説明

導電路集合体

【課題】放射ノイズを抑制することが可能な導電路集合体を提供する。
【解決手段】導電路集合体28は、モータユニット23とインバータユニット24とを電気的に繋ぐ三つのバスバー33と、ストレーキャパシティC1を生じさせる容量部34と、絶縁体35とを含んで構成されている。導電路集合体28に関し、インバータユニット24におけるインバータ内部の半導体スイッチがスイッチし、このスイッチングにより電圧変化が生じると、電圧変化はインバータからモータへの経路となるバスバー33に伝播する。この時、電圧変化はモータへと更に伝播するのではなく、対向配置部36の間に形成された容量部34を介して、すなわちストレーキャパシティC1により、モータからインバータへの経路となるバスバー33へと伝播することになる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電路としてのバスバーを複数含む導電路集合体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハイブリッド自動車が普及しつつある。また、電気自動車の開発も進行している。ハイブリッド自動車や電気自動車には、高圧のバッテリーやインバータやモータが搭載されている。インバータは、高圧のバッテリーからの直流電力を交流電力に変換し、これをモーターへ供給するようになっている。モーターへの交流電力の供給は、高圧のケーブルが用いられている。ハイブリッド自動車や電気自動車においては、これらを電気的に接続するためとして、上記の如く高圧のケーブルが用いられることから、このケーブルからの放射ノイズを抑制する工夫がなされている。
【0003】
放射ノイズを抑制する技術に関しては、下記特許文献1に次のような技術が開示されている。以下、図面(模式図)を参照しながら説明をする。
【0004】
図5において、引用符号1はインバータを示している。このインバータ1は、導電性を有するシールドケース2に覆われている。シールドケース2は、接地線3を介して車体4に接地されている。また、引用符号5はモータを示している。モータ5も導電性を有するシールドケース6に覆われている。シールドケース6は、接地線7を介して車体4に接地されている。インバータ1とモータ5は、三本のシールド電線8により電気的に接続されている。シールド電線8は、心線9と絶縁体10と編組11とを含んで構成されている。編組11は、この端部が接地線12を介してシールドケース2、6に接地されている。
【0005】
上記構成において、インバータ1には、直流電源から直流電力が供給されている。インバータ1は、この電力供給をもとに内部の半導体スイッチのスイッチングにより三相交流電力を生成するようになっている。シールド電線8における心線9には、上記半導体スイッチのスイッチングによる電圧変化が伝播するようになっている。
【0006】
しかしながら、インバータ1及びモータ5に接続されたシールド電線8は、編組11を有することから、この編組11をシールドケース2、6に接地することにより、心線9から外部に電磁波が放射されるのを抑制することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平10−135681号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記従来技術にあっては、シールド電線8を用いて放射ノイズを抑制するという技術であるが、今後、シールド電線8以外の導電路を用いる場合も考え得ることから、これに対応できるようにしておく必要がある。
【0009】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、放射ノイズを抑制することが可能な導電路集合体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の本発明の導電路集合体は、接続対象を電気的に繋ぐ二つ又は三つのバスバーと、ストレーキャパシティを生じさせる容量部とを有し、該容量部を前記バスバーの対向配置部の間に形成することを特徴とする。
【0011】
このような特徴を有する本発明によれば、接続対象の一方で生じた電圧変化が、接続対象の一方から他方への経路となるバスバーに伝播すると、電圧変化は接続対象の他方へと伝播するのではなく、バスバーの対向配置部の間に形成された容量部を介して、すなわちストレーキャパシティにより、接続対象の他方から一方への経路となるバスバーへと伝播する。本発明において、バスバーの対向配置部は、相間における向かい合う面の面積、距離が均一になるように配置されるものとする。また、ストレーキャパシティは、相間の距離を調節すること、表面積を変えること、バスバー長を変えること、等にて調節されるものとする。
【0012】
請求項2記載の本発明の導電路集合体は、請求項1に記載の導電路集合体において、前記接続対象を移動体のインバータ及びモータとするとともに、前記バスバーを三つとし、さらに、該バスバーの接続用端部にインピーダンス整合部を形成することを特徴とする。
【0013】
このような特徴を有する本発明によれば、インバータ内部の半導体スイッチのスイッチングにより生じた電圧変化が、インバータからモータへの経路となるバスバーに伝播すると、電圧変化はモータへと伝播するのではなく、バスバーの対向配置部の間に形成された容量部を介して、すなわちストレーキャパシティにより、モータからインバータへの経路となるバスバーへと伝播する。この他、本発明によれば、インピーダンス整合部の形成により、インバータの出力インピーダンスとモータの入力インピーダンスとがマッチングする。これによりインバータとモータとの間において定在波とならず、ノイズが放射され難い環境が形成される。インピーダンス整合部の形成は、例えば幅を変える等の場合において、緩やかに変化させれば反射防止に効果的である。
【0014】
請求項3記載の本発明の導電路集合体は、請求項1又は請求項2に記載の導電路集合体において、前記対向配置部同士を所望の間隔に保つように絶縁体にて覆うとともに、該絶縁体にて覆った状態の前記対向配置部同士の間を空洞にする、前記絶縁体にて埋める、及び誘電体材料を挿入する、のいずれかにすることを特徴とする。
【0015】
このような特徴を有する本発明によれば、対向配置部同士の間隔が絶縁体にて安定する。また、容量の調節も可能になる。本発明において、一例であるが、絶縁体はオーバーモールド成形や押し出し成形されたケースへの挿入、複数の樹脂部品によるケースへの組み込みが可能であるものとする。
【発明の効果】
【0016】
請求項1に記載された本発明によれば、導電路にバスバーを用いた場合において放射ノイズを抑制することができるという効果を奏する。バスバーの場合、相間に生じるストレーキャパシティを電線の場合よりも大きくすることができ、ノイズを効果的にキャンセルすることができるという効果を奏する。本発明は、ストレーキャパシティを利用することから、理想コンデンサに近く、周波数特性が良いという効果を奏することができる。この他、本発明は簡素な構造であることから、放射ノイズ抑制に係る技術を安価に提供することができるという効果を奏する。
【0017】
請求項2に記載された本発明によれば、インバータで生じた電圧変化をモータへ伝播させることなくキャンセルし、これによりモータでの絶縁破壊を防止することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、インピーダンス整合部の形成により、インバータの出力インピーダンスとモータの入力インピーダンスとをマッチングさせ、これによりインバータとモータとの間において、定在波となることを防止することができるという効果を奏する。従って、本発明によれば、ノイズの放射を起こり難くする環境、ノイズの放射を緩和する環境、ノイズの放射を低減する環境の形成に寄与することができるという効果を奏する。
【0018】
請求項3に記載された本発明によれば、各相間の距離を一定にすることや、ストレーキャパシティを調節することができるという効果を奏する。本発明は、より良い一形態を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の導電路集合体の一実施形態に係る図であり、(a)は配索位置を示す模式図、(b)はインバータ及びモータ間の導電路集合体として用いた場合の断面図、(c)はバッテリ及びインバータ間の導電路集合体として用いた場合の断面図である。
【図2】インバータ及びモータ間の導電路集合体(第一実施例)に係る図であり、(a)は導電路集合体本体の斜視図、(b)は(a)の導電路集合体本体の断面図、(c)は(a)の変形例となる斜視図、(d)は(a)の変形例となる断面図である。
【図3】図2の導電路集合体のインピーダンス整合部に係る図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)の接続構造に係る斜視図、(c)及び(d)は(a)の変形例となる斜視図である。
【図4】インバータ及びモータ間の導電路集合体(第二実施例)に係る図であり、(a)は導電路集合体本体の斜視図、(b)は(a)の導電路集合体本体の断面図、(c)は(a)の変形例となる斜視図である。
【図5】従来例の放射ノイズ抑制に係る模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら実施例1を説明する。図1は本発明の導電路集合体の一実施形態に係る図であり、(a)は配索位置を示す模式図、(b)はインバータ及びモータ間の導電路集合体として用いた場合の断面図、(c)はバッテリ及びインバータ間の導電路集合体として用いた場合の断面図である。
【0021】
本形態においては、ハイブリッド自動車(電気自動車であってもよいものとする)に本発明を適用する例を挙げて説明するものとする。尚、ハイブリッド自動車又は電気自動車に限らず、通常の自動車等でも本発明を適用することができるものとする(本発明は移動体に適用することが好適であるものとする)。
【0022】
図1において、引用符号21はハイブリッド自動車を示している。ハイブリッド自動車21は、エンジン22及びモータユニット23の二つの動力をミックスして駆動する車両であって、モータユニット23にはインバータユニット24を介してバッテリー25(電池パック)からの電力が供給されるようになっている。エンジン22、モータユニット23、及びインバータユニット24は、本形態において前輪等がある位置のエンジンルーム26に搭載されている。また、バッテリー25は、後輪等がある自動車後部27に搭載されている(エンジンルーム26の後方に存在する自動車室内に搭載してもよいものとする)。
【0023】
モータユニット23とインバータユニット24は、本発明に係る導電路集合体28により電気的に接続されている。また、バッテリー25とインバータユニット24も本発明に係る導電路集合体29により電気的に接続されている。導電路集合体28は、従来のモーターケーブル(高圧のワイヤハーネス)と同様に機能するものとして備えられている。また、導電路集合体29は、従来の床下ケーブル(中間が車体床下に配索される高圧のワイヤハーネス)と同様に機能するものとして備えられている。尚、導電路集合体29は従来の床下ケーブルを用いてもよいものとする。
【0024】
導電路集合体29とバッテリー25は、このバッテリー25に設けられるジャンクションブロック30を介して接続されている。ジャンクションブロック30には、導電路集合体29の後端31が電気的に接続されている。導電路集合体29の後端31側は、自動車室内側となる床上に配索されている。床上には、導電路集合体29の前端32側も配索されている。導電路集合体29の前端32側は、インバータユニット24に対し電気的に接続されている。
【0025】
ここで本実施例での補足説明をすると、モータユニット23はモータ及びジェネレータを構成に含んでいるものとする。また、インバータユニット24は、インバータ及びコンバータを構成に含んでいるものとする。モータユニット23は、シールドケースを含むモータアッセンブリとして形成されるものとする。また、インバータユニット24もシールドケースを含むインバータアッセンブリとして形成されるものとする。バッテリー25は、Ni−MH系やLi−ion系のものであって、モジュール化してなるものとする。尚、例えばキャパシタのような蓄電装置を使用することも可能であるものとする。バッテリー25は、ハイブリッド自動車21や電気自動車に使用可能であれば特に限定されないものとする。
【0026】
図1(a)及び(b)において、導電路集合体28は、モータユニット23とインバータユニット24とを電気的に繋ぐ三つのバスバー33と、ストレーキャパシティC1を生じさせる容量部34と、絶縁体35とを含んで構成されている。
【0027】
バスバー33は、三相交流電力を供給する導電路であって、三つとも同じ形状に形成されている。バスバー33における引用符号36は対向配置部を示している。各バスバー33の対向配置部36は、対応するもの同士が対向し合うように配置されている。三つのバスバー33は、三相間でストレーキャパシティC1が均一になるような形状に形成されている(また、配置されている)。対向配置部36同士は、向かい合う面の面積、距離が均一になるように配置形成されている。
【0028】
容量部34は、各バスバー33の対向配置部36の間に形成されている。本形態の容量部34は、対向配置部36同士の間に位置する内側被覆部37と、この内側被覆部37同士の間に位置する空洞38とを有して構成されている(一例であるものとする。空洞38の代わりとしては、絶縁体35にて埋める、誘電体材料を挿入する等であっても有効であるものとする)。内側被覆部37は、絶縁体35により形成されている。ストレーキャパシティC1は、相間の距離を調節することや、表面積を変えることや、バスバー33の長さを変えることにより調節されるようになっている。
【0029】
絶縁体35は、各バスバー33を覆い絶縁性を確保するために備えられている。絶縁体35には、対向配置部36同士を所望の間隔に保つ間隔保持部39が形成されている。
【0030】
三つのバスバー33は、この各端末となる接続用端部にインピーダンス整合部を有している(インピーダンス整合部は上記のような導電路集合体本体40の端末に配置形成されている。尚、インピーダンス整合部については後述するものとする)。
【0031】
導電路集合体28に関し、インバータユニット24におけるインバータ内部の半導体スイッチ(例えばIGBT等)がスイッチし、このスイッチングにより電圧変化が生じると、電圧変化はインバータからモータへの経路となるバスバー33に伝播する。この時、電圧変化はモータへと更に伝播するのではなく、バスバー33の対向配置部36の間に形成された容量部34を介して、すなわちストレーキャパシティC1により、モータからインバータへの経路となるバスバー33へと伝播することになる。
【0032】
従って、導電路集合体28は、ノイズを効果的にキャンセルすることができるようになっている。このような効果により、モータユニット23側においては絶縁破壊を防止することができるようになっている。
【0033】
導電路集合体28は、上記説明から分かるように、従来例のようなコモンモード電流による放射ノイズの抑制技術でないが、有効な技術であるのは勿論である。
【0034】
インバータユニット24は、本形態においてモータユニット23の直上に配置固定されている。すなわち、インバータユニット24とモータユニット23は近接するように設置されている。このような設置状態であることから、導電路集合体28は短いものとなっている。インバータユニット24とモータユニット23とに関し、引用符号41は固定脚部を示している。固定脚部41は、モータユニット23の直上にインバータユニット24を配置固定するために設けられている。
【0035】
図1(a)及び(c)において、バッテリー25とインバータユニット24を電気的に接続する導電路集合体29は、二つのバスバー42と、ストレーキャパシティC2を生じさせる容量部43と、絶縁体44と、これらを覆い外部から保護する略筒状の保護部材(図示省略)とを含んで構成されている。
【0036】
二つのバスバー42は、プラス側の導電路とマイナス側の導電路とになるものであって、二つとも同じ形状に形成されている。二つのバスバー42は、この対向配置部45同士が対向し合うように配置されている。二つのバスバー42は、この二相間でストレーキャパシティC2が均一になるような形状に形成されている(また、配置されている)。
【0037】
導電路集合体29は、上記導電路集合体28と同様に機能し、また、同様の効果を奏するように構成されている。
【0038】
以下、モータユニット23とインバータユニット24を電気的に接続する導電路集合体を代表として、具体例を説明するものとする。
【実施例1】
【0039】
以下、図面を参照しながら実施例1を説明する。図2はインバータ及びモータ間の導電路集合体に係る図であり、(a)は導電路集合体本体の斜視図、(b)は(a)の導電路集合体本体の断面図、(c)は(a)の変形例となる斜視図、(d)は(a)の変形例となる断面図である。また、図3は図2の導電路集合体のインピーダンス整合部に係る図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)の接続構造に係る斜視図、(c)及び(d)は(a)の変形例となる斜視図である。
【0040】
図2(a)及び(b)において、導電路集合体28の導電路集合体本体40は、三つのバスバー33と、容量部34と、絶縁体35とを含んで構成されている。このような構成の導電路集合体本体40の端末には、図3(a)に示す如くのインピーダンス整合部46が形成されている。インピーダンス整合部46は、導電路集合体本体40とともに導電路集合体28を構成するようになっている。
【0041】
バスバー33は、導電性を有する金属板を略帯状に打ち抜いた後に、幅方向中央位置で折り曲げて「く」字状となるように形成されている。引用符号47は曲げ部を示しており、この曲げ部47の両側に対向配置部36が連続するように配置形成されている。バスバー33は、三つとも同じ形状に形成されている。三つのバスバー33は、対向配置部36同士の間隔が同じになるように配置形成されている。
【0042】
容量部34は、各バスバー33の対向配置部36の間に形成されている。容量部34は、相間のストレーキャパシティC1(図1(b)参照)が同じになるように配置形成されている。絶縁体35は、各バスバー33を覆い絶縁性を確保することができるように形成されている
【0043】
図3(a)において、インピーダンス整合部46は、インバータの出力インピーダンスとモータの入力インピーダンスとをマッチングさせる部分として形成されている。インピーダンス整合部46は、バスバー33の幅を緩やかに狭めるようにして(例えばテーパ48を有するようにして)形成されている(緩やかに変化させることは、反射防止に効果的であるものとする)。
【0044】
インピーダンス整合部46の端部は、接続用端部となっている。接続用端部を介してのインバータやモータとの接続に関しては、直接接続できるような形状に形成(図示省略)してもよいし、例えば図3(b)に示す如く電線49を用いてもよいものとする。
【0045】
電線49の接続部分は、オーバーモールド等により絶縁部50を設け、これにより絶縁することが好ましいものとする。
【0046】
尚、導電路集合体28は上記に限らないものとする。すなわち、図2(c)及び(d)に示す如く適宜形状に変形可能であるものとする。
【0047】
図2(c)及び(d)において、導電路集合体の導電路集合体本体51は、三つのバスバー52と、容量部53と、絶縁体54とを含んで構成されている。
【0048】
バスバー52は、導電性を有する金属板を略帯状に打ち抜いた後に、幅方向中央位置で折り曲げて略「く」字状に形成されている。引用符号55は曲げ部を示しており、この曲げ部55の両側に対向配置部56が連続するように配置形成されている。バスバー52は、三つとも同じ形状に形成されている。三つのバスバー52は、対向配置部56同士の間隔が同じになるように配置形成されている。また、対向配置部56同士の面積が同じになるように形成されている。バスバー52は、バスバー33(図2(a)及び(b)参照)に対し曲げ部55を大きく、また、対向配置部56を小さくするような形状に形成されている。
【0049】
導電路集合体本体51は、バスバー52の形状を若干変形していることから、ストレーキャパシティの調節がなされている。
【0050】
ストレーキャパシティの調節に関しては、図3(c)に示す如く、三つのバスバー57のそれぞれの間隔を徐々に変えたりすることが有効であるものとする。また、図3(d)に示す如く、三つのバスバー58のそれぞれの中間に間隔変更部59を設けたりすることも有効であるものとする。
【実施例2】
【0051】
以下、図面を参照しながら実施例2を説明する。図4はインバータ及びモータ間の導電路集合体に係る図であり、(a)は導電路集合体本体の斜視図、(b)は(a)の導電路集合体本体の断面図、(c)は(a)の変形例となる斜視図である。
【0052】
図4(a)及び(b)において、導電路集合体の導電路集合体本体60は、三つのバスバー61と、容量部62と、絶縁体63とを含んで構成されている。
【0053】
バスバー61は、導電性を有する金属板を略帯状に打ち抜いた後に、折り曲げて略半円筒形状に形成されている。バスバー61における引用符号64は対向配置部を示している。バスバー61は、三つとも同じ形状に形成されている。三つのバスバー61は、対向配置部64同士の間隔が同じになるように配置形成されている。三つのバスバー61は、対向配置部64同士を対向させて、図示の如く筒状となる形状に配置されている。
【0054】
容量部62は、各バスバー61の対向配置部64の間に形成されている。容量部62は、相間のストレーキャパシティが同じになるように配置形成されている。容量部62は、本実施例において絶縁体63により埋められた状態に形成されている(空洞を形成したり、誘電体材料を挿入したりしてもよいものとする)。絶縁体63は、各バスバー61を覆い絶縁性を確保することができるように形成されている
【0055】
バスバー61の端末には、図4(c)に示す如くのインピーダンス整合部65が形成されている。インピーダンス整合部65は、バスバー61の幅を緩やかに狭めるようにして形成されている。
【0056】
図4に示す導電路集合体は、図1〜図3に示す導電路集合体28と同様に機能し、また、同様の効果を奏するのは勿論である。
【0057】
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。
【符号の説明】
【0058】
C1、C2…ストレーキャパシティ
21…ハイブリッド自動車(移動体)
22…エンジン
23…モータユニット
24…インバータユニット
25…バッテリー
26…エンジンルーム
27…自動車後部
28、29…導電路集合体
30…ジャンクションブロック
31…後端
32…前端
33…バスバー
34…容量部
35…絶縁体
36…対向配置部
37…内側被覆部
38…空洞
39…間隔保持部
40…導電路集合体本体
41…固定脚部
42…バスバー
43…容量部
44…絶縁体
45…対向配置部
46…インピーダンス整合部
47…曲げ部
48…テーパ
49…電線
50…絶縁部
51…導電路集合体本体
52…バスバー
53…容量部
54…絶縁体
55…曲げ部
56…対向配置部
57、58…バスバー
59…間隔変更部
60…導電路集合体本体
61…バスバー
62…容量部
63…絶縁体
64…対向配置部
65…インピーダンス整合部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
接続対象を電気的に繋ぐ二つ又は三つのバスバーと、ストレーキャパシティを生じさせる容量部とを有し、該容量部を前記バスバーの対向配置部の間に形成する
ことを特徴とする導電路集合体。
【請求項2】
請求項1に記載の導電路集合体において、
前記接続対象を移動体のインバータ及びモータとするとともに、前記バスバーを三つとし、さらに、該バスバーの接続用端部にインピーダンス整合部を形成する
ことを特徴とする導電路集合体。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の導電路集合体において、
前記対向配置部同士を所望の間隔に保つように絶縁体にて覆うとともに、該絶縁体にて覆った状態の前記対向配置部同士の間を空洞にする、前記絶縁体にて埋める、及び誘電体材料を挿入する、のいずれかにする
ことを特徴とする導電路集合体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−164722(P2012−164722A)
【公開日】平成24年8月30日(2012.8.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−22266(P2011−22266)
【出願日】平成23年2月4日(2011.2.4)
【出願人】(000006895)矢崎総業株式会社 (7,019)
【Fターム(参考)】