JP4044766B2 - フラットシールドケーブル - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットシールドケーブルに関し、特に自動車等の車両の電装品等への電気的接続に用いて好適なフラットシールドケーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両では、電装品等への電気的接続のためにシールドケーブルが使用されている。従来のシールドケーブルの構造を図1に断面図で示す。従来のシールドケーブル1は、複数の絶縁被覆付信号線2とドレイン線3を撚り合わせたものの周りをシールド層4で被覆し、さらにその周りを絶縁性シース5で被覆した構造が一般的である。信号線2は導線2aとその周りを被覆する絶縁被覆2bから構成されている。
【0003】
ところで、従来から、この種のシールドケーブル1で一般に用いられているものの仕様は、信号線2の断面積(以下、導体サイズとも称する)が0.3mm、信号線2の導体2aの外径が1.4mm、絶縁被覆2bの材料がポリ塩化ビニル(PVC)、ドレイン線3の材料が銅又はアルミニウム、シールド層4の材料が銅又はアルミニウム、絶縁性シース5の材料がポリ塩化ビニル、ポリエチレン等であった。
【0004】
このような構成において、外部ノイズはシールド層4により遮蔽され、その遮蔽されたノイズはドレイン線3を通じて外部のアースへ落とされる。そして各種電装品には信号線2を介して良好な信号が供給されるようになっている。
【0005】
一方、最近ではカーナビゲーションやDVD機器の急速な開発により、自動車においてもモニターやDVDユニット等が搭載されてきている。しかしながら、自動車に新しく搭載されるこれらの電気・電子機器は画像、音声等がより高精細、高品質になってきているため、例えばカーナビゲーションのモニターでは、道路地図等の拡大画像においてにじみが生じる現象がでてきており、何らかの対策を講じることが望まれている。特に、電気的性能として、より特性インピーダンスのすぐれたものが要求されている。
【0006】
また、従来のシールドケーブルでは、信号線2とドレイン線3が集合撚線構造となっているため、端末加工(コネクタ端子との接続)がやりにくく、端末加工に時間がかかっていた。また、端末加工長として絶縁性シース5とシールド層4の剥ぎ取り長が80mm程度必要なことから、端末でのシールド性能が悪化する問題があった。
【0007】
さらに、自動車に新たに搭載される電気・電子機器のコネクタの規格のため、信号線2の外径は1.3mmであることが要求されるが、従来のコネクタの規格は信号線外径1.4〜1.6mmが主流であった(導体サイズ0.3mmでは仕上外径1.4mm)。従って、新たに搭載される機器のコネクタには不適合なことから信号線外径を細くせざるを得なかった。すると、シールドケーブル1の幅方向に曲げ応力が加わった場合、外側の信号線2の導線2aに挫屈や断線が生じやすくなるという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、新たに自動車に搭載される最新の電子・電気機器に十分対応でき、シールド性能が維持でき、端末加工が容易なシールドケーブルを提供することをその課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、次のような知見を得て、本発明を完成するに至った。自動車において新たに搭載された上記電子・電気機器における不具合は、信号線の特性インピーダンスが大きく関与しており、従来のものの値は50Ω程度であった。DVDユニットやモニター等の機器に従来のシールドケーブルを使用して接続した場合、インピーダンスのアンマッチングにより、信号供給側と機器側との間で反射が起こり、上記のような不具合が生じると考えられる。そこで、信号線の特性インピーダンスを75Ω(±10%)程度まで大きくすればマッチングがとれ、上記のような不具合が解消できることを確認した。一方、新たな電子・電気機器のコネクタとの規格との関係から信号線の外径は1.3mmとする必要がある。これらのことを考慮して、信号線の導線の断面積(導体サイズ)と信号線の絶縁被覆の誘電率を調整することにより所要の特性インピーダンスが得られることを確認した。
【0010】
即ち、本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
(1)外径が1.3mmの複数の絶縁被覆付信号線を平行配置し、これら複数の絶縁被覆付信号線の周りを、シールド層と、誘電率が1.7〜2.8、厚さが0.25〜0.45mの樹脂材料からなるインピーダンス調整用介在テープとから構成されたインピーダンス調整用介在テープ付シールドテープで該シールド層が外側となるように被覆するとともに、該シールドテープの該シールド層にドレイン線が外側から接触するように該ドレイン線を該複数の絶縁被覆付信号線の列のいずれか一側方に平行配置し、さらにこれら全体の周りを絶縁性シースで被覆して構成され、該絶縁被覆付信号線の特性インピーダンスが75Ω(±10%)であることを特徴とするフラットシールドケーブル。
(2)該絶縁被覆付信号線の導体の断面積が0.13〜0.22mmであり、該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が誘電率1.7〜2.8の絶縁材料から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフラットシールドケーブル。
(3)該ドレイン線の断面積が0.22〜0.5mmであることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のフラットシールドケーブル。
(4)該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が発泡ポリエチレンからなることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のフラットシールドケーブル。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好ましい実施例により説明する。本発明の一実施例に係るフラットシールドケーブルの構造を図2に断面図で示す。本実施例のフラットシールドケーブル11は、複数の絶縁被覆付信号線12を平行配置し、これら複数の絶縁被覆付信号線12の周りを、シールド層14aを有するインピーダンス調整用介在テープ付シールドテープ14で被覆するとともに、シールドテープ14のシールド層14aにドレイン線13が外側から接触するようにドレイン線13を複数の絶縁被覆付信号線12の列のいずれか一側方に平行配置し、さらにこれら全体の周りを絶縁性シース15で被覆したフラットな構造を有している。信号線12は導線12aと絶縁被覆12bから構成される。図中14bはインピーダンス調整用介在テープである。
【0012】
各信号線12において、その外径は1.3mmに設定されるが、これは公称誤差を含んでいてもよい。本発明では信号線12の特性インピーダンスは、アンマッチング発生防止の観点から75Ω(±10%)、即ち67.5〜82.5Ωであることが好ましい。信号線12の導線12aの導体サイズは、良好な信号伝達及び強度確保の観点から0.05〜0.22mmであることが好ましく、0.13〜0.22mm であるとさらに好ましい。導線12aとしては、銅、アルミニウム、Snメッキ銅等の金属・合金材料を使用することができ、撚線でも単線でもよい。信号線12の絶縁被覆12bとしては、特性インピーダンスを上記の範囲に確保する観点から誘電率1.7〜2.8の絶縁材料を用いることが好ましい。このような材料としては、発泡ポリエチレン、テトラフロロエチレン等の樹脂材料を挙げることができるが、コスト、耐久性等の観点から特に発泡ポリエチレンが好ましい。発泡ポリエチレンはその発泡倍率を調整することにより、上記の範囲の誘電率をとりうる。絶縁被覆12bの厚さは導線12aの導体サイズに応じて適宜設定される(信号線12の外径が決められているため)。並列させる信号線12の本数は、図示の例では5本であるが、用途に応じて任意に設定することができる。
【0013】
ドレイン線13は軟銅、Snメッキ銅等の金属・合金材料で構成され、撚線でも単線でもよい。ドレイン線13の導体サイズは、信号線12の強度補強及びコネクタの端子寸法との適合の観点から0.22〜0.5mm程度であることが好ましい。ドレイン線13は上記のようにシールドテープ14の外側からシールド層14aに接触するように設けられる。即ち、ドレイン線13はシールドテープ14によりラッピングされない。
【0014】
インピーダンス調整用介在テープ付シールドテープ14は、シールド層14aとインピーダンス調整用介在テープ14bから構成され、シールド層14aにはシールド効果を有する材料、例えば銅、アルミニウム、Snメッキ銅等の金属・合金材料が使用される。インピーダンス調整用介在テープ14bとしては、PET(ポリエチレンレテフタレート)等の誘電率(ε)の低い(1.7〜2.8)樹脂材料が使用され、その厚さは0.25〜0.45m程度である。従来は信号線の絶縁被覆の厚さを厚くすることで所要のインピーダンスを確保してきたが、信号線の絶縁被覆の厚さに制約があるばあいには、インピーダンス調整用介在テープ14bにその機能を持たせることによりインピーダンスの調整が行える。
【0015】
絶縁性シース15には、絶縁性、耐油性、耐薬品性を有するものが使用され、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ハロゲンフリー材、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材料が使用でき、その厚さは0.3〜0.4mm程度である。
【0016】
ここで、本発明によるフラットシールドケーブル11の作成例を述べる。導線12aとしてSnメッキ付軟銅撚線(導体サイズ0.13mm)、絶縁被覆12bとして発泡ポリエチレン(誘電率1.7、厚さ0.425mm)、ドレイン線13としてSnメッキ付軟銅撚線(導体サイズ0.22mm)、シールド層14aとして銅箔(厚さ9μm)、インピーダンス調整用介在テープ14bとしてPETフィルム(厚さ0.25mm)、絶縁性シースとしてハロゲンフリー材(厚さ0.3mm)を用い、信号線数5本として図2の構造のフラットシールドケーブル11を作成したところ、その特性インピーダンスは70Ωであった。また、導線12aとしてSnメッキ付軟銅撚線(導体サイズ0.22mm)、絶縁被覆12bとして発泡ポリエチレン(誘電率1.7、厚さ0.375mm)、ドレイン線13としてSnメッキ付軟銅撚線(導体サイズ0.22mm)、シールド層14aとして銅箔(厚さ9μm)、インピーダンス調整用介在テープ14bとしてPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚さ0.45mm)、絶縁性シースとしてハロゲンフリー材(厚さ0.3mm)を用い、信号線数5本として図2の構造のフラットシールドケーブル11を作成したところ、その特性インピーダンスは70Ωであった。
【0017】
本発明によるフラットシールドケーブルの端末加工は、端末のシールドテープと絶縁性シースを20mm程度剥ぎ取り、機器側のコネクタピッチに合わせて端末加工機で信号線・ドレイン線先端をフォーミングさせて一括接続する。これにより、端末でのシールド性能の劣化が防止されるとともに、端末加工作業が容易となる。
【0018】
本発明によれば、前記構成を採用したので、機器側コネクタ寸法内に信号線外径が収まることから、自動車等に搭載されるDVDユニット、モニター等の機器への適用が可能となり、かつこれら機器とのインピーダンスのマッチングがとれるため、モニター画像のにじみ等の不具合の発生がなくなる。また、本発明のフラットシールドケーブルはフラット化されているので、コネクタへの一括接続が可能となり、端末加工作業が容易となる。また、本発明のフラットシールドケーブルは端末加工長としてシールドテープと絶縁性シースの剥ぎ取り長が20mm程度で済むことから、端末でのシールド性能の確保が可能となる。さらに、本発明のフラットシールドケーブルは従来のものより軽量化され、かつ配置空間が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のシールドケーブルの構造例を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係るフラットシールドケーブルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
11 フラットシールドケーブル
12 信号線
12a 導線
12b 絶縁被覆
13 ドレイン線
14 インピーダンス調整用介在テープ付シールドテープ
14a シールド層
14b インピーダンス調整用介在テープ
15 絶縁性シース

Claims (4)

  1. 外径が1.3mmの複数の絶縁被覆付信号線を平行配置し、これら複数の絶縁被覆付信号線の周りを、シールド層と、誘電率が1.7〜2.8、厚さが0.25〜0.45mの樹脂材料からなるインピーダンス調整用介在テープとから構成されたインピーダンス調整用介在テープ付シールドテープで該シールド層が外側となるように被覆するとともに、該シールドテープの該シールド層にドレイン線が外側から接触するように該ドレイン線を該複数の絶縁被覆付信号線の列のいずれか一側方に平行配置し、さらにこれら全体の周りを絶縁性シースで被覆して構成され、該絶縁被覆付信号線の特性インピーダンスが75Ω(±10%)であることを特徴とするフラットシールドケーブル。
  2. 絶縁被覆付信号線の導体の断面積が0.13〜0.22mmであり、該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が誘電率1.7〜2.8の絶縁材料から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフラットシールドケーブル。
  3. 該ドレイン線の断面積が0.22〜0.5mmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のフラットシールドケーブル。
  4. 絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が発泡ポリエチレンからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフラットシールドケーブル。
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