(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地された導電性を有する筐体に収容された電気機器にコネクタを介してシールド被覆を有する外部配線が接続され、前記コネクタは前記筐体に形成された開口から前記筐体内に挿入されて導電性を有するフランジを介して前記筐体に固定され、前記シールド被覆は前記フランジを介して前記筐体に接続されてなり、
少なくとも前記筐体内に位置された前記外部配線と該外部配線に接続されたコネクタ端子を含む電力の伝送線路に沿って間隔を空けて対向させた接地導体が前記開口の位置まで設けられ、
前記接地導体は、前記伝送線路の外周を包囲して形成され、前記フランジに電気的に接続された筒状接地導体であることを特徴とする共振ノイズ緩和構造。
【請求項２】
前記筒状接地導体は、肉厚が前記フランジ側から先端に向かうにつれて徐々に厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の共振ノイズ緩和構造。
【請求項３】
前記筒状接地導体は、肉厚が先端から前記フランジ側に向かうにつれて徐々に厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の共振ノイズ緩和構造。
【請求項４】
前記筒状接地導体は、内面の断面サイズが前記外部配線の前記シールド被覆の内面の断面サイズに一致させて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の共振ノイズ緩和構造。
【請求項５】
前記コネクタは、前記フランジに支持されて前記筐体内に先端が開口された筒部を有し、該筒部に前記外部配線と前記コネクタ端子との接続部が収容され、該筒部の内面に前記筒状接地導体が設けられてなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の共振ノイズ緩和構造。
【請求項６】
前記筒状接地導体は、先端が少なくとも前記コネクタ端子に接続される前記電気機器の内部端子の外周を包囲して形成されていることを特徴とする請求項５に記載の共振ノイズ緩和構造。
【請求項７】
前記筒状接地導体は、先端がホーン状に広げて形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の共振ノイズ緩和構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振ノイズ緩和構造に係り、具体的には接地された導電性を有する筐体に収容された電気機器に、コネクタを介して接地されたシールド被覆を有する外部配線が接続されてなる構成において、コネクタが挿入される筐体の開口から外部に漏洩する共振ノイズを抑制する共振ノイズ緩和構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、例えば電気又は電池により駆動される電気自動車やハイブリッド自動車などにおいて、モータやインバータなどの電気機器の間で電力を送受する外部配線は、それらの電気機器にコネクタを介して接続される構成が採用される。このような電気機器の筐体内部の配線、内部端子、コネクタ端子及び外部配線に至る伝送線路を伝搬して、電磁波ノイズ（特に共振ノイズ）が接地された筐体の外部に漏洩することが知られている。このような電気機器から電磁波ノイズが外部に漏洩するのを防止するため、筐体を接地するとともに、外部配線を被覆した網線等のシールド被覆を接地して電磁波ノイズをシールドするようにしている。つまり、電気機器が発生する不要な電磁波ノイズが他の電子機器の動作を妨害する現象を排除する対策（ＥＭＣ）が施されている。
【０００３】
しかし、上述した伝送線路に流れる高周波成分を含む電流（ノイズ電流）は、その伝送線路のインピーダンス（具体的には伝送線路を包囲する接地導体との間のインピーダンス）が変化する部位で、特定の周波数成分が反射して共振を起こすことが知られている。このような共振により発生する共振ノイズは、他の電子機器の動作を妨害するおそれがあることから、従来から種々の対策が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３５７６０号公報
【特許文献２】特開昭１０−１１６６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の対策によって、一定の共振ノイズを減少させることはできるが、フェライトコアあるいはチョークコイルを用いる対策の場合は、それらに吸収される共振ノイズによって温度上昇が問題になることがある。特に、動力機器との間で外部配線を介して電力を送受する電気機器の伝送線路は、流れるノイズ電流が大きいので温度上昇の問題を考えると、共振ノイズ対策にフェライトコアあるいはチョークコイルを用いることなく、共振ノイズを効果的に低減する対策が要望されている。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、外部配線がコネクタを介して接続される電気機器から漏洩する共振ノイズを効果的に低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の発明者らは、接地筐体（シールド筐体）に収容された電気機器にコネクタを介して、シールド被覆を有する外部配線が接続されてなる構成において、シールド筐体内の内部配線から外部配線のコネクタに至る伝送線路で発生する共振ノイズが外部に漏洩するのを防止するには、外部配線のコネクタが筐体に挿入される開口（シールド開口）に至る伝送線路のインピーダンスを低減する対策が効果的であるという知見を得た。
【０００８】
この知見に鑑み、本発明の共振ノイズ緩和構造は、接地された導電性を有する筐体に収容された電気機器にコネクタを介してシールド被覆を有する外部配線が接続され、前記コネクタは前記筐体に形成された開口から前記筐体内に挿入されて導電性を有するフランジを介して前記筐体に固定され、前記シールド被覆は前記フランジを介して前記筐体に接続されてなり、前記電気機器の内部配線にコネクタ端子を介して接続された前記外部配線からなる伝送線路に間隔を空けて対向させて前記開口まで接地導体を配置してなることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、電気機器の内部配線にコネクタ端子を介して接続された外部配線からなる伝送線路に間隔を空けて対向させて開口（シールド開口）まで接地導体を配置したことから、その部分の伝送線路と接地導体との間のインピーダンスが小さくなる。これにより、少なくとも筐体内のコネクタ端子及び外部配線からなる伝送線路に流れる共振ノイズ電流は、インピーダンスが小さい接地導体を介して接地回路に流される。その結果、外部配線が貫通する筐体の開口（シールド開口）から外部配線に流れる共振ノイズ電流を減少できるので、外部に漏洩する共振ノイズを減少させることができる。
【００１０】
本発明において、前記接地導体は、前記伝送線路の外周を包囲して形成され、前記フランジに電気的に接続された筒状接地導体であることが好ましい。これによれば、伝送線路と筒状接地導体との間のインピーダンスを一層小さくできるので、共振ノイズの電磁波は筒状接地導体に流れるから、外部配線が貫通する筐体の開口（シールド開口）から外部配線に流れる共振ノイズを抑制できる。
【００１１】
また、前記筒状接地導体は、肉厚が前記フランジ側から先端に向かうにつれて徐々に厚く形成されていることが好ましい。これによれば、共振ノイズの電磁波が筒状接地導体内に進入しにくくなるから、外部配線が貫通する筐体の開口（シールド開口）から外部配線に流れる共振ノイズを抑制できる。
【００１２】
さらに、前記筒状接地導体は、肉厚が先端から前記フランジ側に向かうにつれて徐々に厚く形成されていてもよい。この場合において、前記筒状接地導体は、内面の断面サイズが前記外部配線の前記シールド被覆の内面の断面サイズに一致させて形成されていることが好ましい。これによれば、外部配線が貫通する筐体の開口（シールド開口）から外部配線に流れる共振ノイズを一層抑制できる。
【００１３】
一方、前記コネクタは、前記フランジに支持されて前記筐体内に先端が開口された筒部を有し、該筒部に前記外部配線と前記コネクタ端子との接続部が収容され、該筒部の内面に前記筒状接地導体が設けられてなることが好ましい。この場合において、前記筒状接地導体は、先端が少なくとも前記コネクタ端子に接続される前記電気機器の内部端子の外周を包囲して形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、筒状接地導体は、先端をコネクタ端子に接続される電気機器の内部端子の外周を包囲して形成する場合、先端をホーン状に広げて形成されていることが好ましい。これによれば、共振ノイズの原因である伝送線路のインピーダンスの変化を緩やかにできることから、ノイズ電流の反射を抑えて共振ノイズを減少できるという効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部配線がコネクタを介して接続される電気機器から漏洩する共振ノイズを効果的に減少もしくは低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１の共振ノイズ緩和構造の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂにおける断面図、（ｃ）は（ａ）のＩｃ−Ｉｃにおける断面図である。
【図２】実施例１の共振ノイズ緩和構造を電気機器の筐体に組み込んだ構成図である。
【図３】実施例１の共振ノイズ緩和構造において、電気機器側から電力を供給した際のコネクタから漏洩する伝導ノイズの強度と周波数の関係を示す線図である。
【図４】本発明の実施例２の共振ノイズ緩和構造の構成図である。
【図５】実施例２の共振ノイズ緩和構造を電気機器の筐体に組み込んだ構成図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例３の共振ノイズ緩和構造の構成図、（ｂ）は本発明の実施例４の共振ノイズ緩和構造の構成図、（ｃ）は本発明の実施例５の共振ノイズ緩和構造の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に示す実施例１の共振ノイズ緩和構造１は、電気自動車又はハイブリッド自動車に用いられる高電圧用コネクタに適用した例である。しかし、本発明の共振ノイズ緩和構造は高電圧用コネクタに適用が限られるものではなく、要は、インバータなどを有する電気機器の内部配線から外部配線に至る伝送線路に流れる高周波成分を含む電流によって発生する共振ノイズが、電気機器の筐体のシールド開口から筐体の外部に漏洩するのを抑制する共振ノイズ緩和構造に適用できることは言うまでもない。
【００１９】
図１と図２に示すように、共振ノイズ緩和構造１は、電気機器が収容され接地された導電性を有する筐体２の内部端子３に、シールド被覆４を有する外部配線５を接続するコネクタ６に設けられる。筐体２は、例えば直方体に形成され、筐体壁７に形成された開口（シールド開口）８から筐体２内にコネクタ６の樹脂製の筒部９が挿入されている。内部端子３は、図２に示す電気機器の動力電流が流れる内部配線１５に接続されている。コネクタ６の筒部９は導電性を有する例えば金属製のフランジ１０に取り付けられている。フランジ１０には、外部配線５が挿入される図示していない貫通穴が形成されている。
【００２０】
筒部９に位置される外部配線５は、シールド被覆４が剥ぎ取られて絶縁層が露出されている。本実施例では、図（ｃ）に示すように、外部配線５は、３本の外部配線５ａ〜５ｃから構成され、シールド被覆４は３本の外部配線５ａ〜５ｃの外周全体を包囲して設けられている。シールド被覆４は、シールド層を形成する編組線４ａとこれを保護する外皮４ｂとから構成されている。外部配線５ａ〜５ｃの先端には、絶縁層を剥ぎ取ってコネクタ端子１１（ａ〜ｃ）が例えば圧着により接続されている。
【００２１】
ここで、本実施例１の共振ノイズ緩和構造１の特徴部の詳細構成を説明する。フランジ１０に支持されたコネクタ６の先端が開口された筒部９は、筐体２の空間に位置させて挿入されている。また、筒部９内には、外部配線５とコネクタ端子１１との接続部が収容されている。筒部９の内面に筒状接地導体１２が設けられている。筒状接地導体１２は、コネクタ端子１１に間隔を空けて対向させて配置されている。また、筒状接地導体１２の先端は、本実施例１では、外部配線５とコネクタ端子１１との接続部を超えて、さらに内部端子３を包囲するように延在されている。特に、本実施例１では、筒状接地導体１２は、先端がホーン状に広げて形成されている。なお、コネクタ端子１１は、内部端子３にボルト１６とナット１７で締結されている。また、筒状接地導体１２は、フランジ１０に電気的に接続されている。
【００２２】
このように形成された実施例１の共振ノイズ緩和構造１の詳細構成及び作用について、図２を参照して説明する。筐体２は、内面に凹凸２ａ〜２ｃが形成されており、これに対して、筐体壁７に形成された開口８から筐体２内にコネクタ６の筒部９が挿入され、フランジ１０を開口８の外周縁に形成されたねじ穴にボルト１３をねじ込んでコネクタ６が筐体２に固定されている。これにより、接地された筐体２にフランジ１０が電気的に接続されて接地され、かつ、外部配線５のシールド被覆４及び筒状接地導体１２が接地電位に保持される。一方、内部端子３は、筐体２の内部に収容された電気機器に接続された内部配線１５に接続されている。
【００２３】
これにより、内部配線１５から内部端子３、コネクタ端子１１及び外部配線５に至る伝送線路に、高周波を含む動力電流（以下、ノイズ電流と称する。）が流れる。この伝送線路の特性インピーダンスは、接地電位の外部導体である筐体壁７あるいは筒状接地導体１２によって、筐体２の内面の凹凸２ａ〜２ｃの影響を受けることなく、図２に示した矢印のように、伝送方向に沿って均一又は緩やかに変化するものとなる。これにより、伝送線路の伝送方向におけるノイズ電流の反射が抑制され、内部端子３に達した電磁波エネルギは効率よくコネクタ端子まで伝わり、共振ノイズが大幅に緩和される。仮に、電磁波ノイズが筒状接地導体１２内に進入したとしても、コネクタ端子１１のインピーダンスは低いため、共振ノイズの影響は軽微となる。また、筒状接地導体１２は、導波管を形成するため高周波ノイズのカットオフ作用も期待できる。
【００２４】
ちなみに、ホーン状の筒状接地導体１２を設けない場合、伝送線路から見たインピーダンスは、伝送線路と接地電位の外部導体である筐体壁７との間の筐体２の内面の凹凸のために、大きく変化する部位が複数個所ある。ノイズ電流は、インピーダンスが大きく変化する部位で繰り返し反射して、特定の周波数の共振ノイズが発生する。この点、本実施例１の共振ノイズ緩和構造１によれば、インピーダンスの大きな変化を抑制しているから、共振ノイズを減衰することができる。
【００２５】
また、本実施例１によれば、コネクタ６の筒部９の内面に筒状接地導体１２を設けたことから、コネクタ端子１１及び外部配線５からなる伝送線路から見たインピーダンスを小さくすることができる。これにより、その伝送線路に流れる共振ノイズ電流は、インピーダンスが小さい接地導体１２を介して接地回路に流されるので、外部配線５が貫通する筐体２の開口８から外部配線５側に流れる共振ノイズ電流を抑制でき、外部に漏洩する共振ノイズを減少させることができる。
【００２６】
本実施例１の共振ノイズ緩和構造１を設けた場合と、設けない場合の共振現象の緩和を図３に対比して示す。図３は筐体２側から電力を供給した際のコネクタ６から漏洩する伝導ノイズの受信電力（伝導ノイズの強度）と周波数の関係を示す線図であり、共振ノイズ緩和構造１を設けなかった場合は、曲線２１に示すように、特定の周波数で共振現象が発生している。これに対し、共振ノイズ緩和構造１を設けた場合は、曲線２２に示すように、特定の周波数での共振現象が緩和されていることが判る。
【００２７】
すなわち、実施例１の共振ノイズ緩和構造１によれば、インピーダンスの整合作用によって伝送性能が向上し、共振ノイズを緩和することを示している。さらに、筐体２の内部まで拡張された筒状接地導体１２は、内部端子３及びコネクタ端子１１の接地導体に対するインピーダンスを低くする作用を有するため、高周波ノイズが端子の奥まで進行してもループノイズによる影響を低くする効果がある。特に、実施例１の共振ノイズ緩和構造１の筒状接地導体１２のように、先端をホーン状に拡げてインピーダンス整合を図り、基端をシールド被覆４の編組線４ａの長円形の口径に合わせれば、より大きな共振ノイズを減衰させる効果を有する。
【００２８】
本実施例１では、内部端子３とコネクタ端子１１との接続を、ねじで締結する例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、雄雌型のコネクタ端子による接続を採用してもよい。
【実施例２】
【００２９】
図４に、本発明の実施例２の共振ノイズ緩和構造３０の構成図を示す。実施例１の筒状接地導体１２は先端部をホーン状に広げたが、本実施例２の筒状接地導体３１は先端部をホーン状に広げないで、コネクタ６の筒部９の内面に合わせた形状のまま、直線的な形状に形成している。その他の構成は、実施例１と同一であることから、構成部品に同一の符号を付して説明を省略する。なお、本実施例２の筒状接地導体２１の先端は、図５に示すように、実施例１の筐体２と同一の筐体２に適用するものとして、実施例１と同一の位置まで延在させている。しかし、筐体２の内面形状に合わせてインピーダンスが変化する部位に合わせて先端位置を変えることが好ましい。
【００３０】
本実施例２によれば、実施例１と同様、インピーダンスの整合作用によって伝送性能が向上し、共振ノイズを緩和することができる。また、筐体２の内部まで拡張された筒状接地導体３１は、内部端子３及びコネクタ端子１１の接地導体に対するインピーダンスを低くする作用を有するため、高周波ノイズが内部端子３の奥まで進行してもループノイズによる影響を低くする効果がある。なお、実施例１の共振ノイズ緩和構造１の筒状接地導体１２のように、先端をホーン状に広げていないが、筐体２の内面形状によっては、実施例１の共振ノイズの抑制効果はさほど変わらない。また、基端をシールド被覆４の編組線４ａの口径に一致させているから、この部位における共振ノイズを減衰させることができる。
【００３１】
また、本実施例１において説明したように、コネクタ６の筒部９の内面に筒状接地導体３１を設けたことから、コネクタ端子１１及び外部配線５からなる伝送線路から見たインピーダンスを小さくすることができるので、外部配線５が貫通する筐体２の開口８から外部配線５側に流れる共振ノイズ電流を抑制でき、外部に漏洩する共振ノイズを減少させることができる。
【実施例３】
【００３２】
図６（ａ）に、本発明の実施例３の共振ノイズ緩和構造４０の構成図を示す。本実施例３が実施例２と相違する点は、実施例２では筒状接地導体４１の肉厚をフランジ１０に接続された基部からコネクタ６の筒部９内は均一な厚みとしたが、本実施例３では筒部９の基部から筒状接地導体４１の先端に向うにつれて徐々に厚く形成している点にある。その他の構成は実施例２と同一であることから、構成部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施例３によれば、筒状接地導体４１の先端開口の長円形の口径が小さくなることから、筐体空間内の電磁波ノイズが筒状接地導体４１内に進入しにくくなり、結果としてフランジ１０のシールド開口から漏洩する共振ノイズを低減することができる。また、本実施例１において説明したように、コネクタ６の筒部９の内面に筒状接地導体４１を設けたことから、コネクタ端子１１及び外部配線５からなる伝送線路から見たインピーダンスを小さくすることができるので、外部配線５が貫通する筐体２の開口８から外部配線５側に流れる共振ノイズ電流を抑制でき、外部に漏洩する共振ノイズを減少させることができる。
【実施例４】
【００３４】
図６（ｂ）に、本発明の実施例４の共振ノイズ緩和構造５０の構成図を示す。本実施例４が実施例３と相違する点は、筒状接地導体５１の肉厚を先端からフランジ１０に接続された基部に向けて、徐々に厚く形成した点にある。その他の構成は実施例３と同一であることから、構成部品に同一の符号を付して説明を省略する。本実施例４によれば、フランジ１０に接続された筒状接地導体５１の基部の長円形の口径を、外部配線５のシールド被覆４の編組線４ａの口径に一致させることができる。これにより、筒状接地導体５１とシールド被覆４との接続部のシールド開口をなくすことができる。外部配線５のコネクタ６のシールド開口からの共振ノイズの漏洩を減少することができる。また、本実施例１において説明したように、コネクタ６の筒部９の内面に筒状接地導体５１を設けたことから、コネクタ端子１１及び外部配線５からなる伝送線路から見たインピーダンスを小さくすることができるので、外部配線５が貫通する筐体２の開口８から外部配線５側に流れる共振ノイズ電流を抑制でき、外部に漏洩する共振ノイズを減少させることができる。
【実施例５】
【００３５】
図６（ｃ）に、本発明の実施例５の共振ノイズ緩和構造６０の構成図を示す。実施例１〜４に示した共振ノイズ緩和構造の接地導体は全て筒状の接地導体であったが、本発明はこれに限られるものではなく、図６（ｃ）に示すように、筒状の周方向の一部に接地導体６１を設けたものである。その他の構成は、実施例２と同一であることから、構成部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
本実施例５によれば、外部配線５が接続されたコネクタ端子１１に間隔を空けて対向させて接地導体６１を配置したことから、コネクタ端子１１と接地導体６１との間のインピーダンスが小さくなる。これにより、電気機器の内部配線１５、内部端子３、コネクタ端子１１及び外部配線５からなる伝送線路に流れる共振ノイズ電流は、インピーダンスが小さい接地導体６１を介して接地回路に流される。その結果、外部配線５が貫通する筐体２の開口８から外部配線５側に流れる共振ノイズ電流を抑制できるので、外部に漏洩する共振ノイズを減少させることができる。この点の効果は、実施例１〜４の共振ノイズ緩和構造においても同様である。
【００３７】
以上、実施例１〜５に基づいて本発明の共振ノイズ緩和構造を説明したが、本発明の共振ノイズ緩和構造は、コネクタ６の筒部９の内面に接地導体１２、３１、４１、５１を設け、その先端をコネクタ端子１１、さらには内部端子３に対向させて延在させたことを特徴とする。これにより、筐体２の内部からの共振ノイズを減衰させて、外部配線５が貫通する筐体２の開口８から外部配線５側に流れる共振ノイズ電流を抑制できる。
【００３８】
実施例１〜４の筒状接地導体は、長円形の断面を有する筒状の例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、断面が長方形、正方形、多角形の筒であってもよい。
【００３９】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で変形又は変更された形態で実施することが可能であることは、当業者にあっては明白なことであり、そのような変形又は変更された形態が本願の特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００４０】
１  共振ノイズ緩和構造
２  筐体
３  内部端子
４  シールド被覆
５  外部配線
６  コネクタ
７  筐体壁
８  開口（シールド開口）
９  筒部
１０  フランジ
１１  コネクタ端子
１２  筒状接地導体
１５  内部配線
３１、４１、５１  筒状接地導体
６１  接地導体
【図１】
0006556515.tif 000002
【図２】
0006556515.tif 000003
【図３】
0006556515.tif 000004
【図４】
0006556515.tif 000005
【図５】
0006556515.tif 000006
【図６】
0006556515.tif 000007