JPS5861583A - 電子制御装置の雑音防止装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディジタル電子機器、特に自動車用ディジタ
ル電子機器より発生し、ラジオ等の通信機器に受信妨害
を与える雑音の伝搬を防止する雑音防止装置およびその
製造方法に関する。

近年、ディジタル電子技術の発達により時計。

タイマ、マイクロコンピュータ付各種家電製品などのよ
うに民生機器のディジタル化が急速に進行している。

一方、自動車においてもディジタル・ワイヤード・ロジ
ック回路またはマイクロコンピュータを用いてエンジン
や各種電装品の制御を行う技術が採用され始めている。

第１図はマイクロコンピュータを用いた自動車用ディジ
タル電子機器の概略的な構成の一例を示し、ｌはマイク
ロプロセッサ、λは水晶振動子を用いたクロック発振器
であり、マイクロプロセッサｌは内部回路により水晶振
動子の発振出力を波形整形して、立上がり、立下がり時
間がそれぞれ数ｎ−〜数十ｍｓの方形波クロックパルス
を得ている。３はメモリｂ　４’Ａ　””　４’Ｄは制
御回路、ｊＡ　−ｊＤは外部回路との信号の授受のため
のＡ／Ｄ変換器。

Ｄ／Ａ変換器、センサアンプなど各種回路を内蔵した入
出力インタフェース群であり、これらメモリ、制御回路
およびインタフェース群には、マイクロプロセッサｌど
の同期をとるために、前記クロックパルスまたはメモリ
制御信号とクロックパルスとの論理種信号が供給されて
いる。上記各部からなるディジタルブロック６は電源部
７とともに金属ケースｔに納められている。りＡ〜りＤ
は入出力信号線、１０は電源線である。

ケースｌは、第２図に示すように、車輌内の温度、湿度
などの環境条件が比較的良好な場所、例えばインスツル
メントパネルの下や座席下などに設置され、入出力信号
線りＡ〜２Ｄによってディジタルブロックｔの入出力信
号、すなわち、制御パラメータを計算するための各種セ
ｙすからの入力信号と、これら信号をディジタル処理し
てエンジンや各種電装品、アクチェータなどの動作を制
御する制御出力信号を伝送している。

これら入出力信号線によって本来伝送される信号の周波
数はθ〜数十ｋＨｚであり、また、これらの信号縁や電
源線は通常のビニール被覆電線を用（・、他の電装品の
ハーネスとともに束ね、集中して配線されるのが普通で
ある。このような配線状態であるため、ディジタル電子
機器の入出力信号線と他の電装品のハーネス、例えば車
載２ジオ／／とアンテナｌλ、ｌＪ間を接続するハーネ
ス／ヂ、／ｊとは誘導や電磁放射などによって高周波的
にきわめて密な結合をしていると言える。

また、自動車用ディジタル電子機器と他の電装品は同一
の車載バッテリ１６を電源としており、さらに車輌ボデ
ー７７を共通アースとして使用しているため、これら電
源ラインやアースラインを通じてもディジタル電子機器
と各種電装品との間で直接的な伝導結合がなされている
と見ることができる。

ところで、通常マイクロコンピュータなどのディジタル
電子機器の同期制御信号として用いられる数百ｋＨｚ〜
数ＭＨｚの方形波クロックパルスは高レベル（数Ｖ〕の
基本波とその高調波成分からなり、その周波数は無線周
波数帯の広い範囲、すなわち屓帯からＦＭ％’ｆｆ帯に
わたって分布するため、一種の雑音源と見なすことがで
き、機器のディジタルブロック６から入出力信号線デＡ
〜りＤおよび電源線１０へのクロックパルスの高周波雑
音成分の漏洩と、これら入出力信号ｌ５ＰＡ〜りＤおよ
び電源＠／σと２ジオハーネスまたはアンテナとの直接
１間接の結合により、ラジオ受信出力のＳＮ比の悪化や
ビード音妨害をひき起こし、受信音質が著しくそこなわ
れるという問題が生じていた。

以下にかかる技術的な問題点を具体的な例で示す０ 第３図は自動車用のディジタル電子機器（本例では／　
ＭＨｚのクロックを使用する）によって発生した雑音を
、ラジオのアンテナ端子入力電圧として電界強度測定器
（中間周波数帯域幅ｔｏ　ｋＨｚ　）により測定した周
波数スペクトラム図である。ここで、横軸は周波数ＭＥ
ｉｓを示し、縦軸はアンテナ入力端子における電圧ｄＢ
μＶを示す。本図に示される如く、端子電圧には広い周
波数の範囲で大きい波動が発生しており、ディジタル電
子機器によって発生した雑音を表わしている。

このような雑音を防止するために、ディジタル電子機器
の全ての入出カ信号線、電源線等に高層Ｗ　バイパス用
のフィルタ素子を介挿し、支圧このフィルタ素子を車体
あるいは機器の金属ケースに電気的に接続させたアース
導体パターンに接続する雑音防止装置が用いられてきた
。

第４図は自動軍用に使用される従来のディジタル電子機
器の雑音防止装置の一例を示すもので、ここで、／９は
入出力信号組および電源線であり、〃はアース線である
。アース線Ｘはプリント基板１の裏面に取付けられたア
ース導体ｎに接続され、更にコネクタ側で接地されＺｏ
また、２グは人出方線等／９の端部に設けられた接続孔
であり、この接続孔２４１にはコネクタＢに人出力線／
９を導くコネクタビンふがそれぞれ接続される。更にま
た、コンデンサｎに設けた２本の脚２？Ａおよび２ＦＢ
のうち、脚ＢＡはこの接続孔２ダに接続され、他方の脚
２？Ｂはプリント基板Ｕに設けた接続部ｌを介して基板
Ｊの裏面のアース導体〃に接続される。

しかしながら、第事図のように構成した雑音防止装置に
あっては、アース導体Ｕがプリント基板１の裏面に取り
付けられるので、このアース導体ｎが障害となってプリ
ント基板Ｉの裏面側に大田力線、電源線ｌりやアース線
〃をプリントして裏面でコネクタビンスと接続すること
が困難である。

このため、この種雑音防止装置を用いようとすれば、プ
リント基板１の上面にのみプリント紐／りを配線したも
のに限定されてしまう。

第５図は他の雑音防止装置の一例を示す。

以下で第参図に示したと同様の箇所には同一符号を付し
てその詳細な説明は省略する。

本例ではアース導体基板ｄをプリント基板１に直接取着
せず別体に形成し、基板Ｊの裏面側にアース導体ｎを形
成する。また、基板Ｊの両端に設はコネクタンケットＸ
および３１間で、入出力線等／９＋７−ス線ｘにコネク
タビンぶおよびコンデンサフィルタｎを接続し、更にま
た、コンデンサフィルタｎにアース導体ｎを１＆続する
ようにしたものである。ここで、３λは入出力線等ｌヲ
の端部３３と、コネクタビンムの端部３グとの間を接続
する接続線である。このように雑音防止装置を別体にま
とめると組立の手順が容易となり、また、アース導体〃
を十分広い面積のものとすることができるので雑音防止
のフィルタ効果が得られるが、著しいコストの上昇を招
く。また、入出力線ｌデをコンデンサフィルタｎに取付
けるための回線を複雑に引き回すと、フィルタｎを挿設
した効果が低減する虞れがある。更にまた、スペースを
広（する必要を生ずる。

本発明の目的は、上述した欠点を除去し、雑音源である
ディジタル電子機器において、入出力線への高周波雑音
成分の伝搬を防止するためのフィルタ素子の性能が十分
に発揮され、しかもフィルタ取付けにより基板のパター
ン設計の自由度が損われないでコンパクトな電子制御装
置の雑音防止装置を提供することにある〇 本発明の他の目的は、かかる雑音防止装置の製造方法を
提案することにある。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第を図は本発明雑音防止装置の構成部品の一例を示し、
ここで１００は；ネクタであり、一方の側面ＩＱＯＡか
らコネクタビン１０／を突出させておく。

このコネクタビン１０／の一方の端部は信号ｌｉｔ／り
と接続し、他端をデネクタ１００に接続した外部機器（
図示せず）と接続するものである。１０２は第コグリン
ト基板であり、その表面中央Ｓには、コネクタビン１０
／が貫通する接続孔１０１およびコンデンサ電極接続部
１０４４を有する第２９ンドパターン／／Ｊを設ける。

また、プリント基板１０２の表面周囲には第２ランドパ
ターン／／Ｊをとり囲んで、かつ第２ランドパターン／
／ｊとは電気的に絶縁したＩＲ２アースパターン／（Ｈ
な形成して詞（。アースパターンｔＯＳの突出部７０！
にはコンデンサ電極接続用のパターンであり、フィルタ
素子としてのチップ型コンデンサ／Ｉｔの一方の電極１
０９をこの突出部１０１人に接着し、他方の電極７０６
Ｂを接続部１０４ＬＫ接着できるような位置関係にある
。また、１０７はアースパターン１０ｊｔに接続した導
電体であり、第７図に示すように、電子回路部品を実装
した第１プリント基板ＩＯｒ上のアースパターン１０り
を介しであるいは直接に、第７図に示した導線／／／に
より回ｉｈ収納用の金属ケースおよび車輌ボディに接続
する。

ここで、フィルタ素子に用いるチップ型コンデンサ１０
６の静電容量を、コンデンサの共振周波数な考慮して３
００　ｐＦ〜３０００　ｐＦ程度に設電するのが好適で
あり、７Ｍ放送やテレビ放送帯域である階帯での良好な
減衰特性を得ることができる。また、本例では、小型な
がら比較的大容量が得られ、しかも良好な高周波特性を
有するチップ型積層セラミックコンデンサを用いるもの
とする。

次に２本発明雑音防止装置を組立てる手順について第７
圀を８照して説明する。

ここで、ｉｏｒは電子回路部品を実装した＃！ｌグリン
ト基板であり、コネクタ１００をプリント基板１０１の
端部に取付ける。次いで、第６図に示した直線形状のま
まの＝ネクタビン１０／のそれぞれを。

第２プリント基板ｌＯコの第２９ンドパターン／／Ｊに
設けた接続孔１０３に通し、第コブリント基板１０コを
コネクタ側面／　００ｋに合わせて取付ける。

このとき、第１プリント基板ＩＯｒ上に予め形成した第
１アースパターン１０５Ｐ上に第コグリント基板１０コ
に取り付けた導電体１０７が載Ｉｌされる。このように
して、第コグリント基板１０コの取付けを終えた後、直
線形状のコネクタビン１０／の先端部を第７図に示すよ
うに下方に向けて折曲げ、その各々の先端１０／ムを、
第１プリント基板／（Ｈ上に設けたＭｌランドパターン
／１０の接続孔／１０Ａに貫通させて接続する。ここで
、各ランドパターン／１０は各種信号線ｌデと接続され
ており、コネクタビン１０／を介して第１プリント基板
ＩＯｒ上の各檀信号線１９を外部機器と接続するもので
ある。

次に、コンデンサ／Ｉｔの両電極１０４人および７０４
Ｂを第コグリント基板１０コにおけるアースバター／１
０！の突出５６１ｏｚｈおよび接続部１０４４にそれぞ
れ接するように配置して仮接着を行う。ここで、後述す
るハンダ槽処理の際にコンデンサ１０６が離脱しないよ
うに、耐熱性の粘着テープもしくは接着剤を用いて仮接
着するのが好適である。

次に、ハンダ槽処理（ンルダリング）工程を行う。ンル
ダリング工程では、コンデンサ１０６の両極１０９およ
び／（７４Ｂと第コグリント基板１０コ上のアースパタ
ーン突出部１０！Ａおよび接線部１０ダとの間、また、
第２−）ンドパターン／／Ｊおよび第１ランドバタ−−
ン／１０とコネクタビン１０／との間、および導電体１
０７と第１アースパターン１０９との間をハンダによっ
て電気的に接続させろ。その後、アース導体／／／をね
じ／／２により第１プリント基板ｌθｒｙｒ−接続、し
て本発明雑音防止装置を構成する。

このように構成した雑音防止装置にあっては、アース回
路が広い面積に設けられて低インピーダンスに形成され
ているので、フィルタ素子としてのチップ型積層セラミ
ックコンデンサｆＯ６を高周波に対するバイパス作用と
して有効に働かせることができる。

第を図は、第３図に示したレベルの雑音が発生するディ
ジタル電子機器に、第７図に示した本発明雑音防止装置
を適用した場合のアンテナ入力端子における電Ｅｆｌ１
足値を示す。本実験ではフィルタ素子としてｔｏｏｏ　
ｐＦ　ＯａＩ層セ２ミククコンデンサをｌθ本袋装着た
ものを用い、第３図に示した例と同様にして電界強ｆ測
定器により雑音を測定した。

本図によって示されるように、第３図に見られた特定の
周波数毎に現われる飛躍したスペクト２ムのレベルが低
減され、広い周波数帯領域にわたって端子電圧がバラフ
グ２クンドのレベルになっており、以て、ラジオや機器
自体にも有害な雑音の漏洩や他からの浸入が除＊された
ことが分る。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので・以下で第６
図および第７図と同様の箇所には同一符号を用いること
とする。

本例は、第１プリント基板ｔｏｙと第２プリント基板１
０，２との間のコネクタビン１０／　Ｋ、フェライトで
成形したビードｌコＱを貫通させ取付けたもので、高、
い電気抵抗を有するフェライトビード／２０の高周波に
対するインダクタンスと抵抗分とによりＬＣフィルタが
構成でき、第７図に示したように、コンデンサ１０６の
キャパシタンスＣのみで構成したフィルタに比べ、フィ
ルタの雑音しゃ所持性が一層改善される。従って、より
低い周波数帯域までの雑音な除去する効果が得られる。

第１θ図は本発明の更に他の実施例を示すもので、本例
はコネクタビン１０／が上段のビン１ｏｔＵと下段のビ
ン１０／Ｌとの二列に配列されているコネクタ１００Ｄ
に適用したものである。一般に、回路構成が憤雑で、多
数の入出力線を有するこのような二列ピンコネクタ１０
０Ｄを使用する電子機器にあっては、第ｑ図の従来例に
ついて説明したように、プリント基板Ｉのパターンに数
多くのフィルタ素子ｎを装着することが困難となるので
、特に有効である。なお、その組立手順等については、
第７図に示す例と特別に変わるところがない。

以上説明してきたように、本発明によれば、ディジタル
電子機器に用いられるクロックパルスの高周波成分が入
出力信号線や電源線を介して外部に漏洩し、車載ラジオ
等の受信妨害の雑音となるのを防止するために、コネク
タのプリント基板側の側面に、コネクタビンを貫通させ
る第２ランドパターンと第１アースパターンとを有する
第２１リント基板を取付け２更に、第２アースノくター
ンと＃！コランドパターンとの間に、高周波雑音の除去
能力が優れているチップ型コンデンサをフィルタ素子と
して設けたので、アースノくターンを低インピーダンス
に確保しつつコンノくクトな雑音防止装置が得られる。

また、本発明では、フィルタ素子を信号と共に雑音電波
の出入口ともなるコネクタに接して設けるようにしたの
で、フィルタ素子をプリント基板上に設けた従来例に比
して、入出力線間の雑音の誘導を更に低く抑止し、しか
もフィルタ効果力を損われることなく有効に発揮でき、
外来雑音の侵入によって機器が娯動作したり制御機能が
停止するような電波障害をも防止することができる。

更に、コネクタビンがフェライトビードに貫通するよう
にすれば、ＬＣフィルタが形成できるので一層効果的に
雑音の発生を防止できる。

更にまた、本発明方法によれば２本発明雑音防止装置を
廉価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動車用ディジタル電子機器の構成の一
例を示すブロック図、第２図は自動車の電子機器ならび
に電装品の相対位置を示す説明図、第３図は雑音防止装
置を設けない従来の自動車用ディジタル電子機器からの
雑音を測定した周波数スペクト２ム図、第参図および第
１図は自動車用ディジタル電子機器に装備した従来の雑
音防止装置の２例の構成をそれぞれ示す斜視図、第を図
は本発明雑音防止装置の構成部品を示す斜視図、第７図
はその組立斜視図、第を図は本発明雑音防止装置を装備
したディジタル電子機器からの雑音を測定したスペクト
ラム図、第２図および第１０図は本発明雑音防止装置の
他の実施例による構成をその装備したプリント基板と共
に示すそれぞれ斜視図である。 ｌ・・・マイクログルセッサ、 λ・・・りｐツク発振器、　　Ｊ−・・メモリ、参Ａ−
＊ｐ・・・制御回路、　　ｊム〜ｊＤ・・・入出力イン
タフェース群、　　　　　　６・・・ディジタルブロッ
ク。 ７・・・電源部、　　　　　　ｒ・・・金属ケース２Ｐ
Ａ〜デＤ−・入出力信号線、　１０・・・電源線、／／
−・・ラジオ、　　　　　　／２．　／Ｊ・−アンテナ
、ツタ、　／ｊ　・・・ハーネス、　　　１４・・・バ
ッテリ、ｎ・・・ボデー、　　　　　　１９・・・信号
線、電源線、Ｘ・・・アース線、　　　　１・・・プリ
ント基板。 ｎ・・・７−ｘ導体、２Ｆ・・・コンデンサ、ｎム、２
７Ｂ−・・脚、　　　　３・・・接続孔、Ｂ・・・コネ
クタ、ム・・・；ネクタビン。 １・・・接続部、　　　　　ｌ・・・基板、Ｍ、　ｊ／
−、・コネクタノケット。 ３２・・・接続Ｉｔ、　　　　　　ｎ＊Ｊ夢・・・端部
、ｔｏｏ、　ｔｏｏＤ・・・；ネクタ、　１００人・・
・側面、１０／・・・コネクタビン、　　　　１０／Ａ
・−先端。 １０／Ｕ、　１０／Ｌ・・・コネクタビン、１０コ・・
・第２プリント基板、 １０３−・・接続孔、　　　　　１０ｅ・・・接続部、
ｌθ！・・・＃！コアースパターン。 ／　ＯｊＡ・・・突出部、　　　　１０４・・・コンデ
ンサ、１０９、１０４Ｂ−・・電極、　　１０７　・、
、導電体。 ｔｏｙ・・・第１プリント基板、 １０９・・・第１アースパターン、 ／１０・・・第１ランドパターン、 ｌ１０ｆｉ、・・・接続孔、　　　　／／／・・・アー
ス導線、／ｌコ・・・ねじ、　　　　　　　　／／Ｊ・
・・第１ランドパターン、／、２０・・・フェライトビ
ード。 特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電子回路部品を実装し、コネクタビンが接続される
   第１ランドパターンおよびＷＪｌアースパターンを形成
   した第１プリント基板と。 該第１プリント基板上の前記ラントノくターンにそれぞ
   れ接続した各種信号線を外部機器と接続スる前記コネク
   タビンを保持するととも゛　　に、前記第１プリント基
   板上に取付けられたコネクタと、前記コネクタビンが前
   記信号線側に突出している前記コネクタの面に取付けら
   れ、前記コネクタビンが貫通する接続孔とコンデンサ電
   極接続部とを有する第２ランドパターンを形成するとと
   もに該第２ラントノくターンの周囲に該第コランドパタ
   ーンとは電気的に絶縁した第１アースパターンを形成し
   た第２プリント基板と、前記第２ラントノ（ターンと前
   記第１アースパターンとの間に介装したテッグ型コンデ
   ンサとを具備したことを特徴とする電子制御装置の雑音
   防止装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の雑音防止装置において
   、前記Ｉ！ｌプリント基板と第１プリント基板との間の
   前記コネクタビンにフェライトビードを取付けたことを
   特徴とする電子制御装置の雑音防止装置。 ３）電子回路部品を実装し、コネクタビンが接続される
   第１ランドパターンおよび第１アースパターンを形成し
   た第１プリント基板と、該第１プリント基板上の前記ラ
   ンドパターンにそれぞれ接続した各種信号線を外部機器
   と接続するコネクタビンを保持するとともに、前記第１
   プリント基板上に取付けられたコネクタと、前記コネク
   タビンが前記信号線側に突出している前記コネクタの面
   に取付けられ、前記コネクタビンが貫通する接続孔とコ
   ンデンサ電極接続部とを有する第２ランドパターンを形
   成するとともに該第コランドパターンの周囲に該第２ラ
   ンドパターンとは電気的に絶縁した第２アースパターン
   を形成した第２プリント基板と、前記第２ランドパター
   ンと前記第１アースパターンとの間に介装したチップ型
   コンデンサとを有する雑音防止装置を製造するにあたり
   、前記コネクタビンを前記ｓｌ！２ランドパターンの接
   続孔に貫通させて前記第コブリント基板を前記コネクタ
   に取付けるとともに、前記コネクタビンを折り曲げて前
   記第１プリント基板の第１ランドバター／に接続させ、
   次いで、ｉｔｌ記コンデンサ電極接続部と前記第２アー
   スパターンとに前記チップ型コンデンサの両電極をそれ
   ぞれ仮付けした後、ｉんだ種処理により、前記チップ型
   コンデンサを前記コンデンサ電極接続部および前記＃！
   コアースパターンとの間に固層して介装するとともに、
   前記コネクタビンと前記第２ヲンドパターンおよび前記
   第１２ンドパターンとをそれぞれ電気的に接続すること
   を特徴とする電子制御装置の雑音防止装置製造方法。