JP2012206616A - 電線配策構造および電力線搬送通信ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 配策作業性にも優れ、十分な特性インピーダンスを得ることが可能な電線配策構造および電力線搬送通信ケーブルを提供する。
【解決手段】 電力搬送通信ケーブル１ａは、機器３ａ、３ｂを接続するケーブルである。機器３ａ、３ｂは、例えばＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、特に自動車に用いられる。電力搬送通信ケーブル１ａでは、電線５の長手方向の一部に小径部７が設けられる。小径部７は、小径部７以外の部位に対して断面積が小さな部位である。電線５は、例えば、銅線やアルミニウム線が用いられる。電線５の一部に小径部７を形成する方法としては、電線５の一部を引き延ばすことで容易に形成することができる。電力線搬送通信ケーブル１ａでは、小径部７が一方の機器３ｂと接続され、他方の端部が機器３ａと接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車等に用いられる電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に用いられる電線の配策構造等に関するものである。

従来、自動車等に用いられる電力線搬送通信ケーブルでは、電源線と接地線からなる伝送路が信号伝送路として用いられる。このような電力線搬送通信ケーブルは、例えば特開２００６−４２２７６号公報等に記載されている。

特開２００６−４２２７６号公報

電力線搬送通信ケーブルでは、ノイズの除去を目的として、電源線と接地線との間にコンデンサが挿入される。この時の伝送路の特性インピーダンスＺ０は、以下のように表わされる。
Ｚ０＝√（Ｌ／Ｃ）
但し、Ｌは伝送路のインダクタンス、Ｃはキャパシタンスである。

前述の通り、電源線と接地線との間には、コンデンサが設けられるため、上記キャパシタンスとしては、電源線と接地線間のキャパシタンスにコンデンサのキャパシタンスが加えられる。したがって、Ｃが大きくなるため、伝送路の特性インピーダンスＺ０は低くなる。しかし、伝送される信号の強度（電圧）は、伝送路のインピーダンスに比例するため、特性インピーダンスが低くなると、十分な伝送信号の強度を得ることができない。したがって、通信の品質に影響を及ぼす恐れがある。

これに対し、特性インピーダンスを向上させるために、伝送路のインダクタンスを向上させる方法がある。例えば、伝送路上にコイルなどのインダクタンス素子を設け、インダクタンスを増加させることで、特性インピーダンスを向上させることができる。

しかし、このような方法では、電源線や接地線にコイルを設ける作業が必要となり、また、コイルによる重量増やコスト増の要因となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、配策作業性にも優れ、十分な特性インピーダンスを得ることが可能な電線配策構造および電力線搬送通信ケーブルを提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、自動車用の電力線搬送通信に用いられる電線配策構造であって、通信を行う機器間に電線が配策され、前記電線の少なくとも一部に小径部が設けられ、前記小径部の導体断面積は、前記小径部以外の部位の前記電線の導体断面積よりも小さいことを特徴とする電線配策構造である。

前記電線は、少なくとも第１の電線と第２の電線がコネクタを介して接続されて構成され、前記第１の電線の導体断面積は、前記第２の電線の導体断面積よりも小さく、前記第１の電線が前記小径部となってもよい。

前記第１の電線を構成する導体の電気抵抗値は、前記第２の電線を構成する導体の電気抵抗値よりも小さいことが望ましい。この場合、前記第１の電線を構成する導体は、銅または銅合金であり、前記第２の電線を構成する導体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であってもよい。

前記電線が車両に配策された状態で、前記電線には直線部および屈曲部が形成され、前記小径部は、前記屈曲部に配置されてもよい。

第１の発明によれば、電線の一部に小径部を形成することでインダクタンスを向上させるため、特性インピーダンスを向上させることができる。したがって、高い通信品質を得ることができる。また、コイル等を別途設ける必要がなく、配策作業性に優れ、重量の増加がない。

また、断面積の異なる少なくとも複数種の電線を、コネクタを介して接続して一本の電線とし、断面積の小さな電線の部位を小径部とすることで、簡易に小径部を形成することができる。

また、小径部を構成する導体材質の電気抵抗を、他の部位を構成する導体材質の電気抵抗よりも小さくすることで、小径部における電気抵抗の増大に伴う許容電流値の低下を抑制することができる。この場合、小径部を構成する導体を銅製とし、他の部位の導体をアルミニウム製とすることで、軽量化を達成するとともに、小径部の抵抗値増大を抑えることができる。

また、自動車に電線を配策する際に、屈曲部にあたる部位に小径部を配置することで、当該部位の屈曲性が優れるため、配策作業が容易である。

第２の発明は、自動車の電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信ケーブルであって、少なくとも第１の電線と第２の電線とがコネクタを介して接続されて構成され、前記第１の電線の導体断面積は、前記第２の電線の導体断面積よりも小さく、前記第１の電線を構成する導体の電気抵抗値は、前記第２の電線を構成する導体の電気抵抗値よりも小さいことを特徴とする電力線搬送通信ケーブルである。

第２の発明によれば、特性インピーダンスに優れた電力線搬送通信ケーブルを得ることができる。

本発明によれば、配策作業性にも優れ、十分な特性インピーダンスを得ることが可能な電線配策構造および電力線搬送通信ケーブルを提供することができる。

電力搬送通信ケーブル１ａ、１ｂを示す図。 電力搬送通信ケーブル１０ａ、１０ｂを示す図。 電線配策構造２０を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１（ａ）は、電力搬送通信ケーブル１ａを示す図である。なお、以下の図では、電線が一対設けられる例を示すが、本発明はこれに限られず、一本（電力線）のみに適用することもできる。電力搬送通信ケーブル１ａは、機器３ａ、３ｂを接続するケーブルである。機器３ａ、３ｂは、例えばＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、自動車に用いられる。

電力搬送通信ケーブル１ａでは、電線５の長手方向の一部に小径部７が設けられる。小径部７は、小径部７以外の部位に対して導体の断面積が小さな部位である。

電線５は、例えば、銅線やアルミニウム線が用いられる。電線５の一部に小径部７を形成する方法としては、電線５の一部を引き延ばすことで容易に形成することができる。電力線搬送通信ケーブル１ａでは、小径部７が一方の機器３ｂと接続され、他方の端部が機器３ａと接続される。

なお、図１（ｂ）に示すように、小径部７を電線５の中央部に形成した電力線搬送通信ケーブル１ｂを用いることもできる。すなわち、小径部７の長さや位置は、適宜設定され、必ずしも電線５の一か所のみではなく、長手方向の複数個所であってもよい。

ここで、直線導体のインダクタンスＬ（単位 Ｈ）は、以下のように表わすことができる。
Ｌ＝（μ０・ｌ）／（２π）×（ＬＯＧ（２ｌ／ａ）−１）
但し、μ０は真空の透磁率、ｌは導体長（ｍ）、ａは導体半径（ｍ）である。

上式より明らかなように、導体半径ａを小さくすることで、その部位のインダクタンスＬを大きくすることができる。したがって、伝送路全体の特性インピーダンスを大きくすることができる。すなわち、本発明における小径部７は、導体半径ａを小さくした部位となり、これにより、伝送路全体の特性インピーダンスを大きくすることができる。したがって、小径部７の長さなどは、必要な特性インピーダンスが得られるように適宜設定される。

なお、本発明の電力線搬送通信ケーブルとしては、例えば、材質軟銅のものを用い、全長５ｍの電線に対し、４ｍの小径部を形成し、小径部の導体径を０．８ｍｍ、小径部以外の導体径を１．８ｍｍ程度としたものを用いることができる。

以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信ケーブル１ａ、１ｂによれば、一部に小径部７が形成されることで、小径部のインダクタンスを他の部位と比較して相対的に高くすることができる。したがって、電力線搬送通信ケーブル全体の特性インピーダンスを上げることができる。この際、コイル等を別途設ける必要がないため、全体の構成が複雑にならず、軽量化を達成することができる。

次に、他の実施形態について説明する。図２（ａ）は、電力線搬送通信ケーブル１０ａを示す図である。なお、以下の説明において、電力線搬送通信ケーブル１ａと同様の機能を奏する構成については、図１と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。

電力線搬送通信ケーブル１０ａは、電力線搬送通信ケーブル１ａと略同様の構成であるが、複数の電線５ａ、５ｂから構成される点で異なる。電線５ａと電線５ｂとはコネクタ１１で接続される。第１の電線である電線５ｂの導体部の径は、第２の電線である電線５ａの導体部の径よりも小さい。すなわち、電線５ｂが小径部７となる。

なお、コネクタ１１としては、雄雌端子同士の接続であってもよく、端子台等の接続部材を用いてもよい。

また、図２（ａ）では、電線５ａ、５ｂの二本が接続される例を示すが、図２（ｂ）に示すように、三本以上の電線をコネクタ１１で接続してもよい。図２（ｂ）に示す電力線搬送通信ケーブル１０ｂは、長手方向の中央部に電線５ｂが配置され、電線５ｂの両端部が電線５ａと接続される。このように、小径部７は、電力線搬送通信ケーブルの長手方向のいずれの位置に設けてもよい。

ここで、自動車の軽量化の要請から、銅と比較して軽量であるアルミニウム（またはアルミニウム合金）が電力線に用いられる場合がある。一方、本発明では、特性インピーダンスの向上のため、ケーブルの一部に小径部が形成される。

しかし、小径部が形成されることで、当該部位の電気抵抗が大きくなる。特に、本発明の電力線搬送通信ケーブルは、電力線としても用いられるため、電気抵抗が大きくなると、伝送ロスが大きくなり、小径部の発熱等の問題がある。特に、銅線と比較して電気抵抗の大きなアルミニウムを用いる場合には、このような問題が大きくなる。すなわち、流すことができる電流値（許容電流値）が低下する。

そこで、本発明では、小径部７を構成する導体（電線５ｂ）の素材固有の電気抵抗が、他の部位を構成する導体（電線５ａ）の素材固有の電気抵抗よりも低くなるように材質を選択することが望ましい。例えば、電線５ａを構成する導体の材質を銅または銅合金とし、電線５ｂを構成する導体の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とすればよい。

電力線搬送通信ケーブル１０ａ、１０ｂによれば、電力線搬送通信ケーブル１ａ、１ｂと同様の効果を奏することができる。また、小径部７における電気抵抗の増加（発熱等のロス）を抑制することができる。なお、この場合でも、電力線搬送通信ケーブルの大部分がアルミニウムで構成されれば、重量増は最低限に抑えられる。

次に、本発明にかかる電力線搬送通信ケーブルを用いた電線配策構造について説明する。図３は、電線配策構造２０を示す図である。なお、電線配策構造２０では、電力線搬送通信ケーブル１０ｂを用いた例を示すが、前述した他の電力線搬送通信ケーブルを用いることもできる。また、以下の例では、電力線搬送通信ケーブル１０ｂが一対形成される例を示すが、本発明はこれに限られず、一本のみに適用してもよく、三本以上の線を用いてもよい。

電線配策構造２０は、電力線搬送通信ケーブル１０ｂと機器３ａ、３ｂ等から構成される。車両２１に設けられたＥＣＵ等の機器３ａ、３ｂ間に電力線搬送通信ケーブル１０ｂが接続される。機器３ａ、３ｂは、車両２１に対して一直線上に形成されず、また、他の部品を迂回する必要がある場合がある。このため、電力線搬送通信ケーブル１０ｂは、直線部２３および屈曲部２５が形成される。すなわち、電力線搬送通信ケーブル１０ｂは、屈曲部２５において屈曲される。

電線配策構造２０では、小径部７が屈曲部２５に来るように配置される。このため、より屈曲性の高い外径の小さな部位が屈曲部２５に配置される。なお、電線配策構造２０では、屈曲部２５が一か所のみ形成される例を示したが、二箇所以上の部位に屈曲部２５が形成されてもよい。また、屈曲部２５は、図示したように、必ずしも略垂直に屈曲されなくてもよい。

電線配策構造２０によれば、特殊なコイル等を用いることなく、高い特性インピーダンスを有する電線を配策することができる。したがって、軽量かつ高い通信品質を得ることができる。

また、配策構造の屈曲部２５に位置するように小径部７を形成することで、当該部位が屈曲性に優れ、配策作業性に優れる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ａ、１ｂ、１０ａ、１０ｂ………電力線搬送通信ケーブル
３ａ、３ｂ………機器
５、５ａ、５ｂ………電線
７………小径部
１１………コネクタ
２０………電線配策構造
２１………車両
２３………直線部
２５………屈曲部

Claims (6)

1. 自動車用の電力線搬送通信に用いられる電線配策構造であって、
   通信を行う機器間に電線が配策され、
   前記電線の少なくとも一部に小径部が設けられ、
   前記小径部の導体断面積は、前記小径部以外の部位の前記電線の導体断面積よりも小さいことを特徴とする電線配策構造。
2. 前記電線は、少なくとも第１の電線と第２の電線がコネクタを介して接続されて構成され、
   前記第１の電線の導体断面積は、前記第２の電線の導体断面積よりも小さく、
   前記第１の電線が前記小径部となることを特徴とする請求項１記載の電線配策構造。
3. 前記第１の電線を構成する導体素材の電気抵抗値は、前記第２の電線を構成する導体素材の電気抵抗値よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の電線配策構造。
4. 前記第１の電線を構成する導体は、銅または銅合金であり、前記第２の電線を構成する導体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項３記載の電線配策構造。
5. 前記電線が車両に配策された状態で、前記電線には直線部および屈曲部が形成され、
   前記小径部は、前記屈曲部に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電線配策構造。
6. 自動車の電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信ケーブルであって、
   少なくとも第１の電線と第２の電線とがコネクタを介して接続されて構成され、
   前記第１の電線の導体断面積は、前記第２の電線の導体断面積よりも小さく、
   前記第１の電線を構成する導体素材の電気抵抗値は、前記第２の電線を構成する導体素材の電気抵抗値よりも小さいことを特徴とする電力線搬送通信ケーブル。

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