JP2006351344A - デバイスネット機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 外来ノイズの機器内への侵入を効果的に防止して機器動作やデータ伝送等への悪影響を最小限に抑えることができるようにする。
【解決手段】 デバイスネット機器１とパソコンなどの本体とを信号線５を介して接続するために機器シャーシ３に固定されるＩＥＣ準拠の金属製コネクタ４に、信号線５とシャーシ３間をＡＣ結合するコンデンサ１３を実装してなるノイズ対策基板１０を取り付けることによって、外来ノイズがデバイスネット機器１の内部ケーブル６へ侵入することを抑制するように構成している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば流量を遠隔制御するためにネットワークシステムに接続して用いられるマスフローコントローラ等のように、パソコン等の本体に接続されて該本体から信号線を経て伝送されるデータ信号により所定通りに制御動作すべく構成されているデバイスネット機器に関し、特に、機器の耐ノイズ（ＥＭＣ）対策技術に関する。

この種のデバイスネット機器においては、ネットワークシステム全体の危険ラインに対する保護及び機器個々の誤動作防止を図るための通信規格に適合させることから、機器側に１ＭΩ以上のインピーダンスを介在させる必要がある。その一例を図５に基いて説明すると、ＩＣやトランジスタなどの電子デバイス、抵抗器やコンデンサ等の電子部品、その他の部品類を搭載・固定したプリント基板２がシャーシ３の内部に組込み設置されているデバイスネット機器１は、前記シャーシ３に締付け固定されたデバイスネット規格のコネクタ４（Ｍｉｃｒｏ−ｓｔｙｌｅ Ｍ１２／５ピンコネクタで、ＩＥＣ６０９４７−５−２に準拠する。以下、ＩＥＣ準拠コネクタと略称するものも含む）及び該コネクタ４の一端側に接合された信号線５を介してパソコン等の本体（図示省略する）に接続されている。そして、コネクタ４の他端側とプリント基板２とをケーブル６を介して接続し、かつ、シャーシ３とシールド（ドレイン）線間に１ＭΩ以上のインピーダンス７を介在することにより、上述した通信規格に適合するネットワークシステムが構築されている。

上記のように構築されるネットワークシステムにおいては、本体とデバイスネット機器１とを接続する信号線５を被覆する電磁シールド８をシャーシ３に直接繋ぐことができないために、外来ノイズＮが信号線５の非シールド部分を通して直接、機器１のシャーシ３内に侵入して機器１の誤動作の原因になったり、データ伝送、転送におけるデータの誤りを引き起こしたりするという問題がある。

このような問題を回避するためのＥＭＣ（耐ノイズ）対策として、従来では、図５中に記したように、プリント基板２上に、例えば導通ランド及びコンデンサからなるノイズ対策回路９を形成する手段が採用されていた。

しかしながら、上記したような従来のＥＭＣ対策では、コネクタ４からプリント基板２までのケーブル６がシャーシ３内に長く配線されるために、そのケーブル６を経てシャーシ３内に取り込まれた外来ノイズ成分Ｎが機器１内部で漏れ出して電子デバイスや電子部品に干渉し、機器動作やデータ伝送等に悪影響を及ぼすといったように、確実十分なＥＭＣ対策効果を発揮させることができないという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、外来ノイズの機器内への侵入を効果的に防止して機器動作やデータ伝送等への悪影響を最小限に抑えることができるデバイスネット機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るデバイスネット機器は、電子デバイス、電子部品を搭載の基板を内蔵するシャーシに固定したコネクタを介して本体に接続されるデバイスネット機器であって、前記コネクタの直近位置もしくはコネクタ内部に、信号線と前記シャーシ間をＡＣ結合させるノイズ対策部品を設けていることを特徴とするものである。

上記のような特徴構成を有する本発明によれば、既述した通信規格への適合性の関係から機器シャーシに直接シールドすることができない状態の信号線が拾う外来ノイズ成分を、コネクタの直近位置もしくはコネクタ内部に設けられ信号線とシャーシ間をＡＣ結合するノイズ対策部品を経てシャーシに逃がすことが可能である。つまり、外来ノイズ成分が機器内の長い配線部に侵入する以前の段階で確実十分なＥＭＣ対策効果を発揮させることができる。したがって、機器内の配線部長さの長短に関係なく、外来ノイズ成分が機器内部に取り込まれ、かつ、機器内の配線部から漏れ出して電子デバイスや電子部品に干渉し、機器動作やデータ伝送等に及ぼす悪影響を最小限に抑制することができるという効果を奏する。

本発明に係るデバイスネット機器において、前記ノイズ対策部品はコネクタ内部に直接内蔵してもよいが、請求項２に記載のように、前記ノイズ対策部品を実装して別途作製されたノイズ対策基板を前記コネクタに取り付けることにより、そのノイズ対策部品をコネクタの直近位置に設けることが好ましい。この場合は、既存のコネクタを使用している機器にＥＭＣ対策を講じるに際して、コネクタ交換という余分なコストをかけることなく、既存のコネクタにノイズ対策基板を取り付けるだけで、上述したとおりの優れたＥＭＣ対策効果を簡単に付与することができる。

また、本発明において、前記ノイズ対策部品は、コネクタの機器側内端面に密着させて設けることが最も望ましいが、少なくともコネクタの機器側内端面から２０ｍｍ未満の距離範囲内に設けることにより、所定のＥＭＣ対策効果を発揮させることが可能である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るデバイスネット機器の概略縦断面図であり、このデバイスネット機器１は、ＩＣやトランジスタなどの電子デバイス、抵抗器やコンデンサ等の電子部品、その他の部品類を搭載・固定したプリント基板２がシャーシ３の内部に組込み設置されているとともに、前記シャーシ３に締付け固定されたＩＥＣ準拠の金属製コネクタ４及びこのコネクタ４の一端側に接合された信号線５を介してパソコン等の本体（図示省略する）に接続され、かつ、コネクタ４の他端側とプリント基板２とがシャーシ３内部に配線されたケーブル６を介して接続されており、これによって、デバイスネット機器１を遠隔制御可能なネットワークシステムが構築されている。

前記ＩＥＣ準拠の金属製コネクタ４は、図２に示すように、金属シェル４Ａ内部に５本のコネクタピン４Ｂが樹脂モールドにより保持されているとともに、前記金属シェル４Ａの外周雌ねじ部４Ｃに前記機器シャーシ３に対する締付け固定用のナット４Ｄが螺嵌されている。この金属製コネクタ４には、その金属シェル４Ａの機器側内端面４ａに後述するノイズ対策部品を密着させて信号線５と前記シャーシ３間をＡＣ結合させるノイズ対策基板１０が取り付けられている。

前記ノイズ対策基板１０は前記コネクタ４とは別途に作製されるものであって、その表面中央部には、図３に明示するように、前記コネクタ４のコネクタピン４Ｂが挿通する十字状の孔１１が形成され、この十字条孔１１の各孔端部周辺に各コネクタピン４Ｂに接触し導通状態となるコネクタピン接続部１２が形成されているとともに、基板１０の外周辺寄り箇所にノイズ対策部品の一例となるコンデンサ１３が前記コネクタピン接続部１２に導通する状態でハンダ付けにより付設（実装）されている。なお、基板１０の表面には、１ＭΩ以上のインピーダンス７が付設されている。また、斜線挿入部分は導通領域である。

一方、前記ノイズ対策基板１０の裏面には、図４に明示するように、前記コネクタ４における金属シェル４Ａの機器側内端面４ａに対応する環状の接続部１４が形成されており、この環状接続部１４を金属シェル４Ａの機器側内端面４ａに密着させた状態で該ノイズ対策基板１０を複数のスルーホール１５を通して前記コネクタ４の金属シェル４Ａにハンダ付けすることにより、前記コンデンサ１３を介して前記信号線５と前記シャーシ３間がＡＣ結合されている。

上記のように構成されたデバイスネット機器１においては、通信規格への適合性の関係から機器シャーシ３に直接シールドすることができない状態におかれる信号線５を通して入力してくる外来ノイズ成分をコネクタ４に取り付けたノイズ対策基板１０に実装のコンデンサ１３を経てシャーシ３に逃がすことが可能で、外来ノイズ成分が機器１内の長い配線部、すなわち、ケーブル６に侵入する以前の段階で確実十分なＥＭＣ対策効果を発揮させることができる。したがって、機器１内のケーブル６の配線長さの長短に関係なく、外来ノイズ成分が機器１内部に取り込まれて電子デバイスや電子部品等に干渉し、その結果として機器動作やデータ伝送等に及ぼす悪影響を最小限に抑制することができる。

因みに、本発明者らは、（ａ）ノイズ対策が施されていない機器、（ｂ）プリント基板上にノイズ対策回路を形成した従来の機器、及び、（ｃ）上記実施の形態で説明したように、コネクタにノイズ対策基板を取り付けた本発明の機器それぞれのＥＭＣ対策効果を確認するためのＥＭＣ試験を行った。この試験条件は、１０Ｖ／ｍ、８０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚであり、供試機器であるマスフローコントローラの流量出力によって、効果を確認した。

上記試験の結果は、図６の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す通りであり、これら結果からも明らかなように、本発明の機器では、外来ノイズ成分が機器内部の電子デバイスや電子部品になんら干渉することがなく、所定どおりの流量出力が得られることを確認できた。また、試験の結果は、図示していないが、ノイズ対策部品をコネクタの機器側内端面から２０ｍｍ未満の距離範囲内に設ければ、プリント基板上にノイズ対策回路を形成した従来の機器よりも高いＥＭＣ対策効果が得られることも確認できた。

なお、上記実施の形態では、コンデンサ１３をコネクタ４とは別途に作製したノイズ対策基板１０に実装し、この基板１０をコネクタ４に取り付けることにより、既存のコネクタをそのまま使用しつつ所定のＥＭＣ対策が可能としたものについて説明したが、コンデンサ１３をコネクタ４に直接内蔵してノイズ対策コネクタを作製し、このノイズ対策コネクタを用いて本体とデバイスネット機器１とを接続した場合も同様なＥＭＣ対策効果が得られる。

また、ノイズ対策部品としては、コンデンサ以外に、コイルやＥＭＩフィルタなどを用いてもよい。

本発明に係るデバイスネット機器の概略縦断面図である。 コネクタの拡大側面図である。 ノイズ対策基板の拡大表面図である。 ノイズ対策基板の拡大裏面図である。 従来のデバイスネット機器及び該機器に対するＥＭＣ対策状態を示す要部の縦断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は試験結果を示すグラフである。

符号の説明

１ デバイスネット機器
２ プリント基板
３ シャーシ
４ ＩＥＣ準拠の金属製コネクタ
５ 信号線
１０ ノイズ対策基板
１３ コンデンサ（ノイズ対策部品）

Claims (3)

1. 電子デバイス、電子部品を搭載の基板を内蔵するシャーシに固定したコネクタを介して本体に接続されるデバイスネット機器であって、
   前記コネクタの直近位置もしくはコネクタ内部に、信号線と前記シャーシ間をＡＣ結合させるノイズ対策部品を設けていることを特徴とするデバイスネット機器。
2. 前記ノイズ対策部品は、該部品を実装して別途作製されたノイズ対策基板を前記コネクタに取り付けることにより、コネクタの直近位置に設けられている請求項１に記載のデバイスネット機器。
3. 前記ノイズ対策部品は、前記コネクタの機器側内端面から２０ｍｍ未満の距離範囲内に設けられている請求項１または２に記載のデバイスネット機器。
   
   
   

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