JP2012023830A

JP2012023830A - 充電装置

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Publication number: JP2012023830A
Application number: JP2010158676A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakajima; 中島　　剛; Yasuhiro Sewaki; 康宏瀬脇; Yoshinori Karube; 香紀軽部; Hiroyuki Abeta; 浩之阿部田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: JP5696384B2

Abstract

【課題】充電器から発生する放射ノイズを除去して電源ラインから侵入するノイズの除去をより確実なものとする。
【解決手段】充電器本体１７を、側部側取付プレート１１および中央側取付プレート１３を介して車体２のフロアパネル９に固定する。外部の電源１４と充電器本体１７との間の電源ライン１６上に、中央側取付プレート１３に取り付けたノイズフィルタ１５を介装する。ノイズフィルタ１５から引き出した接地線３６を充電器本体１７に接続すると共に、接地線３７を中央側取付プレート１３に接地点Ｐにて接続する。接地点Ｐは、中央側取付プレート１３の車体２への取付部３５に対して充電器本体１７と反対側に位置している。
【選択図】図２２

Description

本発明は、電力供給源と充電器との間にノイズフィルタを介装した充電装置に関する。

従来から、小型電動車両等に使用される鉛蓄電池などのバッテリを充電するのに適した充電装置が知られている（下記特許文献１参照）。

実登第３００６９３９号公報

ところで、上記した充電装置は、交流電源から電力が供給されてバッテリを充電するが、その際、電源ラインから侵入するノイズの影響を受けて誤作動する恐れがあり、従って、交流電源との間にノイズフィルタを設けることが一般的になされている。

ところが、ノイズとしては、外部電源からだけでなく、充電器自体から発生する放射ノイズも存在するので、この放射ノイズによって電源ラインから侵入するノイズの除去が妨げられる恐れがある。

そこで、本発明は、充電器から発生する放射ノイズを除去して電源ラインから侵入するノイズの除去をより確実なものとすることを目的としている。

本発明は、ノイズフィルタを、第１の接地線により充電器に接続すると共に、第２の接地線により、充電器を車体に接地固定する取付部材に接続し、第２の接地線の取付部材への接続位置を、取付部材の車体への接地固定位置に対して充電器と反対側に設定したことを特徴とする。

本発明によれば、充電器から発生する放射ノイズを、第１の接地線からノイズフィルタを経て、取付部材に接続した第２の接地線を通って除去することができるので、電源ラインから侵入するノイズの除去をより確実なものとすることができる。

本発明の一実施形態に係る充電装置を搭載した車両後部を斜め前方から見た斜視図である。図１の充電装置を下から見た底面図である。図１の充電器の内部を示す正面図である。図３の基板の主要部を抜き出して見た正面図である。第１コンデンサの取付状態を示す斜視図である。図５の正面図である。第１コンデンサ用取付板を示す斜視図である。図７のＡ−Ａ線による断面図である。図７のＢ−Ｂ線による断面図である。第２コンデンサの保持状態を示す斜視図である。図１０の正面図である。図１０の保持台を示す斜視図である。図１２の保持台を示す平面図である。図１０の第２コンデンサ用取付板を示す斜視図である。図１４のＣ−Ｃ線による断面図である。図１４のＤ−Ｄ線による断面図である。ノイズフィルタボックスを分解した斜視図であり、蓋は省略している。コイルケースの正面図である。コイルケースの側面図である。コイルケースの底面図である。ノイズフィルタボックスの筐体の正面図である。充電装置における充電器とノイズフィルタとの電源ラインや接地線による接続状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

なお、本実施形態においては、電動車両の一例として電気自動車を例にとって説明するが、電気自動車以外にも、いわゆるハイブリッド車等にも適用可能である。

図１に示すように、車両室内の後部には、本実施形態に係わる充電装置１を配置してある。車体２の側部には、車内側に突出する左右一対のホイールハウス３，３を設けてあり、これらのホイールハウス３，３同士を円筒状の取付バー５，５により車幅方向に沿って連結している。

前記充電装置１は、充電器７と、該充電器７を車体２のフロアパネル９に取り付ける側部側取付プレート１１および取付部材としての中央側取付プレート１３と、図示しないバッテリへの充電時に使用する電源供給源としての外部の電源１４から電源ライン１６（図２２参照）を経て侵入するノイズ（伝導ノイズ）を除去するノイズフィルタ１５と、を備えている。

前記充電器７は、内部に後述する基板４７等を収容する導電性金属材料からなる充電器本体１７と、該充電器本体１７の車両前方側の開口部を封鎖する蓋１９と、充電器本体１７の左右両端部の蓋１９近傍に設けた取手２１とを備えている。また、充電器本体１７の上面１７ａの車幅方向両側における車両後方端部付近には、円柱状の取付部２３が上方に向けて突出しており、該取付部２３とその後方に位置する取付バー５のブラケット２５とを、平面状の支持プレート２７およびボルト２９を介して連結している。この支持プレート２７は、弾性を有する金属から形成している。なお、取付部２３の上面と取付バー５のブラケット２５の上面とは、略同一高さに設定している。

また、前記側部側取付プレート１１の前後両端部には取付部３１を下方に凹んで形成し、該取付部３１は、図２に示す取付部３１に形成したボルト孔３３にボルト２９を挿入してフロアパネル９に締結している。

前記中央側取付プレート１３の前部には下方に凹んだ取付部３５を形成し、該取付部３１は、取付部３５に形成したボルト孔３３にボルト２９を挿入してフロアパネル９に締結している。さらに、図２、図２２に示すように、中央側取付プレート１３には、ノイズフィルタ１５から引き出された接地線３７の他端を接続することで接地しており、その接地点Ｐは、取付部３５のボルト孔３３を通り車両前後方向に延びる直線Ｌよりも車幅方向内側（直線Ｌを挟んで充電器７と反対側）に設定している。

即ち、第２の接地線である接地線３７の取付部材への接続位置（接地点Ｐ）を、取付部材の車体への取付部３５による接地固定位置に対して充電器７と反対側に設定していることになる。

また、図２２に示すように、ノイズフィルタ１５の内部と充電器本体１７とは接地線３６で互いに接続している。なお、接地線３６は第１の接地線を構成し、接地線３７は第２の接地線を構成している。

なお、充電器７には、冷却部を設けており、該冷却部内に冷却水を導入する冷却水入口３９、冷却水を排出する冷却水出口４１およびエア抜き口４３を設けている。

図３に示すように、充電器本体１７内には、左端部に第１コンデンサ４５を配置し、該第１コンデンサ４５の右側に基板４７を配置している。

前記基板４７は、図３，４に示すように、角部に複数の取付部４９を配置し、これらの取付部４９を介して充電器本体１７の縦壁面５１に取り付けている。基板４７の左側上部には第１補強部材５３を取り付け、右側には上下方向に沿って第２補強部材５５を取り付け、左側の下端には左右方向に沿って第３補強部材５７を取り付けている。

これら各補強部材５３，５５，５７は、板状の部材を適宜組み合わせて基板４７上に、例えば接着剤を用いて固定している。

図３，４に示すように、前記第１補強部材５３には、周囲が囲まれた囲い部５８，５９，６０を複数設けており、これらの囲い部５８，５９，６０の内部に、コンデンサ６１、コイル６３、抵抗６５およびリレーなどの各種の電子部品を配置している。また、前記第２補強部材５５にも、複数の囲い部６８，６９，７０，７１を設けており、これらの囲い部６８〜７１の内方に、コンデンサ６１、コイル７３、抵抗６５およびダイオード７５等の各種の電子部品を配置している。なお、第２補強部材５５の下側には、第２コンデンサ７７を取り付けている。

第２補強部材５５の右上端部５５ａは、基板４７の充電器本体１７への取付部４９近傍に配置し、第２補強部材５５の下端部５５ｂも取付部４９近傍に配置している。また、第３補強部材５７は、左端部５７ａを基板４７の取付部４９近傍に配置し、右端部５７ｂも取付部４９近傍に配置している。このように、第２および第３補強部材５５，５７は、基板４７の取付部４９近傍同士を結ぶように延設して配置している。

ここで、基板４７は、通常ガラスエポキシなどの樹脂で構成していて、外部からの振動入力によって振動しやすいものとなっている。このため、上記したような補強部材５３，５５，５７を設けることで、基板４７の面剛性が高まり、特に車両走行時での充電装置１への振動入力による基板４７の振動を抑えることができる。

特に、これら補強部材５３，５５，５７を、電子部品としては重量物となるコイル６３，７３などの周囲を囲むように設定し、あるいは取付部４９近傍まで延設することで、基板４７の振動をより効果的に抑えることができる。

図５，６に示すように、第１コンデンサ４５は、略円筒状に形成しており、互いに同一形状の一対の第１コンデンサ用取付板７９，７９により上下から挟持されている。具体的には、図７〜９に示すように、第１コンデンサ用取付板７９は、互いに間隔をおいて配置した締結板となる当接面８１，８１と、これらの当接面同士８１，８１を半円状に結ぶ２つのバンド部８３，８５とが一体に結合して構成されている。

これらのバンド部８３，８５は細長い板状部材を湾曲させて形成したものであり、一方側のバンド部８３の頂部には、下方（内周方向）に突出する凸部８７を１箇所形成し、他方側のバンド部８５の頂部には、上記凸部８７に対して周方向にずれた位置となる２つの凸部８９，８９を下方に向けて突出形成している。従って、第１コンデンサ用取付板７９を上から見ると合計で３箇所の凸部８７，８９，８９が形成されている。

そして、これら一対の第１コンデンサ用取付板７９，７９を上下に組み合わせると、凸部８７を１つ備えるバンド部８３の下側に、凸部８９を２つ備えるバンド部８５が位置し、凸部８９を２つ備えるバンド部８５の下側に、凸部８７を１つ備えるバンド部８３が位置する。これにより、上下方向に沿った断面においても、凸部８７，８９が合計で３箇所配置されるように構成される。

このように、第１コンデンサ用取付板７９を上から見ると合計で３箇所の凸部８７，８９，８９を備えると共に、上下方向に沿った断面においても、凸部８７，８９が合計で３箇所備えている。このため、これら各３箇所の凸部によって第１コンデンサ４５を弾性的に押圧保持することで、外形形状にばらつきのあるコンデンサであっても、安定した固定状態を確保することができる。

図１０〜１４を用いて、第２コンデンサ７７の保持状態を説明する。

第２コンデンサ７７は、略円筒状に形成されており、下側に配置した保持台９１と、上側に配置した第２コンデンサ用取付板９３とにより挟持されている。前記保持台９１は、図１２，１３に示すように、上面の保持面９５を第２コンデンサ７７の外周面に沿った凹面状に形成している。この凹面状の保持面９５の一端側（図１３中で右側）に２つの突起９７を設け、保持面９５の他端側（図１３中で左側）には１つの突起９７を設けている。これらの突起９７は、保持される第２コンデンサ７７の軸方向（図１３中で左右方向）に沿って延びるように細長く形成されている。

また、保持台９１の外側面の一方側（図１３中で下部側）の下端部には、基板４７に取り付ける基板取付部９９が２箇所形成され、他方側の下端部には基板取付部９９を１箇所形成している。この２箇所の基板取付部９９相互間の上部には、１箇所のバンド取付部１０１を設け、上記１箇所の基板取付部９９の両側の上部には、２箇所のバンド取付部１０１を設けている。従って、図１３に示すように、平面視で、保持台９１の外側面の一方側にはバンド取付部１０１と基板取付部９９とを合計で３箇所設け、他方側にもバンド取付部１０１と基板取付部９９とを合計で３箇所設けていることになる。

なお、図１１に示すように、第２コンデンサ７７の中心軸をＣとした場合、第２コンデンサ用取付板９３における後述するバンド部１０５の凸部１１０と第２コンデンサ７７の外周面との２箇所の接触部分と、中心軸Ｃとを結ぶ直線の中心角θは、９０°以下に設定している。

これにより、第２コンデンサ用取付板９３を保持台９１に取り付けるときに、バンド部１０５の２箇所の凸部１１０が第２コンデンサ７７の外周面に沿って下方に移動してバンド部１０５が効率よく弾性変形して拡開し、第２コンデンサ７７の保持が安定する。

また、図１４〜１６に示すように、第２コンデンサ用取付板９３は、互いに間隔をおいて配置した締結面となる当接面１０３，１０３と、これらの当接面１０３，１０３同士を結ぶ２つのバンド部１０５，１０７とが一体に結合して構成されている。これらのバンド部１０５，１０７は細長い板状部材を湾曲させて形成したものであり、一方側のバンド部１０７の頂部には、下方（内周方向）に突出する凸部１０９を１箇所形成し、他方側のバンド部１０５には、上記凸部１０９に対して周方向にずれた位置にある２つの凸部１１０，１１０を下方に向けて突出形成している。従って、第２コンデンサ用取付板９３を上から見ると合計で３箇所の凸部１０９，１１０が形成されている。

そして、第２コンデンサ用取付板９３を保持台９１に組み付けたときに、凸部１０９を１つ備えるバンド部１０７の下側には、保持台９１の突起９７が２つ位置し、凸部１１０を２つ備えるバンド部１０５の下側には、保持台９１の突起１０９が１つ位置するものとする。これにより、上下方向に沿った断面においても、凸部１０９，１１０と突起９７が合計で３箇所配置されるように構成される。

このように、第２コンデンサ用取付板９３を上から見ると合計で３箇所の凸部１０９，１１０を備えると共に、上下方向に沿った断面においても、凸部１０９，１１０と突起９７が合計で３箇所備えている。このため、これら各３箇所の凸部や突起によって第２コンデンサ７７を弾性的に押圧保持することで、外形形状にばらつきのあるコンデンサであっても、安定した固定状態を確保することができる。

図１７に示すように、ノイズフィルタ１５を構成するハウジングとなるフィルタボックス１１２は、樹脂製の箱状部材であり、図１に示す充電器本体１７と反対側に開口部を備えるボックス本体１１２ａと、ボックス本体１１２ａの上記開口部を封鎖する蓋１１２ｂとを備えている。

ボックス本体１１２ａは、基板１１７が取り付けられる箱状部材の底壁に相当する側壁１１３と、該側壁１１３の外周を囲んだ外周壁１１５とを備えている。前記側壁１１３の四隅には、基板１１７をボルト締結するボルト取付部１１９を形成し、また、側壁１１３の基板１１７を取り付ける側の基板取付面１１３ａには、上下方向および左右方向に沿って正面視格子状の補強リブ１２１を側壁１１３に一体形成している。

そして、基板１１７の側壁１１３と反対側の一方の面には、コイル１２３を巻回して保持するコイルケース１２５，１２７等の部品を取り付けている。このため、補強リブ１２１は、基板１１７の他方の面に対向する基板取付面１１３ａに設けていることになる。

前記基板１１７のボルト孔１２９とフィルタボックス１１２の側壁１１３のボルト取付部１１９とを対応させ、前記ボルト孔１２９に図外のボルトを挿入してボルト取付部１１９に締結させることにより、基板１１７を側壁１１３の基板取付面１１３ａに取り付けている。

図１８〜図２０は、樹脂製の前記コイルケース１２５を示している。コイルケース１２５は、下側に位置する支持部１３１と、該支持部１３１の上側に位置するコイル保持部１３３と、を備えている。前記コイル保持部１３３は、中心部に貫通孔１３３ａを備えて正面視略円盤状に形成されており、コイル保持部１３３に貫通孔１３３ａを通してコイル１２３が巻回される。

また、支持部１３１の底面の外形は図２０中で左右方向に長い略長方形状を呈し、その底面の四隅にはボルト締結部１３７を形成している。このボルト締結部１３７に対応して基板１１７側には図外のボルト挿入孔を備え、該ボルト挿入孔にコイルケース１２５と反対側からボルト１３８を挿入してボルト締結部１３７に締結することで、コイルケース１２５を基板１７に取り付ける。

そして、支持部１３１の底面における上記長方形状の各辺（四辺）の中央、即ち、ボルト締結部１３７相互間の中央にそれぞれ１箇所、支持部１３１の底面の中心部に１箇所、合計５箇所の接合部１３９を互いに離間して設けている。これらの接合部１３９同士は、８本の連結リブ１４１により互いに連結している。

また、図２０中で上部側の２つのボルト締結部１３７と、この２つのボルト締結部１３７と同一直線上にある接合部１３９との間の底面には、図１８中で下方に延びて基板１１７の位置決め孔に挿入される位置決めピン１３５が２本突出している。

なお、図２０に示すように、５箇所の接合部１３９の底面１３９ａは、円形状に形成されると共に、図１８，１９に示すように、ボルト締結部１３７の底面１３７ａから高さＨだけ上側に位置している。このため、ボルト締結部１３７を基板１１７の上に締結すると、基板１１７と接合部１３９の底面１３９ａとの間に高さＨ分の隙間が形成される。

そして、前記接合部１３９の底面１３９ａに接着剤を塗布することで、接合部１３９と基板１１７の表面とを接着剤を介して接合する。その際、接着剤は上記高さＨ分の隙間に位置することになるので、基板１１７と接合部１３９の底面１３９ａとの間に接着剤を確実に介在させることができ、接着剤の厚さを適正に管理できる。また、接合部１３９の底面１３９ａが円形状であることから、接着剤を底面１３９ａ全域に効率よく塗布することができる。

一方、図２１の正面視で示すように、フィルタボックス１１２の側壁１１３に設けた補強リブ１２１は、上下方向（縦方向）に延設される縦リブ１４３と、該縦リブ１４３に交差して略水平方向（横方向）に延設される横リブ１４５とで、格子状に形成している。

これらの補強リブ１２１のうち、フィルタボックス１１２への取付状態を二点鎖線で示すコイルケース１２５の支持部１３１の左右方向中央に位置して縦方向に延びる中心軸Ｍに対応する縦リブ１４３を第１補強リブ１４７とする。また、コイルケース１２５の支持部１３１の上下方向中央を通り横方向に延びる中心軸Ｎに対応する横リブ１４５を第２補強リブ１４９とする。

すると、コイルケース１２５を側壁１１３に取り付けたときに、コールケース１２５の支持部１３１に設けた接合部１３９が第１補強リブ１４７上に３箇所配置され、第２補強リブ１４９上にも３箇所配置される。また、４箇所のボルト締結部１３７は縦リブ１４３上に配置される。なお、図２１に示すように、コイルケース１２５と同形状の下側に配置したコイルケース１２７も同様に、５箇所の接合部１５１は第１補強リブ１４７と第２補強リブ１４９の上に配置される。また、４箇所のボルト締結部１５３は縦リブ１４３上に配置される。

ここで、第１補強リブ１４７および第２補強リブ１４９の基板取付面１１３ａからの高さは、ボルト取付部１１９の基板取付面１１３ａからの高さと略同等であって、他の補強リブ１２１の基板取付面１１３ａからの高さよりも高くなっている。

つまり、基板１１７を基板取付面１１３ａに取り付けたときに、基板１１７の裏面はボルト取付部１１９の先端面に当接すると共に、補強部である第１補強リブ１４７および第２補強リブ１４９の先端面にも当接する。その際、コイルケース１２５，１２７を基板１１７に取り付ける際に使用する前記したボルト１３８の頭部は、第１補強リブ１４７および第２補強リブ１４９よりも高さの低い他の補強リブ１２１と基板１１７との間に位置する。

このように、本実施形態によれば、フィルタボックス１１２の基板取付面１１３ａに設けた第１補強リブ１４７および第２補強リブ１４９は、部品であるコイル１２３およびコイルケース１２５（１２７）の前記各中心軸Ｍ，Ｎに対応する位置に設定されている。

ここでコイル１２３およびコイルケース１２５（１２７）は、図２１の二点鎖線で示す取付状態で、上記中心軸Ｍに対して略左右対称形状であると共に、中心軸Ｎに対して略上下対称形状である。このため、コイル１２３およびコイルケース１２５（１２７）からなる部品の重心は、その中心部の１箇所の接合部１３９に対応する位置となり、この重心は、第１補強リブ１４７と第２補強リブ１４９とが交差する位置に対応することになる。

このため、部品は、第１、第２補強リブ１４７，１４９を中心としてそれら両側の重量が略同等となり、フィルタボックス１１２が外部から振動入力を受けたときに、部品がコイル１２３のような重量物であっても、部品を起点とする基板１１７の振動を抑えることができる。

本実施形態によれば、ノイズフィルタ１５の中央側取付プレート１３に対する接地点Ｐが、取付部３５のボルト孔３３を通り車両前後方向に延びる直線Ｌに対して充電器本体１７と反対側に位置している。このため、充電器本体１７から発生する放射ノイズを、接地線３６からノイズフィルタ１５を経て、中央側取付プレート１３に接続した接地線３７を通って確実に除去することができる。その結果、外部の電源１４から電源ライン１６を経て侵入するノイズの除去を、より確実なものとすることができ、充電装置１の誤作動を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、ノイズフィルタ１５を中央側取付プレート１３に取り付けているので、充電器７、ノイズフィルタ１５および接地線３６，３７を中央側取付プレート１３と共にユニット化でき、取り扱いおよび取付作業が容易となる。

１充電装置
２車体
７充電器
１３中央側取付プレート（取付部材）
１４電源（電力供給原）
１５ノイズフィルタ
１７充電器本体
３５中央側取付プレートの車体への取付部（取付部材の車体への接地固定位置）
３６接地線（第１の接地線）
３７接地線（第２の接地線）
Ｐ接地点（第２の接地線の取付部材への接続位置）

Claims

電力供給源との間にノイズフィルタを介装した充電器を、取付部材を介して車体に接地固定した充電装置であって、前記ノイズフィルタを、第１の接地線により前記充電器に接続すると共に、第２の接地線により前記取付部材に接続し、前記第２の接地線の前記取付部材への接続位置を、前記取付部材の車体への接地固定位置に対して前記充電器と反対側に設定したことを特徴とする充電装置。
前記ノイズフィルタを、前記取付部材に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。