説明

ノイズ遮蔽機構

【課題】簡易な構成で、効果的に電気ケーブルの伝導ノイズを遮蔽することができるとともに、当該機構を適用することにより電気機器の小型化が出来るノイズ遮蔽機構を提供する。
【解決手段】電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面に設けた導電性の板状部材であるノイズ遮蔽板2を備える。また、前記導電性の板状部材は、前記電気ケーブル1を接続する電気機器の一側面であり、前記導電性の板状部材と前記電気機器のグランドとを電気的に接続している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電気ケーブルから電気機器へ伝播するノイズの遮蔽機構に関する。
【背景技術】
【0002】
電気機器に電源を供給する目的や、電気機器間又は電気機器と周辺機器との間で信号を送受信する目的等で、電気ケーブルが用いられる。このような電気ケーブルでは、周囲のノイズを受けたり、伝導ノイズとして電気機器にノイズを伝播させて、電気機器の動作に悪影響を与える場合がある。
電気ケーブルからの伝導ノイズを遮蔽する従来の技術として、例えば特許文献1では、電気ケーブルと接続される回路基板を金属筐体で囲うことにより、回路基板への外来ノイズを遮蔽したり、回路基板自身で発生したノイズの外部への伝播を遮蔽している。
また、特許文献2には、電気ケーブルであるシールドケーブルのシールドと、ケーブル接続先の電気機器のグランドとを接続するシールド用導体、及びシールドケーブルの信号線と電気機器の処理回路とを接続する端子を備えたコネクタが開示されている。この構成により、シールドを伝播する伝導ノイズを電気機器のグランドへ逃がしてノイズの影響を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−363445号公報
【特許文献2】特開2009−59615号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に代表される従来の技術は、回路基板全体を囲うための金属筐体が必要であることから、材料費や製造費が不可避的に高くなり、また電気機器の小型化が制限されるという課題があった。さらに、回路基板自身で発生したノイズを金属筐体内に閉じ込めることになり、自身のノイズにより誤動作する可能性もある。
また、特許文献2に代表される従来の技術では、コネクタのような小さな部品のみで、シールドケーブルのシールドを電気機器のグランド電位に落としている。しかしながら、伝導ノイズの電磁界は、空間を介して電気機器の信号配線と結合するため、伝導ノイズが高い周波数になるほど、ノイズ低減の効果が得られなくなるという課題がある。
【0005】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で、効果的に電気ケーブルの伝導ノイズを遮蔽することができるノイズ遮蔽機構を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係るノイズ遮蔽機構は、電気ケーブルの長手方向に対して鉛直な面に設けた導電性の板状部材を備える。
【発明の効果】
【0007】
この発明によれば、簡易な構成で、効果的に電気ケーブルの伝導ノイズを遮蔽することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の実施の形態1によるノイズ遮蔽機構の構成を示す図である。
【図2】実施の形態1によるノイズ遮蔽機構の他の構成を示す図である。
【図3】この発明の実施の形態2によるノイズ遮蔽機構の構成を示す図である。
【図4】実施の形態2によるノイズ遮蔽機構の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるノイズ遮蔽機構の構成を示す図である。図1において、実施の形態1のノイズ遮蔽機構は、電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面に導電性のノイズ遮蔽板2を配置して構成される。電気ケーブル1は、例えば、図1に示すように、2本の導体101a,101b、各導体101a,101bの外周を覆う誘電体102a,102b、さらに各導体101a,101bを1本のケーブル状にまとめるケーブル外皮103から構成される。
【0010】
ノイズ遮蔽板2は、電気ケーブル1が通る孔部が形成された導電性の板状部材であり、例えば、金属板若しくは導電性のメッキを施したプラスチック板等から構成される。電気ケーブル1を孔部に通すことで、ノイズ遮蔽板2は、電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面となるように配置される。
【0011】
次に、実施の形態1のノイズ遮蔽機構によるノイズ遮蔽の原理について説明する。
例えば、図1の左側から電気ケーブル1の導体101a,101bの少なくとも一方を伝導ノイズが伝播する場合において、電気ケーブル1の伝導ノイズは、電気ケーブル1の周囲にある導体又は大地(図示せず)をリターン経路として、周囲の導体又は大地と電気ケーブル1との間に電界を生じながら進行する。この場合は、電気ケーブル1とリターン経路との間の物理構造が伝導ノイズの進行方向に対して一様に連続すると、伝導ノイズの進行は妨げられることなく、全て図1の右側に通過してゆく。
【0012】
そこで、ノイズ遮蔽板2を電気ケーブル1の長手方向に対し鉛直な面に取り付けることで、電気ケーブル1とリターン経路との間の物理構造の連続性が崩れるため、インピーダンスの不整合が生じて伝導ノイズの一部をノイズ遮蔽板2で反射させることができる。これにより、図1の右側へ通過する伝導ノイズ量を低減することができ、ノイズを抑制することが可能である。
【0013】
上記の説明では、電気ケーブル1として導体が2本のものを示したが、1本でも、3本以上であってもよい。但し、本来ケーブルで送りたい信号やAC電源のリターン線をケーブル内に持たない場合は、伝導ノイズと同様に信号やAC電源の伝送も抑制されるため、リターン線を持つ電気ケーブルへの適用が望ましい。
【0014】
また、電気ケーブルはシールドケーブルであってもよい。
図2は、実施の形態1によるノイズ遮蔽機構の他の構成を示す図であり、電気ケーブルとしてシールドケーブル3を用いた場合を示している。図2において、シールドケーブル3は、例えば、2本の導体301a,301b、各導体301a,301bの外周を覆う誘電体302a,302b、さらに各導体301a,301bを囲うシールド303から構成される。シールド303は、一般に細い導線からなる編組や、アルミ蒸着テープ等で構成される。また、シールド303のさらに外周にケーブル外皮(図示せず)があってもよい。
【0015】
電気ケーブルがシールドケーブル3である場合、外来ノイズは、ケーブル3内の導体301a,301bには影響を及ぼさず、シールド303を伝う伝導ノイズとなる。
例えば、図2の左側からシールド303を伝導ノイズが伝播する場合において、シールド303の伝導ノイズは、シールドケーブル3の周囲にある導体又は大地(図示せず)をリターン経路として、周囲の導体又は大地とシールドケーブル3との間に電界を生じながら進行する。この場合は、シールド303とリターン経路との間の物理構造が伝導ノイズの進行方向に対して一様に連続すると、伝導ノイズの進行は妨げられることなく、全て図2中の右側に通過してゆく。
【0016】
そこで、ノイズ遮蔽板2をシールドケーブル3の長手方向に対し鉛直な面に取り付けることによって、シールド303とリターン経路との間の物理構造の連続性が崩れるため、インピーダンスの不整合が生じて伝導ノイズの一部をノイズ遮蔽板2で反射させることができる。これにより、図2の右側へ通過する伝導ノイズ量を低減することができ、ノイズを抑制することが可能である。
【0017】
なお、上記の説明では、シールドケーブル3として導体が2本のものを示したが、1本でも、3本以上であってもよい。
【0018】
以上のように、この実施の形態1によれば、電気ケーブル1又はシールドケーブル3の長手方向に対して鉛直な面に導電性のノイズ遮蔽板2を設けたので、ケーブルを伝播する伝導ノイズを抑制することができる。また、ノイズ遮蔽板2を設けるだけの簡易な構成であることから、コスト的に有利であり、かつ当該機構を適用した電気機器の小型化を図ることが可能である。
【0019】
また、上記実施の形態1では、ノイズ遮蔽板2として円形状の板を示したが、これに限らず、矩形であってもよく、鉛直な導体面であれば、どのような形状であってもよい。さらに、ノイズ遮蔽板を一部の構成とする構造体が付随していてもかまわない。例えば、ノイズ遮蔽板2を電気ケーブル1に固定する機構等が挙げられる。
【0020】
なお、実施の形態1のノイズ遮蔽機構は、伝導ノイズが高い周波数であるほど、ノイズ抑制効果が大きくなる。また、ノイズ遮蔽板2の面積を大きくすると、低い周波数の伝導ノイズまで抑制することができる。
さらに、ノイズ遮蔽板2を電気ケーブル1又はシールドケーブル3の長手方向に対して鉛直な面に設けると最も効果的に伝導ノイズを抑制できるが、完全な鉛直でなく、略90度と判断できる所定の角度範囲の誤差があっても、ノイズ抑制効果を得ることができる。
【0021】
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2によるノイズ遮蔽機構の構成を示す図である。図3において、実施の形態2のノイズ遮蔽機構は、電気ケーブル1と電気機器4とを備え、電気ケーブル1を接続する電気機器4の一面が導電性部材の側面部8で形成されており、電気ケーブル1の一端に設けた接続用のコネクタプラグ6aと電気機器4の内部に納められた回路基板5のコネクタソケット6bとを接続すると、側面部8が、電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面となるように構成される。なお、回路基板5は、固定具7を介して電気機器4の内部に固定される。
【0022】
次に、実施の形態2のノイズ遮蔽機構によるノイズ遮蔽の原理について説明する。
例えば、図3の左側から電気ケーブル1の導線を伝導ノイズが伝播する場合において、電気ケーブル1の伝導ノイズは、電気ケーブル1の周囲にある導体又は大地(図示せず)をリターン経路として、周囲の導体又は大地と電気ケーブル1との間に電界を生じながら進行する。この場合は、電気ケーブル1とリターン経路との間の物理構造が伝導ノイズの進行方向に対して一様に連続すると、伝導ノイズの進行は妨げられることなく、全て図3の右側に通過してゆく。
【0023】
そこで、電気ケーブル1が接続される電気機器4の導電性の側面部8が、電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面になるように構成することで、電気ケーブル1とリターン経路との間の物理構造の連続性が崩れるため、インピーダンスの不整合の度合が大きくなり、伝導ノイズの一部を側面部8で反射させることができる。これにより、図3の右側へ通過する伝導ノイズ量を低減することができ、ノイズを抑制することが可能である。
【0024】
なお、電気ケーブル1は、上記実施の形態1で図2を用いて示したシールドケーブル3であってもよい。ただし、シールドケーブル3では、導電性の側面部8とシールドケーブル3のシールドとを電気的に接続した方が、ノイズ抑制効果は大きい。この電気的な接続を行う場合は、側面部8とシールドケーブル3のシールドとを直接接続してもよく、コネクタプラグ6aとコネクタソケット6bを介して接続する構成としてもよい。
【0025】
また、側面部8と電気機器4のグランドとを電気的に接続した方が、ノイズ抑制効果が大きい。電気機器4のグランドは、例えば回路基板5に設けられたシグナルグランドや、フレームグランド、大地に接地されたグランド等が挙げられる。回路基板5に設けられたシグナルグランドに接続する場合は、コネクタプラグ6aとコネクタソケット6bを介して接続したり、直接ネジ止め等で接続する方法等が挙げられる。
【0026】
さらに、フレームグランドや大地への接地を考慮した構成として、例えば、下記のような構成としてもよい。
図4は、実施の形態2によるノイズ遮蔽機構の他の構成を示す図である。図4に示す例では、電気機器4Aの側面及び底面を、L字型の導電性の部材からなる板状部8Aで形成する。電気ケーブル1が接続される板状部8Aの一面は、コネクタプラグ6aとコネクタソケット6bを接続すると、電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面となる。また、板状部8Aの底面は導電性部材であることから、電気機器4の側面、後方面、上面、下面から接地することが可能である。
【0027】
以上のように、この実施の形態2では、電気機器4の電気ケーブル1が接続される一面を、電気ケーブル1の長手方向に対して鉛直な面となる導電性の側面部としたので、電気ケーブル1からの伝導ノイズを抑制する効果を得ることができる。また、電気機器4の一面を導電性の側面部8とするだけの簡易な構成であることから、コスト的に有利であり、かつ当該機構を適用した電気機器の小型化を図ることが可能である。
【0028】
なお、上記実施の形態2では、電気ケーブル1が接続される電気機器4の一面の全てが導電性の側面部8である場合を示したが、これに限らず、電気ケーブル1の接続部の周辺部のみを導電性の側面部としてもよい。この場合、側面部8の形状は矩形に限らず、円形であってもよく、鉛直な導体面であれば、どのような形状であってもよい。
【0029】
また、実施の形態2のノイズ遮蔽機構は、伝導ノイズが高い周波数であるほど、ノイズ抑制効果が大きくなる。また、側面部8の面積を大きくすると、低い周波数の伝導ノイズまで抑制することができる。
さらに、側面部8を電気ケーブル1又はシールドケーブル3の長手方向に対して鉛直な面に設けると最も効果的に伝導ノイズを抑制できるが、完全な鉛直ではなく、略90度と判断できる所定の角度範囲の誤差があっても、ノイズ抑制効果を得ることができる。
【0030】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0031】
1 電気ケーブル、2 ノイズ遮蔽板、3 シールドケーブル、4 電気機器、5 回路基板、6a コネクタプラグ、6b コネクタソケット、7 固定具、8 側面部、8A 板状部、101a,101b,301a,301b 導体、102a,102b,302a,302b 誘電体、103 ケーブル外皮、303 シールド。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気ケーブルの長手方向に対して鉛直な面に設けた導電性の板状部材を備えたノイズ遮蔽機構。
【請求項2】
前記導電性の板状部材は、前記電気ケーブルを接続する電気機器の一側面であることを特徴とする請求項1記載のノイズ遮蔽機構。
【請求項3】
前記導電性の板状部材と前記電気機器のグランドとを電気的に接続したことを特徴とする請求項2記載のノイズ遮蔽機構。
【請求項4】
前記電気ケーブルは、シールドケーブルであり、
前記シールドケーブルのシールドと前記導電性の板状部材とを電気的に接続したことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のノイズ遮蔽機構。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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