JP6786453B2 - サージ電圧低減部材 - Google Patents

Description

本発明は、サージ電圧を低減するためのサージ電圧低減部材に関する。

従来、サージ電圧を低減するためのサージ電圧低減部材の技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。

特許文献１の図６に図示するコネクタ装置３は、電気自動車（図示せず）に搭載されたものである。コネクタ装置３は、トロイダルコア１７ａを２つ備えている。トロイダルコア１７ａは、磁性材料からなり、円環状に形成されている。コネクタ装置３の筒状部３２から延出した電力供給用ＡＣ線１１ａ，１２ａは、それぞれ別のトロイダルコア１７ａに巻回され、電気自動車に搭載された充電器（図示せず）に接続されている。また、筒状部３２から延出した接地用配線１４は、２つのトロイダルコア１７ａに挿通されている。

特開２０１２−１７４６６１号公報

ところで、従来技術では、電力供給用ＡＣ線１１ａ，１２ａを、円環状のトロイダルコア１７ａに巻き付けられているため、製品の体格が大型化してしまうという問題点があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、体格の小型化を図ることができるサージ電圧低減部材を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のサージ電圧低減部材は、少なくとも１つの長辺部と、該長辺部の長手方向の両端に連続して形成される短辺部と、を有する磁性体と，１つの前記長辺部に巻き付けられる複数本の導電路と，を備え、前記各導電路は、前記長辺部の長手方向に沿って並んで１つの前記長辺部に該長辺部の長手方向に対し袈裟懸け状に巻き付けられ、且つ、前記各導電路の配索方向が１つの前記長辺部の長手方向に沿うように配索されることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、複数本の導電路は、磁性体の長辺部に、この長辺部の長手方向に沿って並んで巻き付けられるため、従来技術における円環状に形成された磁性体に複数本の導電路を巻き付けた構造に比べて、高さ及び幅を小さくすることができる。

このような特徴を有する本発明によれば、各導電路は、各導電路の配索方向が１つの長辺部の長手方向に沿うように配索されるため、従来技術における円環状に形成された磁性体に複数本の導電路を巻き付けた構造に比べて、高さ及び幅を、さらに小さくすることができる。

請求項２記載の本発明のサージ電圧低減部材は、請求項１に記載のサージ電圧低減部材において、前記短辺部は、前記長辺部に巻き付けられた前記各導電路が前記長辺部の長手方向へ移動するのを規制することができるように形成されていることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、長辺部に巻き付けられた各導電路が長辺部の長手方向へ移動しようとしても、短辺部によって上記方向への移動を規制することができる。これにより、各導電路を、長辺部の長手方向に沿って並んで巻き付けた状態を保持することができる。

本発明によれば、従来技術における円環状に形成された磁性体に複数本の導電路を巻き付けた構造に比べて、高さ及び幅を小さくすることができることから、体格の小型化を図ることができるという効果を奏する。

本発明のサージ電圧低減部材の実施例１を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図である。 サージ電圧低減部材の比較に係る図であり、（ａ）は実施例１のサージ電圧低減部材を導電路の配索方向から視た図、（ｂ）は比較例としてのサージ電圧低減部材を導電路の配索方向から視た図である。 サージ電圧低減部材を備えた場合と、サージ電圧低減部材を備えない場合との立上りのサージ電圧波形を示す図である。 図３における一点鎖線Ａに囲まれた部分を拡大した図である。 サージ電圧低減部材を備えた場合と、サージ電圧低減部材を備えない場合との立下りのサージ電圧波形を示す図である。 図５における一点鎖線Ｂに囲まれた部分を拡大した図である。 実施例１のサージ電圧低減部材の変形例を示す平面図である。 本発明のサージ電圧低減部材の実施例２を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図である。 実施例２のサージ電圧低減部材の変形例を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図である。 本発明のサージ電圧低減部材の実施例２を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図である。

以下、図１−図７を参照しながら、本発明に係るサージ電圧低減部材の実施例１について、また、図８及び図９を参照しながら、本発明に係るサージ電圧低減部材の実施例２について、さらに、図１０を参照しながら、本発明に係るサージ電圧低減部材の実施例３について、それぞれ、説明する。

図１は本発明のサージ電圧低減部材の実施例１を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図、図２はサージ電圧低減部材の比較に係る図であり、（ａ）は実施例１のサージ電圧低減部材を導電路の配索方向から視た図、（ｂ）は比較例としてのサージ電圧低減部材を導電路の配索方向から視た図、図３はサージ電圧低減部材を備えた場合と、サージ電圧低減部材を備えない場合との立上りのサージ電圧波形を示す図、図４は図３における枠線Ａに囲まれた部分を拡大した図、図５はサージ電圧低減部材を備えた場合と、サージ電圧低減部材を備えない場合との立下りのサージ電圧波形を示す図、図６は図５における枠線Ｂに囲まれた部分を拡大した図、図７は実施例１のサージ電圧低減部材の変形例を示す平面図である。
なお、図中の矢印は、上下、左右、前後の各方向を示している（矢印の各方向は一例であるものとする）。

図１において、引用符号１は、本発明に係るサージ電圧低減部材の実施例１を示している。サージ電圧低減部材１は、特に限定するものではないが、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるインバータユニットとモータユニットとを繋ぎインバータユニットからモータユニットへの電力供給を行う導電路を流れる電流に重畳されるノイズを除去してサージ電圧を低減するように構成されている。

なお、本発明は、バッテリー（電池パック）とインバータユニットとを繋ぎバッテリーからインバータユニットへの電力供給を行う導電路を流れる電流に重畳されるノイズを除去してサージ電圧を低減するように構成されるものであってもよいものとする。

図１に図示するサージ電圧低減部材１は、磁性体２と、電線３（導電路）とを備えている。以下、サージ電圧低減部材１の各構成について説明する。

まず、磁性体２について説明する。
図１に図示する磁性体２は、磁性材料にて構成され筒状に形成されている。図１（ｂ）に図示するように、磁性体２は、この軸方向（図１（ｂ）においては、紙面の表面から裏面に抜ける方向）から視たときに矩形状となるように形成され、長辺部４と、短辺部５と、貫通孔６とを有している。

図１に図示する長辺部４は、後述するように一方の長辺部４ａに電線３が巻き付けられているものとする。また、長辺部４は、他方の長辺部４ｂには電線３が巻き付けられていないものとする。なお、本実施例においては、磁性体２は、上記長辺部４の長手方向が各電線３の配索方向（図１においては、前後方向）に沿うように配置されている。

図１に図示する短辺部５は、長辺部４の長手方向（図１においては、前後方向）の両端に連続して形成されている。短辺部５は、長辺部４ａに巻き付けられた電線３が長辺部４ａの長手方向へ移動するのを規制することができるように形成されている。

図１に図示する貫通孔６は、磁性体２の軸方向に沿って貫通するものであって、磁性体２の内周面７によって形成されている。貫通孔６は、磁性体２の軸方向から視たときに矩形状となるように形成されている。貫通孔６は、複数本の電線３が長辺部４の長手方向に沿って並んで挿通することができるように形成されている。

なお、貫通孔６は、特に図示しないが、この短手方向（図１においては、左右方向）における幅が、電線３の径と略同等となるように形成されていてもよいものとする。このように貫通孔６を形成することにより、磁性体２の内周面７に対しての電線３の占積率を向上させることができ、製品の体格の小型化を図ることができるとともに、サージ電圧の効率的な低減を図ることができる。

つぎに、電線３について説明する。
図１に図示する電線３は、特許請求の範囲における「導電路」に相当するものである。電線３は、公知の高圧電線であって、特に図示しないが、導体と、この導体を被覆する絶縁被覆とを備えている。本実施例においては、電線３を三本備えているが、これに限定されるものではない。

なお、本実施例においては、導電路として、電線を採用したが、これに限定されるものではない。その他、例えば、コイル線を採用してもよいものとする。コイル線は、軸方向に直交するように切断したときの断面が円形のものの他、例えば、軸方向に直交するように切断したときの断面が矩形となる平板状に形成されたものを採用してもよいものとする。このような平板状のコイル線を採用することにより、貫通孔６の、この短手方向における幅を、さらに小さくすることができる。この結果、磁性体２の内周面７に対しての電線３の占積率を、さらに向上させることができ、製品の体格の、さらなる小型化を図ることができるとともに、サージ電圧の、より効率的な低減を図ることができる。

電線３は、磁性体２の貫通孔６に挿通され磁性体２の一方の長辺部４ａに巻き付けられている。本実施例においては、電線３の貫通孔６への挿通回数は、一回であるが、二回以上であってもよいものとする。

本実施例においては、電線３における長辺部４ａに巻き付けられた部分を、巻き付け部８と呼ぶものとする。本実施例における巻き付け部８は、長辺部４ａの長手方向に対して斜め袈裟懸け状に巻き付けて形成されている。

各電線３は、一方の長辺部４ａの長手方向に沿って並んで巻き付けられる。すなわち、各巻き付け部８は、一方の長辺部４ａの長手方向に沿って並んで配置されている。

つぎに、上記構成及び構造に基づきながら、サージ電圧低減部材１の製造工程（作業）について説明する。

第一工程では、まず、あらかじめ、磁性体２と、三本の電線３とを製造しておき、磁性体２を、磁性体２の長辺部４の長手方向が各電線３の配索方向に沿うように配置する。

第二工程では、各電線３を、磁性体２の貫通孔６に挿通し一方の長辺部４ａに巻き付ける。ここで、各電線３は、一方の長辺部４ａの長手方向に沿って並んで巻き付ける。各電線３は、長辺部４ａの長手方向に対して斜め袈裟懸け状に巻き付ける。これにより巻き付け部８を形成する。

以上により、サージ電圧低減部材１の製造作業が完了し、サージ電圧低減部材１が完成する。

つぎに、サージ電圧低減部材の実施例と比較例との比較について説明する。

図２（ａ）に図示するサージ電圧低減部材１は、磁性体２の軸方向（図２（ａ）においては、上下方向）が図示しない載置面に直交するように、この載置面に載置されている。サージ電圧低減部材１によれば、各電線３を、磁性体２の一方の長辺部４ａに、この長辺部４ａの長手方向に沿って並んで巻き付け、且つ、磁性体２を、長辺部４の長手方向が各電線３の配索方向（図２（ａ）においては、紙面の表面から裏面に抜ける方向）に沿うように配置することから、後述する比較例に係るサージ電圧低減部材１００（図２（ｂ）参照）に比べて、高さＨ１及び幅Ｗ１を小さくすることができる。

これに対し、図２（ｂ）に図示する比較例に係るサージ電圧低減部材１００は、円環状に形成された磁性体１０１と、この磁性体１０１の貫通孔１０３に挿通され磁性体１０１に巻き付けられる三本の電線１０２とを備えている。サージ電圧低減部材１００によれば、三本の電線１０２が巻き付けられた磁性体１０１は、この軸方向が各電線１０２の配索方向（図２（ｂ）においては、紙面の表面から裏面に抜ける方向）に沿うように配置されるため、この高さＨ２及び幅Ｗ２が、サージ電圧低減部材１（図２（ａ）参照）の高さＨ１及び幅Ｗ１よりも大きくなってしまう。

つぎに、インバータユニットからモータユニットへの電力供給を行う導電路に、サージ電圧低減部材１を備えた場合と、サージ電圧低減部材１を備えない場合との比較について説明する。

ここでは、インバータユニットからモータユニットへの電力供給において、サージ電圧低減部材１を備えた場合と、サージ電圧低減部材１を備えない場合の、立上りのサージ電圧及び立下りのサージ電圧を比較する。なお、測定条件として、モータは、トルクが１３５Ｎｍ、回転数が３００ｒｐｍであるものとする。

図３及び図４に図示するように、サージ電圧低減部材１を備えた場合は、図４における立上りのサージ電圧Ｘ１が５３５Ｖである。これに対し、サージ電圧低減部材１を備えない場合は、図４における立上りのサージ電圧Ｘ２が６００Ｖである。このように、サージ電圧低減部材１を備えたことにより、サージ電圧低減部材１を備えない場合に比べて、立上りのサージ電圧を６５Ｖ低減することができる。

図５及び図６に図示するように、サージ電圧低減部材１を備えた場合は、図６における立下りのサージ電圧Ｙ１が−３０Ｖである。これに対し、サージ電圧低減部材１を備えない場合は、図６における立下りのサージ電圧Ｙ２が−１０５Ｖである。このように、サージ電圧低減部材１を備えたことにより、サージ電圧低減部材１を備えない場合に比べて、立下りのサージ電圧を７５Ｖ低減することができる。

このように、インバータユニットからモータユニットへの電力供給を行う導電路に、サージ電圧低減部材１を備えたことにより、好適にサージ電圧を低減することができる。

以上のサージ電圧低減部材１は、図７に図示する変形例に置き換えてもよいものとする。以下、図７を参照しながら、実施例１の変形例について説明する。

図７は実施例１のサージ電圧低減部材の変形例を示す平面図である。

図７に図示するサージ電圧低減部材１１は、磁性体１２を備えている点において実施例１と異なっている。磁性体１２は、この軸方向（図７においては、紙面の表面から裏面に抜ける方向）から視たときに長円形状となるように形成され、長辺部１４（１４ａ，１４ｂ）と、短辺部１５と、貫通孔１６とを有している。

つぎに、サージ電圧低減部材１，１１の効果について説明する。
以上、図１−図７を参照しながら説明してきたように、サージ電圧低減部材１，１１によれば、従来技術における円環状に形成された磁性体に複数本の導電路を巻き付けた構造に比べて、高さ及び幅を小さくすることができることから、体格の小型化を図ることができるという効果を奏する。

本発明に係るサージ電圧低減部材は、実施例１の他、下記の実施例２を用いてもよいものとする。以下、図８を参照しながら、実施例２について説明する。

図８は本発明のサージ電圧低減部材の実施例２を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図である。
なお、実施例１と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図８に図示するサージ電圧低減部材２１は、巻き付け部２８が、磁性体２の長辺部４の長手方向に対して直交するように巻き付けて形成されている点において実施例１と異なっている。各巻き付け部２８は、長辺部４のうち、他方の長辺部４ｂの長手方向に沿って並んで配置されている。

以上のサージ電圧低減部材２１は、図９に図示する変形例に置き換えてもよいものとする。以下、図９を参照しながら、実施例２の変形例について説明する。

図９は実施例２のサージ電圧低減部材の変形例を示す平面図である。

図９に図示するサージ電圧低減部材３１は、磁性体３２を備えている点において実施例２と異なっている。磁性体３２は、この軸方向（図９（ｂ）においては、紙面の表面から裏面に抜ける方向）から視たときに長円形状となるように形成され、長辺部３４（３４ａ，３４ｂ）と、短辺部３５と、貫通孔３６とを有している。

図９に図示するように、電線３は、磁性体３２の貫通孔３６に二回挿通され磁性体３２の他方の長辺部３４ｂに巻き付けられている。

つぎに、サージ電圧低減部材２１，３１の効果について説明する。
以上、図８及び図９を参照しながら説明してきたように、サージ電圧低減部材２１，３１によれば、実施例１と同様の効果を奏する。

本発明に係るサージ電圧低減部材は、実施例１，２の他、下記の実施例３を用いてもよいものとする。以下、図１０を参照しながら、実施例３について説明する。

図１０は本発明のサージ電圧低減部材の実施例３を示す図であり、（ａ）はサージ電圧低減部材の斜視図、（ｂ）はサージ電圧低減部材の平面図である。
なお、図中の矢印は、上下、前後の各方向を示している（矢印の各方向は一例であるものとする）。また、実施例１と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１０に図示するサージ電圧低減部材４１は、磁性体４２を備えている点において実施例１，２と異なっている。磁性体４２は、上側から平面的に視たときに略Ｉ字状となるように形成され、長辺部４４と、長辺部４４の長手方向の両端に連続して形成されている短辺部４５とを有している。

磁性体４２は、上記長辺部４４の長手方向が各電線３の配索方向（図１０においては、前後方向）に沿うように配置されている。

本実施例においては、巻き付け部８は、電線３を長辺部４４の長手方向に対して斜め袈裟懸け状に巻き付けて形成されているが、電線３を長辺部４４の長手方向に直交するように巻き付けて形成されるものであってもよいものとする。

各電線３は、長辺部４４の長手方向に沿って並んで巻き付けられる。すなわち、各巻き付け部８は、長辺部４４の長手方向に沿って並んで配置されている。

つぎに、サージ電圧低減部材４１の効果について説明する。
以上、図１０を参照しながら説明してきたように、サージ電圧低減部材４１によれば、実施例１，２と同様の効果を奏する。

この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１，１１，２１，３１，４１…サージ電圧低減部材、 ２，１２，３２，４２…磁性体、 ３…電線（導電路）、 ４（４ａ，４ｂ），１４（１４ａ，１４ｂ），３４（３４ａ，３４ｂ），４４…長辺部、 ５，１５，３５，４５…短辺部、 ６，１６，３６…貫通孔、 ７…内周面、 ８，２８，３８…巻き付け部

Claims (2)

1. 少なくとも１つの長辺部と、該長辺部の長手方向の両端に連続して形成される短辺部と、を有する磁性体と，
   １つの前記長辺部に巻き付けられる複数本の導電路と，
   を備え、
   前記各導電路は、
   前記長辺部の長手方向に沿って並んで１つの前記長辺部に該長辺部の長手方向に対し袈裟懸け状に巻き付けられ、且つ、前記各導電路の配索方向が１つの前記長辺部の長手方向に沿うように配索される
   ことを特徴とするサージ電圧低減部材。
2. 請求項１に記載のサージ電圧低減部材において、
   前記短辺部は、
   前記長辺部に巻き付けられた前記各導電路が前記長辺部の長手方向へ移動するのを規制することができるように形成されている
   ことを特徴とするサージ電圧低減部材。

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