(57)【要約】【課題】ツイストペア電線の撚り解き部位における特性インピーダンスの不整合を解消する方法およびそのツイストペア電線ならびにワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】ツイストペア電線１０のツイストを撚り解いた部位に、誘電体１４を軸線方向に沿って添えることにより、ツイストペア電線１０の撚り解き部位Ａにおける特性インピーダンスの不整合を解消する。ツイストペア電線１０のツイストを撚り解いていない部位の外周には、シースとしての樹脂層を有していてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸線方向に沿って添えることを特徴とするツイストペア電線のインピーダンス調整方法。
【請求項２】
ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸線方向に沿って添えていることを特徴とするツイストペア電線。
【請求項３】
前記誘電体の比誘電率が、２．０〜９．０の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載のツイストペア電線。
【請求項４】
前記誘電体が、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレート、ゴム、およびフッ素樹脂から選択された１種または２種以上の樹脂からなることを特徴とする請求項２または３に記載のツイストペア電線。
【請求項５】
前記ツイストペア電線のツイストを撚り解いていない部位の外周に、樹脂層を有することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のツイストペア電線。
【請求項６】
前記誘電体は、ツイストペア電線の軸線方向に長い棒状であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のツイストペア電線。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項に記載のツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位がツイストペア電線の端末にあり、このツイストペア電線の端末がコネクタに接続されてい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、ＣＡＮ通信等のＬＡＮ通信線等に広く用いられるツイストペア電線に関し、さらに詳しくは、ツイストペア電線における特性インピーダンスの不整合を解消する方法およびそのツイストペア電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２本の電線を撚り合わせて構成されるツイストペア電線は、２本の電線に流れる電流で発生する磁束を打ち消し合う効果があり、単線よりもノイズの影響を受けにくく、ＣＡＮ通信等のＬＡＮ通信線等に広く用いられている。
【０００３】
一方で、高速伝送路では、電気信号のやり取りにおいて、信号の反射等を防ぐため、送信側回路および受信側回路と伝送用電線の特性インピーダンスを整合することが重要となる。ツイストペア電線の特性インピーダンスは、ツイストの撚りピッチや導体径、絶縁被覆などに依存するため、狙いの特性インピーダンスに設計するためには、それぞれの因子を狙いの特性インピーダンスに合わせて調整する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７１４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ツイストペア電線が撚られている状態では、電線端末に取り付けられた接続端子をコネクタハウジングに挿入することが困難である。このため、ツイストペア電線の端末において、撚り方向と逆向きに捩じってツイストを撚り解いてから、電線端末の接続端子をコネクタハウジングに挿入する。この撚り解き部位では、２本の電線が撚られていないため、撚られている部位（ツイスト部位）の特性インピーダンスと乖離して、インピーダンス整合が取れなくなることがある。また、要求特性によっては、ツイストペア電線の外周に樹脂からなるシースを被覆した、シース付きツイストペア電線が必要になる場合がある。シース付きツイストペア電線では、ツイストを撚り解く前に撚り解き部位のシースを剥がすため、撚り解き部位では、撚り解きに加えてシースを剥がすことによる誘電率の変化に起因する特性インピーダンスの上昇が起こり、撚り解き部位と撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離がさらに大きくなる。
【０００６】
特許文献１には、ツイストペア電線の撚り解き部位の電線間隔を近接保持させることで特性インピーダンスを調整することが開示されている。この方法では、撚り解きによって間隔が開いた２本の電線を近接させ、静電容量を大きくすることで特性インピーダンスを下げている。このため、撚り解きに伴う特性インピーダンスの上昇を抑えることはできても、シースを剥がすことによる誘電率の変化に起因する特性インピーダンスの上昇を抑えることは難しい。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、ツイストペア電線の撚り解き部位における特性インピーダンスの不整合を解消する方法およびそのツイストペア電線ならびに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】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るツイストペア電線のインピーダンス調整方法は、ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸線方向に沿って添えることを要旨とするものである。
【０００９】
そして、本発明に係るツイストペア電線は、ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸線方向に沿って添えていることを要旨とするものである。
【００１０】
本発明において、誘電体の比誘電率は２．０〜９．０の範囲内であることが好ましい。また、誘電体は、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレート、ゴム、およびフッ素樹脂から選択された１種または２種以上の樹脂からなることが好ましい。そして、ツイストペア電線のツイストを撚り解いていない部位の外周には樹脂層を有していてもよい。そして、誘電体はツイストペア電線の軸線方向に長い棒状であることが好ましい。
【００１１】
そして、本発明に係るワイヤーハーネスは、上記のツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位がツイストペア電線の端末にあり、このツイストペア電線の端末がコネクタに接続されていることを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るツイストペア電線のインピーダンス調整方法によれば、ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸線方向に沿って添えるので、撚り解き部位における実効誘電率が上昇し、特性インピーダンスを低下させることができる。これにより、撚り解き部位と撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明に係るツイストペア電線によれば、ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に、誘電体を軸線方向に沿って添えているので、撚り解き部位における実効誘電率が上昇し、特性インピーダンスが低下して、撚り解き部位と撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離が抑えられる。
【００１４】
この場合、誘電体の比誘電率が２．０〜９．０の範囲内であると、撚り解き部位と撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離が小さくなる。
【００１５】
また、誘電体が、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレート、ゴム、およびフッ素樹脂から選択された１種または２種以上の樹脂からなると、撚り解き部位と撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離が小さくなる。
【００１６】
そして、ツイストペア電線のツイストを撚り解いていない部位の外周に樹脂層を有していても、ツイストペア電線のツイストを撚り解いた部位に誘電体を軸線方向に沿って添えているので、撚り解きによって間隔が開いた２本の電線を近接させるだけでは補うことが難しい、シースを剥がすことによる誘電率の変化に起因する特性インピーダンスの上昇が抑えられ、撚り解き部位と撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離を小さくできる。
【００１７】
そして、誘電体がツイストペア電線の軸線方向に長い棒状であると、撚り解き部位に沿って誘電体を配置することができるため、撚り解き部位全域で特性インピーダンスの上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係るツイストペア電線の模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係るツイストペア電線の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１には、本発明の第一実施形態に係るツイストペア電線を示している。ツイストペア電線１０は、２本の電線１２ａ，１２ｂが撚り合わされた（ツイストされた）ものからなる。ツイストペア電線１０は、撚り合わされた（ツイストされた）２本の電線１２ａ，１２ｂの外周に樹脂層（いわゆるシース）を備えていないものである。２本の電線１２ａ，１２ｂのそれぞれは、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性に優れる金属からなる単線あるいは撚線で構成される導体の外周に絶縁被覆が形成されたものからなる。絶縁被覆の材料は、絶縁体であればよく、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。
【００２１】
図１に示すように、ツイストペア電線１０の端末には、撚りが解かれた撚り解き部位Ａがある。この電線端末に、図示しない接続端子が取り付けられ、接続端子はコネクタハウジング１８に挿入される。コネクタ２０は、樹脂製のコネクタハウジング１８とその内部に収容される図示されない接続端子とにより構成されている。ツイストペア電線１０の端末がコネクタ２０に接続されて、ワイヤーハーネス３０が構成される。
【００２２】
ツイストペア電線１０の撚り解き部位Ａでは、２本の電線１２ａ，１２ｂが撚られていないため、撚られている部位（ツイスト部位）の特性インピーダンスと乖離している（上昇している）。この撚り解き部位Ａには、特性インピーダンスの乖離を抑えるための誘電体１４が、ツイストペア電線１０の撚り解き部位Ａの軸線方向に沿って添えられている。誘電体１４は、２本の電線１２ａ，１２ｂの被覆材とは別体のもの（別に設けられたもの）である。誘電体１４は、軸線方向に長い棒状となっており、撚り解き部位Ａに沿って誘電体１４を配置することができるため、撚り解き部位Ａの広い範囲にわたって特性インピーダンスの上昇が抑えられる。この観点から、誘電体１４は、撚り解き部位Ａの少なくとも半分以上の長さにわたって添えられていることが好ましい。誘電体１４は、例えば、テープ、チューブ、留め具などの電線を束ねる部材によって２本の電線１２ａ，１２ｂとともに束ねることでツイストペア電線１０の撚り解き部位Ａに固定することができる。
【００２３】
誘電体１４は、撚り解き部位Ａにおける特性インピーダンスの上昇を抑える効果が大きく、撚られている部位（ツイスト部位）の特性インピーダンスとの乖離を小さくする観点から、比誘電率が２．０以上であることが好ましい。より好ましくは２．３以上である。また、撚り解き部位Ａにおける特性インピーダンスの低下が大きくなりすぎるのを抑えて、撚られている部位（ツイスト部位）の特性インピーダンスとの乖離を小さくする観点から、比誘電率が９．０以下であることが好ましい。より好ましくは８．４以下である。
【００２４】
このような誘電特性に優れる誘電体１４の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレート、ゴムなどが挙げられる。
【００２５】
図１に示す本発明の第一実施形態に係るツイストペア電線によれば、撚り解き部位Ａに誘電体１４を軸線方向に沿って添えているので、撚り解き部位Ａにおける実効誘電率が上昇し、特性インピーダンスが低下して、撚り解き部位Ａと撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離が抑えられる。
【００２６】
図２には、本発明の第二実施形態に係るツイストペア電線を示している。ツイストペア電線４０は、２本の電線１２ａ，１２ｂが撚り合わされた（ツイストされた）ものからなる。ツイストペア電線４０の端末には、撚りが解かれた撚り解き部位Ａがある。この電線端末に、図示しない接続端子が取り付けられ、接続端子はコネクタハウジング１８に挿入される。コネクタ２０は、樹脂製のコネクタハウジング１８とその内部に収容される図示されない接続端子とにより構成されている。ツイストペア電線１０の端末がコネクタ２０に接続されて、ワイヤーハーネス５０が構成される。
【００２７】
図２に示すツイストペア電線４０は、図１に示す、本発明の第一実施形態に係るツイストペア電線１０と比較して、撚り解き部位Ａ以外の、撚り合わされた（ツイストされた）２本の電線１２ａ，１２ｂの外周に樹脂層（いわゆるシース）１６を備えている点が異なっている。これ以外の構成は、図１に示す、本発明の第一実施形態に係るツイストペア電線１０と同様であるため、説明を省略する。
【００２８】
樹脂層１６は、ツイストペア電線４０の端末において撚りを解くため、撚り解き部位Ａを形成する範囲において、ツイストペア電線４０から剥がされている。つまり、撚り解き部位Ａの外周は、樹脂層１６により覆われていない部分となる。撚り解き部位Ａは、２本の電線１２ａ，１２ｂが撚られていないため、撚られている部位（ツイスト部位）よりも特性インピーダンスが上昇している。加えて、樹脂層１６を剥がすことにより誘電率が変化し、特性インピーダンスがさらに上昇している。これにより、撚り解き部位Ａと撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスにより大きな乖離が生じている。
【００２９】
図２に示す本発明の第二実施形態に係るツイストペア電線４０によれば、撚り解き部位Ａに誘電体１４を軸線方向に沿って添えているので、撚り解き部位Ａにおける実効誘電率が上昇し、特性インピーダンスが低下して、撚り解き部位Ａと撚られている部位（ツイスト部位）との間の特性インピーダンスの乖離が抑えられる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例によって説明する。
【００３１】
（実施例）
＜シースなしツイストペア電線の作製＞
表１に示す導体断面積を有する２本の絶縁被覆電線（絶縁被覆材料：ポリプロピレン）を表１に示すピッチで撚り合わせてツイストした後、端末において２０ｍｍの長さにツイストを撚り解いた。次いで、表１に示す樹脂材料からなる棒状の誘電体（長さ１５ｍｍ、断面積４ｍｍ２）をツイストの撚り解き部位に軸線方向に沿って添え、絶縁テープ（ＰＶＣテープ、厚み０．２ｍｍ）をハーフラップ巻きにして２本の電線と誘電体を一括して束ねる形で取り付けた。これにより、シースなしツイストペア電線を作製した。
【００３２】
＜シースありツイストペア電線の作製＞
表１に示す導体断面積を有する２本の絶縁被覆電線（絶縁被覆材料：ポリプロピレン）を表１に示すピッチで撚り合わせてツイストした後、その外周に樹脂材料（ポリプロピレン）を押出被覆してシースを形成した（厚み５００μｍ）。次いで、端末において２０ｍｍの長さでシースを剥ぎ取り、シースを剥ぎ取った部分のツイストを撚り解いた。次いで、表１に示す樹脂材料からなる棒状の誘電体（長さ１５ｍｍ、断面積４ｍｍ２）をツイストの撚り解き部位に軸線方向に沿って添え、絶縁テープ（ＰＶＣテープ、厚み０．２ｍｍ）をハーフラップ巻きにして２本の電線と誘電体を一括して束ねる形で取り付けた。これにより、シースありツイストペア電線を作製した。
【００３３】
（特性インピーダンスの測定）
ＴＤＲ法により特性インピーダンスの測定を行った。特性インピーダンスの測定は、ツイストペア電線のツイスト部位および撚り解き部位について行い、この間における乖離値を求めた。撚り解き部位については、誘電体を添える前と添えた後の両方について測定した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１から、シースなしツイストペア電線およびシースありツイストペア電線のいずれについても、撚り解き部位に誘電体を付与することで、ツイスト部位（撚り部位）と撚り解き部位の特性インピーダンスの乖離を抑えることができた。シースありツイストペア電線では、撚り解き部位でシースを剥がしているため、誘電体を付与する前の撚り解き部位の特性インピーダンスは、シースなしツイストペア電線よりも大きく上昇しているが、撚り解き部位に誘電体を付与することで、ツイスト部位と撚り解き部位の特性インピーダンスの乖離を抑えることができた。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１０、４０  ツイストペア電線
１２ａ，１２ｂ  ２本の電線
１４  誘電体
１６  樹脂層（シース）
１８  コネクタハウジング
２０  コネクタ
３０、５０  ワイヤーハーネス
Ａ  撚り解き部位
【図１】
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【図２】
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