JP2017188372A - ノイズ低減シールドケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、従来におけるフィルタ回路を機器内部や機器間に追加する方式やケーブルのシールド性能を高める方式と比べて、コストや質量の増加や回路からの発熱量を抑えながら、ＡＭ／ＦＭラジオ等への放射ノイズや高電圧のサージ等を抑制する。【解決手段】ノイズ低減シールドケーブル１０は、内部導体４とそれを覆う絶縁被覆部５とを有して複数芯をなす二本以上の絶縁被覆電線１〜３と、各絶縁被覆電線の絶縁被覆部を取り囲んだ囲み導体６と、囲み導体とは絶縁された状態で囲み導体６を囲んだ外部シールド導体８とを備える。外部シールド導体８，２８がアースされ、囲み導体６，２６はアースされない。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば高周波の放射ノイズや高電圧のサージ等を抑制するノイズ低減シールドケーブルに関するものである。

従来、高周波の通信信号や高電圧でスイッチングする駆動電流が流れるケーブルとしては、一般的にシールドケーブルが使用され、高周波のノイズ対策が必要とされている。インバータ装置やＤＣ−ＤＣコンバータ装置等のスイッチング回路、及びモータ等の電力供給端子から発生するサージ（高電圧ノイズ）に対応するものとして、以下に示すような方式が知られている。

第一例として、サージを発生する回路や部位のラインのノイズレベルを低減するために、インダクタＬやコンデンサＣ、抵抗Ｒで構成するフィルタ回路をインバータ装置内やモータ内又はケーブルに装着する。

第二例として、装置と負荷等を接続するケーブルから高電圧ノイズが周囲に放射又は誘導（電磁干渉）されることを考慮して、重厚な電磁シールド（シールド性能が高い電磁遮蔽構造）の電線、コネクタ又はフェライトコアを使用する。

図６は、従来の一般的なインバータ／モータ・システムの一例を示すものであり、モータ５１とインバータ５２が三相ケーブル５３で接続され、三相ケーブル５３のシールド導体５４の各端末がモータ５１及びインバータ５２の各金属筐体に接続されると共に金属筐体からグラウンドプレーン５５に接地されている。

図７は、従来の高シールド部品を使用したノイズ低減方式の一例を示すものであり、モータ６１とインバータ６２がそれぞれ高シールドコネクタ６４を介して高シールド電線６３で接続されている。インバータ６２はアース接続されている。

図８は、従来のシールドケーブル１１の一例の断面を示すものであり、三本の絶縁被覆電線１〜３が外部シールド層１２で覆われ、外部シールド層１２は保護層４９で覆われている。各絶縁被覆電線１〜３は内部導体４と絶縁層５で構成され、絶縁層５と外部シールド層１２との間に空気又は絶縁体５０が配設されている。

また、例えば、特許文献１（図示ぜず）には、従来のノイズ低減方式の一例として、モータとインバータ装置を接続する三本のラインに各インダクタ（コイル）を配設すると共に、各ラインに抵抗とコンデンサとで成るフィルタを接続して、サージを抑制することが記載されている。

また、特許文献２（図示せず）には、従来の信号伝送用ケーブルの一例として、中心導線と外皮との間に、第一及び第二の内磁場対策用導電体と、接地用の編み線（外部導体）とシールド体を同心に配設して、伝送信号の低歪化や低ノイズ化を図ることが記載されている。

同特許文献２には、二本ないし三本のケーブル芯を絶縁体内に配線し、絶縁体をシールド体で覆うと共に、各ケーブル芯の中心導線（内部導線）の周囲に内磁場対策用導電体や編み線（外部導体）を同心に配設したことが記載されている。

特開２０１０−１３６５６４号公報 特開平９−２５９６５６号公報

しかしながら、例えば、前記従来の第一例の方式においては、フィルタ回路でコストが増加したり、回路電流が大きな用途ではインダクタや抵抗で発生する電力損失が大きく、装置の大型化や効率の低下を生じ兼ねないという懸念があった。

また、前記従来の第二例の方式においては、電線やコネクタにおける金属製の遮蔽部分を多くしたり厚くしたりすることで、サイズや質量・コストが増加する上、グラウンドプレーンを経路するようなノイズについては、ノイズを十分に低減できないという懸念があった。

本発明は、上記した点に鑑み、例えば、従来におけるフィルタ回路を機器内部や機器間に追加する方式やケーブルのシールド性能を高める方式と比べて、コストや質量の増加や回路からの発熱量を抑えながら、ＡＭ／ＦＭラジオ等への放射ノイズや高電圧のサージ等を抑制することのできるノイズ低減シールドケーブルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のノイズ低減シールドケーブルは、内部導体とそれを覆う絶縁被覆部とを有して複数芯をなす二本以上の絶縁被覆電線と、各絶縁被覆電線の絶縁被覆部を取り囲んだ囲み導体と、該囲み導体とは絶縁された状態で該囲み導体を囲んだ外部シールド導体とを備えることを特徴とする。

この構成により、囲み導体を介することで、すなわち各絶縁被覆電線の内部導体と外部シールド導体の間に囲み導体があることで、各絶縁被覆電線の内部導体と外部シールド導体との間の静電容量が減少する。このため、各絶縁被覆電線の内部導体と外部シールド導体との間の特性インピーダンスが増加し、各絶縁被覆電線の内部導体間の特性インピーダンスは相対的に減少する。これによって、サージ電流から見たコモンモードの特性インピーダンスは大きくなり、例えばモータ側のケーブル端末では反射が抑制され、発生するサージが小さくなる。

また、例えば三相モータのような対称な三相交流を流す三本（三相）の絶縁被覆電線が１２０°回転対称の位置関係で配列された条件では、各相の交流電流によって生じる電磁界ノイズが相互に打ち消し合う。従って、これらにより、従来におけるフィルタ回路を機器内部や機器間に追加する方式やケーブルのシールド性能を高める方式と比べて、コストや質量の増加や回路からの発熱量が抑えられつつ、ＡＭ／ＦＭラジオ等への放射ノイズや高電圧のサージ等が抑制される。

上記ノイズ低減シールドケーブルにおいては、前記外部シールド導体がアースされ、前記囲み導体はアースされないことが好ましい。

この構成により、囲み導体がアースされないことで、各内部導体と外部シールド導体との間の静電容量が小さく維持される。

上記ノイズ低減シールドケーブルにおいては、前記各絶縁被覆電線が断面で回転対称に配置されていることが好ましい。

この構成により、例えば、二本の絶縁被覆電線が１８０°間隔で配置され、三本の絶縁被覆電線が１２０°間隔で配置され、四本の絶縁被覆電線が９０°間隔で配置される。回転対称の中心から各絶縁被覆電線の中心までの距離は等しい。これにより、絶縁被覆電線ごとの内部導体と外部シールド導体との間の静電容量が等しくなると共に、内部導体間ごとの静電容量が等しくなる。

また、上記ノイズ低減シールドケーブルにおいては、前記絶縁被覆電線の軸方向に沿って一又は複数の長さがそれぞれ異なる前記囲み導体が配置されることで、インピーダンスの周波数特性がフラットになるように構成されていることが好ましく、また、高周波ノイズやサージが増加しないような共振しない長さに、該囲み導体の電線軸方向長さが規定されていることが好ましい。

この構成により、絶縁被覆電線に高周波ノイズやサージが流れた際に、囲み導体がノイズやサージの周波数に共振することが抑止される。また、長い絶縁被覆電線のほぼ全長において、各囲み導体がサージ周波数に共振することが抑止される。

本発明によれば、例えば、従来におけるフィルタ回路を機器内部や機器間に追加する方式やケーブルのシールド性能を高める方式と比べて、各絶縁被覆電線に対する囲み導体だけを用いて、コストや質量の増加や回路からの発熱量を抑えながら、ＡＭ／ＦＭラジオ等への放射ノイズや高電圧のサージ等を抑制することができる。

また、外部シールド導体がアースされ、囲み導体はアースされない構成により、例えば各絶縁被覆電線の内部導体間の静電容量を大きく維持して、上記発明の効果を促進することができる。

また、各絶縁被覆電線が断面で回転対称に配置されている構成により、絶縁被覆電線ごとの内部導体と外部シールド導体との間の静電容量や、内部導体間ごとの静電容量を均一化して、上記発明の効果を促進することができる。

また、絶縁被覆電線の軸方向に沿って一又は複数の囲み導体が配置され、絶縁被覆電線に流れるノイズやサージの周波数に共振しない長さに、該囲み導体の電線軸方向長さが規定されている構成により、絶縁被覆電線に通電されたノイズやサージに対して、囲み導体の共振を抑制して、上記発明の効果を促進することができる。

本発明のノイズ低減シールドケーブルの第一の実施形態を示す断面図である。 （ａ）は従来のシールドケーブル、（ｂ）（ｃ）は本発明のノイズ低減シールドケーブルの各部位の静電容量をそれぞれ説明する図である。 本発明と従来の各シールドケーブルのサージ電圧を比較して示すグラフである。 ノイズ低減シールドケーブルの第二の実施形態を示す断面図である。 （ａ）は、ノイズ低減シールドケーブルに配置された複数の囲み導体の第一例を示す説明図、（ｂ）は同じく複数の囲み導体の第二例を示す説明図である。 従来の一般的なインバータ／モータ・システムを示す説明図である。 従来のシールド部品を使用したノイズ低減方式の一例を示す説明図である。 従来のシールドケーブルの一例を示す断面図である。

図１は、本発明のノイズ低減シールドケーブルの第一の実施形態の断面を示すものである。

このノイズ低減シールドケーブル１０は、三本（三相）の絶縁被覆電線１〜３を１２０°間隔で等配に回転対称に配置し、各絶縁被覆電線１〜３を一つの囲み導体６で取り囲んで、囲み導体６の内面６ａを各絶縁被覆電線１〜３の絶縁被覆部（第一の絶縁層）５の外面５ａに相互に接触させるようにし、囲み導体６の外側に第二の絶縁層（絶縁体）７を配置し、第二の絶縁層７の外側に外部シールド層（外部シールド導体）８を配置して、囲み導体６を外部シールド層８で取り囲んだことを特徴としている。

各絶縁被覆電線１〜３の絶縁被覆部５は相互に接触している。囲み導体６は、三本の絶縁被覆電線１〜３の周囲に断面略三角形状（おむすび状）で環状に配置されている。各絶縁被覆部５の径方向外側（回転対称の中心Ｓから遠い側）の外面５ａ１が、囲み導体６の三つの湾曲状の各角部（頂部）６ｂの内面６ａ１に接触ないし接触自在に近接している。各絶縁被覆部５の径方向内側（回転対称の中心Ｓ寄り）の外面５ａ２は相互に接触している。

囲み導体６の湾曲状の各角部６ｂはそれらの間の平面的な各真直部６ｃに一体に続いている。三つの各真直部６ｃの長さは等しく、各角部６ｂの形状や大きさは同じである。各真直部６ｃの内面６ａ２は各絶縁被覆部５の外面５ａ１に接線方向に接している。

各真直部６ｃの内面６ａ２と、隣り合う二本の絶縁被覆電線１〜３の絶縁被覆部５の外面５ａとの間に空間１５が形成されている。絶縁被覆部５の外面５ａ１が囲み導体６の内面６ａ１に近接した場合に、空間１５は内面６ａ１と外面５ａ１との間の微小な隙間に続いている。これら空間１５や隙間は空気層すなわち絶縁体である。内面６ａ１と外面５ａ１との間に薄い絶縁層（図示せず）を配置することも可能である。空間１５は三本の絶縁被覆電線１〜３の中央（回転対称の中心Ｓ側）にも形成されている。

囲み導体６は、各絶縁被覆電線１〜３の軸（長手）方向に沿って適宜長さに形成されている。囲み導体６の長さについては図５で後述する。囲み導体６の肉厚は全周に渡って均一である。囲み導体６の外周面に沿って第二の絶縁層（絶縁体）７の内周面が接触している。

第二の絶縁層７の外周面に外部シールド層（外部シールド導体）８の内周面が接触し、外部シールド層８の外周面に保護層（絶縁体）９の内周面が接触している。これら絶縁層７や外部シールド層８、保護層９は、囲み導体６の外周形状に沿って断面略三角形状（おむすび状）に形成されている。

三本の絶縁被覆電線１〜３は、囲み導体６や第二の絶縁層７、外部シールド層８、保護層９によって囲まれて（覆われて）回転対称の形態に保持されている。本実施形態において、囲み導体６と第二の絶縁層７と外部シールド層８との各肉厚は概ね同程度である。囲み導体６と外部シールド層８の肉厚はほぼ等しい。外部シールド層８の周長は囲み導体６の周長よりも長い。外部シールド層８に対して囲み導体６を内側のシールド層と称することも可能である。

各絶縁被覆電線１〜３は、断面円形の内部導体４とそれを覆う断面円環状の絶縁被覆部５とで構成されている。各絶縁被覆電線１〜３の回転対称の中心Ｓから囲み導体６の湾曲状の各角部６ｂまでの距離は等しい。また、中心Ｓから囲み導体６の各真直部６ｃまでの距離は等しい。

本実施形態の囲み導体６は、例えば、編組線のように導電性の素線を編んだもの、あるいは銅箔やアルミ箔等といった金属箔で構成されている。囲み導体６としては、それ以外に、金属粉や導体粉末を含む導電性の樹脂等で形成されたもの等であってもよい。囲み導体６は、筒状（環状）に継ぎ目なく形成されたものや、導電性のテープ等を環状に巻いて形成したものでもあってもよい。これら囲み導体６は電線径方向に屈曲可能である（可撓性を有する）ことが好ましい。ノイズ低減シールドケーブル１０は径方向に屈曲可能であることが好ましい。

各絶縁被覆電線１〜３の内部導体４は、銅やアルミ等を材料として、単芯線としたものや、複数の素線を束ねたもの等が使用される。外部シールド層８は、導電金属製の編組線又は銅箔やアルミ箔等で形成される。第一及び第二の絶縁層５，７並びに保護層９は合成樹脂材等で形成される。

上記したノイズ低減シールドケーブル１０は、不図示のインバータとモータ又はジェネレータを接続する三相ケーブルであって、主ラインとなる三本の絶縁被覆電線１〜３とそれを電磁シールドするための外部シールド層８を有し、外部シールド層８の両端は接地し（高圧用ではない外部シールド層８の場合は片端のみ接地とすることも可能である）、前記囲み導体６は両端ともに接地しない構造となっている。この構造はノイズ低減方式等と称することもできる。

一般に（従来においては）、インバータ装置やＤＣ−ＤＣコンバータ装置のように内部にスイッチング回路を有する装置と、負荷となるモータ等とをシールドケーブルで接続する構成では、スイッチ回路のスイッチング動作に起因して、電圧波形の立ち上がりの急峻なスイッチングノイズや高電圧のサージが発生し、モータの耐圧保護やＥＭＣ（電磁干渉）対策が必要になる場合が多い。

本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０（図２（ｂ）参照）においては、従来のシールドケーブル１１（図２（ａ）参照）と比べて、各絶縁被覆電線１〜３の内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量Ｃ’１ｓ，Ｃ’２ｃ，Ｃ’３ｓを低減し、隣り合う二本の内部導体４の間の静電容量Ｃ’１２，Ｃ’２３，Ｃ’３１を増加させている。このことは、後述のシミュレーション結果により確認されている。

これにより、各内部導体４と外部シールド層８との間すなわちコモンモードの特性インピーダンスが大きくなり、隣り合う内部導体４の間すなわちノーマルモードの特性インピーダンスは相対的に小さくなる。

これらの変化は、インバータ／モータを相互に接続するシステムにおいて、放射ノイズの原因となるコモンモードのノイズ成分を減らし、さらに、スイッチング動作に起因して発生するサージ電圧を低減する効果がある（図３参照）。

このように、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０により、従来におけるフィルタ回路を機器内部や機器間に追加する方式やケーブルのシールド性能を高める方式と比べて、コストや質量の増加及び回路からの発熱量を抑えながら、ＡＭ／ＦＭラジオ等への放射ノイズや高電圧のサージ等を抑制することができる。

以下に、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０の各絶縁被覆電線１〜３の内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量、及び隣り合う二本の内部導体４の間の静電容量のシミュレーション結果を、図２（ａ）〜（ｃ）及び表１〜２を用いて説明する。

図２（ａ）は従来のシールドケーブル１１、図２（ｂ）（ｃ）は本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０をそれぞれ示している。

図２（ａ）において、従来のシールドケーブル１１の各絶縁被覆電線１〜３の内部導体４と外部シールド層１２との間の静電容量を符号Ｃ１ｓ，Ｃ２ｓ，Ｃ３ｓで示し、隣り合う二本の内部導体４の間の静電容量を符号Ｃ１２，Ｃ２３，Ｃ３１で示している。

図２（ｂ）（ｃ）において、ノイズ低減シールドケーブル１０の各絶縁被覆電線１〜３の内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量を符号Ｃ’１ｓ，Ｃ’２ｓ，Ｃ’３ｓで示し、隣り合う二本の内部導体４の間の静電容量を符号Ｃ’１２，Ｃ’２３，Ｃ’３１で示している。図２（ｃ）において、ノイズ低減シールドケーブル１０の各内部導体４と囲み導体６との間の静電容量を符号Ｃ１ｋ，Ｃ２ｋ，Ｃ３ｋ、囲み導体６と外部シールド層８との間の静電容量をＣｋｓでそれぞれ示している。

表１は、図２（ａ）の従来のシールドケーブル１１における各静電容量のシミュレーション結果、表２は、図２（ｂ）（ｃ）の実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０における各静電容量のシミュレーション結果をそれぞれマトリクス的に示したものである。静電容量の単位はｐＦ（ピコファラド）である。各表の静電容量は合成されていない値である。内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量や、各内部導体４間の静電容量は、それぞれの導体４，８間の静電容量の合成値で算出される。

例えば、表１における従来のシールドケーブル１１の内部導体４（Ｎｏ１）と外部シールド層１２との間の静電容量Ｃ１ｓが、１２３ｐＦであるのに対し、表２における本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０の内部導体４（Ｎｏ１）と外部シールド層８との間の静電容量Ｃ’１ｓは、０ｐＦと小さくなっている。この結果は、内部導体４（Ｎｏ２，３）と外部シールド層８との間の静電容量Ｃ’２ｓ，Ｃ’３ｓについても同様である。

また、例えば、表１における従来のシールドケーブル１１の内部導体４（Ｎｏ１）と内部導体４（Ｎｏ２）との間の静電容量Ｃ１２が、２６ｐＦであるのに対し、表２における本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０の内部導体４（Ｎｏ１）と内部導体４（Ｎｏ２）との間の静電容量Ｃ’１２は、２７ｐＦに（表２の内部導体Ｎｏ１，２間の静電容量は囲み導体６を介さない値である）、内部導体４（Ｎｏ１）と囲み導体６との間の静電容量Ｃ１ｋである１２３ｐＦを加算した値であるので、１５０ｐＦと大きくなっている。この結果は、各内部導体４（Ｎｏ１，３）の間及び各内部導体４（Ｎｏ２，３）の間の静電容量Ｃ’３１，Ｃ’２３についても同様である。

図２（ａ）の従来のシールドケーブル１１において、内部導体４と外部シールド層１２との間の静電容量は、Ｃ１ｓ＝Ｃ２ｓ＝Ｃ３ｓであり、各内部導体４間（一の内部導体４と他の内部導体４との間）の静電容量は、Ｃ１２＝Ｃ２３＝Ｃ３１である。

また、図２（ｂ）の本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０において、内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量は、Ｃ’１ｓ＝Ｃ’２ｓ＝Ｃ’３ｓであり、各内部導体４間の静電容量は、Ｃ’１２＝Ｃ’２３＝Ｃ’３１である。これは、各絶縁被覆電線１〜３が回転対称に配置されたことによる。そして、Ｃ１ｓ＝Ｃ２ｓ＝Ｃ３ｓ＞Ｃ’１ｓ＝Ｃ’２ｓ＝Ｃ’３ｓであり、Ｃ１２＝Ｃ２３＝Ｃ３１＜Ｃ’１２＝Ｃ’２３＝Ｃ’３１である。

すなわち、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０における内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量は、従来のシールドケーブル１１における内部導体４と外部シールド層１２との間の静電容量よりも小さく、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０における各内部導体４間の静電容量は、従来のシールドケーブル１１における各内部導体４間の静電容量よりも大きい。

このように、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０では、従来のシールドケーブル１１と比べて、各内部導体４と外部シールド層８との間の静電容量を低減し、隣り合う二本の内部導体４の間の静電容量を増加させたことで、各内部導体４と外部シールド層８との間すなわちコモンモードの特性インピーダンスが大きくなり、隣り合う二本の内部導体４の間すなわちノーマルモードの特性インピーダンスは相対的に小さくなる。

図３は、従来のシールドケーブル１１と本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０のサージ電圧を比較して示すものである。従来のシールドケーブル１１の計測値を点線で示し、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０の計測値を実線で示している。図３において、横軸は時間μｓ、縦軸は電圧Ｖである。図３から明らかなように、本実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０のサージ電圧は、従来のシールドケーブル１１のサージ電圧よりも低減している。

すなわち、図２（ｂ）のノイズ低減シールドケーブル１０の囲み導体６が、各内部導体４と外部シールド層８との間すなわちコモンモードの特性インピーダンスを大きく、又は結合を小さくし、隣り合う二本の内部導体４の間すなわちノーマルモードの特性インピーダンスを相対的に小さく、又は結合を大きくすることで、モータ側のケーブル端末での反射が抑制され、発生するサージが小さくなる。また、隣り合う二本の内部導体４の間の結合が大きいことで、各相の高周波電流は隣り合う二本の内部導体４により帰り易くなり、生じる電磁界ノイズが相互に打ち消し合うことで、放射ノイズが低減される効果が期待される。

図４は、本発明のノイズ低減シールドケーブルの第二の実施形態を示すものである。

このノイズ低減シールドケーブル２０は、図１の実施形態の三本の絶縁被覆電線１〜３に対して二本の絶縁被覆電線２１，２２を用いると共に、図１の実施形態の断面略三角形状（おむすび状）に対して断面形状を円形としたことを特徴とするものである。

すなわち、１８０°間隔で回転（線）対称に配置された二本の絶縁被覆電線２１，２２を断面円環状の囲み導体２６が取り囲んで、各絶縁被覆電線２１，２２の絶縁被覆部２５の外面２５ａに囲み導体２６の内面２６ａが接触している。

囲み導体２６の外側に円環状の第二の絶縁層（絶縁体）２７が配置され、絶縁層２７の外側に円環状の外部シールド層（外部シールド導体）２８が配置されている。囲み導体２６と外部シールド層２８とは第二の絶縁層２７で絶縁されている。外部シールド層２８は断面円環状の保護層（絶縁体）２９で覆われている。

各絶縁被覆電線２１，２２の絶縁被覆部２５は相互に接触している。各絶縁被覆部２５は径方向内側の外面２５ａ２で相互に接触し、外面２５ａ２とは１８０°反対側の各絶縁被覆部２５の径方向外側の外面２５ａ１が囲み導体２６の内面２６ａに接触している。囲み導体２６の内側において各絶縁被覆電線２１，２２を結ぶ仮想線とは９０°反対側に空間２３が形成されている。

囲み導体２６の外周面に第二の絶縁層（絶縁体）２７の内周面が接触し、絶縁層２７の外周面に外部シールド層２８の内周面が接触し、外部シールド層２８の外周面に保護層２９の内周面が接触している。

本実施形態の囲み導体２６の厚みは外部シールド層２８の厚みとほぼ同程度であり、囲み導体２６の内外径は外部シールド層２８の内外径よりも小さい。二本の絶縁被覆電線２１，２２は、囲み導体２６や絶縁層２７、外部シールド層２８、保護層２９で囲まれて（覆われて）、囲み導体２６の中央側に保持されている。

内部導体２４と絶縁被覆部２５とで成る絶縁被覆電線２１，２２の構造や材質、囲み導体２６や外部シールド層２８、絶縁層２７、保護層２９の材質等は図１の実施形態におけると概ね同様である。外部シールド層２８の両端は接地され（弱電の場合は一端のみ接地することも可能）、囲み導体２６は両端とも接地されない。図４のノイズ低減シールドケーブル２０は例えば高圧ＤＣバッテリ等の接続に使用可能である。

図４のノイズ低減シールドケーブル２０においても、図１のノイズ低減シールドケーブル１０におけると同様な作用効果が奏される。すなわち、従来のシールドケーブル１１と比べて、内部導体２４と外部シールド層２８との間の静電容量が低減し、各内部導体２４間の静電容量が増加する。これにより、各内部導体２４と外部シールド層２８との間すなわちコモンモードの特性インピーダンスは大きくなり、隣り合う内部導体２４の間すなわちノーマルモードの特性インピーダンスは小さくなる。

これらの変化は、インバータ／モータを相互に接続するシステムにおいて、放射ノイズの原因となるコモンモードのノイズ成分を減らし、さらに、スイッチング動作に起因して発生するサージ電圧の低減にも効果がある。

なお、図４の実施形態において、絶縁被覆電線２１，２２を二本ではなく、図１の実施形態のように三本とすることも可能である。この場合、三本の絶縁被覆電線の絶縁被覆部２５は相互に接触し、各絶縁被覆部２５は断面円環状の囲み導体２６で覆われて囲み導体２６に相互に接触し、囲み導体２６の外側にそれぞれ円環状の絶縁層２７と外部シールド層２８と保護層２９が同心に配置される。

また、図４の実施形態において、二本の絶縁被覆電線２１，２２の絶縁被覆部２５の外面２５ａに沿って囲み導体２６や絶縁層２７、外部シールド層２８、保護層２９をそれぞれ断面長円形ないし略長円形に形成配置することも可能である。この場合、各絶縁被覆部２５の外面２５ａと囲み導体２６の内面２６ａとの接触面積は図４の実施形態におけるよりも増加する。

また、図４の実施形態において、二本ではなく三本の絶縁被覆電線の絶縁被覆部２５の外面２５ａに沿って囲み導体２６や絶縁層２７、外部シールド層２８、保護層２９をそれぞれ断面長円形ないし略長円形に形成配置することも可能である。

また、図１，図４の各実施形態において、絶縁被覆電線１〜３，２１，２２の本数を四本とすることも可能である。四本の絶縁被覆電線（図示せず）は例えば仮想正方形の各角部に位置するように回転対称に配置される。囲み導体（６，２６）は四本の絶縁被覆電線の絶縁被覆部５，２５に相互に接触する。

図５（ａ）（ｂ）は、例えば上記各実施形態のノイズ低減シールドケーブル１０，２０における囲み導体６，２６の長さを規定した実施形態をそれぞれ示すものである。

図５（ａ）（ｂ）においては、便宜上、絶縁被覆電線１〜３，２１，２２や絶縁層７，２７、外部シールド層８，２８の図示を省略し、囲み導体６，２６を実線で符号３６として示し、保護層９，２９を鎖線で符号３９として示している。

図５（ａ）の実施形態のノイズ低減シールドケーブル３０は、例えば図３に示したサージ電圧の発生時におけるサージ周波数に共振しない長さの複数の囲み導体（分割囲み導体）３６ａをそれぞれ同一長さＬ１で直列に配置したことを特徴としている。

三つの囲み導体３６ａで一本のノイズ低減シールドケーブル３０の囲み導体３６が構成されている。囲み導体３６は電線長手方向に三つに分割されている。各囲み導体３６ａの間には隙間ｎが形成されている。

サージ電圧は絶縁被覆電線１〜３，２１，２２の内部導体４，２４に通電されるが、その際に、絶縁被覆電線１〜３，２１，２２の外側に配置された囲み導体３６がサージ周波数に共振しないように、各囲み導体３６ａの長さＬ１が規定されている。この囲み導体３６ａの長さＬ１は線長共振の公式により求められる。

例えば、囲み導体３６ａの長さＬ１が１ｍである場合、共振点（周波数）は１００ＭＨｚ＋αであり、サージ周波数は１０〜２０ＭＨｚ位であるので、共振周波数が１００ＭＨｚ以下になるように、全ての囲み導体３６ａの長さＬ１は１ｍ以下に規定されている。

図５（ｂ）の実施形態のノイズ低減シールドケーブル４０は、同じくサージ電圧の発生時におけるサージ周波数に共振しない長さの複数の囲み導体（分割囲み導体）３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを異なる長さＬ２，Ｌ３，Ｌ４で直列に配置したことを特徴としている。

八つの囲み導体３６ｂ〜３６ｄで一本のノイズ低減シールドケーブル４０の囲み導体３６が構成されている。一本のノイズ低減シールドケーブル４０の囲み導体３６は電線長手方向に八つに分割されている。各囲み導体３６ｂ〜３６ｄの間には隙間ｎ１が適宜長さに形成されている。

図５（ｂ）においては、三種類の長さＬ２〜Ｌ４の囲み導体３６ｂ〜３６ｄが３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｃの順で配置され、その配列パターンが繰り返されている。各囲み導体３６ｂ〜３６ｄの長さＬ２〜Ｌ４は、例えば図５（ａ）におけると同様に、それぞれ共振周波数が１００ＭＨｚ以下になるように、１ｍ以下に規定されている。

なお、図５（ｂ）の実施形態において、長さＬの異なる複数の囲み導体３６ｂ〜３６ｄを電線軸方向に規則性なくランダムに配置することも可能である。囲み導体３６の分割数（囲み導体３６ａ〜３６ｄの数）は各ノイズ低減シールドケーブル３０，４０の全長に応じて適宜設定される。

また、全長の短いノイズ低減シールドケーブルにおいて、囲み導体３６の長さが、サージ周波数に共振しない長さであれば、囲み導体３６を分割することなく、一本の囲み導体３６で一本のノイズ低減シールドケーブルに対応することも可能である。

本発明は、ノイズ低減シールドケーブル１０，２０，３０，４０として以外に、ノイズ低減方式や、シールドケーブルのノイズ低減方法や、ケーブルの使用方法等としても有効なものである。

その他、従来公知の知見に従い、本発明のノイズ低減シールドケーブル１０，２０，３０，４０を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明のノイズ低減シールドケーブルの構成を具備する限り、勿論本発明の範疇に含まれる。

本発明のノイズ低減シールドケーブルは、例えば、従来におけるフィルタ回路を機器内部や機器間に追加する方式やケーブルのシールド性能を高める方式と比べて、コストや質量の増加や回路からの発熱量を抑えながら、ＡＭ／ＦＭラジオ等への放射ノイズや高電圧のサージ等を抑制するために利用することができる。

１〜３，２１，２２ 絶縁被覆電線
４，２４ 内部導体
５，２５ 絶縁被覆部
６，２６，３６ａ〜３６ｄ 囲み導体
７，２７ 絶縁層
８，２８ 外部シールド層（外部シールド導体）
１０，２０，３０，４０ ノイズ低減シールドケーブル
Ｌ１〜Ｌ４ 長さ

Claims (4)

1. 内部導体とそれを覆う絶縁被覆部とを有して複数芯をなす二本以上の絶縁被覆電線と、各絶縁被覆電線の絶縁被覆部を取り囲んだ囲み導体と、該囲み導体とは絶縁された状態で該囲み導体を囲んだ外部シールド導体とを備えることを特徴とするノイズ低減シールドケーブル。
2. 前記外部シールド導体がアースされ、前記囲み導体はアースされないことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減シールドケーブル。
3. 前記各絶縁被覆電線が断面で回転対称に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のノイズ低減シールドケーブル。
4. 前記絶縁被覆電線の軸方向に沿って一又は複数の前記囲み導体が配置され、該絶縁被覆電線に通電されるノイズやサージの周波数に共振しない長さに、該囲み導体の電線軸方向長さが規定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のノイズ低減シールドケーブル。

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