JP2004103396A - ツイスト線及びそのコネクタ接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ツイスト線の端末側において発生する輻射ノイズを低減することができ、また、隣り合うツイスト線を着色せずに識別できコストダウンを図ることができるツイスト線及びそのコネクタ接続構造を提供する。
【解決手段】複数の電線１２を撚り合わして形成したツイスト線１０の少なくとも一側にコネクタ１６と接続するための撚り戻し部１４を形成する。撚り戻し部１４には、複数の電線１２を束ねるための収縮部材１５を被着する。収縮部材１５を熱収縮チューブとすることも有効である。コネクタ１６に接続された複数のツイスト線のそれぞれの撚り戻し部１４に、識別用に色の異なる収縮部材１５を被着する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタや回路基板等に接続され、自動車などの車両に搭載される車載機器に電気的信号を伝える通信用のツイスト線及びそのコネクタ接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車載機器に電気的信号を伝える電線としては、一対の被覆電線を撚り合わしたツイスト線が広く使用されている。ツイスト線は、一対の被覆電線を平行ないし略平行に並べた平行線に比べて、電磁誘導による電磁的ノイズの影響を受けずらく、通信の信頼性が高いためである。
【０００３】
電磁的ノイズは、一方の電線に交流が流れた際に他方の電線に誘導起電力が誘起されることにより発生するノイズである。広帯域の電気的信号は、その周波数が高いため、インピーダンスが大きくなり、電磁的ノイズの影響を受けやすい。
【０００４】
図５は、ツイスト線３５と平行線３６とに流れる信号電流Ｘの向きと磁力線Ｙの向きとを示したものである。図示するように、両方の電線３５，３６には、閉回路を構成するように往きと復りの信号電流Ｘが流れるようになっている。信号電流Ｘが往きと復りで一巡しなければ、車載機器に電気的信号を伝送することができないからである。
【０００５】
各電線３５，３６には、１点鎖線で示す磁力線Ｙが発生する。図５（ａ）に示すツイスト線３５の隣り合うループに発生する磁力線Ｙは、互いに相殺する方向に作用し、図５（ｂ）に示す平行線３６に発生する磁力線Ｙは、互いに加算する方向に作用する。このため、ツイスト線３５では、電磁誘導により生ずる誘導起電力が互いに打ち消し合い、電磁的ノイズの影響を受けずらくなっている。
【０００６】
このようなツイスト線を用いたものとしては、図４に示すツイスト線及びそのコネクタ接続構造が知られている（例えば、特許文献１）。このツイスト線３０は、コネクタ３３に接続されて図示しない車載機器に電気的信号を伝送するものであり、ループ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの位相をずらしてノイズ遮断効果を維持するようにしたものである。
【０００７】
図示するように、多極のコネクタ３３には、３組のツイスト線３０，３１，３２が接続されている。各ツイスト線３０，３１，３２は、互いに平行に配索されていて、その端末には端子３４が接続されている。ツイスト線３０，３１，３２は、図示しない撚り合わせ治具により所定のピッチＰに撚り合わせられている。
【０００８】
ツイスト線３０，３１，３２は、端子３４をコネクタ３３の端子収容室３３ａに挿入する前に、端末側が撚り戻される。各ツイスト線３０，３１，３２は、撚り戻された端末側の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３が１／３ピッチずつ位相がずれるように形成されている。すなわち、端子３４から最初の交差部までの長さがツイスト線３０，３１，３２毎に異なる長さに形成されている。撚り戻された端末側は、互いに平行に延びている。
【０００９】
このように、撚り戻された端末側の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３をツイスト線３０，３１，３２毎に異ならせ、１／３ピッチずつずらすことで、電磁的ノイズの遮断効果が維持されるようになっている。
【００１０】
また、ツイスト線を用いた他の従来例としては、下記の特許文献２及び３が開示されている。特許文献２には、静電誘導に対するシールド効果が付与されたツイスト線が示されている。このツイスト線は、１本のアース線と２本の電線とを互いに接触するように撚り合わせたものである。１本のアース線は、接地用の電線である。
【００１１】
また、特許文献３には、撚り戻し作業の作業性及び作業効率の向上を図り得るツイスト線の撚り戻し治具及び撚り戻し装置が示されている。この撚り戻し治具は、ツイスト線を挟持するためのスリットを有する挟持部と、挟持部を支持する柄部と、挟持部と柄部との間に位置して挟持部を回転させる回転機構としてのベアリングとを備えたものであり、ツイスト線の撚りを戻す際に、撚り戻し治具とツイスト線との擦れを低減できるようにしたものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１８４９５４号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平７−３２６２２９号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平８−３２９７５１号公報（第２−３頁）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のツイスト線及びそのコネクタ接続構造では、解決すべき以下の問題点がある。
【００１４】
一つに、コネクタ３３に接続されるツイスト線３０，３１，３２の撚りが戻されると、誘導起電力が互いに加算されてノイズ電圧が増加し、キャパシタンスが大きくなってノイズ電流が増加し、電磁誘導及び静電誘導によるノイズが発生して、車載機器が誤作動するという心配がある。
【００１５】
また、コネクタ３３に接続されるツイスト線３０，３１，３２が複数あるため、識別のため隣り合うツイスト線３０，３１，３２を着色しなければならず、電線の種類が多くなりコストが高くなるという問題もある。
【００１６】
本発明は、上記した点に鑑み、コネクタや回路基板等と接続されるツイスト線の端末側において発生する輻射ノイズを低減することができ、また、隣り合うツイスト線を着色せずに識別できコストダウンを図ることができるツイスト線及びそのコネクタ接続構造を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の電線が撚り合わされて形成されるとともに、少なくとも一側にコネクタと接続するための撚り戻し部が形成されたツイスト線であって、前記撚り戻し部には、複数の電線を束ねるための収縮部材が被着されたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、複数の電線が所定のピッチに撚り合わされているから、複数の電線が形成するループに発生する磁力線は、隣り合うループで互いに相殺し合い、電磁誘導による輻射ノイズ及び外来ノイズの影響が著しく減少する。
【００１９】
そして、撚り戻し部の複数の電線が収縮部材によって束ねられ、電線間隔が離れてしまうことが防止されるため、伝送路のインピーダンスが小さくなり、これによって輻射ノイズが低減する。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のツイスト線において、前記収縮部材が熱収縮チューブであることを特徴とする。
上記構成によれば、熱収縮チューブがヒータ等の熱源により適当な温度に加熱されることで、熱収縮チューブが収縮し、撚り戻し部の各電線が密着した状態に束ねられる。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の複数のツイスト線がコネクタに接続されていて、各ツイスト線の前記撚り戻し部に、識別用に色の異なる前記収縮部材が被着されたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、各ツイスト線が収縮部材によって色分けされるため、識別のためにツイスト線に着色をする必要がなくなり、取り扱う電線の種類が減少する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明に係るツイスト線の一実施形態を示し、図３はツイスト線のコネクタ接続構造の一実施形態を示すものである。先ず、ツイスト線の一実施形態から説明する。
【００２４】
図１に示すように、２本の電線１２，１２が撚り合わされたツイストペア線（ツイスト線）１０の一側には、コネクタ１６と接続するための撚り戻し部１４が形成されている。この撚り戻し部１４に熱収縮チューブ（収縮部材）１５が被着された構成は、本発明のツイスト線の第１の特徴である。
【００２５】
撚り合わされた各電線１２は、断面円形の被覆電線であり、芯線部（図示せず）と被覆部１２ａとからなっている。芯線部の構成材料は、公知の導体材料が使用される。例えば、軟銅線、錫めっき銅線またはニッケルめっき銅線等が使用される。被覆部１２ａは、低融点（１１０℃〜２００℃）の熱可塑性樹脂材料を構成材料としている。熱可塑性樹脂材料としては、様々な種類のものが公知になっているが、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの高分子材料から適宜選択される。
【００２６】
芯線部及び被覆部１２ａの構成材料は、電線１２の使用用途、使用条件を考慮して選択されるものであり、特に限定されるものではない。また、電線１２の長さ、被覆部１２ａの被覆厚さ等についても、限定されるものではなく、任意に選択可能である。
【００２７】
撚り戻し部１４は、周知の図示しない撚り戻し治具を用い、所定のピッチＰで撚り合わされたツイストペア線１０を撚った方向と反対方向に撚り戻すことにより形成される。この撚り戻し部１４は、コネクタ１６に対向して位置するツイストペア線１０の端末側部分である。
【００２８】
撚り戻し治具は、板状をなし、スリットを有する挟持部と、挟持部に連なる柄部とからなっている。撚り戻し部１４を形成する際は、挟持部のスリットにツイストペア線１０の端末側を挿入し、撚り戻し治具をツイストペア線１０の先端方向に引き抜くように移動させることにより形成される。
【００２９】
撚り戻し部１４の長さＬは、任意であるが少なくとも８０ｍｍ以上に設定されている。撚り戻し部１４の長さＬが短いと、図示しない端子とツイストペア線１０の接続作業性が悪くなるためである。また、コネクタ１６や回路基板（図示せず）等との接続作業性も悪くなるためである。
【００３０】
ツイストペア線１０に接続される端子には、各種の端子を適用することができ、例えば、タブ状の電気接触部を有する雄型端子や、箱状の電気接触部を有する雌型端子や、板状の電気接触部を有するＬＡ端子などが適用可能である。また、これらの端子の電線接続部は、一対の折り曲げ可能な圧着片を備えたものであってもよく、またＹ字状のスリットを形成する一対の圧接片を備えたものであってもよい。
【００３１】
電気接続部に一対の圧着片を備えたいわゆる圧着端子が選択される場合には、ツイストペア線１０は、端子を介してコネクタ１６に接続される。他方、電気接続部に一対の圧接片を備えたいわゆる圧接端子が選択される場合には、コネクタ１６の他に回路基板などにも接続され得る。
【００３２】
また、この実施形態で説明するツイストペア線１０は、２本の電線１２，１２を撚り合わせたものであるが、本発明はこのようなものに限定するものではなく、２本の電線１２，１２に接地用の第３の電線を撚り合わしたものであってもよい。接地用の第３の電線を撚り合わした場合は、殊に静電誘導による静電的ノイズの影響を減少させ得る効果がある。
【００３３】
また、ツイストペア線１０の２本の電線１２，１２のうちの１本を電気的信号を伝送するための信号用とし、他の１本をノイズを逃がすための接地用としてもよい。このようにすれば、高周波数のノイズ電流が外部に逃がされて、ノイズの影響を受けずに電気的信号を車載機器に通電することができ、車載機器の誤作動を防止することができる効果がある。この場合、二組のツイストペア線２０，２１（図３）をコネクタ１６に接続する必要がある。二組のツイストペア線２０，２１をコネクタ１６に接続したものについては、後述する。
【００３４】
ツイストペア線１０の撚り合わされたピッチＰは、ツイストペア線１０の長さや太さに応じて任意に設定されている。ツイストペア線１０が長い場合はピッチＰが小さく設定される。ツイストペア線１０が長いものほど、特性インピーダンスが高くなり、輻射ノイズが発生しやすく、また外来ノイズの影響を受けやすいためである。
【００３５】
特性インピーダンスは、電気信号が流れる伝送路のキャパシタンスやインダクタンスにより決定され、電気信号の流れを妨げる伝送路に固有の抵抗である。特性インピーダンスが大きくなると、ノイズ電圧が大きくなり、ノイズの影響を受けやすくなり、他方、特性インピーダンスが小さくなると、ノイズ電圧が小さくなり、ノイズの影響を受け難くなる。
【００３６】
ツイストペア線１０のピッチＰが大きくなると、ループ１３の面積も大きくなり、殊に静電誘導による静電的ノイズの影響を受けやすくなることが知られている。このため、ピッチＰはノイズの性質も考慮に入れて適切な寸法に設定されている。
【００３７】
撚り戻し部１４に被着される熱収縮チューブ１５は、ポリ塩化ビニル等の熱収縮性の合成樹脂材を構成材料とし、筒状に成形されている。熱収縮させるための加熱手段としては、図示しないヒータやガスバーナ、熱風ドライヤーなどが用いられる。
【００３８】
収縮部材として熱収縮チューブ１５を用いた構成は、本発明のツイストペア線１０の第２の特徴である。熱収縮チューブ１５を用いたのは、収縮率が５０％程度と大きく、撚り戻し部１４を構成する２本の電線１２，１２が密着保持されて、輻射ノイズが確実に減少するからである。
【００３９】
熱収縮チューブ１５の内側に、ホットメルト接着剤を充填して、電線１２と熱収縮チューブ１５とを密着した状態に固定してもよい。また、熱収縮チューブ１５の内側にシール材を充填した後、ホットメルト接着剤を流し込み固定してもよい。ホットメルト接着剤を充填することで、撚り戻し部１４（電線１２）と熱収縮チューブ１５の固着を確実に行うことができ、熱収縮チューブ１５が撚り戻し部１４から外れることがより一層確実に防止される。
【００４０】
ホットメルト接着剤は、エチレン・酢酸ビニルの共重合体であって、１００℃以上に加熱されて用いられる。エチレンの相手成分としては、アクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸等が適用される。加熱手段としては、ヒータや熱風ドライヤーなどが用いられる。
【００４１】
熱収縮チューブ１５を所定温度に加熱すると、円周方向に分子配向された熱収縮チューブ１５の内部応力が緩和され、その後に熱収縮チューブ１５が一様に収縮し、撚り戻し部１４の２本の電線１２，１２が熱収縮チューブ１５によって束ねられ、電線間隔が狭められる。このため、２本の電線間に生ずるインピーダンスが小さくなり、輻射ノイズが減少する。従って、ツイストペア線１０の伝送特性が悪化せず、ノイズによる車載機器の誤作動が防止される。
【００４２】
図２は、熱収縮チューブ１５が被着された本発明のツイストペア線ａ（ツイストペア線１０）と熱収縮チューブ１５の被着されていない従来のツイストペア線ｂの伝送特性を比較したものである。縦軸は伝送特性としての入出力比（ｄＢ）を示し、横軸は信号電流の周波数（ＭＨｚ）を示している。
【００４３】
従来のツイストペア線ｂの伝送特性は、信号電流の周波数が１〜１０ＭＨｚの低周波数領域において、本発明のツイストペア線ａの伝送特性と完全に一致するものの、１０〜１００ＭＨｚの高周波数領域において、本発明のツイストペア線ａの伝送特性と相違する。
【００４４】
図示するように、従来のツイストペア線ｂの伝送特性は、高周波数領域において伝送特性が急激に低下することが示されている。乱れた波線は、高周波数のノイズによる影響である。
【００４５】
これに対して、本発明のツイストペア線ａは、低周波数領域ないし高周波数領域において、伝送特性に乱れが発生せず、周波数が高くなるに従い漸次減少するのみであり、全周波数領域において安定した伝送特性を示している。このため、本発明のツイストペア線ａは、殊に、高帯域の電気的信号を伝える信号線として好適する。
【００４６】
以上のように、この実施形態によれば、ツイストペア線１０の撚り戻し部１４には、熱収縮チューブ１５が被着されているから、撚り戻し部１４の２本の電線１２，１２が熱収縮チューブ１５によって密着状態に束ねられ、２本の電線１２，１２が離れることが防止されて、インピーダンスの低下により、輻射ノイズが著しく減少する。
【００４７】
図３は、本発明に係るツイストペア線のコネクタ接続構造の一実施形態を示すものである。図示するように、コネクタ１６には、往路用と復路用の二組のツイストペア線２０，２１が接続されており、各ツイストペア線２０，２１の撚り戻し部１４には、色の異なる熱収縮チューブ２３，２４が被着されている。なお、コネクタ１６が多極である場合には、４組ないしそれ以上のツイストペア線（図示せず）をコネクタ１６に接続することも可能である。
【００４８】
二組のツイストペア線２０，２１は、電気的信号を車載機器側からコネクタ１６側に伝送する往路用と、電気的信号をコネクタ１６側から車載機器側に伝送する復路用のツイストペア線２０，２１である。
【００４９】
往路用及び復路用の各ツイストペア線２０，２１は、２本の電線１２，１２を撚り合わせたツイスト構造を成していて、一方の電線１２が電気的信号を伝送する通信用であり、他方の電線１２がノイズを逃がすための接地用である。接地用の電線１２を通信用の電線１２に撚り合わせることで、殊に、高周波数の静電的ノイズに対して強くなっている。
【００５０】
二組のツイストペア線２０，２１の各撚り戻し部１４に、色の異なる熱収縮チューブ２３，２４を被着したことは、ツイストペア線２３，２４のコネクタ接続構造の特徴である。
【００５１】
従来は、熱収縮チューブ２３，２４に着色をせず、同色の熱収縮チューブ（図示せず）を用いていたため、往路及び復路の区別と、通信用の電線１２及び接地用の電線１２の区別をするために、４種類の電線１２を用意する必要があった。
【００５２】
しかし、本発明のように熱収縮チューブ２３，２４の色を変えるだけの簡単な工夫で、着色された電線１２の種類を半減することができ、電線１２の取り扱いを容易化することもでき、これによって、ツイストペア線２０，２１のコストダウンを図ることができるようになっている。
【００５３】
多極のコネクタ１６に接続されるツイストペア線（図示せず）が四組又はそれ以上ある場合は、各ツイストペア線の熱収縮チューブの色を変えることによるコストダウン効果はより一層大きくなる。
【００５４】
以上のように、この実施形態によれば、コネクタ１６に接続される各ツイストペア線２０，２１の撚り戻し部１４に被着される熱収縮チューブ２３，２４の色が変わっているから、識別のためにツイストペア線２０，２１に着色をする必要がなくなり、取り扱う電線１２の種類が減少して、コストダウンが図られる。
【００５５】
なお、前記の実施形態から把握できる請求項記載以外の技術思想について、以下にその効果とともに記載する。
ツイストペア線１０，２０，２１の撚り戻し部１４に被着される熱収縮チューブ１５が、電線１２間の隙間を全部ないし部分的に塞ぐことを特徴する。
上記構成によれば、撚り戻し部１４のインピーダンスが低下するから、電磁的及び静電的ノイズの発生をより一層確実に防止することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１記載の発明によれば、撚り戻し部には収縮部材が被着されているから、撚り戻し部の複数の電線が収縮部材によって束ねられ、複数の電線間隔が離れることが防止されて、輻射ノイズが低減する。従って、ツイスト線の伝送特性が低下せず、ノイズによる車載機器の誤作動を防止することができる。
【００５７】
また、請求項２記載の発明によれば、熱収縮チューブがヒータ等の熱源により適当な温度に加熱されると、円周方向に分子配向された熱収縮チューブの内部応力が緩和され、その後に熱収縮チューブが収縮して、撚り戻し部の各電線が密着した状態に束ねられる。従って、ツイスト線の端末側の各電線が離れることが防止されて、ツイスト線から輻射されるノイズが確実に減少し、車載機器の誤作動が防止される。
【００５８】
また、請求項３記載の発明によれば、各ツイスト線の撚り戻し部に被着される収縮部材の色が変わっているから、識別のためにツイスト線に着色をする必要がなくなる。従って、取り扱う電線の種類が減少し、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るツイストペア線の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す熱収縮チューブの被着されたツイストペア線の伝送特性と、熱収縮チューブの被着されていないツイストペア線の伝送特性とを比較したグラフである。
【図３】本発明に係るツイストペア線のコネクタ接続構造の一実施形態を示す側面図である。
【図４】ツイストペア線及びそのコネクタ接続構造の従来の一例を示す斜視図である。
【図５】図４に示すツイストペア線の磁力線の向きと平行線の磁力線の向きを比較した図である。
【符号の説明】
１０，２０，２１　　　ツイストペア線（ツイスト線）
１２　　　　　　　　　電線
１４　　　　　　　　　撚り戻し部
１５，２３，２４　　　熱収縮チューブ（収縮部材）
１６　　　　　　　　　コネクタ

Claims (3)

1. 複数の電線が撚り合わされて形成されるとともに、少なくとも一側にコネクタと接続するための撚り戻し部が形成されたツイスト線であって、前記撚り戻し部には、複数の電線を束ねるための収縮部材が被着されたことを特徴とするツイスト線。
2. 前記収縮部材が熱収縮チューブであることを特徴とする請求項１記載のツイスト線。
3. 請求項１又は２記載の複数のツイスト線がコネクタに接続されていて、各ツイスト線の前記撚り戻し部に、識別用に色の異なる前記収縮部材が被着されたことを特徴とするツイスト線のコネクタ接続構造。

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