JP6065855B2

JP6065855B2 - ノイズ抑制ケーブル

Info

Publication number: JP6065855B2
Application number: JP2014029736A
Authority: JP
Inventors: 須永　義則; 義則須永; 杉山　剛博; 剛博杉山; 千綿　直文; 直文千綿
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: CN104851511B; US9484128B2; CN104851511A; JP2015153734A; US20150235740A1

Description

本発明は、樹脂層及び磁性体層を有する磁性テープをノイズ抑制に用いたノイズ抑制ケーブルに関する。

近年、電力系にインバータが多用されていることから、電力系のケーブルから放射される電磁波ノイズを抑制することが重要になっている。電磁波ノイズを抑制する方法の一つとして、ケーブルをリング状のフェライトコアに通すことが一般的であるが、コアが邪魔になる、組立てが面倒である、ノイズ抑制が不十分である、等の理由でケーブルそのものにノイズ抑制効果があるものが望まれている。

そこで、従来、ケーブルそのものにノイズ抑制効果を持たせたものとして、アモルファス等の透磁率の高い軟磁性体をテープ状にした磁性体テープを、ケーブルの心線に巻き付け、その上からシースを隙間なく被せたシールド電線が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来、テープ幅を狭くして隙間を空けて巻き、かつ、巻き方向を変えて二重に巻いた高周波減衰ケーブルが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。これにより、磁力線が一周でき、かつ屈曲性が高いケーブルを実現できる。

特開平６−２０３６５２号公報特開昭６２−１９０６０９号公報

しかし、従来のシールド電線は、磁性体テープに用いられるアモルファス金属が非常に硬いため、ケーブルの屈曲性が悪くなるという問題がある。

従来の高周波減衰ケーブルは、非常に硬いアモルファス金属を細く切って扱うのは難しく、巻くために時間がかかるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、屈曲性が高く、巻き付け作業が容易で、ケーブルから放射される電磁波ノイズを抑制することができるノイズ抑制ケーブルを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、前記絶縁電線の周囲に、樹脂層と前記樹脂層の一方の面に形成された磁性体層とを有する磁性テープが、前記磁性体層が外側を向くようにケーブル長手方向に渡って第１の向きに螺旋状に巻き付けられた内側磁性テープ層と、前記内側磁性テープ層の周囲に、樹脂層と前記樹脂層の一方の面に形成された磁性体層とを有する磁性テープが、前記磁性体層が内側を向くようにケーブル長手方向に渡って前記第１の向きとは逆の第２の向きに螺旋状に巻き付けられた外側磁性テープ層と、を備えたノイズ抑制ケーブルを提供する。

本発明によれば、屈曲性が高く、巻き付け作業が容易で、ケーブルから放射される電磁波ノイズを抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るノイズ抑制ケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すノイズ抑制ケーブルの横断面図である。図３は、磁性テープの斜視図である。図４(ａ)〜(ｃ)は、磁性テープの製造方法の一例を示す断面図である。図５は、磁性テープの巻き付け方法の一例を説明するための平面図である。図６は、内側磁性テープ層及び外側磁性テープ層の作用を説明するための概念図である。図７（ａ）、（ｂ）は、磁性テープの変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係るノイズ抑制ケーブルの概略の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すノイズ抑制ケーブルの横断面図である。図３は、磁性テープの斜視図である。

このノイズ抑制ケーブル１は、図１及び図２に示すように、複数（本実施の形態では７本）の導体が撚り合わせて構成された導体線２の周囲を絶縁体３で被覆した絶縁電線４と、絶縁電線４の周囲に形成されたシールド層５と、シールド層５の周囲に形成された内側磁性テープ層６Ａと、内側磁性テープ層６Ａの周囲に形成された外側磁性テープ層６Ｂと、外側磁性テープ層６Ｂの周囲に設けられた樹脂等からなる絶縁保護層としてのシース７とを備える。

絶縁電線４の導体線２は、銅合金等の金属で形成された信号線であり、例えば１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの信号を伝送する。なお、導体線２は、単線でもよい。また、導体線２のそれぞれの導体を被覆してもよい。

絶縁体３は、例えば、塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル重合体、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等により押出成形で形成される。

シールド層５は、例えば、銅合金等の金属で形成された細線を編組して形成され、ノイズ抑制ケーブル１が接続した機器等のグランドに接続される。

シース７は、例えば、絶縁電線４の絶縁体３と同様に、塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル重合体、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等により押出成形で形成される。なお、シース７及び絶縁体３は、熱収縮チューブ等により形成してもよい。

（磁性テープの構成）
内側磁性テープ層６Ａ及び外側磁性テープ層６Ｂは、同一の磁性テープ６０により構成されている。磁性テープ６０は、図３に示すように、樹脂層６１と、樹脂層６１の一方の面に形成された複数（本実施の形態では６本）の磁性体層６２とを備える。

内側磁性テープ層６Ａは、シールド層５の周囲に、磁性体層６２が外側を向くように磁性テープ６０をケーブル長手方向に渡って第１の向き（図１の左側から見て右巻き）Ｒ_１に螺旋状に巻き付けて形成されている。

外側磁性テープ層６Ｂは、内側磁性テープ層６Ａの周囲に、磁性体層６２が内側を向くように磁性テープ６０をケーブル長手方向に渡って第１の向きＲ_１とは逆の第２の向き（図１の左側から見て左巻き）Ｒ_２に螺旋状に巻き付けて形成されている。

内側磁性テープ層６Ａ及び外側磁性テープ層６Ｂとで磁性テープ６０の巻き方向を変えることにより内側磁性テープ層６Ａと外側磁性テープ層６Ｂの磁性体層６２同士が接触し、環状の磁路を形成する。

樹脂層６１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン系樹脂等の樹脂からなるテープを用いることができる。

磁性体層６２の磁性材料は、電磁波ノイズを抑制するため、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料からなるものが好ましい。軟磁性材料として、例えば、Ｃｏ基アモルファス合金、Ｆｅ基アモルファス合金等のアモルファス合金や、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト等のフェライトや、Ｆｅ−Ｎｉ系合金（パーマロイ）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｓｉ系合金（珪素鋼）等の軟磁性金属を用いることができる。

（磁性テープの製造方法）
図４(ａ)〜(ｃ)は、磁性テープ６０の製造方法の一例を示す断面図である。まず、樹脂層６１の一方の面に磁性体層６２０を形成したものを準備する。次に、図４(ａ)に示すように、スリット加工装置１０を用いて磁性体層６２０を分割する。スリット加工装置１０は、複数のカッタ１１と、複数のカッタ１１を一体に回転可能に連結する軸１２と、軸１２を回転させるモータと、軸１２を下方に押し下げる油圧ユニットとを備える。カッタ１１を回転させながら軸１２を下方に押し下げることにより、磁性体層６２０に長手方向に沿ってスリットが形成され、磁性体層６２０が複数の磁性体層６２に分割される。次に、複数の磁性体層６２に分割された樹脂層６１に幅方向に張力Ｔを与える。これにより、図４(ｃ)に示すように、磁性テープ６０が製造される。

（磁性テープの巻き付け方法）
図５は、磁性テープ６０の巻き付け方法の一例を説明するための平面図である。まず、磁性テープ６０の磁性体層６２の表面に加熱溶解する熱可塑性樹脂からなる接着剤を塗布する。

次に、シールド層５の周囲に、磁性体層６２が外側を向くように磁性テープ６０をケーブル長手方向に渡って隙間ｇが生じるように突合せ巻で第１の向きＲ_１に巻き付けて内側磁性テープ層６Ａを形成する。

続いて、内側磁性テープ層６Ａの周囲に、磁性体層６２が内側を向くように磁性テープ６０をケーブル長手方向に渡って隙間ｇが生じるように突合せ巻で第２の向きＲ_２で巻き付けて外側磁性テープ層６Ｂを形成する。次に、ケーブルを冷却して接着剤を固化させる。磁性体層６２同士が面接触するため、磁気抵抗を小さくすることができる。なお、接着剤を用いると、ケーブルの屈曲性が低下するため、これに換えて、例えば、シース７の締め付ける弾性を利用する方法で磁性体層６２同士の面接触を強めることもできる。

（内側磁性テープ層及び外側磁性テープ層の作用）
図６は、内側磁性テープ層６Ａ及び外側磁性テープ層６Ｂの作用を説明するための概念図である。導体線２に信号として電流Ｉが流れると、導体線２から放射される電磁波ノイズによって内側磁性テープ層６Ａ及び外側磁性テープ層６Ｂの磁性体層６２に磁束Φが発生する。磁束Φは、内側磁性テープ層６Ａの磁性体層６２と外側磁性テープ層６Ｂの磁性体層６２との接触箇所Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３を通って環状に流れる。このように磁束Φが流れる環状の磁路が形成される。

（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）磁性テープ６０は、磁性体層６２が長手方向に沿って分割された構造であるため、屈曲性が高くなる。
（２）磁性テープ６０は、複数の磁性体層６２が形成されたものであるため、巻き付け作業が容易になる。
（３）内側磁性テープ層６Ａと外側磁性テープ層６Ｂを構成する磁性体層６２によって環状の磁路が形成されるため、コアを装着したのと同様の効果が得られることから、絶縁電線４から放射される電磁波ノイズを抑制することができる。
（４）端末処理時や磁性テープ６０を巻き付ける際に磁性体層６２が飛び出して怪我するおそれが少なくなる。
（５）フェライトコアを用いないため、美観的に優れ、フェライトコアの割れ等の取扱い上の問題もなく、ケーブルの外径を大きくすることなく電磁波ノイズの放射を抑制することができる。

（変形例）
図７（ａ）、（ｂ）は、磁性テープの変形例を示す断面図である。図７(ａ)に示す磁性テープ６０は、磁性体層６２間の隙間ｄを図４に示すようなカッタ１１でスリットを形成し、樹脂層６１を幅方向に引っ張っていない状態のものである。このようなものでもノイズ抑制ケーブル１が曲げられても磁性体層６２が長手方向に相対的に移動するため、曲げ性が損なわれることはない。

図７(ｂ)に示す磁性テープ６０は、樹脂層６１の一方の面に樹脂層６１の幅よりも小さい幅の単一の磁性体層６２を形成したものである。これによっても内側磁性テープ層の磁性テープの磁性体層と外側磁性テープ層の磁性テープの磁性体層とが互いに接触するように巻き付けることにより環状の磁路が形成される。

なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実施の形態では、内側磁性テープ層６Ａ及び外側磁性テープ層６Ｂをケーブル長手方向全体に渡って形成したが、ケーブル長手方向のある範囲のみに形成してもよい。

１…ノイズ抑制ケーブル、２…導体線、３…絶縁体、４…絶縁電線、５…シールド層、６Ａ…内側磁性テープ層、６Ｂ…外側磁性テープ層、７…シース、１０…スリット加工装置、１１…カッタ、１２…軸、６０…磁性テープ、６１…樹脂層、６２…磁性体層、６２０…磁性体層、ｄ…隙間、ｇ…隙間、Ｐ_１〜Ｐ_３…接触箇所、Ｒ_１…第１の向き、Ｒ_２…第２の向き、Ｔ…張力、Φ…磁束

Claims

導体線の周囲を絶縁体で被覆した絶縁電線と、
前記絶縁電線の周囲に、樹脂層と前記樹脂層の一方の面に形成された磁性体層とを有する磁性テープが、前記磁性体層が外側を向くようにケーブル長手方向に渡って第１の向きに螺旋状に巻き付けられた内側磁性テープ層と、
前記内側磁性テープ層の周囲に、樹脂層と前記樹脂層の一方の面に形成された磁性体層とを有する磁性テープが、前記磁性体層が内側を向くようにケーブル長手方向に渡って前記第１の向きとは逆の第２の向きに螺旋状に巻き付けられた外側磁性テープ層と、
を備えたノイズ抑制ケーブル。
前記内側磁性テープ層及び前記外側磁性テープ層の前記磁性テープは、前記樹脂層の一方の面に複数の磁性体層が長手方向に沿って形成された請求項１に記載のノイズ抑制ケーブル。
前記内側磁性テープ層及び前記外側磁性テープ層の前記磁性テープは、前記樹脂層が幅方向に張力が付与されることによって前記複数の磁性体層間の隙間を広げられた請求項２に記載のノイズ抑制ケーブル。
前記絶縁電線と前記内側磁性テープ層との間に、編組又は横巻きによるシールド層が形成された請求項１から３のいずれか１項に記載のノイズ抑制ケーブル。