JP4044766B2 - フラットシールドケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットシールドケーブルに関し、特に自動車等の車両の電装品等への電気的接続に用いて好適なフラットシールドケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両では、電装品等への電気的接続のためにシールドケーブルが使用されている。従来のシールドケーブルの構造を図１に断面図で示す。従来のシールドケーブル１は、複数の絶縁被覆付信号線２とドレイン線３を撚り合わせたものの周りをシールド層４で被覆し、さらにその周りを絶縁性シース５で被覆した構造が一般的である。信号線２は導線２ａとその周りを被覆する絶縁被覆２ｂから構成されている。
【０００３】
ところで、従来から、この種のシールドケーブル１で一般に用いられているものの仕様は、信号線２の断面積（以下、導体サイズとも称する）が０．３ｍｍ^２、信号線２の導体２ａの外径が１．４ｍｍ、絶縁被覆２ｂの材料がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ドレイン線３の材料が銅又はアルミニウム、シールド層４の材料が銅又はアルミニウム、絶縁性シース５の材料がポリ塩化ビニル、ポリエチレン等であった。
【０００４】
このような構成において、外部ノイズはシールド層４により遮蔽され、その遮蔽されたノイズはドレイン線３を通じて外部のアースへ落とされる。そして各種電装品には信号線２を介して良好な信号が供給されるようになっている。
【０００５】
一方、最近ではカーナビゲーションやＤＶＤ機器の急速な開発により、自動車においてもモニターやＤＶＤユニット等が搭載されてきている。しかしながら、自動車に新しく搭載されるこれらの電気・電子機器は画像、音声等がより高精細、高品質になってきているため、例えばカーナビゲーションのモニターでは、道路地図等の拡大画像においてにじみが生じる現象がでてきており、何らかの対策を講じることが望まれている。特に、電気的性能として、より特性インピーダンスのすぐれたものが要求されている。
【０００６】
また、従来のシールドケーブルでは、信号線２とドレイン線３が集合撚線構造となっているため、端末加工（コネクタ端子との接続）がやりにくく、端末加工に時間がかかっていた。また、端末加工長として絶縁性シース５とシールド層４の剥ぎ取り長が８０ｍｍ程度必要なことから、端末でのシールド性能が悪化する問題があった。
【０００７】
さらに、自動車に新たに搭載される電気・電子機器のコネクタの規格のため、信号線２の外径は１．３ｍｍであることが要求されるが、従来のコネクタの規格は信号線外径１．４〜１．６ｍｍが主流であった（導体サイズ０．３ｍｍ^２では仕上外径１．４ｍｍ）。従って、新たに搭載される機器のコネクタには不適合なことから信号線外径を細くせざるを得なかった。すると、シールドケーブル１の幅方向に曲げ応力が加わった場合、外側の信号線２の導線２ａに挫屈や断線が生じやすくなるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、新たに自動車に搭載される最新の電子・電気機器に十分対応でき、シールド性能が維持でき、端末加工が容易なシールドケーブルを提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、次のような知見を得て、本発明を完成するに至った。自動車において新たに搭載された上記電子・電気機器における不具合は、信号線の特性インピーダンスが大きく関与しており、従来のものの値は５０Ω程度であった。ＤＶＤユニットやモニター等の機器に従来のシールドケーブルを使用して接続した場合、インピーダンスのアンマッチングにより、信号供給側と機器側との間で反射が起こり、上記のような不具合が生じると考えられる。そこで、信号線の特性インピーダンスを７５Ω（±１０％）程度まで大きくすればマッチングがとれ、上記のような不具合が解消できることを確認した。一方、新たな電子・電気機器のコネクタとの規格との関係から信号線の外径は１．３ｍｍとする必要がある。これらのことを考慮して、信号線の導線の断面積（導体サイズ）と信号線の絶縁被覆の誘電率を調整することにより所要の特性インピーダンスが得られることを確認した。
【００１０】
即ち、本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
（１）外径が１．３ｍｍの複数の絶縁被覆付信号線を平行配置し、これら複数の絶縁被覆付信号線の周りを、シールド層と、誘電率が１．７〜２．８、厚さが０．２５〜０．４５ｍｍの樹脂材料からなるインピーダンス調整用介在テープとから構成されたインピーダンス調整用介在テープ付シールドテープで該シールド層が外側となるように被覆するとともに、該シールドテープの該シールド層にドレイン線が外側から接触するように該ドレイン線を該複数の絶縁被覆付信号線の列のいずれか一側方に平行配置し、さらにこれら全体の周りを絶縁性シースで被覆して構成され、該絶縁被覆付信号線の特性インピーダンスが７５Ω（±１０％）であることを特徴とするフラットシールドケーブル。
（２）該絶縁被覆付信号線の導体の断面積が０．１３〜０．２２ｍｍ^２であり、該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が誘電率１．７〜２．８の絶縁材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットシールドケーブル。
（３）該ドレイン線の断面積が０．２２〜０．５ｍｍ^２であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のフラットシールドケーブル。
（４）該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が発泡ポリエチレンからなることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のフラットシールドケーブル。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好ましい実施例により説明する。本発明の一実施例に係るフラットシールドケーブルの構造を図２に断面図で示す。本実施例のフラットシールドケーブル１１は、複数の絶縁被覆付信号線１２を平行配置し、これら複数の絶縁被覆付信号線１２の周りを、シールド層１４ａを有するインピーダンス調整用介在テープ付シールドテープ１４で被覆するとともに、シールドテープ１４のシールド層１４ａにドレイン線１３が外側から接触するようにドレイン線１３を複数の絶縁被覆付信号線１２の列のいずれか一側方に平行配置し、さらにこれら全体の周りを絶縁性シース１５で被覆したフラットな構造を有している。信号線１２は導線１２ａと絶縁被覆１２ｂから構成される。図中１４ｂはインピーダンス調整用介在テープである。
【００１２】
各信号線１２において、その外径は１．３ｍｍに設定されるが、これは公称誤差を含んでいてもよい。本発明では信号線１２の特性インピーダンスは、アンマッチング発生防止の観点から７５Ω（±１０％）、即ち６７．５〜８２．５Ωであることが好ましい。信号線１２の導線１２ａの導体サイズは、良好な信号伝達及び強度確保の観点から０．０５〜０．２２ｍｍ^２であることが好ましく、０．１３〜０．２２ｍｍ ^２ であるとさらに好ましい。導線１２ａとしては、銅、アルミニウム、Ｓｎメッキ銅等の金属・合金材料を使用することができ、撚線でも単線でもよい。信号線１２の絶縁被覆１２ｂとしては、特性インピーダンスを上記の範囲に確保する観点から誘電率１．７〜２．８の絶縁材料を用いることが好ましい。このような材料としては、発泡ポリエチレン、テトラフロロエチレン等の樹脂材料を挙げることができるが、コスト、耐久性等の観点から特に発泡ポリエチレンが好ましい。発泡ポリエチレンはその発泡倍率を調整することにより、上記の範囲の誘電率をとりうる。絶縁被覆１２ｂの厚さは導線１２ａの導体サイズに応じて適宜設定される（信号線１２の外径が決められているため）。並列させる信号線１２の本数は、図示の例では５本であるが、用途に応じて任意に設定することができる。
【００１３】
ドレイン線１３は軟銅、Ｓｎメッキ銅等の金属・合金材料で構成され、撚線でも単線でもよい。ドレイン線１３の導体サイズは、信号線１２の強度補強及びコネクタの端子寸法との適合の観点から０．２２〜０．５ｍｍ^２程度であることが好ましい。ドレイン線１３は上記のようにシールドテープ１４の外側からシールド層１４ａに接触するように設けられる。即ち、ドレイン線１３はシールドテープ１４によりラッピングされない。
【００１４】
インピーダンス調整用介在テープ付シールドテープ１４は、シールド層１４ａとインピーダンス調整用介在テープ１４ｂから構成され、シールド層１４ａにはシールド効果を有する材料、例えば銅、アルミニウム、Ｓｎメッキ銅等の金属・合金材料が使用される。インピーダンス調整用介在テープ１４ｂとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンレテフタレート）等の誘電率（ε）の低い（１．７〜２．８）樹脂材料が使用され、その厚さは０．２５〜０．４５ｍｍ程度である。従来は信号線の絶縁被覆の厚さを厚くすることで所要のインピーダンスを確保してきたが、信号線の絶縁被覆の厚さに制約があるばあいには、インピーダンス調整用介在テープ１４ｂにその機能を持たせることによりインピーダンスの調整が行える。
【００１５】
絶縁性シース１５には、絶縁性、耐油性、耐薬品性を有するものが使用され、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ハロゲンフリー材、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材料が使用でき、その厚さは０．３〜０．４ｍｍ程度である。
【００１６】
ここで、本発明によるフラットシールドケーブル１１の作成例を述べる。導線１２ａとしてＳｎメッキ付軟銅撚線（導体サイズ０．１３ｍｍ^２）、絶縁被覆１２ｂとして発泡ポリエチレン（誘電率１．７、厚さ０．４２５ｍｍ）、ドレイン線１３としてＳｎメッキ付軟銅撚線（導体サイズ０．２２ｍｍ^２）、シールド層１４ａとして銅箔（厚さ９μｍ）、インピーダンス調整用介在テープ１４ｂとしてＰＥＴフィルム（厚さ０．２５ｍｍ）、絶縁性シースとしてハロゲンフリー材（厚さ０．３ｍｍ）を用い、信号線数５本として図２の構造のフラットシールドケーブル１１を作成したところ、その特性インピーダンスは７０Ωであった。また、導線１２ａとしてＳｎメッキ付軟銅撚線（導体サイズ０．２２ｍｍ^２）、絶縁被覆１２ｂとして発泡ポリエチレン（誘電率１．７、厚さ０．３７５ｍｍ）、ドレイン線１３としてＳｎメッキ付軟銅撚線（導体サイズ０．２２ｍｍ^２）、シールド層１４ａとして銅箔（厚さ９μｍ）、インピーダンス調整用介在テープ１４ｂとしてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（厚さ０．４５ｍｍ）、絶縁性シースとしてハロゲンフリー材（厚さ０．３ｍｍ）を用い、信号線数５本として図２の構造のフラットシールドケーブル１１を作成したところ、その特性インピーダンスは７０Ωであった。
【００１７】
本発明によるフラットシールドケーブルの端末加工は、端末のシールドテープと絶縁性シースを２０ｍｍ程度剥ぎ取り、機器側のコネクタピッチに合わせて端末加工機で信号線・ドレイン線先端をフォーミングさせて一括接続する。これにより、端末でのシールド性能の劣化が防止されるとともに、端末加工作業が容易となる。
【００１８】
本発明によれば、前記構成を採用したので、機器側コネクタ寸法内に信号線外径が収まることから、自動車等に搭載されるＤＶＤユニット、モニター等の機器への適用が可能となり、かつこれら機器とのインピーダンスのマッチングがとれるため、モニター画像のにじみ等の不具合の発生がなくなる。また、本発明のフラットシールドケーブルはフラット化されているので、コネクタへの一括接続が可能となり、端末加工作業が容易となる。また、本発明のフラットシールドケーブルは端末加工長としてシールドテープと絶縁性シースの剥ぎ取り長が２０ｍｍ程度で済むことから、端末でのシールド性能の確保が可能となる。さらに、本発明のフラットシールドケーブルは従来のものより軽量化され、かつ配置空間が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシールドケーブルの構造例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るフラットシールドケーブルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ フラットシールドケーブル
１２ 信号線
１２ａ 導線
１２ｂ 絶縁被覆
１３ ドレイン線
１４ インピーダンス調整用介在テープ付シールドテープ
１４ａ シールド層
１４ｂ インピーダンス調整用介在テープ
１５ 絶縁性シース

Claims (4)

1. 外径が１．３ｍｍの複数の絶縁被覆付信号線を平行配置し、これら複数の絶縁被覆付信号線の周りを、シールド層と、誘電率が１．７〜２．８、厚さが０．２５〜０．４５ｍｍの樹脂材料からなるインピーダンス調整用介在テープとから構成されたインピーダンス調整用介在テープ付シールドテープで該シールド層が外側となるように被覆するとともに、該シールドテープの該シールド層にドレイン線が外側から接触するように該ドレイン線を該複数の絶縁被覆付信号線の列のいずれか一側方に平行配置し、さらにこれら全体の周りを絶縁性シースで被覆して構成され、該絶縁被覆付信号線の特性インピーダンスが７５Ω（±１０％）であることを特徴とするフラットシールドケーブル。
2. 該絶縁被覆付信号線の導体の断面積が０．１３〜０．２２ｍｍ^２であり、該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が誘電率１．７〜２．８の絶縁材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットシールドケーブル。
3. 該ドレイン線の断面積が０．２２〜０．５ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフラットシールドケーブル。
4. 該絶縁被覆付信号線の絶縁被覆が発泡ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフラットシールドケーブル。

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