(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と上記導体を被覆する絶縁体とを有する一対のコア線を備え、上記一対のコア線が撚り合わされているツイストペア線と、
上記ツイストペア線を被覆する第１シースと、
上記第１シースを被覆するシールド層と、
上記シールド層を被覆する第２シースと、を有しており、
ドレイン線を有しておらず、
上記シールド層は、金属箔層と、上記金属箔層の外側表面に積層された樹脂層と、当該樹脂層の外側表面に積層された接着層とを有する積層体より構成されており、
自動車における通信に用いられる、通信用シールドケーブル。
【請求項２】
導体と上記導体を被覆する絶縁体とを有する一対のコア線を備え、上記一対のコア線が撚り合わされているツイストペア線と、
上記ツイストペア線を被覆する第１シースと、
上記第１シースを被覆するシールド層と、
上記シールド層を被覆する第２シースと、を有しており、
上記シールド層は、金属箔層と、上記金属箔層の一方面に積層された樹脂層とを有する積層体より構成されており、
ケーブル軸方向に垂直な断面視で、１００×（上記第１シースの最小厚み）／（上記第１シースの最大厚み）の式より算出される上記第１シースの偏芯率が、８０％以上である、
自動車における通信に用いられる、通信用シールドケーブル。
【請求項３】
上記シールド層は、上記金属箔層と、上記金属箔層の外側表面に積層された上記樹脂層と、当該樹脂層の外側表面に積層された接着層とを有する積層体より構成される、請求項２に記載の通信用シールドケーブル。
【請求項４】
上記ツイストペア線と上記第１シースとの間に空隙を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信用シールドケーブル。
【請求項５】
上記一対のコア線間における導体間距離ｄｃと、上記コア線の上記導体と上記シールド層との間の最短距離ｄｓとが、ｄｃ≦ｄｓを満たす、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信用シールドケーブル。
【請求項６】
上記ツイストペア線の撚りピッチが、４０ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信用シールドケーブル。
【請求項７】
特性インピーダンスが９０Ω以上１１０Ω以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信用シールドケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用シールドケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車分野では、高速通信の需要が増えてきている。このような高速通信では、一般に、ノイズ対策の観点から、差動信号を伝送可能な通信用シールドケーブルが用いられる。差動信号を伝送するための通信用シールドケーブルとしては、例えば、特許文献１に記載のものがある。【０００３】
特許文献１には、導体とこの導体を被覆する絶縁体とを備えた一対のコア線を撚り合わせてなるツイストペア線と、このツイストペア線を被覆する金属箔シールドと、金属箔シールドと導通するドレイン線と、これら全体を被覆するシースとを備えた通信用シールドケーブルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９６５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術は、以下の点で課題がある。すなわち、差動信号が伝送される通信用シールドケーブルでは、通信の伝搬モードとして、信号成分が伝送される差動モードとノイズ成分が伝送されるコモンモードとの二つのモードが存在する。例えば、ツイストペア線では、通常、２本のコア線に、電圧が同じで位相が１８０度異なる差動モード信号が流れる。しかし、ツイストペア線におけるツイストの平衡度悪化等に伴い、コア線とドレイン線との間にコモンモード電圧が発生し、コア線ではなくドレイン線を通って伝搬するコモンモード信号が発生する（以下、このような現象を差動モードからコモンモードへの変換という。）。【０００６】
特に、特許文献１に示されるような構成を有する通信用シールドケーブルでは、ツイストペア線におけるコア線間の電磁結合だけでなく、コア線と金属箔シールとの間でも電磁結合が発生し、コモンモードインピーダンスが低下する。そのため、従来の通信用シールドケーブルは、差動モードからコモンモードへのモード変換量が顕著に増加し、通信特性が悪化するという課題がある。【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、差動モードからコモンモードへのモード変換量を低減可能な通信用シールドケーブルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、導体と上記導体を被覆する絶縁体とを有する一対のコア線を備え、上記一対のコア線が撚り合わされているツイストペア線と、
上記ツイストペア線を被覆する第１シースと、
上記第１シースを被覆するシールド層と、
上記シールド層を被覆する第２シースと、を有しており、
ドレイン線を有しておらず、
上記シールド層は、金属箔層と、上記金属箔層の外側表面に積層された樹脂層と、当該樹脂層の外側表面に積層された接着層とを有する積層体より構成されており、
自動車における通信に用いられる、通信用シールドケーブルにある。
本発明の他の態様は、導体と上記導体を被覆する絶縁体とを有する一対のコア線を備え、上記一対のコア線が撚り合わされているツイストペア線と、
上記ツイストペア線を被覆する第１シースと、
上記第１シースを被覆するシールド層と、
上記シールド層を被覆する第２シースと、を有しており、
上記シールド層は、金属箔層と、上記金属箔層の一方面に積層された樹脂層とを有する積層体より構成されており、
ケーブル軸方向に垂直な断面視で、１００×（上記第１シースの最小厚み）／（上記第１シースの最大厚み）の式より算出される上記第１シースの偏芯率が、８０％以上である、
自動車における通信に用いられる、通信用シールドケーブルにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記通信用シールドケーブルは、上記構成を有している。そのため、上記通信用シールドケーブルでは、ツイストペア線とシールド層との間に配置された第１シースにより、コア線とシールド層体との間に物理的な距離を取ることが可能となり、コア線とシールド層との間の電磁結合を弱めることが可能となる。それ故、コア線とシールド層との間の電磁結合に起因して発生する差動モードからコモンモードへのモード変換が抑制される。よって、上記通信用シールドケーブルによれば、差動モードからコモンモードへのモード変換量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】参考例１の通信用シールドケーブルの構成を模式的に示した説明図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】実施例２の通信用シールドケーブルにおける、図２に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記通信用シールドケーブルは、一対のコア線間における導体間距離をｄｃ、コア線の導体とシールド層との間の最短距離をｄｓとした場合、ｄｃ≦ｄｓを満たす構成とすることができる。
【００１２】
この構成によれば、コア線の導体とシールド層との間の電磁結合を小さくしやすくなり、モード変換量を大きく低減可能な通信用シールドケーブルを得ることが可能となる。
【００１３】
なお、ｄｃは、具体的には、一方のコア線の導体表面と他方のコア線の導体表面との間の最短距離である。また、ｄｓは、具体的には、コア線の導体表面とシールド層のコア線側の表面との間の最短距離である。また、ｄｃ、ｄｓは、通信用シールドケーブルのケーブル軸方向に垂直な断面より測定される。
【００１４】
ｄｃは、例えば、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の範囲から選択することができる。また、ｄｓは、例えば、０．７ｍｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは、０．７ｍｍ超１ｍｍ以下の範囲から選択することができる。
【００１５】
上記通信用シールドケーブルは、ツイストペア線と第１シースとの間に空隙を有する構造（以下、中空構造ということがある。）とすることができる。
【００１６】
この構成によれば、ツイストペア線と第１シースとの間の空隙により、ツイストペア線の周囲の誘電率が上昇するのを抑制することが可能となる。そのため、この構成によれば、ツイストペア線と第１シースとの間に実質的に空隙がない構造（以下、充実構造ということがある。）に比較して、必要な特性インピーダンスを確保しつつ、コア線の絶縁体の厚みを薄くしやすくなる。それ故、この構成によれば、通信用シールドケーブルの細径化に有利である。
【００１７】
なお、上記空隙は、例えば、ツイストペア線の外周に第１シースを筒状に押し出し被覆することにより形成することができる。
【００１８】
上記通信用シールドケーブルは、ツイストペア線の撚りピッチが４０ｍｍ以下であるとよい。
【００１９】
この構成によれば、上記中空構造を採用した場合でも、加工性やケーブル特性への悪影響を抑制しやすく、安定して製造しやすい通信用シールケーブルが得られる。
【００２０】
上記撚りピッチは、２本のコア線間に第１シースが入り込み難く、第１シースの偏芯率の低下が抑制されやすくなる等の観点から、好ましくは、３８ｍｍ以下、より好ましくは、３５ｍｍ以下、さらに好ましくは、３０ｍｍ以下とすることができる。なお、上記撚りピッチは、生産性等の観点から、好ましくは、１０ｍｍ以上、より好ましくは、１５ｍｍ以上、さらに好ましくは、１８ｍｍ以上とすることができる。
【００２１】
第１シースの偏芯率は、ケーブル加工性やケーブル特性等への悪影響を抑制しやすくなる等の観点から、好ましくは、８０％以上、より好ましくは、８２％以上、さらに好ましくは、８４％以上とすることができる。第１シースの偏芯率は、製造性などの観点から、例えば、９５％以下とすることができる。なお、第１シースの偏芯率は、通信用シールドケーブルのケーブル軸方向に垂直な断面視で、１００×（第１シースの最小厚み）／（第１シースの最大厚み）の式より算出される値である。
【００２２】
上記通信用シールドケーブルにおいて、シールド層は、金属箔層と、金属箔層の一方面に積層された樹脂層とを有する積層体より構成されている。この構成によれば、第２シースを、例えば、押し出し被覆等によって形成するときに、第１シースの外周に積層体を縦添えして入れることができるので、シールド層が編組線より構成される場合に比べて、比較的簡単に上記通信用シールドケーブルを製造することができる。上記積層体は、具体的には、金属箔層が第１シース側、樹脂層が第２シース側に配置されていてもよいし、樹脂層が第１シース側、金属箔層が第２シース側に配置されていてもよい。好ましくは、上記積層体は、前者であるとよい。上記積層体は、より具体的には、金属箔層と、金属箔層の外側表面に積層された樹脂層と、樹脂層の外側表面に積層された接着層とを有する構成とすることができる。この構成によれば、上記積層体より構成されるシールド層の接着層と第２シースの内側面とを接着することができる。そのため、第２シースの皮剥ぎ時に、シールド層も一緒に皮剥ぎされるため、皮剥ぎ性に優れた通信用シールドケーブルが得られる。なお、シールド層に用いられる金属箔（金属には合金も含む）としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などを例示することができる。
【００２３】
上記通信用シールドケーブルは、特性インピーダンスが９０Ω以上１１０Ω以下、つまり、特性インピーダンスが１００±１０Ωの範囲内にあるとよい。
【００２４】
この構成によれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（富士ゼロックス社、登録商標、以下省略）通信等の高速通信に好適な通信用シールドケーブルが得られる。
【００２５】
上記通信用シールドケーブルは、モード変換量を大きく低減することができるので、例えば、優れた高速通信性が求められる自動車における通信等に好適に用いることができる。
【００２６】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００２７】
（参考例１）
参考例１の通信用シールドケーブルについて、図１、図２を用いて説明する。図１、図２に示されるように、本例の通信用シールドケーブル１は、ツイストペア線２と、第１シース３と、シールド層４と、第２シース５とを有している。【００２８】
ツイストペア線２は、導体２０１と、導体２０１を被覆する絶縁体２０２とを有する一対のコア線２０、２０を備えている。一対のコア線２０、２０は、互いに撚り合わされている。【００２９】
本例では、導体２０１の材質としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを用いることができる。また、導体２０１の断面積は、例えば、０．０８〜０．３５ｍｍ２の範囲とすることができる。なお、導体２０１は、単線の素線から構成されていてもよいし、複数の素線が撚り合わされた撚線導体から構成されていてもよい。また、絶縁体２０２の材料としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン、軟質ポリ塩化ビニル等の塩化ビニル系樹脂など、各種の電線被覆用樹脂を用いることができる。また、絶縁体２０２の厚みは、例えば、０．１４〜０．３５ｍｍとすることができる。また、ツイストペア線２の撚線ピッチは、例えば、４０ｍｍ以下とすることができる。【００３０】
第１シース３は、ツイストペア線２を被覆している。本例では、第１シース３の材料としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン、軟質ポリ塩化ビニル等の塩化ビニル系樹脂などを用いることができる。また、第１シース３の厚みは、例えば、０．１５〜１．５ｍｍとすることができる。なお、図では、ツイストペア線２と第１シース３との間に、空隙３１が形成されている。つまり、本例の通信用シールドケーブル１は、中空構造を有している。【００３１】
シールド層４は、第１シース３を被覆している。本例では、シールド層４は、第１シース３の外周を覆う編組線より構成されている。編組線は、複数の金属（合金含む）素線が筒状に編み込まれたものである。金属素線としては、例えば、銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、ステンレス線などを用いることができる。素線径は、例えば、０．１２〜０．３６ｍｍとすることができる。【００３２】
第２シース５は、シールド層４を被覆している。本例では、第２シース５の材料としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン、軟質ポリ塩化ビニル等の塩化ビニル系樹脂などを用いることができる。また、第２シース５の厚みは、例えば、０．３０〜０．８０ｍｍとすることができる。なお、図では、第２シース５は、シールド層４の表面に密着した状態とされている。【００３３】
本例では、通信用シールドケーブル１は、図２に示されるように、一対のコア線２０、２０間における導体間距離ｄｃと、コア線２０の導体２０１とシールド層４との間の最短距離ｄｓとが、ｄｃ≦ｄｓを満たしている。
【００３４】
（実施例２）
実施例２の通信用シールドケーブルについて、図３を用いて説明する。本例の通信用シールドケーブル１では、シールド層４は、金属箔層４１と、金属箔層４１の外側表面に積層された樹脂層４２と、樹脂層４２の外側表面に積層された接着層４３とを有する積層体より構成されている。本例では、金属箔層は、例えば、アルミニウム箔層とすることができる。金属箔層の厚みは、例えば、５〜２００μｍとすることができる。また、樹脂層は、例えば、ポリエチレンテレフタレート層等のポリエステル層とすることができる。樹脂層の厚みは、例えば、１０〜１００μｍとすることができる。接着層は、例えばＥＶＡ系接着層とすることができる。そして、積層体より構成されるシールド層４の接着層は、第２シース５の内側面に接着されている。その他の構成は、参考例１と同様である。【００３５】
＜実験例＞
以下、上記通信用シールドケーブルを、実験例を用いてより具体的に説明する。【００３６】
（通信用シールドケーブルの作製）
銅合金線を用いた導体の外周に絶縁体を押し出し被覆してなるコア線を２本撚り合わせることにより、ツイストペア線を作製した。導体の断面積、絶縁体の材料および厚み、撚りピッチは、表１および表２に示す通りとした。【００３７】
次いで、ツイストペア線の外周に第１シースを押し出し被覆した。第１シースの材料、厚み、偏芯率は、表１および表２に示す通りとした。また、ツイストペア線と第１シースとの間の構造は、表１および表２に示す通り、中空構造または充実構造のいずれかとした。【００３８】
次いで、第１シースの外周に、錫めっき軟銅素線を編み込んでなる編組線を被覆した。編組線に用いた錫めっき軟銅素線の線軽、編組構造（打ち数／持ち数）は、表１に示す通りとした。また、表２に示すように、第１シースの外周に、アルミニウム箔層／ＰＥＴ層／接着層の積層構造を有する積層体、または、アルミニウム箔層／ＰＥＴ層の積層構造を有する積層体を被覆した。なお、各積層体は、アルミニウム箔層側が第１シース側となるように配置した。【００３９】
次いで、編組線を囲むように第２シースを押し出し被覆した。第２シースの材料、厚みは、表１および表２に示す通りとした。以上により、所定のｄｃ、ｄｓを有する試料１〜１３の通信用シールドケーブルを作製した。【００４０】
また、上記試料１〜８の通信用シールドケーブルの作製において、第１シースを被覆しなかった以外は同様にして、試料１Ｃの通信用シールドケーブルを作製した。同様に、上記試料９〜１３の通信用シールドケーブルの作製において、第１シースを被覆しなかった以外は同様にして、試料２Ｃの通信用シールドケーブルを作製した。【００４１】
（特性インピーダンスおよびモード変換量の測定）
各試料の通信用シールドケーブルについて、特性インピーダンスとモード変換量とを測定した。特性インピーダンスは、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ、時間領域反射）測定法により測定した。また、モード変換量は、ネットワークアナライザを用いて測定した。通信用シールドケーブルの評価は、環境温度２３℃で実施した。【００４２】
表１および表２に、作製した試料の通信用シールドケーブルの詳細構成、特性インピーダンスおよびモード変換量の測定結果をまとめて示す。【００４３】
【表１】
0006760392.tif 000002
【００４４】
0006760392.tif 000003
【００４５】
表１および表２によれば、以下のことがわかる。試料１Ｃおよび試料２Ｃは、ツイストペア線とシールド層との間に第１シースがない。そのため、試料１Ｃおよび試料２Ｃは、モード変換量が極めて大きくなった。これは、ツイストペア線のコア線とシールド層との間に第１シースがないことで、コア線とシールド層との間の物理的な距離を十分に取ることができず、コア線とシールド層との間の電磁結合を弱めることができずにコモンモードインピーダンスが低下したためである。【００４６】
これに対し、試料１〜試料１３は、従来に比べ、モード変換量を低減することができた。これは、試料１〜試料１３では、ツイストペア線とシールド層との間に配置された第１シースにより、コア線とシールド層との間に物理的な距離を取ることが可能となり、コア線とシールド層との間の電磁結合を弱めることができたためである。したがって、試料１〜試料１３によれば、モード変換の抑制効果により、高速通信に好適な通信用シールドケーブルが得られることがわかる。また、ツイストペア線を用いることで、外来ノイズ（磁界ノイズ）の影響を抑制できるとともに、端子圧着等によるワイヤーハーネスの加工性にも優れる。それ故、試料１〜試料１３によれば、自動車向けとして好適な通信用シールドケーブルが得られることがわかる。【００４７】
また、試料１〜１３を比較すると、以下のことがわかる。試料１〜試料３と試料４とを比較すると、ｄｃ≦ｄｓを満たすことにより、モード変換量の低減効果がより大きくなることが確認された。これは、ｄｃ≦ｄｓを満たすことにより、コア線の導体とシールド層との間の電磁結合を大幅に小さくすることが可能となるためであると考えられる。また、試料９〜試料１１と試料１２とを比較すると、上記と同様のことがいえる。【００４８】
次に、試料１と試料５および試料６とを比較すると、ツイストペア線と第１シースとの間に空隙を有する中空構造とすることにより、ツイストペア線と第１シースとの間に実質的に空隙がない充実構造とした場合に比べ、特性インピーダンスの低下を抑制しやすくなることが確認された。これは、充実構造では、ツイストペア線の周囲の誘電率が上昇するのに対し、中空構造によれば、空隙によってツイストペア線の周囲の誘電率が上昇するのを抑制することができたためである。また、充実構造では、特性インピーダンスを所望の値に合わせるために、コア線の絶縁体の厚みを厚くする必要があり、ケーブルが太径化しやすいといえる。これに対し、中空構造によれば、必要な特性インピーダンスを確保しつつ、コア線の絶縁体の厚みを薄くできるので、ケーブルの細径化に有利であるといえる。【００４９】
次に、試料１〜試料８を比較すると、ツイストペア線の撚りピッチが４０ｍｍよりも大きくなると、第１シースの偏芯率が低下する傾向が見られた。これは、ツイストペア線の撚りピッチが大きくなることで、２本のコア線間に第１シースが入り込みやすくなったためである。そのため、ツイストペア線の撚りピッチは、４０ｍｍ以下とすることが好ましいことが確認された。また、第１シースの偏芯率が８０％未満になると、ケーブル加工性やケーブル特性への悪影響が懸念されるため、第１シースの偏芯率は、８０％以上とすることが好ましいことが確認された。
【００５０】
また、試料９〜１３を比較すると、シールド層として、アルミニウム箔層／ＰＥＴ層／接着層の積層構造を有する積層体を用いた場合には、アルミニウム箔層／ＰＥＴ層を有する積層体を用いた場合に比較して、皮剥ぎ性に優れることも確認された。【００５１】
以上、本発明の実施例、実験例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例、実験例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【図１】
0006760392.tif 000004
【図２】
0006760392.tif 000005
【図３】
0006760392.tif 000006