JP6684584B2 - ノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、ノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネスに関する。

従来、車両等において使用されるノイズフィルタがある。特許文献１には、ハウジング内に設けられて一方の端子が接地されたコンデンサと、互いの先端部分の導体を圧着してコンデンサの他方の端子に電気的に接続されるとともにハウジングから同じ方向に向かって併走している２本の電線と、を備えたノイズフィルタにおいて、２本の電線が併走している部分では、２本の電線が非導電性材料で形成された緩衝部材を挟んで固定されているノイズフィルタの技術が開示されている。

上記特許文献１には、引き出し線の長さを変更するとフィルタの減衰極周波数が移動して意図するフィルタ特性が得られなくなること、および特許文献１のノイズフィルタは、引き出し線の持つインダクタンスの影響を減少させること、が記載されている。

特開２０１２−３９２０１号公報

ノイズフィルタのフィルタ特性を向上することについて、なお改良の余地がある。例えば、ノイズフィルタと、ノイズフィルタにつながる電線とを合わせた全体でのフィルタ特性をより適切なものに調整できることが好ましい。

本発明の目的は、ノイズフィルタおよび電線を含む全体のフィルタ特性を向上できるノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネスを提供することである。

本発明のノイズフィルタ用配索構造は、ノイズフィルタの入力側に接続された入力線と、前記ノイズフィルタの出力側に接続されており、かつ一部の区間が前記入力線と並べて配索される出力線と、を備え、前記入力線は、螺旋状に巻かれた入力側螺旋部を有し、前記出力線は、螺旋状に巻かれ、かつ前記入力側螺旋部と隣接して配置された出力側螺旋部を有し、前記入力側螺旋部は、前記出力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置し、前記出力側螺旋部は、前記入力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置していることを特徴とする。

上記ノイズフィルタ用配索構造において、前記入力側螺旋部の巻き方向および前記出力側螺旋部の巻き方向は、前記入力側螺旋部から前記ノイズフィルタおよび前記出力側螺旋部を経由して流れる電流に関して、前記入力側螺旋部と前記出力側螺旋部との間の相互インダクタンスが同相となる巻き方向であることが好ましい。

上記ノイズフィルタ用配索構造において、更に、前記入力側螺旋部と前記出力側螺旋部との相対位置関係を維持する螺旋部保持手段を備えることが好ましい。

本発明のワイヤハーネスは、ノイズフィルタと、前記ノイズフィルタの入力側に接続された入力線と、前記ノイズフィルタの出力側に接続されており、かつ一部の区間が前記入力線と並べて配索される出力線と、を備え、前記入力線は、螺旋状に巻かれた入力側螺旋部を有し、前記出力線は、螺旋状に巻かれ、かつ前記入力側螺旋部と隣接して配置された出力側螺旋部を有し、前記入力側螺旋部は、前記出力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置し、前記出力側螺旋部は、前記入力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置していることを特徴とする。

本発明に係るノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネスは、ノイズフィルタの入力側に接続された入力線と、ノイズフィルタの出力側に接続されており、かつ一部の区間が入力線と並べて配索される出力線と、を備える。入力線は、螺旋状に巻かれた入力側螺旋部を有し、出力線は、螺旋状に巻かれ、かつ入力側螺旋部と隣接して配置された出力側螺旋部を有する。入力側螺旋部は、出力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置し、出力側螺旋部は、入力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置している。本発明に係るノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネスによれば、入力側螺旋部と出力側螺旋部との間の相互インダクタンスによって、ノイズフィルタおよび電線を含む全体のフィルタ特性を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係るワイヤハーネスの概略構成図である。 図２は、第１実施形態に係るノイズフィルタ用配索構造の斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るノイズフィルタ用配索構造の平面図である。 図４は、各併走長さにおける入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。 図５は、併走長さとノイズフィルタの見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図６は、各リング半径における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。 図７は、リング半径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図８は、各リング巻き数における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。 図９は、リング巻き数と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図１０は、各電線径における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。 図１１は、電線径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図１２は、各リング間距離における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。 図１３は、リング間距離と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図１４は、入力側螺旋部および出力側螺旋部のリング歪み率の説明図である。 図１５は、各リング歪み率における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。 図１６は、リング歪み率と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図１７は、第２実施形態に係る入力側螺旋部および出力側螺旋部を示す斜視図である。 図１８は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関する併走長さと見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図１９は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング半径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図２０は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング巻き数と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図２１は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関する電線径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図２２は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング間距離と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図２３は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング歪み率と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。 図２４は、各実施形態の第１変形例に係る螺旋部保持手段を示す図である。 図２５は、各実施形態の第２変形例に係る螺旋部保持手段を示す側面図である。 図２６は、入力側螺旋部および出力側螺旋部の巻き付け方の例を示す断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係るノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネスにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図１６を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、ノイズフィルタ用配索構造およびワイヤハーネスに関する。図１は、第１実施形態に係るワイヤハーネスの概略構成図、図２は、第１実施形態に係るノイズフィルタ用配索構造の斜視図、図３は、第１実施形態に係るノイズフィルタ用配索構造の平面図である。

図１に示すように、第１実施形態に係るワイヤハーネスＷＨは、ノイズフィルタ用配索構造１およびノイズフィルタ２を有する。ワイヤハーネスＷＨは、自動車等の車両に搭載されるものであり、車両に搭載される各装置間を接続する。ワイヤハーネスＷＨは、電源供給や信号通信に用いられる複数の電線Ｗを有する。電線Ｗは、線状の導体が絶縁性の被覆によって覆われたものである。導体は、複数本の素線の集合体であっても、単線であってもよい。各電線Ｗは、電子部品やバッテリ、電装部品等の各装置と接続される。ワイヤハーネスＷＨは、電線Ｗとして、入力線Ｗ１および出力線Ｗ２を有する。本実施形態の入力線Ｗ１および出力線Ｗ２は、電装部品に対して直流電力を供給する電力供給線である。入力線Ｗ１は、バッテリ等の電源と接続されている。出力線Ｗ２は、電装部品、例えばＤＣ／ＤＣコンバータやデフォッガ、ハイマウントストップランプ等と接続されている。ノイズフィルタ２は、入力線Ｗ１と出力線Ｗ２との間に介在している。

ノイズフィルタ２は、入力端子２１およびコンデンサＣ１を有する。入力線Ｗ１および出力線Ｗ２は、入力端子２１に電気的に接続されている。入力端子２１は、コンデンサＣ１を介して車体に接地されている。ノイズフィルタ２は、入力線Ｗ１と出力線Ｗ２との間でのノイズの伝搬を抑制する。ノイズフィルタ２は、例えば、ＡＭラジオに影響するノイズを低減する。ＤＣ／ＤＣコンバータやデフォッガ等から発生するノイズは、ＡＭラジオの信号品質を劣化させる可能性がある。これらのノイズを発生する機器につながる電線Ｗにノイズフィルタ２が接続されることで、ノイズレベルが低減され、ＡＭラジオの信号品質の劣化が抑制可能となる。ノイズフィルタ２のフィルタ特性は、ＡＭラジオの帯域（５００ｋＨｚ〜１．６ＭＨｚ）の周波数のノイズに対して高い減衰性能を示すものである。

入力線Ｗ１および出力線Ｗ２は、ワイヤハーネスＷＨの電線Ｗの束である幹線３から分岐してノイズフィルタ２に接続される。幹線３とノイズフィルタ２との間において、入力線Ｗ１と出力線Ｗ２とが併走して配索されることがある。例えば、入力線Ｗ１と出力線Ｗ２とが密着した状態でテープ等によって束ねられて配索される。本実施形態において、入力線Ｗ１および出力線Ｗ２は、図２に示すように、ノイズフィルタ２との接続部から所定の区間（以下、「併走区間６」と称する。）において並べて配索される。併走区間６では、入力線Ｗ１の被覆と出力線Ｗ２の被覆とが接触しており、入力線Ｗ１および出力線Ｗ２が平行に延在している。

入力線Ｗ１と出力線Ｗ２とが併走した状態であると、互いの電線間で逆相の相互インダクタンスが生じる。これにより、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数が本来の共振周波数よりも低くなってしまう。ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数は、ノイズフィルタ２、入力線Ｗ１および出力線Ｗ２を含むノイズ低減回路の共振周波数である。入力線Ｗ１および出力線Ｗ２の逆相の相互インダクタンスにより、見かけの共振周波数は、単体のノイズフィルタ２の共振周波数よりも低くなる。これにより、ノイズフィルタ２が本来のフィルタ性能を発揮することができなくなることがある。例えば、見かけの共振周波数がＡＭラジオの帯域よりも低い周波数となってしまい、ノイズフィルタ２が本来のフィルタ性能を発揮できなくなることがある。

本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、図２に示すように、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５を有する。入力側螺旋部４は、入力線Ｗ１の一部が螺旋状に巻かれて形成されている。入力側螺旋部４は、中心軸線Ｘ１を中心として一定の半径の螺旋を構成するように巻かれている。出力側螺旋部５は、出力線Ｗ２の一部が螺旋状に巻かれて形成されている。出力側螺旋部５は、中心軸線Ｘ２を中心として一定の半径の螺旋を構成するように巻かれている。出力側螺旋部５は、入力側螺旋部４と同軸上でかつ入力側螺旋部４の軸方向の延長線上に位置している。すなわち、入力側螺旋部４の中心軸線Ｘ１と出力側螺旋部５の中心軸線Ｘ２とは同軸上にある。入力側螺旋部４と出力側螺旋部５とは、例えば、双方の端部同士が接触した状態で配置されている。

以下の説明では、中心軸線Ｘ１，Ｘ２の方向を「軸方向」と称する。また、併走区間６における入力線Ｗ１および出力線Ｗ２の延在する方向を「併走方向」と称する。軸方向は、例えば、併走方向と直交している。

入力側螺旋部４の軸方向の端部と、出力側螺旋部５の軸方向の端部とは軸方向において互いに対向している。入力側螺旋部４の巻き方向および出力側螺旋部５の巻き方向は、以下に説明するように、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との間で同相の相互インダクタンスが生じるように設定されている。図３に示す螺旋部４，５について、入力側螺旋部４から出力側螺旋部５へ向かうＹ１方向に軸方向視した場合を例に、巻き方向について説明する。入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の巻き方向は、電流ｉ１，ｉ２の流れに沿って時計回りの螺旋となる巻き方向である。入力側螺旋部４における出力側螺旋部５側の端部は、ノイズフィルタ２の入力端子２１に接続される。出力側螺旋部５における入力側螺旋部４側の端部は、ノイズフィルタ２の入力端子２１に接続される。入力側螺旋部４は、隣接する入力線Ｗ１が互いに接触するように、言い換えると押し縮められたコイルのように密着して、入力線Ｗ１が巻かれている。同様に、出力側螺旋部５は、隣接する出力線Ｗ２が互いに接触するように、言い換えると押し縮められたコイルのように密着して、出力線Ｗ２が巻かれている。

入力電流ｉ１によって入力側螺旋部４の内方に発生する磁束φ１の向きと、出力電流ｉ２によって出力側螺旋部５の内方に発生する磁束φ２の向きとが軸方向に関して同じ向きとなる。つまり、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の巻き方向は、入力側螺旋部４からノイズフィルタ２および出力側螺旋部５を経由して流れる電流（入力電流ｉ１および出力電流ｉ２）に関して、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との間の相互インダクタンスが同相となる巻き方向である。入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の間の同相の相互インダクタンスは、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を高める。従って、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、併走区間６において発生する逆相の相互インダクタンスによる影響を軽減し、あるいは打ち消すことができる。

ノイズフィルタ用配索構造１において、ノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性に影響を与える項目には、併走長さ、リング半径、リング巻き数、電線径、リング間距離、およびリング歪み率がある。ここで、ノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性は、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数および見かけの通過特性を含む。「併走長さ」は、併走区間６の長さＬ（図２参照）である。「リング半径」は、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の半径ｒ１（図３参照）であり、各螺旋部４，５を軸方向視した場合の螺旋部４，５がなす円の半径である。本実施形態では、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５のリング半径ｒ１が等しい。「リング巻き数」は、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の巻き数である。本実施形態では、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５のリング巻き数が等しい。なお、リング巻き数は整数である必要はなく、例えば１／４周を単位としてもよい。「電線径」は、入力線Ｗ１および出力線Ｗ２の導体部分の径を表す断面積である。電線径の括弧内には被覆を含む入力線Ｗ１および出力線Ｗ２の半径の値が記載されている。本実施形態では、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の電線径が等しい。「リング間距離」（図３の符号Ｄ参照）は、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との軸方向の隙間の大きさである。「リング歪み」は、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５を軸方向視した場合の円の歪みである。本実施形態において、リング歪み率ｃは、各螺旋部４，５における短軸の長さａ（図１４参照）に対する長軸の長さｂの比（＝ｂ／ａ）である。リング歪みがなしの場合、長軸の長さｂと短軸の長さａとが等しい。本実施形態では併走長さＬ＝１０ｃｍ，リング半径ｒ１＝１２ｍｍ、リング巻き数＝１回、電線径＝３ｓｑ（半径２ｍｍ）、リング間距離Ｄ＝０ｃｍ、リング歪み率ｃ＝１として各特性の説明を行う。尚、数値は一例であり適宜変更が可能である。

まず、併走長さＬと、ノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性との関係について説明する。図４は、各併走長さにおける入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図である。図４において、横軸は入力信号の周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸はＳ２１通過特性［ｄＢ］である。入力信号とは、入力線Ｗ１を介してノイズフィルタ２に入力される信号（ノイズ）である。Ｓ２１通過特性は、ノイズの透過係数に相当する。ここで、図４にプロットされた通過特性の値は、入力線Ｗ１に入力される入力信号のレベルと、ノイズフィルタ２を経由して出力線Ｗ２から出力される出力信号のレベルとから算出される透過係数である。言い換えると、図４には、入力線Ｗ１と出力線Ｗ２との相互インダクタンスによる影響を含むノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性が示されている。図４には、併走長さＬの各値について、入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係が示されている。図５は、併走長さとノイズフィルタの見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。

図４および図５から、併走長さＬが長くなるに従って、見かけの共振周波数、すなわちＳ２１通過特性の値が極小となる周波数が低下していく傾向がわかる。図５に示すように、併走長さＬと共振周波数との関係を示す曲線は、原点に向けて凸となるように湾曲している。ノイズフィルタ２の見かけの通過特性は、併走長さＬによらず略一定である。

次に、リング半径ｒ１とノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性との関係について説明する。図６は、各リング半径における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図、図７は、リング半径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。

図６および図７から、１５ｍｍ以下のリング半径ｒ１の範囲では、リング半径ｒ１が大きくなるに従って見かけの共振周波数が増加することがわかる。１５ｍｍ以上のリング半径ｒ１の範囲では、リング半径ｒ１が大きくなるに従って共振周波数が低下することがわかる。また、Ｓ２１通過特性は、リング半径ｒ１が小さくなるに従って小さな値となり、ノイズを通過させにくくなることがわかる。

リング巻き数とノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性との関係について説明する。図８は、各リング巻き数における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図、図９は、リング巻き数と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。

図８および図９から、リング巻き数が２となるまでは、リング巻き数の増加に伴って見かけの共振周波数が増加する。リング巻き数が２を超えると、リング巻き数の増加に伴って見かけの共振周波数が減少する。また、見かけの共振周波数におけるＳ２１通過特性は、リング巻き数が１を超えると、リング巻き数の増加に伴って値が増加する。

入力線Ｗ１および出力線Ｗ２の径と見かけのフィルタ特性との関係について説明する。図１０は、各電線径における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図、図１１は、電線径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。

図１０および図１１から、電線径が２ｓｑ以下の範囲では、見かけの共振周波数が略一定であることが分かる。電線径が２ｓｑを超えると、電線径の増加に伴って見かけの共振周波数が増加する。また、見かけの共振周波数におけるＳ２１通過特性の値は、電線径が０．３ｓｑ以上３ｓｑ以下の範囲において略一定である。

リング間距離Ｄと見かけのフィルタ特性との関係について説明する。図１２は、各リング間距離における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図、図１３は、リング間距離と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。

図１２および図１３から、リング間距離Ｄの増加に伴って見かけの共振周波数が低下することが分かる。また、リング間距離Ｄが２０ｍｍを超えると、見かけの共振周波数が略一定となる。図１２から分かるように、リング間距離Ｄが０〜３０［ｍｍ］の範囲では、見かけの共振周波数におけるＳ２１通過特性の値が略一定である。

リングの歪みと見かけのフィルタ特性との関係について説明する。図１４は、入力側螺旋部および出力側螺旋部のリング歪み率の説明図、図１５は、各リング歪み率における入力信号の周波数とＳ２１通過特性との関係を示す図、図１６は、リング歪み率と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。図１４に示すように軸方向視した場合の螺旋部４，５の短軸の長さをａ、長軸の長さをｂとした場合、リング歪み率ｃは下記式（１）で算出される。
ｃ ＝ ｂ／ａ…（１）

図１５および図１６から、リング歪み率ｃの減少に伴って見かけの共振周波数が増加することが分かる。また、リング歪み率ｃが１〜３の範囲では、見かけの共振周波数におけるＳ２１通過特性の値が略一定である。

本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１では、併走長さＬ、リング半径ｒ１、リング巻き数、電線径、リング間距離Ｄ、およびリング歪み率ｃの少なくとも何れか一つを調整することにより、見かけのフィルタ特性を目標とする値に設定することが可能である。ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を増加させたい場合、図４および図５によれば、併走長さＬを短くすることが有効である。また、図６および図７によれば、リング半径ｒ１を１５ｍｍ以下の範囲で増加させることにより見かけの共振周波数を増加させてもよい。図８および図９によれば、リング巻き数を２回までの間で増加させることにより見かけの共振周波数を増加させてもよい。図１０および図１１によれば、電線径を増加させることにより見かけの共振周波数を増加させてもよい。また、これらの方法を組み合わせて用いることにより見かけの共振周波数を増加させてもよい。

また、ノイズフィルタ２の見かけの通過特性の値を減少させたい場合、言い換えると減衰率を大きくさせたい場合、図６および図７によれば、リング半径ｒ１を減少させることが有効であると考えられる。

一方、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を減少させたい場合、図４および図５によれば、併走長さＬを増加させることが有効である。図６および図７によれば、リング半径ｒ１を減少させることにより見かけの共振周波数を減少させてもよい。図８および図９によれば、リング巻き数を減少させることにより見かけの共振周波数を減少させてもよい。図１２および図１３によれば、リング間距離Ｄを増加させることにより見かけの共振周波数を減少させてもよい。図１５および図１６によれば、リング歪み率ｃを増加させることにより見かけの共振周波数を減少させてもよい。また、これらの方法を組み合わせて用いることにより見かけの共振周波数を減少させてもよい。

このように、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１では、併走長さＬ、リング半径ｒ１、リング巻き数、電線径、リング間距離Ｄ、およびリング歪み率ｃを適宜調整することにより、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を増減させること、およびノイズフィルタ２の見かけの通過特性の値を減少させることが可能である。従って、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数や通過特性を狙いの特性に合わせ込むことが可能である。例えば、併走区間６の逆相の相互インダクタンスによってノイズフィルタ２の見かけの共振周波数がノイズフィルタ２の単体の共振周波数よりも低い周波数となる場合に、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の同相の相互インダクタンスによってその低下分を抑え、あるいは打ち消すことが可能である。例えば、ＡＭラジオの帯域におけるノイズフィルタ２の見かけの通過特性の値が、予め定められた通過特性の上限値以下となるようにノイズフィルタ用配索構造１が調整される。

また、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、部品の共用化の点で有利である。例えば、同じ車種であっても、グレードの違いや仕様の違いによって、発生するノイズの周波数帯が異なることが考えられる。こうした場合に、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１によってノイズフィルタ２の見かけの共振周波数をノイズの周波数帯に合わせることができる。このように、本実施形態のワイヤハーネスＷＨは、共通のノイズフィルタ２を用いながら、ノイズフィルタ２およびノイズフィルタ用配索構造１からなるノイズ低減システムの見かけの共振周波数を調整してノイズを適切に減衰させることが可能となる。つまり、本実施形態のワイヤハーネスＷＨは、搭載対象の車両のノイズ特性に応じて、ノイズフィルタ用配索構造１によってノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性を適切に調整することができる。

以上説明したように、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、入力線Ｗ１と、出力線Ｗ２とを有する。入力線Ｗ１は、ノイズフィルタ２の入力側に接続されている。出力線Ｗ２は、ノイズフィルタ２の出力側に接続されており、かつ一部の区間が入力線Ｗ１と並べて配索される。入力線Ｗ１は、螺旋状に巻かれた入力側螺旋部４を有する。出力線Ｗ２は、螺旋状に巻かれ、かつ入力側螺旋部４と隣接して配置された出力側螺旋部５を有する。図３等に示すように、入力側螺旋部４は、出力側螺旋部５の軸方向の延長線上に位置している。また、出力側螺旋部５は、入力側螺旋部４の軸方向の延長線上に位置している。つまり、入力側螺旋部４の端部と出力側螺旋部５の端部とが軸方向において対向している。

この構成を有するノイズフィルタ用配索構造１は、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との相互インダクタンスにより、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を増減させることや、ノイズフィルタ２の見かけのＳ２１通過特性の値を増減させることができる。よって、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、ノイズフィルタ２および電線Ｗを含む全体のフィルタ特性、言い換えると車両に搭載された状態でのノイズフィルタ２のフィルタ特性を向上させることができる。また、ノイズフィルタ用配索構造１とノイズフィルタ２とを有する本実施形態のワイヤハーネスＷＨは、ノイズフィルタ２および電線Ｗを含む全体のフィルタ特性を向上させることができる。

本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１において、入力側螺旋部４の巻き方向および出力側螺旋部５の巻き方向は、入力側螺旋部４からノイズフィルタ２および出力側螺旋部５を経由して流れる電流に関して、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との間の相互インダクタンスが同相となる巻き方向である。よって、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、螺旋部４，５が設けられていない場合と比較して、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を増加させることができる。入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の巻き方向は、相互インダクタンスが同相となれば、図３で示した巻き方向と逆方向でもよい。

［第２実施形態］
図１７から図２３を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１７は、第２実施形態に係る入力側螺旋部および出力側螺旋部を示す斜視図である。第２実施形態に係るノイズフィルタ用配索構造１において、上記第１実施形態のノイズフィルタ用配索構造１（図２等参照）と異なる点は、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の巻き方向である。第２実施形態では、入力側螺旋部４の巻き方向および出力側螺旋部５の巻き方向は、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との間の相互インダクタンスが逆相となる巻き方向である。

図１７に示すように、入力電流ｉ１によって入力側螺旋部４の内方に発生する磁束φ３の向きと、出力電流ｉ２によって出力側螺旋部５の内方に発生する磁束φ４の向きとが軸方向に関して逆向きとなる。入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の間の逆相の相互インダクタンスは、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数を下げる。従って、本実施形態のノイズフィルタ用配索構造１は、ノイズフィルタ２の見かけの共振周波数をノイズフィルタ２の単体の共振周波数よりも低い周波数とすることができる。

図１７に示す螺旋部４，５について、入力側螺旋部４から出力側螺旋部５へ向かうＹ１方向に軸方向視した場合を例に、巻き方向について説明する。入力側螺旋部４の巻き方向は、入力電流ｉ１の流れに沿って反時計回りの螺旋となる巻き方向である。出力側螺旋部５の巻き方向は、出力電流ｉ２の流れに沿って時計回りの螺旋となる巻き方向である。入力側螺旋部４における出力側螺旋部５側の端部は、ノイズフィルタ２の入力端子２１に接続される。出力側螺旋部５における入力側螺旋部４側の端部は、ノイズフィルタ２の入力端子２１に接続される。

図１８は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関する併走長さと見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。なお、リング半径ｒ１、リング巻き数、電線径、リング間距離Ｄ、およびリング歪み率ｃの基準値は、上記第１実施形態と同じである。図１８から、第１実施形態と同様に、併走長さＬが短くなるに従ってノイズフィルタ２の見かけの共振周波数が増加することが分かる。

図１９は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング半径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。図１９から、リング半径ｒ１が増加するに従って見かけの共振周波数が減少することが分かる。また、リング半径ｒ１が減少するに従って見かけの共振周波数における通過特性の値が減少する、すなわち減衰率が向上することが分かる。

図２０は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング巻き数と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。図２０から、リング巻き数が増加するに従って見かけの共振周波数が減少することが分かる。また、リング巻き数の増減は、見かけの通過特性にあまり影響しないことが分かる。

図２１は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関する電線径と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。図２１から、電線径が減少するに従って見かけの共振周波数が減少する傾向にあることが分かる。より詳しくは、電線径が０．７５ｓｑから２ｓｑの範囲では、電線径によらず見かけの共振周波数が略一定である。電線径が０．７５ｓｑ以下および２ｓｑ以上の範囲では、電線径が減少するに従って見かけの共振周波数が減少すると考えられる。

図２２は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング間距離と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。図２２から、リング間距離Ｄが減少するに従って見かけの共振周波数が減少することが分かる。なお、リング間距離Ｄが２０ｍｍよりも大きくなると、見かけの共振周波数が略一定となると考えられる。

図２３は、第２実施形態のノイズフィルタ用配索構造に関するリング歪み率と見かけのフィルタ特性との関係を示す図である。図２３から、リング歪み率ｃが大きくなるに従って見かけの共振周波数が増加することが分かる。なお、リング歪み率ｃが２よりも大きくなると、見かけの共振周波数が略一定となると考えられる。

入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の巻き方向は、相互インダクタンスが逆相となれば、図１７で示した巻き方向と逆方向であってもよい。

［上記各実施形態の第１変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の第１変形例について説明する。図２４は、各実施形態の第１変形例に係る螺旋部保持手段を示す図である。図２４に示すように、第１変形例のノイズフィルタ用配索構造１は、螺旋部保持手段７を有する。螺旋部保持手段７は、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５をワイヤハーネスＷＨの幹線３に対して固定する。螺旋部保持手段７は、幹線３およびテープ８を有する。テープ８は、例えば、粘着性のものである。入力側螺旋部４および出力側螺旋部５は、互いに重ねられた状態でテープ８によって幹線３の側面に対して固定される。入力側螺旋部４と出力側螺旋部５とは、同軸上に、かつ螺旋の端部同士が接触するように重ねられている。入力側螺旋部４および出力側螺旋部５の一端側は幹線３から分岐しており、他端側はノイズフィルタ２に接続されている。

第１変形例の螺旋部保持手段７は、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との相対位置を維持したままで各螺旋部４，５を保持することができる。また、螺旋部保持手段７によれば、追加の部材や治具を新たに設ける必要が無いため、螺旋部４，５を保持するためのコストの低減が可能である。

以上説明したように、第１変形例のノイズフィルタ用配索構造１は、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との相対位置関係を維持する螺旋部保持手段７を有する。螺旋部保持手段７は、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との相対位置関係を維持することにより、ノイズフィルタ２の見かけのフィルタ特性を安定させることができる。ワイヤハーネスＷＨが車両に搭載される際に、入力線Ｗ１および出力線Ｗ２に余長を設けておくことが好ましい。このようにすれば、搭載後にノイズフィルタ２の不具合が発生した場合に、追加部材を設けることなく電線Ｗのみでフィルタ特性を調整し、不具合に対処することが可能となる。

［上記各実施形態の第２変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の第２変形例について説明する。図２５は、各実施形態の第２変形例に係る螺旋部保持手段を示す側面図である。第２変形例の螺旋部保持手段は、入力側螺旋部４および出力側螺旋部５が巻き付けられるボビン３０である。

ボビン３０は、軸部３１、側壁３２、仕切り部３３、入力側押え部３４、および出力側押え部３５を有する。ボビン３０は、透磁率の小さな材料、例えば合成樹脂によって形成されている。軸部３１は、円筒形状の構成部である。側壁３２は、円環形状の構成部であり、軸部３１の両端にそれぞれ設けられている。側壁３２は、軸方向の両側から軸部３１を挟み込んでおり、軸部３１から径方向の外側に向けて突出している。仕切り部３３は、円環形状の構成部であり、軸部３１の外周面を入力側巻き付け部３１Ａと出力側巻き付け部３１Ｂとに仕切っている。入力側螺旋部４は、入力側巻き付け部３１Ａに巻き付けられる。出力側螺旋部５は、出力側巻き付け部３１Ｂに巻き付けられる。

図２５に示すように、入力側押え部３４は、一方の側壁３２から仕切り部３３に向けて軸方向に突出しており、入力側巻き付け部３１Ａと対向している。出力側押え部３５は、他方の側壁３２から仕切り部３３に向けて軸方向に突出しており、出力側巻き付け部３１Ｂと対向している。

入力側螺旋部４および出力側螺旋部５は、例えば、以下に図２６を参照して説明するように巻き付けられる。図２６は、入力側螺旋部および出力側螺旋部の巻き付け方の例を示す断面図であり、図２５のXXVI−XXVI断面図に相当する。入力側押え部３４は、入力側螺旋部４の入力側端部３６を保持する。入力側押え部３４は、図２６に示すように、入力側巻き付け部３１Ａに対して巻き付けられた入力線Ｗ１を径方向の外側から押えて巻き付け形状を保持する。

出力側押え部３５は、出力側螺旋部５の出力側端部３７を保持する。出力側押え部３５は、図２６に示すように、出力側巻き付け部３１Ｂに対して巻き付けられた出力線Ｗ２を径方向の外側から押えて巻き付け形状を保持する。

ボビン３０に巻き付けられた入力側螺旋部４および出力側螺旋部５は、同軸上に位置し、かつ螺旋の端部同士が仕切り部３３を挟んで対向する。入力側螺旋部４と出力側螺旋部５とのリング間距離Ｄは、仕切り部３３の厚さによって調節可能である。仕切り部３３の厚さは、例えば、目標とする見かけのフィルタ特性に基づいて適宜定められる。

第２変形例に係るボビン３０は、上記第１変形例の螺旋部保持手段７と同様に、入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との相対位置関係を維持する。ボビン３０は、螺旋部４，５が巻き付けられる軸部３１を有することで、螺旋部４，５の相対位置関係だけでなく、螺旋形状を適切に維持することができる。ガイドとしての入力側押え部３４および出力側押え部３５が設けられていることで、螺旋部４，５の巻き方向の間違えが防止可能となる。ボビン３０は、例えば、車体や、ワイヤハーネスＷＨの幹線３等に対して固定される。

ボビン３０は、シリコン樹脂のような柔らかな素材によって形成されてもよい。このようにすれば、幹線３に対して巻き付ける際に収まりがよい。なお、専用のボビン３０に代えて、ワイヤハーネスＷＨのグロメットなど、既存の棒状や筒状の部材に対して螺旋部４，５が巻き付けられてもよい。

［上記各実施形態の第３変形例］
上記各実施形態の第３変形例について説明する。上記第１実施形態および第２実施形態では、併走区間６が螺旋部４，５よりもノイズフィルタ２側に設けられていた。併走区間６は、螺旋部４，５よりもノイズフィルタ２側に代えて、あるいはノイズフィルタ２側に加えて、螺旋部４，５よりもノイズフィルタ２側と反対側に設けられてもよい。ノイズフィルタ２は、コンデンサＣ１に加えてインダクタを有するＬＣフィルタであってもよい。

入力側螺旋部４と出力側螺旋部５との相対位置関係は、上記第１実施形態では相互インダクタンスが同相となる範囲で、上記第２実施形態では相互インダクタンスが逆相となる範囲で適宜変更可能である。例えば、入力側螺旋部４の中心軸線Ｘ１と出力側螺旋部５の中心軸線Ｘ２とは同軸上にあることが望ましいが、多少ずれていてもよい。例えば、中心軸線Ｘ２は、中心軸線Ｘ１と平行であって、かつ中心軸線Ｘ１からずれていてもよい。中心軸線Ｘ２は、中心軸線Ｘ１に対して傾いていてもよい。この場合に、入力側螺旋部４の中心軸線Ｘ１が出力側螺旋部５と交差し、出力側螺旋部５の中心軸線Ｘ２が入力側螺旋部４と交差することが好ましい。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ ノイズフィルタ用配索構造
２ ノイズフィルタ
３ 幹線
４ 入力側螺旋部
５ 出力側螺旋部
６ 併走区間
７ 螺旋部保持手段
８ テープ
３０ ボビン（螺旋部保持手段）
Ｃ１ コンデンサ
ＷＨ ワイヤハーネス
Ｗ 電線
Ｗ１ 入力線
Ｗ２ 出力線
Ｘ１，Ｘ２ 中心軸線
φ１，φ２，φ３，φ４ 磁束

Claims (6)

1. 線状の導体が絶縁性の被覆によって覆われた電線であって、ノイズフィルタの入力側に接続された入力線と、
   線状の導体が絶縁性の被覆によって覆われた電線であって、前記ノイズフィルタの出力側に接続されており、かつ一部の区間が前記入力線と並べて配索される出力線と、
   を備え、
   前記入力線は、螺旋状に巻かれた入力側螺旋部を有し、
   前記出力線は、螺旋状に巻かれ、かつ前記入力側螺旋部と隣接して配置された出力側螺旋部を有し、
   前記入力側螺旋部は、前記出力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置し、前記出力側螺旋部は、前記入力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置しており、
   前記一部の区間は、前記ノイズフィルタと、前記出力側螺旋部との間の区間であり、
   前記一部の区間において、前記入力線および前記出力線は、前記入力線の被覆と前記出力線の被覆とを接触させて配索されており、
   前記入力側螺旋部の巻き方向および前記出力側螺旋部の巻き方向は、前記入力側螺旋部から前記ノイズフィルタおよび前記出力側螺旋部を経由して流れる電流に関して、前記入力側螺旋部と前記出力側螺旋部との間の相互インダクタンスが同相となる巻き方向であり、
   前記一部の区間において発生する逆相の相互インダクタンスによる前記ノイズフィルタの見かけの共振周波数の低下を、前記入力側螺旋部および前記出力側螺旋部の同相の相互インダクタンスによって打ち消す
   ことを特徴とするノイズフィルタ用配索構造。
2. 更に、前記入力側螺旋部と前記出力側螺旋部との相対位置関係を維持する螺旋部保持手段を備える
   請求項１に記載のノイズフィルタ用配索構造。
3. 前記螺旋部保持手段は、円筒形状の軸部と、前記軸部の両端にそれぞれ設けられた側壁と、仕切り部と、入力側押え部と、出力側押え部と、を有し、
   前記仕切り部は、前記軸部の外周面を入力側巻き付け部と、出力側巻き付け部と、に仕切り、
   前記入力側押え部は、前記入力側巻き付け部と対向しており、前記入力側巻き付け部に対して巻き付けられた前記入力線を径方向の外側から押さえて巻き付け形状を保持し、
   前記出力側押え部は、前記出力側巻き付け部と対向しており、前記出力側巻き付け部に対して巻き付けられた前記出力線を径方向の外側から押さえて巻き付け形状を保持する
   請求項２に記載のノイズフィルタ用配索構造。
4. 前記入力側螺旋部は、前記入力線の一部が螺旋状に巻かれて形成されており、
   前記出力側螺旋部は、前記出力線の一部が螺旋状に巻かれて形成されている
   請求項１から３の何れか１項に記載のノイズフィルタ用配索構造。
5. 前記入力線および前記出力線は、車両において電源から電装品に対して直流電力を供給する電力供給線である
   請求項１から４の何れか１項に記載のノイズフィルタ用配索構造。
6. ノイズフィルタと、
   線状の導体が絶縁性の被覆によって覆われた電線であって、前記ノイズフィルタの入力側に接続された入力線と、
   線状の導体が絶縁性の被覆によって覆われた電線であって、前記ノイズフィルタの出力側に接続されており、かつ一部の区間が前記入力線と並べて配索される出力線と、
   を備え、
   前記入力線は、螺旋状に巻かれた入力側螺旋部を有し、
   前記出力線は、螺旋状に巻かれ、かつ前記入力側螺旋部と隣接して配置された出力側螺旋部を有し、
   前記入力側螺旋部は、前記出力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置し、前記出力側螺旋部は、前記入力側螺旋部の軸方向の延長線上に位置しており、
   前記一部の区間は、前記ノイズフィルタと、前記出力側螺旋部との間の区間であり、
   前記一部の区間において、前記入力線および前記出力線は、前記入力線の被覆と前記出力線の被覆とを接触させて配索されており、
   前記入力側螺旋部の巻き方向および前記出力側螺旋部の巻き方向は、前記入力側螺旋部から前記ノイズフィルタおよび前記出力側螺旋部を経由して流れる電流に関して、前記入力側螺旋部と前記出力側螺旋部との間の相互インダクタンスが同相となる巻き方向であり、
   前記一部の区間において発生する逆相の相互インダクタンスによる前記ノイズフィルタの見かけの共振周波数の低下を、前記入力側螺旋部および前記出力側螺旋部の同相の相互インダクタンスによって打ち消す
   ことを特徴とするワイヤハーネス。

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