CN117275808A

CN117275808A - 双绞线屏蔽电缆和线束

Info

Publication number: CN117275808A
Application number: CN202310542617.5A
Authority: CN
Inventors: 熊田健人; 清水敏晴
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2022-06-20
Filing date: 2023-05-15
Publication date: 2023-12-22
Also published as: US20230411043A1; EP4297047A1; JP2024000097A

Abstract

提供了一种双绞线屏蔽电缆和线束，所述双绞线屏蔽电缆包括；绞合在一起的两根绝缘线，每根绝缘线具有一个导体和一个覆盖所述导体的绝缘体；金属箔屏蔽层，设置在所述两根绝缘线外周；金属编织层，设置在所述金属箔屏蔽层的外周；以及护套，设置在所述金属编织层的外周，其中所述金属箔屏蔽层包括PET薄膜层和金属层，并且所述PET薄膜层的厚度为20μm或以下，所述PET薄膜层的椭圆度设定为0.75或以上和0.90或以下，并且所述金属箔屏蔽层纵向连接到所述两根绝缘线上。

Description

双绞线屏蔽电缆和线束

技术领域

本公开涉及一种双绞线屏蔽电缆和线束。

背景技术

在相关技术中，已经提出了一种用于高速数字信号传输的双芯屏蔽电缆，目的是改善施加差分信号时的漏电衰减量特性。该双芯屏蔽电缆包括两根电线、围绕电线设置的金属箔屏蔽层、金属箔屏蔽层上的金属编织层和金属编织层上的护套。在这种双芯屏蔽电缆中传输的信号具有很高的频率，并且考虑到趋肤效应和返回电流，设置有具有光滑表面的金属箔屏蔽层的双芯屏蔽电缆是有效的。

这里，已经提出了多芯(三芯或更多芯)的屏蔽电缆(例如，参见JP2015-072774A，JP2003-132743A和JP2015-153497A)。在JP2015-072774A公开的屏蔽电缆中，一对电线被金属箔屏蔽层屏蔽，很多对屏蔽电线以圆形排列。

JP2003-132743A中公开的屏蔽电缆具有四根结构，其中四根绝缘线(四根芯线)一次绞合，并且具有在四根芯线周围设置金属箔屏蔽层、在金属箔屏蔽层的外周设置有双芯屏蔽电缆、并进一步在金属箔屏蔽双芯屏蔽电缆的外周设置护套的配置。

JP2015-153497A中公开的屏蔽电缆具有这样的结构，其中三根绝缘线(三根芯线)一次绞合，将具有磁性粉末的管状部件横向缠绕(螺旋缠绕)在三根芯线周围，并在管状部件的外周设置护套。

此外，还提出了以下屏蔽电缆作为双芯或单芯屏蔽电缆(参见JP2015-185527A和JP2007-265797A)。JP2015-185527A中公开的屏蔽电缆具有这样的结构，其中金属箔屏蔽层横向缠绕(螺旋缠绕)在并联排列的两根绝缘线(两根芯线)上，并在金属箔屏蔽层的外周设置树脂带。

此外，JP2007-265797A中公开的屏蔽电缆具有以下结构：金属箔屏蔽层纵向连接到并联排列的一根绝缘线的外周，双芯屏蔽电缆设置在金属箔屏蔽层的外周，并且护套进一步设置在双芯屏蔽电缆的外周。

在这里，在屏蔽电缆中，最好是金属箔屏蔽层在端子加工时容易修剪。

因此，金属箔屏蔽层最好是纵向连接到内侧的两根绝缘线上，而不是螺旋缠绕在两根绝缘线上。

这是因为，在螺旋缠绕的情况下，很难在螺旋缠绕的金属箔护罩的包裹部分修剪重叠的金属箔护罩的下部。因此，考虑到修剪的问题，可以说金属箔屏蔽层优选纵向连接。

但是，当金属箔屏蔽层纵向连接到两根绝缘线上时，金属箔屏蔽层很容易沿着两根绝缘线设置，即，处于金属箔屏蔽层不与两根绝缘线紧密接触的状态，金属箔屏蔽层相对于绝缘线的位置不稳定，并且传输特性容易恶化。

因此，为了改善传输特性，可以设想将金属箔屏蔽层缠绕在两根绝缘线周围，即使金属箔屏蔽层纵向连接，金属箔屏蔽层与两根绝缘线也更紧密地接触。但是，在两根绝缘线绞合的双绞线屏蔽电缆中，当金属箔屏蔽层与两根绝缘线过度接触时，金属箔屏蔽层很可能由于电缆的轻微弯曲而断裂。也就是说，在不绞合的双芯平行屏蔽电缆中，由于两根绝缘线是平行排列的，因此可以预期在一定程度上，当电缆弯曲时，绝缘线和金属箔屏蔽层会相互滑动。另一方面，在两根绝缘线绞合的情况下，即使可以预期在绞合方向(螺旋方向)上滑动，在弯曲时，弯曲的外侧也会沿电缆纵向拉伸。因此，拉伸的方向与预期滑动的方向不同，并且不能期望两根绝缘线和金属箔屏蔽层相互滑动，因此金属箔屏蔽层很容易断裂。因此，在双绞线屏蔽电缆中，当金属箔屏蔽层与两根绝缘线过度紧密接触时，金属箔屏蔽层有可能断裂。因此，抗噪性降低，最终导致传输特性的恶化。

发明内容

本公开提供了一种双绞线屏蔽电缆和线束，其可以更容易地修剪并且可以抑制传输特性的恶化。

根据本公开的说明性方面，双绞线屏蔽电缆包括：绞合在一起的两根绝缘线，每根绝缘线都有导体和覆盖导体的绝缘体；金属箔屏蔽层，在两根绝缘线外周设置；金属编织层，在金属箔屏蔽层的外周上设置；以及护套，在金属编织层的外周上设置。金属箔屏蔽层包括PET薄膜层和金属层。PET薄膜层的厚度为20μm或以下，PET薄膜层的椭圆度设置为0.75或以上和0.90或以下，并且金属箔屏蔽层纵向连接到两根绝缘线上。

根据本公开的另一个说明性方面，线束包括：根据上述技术方案的双绞线屏蔽电缆；与所述双绞线屏蔽电缆相邻的另一部件。

附图说明

图1是根据本公开实施例的包括双绞线屏蔽电缆的线束的透视图；

图2是示出图1所示的双绞线屏蔽电缆的透视图；

图3是示出图1所示的双绞线屏蔽电缆的剖面图；

图4是示出根据实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆的表格；

图5是示出根据实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆的传输特性示意图；

图6是示出根据实施例1至3和比较例1的说明薄膜层厚度与双绞线屏蔽电缆椭圆度之间的相关性的图表；

图7是示出根据实施例2的双绞线屏蔽电缆的传输特性和特性阻抗图；

图8是示出根据实施例2的双绞线屏蔽电缆的传输特性图，显示了***损耗；和

图9是示出根据实施例2的双绞线屏蔽电缆的传输特性图，显示了反射损耗。

具体实施方式

在下文中，将参照优选实施例对本公开进行描述。应当注意的是，本公开不限于以下实施例，并且可以在不偏离本公开要点的情况下进行适当的修改。此外，在下面描述的实施例中，尽管有些部分省略了部分配置的插图和描述，但毋庸置疑，在与下述内容不发生矛盾的范围内，适当地将公开的或公知的技术应用于省略技术的细节。

图1是根据本公开实施例的包括双绞线屏蔽电缆的线束的透视图。如图1所示，线束WH包括双绞线屏蔽电缆1和另一电缆(另一部件)100。

另一电缆100是，例如电源线等粗电线或不同于电源线的如信号线等细电线，并且包括导体101和覆盖导体101外周的绝缘体102。在双绞线屏蔽电缆1和另一根电缆100周围缠绕着树脂带RT，或者在双绞线屏蔽电缆1和另一根电缆100上连接有波纹管(未示出)、端子(未示出)、连接器等。

图2是示出图1所示的双绞线屏蔽电缆1的透视图，图3是示出图1所示双绞线屏蔽电缆的剖视图。如图2和图3所示，双绞屏蔽电缆1包括两根绝缘线10、金属箔屏蔽层20、金属编织层30和护套40。

绝缘线10各自包括导体11和导体11上的绝缘体12，并且被绞合(twisted)以便彼此呈螺旋状。作为导体11，采用软铜线、镀银软铜线、镀锡软铜线、镀锡铜合金线等。尽管在本实施例中，导体11是通过绞合两根或两根以上(具体地说为七根)导线而获得的绞合线来实现的，但本公开并不特别限于此。导体11可以通过一根导线实现。此外，尽管假定导体11的横截面积为0.22sq(“sq”是表示平方毫米的单位)或以下，但本公开并不特别限于此。

绝缘体12是覆盖导体11的部件。作为绝缘体12，使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等类似材料。例如，绝缘体12具有3.0或更低的介电常数。

基于以下式(1)，绝缘体12优选的厚度为0.52mm或以下。

这里，Z₀是特性阻抗，例如，用100Ω替换。此外，εe是介电常数，例如，用3.0或以下的值来替换。此外，dw是构成导体11的导线的导线直径，并且例如假定为0.16mm。此外，d是导体11的外径，当绞合七根线径分别为0.16mm时，d为0.48mm。k₁是导体外径系数，在上面的例子中为0.939。B是两根绝缘线10的导体11中心间的距离。绝缘体12的厚度是通过将上述数值等代入式(1)来计算的，并且优选为0.52mm或以下。

金属箔屏蔽层20具有三层结构，包括薄膜层(PET薄膜层)21、粘合剂层22和金属层23，粘合剂层22将薄膜层21和金属层23整体粘合。薄膜层21是非导电树脂薄膜，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制成。薄膜层21优选是通过在高温下沿纵向和横向两个方向拉伸树脂薄膜而形成的双轴拉伸薄膜。这是因为双向拉伸的薄膜在纵向和横向上都可以具有很高的强度，并且很难断裂。在该实施例中，薄膜层21具有20μm或以下的厚度。

金属层23是导电金属层，由诸如铜或铝的金属制成。在实施例中，金属层23优选具有20μm或以下的厚度。此外，从保证屏蔽性能的角度出发，金属层23在由铜制成时优选具有8μm或以上的厚度，当由铝制成时优选具有10μm或以上的厚度。对于各种类型的金属，当金属层23的厚度为10μm或以上时，可以充分表现出屏蔽性能。另外，金属箔屏蔽层20纵向连接到两根绝缘线10上，使得金属层23位于外侧。

金属编织层30由金属线束如软铜线、镀银软铜线、镀锡软铜线或镀锡铜合金线等金属线编织而成，每束金属线束包括多根金属线。所述金属线可以是通过在纤维上施加金属镀层而获得的镀层纤维。另外，金属编织层30可以是通过向多根金属线共同施加镀层而得到的扁平束来编制而形成。

护套40是覆盖金属编织层30的外周的绝缘体。护套40在位于金属箔屏蔽层20和金属编织层30的外周侧处于填充状态。也就是说，护套40以所谓的实心状态提供，而不是以内部具有空隙的管形式提供。通过对于由绝缘线10、金属箔屏蔽层20和金属编织层30组成的部件进行固体挤压，在绝缘线10、金属箔屏蔽层20和金属编织层30周围设置护套40。护套40由例如PE、PP和聚氯乙烯(PVC)制成。护套40不限于实心，并且可以以管状形式实施并相对于内部金属编织物30的某些部分设置空隙的状态设置，或者可以在空隙中单独设置任何其它夹杂物。

这里，在根据实施例的双绞线屏蔽电缆1中，薄膜层21的厚度为20μm或以下，刚性受到一定程度的抑制。因此，当金属箔屏蔽层20纵向连接到两根绝缘线10上时，可以将金属箔屏蔽层20缠绕成适合两根绝缘线10绞合的形状。这可有助于稳定金属箔屏蔽层20相对于两根绝缘线10的位置。特别地，当薄膜层21的厚度为20μm或以下时，只要金属层23不是过厚，金属箔屏蔽层20就可以被卷绕使得相对于两根绝缘线10的椭圆度(在与纵向正交的横截面中的椭圆度，在下文中同样适用)为0.90或以下。

此外，在双绞线屏蔽电缆1中，金属箔屏蔽层20被缠绕使得相对于两根绝缘线10的椭圆度为0.75或以上。因此，在双绞线屏蔽电缆1中，金属箔屏蔽层20不会以金属箔屏蔽层20与两根绝缘电线10接触过近的状态缠绕在两根绝缘线10上。

下面，将描述根据实施例的双绞线屏蔽电缆1的实施例和比较例。图4是示出根据实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆的示意图表。在实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆中，导体是通过将七根软铜线绞合在一起而获得的绞合线，其横截面积为0.13sq。其外径为0.48mm。绝缘体由交联聚烯烃制成，由于覆盖了导体，外径为1.22mm。

外屏蔽层1由金属箔屏蔽层形成，其中金属层的厚度为10μm，并且相对于两根绝缘线纵向连接。外屏蔽层2由金属线形成的编织屏蔽层组成。护套由阻燃聚烯烃制成。在上述结构下，根据实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆的成品外径为3.8mm。

在用作外屏蔽层1的金属箔屏蔽中，PET层(薄膜层)的厚度在实施例1中为6μm，在实施例2中为12μm，在实施例3中为20μm，在比较例1中为25μm。

图5是示出根据实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆的传输特性的图。如图5所示，关于实施例1至3，结果表明，在0.01GHz至1GHz的整个频率范围内满足标准值。相反，关于比较例1，结果表明，在超过0.04GHz至约0.2GHz的范围内不满足标准值。这是因为比较例1中的椭圆度并非0.90或以下。

图6是示出根据实施例1至3和比较例1的双绞线屏蔽电缆的薄膜层厚度与椭圆度之间的相关性的图表。如图6所示，在实施例1至3中，当薄膜层的厚度为6μm、12μm和20μm时，椭圆度分别为0.75、0.83和0.90。因此，在所有示例中，椭圆度均为0.90或以下，可以说金属箔屏蔽层在某种程度上以符合两根绝缘线的形状的方式缠绕。因此，关于传输特性，如图5所示，满足标准值。

另一方面，在根据比较例1的双绞线屏蔽电缆中，薄膜层的厚度为25μm，椭圆度超过0.90。因此，金属箔屏蔽层没有以符合两根绝缘线形状的方式缠绕，并且关于传输特性，如图5所示，结果表明不满足标准值。

在图6所示的示例中，金属层的厚度为10μm。但是，尽管没有显示，但也发现，在薄膜层厚度为20μm的情况下，即使金属层的厚度为40μm，在纵向连接时通过缠绕方法将椭圆度设置为0.90或以下也没有问题。此外，还发现金属层的厚度优选为20μm或以下，以便容易地达到0.90或以下的椭圆度。

此外，对实施例1至3和比较例2的双绞线屏蔽电缆(比较例1中的薄膜层厚度在比较例2中设置为4μm)进行了180°弯曲试验。180°弯曲测试是在以下条件下进行的：从双绞线屏蔽电缆的一端(下端)悬挂200g的重量W，双绞线屏蔽电缆的上部(位于上端略低一侧的部分)夹在一对直径为30mm的芯轴M之间。接下来，双绞线屏蔽电缆的另一端(上端)沿芯轴M以180°的弯曲角度反复弯曲。在重复弯曲中，测量金属箔屏蔽层的电阻值增加10％时的弯曲次数。

结果，弯曲次数在实施例1中约为400次，在实施例2中约为500次，在实施例3中约为600次，均超过300次。相反，关于比较例2，其中金属箔屏蔽层的薄膜层厚度设置为4μm，弯曲次数约为200次，其小于300次。因此，当椭圆度小于0.75时，由于金属箔屏蔽层的破损而抗噪性能变差(传输特性恶化)得到证实。

图7至图9是示出根据实施例2的双绞线屏蔽电缆的传输特性的图。图7是说明特性阻抗的图表。图8是说明***损耗的图表。图9是说明反射损耗的图表。在图7至9中，虚线表示标准值。

如图7所示，根据实施例2的双绞线屏蔽电缆的特性阻抗保持在100Ω左右，并且满足95Ω以上和105Ω以下的标准值。

如图8所示，根据实施例2的双绞线屏蔽电缆在1MHz至1000MHz的整个频率范围内具有较小的***损耗，并且满足标准值。

此外，如图9所示，根据实施例2的双绞线屏蔽电缆在1MHz至1000MHz的整个频率范围内具有较小的反射损耗，并且满足标准值。

这样，根据本公开实施例的双绞线屏蔽电缆1，由于金属箔屏蔽层20纵向连接到要设置在其周围的金属箔屏蔽层20上，因此可以容易地进行修剪。此外，由于金属箔屏蔽层20的薄膜层21的厚度为20μm或以下，椭圆度为0.90或以下，因此金属箔屏蔽层20与两根绝缘电线10在一定程度上紧密接触，使得金属箔屏蔽层20相对于两根绝缘线10的位置不太可能不稳定，并且可以抑制传输特性的恶化。此外，由于金属箔屏蔽层20的椭圆度为0.75以上，金属箔屏蔽层20与两根绝缘线10不会过度紧密接触，这有助于防止金属箔屏蔽层20在弯曲时容易断裂的情况，并且可以抑制由于金属箔屏蔽层20的断裂而导致的传输特性的恶化。因此，可以提供双绞线屏蔽电缆1，其可以更容易地进行修剪并且可以抑制传输特性的劣化。

此外，由于金属层23的厚度为20μm或以下，因此可以抑制当金属层23太厚时难以达到0.90或以下的椭圆度的情况。

此外，根据实施例的线束WH，可以提供能够更容易地修剪并且可以抑制传输特性劣化的线束WH。

尽管本公开已经基于上述实施例进行了描述，但本公开不限于上述实施例。可以在不偏离本公开要点的情况下进行修改，并且可以适当地组合公开已知或公知的技术。

例如，尽管在上述实施例中，双绞线屏蔽电缆1中，金属箔屏蔽层20的设置使得金属层23面向金属箔屏蔽层20的外侧，但本公开不限于此，并且金属箔屏蔽层20可以面向金属箔屏蔽层20的内侧。

此外，在根据实施例的双绞线屏蔽电缆1中，假定金属编织层30连接到屏蔽连接器上。或者，连接目标可能不是屏蔽连接器。

根据本公开的第一方面，双绞线屏蔽电缆(1)包括；绞合在一起的两根绝缘线(10)，每根绝缘线(11)具有导体(11)和覆盖导体(11)的绝缘体(12)；金属箔屏蔽层(20)，设置在两根绝缘线(10)外周；金属编织层(30)，设置在金属箔屏蔽罩(20)的外周；和护套(40)，设置在金属编织层(30)的外周。金属箔屏蔽层(20)包括PET薄膜层(21)和金属层(23)。PET薄膜层(21)的厚度为20μm或以下，PET薄膜层(21)的椭圆度设置为0.75或以上和0.90或以下，并且金属箔屏蔽层(20)纵向连接到两根绝缘线(10)。

根据本公开的第二方面，金属箔屏蔽层(20)的金属层(23)可以具有20μm或以下的厚度。

根据本公开的第三方面，线束(WH)可以包括：根据方面1或2的双绞线屏蔽电缆(1)；和与双绞线屏蔽电缆(1)相邻的另一部件(100)。

根据本公开，可以提供双绞线屏蔽电缆和线束，其可以更容易地修剪并且可以抑制传输特性的恶化。

Claims

1.一种双绞线屏蔽电缆，包括：

绞合在一起的两根绝缘线，每根绝缘线具有导体和覆盖所述导体的绝缘体；

金属箔屏蔽层，设置在所述两根绝缘线外周；

金属编织层，设置在所述金属箔屏蔽层的外周；以及

护套，设置在所述金属编织层的外周，其中

所述金属箔屏蔽层包括PET薄膜层和金属层，并且

所述PET薄膜层的厚度为20μm或以下，所述PET薄膜层的椭圆度设定为0.75或以上和0.90或以下，并且所述金属箔屏蔽层纵向连接到所述两根绝缘线上。

2.根据权利要求1所述的双绞线屏蔽电缆，其中，

所述金属箔屏蔽层的所述金属层厚度为20μm或以下。

3.一种线束，包括：

根据权利要求1或2所述的双绞线屏蔽电缆；和

与所述双绞线屏蔽电缆相邻的另一部件。