(57)【要約】【課題】センサ信号が安定的に伝播できるセンサ用ケーブルを提供する。【解決手段】センサ用ケーブル１は、センサで検出した信号を伝送する信号線２と、センサに供給する電圧を信号として伝送する電源線３および接地線４と、信号線２と電源線３との間、信号線２と接地線４との間、および電源線３と接地線４との間に、それぞれ配置されたスペーサ線５と、信号線２、電源線３、接地線４、およびスペーサ線５を含む線束の外周を覆うシールド６と、シールド６の外周を覆うシース７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサで検出した信号を伝送する信号線と、
前記センサに供給する電圧を信号として伝送する電源線および接地線と、
前記信号線と前記電源線との間、前記信号線と前記接地線との間、および前記電源線と前記接地線との間に、それぞれ配置されたスペーサ線と、
前記信号線、前記電源線、前記接地線、および前記スペーサ線を含む線束の外周を覆うシールドと、
前記シールドの外周を覆うシースと、
を有するセンサ用ケーブル。
【請求項２】
前記スペーサ線は独立気泡を有する発泡体からなり、前記発泡体の気孔率が２０体積％以上６０体積％以下である請求項１記載のセンサ用ケーブル。
【請求項３】
前記信号線は撚り対線である請求項１または２記載のセンサ用ケーブル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ用ケーブルを、 
転がり軸受の状態を検出するセンサと、前記センサの検出値を処理して前記転がり軸受の異常を検出する制御部とを接続するケーブルとして備えた軸受異常診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の軸受異常診断装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサ用ケーブルと、このセンサ用ケーブルによりセンサと制御部とが接続されている軸受異常診断装置と、この軸受異常診断装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車には、車軸の端部に取り付けられた車輪毎に、車輪を車軸に対して回転自在に支持する転がり軸受が取り付けられている。転がり軸受の異常を検出する軸受異常診断装置は、転がり軸受の状態を検出するセンサと、 センサの検出値を処理して転がり軸受の異常を検出する制御部とを備えている。センサと制御部はケーブルで接続されている。特許文献１には、この軸受異常診断装置の一例が記載されている。このような用途のセンサ用ケーブルとしては、外部からのノイズの干渉を受けにくいケーブルを使用する必要がある。
【０００３】
外部からのノイズの干渉を受けにくいケーブルの従来例としては、絶縁被覆された細い銅線一対（二本）を撚り合わせた撚り対線（ツイストペア）を、複数本撚り合わせて線束とし、この線束をシールド（金属箔、複数の金属線、細い金属線で組まれた網状物など）で覆い、このシールドをシースで覆ったシールドケーブルが挙げられる。
しかし、複数の信号線を有するケーブルの場合、撚り対線では、信号線間が近くなることで静電容量が増えてしまうという問題点がある。その一方で、静電容量を抑えるために撚り対線にしないと、誘導ノイズが発生し易くなり、信号の伝播が不安定になるという問題がある。
【０００４】
特許文献２には、比誘電率１〜３の材料で波状に形成された内部シースで覆われた複数の信号線を、複数本撚り合わせて線束とし、この線束を同じ内部シースで覆った後に、シールドおよび外部シースで覆ったレゾルバ用シールドケーブルが記載されている。このケーブルによれば、特定の内部シースを使用して、信号線間およびシールドと信号線との間の距離を保持することにより、信号線を撚り対線にしても静電容量が小さくできる。
また、特許文献２には、特定の内部シースで覆われた二本の信号線と中実または中空のスペーサを撚り合わせて線束とし、この線束を同じ内部シースで覆った後に、シールドおよび外部シースで覆ったレゾルバ用シールドケーブルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９８２５３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０９１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の課題は、センサ信号が安定的に伝播できるセンサ用ケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段として、この発明の一態様は、下記の(1) に示すセンサ用ケーブルを提供する。
(1) センサで検出した信号を伝送する信号線と、前記センサに供給する電圧を信号として伝送する電源線および接地線と、前記信号線と前記電源線との間、前記信号線と前記接地線との間、および前記電源線と前記接地線との間に、それぞれ配置されたスペーサ線と、前記信号線、前記電源線、前記接地線、および前記スペーサ線を含む線束の外周を覆うシールドと、前記シールドの外周を覆うシースと、を有するセンサ用ケーブル。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のセンサ用ケーブルによれば、センサ信号の安定的な伝播が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一実施形態のセンサ用ケーブルを示す断面図である。
【図２】第二実施形態のセンサ用ケーブルを示す断面図である。
【図３】軸受異常診断装置を備えた鉄道車両の一例を示す模式図である。
【図４】鉄道車両を構成する１つの台車に設けてある軸受異常診断装置の例を示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
第一実施形態のセンサ用ケーブル１は、図１に示すように、二本の信号線２と、電源線３と、接地線４と、五本のスペーサ線５と、シールド６と、シース７とを有する。
【００１１】
信号線２は、センサで検出した信号を伝送する線であり、絶縁被覆された細い銅線一対（二本）を撚り合わせた撚り対線である。電源線３および接地線４は、センサに供給する電圧を信号として伝送する線であり、絶縁被覆された銅線である。スペーサ線５は、独立気泡を有する発泡体からなる中実または中空の棒状部品であり、発泡体の気孔率は２０体積％以上６０体積％以下である。
【００１２】
信号減衰の原因となる静電容量は誘電率に比例するため、スペーサ線５は比誘電率の低い材料からなるものを使用する必要がある。一般的なケーブル材料であるポリエチレンの比誘電率は２．２〜２．４である。
空気の比誘電率は１．０であることから、ポリエチレン製で気孔率が２０体積％以上６０体積％以下である発泡体の比誘電率は１〜２の間となる。気孔率が６０体積％を超えると、ケーブル作製時に気孔がつぶれ易くなるため、比誘電率を以下させる効果が小さくなる。
【００１３】
また、ポリエチレンは吸水率が低く、価格も安い。よって、低コスト、低誘電性、低吸水率の観点から、スペーサ線５は発泡ポリエチレン製とすることが好ましい。
図１に示すセンサ用ケーブル１の断面円において、二本の信号線２は互いに１８０°となる位置に配置され、電源線３と接地線４は、互いに１８０°となり、信号線２に対して９０°となる位置に配置されている。スペーサ線５は、二本の信号線２と電源線３と接地線４とで囲まれている断面円の中心、二本の信号線２と電源線３との間である二カ所、二本の信号線２と接地線４との間である二カ所の合計五箇所に配置されている。
【００１４】
五本のスペーサ線５は、センサ用ケーブル１のいずれかの断面円において、隣り合う信号線２、電源線３、および接地線４に接触している。信号線２、電源線３、接地線４、およびスペーサ線５からなる線束の外周がシールド６で覆われ、シールド６がシース７で覆われている。シールド６と、線束の外周に存在する信号線２、電源線３、接地線４、およびスペーサ線５との間と、隣り合うスペーサ線５間に空間８が存在する。
【００１５】
第一実施形態のセンサ用ケーブル１は、スペーサ線５の存在により、二本の信号線２の間、信号線２と電源線３との間、信号線２と接地線４との間、および電源線３と接地線４との間、が離されて、各線がバランスよく配置されているため、静電容量による信号減衰が抑制される。また、信号線２を撚り対線としていることで、誘導ノイズの影響が抑制される。よって、第一実施形態のセンサ用ケーブル１によれば、センサ信号が安定的に伝播できる。
【００１６】
図２に示す第二実施形態のセンサ用ケーブル１Ａは、一本の信号線２と、電源線３と、接地線４と、四本のスペーサ線５と、シールド６と、シース７とを有する。信号線２と電源線３と接地線４は、センサ用ケーブル１Ａの断面円において、互いに１２０°となる位置に配置され、スペーサ線５は、断面円の中心と、信号線２と電源線３との間、信号線２と接地線４との間、電源線３と接地線４との間の合計四箇所に配置されている。
【００１７】
スペーサ線５は、図２に示す断面円において、隣り合う信号線２、電源線３、および接地線４に接触している。
これらの点以外において、第二実施形態のセンサ用ケーブル１Ａは、第一実施形態のセンサ用ケーブル１と同じである。
第ニ実施形態のセンサ用ケーブル１Ａは、スペーサ線５の存在により、信号線２と電源線３との間、信号線２と接地線４との間、および電源線３と接地線４との間が離されて、各線がバランスよく配置されているため、静電容量による信号減衰が抑制される。また、信号線２を撚り対線としていることで、誘導ノイズの影響が抑制される。よって、第ニ実施形態のセンサ用ケーブル１Ａによれば、センサ信号が安定的に伝播できる。
【００１８】
［軸受異常診断装置について］
第一実施形態のセンサ用ケーブル１および第ニ実施形態のセンサ用ケーブル１Ａは、鉄道車両や自動車に搭載された軸受異常診断装置で、センサと制御部とを接続するケーブルとして使用できる。
図３の例では、二つの台車を有する鉄道車両１００が、一つの軸受異常診断装置１０を有する。各台車は二つの車軸の端部に取り付けられた四つの車輪１０１を有する。軸受異常診断装置１０は、各車輪１０１用の転がり軸受の状態を検出するセンサ１０２と、 センサ１０２の検出値を処理して転がり軸受の異常を検出する制御部２０とを備えている。センサ１０２と制御部２０がケーブル１０３で接続されている。
【００１９】
図４の例では、鉄道車両の一つの台車が一つの軸受異常診断装置１０を有する。軸受異常診断装置１０は、各車輪１０１用の転がり軸受の状態を検出するセンサ１０２を備えたセンサ付き軸受装置１０４と、 センサ１０２の検出値を処理して転がり軸受の異常を検出する制御部２０とを備えている。センサ１０２と制御部２０がケーブル１０３で接続されている。
ケーブル１０３として、第一実施形態のセンサ用ケーブル１または第ニ実施形態のセンサ用ケーブル１Ａを使用することで、センサ信号が安定的に伝播できるため、図３および図４に示す軸受異常診断装置１０による異常検出が精度良く行われる。
【符号の説明】
【００２０】
１  センサ用ケーブル
２  信号線
３  電源線
４  接地線
５  スペーサ線
６  シールド
７  シース
８  空間
１０  軸受異常診断装置
２０  制御部
１００  鉄道車両
１０１  車輪
１０２  センサ
１０３  ケーブル
１０４  センサ付き軸受装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017058283.tif 000006