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公開番号2021141022
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210916
出願番号2020039929
出願日20200309
発明の名称通信用電線
出願人株式会社オートネットワーク技術研究所,住友電装株式会社,住友電気工業株式会社
代理人特許業務法人上野特許事務所
主分類H01B 11/10 20060101AFI20210820BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シールドテープを信号線の外周に設けた構造の安定性と、シールドテープと編組シールドの間の導通形成における簡便性とを両立できる通信用電線を提供する。
【解決手段】絶縁電線11を複数本含む信号線10と、絶縁性の基材の一方の面に金属層21を有するテープ体として構成され、前記金属層を外側に向けて、前記信号線10の外周を被覆するシールドテープ20と、絶縁性のテープ体として構成され、前記シールドテープ20の外側に巻き付けられた押さえ巻きテープ30と、前記押さえ巻きテープ30の外側に配置された編組シールド40と、を有し、前記押さえ巻きテープ30は、前記信号線10を前記シールドテープ20で被覆した集合体の外周に、隣接するターン間に間隙Gを設けて、螺旋状に巻き付けられており、隣接するターン間に、前記シールドテープ20の前記金属層を露出させている、通信用電線1とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆と、を有する絶縁電線を複数本含む信号線と、
絶縁性の基材の一方の面に金属層を有するテープ体として構成され、前記金属層を外側に向けて、前記信号線の外周を被覆するシールドテープと、
絶縁性のテープ体として構成され、前記シールドテープの外側に巻き付けられた押さえ巻きテープと、
金属素線の編組体として構成され、前記押さえ巻きテープの外側に配置された編組シールドと、を有し、
前記押さえ巻きテープは、前記信号線を前記シールドテープで被覆した集合体の外周に、隣接するターン間に間隙を設けて、螺旋状に巻き付けられており、隣接するターン間に、前記シールドテープの前記金属層を露出させている、通信用電線。
続きを表示(約 540 文字)【請求項2】
前記シールドテープは、前記信号線に対して、縦添え状に配置されている、請求項1に記載の通信用電線。
【請求項3】
前記信号線は、1対の前記絶縁電線が、並列に配置されてなる、請求項1または請求項2に記載の通信用電線。
【請求項4】
前記押さえ巻きテープのターン間に設けられた前記間隙の幅は、前記押さえ巻きテープの幅の1/3以上である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の通信用電線。
【請求項5】
前記押さえ巻きテープは、ピッチ12mm以下の螺旋状に巻き付けられている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の通信用電線。
【請求項6】
前記押さえ巻きテープの巻き付け方向と、前記編組シールドを構成する前記金属素線の方向がなす角度が、30°以下である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の通信用電線。
【請求項7】
前記押さえ巻きテープの厚さは、50μm以下である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の通信用電線。
【請求項8】
前記押さえ巻きテープは、前記シールドテープに対して固着されている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の通信用電線。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、通信用電線に関する。
続きを表示(約 7,500 文字)【背景技術】
【0002】
自動車内の高速通信において、複数の絶縁電線を含む通信用電線を用いた差動伝送方式での信号伝送が、利用されている。この種の通信用電線においては、ノイズを低減するために、信号線の外周に、金属材料を含んだシールド体が配置される。シールド体としては、樹脂製の基材の表面に金属層を設けたシールドテープと、金属素線の編組体よりなる編組シールドとを重ねて配置する形態が、多用されている。この場合に、例えば特許文献1に開示されるように、内側にシールドテープを、外側に編組シールドを配置するのが一般的である。
【0003】
そのように、2重のシールド体を有する通信用電線の例を、図3A,3Bに断面図にて示す。図3Aの通信用電線100においては、1対の絶縁電線11,11を含む信号線10の外周に、シールドテープ20が配置され、さらにその外周に、編組シールド40が配置されている。通信用電線100の強度や構造の安定性をさらに向上させたい場合には、シールドテープ20の内側または外側に、融着層付きの樹脂テープ30(PETテープ等)が巻きつけられる。
【0004】
図3Aに示した形態では、シールドテープ20の内側に樹脂テープ30が配置されている。シールドテープ20は、図中に太線で示す金属層21を外側に向けた状態で配置されており、樹脂テープ30とシールドテープ20の基材面(金属層21と反対側の面)との間に、融着が施される。この構造においては、シールドテープ20の金属層21と外側の編組シールド40が直接接触し、両者の間が導通される。
【0005】
一方、図3Bに示した通信用電線200では、図3Aの形態とは逆に、樹脂テープ30がシールドテープ20の外側に配置されている。この場合には、シールドテープ20は、金属層21を内側に向けた状態で配置される。そして、シールドテープ20の外側に、樹脂テープ30が巻き付けられ、シールドテープ20の基材面に融着される。このように、樹脂テープ30をシールドテープ20の外側に設ける形態は、シールドテープ20を信号線10に対して縦添え状に配置する場合に特に有利である。縦添え状のシールドテープ20が信号線10に対して浮き上がるのを、樹脂テープ30で押さえつけ、通信用電線200全体としての強度を確保することができるからである。この構造においては、シールドテープ20の金属層21が内側に向けられるため、シールドテープ20の金属層21と編組シールド40との間に、直接の接触による導通を形成することができない。そこで、信号線10とともにドレイン線60が設けられ、ドレイン線60を金属層21に接触させて、シールドテープ20が配置される。そして、通信用電線200の端末部において、ドレイン線60と編組シールド40との間を導通させることで、シールドテープ20と編組シールド40との間の導通を確保する。図示した形態では、構造を簡素に表示するために、信号線10を1本しか配置していないが、このようにシールドテープ20の外側に樹脂テープ30を設ける形態は、複数の信号線10を含む多心構造において採用される場合が多い。つまり、1本の信号線10とドレイン線60の集合体の外周にシールドテープ20を配置し、そのシールドテープ20の外周に樹脂テープ30を配置した線心を、多数集合させ、その集合体の外周を共通の編組シールド40で被覆する形態がとられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2019−061766公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図3Bに示した通信用電線200のように、信号線10の外周にシールドテープ20を配置し、さらにその外周に樹脂テープ30を巻き付けてシールドテープ20を押さえつける形態は、シールドテープ20を信号線10の外周に配置した構造を安定化させるのに、高い効果を発揮する。しかし、シールドテープ20の金属層21と編組シールド40を直接接触させることができず、両者の間の導通を確保するためには、ドレイン線60を配置しておき、通信用電線200の端末部にてドレイン線60と編組シールド40の間に導通を形成する必要がある。そのように、端末部で導通を確保する形態は、多心構造において、各線心を構成するシールドテープ20の金属層21を、共通の編組シールド40と導通させる場合や、シグナルグラウンドとフレームグラウンドが分離されており、シグナルグラウンドとなる編組シールド40およびシールドテープ20の金属層21を、フレームグラウンドに接続しない場合には、好適である。
【0008】
しかし、通信用電線を自動車内に配置する場合等、シグナルグラウンドとフレームグラウンドが分離されていない場合には、図3Bの通信用電線200のように、ドレイン線60を備えた構造は、実用性が低くなってしまう。シールドテープ20の金属層21と編組シールド40の間の導通、また、コネクタ等、グラウンド電位を構成する部材への通信用電線200の接続を、通信用電線200の端末部において、ドレイン線60を介して行うとすれば、端末部の構造が複雑になり、また、接続作業が煩雑になるからである。シールドテープ20の外側に樹脂テープ30を巻き付けた構造を採用しながら、ドレイン線60を用いなくても、シールドテープ20の金属層21と編組シールド40の間の導通を確保することができる通信用電線があれば、樹脂テープ30の巻き付けによる構造安定化の効果を享受しながら、シールドテープ20と編組シールド40の間の導通の確保およびグラウンド電位への接続を、簡便に行うことができると期待される。
【0009】
そこで、信号線の外周に、シールドテープと編組シールドをこの順に配置した通信用電線において、シールドテープを信号線の外周に設けた構造の安定性と、シールドテープと編組シールドの間の導通形成における簡便性とを両立できる通信用電線を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の通信用電線は、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆と、を有する絶縁電線を複数本含む信号線と、絶縁性の基材の一方の面に金属層を有するテープ体として構成され、前記金属層を外側に向けて、前記信号線の外周を被覆するシールドテープと、絶縁性のテープ体として構成され、前記シールドテープの外側に巻き付けられた押さえ巻きテープと、金属素線の編組体として構成され、前記押さえ巻きテープの外側に配置された編組シールドと、を有し、前記押さえ巻きテープは、前記信号線を前記シールドテープで被覆した集合体の外周に、隣接するターン間に間隙を設けて、螺旋状に巻き付けられており、隣接するターン間に、前記シールドテープの前記金属層を露出させている。
【発明の効果】
【0011】
本開示にかかる通信用電線は、信号線の外周に、シールドテープと編組シールドをこの順に配置した通信用電線において、シールドテープを信号線の外周に設けた構造の安定性と、シールドテープと編組シールドの間の導通形成における簡便性とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1は、本開示の一実施形態にかかる通信用電線を示す平面図である。図では、端末部において、構成部材を段階的に除去した状態を示している。
図2A,2Bは、上記通信用電線の断面図である。図2Aは図1中のA−A断面、図2BはB−B断面を示している。
図3A,3Bは、従来の通信用電線の一例、および別の例をそれぞれ示す断面図である。
図4は、試料#1〜#4にかかる通信用電線について、挿入損失の周波数特性を評価した結果を示している。
【発明を実施するための形態】
【0013】
[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。
【0014】
本開示にかかる通信用電線は、導体と、前記導体の外周を被覆する絶縁被覆と、を有する絶縁電線を複数本含む信号線と、絶縁性の基材の一方の面に金属層を有するテープ体として構成され、前記金属層を外側に向けて、前記信号線の外周を被覆するシールドテープと、絶縁性のテープ体として構成され、前記シールドテープの外側に巻き付けられた押さえ巻きテープと、金属素線の編組体として構成され、前記押さえ巻きテープの外側に配置された編組シールドと、を有し、前記押さえ巻きテープは、前記信号線を前記シールドテープで被覆した集合体の外周に、隣接するターン間に間隙を設けて、螺旋状に巻き付けられており、隣接するターン間に、前記シールドテープの前記金属層を露出させている。
【0015】
上記通信用電線においては、信号線の外周にシールドテープが配置され、さらにそのシールドテープの外側に、押さえ巻きテープが巻き付けられている。押さえ巻きテープによって、シールドテープを外側から押さえつけることで、シールドテープの緩みを抑制し、信号線の外周にシールドテープを配置した構造を、安定に保持することができる。
【0016】
シールドテープは、金属層を外側に向けているが、押さえ巻きテープが絶縁性の部材であるため、押さえ巻きテープに被覆された箇所においては、シールドテープの金属層が、押さえ巻きテープの外側に設けられた編組シールドと接触し、導通を形成することができない。一方で、押さえ巻きテープは、シールドテープの外周に密に巻き付けられるのではなく、隣接するターン間に間隙を設けた状態で、粗く巻き付けられており、ターン間にシールドテープの金属層を露出させている。ターン間でシールドテープの金属層が露出した箇所においては、その金属層が編組シールドに直接接触することができ、両者の間に導通が確保される。シールドテープの金属層と編組シールドの間の導通のために、ドレイン線を設ける必要や、端末部において、導通のための操作を行う必要はない。このように、押さえ巻きテープを粗く巻き付けた構造を採用することで、シールドテープを信号線の外周に設けた構造の安定性と、シールドテープと編組シールドの間の導通形成における簡便性とが、両立される。
【0017】
ここで、前記シールドテープは、前記信号線に対して、縦添え状に配置されているとよい。シールドテープを縦添え状に配置する際には、シールドテープに大きな張力を印加することができず、横巻き状に配置する場合と比較して、シールドテープに緩みが生じやすい。しかし、その縦添え状のシールドテープの外側に、押さえ巻きテープを巻き付けることで、シールドテープの緩みを効果的に抑制することができる。
【0018】
前記信号線は、1対の前記絶縁電線が、並列に配置されてなるとよい。この場合には、1対の絶縁電線が相互に撚り合わせられる場合と比較して、信号線の構造の安定性が低くなりやすいが、信号線を被覆するシールドテープの外周に押さえ巻きテープを巻き付けることで、1対の絶縁電線が並列に並んだ構造を、安定に保持することができる。
【0019】
前記押さえ巻きテープのターン間に設けられた前記間隙の幅は、前記押さえ巻きテープの幅の1/3以上であるとよい。すると、押さえ巻きテープのターン間に十分な幅でシールドテープの金属層が露出されることになり、編組シールドとの間の導通面積を確保しやすくなる。
【0020】
前記押さえ巻きテープは、ピッチ12mm以下の螺旋状に巻き付けられているとよい。すると、シールドテープを信号線の外周に配置した構造を、押さえ巻きテープによって安定に保持する効果が、高くなる。また、特に、1対の絶縁電線が並列に配置され、その外周にシールドテープが縦添え状に配置されている場合には、シールドテープの外側に巻き付けられる押さえ巻きテープの螺旋構造の周期性によって、共振が発生し、螺旋のピッチに対応する周波数において、挿入損失が急激に大きくなる。しかし、押さえ巻きテープの螺旋ピッチを12mm以下としておけば、そのような落ち込みが、10GHz以下の周波数域には発生しにくくなる。その結果、通信用電線を、10GHzまでの周波数域の通信に、好適に用いることができる。
【0021】
前記押さえ巻きテープの巻き付け方向と、前記編組シールドを構成する前記金属素線の方向がなす角度が、30°以下であるとよい。すると、押さえ巻きテープのターン間にシールドテープの金属層が露出した領域が延びる方向と、編組シールドを構成する金属素線が延びる方向が、近くなることにより、編組シールドを構成する金属素線と金属層との間の接触面積が、大きくなる。その結果、シールドテープと編組シールドの間の導通が、効果的に確保されるようになる。
【0022】
前記押さえ巻きテープの厚さは、50μm以下であるとよい。すると、押さえ巻きテープの螺旋のターン間の領域において、シールドテープの金属層と編組シールドとの接触が、押さえ巻きテープの厚みによって妨げられにくくなり、広い面積で導通を確保しやすくなる。
【0023】
前記押さえ巻きテープは、前記シールドテープに対して固着されているとよい。すると、信号線の外周にシールドテープを配置した構造を、押さえ巻きテープによって安定に保持する効果が、特に高くなる。また、螺旋のターン間に間隙を設けた押さえ巻きテープの巻き付け構造を、強固に維持しやすくなる。
【0024】
[本開示の実施形態の詳細]
以下に、本開示の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。本明細書において、並列、垂直等、部材の形状や配置を示す語には、幾何的に厳密な概念のみならず、通信用電線として一般に許容される範囲の誤差も含むものとする。
【0025】
<通信用電線の構成>
図1に、本開示の一実施形態にかかる通信用電線1を、平面図にて表示する。図1では、構成部材の積層構造を説明するために、通信用電線1の端末部において、各構成部材を段階的に除去した状態を表示している。また、図2A,2Bに、それぞれ図1のA−A位置およびB−B位置において、通信用電線1を軸線方向に垂直に切断した断面の状態を示す。
【0026】
通信用電線1は、複数の絶縁電線11を含む信号線10を有している。信号線10の外周は、シールドテープ20に被覆されており、さらにシールドテープ20の外側に押さえ巻きテープ30が巻き付けられている。押さえ巻きテープ30の外側には、編組シールド40が配置されている。さらに編組シールド40の外周が、シース50によって被覆されている。本通信用電線1は、シールドテープ20と編組シールド40を導通させるためのドレイン線は有していない。
【0027】
信号線10を構成する各絶縁電線11は、導体12と、導体12の外周を被覆する絶縁被覆13を有している。導体12は、柔軟性の観点から、撚線よりなることが好ましい。信号線10を構成する絶縁電線11の本数は特に限定されず、2本、4本等とすることができるが、ここでは、2本(1対)の絶縁電線11,11を用いる形態を扱う。また、信号線10において、1対の絶縁電線11,11は、相互に撚り合わせられていてもよいが、より高い周波数領域での通信が可能になる点で、1対の絶縁電線11,11が、並列に配置され、軸線方向を略平行に揃えて相互に接触したパラレルペア線として、信号線10が構成されることが好ましい。信号線10は、差動モード信号を伝達することができる。
【0028】
本実施形態にかかる通信用電線1においては、シールドテープ20と編組シールド40が、2重のシールド体として機能し、外部から信号線10に侵入するノイズ、および信号線10から外部に放出されるノイズを遮蔽する。特に、信号線10が、撚り合わせ構造を有さないパラレルペア線として形成されている場合には、外部からの同相モードのノイズの影響を受けやすいが、シールドテープ20と編組シールド40の2重のシールド構造を用いることで、外部からのノイズの影響を効果的に低減することができる。
【0029】
シールドテープ20は、テープ状の基材の一方の面に、金属層21を有している。断面図では、金属層21を太線で表示している。基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)に代表される樹脂材料等、絶縁性の材料より構成されている。金属層21を構成する金属種は特に限定されるものではないが、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅合金を好適に例示することができる。
【0030】
シールドテープ20は、1本の信号線10の外周を、全周にわたって被覆している。シールドテープ20は、金属層21を外側(信号線10と反対側)に向けて、配置されている。シールドテープ20は、信号線10に対して、横巻き状、つまり螺旋状に巻き付けられていてもよいが、信号線10に対して、縦添え状に配置されていることが好ましい。つまり、信号線10の周方向に沿って、シールドテープ20の面で1本の信号線10を包み込むように、シールドテープ20が配置されていることが好ましい。特に、信号線10がパラレルペア線として構成されている場合に、シールドテープ20を横巻き状に配置すると、巻き付けの周期性によって、特定の周波数およびその近傍において挿入損失が大きくなるのに対し、シールドテープ20を縦添え状に配置すると、そのような周期性に起因する損失は発生せず、高周波域まで高い伝送特性を確保することができる。シールドテープ20は、信号線10に対して固着されていないことが好ましい。
(【0031】以降は省略されています)

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