30与绝缘包覆层13熔接而使通信用电线1的末端部等中的护套30的剥离变得容易的观点出发，优选两者由不同种类的材料构成。

在绝缘电线11中，优选在导体12的整周上绝缘包覆层13的厚度(绝缘厚度)的均匀性高。即，优选壁厚不均小。于是，导体12的偏芯变小，在构成双绞线10时，导体12在双绞线10中所占的位置的对称性变高。其结果是，能够提高通信用电线1的传输特性、特别是模式转换特性。例如，优选将各绝缘电线11的偏芯率设为65％以上，更优选设为75％以上。这里，将偏芯率作为[最小绝缘厚度]/[最大绝缘厚度]×100％而算出。

(3-3)双绞线的绞合构造

在双绞线10中，优选构成双绞线10的两根绝缘电线11的长度之差(线长差)小。在双绞线10中，能够提高两根绝缘电线11的对称性，能够提高传输特性、特别是模式转换特性。例如，若将双绞线每1m的线长差抑制在5mm以下，进一步优选抑制在3mm以下，则容易将线长差的影响抑制得小。

双绞线10的绞合间距没有特别限定，可以根据绝缘电线11的外径等来设定。但是，通过使绞合间距为绝缘电线11的外径的60倍以下、优选为45倍以下、进一步优选为30倍以下，能够有效地抑制绞合构造的松弛。绞合构造的松弛与通信用电线1的特性阻抗、各种传输特性的偏差、经过时间的变化相关联。

另一方面，若双绞线10的绞合间距过小，则双绞线10的生产率降低，制造成本上升，因此绞合间距优选为绝缘电线11的外径的8倍以上，更优选为12倍以上、15倍以上。如上所述，构成绝缘电线11的导体12越具有高的断裂伸长率，通过绝缘电线11的柔软性的效果，越容易不松弛地稳定地维持双绞线10的绞合构造。例如，在导体12具有7％以上的断裂伸长率的情况下，即使将双绞线10的绞合间距增大为绝缘电线11的外径的15倍以上，也能够将绝缘电线11之间的间隙维持得小，使通信用电线1的特性阻抗相对于如100+10Ω那样所要求的范围不会过度上升，并且能够稳定地维持。

相反地，在构成绝缘电线11的导体12的断裂伸长率低的情况下，通过减小双绞线10的绞合间距，能够弥补断裂伸长率的低下，将双绞线10的绞合构造稳定地维持在绝缘电线11之间的间隙小的状态。例如，在导体12的断裂伸长率小于7％的情况下，通过将双绞线的绞合间距减小为绝缘电线11的外径的25倍以下、进一步为20倍以下、15倍以下，能够使通信用电线1的特性阻抗相对于如100+10Ω那样所要求的范围不会过度上升，并且能够稳定地维持。

[第一变形方式：护套为实心套型的情况]

在上述详细说明的图1的通信用电线1中，护套30采用松套的形态。从通信用电线1的细径化以及轻量化的观点出发，优选使用松套型的护套30，但在细径化的要求不太大的情况下等，也可以考虑如以下所示的第一变形方式的通信用电线1A那样使用实心套型的护套30A。需要说明的是，通信用电线1A的结构除了护套30A的形状以外，与上述通信用电线1相同。

图2示出第一变形方式的通信用电线1A的剖面。通信用电线1A具有包覆双绞线10的外周的实心套型的护套30A。在此，护套30A与构成双绞线10的绝缘电线11接触或直至紧挨着其附近的位置地形成为实心状，在护套30A与绝缘电线11之间，除了制造上不可避免地形成的空隙之外，实质上不存在空隙。

作为构成实心套型护套30A的材料，由与关于松套型护套30而在上述中说明的材料相同的材料、即介电损耗角正切为0.0001以上且任意地具有上述说明的各种优选特性的材料构成。

在使用实心套型护套30A的情况下，与使用松套型护套30的情况相比，难以使通信用电线1A细径化以及轻量化，但在实心套型护套30A中，通过电介质的厚度的效果，介电损失变大，因此能够有效地使由双绞线10与存在于通信用电线1A的外部的接地电位之间的耦合引起的共模噪声衰减。另外，通过与绝缘电线11接触或直至紧挨着其附近的位置地形成为实心状这样的实心套型护套30A的形状，与松套型护套30的情况相比，能够将双绞线10牢固地固定于内部空间。因此，容易防止双绞线10相对于护套30A的位置偏移、绞合构造的松弛等现象。其结果是，能够有效地抑制因双绞线10的位置偏移、绞合构造的松弛而会产生的通信用电线1A的各种传输特性的经过时间的变化、偏差。松套型的护套30和实心套型的护套30A中的任一种或各自的情况下的护套30、30A的厚度可以通过利用挤压成形制造护套时的条件(模具、点形状、挤压温度等)来控制。

在实心套型护套30A中，也与松套型护套30的情况同样地，聚合物材料可以发泡也可以不发泡，但在实心套型护套30A的情况下，发泡的方式更优选。这是因为，通过在发泡部保持空气，能够享受减小通信用电线1A的有效介电常数的效果和利用实心形状将双绞线10牢固地保持于内部空间的效果这两者。

[第二变形方式：护套为双层结构的情况]

在上述详细说明的图1的通信用电线1中，松套型护套30由单层构成。从结构的简化、制造工序的简便性等观点出发，优选仅由单层形成护套30，但通过以双层代表，由多层构成护套，能够针对各层设定介电特性等物性，以能够实现各自的物性的方式进行具体的材料的选择。其结果是，作为护套整体，能够实现多种特性、功能。

图3示出第二变形方式的通信用电线1B的剖面。通信用电线1B具有由外层31和设置于其内侧的内层32的双层结构构成的护套30B。需要说明的是，通信用电线1B的结构除了护套30B的结构以外，与上述通信用电线1相同。

在护套30B中，内层32覆盖双绞线10的外周，并且，外层31以同轴状覆盖内层32的外侧。外层31与内层32相互紧贴。在内层32与构成双绞线10的绝缘电线11之间存在空隙G，作为将外层31和内层32合在一起的护套30B整体，采用松套型的构造。

构成外层31及内层32的材料的物性可以根据目的适当设定，以能够实现其物性的方式，对各个层31、32选定具体的材料。作为优选的例子，能够举出使外层31的介电损耗角正切比内层32的介电损耗角正切大的形态。

当使用介电损耗角正切大的材料作为包围双绞线10的护套材料时，使由周围的接地电位与双绞线10之间的耦合引起的共模噪声衰减，提高模式转换特性的效果优异。另一方面，当护套材料的介电损耗角正切大时，由双绞线10传输的差动信号容易衰减，有可能产生通信不良。因此，从降低信号损耗的观点出发，优选护套材料的介电损耗角正切小。

在本变形方式的双层结构的护套30B中，作为配置于相对地远离双绞线10的位置的外层31，通过使用介电损耗角正切大的材料，能够将由双绞线10传输的信号的衰减抑制得小，并且能够有效地使由与外部的耦合引起的噪声衰减，从而提高模式转换特性。另一方面，通过使用介电损耗角正切小的材料作为位于相对地靠近双绞线10的位置且介电损耗角正切的大小容易与信号的衰减相关联的内层32，能够将信号的衰减抑制得小。

为了使外层31与内层32的介电损耗角正切不同，作为构成双层31、32的材料，使用不同的材料即可。如果使作为构成双层31、32的主要成分的聚合物材料的种类不同，则能够简便地对介电损耗角正切产生差。例如，作为外层31，使用分子极性比内层32大的聚合物材料即可。作为具体例，可以列举外层31由聚氯乙烯等含有卤素原子的聚合物材料构成且内层32由聚丙烯等聚烯烃构成的形态。

也可以通过改变在外层31和内层32中添加的填料的种类、添加量来使两者的介电损耗角正切不同。如后述的实施例所示，通过改变填料的添加量，能够使绝缘材料的介电损耗角正切在宽的范围内变化。

外层31与内层32的介电损耗角正切之差大时，层间的功能的分担变得明确。但是，介电损耗角正切的差过大，则有可能产生由外层31的影响导致的信号衰减变得严重的情况，或者相反，由内层32产生的噪声衰减的效果变得过小而作为护套30B整体不能确保充分的噪声降低功能的情况。例如，相对于内层32的介电损耗角正切，优选使外层31的介电损耗角正切为3倍以上。另外，优选设为800倍以下。作为具体的介电损耗角正切的值，能够例示如下形态：关于外层31，设为0.0006～0.08，关于内层32，设为0.0006～0.001。而且，优选将外层31的厚度与内层32的厚度之比设为外层：内层为1：3～3：1。

需要说明的是，在本发明中，将护套的介电损耗角正切规定为0.0001以上，但在本变形方式的通信用电线1B的护套30B中，至少外层31具有0.0001以上的介电损耗角正切即可。更优选将外层31和内层32各自的介电损耗角正切的值以各自的厚度加权平均后得到的值为0.0001以上，进一步优选外层31与内层32均具有0.0001以上的介电损耗角正切。

在此，对护套30B为由双层构成的松套型的情况进行了说明，但护套30B的层数并不限于双层。也可以是三层以上，例如，可以采用各层的介电损耗角正切从内侧朝向外侧依次变大的方式。另外，护套30B也可以如第一变形方式中的护套30A那样为实心套型的护套。在该情况下，内层32只要是与绝缘电线11接触或直至紧挨着其附近的位置地形成为实心状的结构即可。

[第三变形方式：双绞线被熔接的情况]

在上述详细说明的图1的通信用电线1中，构成双绞线10的两根绝缘电线11仅相互绞合，并不相互结合。与此相对，在图4中示出剖面的第三变形方式的通信用电线1C中，构成双绞线10C的两根绝缘电线11的绝缘包覆层13在长度方向上的整体或一部分相互熔接(或粘接，以下也同样如此)。需要说明的是，通信用电线1C的结构除了双绞线10C的结构以外，与上述通信用电线1相同。

如图4所示，在双绞线10C中，在两根绝缘电线11的距离最接近的区域中，两根绝缘电线11的绝缘包覆层13相互熔接而成为一体。由此，双绞线10C具有眼镜那样的形状的剖面。

两根绝缘电线11在构成双绞线10C的状态下相互固定，因此两根绝缘电线11之间的位置的平衡变高。其结果是，以模式转换特性为代表的通信用电线1C的传输特性提高且稳定。

两根绝缘电线11的绝缘包覆层13的熔接例如可以通过在绝缘包覆层13上设置粘接层来进行。另外，这里说明的双绞线10C也可以与上述说明的各种护套30、30A、30B中的任一个组合而构成通信用电线。

实施例

以下示出本发明的实施例。需要说明的是，本发明并不由这些实施例限定。在本实施例中，各种评价在室温、大气中进行。

[1]介电损耗角正切和模式转换特性

首先，验证了护套的介电损耗角正切对模式转换特性的影响，另外，验证了护套与绝缘包覆层的介电损耗角正切的相关性的影响。

[试样的制作]

(1)绝缘材料的调制

作为构成通信用电线的护套及绝缘电线的绝缘包覆层的材料，混炼下面的表1所示的成分，调制了绝缘材料A～D。在此，所使用的阻燃剂为氢氧化镁，抗氧化剂为受阻酚系抗氧化剂。

(2)导体的制作

制作构成绝缘电线的导体。即，将纯度99.99％以上的电解铜和含有Fe及Ti的各元素的母合金投入到高纯度碳制坩埚中，使其真空熔解，制成混合熔液。在此，在混合熔液中，含有1.0质量％的Fe、0.4质量％的Ti。对得到的混合熔液进行连续铸造，制造Φ12.5mm的铸造材料。对得到的铸造材料进行挤压加工、轧制，直至Φ8mm，然后，进行拉丝(drawn)直至Φ0.165mm。使用7根得到的线材，以绞合间距14mm进行绞线加工，并且进行压缩成形。然后，进行热处理。热处理条件为热处理温度500℃、保持时间8小时。得到的导体的导体剖面积为0.13mm²，外径为0.45mm。

对于这样得到的铜合金导体，按照JIS Z2241，评价拉伸强度及断裂伸长率。此时，将评价点间距离设为250mm，将拉伸速度设为50mm/min。评价的结果是，拉伸强度为490MPa，断裂伸长率为8％。

(3)绝缘电线的制作

在上述制作的铜合金导体的外周，通过挤压而形成绝缘包覆层，制作分别用于试样1～10的绝缘电线。作为构成绝缘包覆层的绝缘材料，在试样1～4中使用了绝缘材料B。另一方面，在试样5～10中，使用了表3所示的各绝缘材料。绝缘包覆层的厚度为0.20mm。绝缘电线的偏芯率为80％。

(4)通信用电线的制作

将两根上述制作出的绝缘电线以绝缘电线的外径的24倍的绞合间距绞合，制成双绞线。在绞合时，不对各绝缘电线施加以绞合轴为中心的绞合构造。然后，以将得到的双绞线的外周包围的方式挤压绝缘材料，形成护套。

作为构成护套的绝缘材料，对于试样1～4，如表2所示那样从绝缘材料A～D中选择规定的材料，对于试样5～10，如表3所示那样从绝缘材料A～D中选择规定的材料。在得到的通信用电线中，试样1～4的绝缘电线的绝缘包覆层全部由绝缘材料B构成，护套分别由绝缘材料A～D构成。另一方面，试样5～10的绝缘电线的绝缘包覆层以及护套由绝缘材料B～D的各种组合构成。

在此，护套为松套型，护套的厚度为0.4mm。护套与绝缘电线之间的空隙的大小以外周面积率计为23％，在护套相对于绝缘电线的密合力(在全长150mm的通信用电线中，在将护套从一端去除30mm的状态下，拉伸双绞线，到双绞线脱落为止的强度)为15N。这样，得到试样1～4及试样5～10的通信用电线。

对于试样1～10的通信用电线，通过使用LCR测量仪的开路/短路法来确认特性阻抗，结果确认了在试样1～10的全部中特性阻抗处于100±10Ω的范围。

[评价]

首先，测量绝缘材料A～D各自的介电损耗角正切。测量通过阻抗分析仪来进行。

接着，根据构成护套的材料不同，对护套的介电损耗角正切的大小不同的试样1～4进行透过模式转换特性(LCTL)的评价。测定使用网络分析仪，在频率为50MHz下进行。

而且，根据护套与绝缘包覆层的材料的组合不同，对于护套与绝缘包覆层的介电损耗角正切的组合不同的试样5～10，也同样地进行透过模式转换特性的评价。

[结果]

在表1中，与材料的配比一起示出相对于绝缘材料A～D的介电损耗角正切的测定结果。

[表1]

根据表1可知，填料的添加量越多，介电损耗角正切越大。

接着，关于分别使用上述绝缘材料A～D形成了护套的试样1～4的通信用电线，将透过模式转换特性的测定结果汇总于表2。

[表2]

根据表2，通过使护套的介电损耗角正切为0.0001以上，实现了满足46dB以上的水平的透过模式转换。而且，护套的介电损耗角正切越大，透过模式转换的值越大。

接着，对于通过护套与绝缘包覆层的材料的组合不同而护套与绝缘包覆层的介电损耗角正切的组合不同的试样5～10，在表3中汇总透过模式转换特性的测定结果。

[表3]

根据表3的结果，在护套的介电损耗角正切比绝缘包覆层的介电损耗角正切小的试样7及试样9中，透过模式转换的值低于46dB的基准。与此相对，在护套的介电损耗角正切与绝缘包覆层的介电损耗角正切相同的试样5及试样10中，透过模式转换的值为46dB以上。并且，在护套的介电损耗角正切大于绝缘包覆层的介电损耗角正切的试样6及试样8中，透过模式转换的值超过50dB而进一步变大。若比较试样6和试样8，则在护套与绝缘包覆层的介电损耗角正切之差大的试样6中，透过模式转换的值变大。

[2]导体的拉伸强度的影响

接着，验证构成绝缘电线的导体的拉伸强度是否影响通信用电线的模式转换特性。

[试样的制作]

与上述试验[1]同样地制作试样11～13的通信用电线。但是，导体的成分组成中的Fe及Ti的含量如下述表4所示那样按照每个试样而变化。另外，作为导体的绝缘包覆层，使用上述绝缘材料B，作为护套，使用上述绝缘材料D。试样11与上述试验[1]的试样6相同。

[评价]

对试样11～13的通信用电线进行透过模式转换特性(LCTL)的评价。测定使用网络分析仪，在频率50MHz下进行。

另外，对于各试样的铜合金导体，按照JIS Z2241，评价拉伸强度及断裂伸长率。此时，将评价点间距离设为250mm，将拉伸速度设为50mm/min。而且，通过使用LCR测量仪的开路/短路法确认通信用电线的特性阻抗，结果确认了在全部试样11～13中特性阻抗处于100±10Ω的范围。

[结果]

在表4中，与各电线导体的成分组成及特性一起示出对试样11～13评价透过模式转换的结果。

[表4]

根据表4，通过使导体的成分组成变化，拉伸强度发生变化。具体而言，通过增加Ti的含量，能够在维持断裂伸长率的状态下提高拉伸强度。但是，即使导体的拉伸强度变化，通信用电线的透过模式转换的值也几乎没有变化。

由此，确认了即使导体的拉伸强度变化，只要能够使导体直径等的结构一致来制作通信用电线，导体的拉伸强度也不会对以模式转换特性为代表的通信用电线的电特性造成影响。

[3]导体的断裂伸长率与绞合间距的关系

接着，对导体的断裂伸长率与双绞线的绞合间距的相关性进行了验证。

[试样的制作]

(1)绝缘材料的调制

作为构成通信用电线的护套的材料，在聚丙烯树脂100质量份中添加由氢氧化镁构成的阻燃剂60质量份，进行混炼。该材料的介电损耗角正切为0.0002。另外，作为构成绝缘电线的绝缘包覆层的材料，在聚丙烯树脂100质量份中添加由氢氧化镁构成的阻燃剂120质量份，进行混炼。该材料的介电损耗角正切为0.0006。

(2)导体的制作

在该试验中，准备两种导体。即，对于A1～A3组的试样，作为软铜线，准备由Cu-Fe-P-Sn合金线构成的导体。具体而言，将纯度99.99％以上的电解铜和含有Fe、P、Sn的各元素的母合金投入到高纯度碳制坩埚中，使其真空熔解，制成混合熔液。在此，在混合熔液中，含有0.61质量％的Fe、0.12质量％的P、0.26质量％的Sn。对得到的混合熔液进行连续铸造，制造Φ12.5mm的铸造材料。对得到的铸造材料进行挤压加工、轧制，直至Φ8mm，然后，进行拉丝直至Φ0.165mm。使用7根得到的线材，在绞合间距14mm下进行绞线加工，并且进行压缩成形。然后，进行热处理。热处理条件为热处理温度480℃、保持时间4小时。得到的导体的导体剖面积为0.13mm²，外径为0.45mm。该导体的断裂伸长率为7％。

另一方面，对于B1～B3组的试样，准备由Cu-Sn合金线构成的导体作为硬铜线。Cu-Sn合金含有0.24质量％的Sn，余量由Cu及不可避免的杂质构成。导体与上述Cu-Fe-P-Sn合金的情况同样地，将Φ0.165mm的线材以7根、绞合间距14mm绞合，并压缩成形。导体的导体剖面积为0.13mm²，外径为0.45mm。该导体的断裂伸长率为2％。

(3)绝缘电线的制作

与试验[1]同样地，通过在两种铜合金导体的外周挤压上述调制的绝缘材料，形成厚度为0.20mm的绝缘包覆层，制作用于A1～A3组及B1～B3组各自的试样的绝缘电线。绝缘电线的外径在任一情况下都为0.85mm。

(4)通信用电线的制作

将两根上述制作的绝缘电线绞合而制成双绞线。此时的绞合间距如表5所示的3那样。另外，在绞合时，不对各绝缘电线施加以绞合轴为中心的绞合构造。

然后，与上述试验[1]同样地挤压上述调制的绝缘材料，形成护套。在此，护套为松套型，护套的厚度为0.4mm。这样，得到A1～A3组及B1～B3组的通信用电线。

A1～A3组的通信用电线的导体由软铜线构成，B1～B3组的通信用电线的导体由硬铜线构成。并且，双绞线的绞合间距以绝缘电线的外径为基准，在A1组及B1组中成为18倍，在A2组及B2组中为24倍，在A3组及B3组中为29倍。

[评价]

对得到的通信用电线测量特性阻抗。使用LCR测量仪，通过开路/短路法来进行测量。在此，针对A1～A3以及B1～B3的各组，制作5个个体的通信用电线(试样编号#1～#5)，分别对特性阻抗进行测定，并评价其偏差。

[结果]

表5示出A1～A3及B1～B3的各组的通信用电线的特性阻抗的测定结果。并且，还示出了作为5个个体的特性阻抗的平均值、以及最大值与最小值之差而算出的分布宽度。在表中，双绞线的绞合间距作为绝缘电线的外径的倍数来表示。

[表5]

根据表5，在任意的绞合间距下，与使用断裂伸长率低的硬铜线作为导体的情况相比，在使用断裂伸长率较高的软铜线作为导体的情况下，特性阻抗的平均值被抑制得较低，另外，分布宽度变小。即，稳定地得到特性阻抗不过度变高的状态。这被解释为导体的断裂伸长率高，从而将两根绝缘电线以小的间隙稳定地绞合的结果。

在使用软铜线作为导体的情况下，即使是比绝缘电线的外径大29倍的绞合间距，特性阻抗的偏差也在100±10Ω的范围内具有富余地收敛。另一方面，解释为，即使在使用硬铜线作为导体的情况下，如果绞合间距比绝缘电线的外径的24倍小，则能够得到100±10Ω的范围的特性阻抗。

以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明不受上述实施方式的任何限定，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。

标号说明

1、1A、1B、1C 通信用电线

10、10C 双绞线

11 绝缘电线

12 导体

13 绝缘包覆层

30、30A、30B 护套

31 外层

32 内层

Claims (4)

1.一种通信用电线，其特征在于，具有：

双绞线，由一对绝缘电线绞合而成，该绝缘电线由导体和包覆该导体的外周的绝缘包覆层构成；以及

护套，包覆所述双绞线的外周且由绝缘材料构成，

所述护套的介电损耗角正切为0.0001以上。

2.根据权利要求1所述的通信用电线，其特征在于，

所述护套的介电损耗角正切为0.08以下。

3.根据权利要求1或2所述的通信用电线，其特征在于，

所述护套的介电损耗角正切比所述绝缘包覆层的介电损耗角正切大。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的通信用电线，其特征在于，

所述护套具有外层和设置于所述外层的内侧的内层，所述外层的介电损耗角正切比所述内层的介电损耗角正切大。