(57)【要約】【課題】  接地された導体層に対して、電線の各素線がもつ静電容量を完全に等しくして、コモンモードノイズに強い電線を提供する。【解決手段】  各素線の周囲の導体層を編組によって構成し、全ての素線の外周面に沿うように配設された、所用数の線状導体によってその編組が編成されることで、各々の素線を取り囲む導体層を一体として形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状導体が絶縁材料で被覆された二本以上の素線と、それぞれの前記素線の外周面を覆うように設けられる、複数の導体線を用いて編成した編組で構成された導体層とを備え、それぞれの前記導体線は、相互に交差して全ての前記素線の外周面を囲むように編成されて、全ての前記素線の前記導体層が一体となっていることを特徴とする電線。
【請求項２】
請求項１に記載の電線を用いたケーブル。
【請求項３】
請求項１に記載の電線を用いたハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号や電力を伝送する電磁気的雑音を抑制するための、ケーブル、ワイヤハーネスなどの外周面にシールドを施した電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐雑音性能が高い電線やケーブルとして、同軸ケーブルや差動ケーブルを導体で囲みシールド層とした電線が使われることが多い。
【０００３】
これらは電流の流れる素線を、シールド層の内側に一括して包み込むことで、外来する雑音が素線に誘導することを抑制している。
【０００４】
シールド層は、目的や用途に合わせて、多層のシールド層になっているケーブルもあるが、いずれもケーブルの断面で、雑音から守りたい素線がシールド層の内側に一括して位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９２５２６号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９４０９号公報
【特許文献３】特開平８−１９５１３０号公報
【特許文献４】特開平８−１０６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、雑音を抑制しかつ可撓性に優れた電線を提供することを目的とし、電流が流れるどの素線も、シールド層とも呼ばれる接地される導体層に対して同じ静電容量を持っており、加えてどの素線も他の素線と電磁誘導で結合することがない電線を提供する。
【０００７】
接地される導体層に対して、どの素線も同じ静電容量をもつことは、電磁気学的に全ての素線が平衡していることを意味しており、コモンモードノイズと呼ばれる伝送モードを持つ雑音に対して、雑音抑制効果が高まる。
【０００８】
また、どの素線も導体層で囲まれ、他の素線と電磁気的に隔離されて、一つの素線から他の素線へ電磁誘導による影響が無く、雑音が重畳し易い電力を供給する素線と、雑音の影響を避けねばならない制御信号用素線とを、一本のケーブルに混在させることが可能になることで、システム全体としての小型化を可能にする。
【０００９】
特許文献１のケーブル断面では、シールド層の内側に、全ての素線が配設されており、一つの素線に重畳した雑音は電磁誘導によって、他の素線に容易に影響する。特許文献２および特許文献３のケーブルも同様である。
【００１０】
特許文献４のシールド多芯ケーブルは二重シールドになっており、素線のアルミシールドが相互に接して同電位になることにより、素線から素線への電磁誘導の影響が小さい構造になっている。しかし、接地される編組シールドに対して、各素線の芯線は電磁気的に平衡する位置関係にはなっていないため、コモンモードノイズと呼ばれる雑音の影響は避けられない。
【００１１】
また、特許文献４のシールド多芯ケーブルにおいては、各素線のアルミシールドは一体化していないので、ケーブルの曲げ状態の変化にともない、素線が動いてアルミシールドが擦れ合い、金属どうしの摩擦による雑音が発生する。これは、特許文献１から特許文献４までのケーブル全てに共通している。
【００１２】
コモンモードノイズと呼ばれる雑音は、全ての素線を一括して一つの導線と考えた時、接地された導体との間に発生する雑音であるので、各々の素線が接地された導体との間で作るコンデンサの大きさが完全に一致していない時には、電線を伝送する途中で、コモンモードノイズが、素線間の雑音であるノーマルモードノイズ成分を生じて、素線間に新たな雑音が発生する。
【００１３】
コモンモードノイズがノーマルモードノイズを生じさせないためには、素線と接地された導体との間に作るコンデンサの大きさが、各々の素線で完全に一致した平衡状態でなければならない。
【００１４】
しかし、特許文献１，２，３，４のような通常のシールドケーブルは、シールド導体が全ての素線を一括して囲んでいるために、素線とシールド導体との位置関係が、各々の素線で異なるため不平衡状態にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、線状導体を絶縁被覆した複数の素線それぞれに、導体線の編組によって一体化した導体層を配設することで解決できる。
【００１６】
即ち(１)、線状導体が絶縁材料で被覆された二本以上の素線と、それぞれの前記素線の外周面を覆うように設けられる、複数の導体線を用いて編成した編組で構成された導体層とを備え、それぞれの前記導体線は、相互に交差して全ての前記素線の外周面を囲むように編成されて、全ての前記素線の前記導体層が一体となっていることを特徴とする電線にある。
【００１７】
そして(２)、上記（１）に記載の電線を用いたケーブルにある。
【００１８】
そして(３)、上記（１）に記載の電線を用いたハーネスある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電線またはケーブルまたはハーネスは、上記のように構成されているので、すべての素線が平衡し、この電線を使った電気電子機器は、コモンモードノイズがノーマルモードノイズ成分を生ずることがなく雑音対策が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】２本の素線からなる電線に関する、斜視図と断面図である。
【００２１】
【図２】編素からなる導体層の、編組を構成する１本の導体線の編成状態を示す図である。
【００２２】
【図３】図１に示す電線の等価回路に関する回路図である。
【００２３】
【図４】３本の素線からなる電線に関する編素からなる導体層の、編組を構成している２本の導体線の編成状況を示す図である。
【００２４】
【図５】図１の電線の一体化した導体層を接地した場合の、等価回路を示す図である。
【００２５】
【図６】図４の電線の一体化した導体層を接地した場合の、等価回路を示す図である。
【００２６】
【図７】本発明の電線が３本の素線からなっているときの断面図で、素線の断面中心を直線上に配置した実施例である。
【００２７】
【図８】図１の電線における各々の素線を、２本の素線をまとめたもので置き換えた実施例である。
【００２８】
【図９】図１の構成の電線が、コモンモードノイズを抑制している測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の電線は、各素線が単独で導体に囲まれているため、各素線は完全に平衡している。そのためコモンモードノイズがノーマルモードノイズを生ずることがない。
また、各素線を囲んでいる導体を接地すると、各素線に重畳しているコモンモードノイズ電流がコンデンサ成分を通じて導体に流れ、コモンモードノイズは低減する。
【００３０】
一本の素線を導体で囲み中心導体と外導体とからなる同軸ケーブルとして、所用数の同一径の同軸ケーブルを束ねると、各々の素線の外導体が接触することで同一電位になり、各素線が平衡して、本発明の電線と似た構成になる。
【００３１】
しかし、束ねただけで接触している各外導体は、多数の点接触によって直流的に同一電位になっているが、高周波的には各外導体の電位が異なり、完全な平衡状態とはなりえない。
【００３２】
それに対して本発明の電線では、編組を構成している導体線が各素線の周囲を囲むことで、完全に各素線の外導体は同一電位になり、全ての組線は平衡する。
【００３３】
図１は、２本の素線で構成された電線を用いたケーブルの斜視図と断面図である。それぞれの素線の外周面を、導体線を用いた編組による導体層１が一周して取り囲み、ケーブルの長手方向にその断面構造が連続する。
【００３４】
図１の導体層１は編組で形成され、その編組を構成する所用数の導体線11は、それぞれ図２のように各素線の周囲に沿うように編成しており、各々の導体線11が交差しながら編組を形成することで、一体化した導体層１を構成する。
【００３５】
一体化した導体層１をもつ本発明の電線の等価回路は図３で表され、２本の素線と導体層１が作る２つのコンデンサ１０、１０‘は完全に等しく、導体層１に対し２本の素線は完全に平衡する。
【００３６】
本発明の電線が３本の素線からなっている場合も、図４のように導体線４が全ての素線の周囲を沿うように配設され編組を構成することで、一体化した導体層を形成する。
【００３７】
本発明の電線が図１のような２本の素線からなる場合、その導体層１を接地した時の等価回路は図５のようになり、各々の素線が持つコンデンサ１０がコモンモードノイズを低減させるバイパスコンデンサとして作用する。
【００３８】
本発明の電線が図４のような３本の素線からなっている場合も、その導体層１を接地した時の等価回路は図６のようになり、各々の素線が持つコンデンサ２０がコモンモードノイズを低減させるバイパスコンデンサとして作用する。
【００３９】
本発明の電線が３本の素線からなっている場合、図７のように素線の断面中心を直線上に配設すると、伝送線路の薄型化に有効であり、素線の数を増やしたハーネスとすることも可能である。図７の構成でも、導体層を接地したときの等価回路も図６で表される。
【００４０】
図８は、２本の素線からなる一対の素線を二対使って、それぞれの一対の素線の外周面を覆うように導体層を設けた実施例である。図１の２本の素線を、一対の素線で置き換えたものである。図８の２本の素線を、所用数の素線で置き換えることも可能である。
【００４１】
本発明の電線の編組からなる導体層は、製紐機を使って実現できる。例えば、（株）コクブンリミテッド製の、甲斐の口機または格子打ち機を使うことによって、図１、図２、図４、図７、図８に示す電線の導体層を編成できる。
【実施例】
【００４２】
＜実施例１＞  
図１の断面で示される２本の素線に、導体層を持つ電線と、導体層を持たない２本の素線のみの電線とを、スイッチング電源の電源供給線に用いて雑音端子電圧を測定した。
導体層を持たない電線を基準として比較した結果、導体層を持つ電線は２４６ｋＨｚのノイズに対して、それぞれ導体層を接地しないときには０．６ｄＢ、導体層を接地したときには３ｄＢのノイズ抑制効果が確認された。
このノイズ抑制効果の違いは、図３と図５の等価回路のノイズ抑制効果の違いである。
【００４３】
＜実施例２＞
図１の構成を持った電線について、導体層が無い電線を基準とした場合、導体層を配設した時のコモンモード伝送量を、ネットワークアナライザによって測定した結果が図８である。図１の一体化した導体層を設けることにより、コモンモード伝送量が２ｄＢ以上、減衰している。
【００４４】
＜実施例３＞
実施例１および実施例２の電線は、直径0０．５ｍｍの銅線を芯線として、ポリエチレン樹脂で被覆した直径１．５ｍｍの２本の素線に、コクブンリミテッド製、竪型１８キャリア甲斐の口機を使って、直径０．１ｍｍの銅線を製紐した編組を導体層としている。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の電線またはケーブルまたはハーネスを使った電気機械は、シールド層となっている導体層を接地することによって、コモンモードノイズと呼ばれる雑音が低減するので、その動作が安定することで信頼性が向上する。
【００４６】
各々の素線の外周を囲む導体層は、編組により編成され一体化しているので、電線の曲げ状態の変化によっても動くことがないので、ロボットや工作機械の可動部に電力を供給するケーブルや、制御信号を伝送する電線に適している。
【００４７】
特に強力な雑音の発生源である、インバータやコンバータなどの電力変換機器の入出力電力ケーブルとして用いた場合には、ケーブル中で雑音が弱まるため、電力を供給される側での雑音対策が容易になる。
【００４８】
雑音対策が容易になることは、小さなノイズフィルタで必要なノイズレベルに低減できるので、電気機械等、システム全体の小型化が可能になり、開発時間の短縮が加わってコスト削減につながる。
【符号の説明】
【００４９】
１       導体層
２       線状導体
３       絶縁材料
１０、１０‘、２０、２０’、２０’’
素線中心の線状導体と導体層との間で生じるコンデンサ
１１     編組を構成する一本の導体線
【図１】
2017033683.tif 000003
【図２】
2017033683.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017033683.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017033683.tif 000008
【図７】
2017033683.tif 000009
【図８】
2017033683.tif 000010
【図９】
2017033683.tif 000011