説明

シールドスリーブ

【課題】優れた耐摩耗性及び耐屈曲性を得ることが可能なシールドスリーブを提供する。
【解決手段】シールドスリーブ1は、断面が略円形の、1本の抗張力繊維30又は複数本の抗張力繊維30の束に金属メッキ40を施して編組加工したものである。シールドスリーブは、編込みの編組密度が85%以上98%以下であり、編組間抵抗が0.096Ω/m以下であるでことが好ましい。また、本発明においてシールドスリーブは、電線の径方向に多層化されていることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールドスリーブに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電線からのノイズ放射や外部からのノイズ防止を目的として高シールド特性のシールドスリーブの開発が望まれている。また、ロボット等のように可動部を有する部位に用いられる電線では、シールドスリーブが高屈曲性及び高耐摩耗性を有する必要がある。
【0003】
そこで、糸の表面に金属箔を巻き付けたものを編組加工してシールドスリーブとしたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。また、軟銅線などの導電性を有する素線と、非導通のアラミド等の繊維とによって編組加工したシールドスリーブについても提案されている(例えば特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平1−86297号公報
【特許文献2】特開2006−164830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、特許文献1に記載のシールドスリーブは、金属箔を糸の表面に巻き付けているため、厚みが増す傾向にある。また、シールドスリーブの屈曲状況によっては金属箔のエッジ部分が糸に干渉して糸が断線したり、金属箔に亀裂や破断が発生したりして、シールドスリーブの導体抵抗が上昇してシールド特性が低下してしまう可能性がある。
【0006】
また、特許文献2に記載のシールドスリーブは、一部にアラミド繊維を用いているため、シールド効果が低下してしまう。さらに、特許文献2に記載の技術では軟銅線をシールドスリーブに用いているため、軽量化の効果が乏しい。
【0007】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、優れた耐摩耗性及び耐屈曲性を得ることが可能なシールドスリーブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のシールドスリーブは、断面円形の、1本の抗張力繊維又は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施して編組加工したシールドスリーブである。
【0009】
本発明のシールドスリーブによれば、繊維とメッキ層との接触面が平滑であるため、クラックの発生を抑制できるとともに、屈曲時において編組の束同士が擦れ合うことを抑制できる。従って、優れた耐摩耗性及び耐屈曲性を得ることが可能なシールドスリーブを提供することができる。
【0010】
また、本発明のシールドスリーブによれば、金属メッキを施した抗張力繊維を用いているため、耐摩耗性及び耐屈曲性に優れているだけでなく、糸という軽い素材を使用していることから軽量化に寄与することができる。また、金属箔を糸の表面に巻き付ける構成でないため厚みが必要以上に増さないこととなる。
【0011】
また、本発明のシールドスリーブは、編込みの編組密度が85%以上98%以下であり、編組間抵抗が0.096Ω/m以下であることが好ましい。
【0012】
本発明のシールドスリーブによれば、金属メッキを施した抗張力繊維を用いているため、耐摩耗性及び耐屈曲性に優れているだけでなく、糸という軽い素材を使用していることから軽量化に寄与することができる。また、金属箔を糸の表面に巻き付ける構成でないため厚みが必要以上に増さないこととなる。加えて、編込みの編組密度が85%以上且つ編組間抵抗が0.096Ω/m以下とすることで、一般的に用いられる従来のシールドスリーブよりも吸収クランプ法にて同等以上のシールド効果を確保することができる。さらに、編込みの編組密度が98%以下であるため、耐屈曲性に優れたシールドスリーブを提供することができる。従って、高屈曲性及び高耐摩耗性を維持しつつ、細径化、及び高シールド効果を得ることが可能なシールドスリーブを提供することができる。
【0013】
また、本発明においてシールドスリーブは、電線の径方向に多層化されていることが好ましい。
【0014】
このシールドスリーブによれば、電線の径方向に多層化されているため、より耐摩耗性及びシールド効果を向上させることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、優れた耐摩耗性及び耐屈曲性を得ることが可能なシールドスリーブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1(a)及び図1(b)は、本発明の実施形態に係るシールドスリーブを示す構成図であって、図1(a)は径方向の断面図であり、図1(b)は側面図である。
【図2】図2(a)〜図2(c)は、1本の抗張力繊維又は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施したものを示す構成図であって、図2(a)は1本の抗張力繊維に金属メッキを施した例を示し、図2(b)は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施した第1の例を示し、図2(c)は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施した第2の例を示している。
【図3】図3は、シールドスリーブの特性を示すグラフである。
【図4】図4は、シールドスリーブの耐屈曲性を示すグラフである。
【図5】図5は、シールドスリーブの耐屈曲性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図1(a)及び図1(b)は、本発明の実施形態に係るシールドスリーブを示す構成図であって、図1(a)は径方向の断面図であり、図1(b)は側面図である。同図に示すシールドスリーブ1は、導体10上に被覆された絶縁体20の外周に設けられたものである。
【0018】
導体10としては、例えば軟銅線、銀メッキ軟銅線、錫メッキ軟銅線、及び錫メッキ銅合金線などが用いられる。なお、本実施形態において導体10は1本であるが、複数本であってもよい。また、導体10は、仕様により径等が適宜設定される。絶縁体20は、導体10上に被覆される部材であって、非導通の部材により構成されている。
【0019】
シールドスリーブ1は、断面が略円形状である1本の抗張力繊維30又は断面が略円形状である複数本の抗張力繊維30の束に金属メッキを施して編組加工したものである。ここで、抗張力繊維としては、例えばパラ系アラミド繊維、PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole)繊維、及びポリアリレート繊維が該当する。
【0020】
このように、本実施形態では金属メッキを施した抗張力繊維を用いているため、耐摩耗性及び耐屈曲性に優れている。
【0021】
次に、本実施形態に係るシールドスリーブ1の製造方法について説明する。概略的には、まず、断面が略円形の1本の抗張力繊維30又は複数本の抗張力繊維30の束にメッキ加工を施す。次いで、これを編組加工する。これにより、本実施形態に係るシールドスリーブ1を得ることができる。なお、編組方法は任意である。
【0022】
以下では、メッキ加工の方法について更に説明する。本出願人は、メッキ加工に関して、メッキムラを抑制することが可能なメッキ前処理方法を提案している(特願2011−002736)。以下では、当該メッキ前処理方法を用いたメッキ加工について説明する。
【0023】
まず、抗張力繊維30上に油剤を塗布する。ここで、塗布される油剤は、超臨界二酸化炭素に対して難溶で、有機金属錯体を溶解及び還元できるものである。具体的に塗布される油剤は、脂肪酸系の油剤、及びパラフィンオイルなどが該当する。
【0024】
その後、有機金属錯体が投入されている筐体内に上記油剤を塗布した抗張力繊維30を収納し、超臨界状態とした二酸化炭素を筐体内に供給する。これにより、有機金属錯体が超臨界二酸化炭素を介して油剤中に溶解後還元されることとなり、有機金属錯体が分解して繊維上に金属が析出する。特に、超臨界二酸化炭素は、溶解性及び拡散性が高く、筐体内に大量の抗張力繊維30が収納されていたとしても油剤中へムラなく均一に錯体が溶解する。
【0025】
次いで、所定時間経過後、抗張力繊維30を筐体から取り出す。そして、油剤を除去する。この際、例えば200℃で約60分の熱処理を行う。これにより、油剤が除去され、抗張力繊維30上には金属が残ることとなる。
【0026】
その後、無電解銅メッキ処理を行う。これにより、抗張力繊維30上に金属メッキ40が形成される。
【0027】
ところで、従来の繊維のメッキ方法としては、繊維にメッキを施し易くするために、予め繊維を断面星型状に加工してメッキ層表面に凹凸を形成しておく方法が一般的である。しかしながら、当該方法により形成されたメッキ層では、メッキ表面に凹凸があるために応力集中が発生し易く、クラックが成長し易いという問題点があった。また、当該方法によりメッキを施した繊維を編組加工したものを屈曲させた場合には、編組の束同士が擦れ合うために、クラックが成長し易いという問題点もあった。さらに、抗張力繊維以外の繊維にメッキを施す場合には、屈曲時におけるメッキの伸びよりも繊維の伸びの方が大きいために、メッキ層にクラックが発生し易い、という問題点がある。
【0028】
これに対して、上述した製造方法によれば、断面が略円形の抗張力繊維に金属メッキを施して編組加工したシールドスリーブ1が得られる。当該シールドスリーブ1は、断面円形の繊維に円周状にメッキ層が施されているために、繊維とメッキ層との接触面が平滑である。このため、クラックの発生を抑制でき、優れた耐屈曲性を得ることができる。また、屈曲時において編組の束同士が擦れ合うことを抑制でき、優れた耐摩耗性を得ることができる。
【0029】
図5は、シールドスリーブ1の耐屈曲性を示すグラフである。なお、図5における測定においては、シールドスリーブ1をR20のガイドに沿わせ400gの荷重を加えて、固定側と移動側との間隔を40mmとし、ストロークを100mmとし、且つ、サイクル速度を100回/分とした。図5に示す例において、横軸は摺動屈曲回数N2を、縦軸は編組間抵抗R[mΩ]を表している。
【0030】
図5に示す例において符号A1により示す実施例1は、錫及び銅を任意厚でメッキ加工した断面略円形のポリアリレート繊維(440dtex)を1束とし、この束を24本用いて編組加工することによりシールドスリーブ1を得たものである。
【0031】
図5に示す例において符号B1により示す比較例1は、錫メッキ銅箔ラッピングガラス繊維スリーブであり、ガラス繊維の周囲に錫メッキ銅箔をスパイラル状に巻いたものである。
【0032】
図5から分かるように、この測定において、実施例1では、摺動屈曲回数N2が増加しても編組間抵抗Rの値はほとんど変化しなかった。これに対して、比較例1では、摺動屈曲回数N2が10000回を超えた後、編組間抵抗Rの値が増加し始め、摺動屈曲回数N2が30000回に近づくと、編組間抵抗Rの値が急激に増加して、その後も編組間抵抗Rの値は高い値を示した。
【0033】
以上のことから、本実施形態に係る実施例1は、金属箔を用いた比較例1よりも耐屈曲性に優れていることが分かる。
【0034】
図2(a)〜図2(c)は、断面が略円形の、1本の抗張力繊維又は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施したものを示す構成図であって、図2(a)は1本の抗張力繊維に金属メッキを施した例を示し、図2(b)は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施した第1の例を示し、図2(c)は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施した第2の例を示している。
【0035】
1本の抗張力繊維30に金属メッキ40を施した場合、図2(a)に示すように、抗張力繊維30の外周が金属メッキ40で覆われることとなる。ここで、施される金属メッキ40は錫や銅である。一方、複数本の抗張力繊維30の束に金属メッキ40を施した場合、図2(b)に示すように、複数本の抗張力繊維30の束に対して一括的に金属メッキ40が施される。また、複数本の抗張力繊維30を平面上に並べた状態で金属メッキを施した場合についても、図2(c)に示すように一括的に金属メッキ40が施される。
【0036】
なお、図2(b)に示すように複数本の抗張力繊維30の束に対して一括的に金属メッキ40を施した場合、金属メッキ40が施された抗張力繊維30が重なり合っていることから、多層化されることとなる。すなわち、これを編組加工してシールドスリーブ1として用いた場合、金属メッキ40が施された抗張力繊維30が電線の径方向に重なり合って多層化される。このように、多層化されると、1層の場合と比較してシールド効果が高まると共に、耐摩耗性についても向上する。
【0037】
さらに、シールドスリーブ1は、編込みの編組密度が85%以上98%以下であり、編組間抵抗が0.096Ω/m以下である。ここで、シールドスリーブ1は、編込みの編組密度が85%以上且つ編組間抵抗が0.096Ω/m以下であると、一般的に用いられる従来のシールドスリーブよりも吸収クランプ法にて同等以上のシールド効果を確保することができる。
【0038】
図3は、シールドスリーブ1の特性を示すグラフである。なお、図3に示す例において符号A2により示す実施例2及び符号A3により示す実施例3は、錫及び銅を任意厚でメッキ加工したポリアリレート繊維(440dtex)を1束とし、この束を24本用いて編組加工することによりシールドスリーブ1を得たものである。また、図3に示す例において実施例2は、編組密度85%であり編組間抵抗を0.096Ω/mとした。また、実施例3は、編組密度97%であり編組間抵抗を0.052Ω/mとした。図3に示す例において、横軸は測定周波数F[Hz]を、縦軸はシールド効果S[dB]を表している。
【0039】
さらに、図3に示す例において符号B2で示す比較例2は、錫メッキ銅箔ラッピングガラス繊維スリーブであり、編組密度65%であり編組間抵抗を0.130Ω/mとした。
【0040】
図3に示すように、実施例2,3及び比較例2の全てが周波数帯9kHz〜1GHzにおいて20dB以上のシールド効果が得られている。しかし、実施例2,3は、比較例2よりもシールド効果が高くなっている。このため、編込みの編組密度が85%以上且つ編組間抵抗が0.096Ω/m以下とすることにより、一般的に用いられる従来のシールドスリーブよりも吸収クランプ法にて同等以上のシールド効果を確保することができる。
【0041】
図4は、シールドスリーブ1の耐屈曲性を示すグラフである。なお、図4における測定において、シールドスリーブ1をR20のガイドに沿わせ400gの荷重を加えて、固定側と移動側との間隔を40mmとし、ストロークを100mmとし、且つ、サイクル速度を100回/分とした場合に、編組間抵抗値が10%上昇するまでの回数をカウントした。図4に示す例において、横軸は編組密度D[%]を、縦軸は摺動屈曲回数N1を表している。
【0042】
この測定において、シールドスリーブ1の編組密度Dを80%とすると屈曲回数N1は30000回であった。また、シールドスリーブ1の編組密度Dを85%とすると屈曲回数N1は29000回であり。シールドスリーブ1の編組密度Dを96%とすると屈曲回数N1は26000回であった。さらに、シールドスリーブ1の編組密度Dを100%とすると屈曲回数N1は24000回であった。シールドスリーブ1の編組密度Dを118%とすると屈曲回数N1は20000回であった。
【0043】
ここで、屈曲回数25000回を確保するためには、シールドスリーブ1の編組密度を98%以下とする必要があり、編組密度を98%以下とすることにより、耐屈曲性に優れたシールドスリーブを提供することができる。
【0044】
また、実施例2におけるシールドスリーブ1は、厚さが0.3mmであった。これに対して、比較例2におけるシールドスリーブは、厚さが0.6mmであった。さらに、φ6の銅棒をシールドスリーブ1内に挿入し、シールドスリーブ1をφ10のセラミック玉を荷重1kgで掛け、全摩耗するまでの回数を測定した場合、実施例2におけるシールドスリーブ1は10000回以上であった。これに対して、比較例2におけるシールドスリーブは1500回であった。
【0045】
また、実施例2におけるシールドスリーブ1において図4に示した屈曲試験を行った場合、10000回の屈曲を行っても導体抵抗が変化しなかったのに対し、比較例におけるシールドスリーブは3000回未満で導体抵抗が上昇した。
【0046】
以上説明したように、本実施形態に係るシールドスリーブ1によれば、金属メッキ40を施した断面が略円形の抗張力繊維30を用いているため、耐摩耗性及び耐屈曲性に優れている。また、金属箔を糸の表面に巻き付ける構成でないため厚みが必要以上に増さないこととなる。加えて、編込みの編組密度が85%以上且つ編組間抵抗が0.096Ω/m以下とすることで、一般的に用いられる従来のシールドスリーブよりも吸収クランプ法にて同等以上のシールド効果を確保することができる。さらに、編込みの編組密度が98%以下であるため、耐屈曲性に優れたシールドスリーブ1を提供することができる。従って、高屈曲性及び高耐摩耗性を維持しつつ、細径化、及び高シールド効果を得ることが可能なシールドスリーブ1を提供することができる。
【0047】
また、電線の径方向に多層化されているため、より耐摩耗性及びシールド効果を向上させることができる。
【0048】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【0049】
例えば、本実施形態に係るシールドスリーブ1にてシールドされる電線は、図1に示すものに限るものではない。すなわち、導体10は単線でなくともよく、撚り線等であってもよいし、適宜変更可能である。
【0050】
さらに、シールドスリーブ1を多層化するにあたり、複数本の抗張力繊維30の束にメッキ加工を施したものを用いる例を説明したが、これに限らず、図2(a)に示すような1本の抗張力繊維30を多層に編組して多層化するようにしてもよいし、図2(c)に示すような平面上に複数並べられた抗張力繊維30を多層に編組して多層化するようにしてもよい。さらには、図2(c)に示すような平面上に複数並べられた抗張力繊維30の並ぶ方向と電線の径方向とが一致するように編み込んで多層化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0051】
1…シールドスリーブ
10…導体
20…絶縁体
30…抗張力繊維
40…金属メッキ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
断面が略円形の、1本の抗張力繊維又は複数本の抗張力繊維の束に金属メッキを施して編組加工したシールドスリーブ。
【請求項2】
編込みの編組密度が85%以上98%以下であり、編組間抵抗が0.096Ω/m以下である請求項1に記載のシールドスリーブ。
【請求項3】
電線の径方向に多層化されている請求項1又は請求項2に記載のシールドスリーブ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−212657(P2012−212657A)
【公開日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−33188(P2012−33188)
【出願日】平成24年2月17日(2012.2.17)
【出願人】(000006895)矢崎総業株式会社 (7,019)
【Fターム(参考)】