(57)【要約】【課題】特性インピーダンスの安定と加工工数の低減について両立を図ることが可能な２芯シールドケーブル及びワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】２芯シールドケーブル１は、２本の絶縁電線１０と、２本の絶縁電線１０の周囲に縦添えされる金属フィルム２０と、金属フィルム２０の周囲に充填状態とされるシース４０と、を備え、金属フィルム２０は、金属層２２とフィルム２１とを有しており、フィルム２１は、厚みが２０μｍ以上となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の電線と、
前記２本の電線の周囲に縦添えされる金属フィルムと、
前記金属フィルムの周囲に充填状態とされるシースと、を備え、
前記金属フィルムは、フィルムと金属層とを有しており、
前記フィルムは、厚みが２０μｍ以上となっている
ことを特徴とする２芯シールドケーブル。
【請求項２】
前記金属フィルムと前記シースとの間に、金属線を編み込んで形成された編組をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の２芯シールドケーブル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の２芯シールドケーブルと、
可塑剤を含有すると共に前記２芯シールドケーブルに隣接する他部材と、
を備えることを特徴とするワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２芯シールドケーブル及びワイヤーハーネスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、差動信号を印加した際の漏洩減衰量の特性を良好にすることを目的とした２芯の高速デジタル信号伝送用のシールドケーブルが提案されている。この２芯シールドケーブルは、２本の電線と、これら電線の周囲に設けられる金属箔と、金属箔上の金属編組と、金属編組上に設けられるシースとを備えている。このような２芯シールドケーブルは、伝送する信号の周波数が高く、表皮効果やリターン電流を考慮すると、表面が平滑な金属箔を有することが有効となる。
【０００３】
ここで、多芯（３芯以上）のシールドケーブルが提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。特許文献１に記載のシールドケーブルは、一対の電線を金属箔によってシールドし、シールドした一対の電線を多数円形となるように配置したものである。
【０００４】
特許文献２に記載のシールドケーブルは、４本の絶縁電線（４芯線）を一度に撚ったクワッド構成であり、４芯線の周囲に金属箔が設けられると共に、その外周に２芯シールドケーブルが設けられ、更にその外周にシースが設けられる構成となっている。
【０００５】
特許文献３に記載のシールドケーブルは、３本の絶縁電線（３芯線）を一度に撚った構成であり、３芯線の周囲に磁性粉を有する管状部材が横巻きされ（螺旋状に巻き付けられ）、その外周にシースが設けられる構成となっている。
【０００６】
また、２芯又は１芯のシールドケーブルとしては以下のようなものが提案されている（特許文献４，５参照）。特許文献４に記載のシールドケーブルは、平行に並んだ２本の絶縁電線（２芯線）の周囲に金属箔が横巻きされ（螺旋状に巻き付けられ）、その外周に樹脂テープが設けられる構成となっている。
【０００７】
また、特許文献５に記載のシールドケーブルは、平行に並んだ１本の絶縁電線の周囲に金属箔が縦添えされ、その外周に２芯シールドケーブルが設けられ、更にその外周にシースが設けられる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−７２７７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１３２７４３号公報
【特許文献３】特開２０１５−１５３４９７号公報
【特許文献４】特開２０１５−１８５５２７号公報
【特許文献５】特開２００７−２６５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、シールドケーブルは特性インピーダンスが安定していることが好ましい。しかし、２本の絶縁電線の周囲に金属箔を縦添えすると共にその外周にシースを押出成形した２芯のシールドケーブルにおいては、押出成形時にシース樹脂が金属箔を押圧してしまい、金属箔を内側に撓ませてしまう。
【００１０】
図７は、参考例に係るシールドケーブルを示す断面図であり、２芯シールドケーブルを示している。図８は、第２参考例に係るシールドケーブルを示す断面図であり、３芯シールドケーブルを示している。図７に示すように、金属箔ＭＦが縦添えされた２芯のシールドケーブルは、押出成形時に断面長円形となる金属箔ＭＦの長手方向中央部分（撓み箇所ＢＰ）が内側に撓んでしまう。このため、２芯線間のインピーダンスが不安定となりシールド効果が低下する可能性がある。
【００１１】
これに対して、図８に示す３芯のシールドケーブルにおいては、２芯のシールドケーブルよりも金属箔ＭＦの形状が崩れ難く、上記の問題が生じ難い。すなわち、２芯のシールドケーブルでは撓み箇所ＢＰが２カ所に限定されることから、押出成形時における力が２カ所に集中しやすい。これに対して、３芯シールドケーブルは、撓み箇所ＢＰ自体が３カ所に増えることから押出成形時における力が分散して金属箔ＭＦの形状が崩れ難く、上記の問題が生じ難くなる。４芯以上のシールドケーブルについては更に金属箔の形状が崩れ難くなる。よって、特許文献１〜３に記載のシールドケーブルでは生じ得ない問題が２芯シールドケーブルにおいて発生する。
【００１２】
また、特許文献５に記載のシールドケーブルについては、そもそも撓み箇所が存在しない。よって、特許文献５に記載のシールドケーブルでは生じ得ない問題が２芯シールドケーブルにおいて発生する。
【００１３】
このような問題に対して、金属箔内に介在紐を設けることが考えられる。図９は、第３参考例に係るシールドケーブルを示す断面図である。図９に示すように、２芯線と対角位置に介在紐ＩＳを配置し、これらの周囲に金属箔ＭＦを設けた場合、介在紐ＩＳによって金属箔ＭＦの形状の崩れが防止される。しかし、この構成では、金属箔ＭＦ内に介在紐ＩＳを設ける工程が必要となるため、シールドケーブルの製造に時間が掛かってしまい、加工工数の増加を招く。
【００１４】
さらに、特許文献４に記載のシールドケーブルのように、金属箔を横巻きとすれば撓みの問題は解消する傾向にある。すなわち、２本の絶縁電線の周囲に金属箔を横巻きする場合には、金属箔を張りながら絶縁電線の周囲に巻き付けることができるため、金属箔の張力を高めて撓み難くすることができる。しかし、金属箔を横巻きとする場合には縦添えと比較するとシールドケーブルの製造に時間が掛かってしまい、加工工数が多大となってしまう。
【００１５】
このように、２芯のシールドケーブルにおいては、特性インピーダンスの安定と加工工数の低減について両立が困難となっていた。
【００１６】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、特性インピーダンスの安定と加工工数の低減について両立を図ることが可能な２芯シールドケーブル及びワイヤーハーネスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の２芯シールドケーブルは、２本の電線と、前記２本の電線の周囲に縦添えされる金属フィルムと、前記金属フィルムの周囲に充填状態とされるシースと、を備え、前記金属フィルムは、フィルムと金属層とを有しており、前記フィルムは、厚みが２０μｍ以上となっていることを特徴とする。
【００１８】
この２芯シールドケーブルによれば、２本の電線の周囲に金属フィルムが縦添えされるため、横巻きされる場合と比較して加工工数を低減することができる。さらに、金属フィルムは金属層とフィルムとを有し、フィルムの厚みが２０μｍ以上となっているため、シース押出成形時に金属フィルムに力が加わったとしても、フィルムの厚みによって撓みを抑制することができ、特性インピーダンスが不安定となり難くなる。従って、特性インピーダンスの安定と加工工数の低減について両立を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の２芯シールドケーブルにおいて、前記金属フィルムと前記シースとの間に、金属線を編み込んで形成された編組をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この２芯シールドケーブルによれば、金属フィルムとシースとの間に、金属線を編み込んで形成された編組をさらに備えるため、例えば２芯シールドケーブルをシールドコネクタに接続する場合に、非シールド部分が存在しないように編組をシールドコネクタに接続でき、非シールド部分からのノイズ漏洩や外部ノイズの影響を防止すると共に、金属フィルムをシールドコネクタまで引っ張って接続するときのような金属フィルムの破れを防止できる。
【００２１】
また、本発明のワイヤーハーネスは、上記のいずれかに記載の２芯シールドケーブルと、可塑剤を含有すると共に前記２芯シールドケーブルに隣接する他部材と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
このワイヤーハーネスによれば、２芯シールドケーブルと、これに隣接し可塑剤を含有する他部材を備えるため、高温環境下において揮発した他部材からの可塑剤が電線の絶縁体に移行して絶縁体の誘電率が高くなってシールド性能を低下させてしまう事態を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、特性インピーダンスの安定と加工工数の低減について両立を図ることが可能な２芯シールドケーブル及びワイヤーハーネスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る２芯シールドケーブルを含むワイヤーハーネスの斜視図である。
【図２】図１に示した２芯シールドケーブルを示す斜視図である。
【図３】図１に示した２芯シールドケーブルを示す断面図である。
【図４】２芯シールドケーブルの実施例及び比較例を説明するグラフであり、特性インピーダンスを示している。
【図５】２芯シールドケーブルの実施例及び比較例を説明するグラフであり、漏洩減衰量を示している。
【図６】図３に示した一部構成の断面図である。
【図７】参考例に係るシールドケーブルを示す断面図であり、２芯シールドケーブルを示している。
【図８】第２参考例に係るシールドケーブルを示す断面図であり、３芯シールドケーブルを示している。
【図９】第３参考例に係るシールドケーブルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る２芯シールドケーブルを含むワイヤーハーネスの斜視図である。図１に示すように、ワイヤーハーネスＷＨは、２芯シールドケーブル１と、他のケーブル（他部材）１００とを備えて構成されている。
【００２７】
他のケーブル１００は、例えば電力線などの太物電線や他の信号線などの細物電線であって、導体１０１と、導体の周囲を覆う絶縁体１０２とを備えている。絶縁体１０２は、例えばＰＶＣ（polyvinyl chloride）などの可塑剤を含むものとなっている。なお、２芯シールドケーブル１と他のケーブル１００とは、樹脂テープＲＴによってテープ巻きされたり、コルゲートチューブ（図示せず）や端子（図示せず）やコネクタ等が取り付けられたりする。
【００２８】
図２は、図１に示した２芯シールドケーブル１を示す斜視図であり、図３は、図１に示した２芯シールドケーブル１を示す断面図である。図２及び図３に示すように、２芯シールドケーブル１は、２本の絶縁電線（電線）１０と、金属フィルム２０と、編組３０と、シース４０とを備えている。
【００２９】
絶縁電線１０は、導体１１と導体上の絶縁体１２とを備えている。導体１１は、例えば軟銅線、銀メッキ軟銅線、錫メッキ軟銅線、及び錫メッキ銅合金線などが用いられる。なお、本実施形態において導体１１は１本であるが、２本以上の素線から構成されていてもよい。絶縁体１２は、導体１１上に被覆される部材であって、例えばＰＥ（polyethylene)やＰＰ（polypropylene）などが用いられている。この絶縁体１２は、誘電率が３．０以下となっている。
【００３０】
金属フィルム２０は、フィルム２１と、金属層２２との２層構造となっている。フィルム２１は、非導電性の樹脂フィルムであって、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）樹脂により構成されており、可塑剤の侵入を防止するだけの充分な目の細かさを有している。なお、フィルム２１は、フッ素樹脂により構成されていてもよい。また、フィルム２１は、熱可塑性フィルムを高温下で縦横二方向へ延ばして作った二軸延伸フィルムである。このため、フィルム２１は縦方向及び横方向に強度が強く破け難くなっている。金属層２２は、フィルム２１上に設けられる導電性金属の層であって、銅又はアルミニウム等の金属によって構成されている。なお、金属フィルム２０は、金属層２２が外側となるように２本の絶縁電線１０上に縦添えされる。
【００３１】
編組３０は、例えば軟銅線、銀メッキ軟銅線、錫メッキ軟銅線、及び錫メッキ銅合金線などの金属線が複数本の束にされ、この束が編み込まれることによって形成されるものである。なお、金属線は、繊維上に金属メッキが施されたメッキ繊維であってもよい。さらに、編組３０は、複数の金属線に対して一括してメッキを施して扁平状の束としたものが編み込まれていてもよい。
【００３２】
シース４０は、編組３０の外周を被覆する絶縁体である。このシース４０は、金属フィルム２０及び編組３０の外周側に充填状態とされている。すなわち、シース４０は、内部に空隙を有するチューブ構成のものではなく、いわゆる中実状態で設けられるものである。このようなシース４０は、絶縁電線１０、金属フィルム２０及び編組３０からなる構成物に対して中実押出することで、これらの周囲に設けられる。シース４０は、例えばＰＥ、ＰＰ及びＰＶＣから構成される。
【００３３】
なお、本実施形態においてフィルム２１はＰＥＴ樹脂によって構成されていることから、ＰＰやＰＥで構成される絶縁体１２に可塑剤が移行することをＳＰ値の差異を利用して防止している。すなわち、シース４０がＰＶＣである場合にシース４０に含まれる可塑剤や他のケーブル１００の絶縁体１０２からの可塑剤が高温環境下において揮発し、揮発した可塑剤は絶縁電線１０の絶縁体１２に移行して挿入損失特性を低下させる可能性がある。しかし、本実施形態では、これをＰＥＴ樹脂によって防止することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態に係る２芯シールドケーブル１は、フィルム２１の厚みが２０μｍ以上となっている。このため、シース押出成形時に金属フィルム２０に力が加わったとしても、フィルム２１の厚みによって金属フィルム２０が内側に撓んでしまうことを抑制することができる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る２芯シールドケーブル１の実施例及び比較例を説明する。図４及び図５は、２芯シールドケーブルの実施例及び比較例を説明するグラフであり、図４は特性インピーダンスを示し、図５は漏洩減衰量を示している。なお、図４及び図５においては実施例の特性を実線で示し、比較例の特性を破線で示している。
【００３６】
まず、実施例の２芯シールドケーブルとして、導体には７／０．１６本／ｍｍ、外径０．４８ｍｍの軟銅撚り線を用いた。これにより、導体サイズは、ＡＷＧ２６／０．１３ｓｑとなる。絶縁体には、厚さ０．３６ｍｍ、外径１．２０ｍｍ±０．０５ｍｍの架橋ＨＤＰＥ（Hi Density Polyethylene）を用いた。２本の絶縁電線の撚りピッチは３０ｍｍであり、撚り外径は２．４０ｍｍであった。フィルムは厚み２５μｍのＰＥＴフィルムであり、金属層はアルミニウムであった。金属フィルムは縦添えされて、外径は２．５１ｍｍとなった。編組には、０．０８／８／１６ｍｍ／持／打、ピッチ３２．６ｍｍ、密度８５％以上で、外径２．８６ｍｍとなる錫メッキ軟銅線編組を用いた。シースには、厚さ約０．５７０ｍｍ、外径４．００±０．２ｍｍの耐熱性ＰＶＣ（１０５℃×３０００ｈ耐熱）を用いた。
【００３７】
一方、比較例の２芯シールドケーブルは、フィルムが厚み１０μｍのＰＥＴフィルムである点を除き、実施例と同じとした。
【００３８】
図４に示すように、比較例に係る特性インピーダンスは、９８Ω〜１０２Ωの範囲でバラつくのに対し、実施例に係る特性インピーダンスは、１００Ω〜１０２Ωの範囲内に収まっている。すなわち、実施例に係る２芯シールドケーブルは比較例のものよりも特性インピーダンスが安定することがわかった。
【００３９】
また、図５に示すように、比較例に係る漏洩減衰量は、３００ＭＨｚ辺りで−６８ｄＢとなってしまうのに対し、実施例に係る漏洩減衰量は、９００ＭＨｚでも−８０ｄＢに留まっている。すなわち、実施例に係る２芯シールドケーブルは比較例のものよりも漏洩減衰特性が向上することがわかった。
【００４０】
このように、ＰＥＴフィルムの厚みが２５μｍであると、厚み１０μｍである場合と比較して特性インピーダンスが向上すると共に、漏洩減衰量特性も向上することがわかった。
【００４１】
なお、図示を省略するが、実施例についてＰＥＴフィルムの厚みが２０μｍであっても２５μｍと同様の結果が得られた。さらに、ＰＥＴフィルムである場合に限らず、フッ素フィルムである場合にも同様の結果が得られた。
【００４２】
このようにして、本実施形態に係る２芯シールドケーブル１によれば、２本の絶縁電線１０の周囲に金属フィルム２０が縦添えされるため、横巻きされる場合と比較して加工工数を低減することができる。さらに、金属フィルム２０はフィルム２１と金属層２２とを有し、フィルム２１の厚みが２０μｍ以上となっているため、シース押出成形時に金属フィルム２０に力が加わったとしても、フィルム２１の厚みによって撓みを抑制することができ、特性インピーダンスが不安定となり難くなる。従って、特性インピーダンスの安定と加工工数の低減について両立を図ることができる。
【００４３】
図６は、図３に示した一部構成の断面図である。さらに、本実施形態に係る２芯シールドケーブル１は、端末加工時に縦添えに巻かれた金属フィルム２０の外側の端部Ｅが先の尖ったものにより引っ掛けてから剥ぎ取られる。このため、金属フィルム２０の外側端部Ｅが内側へ撓んだ状態の場合、引っ掛けることが困難となる。ところが、本実施形態に係る２芯シールドケーブル１では、内側へ撓み難くなり、金属フィルム２０の外側端部Ｅへの引っ掛けが著しく困難となってしまう事態を防止することができる。
【００４４】
また、金属フィルム２０とシース４０との間に、金属線を編み込んで形成された編組３０をさらに備えるため、例えば２芯シールドケーブル１をシールドコネクタに接続する場合に、非シールド部分が存在しないように編組３０をシールドコネクタに接続でき、非シールド部分からのノイズ漏洩や外部ノイズの影響を防止すると共に、金属フィルム２０をシールドコネクタまで引っ張って接続するときのような金属フィルム２０の破れを防止できる。
【００４５】
また、編組３０を備えると編組３０をシールドコネクタに接続した場合に２芯シールドケーブル１がシールドコネクタから外れ難くする効果があり、強度を確保することに貢献することができる。特に、高速デジタル信号伝送用のシールドケーブルでは、特性インピーダンスが不安定となるとノイズ漏洩や外部ノイズの影響が顕著となってしまう。このため、破断強度１００Ｎ以上の編組３０を用いることにより、２芯シールドケーブル１の一端をシールドコネクタに取り付け、他端を引っ張りながら作業をしてもシールドコネクタから２芯シールドケーブル１が抜けてしまうことを防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態に係るワイヤーハーネスＷＨによれば、２芯シールドケーブル１と、これに隣接し可塑剤を含有する絶縁体１０２を有する他のケーブル１００とを備えるため、高温環境下において揮発した他のケーブル１００の絶縁体１０２からの可塑剤が絶縁電線１０の絶縁体１２に移行して絶縁体１２の誘電率が高くなってシールド性能を低下させてしまう事態を抑制することができる。
【００４７】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、周知及び公知の技術を組み合わせてもよい。
【００４８】
例えば、上記実施形態において２芯シールドケーブル１は編組３０を備えているが、これに限らず、備えていなくともよい。さらに、場合によって金属フィルム２０は金属層２２が内側に向くようになっていてもよい。
【００４９】
また、本実施形態に係る２芯シールドケーブル１は編組３０がシールドコネクタに取り付けられることを想定しているが、取付対象はシールドコネクタでなくともよい。
【符号の説明】
【００５０】
１        ：２芯シールドケーブル
１０      ：絶縁電線（電線）
２０      ：金属フィルム
２１      ：フィルム
２２      ：金属層
３０      ：編組
４０      ：シース
１００    ：他のケーブル（他部材）
ＢＰ      ：撓み箇所
Ｅ        ：端部
ＷＨ      ：ワイヤーハーネス
【図１】
2019061766.tif 000003
【図２】
2019061766.tif 000004
【図３】
2019061766.tif 000005
【図４】
2019061766.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019061766.tif 000008
【図７】
2019061766.tif 000009
【図８】
2019061766.tif 000010
【図９】
2019061766.tif 000011