CN109841299A - 后装配屏蔽构件、屏蔽线和它们的制造方法 - Google Patents

Abstract

待后装配有电线的后装配屏蔽构件是以线圈形式缠绕并且通过在高强度纤维构件上进行金属电镀而形成的电镀纤维束。屏蔽线的制造方法包括：***步骤，将电线***具有线圈形状的后装配屏蔽构件中；第一固定步骤，固定在***步骤中电线***其中的后装配屏蔽构件的一个端部；扩展步骤，将在第一固定步骤中固定的后装配屏蔽构件朝向后装配屏蔽构件的另一个端部的侧面扩展；以及第二固定步骤，固定在扩展步骤中扩展的后装配屏蔽构件的另一个端部。

Description

后装配屏蔽构件、屏蔽线和它们的制造方法

技术领域

本发明涉及一种后装配屏蔽构件、屏蔽线、屏蔽线的制造方法以及后装配屏蔽构件的制造方法。

背景技术

已知一种屏蔽线，其中电线覆盖有屏蔽层。在这种屏蔽线中，例如由金属元件线、金属箔等形成的金属编织物用作屏蔽层。此外，屏蔽层的另一示例是由电镀纤维形成的编织物。

屏蔽层的另一个例子是螺旋缠绕在电线上的多组绞合金属元件线(例如参见专利文献1)。在该屏蔽层中，由于多组绞合金属元件线以规定的间距缠绕在电线上，以便在纵向方向上在它们之间形成间隙，所以与金属编织物不同，金属元件线不会相互摩擦。并且这种屏蔽层没有像螺旋屏蔽那样在扭曲时发生大应变的现象。因此，该屏蔽层的金属元件线断开的可能性低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2011-100713

发明内容

在专利文献1公开的屏蔽线中，通过缠绕机等将多组扭曲金属元件线螺旋地缠绕在中心电线上，然后用护套覆盖。为了使用这种屏蔽层作为后装配屏蔽构件，例如，通过手工操作将多组制造的扭曲金属元件线缠绕在电线上，以保持规定的间距。在这种情况下，将后装配屏蔽构件附接到电线的工作效率从未高。

鉴于上述情况，本发明人构思了一种制造方法：制造比电线短的线圈状的后装配屏蔽构件(即在电线的纵向方向上以线圈形式压缩的后装配屏蔽构件)，将电线***其中，然后使后装配屏蔽构件扩展。

然而，在后装配屏蔽构件由金属元件线(例如扭曲的金属元件线)形成的情况下，当它们扩展时，容易发生金属元件线钩在金属线的覆盖物上从而塑性变形的现象，引起扩展的金属元件线的螺旋缠绕节距的偏差。

金属在弹性范围内不宽，因此容易塑性变形。因此，取决于扩展力如何作用在金属元件线上，扩展金属元件线的间距在某些位置变得太长或太短。这使得很难获得均匀的间距分布。

此外，由于金属在弹性范围内不宽，如果外部力在扩展之前作用在盘绕的绞合线上(后装配屏蔽构件)，它们可能从线圈形状塑性变形为例如薄而扁平的形状，在这种情况下，很难用电线将它们后装配(即将电线***其中)。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种后装配屏蔽构件，其不会使后装配困难并且在其扩展后具有均匀的间距分布，一种使用其的屏蔽线、这种屏蔽线的制造方法以及这种后装配屏蔽构件的制造方法。

根据本发明的后装配屏蔽构件是后装配有电线的构件。后装配屏蔽构件通过以线圈形状缠绕金属电镀在高强度纤维构件上的电镀纤维束而形成。

在该后装配屏蔽构件中，由于通过在高强度纤维构件上进行金属电镀而形成的电镀纤维束以线圈形式缠绕，因此电镀层中的高强度纤维构件也不容易塑性变形，即使当电线***线圈状电镀纤维束并且电镀纤维束扩展时电镀纤维构件钩在某个部件上。因此，可以防止由于塑性变形引起的间距偏差。此外，即使外力作用在扩展的电镀纤维束上，高强度纤维构件也不容易塑性变形而是保持其形状。因此，后装配屏蔽构件不会使后装配困难并且在其扩展之后具有均匀的间距分布。

在根据本发明的后装配屏蔽构件中，优选的是，电镀纤维束薄且扁平并且具有面向线圈形状的中心线的扁平表面。

根据该后装配屏蔽构件，由于电镀纤维束薄而扁平并且其中一个扁平表面面向线圈中心线，当电镀纤维束用作屏蔽线的一部分时，其一个扁平表面与电线接触。结果，增加了电镀纤维束与电线之间的紧密接触，以稳定屏蔽效果。此外，屏蔽线覆盖有宽的电镀纤维束，从而可以增强屏蔽性能。

在根据本发明的后装配屏蔽构件中，优选的是，在后装配屏蔽构件后装配有电线之后，在电镀纤维束以间距P螺旋地缠绕在具有外径D的电线上的状态下，电镀纤维束的内径d满足：d²＝{(πD)²+P²}/π²。

根据后装配屏蔽构件，由于满足上述公式(1)，所以可以在外径为D的电线上以间距P螺旋地缠绕电镀纤维束。

根据本发明的屏蔽线包括上述后装配屏蔽构件和***具有线圈形状的后装配屏蔽构件中的电线。后装配屏蔽构件被拉长以便比其自然长度长，并且螺旋地缠绕在电线上。

根据屏蔽线，该屏蔽线配备有后装配屏蔽构件和电线。此外，后装配屏蔽构件处于这样的状态，即它被拉长以便长于其自然长度并且螺旋地缠绕在电线上。由于电线***到尚未扩展的后装配屏蔽构件中，因此可以使工作效率高于将其***纵向方向长的后装配屏蔽构件的情况下的效率。

根据本发明的屏蔽线最好满足TN/πD≥0.5，

其中T是每个电镀纤维束的宽度，N是电镀纤维束的数量，D是电线的外径。

由于该屏蔽线满足上述公式(3)，因此它具有大于或等于30dB的屏蔽效果，这通常被认为是最小允许水平。

根据本发明的屏蔽线的制造方法包括：***步骤，将电线***具有线圈形状的后装配屏蔽构件中；第一固定步骤，固定在***步骤中电线***其中的后装配屏蔽构件的一个端部；扩展步骤，将在第一固定步骤中固定的后装配屏蔽构件朝向后装配屏蔽构件的另一个端部的侧面扩展；以及第二固定步骤，固定在扩展步骤中扩展的后装配屏蔽构件的另一个端部。

根据屏蔽线的制造方法，屏蔽线的这种制造方法的工作效率高于将电线***其纵向方向长的后装配屏蔽构件的情况。

此外，后装配屏蔽构件的制造方法包括：电镀步骤，在高强度纤维构件上进行金属电镀；热处理步骤，将通过电镀步骤获得的电镀纤维束缠绕成线圈形状并对缠绕的电镀纤维束进行规定温度或更高温度和规定时间或更长时间的热处理；和冷却步骤，冷却进行了热处理的缠绕的电镀纤维束。

本发明人发现，高强度纤维构件在经受热处理时软化，并且当然后冷却线圈状的电镀纤维束时，纤维形状被固定，使得电镀纤维束将保持其形状。因此，后装配屏蔽构件的这种制造方法可以通过将电镀纤维束缠绕成具有规定直径的线圈形状、对其进行热处理和然后对其冷却来制造其中保持线圈形状的后装配屏蔽构件。

本发明可以提供一种后装配屏蔽构件，其不会使后装配困难并且在其扩展后具有均匀的间距分布，一种使用它的屏蔽线、一种这种屏蔽线的制造方法以及一种这种后装配屏蔽构件的制造方法。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的包括后装配屏蔽构件的屏蔽线的结构。

图2示出了后装配屏蔽构件的结构。

图3是用于图2所示的后装配屏蔽构件的电镀纤维束的剖视图。

图4A-4C分别示出了根据该实施例的屏蔽线的制造方法的***步骤、第一固定步骤和扩展步骤。

图5是示出拉伸弹性模量与纤维温度之间的关系的图。

具体实施方式

下面将描述本发明的优选实施例。本发明不限于下面描述的实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。在下面描述的实施例中，组成元件的一部分将不在附图中示出或者在说明书中将被省略。不言而喻，已知技术在不与下面的描述发生矛盾的范围内适当地应用这些组成元件。

图1示出了根据实施例的包括后装配屏蔽构件20的屏蔽线1的结构。如图1所示，在屏蔽线1中，后装配屏蔽构件20设置为围绕电线10的屏蔽层。

电线10形成为使得由导电金属制成的导体10a被绝缘体10b覆盖。尽管在该实施例中导体10a是绞合元件线，但本发明不限于这种情况；例如导体10a可以是单根导线。可以使用多根电线代替单根电线10。

后装配屏蔽构件20是导电构件并且围绕电线10设置以显示屏蔽效果。图2示出了后装配屏蔽构件20的结构。如图2所示，后装配屏蔽构件20形成为使得每个通过对高强度纤维构件进行金属电镀而形成的多个电镀纤维构件的束B以线圈形式缠绕。可替代地，后装配屏蔽构件20可具有单个高强度纤维构件。

术语“高强度纤维”是指由石油等材料化学合成的纤维材料，其断裂拉伸强度大于或等于1GPa，断裂伸长率为1％-10％。这种纤维的实例是芳族聚酰胺纤维、聚丙烯酸酯纤维和PBO纤维。

图3是构成图2所示的后装配屏蔽构件20的电镀纤维束B的剖视图。如图3所示，电镀纤维束B(即一束电镀纤维构件MF)的横截面薄且扁平。电镀纤维束B由多个高强度纤维构件F、第一金属镀层M1和第二金属镀层M2构成。

每个第一金属镀层M1是形成在高强度纤维构件F上的金属镀层。在该实施例中，每个第一金属镀层M1例如由铜制成。通过在高强度纤维构件F上形成第一金属镀层M1来制造每个电镀纤维构件MF。

第二金属镀层M2是通过将多个电镀纤维构件MF一起电镀而形成的金属镀层。在该实施例中，第二金属镀层M2例如由锡制成。

尽管在图3所示的电镀纤维束B中，多个电镀纤维构件MF彼此平行布置以在厚度方向上形成单层，本发明不限于这种情况；多个电镀纤维构件MF可沿厚度方向布置成多层。此外，本发明不限于多个电镀纤维构件MF彼此平行布置的情况；它们可以在电镀纤维束B的宽度内倾斜。

电镀纤维束B的结构不限于图3所示的结构。例如，可以省略第一金属镀层M1。另一个例子是可以省略第二金属镀层M2并且将单独的电镀纤维构件MF绞合在一起形成薄且扁平的束B。此外，可以通过在图3所示的电镀纤维束B上形成第三金属镀层来制造电镀纤维束B(和另外的金属镀层或多层)。

再次参考图2，后装配屏蔽构件20通过将图3所示的电镀纤维束B缠绕成线圈形状而形成。特别地，在根据该实施例的后装配屏蔽构件20中，电镀纤维束B的扁平表面FS(厚度方向上的顶表面和底表面；参见图3)之一面向线圈中心线CC，即扁平表面FS近似垂直于从线圈中心线(线圈轴线)CC到电镀纤维束B的直线。

通过使图2所示的后装配屏蔽构件20沿线圈轴线扩展来形成图1所示的后装配屏蔽构件20。后装配屏蔽构件20在图2所示的状态下具有自然长度。由于扩展，后装配屏蔽构件20的直径减小并且螺旋地缠绕在电线10的外表面上，使得在其相邻部分之间沿纵向方向形成规定的间隙。另外，由于电镀纤维束B的扁平表面FS之一面向线圈中心线CC，所以当后装配屏蔽构件20扩展时，一个扁平表面FS与电线10的外表面接触。

在根据该实施例的后装配屏蔽构件20中，在后装配屏蔽构件20与电线10后装配之后，在电镀纤维束B以间距P(参见图1)螺旋地缠绕在具有外径D(参见图1)的电线10上的状态下，优选的是，电镀纤维束B的内径d(参见图2)满足下面的公式1：

[公式1]

d²＝{(πD)²+P²}/π².···(1)

这是因为满足上述公式(1)的内径d允许电镀纤维束B以间距P螺旋地缠绕在外径为D的电线10上。

此外，优选的是，根据本实施例的屏蔽线1的屏蔽比大于或等于0.5。屏蔽比由(每单位长度的电镀纤维束B的面积)/(每单位长度的电线10的表面积)定义。优选的是满足以下公式2。

[公式2]

(T×N×L)/(πD×L)≥0.5···(2)

T是每个电镀纤维束B的宽度(参见图3)，N是电镀纤维束B的数量，L是电线10的长度(参见图1)，D是电线10的外径。

即，满足以下公式3。

[公式3]

TN/πD≥0.5···(3)

这是因为在上述范围内的屏蔽比使得可以确保大于或等于30dB的屏蔽效果，这通常被认为是最小允许值。

接下来，将描述根据该实施例的屏蔽线1的制造方法。图4A-4C分别示出了屏蔽线1的制造方法的***步骤、第一固定步骤和扩展步骤。

首先，如图4A所示，工人准备要被屏蔽的电线10和具有自然长度的后装配屏蔽构件20。然后，工人将电线10***后装配屏蔽构件20中(***步骤)。由于具有自然长度的后装配屏蔽构件20短至屏蔽线1的长度L的50％或更小(参见图1)，所以可以容易地***电线10。

然后，如图4B所示，工人固定后装配屏蔽构件20的一个端部(第一固定步骤)。在图4B的示例中，电线10的外表面形成有固定部分FP。本发明不限于将后装配屏蔽构件20的一个端部固定到电线10的外表面的情况；后装配屏蔽构件20的一个端部可以固定到屏蔽连接器的壳体或接地构件(例如车身)。作为另一替代方案，后装配屏蔽构件20的一个端部可以固定成使得连接器的接地壳体室的端子压接到其上(在将电线10***后装配屏蔽构件20之前)。

随后，如图4B所示，工人将后装配屏蔽构件20(其一个端部固定)朝向其另一端的侧面扩展(扩展步骤)。结果，后装配屏蔽构件20被拉长，以便例如是其自然长度的两倍或更多倍(优选三倍或更多倍)。结果，扁平表面FS之一与电线10的外表面紧密接触。

然后，如图4C所示，扩展的后装配屏蔽构件20的另一个端部被固定(第二固定步骤)。由此完成屏蔽线1的制造。如在第一固定步骤中那样，对第二固定步骤中的固定位置没有特别限制。

接下来，将描述根据该实施例的后装配屏蔽构件20的制造方法。首先，工人准备高强度纤维构件F并对它们进行金属电镀(电镀步骤)。结果，例如获得具有图3所示的横截面的电镀纤维束B(一束电镀纤维构件MF)。

然后，工人将电镀纤维束B缠绕成具有规定直径的线圈，并使其经受规定温度或更高温度和规定时间或更长时间的热处理(热处理步骤)。规定直径根据要屏蔽的电线10的直径确定(以便大于电线10的直径)。

优选的是，规定温度为50℃至200℃，规定时间为3分钟至20小时。如果热处理温度低于50℃，则高强度纤维构件F的软化程度低，并且电镀纤维构件MF不能被压缩成线圈形状，使得后装配困难。如果热处理温度高于200℃，则高强度纤维构件F本身变形，因此不能获得规定的尺寸。

如果热处理时间短于3分钟，则电镀纤维构件MF不能以线圈形状固定，使得后装配困难。如果热处理时间长于20小时，则内侧金属镀层M1的金属原子扩散到外侧金属镀层M2中，从而改变电阻值并使屏蔽效果不稳定。

更具体地，通过在由Kuraray Co.，Ltd.生产的聚丙烯酸酯纤维的Vectran(注册商标)的300个构件上进行电镀，然后以线圈形式缠绕在直径为25mm的SUS金属棒上，使其相邻部分的间隔等于其宽度T，从而获得电镀纤维束B。然后，在由Co.,Ltd.Isuzu Seisakusho生产的恒温浴中对线圈形式的电镀纤维束B进行100℃和30分钟的热处理。

随后，即在热处理之后，工人将电镀纤维束B冷却至例如常温(冷却步骤)。

本发明人发现，高强度纤维构件F在经受热处理时软化，并且当线圈状电镀纤维束B随后冷却时，纤维形状被固定，使得电镀纤维束B将保持其形状。

图5是表示各种纤维的拉伸弹性模量与温度之间的关系的图。从图5可以看出，各种纤维的拉伸弹性模量随着温度升高而降低。特别是，在聚酯纤维和尼龙纤维(高强度纤维)以外的纤维材料中，弹性随着温度升高而迅速降低。

通常，当纤维被加热时，纤维分子具有在一定程度上变化的取向。当纤维随后冷却时，分子的取向固定，且纤维材料的形状固定。因此，通过将电镀纤维束B缠绕成线圈形状，对其进行适当的热处理，然后对其冷却，可以获得线圈形式的形状固定的后装配屏蔽构件20。因此，克服了后装配屏蔽构件不能保持线圈形状的问题。

期望使用高强度纤维。这种通用纤维材料如聚酯纤维和尼龙纤维在经过上述过程时可保持线圈形状。然而，由于它们在经受该过程后失去弹性，因此在扩展后不会发生形状恢复(保持在扩展状态)。这可能导致镀层剥落，导致屏蔽效果降低。

图5示出了两种芳族聚酰胺纤维(Kevlar(注册商标)和Technora(注册商标))、聚丙烯酸酯纤维(Vectran(注册商标))、PBO纤维(Zylon)、聚酯纤维和尼龙纤维的特性。其它种类的芳族聚酰胺纤维、聚丙烯酸酯纤维和PBO纤维表现出与图5所示相似的特性。

在根据该实施例的后装配屏蔽构件20中，由于通过在高强度纤维构件F上进行金属电镀而形成的电镀纤维束B以线圈形式缠绕，因此电镀层中的高强度纤维构件F不容易塑性变形，即使当电线10***到线圈状的电镀纤维束B中并且电镀纤维束B扩展时电镀纤维构件MF钩在某个构件上的情况下。因此，可以防止由于塑性变形引起的间距偏差。此外，即使外力作用在扩展的后装配屏蔽构件20上，高强度纤维构件F也不容易塑性变形而是保持其形状。因此，后装配屏蔽构件20不会使后装配困难并且在其扩展之后具有均匀的间距分布。

由于电镀纤维束B薄而扁平，并且扁平表面FS之一面向线圈中心线CC，当电镀纤维束B用作屏蔽线1的一部分时，其一个扁平表面FS与电线10接触。结果，增加了电镀纤维束B和电线10之间的紧密接触，以稳定屏蔽效果。此外，屏蔽线1覆盖有宽的电镀纤维束B，从而可以提高屏蔽性能。

由于满足不等式(1)，电镀纤维束B可以以间距P螺旋地缠绕在具有外径D的电线10上。

根据该实施例的屏蔽线1配备有后装配屏蔽构件20和电线10。并且后装配屏蔽构件20处于其被拉长以便长于其自然长度并螺旋地缠绕在电线10上的状态。由于电线10***到尚未扩展的后装配屏蔽构件20中，因此可以使工作效率高于将其***到其纵向方向长的后装配屏蔽构件中的情况。

由于屏蔽线1满足不等式(3)的关系，因此它表现出大于或等于30dB的屏蔽效果，这通常被认为是最小允许水平。

根据该实施例的屏蔽线1的制造方法的工作效率高于将电线10***其纵向方向长的后装配屏蔽构件的情况。

本发明人发现，高强度纤维构件F在经受热处理时软化，并且当线圈状的电镀纤维束B随后冷却时，纤维形状被固定，使得电镀纤维束B将保持其形状。因此，根据该实施例的后装配屏蔽构件20的制造方法可以通过将电镀纤维束B缠绕成具有规定直径的线圈形状、对其进行热处理、然后对其冷却来制造其中保持线圈形状的后装配屏蔽构件20。

尽管以上通过实施例描述了本发明，但是本发明不限于该实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改，并且该实施例可以与已知技术组合。

例如，尽管在该实施例中，后装配屏蔽构件20直接设置在电线10上，但是本发明不限于这种情况；在后装配屏蔽构件20和电线10之间可以***某种物体。虽然在本实施例中，后装配屏蔽构件20设置在单根电线10上，但是本发明不限于这种情况；后装配屏蔽构件20可以设置在多根电线上。

尽管根据该实施例的后装配屏蔽构件20的横截面薄且扁平，但是它可以具有各种其他形状。尽管在图1的示例中，后装配屏蔽构件20沿Z方向缠绕(Z-扭曲)，但它也可以沿S方向缠绕(S-扭曲)。

此外，虽然在根据本实施例的屏蔽线1中，一个电镀纤维束B螺旋地缠绕在电线10上，但是本发明不限于这种情况；两个或更多个电镀纤维束B可以螺旋地缠绕在电线10上。即使使用两个或更多个电镀纤维束B，由于它们被扩展以构成屏蔽线1，所以在电镀纤维束B之间形成规定的间隙。

Claims (7)

1.一种后装配有电线的后装配屏蔽构件，包括：

在高强度纤维构件上镀有金属的电镀纤维束，

其中，所述电镀纤维束以线圈形状缠绕。

2.根据权利要求1所述的后装配屏蔽构件，其中，所述电镀纤维束薄且扁平，并且具有扁平表面，所述扁平表面是所述电镀纤维束的厚度方向上的上表面和底表面中的一个，所述扁平表面面向线圈形状的中心线。

3.根据权利要求1或2所述的后装配屏蔽构件，其中，在所述电镀纤维束螺旋地缠绕在所述电线上的状态下，满足d²＝{(πD)²+P²}/π²，

其中，d是电镀纤维束的内径，

D是电线的外径，并且

P是在后装配屏蔽构件与电线后装配之后的间距P。

4.一种屏蔽线，包括：

根据权利要求1至3中任一项所述的后装配屏蔽构件；和

电线，其***具有线圈形状的后装配屏蔽构件中，

其中，所述后装配屏蔽构件处于其拉长以便比其自然长度长并且螺旋地缠绕在电线上的状态。

5.根据权利要求4所述的屏蔽线，其中，满足TN/πD≥0.5，

其中，T是每个电镀纤维束的宽度，

N是电镀纤维束的数量，并且

D是电线的外径。

6.一种屏蔽线的制造方法，包括：

***步骤，将电线***根据权利要求1至3中任一项所述的具有线圈形状的后装配屏蔽构件中；

第一固定步骤，固定在***步骤中电线***其中的后装配屏蔽构件的一个端部；

扩展步骤，将在第一固定步骤中固定的后装配屏蔽构件朝向后装配屏蔽构件的另一个端部的侧面扩展；以及

第二固定步骤，固定在扩展步骤中扩展的后装配屏蔽构件的另一个端部。

7.一种后装配屏蔽构件的制造方法，包括：

电镀步骤，在高强度纤维构件上进行金属电镀；

热处理步骤，将通过电镀步骤获得的电镀纤维束缠绕成线圈形状并对缠绕的电镀纤维束进行规定温度或更高温度和规定时间或更长时间的热处理；和

冷却步骤，冷却进行了热处理的缠绕的电镀纤维束。