JP2004111178A

JP2004111178A - 電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル

Info

Publication number: JP2004111178A
Application number: JP2002271063A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Ejima; 江島　弘高
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP4032898B2

Abstract

【課題】フェライトコアを必要とせず、機械的特性・成形性が良好であり、広帯域に亘ってノイズを有効に抑制でき、取り扱い上の問題がない電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルを提供することにある。
【解決手段】車用電気ブレーキシステムに電力を供給する電力供給線２，２と、車用電気ブレーキシステムに制御信号を伝送する信号線３，３とを備え、電力供給線２，２の絶縁体５に、磁性粉混合樹脂層６が含まれているものである。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車で使用される電気ブレーキシステムに、電力を供給すると共に、制御信号を伝送する電気ブレーキ用ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車のブレーキシステムとしては、ブレーキペダルの踏み込みを液圧（油圧）に変換し、ブレーキホースを介してホイールブレーキに伝達する液圧ブレーキシステムが採用されている。
【０００３】
近年、自動車の省エネルギー化の動きから、例えば、電気自動車やハイブリッドカーに搭載されているように、ホイールに制御用のモータを配置し、ブレーキの制動制御を行う電気ブレーキシステムが開発されてきている。このような電気ブレーキシステムでは、従来のブレーキホースの代わりに、モータに電力を供給すると共に、制御信号を伝送するための複合ケーブルが必要となり、またその複合ケーブルを機器に接続するためのコネクタが必要不可欠である。
【０００４】
ところが、最近の自動車には各種インバータ、小型モータや多くの電子情報機器が搭載されており、電気ブレーキシステムに多様なノイズが混入する可能性がある。これらのノイズがケーブルを介して電磁波ノイズを輻射し、自動車に搭載されている各種電子情報機器あるいは制御装置に影響を与える問題がある。
【０００５】
従来、ケーブルの電磁波ノイズ対策として、ケーブルにシールド層を形成することが行われている。このような従来のケーブルとして、図４に示すようなシールドケーブル４１がある。
【０００６】
シールドケーブル４１は、金属からなる複数本の芯線４２の外周に、第一の絶縁層４３、シールド層４４および第二の絶縁層４５をこの順で形成した構造を有する。第一の絶縁層４３と第二の絶縁層４５は、それぞれ合成樹脂等の絶縁性に優れた材料からなり、他方、シールド層４４は金属編組線等により構成されている。
【０００７】
シールドケーブル４１では、シールド層４４をアース電位に接続することにより、外部からのノイズが芯線４２に侵入したり、芯線４２から放射される電磁輻射ノイズがシールドケーブル４１外へ輻射したりすることが防止される。
【０００８】
また、従来のケーブルとして、導体が絶縁体で被覆された絶縁電線を複数本有し、その外側に銅編組が巻かれ、さらにその外側に、絶縁材料からなるシースが配されている車載用高圧放電ランプの電力供給ケーブルがある。このケーブルの各絶縁電線の絶縁体は、合成樹脂を母材としてこれにフェライト粉末を含有させたフェライト含有樹脂で形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−３１９１３号公報（第２−３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシールドケーブル４１では、シールド層４４を確実に基準電位に接続しなければ、上述のようなノイズ除去効果を確実に得ることができない。すなわち、シールド層４４が確実に基準電位に接続されていない場合には、シールド層４４からＥＭＩノイズが外部に輻射するという問題がある。また、このシールド層４４のアンテナ効果によりコモンモードノイズが発生し、電磁波ノイズが輻射することがある。
【００１１】
これらのノイズ対策として、シールドケーブル４１にフェライトコアを挿通させる方法が一般的に採用されているが、自動車で使用する場合は、振動によりフェライトコアが割れるおそれや、重量が重くなる、フェライトコアを装着するスペースが必要、フェライトコアの保持方法の工夫（例えば、樹脂モールド成形やカバーケース）が必要、ケーブル外径が大きくなるなど取り扱い上の問題が多い。
【００１２】
また、従来の電力供給ケーブルでは、各絶縁電線の絶縁体が全てフェライト含有樹脂で形成されているので、ノイズを有効に抑制できるものの、機械的特性や成形性が悪化するという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、フェライトコアを必要とせず、機械的特性・成形性が良好であり、広帯域に亘ってノイズを有効に抑制でき、取り扱い上の問題がない電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、車用電気ブレーキシステムに電力を供給する電力供給線と、車用電気ブレーキシステムに制御信号を伝送する信号線とを備え、上記電力供給線の絶縁体に、磁性粉混合樹脂層が含まれている電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルである。
【００１５】
請求項２の発明は、上記電力供給線と上記信号線を覆うシース層に、磁性粉混合樹脂層が含まれている請求項１記載の電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルである。
【００１６】
請求項３の発明は、ケーブル本体の一端に、磁性粉混合樹脂で形成したコネクタを取り付けた請求項１または２記載の電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルである。
【００１７】
請求項４の発明は、上記磁性粉混合樹脂層あるいは上記磁性粉混合樹脂は、樹脂に対する磁性粉の混合比が２０〜６０体積％である請求項１〜３いずれかに記載の電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本発明の好適実施の形態である電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブルの断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル１は、主として電気自動車やハイブリッドカーに搭載された電気ブレーキシステムに、電力を供給すると共に、制御信号を伝送するものである。
【００２１】
電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル１は、電気ブレーキシステムの制御用モータ等の機器に電力を供給する電力供給線としての２本の電源線２，２と、電気ブレーキシステムの制御用モータ等の機器にブレーキペダルの踏み込み量等の制御信号を伝送する２本の信号線３，３を備えている。
【００２２】
各電源線２は、中心の導体４の外周を絶縁体５で被覆した絶縁電線である。絶縁体５は、樹脂に磁性粉を混合した磁性粉混合樹脂層６と、その磁性粉混合樹脂層６の外周を被覆する樹脂の絶縁層７とからなる二層構造になっている。
【００２３】
各信号線３は、中心の導体８の外周を絶縁層７で被覆した絶縁電線である。２本の信号線３，３は撚り合わせられ、これらの外周にシールド９が被覆され、１本のシールドケーブル１０となっている。シールド９としては、例えば、銅などの金属編組線を用いている。
【００２４】
２本の電源線２，２と１本のシールドケーブル１０とは、まとめて撚り合わせられ、これらの外周にシース層１１が被覆されている。シース層１１は、樹脂に磁性粉を混合した磁性粉混合樹脂層６と、その磁性粉混合樹脂層６の外周を被覆する樹脂の保護シース層１２とからなる二層構造になっている。
【００２５】
シース層１１を、磁性粉混合樹脂層６と保護シース層１２とからなる二層構造とすることによって、シース層１１の機械的強度が補強され、着色が可能であり、また表面状態も滑らかとなり、外観上も良好となる。
【００２６】
導体４を絶縁体５で被覆する方法としては、磁性粉混合樹脂層６と絶縁層７の境界面の接着性を考慮して、磁性粉混合樹脂層６と絶縁層７の両層を同時に押出し被覆する方法がよい。電源線２，２とシールドケーブル１０をシース層１１で被覆する方法についても同様である。
【００２７】
信号線３，３とシールド９間や、電源線２，２とシールドケーブル１０間、電源線２，２およびシールドケーブル１０と磁性粉混合樹脂層６間には、図示しない介在が充填されている。各部材の材質によっては、介在を使用しなくてもよい。
【００２８】
絶縁層７と保護シース層１２は、本実施の形態では同じ材質であり、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、シリコンゴム、フッ素系ゴムなどの優れた絶縁材料である合成樹脂で形成されている。
【００２９】
磁性粉混合樹脂層６は、磁性粉を母材である上述したような合成樹脂に混合させたものである。この磁性粉混合樹脂層６は、例えば、樹脂に対する磁性粉の混合比が２０〜６０体積％となるようにしている。樹脂に対する磁性粉の混合比は、実施例で後述するように、引張り強度等の機械的特性、成形性（ケーブル加工性（押出し性））、ノイズ抑制効果を考慮すると、４０〜４５％が最も好ましい。
【００３０】
磁性粉としては、例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、軟磁性金属系、銅系、マグネシウム系、リチウム系、亜鉛系、鉄系、コバルト系等の各種磁性粉等を使用できる。
【００３１】
【実施例】
ここで、磁性粉としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉を使用し、樹脂に対するフェライト粉の混合比とノイズ抑制効果について説明する。
【００３２】
樹脂に混合するフェライト粉が多くなると、引張り強度等の機械的特性が低下し、これに伴って成形性が悪化するので、製造が困難になる。一方、樹脂に混合するフェライト粉が少なくなると、ノイズ抑制効果が低下する。
【００３３】
そこで、ベース樹脂に対して混合するＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉の割合を、実施例１〜５のように、それぞれ３５，３８，４０，４２，４５体積％と変化させたケーブル１を作製し、周波数が１４０ＭＨｚ付近でのノイズ抑制効果を測定した。表１に測定結果を示す。
【００３４】
測定方法としては、電波暗室内にて、ＶＣＣＩ（情報処理装置等電波障害自主規制協議会）の妨害波電界強度測定法（３ｍ法）に準拠して輻射ノイズの測定を行った。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１に示すように、実施例１および実施例２では、フェライト粉混合量が４０体積％未満と少ないので、ノイズ抑制効果はそれぞれ５ｄＢ、７ｄＢであり、あまり高くない。実施例３〜５のように、フェライト粉混合量が４０体積％以上になると、ノイズ抑制効果はそれぞれ９ｄＢ、１０ｄＢ、１１ｄＢと良好な値が得られた。また、フェライト粉の混合量を４５体積％よりも多くしても、ノイズ抑制効果の伸びはそれほど良くならず、フェライト粉の混合量が６０体積％を超えると、極端に引張り強度等の機械的特性が低下し、成形性が悪化する。
【００３７】
したがって、機械的特性、成形性、ノイズ抑制効果を考慮すると、樹脂に対するフェライト粉の混合量は、４０〜４５体積％が最も好ましいことがわかる。
【００３８】
なお、従来のケーブルにフェライトコアを挿通させた場合のノイズ抑制効果は、約１０ｄＢ程度である。
【００３９】
このように、本発明に係る電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル１は、電源線２の絶縁体５が磁性粉混合樹脂層６と絶縁層７の二層構造となっているので、機械的特性が良好であり、成形性も良好である。しかも、磁性粉混合樹脂層６によってケーブル１自身にノイズ抑制効果を持たせているので、電源線２からのノイズが信号線３に侵入することを確実に抑制できる。他方、信号線３からのノイズがシールド９から洩れたとしても、磁性粉混合樹脂層６により、電源線２に侵入することを確実に抑制できる。
【００４０】
さらに、ケーブル１は、シース層１１が磁性粉混合樹脂層６と保護シース層１２の二層構造となっているので、機械的特性が良好であり、成形性も良好である。しかも、磁性粉混合樹脂層６によってケーブル１自身にノイズ抑制効果を持たせているので、ケーブル１内からのノイズがケーブル１外へ洩れるのを確実に抑制でき、ケーブル１外からのノイズがケーブル１内へ侵入するのを確実に抑制できる。
【００４１】
実施例では、周波数１４０ＭＨｚ付近におけるノイズ抑制効果について説明したが、ケーブル１は、周波数が１ｋＨｚ〜１ＧＨｚ程度の広帯域の周波数領域に亘ってノイズを有効に抑制できる。
【００４２】
絶縁体５とシース層１１は、従来と同じ厚さでよいので、ケーブル外径を大きくすることなく、従来のケーブルとほとんど径の変わらないコンパクトな構造でノイズを確実に抑制できる。
【００４３】
また、磁性粉混合樹脂層６は、樹脂に対する磁性粉の混合比が２０〜６０体積％となっているので、従来のケーブルにフェライトコアを挿通させた場合と同程度以上の電磁波輻射防止効果が得られる。
【００４４】
したがって、ケーブル１は、ケーブルにフェライトコアを使用する必要がなく、ケーブルとしての通常の形態のままで使用できるので、従来技術で説明したような取り扱い上の問題がなく、美観的にも優れている。
【００４５】
次に、ケーブル１に取り付けられるコネクタを説明する。
【００４６】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーブル１は、その一端あるいは両端に、磁性粉混合樹脂で形成した雄型コネクタ２１が取り付けられて使用される。磁性粉混合樹脂の材質は、図１で説明した磁性粉混合樹脂層６と同じである。
【００４７】
雄型コネクタ２１は、ケーブル１が挿入固定される小径の円筒部２２と、機器に設けられた雌型コネクタの大径の円筒部（図３（ａ），（ｂ）参照）に挿入されて嵌合する大径の円筒部２３とからなっている。大径の円筒部２３の内部には、ケーブル１の電源線および信号線の導体と電気的に接続される４本の円柱状の信号ピン２４が取り付けられている。４本の信号ピン２４は、コネクタの軸に対して平行となっており、本実施の形態では、ケーブル１の径方向に沿って一列に配置されている。
【００４８】
また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ケーブル１の一端あるいは両端に、磁性粉混合樹脂で形成した雌型コネクタ３１を取り付けてケーブル１を使用してもよい。
【００４９】
雌型コネクタ３１は、ケーブル１が挿入固定される小径の円筒部３２と、機器に設けられた雄型コネクタ２１の大径の円筒部２２（図２（ａ），（ｂ）参照）が挿入されて嵌合する大径の円筒部３３とからなっている。大径の円筒部３３には、４個の円柱状の信号ピン挿入孔３４と、これら４個の信号ピン挿入孔３４を囲む円筒状の溝３５とが形成されている。
【００５０】
このような雄型コネクタ２１や雌型コネクタ３１をケーブル１の一端あるいは両端に取り付け、ケーブル１と機器を接続することにより、ケーブル接続部におけるノイズを確実に抑制できる。すなわち、ケーブル１のノイズ抑制機能を損なうことなく、機器間をケーブル１で接続できる。
【００５１】
なお、上記実施の形態では、絶縁電線が４本（２本の電源線２，２、２本の信号線３，３）の例で説明したが、本発明は絶縁電線の本数に限定されない。絶縁電線の本数はケーブルの仕様に応じて適宜設定すればよく、それに応じてケーブルの構造も適宜変形すればよい。これは、図２および図３で説明したコネクタについても同様である。
【００５２】
また、各信号線３の絶縁層７を上述したような磁性粉混合樹脂層６を含む二層構造としてもよい。電源線２，２とシールドケーブル１０を上述したようなシールド９で覆い、そのシールド９の外周をシース層１１で覆ってもよい。このようにすると、さらにノイズ抑制機能が向上する。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００５４】
（１）機械的特性・成形性（ケーブル加工性（押出し性））が共に良好であり、しかもノイズ抑制効果が高い。
【００５５】
（２）広帯域の周波数領域に亘ってノイズを有効に抑制できる。
【００５６】
（３）従来のように何重にもシールドを施したり、あるいはフェライトコアを装着したりする手間がいらず、取り扱い上の問題もない。
【００５７】
（４）ケーブル外径を大きくすることなく、構造をコンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係る雄型コネクタの外観図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の側断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係る雌型コネクタの概観図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の側断面図である。
【図４】従来のシールドケーブルの一例を示す構造図である。
【符号の説明】
１　電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル
２　電源線（電力供給線）
３　信号線
５　絶縁体
６　磁性粉混合樹脂層

Claims

車用電気ブレーキシステムに電力を供給する電力供給線と、車用電気ブレーキシステムに制御信号を伝送する信号線とを備え、上記電力供給線の絶縁体に、磁性粉混合樹脂層が含まれていることを特徴とする電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル。
上記電力供給線と上記信号線を覆うシース層に、磁性粉混合樹脂層が含まれている請求項１記載の電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル。
ケーブル本体の一端に、磁性粉混合樹脂で形成したコネクタを取り付けた請求項１または２記載の電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル。
上記磁性粉混合樹脂層あるいは上記磁性粉混合樹脂は、樹脂に対する磁性粉の混合比が２０〜６０体積％である請求項１〜３いずれかに記載の電気ブレーキ用ノイズ対策ケーブル。