JP6493186B2

JP6493186B2 - プロテクタ

Info

Publication number: JP6493186B2
Application number: JP2015238615A
Authority: JP
Inventors: 正剛若林; 淳也藤田; 慶祐八木橋
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-12-07
Also published as: JP2017107656A; US20170164528A1; US9781868B2

Description

本発明は、電磁ノイズの影響を受けることを防止するプロテクタに関する。

現在、車両には各種の電子機器やセンサー類、およびそれらを制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット）が複数搭載されている。そして、これらの電子機器やセンサー類とＥＣＵ間、あるいは各ＥＣＵ間を接続する信号線に外部から電磁ノイズが混入しないように、様々な対策が講じられている（例えば、特許文献１および２参照）。

特許文献１には、２本の電線を螺旋状に撚り合わせたツイストペア線を備えたワイヤハーネスが開示されており、光硬化性樹脂からなる保持体が２本の電線に対し相対変位を規制した状態で密着している（図１、段落０００２、段落０００８）。これにより、電線の撚りが解けて電線同士の間隔が拡がってノイズ低減効果が低下することを防止している。

特許文献２には、絶縁シートに波型対称形状の第１および第２のペア回路導体を並列または積層して形成したシールド用フラット回路体が開示されており、一方のペア回路導体の蛇行ピッチを他方の奇数倍または偶数倍に設定等することで２つのペア回路導体間に生じるノイズを低減している（図１、段落００２０、段落００２３）。

一方、車両内に配索される信号線が切断、絶縁不良等の損傷を受けないように、信号線を含むワイヤハーネスに外装される筒状の合成樹脂製プロテクタが用いられることも多い（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３には、三次元形状に折り曲げた状態で形状保持力を有する樹脂板を基板として用いたワイヤハーネス用のプロテクタが開示されている。この基板は、長方形状であり、幅方向に間隔をあけた３カ所で、長さ方向の全長にわたって平行に折り曲げて、ワイヤハーネスの電線群を挿通する中空部を有する四角筒状に組み立てるものである（図３、段落０００７参照）。

特開２０１５−０３８８３８号公報特開２００３−０１６８５５号公報特開２０１５−０８２９５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のようなツイストペア線を使用したワイヤハーネスに対して、特許文献３に記載のようなプロテクタを用いる場合、電線の撚り作業によりツイストペア線を作成した上で、プロテクタにテープ止めで取り付け、プロテクタを四角筒状に組み立てる作業が必要となり、手間が掛かり、作業効率が良くなかった。

また、特許文献２に記載のようなシールド用フラット回路体にあっては、ペア回路導体を並列に形成している場合には、信号線が増えるに従い幅が広くなってしまうという問題があった。また、ペア回路導体を積層している場合には、信号線が増えるに従い層数が多くなり構造が複雑になっていた。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性の良いコンパクトなプロテクタを提供することを目的とする。

本発明に係るプロテクタは、上記目的を達成するため、第１および第２の線状導体が布線されるそれぞれの略長方形の布線領域を有し、前記各布線領域の長手方向に離間する複数の平行スリットが前記各布線領域の約半幅の幅方向深さに形成されている第１および第２の板状体を備えており、前記第１および第２の線状導体は、前記第１および第２の板状体の長さ方向、幅方向および厚さ方向にそれぞれ屈曲する略波形の形状をなすように前記第１および第２の板状体に支持されており、前記第１および第２の板状体が対向する各一対の前記平行スリットの内奥部を近接させ、かつ、前記布線領域の長さ方向における前記各一対の平行スリットの両側で交互に板厚方向で逆向きに対面するように横差しするとき、前記第１および第２の線状導体が、波形状に応じて重なり合った前記布線領域の平面視で複数のループ状をなす第１ループ区間と、波形状に応じて前記第１および第２の板状体の横断面方向に複数のループ状をなす第２ループ区間と、を有した構成となっている。

この構成により、本発明に係るプロテクタは、第１および第２の板状体が横差しされたとき、第１および第２の線状導体が波形状に応じて平面視で複数のループ状をなす第１ループ区間を形成する。これらのループは、ループを貫通する方向に磁束が発生した場合に、各ループに流れる誘導電流が互いに打消し合うように構成されている。これにより、第１および第２の板状体を垂直に貫く方向の電磁ノイズに強い構造となっている。また、第１および第２の板状体が横差しされたとき、第１および第２の板状体の横断面方向に複数のループ状をなす第２ループ区間を形成するようになる。これらのループは、ループを貫通する方向に磁束が発生した場合に、各ループに流れる誘導電流が互いに打消し合うように構成されている。これにより、第１および第２の板状体の長手方向の電磁ノイズに強い構造となっている。しかも、第１および第２の板状体を横差しにより組立てることができるので、組立作業性に優れている。さらに、第１および第２の各線状導体を複数本の素線状導体で構成することで、プロテクタをコンパクトにすることができる。

また、前記第１および第２の線状導体は、前記第１および第２の板状体に固着された帯状の導体で構成されていてもよい。

この構成により、本発明に係るプロテクタは、帯状の導体が第１および第２の板状体に固着されているので、電線による布線の場合とは異なり、第１および第２の線状導体が第１および第２の板状体から外れることがなく、組立作業性をさらに向上させることができる。また、第１および第２の線状導体の蛇行する波形の経路が固定されているので、手作業による布線作業の必要がなく、耐ノイズ性能を安定的に発揮させることができる。

また、本発明に係るプロテクタでは、前記第１および第２の線状導体は、前記第１および第２の板状体に保持された被覆電線で構成されていてもよい。

この構成により、本発明に係るプロテクタは、被覆電線が第１および第２の板状体に保持されているので、被覆電線に断線や損傷が生じた場合には、被覆電線のみ取り替えればよい。これにより、断線等の不具合が発生した場合に低コストで修復することができる。

本発明によれば、ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性の良いコンパクトなプロテクタを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る第１の板状体の斜視図である。図１に示す第１の板状体の平面図である。図２に示す第１の板状体のＡ−Ａ断面図である。本発明の一実施形態に係る第２の板状体の斜視図である。図４に示す第２の板状体の平面図である。図５に示す第２の板状体のＢ−Ｂ断面図である。本発明の一実施形態に係り、第１および第２の板状体を組立てた状態を示す斜視図である。図７に示す組立てた状態のＣ−Ｃ断面図である。図９（ａ）は、図７のＥ部をＤ方向から見たときの、第１および第２の線状導体の第２ループ区間のループを示す説明図であり、図９（ｂ）は、図７のＦ部をＤ方向から見たときの、第１および第２の線状導体の第２ループ区間のループを示す説明図である。本発明の別の実施形態に係り、第１の板状体の部分断面図である。

以下、本発明に係るプロテクタの実施の形態について、図面を参照して説明する。

［構成］
本実施形態に係るプロテクタ１は、第１および第２の線状導体１２、２２が布線されるそれぞれの略長方形の布線領域１６、２６を有し、各布線領域１６、２６の長手方向に離間する複数の平行スリット１４、２４が各布線領域１６、２６の約半幅の幅方向深さに形成されている第１および第２の板状体１０、２０を備えている。

第１の板状体１０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂からなり、一体成形品として形成されている。

具体的には、図１に示すように、第１の板状体１０は、矩形の下側板部１０ａと、下側板部１０ａから所定高さに配置された矩形の上側板部１０ｂとが互い違いに配置され、傾斜した矩形の連結板部１０ｃが下側板部１０ａと上側板部１０ｂとを連結した構成となっている。矩形の下側板部１０ａと上側板部１０ｂとは、同じ幅を有するが、長さは同じでもよいし、異なる長さとしてもよい。例えば、図２に示す第１の板状体１０の平面図において、第１の線状導体１２の波形ピッチが均一になるように、下側板部１０ａの長さを上側板部１０ｂの長さよりも長くしてもよい。このようにすると、図７に示すように、第１および第２の板状体１０、２０を組立てたとき、平面視で同一形状のループが形成されるので、電磁ノイズの影響を打ち消す上で好ましい。

傾斜した連結板部１０ｃの傾斜角度は、任意の角度に設定することができる。図３に示すように、傾斜角度を４５°にすると、組立てた際に連結板部１０ｃ、２０ｃが垂直に交差するので組立作業がやり易くなるので好ましい。また、例えば、傾斜角度を９０°にすると、相手側の第２の板状体２０を平板状にすることができる、第２の板状体２０の製造が容易になる。

第１および第２の線状導体１２、２２は、第１および第２の板状体１０、２０の長さ方向、幅方向および厚さ方向にそれぞれ屈曲する略波形の形状をなすように第１および第２の板状体１０、２０に支持されている。

具体的には、図２に示すように、第１の線状導体１２は、下側板部１０ａ上でその周縁部に沿ってコ字状に布線され、上り傾斜の連結板部１０ｃの平行スリット１４が形成されていない側の端縁部に沿って布線され、次いで、上側板部１０ｂおよび下り傾斜の連結板部１０ｃの端縁部に沿って布線される。次の下側板部１０ａからは、前の布線パターンの繰り返しである。

第１の線状導体１２と第２の線状導体２２は、いずれも、１または複数の信号線（素線状導体）であって、一方がプラス側、他方がマイナス側となっている。ここで、プラス側の信号線とは、所定の一方向に電流が流れることにより信号を伝える信号線をいい、マイナス側の信号線とは、プラス側における電流の方向とは反対方向に電流が流れることにより信号を伝える信号線をいう。よって、第１の線状導体１２を構成する１または複数の信号線では、信号伝送において所定の一方向に電流が流れ、第２の線状導体２２を構成する１または複数の信号線では、信号伝送において上記所定の一方向とは逆方向に電流が流れることになる。

第１および第２の線状導体１２、２２は、第１および第２の板状体１０、２０に固着された帯状の導体で構成されている。第１および第２の線状導体１２、２２は、例えば、真空蒸着、イオンプレーティング技術を用いて、第１および第２の板状体１０、２０上に金属の薄膜コーティングによって形成してもよい。第１および第２の線状導体１２、２２が薄膜コーティングにより形成された後、その上から保護用のＰＶＣ、ＰＥ製等のシートを貼っておくのが好ましい。

次に、第２の板状体２０について説明する。
図４に示すように、第２の板状体２０は、矩形の下側板部２０ａと、下側板部２０ａから所定高さに配置された矩形の上側板部２０ｂとが互い違いに配置され、傾斜した矩形の連結板部２０ｃが下側板部２０ａと上側板部２０ｂとを連結した構成となっている。矩形の下側板部２０ａと上側板部２０ｂとは、同じ幅を有するが、長さは、第１の板状体１０に対応して設定する。例えば、図５に示す第２の板状体２０の平面図において、第２の線状導体２２の波形ピッチが均一になるように、上側板部２０ｂの長さを下側板部２０ａの長さよりも長くしてもよい。このようにすると、図７に示すように、第１および第２の板状体１０、２０を組立てたとき、平面視で同一形状のループが形成されるので、電磁ノイズの影響を打ち消す上で好ましい。

傾斜した連結板部２０ｃの傾斜角度は、任意の角度に設定することができるが、相手方の第１の板状体１０の連結板部１０ｃの傾斜角度に対応して設定するのが好ましい。図６に示すように、傾斜角度を４５°にすると、組立てた際に連結板部１０ｃ、２０ｃが垂直に交差するので組立作業がやり易くなるので好ましい。また、例えば、傾斜角度を９０°にすると、相手方の第１の板状体１０を平板状にすることができ、第１の板状体１０の製造が容易になる。

第２の線状導体２２は、図５に示すように、上側板部２０ｂ上でその周縁部に沿ってコ字状に布線され、下り傾斜の連結板部２０ｃの平行スリット２４が形成されていない側の端縁部に沿って布線され、次いで、下側板部２０ａおよび上り傾斜の連結板部２０ｃの端縁部に沿って布線される。次の上側板部２０ｂからは、前の布線パターンの繰り返しである。

次に、第１および第２の板状体１０、２０の組立方法について説明する。
第１および第２の板状体１０、２０が対向する各一対の平行スリット１４、２４の内奥部１４ａ、２４ａを近接させ、かつ、布線領域１６、２６の長さ方向における各一対の平行スリット１４、２４の両側で交互に板厚方向で逆向きに対面するように横差しすることで、第１および第２の板状体１０、２０が組立てられる。

具体的には、図１に示す第１の板状体１０の平行スリット１４が形成されている側の側面と、図４に示す第２の板状体２０の平行スリット２４が形成されている側の側面とが、対向するように両者を近づけ、対向する平行スリット１４、２４に差し込む。平行スリット１４、２４の内奥部１４ａ、２４ａまで差し込むことにより、組立が完了する（図７参照）。このように、第１および第２の板状体１０、２０を横差しにより組立てることができるので、組立作業が簡単であり、第１および第２の線状導体１２、２２またはそれに接続された電線の端部にコネクタが取付けられている場合であっても組立てることができる。

次に、電磁ノイズの影響について説明する。
まず、第１および第２の板状体１０、２０が横差しされたとき、平面視で（図８のＧ方向からプロテクタ１を見て）第１および第２の線状導体１２、２２が波形状に応じて複数のループ状をなす第１ループ区間を形成する。これらのループは、ループを貫通する方向（図８のＧ方向またはその逆方向）に磁束が発生した場合に、各ループに流れる誘導電流が互いに打消し合うように構成されている。これにより、第１および第２の板状体１０、２０を垂直に貫く方向の電磁ノイズに強い構造となっている。

また、第１および第２の板状体１０、２０が横差しにより組立てられたとき、第１および第２の線状導体１２、２２が、波形状に応じて第１および第２の板状体１０、２０の横断面方向に複数のループ状をなす第２ループ区間と、を有した構成となっている。

具体的には、図９（ａ）は、図７のＥ部をＤ方向から見たときの、第１および第２の線状導体１２、２２が作るループ３０ａを示す説明図であり、図９（ｂ）は、図７のＦ部をＤ方向から見たときの、第１および第２の線状導体１２、２２が作るループ３０ｂを示す説明図である。いま、図７のＤ方向に、時間的に変化する磁束が存在していると仮定する。この場合、Ｅ部のループ３０ａを貫く磁束の変化により第１および第２の線状導体１２、２２に矢印Ｈ、Ｊで示す方向に電流が流れるような起電力が誘導されたとしても、Ｆ部のループ３０ｂを貫く磁束の変化により誘導される起電力（矢印Ｋ、Ｌで図示）とは、方向が逆になるので、誘導起電力が打ち消される。よって、第１および第２の板状体１０、２０の長手方向の電磁ノイズの影響を受け難い構造になっている。

［作用・効果］
本実施形態に係るプロテクタ１は、第１および第２の板状体１０、２０が横差しされたとき、第１および第２の板状体１０、２０の横断面方向に複数のループ状をなす第２ループ区間を形成するようになる（図９参照）。これらのループは、プロテクタ１の長手方向にループを貫通する磁束が発生した場合に、各ループに流れる誘導電流が互いに打消し合うように構成されている。これにより、第１および第２の板状体１０、２０の長手方向の電磁ノイズに強い構造となっている。しかも、第１および第２の板状体１０、２０を横差しにより簡単に組み立てることができるので、組立作業性に優れている。

また、本実施形態に係るプロテクタ１は、帯状の導体が第１および第２の板状体１０、２０に固着されているので、電線による布線の場合とは異なり、第１および第２の線状導体１２、２２が第１および第２の板状体１０、２０から外れることがなく、組立作業性をさらに向上させることができる。また、第１および第２の線状導体１２、２２の蛇行する波形の経路が固定されているので、手作業による布線作業の必要がなく、耐ノイズ性能を安定的に発揮させることができる。

〔別の実施の形態〕
次に、別の実施の形態について説明する。
本実施の形態の第１および第２の線状導体１２、２２は、第１および第２の板状体４０に保持された１または複数の被覆電線４２で構成されている。例えば、図１０に示すように、第１および第２の板状体４０の表面に、信号経路に沿って布線用の溝４０ａを形成しておき、その溝４０ａの中に被覆電線４２を布線するようにしてもよい。被覆電線４２の布線後に、その上から粘着テープやＰＶＣ、ＰＥ製等のシート４４を貼り、被覆電線４２を保持・保護するのが好ましい。布線用の溝４０ａは、第１および第２の板状体４０の表面に凹部を形成することにより構成してもよいし、凸状の案内壁を形成することにより構成してもよい。

本実施形態に係るプロテクタ１は、被覆電線４２が第１および第２の板状体４０に保持されているので、被覆電線４２に断線や損傷が生じたときに被覆電線４２のみ取り替えればよい。これにより、断線等の不具合が発生した場合に低コストで修復することができる。

以上のとおり、本発明のプロテクタは、ツイスト電線を使用しない構成でありながら、電磁ノイズの影響を受けにくく、かつ、組立作業性が良くコンパクトであるという効果を有し、電磁ノイズ環境下で使用されるプロテクタ全般に有用である。

１プロテクタ
１０第１の板状体
１２第１の線状導体
１４平行スリット
１４ａ内奥部
１６布線領域
２０第２の板状体
２２第２の線状導体
２４平行スリット
２４ａ内奥部
２６布線領域
４２被覆電線

Claims

第１および第２の線状導体が布線されるそれぞれの略長方形の布線領域を有し、前記各布線領域の長手方向に離間する複数の平行スリットが前記各布線領域の約半幅の幅方向深さに形成されている第１および第２の板状体を備えており、
前記第１および第２の線状導体は、前記第１および第２の板状体の長さ方向、幅方向および厚さ方向にそれぞれ屈曲する略波形の形状をなすように前記第１および第２の板状体に支持されており、
前記第１および第２の板状体が対向する各一対の前記平行スリットの内奥部を近接させ、かつ、前記布線領域の長さ方向における前記各一対の平行スリットの両側で交互に板厚方向で逆向きに対面するように横差しするとき、
前記第１および第２の線状導体が、波形状に応じて重なり合った前記布線領域の平面視で複数のループ状をなす第１ループ区間と、波形状に応じて前記第１および第２の板状体の横断面方向に複数のループ状をなす第２ループ区間と、を有していることを特徴とするプロテクタ。
前記第１および第２の線状導体は、前記第１および第２の板状体に固着された帯状の導体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロテクタ。
前記第１および第２の線状導体は、前記第１および第２の板状体に保持された被覆電線で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロテクタ。