説明

ツイストペアフラットケーブル

【課題】低コストで、電磁両立性を高めたツイストペアフラットケーブルを提供する。
【解決手段】ツイストペアフラットケーブル22は、第1及び第2の信号線3、4に反対方向に信号が伝播するとき、ツイストペア構造になっていることから、伝播する信号によって発生する磁界が隣同士で反転し、打ち消しあうので、外部に電磁波を出しにくい。さらに、プリント基板間配線によるEMI(電磁波障害)によって、例えば、一方向からの磁界がツイストペアフラットケーブル22に印加されているとき、磁界によって第1及び第2の信号線3、4内に誘導される電流の方向が、交差部分を挟んで互いに反対の方向となって相殺するので、ツイストペアフラットケーブル22の電磁両立性を高めることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁両立性(EMC;Electromagnetic Compatibility)を高めたツイストペアフラットケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の技術として、絶縁層に覆われた隣接する平角導体を折り重ねてツイストペアを形成し、ツイストペア化された平角導体、及びツイストペア化されていない複数の平角導体を2枚の固定用絶縁フィルム間に配置し、これら平角導体の端部を一定長で露出させたフレキシブルフラットケーブルが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このフレキシブルフラットケーブルによると、ツイストペア化されたことにより、プリント基板間配線におけるEMI(Electro Magnetic Interference;電磁波障害)、及び不要輻射を低減することができる。
【特許文献1】特開2006−156079号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来のフレキシブルフラットケーブルによると、ツイストペアを形成するため、ツイストペアとする隣接する平角導体のそれぞれに絶縁層を設ける必要があり、工程数が増え、コストが掛かるという問題があった。
【0005】
従って、本発明の目的は、低コストで、電磁両立性を高めたツイストペアフラットケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記目的を達成するため、信号が伝播する複数の導体と、前記複数の導体の周囲にシート状に形成された絶縁体と、を備え、前記絶縁体は、前記複数の導体と共に、所定の間隔を有して折り返すことによってより合わせられ、ツイストペア構造を形成することを特徴とするツイストペアフラットケーブルを提供する。
【0007】
このような構成によれば、低コストで、電磁両立性を高めることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明のツイストペアフラットケーブルによれば、低コストで、電磁両立性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
[第1の実施の形態]
以下に、本発明の第1の実施の形態におけるツイストペアフラットケーブルについて図を参照しながら、詳細に説明していく。
【0010】
(車両1の構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアケーブルを備えた車両の概略図であり、図2は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアケーブルを備えた車両のブロック図である。以下においては、本発明のツイストペアフラットケーブルを、車両1に搭載されるステアリングロールコネクタ2に用いた場合について説明する。
【0011】
車両1は、図1に示すように、後述するステアリングロールコネクタ2と、図示しないエンジン及び電子機器等を搭載した車両本体10と、車両1の進行方向を決めるための舵取り装置の操作部であるステアリング11と、ステアリング11に設けられ、表示部14に表示される画像を切り替えることができる表示切替ボタン12と、上部を押下げすると音量が上がり、下部を押下げすると音量が下がる音量ボタン13と、画像を表示する表示部14と、音声が出力される音声出力部15と、を備えて概略構成されている。
【0012】
また車両1は、図2に示すように、ステアリング側ECU(Electronic Control Unit)110と車両側ECU100とが、ステアリングロールコネクタ2を介して接続されている。
【0013】
ステアリング側ECU110は、表示切替ボタン12や音量ボタン13から送信された操作信号を所定の信号に変換し、ステアリングロールコネクタ2を介して車両側ECU100に所定の信号を送信し、車両側ECU100は、受信した所定の信号に基づいて処理を行い、一例として、表示部14に表示された画像等の切り替え、又は音声出力部15から出力される音声の大小を制御する。
【0014】
車両側ECU100は、一例として、CAN(Controller AreaNetwork)通信に代表される高速通信を制御している。これは、車両1に多数の電子制御機器が搭載され、例えば、エンジンの点火タイミングの制御、スロットルバルブの制御、各種センサの制御、及びエアコンの制御等を統合して制御する必要性が生じたことによっている。
【0015】
(ステアリングロールコネクタ2の構成)
図3(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るステアリングロールコネクタの概略図であり、図3(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの概略図である。
【0016】
ステアリングロールコネクタ2は、ステアリングコラム側に固定されるステータ20と、ステアリング11側に固定され、ステータ20に対して回転可能に設けられたロテータ21と、を備えて概略構成されている。このステータ20とロテータ21とにより形成された環状の収容部に後述する複数本の信号線を帯状にまとめた形態の図3(b)に示すツイストペアフラットケーブル22が収容されている。ツイストペアフラットケーブル22は、ステータ20に設けられた第1の開口20a、及びロテータ21に設けられた第2の開口21aから端部が取り出されており、その端部には、ステアリング11側に設けられたコネクタと結合するステアリング側コネクタ23と、ステアリングコラム側に設けられたコネクタと結合する車両本体側コネクタ24と、が設けられている。また、ステアリングロールコネクタ2は、一例として、ステアリング11を左右共に最大2回転程度回転できるように、構成されている。
【0017】
(ツイストペアフラットケーブル22の構成)
図4(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの展開図であり、図4(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの図4(a)のA−A線断面図であり、図4(c)は、本発明の第1の実施の形態に係る折り曲げた後のツイストペアフラットケーブルの概略図である。2つの信号線を流れる信号が、同じ方向に流れる場合について表している。また、図4(c)における破線矢印は、折り曲げられて裏面側に配置された信号線を表している。なお、信号線の数、ツイストペアフラットケーブル22の幅及び長さは、これに限定されず、用途に応じて変更可能である。
【0018】
ツイストペアフラットケーブル22は、図4(b)に示すように、銅、又はアルミ等の導電性を有する金属である第1及び第2の信号線3、4を、一例として、絶縁性を有するポリイミド樹脂で作製された第1及び第2のフィルム211、212によって挟んだ構造を備えて、折り曲げ自在に構成されている。図4(c)に示す合口6は、折り曲げによってツイストペアフラットケーブル22同士によって形成される僅かな隙間である。この合口6は、ツイストペアフラットケーブル22が、高速通信を行う必要がある場合は、電磁両立性を高めるため、可能な限り小さくすることが望ましいが、高速通信を行う必要がない場合は、大きくても良い。
【0019】
ツイストペアフラットケーブル22の作製は、図4(a)に示す第1の折曲線5aに沿ってツイストペアフラットケーブル22を折り曲げ、折り曲げたまま、第2〜第5の折曲線5b〜5eと続けて同方向に折り曲げることによって行われ、その両端にステアリング側コネクタ23及び車両側コネクタ24を接続することによって、図4(c)に示すツイストペア構造を有するツイストペアフラットケーブル22となる。
【0020】
近年、ステアリング11に設けられたボタン等によって制御される電子制御機器が増加傾向にあり、ステアリングロールコネクタ2に対しても、高速通信が可能なものが求められている。しかし、従来のフラットケーブルは、ステアリングロールコネクタ2内において、重なっているため、EMI(電磁波障害)の影響を受け易い。ツイストペアフラットケーブル22は、ツイストペア構造を有するので、EMI(電磁波障害)の影響を減少させ、電磁両立性を高めることができる。よって、ツイストペアフラットケーブル22を介して高速通信を可能にすることができる。さらに、ツイストペアフラットケーブル22は、従来あるフラットケーブルを折り曲げることによって作製されても良いので、低コストで製造することができる。なお、第1〜第5の折曲線5a〜5eの数は、これに限定されず、ツイストペアフラットケーブル22の長さに応じて増減する。
【0021】
(動作)
以下に、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの動作について、図1〜図4と、後述する図5を参照しながら詳細に説明する。
【0022】
(第1及び第2の信号線3、4内を同方向に信号が流れる場合)
ユーザは、ステアリング11に設けられた表示切替ボタン12を押す。このとき、ステアリング11に設けられたステアリング側ECU110は、表示切替ボタン12から送信された操作信号を処理し、処理した操作信号をステアリングロールコネクタ2を介して車両側ECU100に送信する。このとき、操作信号は、図4(c)に示すように、ステアリング側コネクタ23からツイストペアフラットケーブル22を介して車両本体側コネクタ24に伝播するものとする。
【0023】
送信された操作信号は、一例として、ステアリングロールコネクタ2のツイストペアフラットケーブル22の第1及び第2の信号線3、4を伝播し、車両側ECU100によって受信後、所定の処理を施され、表示部14に表示されていた画像を切り替える。
【0024】
このとき、第1及び第2の信号線3、4には、同方向に操作信号が伝播するが、ツイストペア構造になっているため、車両本体10に設けられた図示しないプリント基板間配線によるEMI(電磁波障害)の影響を受けにくい。これは、一方向からの磁界がツイストペアフラットケーブル22の外部から印加されているとき、磁界によって第1及び第2の信号線3、4内に誘導される電流の方向が、交差部分を挟んで互いに反対の方向となって相殺するからである。
【0025】
(第1及び第2の信号線3、4内を反対の方向に信号が流れる場合)
図5(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの展開図であり、図5(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアケーブルの概略図である。第1及び第2の信号線3、4内に流れる信号が、互いに反対の方向に流れる場合について表している。
【0026】
ユーザは、ステアリング11に設けられた表示切替ボタン12を押す。このとき、ステアリング11に設けられたステアリング側ECU110は、表示切替ボタン12から送信された操作信号を処理し、処理した操作信号をステアリングロールコネクタ2を介して車両側ECU100に送信する。このとき、操作信号は、図5(b)に示すように、ステアリング側コネクタ23から第1の信号線3を介して車両本体側コネクタ24に伝播するものとし、一例として、車両本体側コネクタ24から第2の信号線4を介してステアリング側コネクタ23に電力が供給されているものとする。
【0027】
送信された操作信号は、一例として、ステアリングロールコネクタ2のツイストペアフラットケーブル22の第1の信号線3を伝播し、車両側ECU100によって受信後、所定の処理を施され、表示部14に表示されていた画像を切り替える。
【0028】
このとき、第1及び第2の信号線3、4には、反対方向に信号が伝播するが、ツイストペア構造になっているため、伝播する信号によって発生する磁界が、隣同士で反転し、打ち消しあうので、伝播する信号に起因する電磁波を外部に出しにくい。さらに、ツイストペアフラットケーブル22は、車両本体10に設けられた図示しないプリント基板間配線によるEMI(電磁波障害)の影響を受けにくい。これは、一方向からの磁界がツイストペアフラットケーブル22の外部から印加されているとき、磁界によって第1及び第2の信号線3、4内に誘導される電流の方向が、交差部分を挟んで互いに反対の方向となって相殺するからである。
【0029】
(効果)
上記した第1の実施の形態によると、ツイストペアフラットケーブル22は、ツイストペア構造を有しているので、プリント基板間配線によるEMI(電磁波障害)の影響や第1及び第2の信号線3、4から発生する電磁波を抑えることができ、電磁両立性を高めることができる。また、ツイストペアフラットケーブル22は、特別な加工を必要とせず、低コストで製造することができる。
【0030】
[第2の実施の形態]
以下に、本発明の第2の実施の形態におけるツイストペアフラットケーブルについて図を参照しながら、詳細に説明していく。
【0031】
(ツイストペアフラットケーブル22の構成)
図6(a)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの展開図であり、図6(b)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの図6(a)のB−B線断面図であり、図7(a)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの概略図であり、図7(b)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの図7(a)のC−C線断面図である。第1及び第2の信号線3、4内に流れる信号が、互いに反対の方向に流れる場合について表している。
【0032】
ツイストペアフラットケーブル22は、図6(b)に示すように、第2のフィルム211にシールド部材212を設けている。シールド部材212は、電磁波を遮断、又は吸収する役割を有しており、電磁波を遮断する素材は、一例として、銅やニッケル等の金属が用いられ、電磁波を吸収する素材は、一例として、軟磁性金属が用いられる。
【0033】
また、ツイストペアフラットケーブル22は、図7(a)に示すように、シールド部材212が、常に表面になるように折り曲げて作製される。なお、従来あるフラットケーブルの表面に電磁波を遮断、又は吸収するシールド材で作製されたシートを被せ、シールド材が、常に表面になるようにフラットケーブルを折り曲げてツイストペアフラットケーブル22を作製しても良い。
【0034】
(動作)
以下に、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの動作について、図7を参照しながら詳細に説明する。
【0035】
第1の実施の形態における「第1及び第2の信号線3、4内を反対の方向に信号が流れる場合」と同様に、ツイストペアフラットケーブル22には、第1及び第2の信号線3、4内を反対の方向に信号が流れているものとする。
【0036】
ツイストペアフラットケーブル22は、ツイストペア構造になっているため、伝播する信号によって発生する磁界が、隣同士で反転し、打ち消しあうので、伝播する信号に起因する電磁波を外部に出しにくい。また、ツイストペアフラットケーブル22は、磁界によって第1及び第2の信号線3、4内に誘導される電流の方向が、交差部分を挟んで互いに反対の方向となって相殺するために、車両本体10に設けられた図示しないプリント基板間配線によるEMI(電磁波障害)の影響を受けにくい。さらに、ツイストペアフラットケーブル22は、図7(b)に示すように、表面がシールド部材212で覆われているので、外部からの電磁波の影響をさらに抑えることができる。
【0037】
(効果)
上記した第2の実施の形態によると、ツイストペアフラットケーブル22は、ツイストペア構造を有しているので、プリント基板間配線によるEMI(電磁波障害)の影響や第1及び第2の信号線3、4から発生する電磁波を抑えることができるので、電磁両立性を高めることができる。また、ツイストペアフラットケーブル22は、表面がシールド部材212によって覆われているので、さらに電磁両立性を高めることができる。さらに、ツイストペアフラットケーブル22は、特別な加工を必要とせず、低コストで製造することができる。
【0038】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアケーブルを備えた車両の概略図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアケーブルを備えた車両のブロック図である。
【図3】(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るステアリングロールコネクタの概略図であり、(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの概略図である。
【図4】(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの展開図であり、(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの図4(a)のA−A線断面図であり、(c)は、本発明の第1の実施の形態に係る折り曲げた後のツイストペアフラットケーブルの概略図である。
【図5】(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの展開図であり、(b)は、本発明の第1の実施の形態に係るツイストペアケーブルの概略図である。
【図6】(a)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの展開図であり、(b)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの図6(a)のB−B線断面図である。
【図7】(a)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの概略図であり、(b)は、本発明の第2の実施の形態に係るツイストペアフラットケーブルの図7(a)のC−C線断面図である。
【符号の説明】
【0040】
1…車両、2…ステアリングロールコネクタ、3…第1の信号線、4…第2の信号線、5a〜5e…第1〜第5の折曲線、6…合口、10…車両本体、11…ステアリング、12…表示切替ボタン、13…音量ボタン、14…表示部、15…音声出力部、20…ステータ、20a…第1の開口、21…ロテータ、21a…第2の開口、22…ツイストペアフラットケーブル、23…ステアリング側コネクタ、24…車両本体側コネクタ、100…車両側ECU、110…ステアリング側ECU、210…第1のフィルム、211…第2のフィルム、212…シールド部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
信号が伝播する複数の導体と、
前記複数の導体の周囲にシート状に形成された絶縁体と、
を備え、
前記絶縁体は、前記複数の導体と共に、所定の間隔を有して折り返すことによってより合わせられ、ツイストペア構造を形成することを特徴とするツイストペアフラットケーブル。
【請求項2】
信号が伝播する複数の導体と、
前記複数の導体の周囲にシート状に形成された絶縁体と、
前記絶縁体の表面に設けられ、電磁波の影響を抑制するシールド部材と、
を備え、
前記絶縁体は、前記複数の導体と共に、前記シールド層が表面になるように所定の間隔を有して折り返すことによってより合わせられ、ツイストペア構造を形成することを特徴とするツイストペアフラットケーブル。
【請求項3】
前記シールド部材は、電磁波を遮断、又は吸収することを特徴とする請求項2に記載のツイストペアフラットケーブル。

【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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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−104907(P2009−104907A)
【公開日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−275885(P2007−275885)
【出願日】平成19年10月24日(2007.10.24)
【出願人】(000003551)株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Fターム(参考)】