(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル（５０２）の遮蔽部材（５０４）をエンクロージャ（１７）に終端させるための装置であって、
１つまたはそれ以上の絶縁された導体（５１４）および前記１つまたはそれ以上の絶縁された導体（５１４）の周囲に配された前記遮蔽部材（５０４）を有する前記ケーブル（５０２）と、
第１の壁部（５０６）を有する前記エンクロージャ（１７）において、前記第１の壁部（５０６）を貫通して前記ケーブル（５０２）が通る開口部を有し、前記エンクロージャが開口部で導電性である、前記エンクロージャ（１７）と、
円筒状または管状の形状のコンデンサ（５０８）において、ｉ．前記コンデンサ（５０８）の内周に配置される第１の端子（７０６）であって、前記コンデンサ（５０８）の前記第１の端子（７０６）が前記ケーブルの前記遮蔽部材（５０４）に前記遮蔽部材（５０４）の外周で連続的に接触する第１の端子と、ｉｉ．前記コンデンサ（５０８）の外周に配置される第２の端子（７０４）であって、前記コンデンサ（５０８）の前記第２の端子（７０４）が前記エンクロージャ（１７）の前記第１の壁部（５０６）内の前記開口部の内周で連続的に接触し、前記コンデンサ（５０８）と前記エンクロージャ（１７）との間に電気的接続を形成する第２の端子（７０４）とを有するコンデンサとを含む装置。
【請求項２】
前記コンデンサが１０００ピコファラッド（ｐｆ）から１０，０００ｐｆの範囲の容量を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コンデンサの前記第１の端子の、前記ケーブルの前記遮蔽部材への前記連続的な接触は、前記遮蔽部材の外周で、前記第１の端子および前記ケーブルの前記遮蔽部材のはんだ付けを備える、請求項１または２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記コンデンサの前記第１の端子の前記連続的な接触は、前記遮蔽部材の外周で、前記第１の端子および前記ケーブルの前記遮蔽部材の導電性エポキシ樹脂取り付けを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記コンデンサの前記第２の端子の前記連続的な接触が、前記第２の端子のスプリングワッシャーのフィンガーへのプレス嵌めを備え、前記スプリングワッシャーの内周に前記スプリングワッシャーの前記フィンガーが配置され、前記スプリングワッシャーの外周が前記エンクロージャ内の前記開口部の前記内周で、前記エンクロージャ内の前記開口部の内面に電気的かつ機械的に均一に結合される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記コンデンサの前記第２の端子の前記連続的な接触が、前記開口部の前記内周で、前記第２の端子の前記エンクロージャ内の前記開口部の内面へのプレス嵌めを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記コンデンサの前記第２の端子の前記連続的な接触が、前記開口部の前記内周で、前記第２の端子の前記エンクロージャ内の前記開口部の内面へのはんだ付けを備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ケーブルの前記遮蔽部材が、ブレード状の電気的フィラメントのシースまたは巻き付け用のアルミホイルである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
ケーブル（５０２）の遮蔽部材（７１０）を終端させる方法であって、
１つまたはそれ以上の絶縁された導体（７１２、７１３）、前記絶縁された導体（７１２、７１３）を前記ケーブル（５０２）の長さ方向に沿って取り囲む前記遮蔽部材（７１０）、および前記遮蔽部材（７１０）を取り囲む外側絶縁体（５１６）と有する前記ケーブル（５０２）を提供するステップと、
開口部を有する少なくとも１つの側面（７１４）を備える側面を有するエンクロージャ（１７）を提供するステップと、
円筒の形状で、中心端子（７０６）が前記円筒の内周にあり、外側端子（７０４）が前記円筒の外周にある状態でコンデンサ（７０２）を提供するステップとを含み、前記コンデンサ（７０２）の内径が前記遮蔽部材（７１０）の外径とほぼ等しく、
前記遮蔽部材（５０４）を露出するために、前記ケーブル（５０２）の一方の端部で前記外側絶縁体（５１６）を剥ぎ取るステップと、
前記遮蔽部材（５０４）の露出部分が前記コンデンサ（５０８）の前記中心端子と前記遮蔽部材（５０４）の周囲で重なるまで、前記ケーブル（５０２）を前記コンデンサ（５０８）内に挿入するステップと、
前記中心端子と前記遮蔽部材（５０４）との間の重なり（５１０）の周囲で前記コンデンサ（５０８）の前記中心端子を前記遮蔽部材（５０４）に電気的に取り付けるステップと、前記コンデンサ（５０８）を前記エンクロージャ（１７）の少なくとも１つの側面（７１４）内の前記開口部内に挿入するステップと、
前記コンデンサ（５０８）の前記外側端子を前記エンクロージャの前記少なくとも１つの側面に前記コンデンサ（５０８）の外周で連続的に電気的に取り付けるステップとを備える方法。
【請求項１０】
前記中心端子と前記遮蔽部材との間の重なりの周囲で前記コンデンサの前記中心端子を前記遮蔽部材に電気的に取り付けるステップが、前記中心端子と前記遮蔽部材との間に連続的なはんだ接続を配置するステップを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記中心端子と前記遮蔽部材との間の重なりの周囲で前記コンデンサの前記中心端子を前記遮蔽部材に電気的に取り付けるステップが、前記中心端子と前記遮蔽部材との間に連続的な導電性エポキシ樹脂接続を配置するステップを備える、請求項９〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記コンデンサの前記外周で前記コンデンサの前記外側端子を前記エンクロージャに連続的に電気的に取り付けるステップが、スプリングワッシャーのフィンガーが前記遮蔽部材に前記遮蔽部材の周囲で間隔をおいて電気的かつ機械的に接触するように、スプリングワッシャーを前記エンクロージャの前記開口部に嵌めるステップを備える、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンデンサの前記外周で前記コンデンサの前記外側端子を前記エンクロージャに連続的に電気的に取り付けるステップが、前記コンデンサの前記外側端子を前記エンクロージャの前記開口部内にプレス嵌めするステップを備える、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記コンデンサの前記外周で前記コンデンサの前記外側端子を前記エンクロージャに連続的に電気的に取り付けるステップが、前記エンクロージャの前記開口部内に前記コンデンサを配置するステップおよび前記コンデンサの前記外側端子から前記エンクロージャまでの間に前記コンデンサの前記外周で連続的なはんだ接続を配置するステップを備える、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記コンデンサの前記外周で前記コンデンサの前記外側端子を前記エンクロージャに連続的に電気的に取り付けるステップが、前記エンクロージャの前記開口部内に前記コンデンサを配置するステップおよび前記コンデンサの前記外側端子から前記エンクロージャまでの間に前記コンデンサの前記外周で連続的な導電性エポキシ樹脂接続を配置するステップを備える、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
円筒、円盤、または管状の形態のコンデンサ（５０８）を用いて、端子が前記コンデンサの中心の周囲および外周にある状態で、遮蔽されたケーブル（５０２）のエンクロージャ（１７）へのＡＣ結合終端を提供する方法であって、
１つまたはそれ以上の内側導体（５１４）を有する前記遮蔽されたケーブル（５０２）および前記１つまたはそれ以上の内側導体（５１４）を円筒状に取り囲む遮蔽部材（５０４）を提供するステップと、
前記遮蔽されたケーブルの一方の端部で、前記１つまたはそれ以上の内側導体に対して垂直に、中心端子（７０６）が前記遮蔽部材と前記遮蔽部材の周囲で連続に電気的に接触するように、前記コンデンサの中心端子を前記遮蔽部材に取り付けるステップと、前記コンデンサの外側端子（７０４）を前記エンクロージャに電気的に接続するステップとを備え、前記電気的接続が前記外側端子の周囲に均質に接触され、開口部の内周が前記エンクロージャ内に配置される方法。
【請求項１７】
前記コンデンサが１０００ピコファラッドから１０，０００ピコファラッドの範囲である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
直流（ＤＣ）接続を用いて、前記遮蔽されたケーブルの反対の端部を接地点に電気的に接続するステップをさらに備える、請求項１６〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記コンデンサの前記中心端子を前記遮蔽部材に取り付けるステップが、前記コンデンサと前記遮蔽部材との間のインターフェースに前記インターフェースの全周囲で、はんだまたは導電性エポキシ樹脂を配置するステップを備える、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ケーブル遮蔽、より詳細には、低インダクタンスＡＣ結合ケーブル遮蔽に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波（ＲＦ）エネルギーは、電子機器における干渉の重大な原因である。スプリアスＲＦ信号が、信号搬送波、回路基板、および電気部品上に結合されることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ワイヤレスデバイスおよびその他の発振機器に起因する高周波数ノイズは、電線およびケーブルを介して送信される信号に影響を及ぼし得る。この干渉は、信号を機器内でフィルタリングするか、電子装置およびケーブルを干渉から電気的に遮蔽することにより減らすことができる。一部の用途では、信号のフィルタリングは、高周波通信を通す必要があるために難しく、また、本質的安全のための工業規格またはその他の用途などの一部の認証に義務付けられている容量およびインダクタンスの制限によりさらに複雑になり得る。ファラデー遮蔽を作り出す導電性のエンクロージャを使用して機器の電子装置を保護することができ、また、遮蔽されたケーブルを使用して配線を保護することができる。しかしながら、エンクロージャとケーブルの遮蔽部材との間が適切に接続されないと、遮蔽により得られる利益の大半は失われ、接地ループなどの新しい問題をもたらすこともある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ケーブルの遮蔽部材をエンクロージャに終端させるための装置を含む１つの例示的な実施形態は、１つまたはそれ以上の絶縁された導体を有するケーブルと、１つまたはそれ以上の絶縁された導体の周囲に配された遮蔽部材と、第１の壁部を有するエンクロージャとを備え、第１の壁部がケーブルを通す開口部を有し、エンクロージャが開口部において導電性である。装置は、円筒状コンデンサをさらに含み、円筒状コンデンサは、
ｉ．円筒状コンデンサの内周に配置される第１の端子であって、円筒状コンデンサの第１の端子がケーブルの遮蔽部材に遮蔽部材の外周で連続的に接触する第１の端子と、
ｉｉ．円筒状コンデンサの外周に配置される第２の端子であって、円筒状コンデンサの第２の端子がエンクロージャの第１の壁部内の開口部の内周で連続的に接触し、円筒状コンデンサとエンクロージャとの間に電気的接続を形成する第２の端子とを有する。一部の実施形態では、円筒状コンデンサの容量は、１０００ピコファラッド（ｐｆ）から１０，０００ｐｆの範囲であってもよい。
【０００５】
本実施形態の１つの変更例では、円筒状コンデンサの第１の端子は、第１の端子をはんだ付けすることによりケーブルの遮蔽部材に、また、遮蔽部材の外周でケーブルの遮蔽部材に連続的に接触してもよい。別の変更例では、円筒状コンデンサの第１の端子は、第１の端子を導電性エポキシ樹脂を使用することにより、また、遮蔽部材の外周でケーブルの遮蔽部材に連続的に接触してもよい。
【０００６】
前記実施形態では、円筒状コンデンサの第２の端子は、第２の端子のスプリングワッシャーのフィンガーへのプレス嵌めを用いて連続的に接触させてもよく、スプリングワッシャーの内周にスプリングワッシャーのフィンガーが配置され、スプリングワッシャーの外周がエンクロージャ内の開口部の内周で、エンクロージャ内の開口部の内面に電気的かつ機械的に均一に結合される。
【０００７】
しかしながら、ある実施形態では、円筒状コンデンサの第２の端子は、第２の端子のエンクロージャ内の開口部の内面へのプレス嵌めを用いて、開口部の内周で連続的に接触させてもよい。
【０００８】
別の実施形態では、円筒状コンデンサの第２の端子は、第２の端子のエンクロージャ内の開口部の内面へのはんだ付けを用いて、開口部の内周で連続的に接触させてもよい。一部の実施形態では、ケーブルの遮蔽部材は、ブレード状の電気的フィラメントのシースまたは巻き付け用のアルミホイルであってもよい。
【０００９】
ケーブルの遮蔽部材を終端させる方法がさらに開示され、この方法は、１つまたはそれ以上の絶縁された導体を有するケーブル、絶縁された導体をケーブルの長さ方向に沿って取り囲む遮蔽部材、および遮蔽部材を取り囲む外側絶縁体を提供するステップと、少なくとも１つの側面が開口部を有する側面を有するエンクロージャを提供するステップと、円筒状の形状で、中心端子が円筒の内周にあり、外側端子が円筒の外周にある状態でコンデンサを提供するステップとを含み、コンデンサの内径は遮蔽部材の外径とほぼ等しい。本方法は、遮蔽部材を露出するために、ケーブルの一方の端部で外側絶縁体を剥ぎ取るステップと、遮蔽部材の露出部分がコンデンサの中心端子と遮蔽部材の周囲で重なるまで、ケーブルをコンデンサ内に挿入するステップと、中心端子と遮蔽部材との間の重なりの周囲でコンデンサの中心端子を遮蔽部材に電気的に取り付けるステップと、コンデンサをエンクロージャの開口部内に挿入するステップと、コンデンサの外側端子をエンクロージャにコンデンサの外周で連続的に電気的に取り付けるステップとをさらに含んでもよい。
【００１０】
本方法の１つの実施形態では、中心端子と遮蔽部材との間の重なりの周囲でコンデンサの中心端子を遮蔽部材に電気的に取り付けるステップは、中心端子と遮蔽部材との間に連続的なはんだ接続を配置するステップを含んでもよい。別の実施形態では、中心端子と遮蔽部材との間の重なりの周囲でコンデンサの中心端子を遮蔽部材に電気的に取り付けるステップは、中心端子と遮蔽部材との間に連続的な導電性エポキシ樹脂を配置するステップを備える。さらに別の実施形態では、コンデンサの外側端子をエンクロージャにコンデンサの外周で連続的に電気的に取り付けるステップは、スプリングワッシャーのフィンガーが遮蔽部材に遮蔽部材の周囲で間隔をおいて電気的かつ機械的に接触するように、スプリングワッシャーをエンクロージャの開口部に嵌めるステップを含んでもよい。
【００１１】
本方法は、コンデンサの外側端子をエンクロージャの開口部内にプレス嵌めすることにより、または、エンクロージャの開口部内にコンデンサを配置して、コンデンサの外側端子からエンクロージャまでの間にコンデンサの外周で連続的なはんだ接続を配置することにより、コンデンサの外側端子をエンクロージャにコンデンサの外周で連続的に電気的に取り付けるステップをさらに含んでもよい。本方法の別の要素は、エンクロージャの開口部内にコンデンサを配置して、コンデンサの外側端子からエンクロージャまでの間にコンデンサの外周で連続的な導電性エポキシ樹脂接続を配置することにより、コンデンサの外側端子をエンクロージャにコンデンサの外周で連続的に電気的に取り付けるステップを含んでもよい。
【００１２】
本開示の別の実施形態は、円盤状コンデンサを用いて遮蔽されたケーブルのエンクロージャへのＡＣ結合終端を提供する方法を含んでもよく、本方法は、１つまたはそれ以上の内側導体および１つまたはそれ以上の内側導体を円筒状に取り囲む遮蔽部材を有する遮蔽されたケーブルを提供するステップと、遮蔽されたケーブルの一方の端部で、１つまたはそれ以上の内側導体に対して垂直に、中心端子が遮蔽部材と遮蔽部材の周囲で連続に電気的に接触するように、円盤状コンデンサの中心端子を遮蔽部材に取り付けるステップと、円盤状コンデンサの外側端子をエンクロージャに電気的に接続するステップとを含み、電気的接続が外側端子の周囲に均質に接触され、開口部の内周がエンクロージャに配置される。一部の実施形態では、円盤状コンデンサは、１０００ピコファラッドから１０，０００ピコファラッドの範囲であってもよい。
【００１３】
本方法は、直流（ＤＣ）接続を用いて、遮蔽されたケーブルの他方の端部を接地点に電気的に接続するステップをさらに含んでもよい。
【００１４】
本方法の１つの実施形態は、円盤状コンデンサと遮蔽部材との間のインターフェースにインターフェースの全周囲で、はんだまたは導電性エポキシ樹脂を配置することにより、円盤状コンデンサの中心端子を遮蔽部材に取り付けてもよい。
【００１５】
例示な一様態によれば、ケーブル遮蔽部材の全周囲を電気回路または電子回路を収容するエンクロージャなどの接地した要素に結合する円筒状コンデンサの使用により、容量性の一点接地または直流（ＤＣ）結合よりも、遮蔽された導体の放射スプリアス信号に対する有効性を改善できる。円筒状または円盤状コンデンサの内周は、はんだまたは導電性エポキシ樹脂を用いて遮蔽部材に接続されてもよい。円筒状コンデンサの外周は、プレス嵌め、導電性エポキシ樹脂、スプリングワッシャーなどを用いてエンクロージャに接続されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】内部で発生されるものと外部から受信するものの両方の無線周波数の干渉を含む、干渉に関する好ましくない環境における機器の制御および監視のための配線を含む、プロセスプラント内に配置された分散型プロセス制御ネットワークのブロック図である。
【図２】従来技術の遮蔽されたケーブルの設置を示す図である。
【図３】接地ループに対処する従来技術の遮蔽されたケーブルの設置を示す図である。
【図４】別の従来技術の遮蔽されたケーブルの設置を示す図である。
【図５】本開示によるケーブルの遮蔽部材の終端のための実施形態を示す図である。
【図６】本開示によるケーブルの遮蔽部材の終端のための別の実施形態を示す図である。
【図７】図５の実施形態の断面図である。
【図８】ケーブルの遮蔽部材をエンクロージャに終端させる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
下記文章で様々な実施形態を詳細に説明するが、説明の法的な範囲は、本開示の末尾に示す請求項の文言により定義されることを理解されたい。あらゆる可能な実施形態を説明することは不可能でないにしろ、実際的ではないため、発明を実施するための形態は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明のあらゆる可能な実施形態を説明するものではない。現在の技術または本特許の提出日後に開発される技術を使用する、無数の代替の実施形態が実装され得るが、これらは、依然として、請求項の範囲内に含まれるものである。
【００１８】
ある語が、本特許中で「本明細書中で用いられるように、ここで語『』は〜を意味するものと定義される」という文章あるいは類似の文章で明示的に定義されていない限り、その語の意味を、明示的であろうと暗示的であろうと、明白な通常の意味合いを越えて、制限する意図はなく、こうした語は、本特許の（請求項の言葉使いを除いて）いかなる段落のいかなる文章に基づく範囲にも限定されるものとして解釈されるべきではない。本特許の末尾の請求項で列挙されるいかなる語が本特許中で単一の意味で一貫して参照される範囲においても、それは読み手を混乱させないよう明瞭にするためになされるのであり、こうした請求項の語が、制限によって、暗示によって、あるいは、その他の方法によって、その一つの意味を意図するものではない。最後に、請求項の要素が「手段」という語といかなる構造の詳細も有しない機能とを列挙することで定義されない限り、いかなる請求項の要素の範囲も米国特許法第１１２条第６段落の適用に基づいて解釈されることを意図するものではない。
【００１９】
図１は、プロセスプラントの例を示す。一般的に、プロセスプラント１０は、１つまたはそれ以上のコントローラ１２を有する分散型プロセス制御システムを含み、コントローラ１２は、例えば、フィールドバスインターフェース、プロフィバスインターフェース、ＨＡＲＴインターフェース、標準的な４〜２０ｍＡインターフェースなどの入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスまたはカード１８を介して、それぞれが１つまたはそれ以上のフィールドデバイス１４および１６に接続される。フィールドデバイス１４、１６、Ｉ／Ｏデバイスまたはカード１８、およびその他の同種の典型的な機器は、少なくとも１つのケーブル差込点のための孔を有するエンクロージャ１７内に収容されてもよく、また、金属などの導電性材料により作られてもよいし、または、導電性のコーティング（図示せず）で被覆されてもよい。このようなエンクロージャは、プロセス制御環境において一般的であるが、商用、小売用、住宅用、自動車用、機械装置などの用途において、同様に一般的である。コントローラ１２は、例えばイーサネットリンクなどであってもよいデータハイウェイ２４を介して、１つまたはそれ以上のホストまたはオペレータワークステーション２０〜２３にさらに結合される。データベース２８は、データハイウェイ２４に接続されてもよく、パラメータ、ステータスならびにプラント１０内のコントローラおよびフィールドデバイスに関連したその他のデータを収集および格納するデータヒストリアンと、コントローラ１２ならびにフィールドデバイス１４および１６にダウンロードおよび格納されるとプラント１０内のプロセス制御システムの現在の設定を格納する設定データベースとの両方、またはいずれか一方として動作する。コントローラ１２、Ｉ／Ｏカード１８ならびにフィールドデバイス１４および１６は、一般的に、時折過酷なプラント環境の内部または全体に分散されて配置されるが、オペレータワークステーション２０〜２３およびデータベース２８は、通常、制御室またはコントローラまたは保守担当者により容易に評価可能なその他のそれほど過酷でない環境内に配置される。
【００２０】
周知のように、各コントローラ１２は、例としてＥｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ製ＤｅｌｔａＶ（登録商標）コントローラであってもよいが、独立に実行される、任意の数の異なる制御モジュールまたはブロック２９を使用して制御ストラテジを実施するコントローラ用アプリケーションを格納および実行する。各制御モジュール２９は、一般にファンクションブロックと呼ばれるもので構成されており、各ファンクションブロックは、全制御ルーチンの一部またはサブルーチンであり、かつ、その他のファンクションブロックとともに（リンクと呼ばれる通信を介して）機能し、プロセスプラント１０内でプロセス制御ループを実行する。周知のように、ファンクションブロックは、オブジェクト指向プログラミングプロトコルにおいてはオブジェクトでもよいが、一般に、例えばトランスミッタ、センサもしくはその他のプロセスパラメータ測定装置に関係する入力機能、例えばＰＩＤ制御、ファジー論理制御などを行う制御ルーチンに関係する制御機能、または、例えば弁などの何らかの装置の動作を制御して、プロセスプラント１０内の何らかの物理的機能を実行する出力機能のうちの１つの機能を実行する。
【００２１】
図１に示すプラント１０では、コントローラ１２に接続されるフィールドデバイス１４および１６は、標準的な４〜２０ｍＡ装置であってもよいし、ＨＡＲＴ、プロフィバス、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイスなどのプロセッサおよびメモリを含むスマートフィールドデバイスであってもよいし、その他の所望のタイプのデバイスであってもよい。フィールドバスフィールドデバイス（図１の符号１６）などのこれらのデバイスの一部は、ファンクションブロックなどのコントローラ１２内に実装される制御ストラテジに関連したモジュールまたはサブモジュールを格納および実行してもよい。ファンクションブロック３０は、異なる２つのフィールドバスフィールドデバイス１６のファンクションブロックが配置されて図１に示されているが、周知のように、コントローラ１２内の制御モジュール２９の実行とともに実行されて、プロセス制御を実装してもよい。当然、フィールドデバイス１４および１６は、センサ、弁、トランスミッタ、保定装置などのあらゆるタイプのデバイスであってもよく、Ｉ／Ｏデバイス１８は、ＨＡＲＴ、フィールドバス、プロフィバスなどのあらゆる所望の通信またはコントローラプロトコルに従うあらゆるタイプのＩ／Ｏデバイスであってもよい。
【００２２】
図１のプロセスプラント１０では、ワークステーション２０〜２３は、プラント１０内の同じまたは異なる担当者により行われる様々な異なる機能のために用いられる様々なアプリケーションを含んでもよい。各ワークステーション２０〜２３は、様々なアプリケーション、プログラム、データ構造などを格納するメモリ３１と、メモリ３１に格納された任意のアプリケーションを実行するために用いられてもよいプロセッサ３２とを含む。図１に示す例では、ワークステーション２０は、設定ワークステーションとして表され、例えば、制御モジュール作成アプリケーション、オペレータインターフェースアプリケーション、および権限を持つ設定エンジニアにより評価され得るその他のデータ構造などを含む１つまたはそれ以上の設定アプリケーション３３を含んで、プラント１０の様々なコントローラ１２およびデバイス１６へ、制御モジュール２９および３０などの制御ルーチンまたはモジュールを作成しダウンロードする。ワークステーション２１は、一般に制御オペレータ用表示ワークステーションとして図１に示され、プロセスプラント１０の作動中、制御オペレータに様々な表示を提供して、プロセスプラント１０内またはプラントの様々なセクション内で発生していることをオペレータが視察および制御できるようにすることもある多数の表示アプリケーション３４を含む。アプリケーション３４は、制御診断アプリケーション、調整アプリケーション、報告書生成アプリケーション、または制御機能を実行時に制御オペレータの補助に使用されるあらゆるその他の制御サポートアプリケーションなどのサポートアプリケーション３４ａを含んでもよい。同様に、ワークステーション２２は、保守管理用表示ワークステーションとして示され、様々な保守担当者が使用して、プラント１０の保守管理上の要請を視察したり、様々なデバイス１２、１４、１６の操作および動作状態を視察したりすることもある、多数の保守管理アプリケーション３５を含む。当然、アプリケーション３５は、保守管理診断アプリケーション、校正アプリケーション、振動解析アプリケーション、報告書作成アプリケーション、またはプラント１０内の保守管理機能を実行時に保守担当者の補助に使用されるあらゆるその他の保守管理サポートアプリケーションなどのサポートアプリケーション３５ａを含んでもよい。さらに、ワークステーション２３は、シミュレーションワークステーションとして示され、多数のシミュレーションアプリケーション３６を含む。これは、プラント１０またはプラント１０の様々なセクションの動作をシミュレーションするために、訓練目的、プラント保守管理および制御を補助するプラントモデリング目的などを含む様々な目的で使用されてもよい。一般的に、各ワークステーション２０〜２３は、キーボード、マウスなどの標準的な周辺デバイスとともに表示スクリーン３７を含む。
【００２３】
当然、様々な設定、制御、保守管理およびシミュレーションのアプリケーション３３〜３６は、それらの機能のうちの１つの機能専用のワークステーションに別々に配置されているとして図１に示されているが、これらまたはその他のプラント機能に関連した様々なアプリケーション３３〜３６は、必要に応じて、またプラント１０のセットアップに応じて、プラント１０内の同じもしくは異なるワークステーションまたはコンピュータ中に配置され、実行されてもよい。
【００２４】
システムレベルのワークステーション６０は、一般にグラフィックエディタ５０およびデータベース５２を格納してもよい。さらに、ワークステーション６０は、データバス２４を介して、別々の有線または無線通信接続（図１に点線で示す）を介して、またはその他の所望の方法で、ワークステーション２０〜２３に通信できるように接続されてもよい。
【００２５】
図１に示すように、ネットワーク２４およびＩ／Ｏモジュール１８とフィールドデバイス１６との間の接続に関連して、多数の配線の必要がある。図１およびその他の図面の双方に示され、製造環境において一般的にみられるプラント機器は、多大な無線周波数干渉源である。しかしながら、それらの源の多く、およびその他もまた、商用および住宅用の環境において問題があり、モータ、蛍光灯、調光器、携帯電話、ＷｉＦｉホットスポット、ラジオおよびテレビ送信機などを含んでもよい。このように、ここに提示する教示は特に工場環境に適用可能ではあるが、商用、小売用、および住宅用などのその他の状況におけるそれらの使用も同様に適用可能である。
【００２６】
図２は、１つの従来技術の遮蔽されたケーブルの設置を、遮蔽されたケーブル２０２とエンクロージャ２１４の一部とともに示す。エンクロージャ２１４は、導電性であってもよく、一般的な６面体の箱、ハウジング、電気的パネル、コンピュータケースなどであってもよい。遮蔽されたケーブル２０２は、単一の導体２０４およびそれに関連する絶縁体２０６とともに示されている。多くの実施形態では、遮蔽されたケーブル２０２内には追加の導体または導体対があるが、簡便のため、単一の導体が示されている。遮蔽部材２０８および外側絶縁体２１０は、導体２０４、２０６を完全に取り囲んで示されている。遮蔽部材２０８は、ブレード状の小さい電線／フィラメントのシースであってもよいし、または重なるように電線に巻き付けられたアルミホイルであってもよい。遮蔽構成のその他の実施形態が可能である。上述の実施形態では、遮蔽部材２０８は、いかなる導体においても信号リターンとして使用されない。
【００２７】
遮蔽部材をエンクロージャ２１４の接地点２１６などの外部部品に結合するドレイン線２１２を用いてもよい。ドレイン線は、遮蔽部材に物理的に取り付けられる電線であり得る、または、そのケーブルから編まれておらず、接続用の電線として使用するブレード状シースの一部であってもよい。ドレイン線は、例えば、接続点２１６などの接地点に取り付けられてもよい。ケーブルの反対の端部は、追加のドレイン線２１８を介して信号用グランドまたはアースに取り付けられてもよい。遮蔽部材を両方の端部において直流（ＤＣ）接続で接地することは、漂遊信号が遮蔽部材２０８上に結合するのを防ぐのに有効であり得るが、接地ループ電流が機器の接続された部品間に発生し得ることから、このことは滅多になされない。望ましくない効果の中でも、接地ループは、導体２０４上で送信される電圧の精度に影響を及ぼすことがある。
【００２８】
遮蔽部材２０８によるＲＦの導体への結合を防ぐ効果と同様に、張力逃し嵌め（ケーブル２０２をエンクロージャ２１４に機械的に結合する使用されるプラスチック継手であり、明確を期するために図示せず）は、漂遊ＲＦ、特に高周波ＲＦがエンクロージャの開口部から侵入することからのいかなる電気的な保護も提供しない。遮蔽部材に結合される金属製張力逃し嵌めだけが、遮蔽部材のエンクロージャへのＤＣ結合を提供できる。例えば、フィードスルーマウントを用いた信号導体２０４のフィルタリングは、干渉が回路にまたは回路から伝達されるのを防ぐ助けになることもあるが、遮蔽部材２０８またはケーブル差込点におけるエンクロージャ２１４の間隙部の有効性は対処しない。
【００２９】
図３は、接地ループ電流の発生を防ぐために用いられる、一般的な実施形態を示す。ケーブル３０２は、導体３０４、絶縁体３０６、遮蔽部材３０８、および外側絶縁体３１０を有して示されている。ドレイン線３１２は、エンクロージャ３１４に接地点３１６で接続されてもよい。遮蔽部材をケーブルの一方の端部のみで接地することにより接地ループを防ぐが、遠位端部の終端なしでは、遮蔽部材はＲＦエネルギー３２０および３２２を結合するアンテナとして振る舞い得ることから、遮蔽部材１０８の有効性を大幅に低減する。また、エンクロージャ３１４内の電気的に透明な開口部は、いまだＲＦエネルギー３１８の侵入の影響を受けやすい。
【００３０】
図４は、接地ループを防ぎ、電磁的干渉を遮断する遮蔽機能を保守する方法を示す。導体４０４および絶縁体４０６を有するケーブル４０２は、第１のドレイン線４１２を介してエンクロージャ４１４に接地点４１６でＤＣ結合される遮蔽部材４０８を有する。ケーブルの他方の端部は、ドレイン線４１８およびコンデンサ４２０を介して機器の接続部分にＡＣ結合されてもよい。このＡＣ結合終端が、ＡＣ周波数における低インピーダンス接続をもたらす。この方法は、低周波数において機能するが、例えば、１００ＭＨｚよりも大きい、より高い周波数においては、ドレイン線４１８、コンデンサ４２０、および端子４２２を介する経路のインピーダンスは、遮蔽部材の接続の利益が著しく低減するほど高すぎることがある。コンデンサ４２０は、コンデンサに誘導分を追加する、有鉛のコンデンサであってもよい。非常に高い周波数では、この接続は、ケーブル４０２が一方の端部のみ接地され、コンデンサ４２０を介して接続されないのと同じように振る舞う。高インピーダンス接続に加えて、両方のエンクロージャの開口部は、干渉４２０および４２２がエンクロージャに侵入する点のままである。これは、上述したように、この遮蔽部材のドレイン線を着ける方法は、電線の差込点において干渉を遮断する最低限の手段を提供しているためである。
【００３１】
図５は、ケーブル５０２の遮蔽部材５０４の一方の端部を終端させるための実施形態を示し、図４のコンデンサおよびドレイン線を終端させた実施形態よりも、より良い高周波保護を提供すると同時に、上述の任意の形態のエンクロージャ１７などのエンクロージャの壁部５０６内のケーブル開口部を漂遊ＲＦ信号から効果的に覆う。従来技術の実施形態と同様に、ケーブル５０２は、１つまたはそれ以上の絶縁された導体５１４および遮蔽部材を同軸で取り囲む外側絶縁体５１６であってもよい。円筒状、円盤状、または管状のコンデンサ５０８は、エンクロージャ１７の壁部５０６の開口部に円筒状コンデンサ５０６の外周で電気的かつ機械的に結合されてもよい。周囲５１０での接続は、プレス嵌めとして、はんだ付けもしくははんだ接続として、または導電性エポキシ樹脂を用いて、円筒状コンデンサ５０８をエンクロージャ１７の壁部５０６に連続的に取り付けてもよい。
【００３２】
コンデンサ５０８の形状は、円筒の幾何学的な部分であってもよく、それは、円盤、円筒または管である。このファミリーにおけるコンデンサの一般的な特徴は、電気端子の一方が、円筒、管、または円盤の内側縁部または中心面に、また、電気端子の他方が、円筒、管、または円盤の外側縁部または外面にあることである。このコンデンサの別の特徴は、例えば１つの半径で絶縁されたワッシャー上にはんだ付けされた単一の円盤状コンデンサとは対照的に、例えば導電性プレートなどの容量体が端子間の容量が全円筒の周囲に放射状を向くように配置されることである。
【００３３】
同様に、遮蔽部材５０４は、遮蔽部材の露出部分で、円筒状コンデンサ５０８の内周に周囲５１２で接続されてもよい。必要であれば、別々の機械的な張力逃し部材（図示せず）を追加してもよい。一部の実施形態では、１０００から１０，０００ピコファラッドの範囲のコンデンサは、所望の低インピーダンスを、例えば１００ＭＨｚ付近またはそれよりも大きい高周波数で提供してもよい。本実施形態は、ドレイン線４１８などのドレイン線を排除するため、ドレイン線のインダクタンスが排除されて、一部の認証への適合を容易にする。
【００３４】
円筒状または円盤状コンデンサは、英国ノリッチのＳｙｆｅｒなどの販売業者から入手可能であるが、標準的な市販の製品は、単一の導体を収容する内径用のみが入手可能であり、図示のようにケーブルの遮蔽体は収容することはできない。内側および外側のめっき縁部に結合される交互に積み重ねられたプレートであって、それぞれの交互に積み重ねられたプレートに結合されるプレートを有する多層プリント基板は、円盤状コンデンサを作成する１つの方法である。この技術により、大きな内径の端子を有するコンデンサを製造できる。現行のセラミックに基づく技術などのその他の技術を、本実施形態の要請する大きな内径に対応するように変更してもよい。
【００３５】
図６は、図５の実施形態のように、従来技術の方法を超える、より高い周波数におけるＲＦ干渉からの保護を提供するケーブル６０２の遮蔽部材６０４を終端させる別の方法を示す。円筒状コンデンサ６０８は、円筒状コンデンサ６０８とワッシャー６１２との間にそれらの全周囲に実質的に連続する電気的接触を提供するばねワッシャー６１２と同軸に位置合わせされてもよく、また、ワッシャー６１２内に挿入されてもよい。ワッシャー６１２そのものは、エンクロージャ６０６にスプリングワッシャーの外周６１０で、プレス嵌め、はんだ付け、またはエポキシ樹脂で接着してもよい。上述のように、遮蔽部材６０４は、円筒状コンデンサ６０８の内周６１４に電気的に接続されてもよい。スプリングワッシャー６１２は、そのフィンガーの間に小さな間隙部を有するが、これらの間隙部は、非常に小さいため、問題としている周波数でＲＦ干渉を通すことに関して懸念材料とならない。すなわち、たとえ間隙部が特定の極高周波を通すことがあるとしても、特に問題としている電力レベルでは、このような極端な周波数の源は有意な数で存在しない。結果として、スプリングワッシャー６１２、または関心対象のＲＦ周波数を通すには小さすぎる間隙部を有するその他の電気的接続は、円筒状、円盤状、または管状のコンデンサ６０８の外周および内周に略連続的な接触を提供する。
【００３６】
図７は、図５の実施形態にみられるように、エンクロージャの壁部７１４内に取り付けられた円盤状または円筒状コンデンサ７０２の断面図を示す。コンデンサ７０２の第２の端子７０４は、円盤状コンデンサ７０２の外周に同軸に配置され、エンクロージャの壁部７１４内の開口部の内側で、エンクロージャの壁部７１４と略連続的に電気的に接触する。コンデンサの第１の端子７０６は、円盤状コンデンサ７０２の内周に露出され、接続インターフェース７０８で、ケーブルの遮蔽部材７１０と実質的に連続して電気的に接触してもよい。接続インターフェース７０８は、単純な機械的嵌め合いであってもよいが、一部の実施形態は、遮蔽部材７１０と第１の端子７０６との間の全周囲ではんだ接続または導電性エポキシ樹脂を使用してもよい。ケーブルは、それぞれが絶縁体７１３を備える、内側導体７１２を有してもよい。円盤状または円筒状コンデンサ７０２は、遮蔽部材７１０の全周囲に、遮蔽部材７１０の効果的に連続的な容量性（ＡＣ結合）をエンクロージャの壁部７１４に提供する。これは、最低限の誘導分で、１００ＭＨｚまたはそれよりも大きい、低ギガヘルツ（ＧＨｚ）領域にまでおよぶ周波数範囲で有効な低インピーダンスＲＦ結合を提供する。コンデンサ７０２に示されたコンデンサ記号は、その容量効果が、円盤状または円筒状コンデンサ７０２の３６０度の円弧の周囲に一様に分布していることを単に示している。
【００３７】
その他のコンデンサの断面、例えば、内側縁部および外側縁部にさらに配置される内側端子および外側端子を備える矩形の断面を有する何らかの円柱状のコンデンサも可能である。このタイプのコンデンサの使用は、用途の要求が矩形の管状デザインなどを指示する場合に可能である。しかしながら、より良い性能は円筒状のデザインで得ることができる。
【００３８】
図８は、ケーブルの遮蔽部材をエンクロージャに終端させる方法８００のフローチャートである。ブロック８０２には、遮蔽部材５０４を有するケーブル５０２、ケーブルが通る開口部を有するエンクロージャ５０６、およびコンデンサの内周に配置される第１の端子と外周に配置される第２の端子とを有する円筒状コンデンサ５０８。
【００３９】
ブロック８０４では、ケーブル５０８の外側絶縁体を取り除いて、遮蔽部材５０４を露出してもよい。
【００４０】
ブロック８０６では、ケーブル５０２は、コンデンサ５０８が遮蔽部材５０４と完全に重なるまで円筒状コンデンサ５０８に挿入されてもよい。一部の実施形態では、遮蔽部材は、コンデンサを完全に貫通してもよいが、所望の効果は、少なくとも遮蔽部材の全周囲をコンデンサの周囲と接触させて、２つの部品が双方の周囲で実質的に接触するようにすることにより得ることができる。
【００４１】
ブロック８０８では、コンデンサ５０８の内側端子、すなわち中心端子は、遮蔽部材５０４に電気的に取り付けられてもよい。上述のように、はんだまたは導電性エポキシなど多くの代替手段を使用することができる。
【００４２】
ブロック８１０では、コンデンサ５０８は、エンクロージャ５０６内の適切に寸法決めされた孔に挿入されてもよい。スプリングワッシャー６１２またはその他のデバイスを用いる場合、まず、最終組み立てに先立ち、スプリングワッシャー６１２をコンデンサ５０８またはエンクロージャ５０６のいずれか一方に取り付けてもよい。
【００４３】
ブロック８１２では、円筒状コンデンサ５０８の外側端子は、コンデンサに電気的に取り付けられて、エンクロージャ５０６の開口部および円筒状コンデンサ５０８の外側端子の周囲で略連続的な電気的接続を形成してもよい。
【００４４】
当然、コンデンサ５０８、ケーブル遮蔽部材５０４、およびエンクロージャ５０６が組み立てられる順番に優先順位は特にない。
【００４５】
これまで、様々な実施形態を詳細に説明してきたが、本発明の範囲は、本特許の末尾に示す請求項の文言により定義されることを理解されたい。あらゆる可能な実施形態を説明することは不可能でないにしろ、実際的ではないため、発明を実施するための形態は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明のあらゆる可能な実施形態を説明するものではない。現在の技術または本特許の提出日後に開発される技術を使用する、無数の代替の実施形態が実装され得るが、これらは、依然として、本発明を定義する請求項の範囲内に含まれるものである。
【００４６】
このように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において説明され図示された技術および構造において、多くの変更およびバリエーションが可能である。したがって、本明細書で記述した方法および装置は例示のみを目的とするものであって、本発明の範囲の限定を意図するものではないことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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