JP2006253283A - ケーブルの電磁シールド通線機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の電磁シールド通線機構の例として、ケーブルの金属部分であるシールド層を露出させて、シールド層と導波管を金属線で接続するものや、電磁シールド層の貫通部の手前側においてケーブルの絶縁部外周を覆うようにフェライト等の絶縁性磁性体を設けることによりケーブルのインピーダンスを大きくしてケーブル上の電磁波を通過しにくくしたものがある。しかし、前者では、作業が比較的面倒であると共に、後者では、導波管のカットオフ周波数以上の周波数の電磁波のシールド性能に難点がある。
【解決手段】 そこで、このような課題を解決するために、本発明では、電磁シールド層２を貫通させてケーブル通線用の導波管４を設置し、導波管内には通線用の貫通孔５を設けた磁性体６を嵌合し、貫通孔内にケーブル７を嵌挿して通線する構成としたケーブルの電磁シールド通線機構を提案している。
【選択図】 図１
【解決手段】 そこで、このような課題を解決するために、本発明では、電磁シールド層２を貫通させてケーブル通線用の導波管４を設置し、導波管内には通線用の貫通孔５を設けた磁性体６を嵌合し、貫通孔内にケーブル７を嵌挿して通線する構成としたケーブルの電磁シールド通線機構を提案している。
【選択図】 図１
Description
本発明は、建物におけるケーブルの電磁シールド通線機構に関するものである。
近年、移動体通信技術が広く普及してきており、屋外における、携帯電話、自動車電話などの通話を主目的とした通信だけではなく、建物内におけるローカルエリアネットワーク（以下、ＬＡＮと云う）のためのデータ伝送手段としても利用されてきている。
建物内で用いられる移動体通信機器としては、携帯電話（800MHz帯、1.5GHz、1.9GHz）、無線ＬＡＮ（2.45GHz、5.2GHz）、ＰＨＳ（1.95GHz）などが挙げられるが、これらの通信機器で高速大容量の通信を実現するためには、外部からの不要な電磁波を遮蔽し、内部での機器間の干渉を防止する必要があり、そのための手段の一つとして電磁シールド技術が利用されている。
電磁シールド技術を利用した電磁シールドルームは、室を構成する壁、床及び天井の全ての面を、電気抵抗の小さい金属などで電磁シールド層として隙間無く囲う必要がある。
さらに、電磁シールドルーム内で電気設備や通信設備を使用するためには、電磁シールド層を貫通して電源・通信ケーブルを室内外で通線する必要がある。
しかしながら、これらのケーブルの金属部分を電磁シールド層と絶縁状態で導波管内に貫通すると、金属部分が電磁ノイズを伝搬する媒体となり、電磁シールド性能が著しく低下することが知られている。従って電源・通信ケーブルの貫通処理には電源フィルタや通信フィルタ（＝ノイズカットフィルタ）の適用が一般的には行われる。
しかし、ノイズカットフィルタは高性能であるが、コストが高い、設置スペースが必要、施工が困難といった問題がある。
そこで電磁シールド層を貫通させてケーブル通線用の金属製の導波管を設置して、その中を通してケーブルを嵌挿して通線することがよく行われている。例えば特許文献１、２を参照のこと。
導波管は鉄、銅、アルミニウム、ステンレス等の、電気抵抗が小さい管であり、電磁シールド層を貫通して設置した場合、そのままでは、開口の大きさにより決定されるカットオフ周波数以下の周波数の電磁波に対しては高いシールド性能が得られる。また導波管内に光ケーブル等の絶縁体のケーブルを通線した場合にも、上記と同等の高いシールド性能が得られる。
しかしながら光ケーブルを除く電源・通信ケーブルは一般的にメタルケーブルであり、これらの金属部分を電磁シールド層と絶縁状態で導波管内に貫通すると、導波管と金属部分が同軸線路として作用して電磁シールド性能が著しく低下する。
このため上述した特許文献１では、ケーブルの金属部分であるシールド層を露出させて、シールド層と導波管を金属線で接続しており、また特許文献２では、電磁シールド層の貫通部の手前側においてケーブルの絶縁部外周を覆うようにフェライト等の絶縁性磁性体を設けることによりケーブルのインピーダンスを大きくすることによりケーブル上の電磁波を通過しにくくしている。
しかしながら特許文献１では、作業が比較的面倒であると共に、特許文献２では、導波管のカットオフ周波数以上の周波数の電磁波のシールド性能に難点がある。
ところで導波管とケーブルが同軸線路として作用する場合の線路のインピーダンスＺは、以下のように表すことができ、このインピーダンスを高くすることにより電磁ノイズを低減することができる。
Ｚ＝Ｚ0√（μ／ε）
但し、Ｚ0＝μ0／ε0＝377（Ω）、μ：複素比透磁率、ε：複素比誘電率
本発明は以上の課題を解決することを目的とするものである。
Ｚ＝Ｚ0√（μ／ε）
但し、Ｚ0＝μ0／ε0＝377（Ω）、μ：複素比透磁率、ε：複素比誘電率
本発明は以上の課題を解決することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために、本発明では、電磁シールド層を貫通させてケーブル通線用の導波管を設置し、導波管内には通線用の貫通孔を設けた磁性体を嵌合し、貫通孔内にケーブルを嵌挿して通線する構成としたことを特徴とするケーブルの電磁シールド通線機構を提案するものである。
そして本発明では、上記構成において、磁性体は、複数のシート材を積層して構成することを提案するものである。
また本発明では、以上の構成において、磁性体は、長さを１０mm以上に構成することを提案するものである。
尚、磁性体６における磁性材料は、電波吸収体等に利用される適宜のものを使用することができる。
本発明では、ケーブルの外周に磁性体が嵌合されているため、ケーブルと導波管を同軸線路と仮定した場合の線路のインピーダンスを高くすることにより、同軸線路としての電磁波の伝播を抑制すると共に、導波管とケーブル間に磁性体が配置されているため、この磁性体による電磁波吸収作用及びインピーダンスの増加により、導波管のカットオフ周波数以上の周波数の電磁波の伝播を抑制することもでき、こうして広い周波数範囲に渡って高いシールド性能を得ることができる。
磁性体は、電波吸収体等として市販されている汎用のシート材を積層することにより適宜の長さのものを構成することができるので、コストとシールド性能とを勘案して適切な磁性体を構成することができる。
次に、本発明の電磁シールド通線機構の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る電磁シールド通線機構を示す断面図であり、図２は要部の拡大図、図３は構成要素のみの拡大斜視図である。
図１は本発明に係る電磁シールド通線機構を示す断面図であり、図２は要部の拡大図、図３は構成要素のみの拡大斜視図である。
符号１は電磁シールド室の壁であり、符号２は電磁シールド室の室内側３の電磁シールド層を示すものである。壁１には電磁シールド層２を貫通させてケーブル通線用の導波管４を設置している。導波管４は、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス等、電気抵抗が小さい金属の管であり、開口の寸法によって決定されるカットオフ周波数以下の周波数の電磁波に対しては高いシールド性能を得ることができる。
以上の構成において本発明では、導波管４内に通線用の貫通孔５を設けた磁性体６を嵌合し、そして貫通孔５内にケーブル７を嵌挿して通線する構成としている。
導波管４と磁性体６との間及び磁性体６の貫通孔５とケーブル７との間には隙間がないように嵌合又は嵌挿するが、隙間が生じた場合には、その隙間に導電体を詰めれば良い。
この実施例においては、磁性体６は、シート材８を複数枚積層して所定の長さに構成している。即ち、この実施例では、厚さｄ＝１mmのシート材８を20枚積層して、長さＬ＝20mmの磁性体６を構成している。
このシート材８は、例えばフェライト等の磁性体の粉末を樹脂に混合して一体化したもので、電磁波の磁界成分に作用してそのエネルギーを熱に変換することにより、電磁波を吸収する作用を有するものである。また、シート材８は導波管４内のインピーダンスを増加させる機能を持つ。このようなシート材８は、電波吸収体や、磁性シートあるいはノイズ抑制シートとして市販されている汎用のものを利用することができる。
尚、磁性体６は、シート材８を複数枚積層して所定の長さに構成する他、所定の長さのものを一体に構成することもできる。
以上の構成においては、ケーブル７の外周に磁性体６が嵌合されているため、ケーブル７と導波管４を同軸線路と仮定した場合の線路のインピーダンスが高くなるため同軸線路としての電磁波の伝播を抑制することができると共に、導波管４とケーブル７間に磁性体６が配置されているため、この磁性体６による上述した電磁波吸収作用及び導波管４内のインピーダンスの増加により、導波管のカットオフ周波数以上の周波数の電磁波の伝播を抑制することもでき、こうして広い周波数範囲に渡って高いシールド性能を得ることができる。
図４は本発明の電磁シールド通線機構を用いた場合のシールド性能を比較するために、本発明を適用しない場合のシールド性能を測定した結果を示すものであり、図中の表示、「開口なし」は導波管を設けない場合、「導波管」は導波管を設けたままの場合、「ケーブル貫通」は導波管にケーブルを貫通させた場合を示すもので、この例では導波管のカットオフ周波数は７ＧＨｚである。
図４に示されるように、導波管にケーブルを貫通させていない場合には、カットオフ周波数以下の周波数の電磁波に対しては高いシールド性能を示しているが、導波管にケーブルを貫通させると、カットオフ周波数以下の電磁波に対してもシールド性能が大きく低下する。
これに対して図５は本発明を適用した場合のシールド性能を測定した結果を示すものであり、図中、「磁性体10mm」は上述した厚さ１mmのシート材８を10枚積層して構成した10mmの磁性体６の場合、「磁性体30mm」は上述した厚さ１mmのシート材８を30枚積層して構成した30mmの磁性体６の場合を示すものである。
図５に示すように、本発明を適用した場合においては、カットオフ周波数以下の電磁波においても、磁性体６が10mmの場合には最低でも50dB、30mmの場合には最低でも60dBのシールド性能が得られ、従ってカットオフ周波数を含む広い周波数範囲において非常に高いシールド性能が得られることが分かる。
次に図６は1.9GHz〜2.5GHzの周波数帯域の電磁波における磁性体６の長さとシールド性能の関係を測定した結果を示すものである。尚、この周波数帯域は、携帯電話ＦＯＭＡ（登録商標）、無線ＬＡＮ（IEEE.80211b,g規格）、Bluetooth規格等の周波数帯に相当するものである。
この周波数帯域においては、磁性体６の長さが10mmにおいて60dBという実用的なシールド性能を得ることができると共に、磁性体６を更に長くして、30mm以上とすると、90dB以上という、高いシールド性能を得ることができることが分かる。
また図７は5GHz〜7GHzの周波数帯域の電磁波における磁性体６の長さとシールド性能の関係を測定した結果を示すものである。尚、この周波数帯域は、無線ＬＡＮ（IEEE.80211a規格）、 ETC（Electronic Toll Collection System）等の周波数帯に相当するものである。
この周波数帯域においては、磁性体６の長さが10mmにおいて70dBという実用的なシールド性能を得ることができると共に、磁性体６を更に長くして、30mm以上とすると、80dB以上という、高いシールド性能を得ることができることが分かる。
尚、磁性体６における磁性材料は、電波吸収体等に利用されている適宜のものを使用することができる。
本発明は以上の通りであるので、次に示すような利点があり、産業上の利用可能性が大である。
１．ケーブルの外周に磁性体が嵌合されているため、ケーブルと導波管を同軸線路と仮定した場合の線路のインピーダンスを高くすることにより、同軸線路としての電磁波ノイズの伝播を抑制すると共に、導波管とケーブル間に磁性体が配置されているため、この磁性体による電磁波吸収作用及びインピーダンスの増加により、導波管のカットオフ周波数以上の周波数の電磁波の伝播を抑制することもでき、こうして広い周波数範囲に渡って高いシールド性能を得ることができる。
２．磁性体は、電波吸収体等として市販されている汎用のシート材を積層することにより適宜の長さのものを構成することができるので、コストとシールド性能とを勘案して適切な磁性体を構成することができる。
１．ケーブルの外周に磁性体が嵌合されているため、ケーブルと導波管を同軸線路と仮定した場合の線路のインピーダンスを高くすることにより、同軸線路としての電磁波ノイズの伝播を抑制すると共に、導波管とケーブル間に磁性体が配置されているため、この磁性体による電磁波吸収作用及びインピーダンスの増加により、導波管のカットオフ周波数以上の周波数の電磁波の伝播を抑制することもでき、こうして広い周波数範囲に渡って高いシールド性能を得ることができる。
２．磁性体は、電波吸収体等として市販されている汎用のシート材を積層することにより適宜の長さのものを構成することができるので、コストとシールド性能とを勘案して適切な磁性体を構成することができる。
１ 壁
２ 電磁シールド層
３ 室内側
４ 導波管
５ 貫通孔
６ 磁性体
７ ケーブル
８ シート材
２ 電磁シールド層
３ 室内側
４ 導波管
５ 貫通孔
６ 磁性体
７ ケーブル
８ シート材
Claims (3)
- 電磁シールド層を貫通させてケーブル通線用の導波管を設置し、導波管内には通線用の貫通孔を設けた磁性体を嵌合し、貫通孔内にケーブルを嵌挿して通線する構成としたことを特徴とするケーブルの電磁シールド通線機構
- 磁性体は、複数のシート材を積層して構成することを特徴とする請求項１に記載のケーブルの電磁シールド通線機構
- 磁性体は、長さを１０mm以上に構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブルの電磁シールド通線機構
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|---|---|---|---|
| JP2005065310A JP2006253283A (ja) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | ケーブルの電磁シールド通線機構 |
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| JP2005065310A JP2006253283A (ja) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | ケーブルの電磁シールド通線機構 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2005065310A Pending JP2006253283A (ja) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | ケーブルの電磁シールド通線機構 |
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