自動車には、電子噴射システム、オーディオ・ビデオ・エンターテイメントシステム、エアバッグシステム、CANネットワークなど、ツイストペアケーブルを使用するシステムが数多くあります。ツイストペアケーブルは、シールド付きツイストペアケーブルとシールドなしツイストペアケーブルに分けられます。シールド付きツイストペアケーブルは、ツイストペアケーブルと外側の絶縁被覆の間に金属シールド層を備えています。シールド層は、放射線を低減し、情報漏洩を防ぐだけでなく、外部からの電磁干渉も防ぎます。シールド付きツイストペアケーブルは、シールドなしツイストペアケーブルよりも高い伝送速度を実現します。
シールド付きツイストペア線の場合、ワイヤーハーネスには通常、完成したシールド線が直接使用されます。シールドなしツイストペア線の場合、加工能力のあるメーカーは、通常、撚線機を使用して撚線加工を行います。撚線の加工時または使用時には、特に注意が必要な2つの重要なパラメータ、すなわち撚線距離と撚り戻し距離が挙げられます。
| ツイストピッチ
ツイストペアのツイスト長とは、同一導体上の隣接する2つの波の山または谷間の距離を指します（同じ方向にある2つのツイスト接続部間の距離とも言えます）。図1を参照してください。ツイスト長 = S1 = S2 = S3 です。
図1 撚線のピッチS
ツイストペア線の長さは信号伝送能力に直接影響します。ツイストペア線の長さが異なると、異なる波長の信号に対する耐干渉能力も異なります。しかし、CANバスを除き、関連する国際規格および国内規格では、ツイストペア線のツイストペア線の長さは明確に規定されていません。GB/T 36048「乗用車CANバス物理層技術要件」では、CAN線のツイストペア線の長さの範囲は25±5mm（33～50ツイスト/メートル）と規定されており、これはSAE J2284車載用250kbps高速CANにおけるCANのツイストペア線の長さ要件と一致しています。
一般的に、各自動車メーカーは独自のねじれ距離設定基準を設けているか、または各サブシステムのねじれ距離要件に従っています。例えば、Foton Motorは15～20mmのウインチ長さを使用していますが、一部の欧州OEMは、以下の基準に従ってウインチ長さを選択することを推奨しています。
1. CANバス 20±2mm
2.信号ケーブル、オーディオケーブル25±3mm
3. ドライブライン 40±4mm
一般的に、ツイストピッチが小さいほど、磁場の耐干渉性は向上しますが、電線径と外装材の曲げ範囲を考慮し、伝送距離と信号波長に基づいて最適なツイスト距離を決定する必要があります。複数のツイストペア線を束ねる場合、相互インダクタンスによる干渉を低減するため、信号線ごとに異なるツイスト長さのツイストペア線を使用するのが最適です。ツイスト長さが狭すぎると、電線絶縁体が損傷する様子は、下の図に示されています。
図2 ねじれ距離が狭すぎるために発生するワイヤの変形または亀裂
さらに、ツイストペアのツイスト長は均一に保つ必要があります。ツイストペアのツイストピッチ誤差は、その耐干渉レベルに直接影響を及ぼし、ツイストピッチ誤差のランダム性は、ツイストペア間のクロストーク予測に不確実性をもたらします。ツイストペア製造設備のパラメータ：回転軸の角速度は、ツイストペアの誘導結合の大きさに影響を与える重要な要因です。ツイストペアの耐干渉性を確保するためには、ツイストペア製造工程においてこれを考慮する必要があります。
| ねじれを解く距離
撚り戻し距離とは、シースに挿入する際に分割する必要がある、ツイストペア導体の端部における撚り戻し部分の長さを指します。図3を参照してください。
図3 ねじれを解く距離L
撚り戻し距離は国際規格では規定されていません。国内業界規格QC/T29106-2014「自動車用ワイヤーハーネスの技術条件」では、撚り戻し距離は80mmを超えてはならないと規定されています（図4参照）。米国規格SAE 1939では、CANラインのツイストペアの撚り戻し距離は50mmを超えてはならないと規定されています。そのため、CANラインはサイズが大きいため、国内業界規格の規制は適用されません。現在、多くの自動車メーカーやワイヤーハーネスメーカーは、CAN信号の安定性を確保するために、高速CANラインの撚り戻し距離を50mmまたは40mmに制限しています。例えば、DelphiのCANバスでは、40mm未満の撚り戻し距離が求められています。
図4 QC/T 29106に規定された解撚距離
さらに、ワイヤーハーネスの加工工程では、撚り線が緩んで撚り戻し距離が大きくなるのを防ぐため、撚り戻し部を接着剤で覆う必要があります。米国規格SAE 1939では、導体の撚り状態を維持するために、撚り戻し部に熱収縮チューブを設置することが規定されています。また、国内工業規格QC/T 29106では、テープによる被覆が規定されています。
| 結論
信号伝送キャリアとしてのツイストペアケーブルは、信号伝送の精度と安定性を確保するとともに、優れた耐干渉性を備えていなければなりません。ツイスト線のツイストピッチの大きさ、ツイストピッチの均一性、撚り戻し距離は、耐干渉性に重要な影響を与えるため、設計および加工プロセスにおいて細心の注意を払う必要があります。
投稿日時: 2024年3月19日