DE102016224798A1

DE102016224798A1 - Kerneinheit und Kabelbaum

Info

Publication number: DE102016224798A1
Application number: DE102016224798.0A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Yamaguchi; Hayato IIZUKA; Takeshi INNAN; Hiroshi Aihara
Original assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-06-22
Also published as: JP6357142B2; US20170174152A1; US9815421B2; JP2017112064A

Abstract

Eine Kerneinheit weist einen Kern aus magnetischem Material, der in Ringform ausgebildet ist, Elektrokabel mehrerer Phasen, die um den Kern aus magnetischem Material an jeweiligen Positionen gewickelt sind, die sich voneinander unterscheiden, und ein Begrenzungselement auf, das die Verschiebung der Elektrokabel um die Achse des Kerns aus magnetischem Material begrenzt, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind. Das Begrenzungselement hat einen Körper, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material in der axialen Richtung befestigt ist, und hat mehrere ausgeschnittene Bereiche, die an Randbereichen des Körpers ausgebildet sind, wobei die ausgeschnittenen Bereiche separat die jeweiligen Elektrokabel, die um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind, ausgehend von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material in der radialen Richtung umschließen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2015-247975 , die am 18. Dezember 2015 in Japan eingereicht wurde deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kerneinheit und einen Kabelbaum.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Konventionell werden in einem Fahrzeug, etwa einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, ein Umrichter und ein Motor über Elektrokabel für drei Phasen miteinander verbunden, um Leistung bzw. Energie von dem Umrichter zu dem Motor zu führen. In einer derartigen Leistungszuführung von dem Umrichter zu dem Motor tritt der Fall auf, dass eine schnell ansteigende Spannung, die in einer Ausgangsleistung des Umrichters vorhanden ist, eine übermäßige Spannungsspitze in einem Kabelbaum hervorruft, der den Umrichter und den Motor verbindet, und die Spannungsspitze wird dem Motor zugeführt.
Als ein Verfahren zur Unterdrückung bzw. Dämpfung einer derartigen Spannungsspitze ist es effektiv, ein Elektrokabel um einen Kern mit magnetischem Material zu wickeln. Wenn daher mehrere Elektrokabel verwendet werden, ist es im Hinblick auf die Unterdrückung der Zunahme der Anzahl von Teilen bevorzugt, die mehreren Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material herumzuwickeln. Die offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Nr. 2012-230851 offenbart eine Technik eines Kabelbaums mit einer Primärspule bzw. Primärwicklung, die durch Umwickeln mehrerer AC-Leitungen um einen Ferritkern, der in Ringform ausgebildet ist, aufgebaut ist.
Wenn die Elektrokabel, die sich in der Phase voneinander unterscheiden und um den Kern aus magnetischem Material herumgewickelt sind, näher aneinander angeordnet werden, wird eine elektrostatische Kapazität zwischen den Elektrokabeln groß, sodass die Kabelimpedanz verringert wird. Es kann der Fall auftreten, dass die Abnahme der Kabelimpedanz den Anstieg der Spannungsspitze auf Grund der nicht Angepasstheit der Impedanz in einem Gesamtstromkreis bewirkt.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorlegenden Erfindung, eine Kerneinheit und einen Kabelbaum bereitzustellen, die in der Lage sind, die Abnahme der Kabelimpedanz zu unterdrücken.
Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, weist eine Kerneinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Kern aus magnetischem Material, der in Ringform ausgebildet ist, Elektrokabel für mehrere Phasen, die um den Kern aus magnetischem Material an entsprechenden Postion, die sich voneinander unterscheiden, um die Achse des Kern aus magnetischem Material herumgeführt sind; und ein Begrenzungselement auf, das ausgebildet ist, die Verschiebung der Elektrokabel um die Achse des Kerns aus magnetischem Material zu begrenzen, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material herumgewickelt bzw. herumgeführt sind, wobei das Begrenzungselement einen Körper aufweist, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material in der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material befestigt ist, und wobei mehrere ausgeschnittene Bereich an Randbereichen des Körpers ausgebildet sind, wobei die ausgeschnittenen Bereich ausgebildet sind, die jeweiligen Elektrokabel jeder Phase, die um den Kern aus magnetischem Material herumgeführt sind, separat vom Inneren des Kerns aus magnetischem Material in einer radialen Richtung zu umschließen, wobei die Achse des Kerns aus magnetischem Material in der Mitte liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Kerneinheit bevorzugt, dass die Formen der ausgeschnittenen Bereiche entsprechenden Wicklungsformen der Elektrokabel in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material bei Betrachtung aus der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material entsprechen.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorlegenden Erfindung ist es in der Kerneinheit bevorzugt, dass jeder der ausgeschnittenen Bereiche das entsprechende Elektrokabel, das um den Kern aus magnetischem Material herumgeführt ist, von beiden Seiten um die Achse des Kerns aus magnetischem Material herum hält.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Kerneinheit bevorzugt, dass das Begrenzungselement ferner mehrere Stege enthält, die nach oben hervorstehen.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kabelbaum einen Kern aus magnetischem Material, der in Ringform ausgebildet ist; Elektrokabel für mehrere Phasen, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material an jeweiligen Positionen, die sich um die Achse des Kerns aus magnetischem Material voneinander unterscheiden, herumgeführt sind; und ein Begrenzungselement, das ausgebildet ist, eine Verschiebung der Elektrokabel um die Achse des Kerns aus magnetischem Material zu begrenzen, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material herumgeführt sind, wobei das Begrenzungselement einen Körper aufweist, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material in der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material befestigt ist, wobei der Körper mehrere ausgeschnittene Bereiche aufweist, die an Randbereichen des Körpers ausgebildet sind, und wobei die ausgeschnittenen Bereiche getrennt die jeweiligen Elektrokabel jeder Phase, die um den Kern aus magnetischem Material herumgeführt sind, von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material in einer radialen Richtung umschließen, wobei die Achse des Kerns aus magnetischem Material als ein Mittelpunkt dient.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Kabelbaum ferner eine Halteeinheit aufweist, die an einem Fahrzeugkörper bzw. einer Fahrzeugkarosserie befestigt und ausgebildet ist, den Kern aus magnetischem Material und das Begrenzungselement zu halten, wobei der Körper des Begrenzungselements ein leitfähiges Element mit einem Verbindungsbereich ist, der elektrisch mit der Halteinheit verbunden ist, und die Halteeinheit elektrisch den Verbindungsbereich und die Fahrzeugkarosserie verbindet.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Anwendungen dieser Erfindung können besser verstanden werden durch Studium der folgenden detaillierten Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau der Verbindung eines Motors und eines Umrichters mittels eines Kabelbaums gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Kabelbaums gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Elektrokabels in dem Kabelbaum gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine Draufsicht eines Kerns aus magnetischem Material gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist eine Draufsicht eines Begrenzungselements gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ist eine Draufsicht einer Kerneinheit gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ist eine Draufsicht, die einen Zustand darstellt, in welchem Elektrokabel um die Kerneinheit gemäß der ersten Ausführungsform herumgeführt sind;
8 ist eine Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Elektrokabel um die Kerneinheit gemäß der ersten Ausführungsform herumgeführt bzw. gewickelt sind;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Elektrokabel um die Kerneinheit gemäß der ersten Ausführungsform herumgeführt sind;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Kabelbaums gemäß einer zweiten Ausführungsform;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem Elektrokabel um eine Kerneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform herumgeführt sind;
12 ist eine perspektivische Ansicht der Kerneinheit, die in einer Halteeinheit untergebracht ist;
13 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Kerneinheit an eifern Fahrzeugkörper bzw. einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist; und
14 ist eine Ansicht von vorne, die eine Kerneinheit gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren werden eine Kerneinheit und ein Kabelbaum gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere mit Bezug zu Zeichnungen erläutert. Dabei ist die vorlegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Ferner schließen zum Aufbau gehörende Merkmale in den folgenden Ausführungsformen auch Teile mit ein, die sich für den Fachmann in einfacher Weise ergeben, oder auch Teile, die im Wesentlichen gleich zueinander sind.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform wird mit Bezug zu 1 bis 9 erläutert. Die vorliegende Ausführungsform betrifft eine Kerneinheit und einen Kabelbaum. 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau der Verbindung eines Motors und eines Umrichters mittels des Kabelbaums gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Kabelbaums gemäß der ersten Ausführungsform.
Ein Umrichter 50 und ein Motor 60, die in 1 dargestellt sind, sind in einem Fahrzeug, etwa einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, montiert. Der Umrichter 50 ist eine Wandlereinrichtung, die eine DC-Ausgangsleistung aus einer Leistungsquelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt), die in dem Fahrzeug montiert ist, in eine Dreiphasen-AC-Ausgangsleistung umwandelt. Der Umrichter 50 kann ein PWM-Signal ausgeben, und kann auch ein sinusförmiges Signal ausgeben. Der Motor 60 ist eine Einrichtung, die von einer Dreiphasen-AC-Ausgangsleistung aus dem Umrichter 50 angetrieben wird; beispielsweise ist der Motor 60 ein Dreiphasenmotor in Y-Schaltung.
Ein Kabelbaum 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird als eine Leistungsversorgungsleitung verwendet, die den zuvor beschriebenen Umrichter 50 des Typs mit drei AC-Phasen und den Motor 60 verbindet. Der Kabelbaum 1 ist so verlegt, dass er sich beispielsweise in der Längsrichtung des Fahrzeugs auf der unteren Seite einer Bodenplatte erstreckt, die Teil eines Fahrzeugkörpers bzw. einer Fahrzeugkarosserie ist. Der Kabelbaum 1 ist, wie in 2 dargestellt ist, ein Dreiphasen-Elektrokabel, das aus einer Elektrokabelgruppe des Typs mit drei Phasen und drei Kabeln aufgebaut ist, die eine Dreiphasen-AC-Leistung zuführen, indem drei Elektrokabel 21, 22 und 23 verwendet werden.
Wie in 2 dargestellt ist, hat der Kabelbaum 1 in der ersten Ausführungsform einen Elektrokabelteil 2, einen Außenmantelteil (Gehäuse) 3, ein umrichterseitiges Verbindungsstück 8, ein motorseitiges Verbindungsstück 9 und eine Kerneinheit 10. Der Elektrokabelteil 2 beinhaltet die Elektrokabel 21, 22 und 23 der drei Phasen, die in der gleichen Richtung geführt sind. Das umrichterseitige Verbindungsstück 8 ist mit einem Ende des Elektrokabelteils 2 verbunden und verbindet den Elektrokabelteil 2 und den Umrichter 50. Das motorseitige Verbindungsstück 9 ist mit dem anderen Ende des Elektrokabelteils 2 verbunden und verbindet den Elektrokabelteil 2 und den Motor 60. Wie in 3 dargestellt ist, ist die Außenumfangsseite des Elektrokabelteils 2 mit einer zylinderförmigen geflochtenen Leitung 6 (Abschirmelement) und einem Wellrohr 7 (Schutzelement) abgedeckt.
Wie in 3 dargestellt ist, erstrecken sich die Elektrokabel 21, 22 und 23 der drei Phasen in dem Elektrokabelteil 2 entlang einer vorbestimmten Achsenlinie X1 und sind mit gleichem Abstand entlang der Umfangsrichtung um die Achsenlinie X1 herum angeordnet. Jedes der Elektrokabel 21, 22 und 23 der drei Phasen ist ein Elektrokabel des Typs ohne Abschirmung und hat einen Leiterteil 4, der in runder Form bei Betrachtung in Querschnitt ausgebildet ist, und einen Isolationsteil 5, der den Außenumfang des Leiterteils 4 abdeckt. Wie in 3 dargestellt ist, ist die Querschnittsform jedes Elektrokabels 21, 22 und 23 im Querschnitt senkrecht zu der Achsenlinie X1 im Wesentlichen eine runde Form bzw. eine Kreisform. Der Leiterteil 4 aller Elektrokabel 21, 22 und 23 ist beispielsweise aus einer Litzenleitung aufgebaut, in der mehrere Litzen aus Metall (Aluminiumlegierung, Kupferlegierung oder dergleichen) spiralförmig verdrillt sind, oder er ist aus einem stabförmigen einzigen Kernleiter aufgebaut. Der Isolationsteil 5 aller Elektrokabel 21, 22 und 23 ist beispielsweise aus Kunstharz hergestellt.
Die Elektrokabel 21, 22 und 23 des Elektrokabelteils 2 sind in der Querschnittsanschicht, die in 3 dargestellt ist, so angeordnet, dass die jeweiligen Mittelachsen (Schwerpunkte) davon so angeordnet sind, dass sie ein im Wesentlichen gleichseitiges Dreieck bilden; d. h., die Elektrokabel 21, 22 und 23 sind in einer Anordnung vorgesehen, die als Art eines gestapelten Ballens bezeichnet wird. Ferner sind die Elektrokabel 21, 22 und 23 der drei Phasen so angeordnet, dass zwei Elektrokabel, die in der Umfangsrichtung um die Achsenlinie X1 herum zueinander benachbart sind, miteinander in Kontakt treten können. Da sowohl der Leiterteil 4 als auch der Isolationsteil 5 jedes Elektrokabels 21, 22 und 23 eine gewisse Verformbarkeit besitzen, kann der Elektrokabelteil 2 verbogen werden.
Die geflochtene Leitung 6 ist in Maschenform ausgebildet, indem Litzen (dünne Metalldrähte) aus Metall (beispielsweise aus Kupferlegierung) miteinander verflochten sind, und sie liegt als Ganzes in einer Zylinderform vor. Die geflochtene Leitung 6 umgibt die Außenumfangsseite des Elektrokabelteils 2 als Ganzes und somit dient die geflochtene Leitung 6 als ein Abschirmelement, das ein Rauschen unterdrückt bzw. dämpft. Die geflochtene Leitung 6 ist auf Grund der Verformbarkeit oder dergleichen der Litzen in der Lage, in freier Weise gedehnt und verformt zu werden, wobei sie der Biegeform des Elektrokabelteils 2 folgt.
Das Wellrohr 7 ist ein Rohr, das aus Kunstharz hergestellt und in einer balgförmigen Art oder dergleichen ausgebildet ist. Das Wellrohr 7 kann in freier Weise elastisch verformt werden und kann in ausgezeichneter Weise die Zylinderform durch seine elastische Rückstellkraft halten. Das Wellrohr 7 beherbergt den Elektrokabelteil 2 und die geflochtene Leitung 6 im Inneren seiner Zylinderform und deckt die Außenumfangsseite des Elektrokabelteils 2 ab und schützt diese.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die Kerneinheit 10 in der vorliegenden Ausführungsform an der Zwischenposition in der Erstreckungsrichtung des Elektrokabelteils 2 angeordnet. Die Kerneinheit 10 hat die Funktion, eine Spannungsspitze in dem Elektrokabelteil 2 zu verringern. Die Kerneinheit 10 in der vorliegenden Ausführungsform hat einen Kern aus magnetischem Material 11 und ein Begrenzungselement 12.
Der Kern aus magnetischem Material 11 ist ein ringförmiges Element, das aus magnetischem Material (ferromagnetischem Material, etwa Ferrit) hergestellt ist. Der Kern aus magnetischem Material 11 ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 dargestellt ist, in einer ringförmigen Gestalt bei Betrachtung in einer Querschnittsansicht senkrecht zu einer Achsenlinie X2 ausgebildet. Der Kern aus magnetischem Material 11 ist ein hohles säulenartiges Element, in welchem eine Durchgangsbohrung 11a, die es in der axialen Richtung durchdringt, ausgebildet ist. Dabei bezeichnet in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material 11 eine „axiale Richtung” die Richtung der Achsenlinie X2, eine „radiale Richtung” bezeichnet die radiale Richtung senkrecht zu der Achsenlinie X2 und eine „Umfangsrichtung” bezeichnet die Drehrichtung um die Achsenlinie X2 herum.
Der Kern aus magnetischem Material 11 hat ein Paar aus plattenartigen Bereichen 11b und 11c und ein Paar aus Verbindungsbereichen 11d und 11e. Die plattenartigen Bereiche 11b und 11c sind jeweils ein flacher plattenartiger zum Aufbau beitragender Bereich. Die Verbindungsbereiche 11d und 11e sind jeweils ein plattenartiger zum Aufbau beitragender Bereich, der in Bogenform bei Betrachtung in der axialen Richtung ausgebildet ist. Der Verbindungsbereich 11d verbindet die einen Enden den plattenartigen Bereiche 11b und 11c miteinander, und der Verbindungsbereich 11e verbindet die anderen Enden der plattenartigen Bereiche 11b und 11c miteinander. Die plattenartigen Bereiche 11b und 11c und die Verbindungsbereiche 11d und 11e sind miteinander als Einheit ausgebildet.
Das Begrenzungselement 12 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Element, das aus einem Rohmaterial, etwa Metall, hergestellt ist, das Leitfähigkeit besitzt. Wie in 5 dargestellt ist, hat das Begrenzungselement 12 einen Körper 12a, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material 11 in der axialen Richtung zu befestigen ist. Der Körper 12a wird mit einer Stirnfläche 11f des Kerns aus magnetischem Material 11 in Kontakt gebracht, wie in 4 dargestellt ist. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Form des Körpers 12a bei Betrachtung in der Draufsicht eine Form, in der jeweils beide Enden einer rechteckigen Form in eine Halbkreisform gebracht sind, und ausgeschnittene Bereiche 12b, 12c und 12d sind in verbleibenden geradlinigen Randbereichen ausgebildet. Der Körper 12a hat ein Paar aus geraden Seiten 12e und 12f, die parallel zueinander ausgebildet sind, und ein Paar aus kreisförmigen bzw. runden Selten 12g und 12h, die sich durchgehend zwischen den Seiten 12e und 12f erstrecken. In der folgenden Erläuterung in Bezug zu dem Körper 12a wird jede der jeweiligen Richtungen der geraden Seiten 12e und 12f als eine „Längsrichtung” bezeichnet, und die Richtung senkrecht zu der Längsrichtung bei Betrachtung in der Draufsicht wird als „Breitenrichtung” bezeichnet.
Die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d sind an Randbereichen des Körpers 12a ausgebildet. Genauer gesagt, der zweite ausgeschnittene Bereich 12c ist in dem mittleren Bereich einer Seite 12e von den zwei geraden Seiten 12e und 12f ausgebildet. Der erste ausgeschnittene Bereich 12b und der dritte ausgeschnittene Bereich 12d sind an entsprechenden beiden Endbereichen der anderen Seite 12f ausgebildet. Der erste ausgeschnittene Bereich 12b und der dritte ausgeschnittene Bereich 12d sind so gebildet, dass der erste ausgeschnittene Bereich 12b und der dritte ausgeschnittene Bereich 12d dem zweiten ausgeschnittenen Bereich 12c in der Längsrichtung dazwischen einschließen.
6 ist eine Ansicht von vorne, die die Kerneinheit 10 in einem Zustand zeigt, in welchem das Begrenzungselement 12 an dem Kern aus magnetischem Material 11 befestigt ist, wenn die Betrachtung in der axialen Richtung erfolgt. Das Begrenzungselement 12 in der vorliegenden Ausführungsform hat einen vorstehenden Bereich, der auf Seite des Innendurchmessers des Kerns aus magnetischem Material 11 einzupassen ist. Der vorstehende Bereich ist in der Rückseitenfläche des Körpers 12a ausgebildet. Das Begrenzungselement 12 wird an dem Kern aus magnetischem Material 11 befestigt, indem der vorstehende Bereich in dem Kern aus magnetischem Material 11 eingepasst wird. Wie in 6 dargestellt ist, ist das Begrenzungselement 12 an dem Kern aus magnetischem Material 11 derart befestigt, dass der Körper 12a die Stirnfläche 12f des Kerns aus magnetischem Material 11 abdeckt. Genauer gesagt, das Begrenzungselement 12 ist an dem Kern aus magnetischen Material 11 derart befestigt, dass jede der Seiten 12e, 12f, 12g und 12h des Körpers 12a auf der Außenseite auf einer Außenumfangsfläche 11g des Kerns aus magnetischem Material 11 in der radialen Richtung angeordnet ist. In einem Zustand, in welchem das Begrenzungselement 12 an dem Kern aus magnetischem Material 11 befestigt ist, ist ferner jede von unteren Seiten bzw. Bodenseiten 12j, 12k und 12m der jeweiligen ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d auf der Innenseite einer Innenumfangsfläche 11h des Kerns aus magnetischem Material 11 in der radialen Richtung angeordnet. Dabei sind die Bodenseiten 12j, 12k und 12m Seiten, die in den jeweiligen tiefsten Bereichen der ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d angeordnet sind. Beispielsweise ist die Bodenseite 12j des ersten ausgeschnittenen Bereichs 12b eine Seite, die an der tiefsten Stelle der Seite 12f angeordnet ist. Die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d bilden in Verbindung mit der Innenumfangsfläche 11h entsprechende Öffnungen, durch die Elektrokabel 21, 22 und 23 geführt werden können, wenn die Elektrokabel 21, 22 und 23 um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt werden.
Die Elektrokabel 21, 22 und 23 werden jeweils um den Kern aus magnetischem Material 11 in einem Zustand herumgeführt, in welchem das Begrenzungselement 12 an dem Kern aus magnetischem Material 11 befestigt ist. Wie in 7 und 8 gezeigt ist, sind die Elektrokabel 21, 22 und 23 der mehreren Phasen um den Kern aus magnetischem Material 11 an jeweiligen Positionen herumgeführt, die sich um die Achse des Kerns aus magnetischem Material 11 herum unterscheiden. Das Begrenzungselement 12 begrenzt, wie nachfolgend erläutert ist, die Verschiebung bzw. die Versetzung jedes Elektrokabels 21, 22 und 23, die um den Kern aus magnetischem Material 11 herumgeführt sind, um die Achse des Kerns aus magnetischem Material 11. In dem Kabelbaum 1 in der vorliegenden Ausführungsform ist das Elektrokabel 22 einer zweiten Phase um den zentralen Bereich des plattenartigen Bereichs 11b in der Längsrichtung herumgewickelt bzw. geführt, wobei der zweite ausgeschnittene Bereich 12c als Führung dient. Das Elektrokabel 22 der zweiten Phase ist um den plattenartigen Bereich 11b mehrere Male herumgewickelt, wobei es durch eine Öffnung verläuft, die zwischen dem zweiten ausgeschnittenen Bereich 12c und dem plattenartigen Bereich 11b ausgebildet ist.
Das Elektrokabel 21 einer ersten Phase ist um ein Ende des plattenartigen Bereichs 11c in der Längsrichtung herumgewickelt, wobei der erste ausgeschnittene Bereich 12b als eine Führung dient. Das Elektrokabel 21 der ersten Phase ist um den plattenartigen Bereich 11c mehrere Male herumgewickelt, wobei es durch eine Öffnung verläuft, die zwischen dem ersten ausgeschnittenen Bereich 12b und dem plattenartigen Bereich 11c ausgebildet ist. Das Elektrokabel 23 einer dritten Phase ist um das andere Ende des plattenartigen Bereichs 11c in der Längsrichtung gewickelt, wobei der dritte ausgeschnittene Bereich 12d als eine Führung dient. Das Elektrokabel 23 der dritten Phase ist um den plattenartigen Bereich 11c mehrere Male herumgewickelt, wobei es durch eine Öffnung verläuft, die zwischen dem dritten ausgeschnittenen Bereich 12d und dem plattenartigen Bereich 11c ausgebildet ist. Das Elektrokabel 21 der ersten Phase und das Elektrokabel 23 der dritten Phase sind um den plattenartigen Bereich 11c derart gewickelt, dass das Elektrokabel 21 der ersten Phase und das Elektrokabel 23 der dritten Phase das Elektrokabel 22 der zweiten Phase in der Längsrichtung zwischen sich einschließen und von dem Elektrokabel 22 von der zweiten Phase beabstandet sind.
Auf diese Weise fungiert jeder der ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d des Begrenzungselements 12 als eine Führung für die Form einer Wicklung und für eine Position der Wicklung aller Elektrokabel 21, 22 und 23. Beispielsweise bildet der erste ausgeschnittene Bereich 12b eine Führung, wenn das Elektrokabel 21 der ersten Phase um den plattenartigen Bereich 11b des Kerns aus magnetischem Material 11 gewickelt wird. Genauer gesagt, der erste ausgeschnittene Bereich 12b gibt die Position des Elektrokabels 21 der ersten Phase in der Längsrichtung vor, wenn das Elektrokabel 21 der ersten Phase um den plattenartigen Bereich 11c gewickelt wird. Ferner ist der Boden des ersten ausgeschnittenen Bereichs 12b in gestufter Form ausgebildet und dient als Führung für die Position jeder Lage in der Längsrichtung, wenn das Elektrokabel 21 der ersten Phase um den plattenartigen Bereich 11c mehrlagig gewickelt wird. D. h., die Form des ersten ausgeschnittenen Bereichs 12b wird im Voraus auf der Grundlage der angestrebten Wicklungsform des Elektrokabels 21 der ersten Phase in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material 11 festgelegt, wenn die Betrachtung von der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material 11 aus erfolgt. Folglich wird das Elektrokabel 21 der ersten Phase um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt, wobei der erste ausgeschnittene Bereich 12b als eine Führung dient, sodass die Wicklung um den Kern aus magnetischem Material 11 an einer vorbestimmten Position erfolgt, während eine vorbestimmte Form der Wicklung erzeugt wird. Die Form des ersten ausgeschnittenen Bereichs 12b ist in einer gestuften Form ausgebildet, in der die Breite des ersten ausgeschnittenen Bereichs 12b in gestufter Weise in Richtung zu dem Boden des ersten ausgeschnittenen Bereichs 12b abhängig von jeder Wicklungslage des Elektrokabels 21 der ersten Phase abnimmt, das um den plattenartigen Bereich 11c in mehrlagiger Weise gewickelt ist, wodurch die Verformung der Wicklungsform auf Grund der Verschiebung jeder Wicklungslage unterdrückt wird. In der gleichen Weise wie zuvor dient der zweite ausgeschnittene Bereich 12c als eine Führung, wenn das Elektrokabel 22 der zweiten Phase um den plattenartigen Bereich 11b gewickelt wird, und der dritte ausgeschnittene Bereich 12d dient als eine Führung, wenn das Elektrokabel 23 der dritten Phase um den plattenartigen Bereich 11c gewickelt wird.
Die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d des Begrenzungselements 12 umschließen die jeweiligen Elektrokabel 21, 22 und 23 mit der Phase, die um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt sind, ausgehend von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material 11 in der radialen Richtung. Der erste ausgeschnittene Bereich 12b umschließt das Elektrokabel 21 der ersten Phase, das um den plattenartigen Bereich 11c gewickelt ist, von der Innenseite des Kerns aus magnetischem Material 11 in der radialen Richtung und begrenzt die relative Verschiebung des Elektrokabels 21 der ersten Phase in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material 11. Der erste ausgeschnittene Bereich 12b hält das Elektrokabel 21 der ersten Phase, das um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt ist, von beiden Seiten um die Achse des Kerns aus magnetischem Material 11 herum (d. h., von beiden Seiten in der Längsrichtung). Auf Grund eines derartigen Aufbaus begrenzt der erste ausgeschnittene Bereich 12b die Verschiebung des Elektrokabels 21 der ersten Phase in der Längsrichtung (axiale Richtung der Wicklung). In der gleichen Weise wie zuvor umschließt der zweite ausgeschnittene Bereich 12c das Elektrokabel 22 der zweiten Phase, das um den zentralen Bereich des plattenartigen Bereichs 11b gewickelt ist, ausgehend von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material 11 entlang der radialen Richtung. Der zweite ausgeschnittene Bereich 12c hält das Elektrokabel 22 der zweiten Phase von beiden Seiten um die Achse des Kerns aus magnetischem Material 11 und begrenzt die relative Verschiebung des Elektrokabels 22 der zweiten Phase in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material 11. Der dritte ausgeschnittene Bereich 12d umschließt das Elektrokabel 23 der dritten Phase, das um das andere Ende des plattenartigen Bereichs 11c gewickelt ist, von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Materials 11 entlang der radialen Richtung. Der dritte ausgeschnittene Bereich 12d hält das Elektrokabel 23 der dritten Phase von beiden Seiten um die Achse des Kerns aus magnetischem Material 11 und begrenzt die relative Verschiebung des Elektrokabels 23 der dritten Phase in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material 11.
Auf diese Weise umschließt ein einzelner ausgeschnittener Bereich ein Elektrokabel einer einzelnen Phase, wodurch ein Zustand beibehalten wird, wonach das Elektrokabel 21 der ersten Phase, das Elektrokabel 22 der zweiten Phase und das Elektrokabel 23 der dritten Phase zueinander beabstandet sind. Ferner sind in dem Körper 12a des Begrenzungselements 12 die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d in beabstandeter Weise derart angeordnet, dass ein vorbestimmter Zwischenkabelabstand zwischen dem Elektrokabel 21 der ersten Phase, dem Elektrokabel 22 der zweiten Phase und dem Elektrokabel 23 der dritten Phase beibehalten wird, die voneinander beabstandet sind. Daher ist das Begrenzungselement 12 in der Lage, die Zunahme der elektrostatischen Kapazität C auf Grund der Verringerung eines Zwischenkabelabstands zwischen den Elektrokabeln 21, 22 und 23, die sich in der Phase voneinander unterscheiden, zu unterdrücken.
In dem Kabelbaum 1 in der vorliegenden Ausführungsform ist, wie nachfolgend erläutert ist, jedes Elektrokabel 21, 22 und 23 der jeweiligen Phase in zwei Verzweigungsleitungen aufgeteilt, die um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt sind. Auf Grund eines derartigen Aufbaus wird eine Verbesserung im Formfaktor oder dergleichen erreicht. Wie in 2 dargestellt ist, ist das Elektrokabel 21 der ersten Phase in eine Verzweigungsleitung 21a und eine Verzweigungsleitung 21b mittels eines Verzweigungsverbindungsstücks 24 in dem Zwischenbereich des Kabelbaums 1 aufgeteilt. Wie in 7 und 9 dargestellt ist, ist jede der Verzweigungsleitungen 21a und 21b um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt. Das Elektrokabel 21 der ersten Phase ist in zwei dünne Verzweigungsleitungen 21a und 21b aufgeteilt, und die Verzweigungsleitungen 21a und 21b sind um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt, sodass eine Verbesserung im Formfaktor bzw. Volumenfaktor erreicht wird. Ferner sind die Verzweigungsleitungen 21a und 21b, wovon jede relativ dünn ist, um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt und somit ist es möglich, die Anzahl an Windungen in dem gleichen Querschnittsbereich im Vergleich zu einem Falle zu erhöhen, in welchem das Elektrokabel 21 der ersten Phase selbst um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt ist. Ferner hat ein dünnes Elektrokabel den Vorteil, dass ein gewickelter Bereich des dünnen Elektrokabels sich im Vergleich zu einem Falle eines dicken Elektrokabels kaum lockert.
In der gleichen Weise wie für das Elektrokabel 21 der ersten Phase ist das Elektrokabel 22 der zweiten Phase in eine Verzweigungsleitung 22a und eine Verzweigungsleitung 22b mittels des Verzweigungsverbindungsstücks 24 unterteilt, und jede der Verzweigungsleitungen 22a und 22b ist um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt. Das Elektrokabel 23 der dritten Phase ist in eine Verzweigungsleitung 23a und eine Verzweigungsleitung 23b mittels des Verzweigungsverbindungsstücks 24 unterteilt, und jede der Verzweigungsleitungen 23a und 23b ist um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt.
Wie zuvor erläutert ist, weist die Kerneinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform den Kern aus magnetischem Material 11 und das Begrenzungselement 12 auf. Ferner weist der Kabelbaum 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Kerneinheit 10 und die Elektrokabel 21, 22 und 23 auf. Das Begrenzungselement 12 weist den Körper 21a auf, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material 11 in der axialen Richtung befestigt ist. Die Randbereiche des Körpers 12a, d. h. die ausgeschnittenen Bereich 12b, 12c und 12d, sind daran ausgebildet, wobei die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d getrennt die jeweiligen Elektrokabel 21, 22 und 23 der jeweiligen Phase umschließen, die von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material 11 in der radialen Richtung den Kern aus magnetischem Material 11 umgeben, wobei die Achse (Achsenlinie X2) des Kerns aus magnetischem Material 11 als ein Mittelpunkt dient. Die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d begrenzen die jeweiligen relativen Verschiebungen der Elektrokabel 21, 22 und 23 (Änderung des Zwischenkabelabstands zwischen einem der Elektrokabel 21, 22 und 23 und anderen Elektrokabeln 21, 22 und 23). Daher ist die Kerneinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform in der Lage, die Abnahme der Kabelimpedanz auf Grund der Zunahme der elektrostatischen Kapazität C zwischen den Elektrokabeln 21, 22 und 23 zu unterdrücken. Die Kerneinheit 10 reduziert die Abweichung der Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 von einem Sollwert und reduziert die Unangepasstheit der Impedanz zwischen dem Umrichter 50, dem Kabelbaum 1 und dem Motor 60, um eine Reflektion einer Spannungsspitze zu dämpfen. Daher sind die Kerneinheit 10 und der Kabelbaum 1 in der vorliegenden Ausführungsform in der Lage, eine Spannungsspitze zwischen dem Umrichter 50, dem Kabelbaum 1 und dem Motor 60 zu verringern.
Die Form und die Eigenschaften des Kerns aus magnetischem Material 11 und die Form des Begrenzungselements 12 sind so festgelegt, dass die Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 einem Sollwert entspricht. Beispielsweise werden die jeweiligen Formen und Anordnungen der ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d des Begrenzungselements 12 so festgelegt, dass der Zwischenkabelabstand zwischen den Elektrokabeln 21, 22 und 23 einem Sollabstand entspricht. Beispielsweise ist die Form des Kerns aus magnetischem Material 11 nicht auf die beispielhafte dargestellte Form beschränkt. Es kann eine beliebige Form des Kerns aus magnetischem Material 11 angewendet werden, vorausgesetzt, dass der Kern aus magnetischem Material 11 in einer umlaufend geschlossenen Form ausgebildet ist, wenn er in der Draufsicht betrachtet wird. Beispielsweise kann der Kern aus magnetischem Material 11 in einer Kreisform, einer rechteckigen Form oder einer im Wesentlichen rechteckigen Form in der Draufsicht ausgebildet sein. Der Sollwert der Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 ist so festgelegt, dass er maximal an die Impedanz zwischen dem Umrichter 50, dem Kabelbaum 1 und dem Motor 60 angepasst ist.
Die Formen der ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d des Begrenzungselements 12 entsprechen den jeweiligen Verbindungsformen der Elektrokabel 21, 22 und 23 in Bezug auf den Kern aus magnetischem Material 11 bei Betrachtung in der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material 11. D. h., die Formen der ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d entsprechen den jeweiligen Umrissformen der gewickelten Bereiche der Elektrokabel 21, 22 und 23 in einem Querschnitt, der entlang einer Ebene genommen ist, die in der gleichen Ebene wie die Stirnfläche 11f des Kerns aus magnetischem Material 11 liegt. Daher ist das Begrenzungselement 12 in der Lage, die Windungspositionen und die Form der Windungen der Elektrokabel 21, 22 und 23 in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material 11 in geeigneter Weise zu führen.
Die ausgeschnittenen Bereiche 12b, 12c und 12d des Begrenzungselements 12 halten die jeweiligen Elektrokabel 21, 22 und 23, die um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt sind, von beiden Seiten der jeweiligen Elektrokabel 21, 22 und 23 um die Achse des Kerns aus magnetischem Material 11. Daher ist das Begrenzungselement 12 in der Lage, die relative Verschiebung (Änderung des Zwischenkabelabstands) jeweils der Elektrokabel 21, 22 und 23 wirksam zu begrenzen.
Zweite Ausführungsform
Mit Bezug zu 10 bis 13 werden eine Kerneinheit und ein Kabelbaum einer zweiten Ausführungsform erläutert. In der zweiten Ausführungsform haben den Aufbau bildende Merkmale mit der gleichen Funktion wie diejenigen, die in der zuvor genannten ersten Ausführungsform erläutert sind, auch die gleichen Bezugszeichen, und ihre wiederholte Erläuterung wird weggelassen. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Kabelbaums gemäß der zweiten Ausführungsform. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem Elektrokabel um eine Kerneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform gewickelt sind. 12 ist eine perspektivische Ansicht der Kerneinheit, die in einer Halteeinheit untergebracht ist. 13 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie XIII-XIII in 12 genommen ist, und eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Kerneinheit an einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Eine Kerneinheit 30 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Kerneinheit 10 in der zuvor genannten ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Begrenzungselement 32 Leitfähigkeit besitzt, und das Begrenzungselement 32 auf Seite der Fahrzeugkarosserie geerdet ist.
Der Kabelbaum 1 in der zweiten Ausführungsform weist die Elektrokabel 21, 22 und 23, die Kerneinheit 30 und eine Halteinheit 33 auf. Wie in 11 dargestellt ist, hat die Kerneinheit 30 gemäß der zweiten Ausführungsform den Kern aus magnetischem Material 11 und das Begrenzungselement 32. Der Kern aus magnetischem Material 11 gemäß der zweiten Ausführungsform ist identisch zu dem Kern aus magnetischem Material 11 der ersten Ausführungsform. Das Begrenzungselement 32 in der zweiten Ausführungsform hat einen Körper 32a. Die ebene Form des Körpers 32a ist identisch zu der ebenen Form des Körpers 32a. Die ebene Form des Körpers 32a ist identisch zu der ebenen Form des Körpers 12a gemäß der zuvor genannten ersten Ausführungsform. D. h., der Körper 32a hat ein Paar aus geraden Seiten 32e und 32f, die parallel zueinander ausgebildet sind, und hat ein Paar aus runden bzw. kreisförmigen Seiten 32g und 32h, die sich jeweils durchgängig zwischen den Seiten 32a und 32f erstrecken. Ein zweiter ausgeschnittener Bereich 32c ist in dem zentralen Bereich der geraden Seite 32e in der Längsrichtung ausgebildet. Ein erster ausgeschnittener Bereich 32b und ein dritter ausgeschnittener Bereich 32d in der zweiten Ausführungsform sind an jeweiligen beiden Enden der anderen Seite 32f in der Längsrichtung ausgebildet. Der erste ausgeschnittene Bereich 32b und der dritte ausgeschnittene Bereich 32d schließen in der Längsrichtung zwischen sich den zweiten ausgeschnittenen Bereich 32c ein. Die Elektrokabel 21, 22 und 23 sind um den Kern aus magnetischem Material 11 in der gleichen Weise gewickelt wie im Falle der zuvor genannten ersten Ausführungsform.
Der Körper 32a des Begrenzungselements 32 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein leitfähiges Element mit Verbindungsbereichen 32n, die jeweils mit der Halteeinheit 33 elektrisch verbunden sind. Der Verbindungsbereich 32n ist ein plattenartiger, den Aufbau bildender Bereich, der mit dem Körper 32a als Einheit ausgebildet ist und einen Teil des Körpers 32a bildet. Der Verbindungsbereich 32n steht aus dem Randbereich auf Seite der Seite 32e des Körpers 32a in Richtung zur Seite des Kerns aus magnetischem Material 11 in der axialen Richtung hervor. Die Verbindungsbereiche 32n sind an jeweiligen beiden Seiten des Körpers 32a in der Längsrichtung derart ausgebildet, dass die Verbindungsbereiche 32n zwischen sich den zweiten ausgeschnittenen Bereich 32c einschließen. Der Körper 32a ist aus Rohmaterial mit Leitfähigkeit aufgebaut, etwa Metall (Aluminiumlegierung, Kupferlegierung oder dergleichen). Der Verbindungsbereich 32n ist elektrisch mit einer Fahrzeugkarosserie über die Halteeinheit 33 verbunden, wie nachfolgend erläutert ist.
Die in 12 dargestellte Halteeinheit 33 ist an einer Fahrzeugkarosserie befestigt, wobei die Kerneinheit 30 gehalten wird. Die Halteeinheit 33 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gehäuse, das in Form eines rechteckigen Parallelepipeds bzw. Quaders ausgebildet ist und die Kerneinheit 30 im Inneren aufnimmt. Wie in 10 dargestellt ist, ist die Halteeinheit 33 mit einem Außenmantelteil 25 von unten abgedeckt. Der Außenmantelteil 25 verbindet das Wellrohr 7 auf Seite des Umrichters 50 und das Wellrohr 7 auf Seite des Motors 60 und deckt die Halteeinheit 33 und den Elektrokabelteil 2 ab. Wie in 12 und 13 dargestellt ist, weist die Halteeinheit 33 einen Körper 34, eine Hülle 35 und ein Deckelement 36 auf. Der Körper 34 ist beispielsweise aus Kunstharz hergestellt und hat einen Basisplattenbereich 34a, Seitenwandbereiche 34b und Befestigungsbereiche 34c. Der Basisplattenbereich 34a, die Seitenwandbereiche 34b und die Befestigungsbereiche 34c sind als Einheit ausgebildet. Der Basisplattenbereich 34a ist ein den Aufbau bildender Bereich, der plattenartig in Rechteckform ausgebildet ist. Der Basisplattenbereich 34a trägt die Kerneinheit 30 von der unteren Seite des Fahrzeugs. Die jeweiligen Seitenwandbereiche 34d sind an einem Ende und dem anderen Ende des Basisplattenbereichs 34a in der Breitenrichtung angeordnet. Der Seitenwandbereich 34b steht aus dem Randbereich des Basisplattenbereichs 34a in Richtung zu einer Seite entlang der Dickenrichtung des Basisplattenbereichs 34a hervor. Der Befestigungsbereich 34c ist an dem oberen Ende des Seitenwandbereichs 34d angeordnet; d. h. der Befestigungsbereich 34c ist an dem Endbereich gegenüberliegend zur Seite des Basisplattenbereichs 34a angeordnet. Der Befestigungsbereich 34c steht aus einer Außenfläche 34d des Seitenwandbereichs 34b von dem Basisplattenbereich 34a nach außen entlang der Breitenrichtung hervor; d. h., der Befestigungsbereich 34c steht aus der Oberfläche gegenüberliegend zur Seite des Basisplattenbereichs 34a des Seitenwandbereichs 34b von dem Basisplattenbereich 34a in der Breitenrichtung nach außen hervor. Es sind zwei Befestigungsbereiche 34c in einem Seitenwandbereich 34b ausgebildet. Es ist eine Durchgangsbohrung 34e in dem Befestigungsbereich 34c ausgebildet. Die Hülle 35 ist ein aus Metall hergestelltes plattenartiges Element. Die Hülle 35 deckt den Körper 34 an der Außenseite des Körpers 34 ab, um den Körper 34 zu schützen.
Das Deckelelement 36 ist ein plattenartiges Element mit Leitfähigkeit und ist aus Metall oder dergleichen (Aluminiumlegierung oder Kupferlegierung) hergestellt. Das Deckelelement 36 hat die Funktion eines Abdeckteils, das die Kerneinheit 30, das auf dem Körper 34 angeordnet ist, von oben abdeckt, und hat eine Funktion als Erdungsteil, das das Begrenzungselement 32 auf Seite der Fahrzeugkarosserie erdet. Das Deckelement 36 hat einen Körper 36a, der in ebener rechteckiger Form ausgebildet ist, und weist ferner Befestigungsbereiche 36b auf. Der Befestigungsbereich 36b steht aus dem Randbereich des Körpers 36a in der Breitenrichtung von dem Körper 36a in der Breitenrichtung nach außen hervor. Der Befestigungsbereich 36b ist an einer Position ausgebildet, der derjenigen des Befestigungsbereichs 34c des Körpers 34 entspricht. Es ist eine Durchgangsbohrung 36c, die der Durchgangsbohrung 34e des Befestigungsbereichs 34c entspricht, in dem Befestigungsbereich 36b ausgebildet.
Das Deckelelement 36 ist auf dem oberen Ende des Seitenwandbereichs 34b des Körpers 34 angeordnet. Wie in 13 gezeigt ist, wird eine Bodenfläche 36d des Deckelelements 36 mit den Verbindungsbereichen 32n der Kerneinheit 30 in einem Zustand in Kontakt gebracht, in welchem das Deckelelement 36 auf den Seitenwandbereichen 34b angeordnet ist. Daher sind das Begrenzungselement 32 und das Deckelelement 36 elektrische miteinander verbunden. Die Halteeinheit 33 ist, wie in 13 dargestellt ist, auf Seite der Fahrzeugkarosserie unter Anwendung von Befestigungselementen 37, etwa Schrauben, befestigt. Die Halteeinheit 33 in der vorliegenden Ausführungsform ist an einer Bodenplatte 38, die Leitfähigkeit hat, von der unteren Seiten aus des Fahrzeugs befestigt. Es sind Gewindebohrungen 38a in der Bodenplatte 38 ausgebildet. Das Befestigungselement 37 wird in die Durchgangsbohrung 34e des Befestigungsbereichs 34c und in die Durchgangsbohrung 36c des Befestigungsbereichs 36b eingeführt und wird danach in der Gewindebohrung 38a verschraubt, wodurch die Halteeinheit 33 an der Bodenplatte 38 befestigt wird.
Das Deckelelement 36 wird mit der Bodenplatte 38 zumindest an dem Befestigungsbereich 36b in Kontakt gebracht, und ist mit der Bodenplatte 38 elektrisch verbunden. Daher ist der Körper 32a des Begrenzungselements 32 mit der Bodenplatte 38 über das Deckelelement 36 elektrisch verbunden und daher geerdet. Das Begrenzungselement 32 ist elektrisch mit der Seite der Fahrzeugkarosserie verbunden, und daher unterbricht das Begrenzungselement 32 die elektrostatische Kapazität C zwischen den Elektrokabeln 21, 22 und 23. Auf Grund eines derartigen Aufbaus wird gemäß der Kerneinheit 30 und dem Kabelbaum 1 in der vorliegenden Ausführungsform die Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 vergrößert, um den Anpassungsgrad der Impedanz in dem gesamten Stromkreis (zwischen dem Motor 60, dem Kabelbaum 1 und dem Umrichter 50) zu verbessern, sodass die Reflexion einer Spannungsspitze gedämpft wird.
Ferner haben das Begrenzungselement 32 und das Deckelelement 36 in der vorliegenden Ausführungsform eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Daher ist es möglich, Wärme, die in den Elektrokabeln 21, 22 und 23 und dem Kern aus magnetischem Material 11 erzeugt wird, effizient auf die Seite der Fahrzeugkarosserie abzuleiten. Die in dem Kern aus magnetischem Material 11 und in den Elektrokabeln 21, 22 und 23 erzeugte Wärme wird über das Begrenzungselement 32 und das Deckelelement 36 auf die Bodenplatte 38 übertragen. Der Temperaturanstieg des Kerns aus magnetischem Material 11 wird verringert, wodurch die Temperaturcharakteristiken des Kern aus magnetischem Material 11 herabgesetzt werden, um die magnetische Leitfähigkeit des Kerns aus magnetischem Material 11 zu erhöhen und um die Miniaturisierung des Kerns aus magnetischem Material 11 zu ermöglichen. Ferner wir die elektrostatische Kapazität C zwischen den Elektrokabeln 21, 22 und 23 in dem Kern aus magnetischem Material 11 verringert, wodurch die Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 ansteigt.
Wie zuvor erläutert ist, umfasst der Kabelbaum 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die Halteinheit 33, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und die Kerneinheit 30 hält. Der Körper 32a des Begrenzungselements 32 ist ein leitfähiges Element mit den Verbindungsbereichen 32n, die elektrisch mit der Halteeinheit 33 verbunden sind. Die Halteeinheit 33 verbindet die Verbindungsbereiche 32n und die Fahrzeugkarosserie miteinander. Es ist daher gemäß dem Kabelbaum 1 der zweiten Ausführungsform möglich, die Zunahme der Kabelimpedanz zu erreichen.
Dritte Ausführungsform
Mit Verweis auf 14 wird eine dritte Ausführungsform erläutert. 14 ist eine Ansicht von vorne, die eine Kerneinheit gemäß der dritten Ausführungsform darstellt. Eine Kerneinheit 40 in der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Kerneinheit 10 in der zuvor genannten ersten Ausführungsform und von der Kerneinheit 30 in der zweiten Ausführungsform dahingehend, dass ein Begrenzungselement 42 Stege 42n für die Wärmeableitung aufweist. Die Kerneinheit 40 weist den Kern aus magnetischem Material 11 und das Begrenzungselement 42 auf. Der Kern aus magnetischem Material 11 gemäß der dritten Ausführungsform ist identisch zu dem Kern aus magnetischem Material 11 der zuvor genannten ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform.
Wie in 14 dargestellt ist, hat das Begrenzungselement 42 in der dritten Ausführungsform einen Körper 42a. Die ebene Form des Körpers 42a ist identisch zu der Form des Körpers 12a in der ersten Ausführungsform und zu der Form des Körpers 32a in der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der Körper 42a die Stege 42n aufweist. Der Körper 42a hat ein Paar aus geraden Seiten 42e und 42f, die parallel zueinander ausgebildet sind, und hat ein Paar aus runden bzw. kreisförmigen Seiten 42g und 42h, die sich jeweils durchgängig zwischen den Seiten 42e und 42f erstrecken. Ein zweiter ausgeschnittener Bereich 42c ist in dem zentralen Bereich der geraden Seite 42e in der Längsrichtung ausgebildet. Ein erster ausgeschnittener Bereich 42b und ein dritter ausgeschnittener Bereich 42d sind an jeweiligen beiden Endbereichen der anderen Seite 42f ausgebildet. Der erste ausgeschnittene Bereich 42b und der dritte ausgeschnittene Bereich 42d schließen zwischen sich den zweiten ausgeschnittenen Bereich 42c entlang der Längsrichtung ein. Die Elektrokabel 21, 22 und 23 sind um den Kern aus magnetischem Material 11 in der gleichen Weise wie in der zuvor genannten ersten Ausführungsform und zweiten Ausführungsform gewickelt.
Das Begrenzungselement 42 gemäß der dritten Ausführungsform weist die Stege 42n auf. Die Stege 42n sind auf Seite der Seite 42e des Begrenzungselements 42 ausgebildet und stehen in Richtung zu einer Seite hervor, die gegenüberliegend zu der Seite 42f angeordnet ist. Die Stege 42n sind mit vorbestimmten Abstand entlang der Längsrichtung angeordnet. Die Kerneinheit 40 ist, wie in 14 dargestellt ist, so angeordnet, dass die Stege 42n auf der oberen Fahrzeugseite des Begrenzungselements 42 angeordnet sind. Die Kerneinheit 40 ist in der gleichen Weise wie die Kerneinheit 30 in der zuvor genannten zweiten Ausführungsform an der Bodenplatte 38 oder dergleichen in einem Zustand befestigt, in welchem die Kerneinheit 40 im Inneren der Halteinheit 33 untergebracht ist. Die Stege 42n sind so ausgebildet, dass sie mit dem Deckelelement 36 in einem Zustand in Kontakt sind, in welchem die Kerneinheit 40 in der Halteeinheit 33 untergebracht ist. Wenn dabei das Begrenzungselement 42 die Verbindungsbereiche 32n in der gleichen Weise wie das Begrenzungselement 32 in der zuvor genannten zweiten Ausführungsform aufweist, werden die Verbindungsbereiche 32n und die Stege 42n mit dem Deckelelement 36 in Kontakt gebracht.
Wenn Wärme in dem Kern aus magnetischem Material 11 und in den Elektrokabeln 21, 22 und 23 erzeugt wird, wird diese Wärme nicht direkt in die Luft abgeleitet, sondern wird auf den Körper 42a des Begrenzungselements 42 übertragen, und die Wärme wird auch von dem Körper 42a und den Stegen 42n abgestrahlt. Ferner wird die in die Stege 42n übertragene Wärme über das Deckelement 36 auf die Bodenplatte 38 übertragen. Der Temperaturanstieg des Kerns aus magnetischem Material 11 wird somit gedämpft, wodurch die Temperaturcharakteristiken des Kerns aus magnetischem Material 11 herabgesetzt werden, um die magnetische Leitfähigkeit des Kerns aus magnetischem Material 11 zu erhöhen, und somit wird eine Miniaturisierung des Kerns aus magnetischem Material 11 erreicht. Ferner wird die elektrostatische Kapazität C zwischen den Elektrokabeln 21, 22 und 23 in dem Kern aus magnetischem Material 11 herabgesetzt, wodurch die Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 erhöht wird.
Modifizierungen aller Ausführungsformen
Es werden die Modifizierungen der ersten Ausführungsform bis dritten Ausführungsform erläutert. Die Begrenzungselemente 12, 32 und 42 können an dem Kern aus magnetischem Material 11 befestigt werden, nachdem die Elektrokabel 21, 22 und 23 um den Kern aus magnetischem Material 11 gewickelt sind. Die Begrenzungselemente 12, 32 und 42 können durch Haftung an dem Kern aus magnetischem Material 11 befestigt sein.
Der Kabelbaum 1 kann mehrere Kerneinheiten 10, 30 und 40 aufweisen. Wenn beispielsweise der Kabelbaum 1 in der ersten Ausführungsform mehrere Kerneinheiten 10 aufweist, sind die Kerneinheiten 10 mit vorbestimmtem Abstand entlang der Achsenlinie X1 angeordnet. Die Anzahl der Kerneinheiten 10 und der vorbestimmte Abstand werden optional so festgelegt, dass die Kabelimpedanz des Kabelbaums 1 einem Sollwert entspricht.
Der Inhalt, der in den zuvor genannten Ausführungsformen und Modifizierungen offenbart ist, kann praktisch umgesetzt werden, indem die Ausführungsformen und die Modifizierungen miteinander optional kombiniert werden.
Die Kerneinheit gemäß der Ausführungsform weist den Kern aus magnetischem Material, der in einer Ringform ausgebildet ist, und das Begrenzungselement auf, das die Verschiebung des Elektrokabels, das um den Kern aus magnetischem Material gewickelt ist, um die Achse des Kerns des magnetischem Materials begrenzt. Das Begrenzungselement hat den Körper, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material in der axialen Richtung befestigt ist. An dem Randbereich des Körpers sind die mehreren ausgeschnittenen Bereiche ausgebildet, die getrennt die jeweiligen Elektrokabel jeder Phase, die um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind, ausgehend von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material in der radialen Richtung umgeben, wobei die Achse des Kerns aus magnetischem Material als ein Mittelpunkt dient. Der Kabelbaum gemäß der Ausführungsform weist den Kern aus magnetischem Material, die Elektrokabel der mehreren Phasen, die um den Kern aus magnetischem Material an entsprechenden Positionen gewickelt sind, die sich voneinander um die Achse des Kerns aus magnetischem Material unterscheiden, und des Begrenzungselement auf. Die Elektrokabel jeder Phase sind separat von den jeweiligen ausgeschnittenen Bereichen des Begrenzungselements umgeben. Die Kerneinheit und der Kabelbaum gemäß der Ausführungsform erreichen die vorteilhafte Wirkung, dass die Abnahme der Kabelimpedanz, die dadurch hervorgerufen wird, dass Elektrokabel unterschiedlicher Phasen nahe aneinander liegen, reduziert werden kann.
Obwohl die Erfindung mit Bezug zu speziellen Ausführungsformen im Hinblick auf eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben sind, sind die angefügten Patentansprüche nicht darauf zu beschränken, sondern sie sind so auszulegen, dass sie alle Modifizierungen und alternativen Konfigurationen mit einschließen, die sich für den Fachmann ergeben und die innerhalb der hierin dargestellten grundlegenden Lehre liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-247975 [0001]
JP 2012-230851 [0004]

Claims

Eine Kerneinheit mit einem Kern aus magnetischem Material, der in Ringform ausgebildet ist, wobei Elektrokabel mehrerer Phasen um den Kern aus magnetischem Material an jeweiligen Positionen gewickelt sind, die sich voneinander um die Achse des Kerns aus magnetischem Material unterscheiden; und einem Begrenzungselement, das ausgebildet ist, eine Verschiebung der Elektrokabel um die Achse des Kerns aus magnetischem Material zu begrenzen, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind, wobei das Begrenzungselement einen Körper, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material in der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material befestigt ist, aufweist, und mehrere ausgeschnittene Bereiche an Randbereichen des Körpers ausgebildet sind, wobei die ausgeschnittenen Bereiche ausgebildet sind, die jeweiligen Elektrokabel jeder Phase, die um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind, separat ausgehend von dem Inneren des Kerns aus magnetischem Material in einer radialen Richtung zu umschließen, wobei die Achse des Kerns aus magnetischem Material als ein Mittelpunkt dient.
Die Kerneinheit nach Anspruch 1, wobei die Formen der ausgeschnittenen Bereiche jeweiligen Wicklungsformen der Elektrokabel in Bezug zu dem Kern aus magnetischem Material bei Betrachtung aus der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material entsprechen.
Die Kerneinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder der ausgeschnittenen Bereiche das entsprechende Elektrokabel, das um den Kern aus magnetischem Material gewickelt ist, von beiden Seiten um die Achse des Kerns aus magnetischem Material hält.
Die Kerneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Begrenzungselement ferner mehrere Stege aufweist, die nach oben hervorstehen.
Ein Kabelbaum mit: einem Kern aus magnetischem Material, der in der Ringform ausgebildet ist; Elektrokabeln mehrerer Phasen, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material an entsprechenden Positionen gewickelt sind, die sich voneinander um die Achse des Kerns aus magnetischem Material unterscheiden; und einem Begrenzungselement, das ausgebildet ist, eine Verschiebung der Elektrokabel um die Achse des Kerns aus magnetischem Material zu begrenzen, wobei die Elektrokabel um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind, wobei das Begrenzungselement einen Körper aufweist, der an einem Ende des Kerns aus magnetischem Material in der axialen Richtung des Kerns aus magnetischem Material befestigt ist, wobei der Körper mehrere ausgeschnittene Bereiche, die an Randbereichen des Körpers ausgebildet sind, aufweist, und die ausgeschnittenen Bereiche separat die jeweiligen Elektrokabel jeder Phase, die um den Kern aus magnetischem Material gewickelt sind, vom Inneren des Kerns aus magnetischem Material aus in radialer Richtung umschließen, wobei die Achse des Kerns aus magnetischem Material als ein Mittelpunkt dient.
Der Kabelbaum nach Anspruch 5, der ferner aufweist: eine Halteeinheit, die an einer Fahrzeugkarosserie befestigt und ausgebildet ist, den Kern aus magnetischem Material und das Begrenzungselement zu halten, wobei der Körper des Begrenzungselements ein leitfähiger Körper mit einem Verbindungsbereich ist, der elektrisch mit der Halteeinheit verbunden ist, und die Halteeinheit den Verbindungsbereich elektrisch mit der Fahrzeugkarosserie verbindet.