CN109390120A - 尺寸减小的浪涌电压降低部件 - Google Patents

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Abstract

一种浪涌电压降低部件，包括：磁体，该磁体包括长边部和在该长边部的长度方向上的两端连续形成的短边部；以及多个导电路径，该多个导电路径缠绕在长边部上。各导电路径沿着长边部的长度方向平行缠绕。

Description

尺寸减小的浪涌电压降低部件
相关申请的交叉引用
本申请基于2017年8月4日提交的日本专利申请No.2017-151481并且要求其优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的一个以上的实施例涉及一种用于降低浪涌电压的浪涌电压降低部件。
背景技术
作为用于降低浪涌电压的浪涌电压降低部件的现有技术，例如，公知在JP-A-2012-174661中公开的技术。
JP-A-2012-174661的图6中图示的连接器装置安装在电动车辆上。连接器装置包括两个环形铁芯。环形铁芯由磁性材料制成并且设置为环形形状。从连接器装置的管部延伸的电力供给用AC线缠绕在各个环形铁芯上，并且连接至电动车辆上安装的充电器(未示出)。从管部延伸的接地用线穿过两个环形铁芯延伸。
发明内容
然而，现有技术具有由于电力供给用AC线缠绕在环状的环形铁芯上的构造而导致产品尺寸增大的问题。
已经鉴于以上情况做出本发明的一个以上实施例，并且本发明的目的是提供一种具有紧凑尺寸的浪涌电压降低部件。
在本发明的方面中，提供一种浪涌电压降低部件，包括：磁体，该磁体包括长边部和在所述长边部的长度方向上的两端连续地形成的短边部；以及多个导电路径，该多个导电路径缠绕在所述长边部上，其中，各所述导电路径沿着所述长边部的长度方向平行缠绕。
利用该配置，由于多个导电路径缠绕在磁体的长边部上从而在磁体的长度方向上并排布置，所以与多个导电路径缠绕在具有环形形状的磁体上的现有技术相比，能够减小磁体的高度和宽度。
在浪涌电压降低部件中，所述磁体可以被定位为使得所述长边部的所述长度方向沿着所述导电路径的布置方向。
利用该配置，由于磁体布置为使得其长边部的长度方向是各个导电路径的布置方向，所以与导电部件缠绕在环形磁体上的现有技术的构造相比，能够减小磁体的高度和宽度。
在浪涌电压降低部件中，所述短边部被配置为限制缠绕在所述长边部上的各个所述导电路径在所述长边部的所述长度方向上移动。
利用该配置，当缠绕在长边部上的导电路径被强迫在长边部的长度方向上移位时，由于短边部，限制了导电路径在磁体的长度方向上的移动。因此，能够维持各个导电路径被缠绕为在磁体的长边部的长度方向上并排布置的状态。
根据本发明的一个以上的实施例，与多个导电路径缠绕在环形磁体上的现有技术的结构相比，能够减小磁体的高度和宽度。因此本发明的一个以上的实施例具有减小产品本体的尺寸的效果。
附图说明
图1(A)和1(B)分别是图示出根据本发明的第一实施例的浪涌电压降低部件的立体图和俯视图；
图2(A)至2(B)是图示出浪涌电压降低部件之间的比较的视图，其中，图2(A)图示出在布置导电路径的方向(下文称为导电路径的布置方向)上观看的根据第一实施例的浪涌电压降低部件，并且图2(B)图示出在导电路径的布置方向上观看的根据比较例的浪涌电压降低部件；
图3是图示出设置了浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的上升沿以及未设置浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的上升沿的波形图；
图4是由图3中的点划线围绕的部分的放大波形图；
图5是图示出设置了浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的下降沿以及未设置浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的下降沿的波形图；
图6是由图5中的点划线围绕的部分的放大波形图；
图7是图示出根据第一实施例的变型例的浪涌电压降低部件的俯视图；
图8(A)和8(B)分别是图示出根据本发明的第二实施例的浪涌电压降低部件的立体图和俯视图；
图9(A)和9(B)分别是图示出根据第二实施例的变型例的浪涌电压降低部件的立体图和俯视图；以及
图10(A)和10(B)分别是图示出根据本发明的第三实施例的浪涌电压降低部件的立体图和俯视图。
具体实施方式
下文将参考图1(A)至7描述根据本发明的第一实施例的浪涌电压降低部件，参考图8(A)至9(B)描述根据本发明的第二实施例的浪涌电压降低部件，并且参考图10(A)和10(B)描述根据本发明的第三实施例的浪涌电压降低部件。
第一实施例
图1(A)和1(B)分别是图示出根据本发明的第一实施例的浪涌电压降低部件的立体图和俯视图；图2(A)和2(B)是图示出浪涌电压降低部件之间的比较的图，其中图2(A)图示出在布置导电路径的方向(下文称为导电路径的布置方向)上观看的根据第一实施例的浪涌电压降低部件，并且图2(B)图示出在导电路径的布置方向上观看的根据比较例的浪涌电压降低部件；图3是图示出设置了浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的上升沿以及未设置浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的上升沿的波形图；图4是由图3中的点划线A围绕的部分的放大波形图；图5是图示出设置了浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的下降沿以及未设置浪涌电压降低部件的情况下的浪涌电压波形的下降沿的波形图；图6是由图5中的点划线B围绕的部分的放大波形图；并且图7是图示出根据第一实施例的变型例的浪涌电压降低部件的俯视图。此处，图中的箭头表示的方向包括上下方向、左右方向和前后方向，并且由箭头表示的方向仅用于说明性目的。
参考图1(A)和1(B)，附图标记1代表根据本发明的第一实施例的浪涌电压降低部件。浪涌电压降低部件1被配置为通过消除叠加在流经如下导电路径的电流上的噪声而降低浪涌电压：所述导电路径连接至电动车辆或混合动力车辆上安装的逆变器单元与电机单元，以从逆变器单元向电机单元输送电力。然而，本发明不特别限制于此。
另外，本发明还可以被配置为通过消除叠加在流经如下导电路径的电流上的噪声而降低浪涌电压：该导电路径连接电池(电池组)与逆变器单元，以从电池向逆变器单元输送电力。
图1(A)和1(B)图示的浪涌电压降低部件1包括磁体2和电线3(导电路径)。后文将描述浪涌电压降低部件1的各个构件。
首先将描述磁体2。图1(A)和1(B)图示的磁体2由磁性材料制成并且形成为筒状。如图1(B)所示，磁体2形成为当从其轴向(图1(B)中的从纸面的表面向背面的方向)观看时具有矩形框架形状。磁体2包括长边部4、短边部5和通孔6。
图1(A)和1(B)所示的长边部4包括：第一长边部4a，如下文所述，该第一长边部4a可以被电线3缠绕；以及第二长边部4b，其可以不被电线3缠绕。在实施例中，将磁体2布置为使得长边部4的长度方向为布置电线3的线匝的方向(后文中，称为电线3的线匝的布置方向)。在图1(A)和1(B)中，电线3的线匝的布置方向对应于前后方向。
图1(A)和1(B)图示的短边部5形成为从长边部4的在长度方向(图1(A)和1(B)的前后方向)上的两端延伸。短边部5形成为限制缠绕长边部4a的电线3在长边部4a的长度方向上产生移动。
图1(A)和1(B)图示的通孔6形成为在磁体2的轴向上穿过磁体2，并且由磁体2的内周表面7界定。通孔6形成为当从磁体2的轴向观看时具有矩形形状。通孔6形成为使得多条电线3在穿过通孔6的同时缠绕在长边部4上，从而电线的线匝并排布置在长边部4的长度方向上。
虽然在图中未具体示出，但是通孔6可以形成为使得其在短边方向(图1(A)和1(B)中的左右方向)上的宽度基本等于电线3的直径。通过以该方式形成通孔6，能够提高电线3相对于磁体2的内周表面7的占空系数，能够减小产品的尺寸，并且能够有效降低浪涌电压。
接着，将描述电线3。图1(A)和1(B)图示的电线3充当权利要求中所述的“导电路径”的实例。电线3是公知的高压电线，并且包括导体和用于覆盖导体的绝缘被覆，虽然在图中未示出。在实施例中，使用了三条电线3，但是本发明不限于此。
在该实施例中，采用电线作为导电路径，但是本发明不限于此。例如，可以使用线圈线作为导电路径。线圈线可以是当垂直于线圈的轴向切割线圈线时具有圆形截面形状的圆电线。或者，线圈线可以是当垂直于线圈线的轴向切割线圈线时具有矩形截面形状的扁平电线。当使用扁平线圈线时，能够进一步减小通孔6在短边方向上的宽度。在该情况下，能够进一步提高电线3相对于磁体2的内周表面7的占空系数，因此进一步减小产品的实体尺寸。因此，能够更有效地降低浪涌电压。
电线3插通磁体2的通孔6并且缠绕磁体2的一个长边部4a。在本实施例中，电线3穿过通孔6而插入的次数为一次，然而可以是两次以上。
在实施例中，将电线3的缠绕在长边部4a上的部分称为缠绕部8。在实施例中，通过相对于长边部4a的长度方向倾斜地缠绕电线而形成缠绕部8。
电线3并排缠绕在一个长边部4a的长度方向上。即，各个缠绕部8沿着一个长边部4a的长度方向并排布置。
接着，将基于上述配置和构造描述浪涌电压降低部件1的制造(制备)方法。
第一步，准备磁体2和三条电线3。接着，将磁体2设置为使得磁体2的长边部4的长度方向与电线3的布置方向平行。
在第二步中，使各条电线3通过磁体2的通孔6插入并且缠绕在一个长边部4a上。此处，将各条电线3缠绕为使得其线匝在一个长边部4a的长度方向上并排布置。各条电线3相对于长边部4a的长度方向倾斜地缠绕。以该方式形成缠绕部8。
因此，完成了浪涌电压降低部件1的制造，从而制成了浪涌电压降低部件1。
接着，将描述根据一个实施例的浪涌电压降低部件与根据比较例的浪涌电压降低部件之间的比较。
图2(A)所示的浪涌电压降低部件1安装在安装表面(未示出)上，以使得磁体2的轴向(图2(A)中的上下方向)垂直于安装表面。在浪涌电压降低部件1中，各条电线3缠绕在磁体2的一个长边部4a上，使得电线3的线匝在长边部4a的长度方向上并排布置，并且磁体2定位为使得长边部4的长度方向成为电线3的布置方向(在图2(A)中，穿过纸面从正面向背面延伸的方向)。因此，与后文描述的根据比较例的浪涌电压降低部件100(见图2(B))相比，能够降低高度H1和宽度W1。
另一方面，图2(B)所示的根据比较例的浪涌电压降低部件100包括：磁体101，其形成为环形；以及三条电线102，其穿过磁体101的通孔103而插入并且缠绕在磁体101的本体部上。在浪涌电压降低部件100的情况下，关于被三条电线102缠绕的磁体101，当磁体101的轴向为电线102的布置方向时(见图2(B))，电线的线匝布置在从图2(B)的纸面的正面向背面穿过纸面的方向上。因此，浪涌电压降低部件100的高度H2和宽度W2比浪涌电压降低部件1的高度H1和宽度W1(见图2(A))更大。
接着，将描述在用于从逆变器单元向电机单元供电的导电路径上设置浪涌电压降低部件1的情况与不设置浪涌电压降低部件的情况之间的比较。
此处，在从逆变器单元向电机单元供电时，分别比较在设置浪涌电压降低部件1的情况下的上升沿浪涌电压和下降沿浪涌电压与不设置浪涌电压降低部件1的情况下的上升沿浪涌电压和下降沿浪涌电压。为测量上升沿浪涌电压和下降沿浪涌电压，电机以135Nm的扭矩和300rpm的转速运行。
如图3和4所示，当设置浪涌电压降低部件1时，图4中的上升沿浪涌电压X1为535V。另一方面，当不设置浪涌电压降低部件1时，图4中的上升沿浪涌电压X2为600V。如图3和4所示，与不设置浪涌电压降低部件1的情况相比，当设置浪涌电压降低部件1时，能够将上升沿浪涌电压降低65V。
如图5和6所示，当设置浪涌电压降低部件1时，图6中的下降沿浪涌电压Y1为-30V。另一方面，当不设置浪涌电压降低部件1时，图6中的下降沿浪涌电压Y2为-105V。即，与不设置浪涌电压降低部件1的情况相比，通过设置浪涌电压降低部件1，能够将下降沿浪涌电压降低75V。
以该方式，通过在用于从逆变器单元向电机单元供电的导电路径上设置浪涌电压降低部件1，能够适当地降低浪涌电压。
假设上述浪涌电压降低部件1可以由图7所示的根据变型例的浪涌电压降低部件代替。后文将参考图7描述第一实施例的变型例。
图7是图示出根据第一实施例的一个变型例的浪涌电压降低部件的俯视图。
图7所示的浪涌电压降低部件11与第一实施例的浪涌电压降低部件的不同之处在于浪涌电压降低部件11包括磁体12。磁体12形成为当从其轴向(在图7中，从纸面的正面向背面延伸的方向)观看时具有椭圆形状，并且磁体12具有长边部14(14a、14b)、短边部15和通孔16。
接着，将描述浪涌电压降低部件1和11的效果。如以上参考图1(A)至7所述，浪涌电压降低部件1和11具有如下效果：与多个导电路径缠绕在环形磁体上的现有技术的结构相比，减小了高度和宽度，从而具有产品本体的尺寸减小的效果。
第二实施例
除了第一实施例之外，浪涌电压降低部件可以使用以下第二实施例。下文将参考图8(A)和8(B)描述第二实施例。
图8(A)和8(B)是图示出根据本发明的第二实施例的浪涌电压降低部件的视图。图8(A)是浪涌电压降低部件的立体图，并且图8(B)是浪涌电压降低部件的俯视图。注意，利用相同的附图标记表示与第一实施例中的相同的构成元件，并且将省略其详细说明。
图8(A)和8(B)所示的浪涌电压降低部件21与第一实施例的浪涌电压降低部件的不同之处在于缠绕部28形成为与磁体的长边部4的长度方向垂直。各个缠绕部28沿着长边部4的第二长边部4b的长度方向布置。
上述浪涌电压降低部件21可以由图9(A)和9(B)所示的变型例替代。下文将参考图9(A)和9(B)描述第二实施例的变型例。
图9(A)和9(B)是图示出根据实施例的一个变型例的浪涌电压降低部件的立体图和俯视图。
图9(A)和9(B)所示的浪涌电压降低部件31与第二实施例的浪涌电压降低部件的不同之处在于浪涌电压降低部件31包括磁体32。在图9(B)中，磁体32形成为当从纸面的正面的方向观看时具有椭圆形状，并且磁体包括长边部34(34a、34b)、短边部35和通孔36。
如图9(A)和9(B)所示，电线3通过磁体32的通孔36插入两次并且缠绕在磁体32的另一长边部(后文称为第二长边部)34b上。
接着，将描述浪涌电压降低部件21和31的效果。如以上参考图8(A)至9(B)所述，浪涌电压降低部件21和31具有与第一实施例相同的效果。
第三实施例
代替第一和第二实施例，使用根据本发明的第三实施例的浪涌电压降低部件。下文参考图10(A)和10(B)描述第三实施例。
图10(A)和10(B)是图示出根据本发明的第三实施例的浪涌电压降低部件的视图。图10(A)是浪涌电压降低部件的立体图，并且图10(B)是浪涌电压降低部件的俯视图。注意，图中的箭头表示上下方向、前后方向(箭头的各个方向仅是实例)。另外，对与第一实施例中相同的组成元件赋予相同的附图标记，并且将省略其详细描述。
图10(A)和10(B)所示的浪涌电压降低部件41与第一实施例和第二实施例的浪涌电压降低部件的不同之处在于浪涌电压降低部件41包括磁体42。磁体42形成为在当从上方观看时的俯视图中具有基本I形形状，并且包括长边部44和从长边部44的长度方向两端连续延伸的短边部45。
磁体42布置为使得长边部44的长度方向为电线3的布置方向(图10(A)和10(B)的前后方向)。
在实施例中，通过将电线3相对于长边部44的长度方向倾斜缠绕而形成缠绕部8。然而，电线3可以在与长边部44的长度方向垂直的方向上缠绕。
每条电线3都缠绕为使得电线3的线匝在长边部44的长度方向上并排布置。即，每个缠绕部8均沿着长边部44的长度方向布置。
接着，将描述浪涌电压降低部件41的效果。如以上参考图10(A)和10(B)所述，浪涌电压降低部件41具有与第一实施例和第二实施例的浪涌电压降低部件相同的效果。
另外，应理解在不脱离本发明的范围的情况下能够做出各种变型。

Claims (8)

1.一种浪涌电压降低部件，包括：
磁体，该磁体包括长边部和短边部，该短边部在所述长边部的长度方向上的两端连续地形成；以及
多个导电路径，该多个导电路径缠绕在所述长边部上，
其中，各所述导电路径沿着所述长边部的长度方向平行地缠绕。
2.根据权利要求1所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述磁体被设置为，使得所述长边部的长度方向沿着所述导电路径的布置方向。
3.根据权利要求1或2所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述短边部被配置为，限制缠绕在所述长边部上的各所述导电路径在所述长边部的长度方向上移动。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述磁体具有带有通孔的矩形形状。
5.根据权利要求1至3的任意一项所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述磁体具有带有通孔的椭圆形状。
6.根据权利要求1至3的任意一项所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述磁体在俯视图中具有I形形状。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述多个导电路径相对于所述长边部的长度方向倾斜地缠绕。
8.根据权利要求1至6的任意一项所述的浪涌电压降低部件，
其中，所述多个导电路径在与所述长边部的长度方向垂直的方向上缠绕。
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