JP2022188671A - 2心平行シールド電線 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2心平行シールド電線に関する。
従来、例えば2本の絶縁電線を平行配置すると共に2本の絶縁電線に裸電線等のドレン線を沿わせ、それらの周囲に金属箔を縦添えし、金属箔上に樹脂テープを巻いた2心平行シールド電線が提案されている(例えば特許文献1参照)。このような2心平行シールド電線は、金属箔を縦添えすることにより高周波領域における急激な信号減衰(サックアウト)を抑えるように構成されている。
また、上記のような2心平行シールド電線は、2本の絶縁電線に対して金属箔が縦添えされる関係上、2本の絶縁電線と金属箔との密着性が高くなく、結局サックアウトを招いたり通信特性が不安定となる可能性がある。しかし、特許文献1に記載の2心平行シールド電線は、金属箔上に樹脂テープが巻かれるため2本の絶縁電線と金属箔との密着性が確保されることとなる。
本件発明者らは、屈曲耐性の向上等の目的から、特許文献1に記載のものに金属素線等を編み上げた編組シールドを被せ、編組シールド上に押出成形等により絶縁体を被覆した2心平行シールド電線を検討している。しかし、この2心平行シールド電線は、ドレン線とシールド編組との双方を端末加工する必要があり、端末加工性が決してよいとはいえない。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、2本の絶縁電線と金属箔との密着性を確保しつつ、端末加工性の向上を図ることが可能な2心平行シールド電線を提供することにある。
本発明の2心平行シールド電線は、平行に配置される2本の絶縁電線と、前記2本の絶縁電線の周囲に縦添えされる金属箔とを備えた2心平行シールド電線であって、前記金属箔上に長手方向に0.5mm以上の隙間を有した状態で巻き付けられた厚み25μm以下の樹脂フィルムと、導電線を編み上げて形成され、前記金属箔及び前記樹脂フィルム上を覆い、前記金属箔と導通可能なシールド編組と、前記シールド編組上に前記シールド編組に接して設けられた絶縁体と、を備える。
本発明に係る2心平行シールド電線によれば、2本の絶縁電線と金属箔との密着性を確保しつつ、端末加工性の向上を図ることができる。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図1は、本発明の実施形態に係る2心平行シールド電線の配索構造を示す上面図である。図1に示すように、2心平行シールド電線1は、例えば車両内に搭載された第1機器M1と第2機器M2とを電気的に接続するものである。
第1機器M1及び第2機器M2は、例えば200MHz以上26.5GHz以下の高周波信号を送受信する機器である。2心平行シールド電線1は、このような第1機器M1及び第2機器M2の間に配索されている。第1機器M1及び第2機器M2は、後述する2本の絶縁電線(図2の符号10参照)に対して互いに逆位相となる信号を送信する。受信側は、受信した各信号の差分を合成出力する。
図2は、図1に示した2心平行シールド電線1を示す斜視図である。図2に示すように、2心平行シールド電線1は、2本の絶縁電線10と、金属箔20と、樹脂フィルム30と、シールド編組40と、絶縁体50とを備えている。
2本の絶縁電線10は、互いに並んで平行配置されるものであって、それぞれが導体11上に絶縁体12を被覆したものによって構成されている。導体11は、軟銅線、銅合金線、錫メッキ軟銅線、錫メッキ銅合金線、銀メッキ軟銅線、及び銀メッキ銅合金線等の導電性金属によって構成されている。絶縁体12は、PE(Polyethylene)、PP(Polypropylene)、若しくはPTFE(Polytetrafluoroethylene)、又は発泡したPE、PP若しくはPTFEによって構成されている。
なお、図2に示す例において導体11は、単線によって構成されているが、単線に限らず、複数本の素線からなる撚線等によって構成されていてもよい。また、各素線は抗張力繊維に金属メッキを施したもの等であってもよい。抗張力繊維とは、石油などの原料から化学的に合成されて作られた繊維材であり、破断時における引張強度が1GPa以上で破断時の伸び率が1%以上10%以下のものである。抗張力繊維は、例えばアラミド繊維、ポリアリレート繊維、及びPBO繊維等の繊維が該当する。このような導体11を有する2本の絶縁電線10上には、金属箔20が設けられる。
金属箔20は、アルミや銅等の金属を柔軟な箔上に構成したものであって、2本の絶縁電線10上に縦添えされるものである。この金属箔20は、金属のみで構成されていてもよいし、金属の薄膜を接着した樹脂テープや、金属を蒸着した樹脂テープであってもよい。金属箔20が樹脂テープにて構成される場合、金属面が外側となるように配置される。
ここで、図2に示すように、本実施形態に係る2心平行シールド電線1はドレン線を備えない構成となっている。ドレン線とは、例えば2本の絶縁電線10に沿って配置される裸電線であって、金属箔20に対して接触して導通させられるものである。本実施形態に係る2心平行シールド電線1は、後述するように、シールド編組40が金属箔20に接触して導通状態となることから、シールド編組40について端末処理(アース接続)を行えばよく、ドレン線が不要となっている。
樹脂フィルム30は、金属箔20上に長手方向に隙間Sを有した状態で巻き付けられるものである。この樹脂フィルム30は、例えばPET(Polyethylene Terephthalate)箔によって構成されている。
シールド編組40は、導電線を編み上げて形成され、金属箔20及び樹脂フィルム30上を覆うものである。ここで、シールド編組40を構成する導電線は、導体11と同様に、軟銅線、銅合金線、錫メッキ軟銅線、錫メッキ銅合金線、銀メッキ軟銅線、及び銀メッキ銅合金線等によって構成されている。また、導電線は、これらに限らず、抗張力繊維に金属メッキを施したものや炭素繊維等であってもよい。
絶縁体50は、シールド編組40上に設けられるものであって、絶縁電線10の絶縁体12と同様に、PE、PP、若しくはPTFE、又は発泡したPE、PP若しくはPTFEによって構成されている。特に、本実施形態において絶縁体50は押出成形等されてシールド編組40上に押圧接触して設けられていることから、シールド編組40を金属箔20側に押し付ける作用を発揮している。
ここで、本実施形態において樹脂フィルム30の長手方向の隙間Sは0.5mm以上とされ、樹脂フィルム30の厚みは25μm以下とされている。このため、シールド編組40は樹脂フィルム30の隙間Sを介して金属箔20に接触導通されることとなる。すなわち、隙間Sが0.5mm以上であることから、シールド編組40が入り込むのに充分な間隔が設けられており、且つ、樹脂フィルム30の厚みは25μm以下であることから、厚くなり過ぎずシールド編組40が金属箔20まで到達できないという事態が生じない。以上の結果、シールド編組40は樹脂フィルム30の隙間Sを介して金属箔20に接触導通される。
加えて、樹脂フィルム30が金属箔20上に巻き付けられていることから、金属箔20が2本の絶縁電線10に密着することとなり、通信特性の安定化を図ることができる。
ここで、本実施形態において樹脂フィルム30の幅は1mm以上5mm以下であり、巻きピッチは2.5mm以上10.5mm以下であり、樹脂フィルム30は、金属箔20上において長手方向の隙間Sが0.5mm以上9.0mm以下で巻き付けられていることが好ましい。
樹脂フィルム30の幅が1mm未満となって金属箔20を2本の絶縁電線10に密着させることが困難となる事態を防止すると共に、樹脂フィルム30の幅が5mmを超えてしまい隙間Sが極端に小さくなってしまう事態を防止することができるからである。さらに、巻きピッチが2.5mm以上10.5mm以下であるため、巻きピッチが2.5mm未満となって隙間Sを確保し難くなる事態を防止できると共に、巻きピッチが10.5mmを超えてしまい、樹脂フィルム30により金属箔20を2本の絶縁電線10に密着させることが困難となってしまう事態を防止することができる。さらに、隙間Sが0.5mm以上だけでなく9.0mm以下とされることで樹脂フィルム30により金属箔を2本の絶縁電線10に密着させることが困難となってしまう事態を防止することができる。
以上のような2心平行シールド電線1は、樹脂フィルム30によって金属箔20の2本の絶縁電線10に対する密着性を確保できると共に、シールド編組40が金属箔20に導通することから、シールド編組40のみを端末処理すればよく、端末加工性の向上を図ることができる。
図3及び図4は、巻きピッチ及び隙間Sを示す概念図である。図3及び図4に示すように、樹脂フィルム30は1本に限らず(図3参照)、2本の樹脂フィルム31,32が互いに交差するように巻かれてもよい(図4参照)。
まず、図3に示すように、1本の樹脂フィルム30が巻かれる場合には、隙間Sも巻きピッチPも基本的に略一定となる。しかし、図4に示すように、2本の樹脂フィルム31,32が互いに交差するように巻かれる場合には、隙間Sは、幅方向の箇所によって異なる値となる。
具体的に説明すると、幅方向に見て2本の樹脂フィルム30が完全交差する箇所(一方の樹脂フィルム31によって他方の樹脂フィルム32が隠される箇所)C1において長手方向の隙間S1は最大値を示す。また、幅方向に見て2本の樹脂フィルム30が交差していない箇所(一方の樹脂フィルム31が他方の樹脂フィルム32の一部も隠さない箇所)C2において長手方向の隙間S2は最小値を示す。なお、最小値を示す隙間S2は、樹脂フィルム31,32によって分断された2つの隙間S2a,S2bの合計値となる。
このような場合においては、最大値である隙間S1が0.5mm以上であれば、その箇所でシールド編組40と金属箔20との導通を行うことができる。また、最小値である隙間S2が9.0mm以下であれば、樹脂フィルム30によって金属箔20を2本の絶縁電線10に好適に密着させることができる。
さらに、2本の樹脂フィルム31,32のそれぞれで巻きピッチP1,P2が異なる可能性もある。この場合、小さい方の巻きピッチが2.5mm以上10.5mm以下であればよい。例えば、小さい方の巻きピッチが2.5mm以上であれば、もう一方の巻きピッチがそれよりも大きいことから、双方の巻きピッチが2.5mm未満となって隙間Sを確保し難くなる事態を防止できるからである。また、小さい方の巻きピッチが10.5mm以下であれば、小さい方の巻きピッチによって金属箔20を2本の絶縁電線10に密着させ易く、それよりも大きい巻きピッチの樹脂フィルム30が存在しても問題ないからである。
次に、本実施形態に係る2心平行シールド電線1の特性を説明する。図5及び図6は、シールド特性を示すグラフであり、図5は隙間Sを9mm以下で樹脂フィルム30を巻いたときの特性を示し、図6は樹脂フィルム30を巻かなかったときの特性を示している。
図5及び図6に示すように、樹脂フィルム30を巻かなかった場合には、隙間Sが9mm以下となるように樹脂フィルム30を巻いた場合と比較して、減衰量のバラツキが大きくなっている。すなわち、樹脂フィルム30を巻かない場合には金属箔20と2本の絶縁電線10との密着性が確保できず、シールド特性が不安定となっていることがわかる。
これに対して、隙間Sが9mm以下となるように樹脂フィルム30を巻いた場合には、金属箔20と2本の絶縁電線10との密着性を確保できることから、シールド特性が安定的となっていることがわかる。
図7は、隙間Sが0.5mm以上9mm以下となるように樹脂フィルム30を巻いた場合の特性の代表例と、隙間Sが9mmを超えるように樹脂フィルム30を巻いた場合の特性の代表例とを比較するグラフである。なお、図7においては、隙間Sが0.5mm以上9mm以下となるように樹脂フィルム30を巻いた場合の特性を実線で示し、隙間Sが9mmを超えるように樹脂フィルム30を巻いた場合の特性を破線で示している。
図7に示すように、隙間Sが0.5mm以上9mm以下となるように樹脂フィルム30を巻いた場合、金属箔20と2本の絶縁電線10との密着性を確保できるだけでなく、シールド編組40と金属箔20との導通も確保される。この結果、シールド効果が好適に発揮される。
これに対して、隙間Sが0.5mm未満となるように樹脂フィルム30を巻いた場合、金属箔20と2本の絶縁電線10との密着性を確保できるものの、シールド編組40と金属箔20との導通が不安定となる。この結果、例えば図1に示した第1機器M1と第2機器M2との通信時においてノイズが外部に漏れ易くなってシールド性能が不安定となってしまう。
このようにして、本実施形態に係る2心平行シールド電線1によれば、樹脂フィルム30が厚み25μm以下であって金属箔20上に長手方向に0.5mm以上の隙間Sを有した状態で巻き付けられ、その樹脂フィルム30がシールド編組40で覆われ、さらにその上に絶縁体50が設けられるため、シールド編組40を上記隙間Sを介して金属箔20と導通状態とすることができる。これにより、シールド編組40側と金属箔20側との双方で端末加工をする必要が無く、例えばシールド編組40のみを端末加工すればよいこととなる。加えて、樹脂フィルム30が巻かれていることから金属箔20が2本の絶縁電線10側に押圧されることとなり、2本の絶縁電線10と金属箔20との密着性も確保される。従って、2本の絶縁電線10と金属箔20との密着性を確保しつつ、端末加工性の向上を図ることができる。
また、樹脂フィルム30の幅が1mm以上5mm以下であるため、樹脂フィルム30の幅が1mm未満となって金属箔20を2本の絶縁電線10に密着させることが困難となる事態を防止すると共に、樹脂フィルム30の幅が5mmを超えてしまい隙間が極端に小さくなってしまう事態を防止することができる。また、巻きピッチPが2.5mm以上10.5mm以下であるため、巻きピッチPが2.5mm未満となって上記隙間を確保し難くなる事態を防止できると共に、巻きピッチPが10.5mmを超えてしまい、樹脂フィルム30により金属箔20を2本の絶縁電線10に密着させることが困難となってしまう事態を防止することができる。さらに、隙間Sが0.5mm以上だけでなく9.0mm以下とされることで樹脂フィルム30により金属箔20を2本の絶縁電線10に密着させることが困難となってしまう事態を防止することができる。以上から、より一層好適に2本の絶縁電線10と金属箔20との密着性を確保しつつ、端末加工性の向上を図った2心平行シールド電線1を提供することができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、周知及び公知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、上記実施形態において2心平行シールド電線1はドレン線を必要としないものであるが、これに限らず、ドレン線を備えていてもよい。なお、この場合においてドレン線について端末処理を行う必要がないことはいうまでもない。
1 :2心平行シールド電線
10 :絶縁電線
20 :金属箔
30,31,32 :樹脂フィルム
40 :シールド編組
50 :絶縁体
P,P1,P2 :巻きピッチ
S,S1,S2,S2a,S2b :隙間
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P,P1,P2 :巻きピッチ
S,S1,S2,S2a,S2b :隙間
Claims (2)
- 平行に配置される2本の絶縁電線と、前記2本の絶縁電線の周囲に縦添えされる金属箔とを備えた2心平行シールド電線であって、
前記金属箔上に長手方向に0.5mm以上の隙間を有した状態で巻き付けられた厚み25μm以下の樹脂フィルムと、
導電線を編み上げて形成され、前記金属箔及び前記樹脂フィルム上を覆い、前記金属箔と導通可能なシールド編組と、
前記シールド編組上に前記シールド編組に接して設けられた絶縁体と、
を備えることを特徴とする2心平行シールド電線。 - 前記樹脂フィルムの幅が1mm以上5mm以下であり、巻きピッチが2.5mm以上10.5mm以下である場合において、前記樹脂フィルムは、前記金属箔上における長手方向の隙間が0.5mm以上9.0mm以下で巻き付けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の2心平行シールド電線。
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