JP2012089408A

JP2012089408A - 車両用ノンハロゲンジャンパ線

Info

Publication number: JP2012089408A
Application number: JP2010236463A
Authority: JP
Inventors: Yuya Yoshida; 優弥吉田; Takuya Suzuki; 卓也鈴木
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】シース材料として非ハロゲンのポリオレフィン系エラストマーを用い、しかも伝送特性に優れた車両用ノンハロゲンジャンパ線を提供する。
【解決手段】内部導体１と、内部導体１の外周に形成された絶縁体２と、絶縁体２の周囲に形成された外部導体３と、外部導体３の周囲に形成されたシース４とを有する車両用ノンハロゲンジャンパ線１０において、絶縁体２がポリメチルペンテン、シース４がポリオレフィン系エラストマーで構成されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の車間渡り用高周波伝送用ジャンパ線ケーブルなどに用いられる車両用ノンハロゲンジャンパ線に関するものである。

従来の車間渡り用高周波伝送用ジャンパ線（以下、ジャンパ線という）では、絶縁体に誘電率が小さく優れた伝送特性を実現できるポリエチレンを使用している。また、ジャンパ線は車体外に配線されるため、ジャンパ線のシースとコネクタとの間で水密を取ることが要求される。このとき、ジャンパ線のシースがコネクタの筐体との間で水密を保つパッキンのような役割を果たすので、シースに用いるシース材料としては、ゴム弾性を持ち、かつ優れた機械的強度を有することが要求される。従来、このシース材料としては、ゴム弾性を持ち、機械的強度に優れたクロロプレンゴムを使用している（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５８−６１５１２号公報特開平８−１９５１３０号公報

上述のように、従来技術ではシース材料にクロロプレンゴムを使用しているため、非ハロゲン化の要求に対応していない。このため、ノンハロゲンにてジャンパ線を構成する場合、シース材料を変更する必要がある。ジャンパ線を非ハロゲン材料で構成した場合に、シース材料は上記コネクタで水密を取るために必要なゴム弾性及び機械的特性を有している必要があることから、クロロプレンゴムと同等の能力を有したポリオレフィン系エラストマーが選定される。

ところで、シース材料は、ゴム弾性や機械的特性等が向上されるよう、押出被覆後に化学架橋される。クロロプレンゴムは低温で化学架橋が可能であるため、絶縁体にポリエチレンを使用することができ、伝送特性の優れたジャンパ線を得ることができる。しかし、ポリオレフィン系エラストマーは化学架橋時の温度が高く、絶縁体には軟化点の低いポリエチレンは使用できない。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シース材料として非ハロゲンのポリオレフィン系エラストマーを用い、しかも伝送特性に優れた車両用ノンハロゲンジャンパ線を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、内部導体と、その内部導体の外周に形成された絶縁体と、その絶縁体の周囲に形成された外部導体と、その外部導体の周囲に形成されたシースとを有する車両用ノンハロゲンジャンパ線において、前記絶縁体がポリメチルペンテン、前記シースがポリオレフィン系エラストマーで構成される車両用ノンハロゲンジャンパ線である。

前記絶縁体は比誘電率が３以下であってもよい。

前記絶縁体は架橋されていてもよい。

本発明によれば、シース材料として非ハロゲンのポリオレフィン系エラストマーを用い、絶縁体としてポリメチルペンテンを用いて、伝送特性に優れた車両用ノンハロゲンジャンパ線を提供できる。

本発明の車両用ノンハロゲンジャンパ線の一例を示す横断面図である。本発明の対よりタイプの車両用ノンハロゲンジャンパ線の例を示す横断面図である。本発明のクアッドよりタイプの車両用ノンハロゲンジャンパ線の例を示す横断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、図１〜３により、本発明が適用される車両用ノンハロゲンジャンパ線（車両用ノンハロゲン高周波伝送同軸ジャンパ線）の構造例を説明する。

図１は、単心のジャンパ線１０を示したものであり、内部導体１の外周に、絶縁体２、外部導体３、シース４を順次形成して単心のジャンパ線１０が構成される。

図２は、複数心の対よりタイプのジャンパ線２０を示したものであり、内部導体１の外周に絶縁体２を形成した線心１１を対より（ツイストペア）にし、その周囲に外部導体３、シース４を順次形成して対よりタイプのジャンパ線２０が構成される。

図３は、複数心のクアッドよりタイプのジャンパ線３０を示したものであり、図２で説明した４本の線心１１をより合わせ、その周囲に外部導体３、シース４を順次形成してクアッドよりタイプのジャンパ線３０が構成される。

図１〜３に示したジャンパ線１０，２０，３０を構成する部材について説明する。

内部導体１は、例えば硬鋼線を中心としてその外周に軟銅線を撚り合わせてなる。硬鋼線及び軟銅線の線材としては、すずめっき線やニッケルめっき線、またはめっきを施さない裸線などを用いる。

絶縁体２は、非ハロゲン物質であり、かつシース４の化学架橋の温度にも耐えられるよう軟化点が高く、また、誘電率が小さなものを用いる。絶縁体２は、内部導体１の外周に押出加工により形成することができる。

外部導体３は、静電遮蔽を目的としたものであり、例えば銅線編組で構成される。銅線編組の線材としては、すずめっき線やニッケルめっき線、またはめっきを施さない裸線などを用いる。静電遮蔽を目的とした構成としては、銅線編組の他に、銅テープ、アルミマイラテープなどを用いることができる。

図１のジャンパ線１０では、外部導体３は、絶縁体２の周囲に形成される第一の外部導体３ａと、第一の外部導体３ａの外周に形成される第二の外部導体３ｂとの二重構造である。このように、外部導体３を二重構造とすることで高い遮蔽効果が得られる。なお、外部導体３は、図２，３のジャンパ線２０，３０ように一重構造であってもよい。

シース４は、ゴム弾性及び優れた機械的特性を有し、かつ非ハロゲン物質であるものを用いる。

図１のジャンパ線１０では、シース４は、内部シース４ａ，外部シース４ｂの二重構造である。これにより、他の電力線との複合撚りでケーブル等を構成する際に、同軸部（内部導体１、絶縁体２及び外部導体３）の保護と、完成品としてのケーブル等の保護ができる。内部シース４ａ及び外部シース４ｂは、同一の素材であることが好ましい。なお、シース４は、図２，３のジャンパ線２０，３０ように一重構造であってもよい。シース４を構成する材料には架橋剤が配合されており、シース４は外部導体３の周囲に押出加工により形成された後、化学架橋（１４０℃〜１５０℃で１時間程度）される。

さて、本発明においては、絶縁体２をポリメチルペンテンで構成し、シース４をポリオレフィン系エラストマーで構成する。

絶縁体２をポリメチルペンテンで構成するのは、ポリメチルペンテンは非ハロゲン物質であり、かつ、シース４に用いるポリオレフィン系エラストマーの化学架橋の温度（１４０℃〜１５０℃）にも耐えられるほど軟化点が高い（１６０℃以上）からである。

また、ポリメチルペンテンは誘電率が小さく、優れた伝送特性（特性インピーダンス及び減衰量）をもつジャンパ線１０を形成できる。絶縁体２は、比誘電率が３以下であることが好ましい。

さらに、ポリメチルペンテンは、熱可塑性樹脂の中でも密度が極めて小さく軽量であるので、ジャンパ線１０の軽量化が図れる。

絶縁体２は、内部導体１の外周に被覆された後、又は、外部導体３の周囲にシース４が形成された後シース４の化学架橋と共に架橋されてもよい。

シース４をポリオレフィン系エラストマーで構成するのは、シース４は、ジャンパ線１０の端部に設けられるコネクタとの間で水密を取るためにゴム弾性及び優れた機械的特性を有し、かつ、非ハロゲン物質であることが必要だからである。

ポリオレフィン系エラストマーは、一般に常温でゴム弾性を示し、高温では可塑化されて流動し、通常の熱可塑性樹脂と同様に押出成形などができる上、他の熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリウレタン系、ポリエステル系など）に比して電気特性（絶縁性）に優れ、その高い耐屈曲性及び可撓性と相俟って、車両用の高周波伝送同軸ジャンパ線のシース素材として好適である。シース４を構成するポリオレフィン系エラストマーとしては、例えば、エチレン−プロピレンゴムのようなポリオレフィン系のゴムに、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの樹脂を混合したものを用いる。

以上のように、本発明では、内部導体１と、内部導体１の外周に形成された絶縁体２と、絶縁体２の周囲に形成された外部導体３と、外部導体３の周囲に形成されたシース４とを有する車両用ノンハロゲンジャンパ線１０において、絶縁体２をポリメチルペンテン、シース４をポリオレフィン系エラストマーで構成している。

絶縁体２にポリメチルペンテンを用いることにより、シース４に非ハロゲン物質であるポリオレフィン系エラストマーを用いることが可能となる。ポリオレフィン系エラストマーは、ゴム弾性及び機械的特性（耐屈曲性、可撓性等）を有するので、シース４とコネクタ間の水密を取ったジャンパ線１０，２０，３０とすることができる。ジャンパ線１０，２０，３０は、絶縁体２、シース４共に非ハロゲン物質での構成であるため、地下鉄など密閉された空間での走行を想定した車両への適用が可能となる。

また、絶縁体２に用いるポリメチルペンテンは、ポリエチレンと同様に誘電率が小さいことから、従来と同等の優れた伝送特性（特性インピーダンス及び減衰量）をもつジャンパ線１０，２０，３０を実現できる。

さらに、絶縁体２に用いるポリメチルペンテンは、密度が小さいため軽量化が図れ、取り扱いが容易となる。

また、本発明のジャンパ線１０，２０，３０は高周波伝送を目的とした多心ケーブルのコア部品として扱えるため、使用状況に応じて動力用の線心と組み合わせて多心ケーブルとしての構成が可能になる。

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明の実施の形態はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例）
図１に示した単心のジャンパ線１０を以下のように製造した。

内部導体１として素線径が０．３２ｍｍのすずめっき硬鋼線３本を中心とし、その外囲に素線径が０．３２ｍｍのすずめっき軟銅線４５本を撚り合わせた撚線材を用い、その中心導体１の外周に、順に厚さ３．０ｍｍのポリメチルペンテンで構成される絶縁体２、素線径が０．３２ｍｍのすずめっき軟銅線で構成される厚さ０．３２ｍｍを二重横巻した外部導体３、厚さ１．４ｍｍのポリオレフィン系エラストマーで構成される内部シース４ａ、厚さ１．５ｍｍのポリオレフィン系エラストマーで構成される外部シース４ｂで被覆し、外径が１６．５ｍｍの同軸ジャンパ線１０を製造した。ポリオレフィン系エラストマー中には化学架橋を行うため、１，１−ジ−ｔ−ブチルペルオキシシクロヘキサンが架橋剤として、ポリオレフィン系エラストマー１００質量部に対し２．５質量部配合されている。

製造の結果、ポリオレフィン系エラストマーの化学架橋（１４５℃、１時間）に対し、絶縁体２が溶融せず、上記構成での製造が可能である事が判明した。伝送特性（特性インピーダンス及び減衰量）に関しても、シース４にクロロプレンゴム、絶縁体２にポリエチレンを用いた従来品と比較して同等な特性を得ることができた。

（比較例）
実施例と同じ内部導体１の外周に、厚さ３．０ｍｍのポリエチレンで構成される絶縁体２を被覆した。絶縁体２の外周に外部導体３をすずめっき軟銅線で二重横巻し、その外周に１．４ｍｍのビニルで構成される内部シース４ａ、厚さ１．５ｍｍのポリオレフィン系エラストマーで構成される外部シース４ｂで被覆し、外径が１６．５ｍｍの同軸ジャンパ線１０を製造した。実施例と同じ方法にて化学架橋を行ったところ、化学架橋時の熱によって絶縁体であるポリエチレンが溶融し、内部導体１の位置を中心に保つことができなかった。

以上より、本発明によれば、絶縁体２として非ハロゲン物質であり、かつシース４の化学架橋の温度より軟化点が高く、誘電率が小さいポリメチルペンテンを用いることで、シース４に化学架橋温度の高いポリオレフィン系エラストマーを用いたジャンパ線１０を得ることができる。

１内部導体
２絶縁体
３外部導体
４シース
１０車両用ノンハロゲンジャンパ線（ジャンパ線）

Claims

内部導体と、その内部導体の外周に形成された絶縁体と、その絶縁体の周囲に形成された外部導体と、その外部導体の周囲に形成されたシースとを有する車両用ノンハロゲンジャンパ線において、
前記絶縁体がポリメチルペンテン、前記シースがポリオレフィン系エラストマーで構成されることを特徴とする車両用ノンハロゲンジャンパ線。
前記絶縁体は比誘電率が３以下である請求項１記載の車両用ノンハロゲンジャンパ線。
前記絶縁体は架橋されている請求項１又は２記載の車両用ノンハロゲンジャンパ線。