WO2020066514A1

WO2020066514A1 - シールド部材

Info

Publication number: WO2020066514A1
Application number: PCT/JP2019/034777
Authority: WO
Inventors: 優也岩口
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-04-02
Also published as: JP2020053478A

Abstract

本明細書によって開示されるシールド部材は、導電性を有し、少なくとも１本の被覆電線Ｗの干渉部Ｗ１外周を覆う柔軟なシート状の柔軟導体１２と、被覆電線Ｗの干渉部Ｗ１を覆う柔軟導体１２に電気的に接続されると共に、グランド電位となるボディアースＧと電気的に接続される複数のリードユニット２０とを備え、複数のリードユニット２０は、柔軟導体１２において被覆電線Ｗの延びる方向に間隔を空けて少なくとも３箇所にそれぞれ接続されている構成とした。

Description

シールド部材

　本明細書によって開示される技術は、シールド部材に関する。

　例えば、電線に対する電磁シールド具として、特開２０１３－２２２６４５号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この電磁シールド具は、導電性を有するシート状のシート材と、シート材に電気的に接続されると共に機器などの筐体に接地される端子金具とを有している。シート材は、絶縁電線の周囲を囲むように筒状に曲げられるようになっており、端子金具は、シート材において絶縁電線の延び方向の両端外縁部に設けられている。

特開２０１３－２２２６４５号公報

　ところが、上記の電磁シールド具によると、シート材において筐体に接地される箇所が絶縁電線の延び方向の両端に位置しているため、絶縁電線が延び方向に長くなる場合には、シート材も絶縁電線の延び方向に長くなり、絶縁電線から放出される電気的ノイズを低減させる効果、いわゆる電線の放射エミッション低減効果が低下してしまう。

　本明細書では、電線の放射エミッション低減効果を向上させる技術を開示する。

　本明細書によって開示される技術は、シールド部材であって、導電性を有し、少なくとも１本の電線の外周を覆う柔軟なシート状の柔軟導体と、前記電線を覆う前記柔軟導体に電気的に接続されると共に、グランド電位と電気的に接続される複数のリードユニットとを備え、前記複数のリードユニットは、前記柔軟導体において前記電線の延びる方向に間隔を空けて少なくとも３箇所にそれぞれ接続されている構成とした。

　このような構成のシールド部材によると、グランド電位に接続されるリードユニットが、柔軟導体における電線の延びる方向の両端の位置だけでなく、柔軟導体に対して電線の延びる方向に３箇所以上に亘って接続されている。
　つまり、３箇所以上のリードユニットによって電線に生じる電気的ノイズを効率良くグランドに流して、電線の放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　本明細書によって開示されるシールド部材は、以下の構成としてもよい。
　前記電線は、電気的ノイズの影響を受けやすい対象物の近傍に設置される干渉部を有しており、前記柔軟導体は、前記電線のうち少なくとも前記干渉部に巻き付けられて前記電線を部分的に覆っている構成としてもよい。

　このような構成によると、電線のうち、対象物の近傍に配される干渉部のみに柔軟導体を巻き付けることにより、電線の電気的ノイズを低減させる必要がある箇所のみを柔軟導体によって部分的に覆って対象物に対するエミッション低減効果を向上させることができる。つまり、電線の干渉部に対してシールド部材を後付けする後加工を施すことで対象物に対する電線の放射エミッション低減対策を行うことができる。

　前記リードユニットは、前記柔軟導体に接続される導体接続部と、グランド電位に接続されるグランド接続部との間の長さ寸法が１５ｃｍ以下に設定されている構成としてもよい。
　リードユニットの導体接続部とグランド接続部との間の長さ寸法が３０ｃｍ以上になると、電線のエミッション低減効果が低下する傾向にある。

　ところが、当該構成によると、リードユニットの導体接続部とグランド接続部との間の長さ寸法が１５ｃｍ以下となっているから、電線に生じる電気的ノイズを、柔軟導体およびリード部材を介して効率良くグランドに流すことができる。これにより、電線の放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　前記リードユニットは、前記柔軟導体に対して前記電線の延びる方向に２０ｃｍ以下の間隔で接続されている構成としてもよい。
　柔軟導体に対してリードユニットが電線の延びる方向に５０ｃｍ以上の間隔で接続されている場合、電線のエミッション低減効果が低下する傾向にある。

　ところが、当該構成によると、リードユニットが柔軟導体に対して電線の延びる方向に２０ｃｍ以下の間隔で接続されているから、電線に生じる電気的ノイズを、柔軟導体およびリードユニットを介して効率良くグランドに流すことができる。これにより、電線の放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　本明細書によって開示される技術によれば、電線の放射エミッション低減効果を向上させることができる。

実施形態１に係るシールド部材を電線の干渉部に取り付けた状態を示す概念図シールド部材を取り付けた電線の干渉部における放射エミッションを測定するための測定装置の概念図７５ＭＨｚのパルスにおけるリード長さと干渉部の放射エミッションとの関係を示すグラフ１２５ＭＨｚのパルスにおけるリード長さと干渉部の放射エミッションとの関係を示すグラフ７５ＭＨｚのパルスにおける導体接続部のリード取付間隔と干渉部における放射エミッションとの関係を示すグラフ１２５ＭＨｚのパルスにおける導体接続部のリード取付間隔と干渉部における放射エミッションとの関係を示すグラフ

　＜実施形態＞
　本明細書に開示された技術における一実施形態について図１を参照して説明する。
　本実施形態は、被覆電線Ｗに取り付けられるシールド部材１０を例示している。

　被覆電線Ｗは、導電性を有する芯線の外周を絶縁被覆で被覆して形成されており、被覆電線Ｗは、例えば、車両に搭載される図示しないＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）間を接続している。
　被覆電線Ｗには、ＥＣＵからの電気的ノイズが伝搬することで、被覆電線Ｗの近傍では、被覆電線Ｗから放出される電気的ノイズ、いわゆる放射エミッションが生じるようになっている。

　また、被覆電線Ｗは、図１に示すように、他の信号線など電気的ノイズの影響を受けやすい対象物Ｔの近傍に一部が配されており、対象物Ｔの近傍に配される部分は、干渉部Ｗ１とされている。
　干渉部Ｗ１は、対象物Ｔの側方を対象物Ｔと平行になるように左右方向に延びて配置されており、この干渉部Ｗ１にシールド部材１０が取り付けられている。

　シールド部材１０は、柔軟性有する柔軟導体１２と、柔軟導体１２に接続された複数のリードユニット２０とを備えて構成されている。

　柔軟導体１２は、導電性を有する金属によって形成されている。本実施形態では、柔軟導体１２は、導電性を有する金属箔によって形成されている。柔軟導体１２を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金など、必要に応じて導電性を有する任意の金属を適宜に選択することができる。

　柔軟導体１２は、左右方向の長さ寸法が被覆電線Ｗの干渉部Ｗ１とほぼ同じ長さ寸法の略矩形のシート状に形成されている。柔軟導体１２は、被覆電線Ｗにおける干渉部Ｗ１の外周を全周に亘って覆うように干渉部Ｗ１に巻き付けることで干渉部Ｗ１に取り付けられるようになっている。なお、図１においては、干渉部Ｗ１に対する柔軟導体１２の位置関係を分かりやすくするために、干渉部Ｗ１と柔軟導体１２との間に隙間を設けているものの、柔軟導体１２の巻き付け後には、干渉部Ｗ１と柔軟導体１２との間には隙間がほぼない状態となっている。

　つまり、被覆電線Ｗにおいて対象物Ｔの近傍に配される干渉部Ｗ１に対して柔軟導体１２を後付けする後加工を施すことによって被覆電線Ｗに対して部分的にシールド部材１０を取り付けることができるようになっている。

　また、干渉部Ｗ１に柔軟導体１２を巻き付けて柔軟導体１２を干渉部Ｗ１に取り付けるから、例えば、干渉部の外周に板状部材を曲げ加工して取り付ける場合に比べて、干渉部Ｗ１を露出させずに干渉部Ｗ１に対する柔軟導体１２の取付スペースを小型化することができるようになっている。

　複数のリードユニット２０は、それぞれがリード線２２を有している。リード線２２は、導電性を有する芯線２３の外周を絶縁被覆２４で被覆して形成されており、リード線２２の一端が導体接続部２６とされ、他端がグランド接続部３０とされている。

　導体接続部２６は、リード線２２の絶縁被覆２４を皮剥ぎすることで芯線２３が露出されて形成されており、導体接続部２６において露出した芯線２３は、被覆電線Ｗの干渉部Ｗ１に巻き付けられた柔軟導体１２に電気的に接続されている。本実施形態では、導体接続部２６は、干渉部Ｗ１に巻き付けられた柔軟導体１２の外側に配された長辺側の側縁部に半田によって接続されている。なお、導体接続部２６と柔軟導体１２との接続は、ろう付けでもよく、超音波やレーザなどによる溶接であってもよい。

　グランド接続部３０は、リード線２２の絶縁被覆２４を皮剥ぎして露出した芯線２３に端子４０が接続されて形成されている。
　端子４０は、導電性を有する金属板材をプレスなどによって加工することによって形成されており、円形状の接続部４２の中央に図示しない貫通孔が設けられた丸形端子とされている。貫通孔には、締結ボルトＢが挿通可能とされている。貫通孔に締結ボルトＢを挿通させて、車両のグランドと電気的に接続されるボディアースＧに締結ボルトＢを締め込むことでグランド接続部３０がグランド電位となっている。

　さて、複数のリードユニット２０は、柔軟導体１２において被覆電線Ｗの延びる方向である左右方向に間隔を空けて複数箇所にそれぞれ接続されている。
　詳細には、各リードユニット２０のリード線２２は、導体接続部２６とグランド接続部３０との間の長さ寸法が１５ｃｍに設定されており、各リードユニット２０の導体接続部２６は、左右方向に２０ｃｍの間隔で柔軟導体１２に接続されている。また、各リードユニット２０のグランド接続部３０における端子４０も、左右方向に２０ｃｍ以下の間隔でボディアースＧに接続されている。

　本実施形態は、以上のような構成であって、続いて、シールド部材１０の作用および効果について説明する。
　従来、絶縁電線を覆うシート材と機器などの筐体とを端子金具によって接続する電磁シールド具は、端子金具がシート材における絶縁電線の延び方向の両端に取り付けられている。このため、絶縁電線が長くなる場合には、シート材も絶縁電線の延び方向に長くなり、シート材の両端に設けられた端子金具間の長さ寸法が大きくなる。すると、シート材から端子金具に対して電気的ノイズを効率良く流すことができず、電磁シールド具における電線の放射エミッション低減効果（絶縁電線から放出される電気的ノイズを低減させる効果）が低下してしまう。

　そこで、本発明者らは、上記の課題を解決するため、鋭意検討を行った結果、本実施形態の構成を見出した。
　本実施形態によると、シールド部材１０は、図１に示すように、導電性を有し、少なくとも１本の被覆電線Ｗの外周を覆う柔軟なシート状の柔軟導体１２と、被覆電線Ｗを覆う柔軟導体１２に電気的に接続されると共に、グランド電位のボディアースＧと電気的に接続される複数のリードユニット２０とを備え、複数のリードユニット２０は、柔軟導体１２において被覆電線Ｗの延びる方向に間隔を空けて少なくとも３箇所にそれぞれ接続されている。

　すなわち、本実施形態のシールド部材１０によると、グランド電位のボディアースＧに接続されるリードユニット２０が、柔軟導体１２において被覆電線Ｗの延びる方向の両端の位置だけではなく、柔軟導体１２に対して被覆電線Ｗの延びる方向に３箇所以上に亘って接続されている。

　つまり、被覆電線Ｗの延びる方向に間隔を空けて接続された少なくとも３箇所のリードユニット２０によって被覆電線Ｗに生じる電気的ノイズを効率良くボディアースＧに流して、被覆電線Ｗの放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　＜実験例＞
　次に、実験例を挙げて本実施形態をさらに詳細に説明する。
　本実験例は、図２に示すように、パルスジェネレータ５０に設けられた一対の接続部５２に約３ｍの被覆電線６０をループ状に接続している。なお、パルスジェネレータ５０側から被覆電線６０側にパルスが漏れるのを防ぐために、被覆電線６０のパルスジェネレータ５０側の端部には、遮蔽板７０を設置している。

　ループ状に配置された被覆電線６０の一部には、シールド部材１１０の柔軟導体１１２を巻き付け、柔軟導体１１２に接続された図示しないリードユニットのリード線におけるグランド接続部を図示しないグランドラインに接続している。つまり、シールド部材１１０の柔軟導体１１２を巻き付けた部分を被覆電線Ｗの干渉部Ｗ１の代わりとしてシールド部材１１０の放射エミッション低減効果を確認する。

　柔軟導体１１２を巻き付けた部分の放射エミッションの測定は、例えば、図２に示すように、スペクトルアナライザＡに接続されたプローブＰを柔軟導体１１２に対して１０ｃｍ間隔で接触させ、接触させた時の放射エミッションを測定する。

　図３および図４は、リードユニットのリード線における導体接続部とグランド接続部との間の長さであるリード長さと放射エミッションとの関係を示している。なお、柔軟導体１１２において隣り合う導体接続部の左右方向の間隔は２０ｃｍに固定されている。また、図３は、パルスジェネレータ５０において発生させるパルスを７５ＭＨｚとし、図４は、パルスジェネレータ５０において発生させるパルスを１２５ＭＨｚとして測定している。

　図３および図４においてＸ軸は、被覆電線６０において柔軟導体１１２を巻き付けた部分のパルスジェネレータ５０からの被覆電線の位置［ｃｍ］を示しており、Ｙ軸は、放射エミッションの強度［ｄＢμＶ］を示している。また、図３および図４において、シールド部材１１０を付けていない被覆電線をＣ、リード長さが７．５ｃｍのシールド部材をＳ１、リード長さが１５ｃｍのシールド部材をＳ２、リード長さが３０ｃｍのシールド部材をＳ３、リード長さが４５ｃｍのシールド部材をＳ４として示している。

　ここで、Ｓ１からＳ４を比較すると、リード長さが３０ｃｍのＳ３と、４０ｃｍのＳ４は、図３および図４に示すように、シールド部材を付けていない被覆電線のＣの放射エミッションに近い値となっており、リード長さが７．５ｃｍのＳ１と、１５ｃｍのＳ２は、シールド部材を付けていない被覆電線のＣ、リード長さが３０ｃｍのＳ３、４０ｃｍのＳ４よりも、放射エミッションの値が小さくなっていることがわかる。

　つまり、リードユニットの導体接続部とグランド接続部との間の長さ寸法（リード長さ）が３０ｃｍ以上になると、被覆電線のエミッション低減効果が低下する傾向にあるものの、リードユニットの導体接続部とグランド接続部との間の長さ寸法（リード長さ）が１５ｃｍ以下にした場合には、被覆電線の放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　すなわち、本実施形態のシールド部材１０は、リードユニット２０のリード線２２における導体接続部２６とグランド接続部３０との間の長さ寸法（リード長さ）が１５ｃｍに設定されているから、被覆電線Ｗの放射エミッション低減効果を向上させることができるようになっている。

　次に、図５および図６は、柔軟導体１１２において隣り合うリード線の導体接続部の左右方向の間隔であるリード取付間隔と放射エミッションとの関係を示している。なお、リードユニットのリード線における導体接続部とグランド接続部との間の長さ寸法（リード長さ）は、１５ｃｍに固定されている。また、図５は、パルスジェネレータ５０において発生させるパルスを７５ＭＨｚとし、図６は、パルスジェネレータ５０において発生させるパルスを１２５ＭＨｚとして測定している。

　図５および図６においては、Ｘ軸は、被覆電線６０において柔軟導体１１２を巻き付けた部分のパルスジェネレータ５０からの被覆電線の位置［ｃｍ］を示しており、Ｙ軸は、放射エミッションの強度［ｄＢμＶ］を示している。また、図５および図６において、シールド部材を付けていない被覆電線をＣ、リード線における導体接続部が柔軟導体の左右方向の両端部（電線の延びる方向の両端部）のみに接続されているシールド部材をＣ１、リード取付間隔が５ｃｍのシールド部材をＳ５、リード取付間隔が１０ｃｍのシールド部材をＳ６、リード取付間隔が２０ｃｍのシールド部材をＳ７、リード取付間隔が５０ｃｍのシールド部材をＳ８として示している。

　ここで、Ｓ５からＳ８を比較すると、パルスが７５ＭＨｚの図５においては、Ｓ５からＳ８は、シールド部材を付けていない被覆電線のＣや、リード線の導体接続部が柔軟導体の左右方向の両端部のみに接続されているシールド部材のＣ１に比べて、放射エミッションの値が低くなっている。また、Ｓ５からＳ７は、Ｓ８と比較しても放射エミッションの値がさらに低くなっている。

　一方、パルスが１２５ＭＨｚの図６においては、リード取付間隔が５０ｃｍのＳ８は、シールド部材を付けていない被覆電線のＣの放射エミッションに近い値となっているものの、リード取付間隔が２０ｃｍ以下のＳ５からＳ７は、シールド部材を付けていない被覆電線や、リード線の導体接続部が柔軟導体の左右方向の両端部のみに接続されているシールド部材のＣ１に比べて、放射エミッションの値が小さくなっていることがわかる。

　つまり、柔軟導体１１２における隣り合うリード線の導体接続部の左右方向の間隔（リード取付間隔）が５０ｃｍ以上になると、被覆電線のエミッション低減効果が低下する傾向にあるものの、柔軟導体１１２における隣り合うリード線の導体接続部の左右方向の間隔（リード取付間隔）が２０ｃｍ以下にした場合には、被覆電線Ｗの放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　すなわち、本実施形態のシールド部材１０は、柔軟導体１２における隣り合うリード線２２の導体接続部２６の左右方向の間隔（リード取付間隔）が２０ｃｍに設定されているから、被覆電線Ｗの放射エミッション低減効果をさらに向上させることができるようになっている。

　以上のように、本実施形態のシールド部材１０によると、被覆電線Ｗに生じる電気的ノイズを、シールド部材１０の柔軟導体１２およびリードユニット２０を介して効率良くボディアースＧに流すことにより、被覆電線Ｗの放射エミッション低減効果を向上させることができる。

　＜他の実施形態＞
　本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
　（１）上記実施形態では、被覆電線Ｗの干渉部Ｗ１が信号線などの対象物Ｔの近傍に配された構成とした。しかしながら、これに限らず、電線の干渉部が電子機器や蓄電装置などの近傍に配される場合に本明細書で開示した技術を適用してもよい。

　（２）上記実施形態では、干渉部Ｗ１に柔軟導体１２を巻き付ける構成にした。しかしながら、これに限らず、干渉部の外周に隙間を隔てて柔軟導体を配置する構成にしてもよい。
　（３）上記実施形態では、リード線２２において芯線２３を露出させた部分に端子４０を接続することによってグランド接続部３０を構成した。しかしながら、これに限らず、導体接続部と同様に、リード線において芯線を露出させてグランド接続部を構成し、芯線を半田などでボディアースに直接固定する構成にしてもよい。

　（４）上記実施形態では、リードユニット２０のリード線２２における導体接続部２６とグランド接続部３０との間の長さ寸法（リード長さ）を１５ｃｍに設定し、柔軟導体１２における隣り合うリード線２２の導体接続部２６の左右方向の間隔（リード取付間隔）を２０ｃｍに設定した構成にした。しかしながら、これに限らず、リードユニット２０のリード線２２における導体接続部２６とグランド接続部３０との間の長さ寸法（リード長さ）は１５ｃｍ以下であればよく、柔軟導体１２における隣り合うリード線２２の導体接続部２６の左右方向の間隔（リード取付間隔）は２０ｃｍ以下であればよい。

　（５）上記実施形態では、１本の被覆電線Ｗにシールド部材１０を取り付ける構成にした。しかしながら、これに限らず、複数本の被覆電線にシールド部材１０を取り付ける構成にしてもよい。

１０：シールド部材
１２：柔軟導体
２０：リードユニット
２６：導体接続部
３０：グランド接続部
Ｇ：ボディアース（「グランド電位」の一例）
Ｔ：対象物
Ｗ：被覆電線（「電線」の一例）
Ｗ１：干渉部

Claims

　導電性を有し、少なくとも１本の電線の外周を覆う柔軟なシート状の柔軟導体と、
　前記電線を覆う前記柔軟導体に電気的に接続されると共に、グランド電位と電気的に接続される複数のリードユニットとを備え、
　前記複数のリードユニットは、前記柔軟導体において前記電線の延びる方向に間隔を空けて少なくとも３箇所にそれぞれ接続されているシールド部材。
　前記電線は、電気的ノイズの影響を受けやすい対象物の近傍に配置される干渉部を有しており、
　前記柔軟導体は、前記電線のうち少なくとも前記干渉部に巻き付けられて前記電線を部分的に覆っている請求項１に記載のシールド部材。
　前記リードユニットは、前記柔軟導体に接続される導体接続部と、グランド電位に接続されるグランド接続部との間の長さ寸法が１５ｃｍ以下に設定されている請求項１または請求項２に記載のシールド部材。
　前記リードユニットは、前記柔軟導体に対して前記電線の延びる方向に２０ｃｍ以下の間隔で接続されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシールド部材。