JP2013045692A - 導電路 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁ノイズ低減対策に新たなスペースや高機能対策部品を必要とせずに、ケーブル側シールド筐体に接続する際にもシールド効果の低下を抑制し、ノンシールド線から外部へ放射される電磁ノイズを低減すると共に、機器に接続する際の良好な作業性を確保することが可能な導電路を提供する。
【解決手段】導電路１０は、ケーブルシールド１２から露出した複数本のノンシールド線１１は、複数本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりとなるようにされ、開口シールド１７は、ケーブルシールド１２と電気的に接続されると共に、ケーブルシールド１２の端部側から複数本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりに形成され、開口シールド１７の単位面積当たりの開口部１８の面積の割合であるシールド開口率は、開口シールド１７の全体に亘って一定であることを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノンシールド線から外部への電磁ノイズを遮蔽するための導電路に関するものである。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、多相交流機器間を複数本のノンシールド線３１（シールド層を有しない絶縁電線）で接続する場合には、これらノンシールド線３１を一括して編組シールド３２で覆い、その編組シールド３２をケーブル側コネクタ３３のケーブル側シールド筐体３４に接続し、機器を内部に収容すると共にグランドされた機器側コネクタの機器側シールド筐体にケーブル側シールド筐体３４を接続することにより、複数本のノンシールド線３１から外部への電磁ノイズを遮蔽している（例えば、特許文献１参照）。

特許第３９０９７６３号公報

ところで、複数本のノンシールド線３１をケーブル側コネクタ３３に接続する際には、複数本のノンシールド線３１をケーブル側コネクタ３３の対応する端子３５に接続する必要があるが、これら端子３５は規格等に適合した配置となっており、大抵の場合、複数本のノンシールド線３１はその間隔を広げられて対応する端子３５に接続される。

そのため、特許文献１に記載された技術では、編組シールド３２をケーブル側シールド筐体３４に接続する際に、編組シールド３２をほぐして広げてから接続する必要がある。この場合、編組シールド３２のシールド開口率（編組シールド３２の単位面積当たりの隙間３６の面積の割合）がノンシールド線３１側からケーブル側シールド筐体３４側にかけて徐々に高くなる。

シールド開口率が高くなるにつれて編組シールド３２のシールド効果が低下していき、外部へ放射される電磁ノイズが増大する。この外部へ放射された電磁ノイズは、機器に悪影響を及ぼすこともある。

これを解決するために、複数本のノンシールド線３１を一括して金属シートで巻くという方法も考えられるが、この方法では作業性を確保するための十分な可撓性を得られないという問題があった。

また、近年、自動車分野において、排ガス規制の強化等に伴って電気自動車の需要が拡大しており、同時に、車載インバータ及び駆動モータの適用が拡大している。その使用電圧は高電圧化、大電流化してきており、車載インバータの出力密度は増大傾向にある。

そのため、機器に起因して発生する電磁ノイズのエネルギも増大し、その電磁ノイズが機器から直接空間に放射される、或いは機器と接続されているノンシールド線に伝導し、ノンシールド線及びケーブル側コネクタから放射される。この電磁ノイズの放射により、例えば、車内で使用されるラジオが聞きにくくなる等の障害（ラジオ周波数帯への電磁干渉増大）が懸念される。

一方、機器側コネクタと接続されるケーブル側コネクタには、小型化、軽量化が求められており、コネクタ部において電磁ノイズ低減対策を図ることが困難な状況となっている。

コネクタ部に施す電磁ノイズ低減対策が困難な理由としては、アクティブ回路等の高機能対策部品を設けるための空間が狭い（新たな部品設置可能スペースが狭い）こと、高機能対策部品を新たに設けると大幅な工数増、コスト増につながること、等が挙げられる。

そこで、本発明は、これら事情に鑑み成されたものであり、電磁ノイズ低減対策に新たなスペースや高機能対策部品を必要とせずに、ケーブル側シールド筐体に接続する際にもシールド効果の低下を抑制し、ノンシールド線から外部へ放射される電磁ノイズを低減すると共に、機器への接続の際の良好な作業性を確保することが可能な導電路の提供を目的とする。

この目的を達成するために創案された本発明は、複数本の電線と、前記複数本の電線の一部を一括して覆う第１シールドと、前記第１シールドから露出した前記複数本の電線を一括して覆うと共に、複数の開口部が形成された第２シールドと、からなる一括シールドと、を備え、前記第１シールドから露出した前記複数本の電線は、前記複数本の電線の端部に向かって末広がりとなるようにされ、前記第２シールドは、前記第１シールドと電気的に接続されると共に、前記第１シールドの端部側から前記複数本の電線の端部に向かって末広がりに形成され、前記第２シールドの単位面積当たりの前記開口部の面積の割合であるシールド開口率は、前記第２シールドの全体に亘って一定であることを特徴とする導電路である。

前記複数本の電線の端部に取り付けられる複数の端子と、前記複数の端子を収容するシールド筐体と、を有するコネクタを更に備え、前記第２シールドは、前記シールド筐体に接続されると良い。

前記電線は、シールドが施されていないノンシールド線であると良い。

前記シールド開口率が３５％以下であると良い。

前記第２シールドは、金属シートに前記開口部が形成されてなると良い。

本発明によれば、電磁ノイズ低減対策に新たなスペースや高機能対策部品を必要とせずに、ケーブル側シールド筐体に接続する際にもシールド効果の低下を抑制し、ノンシールド線から外部へ放射される電磁ノイズを低減すると共に、機器への接続の際の良好な作業性を確保することが可能な導電路を提供することができる。

本発明の導電路を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は開口シールドを破線で示した平面図である。 放射電界強度のシールド開口率依存性を示す図である。 従来の導電路を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は編組シールドを破線で示した平面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態に係る導電路を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は開口シールドを破線で示した平面図である。

（本実施の形態に係る導電路１０の概要）
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る導電路１０は、複数本（３本）の電線としてのノンシールド線１１と、３本のノンシールド線１１の一部を一括して覆う第１シールドとしてのケーブルシールド１２と、ケーブルシールド１２から露出した３本のノンシールド線１１を一括して覆うと共に、複数の開口部１８が形成された第２シールドとしての開口シールド１７と、からなる一括シールド２０と、を備え、ケーブルシールド１２から露出した３本のノンシールド線１１は、３本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりとなるようにされ、開口シールド１７は、ケーブルシールド１２と電気的に接続されると共に、ケーブルシールド１２の端部側から３本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりに形成され、開口シールド１７の単位面積当たりの開口部１８の面積の割合であるシールド開口率は、開口シールド１７の全体に亘って一定であることを特徴とする。

以下、本実施の形態における各構成を詳細に述べる。

（ノンシールド線１１）
ノンシールド線１１は、導体の外周を絶縁層で被覆した絶縁電線からなり、単体でシールド機能を有さないものを用いている。本実施の形態においては、一例として電気自動車における車載インバータと駆動モータとの間の接続を想定しており、三相交流を扱うために３本のノンシールド線１１を用いている。本実施の形態において、後述するシールドケーブル１３のケーブルシールド１２に一括して覆われている３本のノンシールド線１１の一部は、互いに螺旋状に巻きまわされて束のようにされている。また、ケーブルシールド１２から露出した３本のノンシールド線１１は、３本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりとなるようにされている。即ち、３本のノンシールド線１１は、本実施の形態において、機器と接続する側に向かって図１（ｂ）における上下方向に間隔を広げられて末広がりとなるようにされている。これに伴い、後述するケーブル側コネクタ１６の幅（図１（ｂ）のおける上下方向の長さ）は、シールドケーブル１３の径よりも大きくなっている。

（シールドケーブル１３）
シールドケーブル１３は、３本のノンシールド線１１と、３本のノンシールド線１１の一部を一括して覆うケーブルシールド１２と、絶縁と保護の観点からケーブルシールド１２の外周を更にシース１９で被覆したものである。なお、シールドケーブル１３は、３本のノンシールド線１１とケーブルシールド１２との間に絶縁層を有するものや、ケーブルシールド１２とシース１９との間に補強編組層を有するものとすることも可能である。

（ケーブルシールド１２）
ケーブルシールド１２は、上述した通り、３本のノンシールド線１１の一部を一括して覆うものである。また、ケーブルシールド１２は、本実施の形態において、複数本の金属素線を編み込んだ金属編組からなる。

（一括シールド２０）
一括シールド２０は、シールドケーブル１３の一部を構成する上述のケーブルシールド１２と、開口シールド１７と、からなる。ケーブルシールド１２と開口シールド１７とは、加締め接続（図１の部分Ａ）して一体化され、一括シールド２０を成している。

（開口シールド１７）
開口シールド１７は、シールドケーブル１３から露出した３本のノンシールド線１１を一括して覆うものである。開口シールド１７は、金属シートに複数の開口部１８が形成されてなる。この金属シートとしては、金属箔や、金属以外のシート部材の表面に金属膜を施したもの等を用いることが可能である。また、開口部１８を形成する方法としては、金属シートを打ち抜く方法等を用いることが可能である。開口シールド１７のシールド開口率は、開口シールド１７の全体に亘って一定にされている。

上述した通り、ノンシールド線１１のケーブルシールド１２から露出した部分が末広がりとなるようにされ、ケーブル側コネクタ１６の幅がシールドケーブル１３の径よりも大きくなっていることに伴い、開口シールド１７は、ケーブルシールド１２と電気的に接続されると共に、ケーブルシールド１２の端部側から３本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりに形成されている。言い換えれば、開口シールド１７は、ケーブルシールド１２と電気的に接続されると共に、ケーブルシールド１２の端部側から３本のノンシールド線１１の端部に向かって末広がりとなる中空錐台形状に形成されている。なお、開口シールド１７は、シールド開口率が一定となるように制御された編組部材からなるものとすることも可能である。

（ケーブル側コネクタ１６）
本実施の形態に係る導電路１０は、更にケーブル側コネクタ１６を備える。ケーブル側コネクタ１６は、ノンシールド線１１の端部に取り付けられる複数の端子１４と、複数の端子１４を収容するケーブル側シールド筐体１５と、からなる。ケーブル側シールド筐体１５には、開口シールド１７が接続されている。ケーブル側シールド筐体１５は、アルミニウム等の導電性に優れた材料で構成されており、ケーブル側コネクタ１６を図示しない機器側コネクタに接続したときに、機器側コネクタに接続したときに、機器側コネクタの機器側シールド筐体に接触することでグランドに接続される。

ここで、開口シールド１７の好ましいシールド開口率の範囲について述べる。

本発明者は、シールド開口率が放射電界強度に与える影響、即ち、放射電界強度とシールド開口率の相関を調査した。具体的には、シールド開口率が、６５％（従来相当（編組シールドの一般的な開口率））、３７％、２４％、１９％、１５％、９％、０％（開口部１８がない状態）のそれぞれの模擬シールドについて、１００ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１ＭＨｚの３つの周波数毎の放射電界強度をシミュレーションで求めた。そして、このシミュレーションの結果をシールド開口率が６５％の模擬シールドの電界強度を基準として纏めたものが図２である。

図２から分かるように、シールド開口率が３５％以下であれば、放射電界強度をシールド開口率が６５％の場合に比べて２０ｄＢ（１桁）以上低減することができる。

以上の検討から、本発明者は、開口シールド１７のシールド開口率が３５％以下であることが好ましいとの結論に至った。

このようにシールド開口率を制御した開口シールド１７は、その一端がケーブルシールド１２の端部に加締め接続（図１の部分Ａ）されると共に他端がケーブル側シールド筐体１５に圧接、圧着又ははんだ付け接続（図１の部分Ｂ）される。

これにより、シールドケーブル１３のケーブルシールド１２が開口シールド１７を介してケーブル側シールド筐体１５に接続され、更に機器側シールド筐体を介してグランドに接続される。

（本実施の形態の作用効果）
この開口シールド１７は、従来、編組シールド３２が配置されていたスペースに設けられるため新たなスペースを必要とせず、また質量も編組シールド３２と変わるところはなく、ケーブル側コネクタ１６に求められている小型化、軽量化を阻害する要因とはならない。

また、開口シールド１７は、高機能対策部品を必要とせずに電磁ノイズ低減対策を施すものであり、導電路１０の製造にあたって大幅な工数増、コスト増となることはない。

更に、ケーブルシールド１２と電気的に接続されると共に、ケーブルシールド１２の端部側から３本のノンシールド線１１の端部に向かって３本のノンシールド線１１が末広がりとなるようにされている場合であっても、開口シールド１７のシールド開口率は、開口シールド１７の全体に亘って一定にされているので、従来の編組シールドのように、シールド開口率がノンシールド線側からケーブル側シールド筐体にかけて高くなることはなく、シールド機能の低下を抑制することが可能である。

更にまた、開口シールド１７は、開口部１８を有しているため、良好な可撓性を有する。このため、導電路１０を機器に接続する際の良好な作業性を確保することが可能となる。また、導電路１０を例えば振動が加わる車両の内部の機器（例えば、インバータ等）に接続すると、導電路１０と当該機器との接続部には振動による応力が発生してしまうが、開口シールド１７は、良好な可撓性を有するので、その振動を吸収して応力を緩和することが可能である。

以上説明したように、本発明によれば、シールド開口率が制御された開口シールド１７を用いることで、電磁ノイズ低減対策に新たなスペースや高機能対策部品を必要とせずに、ケーブル側シールド筐体に接続する際にもシールド効果の低下を抑制し、ノンシールド線から外部へ放射される電磁ノイズを低減すると共に、機器に接続する際の良好な作業性を確保することが可能な導電路を提供することができる。

また、開口シールド１７として開口部１８を有する金属シートを用いることで、編組シールドをほぐす手間を軽減することが可能であるという副次的な効果を奏する。

（他の実施の形態）
本実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形を伴って実施することが可能である。その一例を以下に述べる。

（１）上記実施の形態において、３本のノンシールド線１１は、シールドケーブル１３の一部を構成するものとしたが、３本のノンシールド線１１は、剛性の高いシールド機能を有する金属製のパイプ（第１シールドに相当）に挿通することも可能である。この場合、開口シールド１７は、金属製のパイプから露出した３本のノンシールド線１１を一括して覆い、金属製のパイプの端部に金属バンド等で接続されると良い。

（２）上記実施の形態において、開口シールド１７は、ケーブルシールド１２から露出した３本のノンシールド線１１のみを一括して覆うものとしたが、ノンシールド線の全部を覆うことも可能である。

（３）上記実施の形態において、電線としてノンシールド線１１を用いたが、シールド線を用いることも可能である。また、電線は、２本であっても、４本以上であってもよい。

１０ 導電路
１１ ノンシールド線（電線）
１２ ケーブルシールド（第１シールド）
１３ シールドケーブル
１４ 端子
１５ シールド筐体（ケーブル側シールド筐体）
１６ コネクタ（ケーブル側コネクタ）
１７ 開口シールド（第２シールド）
１８ 開口部
１９ シース
２０ 一括シールド

Claims (5)

1. 複数本の電線と、
   前記複数本の電線の一部を一括して覆う第１シールドと、前記第１シールドから露出した前記複数本の電線を一括して覆うと共に、複数の開口部が形成された第２シールドと、からなる一括シールドと、
   を備え、
   前記第１シールドから露出した前記複数本の電線は、前記複数本の電線の端部に向かって末広がりとなるようにされ、
   前記第２シールドは、前記第１シールドと電気的に接続されると共に、前記第１シールドの端部側から前記複数本の電線の端部に向かって末広がりに形成され、
   前記第２シールドの単位面積当たりの前記開口部の面積の割合であるシールド開口率は、前記第２シールドの全体に亘って一定であることを特徴とする導電路。
2. 前記複数本の電線の端部に取り付けられる複数の端子と、前記複数の端子を収容するシールド筐体と、を有するコネクタを更に備え、
   前記第２シールドは、前記シールド筐体に接続される請求項１に記載の導電路。
3. 前記電線は、シールドが施されていないノンシールド線である請求項１又は２に記載の導電路。
4. 前記シールド開口率が３５％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の導電路。
5. 前記第２シールドは、金属シートに前記開口部が形成されてなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の導電路。