減結合回路
【課題】ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の雷サージ試験において、被試験装置と対向装置間を伝送されるｘＤＳＬ信号のスループットの劣化防止が可能な減結合回路を提供する。
【解決手段】減結合回路を構成するコモンモードチョークコイルのボビン外周に巻かれる平衡ケーブル９００は、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ１，Ｗ２を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ａと、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ３，Ｗ４を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ｂとを有し、２個の対撚り電線９０ａ，９０ｂを対撚り合わせた１条の複対撚り電線９０上に絶縁材９００ａを同心円状に被覆して構成されている。
【解決手段】減結合回路を構成するコモンモードチョークコイルのボビン外周に巻かれる平衡ケーブル９００は、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ１，Ｗ２を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ａと、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ３，Ｗ４を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ｂとを有し、２個の対撚り電線９０ａ，９０ｂを対撚り合わせた１条の複対撚り電線９０上に絶縁材９００ａを同心円状に被覆して構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｘＤＳＬ（x Digital Subscriber Line）高速常時接続通信ネットワークに接続されているＩＴ（Information Technology）機器等の通信機器に雷サージ過電圧が印加された際に、上記ＩＴ機器等が有する過電圧に対する耐力特性を評価するための雷サージ試験回路に用いられる減結合回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークのブロードバンド化に伴うインターネット利用の急激な増加の下で、メタル加入者回線においては、従来の音声伝送信号に比べ、ｘＤＳＬ等の高速デジタル通信信号が常時接続された状態での使用が普及している。
【０００３】
常時接続通信の普及とともに、ｘＤＳＬ用のＩＴ機器等の雷サージに対する信頼性が求められている。これらのＩＴ機器等は、通信速度の高速化及び広帯域化に伴い、使用する電子デバイスが低電圧駆動され、かつ高密度実装されているため、雷サージ過電圧に対する耐力が低下傾向にある。これに加えて常時接続通信状態が急増し、雷に暴露される確率が高くなったことが一時的な通信異常の増加の一因となっている。
【０００４】
このような不具合を改善するため、ＩＴ機器等では、雷サージ過電圧に対する耐力特性の評価が必要になっている。ｘＤＳＬ用のＩＴ機器等の雷サージ試験に際しては、国際電気通信連合電気通信標準化部門の過電圧試験法に関する勧告（以下、ＩＴＵ−Ｔ ｋ．４４という。）の試験条件において述べられているように、ＩＴ機器等を動作状態で実施する必要がある。
【０００５】
しかし、雷サージ試験を行う際には、印加した雷サージ過電圧から対向装置を防護するための減結合回路が必要であり、上記ＩＴＵ−Ｔ ｋ．４４においても減結合回路を原則として使用することとしている。
【０００６】
上記の動作状態における試験の実施及び減結合回路の原則的な使用方法については、非特許文献１に開示されている。また、減結合回路に関しては、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３５２６９８号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１８６０号公報
【非特許文献１】「ITU-T K.44 “Resistibility tests for telecommunication equipment exposed to overvoltages and overcurrents-Basic Recommendation”02/2000」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の雷サージ試験におけるｘＤＳＬのような高速デジタル通信信号を伝送することのできる減結合回路は、その回路要素であるコモンモードチョークコイルの巻線電線に単線のネオン電線を使用している。そのため、ＩＴ機器等の通信機器における２ポート又は４ポートの通信線ポートに対応するために、ネオン電線をボビンの外周に２並列巻き又は４並列巻きして構成していた。また、ネオン電線が運搬あるいは取扱い上の制約からある規定の長さを１巻としているため、コモンモードチョークコイルの巻き始めから巻き終わりの間において、所望の長さを得るために数巻のネオン電線をつないで所望のコモンモードインダクタンス２０ｍＨを得ていた。しかし、つなぎ目においては絶縁耐力を考慮して接続処理を行うために、接続処理後の外径が本来のネオン電線の外径よりも太くなるのに伴い、２並列巻のネオン電線の間隔が広がるため、伝送線路の特性インピーダンスの不連続を発生することになり、それに起因する反射が生じた。
【０００８】
さらに、特許文献１に関連して同一出願人が出願した特許出願の回路においては、分割型コイル構成を採用していたため、分割コイル間をつなぐ際に、つなぎ部分のネオン電線周囲の媒質が塩化ビニール主体から空気に変わり、さらに塩化ビニール主体にと変化することによって特性インピーダンスも変化し、その結果反射が生じていた。すなわちネオン電線の２並列巻き又は４並列巻きによって成る伝送線路上の反射によって、ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等のスループットの劣化が生じていた。
【０００９】
これらの反射はネオン電線から成るｘＤＳＬ信号の伝送線路に急峻な変化を伴う不必要な伝送損失を生じさせる。また、この他に位相変化や遅延も発生する。伝送損失の急峻な変化や位相変化等はｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の伝送特性の劣化、すなわちスループット特性の劣化を生じさせていた。
【００１０】
よって、コモンモードチョークコイルの巻線電線は、ｘＤＳＬ信号伝送に複対撚り電線を有する平衡ケーブルを使用し、かつつなぎ目のない巻線構造にすることによって、前述のような反射の影響を除去することが可能である。しかし、平衡ケーブルの伝送線路特性は優れているが、一般的に過電圧に対する絶縁耐力が低いため減結合回路のコモンモードチョークコイルの巻線電線として使用されなかった。
【００１１】
特許文献２においては、コアを有するコモンモードチョークコイルの巻線に１対の撚り線を使用しているが、その絶縁耐力は最大ＡＣ３００Ｖで、商用電源に適用されるものであり、また対撚り線は電気的特性の他に機械的特性も兼ね備えたシースを有する平衡ケーブル構造を考慮していない。
【００１２】
一方、平成１５年１月３１日制定された日本電信電話株式会社の通信装置の過電圧耐力に関するテクニカルリクワイヤメントＴＲ１８９００１に定められている雷サージ試験において、通信線−アース間の試験電圧（以下、「コモンモード試験電圧」という）として最大３０ｋＶが適用されている。また、通信線間の試験電圧（以下、「ノーマルモード試験電圧」という）は４ｋＶが最大である。よって、コモンモードチョークコイルの巻線電線は雷サージ試験電圧の印加形態を考慮して選定することが適当である。
【００１３】
平衡ケーブルでは、巻線電線の絶縁体としてポリエチレンやビニールが使用されているが、絶縁耐力や比誘電率についてはビニールに比べ、ポリエチレンが優れている。ポリエチレンの絶縁耐力は３５〜５０ｋＶ／ｍｍである。１０対以下の平衡ケーブルの電線ではポリエチレン被覆の最大厚さは０．５ｍｍであるので、単純に平行平板でポリエチレンを挟む構成を仮定した場合の絶縁耐力を求めると１７．５ｋＶ以上となる。一般に巻線電線の導体径が大きな１０対以下の平衡ケーブルではノーマルモードでの絶縁耐力はカタログ値で最大ＡＣ１ｋＶである。この絶縁耐力ＡＣ１ｋＶは雷サージ試験波形である１０／７００ｕｓ波形（波頭長１０ｕｓ、波尾長７００ｕｓ）の波高値での絶縁耐力に換算すると４ｋＶ以上と推定される。
【００１４】
よって、巻線電線のポリエチレン被覆の厚さが０．５ｍｍの平衡ケーブルは、雷サージ試験における最大ノーマルモード試験電圧値４ｋＶにおける減結合回路用コモンモードチョークコイルの巻線電線として使用することが可能である。
【００１５】
また、コモンモードの雷サージ試験電圧最大値３０ｋＶと、平衡ケーブルの絶縁耐力について述べる。一般に巻線電線の導体径が１．２ｍｍと大きく、かつ１０対以下の平衡ケーブルでは複対撚り電線上に１．５ｍｍ厚の絶縁材が同心円状に被覆（以下、「シース」という）されている。シースの絶縁材としてはポリエチレンやビニールが使用されているが、前述のように、ポリエチレンの方が優れている。ポリエチレンシースの絶縁耐力を求めるとＡＣ４２．５ｋＶ以上が求まる。よって、ポリエチレンシース厚１．５ｍｍの平衡ケーブルはコモンモード試験電圧の最大値３０ｋＶに対して十分な絶縁耐力を有している。
【００１６】
よって、複対捻り電線を内蔵し、厚さ１．５ｍｍのポリエチレンシースを有する平衡ケーブルは、減結合回路用のコモンモードチョークコイルの巻線電線として適用できる可能性がある。
【００１７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の雷サージ試験において、被試験装置と対向装置間を伝送されるｘＤＳＬ通信信号のスループットの劣化防止が可能な減結合回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、請求項１の本発明は、メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線と他の１個の対撚り電線とを対撚り合わせた１個の複対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路をもって解決手段とする。
【００１９】
請求項２の本発明は、前記平衡ケーブルは、前記雷サージ試験回路のノーマルモードにおける試験電圧及びコモンモードにおける試験電圧に対する絶縁耐力を有し、かつ前記ｘＤＳＬの通信信号を良好に伝送可能な伝送線路特性を有し、さらに前記ボビンに多層巻する際に、前記平衡ケーブルが弛みなく前記ボビンあるいは前記平衡ケーブル同士がしっかりと保持されるように適切な張力や捻りを加えても前記対撚り電線あるいは前記複対撚り電線に過度な変形が生じないような機械的強度を有することを特徴とする請求項１記載の減結合回路をもって解決手段とする。
【００２０】
請求項３の本発明は、１個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合、及び複数個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合において、前記平衡ケーブルは巻き始めから巻き終わりまでつなぎのない巻線構成にすることによって、つなぎ目で発生する虞のある絶縁耐力の劣化あるいは反射による伝送信号の劣化を防ぐことを特徴とする請求項１又は２記載の減結合回路をもって解決手段とする。
【００２１】
請求項４の本発明は、前記コモンモードチョークコイルは、前記ＩＴ機器等の通信機器における４ポートの通信線ポートに対応するために、前記平衡ケーブル内の２個の対撚り電線を使用することによりワイヤ数は４ワイヤを有し、前記通信機器の通信線ポートが２ポートに対しては前記平衡ケーブル内の１個の対撚り電線を使用することにより２ワイヤを使用可能とするように構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の減結合回路をもって解決手段とする。
【００２２】
請求項５の本発明は、メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、前記ＩＴ機器等の通信機器における２ポートの通信線ポートに対応するために、前記絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路をもって解決手段とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の雷サージ試験において、被試験装置と対向装置間を伝送されるｘＤＳＬ通信信号のスループットの劣化防止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における減結合回路を適用した雷サージ試験回路を示す回路図である。なお、図１に示す雷サージ試験回路は、メタル加入者回線を用いた高速デジタル伝送方式であるｘＤＳＬ用のＩＴ機器等の通信線−アース間の雷サージ試験に適用した例を示している。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の雷サージ試験回路において、雷サージ発生器１は、２つの結合回路３ａ，３ｂを介して印加点Ｔ１及び印加点Ｔ２に接続されている。これらの印加点Ｔ１，Ｔ２は、ユーザ宅に設置されている加入者保安器で構成された一次防護素子５の一方の端子にそれぞれ接続され、この一次防護素子５の他方の端子は、被試験装置７の通信線ポートにそれぞれ接続されている。
【００２７】
また、印加点Ｔ１，Ｔ２は、減結合回路９の被試験装置７側の端子にそれぞれ接続され、減結合回路９の対向装置１１側の端子は、対向装置１１の通信線ポートにそれぞれ接続されている。
【００２８】
さらに、雷サージ発生器１のアースポートは、被試験装置７のアースポートと接続され、かつアース１３に接続されて零電位に保持している。
【００２９】
一次防護素子５のアースポートには、接地抵抗を模擬した抵抗１５が接続され、この抵抗１５の他方の端子はアース１３に接続されている。なお、対向装置１１は、アースポートを有している場合でも、アース１３には接続せずに電位的にフローティングさせている。
【００３０】
減結合回路９は、対向装置１１と被試験装置７との間で通話路を形成し、被試験装置７の通信線ポートに、ユーザ宅に設置されている加入者保安器で構成された一次防護素子５を接続した状態において、ｘＤＳＬ通信信号を遮断することなく通過させるための空心コイルのみで構成された後述するコモンモードチョークコイルを有している。
【００３１】
したがって、雷サージ発生器１で発生させた雷サージ電圧は、２つの結合回路３ａ，３ｂを通って印加点Ｔ１及び印加点Ｔ２に印加される。この時、減結合回路９は、非試験対象のＩＴ機器等の通信機器である対向装置１１の通信線ポートに過電圧が流入するのを防止する。
【００３２】
図２は、減結合回路９の構成を示す回路図である。図２に示すように、減結合回路９は、絶縁体樹脂からなる筐体１７と、この筐体１７内に設けられた空心コイルＣ１〜Ｃ４と、被試験装置側端子２１と、対向装置側端子２３とを備えている。減結合回路９の筐体１７の形状は円筒構造からなり、多層巻コイルのボビンに使用される。なお、図２において、空心コイルＣ１〜Ｃ４の巻き始め側は、黒丸印が付されており、空心コイルＣ１〜Ｃ４の巻き終わり側は、上記黒丸印が付されていない側である。
【００３３】
また、減結合回路９に使用されている素子である空心コイルＣ１〜Ｃ４は、コモンモードで動作させるコモンモードチョークコイルを構成する。その一例として各々の空心コイルのインダクタンス値は、前述の国際電気標準会議の電磁適合性におけるサージイミュニティ試験規格IEC61000-4-5において２０ｍＨと示されている。
【００３４】
空心コイルＣ１〜Ｃ４は、雷サージ過電圧の流入を抑制するためのものであり、その巻き始め側は筐体１７に設置されている被試験装置７とのインターフェースである被試験装置側端子２１に接続されている。
【００３５】
この被試験装置側端子２１には、空心コイルＣ１と接続された電線Ｗ１の端子２１ａと、空心コイルＣ２と接続された電線Ｗ２の端子２１ｂと、空心コイルＣ３と接続された電線Ｗ３の端子２１ｃと、空心コイルＣ４と接続された電線Ｗ４の端子２１ｄとが設けられている。
【００３６】
また、空心コイルＣ１〜Ｃ４の巻き終わり側は、筐体１７に設置されている対向装置１１とのインターフェースである対向装置側端子２３と接続されている。
【００３７】
この対向装置側端子２３には、空心コイルＣ１と接続された電線Ｗ１の端子２３ａと、空心コイルＣ２と接続された電線Ｗ２の端子２３ｂと、空心コイルＣ３と接続された電線Ｗ３の端子２３ｃと、空心コイルＣ４と接続された電線Ｗ４の端子２３ｄとが設けられている。
【００３８】
電線Ｗ１，Ｗ２で対撚り電線９０ａが構成され、電線Ｗ３，Ｗ４で対撚り電線９０ｂが構成され、対撚り電線９０ａ，９０ｂで平衡ケーブル９００が構成される。
【００３９】
図３は、減結合回路９のコモンモードチョークコイルの巻線電線に使用する平衡ケーブル９００の断面の概念図である。
【００４０】
平衡ケーブル９００は、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ１，Ｗ２を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ａと、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ３，Ｗ４を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ｂとを有し、２個の対撚り電線９０ａ，９０ｂを対撚り合わせた１条の複対撚り電線９０上に絶縁材９００ａを同心円状に被覆して構成されている。複対撚り電線９０上の同心円状の絶縁材９００ａはシースと呼ばれる。
【００４１】
各々の巻線電線の被覆及びシースの絶縁材は、絶縁耐力が高く、かつ比誘電率の低いことが必要である。このため一般に通信用ケーブルには、絶縁材としてポリエチレンが使用されている。ポリエチレンは、比誘電率２．３、絶縁耐力３５〜５０ｋＶ／ｍｍである。 巻線電線の導体径は、直流抵抗及び伝送損失を考慮すると大きいことが望ましい。１０対以下の平衡ケーブルとしては、導体径１．２ｍｍのものが市販されている。この場合、巻線電線の被覆の厚さは０．５ｍｍ、シースの厚さは１．５ｍｍである。
【００４２】
一般に１０対以下の平衡ケーブルではノーマルモードでの絶縁耐力はカタログ値で最大ＡＣ１ｋＶである。この絶縁耐力ＡＣ１ｋＶは雷サージ試験波形である１０／７００ｕｓ波形（波頭長１０ｕｓ、波尾長７００ｕｓ）の波高値に換算すると４ｋＶ以上を有していると推定される。
【００４３】
よって、巻線電線のポリエチレン被覆の厚さが０．５ｍｍの平衡ケーブルは、雷サージ試験におけるノーマルモード試験電圧の最大値４ｋＶにおける減結合回路用コモンモードチョークコイルの巻線電線として使用することが可能である。
【００４４】
また、雷サージ試験におけるコモンモード試験電圧の最大値３０ｋＶと、平衡ケーブルの絶縁耐力について述べる。厚さ１．５ｍｍのポリエチレンシースの絶縁耐力を求めるとＡＣ５２．５ｋＶ以上が得られる。よって、平衡ケーブルはコモンモード試験電圧の最大値３０ｋＶに対して十分な絶縁耐力を有している。よって、複対捻り電線を内蔵し、シースを有する平衡ケーブルをコモンモードチョークコイルの巻線電線として適用できる。
なお、第１の実施の形態に係る減結合回路は、ボビンに多層巻する際に、平衡ケーブルが弛みなくボビンあるいは平衡ケーブル同士がしっかりと保持されるように適切な張力や捻りを加えても対撚り電線あるいは複対撚り電線に過度な変形が生じないような機械的強度を有するものである。
【００４５】
図２において述べた空心コイルと、前述の巻線電線として用いる平衡ケーブルとの接続方法について述べる。空心コイルと接続されるワイヤ数は、ＩＴ機器等の通信機器ポートに対応するために図２に示すように４ワイヤが必要である。減結合回路では、通信線ポートに相当する線をワイヤと呼ぶことにする。被試験装置の通信線ポートが４ポートの場合には、４ワイヤを使用する。
【００４６】
まず、平衡ケーブルの１個の対撚り電線、例えば、ポリエチレン被覆の色が青と白の対の場合において、空心コイルＣ１には青色を、空心コイルＣ２には白色を使用する。さらに別のもう１個の対撚り電線、例えばポリエチレン被覆の色が茶と黒の対の場合において、空心コイルＣ３には茶色を、空心コイルＣ４には黒色を使用する。２ポートの通信線ポートに使用する場合は２個の対撚り電線のうちのどちらか一方を使用すればよい。一台の減結合回路で通信線ポートが４ポート、２ポートについての雷サージ試験に適用でき、汎用性を高めることが出来る。
【００４７】
また、所望のコモンモードインダクタンス２０ｍＨを得るためには、平衡ケーブルの長さが４００ｍ程必要であるが、この長さをつなぎ目の無いように巻線を行った。これによってつなぎ目による反射を生じさせないという利点がある。
【００４８】
このようにつなぎ目のない一条の平衡ケーブルを巻線するだけで、通信線ポートが４ポートの通信機器に対応することが出来る。特許文献２あるいは関連の特許出願における減結合回路用コモンモードチョークコイルのようなネオン電線を４本並列に巻線を行うのに比べて、巻線が容易であると共に、伝送線路としての特性も優れている。さらにはつなぎ目の接続処理に起因する絶縁耐力劣化の虞もなくなる。
【００４９】
図４は、４分割巻コモンモードチョークコイルを有する減結合回路９Ａを示している。コモンモードチョークコイルは空心の分割コイルＤ１〜Ｄ４、円筒形状の筐体１７、被試験側端子２１、対向装置側端子２３及び巻線用の電線Ｗ１〜Ｗ４で構成されている。ワイヤ数は４ポートの通信ポートに適用できるように４ワイヤである。ボビンは、分割コイルごとに設けられる。
【００５０】
電線Ｗ１，Ｗ２で対撚り電線９０ａが構成され、電線Ｗ３，Ｗ４で対撚り電線９０ｂが構成され、対撚り電線９０ａ，９０ｂで平衡ケーブル９００が構成される。
【００５１】
空心コイルと、巻線電線として用いる平衡ケーブルとの接続方法について述べる。平衡ケーブル内の対撚り電線、例えばポリエチレン被覆の色が青と白の対の場合において、端子２１ａ、２３ａ間の空心コイルには青色を、端子２１ｂ、２３ｂ間の空心コイルには白色を使用する。さらに別のもう１個の対撚り電線、例えばポリエチレン被覆の色が茶と黒の対の場合において、端子２１ｃ、２３ｃ間の空心コイルには茶色を、端子２１ｄ、２３ｄ間の空心コイルには黒色を使用する。これらは各々の分割コイルに共通である。２ポートの通信線ポートに使用する場合は２個の対撚り電線のうちのどちらか一方を使用すればよい。
【００５２】
４分割巻コモンモードチョークコイルでは、分割コイル間の空隙Ｇが３箇所あるが、これらの空隙において、伝送線路の伝送特性を損なわぬように、つなぎ目のないように平衡ケーブルを巻線する必要がある。この際には各分割コイルにおいて予め巻線回数と平衡ケーブル長との関係を把握しておく必要がある。
【００５３】
以上に述べたように巻線電線として電線導体径１．２ｍｍ、ポリエチレン被覆厚０．５ｍｍ、ポリエチレンシース厚１．５ｍｍの複対撚りから成る、平衡ケーブルを使用することによって、テクニカルリクワイヤメントＴＲ１８９００１に定められている雷サージ試験電圧を満足する、多層巻及び分割巻きを用いた、コモンモードインダクタンス２０ｍＨのコモンモードチョークコイルを有する減結合回路を実現することが出来る。
【００５４】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態である、ポリエチレンで被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線と、ポリエチレンで被覆した２本の電線を対撚り合わせたもう１個の電線とを、対撚り合わせた１個の複対撚りした電線にビニールシースを施した平衡ケーブルを用い、かつ２分割巻のコモンモードチョークコイルを有する減結合回路の周波数対伝送損失特性を示す図である。ここで用いた平衡ケーブルにおいては、ポリエチレン被覆厚０．２ｍｍの巻線電線の導体径は０．６５ｍｍであり、ビニールシース厚は０．７ｍｍの２対ビニールシースケーブルである。本コモンモードチョークコイルは、伝送特性のみを評価するためのものであり、絶縁耐力に関しては考慮していない。
【００５５】
伝送特性は周波数に対して滑らかな特性傾向を持っており、その値は１０ＭＨｚで−２１．６ｄＢである。伝送特性が滑らかであることは、伝送線路の特性インピーダンスの不連続によって生じる反射がほとんど発生していないことを示している。また、伝送損失が従来のネオン電線のものよりも若干大きい原因は、巻線電線の導体径がネオン電線の導体径１．８ｍｍに比べて約１／３と小さいためであり、導体径が０．６５ｍｍよりも大きな１．２ｍｍをもち、かつ比誘電率がビニールシースよりも相当小さな値（比誘電率は２．３）のポリエチレンシースをもつ平衡ケーブルを採用することにより、伝送損失を低減できることは明らかである。
【００５６】
一方、従来のネオン電線を用いた４分割巻の減結合回路用コモンモードチョークコイルでは１ＭＨｚ以上で伝送損失がリップルを生じており、１〜３ＭＨｚ付近で伝送損失が急激に大きく低下している。伝送損失におけるリップルや急激な変化は、ｘＤＳＬ信号の伝送特性、すなわちスループット特性に悪影響を及ぼすことになる。
【００５７】
本実施形態に見られるように、対撚り電線を有する平衡ケーブルを巻線とした減結合回路用コモンモードチョークコイルは、従来のネオン電線の２並列巻の減結合回路用コモンモードチョークコイルに比べて、伝送特性を改善できることを示している。
【００５８】
なお、これまでは、２個の対撚り電線を対撚り合わせた１個の複対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルがコモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれている構成について説明したが、ＩＴ機器等の通信機器における２ポートの通信線ポートに対応するために、１個の対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルがコモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれている構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態における減結合回路を適用した雷サージ試験回路を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態における減結合回路の構成を示す回路図である。
【図３】平衡ケーブルの断面の概念図である。
【図４】第１の実施形態における減結合回路の構成を示す回路図である。
【図５】第２の実施形態における減結合回路用コモンモードチョークコイルの伝送損失特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
９、９Ａ 減結合回路
１７ 筐体
２１ 被試験装置側端子
２３ 対向装置側端子
９ａ、９００ａ 絶縁材（被覆、シース）
９０ａ，９０ｂ 対撚り線
９００ 平衡ケーブル
Ｗ１〜Ｗ４ 電線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｘＤＳＬ（x Digital Subscriber Line）高速常時接続通信ネットワークに接続されているＩＴ（Information Technology）機器等の通信機器に雷サージ過電圧が印加された際に、上記ＩＴ機器等が有する過電圧に対する耐力特性を評価するための雷サージ試験回路に用いられる減結合回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークのブロードバンド化に伴うインターネット利用の急激な増加の下で、メタル加入者回線においては、従来の音声伝送信号に比べ、ｘＤＳＬ等の高速デジタル通信信号が常時接続された状態での使用が普及している。
【０００３】
常時接続通信の普及とともに、ｘＤＳＬ用のＩＴ機器等の雷サージに対する信頼性が求められている。これらのＩＴ機器等は、通信速度の高速化及び広帯域化に伴い、使用する電子デバイスが低電圧駆動され、かつ高密度実装されているため、雷サージ過電圧に対する耐力が低下傾向にある。これに加えて常時接続通信状態が急増し、雷に暴露される確率が高くなったことが一時的な通信異常の増加の一因となっている。
【０００４】
このような不具合を改善するため、ＩＴ機器等では、雷サージ過電圧に対する耐力特性の評価が必要になっている。ｘＤＳＬ用のＩＴ機器等の雷サージ試験に際しては、国際電気通信連合電気通信標準化部門の過電圧試験法に関する勧告（以下、ＩＴＵ−Ｔ ｋ．４４という。）の試験条件において述べられているように、ＩＴ機器等を動作状態で実施する必要がある。
【０００５】
しかし、雷サージ試験を行う際には、印加した雷サージ過電圧から対向装置を防護するための減結合回路が必要であり、上記ＩＴＵ−Ｔ ｋ．４４においても減結合回路を原則として使用することとしている。
【０００６】
上記の動作状態における試験の実施及び減結合回路の原則的な使用方法については、非特許文献１に開示されている。また、減結合回路に関しては、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３５２６９８号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１８６０号公報
【非特許文献１】「ITU-T K.44 “Resistibility tests for telecommunication equipment exposed to overvoltages and overcurrents-Basic Recommendation”02/2000」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の雷サージ試験におけるｘＤＳＬのような高速デジタル通信信号を伝送することのできる減結合回路は、その回路要素であるコモンモードチョークコイルの巻線電線に単線のネオン電線を使用している。そのため、ＩＴ機器等の通信機器における２ポート又は４ポートの通信線ポートに対応するために、ネオン電線をボビンの外周に２並列巻き又は４並列巻きして構成していた。また、ネオン電線が運搬あるいは取扱い上の制約からある規定の長さを１巻としているため、コモンモードチョークコイルの巻き始めから巻き終わりの間において、所望の長さを得るために数巻のネオン電線をつないで所望のコモンモードインダクタンス２０ｍＨを得ていた。しかし、つなぎ目においては絶縁耐力を考慮して接続処理を行うために、接続処理後の外径が本来のネオン電線の外径よりも太くなるのに伴い、２並列巻のネオン電線の間隔が広がるため、伝送線路の特性インピーダンスの不連続を発生することになり、それに起因する反射が生じた。
【０００８】
さらに、特許文献１に関連して同一出願人が出願した特許出願の回路においては、分割型コイル構成を採用していたため、分割コイル間をつなぐ際に、つなぎ部分のネオン電線周囲の媒質が塩化ビニール主体から空気に変わり、さらに塩化ビニール主体にと変化することによって特性インピーダンスも変化し、その結果反射が生じていた。すなわちネオン電線の２並列巻き又は４並列巻きによって成る伝送線路上の反射によって、ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等のスループットの劣化が生じていた。
【０００９】
これらの反射はネオン電線から成るｘＤＳＬ信号の伝送線路に急峻な変化を伴う不必要な伝送損失を生じさせる。また、この他に位相変化や遅延も発生する。伝送損失の急峻な変化や位相変化等はｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の伝送特性の劣化、すなわちスループット特性の劣化を生じさせていた。
【００１０】
よって、コモンモードチョークコイルの巻線電線は、ｘＤＳＬ信号伝送に複対撚り電線を有する平衡ケーブルを使用し、かつつなぎ目のない巻線構造にすることによって、前述のような反射の影響を除去することが可能である。しかし、平衡ケーブルの伝送線路特性は優れているが、一般的に過電圧に対する絶縁耐力が低いため減結合回路のコモンモードチョークコイルの巻線電線として使用されなかった。
【００１１】
特許文献２においては、コアを有するコモンモードチョークコイルの巻線に１対の撚り線を使用しているが、その絶縁耐力は最大ＡＣ３００Ｖで、商用電源に適用されるものであり、また対撚り線は電気的特性の他に機械的特性も兼ね備えたシースを有する平衡ケーブル構造を考慮していない。
【００１２】
一方、平成１５年１月３１日制定された日本電信電話株式会社の通信装置の過電圧耐力に関するテクニカルリクワイヤメントＴＲ１８９００１に定められている雷サージ試験において、通信線−アース間の試験電圧（以下、「コモンモード試験電圧」という）として最大３０ｋＶが適用されている。また、通信線間の試験電圧（以下、「ノーマルモード試験電圧」という）は４ｋＶが最大である。よって、コモンモードチョークコイルの巻線電線は雷サージ試験電圧の印加形態を考慮して選定することが適当である。
【００１３】
平衡ケーブルでは、巻線電線の絶縁体としてポリエチレンやビニールが使用されているが、絶縁耐力や比誘電率についてはビニールに比べ、ポリエチレンが優れている。ポリエチレンの絶縁耐力は３５〜５０ｋＶ／ｍｍである。１０対以下の平衡ケーブルの電線ではポリエチレン被覆の最大厚さは０．５ｍｍであるので、単純に平行平板でポリエチレンを挟む構成を仮定した場合の絶縁耐力を求めると１７．５ｋＶ以上となる。一般に巻線電線の導体径が大きな１０対以下の平衡ケーブルではノーマルモードでの絶縁耐力はカタログ値で最大ＡＣ１ｋＶである。この絶縁耐力ＡＣ１ｋＶは雷サージ試験波形である１０／７００ｕｓ波形（波頭長１０ｕｓ、波尾長７００ｕｓ）の波高値での絶縁耐力に換算すると４ｋＶ以上と推定される。
【００１４】
よって、巻線電線のポリエチレン被覆の厚さが０．５ｍｍの平衡ケーブルは、雷サージ試験における最大ノーマルモード試験電圧値４ｋＶにおける減結合回路用コモンモードチョークコイルの巻線電線として使用することが可能である。
【００１５】
また、コモンモードの雷サージ試験電圧最大値３０ｋＶと、平衡ケーブルの絶縁耐力について述べる。一般に巻線電線の導体径が１．２ｍｍと大きく、かつ１０対以下の平衡ケーブルでは複対撚り電線上に１．５ｍｍ厚の絶縁材が同心円状に被覆（以下、「シース」という）されている。シースの絶縁材としてはポリエチレンやビニールが使用されているが、前述のように、ポリエチレンの方が優れている。ポリエチレンシースの絶縁耐力を求めるとＡＣ４２．５ｋＶ以上が求まる。よって、ポリエチレンシース厚１．５ｍｍの平衡ケーブルはコモンモード試験電圧の最大値３０ｋＶに対して十分な絶縁耐力を有している。
【００１６】
よって、複対捻り電線を内蔵し、厚さ１．５ｍｍのポリエチレンシースを有する平衡ケーブルは、減結合回路用のコモンモードチョークコイルの巻線電線として適用できる可能性がある。
【００１７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の雷サージ試験において、被試験装置と対向装置間を伝送されるｘＤＳＬ通信信号のスループットの劣化防止が可能な減結合回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、請求項１の本発明は、メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線と他の１個の対撚り電線とを対撚り合わせた１個の複対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路をもって解決手段とする。
【００１９】
請求項２の本発明は、前記平衡ケーブルは、前記雷サージ試験回路のノーマルモードにおける試験電圧及びコモンモードにおける試験電圧に対する絶縁耐力を有し、かつ前記ｘＤＳＬの通信信号を良好に伝送可能な伝送線路特性を有し、さらに前記ボビンに多層巻する際に、前記平衡ケーブルが弛みなく前記ボビンあるいは前記平衡ケーブル同士がしっかりと保持されるように適切な張力や捻りを加えても前記対撚り電線あるいは前記複対撚り電線に過度な変形が生じないような機械的強度を有することを特徴とする請求項１記載の減結合回路をもって解決手段とする。
【００２０】
請求項３の本発明は、１個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合、及び複数個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合において、前記平衡ケーブルは巻き始めから巻き終わりまでつなぎのない巻線構成にすることによって、つなぎ目で発生する虞のある絶縁耐力の劣化あるいは反射による伝送信号の劣化を防ぐことを特徴とする請求項１又は２記載の減結合回路をもって解決手段とする。
【００２１】
請求項４の本発明は、前記コモンモードチョークコイルは、前記ＩＴ機器等の通信機器における４ポートの通信線ポートに対応するために、前記平衡ケーブル内の２個の対撚り電線を使用することによりワイヤ数は４ワイヤを有し、前記通信機器の通信線ポートが２ポートに対しては前記平衡ケーブル内の１個の対撚り電線を使用することにより２ワイヤを使用可能とするように構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の減結合回路をもって解決手段とする。
【００２２】
請求項５の本発明は、メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、前記ＩＴ機器等の通信機器における２ポートの通信線ポートに対応するために、前記絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路をもって解決手段とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ｘＤＳＬ用ＩＴ機器等の雷サージ試験において、被試験装置と対向装置間を伝送されるｘＤＳＬ通信信号のスループットの劣化防止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における減結合回路を適用した雷サージ試験回路を示す回路図である。なお、図１に示す雷サージ試験回路は、メタル加入者回線を用いた高速デジタル伝送方式であるｘＤＳＬ用のＩＴ機器等の通信線−アース間の雷サージ試験に適用した例を示している。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の雷サージ試験回路において、雷サージ発生器１は、２つの結合回路３ａ，３ｂを介して印加点Ｔ１及び印加点Ｔ２に接続されている。これらの印加点Ｔ１，Ｔ２は、ユーザ宅に設置されている加入者保安器で構成された一次防護素子５の一方の端子にそれぞれ接続され、この一次防護素子５の他方の端子は、被試験装置７の通信線ポートにそれぞれ接続されている。
【００２７】
また、印加点Ｔ１，Ｔ２は、減結合回路９の被試験装置７側の端子にそれぞれ接続され、減結合回路９の対向装置１１側の端子は、対向装置１１の通信線ポートにそれぞれ接続されている。
【００２８】
さらに、雷サージ発生器１のアースポートは、被試験装置７のアースポートと接続され、かつアース１３に接続されて零電位に保持している。
【００２９】
一次防護素子５のアースポートには、接地抵抗を模擬した抵抗１５が接続され、この抵抗１５の他方の端子はアース１３に接続されている。なお、対向装置１１は、アースポートを有している場合でも、アース１３には接続せずに電位的にフローティングさせている。
【００３０】
減結合回路９は、対向装置１１と被試験装置７との間で通話路を形成し、被試験装置７の通信線ポートに、ユーザ宅に設置されている加入者保安器で構成された一次防護素子５を接続した状態において、ｘＤＳＬ通信信号を遮断することなく通過させるための空心コイルのみで構成された後述するコモンモードチョークコイルを有している。
【００３１】
したがって、雷サージ発生器１で発生させた雷サージ電圧は、２つの結合回路３ａ，３ｂを通って印加点Ｔ１及び印加点Ｔ２に印加される。この時、減結合回路９は、非試験対象のＩＴ機器等の通信機器である対向装置１１の通信線ポートに過電圧が流入するのを防止する。
【００３２】
図２は、減結合回路９の構成を示す回路図である。図２に示すように、減結合回路９は、絶縁体樹脂からなる筐体１７と、この筐体１７内に設けられた空心コイルＣ１〜Ｃ４と、被試験装置側端子２１と、対向装置側端子２３とを備えている。減結合回路９の筐体１７の形状は円筒構造からなり、多層巻コイルのボビンに使用される。なお、図２において、空心コイルＣ１〜Ｃ４の巻き始め側は、黒丸印が付されており、空心コイルＣ１〜Ｃ４の巻き終わり側は、上記黒丸印が付されていない側である。
【００３３】
また、減結合回路９に使用されている素子である空心コイルＣ１〜Ｃ４は、コモンモードで動作させるコモンモードチョークコイルを構成する。その一例として各々の空心コイルのインダクタンス値は、前述の国際電気標準会議の電磁適合性におけるサージイミュニティ試験規格IEC61000-4-5において２０ｍＨと示されている。
【００３４】
空心コイルＣ１〜Ｃ４は、雷サージ過電圧の流入を抑制するためのものであり、その巻き始め側は筐体１７に設置されている被試験装置７とのインターフェースである被試験装置側端子２１に接続されている。
【００３５】
この被試験装置側端子２１には、空心コイルＣ１と接続された電線Ｗ１の端子２１ａと、空心コイルＣ２と接続された電線Ｗ２の端子２１ｂと、空心コイルＣ３と接続された電線Ｗ３の端子２１ｃと、空心コイルＣ４と接続された電線Ｗ４の端子２１ｄとが設けられている。
【００３６】
また、空心コイルＣ１〜Ｃ４の巻き終わり側は、筐体１７に設置されている対向装置１１とのインターフェースである対向装置側端子２３と接続されている。
【００３７】
この対向装置側端子２３には、空心コイルＣ１と接続された電線Ｗ１の端子２３ａと、空心コイルＣ２と接続された電線Ｗ２の端子２３ｂと、空心コイルＣ３と接続された電線Ｗ３の端子２３ｃと、空心コイルＣ４と接続された電線Ｗ４の端子２３ｄとが設けられている。
【００３８】
電線Ｗ１，Ｗ２で対撚り電線９０ａが構成され、電線Ｗ３，Ｗ４で対撚り電線９０ｂが構成され、対撚り電線９０ａ，９０ｂで平衡ケーブル９００が構成される。
【００３９】
図３は、減結合回路９のコモンモードチョークコイルの巻線電線に使用する平衡ケーブル９００の断面の概念図である。
【００４０】
平衡ケーブル９００は、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ１，Ｗ２を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ａと、絶縁材９ａを被覆した２本の電線Ｗ３，Ｗ４を対撚り合わせた１個の対撚り電線９０ｂとを有し、２個の対撚り電線９０ａ，９０ｂを対撚り合わせた１条の複対撚り電線９０上に絶縁材９００ａを同心円状に被覆して構成されている。複対撚り電線９０上の同心円状の絶縁材９００ａはシースと呼ばれる。
【００４１】
各々の巻線電線の被覆及びシースの絶縁材は、絶縁耐力が高く、かつ比誘電率の低いことが必要である。このため一般に通信用ケーブルには、絶縁材としてポリエチレンが使用されている。ポリエチレンは、比誘電率２．３、絶縁耐力３５〜５０ｋＶ／ｍｍである。 巻線電線の導体径は、直流抵抗及び伝送損失を考慮すると大きいことが望ましい。１０対以下の平衡ケーブルとしては、導体径１．２ｍｍのものが市販されている。この場合、巻線電線の被覆の厚さは０．５ｍｍ、シースの厚さは１．５ｍｍである。
【００４２】
一般に１０対以下の平衡ケーブルではノーマルモードでの絶縁耐力はカタログ値で最大ＡＣ１ｋＶである。この絶縁耐力ＡＣ１ｋＶは雷サージ試験波形である１０／７００ｕｓ波形（波頭長１０ｕｓ、波尾長７００ｕｓ）の波高値に換算すると４ｋＶ以上を有していると推定される。
【００４３】
よって、巻線電線のポリエチレン被覆の厚さが０．５ｍｍの平衡ケーブルは、雷サージ試験におけるノーマルモード試験電圧の最大値４ｋＶにおける減結合回路用コモンモードチョークコイルの巻線電線として使用することが可能である。
【００４４】
また、雷サージ試験におけるコモンモード試験電圧の最大値３０ｋＶと、平衡ケーブルの絶縁耐力について述べる。厚さ１．５ｍｍのポリエチレンシースの絶縁耐力を求めるとＡＣ５２．５ｋＶ以上が得られる。よって、平衡ケーブルはコモンモード試験電圧の最大値３０ｋＶに対して十分な絶縁耐力を有している。よって、複対捻り電線を内蔵し、シースを有する平衡ケーブルをコモンモードチョークコイルの巻線電線として適用できる。
なお、第１の実施の形態に係る減結合回路は、ボビンに多層巻する際に、平衡ケーブルが弛みなくボビンあるいは平衡ケーブル同士がしっかりと保持されるように適切な張力や捻りを加えても対撚り電線あるいは複対撚り電線に過度な変形が生じないような機械的強度を有するものである。
【００４５】
図２において述べた空心コイルと、前述の巻線電線として用いる平衡ケーブルとの接続方法について述べる。空心コイルと接続されるワイヤ数は、ＩＴ機器等の通信機器ポートに対応するために図２に示すように４ワイヤが必要である。減結合回路では、通信線ポートに相当する線をワイヤと呼ぶことにする。被試験装置の通信線ポートが４ポートの場合には、４ワイヤを使用する。
【００４６】
まず、平衡ケーブルの１個の対撚り電線、例えば、ポリエチレン被覆の色が青と白の対の場合において、空心コイルＣ１には青色を、空心コイルＣ２には白色を使用する。さらに別のもう１個の対撚り電線、例えばポリエチレン被覆の色が茶と黒の対の場合において、空心コイルＣ３には茶色を、空心コイルＣ４には黒色を使用する。２ポートの通信線ポートに使用する場合は２個の対撚り電線のうちのどちらか一方を使用すればよい。一台の減結合回路で通信線ポートが４ポート、２ポートについての雷サージ試験に適用でき、汎用性を高めることが出来る。
【００４７】
また、所望のコモンモードインダクタンス２０ｍＨを得るためには、平衡ケーブルの長さが４００ｍ程必要であるが、この長さをつなぎ目の無いように巻線を行った。これによってつなぎ目による反射を生じさせないという利点がある。
【００４８】
このようにつなぎ目のない一条の平衡ケーブルを巻線するだけで、通信線ポートが４ポートの通信機器に対応することが出来る。特許文献２あるいは関連の特許出願における減結合回路用コモンモードチョークコイルのようなネオン電線を４本並列に巻線を行うのに比べて、巻線が容易であると共に、伝送線路としての特性も優れている。さらにはつなぎ目の接続処理に起因する絶縁耐力劣化の虞もなくなる。
【００４９】
図４は、４分割巻コモンモードチョークコイルを有する減結合回路９Ａを示している。コモンモードチョークコイルは空心の分割コイルＤ１〜Ｄ４、円筒形状の筐体１７、被試験側端子２１、対向装置側端子２３及び巻線用の電線Ｗ１〜Ｗ４で構成されている。ワイヤ数は４ポートの通信ポートに適用できるように４ワイヤである。ボビンは、分割コイルごとに設けられる。
【００５０】
電線Ｗ１，Ｗ２で対撚り電線９０ａが構成され、電線Ｗ３，Ｗ４で対撚り電線９０ｂが構成され、対撚り電線９０ａ，９０ｂで平衡ケーブル９００が構成される。
【００５１】
空心コイルと、巻線電線として用いる平衡ケーブルとの接続方法について述べる。平衡ケーブル内の対撚り電線、例えばポリエチレン被覆の色が青と白の対の場合において、端子２１ａ、２３ａ間の空心コイルには青色を、端子２１ｂ、２３ｂ間の空心コイルには白色を使用する。さらに別のもう１個の対撚り電線、例えばポリエチレン被覆の色が茶と黒の対の場合において、端子２１ｃ、２３ｃ間の空心コイルには茶色を、端子２１ｄ、２３ｄ間の空心コイルには黒色を使用する。これらは各々の分割コイルに共通である。２ポートの通信線ポートに使用する場合は２個の対撚り電線のうちのどちらか一方を使用すればよい。
【００５２】
４分割巻コモンモードチョークコイルでは、分割コイル間の空隙Ｇが３箇所あるが、これらの空隙において、伝送線路の伝送特性を損なわぬように、つなぎ目のないように平衡ケーブルを巻線する必要がある。この際には各分割コイルにおいて予め巻線回数と平衡ケーブル長との関係を把握しておく必要がある。
【００５３】
以上に述べたように巻線電線として電線導体径１．２ｍｍ、ポリエチレン被覆厚０．５ｍｍ、ポリエチレンシース厚１．５ｍｍの複対撚りから成る、平衡ケーブルを使用することによって、テクニカルリクワイヤメントＴＲ１８９００１に定められている雷サージ試験電圧を満足する、多層巻及び分割巻きを用いた、コモンモードインダクタンス２０ｍＨのコモンモードチョークコイルを有する減結合回路を実現することが出来る。
【００５４】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態である、ポリエチレンで被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線と、ポリエチレンで被覆した２本の電線を対撚り合わせたもう１個の電線とを、対撚り合わせた１個の複対撚りした電線にビニールシースを施した平衡ケーブルを用い、かつ２分割巻のコモンモードチョークコイルを有する減結合回路の周波数対伝送損失特性を示す図である。ここで用いた平衡ケーブルにおいては、ポリエチレン被覆厚０．２ｍｍの巻線電線の導体径は０．６５ｍｍであり、ビニールシース厚は０．７ｍｍの２対ビニールシースケーブルである。本コモンモードチョークコイルは、伝送特性のみを評価するためのものであり、絶縁耐力に関しては考慮していない。
【００５５】
伝送特性は周波数に対して滑らかな特性傾向を持っており、その値は１０ＭＨｚで−２１．６ｄＢである。伝送特性が滑らかであることは、伝送線路の特性インピーダンスの不連続によって生じる反射がほとんど発生していないことを示している。また、伝送損失が従来のネオン電線のものよりも若干大きい原因は、巻線電線の導体径がネオン電線の導体径１．８ｍｍに比べて約１／３と小さいためであり、導体径が０．６５ｍｍよりも大きな１．２ｍｍをもち、かつ比誘電率がビニールシースよりも相当小さな値（比誘電率は２．３）のポリエチレンシースをもつ平衡ケーブルを採用することにより、伝送損失を低減できることは明らかである。
【００５６】
一方、従来のネオン電線を用いた４分割巻の減結合回路用コモンモードチョークコイルでは１ＭＨｚ以上で伝送損失がリップルを生じており、１〜３ＭＨｚ付近で伝送損失が急激に大きく低下している。伝送損失におけるリップルや急激な変化は、ｘＤＳＬ信号の伝送特性、すなわちスループット特性に悪影響を及ぼすことになる。
【００５７】
本実施形態に見られるように、対撚り電線を有する平衡ケーブルを巻線とした減結合回路用コモンモードチョークコイルは、従来のネオン電線の２並列巻の減結合回路用コモンモードチョークコイルに比べて、伝送特性を改善できることを示している。
【００５８】
なお、これまでは、２個の対撚り電線を対撚り合わせた１個の複対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルがコモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれている構成について説明したが、ＩＴ機器等の通信機器における２ポートの通信線ポートに対応するために、１個の対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルがコモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれている構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態における減結合回路を適用した雷サージ試験回路を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態における減結合回路の構成を示す回路図である。
【図３】平衡ケーブルの断面の概念図である。
【図４】第１の実施形態における減結合回路の構成を示す回路図である。
【図５】第２の実施形態における減結合回路用コモンモードチョークコイルの伝送損失特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
９、９Ａ 減結合回路
１７ 筐体
２１ 被試験装置側端子
２３ 対向装置側端子
９ａ、９００ａ 絶縁材（被覆、シース）
９０ａ，９０ｂ 対撚り線
９００ 平衡ケーブル
Ｗ１〜Ｗ４ 電線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、
絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線と他の１個の対撚り電線とを対撚り合わせた１個の複対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路。
【請求項２】
前記平衡ケーブルは、
前記雷サージ試験回路のノーマルモードにおける試験電圧及びコモンモードにおける試験電圧に対する絶縁耐力を有し、かつ前記ｘＤＳＬの通信信号を良好に伝送可能な伝送線路特性を有し、さらに前記ボビンに多層巻する際に、前記平衡ケーブルが弛みなく前記ボビンあるいは前記平衡ケーブル同士がしっかりと保持されるように適切な張力や捻りを加えても前記対撚り電線あるいは前記複対撚り電線に過度な変形が生じないような機械的強度を有することを特徴とする請求項１記載の減結合回路。
【請求項３】
１個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合、及び複数個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合において、前記平衡ケーブルは巻き始めから巻き終わりまでつなぎのない巻線構成にすることによって、つなぎ目で発生する虞のある絶縁耐力の劣化あるいは反射による伝送信号の劣化を防ぐことを特徴とする請求項１又は２記載の減結合回路。
【請求項４】
前記コモンモードチョークコイルは、
前記ＩＴ機器等の通信機器における４ポートの通信線ポートに対応するために、前記平衡ケーブル内の２個の対撚り電線を使用することによりワイヤ数は４ワイヤを有し、前記通信機器の通信線ポートが２ポートに対しては前記平衡ケーブル内の１個の対撚り電線を使用することにより２ワイヤを使用可能とするように構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の減結合回路。
【請求項５】
メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、
前記ＩＴ機器等の通信機器における２ポートの通信線ポートに対応するために、前記絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路。
【請求項１】
メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、
絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線と他の１個の対撚り電線とを対撚り合わせた１個の複対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路。
【請求項２】
前記平衡ケーブルは、
前記雷サージ試験回路のノーマルモードにおける試験電圧及びコモンモードにおける試験電圧に対する絶縁耐力を有し、かつ前記ｘＤＳＬの通信信号を良好に伝送可能な伝送線路特性を有し、さらに前記ボビンに多層巻する際に、前記平衡ケーブルが弛みなく前記ボビンあるいは前記平衡ケーブル同士がしっかりと保持されるように適切な張力や捻りを加えても前記対撚り電線あるいは前記複対撚り電線に過度な変形が生じないような機械的強度を有することを特徴とする請求項１記載の減結合回路。
【請求項３】
１個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合、及び複数個の前記ボビンに前記平衡ケーブルを多層巻にして構成する場合において、前記平衡ケーブルは巻き始めから巻き終わりまでつなぎのない巻線構成にすることによって、つなぎ目で発生する虞のある絶縁耐力の劣化あるいは反射による伝送信号の劣化を防ぐことを特徴とする請求項１又は２記載の減結合回路。
【請求項４】
前記コモンモードチョークコイルは、
前記ＩＴ機器等の通信機器における４ポートの通信線ポートに対応するために、前記平衡ケーブル内の２個の対撚り電線を使用することによりワイヤ数は４ワイヤを有し、前記通信機器の通信線ポートが２ポートに対しては前記平衡ケーブル内の１個の対撚り電線を使用することにより２ワイヤを使用可能とするように構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の減結合回路。
【請求項５】
メタル加入者回線を用いたｘＤＳＬに接続されているＩＴ機器等の通信機器の雷サージ試験回路の被試験装置と前記ＩＴ機器等の通信機器である対向装置との間に設置され、前記ｘＤＳＬの通信信号を通過させる空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルを有する減結合回路であって、
前記ＩＴ機器等の通信機器における２ポートの通信線ポートに対応するために、前記絶縁材を被覆した２本の電線を対撚り合わせた１個の対撚り電線上に絶縁材を同心円状に被覆して構成された平衡ケーブルを１条有し、前記平衡ケーブルが前記コモンモードチョークコイルのボビンの外周に巻かれていることを特徴とする減結合回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１２８３０４（Ｐ２００９−１２８３０４Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０６１５２（Ｐ２００７−３０６１５２）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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