JP2012221739A - Cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータと負荷(モータ等)とを繋ぐ駆動ケーブル(モータ駆動ケーブル等)等として用いられるケーブルに関する。 The present invention relates to a cable used as a drive cable (such as a motor drive cable) that connects an inverter and a load (such as a motor).
インバータによってモータの駆動が制御されるモータ駆動制御システムにおいては、最近、制御パルスのライズタイムが早まり、また高電圧化している。そのため、インピーダンスの異なる箇所での反射共鳴によってサージノイズが発生し、インバータとモータとを接続するケーブルにおける信号品質を落とし、駆動制御信号が正確に伝わらないという問題が生じている。また、サージノイズによってケーブルから発生する放射ノイズによって、周辺機器の誤動作が問題となっている。 In the motor drive control system in which the drive of the motor is controlled by the inverter, the rise time of the control pulse is recently advanced and the voltage is increased. For this reason, there is a problem that surge noise is generated due to reflection resonance at different impedances, the signal quality in the cable connecting the inverter and the motor is lowered, and the drive control signal is not transmitted accurately. In addition, malfunction of peripheral devices is a problem due to radiation noise generated from the cable due to surge noise.
サージノイズ、放射ノイズ等の高周波ノイズが抑制されたモータ駆動ケーブルとしては、例えば、下記のものが提案されている。
(1)モータに接続される主線と、一端がモータ側の主線から分岐し、他端が開放した補助線とを組み合わせた反射型サージ抑制ケーブル(特許文献1)。
(2)モータに接続される主線の近傍に、グランドに接続される電流リターン線を隣接させたモータ駆動ケーブル(特許文献2)。
As motor drive cables in which high-frequency noise such as surge noise and radiation noise is suppressed, for example, the following are proposed.
(1) A reflection type surge suppression cable that combines a main line connected to a motor and an auxiliary line having one end branched from the motor-side main line and the other end opened (Patent Document 1).
(2) A motor drive cable in which a current return line connected to the ground is adjacent to the main line connected to the motor (Patent Document 2).
(1)のケーブルにおいては、高域ノイズ成分を抑制するために、抵抗および/またはインダクタンスを増加させるような、抵抗が大きく、複素透磁率が大きな材料を補助線にメッキしている。そして、モータにて反射したノイズ電流を、補助線に導き、サージノイズを抑制するとされている。
しかし、インバータとモータとの間のインピーダンス不整合等で生じたノイズ電流は、異なるインピーダンスを有する補助線においても反射するため、ノイズ電流を補助線に十分に導入することができない。そのため、サージノイズの抑制効果が小さいものとなる。
In the cable (1), in order to suppress a high-frequency noise component, a material having a large resistance and a large complex permeability that increases resistance and / or inductance is plated on the auxiliary wire. And it is supposed that the noise current reflected by the motor is led to an auxiliary line to suppress surge noise.
However, since the noise current generated due to impedance mismatch between the inverter and the motor is reflected also in the auxiliary lines having different impedances, the noise current cannot be sufficiently introduced into the auxiliary line. Therefore, the suppression effect of surge noise is small.
(2)のケーブルにおいては、電流リターン線の断面積は、十分なリターンパスとしての機能を発揮するために、主線の断面積の1/3より大きくされている。そして、低いループインダクタンスによって、効果的に不要な高周波漏れ電流をインバータに戻し、周辺機器の誤動作を防止できるとされている。
しかし、低いインピーダンスでリターンパスを形成したとしても、(1)のケーブルと同様に反射が生じてしまうため、高周波漏れ電流をインバータに戻すことは難しく、また、戻った高周波漏れ電流は、再度インピーダンスの異なるインバータで反射してしまう。そのため、サージノイズの抑制には十分な効果がなかった。
In the cable (2), the cross-sectional area of the current return line is larger than 1/3 of the cross-sectional area of the main line in order to exhibit a function as a sufficient return path. The low loop inductance effectively returns unnecessary high-frequency leakage current to the inverter, thereby preventing malfunction of peripheral devices.
However, even if the return path is formed with a low impedance, reflection occurs as in the case of the cable (1). Therefore, it is difficult to return the high-frequency leakage current to the inverter. Reflected by different inverters. For this reason, there was no sufficient effect for suppressing surge noise.
また、ケーブルには、軽量で、フレキシビリティを有することが求められるが、(1)、(2)のケーブルにおいては、補助線または電流リターン線の断面積が大きいため、軽量化やフレキシビリティを満足するものではない。さらに、ケーブルをモータ等の機器に接続する際には、主線を外部端子に接続するほか、補助線等も外部端子に接続しなければならず、接続作業が煩雑であった。 In addition, the cable is required to be lightweight and flexible. However, in the cables (1) and (2), since the cross-sectional area of the auxiliary line or the current return line is large, the weight reduction and the flexibility are reduced. Not satisfied. Furthermore, when connecting the cable to a device such as a motor, in addition to connecting the main line to the external terminal, the auxiliary line and the like must also be connected to the external terminal, and the connection work is complicated.
なお、モータ駆動ケーブル以外のケーブルであって、放射ノイズが抑制された電線・ケーブルとしては、下記のものが知られている。
(3)フィルムの片面に導電性薄膜を介して導電性接着剤層を積層した電磁波シールド材を、電線等に被覆したもの(特許文献3)。
(4)絶縁心線対を複数束ねた心線束を、導電体層および/または抵抗体層と、磁性体層とを積層した被覆材で被覆した通信用ケーブル(特許文献4)。
In addition, the following are known as cables / cables other than the motor drive cable, in which radiation noise is suppressed.
(3) An electromagnetic wave shielding material in which a conductive adhesive layer is laminated on one side of a film with a conductive thin film covered with an electric wire or the like (Patent Document 3).
(4) A communication cable in which a core bundle obtained by bundling a plurality of insulated core pairs is covered with a covering material in which a conductor layer and / or a resistor layer and a magnetic layer are laminated (Patent Document 4).
しかし、(3)の電磁波シールド材を、複数条の絶縁心線を有するケーブルに被覆した場合、電磁波シールド材が導電性を有するため、絶縁心線の導体と、これに隣接する絶縁心線の導体との間における絶縁性を十分に確保できなくなる。
また、(4)のケーブルにおいても、導電体層および/または抵抗体層と、磁性体層とを積層した被覆材が導電性を有するため、絶縁心線対の導体と、これに隣接する絶縁心線対の導体との間における絶縁性を十分に確保できなくなる。
However, when the electromagnetic shielding material (3) is covered with a cable having a plurality of insulated core wires, the electromagnetic shield material has conductivity, so that the conductor of the insulated core wire and the insulating core wire adjacent thereto are Insulation with the conductor cannot be secured sufficiently.
Also in the cable (4), since the covering material in which the conductor layer and / or the resistor layer and the magnetic layer are laminated has conductivity, the conductor of the insulated core pair and the insulation adjacent thereto are provided. It becomes impossible to ensure sufficient insulation between the conductors of the core pair.
本発明は、高周波ノイズを十分に抑制でき、外部端子への接続が容易であり、軽量で、フレキシビリティを有し、かつ導体間の絶縁性が十分に確保されたケーブルを提供する。 The present invention provides a cable that can sufficiently suppress high-frequency noise, can be easily connected to an external terminal, is lightweight, has flexibility, and has sufficient insulation between conductors.
本発明のケーブルは、複数条の絶縁心線と、これらを覆うシースとを有するケーブルであって、前記絶縁心線が、導体と、第1の絶縁体と、前記導体の長手方向に沿って前記第1の絶縁体を介して配置された抵抗体と、これらを覆う第2の絶縁体とを有することを特徴とする。 The cable of the present invention is a cable having a plurality of insulating core wires and a sheath covering them, the insulating core wires being along the conductor, the first insulator, and the longitudinal direction of the conductor. It has the resistor arrange | positioned through the said 1st insulator, and the 2nd insulator which covers these, It is characterized by the above-mentioned.
前記導体の断面は、真円ではないことが好ましい。
前記導体の断面が真円である場合、前記抵抗体が、前記導体と同軸である仮想の同心円筒の外周に沿わない部分を有することが好ましい。
The cross section of the conductor is preferably not a perfect circle.
When the cross section of the conductor is a perfect circle, the resistor preferably has a portion that does not follow the outer periphery of a virtual concentric cylinder that is coaxial with the conductor.
前記第1の絶縁体は、フィルムであり、前記抵抗体は、前記フィルムの表面に形成された抵抗体薄膜であることが好ましい。
前記導体から、前記抵抗体のうち前記導体に最も近い部分までの距離は、1〜100μmであることが好ましい。
Preferably, the first insulator is a film, and the resistor is a resistor thin film formed on the surface of the film.
The distance from the conductor to the portion of the resistor closest to the conductor is preferably 1 to 100 μm.
前記抵抗体の表面抵抗は、1〜1000Ωであることが好ましい。
前記抵抗体の幅は、前記導体の直径の0.5〜4倍であることが好ましい。
前記抵抗体の厚さは、5〜100nmであることが好ましい。
The surface resistance of the resistor is preferably 1 to 1000Ω.
The width of the resistor is preferably 0.5 to 4 times the diameter of the conductor.
The thickness of the resistor is preferably 5 to 100 nm.
本発明のケーブルは、高周波ノイズを十分に抑制でき、外部端子への接続が容易であり、軽量で、フレキシビリティを有し、かつ導体間の絶縁性が十分に確保されたものとなる。 The cable of the present invention can sufficiently suppress high-frequency noise, can be easily connected to an external terminal, is lightweight, has flexibility, and has sufficient insulation between conductors.
<ケーブル>
図1は、本発明のケーブルの第1の実施形態を示す断面図である。ケーブル1は、断面略円形の4条の絶縁心線10と、これら絶縁心線10を囲むシース30とを有する。絶縁心線10は、断面真円形の導体12と;フィルム22(第1の絶縁体)の片面に抵抗体薄膜24(抵抗体)が形成され、フィルム22側が導体12に接するように導体12の長手方向に沿って配置された断面C字形の抵抗体フィルム20と;抵抗体薄膜24が導体12と同軸である仮想の同心円筒(後述)の外周に沿わない部分を有するように、抵抗体フィルム20を断面C字形に整え、かつ絶縁心線10を断面略円形に整える介在物16と;これらを覆う第2の絶縁体14とを有する。
<Cable>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the cable of the present invention. The
図2は、本発明のケーブルの第2の実施形態を示す断面図である。ケーブル2は、断面の孤の部分が円をなすように配置された断面略扇形の4条の絶縁心線10と、これら絶縁心線10を囲むシース30とを有する。絶縁心線10は、断面真円形の導体12と;フィルム22(第1の絶縁体)の片面に抵抗体薄膜24(抵抗体)が形成され、フィルム22側が導体12に接するように導体12の長手方向に沿って配置された断面L字形の抵抗体フィルム20と;抵抗体薄膜24が導体12と同軸である仮想の同心円筒(後述)の外周に沿わない部分を有するように、抵抗体フィルム20を断面L字形に整え、かつ絶縁心線10を断面略扇形に整える介在物16と;これらを覆う第2の絶縁体14とを有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the cable of the present invention. The
図3は、本発明のケーブルの第3の実施形態を示す断面図である。ケーブル3は、断面略円形の4条の絶縁心線10と、これら絶縁心線10を囲むシース30とを有する。絶縁心線10は、断面が4つの突起を有する星形(十字形)の導体12と;フィルム22(第1の絶縁体)の片面に抵抗体薄膜24(抵抗体)が形成され、フィルム22側が導体12の突起に接するように導体12の長手方向に沿って配置された抵抗体フィルム20と;抵抗体フィルム20および絶縁心線10を断面略円形に整える介在物16と;これらを覆う第2の絶縁体14とを有する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the cable of the present invention. The
図4は、本発明のケーブルの第4の実施形態を示す断面図である。ケーブル4は、断面略円形の4条の絶縁心線10と、これら絶縁心線10を囲むシース30とを有する。絶縁心線10は、断面三角形の導体12と;フィルム22(第1の絶縁体)の片面に抵抗体薄膜24(抵抗体)が形成され、フィルム22側が導体12の角に接するように導体12の長手方向に沿って配置された抵抗体フィルム20と;抵抗体フィルム20および絶縁心線10を断面略円形に整える介在物16と;これらを覆う第2の絶縁体14とを有する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the cable of the present invention. The
図5は、本発明のケーブルの第5の実施形態を示す断面図である。ケーブル5は、断面略円形の4条の絶縁心線10と、これら絶縁心線10を囲むシース30とを有する。絶縁心線10は、複数の素線18を束ねた断面略円形の撚線からなる導体12と;フィルム22(第1の絶縁体)の片面に抵抗体薄膜24(抵抗体)が形成され、フィルム22側が導体12に接して導体12を覆うように導体12の長手方向に沿って配置された抵抗体フィルム20と;これらを覆う第2の絶縁体14とを有する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the cable of the present invention. The cable 5 includes four insulating
図6は、本発明のケーブルの第6の実施形態を示す断面図である。ケーブル6は、断面の孤の部分が円をなすように配置された断面略扇形の4条の絶縁心線10と、これら絶縁心線10を囲むシース30とを有する。絶縁心線10は、複数の素線18を束ねた断面略三角形の撚線からなる導体12と;フィルム22(第1の絶縁体)の片面に抵抗体薄膜24(抵抗体)が形成され、フィルム22側が導体12に接するように導体12の長手方向に沿って配置された断面L字形の抵抗体フィルム20と;抵抗体フィルム20を断面L字形に整え、かつ絶縁心線10を断面略扇形に整える介在物16と;これらを覆う第2の絶縁体14とを有する。
FIG. 6 is a sectional view showing a sixth embodiment of the cable of the present invention. The
(絶縁心線)
絶縁心線10は、導体12、抵抗体フィルム20、必要に応じて介在物16を、第2の絶縁体14で被覆したものである。
絶縁心線10は、導体12および抵抗体フィルム20を、第2の絶縁体14の材料(樹脂等)および必要に応じて介在物16の材料(樹脂等)と共押し出しして製造される。
なお、ケーブル内の絶縁心線の数は、図示例ように4条に限定されず、2〜3条であってもよく、5条以上であってもよい。
(Insulated core)
The insulating
The insulating
In addition, the number of the insulation core wires in the cable is not limited to 4 as illustrated, but may be 2 to 3 or 5 or more.
(導体)
導体12の材料としては、導電性の高い金属(銅、アルミニウム等)が好ましい。導体12は、円形等の開口を有するダイス中を引き抜くことで作製された単線のものであってもよく、複数の素線18を束ねて圧縮した撚線であってもよく、ケーブルのフレキシビリティの点から、撚線が好ましい。
(conductor)
As the material of the
導体12の断面形状は、真円(図1〜2)であってもよく、真円以外の形状(図3〜6)であってもよく、下記の理由から、真円ではないことが好ましい。
高周波ノイズ電流は表皮効果によって導体12の表面に集中して流れることから、導体12の突起部(例えば、多角形における2つの面が交わる稜部(エッジ部)、撚線における凹凸表面の凸部、楕円における長径の両端部等。)に高周波ノイズ電流が集中して流れる。そのため、突起部の周囲に電磁界変動が起きる。この電磁界変動、すなわち電磁界ベクトルに変化が起きると、この電磁界ベクトルの変化を妨げるように導体12に対向配置された抵抗体薄膜24中に渦電流が発生し(電磁誘導の原理)、抵抗体薄膜24による抵抗損によってエネルギは消費され、導体12を流れる高周波ノイズ(サージノイズ)が効率よく減衰していくものと考えられる。
The cross-sectional shape of the
Since the high-frequency noise current flows concentrated on the surface of the
真円以外の形状としては、多角形(三角形、四角形、五角形、六角形、星形、十字形等)、楕円形、撚線の断面等が挙げられる。断面略円形に圧縮された撚線の場合、その断面はほぼ真円と見なすこともできるが、本発明においては、外周に凹凸を有するもの(真円ではない)と見なす。 Examples of shapes other than a perfect circle include polygons (triangles, quadrilaterals, pentagons, hexagons, stars, crosses, etc.), ellipses, and cross sections of stranded wires. In the case of a stranded wire that has been compressed into a substantially circular cross section, the cross section can be regarded as a perfect circle, but in the present invention, it is regarded as having an unevenness on the outer periphery (not a perfect circle).
(抵抗体フィルム)
抵抗体フィルム20は、フィルム22の片面(必要に応じて両面)に抵抗体薄膜24を形成したものである。
(Resistor film)
The
抵抗体フィルム20は、フィルム22の表面に抵抗体薄膜24の材料(金属、導電性セラミックス、カーボン等)を物理的に蒸着する、またはフィルム22の表面に金属、導電性セラミックス、カーボン等を含むペーストを塗布することによって製造される。
なお、抵抗体フィルムは、図示例の抵抗体フィルム20に限定されず、絶縁体中に金属、導電性セラミックス、カーボン等を分散した材料をフィルム状に成形した成形シート、すなわちこれ自体が抵抗体薄膜を構成するものであってもよい。
The
The resistor film is not limited to the
抵抗体フィルム20の厚さは、10〜500μmが好ましい。抵抗体フィルムの厚さが10μm以上であれば、抵抗体フィルムの耐久性が良好となる。抵抗体フィルムの厚さが500μm以下であれば、ケーブルのフレキシビリティが良好となる。
The thickness of the
(フィルム)
フィルム22の材料としては、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリアラミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
フィルム22の厚さは、可とう性の点から、3〜25μmが好ましい。
フィルム22の体積抵抗は、1×106Ω以上が好ましい。
(the film)
Examples of the material of the
The thickness of the
The volume resistance of the
(抵抗体薄膜)
抵抗体薄膜24の材料としては、金属、導電性セラミックス、カーボン等が挙げられる。材料の固有抵抗が低い場合は、抵抗体薄膜24の厚さを薄くすることで、表面抵抗を高く調整できるが、厚さのコントロールが難しくなるため、抵抗体薄膜24の材料としては、比較的高い固有抵抗を有する材料が好ましい。
(Resistor thin film)
Examples of the material of the resistor
金属としては、強磁性金属、常磁性金属等が挙げられる。
強磁性金属としては、鉄、カルボニル鉄、鉄合金(Fe−Ni、Fe−Co、Fe−Cr、Fe−Si、Fe−Al、Fe−Cr−Si、Fe−Cr−Al、Fe−Al−Si、Fe−Pt等)、コバルト、ニッケル、これらの合金等が挙げられる。
常磁性金属としては、金、銀、銅、錫、鉛、タングステン、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、タンタル、モリブデン、それらの合金、アモルファス合金、強磁性金属との合金等が挙げられる。
金属としては、酸化に対して抵抗力のある点から、ニッケル、鉄クロム合金、タングステン、クロム、タンタルが好ましく、実用的には、ニッケル、ニッケルクロム合金、鉄クロム合金、タングステン、クロム、タンタルがより好ましく、ニッケルまたはニッケル合金が特に好ましい。
Examples of the metal include a ferromagnetic metal and a paramagnetic metal.
Ferromagnetic metals include iron, carbonyl iron, iron alloys (Fe—Ni, Fe—Co, Fe—Cr, Fe—Si, Fe—Al, Fe—Cr—Si, Fe—Cr—Al, Fe—Al—). Si, Fe-Pt, etc.), cobalt, nickel, and alloys thereof.
Examples of the paramagnetic metal include gold, silver, copper, tin, lead, tungsten, silicon, aluminum, titanium, chromium, tantalum, molybdenum, alloys thereof, amorphous alloys, and alloys with ferromagnetic metals.
As the metal, nickel, iron-chromium alloy, tungsten, chromium, and tantalum are preferable from the viewpoint of resistance to oxidation. More preferred is nickel or a nickel alloy.
導電性セラミックスは、金属に比べ、酸化等の化学的変質がなく安定であることから、抵抗体薄膜24の材料として好ましい。
導電性セラミックスとしては、金属と、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リンおよび硫黄からなる群から選ばれる1種以上の元素とからなる合金、金属間化合物、固溶体等が挙げられる。具体的には、窒化ニッケル、窒化チタン、窒化タンタル、窒化クロム、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化クロム、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化タングステン、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ケイ化クロム、ケイ化ジルコニウム等が挙げられる。
導電性セラミックスは、物理的蒸着法における反応性ガスとして、窒素、炭素、ケイ素、ホウ素、リンおよび硫黄からなる群から選ばれる1種以上の元素を含むガスを用いることによって容易に得られる。
Conductive ceramics are preferable as a material for the resistor
Examples of the conductive ceramic include an alloy, an intermetallic compound, a solid solution, and the like including a metal and one or more elements selected from the group consisting of boron, carbon, nitrogen, silicon, phosphorus, and sulfur. Specifically, nickel nitride, titanium nitride, tantalum nitride, chromium nitride, titanium carbide, silicon carbide, chromium carbide, vanadium carbide, zirconium carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide, chromium boride, molybdenum boride, chromium silicide, Examples thereof include zirconium silicide.
The conductive ceramic can be easily obtained by using a gas containing one or more elements selected from the group consisting of nitrogen, carbon, silicon, boron, phosphorus, and sulfur as a reactive gas in the physical vapor deposition method.
抵抗体薄膜24は、例えば、物理的蒸着法(EB蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタ法等)によって、フィルム22の表面に抵抗体薄膜24の材料を物理的に蒸着する、またはフィルム22の表面に金属、導電性セラミックス、カーボン等を含むペーストを塗布することによって形成される。
なお、抵抗体薄膜は、導体を第1の絶縁体の材料(樹脂等)と共押し出しして製造した被覆線の表面に、抵抗体薄膜の材料を物理的に蒸着する、またはペーストを塗布することによって形成してもよい。
The resistor
In the resistor thin film, the resistor thin film material is physically vapor-deposited or paste is applied to the surface of the coated wire produced by coextruding the conductor with the first insulator material (resin etc.). May be formed.
導体12の断面形状が真円の場合、抵抗体薄膜24は、下記の理由から、図7〜8に示すように、導体12と同軸である仮想の同心円筒Vの外周に沿わない部分を有することが好ましい。
導体12に流れる高周波ノイズ電流は、導体12の周囲に電磁界変動を起こしながら流れて行く。この際、高周波ノイズ電流によって電磁界変動すなわち電磁界ベクトルの変化が起こり、電磁誘導の原理から抵抗体薄膜24に渦電流が発生し、抵抗体薄膜24による抵抗損によってエネルギが消費される。このようにして、導体12を流れる高周波ノイズ(サージノイズ)が効率よく減衰していくものと考えられる。よって、電磁誘導によって抵抗体薄膜24に渦電流を発生しやすくするために、導体12と同軸である仮想の同心円筒Vの外周に沿わない部分が抵抗体薄膜24に形成されるように、抵抗体薄膜24を配置することが好ましい。
When the cross-sectional shape of the
The high-frequency noise current flowing through the
また、電磁誘導によって抵抗体薄膜24に渦電流が発生しやすくなる点から、抵抗体薄膜24は導体12の近傍に配置されることが好ましい。具体的には、導体12の表面から、抵抗体薄膜24のうち導体12に最も近い部分までの距離D(以下、最短距離Dと記す。)は、1〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。最短距離Dが1μm以上であれば、導体12と抵抗体薄膜24との絶縁性を十分に保つことができる。最短距離Dが100μm以下であれば、十分な高周波ノイズ抑制効果を発揮する。
In addition, the resistive
抵抗体薄膜24は、通常、導体12の長手方向に沿って連続的に配置されているが、後述するように、抵抗体薄膜24は、いかなる導電性材料(外部導体を含む。)にも接続されずに、電気的に完全に浮遊状態であるため、導体12の長手方向に沿って断続的に配置されていてもよい。
The resistor
抵抗体薄膜24の表面抵抗は、1〜1000Ωが好ましく、10〜500Ωがより好ましい。抵抗体薄膜24の表面抵抗が該範囲内であれば、十分な高周波ノイズ抑制効果を発揮する。すなわち、抵抗体薄膜24の表面抵抗が低すぎると、シールドとして働いて高周波ノイズを反射してしまい、抵抗体薄膜24の表面抵抗が高すぎると、高周波ノイズが抵抗体薄膜24に捕捉されず透過して高周波ノイズを抑制できない。
The surface resistance of the resistor
抵抗体薄膜24が、直接、導体12、シールド材(金属網組、アルミニウム薄膜等)等の導電性材料に接触すると、表面抵抗が低下するため、ノイズ抑制効果が低下するおそれがある。よって、抵抗体薄膜24は、いかなる導電性材料(導体12、シールド材、外部導体等)にも接触せずに、電気的に浮遊状態であることが好ましい。
When the resistor
導体12の長手方向に直交する方向の抵抗体薄膜24の幅は、導体12の1条あたり、導体12の直径の0.5〜4倍が好ましく、1〜3倍がより好ましい。抵抗体薄膜24の幅が導体12の直径の0.5倍以上であれば、十分な高周波ノイズ抑制効果を発揮する。抵抗体薄膜24の幅が導体12の直径の4倍以下であれば、絶縁心線10内で余分な体積を占有することがなく、ケーブルのフレキシビリティを損なうことがない。
The width of the resistor
抵抗体薄膜24の厚さは、10〜500nmが好ましく、20〜100nmがより好ましい。抵抗体薄膜24の厚さが10nm以上であれば、十分な高周波ノイズ抑制効果を発揮する。抵抗体薄膜24の厚さが500nm以下であれば、表面抵抗を十分に高くできる。
10-500 nm is preferable and, as for the thickness of the resistor
(介在物)
介在物16は、導体12の断面が真円ではない場合、絶縁心線10や抵抗体フィルム20の形状を整えるために、第2の絶縁体14の内側に配置されるものであり、また、導体12の断面が真円である場合、抵抗体薄膜24が導体12と同軸である仮想の同心円筒の外周に沿わない部分を有するようにするために、第2の絶縁体14の内側に配置されるものである。
(Inclusions)
When the cross section of the
介在物16の材料は、通常、樹脂またはゴム弾性体である。介在物16の材料としては、具体的には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、シリコーン樹脂等が挙げられる。
介在物16の体積抵抗は、1×106Ω以上が好ましい。
The material of the
The volume resistance of the
(第2の絶縁体)
第2の絶縁体14の材料は、通常、樹脂またはゴム弾性体である。第2の絶縁体14の材料としては、具体的には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、シリコーン樹脂等が挙げられる。
第2の絶縁体14の体積抵抗は、1×106Ω以上が好ましい。
(Second insulator)
The material of the
The volume resistance of the
(ケーブルの製造)
ケーブルは、例えば、シース30の材料の押し出しと同時に、あらかじめ準備された絶縁心線10を共押し出しすることによって製造できる。この際、絶縁心線10同士の間や絶縁心線10とシース30との間の間隙を埋める介在物を同時に共押し出ししてもよく、絶縁心線10とシース30との間にシールド材を配置してもよい。
(Cable manufacturing)
The cable can be manufactured, for example, by co-extruding the
(作用効果)
以上説明した本発明のケーブルにあっては、導体12の長手方向に沿ってフィルム22(第1の絶縁体)を介して配置された抵抗体薄膜24(抵抗体)を有するため、高周波ノイズを十分に抑制できる。
また、本発明のケーブルにあっては、抵抗体薄膜24を、外部導体(外部端子)を含むいかなる導電性材料に接触(接続)させる必要がないため、外部端子への接続が煩雑ではない。
また、本発明のケーブルにあっては、ケーブル内に占める抵抗体薄膜24の断面積が小さいため、軽量で、かつフレキシビリティを有する。
また、本発明のケーブルにあっては、抵抗体薄膜24が各絶縁心線10内に配置されているため、導体間の絶縁性が十分に確保される。
(Function and effect)
Since the cable of the present invention described above has the resistor thin film 24 (resistor) disposed through the film 22 (first insulator) along the longitudinal direction of the
Further, in the cable of the present invention, the resistor
Moreover, in the cable of this invention, since the cross-sectional area of the resistor
Moreover, in the cable of this invention, since the resistive
<ケーブルの接続構造>
本発明におけるケーブルの接続構造は、導体12が外部端子に接続され、抵抗体薄膜24が外部端子を含む外部導電体に接続されていない、すなわち抵抗体薄膜24は、いかなる導電性材料(外部導体を含む。)にも接続されずに、電気的に完全に浮遊状態である。
<Cable connection structure>
In the cable connection structure in the present invention, the
このようなケーブルの接続構造にあっては、抵抗体薄膜24がいかなる外部導電体にも接続していないため、高周波ノイズを十分に抑制できる。
また、このようなケーブルの接続構造にあっては、抵抗体薄膜24を外部導電体に接続させる必要がないため、外部端子へのケーブルの接続が煩雑ではない。
また、このようなケーブルの接続構造にあっては、ケーブル内に占める抵抗体薄膜24の断面積が小さいため、ケーブルが軽量で、かつフレキシビリティを有する。
In such a cable connection structure, since the resistor
Further, in such a cable connection structure, it is not necessary to connect the resistor
Further, in such a cable connection structure, since the cross-sectional area of the resistor
<モータ駆動制御システム>
本発明におけるモータ駆動制御システムは、インバータと、該インバータによって駆動が制御されるモータとが、本発明のケーブルを用いたケーブルの接続構造によって接続されたものである。
<Motor drive control system>
In the motor drive control system of the present invention, an inverter and a motor whose drive is controlled by the inverter are connected by a cable connection structure using the cable of the present invention.
図9は、本発明のケーブルを備えたモータ駆動制御システムの一例を示す概略図である。モータ駆動制御システム40は、インバータ(図示略)と、インバータによって駆動が制御されるモータ60と、ケーブル1とを備え、導体12の一方の端部が、インバータの端子52に接続され、導体12の他方の端部が、モータ60の端子62に接続され、抵抗体薄膜24が、端子52および端子62を含むいかなる外部導電体に接続されていないものである。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a motor drive control system provided with the cable of the present invention. The motor
このようなモータ駆動制御システムにあっては、抵抗体薄膜24がいかなる外部導電体にも接続していないため、ケーブル1においてサージノイズを十分に抑制できる。また、サージノイズによってケーブル1から発生する放射ノイズも抑制できる。
また、このようなモータ駆動制御システムにあっては、抵抗体薄膜24を外部導電体に接続させる必要がないため、外部端子へのケーブル1の接続が煩雑ではない。
また、このようなモータ駆動制御システムにあっては、ケーブル1内に占める抵抗体薄膜24の断面積が小さいため、ケーブル1が軽量で、かつフレキシビリティを有する。
In such a motor drive control system, since the resistor
Further, in such a motor drive control system, it is not necessary to connect the resistor
Moreover, in such a motor drive control system, since the cross-sectional area of the resistor
以下、実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples are shown below. The present invention is not limited to these examples.
(抵抗体薄膜の厚さ)
透過型電子顕微鏡(日立製作所社製、H9000NAR)を用いてサンプルの断面を観察し、抵抗体薄膜の5箇所の厚さを測定し、平均した。
(Thickness of resistor thin film)
The cross section of the sample was observed using a transmission electron microscope (H9000NAR, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the thicknesses of five locations of the resistor thin film were measured and averaged.
(表面抵抗)
石英ガラス上に金を蒸着して形成した、2本の薄膜金属電極(長さ10mm、幅5mm、電極間距離10mm)を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上から、被測定物の10mm×20mmの領域を50gの荷重で押し付け、1mA以下の測定電流で電極間の抵抗を測定し、この値を表面抵抗とした。
(Surface resistance)
Using two thin-film metal electrodes (length: 10 mm, width: 5 mm, distance between electrodes: 10 mm) formed by depositing gold on quartz glass, an object to be measured was placed on the electrodes, and from above the object to be measured, A 10 mm × 20 mm region of the object to be measured was pressed with a load of 50 g, the resistance between the electrodes was measured with a measurement current of 1 mA or less, and this value was defined as the surface resistance.
(高周波ノイズ抑制効果)
図10に示すように、ケーブル1の導体の両端と、ネットワークアナライザ70(アンリツ社製、37247D)の端子とを接続用ケーブルで接続し、ケーブルの高周波エネルギの減衰特性を測定した。この際、ケーブル1の抵抗体薄膜には、接続用ケーブルを接続しなかった。
(High-frequency noise suppression effect)
As shown in FIG. 10, both ends of the conductor of the
〔例1〕
ポリイミドフィルム(長さ:1m、幅:4.5mm、厚さ:10μm)の表面の全体に、マグネトロンスパッタ法にて窒素ガス流通下にニッケルを物理的に蒸着させ、厚さ25nmの窒化ニッケルからなる抵抗体薄膜24(表面抵抗:25Ω)を形成し、抵抗体フィルム20を得た。
[Example 1]
Nickel is physically deposited on the entire surface of the polyimide film (length: 1 m, width: 4.5 mm, thickness: 10 μm) under a nitrogen gas flow by a magnetron sputtering method. A resistor thin film 24 (surface resistance: 25Ω) was formed to obtain a
銅線からなる導体12(長さ:1m、直径:2mm)および抵抗体フィルム20を、第2の絶縁体14の材料(ポリウレタン樹脂)および介在物の材料(ポリエチレン)と共押し出しして、図1に示すような絶縁心線10(長さ:1m)を得た。
A
4条の絶縁心線10を、シース30の材料(ポリ塩化ビニル)と共押し出しして、図1に示すようなケーブル1(長さ:1m)を得た。
ケーブル1について、高周波エネルギの減衰特性を測定した。結果を図11に示す。サージノイズの高周波成分を十分減衰することができた。
Four
The
本発明のケーブルは、インバータと負荷(モータ等)とを繋ぐ駆動ケーブル(モータ駆動ケーブル等)等として有用である。 The cable of the present invention is useful as a drive cable (such as a motor drive cable) that connects an inverter and a load (such as a motor).
1 ケーブル
2 ケーブル
3 ケーブル
4 ケーブル
5 ケーブル
6 ケーブル
10 絶縁心線
12 導体
14 第2の絶縁体
16 介在物
18 素線
20 抵抗体フィルム
22 フィルム(第1の絶縁体)
24 抵抗体薄膜(抵抗体)
30 シース
40 モータ駆動制御システム
52 端子
60 モータ
62 端子
70 ネットワークアナライザ
DESCRIPTION OF
24 Resistor thin film (resistor)
30
Claims (8)
前記絶縁心線が、導体と、第1の絶縁体と、前記導体の長手方向に沿って前記第1の絶縁体を介して配置された抵抗体と、これらを覆う第2の絶縁体とを有する、ケーブル。 A cable having a plurality of insulated core wires and a sheath covering them,
The insulating core includes a conductor, a first insulator, a resistor disposed through the first insulator along a longitudinal direction of the conductor, and a second insulator covering the conductor. Have a cable.
前記抵抗体が、前記導体と同軸である仮想の同心円筒の外周に沿わない部分を有する、請求項1に記載のケーブル。 A cross section of the conductor is a perfect circle;
The cable according to claim 1, wherein the resistor has a portion that does not follow an outer periphery of a virtual concentric cylinder that is coaxial with the conductor.
前記抵抗体が、前記フィルムの表面に形成された抵抗体薄膜である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のケーブル。 The first insulator is a film;
The cable according to claim 1, wherein the resistor is a resistor thin film formed on a surface of the film.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014203808A (en) * | 2013-04-10 | 2014-10-27 | 矢崎総業株式会社 | Electric wire for water stopping and electric wire water stop structure |
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-
2011
- 2011-04-08 JP JP2011086290A patent/JP2012221739A/en not_active Withdrawn
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