JP6615155B2

JP6615155B2 - ノイズ低減ユニット

Info

Publication number: JP6615155B2
Application number: JP2017125389A
Authority: JP
Inventors: 隼士飯塚; 一真加用; 浩相原
Original assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: EP3422374A1; CN109152316B; US10395818B2; CN109152316A; JP2019009351A; EP3422374B1; US20180374635A1

Description

本発明は、ノイズフィルタ及びノイズ低減ユニットに関する。

電線を流れるサージ電流などのノイズを低減するノイズフィルタとして、電線を挿通させるための挿通孔を有する円形状の磁性体からなる環状コアを備え、この環状コアが一対の分割コアを互いに組み合わせて構成されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４３６９１６７号公報

上記環状コアは、一方の分割コアの溝に電線を配置した後、他方の分割コアを環状となるように被せて閉じ合わせるという煩雑な組付け作業を要する。したがって、特に、複数の電線を環状コアに組み付けてノイズを一括して低減しようとする場合、電線の組付け作業がさらに煩雑となり、組立作業性の改善が望まれることとなる。

また、上記環状コアでは、分割コア同士に位置ずれが生じていると、環状の磁路を形成する断面積が互いの接合箇所において減少してしまう。すると、磁路における磁束の減少によってインピーダンス特性が低下し、ノイズ低減効果が低下してしまう。

しかも、円形状に形成された上記環状コアは、高さが嵩張るため、狭隘なスペースへの設置が困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好なノイズ低減効果を有し、しかも、組立作業性に優れ、さらに、狭隘なスペースへの設置が可能なノイズフィルタ及びそれを備えたノイズ低減ユニットを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るノイズフィルタ及びノイズ低減ユニットは、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）巻回部を有する複数の導体と、前記導体の前記巻回部に通される磁性体からなる環状コアと、を有するノイズフィルタが、ハウジング内に収容され、前記ハウジング内に引き込まれたワイヤハーネスの電線が前記導体に電気的に接続されるノイズ低減ユニットであって、
前記環状コアは、
一端側で連結された一対の延在部を有するコア本体と、
前記コア本体の他端に装着されて前記延在部を連結する連結コアと、
を備え、
前記コア本体は、少なくとも一方の前記延在部が直線状に形成され、
複数の前記導体は、前記巻回部に直線状の前記延在部が通されて一列に配置されている
ことを特徴とするノイズ低減ユニット。
（２）前記連結コアは、前記コア本体の前記延在部同士の隙間に嵌合する嵌合板部と、前記嵌合板部を前記隙間に嵌合させることで前記延在部に当接される位置決め板部とを有する
ことを特徴とする（１）に記載のノイズ低減ユニット。
（３）前記連結コアは、磁性を有する接着部材によって前記コア本体の端部に固定されている
ことを特徴とする（１）または（２）に記載のノイズ低減ユニット。

上記（１）の構成のノイズフィルタによれば、連結コアを装着する前のコア本体の直線状に形成された延在部を複数の導体の巻回部へ通すことで、環状コアを構成するコア本体へ複数の導体を容易に装着させることができ、組立作業性を向上させることができる。また、導体の装着後のコア本体の他端に連結コアを装着することで、容易に環状に連続した磁路を有する環状コアとすることができ、良好なノイズ低減効果を得ることができる。しかも、直線状の延在部に導体が一列に配列された構造であるので、低背化を図ることができ、狭隘なスペースへの設置が可能である。また、一端側で連結された一対の延在部を有するコア本体の他端に連結コアを装着して延在部同士を連結する構造であるので、半割りの分割コアを組み合わせた環状コアのように分割コアが分離しやすい構造のものと比べて強度を高めることができる。
上記（２）の構成のノイズフィルタによれば、コア本体の他端における延在部同士の隙間に嵌合板部を嵌合させることで、延在部同士の隙間を埋めて環状に連続した磁路を確実に形成し、良好なノイズ低減効果を得ることができる。しかも、嵌合板部を延在部同士の隙間へ嵌合させて位置決め板部を延在部に当接させることで、嵌合板部を容易に所定位置へ位置決めすることができる。
上記（３）の構成のノイズフィルタによれば、磁性を有する接着部材によって連結コアをコア本体に固定して環状に連続した磁路を確実に形成し、良好なノイズ低減効果を得ることができる。
上記（４）の構成のノイズ低減ユニットによれば、例えば、インバータ及びモータから延びるワイヤハーネスの途中に取り付けることで、インバータにおける高速でのスイッチングによって発生するノイズを良好に低減することができる。また、高さ寸法が抑えられたノイズフィルタをハウジングに収容したことで低背化を図り、狭隘なスペースへ設置することができる。これにより、車両等のワイヤハーネスの途中に取り付けて車両のフロアパネルに固定することができる。また、磁性体からなる環状コアを有するノイズフィルタをハウジングによって保護することができる。

本発明によれば、良好なノイズ低減効果を有し、しかも、組立作業性に優れ、さらに、狭隘なスペースへの設置が可能なノイズフィルタ及びそれを備えたノイズ低減ユニットを提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本実施形態に係るノイズフィルタの斜視図である。図２は、本実施形態に係るノイズフィルタの側面図である。図３は、本実施形態に係るノイズフィルタの分解斜視図である。図４は、ノイズフィルタを備えたノイズ低減ユニットの斜視図である。図５は、変形例に係るノイズフィルタの斜視図である。図６は、変形例に係るノイズフィルタの分解斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るノイズフィルタの斜視図である。図２は、本実施形態に係るノイズフィルタの側面図である。

図１及び図２に示すように、ノイズフィルタ１０は、複数（本例では３つ）の導体２０と、環状コア３０とを有している。このノイズフィルタ１０は、例えば、電気自動車やハイブリッドカー等のインバータとモータとの間を接続するワイヤハーネスに設けられる。インバータは、電池等の電源の直流を交流に変換し、車輪を回転させるモータを駆動する。インバータは、直流を高速でスイッチングして交流に変換しているため、スイッチングで発生する高い周波数のサージ電流がノイズとして負荷であるモータに流れることがある。ノイズフィルタ１０は、インバータとモータとの間を接続するワイヤハーネスに設けられることで、スイッチングで発生するノイズを低減する。

導体２０は、平板状のバスバーからなるもので、導電性金属板に対して打抜き加工等を施すことによって短冊状に形成したものである。導体２０は、曲げ加工等により中間部が環状に巻回された巻回部２１とされており、この巻回部２１は、上方側へ張り出すように巻回されている。巻回部２１は、平面視で斜めに傾斜されており、これにより、巻回部２１の両端部分の位置が平面視でずらされて互いに接触しないように離間されている。

環状コア３０は、例えば、フェライト等の磁性体から形成されている。環状コア３０は、長孔からなる挿通路３１を有する偏平な環状に形成されている。環状コア３０の挿通路３１は、導体２０の厚さよりも若干大きな高さ寸法を有している。

環状コア３０は、コア本体４０と、連結コア５０とから構成されている。コア本体４０は、一端側において、直線状の一対の延在部４１，４２が円弧状の連結部４３で連結された側面視Ｕ字状に形成されている。コア本体４０は、他端側において、直線状の延在部４１，４２が連結されず、互いに隙間Ｇをあけて配置されている。隙間Ｇは、環状コア３０の挿通路３１の高さ寸法と同一寸法とされている。コア本体４０の他端におけるそれぞれの延在部４１，４２の端面４１ａ，４２ａは、長手方向に対して直交する平面とされている。

コア本体４０の上方側の延在部４１は、複数の導体２０の巻回部２１に通されており、これにより、コア本体４０の上方側の延在部４１に、複数の導体２０の巻回部２１が一列に配列されている。そして、この延在部４１に巻回された各導体２０における巻回部２１の両端部分が挿通路３１に挿通されている。

連結コア５０は、嵌合板部５１と、位置決め板部５２とを有しており、その幅寸法は、コア本体４０の幅寸法と同一とされている。嵌合板部５１は、コア本体４０の延在部４１，４２の間に形成された隙間Ｇよりも僅かに小さい厚みを有しており、位置決め板部５２の一方の面から垂直に突出されている。連結コア５０は、嵌合板部５１が延在部４１，４２の隙間Ｇに嵌合され、位置決め板部５２が延在部４１，４２の端面４１ａ，４２ａに当接された状態でコア本体４０に装着されている。これにより、コア本体４０は、その他端側において、延在部４１，４２が連結コア５０で連結されている。

コア本体４０と連結コア５０との間には、接着材または接着シートからなる接着部材６０が設けられており、連結コア５０は、磁性を有する接着部材６０によってコア本体４０に接着固定されている。この接着部材６０は、フェライト粉などの磁性材料を含有させることで磁性が付与されている。これにより、環状コア３０には、コア本体４０及び接着部材６０でコア本体４０に固定された連結コア５０によって環状の磁路が形成されている。

次に、上記構成のノイズフィルタ１０を組み立てる場合について説明する。
図３は、本実施形態に係るノイズフィルタの分解斜視図である。

ノイズフィルタ１０を組み立てるには、まず、巻回部２１を有する複数の導体２０を用意する。

次に、図３に示すように、環状コア３０を構成するコア本体４０の一方の延在部４１に複数の導体２０を装着する。具体的には、巻回部２１を上方へ向けた姿勢のそれぞれの導体２０に対して、その巻回部２１に延在部４１を挿し込む。これにより、コア本体４０の一方の延在部４１に導体２０が巻き付けられて一列に配置された状態とする。

その後、コア本体４０に対して、隙間Ｇに連結コア５０の嵌合板部５１を挿し込み、位置決め板部５２を延在部４１，４２の端面４１ａ，４２ａに当接させ、コア本体４０と連結コア５０との間に介在させた接着部材６０によってコア本体４０に連結コア５０を固定する。

これにより、コア本体４０と連結コア５０とからなる環状コア３０に複数の導体２０が装着されたノイズフィルタ１０が得られる。このようにして得られたノイズフィルタ１０では、導体２０に電流が流された際に、環状の磁路を有する環状コア３０によってノイズを低減させることができる。

以上、説明したように、本実施形態に係るノイズフィルタ１０によれば、連結コア５０を装着する前のコア本体４０の直線状に形成された延在部４１を複数の導体２０の巻回部２１へ通すことで、環状コア３０を構成するコア本体４０へ複数の導体２０を容易に装着させることができ、組立作業性を向上させることができる。また、導体２０の装着後のコア本体４０の他端に連結コア５０を装着することで、容易に環状に連続した磁路を有する環状コア３０とすることができ、良好なノイズ低減効果を得ることができる。しかも、直線状の延在部４１に導体２０が一列に配列された構造であるので、低背化を図ることができ、狭隘なスペースへの設置が可能である。また、一端側で連結された一対の延在部４１，４２を有するコア本体４０の他端に連結コア５０を装着して延在部４１，４２同士を連結する構造であるので、半割りの分割コアを組み合わせた環状コアのように分割コアが分離しやすい構造のものと比べて強度を高めることができる。

また、コア本体４０の他端における延在部４１，４２同士の隙間Ｇに嵌合板部５１を嵌合させることで、延在部４１，４２同士の隙間Ｇを埋めて環状に連続した磁路を確実に形成し、良好なノイズ低減効果を得ることができる。しかも、嵌合板部５１を延在部４１，４２同士の隙間Ｇへ嵌合させて位置決め板部５２を延在部４１，４２に当接させることで、嵌合板部５１を容易に所定位置へ位置決めすることができる。

また、磁性を有する接着部材６０によって連結コア５０をコア本体４０に固定して環状に連続した磁路を確実に形成し、良好なノイズ低減効果を得ることができる。

なお、ノイズフィルタ１０の導体２０としては、バスバーに限らず芯線を外被で被覆した絶縁電線等でもよい。

また、コア本体４０は、少なくとも導体２０の巻回部２１に通される延在部４１が直線状であればよく、下方側の延在部４２は、必ずしも直線状に限らず、湾曲形状等であってもよい。

次に、このノイズフィルタ１０を備えるノイズ低減ユニットについて説明する。
図４は、ノイズフィルタを備えたノイズ低減ユニットの斜視図である。

図４に示すように、ノイズ低減ユニット８０は、ハウジング８１を備えており、ノイズフィルタ１０は、ハウジング８１に収容されている。

ハウジング８１は、絶縁性を有する合成樹脂から形成されたもので、底板部８２と、底板部８２の両側部に立設された側壁部８３とを有している。そして、ハウジング８１は、上方側が開放された収容空間を有する矩形箱状に形成されている。ハウジング８１は、収容空間の中央部分がコア保持部８４とされており、このコア保持部８４にノイズフィルタ１０が収容されている。ハウジング８１に収容されるノイズフィルタ１０には、導体２０の両端に端子２２が固定されている。端子２２は、ボルト挿通孔２３を有しており、それぞれ導体２０に圧着等によって固定されて電気的に接続されている。

ハウジング８１は、その両端部が電線導入部８５とされており、これらの電線導入部８５からワイヤハーネスの電線１が導入される。各電線導入部８５には、Ｕ字状の電線保持溝８６が形成されている。また、各電線導入部８５とコア保持部８４との間には、端子台８７が設けられている。端子台８７には、例えば、インサート成形によってインサートナット（図示略）が埋め込まれている。端子台８７には、その上部にノイズフィルタ１０の導体２０に固定された端子２２が載置され、それぞれインサートナットの上部に配置される。

上記構成のノイズ低減ユニット８０には、インバータ及びモータから延びるワイヤハーネスの電線１が接続される。これらの電線１には、その端部にボルト挿通孔２を有する端子３が接続されている。各電線１は、ハウジング８１の電線導入部８５から引き込まれ、電線保持溝８６に配置されて保持される。これらの電線１の端子３は、端子台８７の上部に載置された導体２０の端子２２に重ね合わされ、これにより、ボルト挿通孔２，２３が連通される。この状態で、互いに連通されたボルト挿通孔２，２３にボルト４を挿通し、端子台８７のインサートナットにねじ込むことで、電線１の端子３とノイズフィルタ１０の導体２０の端子２２とが端子台８７に締結固定されて互いに電気的に接続される。これにより、インバータ及びモータから延びるワイヤハーネスの電線１が、ノイズ低減ユニット８０に接続され、インバータにおける高速でのスイッチングによって発生するノイズがノイズ低減ユニット８０のノイズフィルタ１０によって低減される。

このように、ノイズフィルタ１０を備えたノイズ低減ユニット８０によれば、例えば、インバータ及びモータから延びるワイヤハーネスの途中に取り付けることで、インバータにおける高速でのスイッチングによって発生するノイズを良好に低減することができる。また、高さ寸法が抑えられたノイズフィルタ１０をハウジング８１に収容したことで低背化を図り、狭隘なスペースへ設置することができる。これにより、車両等のワイヤハーネスの途中に取り付けて車両のフロアパネルに固定することができる。また、磁性体からなる環状コア３０を有するノイズフィルタ１０をハウジング８１によって保護することができる。

なお、ノイズ低減ユニット８０のハウジング８１には、エポキシ樹脂等の合成樹脂からなる封止材（図示せず）が充填される。このように、ハウジング８１に封止材を充填することにより、磁性体からなる環状コア３０を有するノイズフィルタ１０を確実に固定して保護し、耐衝撃性を高めることができるとともに、複雑な防水構造を設計する必要がなくなり、小型化も実現できる。また、ハウジング８１の上方に蓋体を取り付けることで、ノイズ低減ユニット８０の防水性をさらに高めて車体外に配置することもできる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、ノイズフィルタ１０を構成する連結コア５０は、上記の実施形態のものに限らない。
ここで、ノイズフィルタ１０の変形例について説明する。
図５は、変形例に係るノイズフィルタの斜視図である。図６は、変形例に係るノイズフィルタの分解斜視図である。

図５及び図６に示すように、変形例に係るノイズフィルタ１０は、位置決め板部５２がなく、嵌合板部５１だけの連結コア５０を備えている。そして、この嵌合板部５１からなる連結コア５０は、延在部４１，４２の隙間Ｇに嵌合されてコア本体４０に装着される。これにより、コア本体４０は、その延在部４１，４２の他端側が嵌合板部５１からなる連結コア５０で連結される。

この変形例においても、コア本体４０と連結コア５０との間に、磁性材料が含有された接着材または接着シートからなる接着部材６０が設けられており、連結コア５０は、接着部材６０によってコア本体４０に接着固定される。これにより、環状コア３０は、コア本体４０及び接着部材６０でコア本体４０に固定された連結コア５０によって環状の磁路が形成される。

この変形例に係るノイズフィルタ１０では、嵌合板部５１だけの単純形状の連結コア５０を備えるので、コストを抑えることができるとともに、環状コア３０の小型化を図ることができる。

ここで、上述した本発明に係るノイズフィルタ及びノイズ低減ユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］巻回部（２１）を有する複数の導体（２０）と、
前記導体（２０）の前記巻回部（２１）に通される磁性体からなる環状コア（３０）と、
を有するノイズフィルタ（１０）であって、
前記環状コア（３０）は、
一端側で連結された一対の延在部（４１，４２）を有するコア本体（４０）と、
前記コア本体（４０）の他端に装着されて前記延在部（４１，４２）を連結する連結コア（５０）と、
を備え、
前記コア本体（４０）は、少なくとも一方の前記延在部（４１）が直線状に形成され、
複数の前記導体（２０）は、前記巻回部（２１）に直線状の前記延在部（４１）が通されて一列に配置されている
ことを特徴とするノイズフィルタ。
［２］前記連結コア（５０）は、前記コア本体（４０）の前記延在部（４１，４２）同士の隙間（Ｇ）に嵌合する嵌合板部（５１）と、前記嵌合板部（５１）を前記隙間（Ｇ）に嵌合させることで前記延在部（４１，４２）に当接される位置決め板部（５２）とを有する
ことを特徴とする［１］に記載のノイズフィルタ。
［３］前記連結コア（５０）は、磁性を有する接着部材（６０）によって前記コア本体（４０）の端部に固定されている
ことを特徴とする［１］または［２］に記載のノイズフィルタ。
［４］［１］から［３］のいずれかに記載の前記ノイズフィルタ（１０）がハウジング（８１）内に収容され、前記ハウジング（８１）内に引き込まれたワイヤハーネスの電線（１）が前記導体（２０）に電気的に接続される
ことを特徴とするノイズ低減ユニット。

１：電線
１０：ノイズフィルタ
２０：導体
２１：巻回部
３０：環状コア
４０：コア本体
４１，４２：延在部
５０：連結コア
５１：嵌合板部
５２：位置決め板部
６０：接着部材
８０：ノイズ低減ユニット
８１：ハウジング

Claims

巻回部を有する複数の導体と、前記導体の前記巻回部に通される磁性体からなる環状コアと、を有するノイズフィルタが、ハウジング内に収容され、前記ハウジング内に引き込まれたワイヤハーネスの電線が前記導体に電気的に接続されるノイズ低減ユニットであって、
前記環状コアは、
一端側で連結された一対の延在部を有するコア本体と、
前記コア本体の他端に装着されて前記延在部を連結する連結コアと、
を備え、
前記コア本体は、少なくとも一方の前記延在部が直線状に形成され、
複数の前記導体は、前記巻回部に直線状の前記延在部が通されて一列に配置されている
ことを特徴とするノイズ低減ユニット。
前記連結コアは、前記コア本体の前記延在部同士の隙間に嵌合する嵌合板部と、前記嵌合板部を前記隙間に嵌合させることで前記延在部に当接される位置決め板部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減ユニット。
前記連結コアは、磁性を有する接着部材によって前記コア本体の端部に固定されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノイズ低減ユニット。