JP2016149046A - Coupler and wire harness having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カプラ、及びこれを用いたワイヤーハーネスに関する。 The present invention relates to a coupler and a wire harness using the coupler.
車用通信信号を分岐するものとして、カプラがある。このようなカプラは、振動により外れることがある。また、このようなカプラの接続手法には、圧着等があるが、設置の際、手間が生じるものとなっている。 A coupler is used to branch a vehicle communication signal. Such a coupler may come off due to vibration. In addition, there is a method of connecting such a coupler, such as crimping, but it takes time to install.
そこで、非接触型のカプラが利用されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１に記載の技術は、被測定ケーブルとの間の浮遊容量を利用することにより、非接触による非接触型のカプラを実現させている。この非接触型のカプラは、容量をリレーで変化させることにより、測定精度を向上させるものである。なお、非接触、すなわち直流的に絶縁させた回路構成を利用するものは各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, a non-contact type coupler is used (for example, see Non-Patent Document 1). The technique described in Non-Patent Document 1 realizes a non-contact type non-contact type coupler by utilizing a stray capacitance between the cable to be measured. This non-contact type coupler improves the measurement accuracy by changing the capacity with a relay. Various proposals have been made that use a circuit configuration that is non-contact, that is, galvanically insulated (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、非特許文献１に記載の技術は、測定精度を向上させるものの、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させるものではない。よって、非特許文献１に記載の技術を用いたカプラにより、車用通信信号を分岐させたとしても、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させることができない。 However, although the technique described in Non-Patent Document 1 improves the measurement accuracy, it does not reduce the influence of external noise while improving the sensitivity. Therefore, even if the vehicle communication signal is branched by the coupler using the technique described in Non-Patent Document 1, the effect of external noise cannot be reduced while improving the sensitivity.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させることができるカプラ及びこれを用いたワイヤーハーネスを提供することである。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the coupler which can reduce the influence of external noise, improving a sensitivity, and a wire harness using the same.
本発明に係るカプラは、内側に内部導体が設けられ、該内部導体と静電結合する内部電極と、前記内部電極の外側に設けられ、前記内部電極と静電結合し、一部が接地される外部電極と、を備え、前記内部電極に設けられた前記内部導体は、表面が絶縁素材で被覆加工されたものであり、前記内部電極と密着状態になることを特徴とする。 The coupler according to the present invention is provided with an inner conductor on the inner side, an inner electrode electrostatically coupled to the inner conductor, an outer electrode provided on the outer electrode, electrostatically coupled to the inner electrode, and a part of which is grounded. The internal conductor provided on the internal electrode has a surface coated with an insulating material and is in close contact with the internal electrode.
本発明に係るカプラによれば、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させることができる。 The coupler according to the present invention can reduce the influence of external noise while improving sensitivity.
また、本発明に係るカプラにおいて、前記内部導体と、前記内部電極との間の静電容量は、前記内部電極と、前記外部電極との間の静電容量、及び一部が前記内部電極に接続され、他の一部が接地され、前記内部導体に発生する電圧を測定する測定部の浮遊容量と比べ、相対的に大きくなるものであることが好ましい。 In the coupler according to the present invention, the capacitance between the internal conductor and the internal electrode may be a capacitance between the internal electrode and the external electrode, and a part of the capacitance may be in the internal electrode. It is preferable that the other part is grounded and is relatively larger than the stray capacitance of the measurement unit that measures the voltage generated in the internal conductor.
このカプラによれば、利得を向上させることができる。 According to this coupler, the gain can be improved.
また、本発明に係るカプラにおいて、弾性又は接着性のある密着部材をさらに備え、前記内部導体と、前記内部電極とは、前記密着部材を介して密着されることが好ましい。 In the coupler according to the present invention, it is preferable that the coupler further includes an elastic or adhesive contact member, and the internal conductor and the internal electrode are in close contact via the contact member.
このカプラによれば、内部導体と、内部電極との間の静電容量を相対的に大きくすることができる。したがって、利得を向上させることができる。 According to this coupler, the electrostatic capacitance between the internal conductor and the internal electrode can be relatively increased. Therefore, the gain can be improved.
本発明に係るワイヤーハーネスは、上記に記載のカプラを含むことを特徴とする。 A wire harness according to the present invention includes the coupler described above.
本発明に係るワイヤーハーネスによれば、外来ノイズの影響が低減された車用通信信号を正確に伝送することができる。 The wire harness according to the present invention can accurately transmit a vehicle communication signal in which the influence of external noise is reduced.
本発明に係るカプラによれば、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させることができる。また、本発明に係るワイヤーハーネスによれば、外来ノイズの影響が低減された車用通信信号を正確に伝送することができる。 The coupler according to the present invention can reduce the influence of external noise while improving sensitivity. Moreover, according to the wire harness which concerns on this invention, the communication signal for vehicles by which the influence of the external noise was reduced can be transmitted correctly.
図１は、本実施形態に係るカプラの概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、カプラは、内部電極１３と、外部電極１５とを備えたものであり、内部導体１１を介して伝送される車用通信信号を分岐するものである。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a coupler according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the coupler includes an internal electrode 13 and an external electrode 15, and branches a vehicle communication signal transmitted through the internal conductor 11.
内部導体１１は、表面が絶縁素材で被覆加工されたものであり、車用通信信号を伝送する部材として、例えば銅のような伝導性の高い部材で形成され、被測定対象として機能するものである。 The inner conductor 11 has a surface coated with an insulating material, and is formed of a highly conductive member such as copper as a member for transmitting a vehicle communication signal, and functions as an object to be measured. is there.
内部電極１３は、内側に内部導体１１が設けられ、その内部導体１１と静電結合するものである。具体的には、内部電極１３は、円筒状に形成された電極であって、例えばアルミニウムのような導体で形成されている。 The internal electrode 13 is provided with an internal conductor 11 on the inner side, and is electrostatically coupled to the internal conductor 11. Specifically, the internal electrode 13 is an electrode formed in a cylindrical shape, and is formed of a conductor such as aluminum.
外部電極１５は、内部電極１３の外側に設けられ、内部電極１３と静電結合し、一部が接地されるものである。具体的には、外部電極１５は、円筒状に形成された電極であって、例えばアルミニウムのような導体で形成されている。 The external electrode 15 is provided outside the internal electrode 13, is electrostatically coupled to the internal electrode 13, and a part thereof is grounded. Specifically, the external electrode 15 is an electrode formed in a cylindrical shape, and is formed of a conductor such as aluminum.
なお、後述するように、内部導体１１が内部電極１３の内側に密着状態で配置された場合を想定するが、図１においては、概略構成を示すこととし、その配置構成の詳細についての図示は省略するものとする。 As will be described later, it is assumed that the internal conductor 11 is arranged in close contact with the inner side of the internal electrode 13, but FIG. 1 shows a schematic configuration, and the details of the arrangement configuration are illustrated. Shall be omitted.
次に、内部導体１１と、内部電極１３と、外部電極１５との位置関係について図２を用いて説明する。図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿うカプラの断面形状の一例を示す図である。図２に示すように、内部電極１３に設けられた内部導体１１は、上記で説明したように、表面が絶縁素材で被覆加工されたものであり、内部電極１３と密着状態になるものである。 Next, the positional relationship among the internal conductor 11, the internal electrode 13, and the external electrode 15 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of the coupler taken along the line A-A ′ of FIG. 1. As shown in FIG. 2, the internal conductor 11 provided on the internal electrode 13 has a surface coated with an insulating material as described above, and is in close contact with the internal electrode 13. .
また、内部電極１３と、外部電極１５との間には、例えばスペーサが設けられていてもよい。スペーサは、内部電極１３と、外部電極１５との間を一定の距離で保つものであって、例えばプラスチックのような低誘電率の部材で形成されている。これにより、内部電極１３と、外部電極１５との間にスペーサが挿入されることにより結合容量の増加を抑制している。 Further, for example, a spacer may be provided between the internal electrode 13 and the external electrode 15. The spacer maintains a constant distance between the internal electrode 13 and the external electrode 15, and is formed of a low dielectric constant member such as plastic. As a result, a spacer is inserted between the internal electrode 13 and the external electrode 15 to suppress an increase in coupling capacitance.
また、内部電極１３と、内部導体１１との間には、弾性又は接着性のある密着部材１７を備えているとよい。このようにすれば、内部導体１１と、内部電極１３とは、密着部材１７を介して密着されるものである。 Further, an adhesive member 17 having elasticity or adhesiveness may be provided between the internal electrode 13 and the internal conductor 11. In this way, the internal conductor 11 and the internal electrode 13 are in close contact with each other via the close contact member 17.
具体的には、弾性のある密着部材１７は、樹脂で生成されたばね、緩衝材、ゴム、及びスポンジ等のように、誘電体になりつつ、高い密着性が得られるものであればよい。また、接着性のある密着部材１７は、樹脂製の両面テープ及び非伝導性の接着剤等のように、誘電体になりつつ、高い密着性が得られるものであればよい。 Specifically, the elastic close contact member 17 may be any member that can provide high adhesiveness while being a dielectric, such as a spring made of resin, a buffer material, rubber, and sponge. Moreover, the adhesive contact member 17 having adhesiveness may be any member that can provide high adhesiveness while being a dielectric, such as a resin double-sided tape and a non-conductive adhesive.
このような配置構成を前提とすると、カプラの電極は、内部電極１３と、外部電極１５とで構成されるものである。カプラの電極のうち、内部電極１３は、内部導体１１と電気的に結合するものである。また、カプラの電極のうち、外部電極１５は、外部に対する静電シールドとして機能するものであって、電位基準となる接地に接続されるものである。 Assuming such an arrangement, the coupler electrode is composed of the internal electrode 13 and the external electrode 15. Of the electrodes of the coupler, the internal electrode 13 is electrically coupled to the internal conductor 11. Of the electrodes of the coupler, the external electrode 15 functions as an electrostatic shield with respect to the outside, and is connected to a ground serving as a potential reference.
ここで、内部導体１１に電圧Ｖｃが発生した場合、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電結合により、内部電極１３に誘導電圧が発生する。このような誘導電圧は、内部導体１１に発生した電圧Ｖｃに比例するものである。よって、内部電極１３と、外部電極１５との間の電位差を測定すれば、内部導体１１に発生した電圧Ｖｃに比例した電圧を測定することができる。 Here, when the voltage V c is generated to the inner conductor 11, the inner conductor 11, the capacitive coupling between the internal electrode 13, the induced voltage is generated in the internal electrode 13. Such induced voltage is proportional to the voltage V c generated in the inner conductor 11. Therefore, the internal electrodes 13, by measuring the potential difference between the external electrode 15, it is possible to measure the voltage proportional to the voltage V c generated in the inner conductor 11.
そこで、図１に示すように、内部電極１３に接続され、内部導体１１を介して伝送される車用通信信号を検知するものとして、測定部３１が設けられている。測定部３１は、一部が内部電極１３に接続され、他の一部が接地されるものである。測定部３１は、内部導体１１に発生する電圧Ｖｃ、具体的には内部導体１１に発生する電圧Ｖｃに比例する電圧Ｖｍを測定するものである。 Therefore, as shown in FIG. 1, a measurement unit 31 is provided for detecting a vehicle communication signal connected to the internal electrode 13 and transmitted via the internal conductor 11. The measurement unit 31 is partly connected to the internal electrode 13 and the other part is grounded. The measuring unit 31 measures a voltage V c generated in the inner conductor 11, specifically, a voltage V m proportional to the voltage V c generated in the inner conductor 11.
次に、カプラ及び測定部３１の電気的構成について図３を用いて説明する。図３は、図１のカプラ及び測定部３１の等価回路図である。電圧Ｖｃは、内部導体１１に発生した被測定対象の電圧である。静電容量Ｃｉは、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電結合による静電容量である。静電容量Ｃｓは、内部電極１３と、外部電極１５との間の静電結合による静電容量である。浮遊容量Ｃｐは、測定系全体の浮遊容量（基板、同軸ケーブルの取り回しの浮遊容量）である。抵抗Ｒｐは、測定部３１の抵抗であって、測定部３１の入力インピーダンスである。電圧Ｖｍは、測定部３１の出力電圧であって、内部導体１１に発生する電圧Ｖｃに比例する電圧である。 Next, the electrical configuration of the coupler and measurement unit 31 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the coupler and measurement unit 31 of FIG. The voltage V c is a voltage to be measured generated in the inner conductor 11. The electrostatic capacity C i is an electrostatic capacity due to electrostatic coupling between the internal conductor 11 and the internal electrode 13. The electrostatic capacity C s is an electrostatic capacity due to electrostatic coupling between the internal electrode 13 and the external electrode 15. The stray capacitance C p is the stray capacitance of the entire measurement system (stray capacitance for handling the substrate and coaxial cable). The resistance R p is the resistance of the measurement unit 31 and is the input impedance of the measurement unit 31. The voltage V m is an output voltage of the measurement unit 31 and is a voltage proportional to the voltage V c generated in the internal conductor 11.
図３に示すように、内部導体１１、内部電極１３、及び外部電極１５の等価回路は、静電容量Ｃｉと、静電容量Ｃｓとの直列回路から構成されるものである。静電容量Ｃｓと、浮遊容量Ｃｐとは、並列回路が構成されるものである。また、測定部３１の等価回路は、浮遊容量Ｃｐと、抵抗Ｒｐとの並列回路から構成されるものである。 As shown in FIG. 3, the equivalent circuit of the internal conductor 11, the internal electrode 13, and the external electrode 15 is composed of a series circuit of a capacitance C i and a capacitance C s . And the capacitance C s, the stray capacitance C p, in which the parallel circuit is configured. Further, the equivalent circuit of the measuring unit 31 is intended to be configured and the stray capacitance C p, the parallel circuit of a resistor R p.
図３に示す等価回路から、電圧Ｖｃと電圧Ｖｍとの関係は、次に表される式（１）により求めることができる。 From the equivalent circuit shown in FIG. 3, the relationship between the voltage V c and the voltage V m can be obtained by the following expression (1).
ここで、ωは角周波数である。また、次式（２）が成立する周波数範囲では、式（１）は、式（３）で表される。 Here, ω is an angular frequency. In the frequency range where the following expression (2) is established, the expression (1) is expressed by the expression (3).
式（３）は、周波数に無関係に成立するものである。よって、式（２）が成立する周波数範囲では、式（３）に示すように、測定部３１の電圧Ｖｍは、平坦な特性を示すので、全体として、周波数に無関係に一定の感度が得られるものとなる。 Expression (3) is established regardless of the frequency. Therefore, in the frequency range in which the formula (2) is established, as shown in the formula (3), the voltage V m of the measurement unit 31 exhibits a flat characteristic, and as a whole, a constant sensitivity can be obtained regardless of the frequency. It will be.
また、利得Ｓ２１は、電圧Ｖｍと、電圧Ｖｃとの比により求めることができるものであり、式（４）に表されるものとなる。利得Ｓ２１は、周波数特性のＳパラメータのうち、順方向透過特性を示すものである。 The gain S 21 can be obtained from the ratio between the voltage V m and the voltage V c, and is expressed by Expression (4). The gain S 21 indicates the forward transmission characteristic among the S parameters of the frequency characteristic.
ここで、感度を向上させるには、利得Ｓ２１を向上させる必要がある。利得Ｓ２１を向上させるには、式（４）に示すように、利得Ｓ２１を０に近づける必要がある。利得Ｓ２１を０に近づけるには、式（３）に示すように、電圧Ｖｍと電圧Ｖｃとの比を１に近づける必要がある。具体的には、静電容量Ｃｓ及び浮遊容量Ｃｐと比べ、静電容量Ｃｉを相対的に大きくすることにより、電圧Ｖｍと電圧Ｖｃとの比を１に近づけることができる。 Here, in order to improve the sensitivity, it is necessary to increase the gain S 21. In order to improve the gain S 21 , it is necessary to bring the gain S 21 close to 0 as shown in Expression (4). In order to bring the gain S 21 close to 0, the ratio of the voltage V m to the voltage V c needs to be close to 1, as shown in the equation (3). Specifically, the ratio of the voltage V m to the voltage V c can be made closer to 1 by relatively increasing the capacitance C i compared to the capacitance C s and the stray capacitance C p .
そこで、式（３）の等価回路を求めるために、静電容量Ｃｉ及び静電容量Ｃｓを求める必要がある。まず、内部電極１３及び外部電極１５で構成される円筒状の電極の半径に比べ、電極長は十分に長いものと仮定する。次に、図４を用いて円筒状の電極の各パラメータについて説明する。図４は、図１のカプラにおける内部導体１１と内部電極１３との位置関係を示す図である。 Therefore, in order to obtain the equivalent circuit of Expression (3), it is necessary to obtain the capacitance C i and the capacitance C s . First, it is assumed that the electrode length is sufficiently longer than the radius of the cylindrical electrode constituted by the internal electrode 13 and the external electrode 15. Next, each parameter of the cylindrical electrode will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between the internal conductor 11 and the internal electrode 13 in the coupler of FIG.
図４に示すように、２重円筒のうち、内側にある円筒の半径をａ、外側にある円筒の半径をｂ、内側にある円筒の中心と、外側にある円筒の中心との距離をｄとした場合、単位長当たりの結合容量を次式（５）により求める。次に、次式（５）で求めた結合容量に、電極長をかけることにより、全体の結合容量を求めることができる。 As shown in FIG. 4, of the double cylinders, the radius of the inner cylinder is a, the radius of the outer cylinder is b, and the distance between the center of the inner cylinder and the center of the outer cylinder is d. In this case, the coupling capacity per unit length is obtained by the following equation (5). Next, the total coupling capacity can be obtained by multiplying the coupling capacity obtained by the following equation (5) by the electrode length.
式（５）は、等角写像法による演算であり、２重円筒の静電容量を求めるものである。なお、ｄを０とすれば、２重円筒の中心が一致するため、静電容量Ｃｓを求めることができる。 Equation (5) is an operation by the conformal mapping method, and obtains the capacitance of the double cylinder. Incidentally, if 0 to d, since the center of the double cylinder coincide, it is possible to obtain the electrostatic capacitance C s.
ここで、Ｓは、単位長さ当たりの面積を示すものであるので、式（５）の演算結果に、電極長、具体的には、内部電極１３及び外部電極１５の長手方向の形状の長さをかければよい。 Here, since S represents an area per unit length, the calculation result of Expression (5) includes the electrode length, specifically, the length of the longitudinal shape of the internal electrode 13 and the external electrode 15. You can do it.
式（５）を参照し、内部導体１１が、内部電極１３と密着する場合について説明する。内部導体１１と、内部電極１３とが密着している場合、理想的には、ｄが０であって、ａとｂとが同一となっている。そこで、ｄが０であり、ａとｂとが等しいと仮定すると、ａｒｃｃｏｓｈは０となる。この場合、式（５）で求められるＣは限りなく大きくなる。よって、内部導体１１と、内部電極１３とが密着状態であれば、静電容量Ｃｉは相対的に大きくなる。 A case where the internal conductor 11 is in close contact with the internal electrode 13 will be described with reference to Expression (5). When the internal conductor 11 and the internal electrode 13 are in close contact, ideally, d is 0 and a and b are the same. Therefore, assuming that d is 0 and a and b are equal, arcchosh is 0. In this case, C obtained by the equation (5) becomes extremely large. Therefore, if the internal conductor 11 and the internal electrode 13 are in close contact, the capacitance C i is relatively large.
換言すれば、上記で説明した内部導体１１が、内部電極１３と密着状態になることは、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電容量Ｃｉが、内部電極１３と、外部電極１５との間の静電容量Ｃｓ、及び測定部３１の浮遊容量Ｃｐと比べ、相対的に大きくなることに相当するものである。つまり、カプラの感度特性は、内部導体１１の半径の大きさに依存するものとなる。 In other words, the internal conductor 11 described above is in close contact with the internal electrode 13 because the capacitance C i between the internal conductor 11 and the internal electrode 13 is the internal electrode 13 and the external electrode. This corresponds to a relatively large capacitance C s between 15 and the stray capacitance C p of the measuring unit 31. That is, the sensitivity characteristic of the coupler depends on the radius of the inner conductor 11.
なお、上記の説明では、内部導体１１の外側全体が、内部電極１３の内側全体と密着状態になる場合について説明したが、ここでいう密着状態とはこれに限定されるものではない。例えば、内部導体１１の外側の一部が、内部電極１３の内側の一部と密着状態になる場合についても、ここでいう密着状態になることとする。 In the above description, the case where the entire outer side of the internal conductor 11 is in close contact with the entire inner side of the internal electrode 13 has been described. However, the close contact state here is not limited to this. For example, even when a part of the outer side of the internal conductor 11 is in close contact with a part of the inner side of the internal electrode 13, the contact state here is assumed.
次に、上記の構成によるカプラの特性について、図５〜７を用いて説明する。図５は、利得Ｓ２１の外来ノイズの影響を説明する図である。図５において、従来のカプラによる外来ノイズの影響を破線で示し、本実施形態に係るカプラの外来ノイズの影響を実線で示す。図５に示すように、本実施形態に係るカプラにおいては、外来ノイズの影響が低減されている。特に、従来のカプラにおいては、外来ノイズの周波数が１００ＭＨｚ以下の場合、外来ノイズの影響が大きかった。一方、本実施形態に係るカプラにおいては、外来ノイズの周波数が１００ＭＨｚ以下の場合であっても、外来ノイズの影響が低減されている。このことからも、本実施形態に係るカプラは、外来ノイズの影響を低減することができることが示される。 Next, the characteristics of the coupler configured as described above will be described with reference to FIGS. Figure 5 is a diagram illustrating the influence of external noise gain S 21. In FIG. 5, the influence of the external noise by the conventional coupler is indicated by a broken line, and the influence of the external noise of the coupler according to the present embodiment is indicated by a solid line. As shown in FIG. 5, in the coupler according to the present embodiment, the influence of external noise is reduced. In particular, in the conventional coupler, when the frequency of the external noise is 100 MHz or less, the influence of the external noise is large. On the other hand, in the coupler according to the present embodiment, the influence of the external noise is reduced even when the frequency of the external noise is 100 MHz or less. This also shows that the coupler according to the present embodiment can reduce the influence of external noise.
図６は、内部電極１３の内径と内部導体１１の外径との比に応じて、内部電極１３の位置を内部電極１３の中心から内部電極１３側に移動させた場合の利得Ｓ２１の変移を説明する図である。図６において、内部電極１３の内径と、内部導体１１の外径との比が０．７の場合を実線で示し、内部電極１３の内径と、内部導体１１の外径との比が０．５の場合を一点鎖線で示し、内部電極１３の内径と、内部導体１１の外径との比が０．０４の場合を破線で示している。また、図６において、丸で囲んだ部分の点は、内部電極１３の内側の一部に、内部導体１１の一部が密着したときの利得Ｓ２１を示している。 FIG. 6 shows the change of the gain S 21 when the position of the internal electrode 13 is moved from the center of the internal electrode 13 to the internal electrode 13 side in accordance with the ratio between the internal diameter of the internal electrode 13 and the external diameter of the internal conductor 11. FIG. In FIG. 6, a solid line indicates a case where the ratio between the inner diameter of the internal electrode 13 and the outer diameter of the inner conductor 11 is 0.7, and the ratio between the inner diameter of the inner electrode 13 and the outer diameter of the inner conductor 11 is 0. The case of 5 is indicated by a one-dot chain line, and the case where the ratio of the inner diameter of the internal electrode 13 to the outer diameter of the internal conductor 11 is 0.04 is indicated by a broken line. Further, in FIG. 6, the points surrounded by circles indicate the gain S 21 when a part of the internal conductor 11 is in close contact with a part of the inner electrode 13.
図６に示すように、いずれの比の場合であっても、内部導体１１の一部を内部電極１３の内側の一部に密着させた場合、利得Ｓ２１は向上している。このことからも、内部導体１１を、内部電極１３と密着状態にさせることにより、利得Ｓ２１を向上させることができることが示される。 As shown in FIG. 6, the gain S 21 is improved when a part of the inner conductor 11 is brought into close contact with a part of the inner electrode 13 at any ratio. This also an inner conductor 11, by the close contact with the internal electrodes 13, it is shown that it is possible to improve the gain S 21.
図７は、内部電極１３の内径と内部導体１１の外径との比に応じた利得Ｓ２１の変移を説明する図である。図７に示すように、内部電極１３の内径と、内部導体１１の外径との比が１に近づくにつれ、利得Ｓ２１は向上している。また、内部電極１３の内径と、内部導体１１の外径とが同一の場合、利得Ｓ２１は最も向上している。このことからも、内部導体１１を、内部電極１３と密着状態にすることにより、利得Ｓ２１を向上させることができることが示される。 FIG. 7 is a diagram for explaining the change of the gain S 21 in accordance with the ratio between the inner diameter of the internal electrode 13 and the outer diameter of the internal conductor 11. As shown in FIG. 7, the inner diameter of the inner electrode 13, as the ratio of the outer diameter of the inner conductor 11 is closer to 1, the gain S 21 is improved. Further, the inner diameter of the inner electrode 13, if the the outer diameter of the inner conductor 11 of the same, the gain S 21 is most improved. This also an inner conductor 11, by the close contact with the internal electrodes 13, it is shown that it is possible to improve the gain S 21.
以上の説明から、本実施形態に係るカプラにおいて、内部電極１３は、内側に内部導体１１が設けられ、内部導体１１とは静電結合するものである。外部電極１５は、内部電極１３の外側に設けられ、内部電極１３と静電結合するものであり、一部が接地されるものである。このように、カプラは、内部電極１３と、外部電極１５との二重構造であり、外部電極１５の一部が接地されている。これにより、カプラの外部とカプラとの間における浮遊容量Ｃｐの影響を回避させることができる。よって、外来ノイズの影響を低減させることができる。 From the above description, in the coupler according to this embodiment, the internal electrode 13 is provided with the internal conductor 11 on the inner side, and is electrostatically coupled to the internal conductor 11. The external electrode 15 is provided outside the internal electrode 13, is electrostatically coupled to the internal electrode 13, and a part thereof is grounded. Thus, the coupler has a double structure of the internal electrode 13 and the external electrode 15, and a part of the external electrode 15 is grounded. Thus, it is possible to avoid the influence of the stray capacitance C p between the coupler outside the coupler. Therefore, the influence of external noise can be reduced.
また、内部導体１１は、表面が絶縁素材で被覆加工されたものであり、内部電極１３と密着状態になるものである。このような配置構成は、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電容量Ｃｉを、内部電極１３と、外部電極１５との間の静電容量Ｃｓ及び測定部３１の浮遊容量Ｃｐと比べ、相対的に大きくすることに相当するものである。よって、カプラで検知できる電圧Ｖｍと、カプラに入力される電圧Ｖｃとの比を１に近づけることができる。したがって、利得Ｓ２１を０に近づけることができるため、利得Ｓ２１を向上させることができる。この結果、カプラの感度を向上させることができる。 Further, the inner conductor 11 has a surface coated with an insulating material and is in close contact with the inner electrode 13. In such an arrangement, the electrostatic capacity C i between the internal conductor 11 and the internal electrode 13, the electrostatic capacity C s between the internal electrode 13 and the external electrode 15, and the stray capacitance of the measuring unit 31 are used. compared to C p, which corresponds to relatively larger. Therefore, the ratio of the voltage V m that can be detected by the coupler and the voltage V c input to the coupler can be made close to 1. Thus, since the gain S 21 can be brought close to zero, it is possible to improve the gain S 21. As a result, the sensitivity of the coupler can be improved.
また、内部導体１１と、内部電極１３とは、弾性又は接着性のある密着部材１７を介して密着されるものである。これにより、内部導体１１を内部電極１３の内側に密着させることができる。このような配置構成は、特に顕著に、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電容量Ｃｉを、内部電極１３と、外部電極１５との間の静電容量Ｃｓ及び測定部３１の浮遊容量Ｃｐと比べ、相対的に大きくすることに相当するものである。したがって、特に顕著に、カプラの感度を向上させることができる。 Further, the internal conductor 11 and the internal electrode 13 are in close contact with each other via an elastic or adhesive contact member 17. Thereby, the internal conductor 11 can be adhered to the inside of the internal electrode 13. Such an arrangement is particularly remarkable in that the capacitance C i between the internal conductor 11 and the internal electrode 13, the capacitance C s between the internal electrode 13 and the external electrode 15, and the measurement unit compared to the stray capacitance C p of 31, which corresponds to relatively larger. Therefore, the sensitivity of the coupler can be particularly improved.
したがって、本実施形態に係るカプラは、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させることができる。また、カプラは、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減できるため、そのようなカプラを含むワイヤーハーネスであれば、外来ノイズの影響が低減された車用通信信号を正確に伝送することができる。 Therefore, the coupler according to the present embodiment can reduce the influence of external noise while improving sensitivity. In addition, since couplers can reduce the effects of external noise while improving sensitivity, a wire harness that includes such couplers can accurately transmit vehicle communication signals that have reduced effects of external noise. Can do.
このようにして、本実施形態に係るカプラによれば、内側に内部導体１１が設けられ、該内部導体１１と静電結合する内部電極１３と、内部電極１３の外側に設けられ、内部電極１３と静電結合し、一部が接地される外部電極１５と、を備え、内部電極１３に設けられた内部導体１１は、表面が絶縁素材で被覆加工されたものであり、内部電極１３と密着状態になるものである。よって、感度を向上させつつ、外来ノイズの影響を低減させることができる。 Thus, according to the coupler according to the present embodiment, the inner conductor 11 is provided on the inner side, the inner electrode 13 that is electrostatically coupled to the inner conductor 11, the outer electrode 13, and the inner electrode 13. The internal conductor 11 provided on the internal electrode 13 is coated with an insulating material and is in close contact with the internal electrode 13. It will be a state. Therefore, it is possible to reduce the influence of external noise while improving sensitivity.
また、本実施形態に係るカプラにおいて、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電容量Ｃｉは、内部電極１３と、外部電極１５との間の静電容量Ｃｓ、及び一部が内部電極１３に接続され、他の一部が接地され、内部導体１１に発生する電圧を測定する測定部３１の浮遊容量Ｃｐと比べ、相対的に大きくなるものであることが好ましい。よって、利得Ｓ２１を向上させることができる。 Further, in the coupler according to the present embodiment, the capacitance C i between the internal conductor 11 and the internal electrode 13 is the capacitance C s between the internal electrode 13 and the external electrode 15 and part thereof. There is connected to the internal electrodes 13, the other part of which is grounded, as compared with the stray capacitance C p of the measuring unit 31 for measuring a voltage generated in the inner conductor 11, it is preferable that relatively large. Therefore, it is possible to improve the gain S 21.
また、本実施形態に係るカプラにおいて、弾性又は接着性のある密着部材１７をさらに備え、内部導体１１と、内部電極１３とは、密着部材１７を介して密着されることが好ましい。よって、内部導体１１と、内部電極１３との間の静電容量Ｃｉを相対的に大きくすることができる。したがって、利得Ｓ２１を向上させることができる。 Further, the coupler according to the present embodiment preferably further includes an elastic or adhesive contact member 17, and the internal conductor 11 and the internal electrode 13 are preferably in close contact with each other via the contact member 17. Therefore, the capacitance C i between the inner conductor 11 and the inner electrode 13 can be relatively increased. Therefore, it is possible to improve the gain S 21.
また、本実施形態において、上記に記載のカプラを含むことを特徴とするワイヤーハーネスであることが好ましい。これにより、外来ノイズの影響が低減された車用通信信号を正確に伝送することができる。 Moreover, in this embodiment, it is preferable that it is a wire harness characterized by including the coupler as described above. Thereby, the vehicle communication signal in which the influence of the external noise is reduced can be transmitted accurately.
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。 As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention.
例えば、弾性又は接着性のある密着部材１７を利用することにより、内部導体１１と、内部電極１３とを密着させるようにしたが、これに限らず、内部電極１３の内側に、内部導体１１の表面形状に沿った溝を設けることにより、内部導体１１と、内部電極１３とを密着させるようにしてもよい。 For example, the inner conductor 11 and the inner electrode 13 are brought into close contact with each other by using the close contact member 17 having elasticity or adhesiveness. However, the present invention is not limited to this. The internal conductor 11 and the internal electrode 13 may be brought into close contact with each other by providing a groove along the surface shape.
加えて、本実施形態では、内部導体１１の中心と、内部電極１３の中心とを合わせるように配置していたが、これに限らず、内部導体１１の中心と、内部電極１３の中心とをずらして配置させてもよい。 In addition, in the present embodiment, the center of the internal conductor 11 and the center of the internal electrode 13 are arranged so as to match each other. However, the present invention is not limited to this, and the center of the internal conductor 11 and the center of the internal electrode 13 are connected. It may be shifted and arranged.
また、本実施形態では、内部導体１１の外側全体と、内部電極１３の内側全体とが、密着するように配置させたが、これに限らず、内部導体１１の外側の一部と、内部電極１３の内側の一部とが、密着するように配置させてもよい。例えば、内部導体１１の外側の一部を、内部電極１３の内側の片側に密着するように配置させてもよい。また、例えば、内部導体１１の外側のうち、少なくとも２箇所の部位と、内部電極１３の内側とが、密着するように配置させてもよい。 In the present embodiment, the entire outer side of the internal conductor 11 and the entire inner side of the internal electrode 13 are disposed so as to be in close contact with each other. You may arrange | position so that a part inside 13 may contact | adhere. For example, a part of the outer side of the inner conductor 11 may be disposed so as to be in close contact with one side of the inner electrode 13. Further, for example, at least two portions of the outer side of the internal conductor 11 and the inner side of the internal electrode 13 may be arranged so as to be in close contact with each other.
また、上記で説明したカプラは、利得Ｓ２１が極端に変化する条件で用いることにより、スイッチとして構成させてもよい。具体的には、車のエンジンスイッチ及びドアロック等のような構成に組み込んで使用してもよい。また、利得Ｓ２１が極端に変化する条件として、電気自動車の充電用コネクタに組み込んで使用してもよい。また、利得Ｓ２１が極端に変化する条件として、非接触給電用の伝送部材として使用してもよい。 Furthermore, couplers described above, by using the condition in which the gain S 21 greatly differs, may be configured as a switch. Specifically, it may be used by being incorporated in a configuration such as a car engine switch and a door lock. Further, as a condition for the gain S 21 greatly differs, may be embedded in the charging connector for an electric vehicle. Further, as a condition for the gain S 21 greatly differs, it may be used as a transmission member for non-contact power feeding.
１１ ：内部導体
１３ ：内部電極
１５ ：外部電極
１７ ：密着部材
３１ ：測定部
11: Internal conductor 13: Internal electrode 15: External electrode 17: Adhering member 31: Measurement unit
Claims (4)
前記内部電極の外側に設けられ、前記内部電極と静電結合し、一部が接地される外部電極と、
を備え、
前記内部電極に設けられた前記内部導体は、表面が絶縁素材で被覆加工されたものであり、前記内部電極と密着状態になることを特徴とするカプラ。 An inner conductor is provided on the inner side, and an inner electrode electrostatically coupled to the inner conductor;
An external electrode provided outside the internal electrode, electrostatically coupled to the internal electrode and partially grounded;
With
The coupler is characterized in that the inner conductor provided on the inner electrode has a surface coated with an insulating material and is in close contact with the inner electrode.
前記内部導体と、前記内部電極とは、前記密着部材を介して密着されることを特徴とする請求項１又は２に記載のカプラ。 It further comprises an adhesion member having elasticity or adhesiveness,
The coupler according to claim 1, wherein the internal conductor and the internal electrode are in close contact with each other through the contact member.
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| JP2003098194A (en) * | 1995-04-05 | 2003-04-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Noncontact type voltage probe device |
| JP2004152547A (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Yazaki Corp | Resin composition for wire coating, and electric wire using it |
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