特開 2015-149175 シールド電線

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-149175(P2015-149175A)

(43)【公開日】2015年8月20日

(54)【発明の名称】シールド電線

(51)【国際特許分類】

   H01B 7/17 20060101AFI20150724BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20150724BHJP

【ＦＩ】

   H01B7/18 D

   H05K9/00 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-21106(P2014-21106)

(22)【出願日】2014年2月6日

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上柿 亮真

【テーマコード（参考）】

5E321

5G313

【Ｆターム（参考）】

5E321AA21

5E321GG05

5E321GG09

5G313AB05

5G313AC03

5G313AD06

5G313AE08

(57)【要約】

【課題】安価かつ軽量であり、優れたシールド性能を有するシールド電線を提供する。
【解決手段】シールド電線１は、コア部２と、コア部２の外周を覆う編組シールド層３とを有している。コア部２は、導体２１１と、導体２１１の周囲に被覆された絶縁材２１２とを有する被覆電線２１を備えている。編組シールド層３は、複数の素線３１を編み込んで構成されている。素線３１は、Ａｌ線またはＡｌ合金線を基材３１１として構成され、Ａｌよりも酸化されにくい金属からなるめっき膜３１２を表面に有している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体と該導体の周囲に被覆された絶縁材とを有する被覆電線を備えたコア部と、
複数の素線を編み込んでなり、上記コア部の外周を覆う編組シールド層とを有し、
上記素線は、Ａｌ線またはＡｌ合金線を基材として構成され、Ａｌよりも酸化されにくい金属からなるめっき膜を表面に有していることを特徴とするシールド電線。

【請求項2】

上記めっき膜は、Ｓｎから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド電線。

【請求項3】

上記めっき膜の厚みは１μｍ以上であることを特徴とする請求項１また２に記載のシールド電線。

【請求項4】

１ＭＨｚ以上の周波数領域における電磁ノイズを低減するために用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシールド電線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド電線に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば自動車や電気機器等において、電磁ノイズ対策が必要な箇所には、シールド電線が用いられている。シールド電線は、電気信号等を伝達するコア部と、コア部の外周を被覆するシールド層とを有しており、外部からコア部への電磁ノイズの侵入や、コア部から外部への電磁ノイズの放射をシールド層により抑制することができるよう構成されている。シールド層としては、例えば、金属素線を編み込んで形成した編組シールド層が知られている。

【0003】

従来、シールド層に用いられる金属素線には、導電性や加工性の観点から、ＣｕやＣｕ合金よりなる線材が用いられている。近年では、シールド電線全体を軽量化するため、より軽量な素線よりなるシールド層が望まれている。例えば特許文献１には、耐熱性繊維の外周に金属膜を形成してなる金属皮膜繊維を編組加工して構成されるシールド層を有するシールド電線が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１１００５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように金属被覆繊維を用いたシールド層は、アース線との接続に当たって接続不良を起こしやすいという問題がある。

【0006】

一方、Ｃｕ（銅）に比べて軽量かつ安価である、Ａｌ（アルミニウム）やＡｌ合金よりなる素線をシールド層に採用することが検討されている。ＡｌやＡｌ合金より構成された素線は、アース線との電気的な接続が容易であるため、上述のような接続不良の問題を回避することができる。しかしながら、Ａｌは比較的酸化されやすい性質を有するため、不導体であるＡｌ₂Ｏ₃の皮膜が表面に不可避的に形成される。このＡｌ₂Ｏ₃皮膜の存在により、ＡｌやＡｌ合金より構成された素線は、表皮効果の影響が顕著となる高周波領域において交流抵抗が大きくなる。それ故、高周波領域の電磁ノイズに対するシールド性能が低下するという問題がある。

【0007】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、安価かつ軽量であり、優れたシールド性能を有するシールド電線を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、導体と該導体の周囲に被覆された絶縁材とを有する被覆電線を備えたコア部と、
複数の素線を編み込んでなり、上記コア部の外周を覆う編組シールド層とを有し、
上記素線は、Ａｌ線またはＡｌ合金線を基材として構成され、Ａｌよりも酸化されにくい金属からなるめっき膜を表面に有していることを特徴とするシールド電線にある。

【発明の効果】

【0009】

上記シールド電線は、複数の素線を編み込んでなり、上記コア部の外周を覆う上記編組シールド層を有している。また、上記素線は、Ａｌ線またはＡｌ合金線を基材として構成され、Ａｌよりも酸化されにくい金属からなるめっき膜を表面に有している。そのため、上記基材の表面にＡｌ₂Ｏ₃皮膜が形成されることを防止できる。また、上記めっき膜がＡｌよりも酸化されにくい金属から構成されているため、不導体である酸化皮膜が上記素線の表面に形成されることを抑制できる。これらの結果、上記素線は、めっき膜を有しない従来の素線に比べて高周波領域における交流抵抗を低減することができる。そして、上記編組シールド層は、上記素線を用いることにより高周波領域の電磁ノイズに対するシールド性能が向上し、優れたシールド性能を有する。

【0010】

また、上記素線は、上記基材にＡｌ線またはＡｌ合金線を用いているため、ＣｕやＣｕ合金よりなる素線に比べて安価かつ軽量である。

【0011】

以上のように、上記シールド電線は、安価かつ軽量であり、優れたシールド性能を有する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１における、シールド電線の側面図。

【図2】図１のII−II線矢視断面図。

【図3】実施例１における、素線の断面図。

【図4】実施例１における、誘導ノイズ量の測定の説明図。

【図5】２本の被覆電線を備えたコア部を有する２芯シールド電線の、図２に相当する断面図。

【図6】３本の被覆電線を備えたコア部を有する３芯シールド電線の、図２に相当する断面図。

【図7】４本の被覆電線を備えたコア部を有する４芯シールド電線の、図２に相当する断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

上記シールド電線は、動作用電力等の比較的大きい電流を伝達する電力線として構成されていても良く、制御信号等の比較的小さい電流を伝達する信号線として構成されていても良い。また、上記シールド電線は、１本の上記被覆電線を有する単芯シールド電線として構成されていても良く、２本以上の上記被覆電線を有する多芯シールド電線として構成されていても良い。

【0014】

上記被覆電線に用いられる導体としては、例えば、Ｃｕ線、Ｃｕ合金線、Ｓｎ（スズ）めっきＣｕ合金線、Ａｌ線及びＡｌ合金線等の、優れた電気伝導性を有する金属線を用いることができる。また、上記導体は、１本の上記金属線から構成されていても良く、多数の上記金属線が撚り合わされた撚線から構成されていても良い。

【0015】

また、上記被覆電線に用いられる絶縁材としては、電線用の絶縁材として従来公知の材料を用いることができる。絶縁性や製造性等の観点からは、上記絶縁材として、架橋ポリエチレン系樹脂や架橋ポリ塩化ビニル樹脂が用いられることが多い。

【0016】

上記編組シールド層を構成する上記素線は、Ａｌ線またはＡｌ合金線を基材として構成され、Ａｌよりも酸化されにくい金属からなるめっき膜を表面に有している。上記めっき膜に用いられる金属としては、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓｎ（スズ）等の、Ａｌよりも標準酸化還元電位が高い金属を用いることができる。コスト及び導電性の観点から、上記めっき膜はＳｎから構成されていることが好ましい。

【0017】

また、上記めっき膜の厚みは１μｍ以上であることが好ましい。この場合には、高周波領域におけるシールド性能を十分に向上させることができる。上記めっき膜の厚みが１μｍ未満の場合には、用途によってはめっき膜の耐久性が不十分となるおそれがある。すなわち、例えば自動車用ワイヤーハーネスとして用いる場合は、振動や屈曲によって上記めっき膜の摩耗等が発生し、上記めっき膜が剥がれ易くなるおそれがある。上記めっき膜が上記基材から剥がれると、上記基材の表面にＡｌ₂Ｏ₃皮膜が形成され、シールド性能の低下を招く。上記めっき膜の耐久性を高め、上述のような問題を抑制する観点から、上記めっき膜の厚みを１μｍ以上とすることが好ましい。

【0018】

また、上記めっき膜と上記基材との間に、必要に応じて中間膜を設けてもよい。中間膜としては、例えば、上記めっき膜と上記基材との密着性を向上させる作用を有するものを用いることができる。例えば、中間膜としては、Ｚｎめっき膜やＮｉめっき膜等を用いることができる。

【0019】

上記シールド電線は、上述の構成を有することにより、表面にめっき膜を有さない素線を用いたシールド電線に比べて、１ＭＨｚ以上の周波数領域におけるシールド特性を向上させることができる。それ故、上記シールド電線は、１ＭＨｚ以上の周波数領域における電磁ノイズを低減する必要がある用途に好適である。このような用途としては、例えば、自動車用ワイヤーハーネス等がある。

【実施例】

【0020】

（実施例１）
上記シールド電線の実施例を、図１〜図４を用いて説明する。図１及び図２に示すように、シールド電線１は、コア部２と、コア部２の外周２２を覆う編組シールド層３とを有している。コア部２は、導体２１１と、導体２１１の周囲に被覆された絶縁材２１２とを有する１本の被覆電線２１より構成されている。編組シールド層３は、複数の素線３１を編み込んで構成されている。図２及び図３に示すように、素線３１は、Ａｌ線を基材３１１として構成され、Ａｌよりも酸化されにくいＳｎからなるめっき膜３１２を表面に有している。以下、シールド電線１の構成を詳説する。

【0021】

被覆電線２１は、断面積３ｍｍ²のＣｕ線を導体２１１とし、その周囲に絶縁材２１２を押出成形して作製されている。

【0022】

編組シールド層３は、図２に示すように、３本の素線３１を互いに並べてなる素線束３２を単位として形成されている。本例の編組シールド層３は、２４組の素線束３２を有している。図には示さないが、各々の素線束３２は、コア部２の外周２２をらせん状に巻き回されながら編み込まれている。本例においては、素線束３２の撚りピッチ、すなわち素線束３２がコア部２の外周２２をらせん状に一回転したときにコア部２の長手方向に進む距離は２０ｍｍである。

【0023】

図３に示すように、素線３１は、直径０．１８ｍｍのＡｌ線を基材３１１とし、表面にＳｎよりなるめっき膜３１２を有している。また、基材３１１とめっき膜３１２との間には、めっき処理により形成されたＮｉよりなる中間膜３１３が設けられている。本例のシールド電線１におけるめっき膜３１２の厚みは１μｍである。なお、めっき膜３１２及び中間膜３１３は、従来公知の方法により形成されている。

【0024】

本例においては、上述のように構成したシールド電線１を用いて、シールド性能の評価を行った。以下に、評価方法を説明する。

【0025】

＜シールド性能評価＞
図４に示すように、シールド電線１をまっすぐに伸ばして配置し、その一端１１をネットワークアナライザ４の出力端子４１に接続すると共に、他端１２を５０Ωの終端抵抗５に接続した。また、シールド電線１と平行にノイズ誘導線６を配置し、その一端６１をネットワークアナライザ４の入力端子４２に接続した。なお、ノイズ誘導線６の他端６２は開放とした。

【0026】

次いで、ネットワークアナライザ４から発生させた交流信号をノイズ誘導線６に入力し、交流信号の周波数を３００ｋＨｚ〜３ＧＨｚの間で掃引した。これにより、交流信号に由来する誘導ノイズをシールド電線１に発生させると共に、シールド電線１から出力端子４１側に反射した反射信号の強度をネットワークアナライザ４により測定した。得られた反射信号の強度及びノイズ誘導線６に入力した交流信号の強度を用いて交流信号に対する反射信号の強度比を算出し、その値を誘導ノイズ量とした。

【0027】

また、編組シールド層３を設けず、コア部２のみからなる比較用電線を別途準備し、上記と同様の方法により比較用電線の誘導ノイズ量を算出した。そして、交流信号の周波数が１０ＭＨｚであるときに得られた、シールド電線１の誘導ノイズ量と比較用電線の誘導ノイズ量との差を求めた。以上の結果、シールド電線１は、比較用電線に比べて、１０ＭＨｚの交流信号に対する誘導ノイズ量を５０ｄＢ低減することができた。

【0028】

（実施例２）
本例は、めっき膜３１２の膜厚を１μｍから２μｍに変更した素線３１を用いたシールド電線１の例である。本例においては、めっき膜３１２の膜厚を変更した以外は、実施例１と同様にシールド電線１を作製した。

【0029】

また、実施例１と同様に、シールド電線１及び比較用電線を用いて、誘導ノイズ量の測定を行い、両者の差を求めた。以上の結果、本例のシールド電線１は、比較用電線に比べて、１０ＭＨｚの交流信号に対する誘導ノイズ量を５１ｄＢ低減することができた。

【0030】

（比較例１）
本例は、直径０．１８ｍｍの軟銅線を用いたシールド電線１の例である。本例においては、上記軟銅線を素線３１として用いた以外は、実施例１と同様にシールド電線１を作製した。

【0031】

また、実施例１と同様に、シールド電線１及び比較用電線を用いて、誘導ノイズ量の測定を行い、両者の差を求めた。以上の結果、本例のシールド電線１は、比較用電線に比べて、１０ＭＨｚの交流信号に対する誘導ノイズ量を５５ｄＢ低減することができた。

【0032】

（比較例２）
本例は、直径０．１８ｍｍのＡｌ線を用いたシールド電線１の例である。すなわち、本例のシールド電線１は、表面にめっき膜３１２が形成される前の状態の基材３１１そのものを素線３１とする編組シールド層３を有している。その他は実施例１と同様である。

【0033】

また、実施例１と同様に、シールド電線１及び比較用電線を用いて、誘導ノイズ量の測定を行い、両者の差を求めた。以上の結果、本例のシールド電線１は、比較用電線に比べて、１０ＭＨｚの交流信号に対する誘導ノイズ量を３８ｄＢ低減することができた。

【0034】

実施例１〜２及び比較例１〜２より知られるように、表面にＳｎよりなるめっき膜３１２を有する素線３１を用いたシールド電線１は、編組シールド層３を有さない比較用電線に比べて、１０ＭＨｚの交流信号に対する誘導ノイズ量を５０〜５１ｄＢ低減することができた。この値は、従来の軟銅線を用いたシールド電線１（比較例１）と同等の値であり、実施例１及び実施例２のシールド電線１が高周波領域において優れたシールド性能を有することがわかる。

【0035】

一方、比較例２のように、表面にめっき膜３１２を形成しないＡｌ線を素線３１として用いた場合には、編組シールド層３を有さない比較用電線に比べて、１０ＭＨｚの交流信号に対する誘導ノイズ量が３８ｄＢ小さくなった。以上の結果から、表面にめっき膜３１２を形成しないＡｌ線を素線３１として用いた比較例２のシールド電線１は、実施例１〜２のシールド電線１に比べて高周波領域におけるシールド性能が劣ることがわかる。

【0036】

なお、実施例１及び実施例２には、コア部２に１本の被覆電線２１を有する単芯シールド電線１の例を示したが、コア部２の被覆電線２１は、用途に応じて適宜数を増やしても良い。例えば図５には、２本の被覆電線２１を有する２芯シールド電線１０２の例を示す。また、図６には、３本の被覆電線２１を有する３芯シールド電線１０３の例を示す。また、図７には、４本の被覆電線２１を有する４芯シールド電線１０４の例を示す。なお、図５〜図７において用いた符号のうち、図１及び図２において用いた符号と同一の符号は、実施例１と同様の構成要素等を表す。

【0037】

また、実施例１及び実施例２には編組シールド層３が表面に露出したシールド電線１の例を示したが、必要に応じて編組シールド層３の外周３３（図２参照）を被覆するシース部を設けてもよい。シース部は、例えば、架橋ポリエチレン樹脂や架橋塩化ビニル樹脂等の、絶縁性を有する材料より構成することができる。

【符号の説明】

【0038】

１ シールド電線
２ コア部
２１ 被覆電線
２１１ 導体
２１２ 絶縁材
３ 編組シールド層
３１ 素線
３１１ 基材
３１２ めっき膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】