JP2015153497A

JP2015153497A - シールドケーブル

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Publication number: JP2015153497A
Application number: JP2014024311A
Authority: JP
Inventors: 秋元　克弥; Katsuya Akimoto; 克弥秋元; 千綿　直文; Naofumi Chiwata; 直文千綿; 陽介角; Yosuke Sumi; 克俊中谷; Katsutoshi Nakatani; 賢司安嶋; Kenji Yasujima; 寛沖川; Hiroshi Okikawa; 康晴武藤; Yasuharu Muto
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-24
Also published as: CN104835589A; US20150228377A1; US9530542B2

Abstract

【課題】シールド線が破断し難く、かつ、広い周波帯域のノイズ遮蔽に適したシールドケーブルを提供する。
【解決手段】シールドケーブル１は、導体線２の周囲を絶縁体３で被覆した絶縁電線４と、絶縁電線４の周囲にシールド線７０によって形成されたシールド層７とを備え、シールド線７０は、導電性材料から形成された管状部材７１と、管状部材７１の内部空間に充填された磁性粉７２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールドケーブルに関する。

センサや電装品の配線には、一般に、電磁波ノイズの侵入、放出の防止のため、導線の絶縁層の外周にシールド層が設けられている。そのシールド層は、一般に、曲げを容易にするため、編組又は横巻きが用いられる。

従来、電磁波ノイズの磁界を吸収するとともに電界を吸収するため、磁性材料からなる層と導電性材料からなる層の２層構造による複合素線によりシールド層を形成したシールドケーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このシールドケーブルは、複合素線の編組によりシールド層を形成し、複合素線として、銅から形成された内層と、内層の外側に磁性体材料の鉄から形成された外層とから構成されたものを用いている。この構成によれば、磁性材料からなる層によって低周波帯域の電波に対するシールド効果を発揮し、導電性材料からなる層によって高周波帯域の電波に対するシールド効果を発揮する。

特許第５０１９７３０号公報

しかし、従来のシールドケーブルによれば、複合素線（シールド線）は異種金属同士が密着しているため、その界面に不要な金属化合物を生成したり、界面に電食が発生していまい、複合素線の強度低下を招くおそれがある。また、異種金属間で線膨張係数が異なるため、熱サイクルによって複合素線が破断しやすくなる。

そこで、本発明の目的は、シールド線が破断し難く、かつ、広い周波帯域のノイズ遮蔽に適したシールドケーブルを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、前記絶縁電線の周囲にシールド線によって形成されたシールド層とを備え、前記シールド線は、導電性材料から形成された管状部材と、前記管状部材の内部空間に充填された磁性粉とを備えたシールドケーブルを提供する。

前記シールド線の前記管状部材は、複数の内部空間を有し、前記磁性粉は、前記複数の内部空間にそれぞれ充填された構成としてもよい。前記シールド層は、前記シールド線を編組によって形成されてもよい。また、前記シールド層は、前記シールド線を前記絶縁電線の周囲に巻き付けて形成されてもよい。

本発明によれば、シールド線が破断し難く、かつ、広い周波帯域のノイズ遮蔽に適したシールドケーブルを提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシールドケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すシールドケーブルの横断面図である。図３は、第１の実施の形態のシールド層を構成するシールド線の断面図である。図４は、本発明の第２の実施の形態に係るシールドケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図５は、図４に示すシールドケーブルの横断面図である。図６は、第２の実施の形態のシールド層を構成するシールド線の断面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施の形態のシールド線の製造工程の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略す
る。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシールドケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すシールドケーブルの横断面図である。なお、図１では、介在物５の図示を省略する。

このシールドケーブル１は、導体線２の周囲を絶縁体３で被覆した複数（本実施の形態では３本）の絶縁電線４と、複数の絶縁電線４の周囲に介在物５を介在させて巻き付けられた樹脂テープ層６と、樹脂テープ層６の周囲に設けられたシールド層７と、シールド層７の周囲に設けられた樹脂等からなる絶縁保護層としてのシース８とを備える。

導体線２は、複数本（本実施の形態では７本）の金属細線２ａを撚り合わせて構成されている。絶縁電線４は、例えば１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの信号を伝送する。なお、導体線２は、単線でもよい。また、絶縁電線４は、本実施の形態では複数本としたが、１本でもよい。また、絶縁電線４は、差動信号を伝送するツイストペア線でもよい。

樹脂テープ層６は、例えば、樹脂テープを複数の絶縁電線４の周囲に介在物５を介在させてそれらの周囲にケーブル長手方向に渡って巻き付けることにより形成される。樹脂テープは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン系樹脂等の樹脂からなるテープを用いることができる。

シールド層７は、例えば、シールド線７０を編組して形成され、グランドに接続される。シース８は、例えば、塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル重合体、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等から形成される。

（シールド層の構成）
図３は、シールド層７を構成するシールド線７０の断面図である。シールド線７０は、導電性材料から形成された断面円形の管状部材７１と、管状部材７１の内部空間７３に充填された磁性粉７２とを備える。なお、シールド線７０の管状部材７１の表面にスズめっきを施してもよい。

管状部材７１を構成する導電性材料として、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を用いることができる。管状部材７１の外径は、０．５〜１ｍｍが好ましい。なお、管状部材７１は、扁平形状でもよい。

磁性粉７２は、電磁波ノイズを抑制するため、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料からなるものが好ましい。軟磁性材料として、例えば、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粉、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト粉、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト粉等のフェライト粉や、Ｆｅ−Ｎｉ系合金（パーマロイ）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｓｉ系合金（珪素鋼）等の軟磁性金属粉等を用いることができる。これらの軟磁性材料のうち、フェライト粉は、管状部材７１の導電性材料と化学反応を生じ難いので好ましい。磁性粉７２のサイズは、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

上記のように構成されたシールド線７０は、管状部材７１として導電性材料からなるパイプの内側に磁性粉７２を充填し、途中でアニール処理を行いつつ複数回の伸線を行うことにより製造することができる。

（第１の実施の形態の作用、効果）
第１の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
（１）シールド線７０を構成する磁性粉７２は、絶縁電線４から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して主として低周波帯域の電磁波ノイズを遮蔽する。また、シールド線７０を構成する導電性材料からなる管状部材７１は、絶縁電線４から発生する電磁波ノイズの電界を吸収して主として高周波帯域の電磁波ノイズを遮蔽する。このため、広い周波帯域のノイズ遮蔽に適した信頼性の高いシールドケーブルを提供することができる。
（２）管状部材７１の内部空間７３に充填された磁性粉７２間には、多少なりとも隙間が存在するため、磁性粉７２と管状部材７１との間に線膨張係数差が存在してもシールド線７０が破損し難く、電食もほとんど発生しない。したがって、熱サイクルを受けてもシールド線７０の破断の発生を抑制することができる。
（３）シールド層７は、シールド線７０によって形成されているため、曲げ特性に優れたシールドケーブルを提供することができる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るシールドケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図５は、図４に示すシールドケーブルの横断面図である。なお、図４では、介在物５の図示を省略する。

第１の実施の形態では、シールド層７を構成するシールド線７０に、１つの内部空間７３を有する管状部材７１を用い、シールド線７０を編組としたが、本実施の形態は、シールド層９を構成するシールド線９０は、複数（本実施の形態では７つ）の内部空間９３を有する扁平形状の管状部材９１を用い、樹脂テープ層６に螺旋状（横巻き）に巻き付けたものである。

（シールド層の構成）
図６は、シールド層９を構成するシールド線９０の断面図である。シールド線９０は、導電性材料から形成され、複数の内部空間９３を有する管状部材９１と、管状部材９１の内部空間９３に充填された磁性粉９２とを備える。なお、シールド線９０の管状部材９１の表面にスズめっきを施してもよい。

管状部材９１を構成する導電性材料は、第１の実施の形態の管状部材７１と同様のものを用いることができる。管状部材９１の外形のサイズは、厚さ０．２〜２ｍｍ、幅１〜２０ｍｍが好ましい。

磁性粉９２としては、第１の実施の形態の磁性粉７２と同様のものを用いることができる。

図７は、シールド線９０の概略の製造過程の一例を示す断面図である。まず、図７（ａ）に示すように、管状部材９１として導電性材料からなる複数のパイプ９１ａの内部空間９３に磁性粉９２を充填し、磁性粉９２が充填された複数のパイプ９１ａを導電性材料からなる大口径のパイプ９１ｂの内部空間９４に配置する。次に、途中でアニール処理を行いつつ複数回の伸線を行うことにより図７（ｂ）に示すシールド線を作製する。次に、図７（ｂ）に示すシールド線を途中でアニール処理を行いつつ複数回の伸線を行うことにより図７（ｃ）に示すシールド線９０を作製する。

（第２の実施の形態の作用、効果）
第２の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
（１）シールド線９０を構成する磁性粉９２は、絶縁電線４から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して低周波帯域の電磁波ノイズを遮蔽する。また、シールド線９０を構成する導電性材料からなる管状部材９１は、絶縁電線４から発生する電磁波ノイズの電界を吸収して高周波帯域の電磁波ノイズを遮蔽する。このため、広い周波帯域のノイズ遮蔽に適した信頼性の高いシールドケーブルを提供することができる。
（２）管状部材９１の内部空間９３に充填された磁性粉９２間には、多少なりとも隙間が存在するため、磁性粉９２と管状部材９１との間に線膨張係数差が存在してもシールド線７が破損し難く、電食もほとんど発生しない。したがって、熱サイクルを受けてもシールド線９０の破断の発生を抑制することができる。
（３）シールド層９は、シールド線９７０によって形成されているため、曲げ特性に優れたシールドケーブルを提供することができる。

なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。第１の実施の形態のシールド線７０を横巻きとしてもよい。また、第２の実施の形態のシールド線９０を編組としてもよい。

また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記実施の形態の構成要素の一部を省くことや変更することが可能である。例えば、複数の絶縁電線４の周囲に樹脂テープを巻き付ける上で支障がなければ、介在物５を省いてもよい。

１…シールドケーブル、２…導体線、２ａ…金属細線、３…絶縁体、４…絶縁電線、５…介在物、６…樹脂テープ層、７…シールド層、８…シース、９…シールド層、７０…シールド線、７１…管状部材、７２…磁性粉、７３…内部空間、９０…シールド線、９１…管状部材、９１ａ、９１ｂ…パイプ、９２…磁性粉、９３、９４…内部空間

Claims

導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲にシールド線によって形成されたシールド層とを備え、
前記シールド線は、導電性材料から形成された管状部材と、前記管状部材の内部空間に充填された磁性粉とを備えたシールドケーブル。
前記シールド線の前記管状部材は、複数の内部空間を有し、前記磁性粉は、前記複数の内部空間にそれぞれ充填された、請求項１に記載のシールドケーブル。
前記シールド層は、前記シールド線を編組によって形成された、請求項１又は２に記載のシールドケーブル。
前記シールド層は、前記シールド線を前記絶縁電線の周囲に巻き付けて形成された、請求項１又は２に記載のシールドケーブル。