JP2023141013A - シールド付き対撚り電線 - Google Patents

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Abstract

【課題】ノイズ遮蔽性に優れたシールド付き対撚り電線を提供する。【解決手段】2本の絶縁電線11を撚り合わせた対撚り電線100と、対撚り電線を覆うシールド13と、を有するシールド付き対撚り電線10であって、絶縁電線11は、導体111及び導体を被覆する絶縁体112を有する。シールドは、対撚り電線に近い位置から順に第1遮蔽131、第2遮蔽132及び第3遮蔽133を有する。第1遮蔽は、対撚り電線の外に螺旋状に巻き付けた第1金属箔付き樹脂テープを有する。第2遮蔽は、編組導体を有する。第3遮蔽は、第2金属箔付き樹脂テープを有する。第1金属箔付き樹脂テープの金属箔と編組導体とが接し、編組導体と第2金属箔付き樹脂テープの金属箔とが接している。【選択図】図1

Description

本開示は、シールド付き対撚り電線に関する。
特許文献1には、導体と、該導体の外周を被覆する絶縁被覆と、からなる1対の絶縁電線が撚り合わせられた対撚線と、
編組シールドと、
金属膜を有するフィルム状シールドと、を有し、
前記編組シールドおよび前記フィルム状シールドは、相互に積層されて、前記対撚線の外周を直接被覆していることを特徴とする通信用シールド電線が開示されている。
国際公開第2019/058437号
近年では、自動車等で用いるケーブルに、高速通信が可能である、すなわち高周波数領域の信号を伝送できる対撚り電線が求められていた。高周波数領域の信号の伝送で使用するためには高いノイズ遮蔽性を備えた対撚り電線であることが求められていた。
そこで、本開示は、ノイズ遮蔽性に優れたシールド付き対撚り電線を提供することを目的とする。
本開示のシールド付き対撚り電線は、2本の絶縁電線を撚り合わせた対撚り電線と、
前記対撚り電線を覆うシールドと、を有し、
前記絶縁電線は、導体、および前記導体を被覆する絶縁体を有し、
前記シールドは、前記対撚り電線に近い位置から順に第1遮蔽、第2遮蔽、および第3遮蔽を有しており、
前記第1遮蔽は、前記対撚り電線の外に螺旋状に巻き付けた第1金属箔付き樹脂テープを有し、
前記第2遮蔽は、編組導体を有し、
前記第3遮蔽は、第2金属箔付き樹脂テープを有し、
前記第1金属箔付き樹脂テープの金属箔と前記編組導体とが接し、前記編組導体と前記第2金属箔付き樹脂テープの金属箔とが接している。
本開示によれば、ノイズ遮蔽性に優れたシールド付き対撚り電線を提供できる。
図1は、本開示の一態様に係るシールド付き対撚り電線の長手方向と垂直な面での断面図である。 図2は、金属箔付き樹脂テープにおける樹脂層と金属箔との積層方向に沿った面での断面図である。 図3は、対撚り電線の外に螺旋状に巻き付けた第1金属箔付き樹脂テープの説明図である。 図4は、編組導体の説明図である。 図5は、第2遮蔽の外に縦添え巻きした第2金属箔付き樹脂テープの説明図である。 図6Aは、実験例1に係るシールド付き対撚り電線のSsd12の評価結果である。 図6Bは、実験例1に係るシールド付き対撚り電線のSsc12の評価結果である。 図7Aは、実験例2に係るシールド付き対撚り電線のSsd12の評価結果である。 図7Bは、実験例2に係るシールド付き対撚り電線のSsc12の評価結果である。 図8Aは、実験例3に係るシールド付き対撚り電線のSsd12の評価結果である。 図8Bは、実験例3に係るシールド付き対撚り電線のSsc12の評価結果である。 図9Aは、実験例4に係るシールド付き対撚り電線のSsd12の評価結果である。 図9Bは、実験例4に係るシールド付き対撚り電線のSsc12の評価結果である。 図10Aは、実験例5に係るシールド付き対撚り電線のSsd12の評価結果である。 図10Bは、実験例5に係るシールド付き対撚り電線のSsc12の評価結果である。 図11Aは、実験例6に係るシールド付き対撚り電線のSsd12の評価結果である。 図11Bは、実験例6に係るシールド付き対撚り電線のSsc12の評価結果である。
実施するための形態について、以下に説明する。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
(1) 本開示の一態様に係るシールド付き対撚り電線は、2本の絶縁電線を撚り合わせた対撚り電線と、
前記対撚り電線を覆うシールドと、を有し、
前記絶縁電線は、導体、および前記導体を被覆する絶縁体を有し、
前記シールドは、前記対撚り電線に近い位置から順に第1遮蔽、第2遮蔽、および第3遮蔽を有しており、
前記第1遮蔽は、前記対撚り電線の外に螺旋状に巻き付けた第1金属箔付き樹脂テープを有し、
前記第2遮蔽は、編組導体を有し、
前記第3遮蔽は、第2金属箔付き樹脂テープを有し、
前記第1金属箔付き樹脂テープの金属箔と前記編組導体とが接し、前記編組導体と前記第2金属箔付き樹脂テープの金属箔とが接している。
対撚り電線の外に、第1金属箔付き樹脂テープを螺旋状に巻き付けて、第1遮蔽とすることで、シールド付き対撚り電線について、挿入損失を抑制する等、高周波数領域の信号を伝送する電線に要求される基本的な特性を担保できる。
そして、編組構造は機械的強度に優れることから、第2遮蔽が編組導体を有することで、シールド付き対撚り電線のノイズ遮蔽性を高めつつ、耐久性も高められる。
第1遮蔽、および第2遮蔽と、第3遮蔽とを組み合わせたシールドとすることで、シールド付き対撚り電線の電気的特性を向上させ、ノイズ遮蔽性を高められる。このため、特に高周波数領域の通信での使用に適したシールド付き対撚り電線とすることができる。
また、シールド付き対撚り電線が第3遮蔽を有することで、第2遮蔽の編組密度が低い場合でもシールド付き対撚り電線のノイズ遮蔽性を高めることができる。この場合、第2遮蔽の編組密度が低いので軽量かつ柔らかく、取り扱い易くできる。
(2)前記第2金属箔付き樹脂テープが縦添えされていてもよい。
第2金属箔付き樹脂テープを縦添えとすることで、第3遮蔽を流れる電流を、シールド付き対撚り電線の長手方向に沿って流すことができ、シールド付き対撚り電線のノイズ遮蔽性を特に高められる。このため、第2遮蔽の編組密度が低い場合でもノイズ遮蔽性を十分に高めることができる。この場合、第2遮蔽の編組密度が低いので、軽量で取り扱い易くできる。
(3) 前記編組導体の編組密度が40%以上であってもよい。
編組密度を40%以上とすることで、シールド付き対撚り電線のノイズ遮蔽性を特に高められる。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の一実施形態(以下「本実施形態」と記す)に係るシールド付き対撚り電線の具体例を、以下に図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[シールド付き対撚り電線]
図1に、本実施形態に係るシールド付き対撚り電線10の長手方向と垂直な面での断面図を示す。図1において、紙面と垂直なZ軸がシールド付き対撚り電線10や、対撚り電線100の長手方向と平行な軸であり、X軸とY軸とで形成するXY平面がシールド付き対撚り電線10や、対撚り電線100の長手方向と垂直な断面となる。後述する図3、図5でも同様である。
図1に示すように、本実施形態のシールド付き対撚り電線10は、2本の絶縁電線11を撚り合わせた対撚り電線100と、対撚り電線100を覆うシールド13とを有する。本実施形態のシールド付き対撚り電線10が有する各部材について以下に説明する。
(1)対撚り電線100
2本の絶縁電線11を撚り合わせることで、対撚り電線100とすることができる。図1に示すように、2本の絶縁電線11は、それぞれ導体111、および導体111の外を被覆する絶縁体112を有する。
(1-1)絶縁電線
(1-1-1)導体
導体111の材料は特に限定されないが、例えば銅合金、銅、錫めっき軟銅等から選択された1種類以上の導体材料を用いることができる。銅としては軟銅を好適に用いることができる。例えば導体111の伸び等を調整するため、アニール処理が施されていてもよい。
導体111は、単線であっても、撚線であってもよい。絶縁電線11や、絶縁電線11を含むシールド付き対撚り電線10の屈曲性を高める等の観点から、導体111は、複数本の導体素線111Aを撚り合わせた撚線とすることが好ましい。
(1-1-2)絶縁体
絶縁体112の材料は特に限定されず、シールド付き対撚り電線10に要求される特性等に応じて選択できる。
絶縁体112は、例えば樹脂を含有でき、該樹脂については特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)などのフッ素樹脂や、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等から選択された1種類以上の樹脂を用いることができる。上記樹脂は、特にポリプロピレンが好ましい。絶縁体112の樹脂は架橋されていても良く、架橋されていなくてもよい。
絶縁体112は、上記樹脂以外に難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、反射付与剤、隠蔽剤、加工安定剤、可塑剤等の添加剤を含有することもできる。
(1-2)対撚り電線の撚り構造
対撚り電線100は、2本の絶縁電線11を撚り合わせることで形成できる。撚り合わせにおける撚りピッチは特に限定されず、絶縁電線11の外径等に応じて設定することができる。
例えば撚りピッチは30mm以下であることが好ましく、20mm以下であることがより好ましい。対撚り電線100の撚りピッチを30mm以下とすることで、対撚り電線100の撚り構造の緩みを抑制し、安定な伝送特性を得ることが可能となる。
撚りピッチの下限値は特に限定されないが、例えば5mm以上とすることができる。
対撚り電線100の撚りピッチは、絶縁電線11の外径の24倍以下とすることが好ましく、16倍以下とすることがより好ましい。
対撚り電線100の撚りピッチを、絶縁電線11の外径の24倍以下とすることで、撚り構造の緩みを抑制し、撚り構造の緩みに起因する特性インピーダンスの上昇等を抑制し、安定した伝送特性を得ることができる。
(2)シールド
本実施形態に係るシールド付き対撚り電線10は、対撚り電線100を覆うシールド13を有することができる。
シールド13は、対撚り電線100に近い位置から順に第1遮蔽131、第2遮蔽132、および第3遮蔽133を有することができる。
以下、シールド13が有する第1遮蔽131、第2遮蔽132、および第3遮蔽133について説明する。
(2-1)第1遮蔽
第1遮蔽131は、対撚り電線100の外に螺旋状に巻き付けた第1金属箔付き樹脂テープを有することができる。
第1金属箔付き樹脂テープに用いることができる金属箔付き樹脂テープについて、図2を用いて説明する。図2は金属箔付き樹脂テープ20における樹脂層21と金属箔22との積層方向に沿った面での断面図を模式的に示している。図2に示すように、金属箔付き樹脂テープ20は、樹脂層21と、金属箔22とが積層された構造を有する。すなわち、金属箔付き樹脂テープ20は、樹脂層21と、樹脂層21の少なくとも上面21Aに金属箔22が配置された構造を有する。なお、金属箔付き樹脂テープ20は、樹脂層21の上面21Aおよび下面21Bの両方に金属箔22を配置することもできる。
樹脂層21が含有する樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)等のビニル樹脂から選択された1種類以上を挙げることができる。樹脂層21は、各種樹脂に加え、添加剤等を含有することもできる。
樹脂層21の厚さは特に限定されないが、例えば10μm以上であることが好ましい。樹脂層21の厚さを10μm以上とすることで、金属箔付き樹脂テープ20の機械的強度や、取り扱い性を高めることができる。
また、樹脂層21の厚さは500μm以下であることが好ましい。樹脂層21の厚さを500μm以下とすることで、対撚り電線100の周囲に金属箔付き樹脂テープ20を巻き付け易くでき、シールド付き対撚り電線10の形状を安定させることができる。
金属箔22の材料は特に限定されないが、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等から選択された1種類以上の金属材料を挙げることができる。金属箔22は、単一の金属種の金属箔により構成されても、2種以上の金属種の金属箔が積層されてもよい。また、金属箔の表面には、シールド付き対撚り電線10のノイズ遮蔽にかかる特性を妨げない範囲において、有機材料を含む保護膜等、金属以外の材料が配置されてもよい。
金属箔22の厚さは特に限定されないが、1μm以上30μm以下であることが好ましい。金属箔22の厚さを1μm以上とすることで、ノイズ遮蔽性を特に高められる。また、金属箔22の厚さを30μm以下とすることで、金属箔付き樹脂テープの柔軟性を高められる。
本実施形態のシールド付き対撚り電線10の第1遮蔽131においては、金属箔付き樹脂テープ20の金属箔22を配置した面である第1面20Aを、外側に、すなわち後述する第2遮蔽132と向かい合うように配置することが好ましい。
従って、第1遮蔽131においては、金属箔付き樹脂テープ20の樹脂層21を配置した面である第2面20Bを、対撚り電線100と向かい合うように配置できる。
金属箔付き樹脂テープ20の対撚り電線100と向かい合うように配置する面、すなわち第2面20Bには接着層を配置することもできる。接着層を配置することで、対撚り電線100に対して金属箔付き樹脂テープ20を接着でき、シールド付き対撚り電線10の形状を安定させることができる。
図3に示すように、第1金属箔付き樹脂テープである金属箔付き樹脂テープ20は、対撚り電線100の長手方向に沿って螺旋状に巻き付け、第1遮蔽131を形成できる。なお、図3では対撚り電線100の端部やその周辺に本来であれば見える対撚り電線100、および抑え巻12の断面構造の記載を省略している。また部材の配置が明らかになるように第1遮蔽131の一部を剥離し、側面に抑え巻12が露出した状態を示している。第1遮蔽131は、対撚り電線100の外に配置され、対撚り電線100の外表面を覆うように配置できる。対撚り電線100の外表面に後述する抑え巻12を配置する場合には、図3に示すように抑え巻12の外表面を覆うように第1遮蔽131が配置される。
上記説明では、抑え巻12がある例を示したが、抑え巻12は省略可能である。
対撚り電線100に第1金属箔付き樹脂テープを巻き付ける際、対撚り電線100の外表面を完全に覆えるように、対撚り電線100の長手方向に沿って隣接する第1金属箔付き樹脂テープの一部を重ねて巻き付けることが好ましい。
対撚り電線100に、第1金属箔付き樹脂テープを螺旋状に巻き付けて、第1遮蔽131とすることで、シールド付き対撚り電線10について、挿入損失を抑制する等、高周波数領域の信号を伝送する電線に要求される基本的な特性を担保できる。
(2-2)第2遮蔽
第2遮蔽132は、編組導体を有することができる。
図4に示すように、第2遮蔽132が有する編組導体40は、金属素線41を編み込んで中空筒状に成形した編組構造を有することができる。編組構造は機械的強度に優れることから、第2遮蔽132が編組導体を有することで、シールド付き対撚り電線10のノイズ遮蔽性を高めつつ、耐久性も高められる。
図4に第2遮蔽132となる編組導体40の一部を拡大した図を示す。図4に示すように、編組導体40は、複数本の金属素線41であるユニット43を相互に交差するように編み、その交点に編み目42を有する構造とすることができる。編組導体40が有する複数本の金属素線41であるユニット43の数を打数等と表記し、該ユニット43が有する金属素線41の本数を持数等と表記する場合がある。
第2遮蔽132が有する編組導体40に用いる金属素線41の材料は特に限定されないが、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料、あるいはそれらの表面にめっきを施した材料である、錫めっき軟銅等を用いることができる。銅としては軟銅を好適に用いることができる。
第2遮蔽132が有する編組導体40の構成は特に限定されないが、第2遮蔽132が有する編組導体40は、編組密度が40%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、60%以上であることがさらに好ましい。
編組密度とは、編組導体40の単位面積のうち、金属素線41部分が占める面積の割合を意味する。このため、編組密度は、例えば以下の手順により算出できる。
編組導体40について、一辺の長さが電線幅の二分の一である正方形の評価領域を含むようにカメラ等の撮像手段により撮像する。電線幅は、対撚り電線100の外径を意味する。得られた画像を二値化処理して、評価領域に占める金属素線部分の面積(A)を算出する。そうすると、評価領域の面積(B)とから、以下の式(1)により編組密度を算出できる。
編組密度(%)=A÷B×100 ・・・ (1)
編組密度を40%以上とすることで、シールド付き対撚り電線10のノイズ遮蔽性を特に高められる。
編組密度の上限値は特に限定されないが、編組密度は、95%以下であることが好ましく、90%以下であることがより好ましい。
編組密度を95%以下とすることで、第2遮蔽132を製造する際のコストを抑制し、生産性を高められる。
(2-3)第3遮蔽
第3遮蔽133は第2金属箔付き樹脂テープを有することができる。
第1遮蔽131、および第2遮蔽132と、第3遮蔽133とを組み合わせたシールド13とすることで、シールド付き対撚り電線10の電気的特性を向上させ、ノイズ遮蔽性を高められる。このため、特に高周波数領域の通信での使用に適したシールド付き対撚り電線10とすることができる。
第2金属箔付き樹脂テープに用いることができる金属箔付き樹脂テープ20としては、第1金属箔付き樹脂テープで説明したものと同じ構造の物を用いることができるため、ここでは説明を省略する。
なお、第1遮蔽131が有する第1金属箔付き樹脂テープと、第3遮蔽133が有する第2金属箔付き樹脂テープとは構成が同じであっても良く、異なっていても良い。
本実施形態のシールド付き対撚り電線10が第3遮蔽133を有することで、第2遮蔽132の編組密度が低い場合でも、シールド付き対撚り電線10のノイズ遮蔽性を高めることができる。この場合、第2遮蔽の編組密度が低いので軽量かつ柔らかく、取り扱い易くできる。
第2金属箔付き樹脂テープは、第2遮蔽132の外周を、隙間なく被覆していることが好ましく、その巻き方は特に限定されない。
第3遮蔽133が有する第2金属箔付き樹脂テープは、例えば縦添えされている、すなわち縦添え状に配置されていることが好ましい。縦添えは、図5に示すように、第3遮蔽133が有する第2金属箔付き樹脂テープ20の長手方向と平行な端部133Aが、対撚り電線100の中心軸に沿うように配置し、対撚り電線100の外周に沿って、金属箔付き樹脂テープの面で包み込むように巻き付けることをいう。対撚り電線100の外周において、第2金属箔付き樹脂テープが重なり合うように巻き付けることで、対撚り電線100、具体的には第2遮蔽132の外表面を隙間なく完全に覆うことができる。
なお、図5では対撚り電線100の端部やその周辺に本来であれば見える対撚り電線100や、抑え巻12、第1遮蔽131、第2遮蔽132の断面構造の記載を省略している。また部材の配置が明らかになるように第3遮蔽133の一部を剥離し、側面に第2遮蔽132が露出した状態を示している。
上記説明では、抑え巻12がある例を示したが、抑え巻12は省略可能である。
第3遮蔽133が有する第2金属箔付き樹脂テープを縦添えとすることで、第3遮蔽133を流れる電流を、シールド付き対撚り電線の長手方向に沿って流すことができ、シールド付き対撚り電線10のノイズ遮蔽性を特に高められる。このため、第2遮蔽132の編組密度が低い場合でもノイズ遮蔽性を十分に高めることができる。この場合、第2遮蔽の編組密度が低いので、軽量で取り扱い易くできる。
本発明の発明者の検討によれば、「第1遮蔽131について、第1金属箔付き樹脂テープを螺旋状に巻き、第3遮蔽133について、第2金属箔付き樹脂テープを縦添えとする」と、「第1遮蔽131について、第1金属箔付き樹脂テープを縦添えとし、第3遮蔽133について、第2金属箔付き樹脂テープを螺旋巻きとする」場合に比べて、挿入損失が小さい。
このため、シールド13を構成する各層について、上記組み合わせとすることがシールド付き対撚り電線10の電気的特性を高める観点から好ましいことを確認できた。
(2-4)その他
シールド13中の第1遮蔽131が有する第1金属箔付き樹脂テープの金属箔と、第2遮蔽132の編組導体とが接していることが好ましい。さらに、第2遮蔽132の編組導体と、第3遮蔽133が有する第2金属箔付き樹脂テープの金属箔とが接していることが好ましい。すなわち、第1遮蔽131の金属箔と、第2遮蔽132の編組導体と、第3遮蔽133の金属箔とが電気的に接続されていることが好ましい。上述のように、第1遮蔽131の金属箔と、第2遮蔽132の編組導体と、第3遮蔽133の金属箔とが電気的に接続されることで、ノイズ遮蔽性を高めることができる。
(3)外被
外被14は、任意の部材であるが、シールド付き対撚り電線10が外被14を有することで、シールド13や、対撚り電線100を、物理的に保護できる。特に本実施形態のシールド付き対撚り電線10が自動車において用いられる場合に、シールド付き対撚り電線10を水の影響から保護することが求められる。そして、外被14は、水との接触が特性インピーダンス等、シールド付き対撚り電線10の各種特性に影響を与えるのを防止する役割も果たす。
外被14は、絶縁材料を含むことができる。外被14が含有する絶縁材料は、樹脂を含むことができ、該樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等から選択された1種類以上を挙げることができる。また、外被14は、樹脂に加え、適宜、難燃剤等の添加剤を含有してもよい。
外被14の誘電率を小さくする観点、特に、車載環境等で高温に晒された際でも誘電率の過度な上昇を避ける観点から、外被14が含有する樹脂としては、分子極性の低いものを用いることが好ましい。例えば、上記で列挙したうち、ポリプロピレン等、非極性の樹脂であるポリオレフィンを用いることが好ましい。また、外被14は、絶縁電線11の絶縁体112と同種の樹脂を含んでいても、異種の樹脂含んでいてもよい。シールド付き対撚り電線10全体の構成および製造工程を簡素化する観点からは、同種の材料よりなる方が好ましい。
外被14の厚さは、求められる保護性能等を考慮して、適宜定めればよい。例えば、十分な保護性能を得る観点から、外被14の厚さを0.2mm以上とすることが好ましい。一方、シールド付き対撚り電線10が過度に大径化するのを避ける観点から、外被14の厚さを1.0mm以下とすることが好ましい。また、外被14は、構成の簡素化の観点から、1層の絶縁材料よりなることが好ましいが、複数の層よりなってもよい。
シールド付き対撚り電線10の構成の簡素化の観点からは、外被14は内側のシールド13の外周を直接被覆していることが好ましいが、両者の間に別の材料よりなる層が設けられてもよい。例えば、上記のように、シールド13の外表面に第2金属箔付き樹脂テープを有する第3遮蔽133が配置されている場合に、第2金属箔付き樹脂テープの上に接着層を設けて、外被14と第3遮蔽133とを接着しておくこともできる。上記接着層を設けることで、シールド付き対撚り電線10の端部の外被14を除去するときに第3遮蔽133も同時に除去できて作業性がよい。
(4)抑え巻
本実施形態のシールド付き対撚り電線10は、対撚り電線100の外表面を覆う抑え巻12を有することもできる。抑え巻12は、対撚り電線100の外周に、対撚り電線100の長手方向に沿って螺旋状にテープ体を巻き付けることで形成できる。
シールド付き対撚り電線10が抑え巻12を有することで、対撚り電線100の形状や、電気的特性を安定化することができる。
抑え巻12の材料は特に限定されず、例えば紙や、不織布、ポリエステルなどの樹脂等から選択された1種類以上の絶縁材料を用いることができる。
抑え巻12は、1層であっても良く、2層以上の複数層であってもよい。
抑え巻12の対撚り電線100と向かい合う面には接着層を配置することもできる。接着層を配置することで、対撚り電線100に対して抑え巻12を接着でき、シールド付き対撚り電線10の形状を安定させることができる。
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)評価方法
以下の各実験例で作製したシールド付き対撚り電線についてSsd12、およびSsc12の測定を行った。
Ssd12はディファレンシャルモードのノイズ輻射特性である。また、Ssc12はコモンモードのノイズ輻射特性である。従って、Ssd12、Ssc12が所定値以下の場合に、ノイズ遮蔽性能に優れていることを意味する。
Ssd12、Ssc12を測定する測定対象のシールド付き対撚り電線の長さは3mとし、ネットワークアナライザにより測定した。
(2)シールド付き対撚り電線の作製条件
以下、各実験例の条件、結果の説明を行う。実験例2~実験例6が実施例であり、実験例1が比較例である。
[実験例1]
シールド13が第3遮蔽133を有しない点以外は、図1に示した断面構造を有するシールド付き対撚り電線10を作製した。
(1)対撚り電線100
2本の絶縁電線11を撚りピッチが14mmとなるように撚り合わせて、対撚り電線100とした。
対撚り電線100に用いた2本の絶縁電線11はそれぞれ、表1に示すように、めっき等の被覆を行っていない裸軟銅線である外径が0.16mmの導体素線111Aを7本撚り合わせた導体111と、導体111を被覆するポリプロピレン製の絶縁体112とを有する。
表1に、導体111、および絶縁体112の外径を示す。
導体111の外径は、以下の手順で評価した。導体111の長手方向と垂直な任意の一断面内において、導体111の直交する2本の直径に沿って、マイクロメータにより外径を測定した。そして、上記2か所での測定値の平均を該導体111の外径とした。絶縁体112や、導体素線111A、後述する第2遮蔽に用いた金属素線41、外被14等の外径についても同様にして測定している。
(2)抑え巻
対撚り電線100の外表面にポリエステルテープである抑え巻を螺旋状に巻き付けて、抑え巻12とした。用いたポリエステルテープの幅、厚さは表1に示した通りである。
(3)シールド
第1遮蔽131、および第2遮蔽132を有するシールド13を対撚り電線100、および抑え巻12の外に形成した。
(第1遮蔽)
第1遮蔽131は、対撚り電線100の外に、図3に示すように1枚の第1金属箔付き樹脂テープを螺旋状に巻き付けることで形成した。用いた第1金属箔付き樹脂テープは、図2に示した金属箔付き樹脂テープ20と同じ断面構造を有し、樹脂層21がポリエステル製であり、金属箔22がアルミニウム箔である。係る形態を有する金属箔付き樹脂テープを表1において「Al貼りポリエステルテープ」と表記する。第1金属箔付き樹脂テープの幅、厚さは表1に示した通りである。
なお、第1金属箔付き樹脂テープである金属箔付き樹脂テープ20は、樹脂層21を配置した面である第2面20Bが対撚り電線100と向かい合うように、金属箔22を配置した面である第1面20Aが第2遮蔽132と向かい合うように、対撚り電線100に巻き付けた。
(第2遮蔽)
第2遮蔽132は、図4を用いて説明した編組導体40を有している。編組導体40は、表1に示すように金属素線41である錫めっき軟銅線を編み込んで中空筒状に成形した編組構造を有している。金属素線の外径、および編組構造の持数、打数は表1に示したとおりである。第2遮蔽132は、第1遮蔽131が有する第1金属箔付き樹脂テープの金属箔22と接触するように配置されている。第2遮蔽132の編組密度は、既述の手順により評価し、表1の密度の欄に示している。
(外被)
第2遮蔽132の外に外被14を配置した。外被14には、表1に示すように、ポリエチレンをベースとする難燃ハロゲンフリー樹脂を用い、外径は表1に示したとおりである。
得られたシールド付き対撚り電線について、既述の評価を行った。評価結果を図6A、図6Bに示す。図6Aが、作製したシールド付き対撚り電線のSsd12についての、図6Bが作製したシールド付き対撚り電線のSsc12についての評価結果になる。図中に基準線A、Bをあわせて示す。
[実験例2~実験例6]
表1に示すように、シールド13の構成が異なる点以外は、実験例1と同様の条件でシールド付き対撚り電線10を作製し、評価した。
シールド13が有する第2遮蔽について、編組構造の持数、打数を表1に示した構成とし、編組密度を表1の「密度」の欄に示した値とした。
また、シールド13がさらに第3遮蔽133を有する構成とした。第3遮蔽133は、第2遮蔽132の外に、図5に示すように1枚の第2金属箔付き樹脂テープを縦添えとなるように配置して形成した。用いた第2金属箔付き樹脂テープは、図2に示した金属箔付き樹脂テープ20と同じ断面構造を有し、樹脂層21がポリエステル製であり、金属箔22がアルミニウム箔である。第2金属箔付き樹脂テープの幅、厚さは表1に示した通りである。
なお、第2金属箔付き樹脂テープである金属箔付き樹脂テープ20は、金属箔22を配置した面である第1面20Aが第2遮蔽132と向かい合うように、樹脂層21を配置した面である第2面20Bが外側に位置するように、対撚り電線100に巻き付けた。
評価結果を図7A~図11Bに示す。
図7A、図8A、図9A、図10A、図11Aが、それぞれ実験例2~実験例6で作製したシールド付き対撚り電線のSsd12についての評価結果になる。測定値が図中の基準線Aよりも下方に分布していることで、ノイズ遮蔽性が十分であることが確認できる。
図7B、図8B、図9B、図10B、図11Bが、それぞれ実験例2~実験例6で作製したシールド付き対撚り電線のSsc12についての評価結果になる。測定値が図中の基準線Bよりも下方に分布していることで、ノイズ遮蔽性が十分であることが確認できる。
Figure 2023141013000002
実験例1の結果である図6A、図6Bと、実験例2の結果である図7A、図7Bとを比較すると、第3遮蔽を有する実験例2の方が、第3遮蔽を有しない実験例1よりも測定値が基準線A、Bから離れた領域に分布していることを確認できた。すなわち、第3遮蔽を有する実験例2のシールド付き対撚り電線は、第3遮蔽を有しない実験例1のシールド付き対撚り電線と比較して、ノイズ遮蔽性に優れることを確認できた。
また、実験例3~実験例5の結果から、第3遮蔽を配置することで、第2遮蔽が有する編組導体の編組密度を低くしても、ノイズ遮蔽性に優れたシールド付き対撚り電線にできることを確認できた。
10 シールド付き対撚り電線
100 対撚り電線
11 絶縁電線
111 導体
111A 導体素線
112 絶縁体
12 抑え巻
13 シールド
131 第1遮蔽
132 第2遮蔽
133 第3遮蔽
133A 端部
14 外被
20 金属箔付き樹脂テープ(第1金属箔付き樹脂テープ、第2金属箔付き樹脂テープ)
20A 第1面
20B 第2面
21 樹脂層
21A 上面
21B 下面
22 金属箔
40 編組導体
41 金属素線
42 編み目
43 ユニット
A 基準線
B 基準線

Claims (3)

  1. 2本の絶縁電線を撚り合わせた対撚り電線と、
    前記対撚り電線を覆うシールドと、を有し、
    前記絶縁電線は、導体、および前記導体を被覆する絶縁体を有し、
    前記シールドは、前記対撚り電線に近い位置から順に第1遮蔽、第2遮蔽、および第3遮蔽を有しており、
    前記第1遮蔽は、前記対撚り電線の外に螺旋状に巻き付けた第1金属箔付き樹脂テープを有し、
    前記第2遮蔽は、編組導体を有し、
    前記第3遮蔽は、第2金属箔付き樹脂テープを有し、
    前記第1金属箔付き樹脂テープの金属箔と前記編組導体とが接し、前記編組導体と前記第2金属箔付き樹脂テープの金属箔とが接しているシールド付き対撚り電線。
  2. 前記第2金属箔付き樹脂テープが縦添えされている請求項1に記載のシールド付き対撚り電線。
  3. 前記編組導体の編組密度が40%以上である請求項1または請求項2に記載のシールド付き対撚り電線。
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