JP2005302620A - Shield cable - Google Patents
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Description
本発明は、中心導体の外周に絶縁体、外部導体、外被を同軸状に配して、電子機器内の信号伝送等に用いるシールド電線に関する。 The present invention relates to a shielded electric wire used for signal transmission or the like in an electronic device by arranging an insulator, an outer conductor, and a jacket coaxially on the outer periphery of a central conductor.
近年、電子機器の高性能、多機能化に加えて情報量の増大と伝送信号の高速化、デジタル化が進み、機器内配線の高密度化が進められている。また、外来ノイズ等による影響の低減や高周波電流から外部に放射する電磁波を低減するために、信号線の絶縁体外周を導体で覆ったシールド電線の使用が増加してきている。図2は、例えば、特許文献1に開示されるような一般的なシールド電線の概略を示す図で、図中、1は中心導体、2は絶縁体、3は外部導体、4は外被を示す。 In recent years, in addition to the high performance and multi-functionality of electronic devices, the amount of information has been increased, the speed of transmission signals has been increased, and digitalization has progressed, and the density of internal wiring has been increased. In addition, in order to reduce the influence of external noise and the like and to reduce electromagnetic waves radiated to the outside from a high-frequency current, the use of shielded wires in which the outer periphery of the signal line insulator is covered with a conductor is increasing. FIG. 2 is a diagram showing an outline of a general shielded electric wire as disclosed in, for example, Patent Document 1, in which 1 is a central conductor, 2 is an insulator, 3 is an external conductor, and 4 is a jacket. Show.
シールド電線(又はシールドケーブル)は、図2に示すように、中心導体1の外周に絶縁体、外部導体、外被を順次同軸状に配して構成され、高周波帯域での使用に対しては、同じ構成で同軸電線、同軸ケーブルと言う場合もある。中心導体1には、銅等の電気良導体からなる単線又は撚り線が用いられ、絶縁体2にはポリエチレンや発泡ポリエチレン等の電気絶縁材が用いられる。外部導体3は、通常、中心導体1に用いたのと同様な電気良導体からなる導線を横巻きするか編組形状で形成され、その外周を外被4で覆っている。外被4は、シース又はジャケットと称されることもあり、ポリオレフィン、塩化ビニル等の樹脂で形成されている。
As shown in FIG. 2, the shielded electric wire (or shielded cable) is configured by sequentially arranging an insulator, an outer conductor, and a jacket on the outer periphery of the center conductor 1 in a coaxial manner. The same configuration may be referred to as a coaxial cable or a coaxial cable. A single wire or a stranded wire made of a good electrical conductor such as copper is used for the center conductor 1, and an electrical insulating material such as polyethylene or foamed polyethylene is used for the insulator 2. The
近年は電子機器内の配線に用いるこれらのシールド電線に対しても、機器の発火事故に際して、電線を伝って火が広がらないように難燃性とすることが求められている。機器配線材に関する難燃性については、例えば、米国のUL規格(Underwriters Laboratories )におけるVW−1試験と呼ばれる垂直燃焼試験による評価が、1つの基準とされることが多い。 In recent years, these shielded wires used for wiring in electronic devices are also required to be flame retardant so that the fire does not spread along the wires in the event of a fire in the device. For flame retardancy related to equipment wiring materials, for example, evaluation by a vertical combustion test called VW-1 test in the UL standard (Underwriters Laboratories) in the United States is often used as one standard.
図3は、上記UL規格のVW−1の垂直燃焼試験方法を説明する図である。この燃焼試験方法は、長さ約60cmの試料5(被試験電線)を遮蔽壁10の上下位置に配した1対の保持部6で垂直に保持させる。ガスバーナー7の火炎8を、外側の赤い外炎8aが127mmで内側の青い内炎8bが38mmの火炎となるように調整して、火炎8の先端を20°の角度で試料5に当てる。火炎8の先端が当てられる位置から25cm上方位置に、標識旗9を取付ける。この標識旗9は、長さ2cm、幅1.25cm、厚さ0.013cmのクラフト紙を用い、試料5に1回巻き付けて取付ける。火炎8を15秒点火し15秒消し、これを5サイクル繰り返した後、火炎を当てて着火させてから60秒以内に消え、かつ標識旗9が25%以上燃えない場合が合格とされる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the UL standard VW-1 vertical combustion test method. In this combustion test method, a sample 5 (electric wire to be tested) having a length of about 60 cm is vertically held by a pair of
従来、この基準に対応するために、上記分野のシールド電線の外被4には、ポリ塩化ビニル(PVC)等の難燃性ポリマーや、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂に塩素、臭素系の難燃剤を添加して難燃化したものが使用されてきた。しかし、近年は地球環境保全の観点からさまざまな分野で環境にやさしい製品の開発とリサイクル化が求められ、当該電線の分野においても、焼却時に腐食性の高いハロゲンガスの発生が地球環境汚染の一つとして問題視されるようになってきている。 Conventionally, in order to meet this standard, the outer sheath 4 of the shielded electric wire in the above-mentioned field includes a flame retardant polymer such as polyvinyl chloride (PVC), a polyolefin resin such as polyethylene, and a chlorine or bromine flame retardant. Incombustible products have been used. However, in recent years, environmentally friendly products have been developed and recycled in various fields from the viewpoint of global environmental conservation. Even in the electric wire field, the generation of highly corrosive halogen gas during incineration is one of the causes of global environmental pollution. As a matter of fact, it is becoming a problem.
このため、電線の難燃性を高めるのにハロゲン化合物の使用は極めて有効ではあるが、例えば、特許文献2に開示のように、地球環境保全のためにハロゲン化合物を含まない(一般に、ノンハロゲン、ハロゲンフリーとも言われる)難燃化シールド電線の開発が進められている。
特許文献2においては、シールド電線の外部導体3と外被4を除去した状態での難燃化を実現させることを前提としている。このため、絶縁体2について、信号の伝送特性を損なわないような低誘電率の確保し、ノンハロゲンの難燃性シールド電線を得るものであるが、特殊材料の使用となるためコスト高となる。一般には、信号の伝送速度アップや伝送損失低減のために、絶縁体2は誘電損失の少ないポリエチレンや発泡ポリエチレン等を用い、シールド電線全体としての難燃性については、外被4により確保されていれば十分とされる場合がある。この場合、外被4には、ノンハロゲンで価格的にも安価な難燃ポリオレフィンを用いることが望まれているが、ポリ塩化ビニルのようなハロゲン系の外被と比べ難燃性に劣り、VW−1の燃焼試験をクリアさせることが難しかった。
In Patent Document 2, it is premised that flame retardancy is realized in a state where the
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、市販されているような安価で一般的な材料を用い、電気的特性を損なうことなく難燃性を実現することが可能なシールド電線の提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a shielded electric wire that can achieve flame retardancy without impairing electrical characteristics, using commercially available inexpensive and common materials. Offering is an issue.
本発明によるシールド電線は、中心導体の外周を発泡樹脂の絶縁体で絶縁し、その外周に導線巻きつけによる外部導体を配して外被で覆ったシールド電線であって、外部導体と外被との間に金属テープを螺旋状に巻きつけ、外被を難燃ポリオレフィン或いは架橋した難燃ポリオレフィンで形成する。金属テープは、樹脂製のテープ基材に金属箔を貼り合わせたものを用いることができ、金属テープの巻きつけの重なり幅は、テープ幅の1/3〜3/4とする。また、金属テープの金属箔には、銅箔を用いるのが好ましく、その厚さが5μm以上であることが望ましい。 The shielded electric wire according to the present invention is a shielded electric wire in which the outer periphery of the central conductor is insulated with a foamed resin insulator, and the outer conductor is wound around the outer periphery by covering the outer conductor and the outer sheath. A metal tape is spirally wound between the two and a jacket is formed of a flame retardant polyolefin or a crosslinked flame retardant polyolefin. As the metal tape, a resin tape base material bonded with a metal foil can be used, and the overlapping width of the winding of the metal tape is 1/3 to 3/4 of the tape width. Moreover, it is preferable to use copper foil as the metal foil of the metal tape, and the thickness is desirably 5 μm or more.
本発明のシールド電線によれば、金属テープの金属箔自体が難燃性であるうえに、比較的巻きつけの重なり幅を多くして外部導体上に密に巻きつけている。このため、燃焼時に内部の絶縁体への酸素供給を抑えて絶縁体が延焼するのを抑制することができる。また、シールド電線は、一般的で安価な材料を用いて形成することができ、通常の製造で安価に形成することができる。 According to the shielded electric wire of the present invention, the metal foil itself of the metal tape is flame retardant, and is wound tightly on the external conductor with a relatively large overlapping width. For this reason, it is possible to suppress the supply of oxygen to the internal insulator during combustion and to prevent the insulator from spreading. Further, the shielded electric wire can be formed using a general and inexpensive material, and can be formed at a low cost by ordinary manufacturing.
図1により本発明の実施の形態を説明する。図1(A)は本発明によるシールド電線の概略を説明する図、図1(B)は金属テープの巻付け形態を説明する図、図1(C)は金属テープの一例を示す図である。図中、11は中心導体、12は絶縁体、13は外部導体、14は外被、15は金属テープ、15aは金属箔、15bはテープ基材を示す。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a diagram for explaining an outline of a shielded electric wire according to the present invention, FIG. 1B is a diagram for explaining a winding form of a metal tape, and FIG. 1C is a diagram showing an example of a metal tape. . In the figure, 11 is a central conductor, 12 is an insulator, 13 is an external conductor, 14 is a jacket, 15 is a metal tape, 15a is a metal foil, and 15b is a tape substrate.
本発明によるシールド電線(同軸電線を含む)は、基本的な構成については、従来と同様に中心導体11の外周に絶縁体12、外部導体13、外被14を順次同軸状に配して構成される。中心導体11は、銅又はアルミ或いは銅合金線,各種メッキ銅線などからなる電気良導体を単線又は撚り線にしたものが用いられ、例えば、外径約0.10〜0.16mmの錫メッキ軟銅線で、これを7本撚ったものが用いられる。
A shielded wire (including a coaxial wire) according to the present invention has a basic configuration in which an insulator 12, an outer conductor 13, and a
絶縁体12には、ポリエチレンや発泡ポリエチレン等のノンハロゲンの電気絶縁材が用いられ、誘電率の調整が必要な場合は、絶縁体の厚さや発泡度等を変えて調整される。なお、絶縁体12として、特許文献2に開示したような難燃化されたノンハロゲンの発泡絶縁体を用いるとしても、本発明を排除するものではない。 The insulator 12 is made of a non-halogen electric insulating material such as polyethylene or foamed polyethylene. When the dielectric constant needs to be adjusted, the insulator 12 is adjusted by changing the thickness, the degree of foaming, or the like. Note that the use of a flame-retardant non-halogen foamed insulator as disclosed in Patent Document 2 as the insulator 12 does not exclude the present invention.
外部導体13は、シールド導体として、通常、中心導体11に用いたのと同様な太さの電気良導体の導線を横巻きするか、編組巻きして形成される。本発明では、この外部導体13とその外側に被覆される外被14との間に、図1(B)で示すように、金属テープ15を螺旋状に巻き付け、その外周を外被14で被覆する。金属テープ15の螺旋巻きつけの形状としては、テープ幅をTとしたときテープの重なり幅Wが、テープ幅Tの「1/3〜3/4」倍となるようにするのが望ましい。
The external conductor 13 is usually formed as a shield conductor by horizontally winding or braiding a conductor of a good electric conductor having the same thickness as that used for the central conductor 11. In the present invention, as shown in FIG. 1 (B), a
すなわち、金属テープ15を比較的大きい重なり幅を持たせて螺旋巻きすることで、燃焼時に外部から内部への酸素供給を抑制するようにしている。これにより、中心導体11と外部導体13間の絶縁体12に燃焼が生じた場合には、延焼を抑えることができる。また、金属テープ15は、銅、鉄、アルミ、その他ステンレス等の薄い各種金属で、外部導体13上に巻きつけ可能な形態のものであればよい。また、図1(C)示すように、樹脂製のテープ基材15bに金属箔15aを貼りつけて、強度を高めた形状として使用するようにしてもよい。なお、テープ基材15bとしては、例えば、ポリエステルテープを用いることができる。
In other words, the
また、金属箔15aは、外部導体13に巻きつけ易い軟質性と、燃焼時の温度が1000℃位になるとすれば、この温度では溶融して消失しないような金属材料であることが望ましい。これには、例えば、融点が1000℃以上あり、軟質な銅箔を用いるのが好ましい。また、この金属箔は、強度維持や酸素遮蔽を効果的に行なわせるには、ある程度の厚さが必要で、少なくとも5μm以上の厚さ(好ましくは、8μm〜20μm)で形成されていることが望ましい。
In addition, the
金属テープ15の外側には、外被14が施される。この外被14としては、塩化ビニルに代わる素材としてノンハロゲンプラスチックと称されているポリオレフィンを用いることが望ましい。しかし、このポリオレフィンは塩化ビニルと比較して燃えやすく、上述したように金属テープ15で内部の絶縁体12に対する難燃化を図るとしても、外被14自体でも難燃性を備えていることが好ましい。このため、外被14には、ノンハロゲンの難燃ポリオレフィン又は架橋難燃ポリオレフィンを用いるのが好ましい。ノンハロゲンの難燃ポリオレフィンとしては、例えば、ポリオレフィン樹脂に水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムを難燃剤としたものが知られている。
An
具体例として、銅撚り線からなる中心導体11の外周を発泡ポリエチレンからなる絶縁体12で絶縁し、その外周に横巻きで外部導体13を形成した。この外部導体13の外周に、厚さ9μmの銅箔を厚さ12μmのポリエステルテープ基材に貼りつけてなる金属テープ15を、重なり幅Wがテープ幅Tの1/2となるように螺旋状に巻きつけた。巻きつけた金属テープ15の外周には、被覆厚さ0.25mm〜0.45mm程度となるように難燃ポリオレフィン樹脂を被覆して外被14とし、ノンハロゲンで難燃性のシールド電線を作製した。
As a specific example, the outer periphery of the central conductor 11 made of a copper stranded wire was insulated with an insulator 12 made of foamed polyethylene, and the outer conductor 13 was formed on the outer periphery by lateral winding. On the outer periphery of the outer conductor 13, a
上述のシールド電線を図3に示したVW−1の垂直燃焼試験方法で試験したところ、この燃焼試験をクリアすることができた。なお、金属テープ15の金属箔にアルミ箔を用い、重なり幅Wをテープ幅Tの1/4としたシールド電線は、VW−1の垂直燃焼試験をクリアすることができなかった。また、垂直燃焼試験の燃焼状況からは、重なり幅Wがテープ幅Tの1/3以上あれば、VW−1の垂直燃焼試験をクリアできるものと思われる。また、重なり幅Wは大きい方が燃焼試験はクリアし易いが、あまり大きくすると製造線速が低下して生産性が下がることから、重なり幅Wをテープ幅Tの3/4以下とするのが製造上の観点から望ましい。
When the above-described shielded wire was tested by the VW-1 vertical combustion test method shown in FIG. 3, the combustion test was cleared. In addition, the shield electric wire which used aluminum foil for the metal foil of the
11…中心導体、12…絶縁体、13…外部導体、14…外被、15…金属テープ、15a…金属箔、15b…テープ基材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Center conductor, 12 ... Insulator, 13 ... Outer conductor, 14 ... Outer coating, 15 ... Metal tape, 15a ... Metal foil, 15b ... Tape base material.
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