JP2003068151A

JP2003068151A - シールドケーブル

Info

Publication number: JP2003068151A
Application number: JP2001260008A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tsuzuki; 正憲都築; Tsugunori Sakata; 世紀坂田; Yoshiaki Ishihara; 義昭石原
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】大電流を流した場合でも、良好なシールド特
性を備えるとともに、導電性部材に発生する渦電流を減
少させて発熱量を低減できるシールドケーブルを提供す
る。【解決手段】絶縁材で被覆された信号線の外側を透磁
性部材で覆い、前記透磁性部材の外側を導電性部材で覆
う。これにより、信号線と透磁性部材の間の絶縁性を充
分に維持した状態で、信号線に大電流が流れた場合に発
生する磁束を透磁性部材で吸収し、導電性部材に到達す
る磁束を減少させて、磁束が導電性部材の表面に発生さ
せる渦電流を減少させて、導電性部材の電気抵抗と渦電
流による発熱量を抑制できるので、良好なシールド特性
を備えるとともに、シールドケーブルの発熱量を低減で
きる。このため、シールドケーブルの劣化及び効率の低
下を抑制できるとともにシールドケーブルの許容耐熱温
度が下がり、より安全な、より高効率な、より安価なシ
ールドケーブルを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドケーブル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車等に搭載されているバ
ッテリを充電する場合は、充電装置に接続されたケーブ
ルを、電気自動車等の充電電流入力部に接続している。
この時、ケーブルには、周波数が約１００ｋＨｚ〜３０
０ｋＨｚ、最大電流が約６０Ａ〜７０Ａの交流電流が流
れる。そのため、ケーブルには、信号線から放射される
電磁波等のノイズを低減するために、信号線の外側を導
電性部材で覆ったシールドケーブルが用いられている。
従来の電磁波シールド技術として、例えば、特開平１１
−１８５５４２公報では、シールドケーブルの中心であ
る信号導線から外側に向かって、信号導線−絶縁テープ
−導電率の高い金属箔−高透磁率材−絶縁体の順となる
ように構成したシールドケーブルが提案されている。当
該公報では、導電率の高い金属箔で吸収しきれない輻射
ノイズを高透磁率材で遮蔽してシールド効果を向上させ
ている。また、例えば、特開平６−１３１９２１公報で
は、シールドケーブルの中心である信号導線から外側に
向かって、信号導線−磁性粉を含有する絶縁性樹脂−導
電性材料−絶縁被覆層の順となるように構成したシール
ドケーブルが提案されている。当該公報では、磁性粉を
含有する絶縁性樹脂によってＬＣ回路をケーブルの全長
に渡って分布定数的に構成し、ノイズの伝達及び周囲へ
の輻射を効果的に抑制させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電気自動車等に搭載さ
れているバッテリを充電する充電装置に接続されるケー
ブルには、最大で約６０〜７０Ａもの大電流が流れるた
め、発熱量が非常に大きい。この場合、発熱には２通り
の要因が考えられる。１つは、信号線に大電流が流れる
ことにより、信号線の電気抵抗と大電流により発生する
熱である。もう１つは、大電流により発生した磁束が導
電性部材の表面に渦電流を発生させ、導電性部材の電気
抵抗と渦電流により発生する熱である。特開平１１−１
８５５４２公報では、比較的小電力の機器（パソコン
等）の内部あるいは機器の間の接続ケーブルへの利用を
目的としており、流れる電流が小さい（数Ａ程度）。こ
のため、信号線の電気抵抗と電流による発熱量も、導電
性部材の電気抵抗と渦電流による発熱量も、ともに小さ
く発熱に関して考慮する必要がなかったと考えられる。
また、特開平６−１３１９２１公報も、比較的小電力の
機器の内部あるいは機器の間の接続ケーブルへの利用を
目的としている。このため、信号線に大電流（数十Ａ程
度）を流した場合は、渦電流を充分に減少させることが
できない可能性がある。（信号線を被覆する絶縁層に磁
性粉を含有させているため、充分な絶縁性を確保するた
めには含有する磁性粉の量が制限されるため。）大電流
が流れるケーブルでは、信号線の電気抵抗と電流による
発熱量も、導電性部材の電気抵抗と渦電流による発熱量
も、ともに非常に大きく、シールドケーブルの発熱量が
許容耐熱温度を超えると、被覆（信号線あるいはシール
ドケーブルの外側を覆う絶縁部材）等が溶解し、信号線
が導電性部材あるいは周辺等に短絡したり、シールドケ
ーブルの劣化を加速する可能性がある。本発明は、この
ような点に鑑みて創案されたものであり、大電流を流し
た場合でも、良好なシールド特性を備えるとともに、導
電性部材に発生する渦電流を減少させて発熱量を低減で
きるシールドケーブルを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの
シールドケーブルである。請求項１に記載のシールドケ
ーブルでは、第１の絶縁材で被覆された信号線の外側を
透磁性部材で覆い、前記透磁性部材の外側を導電性部材
で覆う。請求項１に記載のシールドケーブルを用いれ
ば、大電流により発生した磁束が導電性部材に到達する
前に透磁性部材で吸収し、導電性部材の表面に発生する
渦電流を減少させることができるので、シールドケーブ
ルの発熱量を低減できる。また、信号線と透磁性部材の
間に絶縁材を設けることで、信号線と透磁性部材の絶縁
性を損なうことなく透磁性部材内の磁性体等の含有量を
任意に設定できる。この構成により、良好なシールド特
性を備えるとともに、発熱量を低減できるので、シール
ドケーブルの劣化を抑制するとともにシールドケーブル
の許容耐熱温度が下がり、より安全な、より安価なシー
ルドケーブルを実現することができる。

【０００５】また、本発明の第２発明は、請求項２に記
載されたとおりのシールドケーブルである。請求項２に
記載のシールドケーブルでは、更に、導電性部材の外側
を第２の絶縁材で覆う。請求項２に記載のシールドケー
ブルを用いれば、最も外側を絶縁材で覆うことにより、
更に安全なシールドケーブルを実現することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明のシールドケーブル
を、電気自動車の充電等に用いられる充電装置の充電ケ
ーブルに適用した例を示している。電気自動車２００に
搭載されているバッテリ２２０を充電する場合、充電装
置１００（例えば、インダクティブタイプ充電器）に接
続されているシールドケーブル３００を、電気自動車２
００の充電電流入力部２１０に接続する。この時、シー
ルドケーブル３００には、周波数が約１００ｋＨｚ〜３
００ｋＨｚ、最大電流が約６０Ａ〜７０Ａの交流電流が
流れる。

【０００７】図２（Ａ）及び（Ｂ）に、従来のシールド
ケーブルの概略構造図を示す。図２（Ａ）に示す従来の
シールドケーブルは、１本以上の信号線３１０（銅線
等）を絶縁部材３５０（絶縁樹脂等による、第１の絶縁
材）で覆い、更に、絶縁部材３５０（第１の絶縁材）の
外側を導電性部材３３０（アルミ箔等）で覆っている。
そして、導電性部材３３０の外側を透磁性部材３２０
（磁性体、磁石粉末を含んだ部材等）で覆い、更に、絶
縁部材３５０（第２の絶縁材）で覆っている。この導電
性部材３３０及び透磁性部材３２０により、信号線３１
０から放射される電磁波等のノイズを低減させている。
しかし、図２（Ａ）に示す従来のシールドケーブルの構
造では、信号線３１０に約６０Ａ〜７０Ａもの大電流が
流れると、その電流により発生した磁束が絶縁部材３５
０（第１の絶縁材）を通過して、導電性部材３３０の表
面に渦電流を発生させる。そして、渦電流と導電性部材
３３０の電気抵抗により、シールドケーブルの発熱量を
増加させている。

【０００８】また、図２（Ｂ）に示す従来のシールドケ
ーブルでは、１本以上の信号線３１０（銅線等）を、磁
性粉を含有する絶縁部材３５０ａ（磁性粉を含有させた
絶縁樹脂等）で覆い、更に、磁性粉を含有する絶縁部材
３５０ａの外側を導電性部材３３０（アルミ箔等）で覆
っている。そして、導電性部材３３０の外側を、絶縁部
材３５０で覆っている。この磁性粉を含有する絶縁部材
３５０ａ及び導電性部材３３０により、信号線３１０か
ら放射される電磁波等のノイズを低減させている。しか
し、図２（Ｂ）に示す従来のシールドケーブルの構造で
は、信号線３１０に約６０Ａ〜７０Ａもの大電流が流れ
ると、その電流により発生した磁束の一部が、磁性粉を
含有する絶縁部材３５０ａを通過して、導電性部材３３
０の表面に渦電流を発生させる。そして、渦電流と導電
性部材３３０の電気抵抗により、シールドケーブルの発
熱量を増加させている。発熱量を低減させるために、磁
性粉の含有量を所定量以上に増加させると、信号線との
間の絶縁性が損なわれ、信号線３１０に流れるノイズを
含んだ電流が、磁性粉を含有する絶縁部材３５０ａから
導電性部材３３０に漏れ、周囲に放射される電磁波等の
ノイズが増加する。

【０００９】図３に、本発明のシールドケーブル３００
の一実施の形態の概略構造図を示す。本発明のシールド
ケーブル３００は、１本以上の信号線３１０（銅線等）
を、絶縁部材３５０（第１の絶縁材）で覆い、その外側
を透磁性部材３２０（磁性体、磁石粉末を含んだ部材
等）で覆い、更に、透磁性部材３２０の外側を導電性部
材３３０（アルミ箔等）で覆っている。そして、導電性
部材３３０の外側を絶縁部材３５０（第２の絶縁材）で
覆っている。ここで、最も外側の絶縁部材３５０（第２
の絶縁材）は、当該シールドケーブル３００が、人ある
いは物等に接触する可能性がない場所で用いられる場合
には省略してもよい。

【００１０】本発明のシールドケーブル３００の構造で
は、信号線３１０に流れる大電流により発生した磁束が
透磁性部材３２０に吸収されるので、導電性部材３３０
に到達する磁束を減少させることができる。また、信号
線３１０が、絶縁部材３５０（第１の絶縁材）にて透磁
性部材３２０と絶縁されているため、絶縁性を充分維持
した状態で、透磁性部材３２０に含有させる磁性体ある
いは磁石粉末を含んだ部材等の量を、任意の量にするこ
とが可能である。このため、信号線３１０と透磁性部材
３２０の絶縁性を充分維持するとともに、透磁性部材３
２０で磁束を充分に低減させることが可能となる。磁束
を充分に低減させるので、導電性部材３３０の表面に発
生する渦電流を減少させることができる。そのため、渦
電流と導電性部材３３０の電気抵抗によるシールドケー
ブル３００の発熱を抑制することができ、シールドケー
ブル３００の発熱量を低減させることができる。また、
導電性部材３３０は、信号線３１０から放射されて透磁
性部材３２０を通過した電気的ノイズ等を低減させてい
る。本発明のシールドケーブル３００は、電磁波等のノ
イズ低減効果は従来の構造のシールドケーブルと同等で
あり、発熱量の低減効果が従来の構造のシールドケーブ
ルに対して非常に優れている。

【００１１】次に、本発明のシールドケーブル３００に
よる発熱量の低減効果について、計測結果の例を示す。
周波数が約１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、最大電流が約
６０Ａ〜７０Ａの交流電流を、下記（１）〜（５）の５
種類のケーブルに流し、その上昇温度を計測した結果で
ある。［シールドケーブルの種類］（１）信号線３１０のみのケーブル。（２）信号線３１０を絶縁部材３５０で覆い、更に導電
性部材３３０で覆ったシールドケーブル。（３）信号線３１０を、磁性粉を含有した絶縁部材３５
０ａで覆い、更に導電性部材３３０で覆ったシールドケ
ーブル（図２（Ｂ）に示した、従来のシールドケーブ
ル）。（４）信号線３１０を絶縁部材３５０で覆い、更に導電
性部材３３０で覆い、更に透磁性部材３２０で覆ったシ
ールドケーブル（図２（Ａ）に示した、従来のシールド
ケーブル）。（５）信号線３１０を絶縁部材３５０で覆い、更に透磁
性部材３２０で覆い、更に導電性部材３３０で覆ったシ
ールドケーブル（図３に示した、本発明のシールドケー
ブル）。

【００１２】計測の結果、（１）のケーブルでは約２０
℃の温度上昇が計測されたが、電磁波等のノイズが多
い。（２）のシールドケーブルでは、良好なシールド特
性を得ることができず、約５０℃の温度上昇が計測され
た。（３）のシールドケーブルでは、良好なシールド特
性を得ることができる磁性粉の含有量では、温度上昇幅
が（２）のシールドケーブルよりも数℃程度小さくなっ
た。（４）のシールドケーブルでは、良好なシールド特
性を得ることができ、約５０℃の温度上昇が計測され
た。（５）のシールドケーブル（本発明）では、良好な
シールド特性を得ることができ、約３０℃の温度上昇が
計測され、従来のシールドケーブル（（３）及び（４）
のシールドケーブル）に対し、約２０℃の発熱量の低減
効果を確認できた。以上の計測結果からも明確に判るよ
うに、本発明のシールドケーブル３００は、従来のシー
ルドケーブルと比較して、大電流を流した場合であって
も、良好なシールド特性を備えるとともに、発熱量を各
段に低減できるので、より安全に、より安価に実現でき
るという優れた効果を有する。更に、信号線に流れる電
流に応じて、透磁性部材への磁性体あるいは磁石粉末を
含んだ部材等の含有量を、最適に設定することが可能と
なる。また、発熱量が小さいので、温度上昇に伴う信号
線の電気抵抗の上昇を抑え、ケーブルによる電流の消費
量を減少させ、充電効率が向上する効果も得られる。

【００１３】本発明のシールドケーブルは、本実施の形
態で説明した構成に限定されず、本発明の要旨を変更し
ない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例え
ば、信号線３１０、透磁性部材３２０、導電性部材３３
０、絶縁部材３５０の材質、形状、寸法等は、種々のも
のを用いることが可能である。また、本実施の形態で示
した構造では、透磁性部材３２０、導電性部材３３０の
間に絶縁部材３５０を設けない例を示したが、透磁性部
材３２０と導電性部材３３０の間に絶縁部材３５０を設
けてもよい。また、信号線３１０が複数本の場合は、各
信号線毎に絶縁部材３５０（第１の絶縁材）で覆うよう
に構成してもよいし、全体の信号線を複数の信号線毎に
分割し、分割した信号線毎に絶縁部材３５０（第１の絶
縁材）で覆うように構成してもよい。また、本実施の形
態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定さ
れるものではない。また、本発明のシールドケーブル
は、電気自動車の充電ケーブルだけでなく、種々の用途
に適用することが可能である。また、導電性部材は、導
電率が高い程、電気的ノイズ等を低減させる効果が大き
いので好ましいが、用途、使用環境、コスト等を考慮し
て種々の導電率のものを用いることが可能である。ま
た、透磁性部材は、透磁率が高い程、磁束を吸収する効
果が大きいので好ましいが、用途、使用環境、コスト等
を考慮して種々の透磁率のもの（種々の磁性体等を、種
々の含有量で含むもの）を用いることが可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
に記載のシールドケーブルを用いれば、大電流を流した
場合でも、良好なシールド特性を備えるとともに、導電
性部材に発生する渦電流を減少させて発熱量を低減でき
るシールドケーブルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールドケーブルの適用例を示す図で
ある。

【図２】従来のシールドケーブルの概略構造図である。

【図３】本発明のシールドケーブルの一実施の形態の概
略構造図である。

【符号の説明】

１００充電装置２２０バッテリ３００シールドケーブル３１０信号線３２０透磁性部材３３０導電性部材３５０絶縁部材３５０ａ磁性粉を含有した絶縁部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原義昭愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内Ｆターム(参考） 5G313 AB05 AC03 AD01 AD02 AE08 AE10 5G319 EA01 EA05 EB04 EC11 EC12 ED02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の絶縁材で被覆された信号線の外側
を透磁性部材で覆い、前記透磁性部材の外側を導電性部
材で覆った、ことを特徴とするシールドケーブル。
【請求項２】請求項１に記載のシールドケーブルであ
って、更に、前記導電性部材の外側を第２の絶縁材で覆
った、ことを特徴とするシールドケーブル。