JP2020187974A - 編組シールドおよびシールド電線 - Google Patents

Abstract

【課題】シールド特性の低下を抑制でき、かつ編組における導体の使用量を減らして軽量化を図ることができる編組シールドおよびシールド電線を提供する。【解決手段】編組シールド２は、電線Ｗの外周面を覆い、複数のシールド部材１０が筒状に編み込まれてなる。各シールド部材１０は、帯状の非導体フィルム２１と、非導体フィルム２１の幅方向の幅より短い帯状の導体部材２２とを有する。導体部材２２は、シールド部材１０の平面視において、非導体フィルム２１に対して幅方向に分かれて非導体領域１１と導体領域１２とが形成されるように長手方向に沿って積層されている。【選択図】図１

Description

本発明は、編組シールドおよびシールド電線に関する。

自動車等の車両において、ノイズの考慮が必要となる通信ケーブルや高圧ケーブルには、取扱い易さ等の観点でシールド電線が使用されている。シールド電線では、例えば、複数の素線を筒状の編組パターン（シールド構造）に編み込んだ編組シールドが用いられているが、この編組パターンの変化によってシールド電線のシールド特性が変化する。例えば、編組シールドの素線数を増やし素線束の隙間を減らすことでカバー率（編組率）を上げると、シールド特性が向上する傾向にある。一方、編組率が上昇して一定値を超えると、シールド特性が逆に低下する。また、編組率を上げることは、素線数を増やすことになり、シールド電線のコストや重量を増やす要因となることから、必ずしも効果的とはいえない。

特許文献１では、アルミニウムを中心にして周囲に銅を被せた断面構造を有する銅被覆アルミニウム素線を用いて編組された編組シールドが開示されている。特許文献２では、同軸ケーブルにおいて、内部導体に積層された絶縁層上に錫メッキ軟銅線により形成される金属編組からなる３層または４層の外部導体層が積層されたものが開示されている。特許文献３では、高周波用同軸ケーブルにおいて、絶縁層の外周に銅ＰＥＴテープが配設された外部導体を有し、外部導体の外周側が樹脂糸により形成された押さえ巻き層により保持されているものが開示されている。

特開２００３−１５１３８０号公報 特開２００４−２１４１３８号公報 特開２００９−２６６５９２号公報

ところで、シールド電線では、シールド特性が最も高い編組パターンを有する場合、編組率が１００％ではないことから素線束間の隙間が多く、素線束の配置が偏ったり重なったりする編組乱れが生じてシールド特性が低下するおそれがある。編組乱れを考慮して編組率を高めに設定すると、シールド特性が高い編組パターンを組むことができない。また、高圧用電線のように素線の径が細く素線数が増える場合、編組乱れによってシールド特性が低下するおそれがある。

本発明の目的は、シールド特性の低下を抑制でき、かつ編組における導体の使用量を減らして軽量化を図ることができる編組シールドおよびシールド電線を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る編組シールドは、少なくとも１本の電線の外周面を覆い、かつ複数のシールド部材が筒状に編み込まれてなる編組シールドであって、各前記シールド部材は、帯状の非導体フィルムと、前記非導体フィルムの長手方向と直交する幅方向の幅が前記非導体フィルムの前記幅方向の幅より短い帯状の導体部材と、を有し、前記導体部材は、前記シールド部材の平面視において、前記非導体フィルムに対して前記幅方向に分かれて非導体領域と導体領域とが形成されるように前記長手方向に沿って積層されていることを特徴とする。

また、上記編組シールドにおいて、前記導体部材は、前記幅方向に離間して複数の前記導体領域を形成するものである。

また、上記編組シールドにおいて、前記非導体フィルムの前記幅をＡ、前記編組シールドの打ち数をｍ、前記編組シールドの内径をｄとすると、Ａ＝ｄ×π／ｍとなる。

また、上記編組シールドにおいて、前記非導体フィルムの前記幅をＡ、前記導体部材の前記幅をＢとすると、Ａ：Ｂ＝１０：５となる。

また、上記編組シールドにおいて、複数の前記シールド部材は、複数の当該シールド部材が筒状に編み込まれた編組状態において、第１方向および前記第１方向と交差する第２方向に並べて配置され、かつ前記第１方向に配置された第１シールド部材と隣り合う２つの前記シールド部材と、前記第１シールド部材と交差する第２シールド部材と隣り合う２つの前記シールド部材と、が重なり合う編組領域を形成し、前記編組領域は、前記非導体領域の割合が当該編組領域における２５％である。

上記目的を達成するために、本発明に係るシールド電線は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の編組シールドと、前記編組シールドに挿通される少なくとも１本の電線と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る編組シールドおよびシールド電線は、シールド特性の低下を抑制でき、かつ編組における導体の使用量を減らして軽量化を図ることができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る編組シールドを含むシールド電線の概略構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るシールド電線の概略構成を示す断面図である。 図３は、編組シールドを構成するシールド部材の概略構成を示す模式図である。 図４は、編組シールドの概略構成を示す模式図である。 図５は、編組シールドにおける編組領域の概略構成を示す模式図である。 図６は、実施形態の第１変形例におけるシールド部材の概略構成を示す模式図である。 図７は、実施形態の第２変形例におけるシールド部材の概略構成を示す模式図である。 図８は、実施形態の第３変形例におけるシールド部材の概略構成を示す模式図である。 図９は、シールド電線におけるシールド特性の一例を示す特性図である。 図１０は、シールド電線におけるシールド特性と編組率との関係を示す特性図である。

以下に、本発明に係る編組シールドおよびシールド電線の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［実施形態］
本発明の実施形態に係る編組シールドおよびシールド電線について図１〜図５を参照して説明する。本実施形態のシールド電線１は、自動車等の車両（不図示）に搭載され、例えば、車両の構成要素間を電気的に接続するものである。シールド電線１は、可撓性を有することが好ましい。シールド電線１は、電線Ｗと、編組シールド２とを含んで構成される。

電線Ｗは、例えば、車両に搭載された電源（不図示）と、電源からの電力により動作する各種電子機器（不図示）との間に設けられ、これらを電気的に接続する。電線Ｗは、可撓性を有することが好ましい。電線Ｗは、図１および図２に示すように、芯線１０１と、絶縁体１０２とを含んで構成される。芯線１０１は、導電性を有する金属製の素線であり、電源から供給される電流を各種電子機器に対して送電するものである。絶縁体１０２は、絶縁性を有する塩化ビニルなどの合成樹脂などであり、インサート成型等により芯線１０１を被覆し、芯線１０１が外部に露出することを防ぐものである。

編組シールド２は、１本の電線Ｗの外周面を覆い、かつ複数のシールド部材１０が筒状に編み込まれたものである。図１および図２に示す例では、編組シールド２は、１本の電線Ｗの外周面を覆っているが、これに限定されず、束ねられた複数の電線Ｗの外周を覆うものであってもよい。編組シールド２は、可撓性を有することが好ましい。編組シールド２は、電線Ｗに高圧の電流が流れることで発生する電磁ノイズが、各種電子機器に影響を及ぼすことを抑制するための、いわゆる電磁シールド部材である。編組シールド２は、図１に示すように、電線Ｗの全部（または一部）を長手方向に沿って被覆する。したがって、電線Ｗのうち編組シールド２によって被覆された領域は、電線Ｗの外部に放射しようとする電磁ノイズが編組シールド２によって遮断されることとなる。編組シールド２は、特定の打ち数ｍで編み込んだシールド構造を有するが、持ち数が１に相当する。ここで、打ち数ｍは、編組における素線束の数を意味するものである。持ち数は、１打ちの素線数を意味するものである。編組シールド２は、隣り合うシールド部材１０間の隙間が少なくなるように編み込まれる。

シールド部材１０は、図３に示すように、帯状の非導体フィルム２１と、帯状の導体部材２２とを有する。

非導体フィルム２１は、導電性を有していないポリエチレンやポリスチレン、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド等の合成樹脂が用いられる。非導体フィルム２１は、例えば、０．０１〜０．０５ｍｍ程度の厚みを有する。非導体フィルム２１の厚みは、従来の一般的な編組シールドを構成する素線の径と比較して厚いということがなければ、これらの数値に限定されるものではない。

導体部材２２は、シールド部材１０の平面視において、非導体フィルム２１に対して、非導体フィルム２１の長手方向と直交する幅方向に分かれて非導体領域１１と導体領域１２とが形成されるように長手方向に沿って積層されている。導体部材２２は、例えば、導電性を有する銅やアルミニウム、銅合金やアルミニウム合金等が用いられる。導体部材２２は、例えば、０．０５〜０．５ｍｍ程度の厚みを有する。導体部材２２の厚みは、従来の一般的な編組シールドを構成する素線の径より若干厚いものを想定している。例えば、細物シールド電線（１．５Ｄ〜３Ｄ）では０．０５〜０．５ｍｍ程度であり、モータケーブルや高電圧ケーブルに使用される太物シールド電線では０．１〜１．０ｍｍ程度である。

導体部材２２は、例えば、非導体フィルム２１の幅方向の中央に１つの導体領域１２を形成する（図３）。図３に示す例では、導体領域１２は、幅方向において２つの非導体領域１１に挟まれている。

導体部材２２は、非導体フィルム２１の長手方向と直交する幅方向の幅Ｂが非導体フィルム２１の幅方向の幅Ａより短い。すなわち、非導体フィルム２１の幅Ａと導体部材２２の幅Ｂとの関係は、Ａ＞Ｂとなる。導体部材２２は、当該導体部材２２の幅Ｂより大きい幅Ａを有する非導体フィルム２１に対して積層されている。本実施形態における非導体フィルム２１の幅Ａ、すなわちシールド部材１０の幅方向の幅Ａは、編組シールド２の打ち数をｍ、編組シールド２の内径（直径）ｄ（図２）とすると下式（１）の関係を有する。
Ａ＝ｄ×π／ｍ （１）

導体部材２２は、当該導体部材２２の幅Ｂが非導体フィルム２１の幅Ａより短く、幅Ａ：幅Ｂ＝１０：５の関係を有する。このような関係を有する複数のシールド部材１０が筒状に編み込まれた場合、例えば、図４に示すように、非導体領域１１と導体領域１２とが混在する斜め格子状の編組パターンが形成する。図示の編組パターンでは、第１方向、および、第１方向と交差する第２方向のそれぞれに導体領域１２が配列される。このような編組パターンは、編組率が７５％となることから、シールド特性が最も高くなる。編組率が７５％である場合、非導体領域１１の１つと、第１方向の導体領域１２と第２方向の導体領域１２とが重なった導体領域１２ａの１つとを含む編組領域Ｒは、非導体領域の割合（面積割合）が当該編組領域Ｒにおける２５％である。また、非導体フィルム２１の幅Ａと導体部材２２の幅Ｂとが１０：５の関係を有するシールド部材１０を用いた編組シールド２では、非導体領域１１の長手方向の長さＨｘと導体領域１２ａの長手方向の長さＯＬｘとは、同じ長さを有する。また、非導体フィルム２１の幅Ａと導体部材２２の幅Ｂとが１０：５の関係を有するシールド部材１０を用いた編組シールド２では、非導体領域１１の幅方向の長さＨｙと導体領域１２ａの幅方向の長さＯＬｙとは、同じ長さを有する。

複数のシールド部材１０は、複数の当該シールド部材１０が筒状に編み込まれた編組状態において、第１方向および第２方向に並べて配置され、かつ第１方向に配置されたシールド部材１０（第１シールド部材）と隣り合う２つのシールド部材１０と、シールド部材１０（第１シールド部材）と交差するシールド部材１０（第２シールド部材）と隣り合う２つのシールド部材１０と、が重なり合う編組領域Ｒを形成する（図５）。編組領域Ｒは、非導体領域１１の割合が編組領域Ｒにおける２５％である。すなわち、非導体フィルム２１の幅Ａ：導体部材２２の幅Ｂ＝１０：５の関係を有するシールド部材１０を用いた編組シールド２では、シールド部材１０が交差する領域において、導体領域１２の割合が２５％、非導体領域１１の割合が７５％となる。これにより、編組シールド２における編組率が７５％となる。

以上説明したように、本実施形態に係る編組シールド２は、電線Ｗの外周面を覆い、複数のシールド部材１０が筒状に編み込まれてなる。各シールド部材１０は、帯状の非導体フィルム２１と、非導体フィルム２１の幅方向の幅より短い帯状の導体部材２２とを有する。導体部材２２は、シールド部材１０の平面視において、非導体フィルム２１に対して幅方向に分かれて非導体領域１１と導体領域１２とが形成されるように長手方向に沿って積層されている。

従来のシールド電線では、上述したように、編組シールドの素線数を増やし素線束の隙間を減らすことで編組率が上がり、シールド特性も向上するが、編組率が１００％になると、シールド特性が逆に低下する（図１０）。一方、編組率を１００％以下に下げた場合、編組乱れが生じてシールド特性が低下する（図９）。本実施形態に係る編組シールド２は、上記構成により、編組に素線を用いることがないので、素線乱れによるシールド特性の低下を抑制し高いシールド特性を維持することができる。また、素線乱れを考慮して編組率を高めに設定する必要がなくなり、素線の使用量を減らして軽量化を図ることができる。

また、本実施形態に係る編組シールド２は、非導体フィルム２１の幅をＡ、編組シールド２の打ち数をｍ、編組シールド２の内径をｄとすると、上記（式１）となる。このように、編組シールド２を上記（式１）の関係を有するように構成することで、編組率を１００％より低い７５％とすることができ、従来の編組率の上昇によるシールド特性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係る編組シールド２は、非導体フィルム２１の幅をＡ、導体部材２２の幅をＢとすると、Ａ：Ｂ＝１０：５となる。このように、複数のシールド部材１０が筒状に編み込まれ編組された状態において、編組率を１００％より低くすることができ、素線の増加に伴う編組率上昇によるシールド特性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係る編組シールド２は、複数のシールド部材１０が、複数の当該シールド部材１０が筒状に編み込まれた編組状態において、第１方向および第１方向と交差する第２方向に並べて配置され、第１方向に配置されたシールド部材１０と隣り合う２つのシールド部材１０と、シールド部材１０と交差するシールド部材１０と隣り合う２つのシールド部材１０とが重なり合う編組領域Ｒを形成する。編組領域Ｒは、非導体領域１１の割合が当該編組領域Ｒにおける２５％である。これにより、編組シールド２は、編組率を７５％として維持することが可能となり、編組乱れによるシールド特性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係るシールド電線１は、上記編組シールド２と、編組シールド２に挿通される少なくとも１本の電線Ｗとを備える。これにより、上記編組シールド２と同様に、シールド特性を維持しつつ編組における導体の使用量を減らして軽量化を図ることができる、という効果を奏する。

上記実施形態では、導体部材２２は、非導体フィルム２１の幅方向の中央に導体領域１２を形成するが、これに限定されるものではない。図６は、実施形態の第１変形例におけるシールド部材の概略構成を示す模式図である。第１変形例におけるシールド部材１０Ａは、図６に示すように、導体部材２２が、非導体フィルム２１の幅方向の両端部のいずれか一方に導体領域１２を形成する。

また、上記実施形態では、導体部材２２は、非導体フィルム２１の幅方向に１つの導体領域１２を形成するが、これに限定されるものではない。図７は、実施形態の第２変形例におけるシールド部材の概略構成を示す模式図である。図８は、実施形態の第３変形例におけるシールド部材の概略構成を示す模式図である。第２変形例におけるシールド部材１０Ｂは、図７に示すように、導体部材２２が、幅方向に中央において、幅方向に離間して複数の導体領域１２を形成する。各導体領域１２は、例えば、非導体フィルム２１の幅方向にＢａ，Ｂｂ，Ｂｃの３つの幅を有する。幅Ｂａ〜Ｂｃと幅Ｂとは、Ｂ＝Ｂａ＋Ｂｂ＋Ｂｃの関係を有する。各幅Ｂａ〜Ｂｃは、同一の幅であってもよいし、互いに異なる幅であってもよい。第３変形例におけるシールド部材１０Ｃは、図８に示すように、導体部材２２が、非導体フィルム２１の幅方向の両端部のいずれか一方において、幅方向に離間して複数の導体領域１２を形成する。

なお、上記実施形態では、非導体フィルム２１の幅Ａは、導体部材２２の幅Ｂに対して、幅Ａ：幅Ｂ＝１０：５の関係を有するが、これに限定されるものではない。例えば、隣り合うシールド部材１０間に隙間が生じたり、非導体フィルム２１の幅方向に複数の導体領域１２が形成される場合（図７、図８）もあることから、幅Ａ：幅Ｂ＝１０：４〜１０：６の関係であってもよい。幅Ａ：幅Ｂ＝１０：４〜１０：６の場合、編組シールド２の編組率は６５％〜８５％となる。

また、上記実施形態では、編組シールド２内の電線Ｗについて、芯線が１本の単線の場合について説明したが、芯線が複数本の素線を撚って１本にした撚り線であってもよいし、芯線が２本または３本以上であってもよい。

更に、上記実施形態では、図２に示すように、シールド電線（編組シールド）の断面形状が円の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、複数本の芯線がシールド電線の延在方向から視て幅方向に並んでいたり、芯線が平型構造である場合には、シールド電線の断面形状が楕円や、長方形などの多角形であってもよい。

１ シールド電線
２ 編組シールド
１０ シールド部材
１１ 非導体領域
１２ 導体領域
２１ 非導体フィルム
２２ 導体部材
１０１ 芯線
１０２ 絶縁体
Ｗ 電線

Claims (6)

1. 少なくとも１本の電線の外周面を覆い、かつ複数のシールド部材が筒状に編み込まれてなる編組シールドであって、
   各前記シールド部材は、
   帯状の非導体フィルムと、
   前記非導体フィルムの長手方向と直交する幅方向の幅が前記非導体フィルムの前記幅方向の幅より短い帯状の導体部材と、
   を有し、
   前記導体部材は、
   前記シールド部材の平面視において、前記非導体フィルムに対して前記幅方向に分かれて非導体領域と導体領域とが形成されるように前記長手方向に沿って積層されている
   ことを特徴とする編組シールド。
2. 前記導体部材は、
   前記幅方向に離間して複数の前記導体領域を形成する
   請求項１に記載の編組シールド。
3. 前記非導体フィルムの前記幅をＡ、前記編組シールドの打ち数をｍ、前記編組シールドの内径をｄとすると、
   Ａ＝ｄ×π／ｍとなる
   請求項１または２に記載の編組シールド。
4. 前記非導体フィルムの前記幅をＡ、前記導体部材の前記幅をＢとすると、
   Ａ：Ｂ＝１０：５となる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の編組シールド。
5. 複数の前記シールド部材は、
   複数の当該シールド部材が筒状に編み込まれた編組状態において、第１方向および前記第１方向と交差する第２方向に並べて配置され、かつ
   前記第１方向に配置された第１シールド部材と隣り合う２つの前記シールド部材と、前記第１シールド部材と交差する第２シールド部材と隣り合う２つの前記シールド部材と、が重なり合う編組領域を形成し、
   前記編組領域は、
   前記非導体領域の割合が当該編組領域における２５％である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の編組シールド。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の編組シールドと、
   前記編組シールドに挿通される少なくとも１本の電線と、
   を備えることを特徴とするシールド電線。

Images