JP2015170431A - ツイストケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】他の電線と近接する状態においても電気的特性が安定するツイストケーブルを提供すること。【解決手段】二次被覆３は撚り合わされた複数の絶縁電線２を覆う。二次被覆３は、絶縁電線２ごとに筒状部３１の長手方向において螺旋状に延びて形成された複数の内側突出部３２を有する。内側突出部３２各々は、筒状部３１における絶縁電線２各々に接する部分に対し筒状部３１の周方向における一方の側の隣りの部分から絶縁電線２各々の外周面に沿って内側へ突出して形成されている。筒状部３１内における内側突出部３２各々に対し周方向における上記一方の側に空隙３３が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、撚り合わされた複数の絶縁電線を含むツイスト電線に関する。

自動車などの車両に搭載されるワイヤハーネスは、複数の絶縁電線が撚り合わされた構造を有するツイスト電線を含むことがある。ツイスト電線において、絶縁電線各々は同軸の螺旋状に形成され並列している。

ツイスト電線は、複数の絶縁電線相互間でノイズが打ち消し合うことによるノイズ低減効果を示し、ノイズの影響を受けにくい。そのため、ツイスト電線は、車両におけるＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークの通信媒体として用いられる。

通信媒体として用いられるツイスト電線は、主として特性インピーダンスなどの電気的特性が安定していることが重要である。特に、ツイスト電線が、ＩＥＥＥ（the Institute of Electrical and Electronics Engineers inc.）８０２．３規格のネットワークのように高周波のネットワークの通信媒体として用いられる場合、ツイスト電線の電気的特性の安定性がより重要となる。

ツイスト電線において、撚り合わされた複数の絶縁電線の間隔が安定的に維持されれば、特性インピーダンスなどの電気的特性が安定する。

例えば、特許文献１には、２本の絶縁電線が接着層で接着された構造を有するツイストペア電線が示されている。これにより、２本の絶縁電線の間に隙間が形成されず、ツイストペア電線の特性インピーダンスが安定する。

特開２０１３−８４３６５号公報

ところで、車両用のツイストケーブルは、ワイヤハーネスを構成する他の電線と近接する状態で配線されることが多い。この場合、ツイストケーブルにおいて、周囲に存在する他の電線の影響を受けることによって電気的特性の変動が生じやすい。

例えば、特許文献１が示すツイストペアケーブルは、周囲の電線に起因する電気的特性の変動を抑制するための特別な構造を有していない。

本発明は、他の電線と近接する状態においても電気的特性が安定するツイストケーブルを提供することを目的とする。

第１態様に係るツイストケーブルは、撚り合わされた複数の絶縁電線と、複数の上記絶縁電線の周囲に押出成形により形成された絶縁性の二次被覆と、を備えている。上記二次被覆は、筒状部と上記絶縁電線ごとに上記筒状部の長手方向において螺旋状に延びて形成された複数の内側突出部とを有している。上記筒状部は、複数の上記絶縁電線を束ねる筒状の部分である。上記内側突出部各々は、上記筒状部における上記絶縁電線各々に接する部分に対し上記筒状部の周方向における一方の側の隣の部分から上記絶縁電線各々の外周面に沿って内側へ突出して形成された部分である。上記二次被覆の上記筒状部内における上記内側突出部各々に対し上記筒状部の周方向における上記一方の側に空隙が形成されている。

第２態様は第１態様の一例である。第２態様に係るツイストケーブルにおいて、上記二次被覆の上記内側突出部各々は、上記筒状部における一の上記絶縁電線に接する部分に対し上記筒状部の周方向における上記一方の側の隣の部分から上記一の絶縁電線に隣接する他の上記絶縁電線に達する位置までに亘って形成されている。

第３態様は第１態様の一例である。第３態様に係るツイストケーブルにおいて、上記二次被覆の上記内側突出部各々は、上記筒状部における一の上記絶縁電線に接する部分に対し上記筒状部の周方向における上記一方の側の隣の部分から上記一の絶縁電線に隣接する他の上記絶縁電線に達しない位置までに亘って形成されている。

上記の各態様に係るツイストケーブルにおいて、撚り合わされた複数の絶縁電線（電線群）と二次被覆との間に空隙が形成されている。このツイストケーブルが他の電線と近接する状態で配線された場合、二次被覆および空隙が撚り合わされた電線群と周囲の他の電線との間に介在する。この場合、撚り合わされた電線群は、周囲の電線の影響を受けにくく、周囲の電線に起因する電気的特性の変動が生じにくい。さらに、空隙（空気層）が二次被覆内に形成されているため、ツイストケーブルを軽量化できる。また、二次被覆内に空隙が含まれることにより、二次被覆を押出成形したときの、ツイストケーブルの周囲の比誘電率変化を抑えることが可能である。これにより、被覆の成形のばらつきに起因するツイストケーブルの電気特性の変動も抑制することができる。

また、上記の各態様において、撚り合わされた絶縁電線各々は、二次被覆内において筒状部から突出した内側突出部各々によって支えられる。そのため、例えばツイストケーブルに曲げ変形が生じるような場合においても、内側突出部各々が筒状部内における絶縁電線各々の変位を制限する。従って、二次被覆内に空隙が形成されているにも関わらず、二次被覆内において複数の絶縁電線の位置関係は安定的に維持される。

以上に示したことから、上記の各態様に係るツイストケーブルは、それ単独で配線された状態でも、また、他の電線と近接する状態でも、電気的特性が安定する。

また、第２態様によれば、二次被覆内において、内側突出部各々が絶縁電線と空隙とを仕切る状態となる。そのため、二次被覆内における複数の絶縁電線の位置関係がより安定する。第２態様は、二次被覆内における空隙の体積をより大きくすることよりも複数の絶縁電線の位置関係の安定化がより重視される場合に好適である。

一方、第３態様によれば、二次被覆内の空隙の体積をより大きく確保することができる。第３態様は、二次被覆内における複数の絶縁電線の位置関係の安定化よりもより大きな体積の空隙を確保することが重視される場合に好適である。

第１実施形態に係るツイストケーブル１の側面図である。 ツイストケーブル１の第一位置での横断面図である。 ツイストケーブル１の第二位置での横断面図である。 第２実施形態に係るツイストケーブル１Ｘの横断面図である。 第３実施形態に係るツイストケーブル１Ｙの横断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。以下に示される各実施形態におけるツイストケーブルは、例えば、自動車などの車両に搭載されるワイヤハーネスの一部品となる車両用ツイストケーブルである。

＜第１実施形態＞
まず、図１〜３を参照しつつ、第１実施形態に係るツイストケーブル１について説明する。図２は、図１が示すＩＩ−ＩＩ平面におけるツイストケーブル１の断面図である。図３は、図１が示すＩＩＩ−ＩＩＩ平面におけるツイストケーブル１の断面図である。

ツイストケーブル１は、撚り合わされた複数の絶縁電線２と、複数の絶縁電線２の周囲に形成された絶縁性の二次被覆３とを備えている。撚り合わさされた複数の絶縁電線２は、同軸の螺旋に沿って並列している。ツイストケーブル１の中心線が、概ね絶縁電線２各々が沿う螺旋の軸である。本実施形態におけるツイストケーブル１は、撚り合わされた２本の絶縁電線２を含む。

絶縁電線２各々は、線状の導体である芯線２１とその芯線２１の周囲を覆う絶縁被覆２２とを有している。絶縁被覆２は、二次被覆３の内側で芯線２１各々を個別に覆う一次被覆である。図２，３が示す芯線２１は、複数の導電性の素線が撚り合わされた撚り線である。しかしながら、芯線２１が単線であることも考えられる。

絶縁電線２各々において、絶縁被覆２２が、芯線２１の周囲に押出成形によって形成された熱可塑性樹脂の被覆であることが考えられる。この場合の絶縁被覆２２は、例えばポリ塩化ビニルまたはポリエチレンなどを主成分とする絶縁性の合成樹脂の被覆である。

また、絶縁電線２がエナメル線であることも考えられる。この場合、絶縁被覆２２は、芯線２１の表面に樹脂塗料の塗布によって形成されたエナメル被覆である。絶縁電線２がエナメル線である場合、絶縁被覆２２は、例えば変性ポリウレタン、ポリエスルテイミドまたはポリアミドイミドなどを含む絶縁性の合成樹脂の被覆である。

二次被覆３は、複数の絶縁電線２の周囲に押出成形により形成された絶縁体である。図２，３が示すように、二次被覆３は、筒状部３１と絶縁電線２ごとに形成された複数の内側突出部３２とを有している。

筒状部３１は、複数の絶縁電線２を束ねる筒状の部分である。筒状部３１は、柔軟な部材であるため、元々は概ね円筒状であるが、外力が加わることによって扁平した形状へ変形し得る。

以下の説明において、筒状部３１のある部分を基準にして周方向における一方の側およびその反対側のことを、それぞれ第一周方向側および第二周方向側と称する。図２，３においては、図面に向かって反時計回り側が第一周方向側であり、時計回り側が第二周方向側である。

内側突出部３２各々は、筒状部３１から内側へ突出して形成された部分である。図２，３が示すように、内側突出部３２各々は、筒状部３１における絶縁電線２各々に接する部分３１１に対し第一周方向側の隣の部分３１２から絶縁電線２各々の外周面に沿って内側へ突出して形成されている。

図２，３が示す例において、便宜上、２本の絶縁電線２のうちの一方を第一絶縁電線２ａ、他方を第二絶縁電線２ｂと称する。さらに、第一絶縁電線２ａに対応する内側突出部３２のことを第一内側突出部３２ａ、第二絶縁電線２ｂに対応する内側突出部３２のことを第二内側突出部３２ｂと称する。

図２，３が示す例では、第一内側突出部３２ａは、筒状部３１における第一絶縁電線２ａに接する部分３１１ａに対し第一周方向側の隣の部分３１２ａから第一絶縁電線２ａの外周面に沿って内側へ突出して形成されている。

同様に、第二内側突出部３２ｂは、筒状部３１における第二絶縁電線２ｂに接する部分３１１ｂに対し第一周方向側の隣の部分３１２ｂから第二絶縁電線２ｂの外周面に沿って内側へ突出して形成されている。

内側突出部３２各々は、絶縁電線２各々の外周面の一部に沿って形成されており、ツイストケーブル１の長手方向に延びて形成されている。絶縁電線２各々が同軸の螺旋に沿って並列しているため、絶縁電線２各々に沿う内側突出部３２各々も同軸の螺旋に沿って形成されている。即ち、内側突出部３２各々は、絶縁電線２ごとに筒状部３１の長手方向において螺旋状に延びて形成されている。

本実施形態においては、二次被覆３の内側突出部３２各々は、筒状部３１における一の絶縁電線２に接する部分３１１に対し第一周方向側の隣の部分３１２から当該一の絶縁電線２に隣接する他の絶縁電線２に達しない位置までに亘って形成されている。

即ち、第一内側突出部３２ａは、筒状部３１における第一絶縁電線２ａに接する部分３１１ａに対し第一周方向側の隣の部分３１２ａから第一絶縁電線２ａに隣接する第二絶縁電線２ｂに達しない位置までに亘って形成されている。

同様に、第二内側突出部３２ｂは、筒状部３１における第二絶縁電線２ｂに接する部分３１１ｂに対し第一周方向側の隣の部分３１２ｂから第二絶縁電線２ｂに隣接する第一絶縁電線２ａに達しない位置までに亘って形成されている。

通常、内側突出部３２各々は、対応する絶縁電線２の外周面に対して面接触している。しかしながら、ツイストケーブル１に外力が加わることにより、内側突出部３２各々と対応する絶縁電線２の外周面との間にわずかな隙間が生じることもある。

また、図２，３が示す例では、内側突出部３２各々は、筒状部３１に連なる根元側の部分よりも先端側の部分の方が薄く形成されている。

また、二次被覆３の筒状部３１内における内側突出部３２各々に対し第一周方向側には空隙３３が形成されている。即ち、第一内側突出部３２ａに対し第一周方向側には第一空隙３３ａが形成されており、第二内側突出部３２ｂに対し第一周方向側には第二空隙３３ｂが形成されている。

空隙３３各々は、ツイストケーブル１の長手方向に延びて形成されている。絶縁電線２各々および内側突出部３２各々が同軸の螺旋に沿って形成されているため、空隙３３各々も同軸の螺旋に沿って形成されている。

ツイストケーブル１は、樹脂成形部において、その樹脂成形部から一の搬送直線に沿って引き出されるコア線の周囲に流動状の合成樹脂が供給されることによって製造される。樹脂成形部において、流動状の合成樹脂は、コア線が貫通する押出成形用のダイからコア線の周囲に押し出される。

ツイストケーブル１の製造工程において、コア線は、撚り合わされた複数の絶縁電線２である。複数の絶縁電線２は、周知の撚り線機によって撚り合わされてコア線となり、そのコア線が撚り線機から樹脂成形部へ連続的に供給される。コア線が複数の電線を含む場合、一般的な電線被覆の押出成形工程においては、以下の２種類の成形手法のいずれかが採用される。

第１の成形手法は、コア線に外接する筒状の電線被覆を成形する手法である。この場合、ツイストケーブル１の二次被覆３における筒状部３１に相当する電線被覆が形成される。

第２の成形手法は、コア線全体を覆うとともにコア線に含まれる電線の間を埋めるように電線被覆を成形する手法である。この場合、ツイストケーブル１の二次被覆３における空隙３３は形成されない。

ツイストケーブル１を製造するための二次被覆３の成形工程では、流動状の合成樹脂が、第１の成形手法よりもコア線に向かう勢いが強く、第２の成形手法よりもコア線に向かう勢いが弱い状態で、コア線の周囲に吐出される。

流動状の合成樹脂が樹脂成形部において上記のように吐出されると、螺旋状の絶縁電線２各々が流動状の合成樹脂の一部を螺旋の旋回方向に巻き込む。そうすると、螺旋の旋回方向に巻き込まれた合成樹脂が内側突出部３２となり、巻き込まれなかった残りの合成樹脂が筒状部３１となる。

ツイストケーブル１において、撚り合わされた複数の絶縁電線２（電線群）と二次被覆３との間に空隙３３が形成されている。このツイストケーブル１が他の電線と近接する状態で配線された場合、二次被覆３および空隙３３が撚り合わされた絶縁電線２と周囲の他の電線との間に介在する。この場合、撚り合わされた絶縁電線２は、周囲の電線の影響を受けにくく、周囲の電線に起因する電気的特性の変動が生じにくい。さらに、空隙３３（空気層）が二次被覆３内に形成されているため、ツイストケーブル１を軽量化できる。

各種の評価試験によれば、ツイストケーブルの横断面において、空隙３３の面積が、撚り合わされた複数の絶縁電線２に外接する円の面積に対して３０％以上であれば、通信媒体として特性インピーダンスが十分に安定することがわかった。

また、ツイストケーブル１において、絶縁電線２各々は、二次被覆３内において内側突出部３２各々によって支えられる。そのため、例えばツイストケーブル１に曲げ変形が生じるような場合においても、内側突出部３２各々が筒状部３１内における絶縁電線２各々の変位を制限する。従って、二次被覆３内に空隙３３が形成されているにも関わらず、二次被覆３内において複数の絶縁電線２の位置関係は安定的に維持される。

以上に示したことから、ツイストケーブル１は、それ単独で配線された状態でも、また、他の電線と近接する状態でも、電気的特性が安定する。

また、ツイストケーブル１において、内側突出部３２各々は、筒状部３１からそれぞれに対応する絶縁電線２に隣接する他の絶縁電線２に達しない位置までに亘って形成されている。この場合、二次被覆３内の空隙３３の体積を比較的大きく確保することができる。このようなツイストケーブル１は、より大きな体積の空隙３３を確保することが重視される場合に好適である。

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、第２実施形態に係るツイストケーブル１Ｘについて説明する。図４はツイストケーブル１Ｘの横断面図であり、図２が示す断面図に対応している。図４において、図１〜３に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。

ツイストケーブル１Ｘは、ツイストケーブル１と同様に撚り合わされた複数の絶縁電線２とそれらの周囲を覆う二次被覆３ｘとを備えている。ツイストケーブル１Ｘも、ツイストケーブル１と同様に、撚り合わされた２本の絶縁電線２を含む。さらに、二次被覆３ｘは、筒状部３１と絶縁電線２ごとに形成された複数の内側突出部３２ｘとを有している。

ツイストケーブル１Ｘは、図１〜３に示されたツイストケーブル１と比較して、二次被覆３ｘにおける内側突出部３２ｘ各々の形成範囲が異なる。以下、ツイストケーブル１Ｘの二次被覆３ｘにおけるツイストケーブル１の二次被覆３と異なる点について説明する。

図４が示すように、二次被覆３ｘの内側突出部３２ｘ各々は、筒状部３１における一の絶縁電線２に接する部分３１１に対し第一周方向側の隣の部分３１２から当該一の絶縁電線２に隣接する他の絶縁電線２に達する位置までに亘って形成されている。

即ち、第一内側突出部３２ｘａは、筒状部３１における第一絶縁電線２ａに接する部分３１１ａに対し第一周方向側の隣の部分３１２ａから第一絶縁電線２ａに隣接する第二絶縁電線２ｂに達する位置までに亘って形成されている。

同様に、第二内側突出部３２ｘｂは、筒状部３１における第二絶縁電線２ｂに接する部分３１１ｂに対し第一周方向側の隣の部分３１２ｂから第二絶縁電線２ｂに隣接する第一絶縁電線２ａに達する位置までに亘って形成されている。

ツイストケーブル１Ｘを製造するための二次被覆３ｘの成形工程では、流動状の合成樹脂が、ツイストケーブル１の二次被覆３の成形工程よりもコア線に向かう勢いが若干強い状態で、コア線（撚り合わされた絶縁電線２）の周囲に吐出される。

また、図４が示す例では、内側突出部３２ｘ各々は、筒状部３１に連なる根元側の部分よりも先端側の部分の方が薄く形成されている。

ツイストケーブル１Ｘの二次被覆３ｘ内において、内側突出部３２ｘ各々が絶縁電線２と空隙３３とを仕切る状態となる。そのため、二次被覆３ｘ内における複数の絶縁電線２の位置関係がより安定する。ツイストケーブル１Ｘは、二次被覆３ｘ内における空隙３３の体積をより大きくすることよりも複数の絶縁電線２の位置関係の安定化がより重視される場合に好適である。

＜第３実施形態＞
次に、図５を参照しつつ、第３実施形態に係るツイストケーブル１Ｙについて説明する。図５はツイストケーブル１Ｙの横断面図であり、図２が示す断面図に対応している。図５において、図１〜４に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。

ツイストケーブル１Ｙは、ツイストケーブル１と同様に撚り合わされた複数の絶縁電線２とそれらの周囲を覆う二次被覆３ｙとを備えている。さらに、二次被覆３ｘは、筒状部３１と絶縁電線２ごとに形成された複数の内側突出部３２ｘとを有している。

ツイストケーブル１Ｙがツイストケーブル１と異なる点は、撚り合わされた４本の絶縁電線２を含むことである。撚り合わされた４本の絶縁電線２は、ツイストケーブル１における２本の絶縁電線２と同様に、同軸の螺旋に沿って並列している。従って、ツイストケーブル１Ｙの二次被覆３ｙは、それぞれ筒状部３１の長手方向において螺旋状に延びて形成された４つの内側突出部３２を有している。

図５が示す例では、二次被覆３ｙの内側突出部３２各々は、筒状部３１からそれぞれに対応する絶縁電線２に隣接する他の絶縁電線２に達しない位置までに亘って形成されている。

ツイストケーブル１Ｙの例のように、筒状部３１および複数の内側突出部３２，３２ｘを有する二次被覆の適用対象は、２本の絶縁電線２には限られない。

＜応用例＞
ツイストケーブル１Ｙの二次被覆３ｙが、４つの内側突出部３２ｘを有することも考えられる。図４が示すように、内側突出部３２ｘは、筒状部３１からそれぞれに対応する絶縁電線２に隣接する他の絶縁電線２に達する位置までに亘って形成された突出部である。

ツイストケーブル１，１Ｘにおいて、絶縁電線２および内側突出部３２，３２ｘの各々の数が３つまたは４つ以上であることも考えられる。

なお、本発明に係るツイストケーブルは、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態および応用例を自由に組み合わせること、或いは各実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

１，１Ｘ，１Ｙ ツイストケーブル
２ 絶縁電線
２１ 芯線
２２ 絶縁被覆（一次被覆）
２ａ 第一絶縁電線
２ｂ 第二絶縁電線
３，３ｘ，３ｙ 二次被覆
３１ 筒状部
３１１，３１１ａ，３１１ｂ 絶縁電線に接する部分
３１２，３１２ａ，３１２ｂ 隣の部分
３２，３２ｘ 内側突出部
３２ａ，３２ｘａ 第一内側突出部
３２ｂ，３２ｘｂ 第二内側突出部
３３ 空隙
３３ａ 第一空隙
３３ｂ 第二空隙

Claims (3)

1. 撚り合わされた複数の絶縁電線と、
   複数の前記絶縁電線の周囲に押出成形により形成された絶縁性の二次被覆と、を備え、
   前記二次被覆は、
   複数の前記絶縁電線を束ねる筒状部と、
   前記絶縁電線ごとに前記筒状部の長手方向において螺旋状に延びて形成され、前記筒状部における前記絶縁電線各々に接する部分に対し前記筒状部の周方向における一方の側の隣の部分から前記絶縁電線各々の外周面に沿って内側へ突出して形成された複数の内側突出部と、を有し、
   前記二次被覆の前記筒状部内における前記内側突出部各々に対し前記筒状部の周方向における前記一方の側に空隙が形成されている、ツイストケーブル。
2. 前記二次被覆の前記内側突出部各々は、前記筒状部における一の前記絶縁電線に接する部分に対し前記筒状部の周方向における前記一方の側の隣りの部分から前記一の絶縁電線に隣接する他の前記絶縁電線に達する位置までに亘って形成されている、請求項１に記載のツイストケーブル。
3. 前記二次被覆の前記内側突出部各々は、前記筒状部における一の前記絶縁電線に接する部分に対し前記筒状部の周方向における前記一方の側の隣りの部分から前記一の絶縁電線に隣接する他の前記絶縁電線に達しない位置までに亘って形成されている、請求項１に記載のツイストケーブル。

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