CN110088850A - 通信用屏蔽线缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够降低从差模向共模变换的模式变换量的通信用屏蔽线缆(1)。通信用屏蔽线缆(1)具有双绞线(2)、第1护套(3)、屏蔽层(4)和第2护套(5)。双绞线(2)具备一对芯线(20)、(20)，该一对芯线(20)、(20)具有导体(201)和包覆导体(201)的绝缘体(202)。一对芯线(20)、(20)相互绞合。第1护套(3)包覆双绞线(2)，屏蔽层(4)包覆第1护套(3)。第2护套(5)包覆屏蔽层(4)。

Description

通信用屏蔽线缆

技术领域

本发明涉及通信用屏蔽线缆。

背景技术

以往，在汽车领域中，高速通信的需求正在增加。在这样的高速通信中，一般来说，根据应对噪声的观点，使用能够传送差动信号的通信用屏蔽线缆。作为用于传送差动信号的通信用屏蔽线缆，例如有在专利文献1中记载的通信用屏蔽线缆。

在专利文献1中，记载了具备将具备导体和包覆该导体的绝缘体的一对芯线绞合而成的双绞线、包覆该双绞线的金属箔屏蔽部、与金属箔屏蔽部导通的引流线及包覆它们整体的护套的通信用屏蔽线缆。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-96574号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，现有技术在以下这一点上存在课题。即，在传送差动信号的通信用屏蔽线缆中，作为通信的传播模式，存在传送信号分量的差模和传送噪声分量的共模这两个模式。例如，在双绞线中，通常在2根芯线中，流过电压相同且相位相差180度的差模信号。但是，伴随着双绞线处的扭曲的平衡度劣化等，在芯线与引流线之间产生共模电压，产生不穿过芯线而穿过引流线而传播的共模信号(下面，将这样的现象称为从差模向共模的变换)。

特别是，在具有专利文献1所示的结构的通信用屏蔽线缆中，不仅双绞线中的芯线间的电磁耦合，在芯线与金属箔密封件之间，也发生电磁耦合，共模阻抗降低。因此，以往的通信用屏蔽线缆存在从差模向共模变换的模式变换量显著增加、通信特性劣化这样的课题。

本发明是鉴于上述背景而完成的，想要提供一种能够降低从差模向共模变换的模式变换量的通信用屏蔽线缆。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方式涉及一种通信用屏蔽线缆，具有：

双绞线，具备一对芯线，所述一对芯线被绞合，所述一对芯线具有导体和包覆所述导体的绝缘体；

第1护套，包覆所述双绞线；

屏蔽层，包覆所述第1护套；以及

第2护套，包覆所述屏蔽层。

发明效果

上述通信用屏蔽线缆具有上述结构。因此，在上述通信用屏蔽线缆中，通过配置于双绞线与屏蔽层之间的第1护套，在芯线与屏蔽层体之间能够取得物理上的距离，能够使芯线与屏蔽层之间的电磁耦合减弱。因此，能够抑制由于芯线与屏蔽层之间的电磁耦合而产生的从差模向共模的模式变换。因此，根据上述通信用屏蔽线缆，能够降低从差模向共模变换的模式变换量。

附图说明

图1是示意性地示出实施例1的通信用屏蔽线缆的结构的说明图。

图2是图1中的II-II线剖视图。

图3是关于实施例2的通信用屏蔽线缆的与图2对应的剖视图。

具体实施方式

上述通信用屏蔽线缆能够构成为，在将一对芯线之间的导体间距离设为dc、将芯线的导体与屏蔽层之间的最短距离设为ds的情况下，满足dc≤ds。

根据该结构，容易使芯线的导体与屏蔽层之间的电磁耦合变小，能够得到能够大幅降低模式变换量的通信用屏蔽线缆。

此外，dc具体是指一条芯线的导体表面与另一条芯线的导体表面之间的最短距离。另外，ds具体是指芯线的导体表面与屏蔽层的芯线侧的表面之间的最短距离。另外，dc、ds通过通信用屏蔽线缆的与线缆轴向垂直的截面测定。

dc例如能够从0.4mm以上且0.7mm以下的范围选择。另外，ds例如能够从0.7mm以上且1mm以下的范围选择，优选能够从超过0.7mm且1mm以下的范围选择。

上述通信用屏蔽线缆能够构成为在双绞线与第1护套之间具有空隙的结构(下面，有时称为中空结构)。

根据该结构，通过双绞线与第1护套之间的空隙，能够抑制双绞线的周围的介电常数上升。因此，根据该结构，与在双绞线与第1护套之间实质上没有空隙的结构(下面，有时称为实心结构)相比，在确保所需的特性阻抗的同时，容易使芯线的绝缘体的厚度变薄。因此，根据该结构，有利于通信用屏蔽线缆的细径化。

此外，上述空隙例如能够通过在双绞线的外周呈筒状地挤压包覆第1护套而形成。

在上述通信用屏蔽线缆中，双绞线的捻距可以为40mm以下。

根据该结构，即使在采用上述中空结构的情况下，也容易抑制对加工性、线缆特性的不良影响，得到容易稳定地制造的通信用屏蔽线缆。

上述捻距根据第1护套不易进入到2根芯线之间、容易抑制第1护套的偏芯率的降低等观点，优选能够设为38mm以下，更优选能够设为35mm以下，进一步优选能够设为30mm以下。此外，上述捻距根据生产率等观点，优选能够设为10mm以上，更优选能够设为15mm以上，进一步优选能够设为18mm以上。

第1护套的偏芯率根据容易抑制对线缆加工性、线缆特性等的不良影响等观点，优选能够设为80％以上，更优选能够设为82％以上，进一步优选能够设为84％以上。第1护套的偏芯率根据制造性等观点，例如能够设为95％以下。此外，第1护套的偏芯率是在通信用屏蔽线缆的与线缆轴向垂直的截面图中根据100×(第1护套的最小厚度)/(第1护套的最大厚度)的公式而计算出的值。

在上述通信用屏蔽线缆中，屏蔽层例如能够由覆盖第1护套的外周的编织线构成。根据该结构，能够使得模式变换量的降低效果可靠。另外，根据该结构，存在线缆强度提高等优点。另外，除此之外，屏蔽层例如还能够由覆盖第1护套的外周的金属箔以及与金属箔导通的引流线构成。根据该结构，存在抑制线缆成本等优点。此外，在该情况下，引流线能够沿着第1护套的外周配置。另外，除此之外，屏蔽层例如还能够由具有金属箔层和层叠于金属箔层的一面的树脂层的层叠体构成。根据该结构，例如在通过挤压包覆等而形成第2护套时，能够使层叠体纵向设置地加入到第1护套的外周，因此，与屏蔽层由编织线构成的情况相比，能够较简单地制造上述通信用屏蔽线缆。在上述层叠体中，具体来说，既可以是金属箔层配置于第1护套侧、树脂层配置于第2护套侧，也可以是树脂层配置于第1护套侧、金属箔层配置于第2护套侧。优选的是，上述层叠体是前者。更具体来说，上述层叠体能够构成为具有金属箔层、层叠于金属箔层的外侧表面的树脂层及层叠于树脂层的外侧表面的粘接层的结构。根据该结构，能够将由上述层叠体构成的屏蔽层的粘接层与第2护套的内侧面粘接。因此，在将第2护套剥落时，屏蔽层也一起被剥落，因此，得到剥落性优良的通信用屏蔽线缆。此外，作为用于屏蔽层的金属箔(在金属中，还包括合金)，能够例示出铝、铝合金、铜、铜合金等。

在上述通信用屏蔽线缆中，特性阻抗可以为90Ω以上且110Ω以下，即特性阻抗处于100±10Ω的范围内。

根据该结构，得到适合于Ethernet(富士施乐有限公司，注册商标，下面省略)通信等高速通信的通信用屏蔽线缆。

上述通信用屏蔽线缆能够大幅降低模式变换量，因此，例如能够适当地用于要求优良的高速通信性的汽车中的通信等。

此外，上述各结构为了得到上述各作用效果等，能够根据需要任意地组合。

实施例

(实施例1)

使用图1、图2来说明实施例1的通信用屏蔽线缆。如图1、图2所示，本例的通信用屏蔽线缆1具有双绞线2、第1护套3、屏蔽层4及第2护套5。

双绞线2具备一对芯线20、20，该一对芯线20、20具有导体201和包覆导体201的绝缘体202。一对芯线20、20相互绞合。

在本例子中，作为导体201的材质，例如能够使用铜、铜合金、铝、铝合金等。另外，导体201的截面积例如能够设为0.08～0.35mm²的范围。此外，导体201既可以由单线的线材构成，也可以由将多条线材绞合而成的绞线导体构成。另外，作为绝缘体202的材料，例如能够使用聚丙烯等聚烯烃、软聚氯乙烯等氯乙烯系树脂等各种电线包覆用树脂。另外，绝缘体202的厚度例如能够设为0.14～0.35mm。另外，双绞线2的捻距例如能够设为40mm以下。

第1护套3包覆双绞线2。在本例子中，作为第1护套3的材料，例如能够使用聚丙烯等聚烯烃、软聚氯乙烯等氯乙烯系树脂等。另外，第1护套3的厚度例如能够设为0.15～1.5mm。此外，在图中，在双绞线2与第1护套3之间，形成有空隙31。即，本例的通信用屏蔽线缆1具有中空结构。

屏蔽层4包覆第1护套3。在本例子中，屏蔽层4由覆盖第1护套3的外周的编织线构成。编织线是筒状地织入多条金属(包括合金)线材而成的。作为金属线材，例如能够使用铜线、铜合金线、铝线、铝合金线、不锈钢线等。线材直径例如能够设为0.12～0.36mm。

第2护套5包覆屏蔽层4。在本例子中，作为第2护套5的材料，例如能够使用聚丙烯等聚烯烃、软聚氯乙烯等氯乙烯系树脂等。另外，第2护套5的厚度例如能够设为0.30～0.80mm。此外，在图中，第2护套5形成为紧贴于屏蔽层4的表面的状态。

在本例子中，通信用屏蔽线缆1如图1所示，一对芯线20、20之间的导体间距离dc和芯线20的导体201与屏蔽层4之间的最短距离ds满足dc≤ds。

(实施例2)

使用图3来说明实施例2的通信用屏蔽线缆。在本例的通信用屏蔽线缆1中，屏蔽层4由具有金属箔层41、层叠于金属箔层41的外侧表面的树脂层42及层叠于树脂层42的外侧表面的粘接层43的层叠体构成。在本例子中，金属箔层例如能够设为铝箔层。金属箔层的厚度例如能够设为5～200μm。另外，树脂层例如能够设为聚对苯二甲酸乙二醇酯层等聚酯纤维层。树脂层的厚度例如能够设为10～100μm。粘接层例如能够设为EVA系粘接层。并且，由层叠体构成的屏蔽层4的粘接层粘接于第2护套5的内侧面。其他结构与实施例1相同。

＜实验例＞

下面，使用实验例来更具体地说明上述通信用屏蔽线缆。

(通信用屏蔽线缆的制作)

通过将2根在使用铜合金线的导体的外周挤压包覆绝缘体而成的芯线绞合而制作了双绞线。导体的截面积、绝缘体的材料以及厚度、捻距设为如表1以及表2所示那样。

接下来，在双绞线的外周挤压包覆有第1护套。第1护套的材料、厚度、偏芯率设为如表1以及表2所示那样。另外，双绞线与第1护套之间的结构如表1以及表2所示地，设为中空结构或者实心结构中的某一方。

接下来，在第1护套的外周，包覆有织入镀锡软铜线材而成的编织线。用于编织线的镀锡软铜线材的线轻、编织结构(打数/股数)设为如表1所示那样。另外，如表2所示，在第1护套的外周，包覆有具有铝箔层/PET层/粘接层的层叠结构的层叠体或者具有铝箔层/PET层的层叠结构的层叠体。此外，各层叠体配置成铝箔层侧成为第1护套侧。

接下来，以围绕编织线的方式挤压包覆了第2护套。第2护套的材料、厚度设为如表1以及表2所示那样。通过以上所述，制作了具有规定的dc、ds的样品1～13的通信用屏蔽线缆。

另外，在上述样品1～8的通信用屏蔽线缆的制作中，除了未包覆第1护套以外，同样地制作了样品1C的通信用屏蔽线缆。同样地，在上述样品9～13的通信用屏蔽线缆的制作中，除了未包覆第1护套以外，同样地制作了样品2C的通信用屏蔽线缆。

(特性阻抗以及模式变换量的测定)

对各样品的通信用屏蔽线缆测定了特性阻抗和模式变换量。特性阻抗通过TDR(Time Domain Reflectometry，时间区域反射)测定法来测定。另外，模式变换量使用网络分析仪来测定。通信用屏蔽线缆的评价在环境温度23℃下实施。

在表1以及表2中，一并示出所制作的样品的通信用屏蔽线缆的详细结构、特性阻抗以及模式变换量的测定结果。

[表1]

根据表1以及表2，可知以下内容。样品1C以及样品2C在双绞线与屏蔽层之间没有第1护套。因此，样品1C以及样品2C的模式变换量极大。这是由于，在双绞线的芯线与屏蔽层之间没有第1护套，从而无法充分地取得芯线与屏蔽层之间的物理上的距离，无法使芯线与屏蔽层之间的电磁耦合减弱，共模阻抗降低。

与此相对地，样品1～样品13与以往相比，能够降低模式变换量。这是由于，在样品1～样品13中，通过配置于双绞线与屏蔽层之间的第1护套，在芯线与屏蔽层之间能够取得物理上的距离，能够使芯线与屏蔽层之间的电磁耦合减弱。因此，根据样品1～样品13，通过模式变换的抑制效果，可知能够得到适合于高速通信的通信用屏蔽线缆。另外，通过使用双绞线，能够抑制外来噪声(磁场噪声)的影响，并且，由端子压焊等带来的导线线束的加工性也优良。因此，根据样品1～样品13，可知能够得到适用于汽车的通信用屏蔽线缆。

另外，如果对样品1～13进行比较，则可知以下内容。如果对样品1～样品3与样品4进行比较，则确认了由于满足dc≤ds，从而模式变换量的降低效果变得更大。这被认为是由于，因为满足dc≤ds，从而能够大幅减小芯线的导体与屏蔽层之间的电磁耦合。另外，如果对样品9～样品11与样品12进行比较，则可以说与上述相同。

接下来，如果对样品1与样品5以及样品6进行比较，则确认了通过做成在双绞线与第1护套之间具有空隙的中空结构，从而与做成在双绞线与第1护套之间实质上没有空隙的实心结构的情况相比，容易抑制特性阻抗的降低。这是由于，在实心结构中，双绞线的周围的介电常数上升，与此相对地，根据中空结构，通过空隙能够抑制双绞线的周围的介电常数上升。另外，在实心结构中，为了使特性阻抗与期望的值相匹配，需要使芯线的绝缘体的厚度变厚，可以说线缆容易粗径化。与此相对地，根据中空结构，能够在确保所需的特性阻抗的同时使芯线的绝缘体的厚度变薄，因此，可以说有利于线缆的细径化。

接下来，如果对样品1～样品8进行比较，则当双绞线的捻距大于40mm时，发现第1护套的偏芯率降低的倾向。这是由于，双绞线的捻距变大，从而第1护套容易进入到2根芯线之间。因此，确认了双绞线的捻距优选设为40mm以上。另外，如果第1护套的偏芯率低于80％，则有可能对线缆加工性、线缆特性产生不良影响，因此，确认了第1护套的偏芯率优选设为80％以上。

另外，如果对样品9～13进行比较，则还确认了在作为屏蔽层而使用具有铝箔层/PET层/粘接层的层叠结构的层叠体的情况下，与使用具有铝箔层/PET层的层叠体的情况相比，剥落性更优良。

以上，详细说明了本发明的实施例、实验例，但本发明不限定于上述实施例、实验例，在不损害本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

Claims (10)

1.一种通信用屏蔽线缆，具有：

双绞线，具备一对芯线，所述一对芯线被绞合，所述一对芯线具有导体和包覆所述导体的绝缘体；

第1护套，包覆所述双绞线；

屏蔽层，包覆所述第1护套；以及

第2护套，包覆所述屏蔽层。

2.根据权利要求1所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述一对芯线之间的导体间距离dc和所述芯线的所述导体与所述屏蔽层之间的最短距离ds满足dc≤ds。

3.根据权利要求1或2所述的通信用屏蔽线缆，其中，

在所述双绞线与所述第1护套之间具有空隙。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述双绞线的捻距为40mm以下。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述屏蔽层由具有金属箔层和层叠于所述金属箔层的一面的树脂层的层叠体构成。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述屏蔽层由具有金属箔层、层叠于所述金属箔层的外侧表面的树脂层及层叠于所述树脂层的外侧表面的粘接层的层叠体构成。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述屏蔽层由覆盖所述第1护套的外周的编织线构成。

8.根据权利要求1～4中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述屏蔽层由覆盖所述第1护套的外周的金属箔以及与所述金属箔导通的引流线构成。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述通信用屏蔽线缆的特性阻抗是90Ω以上且110Ω以下。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的通信用屏蔽线缆，其中，

所述通信用屏蔽线缆用于汽车中的通信。