JP2022155716A - シールド箔および通信用電線 - Google Patents
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Abstract
【課題】空隙の影響によるノイズ遮蔽性能の低下が抑えられたノイズ遮蔽部材、およびそのようなノイズ遮蔽部材を備えた通信用電線を提供する。【解決手段】非磁性金属より構成される、厚さ5μm以上、12μm以下の金属箔12と、酸化物磁性体より構成される、厚さ0.05μm以上、6μm以下の磁性層13と、を一体に積層して有する、シールド箔10とする。また、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の外側を包囲する前記シールド箔10と、を有する、通信用電線とする。【選択図】図1
Description
本開示は、シールド箔および通信用電線に関する。
自動車等の分野において用いられる通信用電線において、外部からのノイズの侵入や外部へのノイズの放出を低減するためのノイズ遮蔽層として、コア線の外周に、銅、アルミニウム、またそれらの金属を含む合金等よりなる金属箔が配置される場合がある。例えば特許文献1に、金属箔シールドを備えたシールド電線が、開示されている。また、別の形態のノイズ遮蔽層として、金属箔の代わりに、あるいは金属箔とともに、フェライト等の磁性材料の粉末を有機ポリマー中に分散させたシース層が設けられる場合がある。例えば特許文献2に、そのようなシース層を有するケーブルが開示されている。
通信用電線等において、ノイズ遮蔽を目的として、磁性材料の粉末を有機ポリマー中に分散させた材料を用いる場合に、磁性材料の粉末どうしの間に、不可避的に空隙が生じる。その空隙を電磁波が通過することで、ノイズ遮蔽性能を効果的に高めることができなくなる。また、磁性材料の粉末を有機ポリマー中に分散させたシース層を、金属箔や金属編組体の層と積層して用いることで、ノイズ遮蔽性を高めることも考えられるが、積層した層の間にも、空隙が生じやすい。そのような層間の空隙も、ノイズ遮蔽性能の向上を妨げるものとなる。
以上に鑑み、空隙の影響によるノイズ遮蔽性能の低下が抑えられたノイズ遮蔽部材、およびそのようなノイズ遮蔽部材を備えた通信用電線を提供することを課題とする。
本開示にかかるシールド箔は、非磁性金属より構成される、厚さ5μm以上、12μm以下の金属箔と、酸化物磁性体より構成される、厚さ0.05μm以上、6μm以下の磁性層と、を一体に積層して有する。
本開示にかかる通信用電線は、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の外側を包囲する前記シールド箔と、を有する。
本開示にかかるシールド箔および通信用電線は、空隙の影響によるノイズ遮蔽性能の低下が抑えられたノイズ遮蔽部材、およびそのようなノイズ遮蔽部材を備えた通信用電線となる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に、本開示の実施態様を説明する。
本開示にかかるシールド箔は、非磁性金属より構成される、厚さ5μm以上、12μm以下の金属箔と、酸化物磁性体より構成される、厚さ0.05μm以上、6μm以下の磁性層と、を一体に積層して有する。
最初に、本開示の実施態様を説明する。
本開示にかかるシールド箔は、非磁性金属より構成される、厚さ5μm以上、12μm以下の金属箔と、酸化物磁性体より構成される、厚さ0.05μm以上、6μm以下の磁性層と、を一体に積層して有する。
上記シールド箔は、金属箔と磁性層が、一体に積層されたものとなっている。このシールド箔においては、金属箔と磁性層がともにノイズ遮蔽に寄与するので、シールド箔全体として、高いノイズ遮蔽性能を示す。特に、磁性層において、磁性材料が、粉末状ではなく、連続した層状になっていることにより、磁性層の内部に磁性材料の連続性が途切れた空隙が生じにくい。また、磁性層が金属箔と一体に形成されているので、磁性層と金属箔の間にも空隙が生じにくい。このように、磁性層内、および磁性層と金属箔の間に、電磁波が通過する空隙が生じにくくなっていることにより、シールド箔が、高いノイズ遮蔽性を示すものとなる。さらに、金属箔および磁性層が、上記の下限以上の厚さを有することで、特に高いノイズ遮蔽性能が確保される。一方で、金属箔および磁性層の厚さが、上記の上限以下に抑えられていることで、シールド箔が高い耐屈曲性を有し、屈曲を経ても、高いノイズ遮蔽性能を維持することができる。また、巻き付け等によるシールド箔の設置を行いやすく、通信用電線等、シールド箔を含む部材を、高い製造性をもって製造することができる。
ここで、前記金属箔は、銅または銅合金より構成され、前記磁性層は、フェライトより構成されるとよい。すると、シールド箔が高いノイズ遮蔽性を示すものとなる。また、汎用的な材料を用いて、シールド箔を構成することができる。
前記シールド箔はさらに、有機ポリマーを含むシート状の基材を有し、前記基材の表面に、前記金属箔および前記磁性層が形成されているとよい。すると、適切な厚みを有し、亀裂等の欠陥の少ない金属箔および磁性層を有するシールド箔を、簡便に製造することができる。また、シールド箔の取り扱い性が高くなる。
本開示にかかる通信用電線は、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の外側を包囲する前記シールド箔と、を有する。上記のように、本開示にかかるシールド箔は、金属箔と磁性層を一体に有するものであり、磁性層内、および金属箔と磁性層の間に空隙が生じにくいため、通信用電線において、導体と絶縁層よりなるコア線の外周に配置されることで、コア線に対する電磁波の侵入および放出を効果的に抑制し、高いノイズ遮蔽性能を示す。さらに、シールド箔を構成する金属箔および磁性層の厚さが所定の範囲に設定されていることで、通信用電線に高いノイズ遮蔽性が付与されるとともに、屈曲を経ても、その高いノイズ遮蔽性を維持することができる。また、コア線の外周にシールド箔を配置する工程を含んで通信用電線を製造する際の製造性も高くなる。
ここで、前記通信用電線はさらに、前記絶縁層の外側を被覆して、有機ポリマーと、粉末状の磁性材料と、を含有するシース層を有するとよい。すると、シールド箔に加えて、シース層が、さらに高いノイズ遮蔽性を通信用電線に付与するものとなる。シース層は、シールド箔等、内部の構成部材を、外部の物体との接触等から保護する役割も果たす。
前記通信用電線はさらに、前記シールド箔の外側または内側に、金属の編組体を有するとよい。すると、通信用電線が、シールド箔に加えて、金属編組体を有することで、さらに高いノイズ遮蔽性を付与される。
前記通信用電線は、同軸電線として構成されているとよい。同軸電線は、構造上、ノイズの影響を受けやすいが、上記シールド箔をコア線の外周に備えることで、高い耐ノイズ性を有する。
[本開示の実施形態の詳細]
以下、図面を用いて、本開示の実施形態にかかるシールド箔および通信用電線について、詳細に説明する。本開示の実施形態にかかる通信用電線は、ノイズ遮蔽部材として、本開示の実施形態にかかるシールド箔を備える。
以下、図面を用いて、本開示の実施形態にかかるシールド箔および通信用電線について、詳細に説明する。本開示の実施形態にかかる通信用電線は、ノイズ遮蔽部材として、本開示の実施形態にかかるシールド箔を備える。
(シールド箔)
まず、本開示の実施形態にかかるシールド箔について説明する。図1A~1Cに本開示の実施形態にかかるシールド箔10の層構成を断面図にて示す。図1A~1Cは、それぞれ異なる形態を示している。
まず、本開示の実施形態にかかるシールド箔について説明する。図1A~1Cに本開示の実施形態にかかるシールド箔10の層構成を断面図にて示す。図1A~1Cは、それぞれ異なる形態を示している。
本実施形態にかかるシールド箔10は、基材11と、金属箔12と、磁性層13と、を一体に積層した構造を有している。つまり、基材11と金属箔12と磁性層13の各層が、容易には分離できない状態で、相互に接合されて、複合体を形成している。各層の積層順および層数は特に限定されず、図1Aに示した形態では、基材11の一方の面に、磁性層13、金属箔12の順に積層されている。図1Bに示した形態では、基材11の一方面に磁性層13、金属箔12、磁性層13の順に積層されている。つまり、磁性層13は、金属箔12の両側の表面に接して、計2層が形成されている。図1Cに示した形態では、基材11の一方面に、金属箔12、磁性層13の順に積層されている。金属箔12と磁性層13が、基材11の一方の面と他方の面に、離れて形成されていてもよいが、図1A~1Cのように、金属箔12の表面に接して、磁性層13が形成されていることが好ましい。図1A~1Cの積層構造の中では、後に示す通信用電線1の編組層5のような、隣接する導電性部材との導通の観点から、図1Aのものが、最も好ましい。
基材11は、有機ポリマー材料より構成されるシート状の部材である。基材11は、シールド箔10に必須に設けられるものではないが、基材11を利用することで、適切な厚みを有し、欠陥の少ない金属箔12および磁性層13を、簡便に形成することができる。また、シールド箔10の機械的強度や取り扱い性を高めることができる。基材11を構成する有機ポリマーは、特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル(PVC)等を例示することができる。特に、機械的強度の高さ等の観点から、PETを好適に用いることができる。基材11は、有機ポリマーに加えて、各種添加剤を適宜含むものであってもよい。基材11の厚さも特に限定されないが、シールド箔10の機械的強度や取り扱い性の向上効果を高める等の観点から、2μm以上であるとよい。一方、可撓性の確保等の観点から、基材11の厚さは、20μm以下としておくとよい。
金属箔12は、非磁性金属より構成される層である。金属箔12は、静電遮蔽により、電磁的ノイズを遮蔽する役割を果たす。金属箔12を構成する金属の種類は、特に限定されるものではないが、静電遮蔽用に汎用されている金属である銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、またそれらの金属の表面にSn、Ni、Ag、Au等でめっきを施した材料を、本実施形態においても、好適に用いることができる。特に、銅または銅合金を用いることが好ましい。なお、非磁性金属とは、強磁性を有さない金属であり、特に常磁性金属を指す。
金属箔12の厚さは、5μm以上、かつ12μm以下とされる。金属箔12の厚さが5μm以上であることで、金属箔12によるノイズ遮蔽性能が十分に得られる。また、十分な機械的強度が得られる。それらの特性をさらに高める観点から、金属箔12の厚さは、8μm以上であると、さらに好ましい。一方、金属箔12の厚さが12μm以下であることで、金属箔12の耐屈曲性が高くなる。つまり、シールド箔10に対して屈曲を繰り返し加えても、金属箔12に、亀裂等の損傷が発生しにくい。その結果、亀裂等の損傷が生じた箇所から電磁波が通過することによるノイズ遮蔽性の低下を、抑制することができる。また、金属箔12の厚さが大きすぎないことで、シールド箔10が高い可撓性を有するものとなり、後に説明する通信用電線1のコア線4の外周への巻き付け等、シールド箔10を所定の箇所に配置する工程が行いやすく、シールド箔10を含む部材や装置の製造性を高めることができる。それらの効果をさらに高める観点から、金属箔12の厚さは、10μm以下であると、より好ましい。
磁性層13は、酸化物磁性体より構成される層である。酸化物磁性体とは、金属酸化物より構成される強磁性体である。好ましくは、金属酸化物が軟磁性を示すものであるとよい。磁性層13は、磁性損失により、電磁波を吸収することで、電磁的ノイズを減衰する効果を示す。磁性層13を構成する具体的な金属酸化物の種類は、特に限定されるものではないが、フェライトを好適に利用することができる。中でも、Ni-Znフェライト、Mn-Znフェライト、Srフェライトを好適に用いることができる。磁性層13として、金属磁性体ではなく、酸化物磁性体を用いることで、化学的な安定性が高くなるので、薄膜化した状態で磁性層13を形成し、また長期にわたって使用しても、軟磁性等、磁性層13の有する物性を、安定に保持することができる。フェライト以外に、磁性層13を構成しうる酸化物磁性体としては、酸化クロム、酸化マンガン等を例示することができる。磁性層13は、強磁性を示す金属酸化物以外に、不純物程度であれば、強磁性を示さない金属酸化物、有機化合物、金属、酸化物以外の金属化合物等、他種の物質を含んでいてもよい。
磁性層13の厚さは、0.05μm以上、かつ6μm以上とされる。磁性層13の厚さが0.05μm以上であることで、磁性層13によるノイズ遮蔽効果が十分に得られる。製造工程等において、磁性層13の中に、局所的に欠陥が生じることがあったとしても、磁性層13全体としての平均の厚さが、0.05μm以上であれば、欠陥が、亀裂や孔のように、磁性層13の厚みを貫通するものとはなりにくく、貫通部を介して電磁波が通過することによるノイズ遮蔽の不備を抑制することができる。磁性層13によるノイズ遮蔽性をさらに高める観点から、磁性層13の厚さは、0.1μm以上、また0.5μm以上であると、さらに好ましい。一方、磁性層13の厚さが6μm以下に抑えられていることで、磁性層13が高い耐屈曲性を有するものとなり、シールド箔10に屈曲を繰り返し加えても、磁性層13に亀裂等の損傷が生じにくい。すると、亀裂等の損傷の箇所を介した電磁波の通過によるノイズ遮蔽性能の低下が起こりにくくなる。また、磁性層13の厚さが大きくなりすぎないことで、シールド箔10が高い可撓性を備え、シールド箔10を備える部材や装置の製造性を高めることができる。
本実施形態にかかるシールド箔10においては、磁性体が、粉末形状で分散されているのではなく、層構造をとっている。つまり、連続した組織を有している。磁性体が不連続な粉末形状をとっている場合には、粉末粒子の間に、不可避的に空隙が形成され、その空隙を電磁波が通過することで、ノイズを十分に遮蔽できない可能性がある。しかし、本実施形態においては、磁性体が層状に連続していることで、粉末材料の場合のように、電磁波が通過可能な空隙が生じにくい。よって、シールド箔10は、高いノイズ遮蔽性を与えるものとなる。
本実施形態にかかるシールド箔10においては、非磁性金属と酸化物磁性体という、異なる機構で電磁的ノイズを遮蔽する2種の材料よりなる層が積層されていることで、高いノイズ遮蔽性能が得られる。特に、非磁性金属よりなる金属箔12と、酸化物磁性体よりなる磁性層13が、相互に一体に接合されていることで、層間に空隙が生じにくい。層間の空隙も、上記で説明した磁性体粒子の間の空隙と同様に、電磁波の通過によってノイズ遮蔽性を低下させるものとなるが、本実施形態にかかるシールド箔10においては、磁性層13の層内のみならず、金属箔12との界面にも、空隙が生じにくくなっていることで、高いノイズ遮蔽性が得られる。さらに、本実施形態にかかるシールド箔10においては、金属箔12および磁性層13のそれぞれの厚さが、上記所定の範囲に収まっていることにより、高いノイズ遮蔽性を示すとともに、高い耐屈曲性を示し、かつシールド箔10を備える部材や装置の製造性を高めるものとなる。
本実施形態にかかるシールド箔10において、金属箔12と磁性層13、またそれらの層12,13と基材11を一体に接合する方法は、特に限定されるものではない。基材11の表面に、蒸着、めっき、接着等によって、金属箔12および磁性層13を、所定の積層順で形成する形態を例示することができる。磁性層13については、蒸着法によって特に好適に形成することができる。例えば、酸化を経て強磁性金属酸化物を構成する金属の層を、蒸着によって形成すればよい。そして、蒸着中、または蒸着後に、その金属層を、空気等、酸素を含むガスに接触させて酸化させ、金属酸化物とすればよい。蒸着は、一般的な真空装置による成膜方法にて実施することができる。
本実施形態にかかるシールド箔10の用途は、特に限定されるものではなく、巻き付けや貼り付け等により、種々の部材や機器に設置することで、それらの部材等にノイズ遮蔽性を付与することができる。つまり、それらの部材等に外部の電磁波が侵入し、それらの部材等において、ノイズを発生させることや、それらの部材等から電磁波が放出され、外部においてノイズの発生源となることを、抑制できる。シールド箔10を設ける部材の好適な例として、次に説明する通信用電線を挙げることができる。
(通信用電線)
以下、本開示の一実施形態にかかる通信用電線について説明する。図2に、本開示の一実施形態にかかる通信用電線1について、軸線方向に垂直に切断した断面図を示す。
以下、本開示の一実施形態にかかる通信用電線について説明する。図2に、本開示の一実施形態にかかる通信用電線1について、軸線方向に垂直に切断した断面図を示す。
本実施形態にかかる通信用電線1は、同軸電線として構成されている。具体的には、通信用電線1は、導体2と、導体2の外周を被覆する絶縁層3とを有するコア線4を備えている。そして、コア線4の外周には、ノイズ遮蔽部材として、上記で説明した本実施形態にかかるシールド箔10と、編組層5が、内側からこの順に設けられている。編組層5の外周には、やはりノイズ遮蔽部材として機能するシース層6が設けられている。
コア線4の外周に、シールド箔10等のノイズ遮蔽部材を備えた同軸電線として構成された、上記のような通信用電線1は、1GHz以上の高周波域の信号を伝送するのに、好適に用いることができる。しかし、本開示にかかる通信用電線1は、コア線4の外側を被覆して、少なくともシールド箔10が設けられるものであれば、上記のような構造を有するものに限られず、通信周波数や用途に応じた構成を採用すればよい。例えば、上記の形態では、コア線4として、単独の絶縁電線を用いているが、複数の絶縁電線を用いてもよい。具体的には、1対の絶縁電線を、相互に撚り合わせるか、並走させるかして、差動信号を伝送するように、コア線4を構成することができる。
また、編組層5やシース層6は、通信用電線1において、ノイズ遮蔽性を高めるものとなるが、それらの部材は必須に設けられるものではない。通信用電線1において、ノイズ遮蔽部材として、シールド箔10を設けるのみでも、高いノイズ遮蔽性が得られるため、ノイズの影響がそれほど大きくない場合等には、編組層5および/またはシース層6を設けなくてもよい。また、上記の形態では、説明した各層を、それぞれ内側の構成層の外周に直接接触させて形成しているが、通信用電線1は、上記で説明した各層以外の構成層を、適宜含むものであってもよい。
コア線4は、通信用電線1において、電気信号の伝送を担う信号線であり、導体2と、導体2の外周を被覆する絶縁層3とを有している。導体2および絶縁層3を構成する材料は、特に限定されるものではない。導体2を構成する材料としては、種々の金属材料を用いることができるが、高い導電性を有する等の点から、銅または銅合金を用いることが好ましい。導体2は、単線として構成されてもよいが、屈曲時の柔軟性を高める等の観点から、複数の素線(例えば7本)が撚り合わせられた撚線として構成されることが好ましい。絶縁層3は、コア線4において、導体2を絶縁するものであり、有機ポリマーを含んでいる。有機ポリマーの種類は、特に限定されるものではなく、ポリオレフィンやオレフィン系共重合体等のオレフィン系ポリマー、ポリ塩化ビニル等のハロゲン系ポリマー、各種エンジニアリングプラスチック、エラストマー、ゴム等を挙げることができる。絶縁層3には、有機ポリマーに加えて、適宜添加剤が含有されてもよい。
本開示の実施形態にかかるシールド箔10は、コア線4の外周を包囲して配置され、ノイズ遮蔽部材として機能する。つまり、外部の電磁波がコア線4に侵入し、コア線4を伝送される信号にノイズが生じること、またコア線4を伝送される信号によって発生する電磁波が外部に放出され、ノイズ源となるのを抑制する。コア線4の外周にシールド箔10を配置する際の表裏の方向は、限定されないが、図1A~1Cのように、基材11の一方面に金属箔12と磁性層13が設けられている場合に、編組層5と金属箔12を導通させる観点から、基材11の面を編組層5と反対側に配置することが好ましい。また、シールド箔10は、縦添え状に配置しても、横巻き状に配置しても、いずれでもよいが、ノイズ遮蔽性を高める観点から、縦添え状に配置する方が好ましい。
編組層5は、複数の金属素線が相互に編み込まれて、中空筒状に成形された編組体として構成されている。編組層5を構成する金属素線としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料、あるいはそれら金属材料の表面に、スズ等によってめっきを施したものを例示することができる。上記のように、通信用電線1において、編組層5は必須に設けられるものではないが、設けることで、シールド箔10の金属箔12とともに、静電遮蔽によってノイズ遮蔽性を発揮する。編組層5は、シールド箔10よりも外側に設けても、内側に設けてもよいが、外側に設ける方が、信号損失の低減等の観点で好ましい。
シース層6は、粉末状の磁性材料と、有機ポリマー成分とを含有しており、内側に配置された各部材を、外部の物体との接触等から保護するとともに、通信用電線1におけるノイズ遮蔽性能を高める役割を果たす。シース層6において、磁性材料の粉末は、有機ポリマー成分より構成されるマトリクス中に分散された状態をとる。シース層6に含有される磁性材料は、強磁性材料であり、さらに好ましくは、軟磁性を有する金属または金属酸化物であるとよい。シース層6に含まれる粉末状の磁性材料が金属酸化物より構成される場合に、その金属酸化物は、シールド箔10の磁性層13を構成する金属酸化物と同種のものであっても、異なるものであってもよい。シース層6を構成する有機ポリマーの種類は、特に限定されるものではなく、ポリオレフィンやオレフィン系共重合体等のオレフィン系ポリマー、ポリ塩化ビニル等のハロゲン系ポリマー、各種エンジニアリングプラスチック、エラストマー、ゴム等を挙げることができる。上記のように、通信用電線1において、シース層6は必須に設けられるものではなく、また設ける場合に、磁性材料を含有しないものとしてもよいが、磁性材料を含有するシース層6を設けることで、シールド箔10の磁性層13とともに、磁性損失によるノイズ遮蔽性を発揮する。また、シース層6として、磁性材料を含有する層の外周に、磁性材料を含有しない層をさらに設けてもよい。その場合に、磁性材料を含有しない層は、磁性材料を含有する層を保護するものとなる。
本実施形態にかかる通信用電線1は、上記シールド箔10を備えていることで、高いノイズ遮蔽性を備えるものとなる。シールド箔10が、金属箔12と磁性層13とを一体に備えており、磁性層13の層内、および磁性層13と金属箔12の間における空隙の形成が抑制されていることにより、空隙がある場合に生じうるノイズ遮蔽性の低下が起こりにくいからである。また、金属箔12および磁性層13の厚さが所定の範囲にあることで、ノイズ遮蔽性が効果的に高められるとともに、高い耐屈曲性および製造性が得られる。特に、通信用電線1が、自動車のドア等、屈曲を頻繁に受ける箇所に設置される場合には、シールド箔10が高い耐屈曲性を有することで、通信用電線1が屈曲を繰り返して受けても、シールド箔10が、高いノイズ遮蔽性を有する状態を、維持することができる。
以下に実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。ここでは、図2に示すように、コア線の外周にシールド箔と編組層をこの順に有し、さらに最外周にシース層を有する通信用電線を想定し、ノイズ遮蔽特性、耐屈曲性、製造性を評価した。
(試料について)
通信用電線の各構成部材の構成は、以下のようにした。
・コア線:外径0.18mmの銅素線を7本撚り合わせた導体の外周に、ポリエチレンよりなる厚さ0.55mmの絶縁層を形成したものをコア線とした。
・シールド箔:シールド箔の構成材料として、基材は厚さ12μmのPET、金属箔は銅、磁性層はフェライトを採用した。フェライトの種類は、表1に示している。また、金属箔および磁性層のそれぞれの有無および厚さを、表1に示している。金属箔と磁性層の両方が設けられる場合には、積層順としては、図1Aに示すように、基材の表面に、磁性層、金属箔の順に積層した。
・編組層:スズめっき軟銅線よりなる編組層とした。編組構造としては、16/5/0.1の構成を採用した。
・シース層:磁性材料を含む、あるいは含まない厚さ0.5mmのシース層を外周部に設けた。シース層を構成する有機ポリマーは、ポリプロピレンとした。磁性材料は表1に示したフェライトの粉末とした。磁性材料の含有量は、有機ポリマー100質量部に対し、350質量部とした。
通信用電線の各構成部材の構成は、以下のようにした。
・コア線:外径0.18mmの銅素線を7本撚り合わせた導体の外周に、ポリエチレンよりなる厚さ0.55mmの絶縁層を形成したものをコア線とした。
・シールド箔:シールド箔の構成材料として、基材は厚さ12μmのPET、金属箔は銅、磁性層はフェライトを採用した。フェライトの種類は、表1に示している。また、金属箔および磁性層のそれぞれの有無および厚さを、表1に示している。金属箔と磁性層の両方が設けられる場合には、積層順としては、図1Aに示すように、基材の表面に、磁性層、金属箔の順に積層した。
・編組層:スズめっき軟銅線よりなる編組層とした。編組構造としては、16/5/0.1の構成を採用した。
・シース層:磁性材料を含む、あるいは含まない厚さ0.5mmのシース層を外周部に設けた。シース層を構成する有機ポリマーは、ポリプロピレンとした。磁性材料は表1に示したフェライトの粉末とした。磁性材料の含有量は、有機ポリマー100質量部に対し、350質量部とした。
(ノイズ遮蔽性の評価)
各通信用電線のノイズ遮蔽性を評価した。ここでは、透磁率等、各構成部材の有する物性に基づいて、1GHzにおけるノイズ放射量を見積もった。具体的には、ノイズ放射量を、シェルクノフの式に基づいて見積もった。この際、想定している金属箔および磁性層の厚みと、銅およびフェライトについて既知の導電率および透磁率の値を用いて、計算を行った。そして、見積もられたノイズ放射量が-100dB以下である場合を、ノイズ遮蔽性が低い「A」と評価し、ノイズ放射量が-100dBを超える場合を、ノイズ遮蔽性が低い「B」と評価した。なお、-100dB以下とのノイズ放射量は、CISPR25(国際無線障害特別委員会による「車載受信機保護のための妨害波の推奨限度値および測定法」の規格)において、「+5」と評価される水準に相当する。
各通信用電線のノイズ遮蔽性を評価した。ここでは、透磁率等、各構成部材の有する物性に基づいて、1GHzにおけるノイズ放射量を見積もった。具体的には、ノイズ放射量を、シェルクノフの式に基づいて見積もった。この際、想定している金属箔および磁性層の厚みと、銅およびフェライトについて既知の導電率および透磁率の値を用いて、計算を行った。そして、見積もられたノイズ放射量が-100dB以下である場合を、ノイズ遮蔽性が低い「A」と評価し、ノイズ放射量が-100dBを超える場合を、ノイズ遮蔽性が低い「B」と評価した。なお、-100dB以下とのノイズ放射量は、CISPR25(国際無線障害特別委員会による「車載受信機保護のための妨害波の推奨限度値および測定法」の規格)において、「+5」と評価される水準に相当する。
(耐屈曲性の評価)
各通信用電線の耐屈曲性を評価した。通信用電線を屈曲させる際には、強度が低い銅箔の屈曲性によって、屈曲が律速される(屈曲が制限される)と考えられる。よって、銅箔をパイプ状に保持し、曲率0.04で屈曲させる試験を行い、銅箔に損傷が発生するまでの屈曲回数を数えた。屈曲回数が200回以上のものを、耐屈曲性が高い「A」と評価し、屈曲回数が200回未満のものを、耐屈曲性が低い「B」と評価した。
各通信用電線の耐屈曲性を評価した。通信用電線を屈曲させる際には、強度が低い銅箔の屈曲性によって、屈曲が律速される(屈曲が制限される)と考えられる。よって、銅箔をパイプ状に保持し、曲率0.04で屈曲させる試験を行い、銅箔に損傷が発生するまでの屈曲回数を数えた。屈曲回数が200回以上のものを、耐屈曲性が高い「A」と評価し、屈曲回数が200回未満のものを、耐屈曲性が低い「B」と評価した。
(製造性の評価)
コア線の外周へのシールド箔の配置のしやすさの観点から、各通信用電線の製造性を評価した。シールド箔を縦添え状に配置する際の製造性は、シールド箔の厚さに大きく依存し、構造係数である断面2次モーメントの影響が大きくなる。そこで、各シールド箔に対して、縦添え状に配置する際の断面2次モーメントを、計算によって見積もった。断面2次モーメントが1600mm4以下の場合には、製造性が高い「A」と評価し、断面2次モーメントが1600mm4未満の場合には、製造性が低い「B」と評価した。
コア線の外周へのシールド箔の配置のしやすさの観点から、各通信用電線の製造性を評価した。シールド箔を縦添え状に配置する際の製造性は、シールド箔の厚さに大きく依存し、構造係数である断面2次モーメントの影響が大きくなる。そこで、各シールド箔に対して、縦添え状に配置する際の断面2次モーメントを、計算によって見積もった。断面2次モーメントが1600mm4以下の場合には、製造性が高い「A」と評価し、断面2次モーメントが1600mm4未満の場合には、製造性が低い「B」と評価した。
[評価結果]
表1に、試料A1~A7および試料B1~B8について、シールド箔およびシース層の構成と、各評価の結果をまとめる。
表1に、試料A1~A7および試料B1~B8について、シールド箔およびシース層の構成と、各評価の結果をまとめる。
表1によると、厚さ5μm以上かつ12μm以下の金属箔と、厚さ0.05μm以上6μm以下のフェライト層を一体に備えたシールド箔を、コア線の外周に有する試料A1~A7の通信用電線においては、高いノイズ遮蔽性を有するとともに、耐屈曲性および製造性も高くなっている。試料A1,A2,A6では、シース層に磁性材料が含有されていないが、磁性材料粉末がシース層に含有されている他の試料と比較して、同程度のノイズ遮蔽性を示している。つまり、通信用電線において、シールド箔を用いれば、シース層に磁性材料粉末を含有させなくても、十分なノイズ遮蔽性が得られると言える。
試料B1,B2,B5,B7は、シールド箔を構成する磁性層を有していない。そのことと対応して、ノイズ遮蔽性が低くなっている。試料B5,B7ではシース層に磁性材料を含有させているが、磁性層の欠如によるノイズ遮蔽性能の低下を補うものとはなっていない。また、試料B8では、シールド箔が磁性層を有しているが、その磁性層の厚さが0.05μmよりも小さいことと対応して、ノイズ遮蔽性が低くなっている。
試料B3では厚い金属箔を用いていることにより、シールド箔が磁性層を含んでいなくても、高いノイズ遮蔽性が得られている。しかし、シールド箔の金属箔の厚さが12μmよりも大きくなっていることと対応して、通信用電線の耐屈曲性および製造性が低くなっている。一方、試料B4,B6ではシールド箔の磁性層の厚さが6μmを超えている。これらの試料においては、磁性層が厚すぎることと対応して、通信用電線の製造性が低くなっている。
以上、本開示の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
1 通信用電線
2 導体
3 絶縁層
4 コア線
5 編組層
6 シース層
10 シールド箔
11 基材
12 金属箔
13 磁性層
2 導体
3 絶縁層
4 コア線
5 編組層
6 シース層
10 シールド箔
11 基材
12 金属箔
13 磁性層
Claims (7)
- 非磁性金属より構成される、厚さ5μm以上、12μm以下の金属箔と、
酸化物磁性体より構成される、厚さ0.05μm以上、6μm以下の磁性層と、を一体に積層して有する、シールド箔。 - 前記金属箔は、銅または銅合金より構成され、
前記磁性層は、フェライトより構成される、請求項1に記載のシールド箔。 - 前記シールド箔はさらに、有機ポリマーを含むシート状の基材を有し、
前記基材の表面に、前記金属箔および前記磁性層が形成されている、請求項1または請求項2に記載のシールド箔。 - 導体と、
前記導体の外周を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層の外側を包囲する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシールド箔と、を有する、通信用電線。 - 前記通信用電線はさらに、前記絶縁層の外側を被覆して、有機ポリマーと、粉末状の磁性材料と、を含有するシース層を有する、請求項4に記載の通信用電線。
- 前記通信用電線はさらに、前記シールド箔の外側または内側に、金属の編組体を有する、請求項4または請求項5に記載の通信用電線。
- 前記通信用電線は、同軸電線として構成されている、請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の通信用電線。
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