JP5793378B2

JP5793378B2 - シールドケーブル

Info

Publication number: JP5793378B2
Application number: JP2011198128A
Authority: JP
Inventors: 喜久男森; 勲亀山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-09-12
Also published as: JP2013062051A

Description

本発明は、シールドケーブルに係り、特に高速伝送に好適なシールドケーブルに関する。

一般に、高速伝送では、シールドケーブルが用いられる。また、特に、車両に用いられる高速伝送用のシールドケーブルでは、車両内の配索の観点から柔軟性が兼ね備えられていることが求められている。

例えば、屈曲耐久性とシールド特性に特徴を有する導電性を有する素線を螺旋状に交差せるように２層に巻いた構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、図５（ａ）に示すように、ケーブル１０１は、絶縁電線１１０と、導電性を有する素線を絶縁電線１１０の外周にらせん状に巻き付けて形成される横巻き層１２０と、横巻き層１２０の巻き付け方向に対して交差する方向に、導電性を有する素線をらせん状に巻いて形成される反転横巻き層１４０と、横巻き層１２０と反転横巻き層１４０との間に設けられる緩衝層１３０と、反転横巻き層１４０の外周に設けられるシース１５０とを備える。そして、横巻き層１２０を形成する素線の巻き付け角度θ１と、反転横巻き層１４０を形成する素線の巻き付け角度θ２とはそれぞれ鋭角であり、巻き付け角度θ１と巻き付け角度θ２との差の絶対値が２０°以下となっている。

また、別の技術として、ケーブル外径を小さくすると共に可撓性や屈曲性を向上し、かつ、減衰量を良好とすべく提案された技術もある（例えば、特許文献２参照）。この技術では、図５（ｂ）に示すように、２芯平行ケーブル２０１が、中心導体２０３の外周を絶縁層２０５で被覆してなる絶縁線２０７と、平行に並べた２本の絶縁線２０７の外周に素線２０９を１重に横巻きした１重横巻シールド２１１と、この１重横巻シールド２１１の外周にスパイラル状に巻き付けた銅を表面に蒸着したポリエステルテープからなる金属テープ体２１３と、この金属テープ体２１３の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被２１５と、で構成されている。

特開２０１０−２２５５７１号公報特開２００９−１６４０３９号公報

ところで、車両用に用いられるシールドケーブルでは、上述の通り柔軟性が求められているが、同時に、低コストの要請が非常に厳しいという状況にある。そして、一般的な、金属素線の編組のシールドケーブルの製造コストにあっては、特に、素線を束にして構成する編組（編祖）の工程が大きな比重を占めている。特許文献１や２に記載の技術でも同様の課題がある。また、金属泊を巻き付けてシールドする技術があるが、ケーブルの柔軟性低下、それに伴う金属箔の破断という課題があり別の技術が求められていた。また、編組のシールドケーブルでは、端末加工時に生じる素線片の処理に注意が必要となり、やはり工数の観点から対策が求められていた。

本発明の目的は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術を提供することにある。

本発明のシールドケーブルケーブルは、前記ケーブルの外周に備わる、フィルム状の誘電層に導体をパターン化したシールド層と、を備え、前記シールド層は、前記導体を向かい合わせに積層した構造を有する。
また、前記シールド層は、フレキシブル基板に前記導体がパターン化されてもよい。
また、前記シールド層には、スリットが形成されてもよい。
また、前記導体のパターンは、螺旋状に形成されており、前記導体を向かい合わせに積層したときに、前記導体同士が交差するように形成されてもよい。

本発明によれば、柔軟性を確保しつつ低コストで製造可能なシールドケーブルを提供できる。

実施形態に係る、シールドケーブルの外観を示す図である。実施形態に係る、シールドケーブルの断面図である。実施形態に係る、第１のＦＰＣシールドを示す図である。実施形態の変形例に係る、ＦＰＣシールドを示す図である。従来技術に係る、シールドケーブルを示す図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の主要な特徴的な構成は、シールドとして、従来の編組をパターン化・スリットを設けたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を用いた点にある。以下、このシールド部分を中心に説明する。

図１は、本実施形態に係るシールドケーブル１０の外観および断面を示した図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の内部構造の一部（導体パターン５４、６４）を波線で示したものである。また、図２にシールドケーブル１０の断面形状の詳細を示す。図２（ｂ）は図２（ａ）の領域Ａ１を拡大したものであり、図２（ｃ）は図２（ｂ）の領域Ａ２をさらに拡大したものである。

図示のように、本実施形態のシールドケーブル１０は、第１及び第２のケーブル２０、３０からなるツイストペアケーブル１５と、ツイストペアケーブル１５の外周を覆う複層ＦＰＣシールド４０とを備えている。

第１のケーブル２０は、中心の導体（導体線）２２と、それを被覆する誘電体２４とから構成されている。第２のケーブル３０についても同様の構成である。導体２２は、１本または複数の銅合金等の金属素線からなる。誘電体２４は、絶縁性の樹脂材、例えば、ポリエチレン（架橋発泡ＰＥ）やフッ素樹脂等で形成されている。

図示のシールドケーブル１０では、導体２２の外径０．３８ｍｍ、誘電体２４の外径１．０ｍｍの第１のケーブル２０及び同構造の第２のケーブル３０とを撚ったツイスト線（撚り合わせ外径２．０５ｍｍ）に、二重構造の複層ＦＰＣシールド４０を巻き付けた構造が例示されている。

図３に、被覆前の複層ＦＰＣシールド４０を示す。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。以下、図２及び図３を参照して説明する。

複層ＦＰＣシールド４０は、従来の金属素線の編組によるシールド構造に替わるものであって、ここでは、複数層、より具体的には、第１及び第２のＦＰＣシールド５０、６０の２層で構成されている。

本実施形態では、第１及び第２のＦＰＣシールド５０、６０には、被覆される前にあっては、同じパターンが施されたＦＰＣ基板が用いられている。具体的には、図４に示すように、誘電体層５２の表面に編組に対応する導体パターン５４がパターン化されている。誘電体層５２は、例えば、０．１ｍｍ厚さのテフロン（登録商標）である。なお、導体パターン５４の形成は、一般的なＦＰＣ回路のパターンニング処理と同様の工程で実現できる。

導体パターン５４は、導体厚さ２５μｍであり、４５度間隔で形成されている。また、導体幅は±１１．２５度、巻き付け状態でのピッチは１０ｍｍで２．５回転となっている。さらに、第１のＦＰＣシールド５０では、編組の導体パターン５４間にスリット５６を設けて、巻き付け状態での柔軟性を確保している。柔軟性が確保できればスリット５６は不要である。なお、第２のＦＰＣシールド６０も、第１のＦＰＣシールド５０と同様の、誘電体層６２、導体パターン６４、スリット６６を備えて形成されている。

そして、導体パターン５４、６４同士を対向させて重ね合わせて第１のＦＰＣシールド５０と第２のＦＰＣシールド６０とを積層させることで、被覆前の複層ＦＰＣシールド４０となる。複層ＦＰＣシールド４０をツイストペアケーブル１５に被覆した状態では、中心側（ツイストペアケーブル１５側）から順に、第１のＦＰＣシールド５０の誘電体層５２、導体パターン５４、第２のＦＰＣシールド６０の導体パターン５４、誘電体層５２と積層されている。

以上、本実施形態によると、複層ＦＰＣシールド４０（第１及び第２のＦＰＣシールド５０、６０）を用いてシールドケーブル１０を形成したことで、金属素線の編祖によりシールを代替することができる。その結果、編組工程を省くことができ、製造コストの低減を実現できるとともに、シールドケーブル１０の柔軟性の確保ができる。また、複層ＦＰＣシールド４０の厚さを、金属素線の編組の場合と比べて、大幅に薄くすることができ、設計の自由度が向上する。例えば、第１のケーブル２０等の導体２２の直径を太くすることできる。また、デジタル伝送用のケーブルとして利用される場合、所定の周波数帯域に関してシールド性能が選択的に確保できればよいことがあり、その帯域に最適なパターンをデザインすることが容易となる。また、設計変更等への対応が容易となる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、上述の実施形態では、２層の複層ＦＰＣシールド４０であったが、１層のＦＰＣシールドとしてもよい。つまり、第１のＦＰＣシールド５０を省いた第２のＦＰＣシールド６０だけの構成であっても、所望の性能が実現できるように、導体パターン６４等の設計値を変更すればよく、上述のように設計変更が容易に可能となっている。また、複層ＦＰＣシールド４０をさらに複数設けられてもよい。

また、導体パターン５４の形状は、上記の形状に限る趣旨ではない。例えば、図４に示す変形例のＦＰＣシールド５０ａのように、円形状の導体パターン５４ａで形成されてもよい。さらに、第１のＦＰＣシールド５０導体パターン５４と第２のＦＰＣシールド６０の導体パターン６４とを別形状としてもよい。例えば、一方を図３で示した導体パターン５４とし、他方を図４で示した導体パターン５４ａとしてもよい。つまり、所望のシールド特性やインピーダンス特性が得られるようにパターン（形状）が設計されればよい。

１０シールドケーブル
１５ツイストペアケーブル
２０第１のケーブル
３０第２のケーブル
４０複層ＦＰＣシールド
５０第１のＦＰＣシールド
５０ａＦＰＣシールド
５２、６２誘電体層
５４、５４ａ、６４導体パターン
５６、６６スリット
６０第２のＦＰＣシールド

Claims

ケーブルと、
前記ケーブルの外周に備わる、フィルム状の誘電層に導体をパターン化したシールド層と、
を備え、
前記シールド層は、前記導体を向かい合わせに積層した構造を有することを特徴とするシールドケーブル。
前記シールド層は、フレキシブル基板に前記導体がパターン化されていることを特徴とする請求項１に記載のシールドケーブル。
前記シールド層には、スリットが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシールドケーブル。
前記導体のパターンは、螺旋状に形成されており、前記導体を向かい合わせに積層したときに、前記導体同士が交差するように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のシールドケーブル。