JP6137402B2 - 磁性テープ及びシールドケーブル - Google Patents
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Description
本発明は、磁性テープ及びシールドケーブルに関する。
従来、EMI(Electro Magnetic Interference:電波障害)の防止を図った高周波減衰ケーブルが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
この高周波減衰ケーブルは、導体線の周囲に磁性材料からなる磁性テープを一部重なるように螺旋状に巻き付けたものである。これにより、導体線から放出される電磁波ノイズが磁性テープによって減衰されるとともに、可撓性を確保することができる。磁性テープは、一般に、スリット加工、すなわち大きな幅の長尺状のシートを一定の幅で連続して切断し、ロールやリールに巻き取ることで形成される。
しかし、従来の高周波減衰ケーブルによれば、磁性テープはスリット加工時に幅方向の両端面にバリが発生するため、磁性テープを螺旋状に巻き付けたときにバリの先端がテープの表面に接触してテープが浮き上がり、実効透磁率が低下するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、導体線上に巻き付けたときにテープの浮き上がりが発生し難くなり、これにより実効透磁率の低下を抑制することができる磁性テープ及びシールドケーブルを提供することにある。
本発明は、上記課題を解決することを目的として、磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも裏面に長手方向に沿って有する磁性テープを提供する。
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、裏面に樹脂層が形成された磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも裏面に長手方向に沿って有する磁性テープを提供する。
前記磁性材料は、アモルファス合金でもよい。また、前記磁性材料は、Fe、Si、B、Cuを含有し、さらにTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する非晶質合金にナノ結晶化の熱処理を施したナノ結晶軟磁性合金でもよい。
本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、前記絶縁電線の周囲に磁性テープが巻かれて形成された磁性テープ層とを備え、前記磁性テープは、磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも前記絶縁電線側に向く面に長手方向に沿って有するシールドケーブルを提供する。
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、前記絶縁電線の周囲に磁性テープが巻かれて形成された磁性テープ層とを備え、前記磁性テープは、前記絶縁電線側の面に樹脂層が形成された磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも前記絶縁電線側に向く面に長手方向に沿って有するシールドケーブルを提供する。
前記磁性テープを構成する前記磁性材料は、アモルファス合金でもよい。また、前記磁性テープを構成する前記磁性材料は、Fe、Si、B、Cuを含有し、さらにTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する非晶質合金にナノ結晶化の熱処理を施したナノ結晶軟磁性合金でもよい。
本発明によれば、導体線上に巻き付けたときにテープの浮き上がりが発生し難くなり、これにより実効透磁率の低下を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略す
る。
る。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るシールドケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図2は、図1に示すシールドケーブルの横断面図である。なお、図1では、介在物5の図示を省略する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るシールドケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図2は、図1に示すシールドケーブルの横断面図である。なお、図1では、介在物5の図示を省略する。
このシールドケーブル1は、導体線2の周囲を絶縁体3で被覆した複数(本実施の形態では3本)の絶縁電線4と、複数の絶縁電線4の周囲に介在物5を介在させて形成された樹脂テープ層6と、樹脂テープ層6の周囲に設けられた磁性テープ層7と、磁性テープ層7の周囲に設けられた樹脂等からなる絶縁保護層としてのシース8とを備える。
導体線2は、複数本(本実施の形態では7本)の金属細線2aを撚り合わせて構成されている。絶縁電線4は、例えば100MHz〜10GHzの信号、又は搬送周波数10MHz以下で電力を伝送する。なお、導体線2は、単線でもよい。また、絶縁電線4は、本実施の形態では複数本としたが、1本でもよい。また、絶縁電線4は、差動信号を伝送するツイストペア線でもよい。
樹脂テープ層6は、樹脂テープを複数の絶縁電線4の周囲に介在物5を介在させてそれらの周囲にケーブル長手方向に渡って巻き付けることにより形成される。樹脂テープは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン系樹脂等の樹脂からなるテープを用いることができる。
磁性テープ層7は、例えば、樹脂テープ層6の周囲に磁性材料から形成された磁性テープ70を螺旋状にケーブル長手方向に渡って巻き付けることにより形成される。
シース8は、例えば、塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル重合体、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等から形成される。
(磁性テープ層の構成)
図3は、磁性テープ70を樹脂テープ層6の周囲に巻き付けた状態を示す部分断面図である。図4は、図3に示す磁性テープ70の横断面図である。
図3は、磁性テープ70を樹脂テープ層6の周囲に巻き付けた状態を示す部分断面図である。図4は、図3に示す磁性テープ70の横断面図である。
磁性テープ70は、磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続してスリット加工(切断)して形成される。磁性テープ70は、長尺状のシートの切断の際に幅方向の両端面73a、73bに形成される一対のバリ75a、75bの一方のバリ75bを収容する溝74を表面71と反対側の裏面72に長手方向に沿って有する。溝74は、磁性テープ70の幅方向の中央よりも一方の端面73a側に寄った位置、すなわち、磁性テープ70を樹脂テープ層6の周囲に螺旋状に巻き付けたとき、他方のバリ75bが溝74に入り込む位置に形成されている。また、磁性テープ70を樹脂テープ層6の周囲に巻き付けたとき、溝74によって分離された裏面72の一方の裏面72aは、磁性テープ70の表面71に接触し、他の方の裏面72bは、樹脂テープ層6に接触する。螺旋状に巻き付けられた磁性テープ70同士は面接触するため、電磁波ノイズが漏れ難くなり、実効透磁率の低下を抑制することができる。
磁性テープ70の磁性材料は、電磁波ノイズを抑制するため、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料からなるものが好ましい。軟磁性材料として、例えば、Co基アモルファス合金、Fe基アモルファス合金等のアモルファス合金や、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Ni−Zn−Cu系フェライト等のフェライトや、Fe−Ni系合金(パーマロイ)、Fe−Si−Al系合金(センダスト)、Fe−Si系合金(珪素鋼)等の軟磁性金属、又はFe、Si、B、Cuを含有し、さらにTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する非晶質合金にナノ結晶化の熱処理を施したナノ結晶軟磁性合金粉を用いることができる。これらの軟磁性材料のうち、ナノ結晶軟磁性合金粉は、比透磁率がCo基アモルファス合金と同様に大きく、比透磁率の経時変化が小さいので好ましい。
磁性テープ70は、例えば厚さ25μm、50μm又は75μm、幅10〜20mmのものを用いることができる。溝74の深さdは、バリ75a、75bの高さ(例えば10μm程度)hを収容するため、バリ75a、75bの平均高さ(例えば、長さ1mにつき片側10箇所計20箇所をマイクロメータで測定した値の平均値)の1/2倍以上5倍以下が好ましく、4/5倍以上2倍以下がより好ましい。溝74の幅は、巻き付け精度やケーブルを曲げたときのケーブル長さ方向への磁性テープ70のズレを考慮して、例えば1mm以上3mm以下が好ましい。
(磁性テープの製造工程)
図5A〜図5Cは、第1の実施の形態に係る磁性テープ70の製造工程の一例を示す断面図である。以下、アモルファス合金から形成された磁性テープ70の製造工程の一例について説明する。
図5A〜図5Cは、第1の実施の形態に係る磁性テープ70の製造工程の一例を示す断面図である。以下、アモルファス合金から形成された磁性テープ70の製造工程の一例について説明する。
まず、図5Aに示すように、アモルファス合金化された幅の広い磁性シート700を溝加工装置10に通過させ、圧延加工によって溝74を形成する。溝加工装置10は、磁性シート700を押える押えローラ11と、押えローラ11に対向する位置に設けられ、溝74を形成する加工ローラ12と、押えローラ11及び加工ローラ12を一体に回転可能に連結する軸13と、軸13を回転させる図示しないモータとを備える。溝74は、磁性シート700の表面700a及び裏面700bに幅方向に沿って交互に形成される。なお、溝加工装置は切削加工を行って溝74を形成するものでもよい。
次に、図5Bに示すように、アモルファス化された磁性シート700をスリット加工装置20に通過させることにより磁性シート700よりも幅の狭い磁性テープ70を形成する。スリット加工装置20は、磁性シート700の表面700a側に配置された上カッタ21a、21bと、磁性シート700の裏面700b側に配置された下カッタ22a、22bと、上カッタ21a、21bを一体に回転可能に連結する軸23と、下カッタ22a、22bを一体に回転可能に連結する軸24と、軸23及び軸24を同期させて回転させるモータとを備える。上カッタ21aと下カッタ22aの間、及び上カッタ21bと下カッタ22bの間のクリアランスは、バリ75a、75bができるだけ小さくなるように調整される。また、幅方向両端面73a、73bに形成されるバリ75a、75bが互いに同じ方向に向くように、各磁性テープ70に対して上カッタ21a、21bが下カッタ22a、22bに対して内側又は外側に位置するように配置される。
スリット加工装置20によってスリット加工された磁性テープ70は、図5Cに示すように、両端面73a、73bにバリ75a、75bが形成される。その後、それぞれの磁性テープ70は、ロール又はリールに巻き取られる。
(第1の実施の形態の作用、効果)
第1の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
(1)磁性テープ70を樹脂テープ層6の周囲に螺旋状に巻き付けたとき、他方のバリ75bが溝74に入り込み、磁性テープ70同士は面接触するため、磁性テープ70の浮き上がりが発生し難くなり、これにより実効透磁率の低下を抑制することができる。
(2)磁性テープ層7は、絶縁電線4から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して電磁波ノイズの放射を抑制する。
(3)磁性テープ層7は、磁性テープ70を螺旋状に巻き付けて形成されているため、曲げ特性に優れたシールドケーブルを提供することができる。
第1の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
(1)磁性テープ70を樹脂テープ層6の周囲に螺旋状に巻き付けたとき、他方のバリ75bが溝74に入り込み、磁性テープ70同士は面接触するため、磁性テープ70の浮き上がりが発生し難くなり、これにより実効透磁率の低下を抑制することができる。
(2)磁性テープ層7は、絶縁電線4から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して電磁波ノイズの放射を抑制する。
(3)磁性テープ層7は、磁性テープ70を螺旋状に巻き付けて形成されているため、曲げ特性に優れたシールドケーブルを提供することができる。
[第2の実施の形態]
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る磁性テープを樹脂テープ層の周囲に巻き付けた状態を示す部分断面図である。図7は、図6に示す磁性テープの横断面図である。
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る磁性テープを樹脂テープ層の周囲に巻き付けた状態を示す部分断面図である。図7は、図6に示す磁性テープの横断面図である。
第1の実施の形態では、裏面72に樹脂層が形成されていない磁性テープ70を用いて磁性テープ層7を構成したが、本実施の形態は、磁性テープ70の裏面72に樹脂層91が形成された樹脂層付き磁性テープ90を用いて樹脂層付き磁性テープ層9を構成したものである。なお、樹脂層付き磁性テープ90は、磁性テープの一例であり、樹脂層付き磁性テープ層9は、磁性テープ層の一例である。
本実施の形態の樹脂層付き磁性テープ層9は、例えば、樹脂テープ層6の周囲に樹脂層91が樹脂テープ層6側に向くように樹脂層付き磁性テープ90を螺旋状にケーブル長手方向に渡って巻き付けることにより形成される。
樹脂層91は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン系樹脂等の樹脂を用いることができる。
樹脂層付き磁性テープ90は、例えば、両面に樹脂層が形成された磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続してスリット加工(切断)して形成される。樹脂層付き磁性テープ90は、長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面73a、73bに形成される一対のバリ75a、75bの一方のバリ75bを収容する深さdの溝74を裏面90aに長手方向に沿って有する。溝74は、樹脂層付き磁性テープ90の幅方向の中央よりも一方の端面73aに寄った位置、すなわち、樹脂層付き磁性テープ90を樹脂テープ層6の周囲に螺旋状に巻き付けたとき、他方のバリ75bが溝74に入り込む位置に形成されている。また、樹脂層付き磁性テープ90を樹脂テープ層6の周囲に巻き付けたとき、溝74によって分離された裏面72の一方の裏面72aは、樹脂層91aを介して磁性テープ70の表面71に接触し、他の方の裏面72bは、樹脂層91bを介して樹脂テープ層6に接触する。樹脂層91は、例えば厚さ5〜10μmを有する。螺旋状に巻き付けられた樹脂層付き磁性テープ90同士は薄い樹脂層91aを介して対向するため、電磁波ノイズが漏れ難くなり、実効透磁率の低下を抑制することができる。
(磁性テープの製造工程)
まず、図5Aに示すように、アモルファス合金化された幅の広い磁性シート700を溝加工装置10に通過させ、圧延加工によって溝74を形成する。
まず、図5Aに示すように、アモルファス合金化された幅の広い磁性シート700を溝加工装置10に通過させ、圧延加工によって溝74を形成する。
次に、溝74が形成された磁性シート700の両面に樹脂層91を形成する。なお、溝74を避けて樹脂層91を形成してもよいし、樹脂層91を全面に形成した後、溝74に対応する位置をエッチング等によって除去してもよい。
次に、図5Bに示すように、アモルファスとなった磁性シート700をスリット加工装置20に通過させることにより磁性シート700よりも幅の狭い磁性テープ70を形成する。
スリット加工装置20によってスリット加工された磁性テープ70は、溝74が形成されていない側の樹脂層を剥離した後、図5Cに示すように、両端面73a、73bにバリ75a、75bが形成される。その後、それぞれの磁性テープ70は、ロール又はリールに巻き取られる。
(第2の実施の形態の作用、効果)
第2の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
(1)樹脂層付き磁性テープ90を樹脂テープ層6の周囲に螺旋状に巻き付けたとき、他方のバリ75bが溝74に入り込み、樹脂層付き磁性テープ90同士は、面接触するため、樹脂層付き磁性テープ90の浮き上がりが発生し難くなり、これにより実効透磁率の低下を抑制することができる。
(2)樹脂層付き磁性テープ層9は、絶縁電線4から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して電磁波ノイズを放射を抑制する。
(3)樹脂層付き磁性テープ層9は、樹脂層付き磁性テープ90を螺旋状に巻き付けて形成されているため、曲げ特性に優れたシールドケーブルを提供することができる。
(4)スリット加工時に磁性シートの両面に樹脂層を形成しているので、バリの発生を抑制することができる。
第2の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
(1)樹脂層付き磁性テープ90を樹脂テープ層6の周囲に螺旋状に巻き付けたとき、他方のバリ75bが溝74に入り込み、樹脂層付き磁性テープ90同士は、面接触するため、樹脂層付き磁性テープ90の浮き上がりが発生し難くなり、これにより実効透磁率の低下を抑制することができる。
(2)樹脂層付き磁性テープ層9は、絶縁電線4から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して電磁波ノイズを放射を抑制する。
(3)樹脂層付き磁性テープ層9は、樹脂層付き磁性テープ90を螺旋状に巻き付けて形成されているため、曲げ特性に優れたシールドケーブルを提供することができる。
(4)スリット加工時に磁性シートの両面に樹脂層を形成しているので、バリの発生を抑制することができる。
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、第1及び第2の実施の形態では、磁性テープ70の幅方向両端面に発生するバリ75a、75bを磁性テープ70の表面71側に形成する場合について説明したが、一方のバリ75aを裏面72側に形成し、他方のバリ75bを表面71側に形成するようにスリット加工を行ってもよい。この場合、溝74をバリ75aに対応する表面71の位置に形成すればよい。
また、磁性テープ70の磁性材料として、キュリー温度をTc、結晶化温度をTxとするとき、Tx>Tcを満足するアモルファス合金薄帯をTc〜Tc+50℃の温度範囲で熱処理し、該アモルファス合金薄帯に樹脂層を形成することを特徴とする加工用複合磁性薄帯を用いてもよい(特許第3512109号公報参照)。
磁性テープ70の磁性材料として、合金組成がFe100−a−b−c−dMaSibBcCd(原子%)で表され、前記MはTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素であり、0<a≦10、8≦b≦17、5≦c≦10、0.02≦d≦0.8、13<a+b+c+d≦35および不可避不純物からなり、Feの0.5原子%以上、2原子%以下をCuで置換した非晶質合金薄帯であり、前記非晶質合金薄帯の表面から深さ方向に元素濃度をGD-OESで測定したとき、SiO2換算で前記非晶質合金薄帯の表面から2〜20nmの深さの範囲内にC濃度のピークが存在することを特徴とする非晶質合金薄帯を用いてもよい(特許第5182601号公報参照)。
また、磁性テープ70の他の磁性材料として、合金組成がFe100−a−b−c−dMaSibBcCud(原子%)で表され、0≦a≦10、0≦b≦20、4≦c≦20、0.1≦d≦3、9≦a+b+c≦35および不可避不純物からなる非晶質合金薄帯であり、ここでMはTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素であり、前記非晶質合金薄帯の表面側に最表面部よりも高い濃度でCuが偏析しているCu偏析部が存在し、そのCu偏析部でのCu濃度の最大値が4原子%以下であることを特徴とする非晶質合金薄帯を用いてもよい(特許第5339192号公報参照)。
上記各実施の形態では、磁性テープを螺旋状に巻いて磁性テープ層を形成したが、螺旋状に限られず、例えば磁性テープを編組にして磁性テープ層を形成してもよい。
また、磁性テープ層7の内側又は外側に導電性材料からなるシールド線によるシールド層を設けてもよい。これにより、磁性テープ層7は、絶縁電線4から発生する電磁波ノイズの磁界を吸収して主として低周波帯域の電磁波ノイズを遮蔽する。また、導電性材料からなるシールド層は、絶縁電線4から発生する電磁波ノイズの電界を吸収して主として高周波帯域の電磁波ノイズを遮蔽する。このため、広い周波帯域のノイズ遮蔽に適した信頼性の高いシールドケーブルを提供することができる。
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記実施の形態の構成要素の一部を省くことや変更することが可能である。例えば、複数の絶縁電線4の周囲に樹脂テープを巻き付ける上で支障がなければ、介在物5を省いてもよい。
本発明は、モータとインバータを接続する3芯電源ケーブル等の電源ケーブルや、差動信号を伝送する差動用ケーブル等の信号伝送ケーブルに好適である。
1…シールドケーブル、2…導体線、2a…金属細線、3…絶縁体、4…絶縁電線、5…介在物、6…樹脂テープ層、7…磁性テープ層、8…シース、9…樹脂層付き磁性テープ層、10…溝加工装置、11…押えローラ、12…加工ローラ、13…軸、20…スリット加工装置、21a、21b…上カッタ、22a、22b…下カッタ、23、24…軸、70…磁性テープ、71…表面、72、72a、72b…裏面、73a、73b…端面、74…溝、75a、75b…バリ、90…樹脂層付き磁性テープ、90a…裏面、91、91a、91b…樹脂層、700…磁性シート、700a…表面、700b…裏面
Claims (8)
- 磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、
前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも裏面に長手方向に沿って有する磁性テープ。 - 裏面に樹脂層が形成された磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、
前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも裏面に長手方向に沿って有する磁性テープ。 - 前記磁性材料は、アモルファス合金である、請求項1又は2に記載の磁性テープ。
- 前記磁性材料は、Fe、Si、B、Cuを含有し、さらにTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する非晶質合金にナノ結晶化の熱処理を施したナノ結晶軟磁性合金である、請求項1又は2に記載の磁性テープ。
- 導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲に磁性テープが巻かれて形成された磁性テープ層とを備え、
前記磁性テープは、磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも前記絶縁電線側に向く面に長手方向に沿って有するシールドケーブル。 - 導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲に磁性テープが巻かれて形成された磁性テープ層とを備え、
前記磁性テープは、前記絶縁電線側の面に樹脂層が形成された磁性材料からなる長尺状のシートを一定の幅で連続して切断して形成される磁性テープであって、前記長尺状のシートの切断の際に幅方向両端面に形成される一対のバリの少なくとも一方のバリを収容する溝を少なくとも前記絶縁電線側に向く面に長手方向に沿って有するシールドケーブル。 - 前記磁性テープを構成する前記磁性材料は、アモルファス合金である、請求項5又は6に記載のシールドケーブル。
- 前記磁性テープを構成する前記磁性材料は、Fe、Si、B、Cuを含有し、さらにTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する非晶質合金にナノ結晶化の熱処理を施したナノ結晶軟磁性合金である、請求項5又は6に記載のシールドケーブル。
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