JP2012039201A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】引き出し線の持つインダクタンスの影響を減少させることができるノイズフィルタを提供する。
【解決手段】ワイヤーハーネスの幹線から２本の電線２、３を引き出し束ねて、これらの電線２、３の先端の被覆を剥いて一括圧着して圧着された部分をユニット本体２５内のコンデンサ２９の一方の端子に電気的に接続する場合に、ワイヤーハーネス束から引き出した２本の電線２、３の間に発泡樹脂製の緩衝部材４を挟んでテープ５で固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線が取り付けられて、当該電線内の電気的なノイズを除去するノイズフィルタに関する。

例えば、自動車等に装備されるラジオ受信機等は、ワイパモータのような高周波成分を持った雑音源からの電動ノイズや、リアウンドウデフォッガのスイッチオンまたはオフ時のノイズや、誘導ノイズ等が電線を伝わってラジオアンテナから入力されることがあり、ラジオのスピーカから耳障りな雑音を発してしまうという問題が生じていた。

そのため、自動車等に搭載されるワイヤーハーネス等においては、そのノイズ対策として、当該ワイヤーハーネスに含まれるアース用電線を、コンデンサを介して適当な接地部分（例えば自動車のボディパネル等）に接続するためのノイズフィルタ（例えば、特許文献１、２を参照）が用いられることがある。

このワイヤーハーネスからコンデンサ（ノイズフィルタ）への電線を引き出す際は、図９に示したように、当該電線１０１の中間皮剥きをして引き出し電線１０２を圧着部材１０３でジョイント圧着し、圧着部分に絶縁テープで被覆処理を行っていた。

このような、電線の中間皮剥きをしてジョイント圧着を行い、圧着部分に絶縁テープで被覆処理を行う場合は、作業が煩雑になり、また、ワイヤーハーネスを束ねた際に接続点（圧着点）が膨らんでしまい配索しにくくなるという問題があった。

そこで、図１０に示したように、ワイヤーハーネス束から２本の電線１１１、１１２を引き出し束ねて、これらの電線１１１、１１２の先端の被覆を剥いて一括圧着して圧着された部分１１３をコンデンサ１１４の一方の端子に電気的に接続する方法が行われている。この方法では、ワイヤーハーネスを束ねた際に接続点（引き出し点）の膨らみもなく、配索が容易になる。

特開２００９−１４６５７０号公報 特開２００９−１７６８５号公報

上述したコンデンサを用いたノイズフィルタは、コンデンサが持っている容量と残留インダクタンス（この残留インダクタンスにはコンデンサ本体だけでなくコンデンサ端子リード等が持つインダクタンス成分も含む）を利用して自己共振点を作りノイズのフィルタリング動作を行う。

しかしながら、上述したように、電線の中間皮剥きをしてジョイント圧着を行ってコンデンサへの引き出し線を引き出したり、２本の電線を束ねてその先端の被覆を剥いて一括圧着を行ってコンデンサへの引き出し線を引き出したりする方法では、引き出し線の持つインダクタンスとコンデンサの持つ残留インダクタンスとが合計加算されるので、引き出し線の長さを変更すると、フィルタの減衰極周波数の移動が起こってしまう。

この減衰極周波数の移動が起こるということは、減衰させたい周波数の帯域幅が移動することになるために、意図するフィルタ特性が得られず、減衰特性が悪化するという問題があった。

そこで、本発明は、引き出し線の持つインダクタンスの影響を減少させることができるノイズフィルタを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、ハウジング内に設けられて一方の端子が接地されたコンデンサと、互いの先端部分の導体を圧着して前記コンデンサの他方の端子に電気的に接続されるとともに前記ハウジングから同じ方向に向かって併走している２本の電線と、を備えたノイズフィルタにおいて、前記２本の電線が併走している部分では、前記２本の電線が非導電性材料で形成された緩衝部材を挟んで固定されていることを特徴とするノイズフィルタである。

請求項２に記載の発明は、ハウジング内に設けられて一方の端子が接地されたコンデンサと、前記ハウジングの一方側から他方側へ貫通し、前記ハウジング内で前記コンデンサの他方の端子に電気的に接続される電線と、を備えたノイズフィルタにおいて、前記ハウジングの他方側へ抜けた前記電線が前記ハウジングの一方側へ折り返され、前記ハウジングの一方側へ向かう前記電線と前記折り返された前記電線とが併走している部分では、併走している電線の間に非導電性材料で形成された緩衝部材が挟まれて固定されていることを特徴とするノイズフィルタである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記緩衝部材が、発泡樹脂材料で形成されていることを特徴とするものである。

以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、ワイヤーハーネスの電線束から２本の電線を引き出して、これらの電線の先端の被覆を剥いて一括圧着して圧着された部分をコンデンサの一方の端子に接続する場合に、２本の電線の併走している部分が、非導電性部材で形成された緩衝部材を挟んで束ねられているので、引き出し線部分が緩衝部材を挟んで束ねられることになり、電線同士が密に重なることを防止して、引き出し線のインダクタンスを減少させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ワイヤーハーネスの電線束から１本の電線を引き出して、その電線をコンデンサが設けられたハウジングを貫通してハウジング内で当該電線とコンデンサの他方の端子を接続するような構成で、ハウジングの他方側へ抜けて一方側へ折り返すように配索される場合に、ハウジングに向かう電線と折り返した電線とが併走する区間において、非導電性部材で形成された緩衝部材を挟んで束ねられているので、引き出し線部分が緩衝部材を挟んで束ねられることになり、電線同士が密に重なることを防止して、引き出し線のインダクタンスを減少させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、緩衝部材が樹脂材料で形成されているので、電線がずれにくく互いの電線の位置関係が容易に崩れにくくなり、また固定が容易になる。

本発明の一実施形態にかかるノイズフィルタの概略構成図である。 図１に示されたノイズフィルタの緩衝部材を示す斜視図である。 図１に示されたノイズフィルタのノイズフィルタ本体を示す斜視図である。 図１に示されたノイズフィルタのノイズフィルタ本体を示す分解斜視図である。 図１に示されたノイズフィルタの相互インダクタンスＭと結合係数ｋが緩衝部材の幅（Ｇａｐ）によりどのように変化するか示したグラフである。 図１に示されたノイズフィルタの複数の緩衝部材の幅の周波数と減衰量との関係を示したグラフである。 ３端子接続のノイズフィルタの概略構成図である。 本発明の他の実施形態にかかるノイズフィルタの概略構成図である。 従来のノイズフィルタの概略構成図である。 従来のノイズフィルタの概略構成図である。

次に、本発明の一実施形態を図１ないし図７を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかるノイズフィルタ１は、図１に示すように、電線２、３と、緩衝部材４と、ノイズフィルタ本体２２と、を備えている。

電線２、３は、図示しないワイヤーハーネスを構成する電線束（幹線）から引き出される引き出し線であり、導体と、その導体を被覆する絶縁性の被覆部と、を備えて構成されている。電線２は図１の左側（ワイヤーハーネスの幹線の一方側）から引き出され、電線３は右側（ワイヤーハーネスの幹線の他方側）から引き出され後述するノイズフィルタ本体２２に向かう。

緩衝部材４は、図２に示すように発泡樹脂等の非導電体で細長い直方体に形成されて、電線２、３に挟まれて、電線２、３を所定間隔空けるように機能する。この電線２、３間の間隔を空けるため方向を緩衝部材４の幅Ｘとし、幅Ｘと直交し電線２、３と平行な方向を緩衝部材４の長さＹとする。なお、長さＹは、電線２、３がワイヤーハーネスの幹線から引き出されて併走している長さ（ワイヤーハーネスの幹線から引き出されてから後述するノイズフィルタ本体２２に入力されるまでの電線２、３が併走している長さ）と略同じ長さとする。

ノイズフィルタ本体２２は、図３および図４に示すように、予め電線２、３の先端部に取り付けてなるカバー組付電線２４と、このカバー組付電線２４の嵌合により電気的な接続がなされるユニット本体２５とを備えて構成されている。

カバー組付電線２４は、電線２、３の他に電線側端子２６とカバー部材２７とを有している。また、このカバー組付電線２４が嵌合するユニット本体２５は、ケース２８と、コンデンサ２９と、中継端子３０と、アース端子３１と、クランプ３２とを備えて構成されている。

電線側端子２６は、導電性を有する金属からなり、電線２、３の導体に直接接続される電線接続部３３と、この電線接続部３３の前側に連続する電気接触部３４とを有している。電線接続部３３は、並べるように配置した電線２、３の一方の端部を皮剥ぎして露出させた導体を加締める一対の導体加締め片３６と、電線２、３の被覆部を加締める一対の被覆加締め部３７とを有している。

電気接触部３４は、基部３８と、この基部３８の一方の側部に連成される接続タブ３９（端子接触部）と、基部３８の他方の側部に連成される係止部４０と、この係止部４０に連成されるリブ当接部４１とを有している。電気接触部３４は、折り曲げ加工によって形成されている。基部３８と接続タブ３９と係止部４０は、折り曲げ加工によりコ字状の形状に形成されている。

リブ当接部４１は、折り曲げ加工により係止部４０に連成されている。リブ当接部４１は、基部３８に対して平行になるように形成されている。リブ当接部４１は、この部分を作業者が指で押しても指が痛くならないような幅を有するように形成されている。尚、接続タブ３９の先端にリブ当接部４１を連成しても良いものとする。

基部３８には、カバー部材２７に対する位置決め用の貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２は、基部３８の中央に形成されている。

係止部４０には、係止用の係止穴４４が貫通形成されている。係止穴４４は、係止部４０が基部３８に連続する位置に合わせて形成されている。係止穴４４は、電線側端子２６がカバー部材２７から抜け落ちないようにするための部分として形成されている。

接続タブ３９は、タブ状であって、ユニット本体２５の中継端子３０に差し込まれて電気的な接続を行う部分として形成されている。

電線側端子２６は、電線２、３の一方の端部との接続をした状態で、この底部分３５側からカバー部材２７の内部に挿入されるようになっている。そして、カバー部材２７に対して係止されると脱落が生じないようになっている。電線側端子２６は、リブ当接部４１を作業者が指で押すことで容易にカバー部材２７の内部に挿入することができるようになっている。

カバー部材２７は、絶縁性を有する合成樹脂製の部材であって、電線側端子２６を係止するとともに、ユニット本体２５のケース２８に対して嵌合するような形状に形成されている。カバー部材２７は、天井壁４６と、この天井壁４６に連続する側壁とを有している。側壁に関しては、この側壁の内側が電線収納部４７となるように形成されている。また、側壁に関しこの外側は（側壁自体は）、ケース２８に差し込まれる際にガイドとして機能するケース挿入ガイド部４８となるように形成されている。

また、側壁には、可撓性を有するアーム状の係止突起４９が形成されている。また、側壁には、略突起状のカバー側嵌合部５０が複数形成されている。係止突起４９は、カバー部材２７の内部に挿入された電線側端子２６を係止する部分として形成されている。カバー側嵌合部５０は、ケース２８に嵌合するように形成されている。

カバー部材２７の内部には、電線側端子２６のガタ付きを防止する部分として図示しない第一の位置決めリブと、壁差込溝と、第二の位置決めリブとが形成されている。

ハウジングとしてのユニット本体２５のケース２８は、絶縁性を有する合成樹脂製の部材であって、電子部品収納凹部５６と、この電子部品収納凹部５６の隣となる嵌合接続凹部５７とを有している。電子部品収納凹部５６及び嵌合接続凹部５７は、底壁５８と、この底壁５８の縁部に形成される側壁５９と、隔壁６０とにより囲まれて形成されている。電子部品収納凹部５６は、電子部品２９を収納するための凹状の部分として形成されている。嵌合接続凹部５７は、カバー組付電線２４が嵌合し、電気的な接続が行われる凹状の部分として形成されている。電子部品収納凹部５６及び嵌合接続凹部５７は、隔壁６０によって隔てられている。

側壁５９には、係止突起６１や突起係止部６２が形成されている。また、側壁５９には、一対の電線支持部６３が形成されている。突起係止部６２は、カバー組付電線２４を嵌合させるための部分として形成されている。一対の電線支持部６３は、嵌合接続凹部５７の部分にＵ字状に切り欠かれて形成されている。一対の電線支持部６３は、カバー組付電線２４の嵌合の際に電線２１が差し込まれてこれを支持することができるように形成されている。尚、図４の突起係止部６２は、図３と構造が異なっているが、いずれの構造を採用しても良いものとする。

隔壁６０には、突起係止部６４と、リード支持部６５、６６と、膨出部６７とが形成されている。突起係止部６４は、カバー組付電線２４を嵌合させるための部分として形成されている。リード支持部６５、６６は、電子部品収納凹部５６に収納されるコンデンサ２９の、嵌合接続凹部５７にまでのびるリード６８、６９を支持するために形成されている。リード支持部６５、６６は、スリット状に形成されている。

また、嵌合接続凹部５７の底（底壁５８）には、中継端子３０の位置決めと固定とをするための図示しない固定部分および中継端子３０の位置決めをする中継端子３０の長手方向に沿ってのびる位置決めリブが形成されている。

図４において、中継端子３０は、導電性を有する金属からなり、バスバー状の固定基板部７２と、この固定基板部７２の一側部に連成されて電線側端子２６の接続タブ３９が差し込まれるタブ接続部７３とを有している。固定基板部７２は、嵌合接続凹部５７の底（底壁５８）に載置固定されるように形成されている。

固定基板部７２には、嵌合接続凹部５７の底に引っ掛かって中継端子３０の脱落を防止する固定爪７４が複数形成されている。また、固定基板部７２には、コンデンサ２９のリード６９に接触して組み付け時に溶接される凸形状の溶接部７５が形成されている。また、中継端子３０は、嵌合接続凹部５７の固定部分に差し込んで位置決めをするための貫通孔７６が設けられている。

タブ接続部７３は、箱状に形成されている。タブ接続部７３の内部には、電線側端子２６の接続タブ３９に弾性的に接触する弾性接触片（図示省略）が形成されている。

中継端子３０は、嵌合接続凹部５７の固定部分に差し込まれて位置決め固定され、また、嵌合接続凹部５７の位置決めリブによっても位置決めされ、さらに、自身の固定爪７４が嵌合接続凹部５７の底に引っ掛かることから、ガタ付きなく嵌合接続凹部５７に取り付けられるようになっている。

アース端子３１は、導電性を有する金属からなり、ネジ止め用の貫通孔７７を有するアース部７８と、このアース部７８に連続するとともに、電子部品収納凹部５６の開口部を覆うようなカバーとしての形状に形成される基部７９と、基部７９に連続する接続脚部８０とを有している。

基部７９は、前記の如くカバーの機能を有しており、ケース２８の係止突起６１に引っ掛かるような嵌合部８１、８２が形成されている。また、基部７９には、車両ボディの上記座面に差し込まれて係止されるクランプ３２を取り付けるためのクランプ着脱部８３が形成されている。基部７９は、電子部品収納凹部５６に収納された後のコンデンサ２９を押さえつけることができるような形状に形成されている。

嵌合部８１、８２は、略枠状であって、それぞれ基部７９の側部から垂れ下がるように形成されている。嵌合部８１、８２は、ケース２８の係止突起６１を乗り越えるために必要十分な可撓性を有している。クランプ着脱部８３は、基部７９を切り欠くようなスリット状に形成されている。クランプ着脱部８３は、クランプ３２を差し込んだ後、このクランプ３２をスライドさせて固定することができるように形成されている。クランプ着脱部８３は、クランプ３２を差し込む部分が嵌合部８２に連成されている。

接続脚部８０は、嵌合接続凹部５７に差し込まれる部分であって、帯片をＬ字状に折り曲げるようにして形成されている。接続脚部８０のＬ字状に折り曲がる部分には、コンデンサ２９のリード６８を逃がすようなスリット８４が形成されている。また、嵌合接続凹部５７の底に対応する部分には、リード６８に接触して溶接がなされる凸形状の溶接部８５が形成されている。

クランプ３２は、合成樹脂製の部材であって、アース端子３１に対して着脱自在となる構造であるとともに、車両ボディの上記座面に差し込まれてこの部分に係止される構造になっている。クランプ３２は、係止部としての機能を有している。クランプ３２は、アース端子３１の基部７９に平行な基板８６と、この基板８６の表面に設けられる支柱８７と、可撓性を有し支柱８７に連成される一対の係止羽根８８とを有している。クランプ３２は、車両ボディの上記座面に形成されたクランプ穴に一対の係止羽根８８を差し込んでこの係止羽根８８の各端部を上記クランプ穴の開口縁に引っ掛けることができるようになっている。

コンデンサ２９は、本体８９と、一対のリード６８、６９とを有している。

上述したように構成されたノイズフィルタ１は、図１に示したように、電線２と電線３が緩衝部材４を挟んでテープ５で巻かれて固定される。電線２と電線３は、電線側端子２６で導体が加締められて（一括圧着されて）ユニット本体２５に取り付けられてコンデンサ２９と電気的に接続される。そして、アース端子３１が車両ボディにネジ止めされてアース（接地）される。

次に、本発明の発明者らは、上述した構成のノイズフィルタ１の効果を確認した。結果を図５および図６に示す。図５および図６に示したノイズフィルタ１は、緩衝部材長さＹを１３０ｍｍ、一括圧着区間Ｙｔを１５ｍｍ、コンデンサ２９の静電容量を２．２μＦとした。このときのコンデンサ２９の残留インダクタンスＬｏは２３ｎＨ、電線２、３の緩衝部材長さ部分のインダクタンスがそれぞれ９０ｎＨ、一括圧着区間Ｙｔのインダクタンスが１２ｎＨとなる。

図５は、相互インダクタンスＭと結合係数ｋが緩衝部材４の幅Ｘ（Ｇａｐ）によりどのように変化するか示したグラフである。相互インダクタンスＭと結合係数ｋと引き出し線（電線２、３）のインダクタンスは、電線２のインダクタンスＬ１、電線３のインダクタンスＬ２とすると、次の式で表される。

図５によれば、結合係数ｋが、緩衝部材４の幅Ｘが増えるに従って小さくなっていき、緩衝部材４の幅Ｘが２０ｍｍ以上では０となることが明らかになった。また、結合係数ｋが小さくなるということは前記式より相互インダクタンスＭも緩衝部材４の幅Ｘが増えるに従って小さくなるため、緩衝部材４の幅Ｘが２０ｍｍ以上では０となることが明らかになった。

図６は、複数の緩衝部材４の幅Ｘの周波数と減衰量との関係を示したグラフであり、実線が３端子接続（後述）、点線が緩衝部材４の幅Ｘが２０ｍｍ、一点差線が緩衝部材４の幅Ｘが１０ｍｍ、二点差線が緩衝部材４を設けない場合（０ｍｍ）、をそれぞれ示している。

図６の３端子接続とは、図７に示しように引き出し線を引き出さずにワイヤーハーネスを構成する１本の電線６がノイズフィルタ本体２２を貫通して、貫通した電線６がノイズフィルタ本体２２内のコンデンサ２９に接続されている接続方法であり、引き出し線を引き出さないために、引き出し線分のインダクタンスの影響を極めて小さくすることができるが、直接ワイヤーハーネス幹線に取り付けるために、ワイヤーハーネスの構成によってはノイズフィルタ本体２２を取り付けることが困難になる場合もあるため、引き出し線を引き出す方法と用途に応じて選択される。

図６によれば、引き出し線分のインダクタンスの影響が極めて小さい３端子接続を基準とすると、緩衝部材４の幅Ｘが２０ｍｍの場合が最も極共振周波数が基準に近いことが明らかとなった。すなわち、緩衝部材４の幅Ｘが０から１０ｍｍ、２０ｍｍと増えるにしたがって極共振周波数（グラフ中一番多く減衰する値）が３端子接続に近づくことが明らかとなった。したがって、緩衝部材４の幅Ｘが０から１０ｍｍ、２０ｍｍと増えるにしたがって３端子接続に近い特性を得られることが明らかとなった。なお、本実施例の場合、緩衝部材４の幅Ｘが２０ｍｍの場合と３端子接続では極共振周波数がずれているが、これは緩衝部材４が挟まれない一括圧着区間Ｙｔの相互インダクタンスの影響である。また、図５より緩衝部材４の幅Ｘが２０ｍｍ以上では相互インダクタンスＭが０であるので、緩衝部材４の幅Ｘを２０ｍｍより多くしても極共振周波数が３端子接続に近づくことは無い。

本実施形態によれば、ワイヤーハーネスの幹線から２本の電線２、３を引き出し束ねて、これらの電線２、３の先端の被覆を剥いて一括圧着して圧着された部分をユニット本体２５内のコンデンサ２９の一方の端子に電気的に接続する場合に、幹線から引き出した２本の電線２、３の間に緩衝部材４を挟んでテープ５で固定しているので、２本の電線２、３が圧着部分以外で密に重なることを防止して、引き出し線のインダクタンスを減少させることができる。

また、緩衝部材４が発泡樹脂部材で形成されているので、電線が緩衝部材４からずれにくく、電線２、３の位置関係が変化しにくい。

なお、上述した実施形態では、２本の電線２、３を引き出して、一括圧着してコンデンサ２９の接続する形態で、電線２、３の併走部分に緩衝部材４を挟んでいたが、図８に示すように３端子接続でも、ノイズフィルタ本体２２の一方側から他方側へ抜けた後に、他方側から折り返して、電線６のノイズフィルタ本体２２に向かう部分と折り返した部分とが併走する場合がある。このような場合においても、併走区間において緩衝部材４を挟みテープ５で固定することで、電線６のインダクタンスによる影響を減少させることができる。

また、上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ ノイズフィルタ
２、３ 電線（２本の電線）
４ 緩衝部材
５ テープ
６ 電線
２８ ケース（ハウジング）
２９ コンデンサ
６８ リード（一方の端子）
６９ リード（他方の端子）

Claims (3)

1. ハウジング内に設けられて一方の端子が接地されたコンデンサと、互いの先端部分の導体を圧着して前記コンデンサの他方の端子に電気的に接続されるとともに前記ハウジングから同じ方向に向かって併走している２本の電線と、を備えたノイズフィルタにおいて、
   前記２本の電線が併走している部分では、前記２本の電線が非導電性材料で形成された緩衝部材を挟んで固定されていることを特徴とするノイズフィルタ。
2. ハウジング内に設けられて一方の端子が接地されたコンデンサと、前記ハウジングの一方側から他方側へ貫通し、前記ハウジング内で前記コンデンサの他方の端子に電気的に接続される電線と、を備えたノイズフィルタにおいて、
   前記ハウジングの他方側へ抜けた前記電線が前記ハウジングの一方側へ折り返され、
   前記ハウジングの一方側へ向かう前記電線と前記折り返された前記電線とが併走している部分では、併走している電線の間に非導電性材料で形成された緩衝部材が挟まれて固定されていることを特徴とするノイズフィルタ。
3. 前記緩衝部材が、発泡樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２のうちいずれか一項に記載のノイズフィルタ。

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