JP6925290B2 - シールドケーブル - Google Patents

Description

本発明は、シールドケーブルに関し、例えば、磁性材コア（フェライトコア）を用いてノイズ抑制するケーブルに適用し得る。

現在、インバータなどパワーエレクトロニクス機器の増加などにより電子機器を取り巻く電磁環境は悪化している。さらに、現在の電子機器は、精密化や低動作電圧化が進み、さらに、これらの要素が高密度に収容されることによって、耐ノイズ性が低下する傾向にある。さらに、現在は各電子機器がネットワークとして相互に接続されていることから、ひとつの電子機器のノイズによる誤動作の影響が広範囲に及ぶおそれがある。

ノイズは空間，接地線，電源線，通信線，制御線上を伝搬することで被障害機器へ侵入する。そのため、電力ケーブルや制御線など弱電ケーブル、即ちケーブルでの高度なノイズ対策が求められている。

従来から用いられているシールドケーブルでは、一般には、片端接地を採用することが多い。この場合、静電誘導による影響を抑制するいわゆる静電遮へいが可能である。しかし、シールドに誘導電流が流れないため、電磁遮へいができない。電磁遮へいも可能とするには両端接地が必要である。この場合には、遮へい層に誘導電流が流れ、外部からの電磁ノイズの影響を抑制できる。しかしながら、新たなノイズがケーブル内部に誘導する。即ち、シールドに誘導電流が流れることで、シールドで電圧降下が生じるが、その電圧降下分の電圧がケーブル内部に誘導する（非特許文献１参照）。

このように、従来、ノイズ対策として静電遮へいと電磁遮へいの両方を実施する必要があるが、電磁遮へいを行うとシールドでの電圧降下による新たな誘導が生じるため、十分なノイズ対策ができない。そこで、従来の信号線等のケーブルでは、静電誘導と電磁誘導に加えて、シールドでの電圧降下による誘導を容易に抑制する手段が求められている。

また、落雷に起因した電子機器の障害も近年増えている。雷電流によってケーブル内部に雷過電圧が誘導するためで、その雷過電圧によって電子機器が焼損，誤動作する。一般的には、この雷過電圧を抑制する方法として、ＳＰＤ（Ｓｕｒｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる素子を用いることが多い。しかしながら、このＳＰＤの目的は、雷過電圧による機器の破壊防止，焼損防止であることから、雷過電圧を５０〜８００Ｖ以下に抑制できるに過ぎない。

しかしながら、落雷時に電子機器が壊れないということだけでは不十分で、誤動作も生じない電圧に抑制することが求められる場合がある。

このような課題に対し、雷過電圧を電子機器が誤動作しないレベルにまで抑制する手段として、互いに絶縁された２重のシールドケーブルの外側シールドと内側シールドの間に磁性材のコアを配置し、２重のシールドケーブルの両端末で外側シールドと内側シールドを電気的に短絡する方法（例えば、非特許文献２）が雷対策用ケーブルとして知られている。

この従来の雷対策用ケーブルでは、静電遮へいに加え、シールドを両端接地とすることから電磁遮へいが可能である。さらに、従来の雷対策用ケーブルでは、磁性材コアによって高めた内側シールドのインダクタンスを利用することにより、ケーブル内部への誘導電圧を抑制することができるとされている。即ち、従来の雷対策用ケーブルでは、電子機器へのケーブルを介して侵入する雷過電圧を極めて小さく抑制することが可能となる。

仁田周一著、「電子機器のノイズ対策法」、ｐｐ．６１−６７、 オーム社、１９８６年６月発行 安本 勝，佐々木 一哉，高橋 浩之，中村 安良，大胡田 智寿，土器屋 由紀子著、「富士山測候所のための落雷対策」、電気学会論文誌Ａ（基礎・材料・共通部門誌）、Ｖｏｌ．１３２（２０１２） Ｎｏ１１ ｐｐ．９８４−９９２、一般社団法人電気学会、２０１２年発行

ところで、従来の２重シールドケーブルに磁性材コアを追加する構成とすることで、雷のような瞬時に加わる雷過電圧だけでなく、常時ケーブルへ誘導し、広い周波数を対象とするノイズ対策が可能とも思われる。しかし、従来の２重シールドケーブルに磁性材コアを追加するには、外側シールドと内側シールドの間に磁性材のコアを配置するため、２重シールドのシールド同士が絶縁されている必要がある。しかしながら、従来、既にシールドケーブルが敷設されている現場において、ノイズ対策が必要な場合に、磁性材コア付きの２重シールドケーブルを適用しづらいという問題がある。

例えば、稼働中の工場等で、既に敷設されたシールドケーブルにノイズ障害が生じている場合に、既設のシールドケーブルに磁性材コア付き２重シールドケーブルを適用することを考える。この場合、ノイズの誘導を受けている既設シールドケーブルを交換する必要があるが、一般に工場などでは多数のケーブルが複雑に配線されており、ケーブルを誤切断する危険があり、既設ケーブルを撤去できないことが多い。その場合には、既設ケーブルはそのまま残置して、新たにノイズ対策が施されたシールドケーブルを布設することになるが、新たなケーブルの布設経路の確保が容易でない場合もあり得る。新規にケーブルを敷設するには、防火などの目的で区画された壁の貫通や、新たにケーブルを支持，保護するための配管工事が必要な場合などがある。さらに、稼働中の工場でケーブルの新規敷設作業するためには、当該工場内での人的な安全管理や製造上の品質管理などの負担も多い。さらにまた、新規のケーブルを敷設した後、従前のケーブルを放置（残置）することは、その後の施設管理上も望ましくない。また、新規にケーブルを敷設するには、作業に係る時間も多くかかり、その間ノイズ障害を受ける期間も長くなることは、一刻も早い解決を望むユーザには許容されにくい。

そのため、新規にシールドケーブルを敷設せずに、ノイズ抑制性能を向上させることができるシールドケーブルが望まれている。

本発明は、複数の心線を有する心線束と、前記心線束を覆うシールド層とを備えるシールドケーブルにおいて、（１）前記心線束のうち少なくとも１本の心線が接地されて接地用心線として用いられ、（２）前記心線束の一部の区間で、前記シールド層と前記心線束との間に、磁性材が配置されており、（３）前記接地用心線の両端部において、前記接地用心線と前記シールド層とが短絡された構成となっていることを特徴とする。

本発明によれば、新規にシールドケーブルを敷設せずに、ノイズ抑制性能を向上させることができる。

第１の実施形態に係るシールドケーブルの構成について示した説明図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 第１の実施形態に係るシールドケーブルからシースを除去した状態について示した説明図である。 図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第１の実施形態に係るシールドと接地用心線の短絡方式の例（その１）について示した説明図である。 第１の実施形態に係るシールドと接地用心線の短絡方式の例（その２）について示した説明図である。 第１の実施形態に係るシールドケーブルを評価する評価試験の環境の構成について示した説明図である。 第１の実施形態に係るシールドケーブルの評価試験の結果について示したグラフである。 第２の実施形態に係るシールドケーブルで用いられるリングの外観について示した図である。 第２の実施形態に係るシールドケーブルにリングを取り付けた状態で示す断面図（位置Ｐ１の断面図）である。 第２の実施形態に係るシールドケーブルにリングを取り付けてかしめた状態について示した断面図（位置Ｐ１の断面図）である。 第２の実施形態に係るシールドケーブルにリングを取り付けて、冶具（２つのブロック）でかしめる前の状態について示した断面図である。 第２の実施形態に係るシールドケーブルにリングを取り付けて、冶具（２つのブロック）でかしめた後の状態について示した断面図である。 第２の実施形態に係る冶具を構成するブロックの斜視図である。 第３の実施形態に係るシールドケーブルの断面図（位置Ｐ１の断面図）である。 第４の実施形態に係るシールドケーブルの構成について示した説明図である。 第１の実施形態の変形例に係るシールドケーブルの断面図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるシールドケーブルの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係るシールドケーブル３０の全体構成について示した説明図である。

シールドケーブル３０は、導体１５が絶縁体１６に被覆された構造の絶縁心線１７を複数備える多心ケーブルである。シールドケーブル３０では、絶縁心線１７のうち少なくとも１本がグランドＧに接地される心線（以下、「接地用心線」と呼ぶ）として用いられる。以下では、接地用心線として用いられる絶縁心線１７の符号を１７Ｇと表すものとする。

図１においては、説明を簡易とするため、導体１５と接地用心線１７Ｇとを１本ずつ図示しているが、シールドケーブル３０が備える導体１５及び接地用心線１７Ｇの数は限定されないものである。

図１では、シールドケーブル３０の構造を説明する便宜上、シールドケーブル３０の両端部の各層を段階的に除去した状態で図示している。

図１では、シールドケーブル３０の一方の端（図１の方からみて左側の端）から順に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２５、Ｐ３、Ｐ３５、Ｐ４、Ｐ４５、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の各地点を図示している。

図２は、シールドケーブル３０のＰ１の位置における断面図（図１のＡ−Ａ線矢視断面図）となっている。

図１、図２に示すように、この実施形態では、シールドケーブル３０には、１１本の絶縁心線１７と１本の接地用心線１７Ｇとが設けられている。なお、この実施形態において、絶縁心線１７と接地用心線１７Ｇとの構成上の差異はなく、用途が異なるだけである。

図１、図２に示すように、全ての絶縁心線１７及び接地用心線１７Ｇは、１束（心線束）にまとめられ、押え巻きテープ１９が巻き付けられた状態（心線束が結束された状態）となっている。

図１、図２に示すように、シールドケーブル３０において、押え巻きテープ１９の外側には、ノイズを抑制するためのシールド２０の層が設けられている。シールド２０の構造は限定されないものである。シールド２０としては、例えば、網組導体、ポリエステルテープに金属をラミネートした金属テープや、金属テープ等を適用することができる。

また、図１、図２に示すように、シールドケーブル３０では、シールド２０の外側に押え巻きテープ２１が巻き付けられている。

さらに、図１、図２に示すように、シールドケーブル３０では、押え巻きテープ２１の外側がシース２２により被覆された構造となっている。

図１に示すように、シールドケーブル３０には、Ｐ４〜Ｐ５の区間にノイズ抑制するための磁性材コア２４が配置されている。磁性材コア２４の構造、材質は限定されないものである。磁性材コア２４としては、例えば、磁性材を使用したテープ等を適用することができる。磁性材の材質はフェライト、アモルファス、パーマロイ、ケイ素鋼板、又はナノ結晶合金のいずれでもよく、また異なる材質の磁性材を組合せて用いても構わない。

図３は、磁性材コア２４が配置されたＰ４〜Ｐ５の区間内の位置Ｐ４５における断面図（図１のＤ−Ｄ線矢視断面図）である。

図１、図３に示すように、磁性材コア２４は、押え巻きテープ１９の外側を覆うように配置されている。磁性材コア２４は略円筒形の形状であり、中心の孔２４ａに、押え巻きテープ１９（押え巻きテープ１９に結束された絶縁心線１７及び接地用心線１７Ｇ）の部分を貫通させるように配置されている。

磁性材コア２４は、１つのコアブロック２４ｂを用いて構成するようにしてもよいし、複数のコアブロック２４ｂを並べて組み合わせることにより構成するようにしてもよい。この実施形態では、図１に示すように５つのコアブロック２４ｂを並べて組み合わせることで１つの磁性材コア２４を形成しているものとする。各コアブロック２４ｂは、例えば、外径２１ｍｍ、内径９．２ｍｍ、幅（厚さ）１０．９ｍｍの略円筒形（略輪形状）のものを適用するものとする。したがって、磁性材コア２４の合計の長さ（円筒形の高さ）は５５ｍｍ弱となる。各コアブロック２４ｂは、例えば、Ｕ字型の二つのブロックを組み合わせた構成としても構わない。

図３に示すように、磁性材コア２４の外周面にシールド２５の層が設けられえている。また、シールド２５の外側は被覆２３により被覆されている。被覆２３は、例えば、熱収縮チューブ等の材料を用いて形成することができる。

シールドケーブル３０は、本来図２のような断面図（位置Ｐ１のＡ−Ａ線断面図）に示す断面のシールドケーブル（即ち、通常の１重シールドケーブル）から、Ｐ４〜Ｐ５の区間を含むＰ３〜Ｐ６の区間のシース２２及びシールド２０を除去して、Ｐ４〜５の区間に磁性材コア２４を配置し、磁性材コア２４を含む範囲（Ｐ４〜Ｐ５の区間を含む範囲）をシールド２５で覆い、さらにシールド２５の外側を被覆２３で覆うことで作成することができる。なお、シース２２については、区間Ｐ３〜Ｐ６を含む区間Ｐ２〜Ｐ７で除去される。

シールド２５としては、例えば、編み込みシールドや金属テープを適用することができる。

シールド２５及び被覆２３は、磁性材コア２４の区間（Ｐ４〜Ｐ５）を超えて、Ｐ２〜Ｐ７の区間まで覆っている。したがって、図１に示すシールドケーブル３０において、区間Ｐ２〜Ｐ７は被覆２３で覆われており、区間Ｐ２〜Ｐ７以外の部分（区間Ｐ２〜Ｐ７から両端部側）はシース２２で覆われている。

図４は、図１に示すシールドケーブル３０から、シース２２及び被覆２３を除去した状態について示した説明図である。

図５は、シールドケーブル３０における、区間Ｐ２〜Ｐ３の位置Ｐ２５の断面図（図１のＢ−Ｂ線矢視断面図）である。

図６は、シールドケーブル３０における、区間Ｐ３〜Ｐ４の位置Ｐ３５の断面図（図１のＣ−Ｃ線矢視断面図）である。

上述の通り、シールド２０は区間Ｐ３〜Ｐ６で除去されており、シールド２５は区間Ｐ３〜Ｐ６を含む区間Ｐ２〜Ｐ７を覆っている。

すなわち、図４、図５に示すように、区間Ｐ２〜Ｐ３、及び区間Ｐ６〜Ｐ７において、シールド２０とシールド２５は重複した状態となっている。具体的には、図５に示すように、区間Ｐ２〜Ｐ３、及び区間Ｐ６〜Ｐ７において、シールド２０の外側がシールド２５に覆われた状態となっている。すなわち、区間Ｐ２〜Ｐ３、及び区間Ｐ６〜Ｐ７において、シールド２０とシールド２５とは、接触し、電気的に短絡した状態となっている。この実施形態では、区間Ｐ２〜Ｐ３、及び区間Ｐ６〜Ｐ７において、例えば、シールド２０とシールド２５とを半田付けすることで、シールド２０とシールド２５との間をより安定的に短絡させるようにしてもよい。

また、図１に示すように、シールドケーブル３０では、両端部（又は両端部付近）において、接地用心線１７Ｇとシールド２０とが電気的に短絡した構成となっている。シールド２０と接地用心線１７Ｇを短絡する方法については限定されないものである。例えば、シールド２０と接地用心線１７Ｇの導体１５を撚り合わせて短絡させるようにしてもよいいし、撚り合わせたシールド２０と接地用心線１７Ｇの導体１５に圧着端子コネクタを使用して短絡させてコネクタを接続先へ接続させるようにしてもよい。

以下に、接地用心線１７Ｇとシールド２０とを電気的に短絡させる具体的な構成の例について図７、図８を用いて説明する。

まず、図７を用いて、シールドケーブル３０において、撚り合わせたシールド２０と接地用心線１７Ｇの導体１５を、さらに撚り合わせて短絡させる構成の具体例について説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）はそれぞれ、シールドケーブル３０の端部を加工する各工程を示している。

図７（ａ）の工程では、シールドケーブル３０の端部の各層が段階的に除去されている。図７（ａ）では、最端部（図７（ａ）の左側）から順に、各絶縁心線１７（接地用心線１７Ｇを含む）の導体１５、各絶縁心線１７（接地用心線１７Ｇを含む）の絶縁体１６、押え巻きテープ１９、シールド２０の順に段階的に露出するように加工されている。また、図７（ａ）では、シールド２０の端部を撚り合わせて線形状とした導電部２０ａが形成されている。図７では、導電部２０ａは、シールド２０の末端を撚り合わせて形成しているが、別途シールド２０にリード線を半田付けする等の構成としてもよい。

図７（ｂ）の工程では、図７（ａ）の状態から、シールド２０の導電部２０ａ以外で露出した部分を被覆する被覆２９が形成されている。また、図７（ｂ）の工程では、図７（ａ）の状態から、導電部２０ａについて最端部（接地用心線１７Ｇの導体１５と撚り合わせる部分）を除いた部分が被覆２８で被覆されている。

図７（ｃ）の工程では、図７（ｂ）の状態から、接地用心線１７Ｇの最端部（導体１５が露出した部分）と、導電部２０ａの最端部（被覆２８から露出した部分）とが撚り合わされている。この撚り合わせ部分については、絶縁テープ等で被覆して固定するようにしてもよい。

次に、図８を用いて、シールドケーブル３０において、撚り合わせたシールド２０と接地用心線１７Ｇの導体１５とを、圧着端子コネクタを使用して短絡させる構成の具体例について説明する。図８（ａ）〜図８（ｄ）はそれぞれ、シールドケーブル３０の端部を加工する各工程を示している。

図８（ａ）の工程では、上述の図７（ａ）の工程と同様に、シールドケーブル３０の端部の各層が段階的に除去されている。図８（ａ）の状態は、上述の図７（ａ）と同様であるため詳しい説明を省略する。

図８（ｂ）の工程では、図８（ａ）の状態から、絶縁心線１７の最端部（導体１５が露出した部分）、接地用心線１７Ｇの最端部（導体１５が露出した部分）、導電部２０ａの最端部に、それぞれ圧着端子２８ａ、２８ｂ、２８ｃが付けられている。圧着端子２８ａ、２８ｂ、２８ｃの構成や取り付け方式については限定されないものであり、種々の圧着端子及びその取り付け方法を適用することができる。また、図８（ｂ）の工程では、圧着端子に替えて、他の種々の端子の構造を適用するようにしてもよい。

図８（ｃ）の工程では、図８（ｂ）の状態から、シールド２０の導電部２０ａ以外で露出した部分を被覆する被覆２９が形成されている。また、図８（ｃ）の工程では、図７（ｂ）の状態から、導電部２０ａについて露出している部分が被覆２８で被覆されている。被覆２８、２９については上述の図７の例と同様であるため詳しい説明を省略する。

図８（ｄ）の工程では、図８（ｃ）の状態から、接地用心線１７Ｇの最端部の圧着端子２７ｂと、シールド２０（導電部２０ａ）の最端部の圧着端子２７ｃが接続された状態（短絡した状態）となっている。この接続部分については、例えば、絶縁テープで被覆して固定するようにしてもよいし、ボルト等により固定するようにしてもよい。

（Ａ−２）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の実施形態のシールドケーブル３０では、１重のシールドケーブル（図２のような断面のシールドケーブル）において、シールド２０、２５と、シールド２０、２５の内部に設けた接地用心線１７Ｇ（信号伝達や電源供給用に用いていない導体）との間に磁性材コア２４を配置し、シールドケーブル３０の両端部で、シールド２０と接地用心線１７Ｇの導体１５を短絡した構造としている。また、第１の実施形態のシールドケーブル３０は、実際に現場に設置する際には、接地用心線１７Ｇの両端が接地される。

ところで、非特許文献２によれば、２重シールドケーブルを両端接地としたときに内部導体に誘導する電圧Ｖｃｓは以下の（１）式で求められる。（１）式において、「Ｒｏ」は外側シールドの抵抗であり、「Ｉｏ」は外側シールドを流れる電流であり、「Ｌｉ」は内部シールドの内部シールドと外部シールド間に生じる自己インダクタンスであり、「Ｉｉ」は内側に流れる電流である。
Ｖｃｓ ＝ Ｒｏ・Ｉｏ ‐ Ｌｉ・ｄＩｉ／ｄｔ …（１）

従来の１重シールドケーブルでは、（１）式の第１項の電圧（Ｒｏ・Ｉｏ）が導体内部に誘導する。そして、従来の２重シールドケーブルでは、第２項（Ｌｉ・ｄＩｉ／ｄｔ）によってノイズが抑制される。そして、従来の２重シールドケーブルでは、ノイズ抑制効果を高めるために、内側シールドと外側シールド間に磁性材コア（フェライトコア）が設置される。以上のように、従来の磁性材コア（フェライトコア）付の２重シールドケーブルにおけるノイズ抑制方法の原理である。

そこで、本願発明者は１重シールドケーブルにおいて、磁性材コア（フェライトコア）付の２重シールドケーブルと同様のノイズ抑制効果を奏する構成を検討した。また、本願発明者は、一般に、複数の導体が用いられている多心ケーブルでは、必ずしもすべての導体が信号の伝達用に使われるわけでは無く、使用されない導体があることに着目した。

具体的には、本願発明者は、第１の実施形態のシールドケーブル３０のように、多心ケーブルにおける未使用の導体（接地用心線１７Ｇ）を内側シールドの代わりとして用い、さらに、そのインダクタンスを高めることができれば、１重シールドケーブルの構造において２重シールドケーブルを用いるのと同様の効果（ノイズ抑制効果）が得られることを見出した。言い換えると、第１の実施形態では、信号線としては未使用の心線（接地用心線１７Ｇ）が、各絶縁心線１７（心線束を構成する接地用心線１７Ｇ以外の心線）のノイズを抑制する要素の一部として機能するように構成されている。また、従来の電力用ケーブルでは、シールド内に電源線に加えて、接地線を収めている構造のケーブルがある。そこで、本願発明者は、主として信号等を伝送することを目的とした第１の実施形態のシールドケーブル３０に、接地用心線１７Ｇを設けて両端を接地させることで、ノイズ抑制に用いるインダクタンスを高め、ノイズ抑制効果を向上させることができることを見出した。

次に、発明者が、第１の実施形態に係るシールドケーブル３０を実際に作成して、性能（ノイズの遮蔽性能）を確認する実験（以下、「本試験」と呼ぶ）を行った結果について説明する。

図９は、本試験の環境（試験回路）について示した説明図である。

図９に示すように本試験は銅パイプ法により行った。

本試験では、図９に示すように、長さ１ｍの銅パイプ２１０の内部に被測定ケーブル２００を布設し、ネットワークアナライザ２２０の送信ポートから銅パイプ２１０を介して、入力信号Ｓ１を被測定ケーブル２００に供給した。また、本試験では、被測定ケーブル２００に誘導される誘導雑音Ｓ２をネットワークアナライザ２２０の受信ポートで測定した。さらに、本試験では、入力信号Ｓ１と比較した誘導雑音Ｓ２の減衰量から被測定ケーブル２００の遮へい性能を評価した。さらにまた、本試験では、被測定ケーブル２００を、従来の汎用の１重シールドケーブル、第１の実施形態のシールドケーブル３０（以下、「磁性材コア付き１重シールドケーブル」と呼ぶ）と、従来の磁性材コア付きの２重シールドケーブル（以下、「磁性材コア付き２重シールドケーブル」と呼ぶ）の３種類のケーブルに置き換えて遮へい性能の評価を行った。

図１０は、１重シールドケーブル、磁性材コア付き１重シールドケーブル、磁性材コア付き２重シールドケーブルの３種類のケーブルについて本試験を行った結果について示している。図１０では、横軸を入力信号Ｓ１の周波数とし、縦軸を入力信号Ｓ１と誘導雑音Ｓ２の減衰率［ｄＢ］を示している。

図１０に示すように、この実施形態のシールドケーブル３０を適用した磁性材コア付き１重シールドケーブルは、５０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域で、磁性材コアつき２重シールドケーブルよりも遮へい性能が劣るものの、１重シールドケーブルに比べて、遮へい性能が１４ｄＢ〜２４ｄＢ向上していることが分かる。これは、１重シールドケーブルを、この実施形態のシールドケーブル３０を適用した磁性材コア付き１重シールドケーブルに構成変更することで、導体に誘導する電圧が６．１％〜１８．８％にまで減衰することを示している。この実施形態のシールドケーブル３０を適用することで、このような周波数帯域（５０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ）で遮へい効果が向上することは、インバータ等から発生するノイズの遮へい対策として有効である。

以上のように、第１の実施形態では、２重のシールドケーブルを使用することなく、１重のシールドケーブル内部の静電誘導ノイズおよび電磁誘導ノイズおよびシールドでの電圧降下による誘導ノイズを抑制することが可能となる。すなわち、第１の実施形態では、汎用の１重シールドケーブルを加工して、磁性材コア２４等をつけることで、電磁誘導ノイズおよびシールド電圧降下による誘導ノイズを抑制する性能（遮へい性能）を向上させることができる。

上述の通り、磁性材コア付き１重シールドケーブル（シールドケーブル３０）に適用する磁性材コア２４の長さは５５ｍｍ弱である。また、磁性材コア付き１重シールドケーブル（シールドケーブル３０）において、磁性材コア２４の挿入位置による遮へい性能に違いはない。したがって、１重シールドケーブルを磁性材コア付き１重シールドケーブル（シールドケーブル３０）に作り替えて遮へい性能を向上させる際には、５５ｍｍ程度（この実施形態の例の磁性材コア２４の長さ）の磁性材コア２４を、設置現場で取り付けやすい位置に取り付けるという極めて簡易な方法で行うことができる。

言い換えると、従来の１重シールドケーブルの一部を加工して、第１の実施形態のシールドケーブル３０の構成に変更することで、静電誘導，電磁誘導，シールド電圧降下による誘導を抑制することにより、既設の１重シールドケーブルの産業上の利用価値が高まることになる。例えば、１重シールドケーブルを敷設している工場等で、新たに２重シールドケーブルを布設することなく、既設のシールドケーブルの一部の加工、あるいは局所的な作業のみによってケーブルの遮へい性能向上が可能となれば、ケーブルの撤去時の誤切断や新たな布設のための作業に伴う危険が伴わず、迅速な対応が可能であることから、対策適用の利用価値が格段に向上する。

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明によるシールドケーブルの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

第１の実施形態では、磁性材コア２４を覆うシールド２５と、１重シールドケーブル側のシールド２０とを半田付けにより短絡させる例について説明した。

図４に示すように、シールドケーブルからシースを除去した状態３０ＡのＰ２〜Ｐ３及びＰ６〜Ｐ７の区間でシールド２０とシールド２５が幅Ｗで重なる状態となっている。第２の実施形態では、このシールド２０とシールド２５が重なった区間を「かしめ」又は「圧着」することで、シールド２０とシールド２５を短絡させるものとする。

具体的には、第２の実施形態のシールドケーブル３０Ａでは、シールド２０とシールド２５が重なった区間で、シールド２０とシールド２５を図１１に示すようなリング３１を用いて「かしめ」、密着（一体化）させることで短絡する。

図１１に示すように、リング３１は、円筒形の形状となっている。

リング３１の円筒形の幅（円筒形の高さ）は、シールド２０とシールド２５が重なった幅Ｗと同程度の幅であることが望ましい。

図１２は、シールド２０とシールド２５が重なった区間（シールドケーブル３０ＡのＰ２〜Ｐ３又はＰ６〜Ｐ７の区間）にリング３１を配置した状態について示した断面図である。

図１２に示すように、リング３１の内径は、シールド２０とシールド２５が重なった部分の直径よりも若干大きい寸法とする必要がある。

そして、図１２の状態から、リング３１をかしめることで、図１３に示すような形状（断面形状）に変形させることができる。以下では、かしめた後（変形後）のリング３１の符号を３２と表すものとする。

かしめ後（変形後）のリング３２では、内側のシールドケーブル３０Ａ（シールド２５の外周面）に沿った曲線形状３２ａ、３２ｂにより、内側のシールドケーブル３０Ａ（シールド２５の外周面）が外側から押圧されてシールド２５とシールド２０とが密着して短絡する状態となる。また、かしめ後（変形後）のリング３２では、かしめ前（変形前）の状態から曲線形状３２ａ、３２ｂとならなかった部分の寸法（余った部分の寸法）が、曲線形状３２ａ、３２ｂの両端部分に形成される突起形状３２ｃ、３２ｄに吸収された状態となっている。突起形状３２ｃ、３２ｄの寸法としては、例えば、３ｍｍ程度としてもよい。

すなわち、かしめ後（変形後）のリング３２では、内側のシールドケーブル３０Ａ（シールド２５の外周面）に沿った曲線形状３２ａ、３２ｂを保った状態でかしめられるので、内側のシールドケーブル３０Ａ（シールド２５の外周面）の断面の形状を潰してしまう（例えば、楕円形としてしまう）等の変形を抑制することができる。

リング３１をかしめて図１３のように変形させる方法については限定されないものであるが、例えば、図１４に示すような断面の冶具４５を用いるようにしてもよい。

図１４に示すように、冶具４５は、２つのブロック４６、４７に分かれており、２つのブロック４６、４７の間でリング３１をシールドケーブル３０Ａ（シールド２５の外周面）ごと挟み込んでかしめる（プレスする）ことで、図１５のように変形（リング３２の形状に変形）させることができる。なお、ブロック４６、４７はいずれも同じ形状となっている。

図１６は、ブロック４６（４７）の斜視図である。

図１６に示すように、ブロック４６（４７）は、直方体のブロックの一面に半円柱形状に窪んだ凹部１０１が形成された形状となっている。また、ブロック４６（４７）には、凹部１０１の両端に外縁部１０２、１０３が設けられている。ブロック４６（４７）に、外縁部１０２、１０３を設けることにより、冶具４５では、変形前の状態から曲線形状３２ａ、３２ｂとならなかった部分の寸法（余った部分の寸法）を、突起形状３２ｃ、３２ｄとして整形することができる。

冶具４５を使用する際、ブロック４６、４７の間にリング３１及びシールドケーブル３０Ａを挟み込んでかしめる（プレスする）方法については限定されないものであり、例えば、ハンドプレス機等の工具を適用することができる。

以上のように、第２の実施形態のシールドケーブル３０Ａでは、リング３１を用いてかしめることにより、シールド２５とシールド２０を短絡させても、シールドケーブル３０Ａの潰れ（断面の形状を変えてしまうこと）を抑制することができる。

（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明によるシールドケーブルの第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

第１、第２の実施形態のシールドケーブル３０、３０Ａでは、絶縁体１６により導体１５が被覆された絶縁心線１７を複数備える多心ケーブルであるものとして説明したが、第３の実施形態では、これが対撚り線（ツイストペアケーブル）に置き換わっている。

図１７は、第３の実施形態のシールドケーブル３０Ｂの断面図（例えば、図１でいうとＰ１の位置の断面図）である。

図１７に示すように第３の実施位形態のシールドケーブル３０Ｂでは、導体３６が絶縁体３７により被覆された構成の絶縁心線３８が、２本撚り合わさることで対撚り線３９が構成されている。シールドケーブル３０Ｂでは、対撚り線３９が複数組配置される。図１７に示すシールドケーブル３０Ｂでは、対撚り線３９が３対配置されているが、対撚り線３９の数は限定されないものである。

第３の実施形態のシールドケーブル３０Ｂは、例えば、市内対ポリエチレン絶縁ビニル（ポリエチレン）シースケーブル（いわゆるＣＰＥＶ・ＣＰＥＥケーブル）に適用することができる。

シールドケーブル３０Ｂでは、複数の対撚り線３９は、第１、第２の実施形態と同様に、押え巻きテープ１９により結束され、その外側にシールド２０、押え巻きテープ２１、及びシース２２の層が配置された構成となっている。また、シールドケーブル３０Ｂでは、第１、第２の実施形態と同様に、一部の区間に、磁性材コア２４（シールド２５や被覆２３等を含む）が配置された構成となっているものとする。また、シールドケーブル３０Ｂでは、第１、第２の実施形態と同様に、いずれかの対撚り線３９の絶縁心線３８が、接地用心線３８Ｇとして用いられるものとする。

以上のように、第３の実施形態では、対撚り線３９が配置された多対構造のシールドケーブルの構造となっており、このような構造とした場合でも、第３の実施形態では、第１及びの実施形態と同様の効果を奏することができる。

（Ｄ）第４の実施形態
以下、本発明によるシールドケーブルの第４の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

第１の実施形態では、従来の１重シールドケーブルの一部を加工して、第１の実施形態のシールドケーブル３０の構成に変更する旨を説明した。これに対して、第４の実施形態では、従来の１重シールドケーブルの一部の区間に、第１の実施形態のシールドケーブル３０と同じ構造のケーブルをコネクタ接続する構成となっている。

図１８は、第４の実施形態に係るシールドケーブル６０の全体構成について示した図である。

図１８に示すように第４の実施形態に係るシールドケーブル６０は、両端にコネクタ４１が付けられた１重のシールドケーブル４０（例えば、既設の１重のシールドケーブル）の一端（一端のコネクタ４１）に、第１の実施形態のシールドケーブル３０と同様の構造を備え両端にコネクタ５１が付けられたシールドケーブル５０が接続されている。図１８に示すように、シールドケーブル４０の一端のコネクタ４１が、シールドケーブル５０の一端のコネクタ５１に接続されている。

コネクタ４１、５１は、各心線を接続（短絡）可能な構造であれば、その具体的な構造や形状は限定されないものである。コネクタ４１、５１で接続する心線が多数である場合は、端子盤等を利用した構造としてもよい。

なお、図１８では、シールドケーブル４０の一端のコネクタ４１を、シールドケーブル５０の一端のコネクタ５１に接続する構造となっているが、第４の実施形態ではシールドケーブル４０の中間部分を切断して、その切断部分（断端）にコネクタ４１を設け、設けたコネクタ４１（切断部分）にシールドケーブル５０を挿入・接続するようにしてもよい。

以上のように、第１の実施形態では、１重のシールドケーブルのシース２２の除去等の加工が必要となるが、第４の実施形態のように、既設のシールドケーブル４０の端部又は中間にシールドケーブル５０を接続することで、第１の実施形態のシールドケーブル３０と同様の電気的特性が得られる（第１の実施形態と同様の効果を備える）シールドケーブル６０を実現することができる。

なお、上述のように、従来の１重シールドケーブルの一部の区間に、第１の実施形態のシールドケーブル３０と同じ構造のケーブルをコネクタ接続する構成については、第１の実施形態に限定されず第２〜第４の実施形態にも適用可能であることは当然である。

（Ｅ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｅ−１）上記の各実施形態のシールドケーブルでは、磁性材として磁性材コア２４（コアブロック２４ｂ）を備えているが、本発明のシールドケーブルに適用する磁性材の具体的な構成は限定されないものである。例えば、図１９に示すように、第１の実施形態のシールドケーブル３０において、磁性材コア２４を磁性材で形成された磁性材テープ２６の層に置き換えるようにしてもよい。磁性材テープ２６の層は、押え巻きテープ１９の上からシールドケーブルに巻き付けること等により形成することができる。なお、このように磁性材コア２４を磁性材テープ２６に置き換える構成は、第１の実施形態に限定されず、第２〜第４の実施形態にも適用可能であることは当然である。

１５…導体、１６…絶縁体、１７…絶縁心線、１７…接地用心線、１７Ｇ…接地用心線、１９…押え巻きテープ、２０…シールド、２１…押え巻きテープ、２２…シース、２３…被覆、２４…磁性材コア、２４ａ…孔、２４ｂ…コアブロック、２５…シールド、３０…シールドケーブル。

Claims (11)

1. 複数の心線を有する心線束と、前記心線束を覆うシールド層とを備えるシールドケーブルにおいて、
   前記心線束のうち少なくとも１本の心線が接地される接地用心線として用いられ、
   前記心線束の一部の区間で、前記シールド層と前記心線束との間に、磁性材が配置されており、
   前記接地用心線の両端部において、前記接地用心線と前記シールド層とが短絡された構成となっている
   ことを特徴とするシールドケーブル。
2. 前記磁性材は、フェライト、アモルファス、パーマロイ、ケイ素鋼板、又はナノ結晶合金のうちの１つを材料とすることを特徴とする請求項１に記載のシールドケーブル。
3. 前記磁性材は、複数の磁性材コアのブロックを並べて配置した構造となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドケーブル。
4. 前記磁性材は、磁性材テープを用いて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドケーブル。
5. 前記シールド層は、前記磁性材の区間を含む区間である磁性材区間と、前記磁性材区間以外の非磁性材区間とで離断されおり、前記磁性材区間の前記シールド層と、前記非磁性材区間の前記シールド層とが短絡された構造となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシールドケーブル。
6. 前記磁性材区間と前記非磁性材区間の境界付近では、前記磁性材区間の前記シールド層と、前記非磁性材区間の前記シールド層が重複した重複区間が設けられた構造となっており、
   前記重複区間で、前記磁性材区間の前記シールド層と、前記非磁性材区間の前記シールド層は短絡されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のシールドケーブル。
7. 前記重複区間で、前記磁性材区間の前記シールド層と、前記非磁性材区間の前記シールド層は半田、又は圧着スリーブを用いて短絡されていることを特徴とする請求項６に記載のシールドケーブル。
8. 前記重複区間で、前記磁性材区間の前記シールド層と、前記非磁性材区間の前記シールド層は、前記重複区間を覆うリングを用いてかしめられた構造となっていることを特徴とする請求項６に記載のシールドケーブル。
9. 前記リングは、かしめられる前は前記重複区間の外周面より直径の大きな内周面の円柱形状であり、かしめられた後、前記重複区間の外周面に沿った曲線形状に整形され、前記曲線形状の部分からはみ出る部分が外側に向かって凸形状の突起として整形された構造となることを特徴とする請求項８に記載のシールドケーブル。
10. 前記心線束が、多対線であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシールドケーブル。
11. 前記接地用心線が、前記心線束を構成する前記接地用心線以外の心線のノイズを抑制する要素の一部として機能することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のシールドケーブル。

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