JP2015204528A - ワイヤハーネスのノイズ除去回路、及びそれを備えたワイヤハーネス組立体 - Google Patents

ワイヤハーネスのノイズ除去回路、及びそれを備えたワイヤハーネス組立体 Download PDF

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Abstract

【課題】ノイズを精度良く除去することができるワイヤハーネスのノイズ除去回路を提供する。
【解決手段】自動車に配索されるワイヤハーネスWH1のノイズを除去するノイズ除去回路10は、ワイヤハーネスWH1の幹線6から分岐した分岐部4と、分岐部4に設けられ、接地されるノイズフィルタ部1と、で構成されている。分岐部4は、幹線6と電気的に接続されるとともに当該分岐部4の基端部から先端部まで延びた第1の回路部11と、幹線6と電気的に接続されるとともに当該分岐部4の基端部から先端部まで延び、当該分岐部4の先端部において第1の回路部11と電気的に接続された第2の回路部12と、当該分岐部4の基端部から先端部まで延びるとともに第1の回路部11と第2の回路部12との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた接地導体13と、を有している。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車等に搭載されるワイヤハーネスのノイズ除去回路、及び該ノイズ除去回路を備えたワイヤハーネス組立体に関するものである。
従来より、ワイヤハーネスに乗った電気的なノイズを除去するために、様々なノイズ除去回路が用いられている。例えば、自動車においては、図7に示されたワイヤハーネスのノイズ除去回路が多く用いられている(特許文献1を参照。)。
図7に示すワイヤハーネスWHのノイズ除去回路510は、複数本の電線60,61,62が束ねられた幹線6からノイズ除去対象となる電線61,62を分岐させ、この電線分岐部分61a,62aの先端部に、ユニット化されたノイズフィルタ部501を接続し、ノイズフィルタ部501を車体パネルにボルト固定するなどして接地(ボディアース)した回路である。一対の電線分岐部分61a,62aはノイズフィルタ部501に向かって平行に延びており、外周にテープ等が巻かれている。ノイズフィルタ部501は、電線分岐部分61aから入力された電流からノイズ(高周波ノイズ)を取り出してグランドに落とし、ノイズが取り出された電流を電線分岐部分62aに出力する。
特開2009−111832号公報
上述した従来のノイズ除去回路510においては、図7中矢印Nで示すように、線間容量によりノイズがノイズフィルタ部501を通らずに電線分岐部分61aから電線分岐部分62aに伝搬してしまうことがあるという問題点があった。また、ワイヤハーネスWHの幹線6からノイズフィルタ部501までの距離が離れている場合は、前述したノイズ伝搬が特に起こり易かった。
したがって、本発明は、ワイヤハーネスの幹線から分岐した分岐部にノイズフィルタ部が設けられたノイズ除去回路において、ノイズを精度良く除去することができるワイヤハーネスのノイズ除去回路、及びそれを備えたワイヤハーネス組立体を提供することを目的とする。
請求項1に記載された発明は、ワイヤハーネスのノイズ除去回路において、前記ワイヤハーネスの幹線から分岐した分岐部と、前記分岐部に設けられ、接地されるノイズフィルタ部と、を備え、前記分岐部が、前記幹線と電気的に接続されるとともに当該分岐部の基端部から先端部まで延びた第1の回路部と、前記幹線と電気的に接続されるとともに当該分岐部の基端部から先端部まで延び、当該分岐部の先端部において前記第1の回路部と電気的に接続された第2の回路部と、当該分岐部の基端部から先端部まで延びるとともに前記第1の回路部と前記第2の回路部との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた接地導体と、を有していることを特徴とするワイヤハーネスのノイズ除去回路である。
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記第1の回路部が第1のインダクタンス形成部を有し、前記第2の回路部が第2のインダクタンス形成部を有していることを特徴とするものである。
請求項3に記載された発明は、請求項1又は請求項2に記載された発明において、前記分岐部は、前記幹線から分岐した分岐線と、前記ノイズフィルタ部を構成するフィルタ構成部と、の別体に分かれており、前記ノイズフィルタ部は、前記フィルタ構成部がハウジングに収容されてユニット化されており、前記分岐線と前記ノイズフィルタ部とがコネクタ接続されることを特徴とするものである。
請求項4に記載された発明は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載された発明において、接地されるか又はグランドを成す金属板が、前記分岐部に沿って配置されることを特徴とするものである。
請求項5に記載された発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のワイヤハーネスのノイズ除去回路と、該ノイズ除去回路によってノイズが除去されるワイヤハーネスと、を備えていることを特徴とするワイヤハーネス組立体である。
請求項1,3,5に記載された発明によれば、前記分岐部が、当該分岐部の基端部から先端部まで延びるとともに前記第1の回路部と前記第2の回路部との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた接地導体を有しているので、第1の回路部と第2の回路部とが接近しかつワイヤハーネスの幹線からノイズフィルタ部までの距離が離れている場合でも、第1の回路部と第2の回路部との間での線間容量によるノイズ伝搬を起こり難くすることができる。よって、ノイズを精度良く除去することができる。
請求項2に記載された発明によれば、静電結合によるノイズ伝搬が起こり易い一対のインダクタンス形成部間においても、接地導体によりノイズ伝搬を起こり難くすることができる。
請求項4に記載された発明によれば、接地されるか又はグランドを成す金属板が、前記分岐部に沿って配置されるので、第1の回路部と第2の回路部との間でのノイズ伝搬をより一層起こり難くすることができる。
本発明の第1の実施形態にかかるワイヤハーネスのノイズ除去回路の回路図である。 図1のワイヤハーネスの構成を説明する説明図である。 図1のノイズ除去回路を構成するノイズフィルタ部の斜視図である。 図3のノイズフィルタ部の構成を説明する説明図である。 本発明の第2の実施形態にかかるワイヤハーネスのノイズ除去回路の回路図である。 図5のノイズ除去回路の構成を説明する説明図である。 従来のワイヤハーネスのノイズ除去回路の回路図である。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態にかかる「ワイヤハーネスのノイズ除去回路」及び「ワイヤハーネス組立体」を図1〜4を参照して説明する。図1に示す「ワイヤハーネスのノイズ除去回路10」は、自動車に配索されて該自動車に搭載された機器同士を接続するワイヤハーネスWH1のノイズを除去する回路であり、ワイヤハーネスWH1の幹線6から分岐した「分岐部4」と、分岐部4に設けられ、接地される「ノイズフィルタ部1」と、で構成されている。これらノイズ除去回路10と、該ノイズ除去回路10によってノイズが除去されるワイヤハーネスWH1と、を備えたものが「ワイヤハーネス組立体」である。
分岐部4は、図1に示すように、複数本の電線60,61,62が束ねられた幹線6と電気的に接続されるとともに当該分岐部4の基端部から先端部まで延びた第1の回路部11と、幹線6と電気的に接続されるとともに当該分岐部4の基端部から先端部まで延び、当該分岐部4の先端部において第1の回路部11と電気的に接続された第2の回路部12と、当該分岐部4の基端部から先端部まで延びるとともに第1の回路部11と第2の回路部12との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた接地導体13と、を有している。
このように、ノイズ除去回路10においては、分岐部4が、当該分岐部4の基端部から先端部まで延びるとともに第1の回路部11と第2の回路部12との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた接地導体13を有しているので、第1の回路部11と第2の回路部12とが接近しかつワイヤハーネスWH1の幹線6からノイズフィルタ部1までの距離が離れている場合でも、第1の回路部11と第2の回路部12との間での線間容量によるノイズ伝搬を起こり難くすることができる。よって、ノイズを精度良く除去することができる。
また、分岐部4は、幹線6から分岐した分岐線6aと、ノイズフィルタ部1を構成するフィルタ構成部2と、の別体に分かれている。ノイズフィルタ部1は、フィルタ構成部2がハウジング5に収容されてユニット化されている。これら分岐線6aとノイズフィルタ部1とはコネクタ接続される。
分岐線6aは、図2に示すように、幹線6の電線60,61,62うちノイズ除去対象となる電線61,62が幹線6から分岐して平行に延びた一対の電線分岐部分61a,62aと、電線分岐部分61a,62a間に配置されかつノイズフィルタ部1から離れた側(幹線6側)がオープンとされた接地電線63と、電線分岐部分61a,62aの先端部に取り付けられた雌型の端子71,72と、接地電線63の先端部に取り付けられた雌型の端子73と、これら端子71,72,73を収容したコネクタハウジング70と、を有している。端子71,72,73及びコネクタハウジング70はコネクタ7を構成している。また、電線分岐部分61a(すなわち電線61)、電線分岐部分62a(すなわち電線62)、接地電線63は、それぞれ、芯線が絶縁被覆で覆われた被覆電線である。
接地電線63は、一対の電線分岐部分61a,62a間でこれらと平行に延びている。また、接地電線63のノイズフィルタ部1から離れた側の端部は、幹線6の径方向の中心近傍に位置付けられており、如何なるものにも電気接続されていない。電線分岐部分61a,62a及び接地電線63の外周にはテープ64が巻かれており、これら電線の位置関係(接地電線63が中央に位置する。)が固定されている。
また、一対の電線分岐部分61a,62a及び接地電線63は、外周にテープ64が巻かれることで位置関係が固定されているが、これ以外に、一対の電線分岐部分61a,62a及び接地電線63は、位置関係が固定されるように接着されていてもよい。
このように一対の電線分岐部分61a,62a間に接地電線63を配置することにより、電線分岐部分61a,62a同士が接近しかつ分岐線6aが長く延びている場合でも、電線分岐部分61aと電線分岐部分62aとの間での線間容量によるノイズ伝搬が起こり難くなる。すなわち、ノイズがノイズフィルタ部1を通らずに電線分岐部分61aから電線分岐部分62aに伝わろうとした場合、該ノイズが電線分岐部分62aより近い接地電線63に伝わってグランドに落ちるので、電線分岐部分61aと電線分岐部分62aとの間でのノイズ伝搬が起こり難い。
上述した分岐線6aにおいて、電線分岐部分61aと端子71とは上記「第1の回路部11」の一部を構成している。また、電線分岐部分62aと端子72とは上記「第2の回路部12」の一部を構成している。また、電線分岐部分62aと端子73とは上記「接地導体13」の一部を構成している。
続いて、上記フィルタ構成部2及びそれを有するノイズフィルタ部1の構成を説明する。ノイズフィルタ部1は、図3〜4に示すように、電線分岐部分61aと接続される雄型の入力端子24と、電線分岐部分62aと接続される雄型の出力端子25と、入力端子24から出力端子25までの導電路に設けられた一対のインダクタL1,L2と、入力端子24から出力端子25までの導電路を構成する第1バスバ21,第2バスバ22,第3バスバ23と、接地電線63と接続される接地バスバ26と、コンデンサCと、ブラケット27と、取付部材3と、ハウジング5と、を有している。
上述した入力端子24、出力端子25、第1バスバ21、第2バスバ22、第3バスバ23、接地バスバ26、ブラケット27は、一枚の金属板から打ち抜かれた母材が合成樹脂製の取付部材3にインサート成形により一体化され、該インサート成形後に前記母材の不要部分が切断されて図4に示す形状に形成されている。
入力端子24及び出力端子25は、細長い板状に形成されており、互いに間隔をあけて平行に配置されている。
第1バスバ21及び第2バスバ22は、平面視略長方形状に形成されており、各々の短辺同士が平行となるように互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、第1バスバ21及び第2バスバ22は、各々の長辺同士が一直線上に並ぶように配置されている。また、入力端子24は、第1バスバ21の短辺に連続するように第1バスバ21に一体形成されている。出力端子25は、第2バスバ22の短辺に連続するように第2バスバ22に一体形成されている。第3バスバ23は、細長い長方形状に形成されており、その長辺が第1バスバ21及び第2バスバ22の長辺と平行になるように、第1バスバ21及び第2バスバ22と間隔をあけて配置されている。
ブラケット27は、第3バスバ23の、第1バスバ21及び第2バスバ22側と反対側に配置されている。ブラケット27の一端部にはボルト挿通孔27aが設けられている。ブラケット27は、ボルト挿通孔27aにボルトが通されて車体パネルにボルト固定されることにより接地(ボディアース)される。
接地バスバ26は、ブラケット27に一体形成されており、ブラケット27から第3バスバ23を迂回して入力端子24及び出力端子25側に延びている。接地バスバ26は、ブラケット27に連結した部分26bと、第1バスバ21と第2バスバ22との間に配置された部分26aと、当該部分26aから延長された雄型の端子26cと、を有している。前記部分26aは、第1バスバ21の短辺と第2バスバ22の短辺との間に配置されているとともに、第1バスバ21及び第2バスバ22と同一平面上に配置されている。端子26cは、入力端子24が配置された位置と出力端子25が配置された位置との間に配置されている。
また、入力端子24、出力端子25、端子26cは、ハウジング5の後述する嵌合部52内に位置付けられて、嵌合部52とともにコネクタ50を構成する。このコネクタ50は、分岐線6aのコネクタ7と接続される。コネクタ50とコネクタ7とが接続される際、入力端子24が電線分岐部分61aの先端部に取り付けられた端子71と嵌合され、出力端子25が電線分岐部分62aの先端部に取り付けられた端子72と嵌合され、端子26cが接地電線63の先端部に取り付けられた端子73と嵌合される。
一対のインダクタL1,L2は、本実施形態では、トロイダルコアに巻線を巻いたトロイダルコイルを用いている。インダクタL1は、一方のリード線が第1バスバ21の貫通孔21a又は貫通孔21bに挿入されてはんだ付けされ、他方のリード線が第3バスバ23の貫通孔23a又は貫通孔23bに挿入されてはんだ付けされる。インダクタL2は、一方のリード線が第2バスバ22の貫通孔22a又は貫通孔22bに挿入されてはんだ付けされ、他方のリード線が第3バスバ23の貫通孔23c又は貫通孔23dに挿入されてはんだ付けされる。また、上記接地バスバ26の部分26aは、図4に示すように、インダクタL1が配置された位置とインダクタL2が配置された位置との間に配置されている。
コンデンサCは、一方のリード線が第3のバスバ23の貫通孔23eに挿入されてはんだ付けされ、他方のリード線がブラケット27の貫通孔27bに挿入されてはんだ付けされる。
ハウジング5は、合成樹脂で構成されており、入力端子24、出力端子25、端子26cを位置付ける筒状の嵌合部52と、それ以外の部品を収容する本体部51と、を有している。また、ブラケット27は、ボルト挿通孔27aがハウジング5の外部に位置付けられる。このように、ノイズフィルタ部1は、入力端子24、出力端子25、第1バスバ21、第2バスバ22、第3バスバ23、接地バスバ26、ブラケット27、取付部材3、一対のインダクタL1,L2、コンデンサCがハウジング5に収容されてユニット化されている。
上記構成のノイズフィルタ部1は、電線分岐部分61aから入力された電流からノイズ(高周波ノイズ)を除去し、ノイズが除去された電流を電線分岐部分62aに出力する。また、接地電線63に乗ったノイズをグランドに落とす。
また、一般的に、コイル等のインダクタンス形成部近傍は特に静電結合によるノイズ伝搬が起こり易い部分であるが、このノイズフィルタ部1においては、静電結合が起こり易いインダクタL1,L2間に位置する第1バスバ21と第2バスバ22との間に、接地バスバ26の部分26aが配置されているので、第1バスバ21と第2バスバ22との間での静電結合によるノイズ伝搬が起こり難い。すなわち、ノイズが所定の回路を通らずに第1バスバ21から第2バスバ22に伝わろうとした場合、該ノイズが第2バスバ22より近い接地バスバ26に伝わってグランドに落ちるので、第1バスバ21と第2バスバ22との間での静電結合によるノイズ伝搬が起こり難い。よって、静電結合が起こり易いインダクタL1,L2間において第1バスバ21と第2バスバ22との間隔を小さくすることができ、ノイズ除去性能を満足しながらノイズフィルタ部1を小型化することができる。
上述したノイズフィルタ部1において、入力端子24と、第1バスバ21と、インダクタL1(請求項の「第1のインダクタンス形成部」に相当する。)と、第3バスバ23と、は上記「第1の回路部11」の一部を構成している。また、出力端子25と、第2バスバ22と、インダクタL2(請求項の「第2のインダクタンス形成部」に相当する。)と、第3バスバ23と、は上記「第2の回路部12」の一部を構成している。また、接地バスバ26と、ブラケット27と、は上記「接地導体13」の一部を構成している。
さらに、これら入力端子24、第1バスバ21、インダクタL1、第3バスバ23、インダクタL2、第2バスバ22、出力端子25、接地バスバ26、ブラケット27は、それぞれ、フィルタ構成部2に相当する。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態にかかる「ワイヤハーネスのノイズ除去回路」及び「ワイヤハーネス組立体」を図5〜6を参照して説明する。図5〜6において前述した第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
図5,6に示す「ワイヤハーネスのノイズ除去回路110」は、ワイヤハーネスWH2のノイズを除去する回路であり、ワイヤハーネスWH2の幹線6から分岐した「分岐部」としての「分岐線6b」と、分岐線6bに設けられ、接地される「ノイズフィルタ部101」と、グランドを成す「車体パネル9」と、で構成されている。これらノイズ除去回路110と、該ノイズ除去回路110によってノイズが除去されるワイヤハーネスWH2と、を備えたものが「ワイヤハーネス組立体」である。
分岐線6bは、図5に示すように、複数本の電線60,61,62が束ねられた幹線6と電気的に接続されるとともに当該分岐線6bの基端部から先端部まで延びた第1の回路部111と、幹線6と電気的に接続されるとともに当該分岐線6bの基端部から先端部まで延び、当該分岐線6bの先端部において第1の回路部111と電気的に接続された第2の回路部112と、当該分岐線6bの基端部から先端部まで延びるとともに第1の回路部111と第2の回路部112との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた「接地導体」としての接地電線63と、を有している。
第1の回路部111は、幹線6の電線61が幹線6から分岐した電線分岐部分61aと、電線分岐部分61a上に設けられた第1のインダクタンス形成部L11と、で構成されている。第1のインダクタンス形成部L11は、電線分岐部分61aの外周にフェライトビーズが取り付けられて形成されている。
第2の回路部112は、幹線6の電線62が幹線6から分岐して電線分岐部分61aと平行に延びた電線分岐部分62aと、電線分岐部分62a上に設けられた第2のインダクタンス形成部L12と、で構成されている。第2のインダクタンス形成部L12は、電線分岐部分62aの外周にフェライトビーズが取り付けられて形成されている。
上記第1のインダクタンス形成部L11及び上記第2のインダクタンス形成部L12は、電線分岐部分61a,62aの外周にフェライトビーズが取り付けられて形成されているが、これ以外に、コアに電線分岐部分61a,62aが螺旋状に巻き付けられて形成されていてもよく、コアを用いず電線分岐部分61a,62aのみが螺旋状に巻かれて形成されていてもよい。
接地電線63は、一対の電線分岐部分61a,62a間でこれらと平行に延びている。また、接地電線63の幹線6側の端部は、幹線6の径方向の中心近傍に位置付けられており、如何なるものにも電気接続されていない。すなわちオープンとされている。電線分岐部分61a,62a及び接地電線63の外周にはテープが巻かれており、これら電線の位置関係(接地電線63が中央に位置する。)が固定されている。
ノイズフィルタ部101は、上述した第1のインダクタンス形成部L11と、第2のインダクタンス形成部L12と、分岐線6bの先端部とグランド(すなわち車体パネル9)との間に電気接続されたコンデンサCと、で構成されている。このようにノイズフィルタ部101はユニット化されていない。
上記構成のノイズフィルタ部101は、電線61に流れる電流からノイズ(高周波ノイズ)を除去し、ノイズが除去された電流を電線62に流す。
車体パネル9は、金属板で構成されており、図6に示すように、分岐線6bの近傍かつ分岐線6bに沿って配置される。すなわち、分岐線6bは車体パネル9の近傍かつ車体パネル9に沿って配索される。このような配置とすることにより、電線分岐部分61aと電線分岐部分62aとの間での線間容量によるノイズ伝搬をより一層起こり難くすることができる。
上述した第1の実施形態及び第2の実施形態では、「分岐部」を構成する「第1の回路体」、「第2の回路体」及び「接地導体」に、独立した被覆電線である電線分岐部分61a、電線分岐部分62a、接地電線63を用いていたが、本発明では、フレキシブルフラットケーブルやフレキシブルプリント基板などを用いて分岐部を構成してもよい。
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
1,101 ノイズフィルタ部
4 分岐部
6 幹線
6b 分岐線(分岐部)
10,110 ワイヤハーネスのノイズ除去回路
11,111 第1の回路部
12,112 第2の回路部
13 接地導体
63 接地電線(接地導体)
WH1,WH2 ワイヤハーネス

Claims (5)

  1. ワイヤハーネスのノイズ除去回路において、
    前記ワイヤハーネスの幹線から分岐した分岐部と、
    前記分岐部に設けられ、接地されるノイズフィルタ部と、
    を備え、
    前記分岐部が、
    前記幹線と電気的に接続されるとともに当該分岐部の基端部から先端部まで延びた第1の回路部と、
    前記幹線と電気的に接続されるとともに当該分岐部の基端部から先端部まで延び、当該分岐部の先端部において前記第1の回路部と電気的に接続された第2の回路部と、
    当該分岐部の基端部から先端部まで延びるとともに前記第1の回路部と前記第2の回路部との間に配置され、一端が接地されるとともに他端がオープンとされた接地導体と、
    を有している
    ことを特徴とするワイヤハーネスのノイズ除去回路。
  2. 前記第1の回路部が第1のインダクタンス形成部を有し、前記第2の回路部が第2のインダクタンス形成部を有している
    ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤハーネスのノイズ除去回路。
  3. 前記分岐部は、前記幹線から分岐した分岐線と、前記ノイズフィルタ部を構成するフィルタ構成部と、の別体に分かれており、
    前記ノイズフィルタ部は、前記フィルタ構成部がハウジングに収容されてユニット化されており、
    前記分岐線と前記ノイズフィルタ部とがコネクタ接続される
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のワイヤハーネスのノイズ除去回路。
  4. 接地されるか又はグランドを成す金属板が、前記分岐部に沿って配置される
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のワイヤハーネスのノイズ除去回路。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のワイヤハーネスのノイズ除去回路と、該ノイズ除去回路によってノイズが除去されるワイヤハーネスと、を備えている
    ことを特徴とするワイヤハーネス組立体。
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