JP2011142070A

JP2011142070A - 多心ケーブル

Info

Publication number: JP2011142070A
Application number: JP2010272567A
Authority: JP
Inventors: Motoi Matsuda; 基松田; Katsumi Karube; 勝美軽部
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: JP5343960B2; CN102117678A; US20110139485A1; US8859902B2

Abstract

【課題】平行２心のコア電線を複数本撚り合わせて集合し、シールドテープの巻き付けでシールドしてなる多心ケーブルで、全てのコア電線の減衰特性が均一である多心ケーブルを提供する。
【解決手段】２本の絶縁電線が平行に並列してなるコア電線２を、複数本撚り合せて絶縁テープ３で押え巻きし、その外側に金属テープ４を巻き付けてシールド層とした多心ケーブルであって、金属テープ４は、コア電線２の撚り合せ方向と同方向に巻き付けられている。また、金属テープの巻きピッチに対するコア電線の撚りピッチの比を１０〜１４とし、コア電線２の撚りピッチが５０ｍｍ〜７００ｍｍであり、金属テープ４の巻きピッチが３ｍｍ〜６０ｍとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、２心平行の対電線の複数本を、共通のシールドテープでシールドした多心ケーブルに関する。

２心の信号導体を電気的に絶縁した対信号線は、高速デジタル信号を伝送するのに用いる信号線としてよく知られている。この対信号線を用いた信号伝送方法は、位相を１８０度反転させた信号を２心の信号導体に同時に入力して送信し、受信側で差分合成するので、差動伝送とも言われていて受信側で信号出力を２倍にすることができる。また、信号の伝送経路中で受けたノイズは、２心の導体に等しく加えられているので、受信側で差動信号として出力したときにキャンセルされ、ノイズ除去機能も有している。

上述した対信号線（以下、コア線という）は、複数本を集合させて多心ケーブルとされ、電子機器や車両内の配線に用いられる。例えば、特許文献１には、コア線として対撚り電線を使用し、複数のコア線を撚り合わせてコア集合体とし、その外周に絶縁テープを螺旋状に重ね巻きして内部シース層とした後、金属箔テープを巻付けてシールド層とし、その外側に押出し成形等でシース層を設けた構成のものが開示されている。

特開平８−２４１６３２号公報

上記の特許文献１に開示の多心ケーブルは、複数本のコア電線の撚り合せ方向、絶縁テープの巻き付け方向、金属箔テープの巻き付け方向についての記載はなく、また、コア電線は１対の信号線を撚り合わせた対撚り線を用いたもので、コア集合体としては外周面が円形に近い状態である。このため、金属箔テープの巻き付けも、比較的均一な力で巻付けることができる。

しかしながら、スキューの発生を小さくするために、コア電線に２心の信号導体を撚らずに平行に並べた対信号線を用いた場合、これを撚り合せた時のコア集合体の外形は不定形となる。このため、コア集合体の外面に絶縁テープおよび金属テープを巻付けたときに、撚り合わされているコア電線に力がかかるが、これらのテープ、特に金属テープの巻き付け方向によってコア電線にかかる力の状態が異なる。また、複数のコア電線に対して異なる力が加わるとその歪みの受け方も異なり、伝送信号の減衰量変化に差が生じるという問題がある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、平行２心のコア電線を複数本撚り合わせて集合し、シールドテープの巻き付けでシールドしてなる多心ケーブルで、全てのコア電線の減衰特性が均一である多心ケーブルの提供を目的とする。

本発明による多心ケーブルは、２本の絶縁電線が平行に並列してなるコア電線を、複数本撚り合せて絶縁テープで押え巻きし、その外側に金属テープを巻き付けてシールド層とした多心ケーブルであって、金属テープは、コア電線の撚り合せ方向と同方向に巻き付けられていることを特徴とする。また、金属テープの巻きピッチに対するコア電線の撚りピッチの比を１０〜１４とし、コア電線の撚りピッチが５０ｍｍ〜７００ｍｍであり、金属テープの巻きピッチが３ｍｍ〜６０ｍとすることが好ましい。

本発明によれば、平行２心の信号導体からなるコア電線の複数本を、共通の金属テープの巻き付けでシールドした場合に、複数本のコア電線間での信号減衰量変化に差がない均一な特性とすることができる。特に、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの高周波信号を伝送するときに、複数本のコア電線間で信号の減衰量変化に差がないようにすることができる。

本発明による多心ケーブルの概略を説明する図である。多心ケーブルの製造例を説明する図である。多心ケーブルのコア電線の撚り合せ方向とテープの巻き付け方向の形態を示す図である。多心ケーブルの信号減衰特性を示す図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。図中、１は多心ケーブル、２は対信号線（コア電線）、２ａは信号導体、２ｂは絶縁体、２ｃは樹脂テープ、３は押え巻きテープ、４は金属テープ（シールドテープ）、５はシース、１０はコア集合体を示す。
本発明による多心ケーブル１は、図１に示すように、信号導体２ａを絶縁体２ｂで被覆した電線を２本平行に並べて樹脂テープ２ｃで一括した対信号線２（以下、コア電線という）の複数本を集合させ、全体を共通のシールド導体でシールドした構成のケーブルを対象とする。

平行２心のコア電線２は、複数本が一括撚り合されて集合され、この撚り合された状態をコア集合体１０とする。なお、本発明の実施形態の説明では、８本のコア電線２からなる多心ケーブルの例で説明する。コア集合体１０の外周は、電気絶縁性の押え巻きテープ３を螺旋状に巻き付けて、コア集合体の集合状態を保持させる。押え巻きテープ３を巻き付けた外側には、金属テープ４（以下、シールドテープという）を螺旋状に巻き付けて共通のシールド層とする。また、シールドテープ４を巻き付けた外側は、押出し成形等によりシース５で覆い、全体を保護する。

コア電線２の信号導体２ａは、軟銅または錫メッキ軟銅線でＡＷＧ２２〜３６（好ましくはＡＷＧ２４〜３２）相当の単線または撚り線が用いられる。信号導体２ａを絶縁体２ｂで被覆した電線２本を平行に保持し、樹脂テープ２ｃを螺旋巻きしてコア電線とする。絶縁する絶縁体２ｂは、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂やフッ素系樹脂が用いられる。また、コア電線２は、２本の信号導体２ａを平行に並べて一体成形で被覆してもよい。その場合、コア電線は、長辺と短辺を有する長円状、楕円状、めがね状、８の字状などの外形断面で形成される。

コア電線２のサイズとしては、ＡＷＧ２２を用いた場合で、短辺が２.０ｍｍで長辺が４.０ｍｍ程度であり、ＡＷＧ３６を用いた場合は短辺が０.３ｍｍで長辺が０.６ｍｍ程度となる。コア電線２をコア集合体１０として撚り合せる本数としては、特に制限はないが、２〜４８心（本）程度で、偶数心で撚り合される。撚り合せのピッチは５０ｍｍ〜７００ｍｍピッチで、ほぼ円形となるように撚り合されるが、その形状・配列は不確定であり不安定なものとなる。

押え巻きテープ３は、多心ケーブル１を曲げたときなどでバラケたりしないように、コア集合体１０の形状を保持するもので、電気絶縁性のある紙テープまたは樹脂テープが用いられる。樹脂テープとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）テープを用いることができ、また、柔軟性に優れた多孔性フッ素樹脂テープなどを用いることもできる。なお、この押え巻きテープ３の厚さは、例えば、０.０１ｍｍ〜０.０５ｍｍ程度のものを用いることができる。

押え巻きテープ３の外側に巻き付けられるシールドテープ４は、樹脂フィルムにアルミ箔または銅箔を貼り付けたもの、あるいは、樹脂フィルムにアルミまたは銅を蒸着したものを用いることができる。このテープ厚さは、アルミまたは銅の金属部分は０.００７ｍｍ〜０.０２５ｍｍで、ＰＥＴフィルム部分は０.００７ｍｍ〜０.０２５ｍｍで、全体の厚さは０.０１４ｍｍ〜０.０５ｍｍのものが用いられる。
なお、シールドテープ４は、押え巻きテープ３の上から、重なり部分がテープ幅の１／８〜２／３程度で螺旋状に巻き付けられ、その巻きピッチは３ｍｍ〜６０ｍｍとされる。また、シールドテープ４の巻きピッチに対するコア電線２の撚りピッチの比は、１０〜１４が好ましい。

シールドテープ４の外周面には、編組からなるシールド導体を配して、シールド層を補強するようにしてもよい。この編組シールド導体の導電材としては、コア電線に用いたのと同様、軟銅または錫メッキ軟銅線を用いることができる。
シールド層の外側は、押出し成形等によりシース５で覆って保護される。このシース５としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリウレタンなどの樹脂を用いることができる。

図２は、上述した多心ケーブルの製造方法の一例を説明する図である。図中、１１はコア電線供給リール、１２は目板、１３はダイス、１４，１５はテープ巻き付け装置、１６は案内ローラ、１７はキャプスタン、１８はケーブル巻取りリール、１９は撚線ローラを示す。

複数本のコア電線２は、それぞれ個別にコア電線供給リール１１から繰り出されて、ケーブル製造ラインに供給される。複数本のコア電線２は、目板１２の挿通孔に通され、ダイス１３で集合されコア集合体１０とされる。キャプスタン１７とケーブル巻取りリール１８が回転して、複数本のコア電線２が互いに撚り合され、撚線ローラ１９によりコア電線２が撚られるときにコア集合体１０のパスラインが固定され、撚りが逃げないようにされる。

コア集合体１０の外周には、第１のテープ巻き付け装置１４により押え巻きテープが所定の方向で巻き付けられる。なお、この第１のテープ巻き付け装置１４が押え巻きテープを巻き付ける方向は任意である。次いで、押え巻きテープが巻かれたコア集合体１０は、第２のテープ巻き付け装置１５によりシールドテープが所定の方向で巻き付けられる。この後、キャプスタン１７により引取られ、案内ローラ１６により案内されて、ケーブル巻取りリール１８に巻き取られる。

第２のテープ巻き付け装置１５が、シールドテープを巻き付ける方向は、コア電線の撚り方向とする。図２の装置では、第２のテープ巻き付け装置１５でシールドテープを、押え巻きテープが巻かれたコア集合体１０に添えるだけでシールドテープの巻き方向は、コア電線の撚り方向と同じになる。しかし、それではシールドテープの巻きピッチとコア電線の撚りピッチが同じになる。したがって、第２のテープ巻き付け装置１５がシールドテープを押え巻きテープが巻かれたコア集合体に巻き付けるとし、このときに、巻き付けピッチをコア電線の撚りピッチと変える。
この後、ケーブル巻取りリール１８に巻き取られたシールドテープが巻かれたコア集合体を再度繰り出して、押出し成形機によりシースが施される。

図３は、上述した多心ケーブルの、コア電線２の撚り合せ方向、押え巻きテープ３の巻き付け方向、シールドテープ４の巻き付け方向の組み合わせ形態を示す図である。
図３（Ａ）は、コア電線２の撚り合せ方向を（右）方向、押え巻きテープ３の巻き付け方向を（右）方向、シールドテープ４の巻き付け方向を（右）方向、すなわち、全てを同じ右方向として撚り合せ、テープ巻きした例である。

図３（Ｂ）は、コア電線２の撚り合せ方向を（右）方向、押え巻きテープ３の巻き付け方向を（左）方向、シールドテープ４の巻き付け方向を（右）方向、すなわち、押え巻きテープ３の巻き付け方向をコア電線２の撚り合せ方向と異ならせた例である。
図３（Ｃ）は、コア電線２の撚り合せ方向を（右）方向、押え巻きテープ３の巻き付け方向を（右）方向、シールドテープ４の巻き付け方向を（左）方向、すなわち、シールドテープ４の巻き付け方向をコア電線２の撚り合せ方向と異ならせた例である。

図４は、図３のテープ巻方向による伝送信号の周波数と信号減衰量の関係を示す図で、縦軸に減衰量（ｄＢ）、横軸に周波数（ＧＨｚ）で示してある。該減衰量データは、８本のコア電線２を、撚りピッチを２５０ｍｍで撚り合せ、シールドテープ４は全体の金属部分とＰＥＴ部分の厚さの合計が０.０２５ｍｍで、巻きピッチ２２ｍｍｍ、テープ幅の１／４の重なりをもたせて巻き付け、シールドテープ４の巻きピッチに対するコア電線２の撚りピッチの比を１１.４とした多心ケーブルによるものである。
なお、コア電線２は、２本の絶縁電線を平行に並べたものである。各絶縁電線は、ＡＷＧ２６の導体を厚さ０.４ｍｍの発泡ポリエチレンテープあるいは厚さ０．５ｍｍのポリエチレンテープで被覆したものである。

図４（Ａ）のデータは、図３（Ａ）の押え巻きテープ３、シールドテープ４の巻き付け方向を、コア電線２の撚り合せ方向（右方向）と同じ、右方向としたもので、各コア電線での減衰量はほぼ一致し、コア電線間での減衰特性の差はなく良好であった。
図４（Ｂ）のデータは、図３（Ｂ）の押え巻きテープ３の巻き付け方向を、コア電線２の撚り合せ方向（右方向）とシールドテープ４の巻き付け方向（右方向）と、反対の左方向としたものである。しかし、この場合も、各コア電線での減衰量はほぼ一致し、コア電線間での減衰特性の差はなく問題はなかった。

図４（Ｃ）のデータは、図３（Ｃ）のシールドテープ４の巻き付け方向を、コア電線２の撚り合せ方向（右方向）と押え巻きテープ３の巻き付け方向（右方向）と、反対の左方向としたものである。この場合は、各コア電線での数心で減衰量のバラツキが生じ、コア電線間での減衰特性に差があり、不合格品とされた。
この他、屈曲試験を行って断線状態を確認したが、上記図３の各例の何れも合格はしたが、図３（Ａ）の形態が最もよかった。

また、４本のコア電線（上記の例と同じ）を、撚りピッチを３００ｍｍで撚り合せ、シールドテープ４は全体の金属部分とＰＥＴ部分の厚さの合計が０.０２５ｍｍで、巻きピッチ２４ｍｍｍ、テープ幅の１／３の重なりをもたせて巻き付け、シールドテープ４のまきピッチに対するコア電線２の撚りピッチの比を１２.５とした多心ケーブルについても試験したが、上記と同様な結果が得られた。

上記のデータを勘案すると、シールドテープは、複数本のコア電線を集合させる撚り合せ方向と巻き付け方向が同じであれば、高周波伝送において各線の減衰量のバラツキがなく、優れた伝送特性であることが判明した。

１…多心ケーブル、２…対信号線（コア電線）、２ａ…信号導体、２ｂ…絶縁体、２ｃ…樹脂テープ、３…押え巻きテープ、４…金属テープ（シールドテープ）、５…シース、１０…コア集合体、１１…コア電線供給リール、１２…目板、１３はダイス、１４，１５…テープ巻き付け装置、１６…案内ローラ、１７…キャプスタン、１８…ケーブル巻取りリール、１９…撚線ローラ。

Claims

２本の絶縁電線が平行に並列してなるコア電線を、複数本撚り合せて絶縁テープで押え巻きし、その外側に金属テープを巻き付けてシールド層とした多心ケーブルであって、
前記金属テープは、前記コア電線の撚り合せ方向と同方向に巻き付けられていることを特徴とする多心ケーブル。
前記金属テープの巻きピッチに対する前記コア電線の撚りピッチの比が１０〜１４であることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
前記コア電線の撚りピッチが５０ｍｍ〜７００ｍｍであり、前記金属テープの巻きピッチが３ｍｍ〜６０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の多心ケーブル。