JP4654782B2 - Shielded cable - Google Patents
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本発明は、導体の周囲を電気絶縁体で絶縁した複数本の絶縁コアの外周に導線を巻き付け、その外側を外被で覆ったシールドケーブルに関する。 The present invention relates to a shielded cable in which a conductive wire is wound around the outer periphery of a plurality of insulating cores whose conductors are insulated with an electrical insulator, and the outside is covered with a jacket.
近年、電子機器の高性能、多機能化に加えて情報量の増大と伝送信号の高速化、デジタル化が進み、機器内配線の高密度化が進められている。また、外来ノイズ等による影響の低減や高周波電流から外部に放射する電磁波を低減するために、信号線の絶縁体外周を導体で覆ったシールドケーブルの使用が増加している。図3は、例えば、特許文献1に開示されるような一般的なシールドケーブルの概略を示す図で、図中、1は2芯平行シールドケーブル、2は絶縁電線、3a,3bはシールド層、4は外被を示す。
In recent years, in addition to the high performance and multi-functionality of electronic devices, the amount of information has been increased, the speed of transmission signals has been increased, and digitalization has progressed, and the density of internal wiring has been increased. In addition, in order to reduce the influence of external noise and the like and to reduce electromagnetic waves radiated to the outside from a high-frequency current, the use of shielded cables in which the outer periphery of the signal line insulator is covered with a conductor is increasing. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a general shielded cable as disclosed in, for example,
図3に示すシールドケーブルは、2本の信号線を有する2芯平行シールドケーブルの例で、ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラ等の情報機器等の本体部と液晶ディスプレイの捻回を伴う部分の配線等に用いるシールドケーブルの例である。2本の信号線2は、平行状態にして、その外周に導体を巻き付けてシールド層3a,3bとし、その外側を外被4で被覆した構成である。 The shielded cable shown in FIG. 3 is an example of a two-core parallel shielded cable having two signal lines. The main body of an information device such as a notebook personal computer, a mobile phone, and a video camera, and a portion involving twisting of a liquid crystal display. It is an example of the shielded cable used for wiring etc. Two signal lines 2 in the flat rows state, the shield layer 3a by winding a conductor on the outer periphery thereof, and 3b, a configuration in which covering the outside with jacket 4.
シールド層3a,3bは、錫メッキ銅合金線等の導線を横巻で巻き付けて形成し、シールド層3aと3bは、互いに反対方向に巻き付けている。この構成は、ケーブルが曲げられたり捻られたりした際に、導線間に隙間が生じてシールド効果が不十分であったり、線くせが生じたりするのを軽減している。また、シールド層3a,3bの外側に金属箔テープを巻き付けて、第3のシールド層とすることができるとしている。 The shield layers 3a and 3b are formed by winding a conductive wire such as a tin-plated copper alloy wire by horizontal winding, and the shield layers 3a and 3b are wound in opposite directions. With this configuration, when the cable is bent or twisted, a gap is generated between the conductors, so that the shielding effect is insufficient and the occurrence of the wire habit is reduced. Further, a metal foil tape is wound around the outside of the shield layers 3a and 3b to form a third shield layer.
絶縁電線2には、銅等の電気良導体からなる単線又は撚り線が用いられ、電気絶縁体にはフッ素樹脂やポリエチレン等の電気絶縁材が用いられる。シールド層3a,3bは、通常、中心導体に用いたのと同様な電気良導体からなる導線を横巻きするか編組形状で形成され、その外周を外被4で覆っている。外被4は、シース又はジャケットと称されることもあり、ポリオレフィン、塩化ビニル等の樹脂で形成されている。 The insulated wire 2 is a single wire or a stranded wire made of a good electrical conductor such as copper, and the electrical insulator is an electrical insulating material such as fluororesin or polyethylene. Shield layer 3a, 3b are typically formed of wire made of the same electrical conductor as that used in the central guide body or braid shape laterally wound, covering the outer periphery outside the 4. The outer jacket 4 is sometimes referred to as a sheath or a jacket, and is formed of a resin such as polyolefin or vinyl chloride.
近年は、電子機器内あるいは機器間の配線に用いるこれらのシールドケーブルに対しても、機器の発火事故に際して、ケーブルを伝って火が広がらないように難燃性とすることが求められている。機器配線材に関する難燃性については、例えば、米国のUL規格(Underwriters Laboratories)におけるVW−1試験と呼ばれる垂直燃焼試験による評価が、1つの基準とされることが多い。 In recent years, these shielded cables used for wiring inside or between electronic devices are also required to be flame retardant so that the fire does not spread through the cables in the event of a device fire. For flame retardancy related to equipment wiring materials, for example, evaluation by a vertical combustion test called a VW-1 test in the US UL standard (Underwriters Laboratories) is often used as one standard.
図4は、上記UL規格のVW−1の垂直燃焼試験方法を説明する図である。この燃焼試験方法は、長さ約60cmの試料5(被試験ケーブル)を遮蔽壁10の上下位置に配した1対の保持部6で垂直に保持させる。ガスバーナー7の火炎8を、外側の赤い外炎8aが127mmで内側の青い内炎8bが38mmの火炎となるように調整して、火炎8の先端を20°の角度で試料5に当てる。火炎8の先端が当てられる位置から25cm上方位置に、標識旗9を取付ける。この標識旗9は、長さ2cm、幅1.25cm、厚さ0.013cmのクラフト紙を用い、試料5に1回巻き付けて取付ける。火炎8を15秒点火し15秒消し、これを5サイクル繰り返した後、火炎を当てて着火させてから60秒以内に消え、かつ標識旗9が25%以上燃えない場合が合格とされる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the UL standard VW-1 vertical combustion test method. In this combustion test method, a sample 5 (a cable under test) having a length of about 60 cm is vertically held by a pair of holding portions 6 arranged on the upper and lower positions of the
従来、この基準に対応するために、上記分野のシールドケーブルの外被4には、ポリ塩化ビニル(PVC)等の難燃性ポリマーや、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂に塩素、臭素系の難燃剤を添加して難燃化したものが使用されてきた。しかし、近年は地球環境保全の観点からさまざまな分野で環境にやさしい製品の開発とリサイクル化が求められ、当該電線・ケーブルの分野においても、焼却時に腐食性の高いハロゲンガスの発生が地球環境汚染の一つとして問題視されるようになってきている。 Conventionally, in order to comply with this standard, the sheath 4 of the shielded cable in the above-mentioned field includes a flame retardant polymer such as polyvinyl chloride (PVC), a polyolefin resin such as polyethylene, and a chlorine or bromine flame retardant. Incombustible products have been used. However, in recent years, environmentally friendly products have been developed and recycled in various fields from the viewpoint of global environmental protection. In the field of electric wires and cables, the generation of highly corrosive halogen gas during incineration has caused global environmental pollution. It has come to be regarded as a problem.
このため、電線・ケーブルの難燃性を高めるのにハロゲン化合物の使用は極めて有効ではあるが、例えば、特許文献2に開示のように、地球環境保全のためにハロゲン化合物を含まない(一般に、ノンハロゲン、ハロゲンフリーとも言われる)難燃化シールドケーブルの開発が進められている。
特許文献2においては、シールド電線の外部導体3と外被4を除去した状態での難燃化を実現させることを前提としている。このため、絶縁体2について、信号の伝送特性を損なわないような低誘電率を確保し、ノンハロゲンの難燃性シールド電線を得るものであるが、特殊材料の使用となるためコスト高となる。一般には、信号の伝送速度アップや伝送損失低減のために、絶縁体2は誘電損失の少ないポリエチレンや発泡ポリエチレン等を用い、シールド電線全体としての難燃性については、外被4により確保されていれば十分とされる場合がある。この場合、外被4には、ノンハロゲンで価格的にも安価な難燃ポリオレフィンを用いることが望まれているが、ポリ塩化ビニルのようなハロゲン系の外被と比べ難燃性に劣り、VW−1の燃焼試験をクリアさせることが難しかった。
In Patent Document 2, it is premised that flame retardancy is realized in a state where the
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、市販されている安価な一般的な材料で、製造上においても安価な構成で、電気的特性を損なうことなく難燃性を実現することが可能なシールドケーブルの提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a commercially available low-cost general material that achieves flame retardancy without impairing electrical characteristics with a low-cost configuration in production. The objective is to provide a shielded cable that can be used.
本発明によるシールドケーブルは、電気導体の外周を電気絶縁体で絶縁した複数本の絶縁コアの外周に導線を巻き付けてシールド導体とし、その外周を外被で覆ったシールドケーブルであって、絶縁コアが撚り合されており、シールド導体の巻き付けピッチが絶縁コアの撚りピッチの70%〜100%であり、シールド導体と外被の間に金属テープを重なり幅がテープ幅の1/3〜3/4で螺旋状に巻き付け、外被を難燃ポリオレフィンで形成する。また、複数本の絶縁コアとシールド導体の間の隙間にドレインワイヤを配した形態とするようにしてもよい。 Shielded cable according to the present invention, the shield conductor by winding a conductive wire outer periphery of the electrical conductor on the outer periphery of the plurality of insulated core insulated with an electrical insulator, a shielded cable covering the outer periphery in the jacket, the insulating core Are twisted together, the winding pitch of the shield conductor is 70% to 100% of the twist pitch of the insulating core , the metal tape is overlapped between the shield conductor and the jacket, and the width is 1/3 to 3/3 of the tape width. Installing wound helically 4, the envelope formed by the flame-retardant polyolefin. Further, the drain wire may be arranged in the gap between the plurality of insulating cores and the shield conductor .
本発明のシールドケーブルによれば、金属テープの金属箔自体が難燃性であるうえに、シールド導体上に密に巻きつけている。このため、燃焼時に内部の絶縁体への酸素供給を抑えて電気絶縁体が延焼するのを抑制することができる。また、シールドケーブルは、一般的で安価な材料を用い、シールド導体を横巻形態の安価な製造方法で形成することができる。さらに、金属テープは外被と密着させることも可能であり、端末形成に際しては、外被の除去と共に容易に剥ぎ取ることができ、作業性が低下することもない。 According to the shielded cable of the present invention, the metal foil itself of the metal tape is flame retardant and is tightly wound on the shield conductor. For this reason, it can suppress that an electrical insulator spreads by suppressing oxygen supply to an internal insulator at the time of combustion. The shielded cable can be made of a general and inexpensive material, and the shield conductor can be formed by an inexpensive manufacturing method in a horizontal winding form. Furthermore, the metal tape can be brought into close contact with the outer cover, and when forming the terminal, it can be easily peeled off together with the removal of the outer cover, and the workability is not deteriorated.
図により本発明の実施の形態を説明する。図1(A)は、本発明によるシールドケーブルの概略を説明する図、図1(B)は他のシールドケーブルの例を説明する図、図2(A),(B)は本発明に用いる金属箔テープの例を説明する図、図2(C)は金属箔テープの巻き付け例を説明する図である。図中、11はシールドケーブル、12は絶縁コア、13は電気導体、14は電気絶縁体、15はシールド導体、16は金属テープ、16aは金属箔、16bはテープ基材、17は外被、18はドレインワイヤを示す。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a diagram for explaining the outline of a shielded cable according to the present invention, FIG. 1B is a diagram for explaining an example of another shielded cable, and FIGS. 2A and 2B are used in the present invention. The figure explaining the example of a metal foil tape, FIG.2 (C) is a figure explaining the example of winding of a metal foil tape. In the figure, 11 is a shielded cable, 12 is an insulating core, 13 is an electrical conductor, 14 is an electrical insulator, 15 is a shield conductor, 16 is a metal tape, 16a is a metal foil, 16b is a tape substrate, 17 is a jacket,
本発明によるシールドケーブルは、基本的な構成については、図1(A)に示すように、電気導体13の外周を電気絶縁体14で絶縁した絶縁コア12の複数本を撚り合わせ、その外周にシールド導体15を導線の横巻で形成し、外被17で被覆して構成される。絶縁コア12の電気導体13は、銅又はアルミ或いは銅合金線,各種メッキ銅線などからなる電気良導体を単線又は撚り線にしたものが用いられ、例えば、外径約0.08〜0.16mmの錫メッキ軟銅線で、これを7本撚ったものが用いられる。
Shielded cable according to the present invention, the basic structure, as shown in FIG. 1 (A), combined Ri twisting a plurality of insulated
電気絶縁体14には、ポリエチレンや発泡ポリエチレン等のノンハロゲンの電気絶縁材が用いられ、誘電率の調整が必要な場合は、絶縁体の厚さや発泡度等を変えて調整される。なお、電気絶縁体14として、特許文献2に開示したような難燃化されたノンハロゲンの発泡絶縁体を用いるとしても、本発明を排除するものではない。
The
シールド導体15は、通常、電気導体13に用いたのと同様な太さの電気良導体の導線を横巻きして形成される。本発明においては、このシールド導体15とその外側に金属テープ16を螺旋状に巻き付け、その外周を外被17で被覆する。また、図1(B)に示すように、シールド導体15と複数本の絶縁コア12との間にできる隙間部分にドレインワイヤ18を介在させる構成としてもよい。このドレインワイヤ18は、シールド導体15を形成する多数本の導線と電気的に接触して、端末部での接地接続を容易にするものである。
The
金属テープ16は、図2(A)に示すように、樹脂製のテープ基材16bに金属箔16aを貼りつけて、強度を高めた形状として使用するようにしてもよい。また、図2(B)に示すように、テープ基材16bの両面に金属箔16aを貼りつけた形状のものを使用するようにしてもよい。テープ基材16bとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルテープを用いることができる。
As shown in FIG. 2 (A), the
金属箔16aは、シールド導体15の外周に巻きつけ易い軟質性と、燃焼時の温度が1000℃位になるとすれば、この温度では溶融して消失しないような金属材料であることが望ましい。これには、例えば、融点が1000℃以上あり、軟質な銅箔を用いるのが好ましい。また、この金属箔16aは、強度維持や酸素遮蔽を効果的に行なわせるには、ある程度の厚さが必要で、少なくとも5μm以上の厚さ(好ましくは、8μm〜20μm)で形成されていることが望ましい。
The
金属テープ16の螺旋巻きつけの形状としては、図2(C)に示すように、テープ幅をTとしたときテープの重なり幅Wが、テープ幅Tの「1/3〜3/4」倍となるようにするのが望ましい。金属テープ16を比較的大きい重なり幅を持たせて螺旋巻きすることで、燃焼時に外部から内部への酸素供給を抑制するようにしている。これにより、シールド導体15の内側の電気絶縁体14に燃焼が生じた場合には、延焼を抑えることができる。また、金属テープ16は、銅、鉄、アルミ、その他ステンレス等の薄い各種金属で、シールド導体15上に巻きつけ可能な形態のものであればよい。
As shown in FIG. 2C, when the tape width is T, the overlapping width W of the tape is “1/3 to 3/4” times the tape width T, as shown in FIG. It is desirable that By spirally winding the
金属テープ16の外側には、外被17が施される。この外被17としては、塩化ビニルに代わる素材としてノンハロゲンプラスチックと称されているポリオレフィンを用いることが望ましい。しかし、このポリオレフィンは塩化ビニルと比較して燃えやすく、上述したように金属テープ16で内部の電気絶縁体14に対する難燃化を図るとしても、外被17自体でも難燃性を備えていることが好ましい。このため、外被17には、ノンハロゲンの難燃ポリオレフィン又は架橋難燃ポリオレフィンを用いるのが好ましい。ノンハロゲンの難燃ポリオレフィンとしては、例えば、ポリオレフィン樹脂に水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムを難燃剤としたものが知られている。
A
上述した構成によれば、図4に示したような、VW−1の燃焼試験をクリアできる難燃性のシールドケーブルを得ることが可能となる。すなわち、金属テープ16自体は難燃性であり、内部の絶縁コア12を比較的密に覆うことにより、電気絶縁体14の燃焼に必要な酸素の供給を遮断できる。このため、電気絶縁体14を特に難燃剤としなくても、延焼を抑制することが可能となる。図3の従来構造(特許文献1)においても、シールド層と外被の間に金属テープを巻きつけてもよいとされているが、シールド効果を補うためのもので、難燃性を意図したものではない。このため、巻き付け状態がどのようなのか不明であり、難燃化は期待することができないものである。
According to the configuration described above, it is possible to obtain a flame-retardant shielded cable that can clear the VW-1 combustion test as shown in FIG. That is, the
また、金属テープ16を絶縁コア12とシールド導体15との間に巻き付ける構成であっても難燃効果を持たせることは可能であるが、端末形成の際に金属テープ16を除去するのに比較的労力を要することになる。金属テープ16を外被17と接する側に設けることにより、端末形成時には、外被17の剥ぎ取りと一緒に金属テープ16の剥ぎ取りができるので、作業性を向上させることができる。また、シールド導体15を編組で形成してもよいが、横巻に比べて、巻き付け機構が大掛かりで、製造線速が遅くなり、生産性が低下して製造コストが大きくなってしまう。
Moreover, even if it is the structure which winds the
また、本発明では、複数本の絶縁コア12を用いるため、絶縁コア12と外周に巻き付けるシールド導体15との間に、空隙が生じて燃焼に必要な酸素を含む空隙ができ易い。このため、ドレインワイヤを介在させることにより、空隙部分の容積を減らすことができ、併せて電気的接地をしやすくすることができる。
Further, in the present invention, since a plurality of insulating
また、複数本の絶縁コア12を撚る構成とした場合、絶縁コア12の撚り、シールド導体15の巻き付け並びに金属テープ16の巻き付け関係について調べたところ、金属テープ16自体の巻き付け方向や巻きピッチと、絶縁コア12の撚り及びシールド導体15巻き付けの状態による燃焼特性への影響は特になかった。しかし、シールド導体15の巻きピッチが絶縁コア12の撚りピッチを越えるとシールド不良が発生しやすかった。したがって、シールド導体15の巻き付ピッチが絶縁コア12の撚りピッチ以下とするのが望ましい。
Moreover, when it was set as the structure which twists the
なお、絶縁コア12の撚りピッチを16mm、シールド導体15の巻きピッチを10mmとした場合は、VW−1の燃焼試験をクリアしないことがあったが、絶縁コア12の撚りピッチを16mm、シールド導体15の巻きピッチを15mmとした場合は、VW−1の燃焼試験を確実にクリアした。したがって、シールド導体15の巻きピッチが絶縁コア12の撚りピッチの70%以上とすることが、難燃性向上の点で好ましい。すなわち、シールド導体15の巻きピッチは、絶縁コア12の撚りピッチの70%以上100%以下とする。
When the twist pitch of the insulating
具体例として、銅撚り線からなる電気導体13の外周を発泡ポリエチレンからなる絶縁体14で絶縁し、その外周に横巻きでシールド導体15を形成した。このシールド導体15の外周に、厚さ9μmの銅箔を厚さ12μmのポリエステルテープ基材に貼りつけてなる金属テープ16を、重なり幅Wがテープ幅Tの1/2となるように15mmのピッチで螺旋状に巻きつけた。巻きつけた金属テープ15の外周には、被覆厚さ0.25mm〜0.45mm程度となるように難燃ポリオレフィン樹脂を被覆して外被17とし、ノンハロゲンで難燃性のシールドケーブルを作製した。
As a specific example, the outer periphery of an
上述のシールドケーブルを図4に示したVW−1の垂直燃焼試験方法で試験したところ、この燃焼試験をクリアすることができた。なお、金属テープ16の金属箔にアルミ箔を用い、重なり幅Wをテープ幅Tの1/4としたシールドケーブルは、VW−1の垂直燃焼試験をクリアすることができなかった。また、垂直燃焼試験の燃焼状況からは、重なり幅Wがテープ幅Tの1/3以上あれば、VW−1の垂直燃焼試験をクリアできるものと思われる。また、重なり幅Wは大きい方が燃焼試験はクリアし易いが、あまり大きくすると製造線速が低下して生産性が下がることから、重なり幅Wをテープ幅Tの3/4以下とするのが製造上の観点から望ましい。
When the above-mentioned shielded cable was tested by the VW-1 vertical combustion test method shown in FIG. 4, this combustion test could be cleared. In addition, the shielded cable which used aluminum foil for the metal foil of the
11…シールドケーブル、12…絶縁コア、13…電気導体、14…電気絶縁体、15…シールド導体、16…金属テープ、16a…金属箔、16b…テープ基材、17…外被、18…ドレインワイヤ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記絶縁コアが撚り合されており、前記シールド導体の巻き付けピッチが前記絶縁コアの撚りピッチの70%〜100%であり、前記シールド導体と前記外被の間に金属テープを重なり幅がテープ幅の1/3〜3/4で螺旋状に巻き付け、前記外被を難燃ポリオレフィンで形成したことを特徴とするシールドケーブル。 A shield cable in which a conductor is wound around the outer periphery of a plurality of insulating cores, the outer periphery of which is insulated with an electrical insulator, and the outer periphery is covered with a jacket,
The insulating core is twisted, the winding pitch of the shield conductor is 70% to 100% of the twist pitch of the insulating core, and a metal tape is overlapped between the shield conductor and the jacket, and the width is the tape width 1 / 3-3 / 4 in Installing wound helically, shielded cables, characterized in that the envelope formed by the flame-retardant polyolefin.
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