JP3412123B2 - ケーブル - Google Patents
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- JP3412123B2 JP3412123B2 JP30243194A JP30243194A JP3412123B2 JP 3412123 B2 JP3412123 B2 JP 3412123B2 JP 30243194 A JP30243194 A JP 30243194A JP 30243194 A JP30243194 A JP 30243194A JP 3412123 B2 JP3412123 B2 JP 3412123B2
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- Insulated Conductors (AREA)
- Communication Cables (AREA)
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子機器間を接続す
る信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを効果的に低
減する機能を有するケーブルに関するものである。
る信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを効果的に低
減する機能を有するケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】デジタル機器の普及に伴い、これらの機
器から発生する電磁波ノイズの低減が急務となってい
る。例えば、３０〜１０００ＭＨｚ帯ノイズは通信装置
のケーブルに重畳する同位相ノイズ電流（コモンモード
ノイズ電流）が主原因で発生するためその低減策が検討
されている。コモンモードノイズは線路において所望の
高周波信号以外に、スイッチの開閉や近くを流れるパル
ス信号が電磁誘導現象で線路対に発生する同位相の電流
として発生するノイズである。このノイズを低減するた
めに、従来は線路を軟磁性材料で作製したリングに貫通
させる方法が採用されていた。即ち、線路対を流れる信
号電流は互いに逆向きなため発生する磁界は磁性体リン
グ位置ではほぼ打ち消し合っており、磁性体リングは信
号電流に対して影響を及ぼさない。これに対し、コモン
モードノイズ電流が発生する磁界は磁性体リングを磁化
するように作用するものである。磁性体が磁化される際
に生じる損失でこのノイズ電流を消費し、結果として電
磁波ノイズの輻射を阻止するものである。ここで、磁性
体の磁化過程において生じる損失の原因としては、強磁
性共鳴損失や渦電流損失がある。
器から発生する電磁波ノイズの低減が急務となってい
る。例えば、３０〜１０００ＭＨｚ帯ノイズは通信装置
のケーブルに重畳する同位相ノイズ電流（コモンモード
ノイズ電流）が主原因で発生するためその低減策が検討
されている。コモンモードノイズは線路において所望の
高周波信号以外に、スイッチの開閉や近くを流れるパル
ス信号が電磁誘導現象で線路対に発生する同位相の電流
として発生するノイズである。このノイズを低減するた
めに、従来は線路を軟磁性材料で作製したリングに貫通
させる方法が採用されていた。即ち、線路対を流れる信
号電流は互いに逆向きなため発生する磁界は磁性体リン
グ位置ではほぼ打ち消し合っており、磁性体リングは信
号電流に対して影響を及ぼさない。これに対し、コモン
モードノイズ電流が発生する磁界は磁性体リングを磁化
するように作用するものである。磁性体が磁化される際
に生じる損失でこのノイズ電流を消費し、結果として電
磁波ノイズの輻射を阻止するものである。ここで、磁性
体の磁化過程において生じる損失の原因としては、強磁
性共鳴損失や渦電流損失がある。
【０００３】従来、ノイズフィルタとして数ｃｍサイズ
のフェライトコアが使用されてきた。しかし、通信装置
の高密度実装化を図るためにノイズフィルタの小形・軽
量化が強く望まれいる。また、現状の放射ノイズ規制周
波数帯域は30〜1000ＭＨｚであるが、今後は通信機器の
高周波化に伴いより高周波におけるノイズも法規制の対
象となると考えられる。フェライトコアはSnock の限界
則によりノイズ吸収帯域の上限はほぼ１ＧＨｚと定まっ
ており、より高周波域でのノイズ抑制効果は見込めな
い。
のフェライトコアが使用されてきた。しかし、通信装置
の高密度実装化を図るためにノイズフィルタの小形・軽
量化が強く望まれいる。また、現状の放射ノイズ規制周
波数帯域は30〜1000ＭＨｚであるが、今後は通信機器の
高周波化に伴いより高周波におけるノイズも法規制の対
象となると考えられる。フェライトコアはSnock の限界
則によりノイズ吸収帯域の上限はほぼ１ＧＨｚと定まっ
ており、より高周波域でのノイズ抑制効果は見込めな
い。
【０００４】近年、千田等はフェライトコアよりも小形
で、より高い周波数域まで適用可能なノイズフィルタと
してＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 多層膜を用いたノイズフィ
ルタを開発した（千田、石井、森 ”高損失性ＣｏＺｒ
Ｎｂ／ＳｉＯ2 多層膜のＥＭＩノイズフィルタへの応
用”応用磁気学会誌18.(1994)pp.511-514)。このフィル
タの原理は以下の通りである。先ず、磁性体として金属
磁性体を用いた場合に渦電流によって損失を発生させう
る膜厚の設定範囲の設計手法を述べる。磁性薄膜の複素
比透磁率（μｒ＝μr'−i μr"）の虚数成分（μr"）が
大きい程、コモンモードノイズ電流が渦電流損失として
消費される割合が増す。μr'、μr"は回転磁化機構を仮
定した場合に以下の式で表される。 μr'(f) ＝( μr'(O) ／θ）｛(sinh θ＋sin θ) ／（coshθ＋cos θ）｝(1) μr"(f) ＝( μr'(O) ／θ）｛(sinh θ−sin θ) ／（coshθ＋cos θ）｝(2) θ＝２πtm{(μr'(O) ・μO ・ｆ) ／ρm}0.5 ここで、tmは磁性層の厚さ、ρm は磁性体の抵抗率、ｆ
はノイズ周波数、μO は真空の透磁率である。一方、表
皮厚（δ）は、 δ＝｛２ρm ／（２πｆ・μr'(O) ・μO ｝0.5 (3) と表される。従ってθは以下の式で表される。
で、より高い周波数域まで適用可能なノイズフィルタと
してＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 多層膜を用いたノイズフィ
ルタを開発した（千田、石井、森 ”高損失性ＣｏＺｒ
Ｎｂ／ＳｉＯ2 多層膜のＥＭＩノイズフィルタへの応
用”応用磁気学会誌18.(1994)pp.511-514)。このフィル
タの原理は以下の通りである。先ず、磁性体として金属
磁性体を用いた場合に渦電流によって損失を発生させう
る膜厚の設定範囲の設計手法を述べる。磁性薄膜の複素
比透磁率（μｒ＝μr'−i μr"）の虚数成分（μr"）が
大きい程、コモンモードノイズ電流が渦電流損失として
消費される割合が増す。μr'、μr"は回転磁化機構を仮
定した場合に以下の式で表される。 μr'(f) ＝( μr'(O) ／θ）｛(sinh θ＋sin θ) ／（coshθ＋cos θ）｝(1) μr"(f) ＝( μr'(O) ／θ）｛(sinh θ−sin θ) ／（coshθ＋cos θ）｝(2) θ＝２πtm{(μr'(O) ・μO ・ｆ) ／ρm}0.5 ここで、tmは磁性層の厚さ、ρm は磁性体の抵抗率、ｆ
はノイズ周波数、μO は真空の透磁率である。一方、表
皮厚（δ）は、 δ＝｛２ρm ／（２πｆ・μr'(O) ・μO ｝0.5 (3) と表される。従ってθは以下の式で表される。
【０００５】
θ＝２｛π・（tm／δ）｝0.5 (4)
図６はμr'(f) ／μr'(O) 、μr"(f) ／μr'(O) のtm／
δ依存性を示す。0.1≦(tm ／δ）≦10の範囲ではμr"
(O) ／μr'(O) ≧0.03であり、渦電流損失が発生するこ
とを示している。特に、0.1 ≦（tm／δ）≦1 の範囲で
はμr"(O) ＜μr'(O) なので磁性膜を巻いた線路のイン
ピーダンスは誘導性（インダクタンスが大きい）となる
のに対し、１≦(tm ／δ）≦10の範囲ではμr'(O) とμ
r"(O) とが略等しくなり磁性膜を巻いた線路の抵抗もイ
ンダクタンス並に大きくなる。0.1 ≦(tm ／δ）≦1 の
範囲で磁性膜を巻き付けた線路のインダクタンスが高い
場合には、磁性膜を巻いた部分の線路のインピーダンス
が大きく、インピーダンス整合が悪いため信号やノイズ
の反射が大きい。反射されたノイズ電力は消費されない
ので、機器の内部に悪影響を及ぼす。従って、磁性膜を
巻き付けた線路の抵抗を高くしてノイズ電力が消費され
る比率を大きくするためには単にμ"(o)が大きいだけで
は不十分であり、μ'(o)が小さいことも重要である。こ
の条件を満足する膜厚範囲として１≦（tm／δ）≦10が
適当である。（tm／δ）＞10ではμr"(O) ／μr'(O) ＜
0.03であり、渦電流によるノイズ電流吸収効果が測定誤
差と同等となるので、tm／δの適正範囲として10以下が
適当である。上記の設計指針に基づいてイオンビームス
パッタ法を用いてバイアス磁界を印加した基板上に形成
したＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 磁性多層膜では、磁気損失
として渦電流損失を利用するため任意の周波数帯域で
μ" の増大領域を設定すること、およびフェライトコア
の1/100 の体積で同等のノイズ抑制効果を示すことなど
優れた特性が明らかにされている。
δ依存性を示す。0.1≦(tm ／δ）≦10の範囲ではμr"
(O) ／μr'(O) ≧0.03であり、渦電流損失が発生するこ
とを示している。特に、0.1 ≦（tm／δ）≦1 の範囲で
はμr"(O) ＜μr'(O) なので磁性膜を巻いた線路のイン
ピーダンスは誘導性（インダクタンスが大きい）となる
のに対し、１≦(tm ／δ）≦10の範囲ではμr'(O) とμ
r"(O) とが略等しくなり磁性膜を巻いた線路の抵抗もイ
ンダクタンス並に大きくなる。0.1 ≦(tm ／δ）≦1 の
範囲で磁性膜を巻き付けた線路のインダクタンスが高い
場合には、磁性膜を巻いた部分の線路のインピーダンス
が大きく、インピーダンス整合が悪いため信号やノイズ
の反射が大きい。反射されたノイズ電力は消費されない
ので、機器の内部に悪影響を及ぼす。従って、磁性膜を
巻き付けた線路の抵抗を高くしてノイズ電力が消費され
る比率を大きくするためには単にμ"(o)が大きいだけで
は不十分であり、μ'(o)が小さいことも重要である。こ
の条件を満足する膜厚範囲として１≦（tm／δ）≦10が
適当である。（tm／δ）＞10ではμr"(O) ／μr'(O) ＜
0.03であり、渦電流によるノイズ電流吸収効果が測定誤
差と同等となるので、tm／δの適正範囲として10以下が
適当である。上記の設計指針に基づいてイオンビームス
パッタ法を用いてバイアス磁界を印加した基板上に形成
したＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 磁性多層膜では、磁気損失
として渦電流損失を利用するため任意の周波数帯域で
μ" の増大領域を設定すること、およびフェライトコア
の1/100 の体積で同等のノイズ抑制効果を示すことなど
優れた特性が明らかにされている。
【０００６】上記の磁性薄膜フィルタの使用形態はフェ
ライトコアと同様ケーブルの外被の周囲を覆う形状であ
る。磁性薄膜フィルタではテフロンなどのフレクシブル
な基板を用いればケーブルに巻いてもケーブルの柔軟性
が損なわれず、込み入った機器間の接続に向いているな
どの利点がある。しかし、振動やケーブル間の摩擦によ
って薄膜が剥離してノイズ減衰効果が低下したり、剥離
した金属磁性膜が機器内に入って回路をショートさせる
危険がある。一方、特開平２−６７７９６号には図７に
示すスパイラル構造の部品（１）が提案されている。こ
の場合には磁性体箔（２）が破壊しても飛散しないよう
に磁性体リボンをプラスティック（３）で覆う構造と
し、同時にこのプラスティック被覆のバネ力でスパイラ
ル構造の部品（１）がケーブルの外被の上に巻き付くも
のである。この場合にはプラスティック被覆はスパイラ
ル構造を保持するために単に電気的絶縁を得る以上の厚
みが必要である。しかし、一方ではケーブル上に容易に
脱着可能とするために巻き付け力を一定の大きさ以下に
調節することも肝要である。従って、この特開平２−６
７７９６号で提案されている構造ではケーブル外被と磁
性体箔の間には隙間がある。磁性体を用いたコモンモー
ドノイズの抑制はケーブル心線から発生する磁場を磁性
体が損失として吸収することが原理であるから、心線と
磁性体の間隔が増すと磁性体に作用する磁界強度が弱ま
りノイズ減衰効果が低下する。結果的に特願平２−１２
４５４号に示されるようなスパイラル構造では心線と磁
性体との間隔が必要以上に大きく、ノイズ減衰量が小さ
いという構造的欠点がある。
ライトコアと同様ケーブルの外被の周囲を覆う形状であ
る。磁性薄膜フィルタではテフロンなどのフレクシブル
な基板を用いればケーブルに巻いてもケーブルの柔軟性
が損なわれず、込み入った機器間の接続に向いているな
どの利点がある。しかし、振動やケーブル間の摩擦によ
って薄膜が剥離してノイズ減衰効果が低下したり、剥離
した金属磁性膜が機器内に入って回路をショートさせる
危険がある。一方、特開平２−６７７９６号には図７に
示すスパイラル構造の部品（１）が提案されている。こ
の場合には磁性体箔（２）が破壊しても飛散しないよう
に磁性体リボンをプラスティック（３）で覆う構造と
し、同時にこのプラスティック被覆のバネ力でスパイラ
ル構造の部品（１）がケーブルの外被の上に巻き付くも
のである。この場合にはプラスティック被覆はスパイラ
ル構造を保持するために単に電気的絶縁を得る以上の厚
みが必要である。しかし、一方ではケーブル上に容易に
脱着可能とするために巻き付け力を一定の大きさ以下に
調節することも肝要である。従って、この特開平２−６
７７９６号で提案されている構造ではケーブル外被と磁
性体箔の間には隙間がある。磁性体を用いたコモンモー
ドノイズの抑制はケーブル心線から発生する磁場を磁性
体が損失として吸収することが原理であるから、心線と
磁性体の間隔が増すと磁性体に作用する磁界強度が弱ま
りノイズ減衰効果が低下する。結果的に特願平２−１２
４５４号に示されるようなスパイラル構造では心線と磁
性体との間隔が必要以上に大きく、ノイズ減衰量が小さ
いという構造的欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題点を解決するためになされたもので、ノイズ低
減効果が大きく、収納性、施工性が良好で、かつ、破損
しにくいケーブルを提供することを目的とする。
来の問題点を解決するためになされたもので、ノイズ低
減効果が大きく、収納性、施工性が良好で、かつ、破損
しにくいケーブルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のケーブルは、電気的に絶縁された心線対を複
数対束ねた心線束がフレクシブルな金属磁性体箔で覆わ
れ、さらにその外周がフレクシブルな絶縁体外被で覆わ
れることを特徴とするものである。
に本発明のケーブルは、電気的に絶縁された心線対を複
数対束ねた心線束がフレクシブルな金属磁性体箔で覆わ
れ、さらにその外周がフレクシブルな絶縁体外被で覆わ
れることを特徴とするものである。
【０００９】又、本発明のケーブルは、電気的に絶縁さ
れた心線対を複数対束ねた心線束を複数束有し、各々の
心線束が別々のフレクシブルな金属磁性体箔で覆われ、
さらにそれらが一体のフレクシブルな絶縁体外被で覆わ
れることを特徴とするものである。又、本発明のケーブ
ルは、電気的に絶縁された心線対を複数対束ねた心線束
がフレクシブルな金属磁性体箔とフレクシブルな絶縁体
箔とを多層に重ね合わせた構造のシートで覆われ、さら
にその外周がフレクシブルな絶縁体外被で覆われること
を特徴とするものである。 又、本発明のケーブルは、電
気的に絶縁された心線対を複数対束ねた心線束を複数束
有し、各々の心線束が別々のフレクシブルな金属磁性体
箔とフレクシブルな絶縁体箔とを多層に重ね合わせた構
造のシートで覆われ、さらにそれらが一体のフレクシブ
ルな絶縁体外被で覆われることを特徴とするものであ
る。又、本発明のケーブルは、前記金属磁性体箔とし
て、Ｃｏ系アモルファス合金もしくはパーマロイを用い
たことを特徴とするものである。
れた心線対を複数対束ねた心線束を複数束有し、各々の
心線束が別々のフレクシブルな金属磁性体箔で覆われ、
さらにそれらが一体のフレクシブルな絶縁体外被で覆わ
れることを特徴とするものである。又、本発明のケーブ
ルは、電気的に絶縁された心線対を複数対束ねた心線束
がフレクシブルな金属磁性体箔とフレクシブルな絶縁体
箔とを多層に重ね合わせた構造のシートで覆われ、さら
にその外周がフレクシブルな絶縁体外被で覆われること
を特徴とするものである。 又、本発明のケーブルは、電
気的に絶縁された心線対を複数対束ねた心線束を複数束
有し、各々の心線束が別々のフレクシブルな金属磁性体
箔とフレクシブルな絶縁体箔とを多層に重ね合わせた構
造のシートで覆われ、さらにそれらが一体のフレクシブ
ルな絶縁体外被で覆われることを特徴とするものであ
る。又、本発明のケーブルは、前記金属磁性体箔とし
て、Ｃｏ系アモルファス合金もしくはパーマロイを用い
たことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】本発明はケーブル外被の内側に、心線の束を覆
うように金属磁性体箔あるいは金属磁性体箔と絶縁体箔
の多層構造シートを配置することを最も主要な特徴とす
る。従来の技術ではケーブル外被の外側を磁性体が覆っ
ており、ケーブルの構造が異なる。
うように金属磁性体箔あるいは金属磁性体箔と絶縁体箔
の多層構造シートを配置することを最も主要な特徴とす
る。従来の技術ではケーブル外被の外側を磁性体が覆っ
ており、ケーブルの構造が異なる。
【００１１】本発明の構造ではケーブル心線上のコモン
モードノイズ電流から放出される磁場は従来部品よりも
近くに配置した磁性体で消費されるので、ノイズ電流が
効率的に減衰する。同時に、磁性体箔が導電性であるこ
と（金属であること）により静電シールド層としても機
能し、電磁波ノイズの輻射がさらに抑制される。また、
薄い金属磁性体箔を用いるのでケーブルの柔軟性を損な
わないことに加え、金属磁性体箔をケーブルと一体化さ
せたことにより、本来ケーブルに備わっている収納性、
施工性が損なわれることは無い。しかも、繰り返しの曲
げや摺動によって磁性体が破断したとしても飛散して性
能低下をもたらしたり、回路の短絡等の故障の原因とな
ることはない。従って、本発明の目的であるノイズフィ
ルタの性能を高めると同時に信頼性も向上する。
モードノイズ電流から放出される磁場は従来部品よりも
近くに配置した磁性体で消費されるので、ノイズ電流が
効率的に減衰する。同時に、磁性体箔が導電性であるこ
と（金属であること）により静電シールド層としても機
能し、電磁波ノイズの輻射がさらに抑制される。また、
薄い金属磁性体箔を用いるのでケーブルの柔軟性を損な
わないことに加え、金属磁性体箔をケーブルと一体化さ
せたことにより、本来ケーブルに備わっている収納性、
施工性が損なわれることは無い。しかも、繰り返しの曲
げや摺動によって磁性体が破断したとしても飛散して性
能低下をもたらしたり、回路の短絡等の故障の原因とな
ることはない。従って、本発明の目的であるノイズフィ
ルタの性能を高めると同時に信頼性も向上する。
【００１２】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。 ［実施例１］図１に本発明の実施例１によるケーブル４
の構造を示す。５ケーブル心線、６は絶縁被覆、７は磁
性体箔、８はケーブル外被、９は縒り線対空間である。
ケーブル４としては特性インピーダンスが110 Ωのツイ
ストペアケーブルを１２対束ねて用いた。ケーブル４の
長さは２１０ｃｍである。磁性体箔７はスプラットクエ
ンチ法を用いて作製した幅１０ｍｍ、厚さ１０μｍのＣ
ｏ68Ｆｅ1 Ｓｉ15Ｂ9Ｍｎ4 Ｍｏ3 アモルファスであ
る。心線束の周囲に隙間なく巻き付けた。絶縁被覆６は
厚さ１０μｍのテフロンシートを巻き付けたものであ
る。本実施例では磁性体箔７は２重に、絶縁被覆６は１
重に巻いた。ケーブル外被８はＰＶＣである。
説明する。 ［実施例１］図１に本発明の実施例１によるケーブル４
の構造を示す。５ケーブル心線、６は絶縁被覆、７は磁
性体箔、８はケーブル外被、９は縒り線対空間である。
ケーブル４としては特性インピーダンスが110 Ωのツイ
ストペアケーブルを１２対束ねて用いた。ケーブル４の
長さは２１０ｃｍである。磁性体箔７はスプラットクエ
ンチ法を用いて作製した幅１０ｍｍ、厚さ１０μｍのＣ
ｏ68Ｆｅ1 Ｓｉ15Ｂ9Ｍｎ4 Ｍｏ3 アモルファスであ
る。心線束の周囲に隙間なく巻き付けた。絶縁被覆６は
厚さ１０μｍのテフロンシートを巻き付けたものであ
る。本実施例では磁性体箔７は２重に、絶縁被覆６は１
重に巻いた。ケーブル外被８はＰＶＣである。
【００１３】図２はケーブルから放出される電磁波ノイ
ズの測定系を示す。１３はネットワークアナライザ、１
０はループアンテナ、１１はインピーダンス変換器、１
２は終端抵抗である。２１０ｃｍのケーブルからは約２
７ＭＨｚに大きなコモンモードリイズが発生する。ルー
プアンテナ１０の使用周波数帯域は１０ＭＨｚ〜５０Ｍ
Ｈｚでありケーブルから２ｍの位置に取り付けた。
ズの測定系を示す。１３はネットワークアナライザ、１
０はループアンテナ、１１はインピーダンス変換器、１
２は終端抵抗である。２１０ｃｍのケーブルからは約２
７ＭＨｚに大きなコモンモードリイズが発生する。ルー
プアンテナ１０の使用周波数帯域は１０ＭＨｚ〜５０Ｍ
Ｈｚでありケーブルから２ｍの位置に取り付けた。
【００１４】本実施例で述べた磁性体箔７は導電性なの
で静電シードルとしての機能を併せ持つものである。上
記測定系において、ケーブル４の磁性体箔７の一端をイ
ンピーダンス整合器のアースに接地すると１０ＭＨｚか
ら５０ＭＨｚまでの範囲で放射ノイズが平均２１ｄＢ低
下した。この静電シードル効果の強さは、心線束の外周
をアルミ箔等の導電性材料で覆った構造の、いわゆるシ
ードル付きケーブルにおいて測定される値と同等であっ
た。
で静電シードルとしての機能を併せ持つものである。上
記測定系において、ケーブル４の磁性体箔７の一端をイ
ンピーダンス整合器のアースに接地すると１０ＭＨｚか
ら５０ＭＨｚまでの範囲で放射ノイズが平均２１ｄＢ低
下した。この静電シードル効果の強さは、心線束の外周
をアルミ箔等の導電性材料で覆った構造の、いわゆるシ
ードル付きケーブルにおいて測定される値と同等であっ
た。
【００１５】図３はノイズ減衰量の周波数依存性を示
す。本発明の磁性体箔を巻いたケーブルと従来のアルミ
箔を巻いたシールド付きケーブルのノイズ電力の比をノ
イズ減衰量と定めた。どちらの場合も磁性体箔やアルミ
箔の一端をインピーダンス整合器のアースに接地してい
る。２７ＭＨｚ付近のノイズ減衰量は約１１ｄＢであ
る。この値はインピーダンス整合器付近のケーブル上に
フェライトコアを装荷して得られるノイズ減衰量の（約
５ｄＢ）の２倍以上である。また、アルミ箔を巻いたケ
ーブルの外被の外側に本発明のケーブルで使用したのと
同一量の磁性体箔を巻き付けた場合には、７ｄＢのノイ
ズ減衰量が得られた。外被の内側に磁性体箔を巻いた本
発明よりもノイズ減衰効果が少ないのは、磁性体箔と心
線の距離が離れたためであり、ノイズ減衰特性を高める
ために磁性体箔を外被よりも内側に配置することが効果
的であることを示している。
す。本発明の磁性体箔を巻いたケーブルと従来のアルミ
箔を巻いたシールド付きケーブルのノイズ電力の比をノ
イズ減衰量と定めた。どちらの場合も磁性体箔やアルミ
箔の一端をインピーダンス整合器のアースに接地してい
る。２７ＭＨｚ付近のノイズ減衰量は約１１ｄＢであ
る。この値はインピーダンス整合器付近のケーブル上に
フェライトコアを装荷して得られるノイズ減衰量の（約
５ｄＢ）の２倍以上である。また、アルミ箔を巻いたケ
ーブルの外被の外側に本発明のケーブルで使用したのと
同一量の磁性体箔を巻き付けた場合には、７ｄＢのノイ
ズ減衰量が得られた。外被の内側に磁性体箔を巻いた本
発明よりもノイズ減衰効果が少ないのは、磁性体箔と心
線の距離が離れたためであり、ノイズ減衰特性を高める
ために磁性体箔を外被よりも内側に配置することが効果
的であることを示している。
【００１６】上述した通り、磁性体箔をケーブル外被の
内側に配置することでノイズ減衰量を増すだけでなく、
磁性体箔を外気にさらさないので腐蝕防止効果も得られ
る。また、磁性体箔が薄いためケーブルの曲げや摺動に
よって破断する可能性があるが、磁性体箔の周囲を外被
が覆うため磁性体箔と心線の配置が固定されノイズ減衰
量を減らすことはない。また、磁性体箔が破断した場
合、それらが飛散しないので回路や配線を短絡すること
もなく、系全体の信頼性向上にも有効である。
内側に配置することでノイズ減衰量を増すだけでなく、
磁性体箔を外気にさらさないので腐蝕防止効果も得られ
る。また、磁性体箔が薄いためケーブルの曲げや摺動に
よって破断する可能性があるが、磁性体箔の周囲を外被
が覆うため磁性体箔と心線の配置が固定されノイズ減衰
量を減らすことはない。また、磁性体箔が破断した場
合、それらが飛散しないので回路や配線を短絡すること
もなく、系全体の信頼性向上にも有効である。
【００１７】ところで、磁性体の巻き付け径が同じなら
ばノイズ減衰量は巻いてある磁性体の総量に比例する。
本実施例では磁性体箔は絶縁体層を介して２重に巻いて
いるが、磁性体箔を１重に巻いたとするとノイズ減衰量
は半分になるが、それでもフェライトコア装荷と同程度
の効果が得られる。
ばノイズ減衰量は巻いてある磁性体の総量に比例する。
本実施例では磁性体箔は絶縁体層を介して２重に巻いて
いるが、磁性体箔を１重に巻いたとするとノイズ減衰量
は半分になるが、それでもフェライトコア装荷と同程度
の効果が得られる。
【００１８】［実施例２］図４に本発明の実施例２によ
る別のケーブル４′の構造を示す。５はケーブル心線、
６′は絶縁被覆、７′は磁性体箔、８はケーブル外被で
ある。ケーブルは１２対の心線対を有するが、３対ずつ
４グループに分け、各々のグループごとを磁性体箔７′
で覆っている点が実施例１とは異なっている。磁性体箔
７′の積層数は２、ケーブル４′の長さは２１０ｃｍで
あり、実施例１と同じである。心線群を４分割したこと
により、各々の磁性体層の直径は実施例１のそれのほぼ
２分の１になっている。
る別のケーブル４′の構造を示す。５はケーブル心線、
６′は絶縁被覆、７′は磁性体箔、８はケーブル外被で
ある。ケーブルは１２対の心線対を有するが、３対ずつ
４グループに分け、各々のグループごとを磁性体箔７′
で覆っている点が実施例１とは異なっている。磁性体箔
７′の積層数は２、ケーブル４′の長さは２１０ｃｍで
あり、実施例１と同じである。心線群を４分割したこと
により、各々の磁性体層の直径は実施例１のそれのほぼ
２分の１になっている。
【００１９】このケーブル４′についてノイズ減衰量の
測定をおこなった結果、２７ＭＨｚ付近で約２４ｄＢで
あった。これは実施例１よりも約１３ｄＢ大きく、磁性
体層を小径化した効果が如実にあらわれたものである。
本実施例でケーブルの単位長さ当たり使用した磁性体の
量は実施例１の場合の約２倍であるが、実施例１におい
て磁性体の量を２倍すなわち磁性体箔を４重に巻いた場
合にはノイズ減衰量は高々１７ｄＢにしかならない。こ
のように、本実施例はノイズ減衰効果を高めるために磁
性体層を小径化したケーブル構造を提案するもので、状
況に応じて心線群の分割数を変えても良い。
測定をおこなった結果、２７ＭＨｚ付近で約２４ｄＢで
あった。これは実施例１よりも約１３ｄＢ大きく、磁性
体層を小径化した効果が如実にあらわれたものである。
本実施例でケーブルの単位長さ当たり使用した磁性体の
量は実施例１の場合の約２倍であるが、実施例１におい
て磁性体の量を２倍すなわち磁性体箔を４重に巻いた場
合にはノイズ減衰量は高々１７ｄＢにしかならない。こ
のように、本実施例はノイズ減衰効果を高めるために磁
性体層を小径化したケーブル構造を提案するもので、状
況に応じて心線群の分割数を変えても良い。
【００２０】［実施例３］図１に示す構造のケーブルに
おいて、磁性体箔７を種々の材料で構成した場合のノイ
ズ減衰量を実施例１と同じ方法で測定した。約２７ＭＨ
ｚにおけるノイズ減衰量の測定結果を表１に示す。
おいて、磁性体箔７を種々の材料で構成した場合のノイ
ズ減衰量を実施例１と同じ方法で測定した。約２７ＭＨ
ｚにおけるノイズ減衰量の測定結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】磁性体箔に高透磁率材料を用いることによ
ってノイズ減衰量を大きくすることが、表１の測定結果
に明確に示されている。Ｍｉ83Ｆｅ17合金、およびＣｏ
68Ｆｅ1 Ｓｉ15Ｂ9 Ｍｎ4 Ｍｏ3 アモルファスの高透磁
率材料においては、（３）式であらわされる表皮厚
（δ）の大きさは３０ＭＨｚで約１μｍ程度と試算され
る。したがって、これらの磁性体箔では強い電磁ノイズ
が輻射される３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数領域でノイ
ズ電流吸収効果の高い条件、すなわち１≦（tm／δ）≦
10を満足することになり、表１の測定結果とも符合す
る。一方、透磁率の低いＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの材料を
用いた場合にこの条件を満足するためには、それらの膜
厚がさらに数倍以上大きくなければならないが、厚みが
増すことによって磁性体箔のフレキシビリティが損なわ
れることやケーブルの太さ、重量が増加すること、さら
には硬い磁性体箔によって心線が傷つき通信障害を引き
起こす可能性があるなどの欠点が生ずる。このような観
点から、磁性体箔７の材料として、厚さが約１０μｍ程
度の高透磁率磁性体箔が好ましいものといえる。しか
し、フェライト材のように高透磁率ではあっても絶縁性
の材料である場合には、実施例１で述べた静電シールド
の効果が期待できないので、本発明で用いる磁性体箔と
しては不適当である。
ってノイズ減衰量を大きくすることが、表１の測定結果
に明確に示されている。Ｍｉ83Ｆｅ17合金、およびＣｏ
68Ｆｅ1 Ｓｉ15Ｂ9 Ｍｎ4 Ｍｏ3 アモルファスの高透磁
率材料においては、（３）式であらわされる表皮厚
（δ）の大きさは３０ＭＨｚで約１μｍ程度と試算され
る。したがって、これらの磁性体箔では強い電磁ノイズ
が輻射される３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数領域でノイ
ズ電流吸収効果の高い条件、すなわち１≦（tm／δ）≦
10を満足することになり、表１の測定結果とも符合す
る。一方、透磁率の低いＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの材料を
用いた場合にこの条件を満足するためには、それらの膜
厚がさらに数倍以上大きくなければならないが、厚みが
増すことによって磁性体箔のフレキシビリティが損なわ
れることやケーブルの太さ、重量が増加すること、さら
には硬い磁性体箔によって心線が傷つき通信障害を引き
起こす可能性があるなどの欠点が生ずる。このような観
点から、磁性体箔７の材料として、厚さが約１０μｍ程
度の高透磁率磁性体箔が好ましいものといえる。しか
し、フェライト材のように高透磁率ではあっても絶縁性
の材料である場合には、実施例１で述べた静電シールド
の効果が期待できないので、本発明で用いる磁性体箔と
しては不適当である。
【００２３】［実施例４］本発明の実施例４によるケー
ブル４″の別の構造を図５（断面図）に示す。５はケー
ブル心線、７は磁性体箔、８はケーブル外被である。磁
性体箔７が単層であることが実施例１とは異なってい
る。磁性体箔７には、熱処理によって透磁率を高めた１
０μｍ厚のＮｉ83Ｆｅ17合金（パーマロイ）を用いた。
このパーマロイ箔の比透磁率は１５００であった。実施
例１に示した測定法を用いて長さ２１０ｃｍのケーブル
についてノイズ減衰量の測定をおこなった結果、２７Ｍ
Ｈｚ近傍で約１０ｄＢであった。この値は、実施例３の
表１に示した、パーマロイ箔もしくはＣｏ68Ｆｅ1 Ｓｉ
15Ｂ9 Ｍｎ4 Ｍｏ3 アモルファス箔を２層に巻いたケー
ブルの特性値と同等である。すなわち、高透磁率材を用
いる場合には、必ずしも磁性層を多層化する必要はなく
単層としても差し支えない。
ブル４″の別の構造を図５（断面図）に示す。５はケー
ブル心線、７は磁性体箔、８はケーブル外被である。磁
性体箔７が単層であることが実施例１とは異なってい
る。磁性体箔７には、熱処理によって透磁率を高めた１
０μｍ厚のＮｉ83Ｆｅ17合金（パーマロイ）を用いた。
このパーマロイ箔の比透磁率は１５００であった。実施
例１に示した測定法を用いて長さ２１０ｃｍのケーブル
についてノイズ減衰量の測定をおこなった結果、２７Ｍ
Ｈｚ近傍で約１０ｄＢであった。この値は、実施例３の
表１に示した、パーマロイ箔もしくはＣｏ68Ｆｅ1 Ｓｉ
15Ｂ9 Ｍｎ4 Ｍｏ3 アモルファス箔を２層に巻いたケー
ブルの特性値と同等である。すなわち、高透磁率材を用
いる場合には、必ずしも磁性層を多層化する必要はなく
単層としても差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように本発明の、ケーブル外
被の内側に金属磁性体箔からなるシールド層を設けたケ
ーブル構造を採用することで、電磁波ノイズの輻射を高
効率で減少することができる。また、磁性体箔の腐食を
防止すると共に、磁性体箔の破断等の悪い影響も回避で
きるので、外付け構造のフィルタを用いるよりも信頼性
を高く保ちながら電磁波ノイズ輻射の少ないケーブルを
提供することができる。
被の内側に金属磁性体箔からなるシールド層を設けたケ
ーブル構造を採用することで、電磁波ノイズの輻射を高
効率で減少することができる。また、磁性体箔の腐食を
防止すると共に、磁性体箔の破断等の悪い影響も回避で
きるので、外付け構造のフィルタを用いるよりも信頼性
を高く保ちながら電磁波ノイズ輻射の少ないケーブルを
提供することができる。
【図１】本発明の実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明に係るケーブルから放出されるコモンモ
ードノイズ電波の測定系の一例を示す構成説明図であ
る。
ードノイズ電波の測定系の一例を示す構成説明図であ
る。
【図３】本発明のケーブルのノイズ減衰量の周波数依存
性の一例を示す特性図である。
性の一例を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例２を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４を示す断面図である。
【図６】複素比透磁率（μr'(f)/μr'(O) 、μr"(f)/μ
r'(O))の磁性体膜厚（tm/ δ）依存性の一例を示す特性
図である。
r'(O))の磁性体膜厚（tm/ δ）依存性の一例を示す特性
図である。
【図７】従来のノイズ低減用スパイラル構造磁性体の一
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
４…はケーブル、５…ケーブル心線、６…絶縁被覆、７
…磁性体箔、８…ケーブル外被、９…ネットワークアナ
ライザ、１０…ループアンテナ、１１…インピーダンス
変換器、１２…終端抵抗。
…磁性体箔、８…ケーブル外被、９…ネットワークアナ
ライザ、１０…ループアンテナ、１１…インピーダンス
変換器、１２…終端抵抗。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 森 敏則
東京都千代田区内幸町一丁目１番６号
日本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 昭60−264005（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−57028（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 7/17
H01B 11/00
H01B 11/04
H01B 11/18
Claims (5)
- 【請求項１】 電気的に絶縁された心線対を複数対束ね
た心線束がフレクシブルな金属磁性体箔で覆われ、さら
にその外周がフレクシブルな絶縁体外被で覆われること
を特徴とするケーブル。 - 【請求項２】 電気的に絶縁された心線対を複数対束ね
た心線束を複数束有し、各々の心線束が別々のフレクシ
ブルな金属磁性体箔で覆われ、さらにそれらが一体のフ
レクシブルな絶縁体外被で覆われることを特徴とするケ
ーブル。 - 【請求項３】 電気的に絶縁された心線対を複数対束ね
た心線束がフレクシブルな金属磁性体箔とフレクシブル
な絶縁体箔とを多層に重ね合わせた構造のシートで覆わ
れ、さらにその外周がフレクシブルな絶縁体外被で覆わ
れることを特徴とするケーブル。 - 【請求項４】 電気的に絶縁された心線対を複数対束ね
た心線束を複数束有し、各々の心線束が別々のフレクシ
ブルな金属磁性体箔とフレクシブルな絶縁体箔とを多層
に重ね合わせた構造のシートで覆われ、さらにそれらが
一体のフレクシブルな絶縁体外被で覆われることを特徴
とするケーブル。 - 【請求項５】 前記金属磁性体箔として、Ｃｏ系アモル
ファス合金もしくはパーマロイを用いたことを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれか１項に記載のケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30243194A JP3412123B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30243194A JP3412123B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | ケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08161940A JPH08161940A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3412123B2 true JP3412123B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17908848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30243194A Expired - Lifetime JP3412123B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412123B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5386055B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2014-01-15 | 株式会社日立製作所 | 特性評価装置および特性評価方法 |
-
1994
- 1994-12-06 JP JP30243194A patent/JP3412123B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08161940A (ja) | 1996-06-21 |
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