JP2020145083A - シールド構造、及びワイヤーハーネス - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の実施態様が列記されて説明される。
以下に、本開示の実施形態が説明される。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本明細書に開示された技術をワイヤーハーネス10に適用した実施形態1が、図1から図17を参照しつつ説明される。図1に示されるように、本実施形態に関するワイヤーハーネス10は、第1UTP(Unshielded Twisted Pair)ケーブル11(ツイストペアケーブルの一例)と、第1UTPケーブル11の端部に接続された雄コネクタ12(コネクタの一例)と、雄コネクタ12に嵌合する雌コネクタ13(コネクタの一例)と、雌コネクタ13が端部に接続された第2UTP(Unshielded Twisted Pair)ケーブル14(ツイストペアケーブルの一例)と、を備える。
図2に示されるように、第1UTPケーブル11は、互いに撚り合わされた2本の第1電線15の外周を絶縁性の第1シース16が一括して包囲してなる。第1電線15は、導電性の芯線の外周が絶縁性の合成樹脂からなる絶縁被覆で覆われてなる公知の構成である。
第1UTPケーブル11を構成する2本の第1電線15の端部には、それぞれ、雄端子18が接続されている。これにより、1つの第1UTPケーブル11には2つの雄端子18が接続されている。2つの雄端子18は同形同大である。雄端子18は金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。雄端子18は、第1電線15の端部に圧着することにより第1電線15に固定されると共に第1電線15の芯線と電気的に接続される電線接続部19と、電線接続部19に連なって前方に延びる雄タブ20と、を有する。
図3に示されるように、雄コネクタ12は、雄アウターハウジング21と、雄アウターハウジング21の内部に収容される雄インナーハウジング22と、を有する。
図2に示されるように、第2UTPケーブル14は、互いに撚り合わされた2本の第2電線29の外周を絶縁性の第2シース30が一括して包囲してなる。第2シース30の端部から導出された2本の第2電線29は、撚りがほどかれており、前後方向(2本の電線が延びる方向の一例)に延びると共に、左右方向に間隔を空けて並んで配された第2並列部31(並列部の一例)とされる。第2並列部31を構成する2本の第2電線29の左右方向の間隔は、第2シース30の端部付近が最も狭くなっており、第2シース30の端部から離れるに従って広がっている。第2UTPケーブル14の構成は第1UTPケーブル11と同じなので、重複する説明が省略される。
第2UTPケーブル14を構成する2本の第2電線29の端部には、それぞれ、雌端子32が接続されている。これにより、1つの第2UTPケーブル14には2つの雌端子32が接続されている。2つの雌端子32は同形同大である。雌端子32は金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。雌端子32は、第2電線29の端部に圧着することにより第2電線29に固定されると共に第2電線29の芯線と電気的に接続される電線接続部53と、電線接続部53に連なって後方に延びる接続筒部33と、を有する。接続筒部33の内部には、雄端子18の雄タブ20が挿入可能になっている。接続筒部33の内部には弾性変形可能な弾性接触片(図示せず)が配されている。弾性接触片が雄タブ20と弾性的に接触することにより、雌端子32と雄端子18とが電気的に接続されるようになっている。
図3に示されるように、雌コネクタ13の後半部分は、雄コネクタ12のフード部23内に後方から嵌入するようになっている。雄コネクタ12と雌コネクタ13とが嵌合した状態で、雌コネクタ13の前半部分はフード部23の前方に位置している。図4に示されるように、雌コネクタ13は、雌アウターハウジング34と、雌アウターハウジング34の内部に収容される雌インナーハウジング35と、を有する。
図5及び図6に示されるように、シールド部材43は、導電性を有する金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。シールド部材43を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、任意の金属を適宜に選択することができる。シールド部材43の表面には金属からなるメッキ層が形成されていてもよい。メッキ層を構成する金属としては、スズ、ニッケル等、任意の金属を適宜に選択することができる。
図2に示されるように、雄コネクタ12のシールド構造50が説明される。雄コネクタ12に取り付けられたシールド部材43の2つの側壁部44は、第1UTPケーブル11を構成する第1電線15の第1並列部17の周囲(左右方向について外方の位置)に配されている。これにより、第1UTPケーブル11を構成する第1電線15の第1並列部17は、側壁部44の周囲に位置するノイズ源から電磁気的にシールドされるようになっている。
続いて、実施形態の製造工程の一例が説明される。製造工程は以下の記載に限定されない。
続いて、本実施形態の作用効果が説明される。本実施形態によれば、第1並列部17の周囲(左右方向の外方)に配された側壁部44により、第1並列部17において並ぶ2本の第1電線15は、側壁部44の周囲に位置するノイズ源から電磁気的にシールドされる。これにより、第1UTPケーブル11の耐ノイズ性能を向上させることができる。
続いて、本実施形態の作用効果が確認された、コンピュータによりシミュレートされた計算例が説明される。計算例1、計算例2、及び計算例3について、LCL(Longitudinal Conversion Loss)、及びANEXTDS(Alian Near End Cross conversion loss Single end to Differential)が計算された。LCLは電気機器から放出される不要な電気的ノイズ(エミッション)に関する指標であり、ANEXTDSは電気機器が電気的ストレスにさらされた際に耐えうる能力(イミュニティ)の指標である。計算例1、計算例2、及び計算例3について図7から図9を参照して説明される。なお、図7から図9においては、雄コネクタ12は省略されている。
図7A及び図7Bに示されるように、計算例1に用いられたシールド部材60は、2つの側壁部44の下縁同士が、2つの側壁部44と一体に形成された接続部61によって電気的に接続されている。計算例1に関する接続部61は上下方向に開口していない。他の構成は実施形態1と同様である。
図6および図8に示されるように、計算例2には、実施形態1に開示されたシールド部材43が用いられた。
図9に示されるように、計算例3では、シールド部材が取り付けられていない雄コネクタ12が用いられた。他の構成は実施形態1と同様である。
計算例1から計算例3について、ワイヤーハーネスに沿って、1本の電線がノイズ源として配置された状態におけるLCL、及びANEXTDSが計算された。図7から図9に示されるように、電線が配置される場所は5つ設定された。電線の配置場所は以下のとおりである。
位置A:右側の側壁部44の左方
位置B:右側の側壁部44の上方
位置C:右側の電線及び端子の上方
位置D:右側の側壁部44の下方
位置E:右側の電線及び端子の下方
[LCL]
1.計算例1,2,及び3の比較
図10には、位置Aに電線が配された場合において計算された、計算例1,2,及び3のLCLの結果が示される。後に説明されるが、位置Aに電線が配された条件でLCLが最も増加するので、各計算例を比較するための代表値として位置Aに電線が配された場合のLCLが例示されて説明される。
図11に示されるように、計算例3のLCLは、位置A,B,C,D,及びEについて、コモンモードの周波数の増加に従って単調に増加した。位置AのLCLが最も大きく、位置B及びDのLCLが次に大きく、位置C及びEのLCLが最も小さかった。位置AのLCLが最も大きい理由は、上記したように、並列部を構成する2本の電線及び端子の電磁気的な環境が左右方向について不均一になったためと考えられる。
図12に示されるように、計算例2の位置Aに関するLCLは、コモンモードの周波数の増加に従って単調に増加した。位置B,C,D,及びEに関するLCLは、コモンモードの周波数が800MHzから1000MHzにおいてやや減少する傾向となった。各位置のLCLについては、位置AのLCLが最も大きく、位置B及びDのLCLが次に大きく、位置C及びEのLCLが最も小さかった。各位置に関するLCLの大小関係については、上記した計算例3と同様なので、説明が省略される。
図13に示されるように、計算例1の位置Aに関するLCLは、コモンモードの周波数の増加に従って単調に増加した。位置B,C,D,及びEに関するLCLは、コモンモードの周波数が700MHzから1000MHzにおいてやや減少する傾向となった。各位置のLCLについては、位置AのLCLが最も大きく、位置BのLCLが二番目に大きく、位置C及びDのLCLが三番目に大きく、位置EのLCLが最も小さかった。
1.計算例1,2,及び3の比較
図14には、位置Aに電線が配された場合において計算された、計算例1,2,及び3のANEXTDSの結果が示される。後に説明されるが、位置Aに電線が配された条件でANEXTDSが最も増加するので、各計算例を比較するための代表値として位置Aに電線が配された場合のANEXTDSが例示されて説明される。
図15に示されるように、計算例3のANEXTDSは、位置A,B,C,D,及びEについて、ノイズ源の周波数の増加に従って単調に増加した。位置AのLCLが最も大きく、位置B及びDのLCLが次に大きく、位置C及びEのLCLが最も小さかった。位置A,B,C,D,及びEに係るANEXTDSの大小関係については、上記したLCLと同様に考えることができるので、重複する説明が省略される。
図16に示されるように、計算例2の位置Aに関するANEXTDSは、ノイズ源の周波数の増加に従って増加する傾向を示し、ノイズ源の周波数が600MHzから1000MHzにおいてやや減少する傾向を示した。
図17に示されるように、計算例1の位置Aに関するANEXTDSは、ノイズ源の周波数の増加に従って増加する傾向を示し、ノイズ源の周波数が700MHzから1000MHZにおいて減少する傾向を示した。
次に、本開示の実施形態2が、図18を参照しつつ説明される。本実施形態においては、雌コネクタ70は、雄コネクタ71のフード部72内に収容されている。これにより、第2UTPケーブル14の第2シース30の後端部は、2つの側壁部44の間に位置するようになっている。
第1UTPケーブル11の第1シース16の端部寄りの位置には、第1接続部73(接続部の一例)が取り付けられている。第1接続部73は、導電性を有する金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。第1接続部73は、環状をなすと共に、第1シース16の端部寄りの位置に外嵌する第1外嵌部74(外嵌部の一例)と、第1外嵌部74に連なって左右方向に延出された第1延出部75(延出部の一例)と、を有する。第1延出部75は左方、及び右方に延びた細長い板状をなしている。第1延出部75の先端部は、左右方向の内方に折り返されている。
第2UTPケーブル14の第2シース30の端部寄りの位置には、第2接続部76(接続部の一例)が取り付けられている。第2接続部76は、第2外嵌部77(外嵌部の一例)と、第2延出部78(延出部の一例)とを有する。第2接続部76は第1接続部73と同形同大なので、重複する説明が省略される。
雄端子18が雄インナーハウジング22内に収容された状態で、雄コネクタ71には、第1接続部73の第1延出部75に対応する位置に、第1挿通窓79が貫通されている。この第1挿通窓79内に第1延出部75が挿通されるようになっている。第1挿通窓79に挿通された第1延出部75の先端部は、左右方向について内方から、2つの側壁部44に接触するようになっている。これにより、2つの側壁部44が、第1接続部73によって電気的に接続されるようになっている。
雌端子32が雌インナーハウジング35内に収容された状態で、雌コネクタ70には、第2接続部76の第2延出部78に対応する位置に、第2挿通窓80が貫通されている。この第2挿通窓80内に第2延出部78が挿通されるようになっている。第2挿通窓80に挿通された第2延出部78の先端部は、左右方向について内方から、2つの側壁部44に接触するようになっている。これにより、2つの側壁部44が、第2接続部76によって電気的に接続されるようになっている。
次に、本開示の実施形態3が、図19を参照しつつ説明される。本実施形態においては、シールド部材90の2つの側壁91は、それぞれ、前後方向に延びると共に間隔を空けて並ぶ2つのスリット92を有する。スリット92は、上下方向について側壁91の中央付近に形成されている。2つのスリット92の前後方向についての長さ寸法は同じである。
本開示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、例えば次のような実施形態も本明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。
11: 第1UTPケーブル
12: 雄コネクタ
13: 雌コネクタ
14: 第2UTPケーブル
15: 第1電線
16: 第1シース
17: 第1並列部
18: 雄端子
19: 電線接続部
20: 雄タブ
21: 雄アウターハウジング
22: 雄インナーハウジング
23: フード部
24: 雄ランス
29: 第2電線
30: 第2シース
31: 第2並列部
32: 雌端子
33: 接続筒部
34: 雌アウターハウジング
35: 雌インナーハウジング
36: 雌ランス
41: ロックアーム
42: ロック部
43: シールド部材
44: 側壁部
45: 前接続部
46: 後接続部
47: 上開口部
48: 下開口部
49: 嵌合溝
50,52: シールド構造
51: 仮想的な面
52: シールド構造
53: 電線接続部
60: シールド部材
61: 接続部
62: 電線
70: 雌コネクタ
71: 雄コネクタ
72: フード部
73: 第1接続部
74: 第1外嵌部
75: 第1延出部
76: 第2接続部
77: 第2外嵌部
78: 第2延出部
79: 第1挿通窓
80: 第2挿通窓
90: シールド部材
91: 側壁
92: スリット
Claims (8)
- 2本の電線が撚り合わされてなると共に、前記2本の電線が並ぶ並列部を有するツイストペアケーブルと、
前記並列部の周囲に配された導電性を有する2つの側壁部と、前記2つの側壁部を電気的に接続する2つの接続部と、を有するシールド部材と、を備え、
前記2つの接続部は、前記2つの側壁部のうち、前記並列部の延びる方向の前端部と後端部とにそれぞれ配されている、シールド構造。 - 前記2つの接続部の間には開口部が設けられている、請求項1に記載のシールド構造。
- 前記2つの側壁部は、前記並列部を構成する前記2本の電線の中間位置を含むと共に前記2本の電線が延びる方向に沿う仮想的な面に対し、鏡面対称に形成されている、請求項1または請求項2に記載のシールド構造。
- 前記接続部は前記2つの側壁部と一体に形成されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載されたシールド構造。
- 前記2つの側壁部は、前記並列部を構成する前記2本の電線の各端部に接続された2つの端子の周囲に位置している、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のシールド構造。
- 前記2本の電線のうち、前記2本の電線を一括して包囲するシースの端部から露出した部分が前記並列部とされており、
前記接続部は、前記シースの端部に外嵌された外嵌部と、前記外嵌部から延びると共に前記2つの側壁部に接触する延出部と、を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のシールド構造。 - 2本の電線が撚り合わされてなると共に、前記2本の電線が並ぶ並列部を有するツイストペアケーブルと、
前記並列部を構成する前記2本の電線の端部にそれぞれ接続された2つの端子と、
前記2つの端子が収容されるコネクタと、
前記並列部の周囲に配された導電性を有する2つの側壁部と、前記2つの側壁部を電気的に接続する2つの接続部と、を有するシールド部材と、を備え、
前記2つの接続部は、前記2つの側壁部のうち、前記並列部の延びる方向の前端部と後端部とにそれぞれ配されている、ワイヤーハーネス。 - 前記コネクタは、前記シールド部材が固定される固定部を有する、請求項7に記載のワイヤーハーネス。
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