JP6631389B2 - ノイズフィルタ付き導電路 - Google Patents

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Description

本発明は、ノイズフィルタ付き導電路に関するものである。
特許文献1には、電動車両のモータとインバータ装置との間に三相交流電線からなるワイヤーハーネスを配索し、そのワイヤーハーネスにおけるノイズ対策として、ワイヤーハーネスを編組線で包囲し、編組線の両端をモータのシールドケースとインバータ装置のシールドケースとに接続する技術が記載されている。このように、ワイヤーハーネスを編組線でシールドすれば、モータ、インバータ装置、ワイヤーハーネスから放出されるノイズが、周辺の機器や回路に影響を及ぼすことを防止できる。
しかし、ワイヤーハーネスを編組線で包囲する方法では、インバータ装置で発生した特定周波数帯域のサージノイズを効果的に低減することは難しい。そこで、導電路本体を絶縁層で包囲した3本の被覆電線によって三相交流電線を構成し、絶縁層の外周に導電体を設けることで導電路本体と導電体との間にコンデンサを形成し、さらに、各導電体に個別に接続した3つのインダクタをスター結線又はデルタ結線したノイズフィルタが考えられる。このノイズフィルタによれば、コンデンサの静電容量とインダクタのインダクタンスを適宜設定することにより、LC共振によって特定の周波数帯域のサージノイズを効果的に低減することができる。
特開2010−126043号公報
3つのインダクタを結線する手段としては、半田付けによってインダクタ同士を接続する方法が考えられる。しかし、半田付けによる接続方法は作業性の点が問題があるため、改善策が望まれる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、インダクタを結線する際の作業性向上を図ることを目的とする。
本発明は、
複数本の導電路本体と、
前記複数本の導電路本体の外面を包囲する複数の絶縁層と、
前記複数本の導電路本体との間に前記絶縁層を挟んで個別にコンデンサを形成する複数の導電体と、
前記複数の導電体に個別に接続される複数のインダクタと、
前記複数のインダクタが個別に嵌合可能な複数の嵌合部を有する導通部材とを備えているところに特徴を有する。
複数のインダクタを結線する際には、導通部材の嵌合部に嵌合するだけで済み、半田付けが不要なので、作業性がよい。
実施例1のノイズフィルタ付き導電路の平面図 図1のX−X線断面図
本発明は、前記導通部材が導通用ホルダに取り付けられており、前記インダクタが、前記嵌合部に嵌合可能な接続導体と、前記接続導体を包囲する磁性体コアとを備えて構成され、前記磁性体コアが前記導通用ホルダに取り付けられていてもよい。この構成によれば、嵌合部に接続導体を嵌合すれば、インダクタが構成されると同時に、複数のインダクタ同士が導通状態になる。
本発明は、前記接続導体と前記導電体を互いに接続した状態で保持可能な接続用ホルダを備えていてもよい。この構成によれば、接続導体と導電体とをユニット化することができるので、これらの部材の取り扱いが容易となる。
本発明は、前記接続用ホルダに形成され、前記接続導体と前記導電体と前記導電路本体と前記絶縁層を一括して保持可能な保持部を備えていてもよい。この構成によれば、接続導体と導電体だけでなく、導電路本体と絶縁層もユニット化することができるので、これらの部材の取り扱いが容易となる。
本発明は、複数の前記接続用ホルダが連結部を介して一体化されていてもよい。この構成によれば、複数の接続用ホルダが一体化されることにより、取り扱いが更に容易となる。
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1を図1〜図2を参照して説明する。本実施例1のノイズフィルタ付き導電路Aは、電気自動車又はハイブリッド自動車等の電動車両(図示省略)に搭載されたモータ50とインバータ装置52との間に配索されるものである。この電動車両において、モータ50の筐体であるモータケース51と、インバータ装置52の筐体であるインバータケース53と、両ケース51,53を接続するシールド層45は、筐体アース54を構成している。
ノイズフィルタ付き導電路Aは、三相交流回路10を構成するU相線11u(請求項に記載の導電路本体)、V相線11v(請求項に記載の導電路本体)、W相線11w(請求項に記載の導電路本体)と、サージ低減用のノイズフィルタ15と、シールド層45と、保持用モジュール20と、導通用モジュール31を備えて構成されている。
U相線11u、V相線11v及びW相線11wは、いずれも、金属(銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等)製の撚り線からなる。U相線11uの外周とV相線11vの外周とW相線11wの外周は、夫々、合成樹脂製のU相用絶縁被覆12u(請求項に記載の絶縁層)と合成樹脂製のV相用絶縁被覆12v(請求項に記載の絶縁層)と合成樹脂製のW相用絶縁被覆12w(請求項に記載の絶縁層)によって個別に包囲されている。U相線11uとU相用絶縁被覆12uは1本の被覆電線13uを構成し、V相線11vとV相用絶縁被覆12vは1本の被覆電線13vを構成し、W相線11wとW相用絶縁被覆12wは1本の被覆電線13wを構成する。
U相線11u、V相線11v及びW相線11wは、並行するように配索されている。U相線11u、V相線11v及びW相線11wの一方の端部は、インバータ装置52のインバータ回路(図示省略)に接続されている。インバータ回路は、シールド機能を有する導電性のインバータケース53の内部に収容されている。U相線11u、V相線11v及びW相線11wの他方の端部は、モータ50の巻線(図示省略)に接続されている。巻線は、シールド機能を有する導電性のモータケース51の内部に収容されている。
ノイズフィルタ15は、U相用導電体16u(請求項に記載の導電体)とV相用導電体16v(請求項に記載の導電体)とW相用導電体16w(請求項に記載の導電体)を備えて構成されている。これらの導電体16u,16v,16wは、いずれも、金属(銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等)製のシート状をなしている。これらのU相用導電体16uとV相用導電体16vとW相用導電体16wは、U相用絶縁被覆12uとV相用絶縁被覆12vとW相用絶縁被覆12wの外周のうち周方向における一部のみに個別に固着されている。また、これらの導電体16u,導電体16v,導電体16wは、夫々、絶縁被覆12u,絶縁被覆12v,絶縁被覆12wのほぼ全長に亘って設けられている。
U相用導電体16uは、U相用絶縁被覆12uを挟んでU相線11uと近接して対向するように位置する。U相線11uとU相用絶縁被覆12uとU相用導電体16uは、U相用被覆導体18uを構成する。このU相用被覆導体18uは、U相線11uとU相用導電体16uを電極とするU相用コンデンサ17u(請求項に記載のコンデンサ)として機能する。
V相用導電体16vは、V相用絶縁被覆12vを挟んでV相線11vと近接して対向するように位置する。V相線11vとV相用絶縁被覆12vとV相用導電体16vは、V相用被覆導体18vを構成する。V相用被覆導体18vは、V相線11vとV相用導電体16vを電極とするV相用コンデンサ17v(請求項に記載のコンデンサ)として機能する。
W相用導電体16wは、W相用絶縁被覆12wを挟んでW相線11wと近接して対向するように位置する。W相線11wとW相用絶縁被覆12wとW相用導電体16wは、W相用被覆導体18wを構成する。W相用被覆導体18wは、W相線11wとW相用導電体16wを電極とするW相用コンデンサ17w(請求項に記載のコンデンサ)として機能する。
3本の被覆導体18u,18v,18wのモータ50側の端部は、保持用モジュール20に保持されている。保持用モジュール20は、合成樹脂等の絶縁性と弾性を有する材料からなる単一部品の保持体21と、導電性を有する3つの接続導体26とを一体化したものである。保持体21は、3つの円弧状をなす接続用ホルダ22と、2つの円弧状をなす連結部23とを有する。各接続用ホルダ22の内周部は、1本の被覆導体18u,18v,18wを弾性的に包囲した状態で保持する保持部24となっている。
保持部24(接続用ホルダ22)の周方向における中央部(図2における下端部)には、幅方向(被覆導体18u,18v,18wの軸線方向と直交する方向であり、図2における左右方向)に間隔を空けた一対の弾性係止片25が一体に形成されている。一対の弾性係止片25は下方へ片持ち状に延出した形態であり、弾性係止片25の下端部は突起状をなしている。
3つの接続用ホルダ22は、保持部24の開口部を上向きにするようにして幅方向に一定ピッチで配置されている。そして、各連結部23の周方向両端部は、隣り合う接続用ホルダ22の周方向の端部同士を連結している。連結部23を弾性変形させることにより、隣り合う接続用ホルダ22の位置関係や相対的に向きを変更、調節することができる。
接続用ホルダ22の周方向における中央部には、接続導体26がインサート成形等により一体化されている。接続導体26は、内周面の曲率が保持部24と同じである接続部27と、接続部27の外周面から突出する脚部28とを備えた単一部品である。接続部27は、その内周面を保持部24の内周面に露出させるように保持部24(接続用ホルダ22)内に埋設されている。脚部28は、接続用ホルダ22の外周面から径方向外方(図2における下方)へ突出している。この接続導体26は、後述するインダクタ30u,30v,30wを構成する。
ノイズフィルタ15は、3つのインダクタ30u,30v,30wを備えている。U相用導電体16uのモータ50側の端部にはU相用インダクタ30u(請求項に記載のインダクタ)が接続され、V相用導電体16vのモータ50側の端部にはV相用インダクタ30v(請求項に記載のインダクタ)が接続され、W相用導電体16wのモータ50側の端部にはW相用インダクタ30w(請求項に記載のインダクタ)が接続されている。3つのインダクタ30u,30v,30wは、後述する導通部材38を介してスター結線され、筐体接続線(図示省略)を介してモータケース51(筐体アース54)に接続されている。各インダクタ30u,30v,30wは、1つの接続導体26と、円環形をなす1つの磁性体コア35とから構成されている。磁性体コア35は、後述する導通用モジュール31に一体化されている。
導通用モジュール31は、絶縁材料からなる導通用ホルダ32と、導電性を有する導通部材38と、3つの磁性体コア35とを備えて構成されている。導通用ホルダ32は、幅方向に間隔を空けた3つの接続機能部33と、3つの接続機能部33の下端部同士を繋ぐ1本の繋ぎ部34とを備えている。接続機能部33の上端部には、磁性体コア35が軸線を上下方向に向けて埋設されている。磁性体コア35の中心孔36は、接続機能部33の上端面に開口している。接続機能部33の幅方向両外側面には、一対の係止凹部37が形成されている。
導通部材38は、金属製であり、幅方向に延びた本体部39と、幅方向に間隔を空けた3つの嵌合部40とを備えている。本体部39は3つの嵌合部40の下端部同士を繋いでいる。嵌合部40の内部には、上面に開口する嵌合空間41が形成されており、嵌合空間41内には弾性接触片42が収容されている。導通部材38は導通用ホルダ32の内部に埋設されている。本体部39は繋ぎ部34内に収容されている。3つの嵌合部40は、3つの接続機能部33の下端部に個別に収容されている。接続機能部33内には、磁性体コア35の中心孔36と嵌合空間41とを同軸状に連通させる連通孔43が形成されている。
シールド層45は、例えば、編組線等からなる金属製の筒状部材である。シールド層45の一方の端部は、モータ50の近傍に位置し、モータケース51に導通可能に接続されている。シールド層45の他方の端部は、インバータ装置52の近傍に位置し、インバータケース53に導通可能に接続されている。そして、シールド層45で包囲された空間は、シールド空間となっている。シールド層45は、3本の被覆導体18u,18v,18wと保持用モジュール20と導通用モジュール31とを一括して包囲している。
次に、本実施例の作用を説明する。ノイズフィルタ付き導電路Aを組み付ける際には、3本の被覆導体18u,18v,18wのモータ50側の端部を、保持用モジュール20の3つの保持部24に嵌合する。すると、各保持部24の内周には接続導体26の接続部27の内周面が露出しているので、この接続部27と導電体16u,16v,16wの外周面とが導通可能な状態で面接触する。これにより、各コンデンサ17u,17v,17wと、これに対応する各インダクタ30u,30v,30wの一方の端部とが個別に接続される。
この後、3本の被覆導体18u,18v,18wを保持した保持用モジュール20を、導通用モジュール31に組み付ける。組付けに際しては、各接続導体26の脚部28を、磁性体コア35の中心孔36と連通孔43に挿通し、嵌合部40内(嵌合空間41)に挿入して弾性接触片42に接触させる。これにより、3本の接続導体26の脚部28(つまり、インダクタ30u,30v,30wにおけるコンデンサ17u,17v,17wとは反対側の端部)が、導通部材38を介して互いに接続され、3つのインダクタ30u,30v,30wがスター結線される。
また、保持用モジュール20の弾性係止片25が導通用モジュール31の係止凹部37に係止することにより、両モジュール20,31が組付け状態にロックされる。以上により、ノイズフィルタ付き導電路Aの組付けが完了する。尚、組付けは上記の手順に限らず、先に、保持用モジュール20を導通用モジュール31に組み付け、その後で、保持用モジュール20に3本の被覆導体18u,18v,18wを取り付けてもよい。
本実施例1のノイズフィルタ付き導電路Aは、3本の導電路本体(U相線11u、V相線11v及びW相線11w)と、これらの導電路本体の外面を個別に包囲する3つの絶縁層(U相用絶縁被覆12u、V相用絶縁被覆12v及びW相用絶縁被覆12w)と、絶縁層(U相用絶縁被覆12u、V相用絶縁被覆12v及びW相用絶縁被覆12w)を挟んで3本の導電路本体(U相線11u、V相線11v及びW相線11w)と個別に対応するように設けられた3つの導電体(U相用導電体16u、V相用導電体16v及びW相用導電体16w)と、この3つの導電体16u,16v,16wに個別に接続される3つのインダクタ(U相用インダクタ30u、V相用インダクタ30v及びW相用インダクタ30w)とを備えている。3つの導電体(U相用導電体16u、V相用導電体16v及びW相用導電体16w)は、3本の導電路本体(U相線11u、V相線11v及びW相線11w)との間に3つの絶縁層(U相用絶縁被覆12u、V相用絶縁被覆12v及びW相用絶縁被覆12w)を個別に挟むことで、個別にコンデンサ(U相用コンデンサ17u、V相用コンデンサ17v及びW相用コンデンサ17w)を形成する。
尚、コンデンサ17u,17v,17wの静電容量は、導電体16u,16v,16wの長さ、導電体16u,16v,16wと導電路本体(U相線11u、V相線11v、W相線11w)との対応面積、導電体16u,16v,16wと導電路本体(U相線11u、V相線11v、W相線11w)との距離、U相用絶縁被覆12u、V相用絶縁被覆12v、W相用絶縁被覆12wの材質等を適宜選択することによって任意に設定することができる。また、インダクタ30u,30v,30wのインダクタンスは、磁性体コア35の材料や大きさ等を変えることによって任意に設定することができる。これらの設定により、LC共振によって特定の周波数帯域のサージノイズを効果的に低減することができる。
本実施例1のノイズフィルタ付き導電路Aは、3つのインダクタ30u,30v,30wを結線するための手段として、3つのインダクタ30u,30v,30wが個別に嵌合可能な複数の嵌合部40を有する導通部材38を備えている。3つのインダクタ30u,30v,30wを結線する際には、各インダクタ30u,30v,30wを導通部材38の嵌合部40に嵌合するだけで済むので、半田付けが不要である。したがって、作業性がよい。
また、導通部材38は導通用ホルダ32に取り付けられており、インダクタ30u,30v,30wは、嵌合部40に嵌合可能な接続導体26と、接続導体26を包囲する磁性体コア35とを備えて構成されている。そして、磁性体コア35は導通用ホルダ32に取り付けられている。この構成によれば、嵌合部40に接続導体26を嵌合すれば、インダクタ30u,30v,30wが構成されると同時に、3つのインダクタ30u,30v,30w同士が導通状態になるので、作業工数が少なくて済む。
また、接続導体26と導電体16u,16v,16wを互いに接続した状態で保持可能な接続用ホルダ22を備えているので、接続導体26と導電体16u,16v,16wとをユニット化することができる。これにより、接続導体26と導電体16u,16v,16wの取り扱いが容易となる。また、接続用ホルダ22には、接続導体26と導電体16u,16v,16wと導電路本体(U相線11u、V相線11v及びW相線11w)と絶縁層(U相用絶縁被覆12u,V相用絶縁被覆12v,W相用絶縁被覆12w)を一括して保持可能な保持部24が形成されている。
この構成によれば、接続導体26と導電体16u,16v,16wだけでなく、導電路本体(U相線11u、V相線11v及びW相線11w)と絶縁層(U相用絶縁被覆12u,V相用絶縁被覆12v,W相用絶縁被覆12w)もユニット化することができるので、これらの部材の取り扱いが容易となる。また、3つの接続用ホルダ22が連結部23を介して一体化されているので、取り扱いが更に容易となっている。
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例では、複数の接続用ホルダが連結部を介して一体化したが、複数の接続用ホルダを連結しない形態としてもよい。
(2)上記実施例では、接続用ホルダの保持部に、接続導体と導電体と導電路本体と絶縁層を一括して保持したが、接続用ホルダには、接続導体と導電体だけを保持してもよく、接続導体と導電体と絶縁層だけを保持してもよい。
(3)上記実施例では、接続導体と導電体を接続した状態で保持する接続用ホルダを設けたが、このような接続用ホルダを設けない形態としてもよい。
(4)上記実施例では、インダクタがフェライトコア等の磁性体コアを含むものであるが、インダクタは金属製の単芯線や撚り線をコイル状に成形したものであってもよい。
(5)上記実施例では、インダクタを隣り合う2本の被覆導体の間に配置したが、インダクタは隣り合う2本の被覆導体に対して三角形の頂点を構成する位置に配置されていてもよい。
(6)上記実施例では、インダクタがシールド層の内部に収容されているが、インダクタは、シールド層の外部に配置してもよい。
(7)上記実施例では、インダクタをモータ側のみに配置し、そのインダクタをモータケースのみに接続したが、モータ側のインダクタの他に、インバータ装置側にもインダクタを設け、そのインバータ装置側に設けたインダクタをインバータケースに接続してもよい。
(8)上記実施例では、導電路本体が可撓性を有する円形断面の撚り線であるが、導電路本体は、容易に変形しないバスバーや、複数本の電線を並行配置したフラットケーブル等であってもよい。
(9)上記実施例では、導電路を構成する被覆導体の本数が3本であるが、導電路を構成する被覆導体の本数は、2本でもよく、4本以上でもよい。
(10)上記実施例では、3本の被覆導体が三相交流回路を構成するものであったが、本発明は、三相交流回路以外の回路にも適用できる。
(11)上記実施例では、絶縁層が、導電路本体の外周と一体化されて被覆電線を構成するものであるが、絶縁層は、導電体の内周と一体化されたものでもよく、導電路本体の外周と導電体の内周との間に配されて相対変位可能としたものであってもよい。
(12)上記実施例では、導電体が、導電路本体の外周に対し周方向における一部の領域のみと対応する形態であるが、導電体は導電路本体に対し全周に亘って包囲する形態であってもよい。
(13)上記実施例では、導電体をシート状の金属箔としたが、導電体は、テープ状の金属箔、編組線、金属製のバスバー、金属製の撚り線、金属製の単芯線、芯材の表面にメッキ処理したもの、導電性樹脂、導電性ゴム等であってもよい。
(14)上記実施例では、筐体接続線をモータケースに接続したが、筐体接続線は、モータケースではなく、車両ボディに、直接、接続してもよい。
(15)上記実施例では、複数本の導電路本体をシールド層により一括して包囲したが、このようなシールド層を設けない形態であってもよい。
(16)上記実施例では、インダクタがスター結線されているが、インダクタはデルタ結線されていてもよい。
(17)上記実施例では、ノイズフィルタ付き導電路本体が、モータとインバータ装置との間に配索されるものであったが、本発明は、モータやインバータ装置以外の機器に接続される場合にも適用できる。
A…ノイズフィルタ付き導電路
11u…U相線(導電路本体)
11v…V相線(導電路本体)
11w…W相線(導電路本体)
12u…U相用絶縁被覆(絶縁層)
12v…V相用絶縁被覆(絶縁層)
12w…W相用絶縁被覆(絶縁層)
15…ノイズフィルタ
16u…U相用導電体(導電体)
16v…V相用導電体(導電体)
16w…W相用導電体(導電体)
17u…U相用コンデンサ(コンデンサ)
17v…V相用コンデンサ(コンデンサ)
17w…W相用コンデンサ(コンデンサ)
22…接続用ホルダ
23…連結部
24…保持部
26…接続導体
30u…U相用インダクタ(インダクタ)
30v…V相用インダクタ(インダクタ)
30w…W相用インダクタ(インダクタ)
32…導通用ホルダ
35…磁性体コア
38…導通部材
40…嵌合部

Claims (5)

  1. 複数本の導電路本体と、
    前記複数本の導電路本体の外面を包囲する複数の絶縁層と、
    前記複数本の導電路本体との間に前記絶縁層を挟んで個別にコンデンサを形成する複数の導電体と、
    前記複数の導電体に個別に接続される複数のインダクタと、
    前記複数のインダクタが個別に嵌合可能な複数の嵌合部を有する導通部材とを備え、
    前記インダクタが、前記嵌合部と嵌合可能な接続導体を有し、
    単一部品の保持体と複数の前記接続導体とを一体化することで保持用モジュールが構成されているノイズフィルタ付き導電路。
  2. 前記導通部材が導通用ホルダに取り付けられており、
    前記インダクタが、前記嵌合部に嵌合可能な接続導体と、前記接続導体を包囲する磁性体コアとを備えて構成され、
    前記磁性体コアが前記導通用ホルダに取り付けられている請求項1に記載のノイズフィルタ付き導電路。
  3. 複数本の導電路本体と、
    前記複数本の導電路本体の外面を包囲する複数の絶縁層と、
    前記複数本の導電路本体との間に前記絶縁層を挟んで個別にコンデンサを形成する複数の導電体と、
    前記複数の導電体に個別に接続される複数のインダクタと、
    前記複数のインダクタが個別に嵌合可能な複数の嵌合部を有する導通部材とを備え、
    前記導通部材が導通用ホルダに取り付けられており、
    前記インダクタが、前記嵌合部に嵌合可能な接続導体と、前記接続導体を包囲する磁性体コアとを備えて構成され、
    前記磁性体コアが前記導通用ホルダに取り付けられ、
    前記接続導体と前記導電体が、互いに接続した状態で接続用ホルダに保持されているノイズフィルタ付き導電路。
  4. 前記接続用ホルダに形成され、前記接続導体と前記導電体と前記導電路本体と前記絶縁層を一括して保持可能な保持部を備えている請求項3に記載のノイズフィルタ付き導電路。
  5. 複数の前記接続用ホルダが連結部を介して一体化されている請求項3又は請求項4に記載のノイズフィルタ付き導電路。
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