JP2004193010A - ツイストペア線の接続構造および該接続構造を使用する近磁界非接触通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない信頼性の高いツイストペア線の接続構造を提供すること、およびこの接続構造を使用して、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる近磁界非接触通信装置を提供すること。
【解決手段】ツイストペア線の接続構造は、幹線用ツイストペア線１の一部を広げて第１のループ状部１ａを形成すると共に、支線用ツイストペア線２の一部を広げて第２のループ状部２ａを形成し、第１のループ状部１ａと第２のループ状部２ａを近接させて固定手段３で固定することにより、幹線用ツイストペア線１に信号を流したときに第１のループ状部１ａと第２のループ状部２ａの電磁誘導結合を生じるように構成し、幹線用ツイストペア線１からの信号を支線用ツイストペア線２へ非接触で伝達する。
【選択図】 図１
【解決手段】ツイストペア線の接続構造は、幹線用ツイストペア線１の一部を広げて第１のループ状部１ａを形成すると共に、支線用ツイストペア線２の一部を広げて第２のループ状部２ａを形成し、第１のループ状部１ａと第２のループ状部２ａを近接させて固定手段３で固定することにより、幹線用ツイストペア線１に信号を流したときに第１のループ状部１ａと第２のループ状部２ａの電磁誘導結合を生じるように構成し、幹線用ツイストペア線１からの信号を支線用ツイストペア線２へ非接触で伝達する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツイストペア線の接続構造および該接続構造を使用する近磁界非接触通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両における電子制御ユニット（ＥＣＵ）間の電気的な接続は、通常ワイヤハーネスを使用して行われている。
【０００３】
図１０は、ＥＣＵ間の電気的接続構造の一例を示す図であり、ＥＣＵ５１，６１，７１，８１間の電気的な接続は、電源線と信号線の混合ワイヤハーネス１００を使用し、混合ワイヤハーネスの分岐により行われている。
【０００４】
また、ＥＣＵ間の信号伝達のために、ツイストペア線が使用されることもある。ツイストペア線は、伝達すべき信号に対する外来ノイズの影響を低減することができる線である。このツイストペア線を使用してＥＣＵ間で信号伝達を行っている場合、さらに別のＥＣＵに信号伝達をしたいときにはツイストペア線を分岐させて別のＥＣＵとの接続を行うことがある。
【０００５】
図１１は、ツイストペア線の接続構造の一例を示す。図１１においては、たとえば、ＥＣＵ５１からＥＣＵ７１へ信号を伝達する幹線用ツイストペア線１０１に対して、ＥＣＵ５１からＥＣＵ６１にも信号を伝達する支線用ツイストペア線１０２を分岐接続する構造を示している。この接続構造は、幹線用ツイストペア線１０１の途中位置において、被覆材のみを切断・除去することにより露出した芯線１０１ａに、同じく端部が露出された支線用ツイストペア線１０２の芯線１０２ａを中間ジョイント用端子１０３をかしめることにより分岐接続する構成とされている。
【０００６】
ここで、分岐接続を行う手順について説明すると、まず、接続前の幹線用ツイストペア線１０１の途中位置における撚りを部分的にほどき、その部分における絶縁被覆を除去する。そして、幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２のそれぞれの露出された芯線１０１ａ、１０２ａを中間ジョイント端子１０３によって圧着接続した後、絶縁テープ（図示しない）をその接続部位に巻き付けることにより絶縁保護する。さらにその後、撚りを戻すことにより接続が完了する。（このような接続構造は、たとえば、特許文献１に開示されている。）
【０００７】
次に、図１２は、ツイストペア線の接続構造の他の例を示す。図１２においては、たとえば、ＥＣＵ５１から信号を伝達する幹線用ツイストペア線１０１を、ジョイントコネクタ１０４によりＥＣＵ７１に信号を伝達する支線用ツイストペア線１０２に接続する構造を示している。この接続構造では、まず、幹線用ツイストペア線１０１の端部において撚りを所定の長さＬ１（たとえば、８０〜１００ｍｍ）だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、同様に、支線用ツイストペア線１０２の端部において撚りを所定の長さＬ１だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、先端部同士をジョイントコネクタ１０４で電気的に接続する。幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２において撚りをほどいた部分とほどいていない部分の境目には、粘着テープ１０５が巻き付けられ、幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２の撚りをほどいた部分を合わせた長さＬ２は、所定の長さＬ１の２倍（すなわち、１６０〜２００ｍｍ）になる。
【０００８】
次に、図１３は、ツイストペア線の接続構造のさらに他の例を示す。図１３においては、たとえば、ＥＣＵ５１から信号を伝達する幹線用ツイストペア線１０１を、ジョイントコネクタ１０４によりそれぞれＥＣＵ６１，７１、８１に信号を伝達する３組の支線用ツイストペア線１０２に接続する構造を示している。この接続構造の場合も、図１２の場合と同様に、幹線用ツイストペア線１０１の端部において撚りを所定の長さＬ１（たとえば、８０〜１００ｍｍ）だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、また、支線用ツイストペア線１０２の端部において撚りを所定の長さＬ１だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、先端部同士をジョイントコネクタ１０４で電気的に接続する。幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２において撚りをほどいた部分とほどいていない部分の境目には、粘着テープ１０５が巻き付けられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１５１１６９号公報（第２頁、図１５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来のツイストペア線の接続構造では、中間ジョイント端子やジョイントコネクタに接続するためにツイストペア線の絶縁被膜の除去等の加工が必要であり、また中間ジョイント端子やジョイントコネクタ部分からの芯線への水分侵入による不具合が発生するおそれがあった。
【００１１】
また、ツイストペア線の撚りをほどいた部分（たとえば、図１２および図１３参照）が、製造上の理由からほどかれたままとされ、その部分でのツイスト効果が無くなってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで本発明の第１の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない信頼性の高いツイストペア線の接続構造を提供することである。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、本発明によるツイストペア線の接続構造を使用して、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる近磁界非接触通信装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、幹線用ツイストペア線の一部を広げて第１のループ状部を形成すると共に、支線用ツイストペア線の一部を広げて第２のループ状部を形成し、前記第１のループ状部と前記第２のループ状部を近接させて固定手段で固定することにより、前記幹線用ツイストペア線に信号を流したときに前記第１のループ状部と前記第２のループ状部の電磁誘導結合を生じるように構成し、前記幹線用ツイストペア線からの信号を前記支線用ツイストペア線へ非接触で伝達することを特徴とするツイストペア線の接続構造に存する。
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、ツイストペア線の接続構造は、幹線用ツイストペア線の一部を広げて第１のループ状部を形成すると共に、支線用ツイストペア線の一部を広げて第２のループ状部を形成し、第１のループ状部と第２のループ状部を近接させて固定手段で固定することにより、幹線用ツイストペア線に信号を流したときに第１のループ状部と第２のループ状部の電磁誘導結合を生じるように構成し、幹線用ツイストペア線からの信号を支線用ツイストペア線へ非接触で伝達するので、ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記第１のループ状部および前記第２のループ状部は、ほぼ同一径に形成されることを特徴とする請求項１記載のツイストペア線の接続構造に存する。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、第１のループ状部および第２のループ状部は、ほぼ同一径に形成されるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記固定手段は、粘着テープであることを特徴とする請求項１または２記載のツイストペア線の接続構造に存する。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、固定手段は、粘着テープであるので、製造コストが安価となる。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、前記固定手段は、コイルボビンであることを特徴とする請求項１または２記載のツイストペア線の接続構造に存する。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、固定手段は、コイルボビンであるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置であって、前記幹線用ツイストペア線の前記ループ状部を第１のアンテナとする第１の通信ユニットと、前記支線用ツイストペア線の前記ループ状部を第２のアンテナとする第２の通信ユニットとを備え、前記第１の通信ユニットと前記第２の通信ユニットは、前記第１のループ状部と前記第２のループ状部の電磁誘導結合によりデータを送受信することを特徴とする近磁界非接触通信装置に存する。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、近磁界非接触通信装置は、請求項１から４のいずれか１項に記載のツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置であって、幹線用ツイストペア線のループ状部を第１のアンテナとする第１の通信ユニットと、支線用ツイストペア線のループ状部を第２のアンテナとする第２の通信ユニットとを備え、第１の通信ユニットと第２の通信ユニットは、第１のループ状部と第２のループ状部の電磁誘導結合によりデータを送受信するので、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる。
【００２４】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、前記第１および第２の通信ユニットは、それぞれ、前記アンテナとの間に接続されたインピーダンス調整用トランスを含むことを特徴とする請求項５記載の近磁界非接触通信装置に存する。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、第１および第２の通信ユニットは、それぞれ、アンテナとの間に接続されたインピーダンス調整用トランスを含むので、受信効率を向上させて、微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００２６】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の発明は、前記第１の通信ユニットはマスターＥＣＵであり、前記第２の通信ユニットはスレーブＥＣＵであることを特徴とする請求項５または６記載の近磁界非接触通信装置に存する。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、第１の通信ユニットはマスターＥＣＵであり、第２の通信ユニットはスレーブＥＣＵであるので、マスタースレーブ通信方式において微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るツイストペア線の接続構造の第１の実施形態を示す図である。図１に示す接続構造は、幹線用ツイストペア線１の一部に形成された第１のループ状部としてのループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２の一部に形成された第２のループ状部としてのループ状部２ａとを近接させ、固定手段としての粘着テープ３で固定することにより、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を電磁誘導結合により非接触で接続する構成とされている。
【００３０】
この接続を行う手順について説明すると、まず、幹線用ツイストペア線１における任意のポイントで、撚りをループ状に広げて所定の径（たとえば、２０〜３０ｍｍ）のループ状部１ａを形成する。次に、支線用ツイストペア線２の一部、たとえば先端部において撚りをループ状に広げてループ状部１ａとほぼ同一径のループ状部２ａを形成する。次に、ループ状部１ａとループ状部２ａを互いに重ね合わせることにより近接させ、数箇所（図１においては、２箇所）で粘着テープ３で固定する。
【００３１】
このように構成した場合、幹線用ツイストペア線１に信号を流したとき、ループ状部１ａとループ状部２ａ間に電磁誘導結合を発生する電磁誘導結合部ＥＭＣが形成され、幹線用ツイストペア線１に流れている信号が電磁誘導結合によりループ状部１ａからループ状部２ａを介して、支線用ツイストペア線２へ伝達される。
【００３２】
以上のように第１の実施形態によれば、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２のループ状部２ａとを近接させ粘着テープ３で固定することにより、ループ状部１ａ、２ａ間の電磁誘導結合により幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を非接触で接続するので、従来のようなツイストペア線への加工が必要なく、かしめ部やコネクタ部からの水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。また、ループ状部１ａおよびループ状部２ａは、ほぼ同一径に形成されるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。固定手段は、粘着テープであるので、製造コストが安価となる。
【００３３】
次に、図２は、本発明に係るツイストペア線の接続構造の第２の実施形態を示す図である。図２に示す接続構造は、幹線用ツイストペア線１の一部に形成されたループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２の一部に形成されたループ状部２ａとを、固定手段として使用するコイルボビン４に巻き付けて近接させることによって、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を電磁誘導結合により非接触で接続する構成とされている。コイルボビン４は、中間仕切部４ｃの両側に所定の径（たとえば、２０〜３０ｍｍ）を有する２つの巻き付け部４ａ，４ｂを備えており、巻き付け部４ａにループ状部１ａが巻き付けられ、巻き付け部４ｂにループ状部２ａが巻き付けられる。
【００３４】
この接続を行う手順について説明すると、まず、幹線用ツイストペア線１における先端部で、撚りをループ状に広げてループ状部１ａを形成する。次に、コイルボビン４を用意し、その巻き付け部４ａにループ状部１ａをはめ込む。次に、支線用ツイストペア線２の先端部で、撚りをループ状に広げてループ状部２ａを形成する。次に、コイルボビン４の巻き付け部４ｂにループ状部２ａをはめ込む。
【００３５】
このように構成した場合、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａと支線用ツイストペア線２のループ状部２ａは、コイルボビン４によって互いに近接して固定され、幹線用ツイストペア線１に信号を流したとき、ループ状部１ａとループ状部２ａ間に電磁誘導結合を発生する電磁誘導結合部ＥＭＣが形成され、幹線用ツイストペア線１に流れている信号が上述の電磁誘導結合によりループ状部１ａからループ状部２ａを介して、支線用ツイストペア線２へ伝達される。
【００３６】
以上のように第２の実施形態によれば、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２のループ状部２ａとを近接させコイルボビン４で固定することにより、ループ状部１ａ、２ａ間の電磁誘導結合により幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を非接触で接続するので、従来のようなツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。また、固定手段はコイルボビンであるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００３７】
次に、上述の本発明によるツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置の構成例について、図３を参照して説明する。図３に示すように、近磁界非接触通信装置は、たとえば、第１の通信ユニットとしてのマスターＥＣＵ３１と、第２の通信ユニットとしての複数のスレーブＥＣＵ、たとえば３つのスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの間のマスタースレーブ通信を、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の接続構造をアンテナとして使用することにより行うものである。
【００３８】
すなわち、マスターＥＣＵ３１には、途中部分の２箇所および先端部の３箇所にそれぞれループ状部１ａを形成した幹線用ツイストペア線１が接続され、スレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃには、先端部にループ状部２ａを形成した支線用ツイストペア線２がそれそれ接続されている。各ループ状部１ａと各ループ状部２ａは、図１または図２に示す構成により、電磁誘導結合を発生する電磁誘導結合部ＥＭＣが形成されている。
【００３９】
次に、図４は、マスターＥＣＵ３１の構成例を示すブロック図である。マスターＥＣＵ３１は、＋１２Ｖバッテリより給電されたデータ通信回路３３とマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３４を備えている。データ通信回路３３は、その一部にループ状部１ａを有する幹線用ツイストペア線１がアンテナとして接続され、マスタースレーブ通信を行うようにＣＰＵ３４により制御される送信部３３Ａと受信部３３Ｂを備えている。ＣＰＵ３４には、各種スイッチ３５やＬＥＤ（発光ダイオード）等からなるインジケータ３６が接続されている。
【００４０】
データ通信回路３３は、送信部３３Ａ、受信部３３Ｂおよび電源部３３Ｃを有する。送信部３３Ａは、ＣＰＵ３４のクロックパルス（たとえば、１２５ｋＨｚ）が供給され、このクロックパルスをベース信号として、ＣＰＵ３４から供給される送信データ（Ｔｘ）によりオンオフ変調する変調回路３３ａと、変調回路３３ａからの被変調波パルスを正弦波に波形整形する波形整形フィルタ３３ｂと、波形整形フィルタ３３ｂの出力が供給されてツイストペア線１を駆動する送信ドライバ３３ｃと、ＣＰＵ３４からの送受信切換信号ＴＲｃｈに基づいてデータ通信回路３３を送信許可状態または受信許可状態に切り換えるように制御すると共に、ＣＰＵ３４からの電力制御信号（Ｐｃｎｔ）に基づいてデータ通信回路３３を低消費電力モード状態に切り換えるように制御する制御部３３ｄとを有する。
【００４１】
受信部３３Ｂは、ツイストペア線１に接続され、ＣＰＵ３４のクロックパルス周波数（１２５ｋＨｚ）に同調する同調回路３３ｅと、同調回路３３ｅの出力を復調してデータを取得して、ＣＰＵ３４に供給する復調回路３３ｆとを有する。
【００４２】
電源部３３Ｃは、＋１２Ｖバッテリに接続され、データ通信回路３３の各部に適切な電源電圧を供給すると共に、ＣＰＵ３４に＋５Ｖ電源電圧を供給する。
【００４３】
次に、図５は、スレーブＥＣＵ４１ａの構成例を示すブロック図である。スレーブＥＣＵ４１ａは、＋１２Ｖバッテリより給電されたデータ通信回路４３とマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）４４を備えている。データ通信回路４３は、その一部にループ状部２ａを有する支線用ツイストペア線２がアンテナとして接続され、マスタースレーブ通信を行うようにＣＰＵ４４により制御される送信部４３Ａと受信部４３Ｂを備えている。ＣＰＵ４４には、各種スイッチ４５やＬＥＤ（発光ダイオード）等からなるインジケータ４６が接続されている。
【００４４】
データ通信回路４３は、送信部４３Ａ、受信部４３Ｂおよび電源部４３Ｃを有する。送信部４３Ａは、ＣＰＵ４４のクロックパルス（たとえば、１２５ｋＨｚ）が供給され、このクロックパルスをベース信号として、ＣＰＵ４４から供給される送信データ（Ｔｘ）によりオンオフ変調する変調回路４３ａと、変調回路４３ａからの被変調波パルスを正弦波に波形整形する波形整形フィルタ４３ｂと、波形整形フィルタ４３ｂの出力が供給されて支線用ツイストペア線２を駆動する送信ドライバ４３ｃと、ＣＰＵ４４からの送受信切換信号ＴＲｃｈに基づいてデータ通信回路４３を送信許可状態または受信許可状態に切り換えるように制御すると共に、ＣＰＵ４４からの電力制御信号（Ｐｃｎｔ）に基づいてデータ通信回路４３を低消費電力モード状態に切り換えるように制御する制御部４３ｄとを有する。
【００４５】
受信部４３Ｂは、支線用ツイストペア線２に接続され、ＣＰＵ４４のクロックパルス周波数（１２５ｋＨｚ）に同調する同調回路４３ｅと、同調回路４３ｅの出力を復調してシリアル通信形式のデータを取得して、ＣＰＵ４４に供給する復調回路４３ｆとを有する。
【００４６】
電源部４３Ｃは、＋１２Ｖバッテリに接続され、データ通信回路４３の各部に適切な電源電圧を供給すると共に、ＣＰＵ４４に＋５Ｖ電源電圧を供給する。
【００４７】
なお、スレーブＥＣＵ４１ｂ，４１ｃは、上述のスレーブＥＣＵ４１ａと同一の構成を有するものとし、ここではその説明を省略する。
【００４８】
次に、上述の構成を有するマスターＥＣＵ３１とスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃの動作について、図６に示す各部信号波形図を参照しながら説明する。
【００４９】
マスターＥＣＵ３１とスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、図６に示すように、送受信切換信号ＴＲｃｈにより、マスターＥＣＵ３１が送信許可状態となる時はスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃが受信許可状態となり、各スレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ送信許可状態となる時はマスターＥＣＵ３１が受信許可状態となって、交互に送信、受信を行うことができる。
【００５０】
まず、マスターＥＣＵ３１からスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃへデータを送信する場合は、マスターＥＣＵ３１のＣＰＵ３４は、送受信切換信号ＴＲｃｈによる送信許可状態時に、１２５ｋＨｚクロックパルスを変調回路３３ａに供給すると共に、各種スイッチ３５等から与えられた指示信号に基づくデータをシリアル通信形式で受け取り、変調回路３３ａに送信データ（Ｔｘ）として供給する。変調回路３３ａは、１２５ｋＨｚクロックパルスをベース信号として上記送信データによりオンオフ変調し、被変調波パルス出力を波形整形フィルタ３３ｂに供給する。波形整形フィルタ３３ｂは、変調回路３３ａからの被変調波パルス出力を波形整形し、正弦波状の被変調波出力を送信ドライバ３３ｃに供給する。送信ドライバ３３ｃは、波形整形フィルタ３３ｂからの正弦波状の被変調波出力を増幅して幹線用ツイストペア線１に供給し、ループ状部１ａを駆動する。
【００５１】
マスターＥＣＵ３１が送信許可状態となっている時、スレーブＥＣＵ４１a は受信許可状態となっている。そこで、スレーブＥＣＵ４１ａの支線用ツイストペア線２のループ状部２ａは、電磁誘導結合によりループ状部１ａから正弦波状の被変調波が伝達される。ループ状部２ａに伝達された正弦波状の被変調波は、同調回路４３ｅを介して復調回路４３ｆで復調されて、データ（Ｒｘ（＝Ｔｘ））が取得され、ＣＰＵ４４に供給される。ＣＰＵ４４は、供給されたデータ（Ｒｘ）の内容に応じて、各種スイッチ４５等を制御すると共に、対応するインジケータ４６を点灯させる。
【００５２】
次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより受信許可状態となり、スレーブＥＣＵ４１ａは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより送信許可状態となる。スレーブＥＣＵ４１ａのＣＰＵ４４は、送受信切換信号ＴＲｃｈによる送信許可状態時に、１２５ｋＨｚクロックパルスを変調回路３３ａに供給すると共に、各種スイッチ４５等から与えられた指示信号に基づくデータをシリアル通信形式で受け取り、変調回路４３ａに送信データ（Ｔｘ）として供給する。変調回路４３ａは、１２５ｋＨｚクロックパルスをベース信号として上記送信データによりオンオフ変調し、被変調波パルス出力を波形整形フィルタ３３ｂに供給する。波形整形フィルタ３３ｂは、変調回路３３ａからの被変調波パルス出力を波形整形し、正弦波状の被変調波出力を送信ドライバ３３ｃに供給する。送信ドライバ３３ｃは、波形整形フィルタ３３ｂからの正弦波状の被変調波出力を増幅して幹線用ツイストペア線１に供給し、ループ状部２ａを駆動する。
【００５３】
そこで、マスターＥＣＵ３１の幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａは、電磁誘導結合部ＥＭＣにおける電磁誘導結合作用によりループ状部２ａから正弦波状の被変調波が伝達される。ループ状部１ａに伝達された正弦波状の被変調波は、同調回路３３ｅを介して復調回路３３ｆで復調されて、データ（Ｒｘ（＝Ｔｘ））が取得され、ＣＰＵ３４に供給される。ＣＰＵ３４は、供給されたデータ（Ｒｘ）の内容に応じて、各種スイッチ３５等を制御すると共に、対応するインジケータ３６を点灯させる。
【００５４】
次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより再び送信許可状態となり、このとき、スレーブＥＣＵ４１ｂは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより受信許可状態となっている。そして、スレーブＥＣＵ４１ｂは、上述のスレーブＥＣＵ４１ａと同様の動作により、マスターＥＣＵ３１から送信されたデータをループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介して受信する。次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより再び、受信許可状態となり、スレーブＥＣＵ４１ｂは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより送信許可状態となる。
そして、スレーブＥＣＵ４１ｂは、上述のスレーブＥＣＵ４１ａと同様の動作により、ループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介してデータをマスターＥＣＵ３１へ送信する。
【００５５】
次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより再び送信許可状態となり、このとき、スレーブＥＣＵ４１ｃは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより受信許可状態となっている。そして、スレーブＥＣＵ４１ｃは、上述のスレーブＥＣＵ４１ｂと同様の動作により、マスターＥＣＵ３１からのデータをループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介して受信し、次いで、マスターＥＣＵ３１が受信許可状態、スレーブＥＣＵ４１ｃが送信許可状態に切り替わり、スレーブＥＣＵ４１ｃからのデータが、ループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介して、マスターＥＣＵ３１へ送信される。
【００５６】
以下、上述の順番で、マスターＥＣＵ３１とスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの間でデータの送受信がマスタースレーブ通信形式で行われる。
【００５７】
このように、上述の構成の近磁界非接触通信装置では、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａをアンテナとするマスターＥＣＵ３１と、支線用ツイストペア線２のループ状部２ａをアンテナとするスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃとが、ループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合によりデータを送受信するので、マスタースレーブ通信方式においてマスターＥＣＵの通信ラインからの各スレーブＥＣＵへの分岐を微弱な信号による電磁結合通信により簡単に行うことができ、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる。
【００５８】
また、電磁誘導結合を使用する近磁界非接触通信では、アンテナが非常に重要であり、アンテナは、通信回路とマッチング処理を行い、相手側通信ＥＣＵのアンテナと近距離で対向した位置に確実に固定され、決められたアンテナ位置関係を保った状態でないと、通信を実現することができず、アンテナの固定方法や、相手のアンテナとのズレ等の公差等を考慮した通信技術による信頼性の確保が困難であるという問題があるが、上述の近磁界非接触通信装置は、図１または図２に示すツイストペア線の接続構造を使用することによって、上述の問題を克服して、信頼性の高い近磁界非接触通信を行うことができる。
【００５９】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６０】
たとえば、ツイストペア線をアンテナとして使用すると、アンテナインピーダンスが非常に低くなるため、図７に示す他の実施例のように、マスターＥＣＵ３１、スレーブＥＣＵ４１ａ（および４１ｂ，４１ｃ）側共に、幹線用ツイストペア線１および支線用ツイストペア線２と、データ通信回路３３，４３の間に小型のインピーダンス調整用トランスＩＲＴを接続しても良い。
【００６１】
このインピーダンス調整用トランスＩＲＴは、たとえば、データ通信回路３３，３４に接続する側の巻線数とツイストペア線１，２に接続する側の巻線数の比を、たとえば４：１とした構成とされ、ツイストペア線１，２を直接データ通信回路３３，４３に接続した場合よりもインピーダンスが高くなる。そのため、データ通信回路３３，４３の受信部３３Ｂ，４３Ｂにおける受信効率が、図４および図５の回路構成の場合よりも向上するように改善され、微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００６２】
また、さらに他の実施例として、図８に示すように、ＥＣＵ５１，６１，７１，８１間で、電源供給は、ワイヤハーネスによる電源線１１０で行い、信号伝達は、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行うように構成しても良い。
【００６３】
また、さらに他の実施例として、図９に示すように、バッテリ（図示しない）から車両のインパネ９３に配置される機器への電源および信号伝達の際、電源供給は、電源用のジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）９２を介する電源線１１０で行い、機器への信号伝達は、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行うように構成しても良い。
【００６４】
図９では、車体側からインパネ９１側への電源供給は、Ｊ／Ｂ９２を介しているが、車体側からインパネ９１側への信号伝達は、Ｊ／Ｂ９２を介さずに幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行い、また、インパネ９２において、ステアリング９４の左側に配置されたナビゲーション装置９１に対しての信号伝達も、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行うように構成している。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、製造コストが安価となる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、受信効率を向上させて、微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００７１】
請求項７記載の発明によれば、マスタースレーブ通信方式において微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るツイストペア線の接続構造の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係るツイストペア線の接続構造の第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明によるツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置の構成例を示す図である。
【図４】図３の近磁界非接触通信装置におけるマスターＥＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図５】図３の近磁界非接触通信装置におけるスレーブＥＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図６】図３の近磁界非接触通信装置における各部の信号波形図である。
【図７】近磁界非接触通信装置の他の実施例を示す部分的回路図である。
【図８】近磁界非接触通信装置のさらに他の実施例を示す図である。
【図９】近磁界非接触通信装置のさらに他の実施例を示す図である。
【図１０】従来のＥＣＵ間の電気的接続構造の一例を示す図である。
【図１１】従来のツイストペア線の接続構造の一例を示す図である。
【図１２】従来のツイストペア線の接続構造の他の例を示す図である。
【図１３】従来のツイストペア線の接続構造のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 幹線用ツイストペア線
１ａ ループ状部（第１のループ状部）
２ 支線用ツイストペア線
２ａ ループ状部（第２のループ状部）
３ 粘着テープ（固定手段）
４ コイルボビン（固定手段）
３１ マスターＥＣＵ（第１の通信ユニット）
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ スレーブＥＣＵ（第２の通信ユニット）
５１，６１，７１，８１ ＥＣＵ
ＥＭＣ 電磁誘導結合部
ＩＲＴ インピーダンス調整用トランス
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツイストペア線の接続構造および該接続構造を使用する近磁界非接触通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両における電子制御ユニット（ＥＣＵ）間の電気的な接続は、通常ワイヤハーネスを使用して行われている。
【０００３】
図１０は、ＥＣＵ間の電気的接続構造の一例を示す図であり、ＥＣＵ５１，６１，７１，８１間の電気的な接続は、電源線と信号線の混合ワイヤハーネス１００を使用し、混合ワイヤハーネスの分岐により行われている。
【０００４】
また、ＥＣＵ間の信号伝達のために、ツイストペア線が使用されることもある。ツイストペア線は、伝達すべき信号に対する外来ノイズの影響を低減することができる線である。このツイストペア線を使用してＥＣＵ間で信号伝達を行っている場合、さらに別のＥＣＵに信号伝達をしたいときにはツイストペア線を分岐させて別のＥＣＵとの接続を行うことがある。
【０００５】
図１１は、ツイストペア線の接続構造の一例を示す。図１１においては、たとえば、ＥＣＵ５１からＥＣＵ７１へ信号を伝達する幹線用ツイストペア線１０１に対して、ＥＣＵ５１からＥＣＵ６１にも信号を伝達する支線用ツイストペア線１０２を分岐接続する構造を示している。この接続構造は、幹線用ツイストペア線１０１の途中位置において、被覆材のみを切断・除去することにより露出した芯線１０１ａに、同じく端部が露出された支線用ツイストペア線１０２の芯線１０２ａを中間ジョイント用端子１０３をかしめることにより分岐接続する構成とされている。
【０００６】
ここで、分岐接続を行う手順について説明すると、まず、接続前の幹線用ツイストペア線１０１の途中位置における撚りを部分的にほどき、その部分における絶縁被覆を除去する。そして、幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２のそれぞれの露出された芯線１０１ａ、１０２ａを中間ジョイント端子１０３によって圧着接続した後、絶縁テープ（図示しない）をその接続部位に巻き付けることにより絶縁保護する。さらにその後、撚りを戻すことにより接続が完了する。（このような接続構造は、たとえば、特許文献１に開示されている。）
【０００７】
次に、図１２は、ツイストペア線の接続構造の他の例を示す。図１２においては、たとえば、ＥＣＵ５１から信号を伝達する幹線用ツイストペア線１０１を、ジョイントコネクタ１０４によりＥＣＵ７１に信号を伝達する支線用ツイストペア線１０２に接続する構造を示している。この接続構造では、まず、幹線用ツイストペア線１０１の端部において撚りを所定の長さＬ１（たとえば、８０〜１００ｍｍ）だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、同様に、支線用ツイストペア線１０２の端部において撚りを所定の長さＬ１だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、先端部同士をジョイントコネクタ１０４で電気的に接続する。幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２において撚りをほどいた部分とほどいていない部分の境目には、粘着テープ１０５が巻き付けられ、幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２の撚りをほどいた部分を合わせた長さＬ２は、所定の長さＬ１の２倍（すなわち、１６０〜２００ｍｍ）になる。
【０００８】
次に、図１３は、ツイストペア線の接続構造のさらに他の例を示す。図１３においては、たとえば、ＥＣＵ５１から信号を伝達する幹線用ツイストペア線１０１を、ジョイントコネクタ１０４によりそれぞれＥＣＵ６１，７１、８１に信号を伝達する３組の支線用ツイストペア線１０２に接続する構造を示している。この接続構造の場合も、図１２の場合と同様に、幹線用ツイストペア線１０１の端部において撚りを所定の長さＬ１（たとえば、８０〜１００ｍｍ）だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、また、支線用ツイストペア線１０２の端部において撚りを所定の長さＬ１だけほどき、その先端部における絶縁被覆を除去し、先端部同士をジョイントコネクタ１０４で電気的に接続する。幹線用ツイストペア線１０１および支線用ツイストペア線１０２において撚りをほどいた部分とほどいていない部分の境目には、粘着テープ１０５が巻き付けられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１５１１６９号公報（第２頁、図１５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来のツイストペア線の接続構造では、中間ジョイント端子やジョイントコネクタに接続するためにツイストペア線の絶縁被膜の除去等の加工が必要であり、また中間ジョイント端子やジョイントコネクタ部分からの芯線への水分侵入による不具合が発生するおそれがあった。
【００１１】
また、ツイストペア線の撚りをほどいた部分（たとえば、図１２および図１３参照）が、製造上の理由からほどかれたままとされ、その部分でのツイスト効果が無くなってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで本発明の第１の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない信頼性の高いツイストペア線の接続構造を提供することである。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、本発明によるツイストペア線の接続構造を使用して、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる近磁界非接触通信装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、幹線用ツイストペア線の一部を広げて第１のループ状部を形成すると共に、支線用ツイストペア線の一部を広げて第２のループ状部を形成し、前記第１のループ状部と前記第２のループ状部を近接させて固定手段で固定することにより、前記幹線用ツイストペア線に信号を流したときに前記第１のループ状部と前記第２のループ状部の電磁誘導結合を生じるように構成し、前記幹線用ツイストペア線からの信号を前記支線用ツイストペア線へ非接触で伝達することを特徴とするツイストペア線の接続構造に存する。
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、ツイストペア線の接続構造は、幹線用ツイストペア線の一部を広げて第１のループ状部を形成すると共に、支線用ツイストペア線の一部を広げて第２のループ状部を形成し、第１のループ状部と第２のループ状部を近接させて固定手段で固定することにより、幹線用ツイストペア線に信号を流したときに第１のループ状部と第２のループ状部の電磁誘導結合を生じるように構成し、幹線用ツイストペア線からの信号を支線用ツイストペア線へ非接触で伝達するので、ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記第１のループ状部および前記第２のループ状部は、ほぼ同一径に形成されることを特徴とする請求項１記載のツイストペア線の接続構造に存する。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、第１のループ状部および第２のループ状部は、ほぼ同一径に形成されるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記固定手段は、粘着テープであることを特徴とする請求項１または２記載のツイストペア線の接続構造に存する。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、固定手段は、粘着テープであるので、製造コストが安価となる。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、前記固定手段は、コイルボビンであることを特徴とする請求項１または２記載のツイストペア線の接続構造に存する。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、固定手段は、コイルボビンであるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置であって、前記幹線用ツイストペア線の前記ループ状部を第１のアンテナとする第１の通信ユニットと、前記支線用ツイストペア線の前記ループ状部を第２のアンテナとする第２の通信ユニットとを備え、前記第１の通信ユニットと前記第２の通信ユニットは、前記第１のループ状部と前記第２のループ状部の電磁誘導結合によりデータを送受信することを特徴とする近磁界非接触通信装置に存する。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、近磁界非接触通信装置は、請求項１から４のいずれか１項に記載のツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置であって、幹線用ツイストペア線のループ状部を第１のアンテナとする第１の通信ユニットと、支線用ツイストペア線のループ状部を第２のアンテナとする第２の通信ユニットとを備え、第１の通信ユニットと第２の通信ユニットは、第１のループ状部と第２のループ状部の電磁誘導結合によりデータを送受信するので、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる。
【００２４】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、前記第１および第２の通信ユニットは、それぞれ、前記アンテナとの間に接続されたインピーダンス調整用トランスを含むことを特徴とする請求項５記載の近磁界非接触通信装置に存する。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、第１および第２の通信ユニットは、それぞれ、アンテナとの間に接続されたインピーダンス調整用トランスを含むので、受信効率を向上させて、微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００２６】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の発明は、前記第１の通信ユニットはマスターＥＣＵであり、前記第２の通信ユニットはスレーブＥＣＵであることを特徴とする請求項５または６記載の近磁界非接触通信装置に存する。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、第１の通信ユニットはマスターＥＣＵであり、第２の通信ユニットはスレーブＥＣＵであるので、マスタースレーブ通信方式において微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るツイストペア線の接続構造の第１の実施形態を示す図である。図１に示す接続構造は、幹線用ツイストペア線１の一部に形成された第１のループ状部としてのループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２の一部に形成された第２のループ状部としてのループ状部２ａとを近接させ、固定手段としての粘着テープ３で固定することにより、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を電磁誘導結合により非接触で接続する構成とされている。
【００３０】
この接続を行う手順について説明すると、まず、幹線用ツイストペア線１における任意のポイントで、撚りをループ状に広げて所定の径（たとえば、２０〜３０ｍｍ）のループ状部１ａを形成する。次に、支線用ツイストペア線２の一部、たとえば先端部において撚りをループ状に広げてループ状部１ａとほぼ同一径のループ状部２ａを形成する。次に、ループ状部１ａとループ状部２ａを互いに重ね合わせることにより近接させ、数箇所（図１においては、２箇所）で粘着テープ３で固定する。
【００３１】
このように構成した場合、幹線用ツイストペア線１に信号を流したとき、ループ状部１ａとループ状部２ａ間に電磁誘導結合を発生する電磁誘導結合部ＥＭＣが形成され、幹線用ツイストペア線１に流れている信号が電磁誘導結合によりループ状部１ａからループ状部２ａを介して、支線用ツイストペア線２へ伝達される。
【００３２】
以上のように第１の実施形態によれば、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２のループ状部２ａとを近接させ粘着テープ３で固定することにより、ループ状部１ａ、２ａ間の電磁誘導結合により幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を非接触で接続するので、従来のようなツイストペア線への加工が必要なく、かしめ部やコネクタ部からの水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。また、ループ状部１ａおよびループ状部２ａは、ほぼ同一径に形成されるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。固定手段は、粘着テープであるので、製造コストが安価となる。
【００３３】
次に、図２は、本発明に係るツイストペア線の接続構造の第２の実施形態を示す図である。図２に示す接続構造は、幹線用ツイストペア線１の一部に形成されたループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２の一部に形成されたループ状部２ａとを、固定手段として使用するコイルボビン４に巻き付けて近接させることによって、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を電磁誘導結合により非接触で接続する構成とされている。コイルボビン４は、中間仕切部４ｃの両側に所定の径（たとえば、２０〜３０ｍｍ）を有する２つの巻き付け部４ａ，４ｂを備えており、巻き付け部４ａにループ状部１ａが巻き付けられ、巻き付け部４ｂにループ状部２ａが巻き付けられる。
【００３４】
この接続を行う手順について説明すると、まず、幹線用ツイストペア線１における先端部で、撚りをループ状に広げてループ状部１ａを形成する。次に、コイルボビン４を用意し、その巻き付け部４ａにループ状部１ａをはめ込む。次に、支線用ツイストペア線２の先端部で、撚りをループ状に広げてループ状部２ａを形成する。次に、コイルボビン４の巻き付け部４ｂにループ状部２ａをはめ込む。
【００３５】
このように構成した場合、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａと支線用ツイストペア線２のループ状部２ａは、コイルボビン４によって互いに近接して固定され、幹線用ツイストペア線１に信号を流したとき、ループ状部１ａとループ状部２ａ間に電磁誘導結合を発生する電磁誘導結合部ＥＭＣが形成され、幹線用ツイストペア線１に流れている信号が上述の電磁誘導結合によりループ状部１ａからループ状部２ａを介して、支線用ツイストペア線２へ伝達される。
【００３６】
以上のように第２の実施形態によれば、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａと、支線用ツイストペア線２のループ状部２ａとを近接させコイルボビン４で固定することにより、ループ状部１ａ、２ａ間の電磁誘導結合により幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２を非接触で接続するので、従来のようなツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。また、固定手段はコイルボビンであるので、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００３７】
次に、上述の本発明によるツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置の構成例について、図３を参照して説明する。図３に示すように、近磁界非接触通信装置は、たとえば、第１の通信ユニットとしてのマスターＥＣＵ３１と、第２の通信ユニットとしての複数のスレーブＥＣＵ、たとえば３つのスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの間のマスタースレーブ通信を、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の接続構造をアンテナとして使用することにより行うものである。
【００３８】
すなわち、マスターＥＣＵ３１には、途中部分の２箇所および先端部の３箇所にそれぞれループ状部１ａを形成した幹線用ツイストペア線１が接続され、スレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃには、先端部にループ状部２ａを形成した支線用ツイストペア線２がそれそれ接続されている。各ループ状部１ａと各ループ状部２ａは、図１または図２に示す構成により、電磁誘導結合を発生する電磁誘導結合部ＥＭＣが形成されている。
【００３９】
次に、図４は、マスターＥＣＵ３１の構成例を示すブロック図である。マスターＥＣＵ３１は、＋１２Ｖバッテリより給電されたデータ通信回路３３とマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３４を備えている。データ通信回路３３は、その一部にループ状部１ａを有する幹線用ツイストペア線１がアンテナとして接続され、マスタースレーブ通信を行うようにＣＰＵ３４により制御される送信部３３Ａと受信部３３Ｂを備えている。ＣＰＵ３４には、各種スイッチ３５やＬＥＤ（発光ダイオード）等からなるインジケータ３６が接続されている。
【００４０】
データ通信回路３３は、送信部３３Ａ、受信部３３Ｂおよび電源部３３Ｃを有する。送信部３３Ａは、ＣＰＵ３４のクロックパルス（たとえば、１２５ｋＨｚ）が供給され、このクロックパルスをベース信号として、ＣＰＵ３４から供給される送信データ（Ｔｘ）によりオンオフ変調する変調回路３３ａと、変調回路３３ａからの被変調波パルスを正弦波に波形整形する波形整形フィルタ３３ｂと、波形整形フィルタ３３ｂの出力が供給されてツイストペア線１を駆動する送信ドライバ３３ｃと、ＣＰＵ３４からの送受信切換信号ＴＲｃｈに基づいてデータ通信回路３３を送信許可状態または受信許可状態に切り換えるように制御すると共に、ＣＰＵ３４からの電力制御信号（Ｐｃｎｔ）に基づいてデータ通信回路３３を低消費電力モード状態に切り換えるように制御する制御部３３ｄとを有する。
【００４１】
受信部３３Ｂは、ツイストペア線１に接続され、ＣＰＵ３４のクロックパルス周波数（１２５ｋＨｚ）に同調する同調回路３３ｅと、同調回路３３ｅの出力を復調してデータを取得して、ＣＰＵ３４に供給する復調回路３３ｆとを有する。
【００４２】
電源部３３Ｃは、＋１２Ｖバッテリに接続され、データ通信回路３３の各部に適切な電源電圧を供給すると共に、ＣＰＵ３４に＋５Ｖ電源電圧を供給する。
【００４３】
次に、図５は、スレーブＥＣＵ４１ａの構成例を示すブロック図である。スレーブＥＣＵ４１ａは、＋１２Ｖバッテリより給電されたデータ通信回路４３とマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）４４を備えている。データ通信回路４３は、その一部にループ状部２ａを有する支線用ツイストペア線２がアンテナとして接続され、マスタースレーブ通信を行うようにＣＰＵ４４により制御される送信部４３Ａと受信部４３Ｂを備えている。ＣＰＵ４４には、各種スイッチ４５やＬＥＤ（発光ダイオード）等からなるインジケータ４６が接続されている。
【００４４】
データ通信回路４３は、送信部４３Ａ、受信部４３Ｂおよび電源部４３Ｃを有する。送信部４３Ａは、ＣＰＵ４４のクロックパルス（たとえば、１２５ｋＨｚ）が供給され、このクロックパルスをベース信号として、ＣＰＵ４４から供給される送信データ（Ｔｘ）によりオンオフ変調する変調回路４３ａと、変調回路４３ａからの被変調波パルスを正弦波に波形整形する波形整形フィルタ４３ｂと、波形整形フィルタ４３ｂの出力が供給されて支線用ツイストペア線２を駆動する送信ドライバ４３ｃと、ＣＰＵ４４からの送受信切換信号ＴＲｃｈに基づいてデータ通信回路４３を送信許可状態または受信許可状態に切り換えるように制御すると共に、ＣＰＵ４４からの電力制御信号（Ｐｃｎｔ）に基づいてデータ通信回路４３を低消費電力モード状態に切り換えるように制御する制御部４３ｄとを有する。
【００４５】
受信部４３Ｂは、支線用ツイストペア線２に接続され、ＣＰＵ４４のクロックパルス周波数（１２５ｋＨｚ）に同調する同調回路４３ｅと、同調回路４３ｅの出力を復調してシリアル通信形式のデータを取得して、ＣＰＵ４４に供給する復調回路４３ｆとを有する。
【００４６】
電源部４３Ｃは、＋１２Ｖバッテリに接続され、データ通信回路４３の各部に適切な電源電圧を供給すると共に、ＣＰＵ４４に＋５Ｖ電源電圧を供給する。
【００４７】
なお、スレーブＥＣＵ４１ｂ，４１ｃは、上述のスレーブＥＣＵ４１ａと同一の構成を有するものとし、ここではその説明を省略する。
【００４８】
次に、上述の構成を有するマスターＥＣＵ３１とスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃの動作について、図６に示す各部信号波形図を参照しながら説明する。
【００４９】
マスターＥＣＵ３１とスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、図６に示すように、送受信切換信号ＴＲｃｈにより、マスターＥＣＵ３１が送信許可状態となる時はスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃが受信許可状態となり、各スレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ送信許可状態となる時はマスターＥＣＵ３１が受信許可状態となって、交互に送信、受信を行うことができる。
【００５０】
まず、マスターＥＣＵ３１からスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃへデータを送信する場合は、マスターＥＣＵ３１のＣＰＵ３４は、送受信切換信号ＴＲｃｈによる送信許可状態時に、１２５ｋＨｚクロックパルスを変調回路３３ａに供給すると共に、各種スイッチ３５等から与えられた指示信号に基づくデータをシリアル通信形式で受け取り、変調回路３３ａに送信データ（Ｔｘ）として供給する。変調回路３３ａは、１２５ｋＨｚクロックパルスをベース信号として上記送信データによりオンオフ変調し、被変調波パルス出力を波形整形フィルタ３３ｂに供給する。波形整形フィルタ３３ｂは、変調回路３３ａからの被変調波パルス出力を波形整形し、正弦波状の被変調波出力を送信ドライバ３３ｃに供給する。送信ドライバ３３ｃは、波形整形フィルタ３３ｂからの正弦波状の被変調波出力を増幅して幹線用ツイストペア線１に供給し、ループ状部１ａを駆動する。
【００５１】
マスターＥＣＵ３１が送信許可状態となっている時、スレーブＥＣＵ４１a は受信許可状態となっている。そこで、スレーブＥＣＵ４１ａの支線用ツイストペア線２のループ状部２ａは、電磁誘導結合によりループ状部１ａから正弦波状の被変調波が伝達される。ループ状部２ａに伝達された正弦波状の被変調波は、同調回路４３ｅを介して復調回路４３ｆで復調されて、データ（Ｒｘ（＝Ｔｘ））が取得され、ＣＰＵ４４に供給される。ＣＰＵ４４は、供給されたデータ（Ｒｘ）の内容に応じて、各種スイッチ４５等を制御すると共に、対応するインジケータ４６を点灯させる。
【００５２】
次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより受信許可状態となり、スレーブＥＣＵ４１ａは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより送信許可状態となる。スレーブＥＣＵ４１ａのＣＰＵ４４は、送受信切換信号ＴＲｃｈによる送信許可状態時に、１２５ｋＨｚクロックパルスを変調回路３３ａに供給すると共に、各種スイッチ４５等から与えられた指示信号に基づくデータをシリアル通信形式で受け取り、変調回路４３ａに送信データ（Ｔｘ）として供給する。変調回路４３ａは、１２５ｋＨｚクロックパルスをベース信号として上記送信データによりオンオフ変調し、被変調波パルス出力を波形整形フィルタ３３ｂに供給する。波形整形フィルタ３３ｂは、変調回路３３ａからの被変調波パルス出力を波形整形し、正弦波状の被変調波出力を送信ドライバ３３ｃに供給する。送信ドライバ３３ｃは、波形整形フィルタ３３ｂからの正弦波状の被変調波出力を増幅して幹線用ツイストペア線１に供給し、ループ状部２ａを駆動する。
【００５３】
そこで、マスターＥＣＵ３１の幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａは、電磁誘導結合部ＥＭＣにおける電磁誘導結合作用によりループ状部２ａから正弦波状の被変調波が伝達される。ループ状部１ａに伝達された正弦波状の被変調波は、同調回路３３ｅを介して復調回路３３ｆで復調されて、データ（Ｒｘ（＝Ｔｘ））が取得され、ＣＰＵ３４に供給される。ＣＰＵ３４は、供給されたデータ（Ｒｘ）の内容に応じて、各種スイッチ３５等を制御すると共に、対応するインジケータ３６を点灯させる。
【００５４】
次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより再び送信許可状態となり、このとき、スレーブＥＣＵ４１ｂは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより受信許可状態となっている。そして、スレーブＥＣＵ４１ｂは、上述のスレーブＥＣＵ４１ａと同様の動作により、マスターＥＣＵ３１から送信されたデータをループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介して受信する。次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより再び、受信許可状態となり、スレーブＥＣＵ４１ｂは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより送信許可状態となる。
そして、スレーブＥＣＵ４１ｂは、上述のスレーブＥＣＵ４１ａと同様の動作により、ループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介してデータをマスターＥＣＵ３１へ送信する。
【００５５】
次に、マスターＥＣＵ３１は、送受信切換信号ＴＲｃｈにより再び送信許可状態となり、このとき、スレーブＥＣＵ４１ｃは、送受信切換信号ＴＲｃｈにより受信許可状態となっている。そして、スレーブＥＣＵ４１ｃは、上述のスレーブＥＣＵ４１ｂと同様の動作により、マスターＥＣＵ３１からのデータをループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介して受信し、次いで、マスターＥＣＵ３１が受信許可状態、スレーブＥＣＵ４１ｃが送信許可状態に切り替わり、スレーブＥＣＵ４１ｃからのデータが、ループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合を介して、マスターＥＣＵ３１へ送信される。
【００５６】
以下、上述の順番で、マスターＥＣＵ３１とスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの間でデータの送受信がマスタースレーブ通信形式で行われる。
【００５７】
このように、上述の構成の近磁界非接触通信装置では、幹線用ツイストペア線１のループ状部１ａをアンテナとするマスターＥＣＵ３１と、支線用ツイストペア線２のループ状部２ａをアンテナとするスレーブＥＣＵ４１ａ，４１ｂ，４１ｃとが、ループ状部１ａとループ状部２ａの電磁誘導結合によりデータを送受信するので、マスタースレーブ通信方式においてマスターＥＣＵの通信ラインからの各スレーブＥＣＵへの分岐を微弱な信号による電磁結合通信により簡単に行うことができ、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる。
【００５８】
また、電磁誘導結合を使用する近磁界非接触通信では、アンテナが非常に重要であり、アンテナは、通信回路とマッチング処理を行い、相手側通信ＥＣＵのアンテナと近距離で対向した位置に確実に固定され、決められたアンテナ位置関係を保った状態でないと、通信を実現することができず、アンテナの固定方法や、相手のアンテナとのズレ等の公差等を考慮した通信技術による信頼性の確保が困難であるという問題があるが、上述の近磁界非接触通信装置は、図１または図２に示すツイストペア線の接続構造を使用することによって、上述の問題を克服して、信頼性の高い近磁界非接触通信を行うことができる。
【００５９】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６０】
たとえば、ツイストペア線をアンテナとして使用すると、アンテナインピーダンスが非常に低くなるため、図７に示す他の実施例のように、マスターＥＣＵ３１、スレーブＥＣＵ４１ａ（および４１ｂ，４１ｃ）側共に、幹線用ツイストペア線１および支線用ツイストペア線２と、データ通信回路３３，４３の間に小型のインピーダンス調整用トランスＩＲＴを接続しても良い。
【００６１】
このインピーダンス調整用トランスＩＲＴは、たとえば、データ通信回路３３，３４に接続する側の巻線数とツイストペア線１，２に接続する側の巻線数の比を、たとえば４：１とした構成とされ、ツイストペア線１，２を直接データ通信回路３３，４３に接続した場合よりもインピーダンスが高くなる。そのため、データ通信回路３３，４３の受信部３３Ｂ，４３Ｂにおける受信効率が、図４および図５の回路構成の場合よりも向上するように改善され、微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００６２】
また、さらに他の実施例として、図８に示すように、ＥＣＵ５１，６１，７１，８１間で、電源供給は、ワイヤハーネスによる電源線１１０で行い、信号伝達は、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行うように構成しても良い。
【００６３】
また、さらに他の実施例として、図９に示すように、バッテリ（図示しない）から車両のインパネ９３に配置される機器への電源および信号伝達の際、電源供給は、電源用のジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）９２を介する電源線１１０で行い、機器への信号伝達は、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行うように構成しても良い。
【００６４】
図９では、車体側からインパネ９１側への電源供給は、Ｊ／Ｂ９２を介しているが、車体側からインパネ９１側への信号伝達は、Ｊ／Ｂ９２を介さずに幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行い、また、インパネ９２において、ステアリング９４の左側に配置されたナビゲーション装置９１に対しての信号伝達も、幹線用ツイストペア線１と支線用ツイストペア線２の電磁誘導結合部ＥＭＣを介して行うように構成している。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ツイストペア線への加工が必要なく、水分の侵入による不具合もない安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、製造コストが安価となる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、固定作業がやり易く、作業性が向上する。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、安価で信頼性の高い通信データの送受信を実現できる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、受信効率を向上させて、微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【００７１】
請求項７記載の発明によれば、マスタースレーブ通信方式において微弱な信号による電磁結合通信を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るツイストペア線の接続構造の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係るツイストペア線の接続構造の第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明によるツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置の構成例を示す図である。
【図４】図３の近磁界非接触通信装置におけるマスターＥＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図５】図３の近磁界非接触通信装置におけるスレーブＥＣＵの構成例を示すブロック図である。
【図６】図３の近磁界非接触通信装置における各部の信号波形図である。
【図７】近磁界非接触通信装置の他の実施例を示す部分的回路図である。
【図８】近磁界非接触通信装置のさらに他の実施例を示す図である。
【図９】近磁界非接触通信装置のさらに他の実施例を示す図である。
【図１０】従来のＥＣＵ間の電気的接続構造の一例を示す図である。
【図１１】従来のツイストペア線の接続構造の一例を示す図である。
【図１２】従来のツイストペア線の接続構造の他の例を示す図である。
【図１３】従来のツイストペア線の接続構造のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 幹線用ツイストペア線
１ａ ループ状部（第１のループ状部）
２ 支線用ツイストペア線
２ａ ループ状部（第２のループ状部）
３ 粘着テープ（固定手段）
４ コイルボビン（固定手段）
３１ マスターＥＣＵ（第１の通信ユニット）
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ スレーブＥＣＵ（第２の通信ユニット）
５１，６１，７１，８１ ＥＣＵ
ＥＭＣ 電磁誘導結合部
ＩＲＴ インピーダンス調整用トランス
Claims (7)
- 幹線用ツイストペア線の一部を広げて第１のループ状部を形成すると共に、支線用ツイストペア線の一部を広げて第２のループ状部を形成し、前記第１のループ状部と前記第２のループ状部を近接させて固定手段で固定することにより、前記幹線用ツイストペア線に信号を流したときに前記第１のループ状部と前記第２のループ状部の電磁誘導結合を生じるように構成し、前記幹線用ツイストペア線からの信号を前記支線用ツイストペア線へ非接触で伝達する
ことを特徴とするツイストペア線の接続構造。 - 前記第１のループ状部および前記第２のループ状部は、ほぼ同一径に形成される
ことを特徴とする請求項１記載のツイストペア線の接続構造。 - 前記固定手段は、粘着テープである
ことを特徴とする請求項１または２記載のツイストペア線の接続構造。 - 前記固定手段は、コイルボビンである
ことを特徴とする請求項１または２記載のツイストペア線の接続構造。 - 請求項１から４のいずれか１項に記載のツイストペア線の接続構造を使用する近磁界非接触通信装置であって、
前記幹線用ツイストペア線の前記ループ状部を第１のアンテナとする第１の通信ユニットと、
前記支線用ツイストペア線の前記ループ状部を第２のアンテナとする第２の通信ユニットとを備え、
前記第１の通信ユニットと前記第２の通信ユニットは、前記第１のループ状部と前記第２のループ状部の電磁誘導結合によりデータを送受信する
ことを特徴とする近磁界非接触通信装置。 - 前記第１および第２の通信ユニットは、それぞれ、前記アンテナとの間に接続されたインピーダンス調整用トランスを含む
ことを特徴とする請求項５記載の近磁界非接触通信装置。 - 前記第１の通信ユニットはマスターＥＣＵであり、前記第２の通信ユニットはスレーブＥＣＵである
ことを特徴とする請求項５または６記載の近磁界非接触通信装置。
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