JP2015512137A - 電磁場用の磁場遮蔽体および磁場遮蔽体が組み込まれた車両 - Google Patents

電磁場用の磁場遮蔽体および磁場遮蔽体が組み込まれた車両 Download PDF

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Abstract

本発明は、上下に配置された少なくとも３つの層（１．１、１．２、１．３；１．１、１．２１、１．２２、１．３１、１．３２）から形成された複合板を基本的に備えた、好ましくは５０Ｈｚ乃至２００ｋＨｚの周波数範囲内の、電磁場用の磁場遮蔽体であって、これらの層のうちの少なくとも１つの層が電磁鋼板または電磁鋼帯から成る磁場遮蔽体に関する。良好な遮蔽効果を有する軽量のこのような磁場遮蔽体を低価格で提供するために、前記層のうちの少なくとも１つの層が鋼板から成り、前記層のうちの少なくとも１つの層がプラスチックおよび／またはエラストマーから成り、このプラスチックおよび／またはエラストマーから成る少なくとも１つの層（１．３；１．３１、１．３２）は、電磁鋼板／電磁鋼帯から成る少なくとも１つの層（１．１）と鋼板から成る少なくとも１つの層（１．２；１．２１、１．２２）とを互いに一体に接合する。【選択図】図３

Description

本発明は、上下に配置された少なくとも３つの層で形成された複合板を基本的に備えた、好ましくは５０Ｈｚ乃至２００ｋＨｚの周波数範囲内、特に６０ｋＨｚ乃至２００ｋＨｚの周波数範囲内、の電磁場用の磁場遮蔽体であって、これらの層のうちの少なくとも１つが電磁鋼板または電磁鋼帯から成る磁場遮蔽体に関する。また、本発明は、このような磁場遮蔽体を有する車両、特に電動自動車、に関する。
特許文献１は、少なくとも２つの層で構成された、１０Ｈｚ乃至１ｋＨｚの周波数範囲内の電磁場用の磁場遮蔽体を開示している。この場合、１つの層は電磁鋼板から成り、第２の層は非鉄金属、好ましくはアルミニウム、から成る。
また、特許文献２は、少なくとも２つの層で構成された、０Ｈｚ乃至５０ｋＨｚの周波数範囲内の電磁場用の磁場遮蔽体であって、少なくとも１つの層が無方向性電磁鋼板から成り、少なくとも１つの層がアルミニウムから成り、これらの層の各々が、突き合せ、および／または重ね合わせ配置で溶接された複数の板で構成された磁場遮蔽体を開示している。
特に、車両用の磁場遮蔽体の場合、できる限り軽量かつ低価格の磁場遮蔽体が必要とされている。アルミニウムの使用は、導入部で言及した種類の磁場遮蔽体の軽量化の機会をもたらすが、アルミニウムは比較的高価な材料である。また、アルミニウム板は、溶接接合を行うために特殊な接合ツールを必要とする。この種のツールは比較的高価であり、場合によっては使用が困難である。
欧州特許出願公開第１ ２４１ ９２６（Ａ２）号 独国特許公告第１０ ２００９ ０３９ ６００（Ｂ３）号
本発明の目的は、導入部で言及した種類の磁場遮蔽体であって、良好な遮蔽効果を有しながら、卓越した構造設計および／または機能特性をも兼ね備えた、磁場遮蔽体を提供することである。
この目的を達成するために、請求項１の諸特徴を有する磁場遮蔽体が提案される。
従属請求項は、本発明による磁場遮蔽体の好適かつ有利な複数の実施形態を含んでいる。
本発明による磁場遮蔽体は、（アルミニウム層またはアルミニウム板の代わりに）鋼板から成る少なくとも１つの層に加え、プラスチックおよび／またはエラストマーから成る少なくとも１つの層を更に備え、このプラスチックおよび／またはエラストマーから成る少なくとも１つの層は、電磁鋼板または電磁鋼帯から成る少なくとも１つの層と鋼板から成る少なくとも１つの層とを互いに一体に結合する。
本発明の範囲内において、鋼板とは、電磁鋼板または電磁鋼帯の鋼種とは同じでない特性を有するあらゆる鋼種の鋼である。
本発明による磁場遮蔽体は、例えば、車両に付加される付属品ではない。代わりに、本発明による磁場遮蔽体は、特に車体部分またはシャーシ部分として、付加機能または役割、例えば、環境に対する車両内部の密閉、および／または車体に課せられた衝突または剛性に関する要件への準拠、またはシャーシ機能の実行など、を同時に果たす。このような諸機能の組み込みによって、例えば、電磁場に対する遮蔽のための追加の遮蔽壁の省略、または大幅に小型化および／または軽量化された追加の遮蔽壁の設計、が可能になる。どちらの場合も、軽量化とコスト削減とをもたらす。本発明による解決策の更なる特徴は、必要な据え付けスペースが最小化されることである。構造設計および／または強度要件への準拠は、少なくとも１つの鋼板の使用によってほぼ達成される。
５０Ｈｚ乃至２００ｋＨｚ、特に６０ｋＨｚ乃至２００ｋＨｚ、の周波数範囲内の電磁場用の本発明による磁場遮蔽体を用いることによって、公知の解決策に勝る特定の諸利点が実現される。
本発明による磁場遮蔽体の金属板同士を接合するプラスチックおよび／またはエラストマーから成る少なくとも１つの層は、音響および／または熱絶縁機能も果たすことができる。これは、この層を使用すると、当該車両における遮音（特に防音）および断熱の両方を向上できることによる。このプラスチックおよび／またはエラストマーから成る層は、電磁鋼板から成る少なくとも１つの層、および／または鋼板から成る少なくとも１つの層、より厚いことが好ましい。
この複合板は、車体部分またはシャーシ部分として具現化されることが好ましい。
本発明による磁場遮蔽体の上記諸利点は、特に、この車体部分が、好適な一実施形態により、充電式電池を搭載した電動自動車のフロアパネルを画成する場合に、実現される。
本発明の別の好適な実施形態は、フロアパネルとして具現化される磁場遮蔽体が、電池のインダクティブ充電用のコイルが配置されるトラフ形状またはトンネル形状の構造を有することを特徴とする。磁場遮蔽体のこの幾何学的実施形態とトラフ形状またはトンネル形状の構造内へのコイルの配置とにより、磁場遮蔽体の遮蔽効果が追加部品なしに改良される。
本発明の別の有利な実施形態によると、フラップ、カラー、またはベローから形成されたガードがフロアパネルに取り付けられる。このガードはコイルを包囲し、引き込みすなわち上昇位置から、張り出しすなわち下降位置に、およびこの逆に、移動できるように駆動装置を備える。この可動ガードによってコイル下方の領域を封鎖できるので、動物、例えば猫、はコイル下方のこの封鎖領域に入ることができない。この可動ガードも同様に磁場遮蔽体として設計されることが好ましい。
本発明の別の有利な実施形態は、電池充電用のコイルを上昇位置から下降位置に、またはこの逆に、移動するために使用可能な駆動装置がフロアパネルに取り付けられることを特徴とする。このコイルは、下降位置において、動物に対する障壁としての役割も果たす。また、下降位置にあるコイルとフロアパネルとの間の距離が増す。すなわち、車両に搭載されたコイルとこれに対応付けられた、路面に組み込まれたコイルとの間の距離が縮まるので、電池のインダクティブ充電中の交流電磁場への暴露を低減できる。
別の有利な実施形態によると、車体部分として実装される磁場遮蔽体は、特に長手または横部材としても具現化可能である。これは、車両の車体の長手または横部材は、多くの場合、電子部品を収容するために使用され得るので、そこに搭載された電子部品が電磁干渉場から遮蔽されるか、またはこれら電子部品間の電磁干渉場が少なくとも低減されるからである。
また、本発明による磁場遮蔽体の上記諸利点は、特に、車体部分が充電式電池を収容する筐体の壁および／または床を画成する実施形態についても実現される。電池の充電中および出力中、隣接する高感度の電子部品に干渉し得る変動電磁場が電池の周囲領域に発生する。本発明による磁場遮蔽体は、電磁場に起因する隣接電子部品の誤動作を防止できるか、または少なくとも著しく低減できる。
本発明による磁場遮蔽体は、少なくとも１つの電磁鋼板が電磁波放射源に面するように配置されることが好ましい。
衝突および剛性に関する高い要件に準拠するために、本発明による磁場遮蔽体の別の有利な実施形態では、電磁鋼板は、鋼板から成る２つの層の間にコア層として配置され、その両面が、プラスチックおよび／またはエラストマーから成る層によって、鋼板から成る２つの層に一体に接合される。また、この実施形態では、磁場遮蔽体の音響特性を向上できる。
磁場遮蔽体が特に長い耐用寿命を達成するために、別の実施形態によると、鋼板はステンレス鋼から成る。
別の実施形態によると、防食層を複合板の少なくとも一面に設けることによって長い耐用寿命を達成することもできる。
衝突および剛性に関する高い要件に準拠するために、磁場遮蔽体は可能最小の重量を有するが、別の実施形態によると、鋼板はオーステナイト鋼製、または引っ張り強度が少なくとも３５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも４８０ＭＰａ、特に好ましくは少なくとも６５０ＭＰａである、より高強度の鋼製である。
部品軽量化のために部品剛性を向上するために、本発明による磁場遮蔽体の別の好適な実施形態によると、磁場遮蔽体は成形によって製作された三次元構造を車体部分またはシャーシ部分として有する。特に、本発明による磁場遮蔽体は、トラフ形状またはトンネル形状の構造を車体部分として有することができる。
以下に、複数の例示的実施形態を示す図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
３層磁場遮蔽体の断片の断面図を示す。 ５層磁場遮蔽体の断片の断面図を示す。 電動車両のフロアパネルの断面図を示す。 別の例示的実施形態による電動車両のフロアパネルの断面図を示す。 別の例示的実施形態による電動車両のフロアパネルの断面図を示す。 電池筐体を備えた電動車両のフロア構造の断面図を示す。
図１は、３層複合板（サンドイッチ板）１の断片を示す。この板１は、特に５０Ｈｚ乃至２００ｋＨｚの周波数範囲内の、電磁場用の磁場遮蔽体として適しており、更に所定寸法に切断することによって、および／または成形することによって、車両、特に電動車両、の車体部分またはシャーシ部分に加工される。
参照符号１．１は、電磁鋼板から成る層を示す。この電磁鋼板は、方向性の電磁鋼板でも、または無方向性の電磁鋼板でもよい。電磁場の遮蔽は、主に層１．１によって、すなわち電磁鋼板によって、もたらされる。
また、図１によるサンドイッチ板１は、鋼板から成る層１．２とプラスチックおよび／またはエラストマーから成る層１．３とを備える。構造設計および／または強度要件への準拠は、殆ど、または主に、鋼板から成る層１．２によって達成される。プラスチックおよび／またはエラストマーから成る層１．３は、金属層１．１、１．２を接合するために用いられる。層１．３は、接合層とも称され得る。更に、層１．３は、車体部分またはシャーシ部分として実装された磁場遮蔽体の音響特性を向上させることができる。したがって、本発明によるサンドイッチ板１は、全ての要件（遮蔽、構造）に準拠する。ここには図示されていないが、層１．３は、金属層１．１、１．２の少なくとも一方より厚くすることができる。
図２は、磁場遮蔽体が一体化された車体部分またはシャーシ部分を製作するための、本発明による複合板（サンドイッチ板）１の第２の例示的実施形態を示す。サンドイッチ板１は、電磁鋼板から成るコア層１．１を備える。コア層１．１は、その両面が、プラスチックおよび／またはエラストマーから成る層１．３１、１．３２によって、鋼板から成る層１．２１、１．２２に一体に接合される。接続層（接合層）１．３１、１．３２は、サンドイッチ板１の音響特性を向上させることができる。接続層（接合層）１．３１、１．３２は、金属層１．２１、１．２２の少なくとも一方より厚くすることができる（ここには図示せず）。
図１および図２にそれぞれ示されているサンドイッチ板１に用いられる鋼板１．２または１．２１、１．２２は、例えば、オーステナイト鋼製、ステンレス鋼製、および／または高強度鋼、特に二相鋼製、の板である。層（単数または複数）１．２または１．２１、１．２２に用いられる鋼板の引っ張り強度は、少なくとも３５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも４８０ＭＰａ、特に好ましくは少なくとも６５０ＭＰａ、に達する。
図３乃至５は、電動車両のフロア３の複数の例示的実施形態の略図を含む。何れの場合も、トンネル形状またはトラフ形状の凹部３．１がフロア３に形成されている。電動車両の電池のインダクティブ充電用のコイル７が凹部３．１に配置されている。参照符号８は、電動車両のインダクティブ充電用のコイル９が少なくとも１つ組み込まれた路面または駐車面を示す。充電用コイル９が組み込まれた駐車面８は、例えば、車庫または駐車場に配置可能である。
図３乃至５に示されている複数の例示的実施形態において、フロアパネル３は、何れの場合も、図１または図２によるサンドイッチ板１から成る。図１によるサンドイッチ板１を用いるとき、電磁鋼板１．２はコイル７に面することが好ましい。コイル７とは反対側の面に電磁鋼板を用いることも本発明の範囲に含まれる。また、図１によるサンドイッチ板１は、防食層、例えば亜鉛層または亜鉛−ニッケル層、がサンドイッチ板のコイル７側の面に設けられることが好ましい。
図４に示されている例示的実施形態においては、複数のフラップ３．２から形成されたガードがフロアパネル３に取り付けられる。このガードは、コイル７を包囲し、引き込みすなわち上昇位置から、張り出しすなわち下降位置に、またはこの逆に、移動できるように駆動装置（図示せず）を備える。電動車両の移動中、フラップ３．２は上方に引き込まれている。他方、駐車面８での電動車両の電池のインダクティブ充電中、フラップ３．２は下方に張り出された位置にある。フラップ３．２の両位置が図４に示されている。
図５による例示的実施形態においては、コイル７を上昇位置から下降位置に、およびこの逆に、移動するために使用可能な駆動装置（図示せず）がフロアパネル３に取り付けられる。参照符号３．３は、コイル７用の上昇および下降可能なガイドと、コイル７から電池６（図６を参照）に至る電力線とに割り当てられている。
図６は、電動車両のフロア構造を示す。電動車両のフロアは、長手および横部材２と少なくとも１つのフロアパネル３とから構成される。電池筐体（電池室）４がフロアに収容または一体化される。電子部品５がフロア内および／またはフロア上に取り付けられる。電池６の出力または電力消費によっては、電子部品に干渉し得る変動電磁場が複数発生する。これら干渉場は、電池筐体４に配置された複数の小さな矢印によって模式的に示されている。電子部品５間の電磁干渉場は、フロア構造または電池筐体４の構造部品内の、良好な遮蔽特性を有する材料によって低減される。この目的のために、フロアパネル３、横および／または長手部材２、および／または電池筐体４は、図１および／または図２によるサンドイッチ板１で構成される。サンドイッチ板１の層１．２（あるいは１．２１および／または１．２２）は、ここで、引っ張り強度が少なくとも４８０ＭＰａ、特に好ましくは少なくとも６５０ＭＰａ、である高強度鋼から成ることが好ましい。これは、良好な遮蔽効果に加え、特に電池６のための、良好な衝突保護を実現できる。
本発明の実現は、図面に示されている各例示的実施形態に限定されるものではない。実際に、異なる設計であっても、添付の特許請求の範囲に述べられている発明を利用する多数の変形例が可能である。特に、本発明による磁場遮蔽体は、電磁鋼板から成る層１．１を２つ以上備えることもできる。また、本発明の範囲は、図３乃至６に示されている各例示的実施形態の設計上の特徴の全て、または一部、の組み合わせを含む。

Claims (16)

  1. 上下に配置された少なくとも３つの層（１．１、１．２、１．３；１．１、１．２１、１．２２、１．３１、１．３２）から形成された複合板（１）を基本的に備えた、好ましくは５０Ｈｚ乃至２００ｋＨｚの周波数範囲内の、電磁場用の磁場遮蔽体であって、前記層の少なくとも１つが電磁鋼板または電磁鋼帯から成る磁場遮蔽体において、前記層のうちの少なくとも１つは鋼板から成り、前記層のうちの少なくとも１つはプラスチックおよび／またはエラストマーから成り、前記プラスチックおよび／またはエラストマーから成る少なくとも１つの層（１．３；１．３１、１．３２）は、前記電磁鋼板または電磁鋼帯から成る少なくとも１つの層（１．１）と前記鋼板から成る少なくとも１つの層（１．２；１．２１、１．２２）とを互いに一体に接合することを特徴とする磁場遮蔽体。
  2. 前記複合板（１）は車両の車体部分またはシャーシ部分として実装されることを特徴とする請求項１に記載の磁場遮蔽体。
  3. 前記車体部分は、充電式電池（６）を備えた電動自動車のフロアパネル（３）を画成することを特徴とする請求項１または２に記載の磁場遮蔽体。
  4. 前記フロアパネル（３）は、前記電池（６）のインダクティブ充電用のコイル（７）が配置されるトラフ形状またはトンネル形状の構造（３．１）を有することを特徴とする請求項３に記載の磁場遮蔽体。
  5. フラップ（３．２）、カラー、またはベローから形成されたガードが前記フロアパネル（３）に取り付けられ、前記ガードは前記コイル（７）を包囲し、引き込みすなわち上昇位置から、張り出しすなわち下降位置に、およびこの逆に、移動できるように駆動装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の磁場遮蔽体。
  6. 前記コイル（７）を上昇位置から下降位置に、およびこの逆に、移動するために使用可能な駆動装置が前記フロアパネル（３）に取り付けられることを特徴とする請求項４または５に記載の磁場遮蔽体。
  7. 前記車体部分は長手または横部材（２）として具現化されることを特徴とする請求項２に記載の磁場遮蔽体。
  8. 前記車体部分は、充電式電池（６）を収容するための筐体（４）の壁および／または床を画成することを特徴とする請求項２または３に記載の磁場遮蔽体。
  9. 前記電磁鋼板（１．１）は電磁波放射源に面することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  10. 前記電磁鋼板は、鋼板から成る２つの層（１．２１、１．２２）の間にコア層（１．１）として配置され、前記電磁鋼板（１．１）は、その両面が、プラスチックおよび／またはエラストマーから成る層（１．３１、１．３２）によって、前記鋼板から成る層（１．２１、１．２２）に一体に接合されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  11. 前記鋼板（１．２；１．２１、１．２２）はステンレス鋼製であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  12. 前記鋼板（１．２；１．２１、１．２２）はオーステナイト鋼製、または引っ張り強度が少なくとも３５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも４８０ＭＰａ、特に好ましくは少なくとも６５０ＭＰａであるより高強度の鋼製であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  13. 車体部分またはシャーシ部分としての前記複合板（１）は、成形によって製作された三次元構造を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  14. 車体部分またはシャーシ部分としての前記複合板（１）はトラフ形状またはトンネル形状の構造（３．１）を有することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  15. 防食層が前記複合板（１）の少なくとも一方の面に設けられることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の磁場遮蔽体。
  16. 請求項１乃至１５の何れか１項に記載の磁場遮蔽体が組み込まれた車両、特に電動自動車。

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