JP3232719U - 電磁干渉抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁干渉問題を効果的に改善または抑制でき、ケーブルの直径が原因でフィルターの選択肢を限定することを排除できる電磁干渉抑制装置を提供する。【解決手段】電磁干渉抑制装置１００は電気機械装置３００に接続される。電気機械装置は導電性シールド構造および一つ以上の電子回路を備える。一つ以上の電子回路は導電性シールド構造の内部に配置される。電磁干渉抑制装置はケーブル１１およびフィルター１３を備える。ケーブルは電気機械装置に接続され、一つ以上のワイヤー１１１、導電性シールド表層１１３および導電性端部１１５を有する。一つ以上のワイヤーは一つ以上の電子回路に接続される。導電性シールド表層は一つ以上のワイヤーを被覆する。導電性端部は導電性シールド表層および導電性シールド構造のノードに接続される。フィルターは導電性端部に接続され、導電性シールド構造の内部に位置付けられる。【選択図】図１

Description

本考案は電気機械装置の信号伝送に関し、詳しくは電磁干渉抑制装置に関するものである。

一般の電気機械装置はロボットアームなどのモーター駆動機構と、モーター駆動機構のモーターをコントロールするコントローラと、モーター駆動機構とコントローラを電気的に接続するケーブルなどを備える。電気機械装置の受ける電磁干渉によって伝導ノイズおよび放射ノイズが生じる。伝導ノイズはワイヤーによって伝送される。放射ノイズはアンテナの原理によって環境中に放出される。実際に伝導ノイズおよび放射ノイズは同時に存在するため、電磁波が電気機械装置に干渉するという問題を解決することは難しい。

電気機械装置の稼働に伴って生じる電磁干渉を克服する方法はモーター駆動機構およびコントローラにシールド構造を別々に配置し、電気機械装置内部から外部へ放射される電磁ノイズを抑制することが一般的である。しかし、外部のケーブルは電気機械装置内の様々な電子回路（制御回路またはモーター駆動回路など）に接続されるため、内部のシールド構造はアンテナに相当し、ケーブルを介して電磁ノイズを外部へ伝送および放射する。

上述した問題を解決するには、シールド構造の外部のケーブルにフィルター（例えばフェライトビーズ）を被せることが方法の一つである。しかし、フィルターはシールド構造に密着することなく、シールド構造の外部に位置するため、電磁ノイズはシールド構造とフィルターとの間のケーブルによって外部へ放射される。
一方、特許文献１および特許文献２はケーブルにフィルターを設置して被せる方式を採用する。しかし、ケーブルは実際のニーズに応じて複合ワイヤーから製作され、かつ線材の直径が規格外のタイプも含むため、フィルターをケーブルに確実に配置することができない。或いは、ケーブルの直径に応じてコストの比較的高いカスタマイズフィルターを使用することが必要である場合、電気機械装置のコストが高くなるだけでなく、フィルターの選択肢が狭まる。

台湾２００７３００８６号公開公報 米国５３３４９５５号特許公報

本考案は電磁干渉問題を効果的に改善または抑制でき、ケーブルの直径が原因でフィルターの選択肢を限定することを排除できる電磁干渉抑制装置を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するための電磁干渉抑制装置は、電気機械装置に接続される。電気機械装置は導電性シールド構造および一つ以上の電子回路を備える。一つ以上の電子回路は導電性シールド構造の内部に配置される。電磁干渉抑制装置はケーブルおよびフィルターを備える。ケーブルは電気機械装置に接続され、一つ以上のワイヤー、導電性シールド表層および導電性端部を有する。一つ以上のワイヤーは一つ以上の電子回路に接続される。導電性シールド表層は一つ以上のワイヤーを被覆する。導電性端部は導電性シールド表層および導電性シールド構造のノードに接続される。フィルターは導電性端部に接続され、導電性シールド構造の内部に位置付けられる。

上述した構造特徴をまとめると、本考案による電磁干渉抑制装置は導電性端部を介して導電性シールド表層および導電性シールド構造の接続性を持続させ、シールド効果を高める。フィルターは電気機械装置内部から導電性シールド表層を通って外部へ伝送および放射される電磁ノイズを遮断でき、電磁干渉問題を改善できるため、導電性シールド表層はアンテナ効果を生じることがない。

本考案による電磁干渉抑制装置の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。なお、以下の詳細な説明および本考案により提示された実施形態は本考案を説明するための一例に過ぎず、本考案の請求範囲を限定できないことは、本考案にかかわる領域において常識がある者ならば理解できるはずである。

本考案の一実施形態による電磁干渉抑制装置が電気機械装置に接続された状態を示す模式図である。 本考案の一実施形態による電磁干渉抑制装置が電気機械装置に接続される前、放射テストを行った結果を示すグラフである。 本考案の一実施形態による電磁干渉抑制装置が電気機械装置に接続された後、放射テストを行った結果を示すグラフである。 本考案の別の一実施形態による電磁干渉抑制装置が電気機械装置に接続された状態を示す模式図である。

以下、本考案による電磁干渉抑制装置の仕組み、接続方法おおよび達成した効果を図面に基づいて説明する。なお、明細書および図面において、電磁干渉抑制装置の部品、そのサイズおよび外観は本考案の技術特徴を説明するために開示されるものであり、本考案の請求範囲を限定できない。

（一実施形態）
図１に示すように、本考案の一実施形態による電磁干渉抑制装置１００は、電気機械装置３００の稼働に伴って電磁ノイズを外部へ伝送および放射すること、即ち電磁干渉問題を抑制または改善するために電気機械装置３００に接続される。

電気機械装置３００はロボットアーム３１およびコントローラ３３を備える。ロボットアーム３１は三つのシャーシ３４、三つのモーター駆動回路３５およびグラップル３６を有する。すべてのシャーシ３４はカバー３４１および導電性シールド構造３４３を有する。導電性シールド構造３４３はカバー３４１の内部に形成される。三つのモーター駆動回路３５は三つのシャーシ３４の内部に別々に配置される。
モーター（図中未表示）はモーター駆動回路３５によって駆動されたうえでカバー３４１を旋転させる。グラップル３６は上方のモーター駆動回路３５に接続される。上方のモーター駆動回路３５はグラップル３６を回転させる。導電性シールド構造３４３はシャーシ３４内のモーター駆動回路３５または別の電子回路の作動に伴って生じる電磁ノイズを抑制する。

別の実施形態において、シャーシ３４およびモーター駆動回路３５が一つ以上であればよい。つまり、シャーシ３４およびモーター駆動回路３５は状況に応じて増加し、三つ以上であってもよい。

コントローラ３３は制御ボックス３７、導電性シールド構造３８および制御回路３９を有する。導電性シールド構造３８は制御ボックス３７の内部に形成される。制御回路３９は導電性シールド構造３８の内部に配置される。制御回路３９または別の電子回路の作動に伴って生じる電磁ノイズは導電性シールド構造３８によって抑制される。

別の実施形態において、シャーシ３４またはコントローラ３３の導電性シールド構造３４３、３８はシャーシ３４または制御ボックス３７からなる。言い換えれば、シャーシ３４または制御ボックス３７は金属製ハウジングなどの導電性構造であってもよく、二層の構造に限定されず、単層の構造であってもよい。また、導電性シールド構造の配置位置は特に内側または外側に限定されない。

導電性シールド構造は導電性テープまたはスパッタリング技術によってシャーシまたは制御ボックスの内部に形成され、良好なシールド効果を生じることができる。

電磁干渉抑制装置１００はケーブル１１およびフィルター１３を備える。ケーブル１１は電気機械装置３００に接続される。本実施形態において、ケーブル１１は両端がロボットアーム３１およびコントローラ３３に別々に接続され、三つのワイヤー１１１、導電性シールド表層１１３および二つの導電性端部１１５を有する。三つのワイヤー１１１は制御回路３９およびモーター駆動回路３５に別々に接続される。
導電性シールド表層１１３は三つのワイヤー１１１を被覆し、ワイヤー１１１を介して伝送および放射される電磁ノイズを抑制する。別の実施形態において、導電性シールド表層１１３は外部に別の被覆層（構造）を有する。つまり、ケーブル１１の導電性シールド表層１１３は配置位置が一番外側の層に限定されない。

二つの導電性端部１１５は導電性シールド表層１１３の両端の末端部から外側へ伸び、導電性シールド表層１１３および導電性シールド構造３４３、３８のノード３４４、３８１に電気的に接続される。二つの導電性端部１１５とノード３４４、３８１のインピーダンスは０．１オーム以下であるため、電気的接続が良好である。二つの導電性端部１１５とノード３４４、３８１を接続する際、はんだ付け、端子接続またはねじなどの締結部材によって両者を電気的に接続することができる。

フィルター１３は導電性端部１１５に接続され、導電性シールド構造３４３、３８の内部に位置付けられる。本実施形態において、フィルター１３は中空構造であるため、導電性端部１１５は中空構造のフィルター１３を貫通できる。フィルター１３が作動する際の周波数帯域は電気機械装置のテスト結果によって決まる。

導電性端部１１５は導電性シールド表層１１３から外側へ伸びて形成され、線径がケーブル１１の線形より小さいため、中空構造のフィルター１３に対応できるだけでなく、カスタマイズフィルターを使用することが必要でなく、コストの削減が実現できる。

本実施形態において、導電性シールド表層１１３は金属編組構造であるため、ケーブル１１を湾曲させることができる。導電性シールド表層１１３は鋼、亜鉛メッキ鋼、銅、またはその他の導電性の高い材料、または表面が導電性材料でコーティングされた材質から製作される。
導電性端部１１５はケーブル１１の延伸方向に沿って導電性シールド表層１１３を切って導電性シールド表層１１３の切られた部位をねじることによって形成される。つまり、導電性端部１１５は導電性シールド表層１１３と同じ金属編組構造である。また導電性端部１１５は線形がケーブル１１の線形より小さいため、様々なフィルター１３に適用できる。別の実施形態において、導電性端部１１５は金属ワイヤーまたは金属編組線を導電性シールド表層１１３に溶接することによって形成される。つまり、導電性端部１１５および導電性シールド表層１１３は延伸構造からなるとは限らない。

電磁ノイズをろ過または改善するために、フィルター１３とノード３４４、３８１との最大距離Ｄは０から１ｃｍの間、即ち１ｃｍ以下である。導電性端部１１５にフィルター１３を固定する際、導電性端部１１５が中空構造のフィルター１３を通して一回りまたは二回り回って縛ればフィルター１３を固定することができる。フィルター１３の両端から出てきた導電性端部１１５は直線状である。
フィルター１３は導磁率の高い材料から製作される。導電性端部１１５がフィルター１３を二回り回って縛ればフィルター１３の面積、即ち吸収範囲を増大させる。二周縛られたフィルター１３のろ過効果は一周縛られたフィルター１３のろ過効果より良好である。

図２は本考案の一実施形態による電磁干渉抑制装置が電気機械装置に接続される前、放射テストを行った結果を示すグラフである。Ｘ軸、即ち周波数範囲は３０から１０００ＭＨｚである。Ｙ軸、即ち電界強度または干渉数値は−２０から８０ｄＢｕＶ／ｍである。電気機械装置に対応する安全基準のピークは符号５０で表示される。
テスト結果は符号７０、７１で表示される。図２に示すように、テスト結果７１は安全基準のピークを明らかに超えた。

図３は本考案の一実施形態による電磁干渉抑制装置が電気機械装置に接続された後、放射テストを行った結果を示すグラフである。Ｘ軸、即ち周波数範囲は３０から１０００ＭＨｚである。Ｙ軸、即ち電界強度または干渉数値は０から８０ｄＢｕＶ／ｍである。
図３に示すように、テスト結果７０は安全基準のピーク５０以下である。特に周波数範囲が３０から４２０ＭＨｚである際、改善または抑制効果が著しい。

本考案による電磁干渉抑制装置の構造は図１に限定されず、別の実施器形態において、導電性端部、フィルターなどの部品が増加してもよい。図４に示すように、ケーブル１１の導電性端部１１５およびフィルター１３が四つに増えればノード３４４、３８１も四つに増えるため、同様に電磁干渉問題を効果的に改善または抑制することができる。

上述した実施形態に対し、また別の一つの実施形態による電磁干渉抑制装置はケーブルの導電性端子およびフィルターを減らすことができる。ケーブルの導電性端子およびフィルターが一つ以上でさえあればよい。言い換えれば、ケーブルの一つの端部で導電性端部を形成し、導電性端部にフィルターを接続することさえできればよい。

以上、本考案は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１００ 電磁干渉抑制装置
１１ ケーブル
１１１ ワイヤー
１１３ 導電性シールド表層
１１５ 導電性端部
１３ フィルター
３００ 電気機械装置
３１ ロボットアーム
３３ コントローラ
３４ シャーシ
３４１ カバー
３４３ 導電性シールド構造
３４４ ノード
３５ モーター駆動回路
３６ グラップル
３７ 制御ボックス
３８ 導電性シールド構造
３８１ ノード
３９ 制御回路
５０ 安全基準のピーク
７０、７１ テスト結果
Ｄ 距離
Ｘ軸 周波数範囲
Ｙ軸 電界強度または干渉数値

Claims (4)

1. 電気機械装置に接続され、ケーブルおよびフィルターを備える電磁干渉抑制装置であって、
   前記電気機械装置は導電性シールド構造および一つ以上の電子回路を備え、
   一つ以上の前記電子回路は前記導電性シールド構造の内部に配置され、
   前記ケーブルは前記電気機械装置に接続され、一つ以上のワイヤー、導電性シールド表層および導電性端部を有し、
   一つ以上の前記ワイヤーは一つ以上の前記電子回路に接続され、
   前記導電性シールド表層は一つ以上の前記ワイヤーを被覆し、
   前記導電性端部は前記導電性シールド表層および前記導電性シールド構造のノードに接続され、
   前記フィルターは前記導電性端部に接続され、前記導電性シールド構造の内部に位置付けられることを特徴とする、
   電磁干渉抑制装置。
2. 前記フィルターと前記ノードとの間の最大距離は１ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電磁干渉抑制装置。
3. 前記導電性シールド表層は金属編組構造であることを特徴とする請求項１に記載の電磁干渉抑制装置。
4. 前記導電性端部は金属編組構造であることを特徴とする請求項３に記載の電磁干渉抑制装置。
   

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