WO2025159201A1 - 遮蔽材およびワイヤーハーネス - Google Patents

Abstract

金属箔を含まない遮蔽材、およびそのような遮蔽材を備えたワイヤーハーネスを提供する。　樹脂材料より構成された骨格１１が、三次元網目構造を形成している多孔質樹脂１０と、前記多孔質樹脂１０の前記骨格１１の表面を被覆する金属層１２と、を有する遮蔽材１とする。また、少なくとも１本の通信用電線を含んだ電線群と、前電線群の表面の少なくとも一部を覆う、前記遮蔽材１と、を有するワイヤーハーネスとする。

Description

遮蔽材およびワイヤーハーネス

　本開示は、遮蔽材およびワイヤーハーネスに関する。

　自動車等の分野で用いられる通信用電線において、外部からのノイズの侵入や外部へのノイズの放出を低減するための遮蔽材として、金属箔、つまり面状に連続した金属の層を含んだシート状の遮蔽材が用いられる場合がある。その種の遮蔽材は、典型的には、特許文献１に開示されたシールド電線に用いられている金属箔シールドのように、Ｃｕ，Ａｌ、またそれらの金属を含む合金等よりなる金属箔より構成される。あるいは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料よりなる基材シートと金属箔を接合した遮蔽材も用いられる。

　シート状の遮蔽材を通信用電線のノイズ遮蔽に用いる場合に、遮蔽材の配置形態としては、特許文献１に挙げられているように、１本の通信用電線を構成するコア線の外周を被覆して遮蔽材を配置する形態のほか、複数の電線を含んだ電線群を有するワイヤーハーネスにおいて、電線群の外側を覆って、遮蔽材を配置する形態がありうる。例えば、特許文献２に開示されるように、高さ方向の省スペース性を保って複数の電線を集合させる等の目的で、樹脂シートや不織布よりなるシート材の面に、複数の電線を縫付または溶着によって固定したワイヤーハーネスが知られている。特許文献２にはワイヤーハーネスに遮蔽材を組み込むことは記載されていないが、ワイヤーハーネスを構成する複数の電線に通信用電線が含まれる場合には、その通信用電線に対してノイズ遮蔽を施すことが望まれる。

特開２００９－１４６８５０号公報 特開２０１８－１９６１７４号公報

　特許文献１に開示されているもののように、金属箔を有する遮蔽材を、通信用電線やワイヤーハーネスに配置する場合に、金属箔が金属の連続体として構成されていることにより、遮蔽材を利便性高く使用できない場合が生じうる。例えば、金属箔を含むことで、遮蔽材の比重が大きくなることや、金属箔をグランド電位に接続する必要性に伴って、電線やワイヤーハーネスの構造および加工工程が複雑化することが挙げられる。金属箔を含まない形態の遮蔽材を開発することが望まれる。

　そこで、金属箔を含まない遮蔽材、およびそのような遮蔽材を備えたワイヤーハーネスを提供することを課題とする。

　本開示の遮蔽材は、樹脂材料より構成された骨格が、三次元網目構造を形成している多孔質樹脂と、前記多孔質樹脂の前記骨格の表面を被覆する金属層と、を有する。

　また、本開示のワイヤーハーネスは、少なくとも１本の通信用電線を含んだ電線群と、前記電線群の表面の少なくとも一部を覆う、前記遮蔽材と、を有する。

　本開示の遮蔽材およびワイヤーハーネスは、金属箔を含まない遮蔽材、およびそのような遮蔽材を備えたワイヤーハーネスとなる。

図１は、本開示の一実施形態にかかる遮蔽材の構造を模式的に示す断面図である。 図２は、図１中の楕円で示した箇所を示す拡大図である。 図３は、本開示の一実施形態にかかるワイヤーハーネスを示す平面図である。端部において構成部材を段階的に除いて表示している。 図４は、実際に遮蔽材の断面を観察した電子顕微鏡像である。

［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施形態を列記して説明する。本開示の実施形態にかかる遮蔽材およびワイヤーハーネスは、以下の構成を有している。

［１］本開示にかかる遮蔽材は、樹脂材料より構成された骨格が、三次元網目構造を形成している多孔質樹脂と、前記多孔質樹脂の前記骨格の表面を被覆する金属層と、を有する。

　上記遮蔽材は、金属層を含むことで、通信用電線やワイヤーハーネス等の部材において、電気的なノイズを遮蔽する遮蔽材として機能する。この金属層は、連続した面状の金属箔の形態をとるのではなく、三次元網目構造を有する多孔質樹脂の骨格の表面を被覆して構成されており、金属層自体も三次元網目構造を形成している。この遮蔽材においては、厚さ方向に沿って、複数の金属層が、樹脂材料の骨格または骨格間の空気層を介して重畳された構造が形成され、それらの金属層のそれぞれにおいて、電磁波の多重反射および渦電流の発生を伴う電磁波の減衰が起こることで、高いノイズ遮蔽性能が得られる。本遮蔽材は、金属層が多孔質樹脂の骨格を被覆して形成されることにより、金属箔を含む遮蔽材と比較して、比重が小さくなりやすい。また、ノイズ遮蔽性能の高さにより、遮蔽材をグランド電位に接続しなくても、十分なノイズ遮蔽性能を維持することが可能となり、グランド電位に接続する際に必要となる接続構造の設置を省略することもできる。

［２］上記［１］の態様において、前記多孔質樹脂は、発泡樹脂より構成されるとよい。発泡樹脂においては、連続した骨格が、等方性の高い三次元網目構造を形成する。そのため、発泡樹脂を用いて遮蔽材を構成することで、遮蔽材において、金属層が三次元的につながったネットワークが等方性高く形成され、厚さ方向をはじめ、各方向に沿って入射する電磁波に対して、高いノイズ遮蔽性能を示すものとなる。

［３］上記［２］の態様において、前記多孔質樹脂は、発泡ポリウレタン樹脂より構成されるとよい。発泡ポリウレタン樹脂においては、三次元網目構造を、等方性高く、また安定に形成することができる。このため、遮蔽材において、特に高いノイズ遮蔽性能、および構造的安定性が得られる。

［４］上記［１］から［３］のいずれか１つの態様において、前記金属層は、前記多孔質樹脂の前記骨格の表面積の５０％以上を被覆しているとよい。すると、遮蔽材に含まれる金属の量が十分に多く確保されることで、遮蔽材が特に高いノイズ遮蔽性能を有するものとなる。

［５］上記［１］から［４］のいずれか１つの態様において、前記遮蔽材の厚さ方向に沿って、前記金属層が２層以上配置されているとよい。すると、遮蔽材の各所において、複数の金属層が、樹脂骨格または空気層を介して複数重畳された状態となり、それら各金属層において電磁波が減衰されることで、遮蔽材において特に高いノイズ遮蔽性能が得られる。

［６］上記［１］から［５］のいずれか１つの態様において、前記金属層は、３μｍ以上の厚さを有するとよい。すると、金属層において、電磁波の減衰が効果的に起こることで、遮蔽材において、高いノイズ遮蔽性能が得られる。

［７］本開示にかかるワイヤーハーネスは、少なくとも１本の通信用電線を含んだ電線群と、前記電線群の表面の少なくとも一部を覆う、上記［１］から［６］のいずれか１つの態様の遮蔽材と、を有する。

　上記のように、本開示の遮蔽材は、三次元網目構造を有する多孔質樹脂の骨格の表面を金属層で被覆した構造を有することで、連続した金属箔を含むことなく、高いノイズ遮蔽性能を有するものとなっている。その遮蔽材によって電線群を覆ってワイヤーハーネスを構成することで、電線群に含まれる通信用電線に対して、高いノイズ遮蔽性能が発揮される。電線群が複数の通信用電線を含む場合にも、それら複数の通信用電線に対して、一括してノイズ遮蔽を施すことができる。遮蔽材において、シート状等に成形した多孔質樹脂は、基体として機能するため、電線群を覆って遮蔽材を配置する際に、遮蔽材の取り扱い性が高くなるとともに、遮蔽材で電線群を被覆した構造を安定に保持することができる。

［８］上記［７］の態様において、前記ワイヤーハーネスは、基材をさらに有し、前記電線群を構成する各電線は、前記基材に固定されており、前記遮蔽材は、前記電線群の表面を覆って、前記基材に固定されているとよい。この場合には、電線群を構成する各電線が基材に固定されたうえで、それら電線群の表面を遮蔽材で被覆した構造を、ワイヤーハーネスが有することで、ワイヤーハーネス全体として、高い省スペース性を得ることができる。また、電線群が複数の通信用電線を含む場合に、それら複数の通信用電線に対して、一括して、簡便にノイズ遮蔽を施すことができる。

［９］上記［７］または［８］の態様において、前記ワイヤーハーネスは、前記遮蔽材の前記金属層をグランド電位に接続するグランド線を有さないとよい。上記のように、本開示の遮蔽材は、高いノイズ遮蔽性能を有するものであり、金属層をグランド電位に接続しなくても、高いノイズ遮蔽性能を維持することができる。グランド電位への接続を省略することで、ワイヤーハーネス全体としての構造が簡素となり、グランド電位への接続を行うとすれば必要となる部材や加工工程を、排除することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
　以下に、本開示の実施形態にかかる遮蔽材およびワイヤーハーネスについて、図面を用いて詳細に説明する。本開示の実施形態にかかる遮蔽材を含んだ部材の一例として、本開示の実施形態にかかるワイヤーハーネスが構成される。

＜遮蔽材＞
　まず、本開示の一実施形態にかかる遮蔽材１について説明する。図１，２に、本開示の一実施形態にかかる遮蔽材１の断面の状態を模式的に示す。図１に広域の状態を示し、図１中の楕円で囲んだ箇所を、図２に拡大して表示している。

　本実施形態にかかる遮蔽材１は、多孔質樹脂１０と、金属層１２とを有している。多孔質樹脂１０においては、樹脂材料より構成された骨格１１が、三次元網目構造を形成している。つまり、樹脂材料よりなる骨格１１が、ネットワークを構成して三次元的に延びており、骨格１１の間に、空気を含んだ空間（気泡）として、空気層Ａを有している。

　多孔質樹脂１０は、三次元網目構造、つまり樹脂材料より構成された骨格１１と、その骨格１１に囲まれた空気層Ａを含む構造を三次元的に有するものであれば、その種類を具体的に限定されるものではない。多孔質樹脂１０の種類としては、発泡樹脂や樹脂不織布を例示することができる。発泡樹脂は、三次元的につながった樹脂材料の網目構造に気泡が内包されたものである。一方、樹脂不織布は、多数の不連続な樹脂繊維を集合させたものであり、樹脂繊維の間に空気が内包されている。多孔質樹脂１０は、それらのうち発泡樹脂として構成されることが特に好ましく、図１，２も、発泡樹脂を想定して表示している。

　図１，２では、模式的に、多孔質樹脂１０の骨格１１を、六角形状の構造が連続した構造として示しているが、骨格１１の具体的な構造は特に限定されるものではない。ただし、図４に、実際に発泡樹脂を用いて形成した遮蔽材の断面の電子顕微鏡写真を示すように、実際の骨格１１も、六角形あるいはそれに近い多角形が連続したものに近似できる構造を有している。

　多孔質樹脂１０を構成する樹脂種も特に限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエチレン樹脂や、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の塩素系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等を例示することができる。多孔質樹脂１０を発泡樹脂として構成する場合に、ポリエチレン樹脂またはポリウレタン樹脂より多孔質樹脂１０を形成する形態が好適である。特に、発泡ポリウレタン樹脂は、発泡性に優れるため、三次元網目構造を、等方性高く、また安定に形成しやすい等の点で、好適に使用できる。多孔質樹脂１０の骨格を構成する樹脂材料は、有機ポリマーに加えて、適宜、添加剤を含んでいてもよい。多孔質樹脂１０において、骨格１１の厚さ、つまり、遮蔽材１全体の厚さ方向に沿って、各部に配置された骨格１１がそれぞれ有する厚さ（図２において、上方の骨格ａおよび下方の骨格ｂのそれぞれの厚さ）は、特に限定されるものではないが、１０μｍ以上、また１００μｍ以下の範囲を好適に例示することができる。また、骨格１１における孔径は１００μｍ以上、８００μｍ以下、気孔率は９０％以上、９８％以下が好ましい。多孔質樹脂１０は、遮蔽材１全体の形状を規定する基体として機能するものであり、多孔質樹脂１０全体としての形状は、想定される遮蔽材１の用途等に応じて、任意に設定すればよい。後述するワイヤーハーネスに遮蔽材１を用いる場合等において、多孔質樹脂１０をシート状に構成しておけば、遮蔽対象の部材を遮蔽材１で被覆するのに、高い利便性が得られる。

　遮蔽材１において、金属層１２は、多孔質樹脂１０を構成する骨格１１の表面を被覆する金属の層として構成される。つまり、金属層１２は、空気層Ａを囲む縁に対応する、多孔質樹脂１０の網状の骨格１１の外周面において、その外周面の少なくとも一部を被覆する層として、形成される。金属層１２は、多孔質樹脂１０の骨格１１の外周面のうち、一部の箇所のみに形成されてもよいが、図１に示すように、不可避的に金属層１２が形成されない領域を除いて、骨格１１外周面の全域に金属層１２が形成される形態が最も好ましい。

　金属層１２を構成する金属の種類は、特に限定されるものではない。金属層１２を構成する金属種の好適な例として、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ、およびそれら各金属の合金を例示することができる。中でも、ノイズ遮蔽性能の高さ、金属層１２の形成の簡便性等の観点から、ＮｉまたはＮｉ基合金、ＣｕまたはＣｕ基合金より金属層１２を構成することが好ましい。金属層１２は金属の単層より構成することが好ましいが、複数種の金属の層を積層して構成してもよい。金属層１２は、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面を直接被覆していてもよいが、導電性カーボン等よりなる導電化層をはじめとして、他種の層が金属層１２と骨格１１の表面との間に形成されてもよい。なお、遮蔽材１は、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面を金属層１２が被覆した上記構造の外側に、金属箔や樹脂フィルム等、他種の層を遮蔽材１の一部として有さないことが好ましい。

　本実施形態にかかる遮蔽材１においては、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面に金属層１２が形成されることにより、図２の拡大図に示すとおり、複数の金属層１２が、誘電体よりなる骨格１１または空気層Ａを間に介して、重畳された状態となっている。図２に表示した領域では、２層表示した骨格１１のうち、上側の骨格１１（ａ）の上下をそれぞれ被覆する２層の金属層１２（ｃ，ｄ）、および下側の骨格１１（ｂ）の上下をそれぞれ被覆する２層の金属層１２（ｅ，ｆ）の合計４層の金属層１２が、厚さ方向に重畳されている。つまり、図２に表示した領域において、上方から下方へと、空気層Ａ→金属層１２→骨格１１→金属層１２→空気層Ａ→金属層１２→骨格１１→金属層１２→空気層Ａの順に、重畳構造が形成されている。このように重畳された、厚さ方向の異なる位置に存在する各金属層１２は、多孔質樹脂１０の骨格１１のうち厚さ方向に延びた部位を被覆する領域を介して、相互に一体につながっており、電気的にも連続している。つまり、金属層１２の網目構造は、遮蔽材１の面方向および厚さ方向を含む各方向に、三次元的に導通を有している。

　本実施形態にかかる遮蔽材１は、金属層１２を含んでいることにより、ノイズ遮蔽性を示す。つまり、遮蔽材１によって、電線等の対象部材を被覆した状態において、遮蔽材１は、その対象部材の外部から対象部材に侵入する電磁波を減衰させることで、対象部材におけるノイズの発生を抑制するとともに、対象部材から外部へ放出される電磁波を減衰させ、放出された電磁波が外部においてノイズの原因となるのを抑制する役割を果たす。電磁波の減衰は、金属層１２における電磁波の多重反射、および渦電流の発生を伴って起こる。ここで、上に説明したように、遮蔽材１が、樹脂材料よりなる骨格１１または空気層Ａを介して、複数の金属層１２が重畳された構造を有することで、多重反射および渦電流の発生を伴う電磁波の減衰が、それら重畳された複数の金属層１２のそれぞれにおいて起こりうる。そのため、電磁波が遮蔽材１の厚さ方向に沿って大きく減衰し、遮蔽材１全体として、電磁波の透過が高効率で抑制され、高いノイズ遮蔽性能が得られる。

　このように、本実施形態にかかる遮蔽材１は、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面を金属層１２で被覆した構造を有することで、金属箔のように、面方向および厚さ方向に金属が一様に連続した金属連続体を含まなくても、高いノイズ遮蔽性能を示すものとなる。むしろ、上記のように、間に誘電性の骨格１１または空気層Ａを挟んで重畳された複数の金属層１２のそれぞれが、電磁波の多重反射および渦電流の発生による電磁波の減衰に寄与することにより、金属箔を用いる場合よりも、高いノイズ遮蔽性能を得ることができる。そのため、所望のノイズ遮蔽性能を達成するために、金属箔を用いる場合よりも、使用する金属の総量を抑えて、遮蔽材１を構成することができる。金属層１２よりも比重の小さい多孔質樹脂１０が基体として遮蔽材１を構成していることに加え、このように少ない金属量で遮蔽材１を構成できることにより、本実施形態にかかる遮蔽材１においては、比重を小さく抑えやすい。また、金属箔のような金属連続体を備えないことにより、遮蔽材１が、高い柔軟性を有するものとなる。さらに、金属箔を用いる場合と同じ量の金属を使用して遮蔽材１を構成するとしても、多孔質樹脂１０を基体としていることで、金属層１２の表面積が大きくなる。遮蔽材１全体としての厚さも大きくすることができる。それら表面積および厚さの増大も、遮蔽材１のノイズ遮蔽性能の向上に寄与する。

　また、本実施形態にかかる遮蔽材１は、優れたノイズ遮蔽性能を示すことで、遮蔽材１をグランド電位に接続しなくても、高いノイズ遮蔽性能を有する状態を維持することができる。遮蔽材１をグランド電位に接続しなければ、グランド接続を行う場合に必要となる部材や、そのために要する加工工程を排除し、部材コストおよび加工コストを削減することができる。従来一般に、金属箔を備えた遮蔽材を、電線やワイヤーハーネス等の部材に配置する場合には、端子等の接続部材を介してグランド線を金属箔に取り付け、そのグランド線をグランド電位に接続していたが、その場合には、グランド線および接続部材に費用を要するとともに、それらの設置作業において、作業者の労力を要し、また鋭利な部材の使用による安全面の課題も生じていたが、本実施形態にかかる遮蔽材１において、グランド接続を省略することで、それらの要因を排除することができる。グランド接続を行うにしても、接続部材の構成およびその設置工程を簡素なものとすることができる。

　本実施形態にかかる遮蔽材１においては、金属層１２の厚さや、金属層１２で多孔質樹脂１０を被覆する領域の面積は、特に限定されるものではない。しかし、多孔質樹脂１０の骨格１１の各部を被覆する金属層１２の厚さ（図２においては、上方の骨格ａおよび下方の骨格ｂのそれぞれの表面に形成された金属層ｃ，ｄ，ｅ，ｆのそれぞれの厚さ）を、３μｍ以上、さらには５μｍ以上、１０μｍ以上とすることが好ましい。すると、遮蔽材１において、特に高いノイズ遮蔽性能を得ることができる。金属層１２の厚さの上限は、特に定められないが、過剰量の金属の使用を避ける、遮蔽材１の柔軟性を高める等の観点から、３０μｍ以下であるとよい。金属層１２の厚さは、遮蔽材１の断面を電子顕微鏡で観察し、観察像において、各部に形成された金属層１２の厚さを平均することで評価できる。平均をとるに際し、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面のうち、金属層１２が形成されていない領域、つまり金属層１２の厚さがゼロの領域は考慮しない。なお、遮蔽材１がシート状に形成される場合に、遮蔽材１全体としての厚さは特に限定されるものではないが、例えば、高いノイズ遮蔽性能と柔軟性を両立する観点から、１００μｍ以上、２０００μｍ以下の範囲を例示することができる。

　金属層１２で多孔質樹脂１０を被覆する領域の面積は、金属層面積率によって規定することができる。ここで、金属層面積率とは、多孔質樹脂１０を構成する骨格１１の表面積のうち、金属層１２が被覆する領域の面積の割合を指す。本実施形態にかかる遮蔽材１において、金属層面積率は、５０％以上、さらには６０％以上、７０％以上であることが好ましい。すると、遮蔽材１に十分な量の金属が含有されることで、遮蔽材１が特に高いノイズ遮蔽性能を示すものとなる。金属層面積率は大きいほど好ましく、上限は特に指定されない。金属層面積率は、遮蔽材１の断面を電子顕微鏡で観察した観察像において、網状につながった多孔質樹脂１０の骨格１１の総長（骨格長）を計測するとともに、その骨格１１のうち、金属層１２に被覆された領域の総長（被覆長）を計測し、骨格長に対する被覆長の割合を算出することで、求められる。金属層面積率が１００％未満であれば、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面のうち一部に、金属層１２に被覆されない領域が生じることになるが、電磁波の漏洩を防ぐ観点から、遮蔽材１の厚さ方向に沿っていずれの位置にも金属層１２が形成されない領域は、不可避的なものを除いて、遮蔽材１の面内方向のいずれの位置にも形成されないことが好ましい。つまり、遮蔽材１の面内方向の全域において、厚さ方向のいずれかの位置には、金属層１２が形成されていることが好ましい。

　上記のように、本実施形態にかかる遮蔽材１においては、複数の金属層１２が、骨格１１の層または空気層Ａを介して重畳されることで、ノイズ遮蔽性能が高められるが、その効果を十分に得る観点から、遮蔽材１の厚さ方向に沿って、そのように重畳して配置される金属層１２の層数は、２層以上、さらには４層以上、８層以上であることが好ましい。上にも説明したとおり、図２に示した領域では、金属層１２の層数は４層となっている。金属層１２の層数には特に上限は設けられないが、過剰量の金属の使用を避ける、遮蔽材１の柔軟性を高める等の観点から、例えば１６層以下に抑えておくとよい。金属層１２の層数は、遮蔽材１の断面を電子顕微鏡で観察した観察像において、厚さ方向に重畳された金属層１２の数を数え、面方向の各部においてその層数を平均することで、求められる。骨格１１および空気層Ａの層数は特に指定されるものではないが、多重反射による電磁波の減衰を有効に利用するためには、骨格１１が２層以上、空気層Ａが３層以上（遮蔽材全体としての厚み方向外側に存在する空気の層も含む）となっている必要がある。なお、空気層Ａの層数については、遮蔽材１全体としての厚み方向外側に存在する空気の層も含めて数える。

　本実施形態にかかる遮蔽材１においては、ノイズ遮蔽に寄与するのは金属層１２であり、多孔質樹脂１０はノイズ遮蔽に直接関与するものではない。しかし、多孔質樹脂１０は、遮蔽材１全体における基体として機能し、遮蔽材１全体としての形状維持の安定性や、取り扱い性を高める役割を果たすとともに、後に説明するワイヤーハーネス等、遮蔽材１を含む部材において、遮蔽材１を配置した構造を安定に保持するのに寄与する。また、上記のように、骨格１１または空気層Ａを介して、複数の金属層１２が重畳された微細構造を安定に保持する役割を果たす。この観点で、本実施形態にかかる遮蔽材１は、金属のみで三次元網目構造を形成した金属多孔体よりも、高いノイズ遮蔽性能を示しやすい。

　上記のように、多孔質樹脂１０としては、樹脂不織布を用いても、発泡樹脂を用いても構わないが、発泡樹脂を用いる方が好ましい。理由は以下のとおりである。発泡樹脂は、短周期で樹脂材料が枝分かれし、一体に連続したネットワーク構造を三次元的に形成している。そのため、樹脂骨格１１の表面に形成される金属層１２も、面方向および厚さ方向を含む各方向に、高い等方性をもって連なったネットワーク構造を構成し、各方向に高い導電性を示すものとなる。すると、電磁波の入射方向にかかわらず、金属層１２によって高いノイズ遮蔽性能が発揮される。これに対し、樹脂不織布は、線状の繊維が集合されているのみであり、三次元的な骨格１１のつながりが十分に得られない場合もある。シート状の樹脂不織布の場合に、面内方向には比較的、骨格１１のつながりが強くなるのに対し、厚さ方向には骨格１１のつながりが弱くなりやすい。つまり、樹脂骨格１１の等方性が低く、骨格１１の表面に形成される金属層１２においても、三次元的な等方性が低くなってしまい、厚さ方向において、面方向よりも導電性が低くなりやすい。すると、ノイズ遮蔽性能にも異方性が生じ、厚さ方向に透過する電磁波に対して、高い遮蔽性能が得られにくい場合がある。

　本実施形態にかかる遮蔽材１は、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面に、金属層１２を形成することで、製造できる。例えば、めっき法によって、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面に、金属層１２を形成すればよい。めっきは、電解めっきによって行っても、無電解めっきによって行ってもよいが、製造効率等の観点から、電解めっきによって行うことが好ましい。この場合に、金属層１２の形成に先立って、塗布・含浸等により、導電性カーボン等の導電性物質を含む導電化層を、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面に形成したうえで、電解めっきを行えばよい。

　本実施形態にかかる遮蔽材１の用途は、特に限定されるものではなく、ノイズ遮蔽の必要な各種部材・装置を被覆して用いればよい。好適な用途として、通信用電線やワイヤーハーネス等の信号伝達部材に用いることができる。通信用電線に用いる場合には、１本または複数の絶縁電線を含み、信号伝達を担うコア線の外周を囲んで、シート状の遮蔽材１を配置すればよい。ワイヤーハーネスに用いる場合については、次に詳しく説明する。各種用途に本実施形態の遮蔽材１を用いる場合に、本実施形態の遮蔽材１は単独でも高いノイズ遮蔽性能を発揮することから、金属箔を備えるものや金属細線の編組を備えるものなど、他種のノイズ遮蔽体を併用することなく、ノイズ遮蔽部材として単独で使用することが好ましい。また、遮蔽材１をグランド電位に接続して使用してもよいが、上に説明したとおり、グランド電位に接続しなくても、高いノイズ遮蔽性能を維持できるものであることから、グランド電位に接続せずに使用する方が好ましい。

＜ワイヤーハーネス＞
　次に、上に説明した遮蔽材１を組み込んだ部材の一例として、本開示の一実施形態にかかるワイヤーハーネスについて説明する。図３に、本開示の一実施形態にかかるワイヤーハーネス５の平面図を示す。

　本開示の一実施形態にかかるワイヤーハーネス５は、少なくとも１本の通信用電線を含んだ電線群２を有するとともに、電線群２の表面の少なくとも一部を覆って、本開示の実施形態にかかる遮蔽材１を有している。電線群２における電線の集合形態、およびその電線群２に対する遮蔽材１の被覆の形態は、特に限定されるものではなく、例えば複数の電線を束ねた電線群２の外周全体を被覆して、遮蔽材１を配置する形態を例示することができる。しかし、ここでは、ワイヤーハーネス５の構造の好適な具体例として、図３に示した、複数の電線を並列させた電線群２の表面を遮蔽材１で被覆する形態について説明する。

　図３に示したワイヤーハーネス５は、電線群２と、本開示の実施形態にかかる遮蔽材１と、さらに基材３を有している。図３では、ワイヤーハーネス５の端部において、遮蔽材１および電線群２を構成する絶縁電線２１の絶縁被覆２１ｂを段階的に除いて表示している。

　ワイヤーハーネス５を構成する電線群２は、少なくとも１本の通信用電線２０を含んでいる。電線群２は、通信用電線２０のみで構成されても、通信用電線２０に加えて、他種の電線を含んでいてもよいが、好ましくは、電線群２が複数の通信用電線２０を含み、さらに好ましくは、電線群２を構成する全ての電線が通信用電線２０であるとよい。通信用電線２０の種類は特に限定されるものではないが、電線群２に含まれる通信用電線２０のうちの少なくとも１本、好ましくは全てが、平行電線として構成されているとよい。平行電線は、導体２１ａの外周に絶縁被覆２１ｂが形成された絶縁電線２１が１対、軸を並べて配置された通信用電線である。図示した形態においては、２本（２組）の通信用電線２０より電線群２が構成され、それら２本の通信用電線２０が、それぞれ平行電線として構成されている。電線群２を構成する通信用電線２０のそれぞれは、信号線（コア線）の外周を囲む金属部材等のノイズ遮蔽用の部材を、個別には有さないことが好ましい。

　電線群２を構成する各電線は、基材３に固定されている。つまり、各電線が軸線方向を平行に揃えて横に並べられ、それぞれ基材３の面に固定されている。基材３は、電線群２を構成する複数の電線を１つにまとめる役割を果たすとともに、自動車を構成する金属部材等、ワイヤーハーネス５の設置対象となる部材との間で、電線群２が接触などの物理的刺激を受けることで、電線群２を構成する各電線に損傷が生じるのを抑制する、緩衝部材としても機能する。

　基材３は、通信用電線２０をはじめ、電線群２を構成する各電線を沿わせ、固定できる面を有する部材あれば、特に種類を限定されるものではないが、ワイヤーハーネス５の配策性を確保する等の観点から、シート体、つまり可撓性を有する面状の部材より構成されることが好ましい。シート体としては、織布、不織布、編布等の布帛、樹脂シート等を用いることができる。電線群２の基材３への固定方法は特に限定されるものではなく、融着、縫着、接着剤または粘着剤を用いた接着、留め具等の固定部材を用いた固定を例示することができる。中でも、固定の確実性や省スペース性、固定に要する部材の少なさ等の観点から、融着によって電線群２を構成する各電線を基材３に固定することが好ましい。基材３として不織布を用いると、融着を利用して、強固に、また簡便に各電線を固定しやすい。また、高い緩衝効果が得られる。基材３の構成材料は、特に限定されるものではなく、各種のポリエチレン樹脂、塩素系樹脂、ポリオレフィン樹脂など、各種の樹脂材料を好適に用いることができる。複数の材料を複合して基材３を構成してもよい。

　ワイヤーハーネス５においては、本開示の実施形態にかかるシート状の遮蔽材１が、電線群２の表面、つまり電線群２を構成する全電線の表面（上面）を覆って配置されている。そして、遮蔽材１は、電線群２の幅方向両側（図３の上下方向）において、基材３に固定されている。基材３への遮蔽材１の固定は、適宜、接着テープまたは粘着テープ、接着剤または粘着剤等を介した接着によって行うことができる。あるいは、縫着、多孔質樹脂１０が露出している箇所における融着等を利用して、遮蔽材１を固定してもよい。遮蔽材１は特に裏表の区別を要するものではなく、ワイヤーハーネス５において、電線群２を覆って配置する際に、面の向きは特に指定されない。本実施形態にかかるワイヤーハーネス５においては、遮蔽材１の金属層１２をグランド電位に接続するためのグランド線、およびそのグランド線を遮蔽材１に取り付けるための接続部材を設けてもよいが、それらを設けない構成としておくことが好ましい。

　本実施形態にかかるワイヤーハーネス５は、電線群２を構成する複数の電線が並べて配置され、それぞれが基材３に固定されていることで、高さ方向（基材３、電線群２、遮蔽材１が積層された方向）の省スペース性に優れたワイヤーハーネスとなっている。そして、電線群２の表面が遮蔽材１に覆われていることで、電線群２に含まれる通信用電線２０に対して、遮蔽材１がノイズ遮蔽の役割を果たす。つまり、ワイヤーハーネス５の外部に由来する電磁波を遮蔽し、通信用電線２０におけるノイズの発生を抑制するとともに、通信用電線２０から外部へ放出される電磁波を遮蔽し、放出された電磁波が外部においてノイズの原因となるのを抑制する役割を果たす。上記のように、遮蔽材１は、多孔質樹脂１０の骨格１１の表面を被覆して金属層１２を設けた構造を有することにより、高いノイズ遮蔽性能を発揮するものとなる。また、遮蔽材１をグランド電位に接続しなくても、その高いノイズ遮蔽性能を維持することができる。

　本実施形態においては、電線群２が複数の通信用電線２０を含んでいても、共通のシート状の遮蔽材１によって、それら複数の通信用電線２０に対して、ノイズ遮蔽を一括して施すことができるので、ノイズ遮蔽によるワイヤーハーネス５の高さ方向および幅方向への寸法の増加が、遮蔽材１のシートを配置するのに必要な寸法分のみに抑えられる。よって、各通信用電線２０に対して個別にノイズ遮蔽部材を設ける場合と比較して、ワイヤーハーネス５の省スペース性を高く保つことができる。また、ノイズ遮蔽に要する労力とコストを少なく抑えることができる。特に、通信用電線２０が平行電線である場合には、１対の絶縁電線を撚り合わせたツイスト電線である場合と比較して、ワイヤーハーネス５において、高さ方向の省スペース性が高くなるとともに、融着等による基材３への固定を簡便に行うことができる。絶縁電線２１の撚り合わせに要するコストも省くことができる。一方で、平行電線は、ツイスト電線のような撚り合わせ構造を有さないことで、コモンノイズを生じやすいが、ワイヤーハーネス５が遮蔽材１を有することで、平行電線におけるコモンノイズの影響を低減することができ、自動車内等の電気通信にワイヤーハーネス５を好適に用いることが可能となる。通信用電線２０をはじめとして、電線群２に含まれる電線の本数が多いほど、シート状の遮蔽材１を用いることによる省スペース性の向上効果、また労力およびコストの低減効果が高くなる。例えば、電線群２が、平行電線等の通信用電線２０を６本（６組）以上、さらには８本（８組）以上含んでいる場合に、特に高い効果が得られる。

　以下に実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。ここでは、ワイヤーハーネスにおいて、遮蔽材の構成とノイズ遮蔽性能との関係を調べた。

＜試料の作製＞
　まず、遮蔽材を作製した。具体的には、シート状に成形した発泡ポリウレタン樹脂に、カーボンブラックを含む導電性塗料を含浸させ、樹脂骨格の表面に導電化層を形成した。さらにその表面に、電解めっきにより、ＮｉまたはＣｕよりなる金属層を形成した。この際、用いる発泡ポリウレタン樹脂の孔径と気孔率、金属の種類、電解めっき時のめっき条件（めっき液の金属濃度、電流密度、温度、電流供給方法等）を変化させることで、試料１～１２として、構成の異なる複数の遮蔽材を作製した。また、比較用に、試料２１，２２として、それぞれＣｕおよびＡｌよりなる金属箔を、樹脂骨格に相当するＰＥＴシートと接合した遮蔽材を準備した。

　次に、上で準備した各遮蔽材を用いて、ワイヤーハーネスを作製した。図３に示すように、それぞれ平行電線として構成された８本（８組）の通信用電線よりなる電線群を基材に固定した。さらに、それら電線群の表面を被覆して、上記で準備した遮蔽材の１つを配置し、幅方向両側で基材に固定した。ここで、各平行電線を構成する絶縁電線としては、導体断面積０．５ｍｍ^２、導体外径０．８５ｍｍ、電線外径１．２５ｍｍのものを用いた。基材としては、ＰＶＣと不織布を貼り合わせた形成材を用いた。ワイヤーハーネスにおいて、遮蔽材をグランド電位に接続するグランド線は配置しなかった。合わせて、試料２３として、遮蔽材で電線群を覆っていないワイヤーハーネスも準備した。

＜評価方法＞
　試料１～１２の遮蔽材について、構造を評価した。具体的には、各遮蔽材を厚さ方向に切断し、その断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した。得られたＳＥＭ像を解析することで、多孔質樹脂の骨格の厚さ、金属層の厚さ、金属層面積率、重畳された各層の層数を評価した。この際、骨格および金属層の厚さについては、ＳＥＭ像の各部において、樹脂骨格の厚さ、およびその樹脂骨格の表面に形成された金属層の厚さを計測し、各部における計測値を平均することで、評価した。金属層の厚さの評価に際しては、多孔質樹脂の骨格表面のうち、金属層が形成されていない領域については考慮せず、金属層が形成されている領域のみに注目して平均をとった。金属層面積率については、ＳＥＭ像において、多孔質樹脂の骨格の総長（骨格長）を計測するとともに、その骨格のうち、金属層に被覆された領域の総長（被覆長）を計測し、骨格長に対する被覆長の割合として算出した。各層の層数としては、ＳＥＭ像において、厚さ方向に重畳された、空気層、骨格の層、金属層のそれぞれの数を数え、面方向の各部で得られたそれぞれの層数を平均することで、求めた。空気層については、遮蔽材全体としての厚み方向外側に存在する空気の層も含めて数えた。

　さらに、各遮蔽材を用いて作製したワイヤーハーネスワイヤーハーネスに対して、遮蔽材によるノイズ遮蔽性能を評価した。評価は、国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）の規格ＣＩＳＰＲ２５に準拠したアンテナ照射法（ＡＬＳＥ法）によって、放射エミッションを測定することで行った。具体的には、試料として、８本（８組）の通信用電線がそれぞれ平行電線として設けられた区間の長さを１．２ｍとした状態で、上記ワイヤーハーネスを準備した。その区間の両端には、各通信用電線を構成する１対の絶縁電線を撚り合わせた区間を５．４ｍずつ形成した。電波暗室内にその試料を設置し、平行電線として設けられた区間の中央から、側方に１．０ｍ離した位置に、ロッドアンテナを設置した。そして、ワイヤーハーネスを構成する各通信用電線に、０．５３～１．８ＭＨｚの周波数の電気信号を入力し、この際のノイズ放射量を、ロッドアンテナにより計測した。なお、絶縁電線を撚り合わせた区間は、ノイズの放射にほぼ寄与しない。

　ノイズ放射量としては、８本（８組）の通信用電線に対する測定値のピーク値を採用した。つまり、周波数０．５３～１．８ＭＨｚの区間のピーク値における最大値を、ノイズ放射量として記録した。ノイズ放射量が小さいほど、遮蔽材が高いノイズ遮蔽性能を有していることになる。ノイズ放射量が、ＣＩＳＰＲ２５のＭＷ帯域（周波数０．５３～１．８ＭＨｚ）のクラス３に対応する限度値である５６ｄＢμＶ／ｍを超える場合を、ノイズ遮蔽性能が低い（Ｂ）とした。一方、ノイズ放射量が５６ｄＢμＶ／ｍ以下である場合を、ノイズ遮蔽性能が高い（Ａ）とした、さらに、ノイズ放射量が、ＣＩＳＰＲ２５のクラス４に対応する限度値である４８ｄＢμＶ／ｍ以下である場合には、ノイズ遮蔽性能が特に高い（Ａ＋）とした。

＜試験結果＞
　図４に、代表として、試料１について、断面のＳＥＭ像を示す。また、下の表１に、試料１～１２について、ＳＥＭ像の解析に基づいて得られた遮蔽材の構成を示すとともに、試料１～１２，２１～２３に対して測定されたノイズ放射量、およびノイズ遮蔽性能の評価結果を示す。なお、遮蔽材を構成する多孔質樹脂の骨格の厚さについては、試料１～１２の全てにおいて、５０μｍであった。また、シート状の遮蔽材全体としての厚さは、試料１～１２の全てにおいて、８００μｍであった。

　図４のＳＥＭ像によると、網目構造をなす多孔質樹脂の骨格の形状が確認される。さらに、像内では、金属層が形成されている箇所を、グレーの線で表示しているが、その金属層は、多孔質樹脂の骨格に沿って形成されていることが分かる。金属層も、多孔質樹脂の網目構造を反映して、網目構造を三次元的に構成している。

　表１によると、ワイヤーハーネスに遮蔽材が設けられていない試料２３では、ノイズ放射量が５６ｄＢμＶ／ｍを上回っている。これに対し、多孔質樹脂の骨格表面に金属層を有する遮蔽材を備えた試料１～１２ではいずれも、ノイズ放射量が５６ｄＢμＶ／ｍ以下に抑えられており、高いノイズ遮蔽性能が得られている。このことから、それぞれ平行電線として構成された複数の通信用電線に対して、多孔質樹脂の骨格表面に金属層を有する遮蔽材で一括して覆ってノイズ遮蔽を施すことで、各通信用電線において、十分に高いノイズ遮蔽性能を達成できることが確認される。

　ここで、多孔質樹脂の骨格表面に金属層を有する遮蔽材を用いた試料１～１２と、連続した金属箔を有する遮蔽材を用いた試料２１，２２を比べると、前者において、後者と同等、あるいはそれよりも高いノイズ遮蔽性能が得られている。特に、試料１１と試料２１では、金属としてともにＣｕを用いており、そのＣｕ層の厚さの総計が、試料１１で８μｍ（２μｍ×４層）、試料２１で９μｍと、相互に近いものの、試料１１の方が少し薄くなっている。それら試料１１と試料２１でノイズ放射量を比較すると、試料１１の方で、ノイズ放射量が小さくなっており、高いノイズ遮蔽性能が得られている。つまり、金属箔を有する遮蔽材よりも、多孔質樹脂の骨格表面に金属層を形成した構造の遮蔽材を用いることで、同程度あるはそれより少ない金属量で、高いノイズ遮蔽性能が得られることが分かる。

　ここで、多孔質樹脂の骨格表面に金属層を有する遮蔽材を用いた試料１～１２には、金属層を構成する金属として、Ｎｉを用いたもの（試料１～６）と、Ｃｕを用いたもの（試料７～１２）があるが、いずれの金属を用いた場合についても、おおむね、金属層の厚さ、金属層面積率、金属層の層数が近ければ、同程度のノイズ放射量が得られている。例えば、試料２と試料８の関係がそのようになっている。それらの結果から、金属層としてＮｉを用いてもＣｕを用いても、高いノイズ遮蔽性能が得られると言える。

　試料３と試料５では、金属層面積率がほぼ同じであり、各層の層数も同じであるが、金属層の厚さが相互に異なっている。それらの試料についてノイズ遮蔽性能を比較すると、金属層が厚くなっている試料３の方で、ノイズ放射量が小さくなっている。また、試料２と試料６では、金属層の厚さが近くなっているが、金属層面積率および金属層の層数が相互に異なっている。試料８と試料１２も、同様の関係にある。それらの組において、ノイズ遮蔽性能を比較すると、金属層面積率および金属層の層数が大きくなっている試料２，８において、金属層面積率および金属層の層数が小さい試料６，１２よりも、それぞれノイズ放射量が小さくなっている。特に、金属層の厚さが３μｍ以上、金属層面積率が５０％以上、金属層の層数が２層以上となっている試料１～４，７～１０において、ノイズ放射量が４８ｄＢμＶ／ｍ以下に抑えられ、Ａ＋と評価される特に高いノイズ遮蔽性能が得られている。

　本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１　　　遮蔽材
１０　　多孔質樹脂
１１　　（多孔質樹脂の）骨格
１２　　金属層
２　　　電線群
２０　　通信用電線
２１　　絶縁電線
２１ａ　導体
２１ｂ　絶縁被覆
３　　　基材
５　　　ワイヤーハーネス
Ａ　　　空気層
ａ，ｂ　骨格の各層
ｃ～ｆ　各金属層

Claims (9)

1. 　樹脂材料より構成された骨格が、三次元網目構造を形成している多孔質樹脂と、
   　前記多孔質樹脂の前記骨格の表面を被覆する金属層と、を有する遮蔽材。
2. 　前記多孔質樹脂は、発泡樹脂より構成される、請求項１に記載の遮蔽材。
3. 　前記多孔質樹脂は、発泡ポリウレタン樹脂より構成される、請求項２に記載の遮蔽材。
4. 　前記金属層は、前記多孔質樹脂の前記骨格の表面積の５０％以上を被覆している、請求項１に記載の遮蔽材。
5. 　前記遮蔽材の厚さ方向に沿って、前記金属層が２層以上配置されている、請求項１に記載の遮蔽材。
6. 　前記金属層は、３μｍ以上の厚さを有する、請求項１に記載の遮蔽材。
7. 　少なくとも１本の通信用電線を含んだ電線群と、
   前記電線群の表面の少なくとも一部を覆う、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の遮蔽材と、を有するワイヤーハーネス。
8. 　前記ワイヤーハーネスは、基材をさらに有し、
   　前記電線群を構成する各電線は、前記基材に固定されており、
   　前記遮蔽材は、前記電線群の表面を覆って、前記基材に固定されている、請求項７に記載のワイヤーハーネス。
9. 　前記遮蔽材の前記金属層をグランド電位に接続するグランド線を有さない、請求項７に記載のワイヤーハーネス。