CN117954162A - 电缆 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种能抑制从共模向差模的转换的电缆。该电缆具有：双绞电线，该双绞电线是将一对电线绞合而成的；以及电介质，被覆所述双绞电线，所述电介质的介电损耗角正切大于2.5×10^－4。

Description

电缆

技术领域

本公开涉及一种电缆。

背景技术

在专利文献1中公开了一种双绞线电缆，该双绞线电缆具备相互绞在一起的一对电线，所述电线具有多种绞距。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020－17436号公报

再者，近年来，在用于通信的电缆中，从抑制通信错误的产生、使通信稳定化的观点出发，要求抑制由传输引起的从共模向差模的转换。

发明内容

因此，本公开的目的在于提供一种能抑制从共模向差模的转换的电缆。

本公开的电缆具有：双绞电线，该双绞电线是将一对电线绞合而成的；以及电介质，被覆所述双绞电线，所述电介质的介电损耗角正切大于2.5×10^－4。

发明效果

根据本公开，能提供一种能抑制从共模向差模的转换的电缆。

附图说明

图1是本公开的一个方案的电缆的与长尺寸方向垂直的面处的剖视图。

图2是表示使电介质的介电损耗角正切变化时的差模的信号、共模的信号的衰减的变化的图。

附图标记说明

10：电缆

11：电线

111：导体

1111：导体线材

112：绝缘体

D112：绝缘体的外径

110：双绞电线

12：电介质

D12：电介质的外径

13：屏蔽层

14：外皮。

具体实施方式

以下，对用于实施的方式进行说明。

[本公开的实施方式的说明]

首先，列举本公开的实施方案来进行说明。在以下的说明中，对相同或对应的要素标注相同的附图标记，对它们不反复进行相同的说明。

(1)本公开的一个方案的电缆具有：双绞电线，该双绞电线是将一对电线绞合而成的；以及电介质，被覆所述双绞电线，所述电介质的介电损耗角正切大于2.5×10^－4。

本发明的发明人针对在具有双绞电线和被覆双绞电线的电介质的电缆中使电介质的介电损耗角正切变化的情况下的共模、差模的信号的衰减的程度进行了研究。其结果是，随着电介质的介电损耗角正切变大，对于共模、差模中任一个的信号而言，衰减都变大。但是，就与介电损耗角正切的变化相伴的、衰减的变化率而言，共模的信号的衰减的变化率大于差模的信号的衰减的变化率。

并且，根据本发明的发明人的研究，通过使电介质的介电损耗角正切大于2.5×10^－4，能特别提高上述共模的信号的衰减的程度，能选择性地使其衰减。

因此，通过使电介质的介电损耗角正切大于2.5×10^－4，能抑制进行模式转换而产生的信号，特别是共模的信号，能充分地抑制从共模向差模的转换。

(2)在上述(1)中，也可以是，具有配置于所述电介质之外的外皮。

通过本公开的电缆具有外皮，能保护配置于内部的双绞电线等，能提高电缆的耐久性。

(3)在上述(2)中，也可以是，在所述电介质与所述外皮之间具有金属制的屏蔽层。

通过本公开的电缆具有屏蔽层，能屏蔽来自外部的噪声向电线侵入和从电线向外部释放噪声。

(4)在上述(1)至(3)中的任一个中，也可以是，所述电线具有导体和被覆所述导体的绝缘体，所述电介质的介电损耗角正切大于所述绝缘体的介电损耗角正切。

通过使电介质的介电损耗角正切大于绝缘体的介电损耗角正切，能抑制双绞电线所具有的电线中的传输损耗，并且能抑制从共模向差模的转换。

[本公开的实施方式的详情]

以下，参照附图对本公开的一个实施方式(以下记为“本实施方式”)的电缆的具体例进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于这些示例，而是由权利要求书示出，意图在于包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。

[电缆]

在图1中示出本实施方式的电缆的与长尺寸方向垂直的截面的构成例。图1中的与纸面垂直的方向为电缆的长尺寸方向。

如图1所示，本实施方式的电缆10可以具有：双绞电线110，该双绞电线110是将一对电线11绞合而成的；以及电介质12，被覆双绞电线110。

(1)关于电缆所含有的各构件

对本实施方式的电缆所含有的各构件进行说明。

(1－1)电线

电线11具有导体111和被覆导体111的绝缘体112。

(导体)

导体111的材料不被特别限定，例如可以使用选自铜合金、铜、镀银软铜、镀锡软铜中的一种以上导体材料。作为铜，可以优选使用软铜。

导体111可以是单线，也可以是绞线。从提高电线11、包括电线11的电缆10的屈挠性等观点出发，导体111优选设为将多根导体线材1111绞合而成的绞线。

(绝缘体)

绝缘体112可以如图1所示被覆导体111的外表面，具体而言为导体111的沿着长尺寸方向的外表面。

绝缘体112的材料不被特别限定。绝缘体112可以含有树脂材料。作为树脂材料，不被特别限定，可以优选使用选自聚烯烃系树脂、聚氯乙烯树脂(PVC)、热塑性弹性体(TPE)等中的一种以上。

作为聚烯烃系树脂，不被特别限定。作为聚烯烃系树脂，可以举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯－丙烯酸乙酯共聚物(EEA)等乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯α烯烃共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物、乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、部分皂化EVA、马来酸酐改性聚烯烃、乙烯丙烯酸酯马来酸酐共聚物等。这些树脂可以单独使用选择出的一种，也可以混合使用两种以上。

绝缘体112的树脂材料可以交联，也可以不交联。

绝缘体112也可以除了上述树脂材料以外还含有阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂、增塑剂等添加剂。

绝缘体112的形状、尺寸不被特别限定。绝缘体112的与长尺寸方向垂直的截面可以如图1所示具有圆形。此处所说的圆形并不是几何学上严格的含义，例如也包括椭圆等不是正圆的圆。

(1－2)双绞电线

如上所述，本实施方式的电缆10可以具有两根即一对上述电线11。

上述一对电线11可以绞合而制成双绞电线110。构成双绞电线110的一对电线11可以具有相同的构成。

如此，通过将相同构成的两根电线11绞合而制成双绞电线110，能使该电线11所传输的信号不易受到噪声的影响。

(1－3)电介质

(介电损耗角正切)

如上所述，电介质12可以以被覆双绞电线110的方式配置。

并且，电介质12的介电损耗角正切(tanδ)优选大于2.5×10^－4，更优选为7.0×10^－4以上，进一步优选为2.5×10^－3以上。

需要说明的是，电介质12的介电损耗角正切的上限不被特别限定，优选为6.0×10^－2以下，更优选为2.0×10^－2以下。

本发明的发明人针对在具有双绞电线和被覆双绞电线的电介质的电缆中使电介质的介电损耗角正切变化的情况下的共模、差模的信号的衰减的程度进行了研究。将其结果示于图2。图2是示出以电介质的介电损耗角正切为2.5×10^－4的情况为基准使电介质的介电损耗角正切变化的情况下的各模式的信号的衰减比例的图。

如图2所示，随着电介质12的介电损耗角正切变大，对于共模、差模中任一个的信号而言，衰减都变大。但是，就与介电损耗角正切的变化相伴的、衰减的变化率而言，共模的信号的衰减的变化率大于差模的信号的衰减的变化率。

可以认为由上述电介质12的介电损耗角正切的变化引起的衰减的程度的差异是因为：在差模的信号和共模的信号中，电缆10内的电磁场的分布不同。具体而言，在差模的信号的情况下，电磁场主要分布在电线11之间。与之相对，在共模的信号的情况下，电磁场还广泛地分布在电介质12的区域。因此，可以认为共模的信号与差模的信号相比较更强烈地受到电介质12的环境的影响，通过提高电介质12的介电损耗角正切，共模的信号与差模的信号相比更容易衰减。

并且，根据本发明的发明人的研究，通过使电介质12的介电损耗角正切大于2.5×10^－4，能特别提高上述共模的信号的衰减的程度，能选择性地使其衰减。

因此，通过使电介质12的介电损耗角正切大于2.5×10^－4，能抑制进行模式转换而产生的信号，特别是共模的信号，能充分地抑制从共模向差模的转换。

此外，优选的是，电介质12的介电损耗角正切大于电线11所具有的绝缘体112的介电损耗角正切。

如上所述，通过增大电介质12的介电损耗角正切，能抑制从共模向差模的转换。

另一方面，电线11中的传输损耗与信号的频率和电线11的绝缘体112的介电损耗角正切具有正相关。因此，为了信号传输的高速化，优选抑制绝缘体112的介电损耗角正切。

因此，通过如上所述使电介质12的介电损耗角正切大于绝缘体112的介电损耗角正切，能抑制双绞电线110所具有的电线11中的传输损耗，并且能抑制从共模向差模的转换。

(材料)

电介质12的材料不被特别限定。关于电介质12，可以以介电损耗角正切成为上述介电损耗角正切的方式选择材料。

电介质12可以含有树脂材料。作为树脂材料，不被特别限定，可以优选使用聚烯烃系树脂。聚烯烃系树脂可以使用与在绝缘体112中说明过的树脂相同的树脂，因此在此省略说明。

电介质12所具有的树脂材料可以交联，也可以不交联。

电介质12也可以除了上述树脂材料以外还含有阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂、增塑剂等添加剂。

电介质12例如含有树脂材料和添加剂，也可以通过选择添加剂的含量来使其介电损耗角正切成为所希望的值。

(尺寸)

电介质12的形状、尺寸不被特别限定。电介质12的与长尺寸方向垂直的截面可以如图1所示具有圆形。此处所说的圆形并不是几何学上严格的含义，例如也包括椭圆等不是正圆的圆。

(1－4)关于本实施方式的电缆可以具有的任意的构件

(外皮)

本实施方式的电缆10也可以具有配置于电介质12之外的外皮14。外皮14可以以与电介质12直接相接的方式配置，也可以在与电介质12之间具有后述的屏蔽层13。

通过本实施方式的电缆10具有外皮14，能保护配置于内部的双绞电线110等，能提高电缆10的耐久性。

外皮14的材料不被特别限定。外皮14可以含有树脂材料。作为树脂材料，不被特别限定，例如可以优选使用选自聚烯烃系树脂、聚氨酯树脂(PU)、聚氯乙烯树脂(PVC)中的一种以上。聚烯烃系树脂可以使用与在绝缘体112中说明过的树脂相同的树脂，因此在此省略说明。

树脂材料可以交联，也可以不交联。

外皮14也可以除了上述树脂材料以外还含有阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、反射赋予剂、掩蔽剂、加工稳定剂、增塑剂等添加剂。

(1－5)屏蔽层

本实施方式的电缆10也可以在电介质12与外皮14之间具有金属制的屏蔽层13。

通过电缆10具有屏蔽层13，能屏蔽来自外部的噪声向电线11侵入和从电线11向外部释放噪声。

屏蔽层13也可以由一层屏蔽层构成，但也可以由两层以上屏蔽层构成。

屏蔽层13例如可以采用包括金属线材的构成。此外，屏蔽层13例如也可以采用包括金属膜的构成。在如上所述屏蔽层13由两层以上构成的情况下，也可以采用每层不同的构成。

以下，对屏蔽层13包括金属线材的情况和屏蔽层13包括金属膜的情况各自的构成进行说明。

(屏蔽层包括金属线材的情况)

屏蔽层13可以包括由铜、铜合金、铝、铝合金等金属材料或者在这些金属材料的表面实施了镀覆的材料构成的金属线材。作为金属线材，也可以使用软铜线、硬铜线等。金属线材可以如上所述在表面实施镀覆，作为该镀覆，可列举出镀银、镀锡。因此，作为金属线材，也可以使用镀银软铜线、镀锡软铜线等。

在如上所述屏蔽层13包括金属线材的情况下，屏蔽层13可以横卷或编织上述金属线材来构成。

(屏蔽层包括金属膜的情况)

屏蔽层13例如可以具有金属膜。

在屏蔽层13具有金属膜的情况下，屏蔽层13可以具有金属膜单体，也可以具有在基体材料层叠金属膜而成的复合材料。

在屏蔽层13具有基体材料与金属膜的复合材料的情况下，屏蔽层13可以具有作为基体材料的高分子膜和配置于基体材料表面的金属膜。

在基体材料表面配置金属膜的方法不被特别限定，可以通过蒸镀、镀覆、粘接等形成、固定于基体材料。通过屏蔽层13具有基体材料与金属膜的复合材料，与屏蔽层仅由金属膜单体构成的情况相比较，能提高机械强度，还能提高操作性。通过提高屏蔽层13的机械强度，在使电缆10屈挠时屏蔽层13不易破损，因此还能发挥提高电缆10的耐屈挠性的效果。

在屏蔽层13如上所述具有金属膜的情况下，该金属膜的材料不被特别限定，可以举出铜、铜合金、铝、铝合金等金属材料。金属膜可以由单一金属种类的膜构成，也可以层叠两种以上金属种类的膜。此外，也可以在金属膜的表面根据需要配置由有机材料构成的保护膜等金属以外的材料。

屏蔽层13也可以如上所述具有金属膜和基体材料。该基体材料的材料不被特别限定。作为基体材料的材料，例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂、聚丙烯等聚烯烃系树脂、聚氯乙烯等乙烯基树脂等。基体材料也可以除了各种高分子材料之外还含有各种添加剂。作为高分子材料，从机械强度和柔性优异等观点出发，可以优选使用聚酯树脂。

屏蔽层13可以包括选自上述横卷或编织金属线材而成的材料和金属膜中的一种以上。

(2)关于电缆的用途

本实施方式的电缆10的用途不被特别限定，可以用于各种用途。

近年来，在汽车中电子化不断发展，使用了许多通信电缆，结果汽车的车辆内处于噪声非常大的环境。因此，从抑制通信错误的产生、使通信稳定化的观点出发，对于汽车用的电缆特别要求抑制从共模向差模的转换。并且，根据本实施方式的电缆10，能如已经叙述的那样抑制从共模向差模的转换。因此，本实施方式的电缆10能特别适合用作汽车用的电缆。

[实施例]

以下列举具体的实施例来进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。

(评价方法)

首先，对在以下的实验例中制作出的电缆的评价方法进行说明。

(1)绝缘体112、电介质12的外径

绝缘体112的外径D112和电介质12的外径D12通过以下的过程来测定、计算出。

具体而言，在绝缘体112的外径D112的情况下，在电缆10的与长尺寸方向垂直的任意一个截面内，沿着电线11的正交的两条直径，通过千分尺测定出绝缘体112的外径。然后，将其平均值作为电线11所具有的绝缘体112的外径D112。

除了将测定对象设为电介质12这一点以外，电介质12的外径D12也通过相同的过程来测定、计算出。

(2)介电损耗角正切

对在以下的各实验例中用于电介质12的原料进行压力成型而制作出片状的试样。压力成型在如下条件下实施：在180℃下预热5分钟之后，进一步在该温度下加压，保持5分钟。对于所得到的片状的试样，按照依据JIS R 1641(2007)的方法，测定出施加了频率为10GHz的高频电场的情况下的介电损耗角正切(tanδ)。测定进行三次，将平均值作为电介质12的介电损耗角正切。

(3)LCTL(Sdc21)

按以下的过程对表示透射模式转换(LCTL)的Sdc21进行了评价。

需要说明的是，LCTL是纵向转换传输损耗(Longitudinal Conversion TransferLoss)的缩写。

Sdc21表示在传输时共模的信号被转换为差模的信号的量。

首先，对在以下的各实验例中制作出的电缆(长度10m)连接网络分析仪(networkanalyzer)，根据传输共模的信号时的600MHz下的共模的信号与差模的信号之比来计算出Sdc21。测定按照由OPEN ALLIANCE发行的“Channel and Component Requirements for1000BASE－T1 Link Segment Type A(STP)”来实施。

(试样的制作条件、评价结果)

制作实验例1～实验例3的电缆，进行了上述评价。实验例1为比较例，实验例2、实验例3为实施例。

[实验例1]

在实验例1中，制作出除了未设置屏蔽层13和外皮14这一点以外，在与长尺寸方向垂直的截面中具有与图1所示的电缆10相同的截面构造的电缆。

将具备表1所示的构成的导体、绝缘体的两根电线11绞合，由此制成双绞电线110。作为导体，使用了将表1所示的根数的线材绞合而成的绞线。表1中，PP是指聚丙烯。

将作为表1所示的材料的聚丙烯供给至挤压成型机来进行成型，由此以被覆双绞电线110的外表面的方式形成了电介质12。电介质12的与长尺寸方向垂直的截面具有圆形。

将评价结果示于表1。

[实验例2、实验例3]

在形成电介质12时，将表1所示的聚丙烯与作为阻燃剂的金属氢氧化物的混合物供给至挤压成型机。上述混合物以介电损耗角正切(tanδ)成为所希望的介电损耗角正切(tanδ)的方式预先调整了混合比。除了以上的点以外，在与实验例1相同的条件下制作电缆，并进行了评价。

将评价结果示于表1。

[表1]

Claims (4)

1.一种电缆，具有：

双绞电线，该双绞电线是将一对电线绞合而成的；以及

电介质，被覆所述双绞电线，

所述电介质的介电损耗角正切大于2.5×10^－4。

2.根据权利要求1所述的电缆，其中，

具有配置于所述电介质之外的外皮。

3.根据权利要求2所述的电缆，其中，

在所述电介质与所述外皮之间具有金属制的屏蔽层。

4.根据权利要求1或2所述的电缆，其中，

所述电线具有导体和被覆所述导体的绝缘体，

所述电介质的介电损耗角正切大于所述绝缘体的介电损耗角正切。