JP3071395B2 - 信号ケーブル用サージ阻止トランスおよびこれを用いた信号ケーブル接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信を行う
装置の信号ケーブルとの接続を行う接栓部に後付けで取
り付けることにより、信号ケーブルから侵入するサージ
およびノイズの侵入を低減することができる信号ケーブ
ル用サージ阻止トランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通信端末装置やＬＡＮ（ローカル
エリアネットワーク）等のデータ通信を行う装置におい
て、信号ケーブルからサージの侵入が考えられる場合
（例えば、屋外架空配線）には、サージアブソーバと接
地により、サージを大地にバイパスする方法がとられて
いる。

【０００３】その対策方法の一つとしては、図３に示す
ようなものがある。図３では信号ケーブル（データ通信
線）１０３に誘導されたサージ（またはコモンモードノ
イズ）が端末装置１０２の外付けサージアブソーバ１０
４に加わると仮定した場合、サージアブソーバは、サー
ジ（またはコモンモードノイズ）電圧がその動作開始電
圧（アレスタの場合、直流放電開始電圧、バリスタの場
合、バリスタ電圧）より大きいと動作し、サージ（また
はコモンモードノイズ）電流を接地へ放流することで低
減し、後段のパルストランスおよび半導体素子の被害を
防止している。このサージアブソーバ１０４がサージ
（またはコモンモードノイズ）を低減するレベルは、ほ
ぼ動作開始電圧により決まり、この電圧を端末装置１０
２内のパルストランス１０５および半導体素子のサージ
耐力より低い値に決めることで対策している。

【０００４】また、信号ケーブルの外部被覆が破れ、地
絡（接地と接触）したときに見られるように、大地を介
して閉回路（グランドループ）が形成され、信号ケーブ
ルからのノイズの侵入が考えられる装置には、信号ケー
ブルの張り替えを行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の信号ケーブルについては、つぎのようなサージおよ
びノイズに関する問題があった。

【０００６】すなわち、サージに関しては、上記の方法
では、サージアブソーバの動作開始電圧が低くなりすぎ
てしまい、電力線の漏電によってサージアブソーバは簡
単に焼損してしまう問題を抱えていた。そこで、サージ
アブソーバが焼損しないようにするために動作開始電圧
を電力線の漏電によって動作しない値にまで上げた場合
は、サージアブソーバが動作するに至らない、動力機器
の誘導ノイズおよび雷サージの漏洩分等の低い電圧のサ
ージであっても、図３のパルストランス１０５の巻線間
の絶縁を破壊し、さらに後段の半導体素子に被害を発生
させる場合があった。

【０００７】一方、近年、データ伝送速度が高速化して
おり、このことは信号ケーブルの中を高い周波数成分の
信号が通っていることを意味する。この信号ケーブルに
用いられるサージアブソーバには、浮遊容量による波形
歪みを信号に与えないため、浮遊容量の小さい、気中放
電の性質を利用したガスアレスタが用いられている。例
えば、直流放電開始電圧（動作開始電圧）９０Ｖのアレ
スタがサージを受け動作した場合でも、サージの立ち上
がり部分の９０Ｖで動作するのではなく、実際には、ガ
スアレスタの性質である遅延特性により、９０Ｖより遅
延した位置である数百Ｖ（例えば、１．２／５０μｓ、
６ｋＶの電圧サージでは約７００Ｖ）位となった時点か
ら動作を開始する。そのため、ガスアレスタの後段の装
置には、数百Ｖのインパルスが加わることもある。最近
の半導体素子の微細加工化、高速化に伴い、このインパ
ルスに耐えられず破損する場合もあった。

【０００８】次に、ノイズに関して述べる。前述のよう
に、信号ケーブルの外部被覆が破れ、地絡によりグラン
ドループが形成されるとき、ノイズ電流が信号ケーブル
に流入し、ノイズ障害が発生する。これに対する信号ケ
ーブルの張り替えによる対策は、工事が伴うため対策費
用が高くついてしまうという問題があった。

【０００９】図１１は、サージおよびノイズの大きさを
それらの周波数に対応して示したグラフである。図中、
１１１は誘導雷サージを示し、１１２はサージに対する
アレスタの遅延特性により残る電圧を示す。このような
電圧は半導体の破損を招来する。１１０はＡＣ漏電に相
当する電圧を示す。前述のように、サージアブソーバの
動作開始電圧を低くした場合には、電力線の漏電によっ
てサージアブソーバは焼損してしまう。１１３は、半導
体素子の閾値を超えるコモンモードノイズを示す。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、サージによる半導体素子の破壊を防止す
るとともに、通信回線の途中に挿入してもインピーダン
スの不整合の問題を生じさせないようにすることができ
る信号ケーブル用サージ阻止トランスおよびこれを用い
た信号ケーブル接続構造を提供せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、高透磁率のコアと、該コアに巻数比１対
１で巻き付けられた高耐圧線材製の１次巻線および２次
巻線とにより構成され、信号ケーブルと通信端末装置と
の間に配置されることを特徴とする信号ケーブル用サー
ジ阻止トランスを提供する。

【００１２】高耐圧線材製の１次および２次巻線を用い
るので、サージに対する耐圧が向上し、前段に配置され
るサージアブソーバの動作開始電圧を高くしても、サー
ジによる後段の半導体素子の破壊を防止することができ
る。

【００１３】また、巻数比が１対１であるため入力回路
に挿入しても、インピーダンスの不整合による悪影響を
後段の回路に及ぼさない。したがって、インピーダンス
を整合させるための回路も不要である。

【００１４】前記高耐圧線材としては、例えば、導線を
ポリテトラフルオロエチレンで被覆したものを用いるこ
とができる。

【００１５】好ましくは、前記１次巻線および２次巻線
を巻き付けたコアを収納するハウジングと、該ハウジン
グに固定され、前記１次巻線および２次巻線とそれぞれ
接続された第１および第２のコネクタとを設ける。これ
により、本発明の信号ケーブル用サージ阻止トランス
を、容易に対象装置へ着脱可能に外付けすることができ
る。

【００１６】また、本発明は、データを伝送する信号ケ
ーブルを通信端末装置に接続する信号ケーブル接続構造
であって、通信端末装置の入力段に設けられたパルスト
ランスと、信号ケーブルと接地との間に設けられたサー
ジアブソーバと、該サージアブソーバと前記パルストラ
ンスとの間に設けられ、高透磁率のコアと、該コアに巻
数比１対１で巻き付けられた高耐圧線材製の１次巻線お
よび２次巻線とにより構成された信号ケーブル用サージ
阻止トランスとを備えることを特徴とする信号ケーブル
接続構造を提供する。

【００１７】前記信号ケーブル用サージ阻止トランスの
巻線の絶縁性被覆の耐圧は、前記パルストランスの巻線
のそれより高いものである。

【００１８】本発明において、絶縁耐力をサージアブソ
ーバの動作電圧の動作開始電圧や動作特性による電圧に
合わせた、巻数比１対１のトランスを好ましくは装置の
信号ケーブル接栓部に取り付けることにより、信号（ノ
ルマルモード）に対しては極めて低損失で伝送し、サー
ジ（コモンモードである）およびコモンモードノイズ電
流に対しては極めて損失を大きくすることができる。

【００１９】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、他の見地によれば、周波数約１０ＭＨｚ以下
のコモンモード信号を約２分の１以下に低減する効果を
有するトランスにより構成され、信号ケーブルと通信端
末装置との間に配置されることを特徴とする。

【００２０】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、さらに他の見地によれば、通信端末装置に内
蔵されているパルストランスの耐圧より高い耐圧を有す
るトランスにより構成され、信号ケーブルと通信端末装
置との間に配置されることを特徴とする。

【００２１】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、別の見地によれば、約２ｋＶの耐圧（絶縁耐
力）を有するトランスにより構成され、信号ケーブルと
通信端末装置との間に配置されることを特徴とする。

【００２２】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、さらに別の見地によれば、信号ケーブルと通
信端末装置との間に配置される信号ケーブル用サージ阻
止トランスであって、前記信号ケーブルを外した前記通
信端末装置の接栓部に着脱可能な第１のコネクタと、前
記通信端末装置から外した前記信号ケーブルの接栓部に
着脱可能な第２のコネクタと、該第１及び第２のコネク
タ間に接続されたトランスとにより構成されることを特
徴とする。

【００２３】本発明による信号ケーブル接続構造は、他
の見地によれば、周波数約１０ＭＨｚ以下の周波数のコ
モンモード信号を約２分の１以下に抑圧する巻数比１：
１のトランスを複数個連結接続し、通信端末装置と信号
ケーブルの間に配置することにより、コモンモードの高
電圧サージに対して抑圧効果を持たせたことを特徴とす
る。

【００２４】本発明による信号ケーブル接続構造は、さ
らに他の見地によれば周波数約１０ＭＨｚ以下の周波数
のコモンモード信号を約２分の１以下に抑圧する巻数比
Ｍ：Ｎ（Ｍ≠Ｎ）のトランスを、一端側の入力インピー
ダンスと他端側の出力インピーダンスが等しくなるよう
に、複数個組み合わせて接続し、通信端末装置と信号ケ
ーブルの間に配置することにより、コモンモードの高電
圧サージに対して抑圧効果を持たせたことを特徴とす
る。この場合、Ｍ：ＮとＮ：Ｍのような組合せの他、
１：ＮとＮ：ＭとＭ：１のような組合せであってもよ
い。

【００２５】本発明によるさらに他の信号ケーブル用サ
ージ阻止トランスは、周波数約１０ＭＨｚ以下の周波数
のコモンモード信号を約２分の１以下に抑圧する巻数比
１：１のトランスを複数個連結接続したものを、両端に
コネクタを有するハウジング内に内蔵したことを特徴と
する。

【００２６】なお、本明細書において、「通信端末装
置」とは、広義には、信号ケーブルの両端に接続される
任意の端末装置を含み、後述する端末制御装置をも含む
ものとする。

【００２７】具体的には、本サージ阻止トランスは、１
次巻線と２次巻線間がＡＣ２．５ｋＶ１分間の絶縁耐圧
と、図４に示すように周波数約１０ＭＨｚまでのコモン
モードノイズ除去特性を有する。図４の縦軸の「利得」
は２次巻線・接地間電流／１次巻線・接地間電流を示
す。

【００２８】図４のようなノイズ除去特性を示す理由を
以下に述べると、トランスは、元来コモンモード信号
（同相、同波形、同レベルのため）を相互に打ち消し合
う性質を有しており、理想的には、周波数に左右されず
無限大の除去（あるいは減衰、または抑圧）特性を示す
はずである。しかし、そうならず、図４のような周波数
特性（周波数の増加に伴い除去特性（あるいは減衰率、
または抑圧比）が低下する右肩上がりの特性）を示すの
は、１次巻線と２次巻線間に浮遊容量（コンデンサ成
分）が存在するためである。したがって、このノイズ除
去特性と言うのは、１次巻線と２次巻線間に存在する浮
遊容量の特性であると言うことができる。

【００２９】また、このノイズ除去特性は、トランスの
１次巻線−２次巻線間で絶縁破壊しない範囲の電圧にお
いて保証される。（それは、絶縁破壊すると、１次巻線
から２次巻線に信号の伝わるモードが浮遊容量のモード
ではなく、絶縁破壊モードとなり、ほとんど減衰しなく
なるためである。）サージアブソーバの動作開始電圧が
電力線の電圧（ピーク値で１４０Ｖ）より低い場合は電
力線の漏電事故時の焼損が問題となるが、いま仮に図３
において漏電事故の発生により端末制御装置１０１側の
電圧安定用グランド１０７の電位が約１００Ｖに上昇し
信号ケーブルのグランドを通じてサージアブソーバ１０
４に加わろうとしていると仮定したとき、図２のように
本サージ阻止トランス１６が取付けられていることによ
り、信号ケーブルが１次巻線と２次巻線間で絶縁される
（切られる）こととなるのでサージアブソーバ１０４の
両端に電位差が生じなくなり焼損を免れる（因みに、漏
電事故による電圧（ピーク値１４０Ｖ）は本サージ阻止
トランスの１次巻線と２次巻線間に加わることとなる。
しかし、本サージ阻止トランスは絶縁耐力により破損し
ない）。尚、サージアブソーバは、信号ケーブルに発生
したサージに対して従来通りの動作開始電圧により動作
し、サージ（又はコモンモードノイズ）電流を接地へ放
流することで低減する。本サージ阻止トランスは、サー
ジアブソーバにより低減されたサージに対してもさらに
低減する作用がある。

【００３０】サージアブソーバの動作開始電圧を漏電事
故による電圧で動作しないような電圧（例えば１５０
Ｖ：ＡＣ１００Ｖのピーク値１４０Ｖでも動作しない電
圧）に変更した場合は、サージアブソーバの動作するに
至らないサージ（またはコモンモードノイズ）が問題と
なる。いま仮に図３においてサージアブソーバの動作す
るに至らないサージ（１５０Ｖ未満）が端末装置１０２
に加わろうとしていると仮定したとき、図２のように本
サージ阻止トランスが取付けられると、コモンモードノ
イズ除去特性により低減されるので、この場合も、パル
ストランス１５や、さらに後段の半導体の被害を防止す
ることができる。同様に、ガスアレスタの遅延特性によ
る数百Ｖのインパルスについてもコモンモードノイズ除
去特性により低減し被害を防止する。尚、サージアブソ
ーバは、信号ケーブルに発生した１５０Ｖ以上のサージ
（又はコモンモードノイズ）に対して動作し、サージ
（又はコモンモードノイズ）電流を接地へ放流すること
で低減する。本サージ阻止トランスは、サージアブソー
バにより低減されたサージに対してもさらに低減する作
用がある。

【００３１】コモンモードノイズについての課題につい
ては、先にも述べたように信号ケーブルに侵入するノイ
ズ電流を本サージ阻止トランスの１次巻線と２次巻線間
のノイズ除去特性により低減するため被害を防止でき
る。

【００３２】しかし、信号に対しては、図５のサージ阻
止トランスの周波数特性に示すように周波数帯域が８０
０Ｈｚ〜１２ＭＨｚであるため、この範囲の周波数の信
号であれば波形歪み無く伝送可能である。また、同軸ケ
ーブルとの比較において、極めて減衰が少ないため、特
に信号を増幅する必要もない。なお、図５の縦軸の「利
得」は２次巻線出力電流／１次巻線入力電流を示す。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１に、本発明によるサージ阻止
トランスの第１の実施の形態の構成を示す。

【００３４】図１において、１６はサージ阻止トランス
を示す。１は、本サージ阻止トランス１６のコアに用い
る高透磁率磁性体の例えばフェライトコアである。その
形状は、主にトロイダル形であるが、それ以外の形状で
あってもよい。２は、本サージ阻止トランス１６の巻線
に用いる導線３に対して、例えばテフロン（ポリテトラ
フルオロエチレン）の高耐圧絶縁材４で被覆を施した高
耐圧線材である。入力側の高耐圧線材２と出力側の高耐
圧線材２とを平行に沿わせ、フェライトコア１に同じ回
数（ここでは２０回）だけ１層に巻き付けたものであ
る。すなわち、巻数比は１対１である。このように高耐
圧線材２を巻き付けたフェライトコア１をハウジング７
に収納し、コネクタ５，６で外部との接続を行うように
なっている。この例では、コネクタ５はＢＮＣ−Ｊ（Ｂ
ＮＣジャック）コネクタであり、コネクタ６はＢＮＣ−
Ｐ（ＢＮＣプラグ）コネクタである。但し、コネクタ
（接栓）の種類はこれに限るものではない。ハウジング
７は、トランスを内包したまま樹脂でモールド成形して
構成したものであってもよい。なお、サージ阻止トラン
ス１６の１次巻線・２次巻線間の浮遊容量は、パルスト
ランスの浮遊容量と比較して１０分の１程度に小さい。

【００３５】図２は、サージ阻止トランス１６を信号ケ
ーブル１３と装置筺体との間に取り付けた利用の態様を
示す。端末制御装置１１内のパルストランス１５からの
出力信号はその筺体に固定されたコネクタから出力され
る。このパルストランス１５の２次巻線の一端は接地さ
れている。また、端末制御装置１１のコネクタに対し
て、図１のサージ阻止トランス１６が着脱可能に接続さ
れる。他方、端末制御装置１１から出力される信号を受
ける端末装置１２内にもパルストランス１５があり、こ
の筺体に固定されたコネクタに対してもサージ阻止トラ
ンス１６が着脱可能に接続される。両トランス１６の間
には信号ケーブル１３が着脱可能に接続される。端末装
置１２のトランス１６の前段（信号ケーブル１３側）に
はサージアブソーバ１４が接続される。このサージアブ
ソーバ１４としては、好ましくは、電力線の漏電によっ
て簡単に焼損してしまうことのないような比較的高い動
作開始電圧（例えば、１５０Ｖ）のものを用いる。

【００３６】図２において、端末制御装置１１側で発生
した電力線の漏洩電圧（約ＡＣ１００Ｖ）が信号ケーブ
ル１３およびアースを経由して加わってきた場合、この
電圧は、サージ阻止トランス１６の１次および２次巻線
間に加わる。この電圧に対して、サージ阻止トランス１
６においては、１次巻線および２次巻線間の浮遊容量に
起因して２次側に現れる電圧はほぼ０Ｖとなる。

【００３７】次に、高電圧の誘導雷サージが信号ケーブ
ル１３に誘導されたときは、サージアブソーバ１４のサ
ージ吸収特性による電圧（通常１ｋＶ以下，５００ｋＨ
ｚ程度）が、サージ阻止トランス１６の１次および２次
巻線間に加わることとなる。そこで、サージ阻止トラン
ス１６の１次および２次巻線間の絶縁耐圧は１ｋＶ以上
（実測ＡＣ２．５ｋＶ，１分間）であれば必要にして十
分であり、これについてもやはり２次側に現れる電圧
（２次巻線と接地との間の電圧）は３％程度に減衰す
る。また、サージ阻止トランス１６を信号ケーブル１３
と筺体との間に設けることにより、１０ＭＨｚまでの高
周波ノイズについても減衰する効果を発揮する。

【００３８】前述のように、図１に示した構成におい
て、高透磁率磁性体のトロイダル形フェライトコアに、
テフロンの被覆を施した高耐圧絶縁材製の１次および２
次巻線をそれぞれ２０回巻き付けて形成したトランス１
６を用いて、以下のようなサージ阻止能力の測定を行っ
た。

【００３９】この測定には、図６に示すように、サージ
シミュレータ６１（ビッグバーン社製３２３０）、オシ
ロスコープ６２（テクトロニクス社製２４３０Ａ）、カ
レントプローブ・アンプ６３（テクトロニクス社製ＡＭ
５０３）、カレントプローブ６５（テクトロニクス社製
ＡＭ５０３）および耐圧試験機（菊水電子工業社製ＴＯ
Ｓ５０５１）を用いた。また、オシロスコープ６２の波
形出力のプリントアウトのためにエプソン社製プロッタ
Ｈ１８０を用いた。サージシミュレータ６１からは、図
７に示すような１．２（波頭長）／５０（波尾長）μｓ
の雷電圧サージ波形を出力させた。

【００４０】測定時には、まず、サージシミュレータ６
１のＳＵＲＧ端子とＧＮＤ端子を短絡し、このとき流れ
る電流をカレントプローブ６５およびアンプ６３を介し
てオシロスコープ６２で観測した。その結果を図８のグ
ラフに示す。

【００４１】次に、図６に示すようにサージ阻止トラン
ス１６を接続し、図７の雷サージ電圧波形をトランス１
６の１次および２次巻線間に印加した。この際、予めサ
ージ阻止トランス１６の１次側および２次側をそれぞれ
短絡しておいた。このとき流れる電流をカレントプロー
ブ６５およびアンプ６３を介してオシロスコープ６２で
観測した。その結果のグラフを図１０に示す。このグラ
フから、電流値のピーク・トゥ・ピークは１４．５Ａと
なっていることが分かる。この電流値は、図８のピーク
電流値１９０Ａとの比較において、ほぼ８％にまで減衰
していることが分かる。

【００４２】これは、サージ阻止トランス単体の特性で
ある。図２のように後段にパルストランスを接続した構
成においては、どのように考えられるかを以下に説明す
る。サージ（コモンモード信号）に着目して考えると、
サージ阻止トランスの１次巻線−２次巻線間の浮遊容量
と、パルストランスの１次巻線−２次巻線間の浮遊容量
が直列に接続されている回路に見える。このような回路
の場合、パルストランスに加わる電圧は、それぞれのト
ランスの浮遊容量により生じるインピーダンスの比率で
分圧される。浮遊容量（コンデンサ）のインピーダンス
は、容量の逆比に比例する。したがって、インピーダン
スの比率もサージ阻止トランスとパルストランスの浮遊
容量の逆比の比率となる。そこで、サージ阻止トランス
の浮遊容量が、パルストランスの１０分の１程度のた
め、インピーダンスの比率は、約１０：１となり、パル
ストランスには、約１０分の１の電圧しか加わらない。
（また、サージ阻止トランスをｎ個連結接続すること
は、浮遊容量をｎ分の１にする事に他ならない。その結
果、インピーダンスはｎ倍になる。）また、このサージ
阻止トランス１６の１次側および２次側巻線間の電圧波
形をオシロスコープ６２で観測したところ、図９のよう
なグラフが得られた。この結果から、サージ阻止トラン
ス１６は２．５ｋＶの雷サージにもその絶縁耐力により
耐えていることが分かる。なぜなら、絶縁破壊した時点
で、図９の電圧は０Ｖにブレークダウンする筈である
が、そうなっていないからである。

【００４３】さらに、耐圧試験機を用いてサージ阻止ト
ランス１６の１次および２次巻線間の絶縁耐力を試験し
たところ、ＡＣ２．５ｋＶで１分間の印加に対して耐え
うることが確認された。

【００４４】図１２に、図１のサージ阻止トランスをサ
ージアブソーバと併用した場合の効果を表すグラフを示
す。図１２の横軸の周波数は図１１と同じであるが、縦
軸の電圧はスケールが拡大されていることに留意された
い。図１２から分かるように、１０ＭＨｚ以下の周波数
範囲において、サージおよびノイズがいずれも大幅に低
減されていることが分かる。

【００４５】図１３に、本発明の第２の実施の形態を示
す。図１３は、巻数比１：１のトランス２０８をｎ個
（ｎは複数）連結接続した状態を示す。この電気的な構
成は図１４に示すとおりである。

【００４６】図１５に、このような連結した複数のトラ
ンス２０８を、前述した単一のサージ阻止トランス１６
の代わりに、信号ケーブル２０３と端末制御装置２０１
の間、および信号ケーブル２０３と端末装置２０２との
間に配置した構成を示す。この例では、個々のトランス
２０８の取扱および着脱を容易にするため、雌のコネク
タ５と雄のコネクタ６（図はＢＮＣコネクタを示す）を
両端に固定したハウジング内にトランスを内蔵した構成
として、トランス２０８を実現している。この場合も、
ハウジングは、トランスを内包して樹脂でモールド成形
したものであってもよい。また、このような連結した複
数個のトランスを、両端にコネクタを有するハウジング
内に内蔵してもよい。

【００４７】今、信号ケーブル２０３に、高電圧の誘導
雷サージが発生したと仮定すると、そのサージは外付け
サージアブソーバ２０４により大地にバイパスされるも
のの、アレスタのように遅延特性を有する素子の場合、
急峻な立ち上がり部において、動作遅れの分だけ（１ｋ
Ｖ程度）端末装置２０２側（または端末制御装置２０
１）に抜けてしまう。しかし、先に述べた巻線比１：１
のトランス２０８をｎ個接続し配置してあることによ
り、抜けてきたサージ電圧が個々のトランスに対しｎ分
の１に分散される。分散されたサージ電圧に対して、個
々のトランスの絶縁耐圧の方を大きくとってあるので、
絶縁破壊は生じない。（逆に言えば、巻線比１：１のト
ランスｎ個の絶縁耐圧の和が、抜けてきたサージ電圧よ
り大きければ絶縁破壊は生じない。） トランス２０８同士の接続方法としては、図１３に示し
たように直結する他、中継用のデータ線を介して行って
もよい。

【００４８】次に図１６に、本発明の第３の実施の形態
として、巻数比１：Ｎのトランス２０９と、巻数比Ｎ：
１のトランス２１０を特性インピーダンスが信号ケーブ
ル２０３のそれのＮの２乗倍の信号ケーブル２１１で接
続した場合の外観図を示す。トランス２０９、２１０と
しては、例えば、いわゆるバラン（BALance to UNbalan
ce)トランスと呼ばれる既存の同軸線ペア線インピーダ
ンスマッチング機能付きのトランスを用いることができ
る。

【００４９】図１６において、今仮に、トランス２０９
の左側からトランス２１０の右側の方向に信号が流れて
きたと仮定する。信号が巻数比１：Ｎのトランス２０９
を通過すると、出力側インピーダンスは、入力側インピ
ーダンスの巻数比の２乗（Ｎの２乗）倍となる。信号
は、出力側インピーダンスと同じ値の特性インピーダン
スの接続ケーブル２１１を通ってトランス２１０に至
る。信号がトランス２１０を通過すると、出力側インピ
ーダンスは、巻数比の２乗（Ｎの２乗分の１）倍となる
ため、トランス２０９の左側のインピーダンスと同じ値
となる。これらのことより、元々使用されていた信号ケ
ーブルを外して、図１６の組み合わせのトランスを、端
末制御装置２０１と信号ケーブル２０３の間、および信
号ケーブル２０３と端末装置２０２との間に配置して
も、インピーダンスのアンマッチングによる歪みなく、
信号を伝送することが可能となる。当然のことながら、
１：Ｎトランスを２個組み合わせることにより、トータ
ルの絶縁耐圧が向上する。図１６のトランスの組み合わ
せをさらに複数組連結して使用すれば、さらなる絶縁耐
圧の向上が図れる。

【００５０】なお、図１６では、同じ巻数比のトランス
を用いたため、トランスを２個（偶数個）組み合わせる
構成としたが、例えば巻数比が１：Ｎのトランス、Ｎ：
Ｍのトランス、Ｍ：１のトランスのように、巻数比の積
が１となるような組み合わせであれば、何個の組み合わ
せであってもよい。

【００５１】また、図１６では、トランス２０９とトラ
ンス２１０を信号ケーブル２１１で接続しているがトラ
ンス２０９とトランス２１０とをコネクタで連結するよ
うにしてもよい。

【００５２】これらの実施の態様によっても、上記と同
様の効果が期待できる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
漏電時のサージアブソーバ焼損を防止すると共に、サー
ジアブソーバが動作し得ないレベルのサージについても
減衰させ、さらに高周波ノイズに対しても減衰効果があ
り、かつ、インピーダンス整合のための余計な回路を必
要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による信号ケーブル用サージ阻止トラン
スの構成を示す図である。

【図２】図１の信号ケーブル用サージ阻止トランスの利
用態様を示す図である。

【図３】従来の信号ケーブル入力回路のサージ対策に関
する説明図である。

【図４】図１の信号ケーブル用サージ阻止トランスのノ
イズ除去特性の測定結果を示すグラフである。

【図５】図１の信号ケーブル用サージ阻止トランスの周
波数特性の測定結果を示すグラフである。

【図６】図１の信号ケーブル用サージ阻止トランスのサ
ージ阻止能力測定のための測定システムの構成を示す図
である。

【図７】サージ阻止能力測定に用いた雷サージシミュレ
ータの出力電圧波形を示すグラフである。

【図８】図７の雷サージシミュレータの出力電流波形を
示すグラフである。

【図９】図１の信号ケーブル用サージ阻止トランスへの
サージ印加時のトランスの１次および２次巻線間の電圧
波形を示すグラフである。

【図１０】図１の信号ケーブル用サージ阻止トランスへ
のサージ印加時のトランスの１次および２次巻線間の電
流波形を示すグラフである。

【図１１】サージおよびノイズの大きさをそれらの周波
数に対応して示したグラフである。

【図１２】図１の信号ケーブルサージ阻止トランスをサ
ージアブソーバと併用した場合の効果を表すグラフであ
る。

【図１３】本発明による信号ケーブルサージ阻止トラン
スの第２の実施の形態を示す図である。

【図１４】図１３の連結接続したサージ阻止トランスの
電気的な構成を表す回路図である。

【図１５】図１３の連結接続したサージ阻止トランス
を、図１のサージ阻止トランスの代わりに、信号ケーブ
ルと端末制御装置（および端末装置）との間に配置した
構成を示す図である。

【図１６】本発明による信号ケーブルサージ阻止トラン
スの第３の実施の形態を示す図である。

【符号の説明】

１…フェライトコア、２…高耐圧線材、３…導線、４…
高耐圧絶縁材、５…ＢＮＣ−Ｊ（ＢＮＣジャック）コネ
クタ、６…ＢＮＣ−Ｐ（ＢＮＣプラグ）コネクタ、１
１，１０１，２０１…端末制御装置、１２，１０２，２
０２…端末装置、１３，１０３，２０３…信号ケーブル
（データ通信線）、１４，１０４，２０４…外付けサー
ジアブソーバ、１５，１０５，２０５…パルストラン
ス、１６…サージ阻止トランス、１７，１０７…電圧安
定用グランド、２０８…巻数比１：１トランス、２０９
…巻数比１：Ｎトランス、２１０…巻数比Ｎ：１トラン
ス、２１１…データ通信線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 弘美 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504番地２ 日立電子サービス株式会社内 (72)発明者 海老原 進 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504番地２ 日立電子サービス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−195981（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−62150（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 17/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高透磁率のコアと、該コアに巻数比１対１
   で巻き付けられた高耐圧線材製の１次巻線および２次巻
   線とにより構成され、信号ケーブルと通信端末装置との
   間に配置され、 前記高耐圧線材は、導線をポリテトラフルオロエチレン
   で被覆したものである ことを特徴とする信号ケーブル用
   サージ阻止トランス。
2. 【請求項２】前記１次巻線および２次巻線を巻き付けた
   コアを収納するハウジングと、該ハウジングに固定さ
   れ、前記１次巻線および２次巻線とそれぞれ接続された
   第１および第２のコネクタとを有する請求項１記載の信
   号ケーブル用サージ阻止トランス。
3. 【請求項３】データを伝送する信号ケーブルを通信端末
   装置に接続する信号ケーブル接続構造であって、 通信端末装置の入力段に設けられたパルストランスと、 信号ケーブルと接地との間に設けられたサージアブソー
   バと、 該サージアブソーバと前記パルストランスとの間に設け
   られ、高透磁率のコアと、該コアに巻数比１対１で巻き
   付けられた高耐圧線材製の１次巻線および２次巻線とに
   より構成された信号ケーブル用サージ阻止トランスと、 を備えることを特徴とする信号ケーブル接続構造。
4. 【請求項４】前記信号ケーブル用サージ阻止トランスの
   巻線の絶縁性被覆の耐圧は、前記パルストランスの巻線
   のそれより高いことを特徴とする請求項３記載の信号ケ
   ーブル接続構造。
5. 【請求項５】信号ケーブルと通信端末装置との間に配置
   される信号ケーブル用サージ阻止トランスであって、前
   記信号ケーブルを外した前記通信端末装置の接栓部に着
   脱可能な第１のコネクタと、前記通信端末装置から外し
   た前記信号ケーブルの接栓部 に着脱可能な第２のコネク
   タと、該第１及び第２のコネクタ間に接続されたトラン
   スとにより構成されることを特徴とする信号ケーブル用
   サージ阻止トランス。