(57)【要約】【課題】本発明の課題は、不要サージによるシステムの寿命劣化を抑えることはもとより、サージによる放射ノイズの低減化がはかれ、経済性、操作性、生産性及び実用性に優れたサージ抑制ユニット品を提供しようとするものである。【解決手段】本発明のサージ抑制ユニット品は、駆動用伝送路のインピーダンスと高インピーダンス負荷ユニットのインピーダンスミスマッチ等によりサージやリンギングが発生する駆動用伝送路に、高インピーダンス負荷ユニット側に、並列にサージ抑制ユニット体を接続し、終端を高インピーダンスにしたサージ抑制ユニット品である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用伝送路のインピーダンスと高インピーダンス負荷ユニットのインピーダンスミスマッチによりサージが発生する駆動用伝送路において、高インピーダンス負荷ユニット側に、並列にサージ抑制ユニット体を接続し、終端を高インピーダンスにしたことを特徴とするサージ抑制ユニット品。
【請求項２】
請求項１のサージ抑制ユニット品は、導体の上に絶縁体を被覆した１条又は複数条の絶縁心線からなるサージ抑制体を、ユニット品内に所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設け、前記ユニット品内にシールドを施したことを特徴とするサージ抑制ユニット品。
【請求項３】
請求項１のサージ抑制ユニット品は、導体の上に高誘電率絶縁体及び又は高誘電体損失絶縁体からなる１条又は複数条の絶縁心線を施し、更に、その上にシールドを施し、その上にシースを施したサージ抑制体をユニット品内に所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設けたことを特徴とするサージ抑制ユニット品。
【請求項４】
請求項３において、請求項３の１条の絶縁心線を複数条を施し、更に、その上にシールドを施し、その上にシースを施したサージ抑制体を、ユニット品内に所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設けたことを特徴とするサージ抑制ユニット品。
【請求項５】
請求項２、請求項３、請求項４において、導体自体を、高域ノイズ劣化を促進し、抵抗増加とインダクタンスを増加させる為に導電材又はめっきで被覆したことを特徴とするサージ抑制ユニット品。
【請求項６】
請求項２、請求項３、請求項４、請求項５の何れかの組み合わせからなるサージ抑制体を、所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設けたことを特徴とするサージ抑制ユニット品
【請求項７】
請求項１から６のそれぞれにおいて、サージ抑制ユニット品の所定長は、抑制効果に合わせて駆動用ケーブルの１０倍以内の長さにしたことを特徴とするサージ抑制ユニット品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンスミスマッチにより生じるサージ(不整合反射による不要高電圧波形)を抑制し、伝送品質劣化の改善は勿論のこと、ケーブル、接続機器等の絶縁劣化による寿命低下及びサージによるノイズの発生を低減化し、経済性、操作性、生産性および実用性に優れたサージ抑制ユニット品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーブルの特性インピーダンスを出力系及び負荷のインピーダンスに整合させることによりサージ発生を抑制出来ることになるが、使用機器、システムにより負荷のインピーダンスは千差万別であること、更に、同一インピーダンスで整合させたつもりでも整合部品或いはケーブルのインピーダンス偏差、周波数依存性からサージやリンギング（スイッチング回路において、動作又は復旧時に漂遊容量と残留インダクタンス又は反射等によって発生する振動現象）が発生し、信号品質を著しく劣化させる原因となっている。このような状況は伝送系だけでなく、駆動系でも高速化に伴い同様な問題が発生している。特に、負荷がモーターの場合は、通常の伝送系からみると掛け離れた大きなインピーダンス（５００Ω以上）になることから、整合させたケーブル作製は困難を極めている。現状は、図２（イ）に示すようなＣとＬによるフィルタ１４′を挿入する方法があった。この場合、フィルタ１４′にモータ駆動用の高電圧、高電流を通過する。フィルタ1４′を構成する各部品は、高電力部品が必要な為、実装スペースが大で高価であるという欠点があった。
【０００３】
次に、出力回路の立ち上がり時間を緩やかにすることによりサージレベルを抑えたり、我々が先に出願したような主線と補助線を分離又は統合した組み合わせ構造からなる反射型サージ抑制ケーブルを発明したように、適用ケーブルの長さをサージレベル影響が小さい範囲で使用するといった方策が採られている。伝送波形の立ち上がりを緩やかにしたり、使用ケーブル長を限定するといった方策は、市場ニーズに合致しないという欠点があった。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特願２００３−２７２７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、本発明は、不要サージによるシステムの寿命劣化を抑えることはもとより、サージによる放射ノイズの低減化がはかれ、経済性、操作性、生産性及び実用性に優れたサージ抑制ユニット品を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のサージ抑制ユニット品は、モータ駆動用伝送路のインピーダンスと高インピーダンス負荷ユニットのインピーダンスミスマッチ等によりサージやリンギングが発生する駆動用伝送路に、図１に示す様に、高インピーダンス負荷ユニット側に、並列にサージ抑制ユニット体を接続し、終端を高インピーダンス（例えば、開放系）にしたサージ抑制ユニット品である。
【発明の効果】
【０００７】
現状のフィルタが駆動信号を通過させる方式と違い、サージのみをフィルタリング出来るため
１．既存設備に対して、後付けが可能である。
２．駆動信号の電圧減衰がない。
３．サージ抑圧によるＥＭＩ対策が可能。
４．高圧、高電流部品を必要としないため、低価格で省スペース。
５．波形歪みが小さいため、高速展開が可能。
という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のサージ抑制ユニット品２の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
始めに、本発明の第１実施例のサージ抑制ユニット品２は、図１（イ）に示すように、駆動用伝送路のインピーダンスと高インピーダンス負荷ユニット｛図面では駆動体（モータ）｝のインピーダンスミスマッチによりサージが発生する駆動用伝送路において、高インピーダンス負荷ユニット側に、並列にサージ抑制ユニット品を接続し、終端を高インピーダンスにしたサージ抑制ユニット品である。ここで、高インピーダンスにする方法の一つとして、例えば、開放系にすることによって可能になる。本発明のサージ抑制ユニット品は、図に示すように、モータ駆動電流が殆ど流れないので、低電力構造で十分である。
【００１０】
本発明の第２実施例のサージ抑制ユニット品２Ａの構造を図１（ニ）に示す。第１実施例のサージ抑制ユニット品において、導体の上に絶縁体を被覆した１条又は複数条の絶縁心線からなる図１（ロ）に示すサージ抑制体１Ａを、ユニット品内に所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設け、前記ユニット品内にシールドを施したサージ抑制ユニット品２Ａである。ここで、サージ抑制ユニット品２Ａには、サージを抑制する製品に接続するための接続端子１２が設けられている。サージ抑制体１Ａは、絶縁体にシールドを施していない構造で代表的な単層型と３層型の場合を例示する。サージ抑制ユニット品の代表的な例として、マグネットワイヤのウレタン線を使用したが、これに限るものではない。
【００１１】
本発明の第３実施例のサージ抑制ユニット品２Ｂの構造を図１（ホ）に示す。第１の実施例のサージ抑制ユニット品において、導体の上に高誘電率絶縁体及び又は高誘電体損失絶縁体からなる１条又は複数条の絶縁心線を施し、更に、その上にシールドを施し、その上にシースを施した図１（ハ）に示すサージ抑制体１Ｂをユニット品内に所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設けたサージ抑制ユニット品である。同様に、サージ抑制ユニット品２Ｂには、接続端子１２が設けられている。代表的な単層型と３層型の場合を例示する。ここで、高誘電率と高誘電体損失の絶縁材料を併せもったものの代表例としては弗化ビニリデン等が挙げられる。又、シースとしては、代表的なＰＶＣを使用した。
【００１２】
本発明の第４実施例のサージ抑制ユニット品２Ｂの構造は、第３実施例の３層型の変形例として、図１（ハ）に示す第３実施例の１条の絶縁心線を複数条（この場合、３条）を施し、更に、その上にシールドを施し、その上にシースを施したサージ抑制体１Ｃを、ユニット品内に所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設けたサージ抑制ユニット品である。ここで、第４実施例のその他の変形例として、外側のシールド７Ｂがないものでも構わない。
【００１３】
本発明の第５実施例のサージ抑制ユニット品２Ｂの構造は、図面を省略するが、第２、第３、第４実施例において、導体自体を、高域ノイズ劣化促進し、抵抗増加とインダクタンスを増加させる為に導電材又はめっきで被覆したサージ抑制ユニット品である。ここで、導電材やめっき材としては銅に比べて導体抵抗が大きく、複素透磁率の大きな材料、例えば代表的なＮＩめっきが挙げられる。
【００１４】
本発明の第６実施例のサージ抑制ユニット品２Ｂの構造は、図面を省略するが、第２、第３、第４、第５実施例の何れかの組み合わせからなるサージ抑制体を、所定長を巻き込み又はユニット品内に所定長設けたサージ抑制ユニット品である。
【００１５】
第７実施例のサージ抑制ユニット品も、図面を省略するが、 第１から第６のそれぞれにおいて、サージ抑制ユニット品の所定長は、抑制効果に合わせて駆動用ケーブルの１０倍以内の長さにしたサージ抑制ユニット品である。ここで、所定長は、抑制効果に合わせて駆動用ケーブルの１から４倍の長さにしたものが、特に、好ましい結果を示した。
【００１６】
以上の構成であるので、本発明は、駆動電流を流さないでノイズ抑制が出来ることから６９０Ｖ  ３０Ａ用として従来品と比較すると体積は約１／３以下に縮小することが可能になった。
【００１７】
次に、ケーブル１０ｍにおける本発明のサージ抑制ユニット品と従来ケーブルのサージ波形比較結果を以下の表１に示す。
【００１８】
【表１】
2005184983.tif 000003
【００１９】
このことから、従来のケーブルは、負荷により大きな反射影響が発生しているのに対し、本発明のサージ抑制ユニット品は、負荷による影響がサージ抑制ユニット品の効果により大きなサージ抑制効果がある。本発明のサージ抑制ユニット品使用効果として更に長い４０ｍにしたものと従来ケーブル使用時の高負荷ユニット（例えば、モーター）接続によるサージ発生比較結果を以下の表２に示す。
【００２０】
【表２】
2005184983.tif 000004
【００２１】
このことから、ケーブル４０ｍの場合もケーブル１０ｍの場合と同様に良好な結果を示していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の実施例では、１条と３条の絶縁心線を代表例に取って説明したが、絶縁心線の条数は、これに限るものではない。また、シースの材料としては、代表的なＰＶＣを、シールドとしては代表的な編組シールドを、高誘電率と高誘電体損失を併せ持った絶縁材料として代表的な弗化ビニリデンを挙げたが、これに限るものではない。更に、信号導体のめっきの場合、Ｎｉを適用材料として取り上げたが、これに限るものではない。また、本発明のサージ抑制ユニット品について、図１（ロ）に示すようにＴＰ（ツイストペア）線のように多少の変形をしたもの同士でも構わない。ここではケーブルを対象としたが、他の伝送媒体、例えばＦＰＣやラミネートテープ電線のストリップライン等でも同様な効果を出すことが可能である。又、本発明のサージ抑制体を数種類作成してつなぎ合わせたり、部品と組み合わせたりする等各種の変形を含むものであることはいうまでもない。また、本部品の応用範囲としては、高インピダンス負荷の代表的な例としてのモータに限らず、 照明や電源切り替え時のサージ抑制や高速伝送ラインへの適用も可能になり、応用範囲は広い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（イ）は、本発明の第１実施例によるサージ抑制ユニット品１の接続構成の説明図である。（ロ）は、本発明の第２実施例とその他の変形例のＴＰ線によるサージ抑制体１Ａの説明図である。（ハ）は、本発明の第３、第４実施例によるサージ抑制体１Ｂの説明図である。（ニ）本発明の第２実施例によるサージ抑制ユニット品２Ａの説明図である。（ホ）本発明の第３、第４実施例によるサージ抑制ユニット品２Ｂの説明図である。
【図２】（イ）は、従来のフィルタ１４′を挿入した説明図である。（ロ）は、従来のモータ駆動用伝送路のインピーダンスＺ１′とモータ等の高負荷インピーダンス（ハイインピーダンス）Ｚ２′間のインピーダンスミスマッチ等によりサージやリンギングが発生している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  本発明のサージ抑制体
２Ａ、２Ｂ        サージ抑制ユニット品
３Ａ              絶縁心線
４Ａ、４Ｂ        導体
５Ｂ              高誘電率絶縁体及び又は高誘電体損失絶縁体
６Ａ              絶縁体
７Ｂ              シールド
８Ａ、８Ｂ        シース
９                駆動用伝送路
１０              駆動回路
１１              高インピーダンス負荷ユニット（適用例モータ）
１２              接続端子
１３              外側ケース
Ｚ                インピーダンス
９′              駆動用伝送路
１０′            駆動回路
１１′            高インピーダンス負荷ユニット（適用例モータ）
１４′            従来のフィルタ
Ｚ１′、Ｚ２′    インピーダンス
【図１】
2005184983.tif 000005
【図２】
2005184983.tif 000006