JP5159231B2

JP5159231B2 - ノイズフィルタ

Info

Publication number: JP5159231B2
Application number: JP2007255087A
Authority: JP
Inventors: 英司渡辺; 武治依田; 清貴三木; 浩久戸谷
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Soshin Electric Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Soshin Electric Co Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP2009088913A

Description

本発明は、ノイズフィルタに関し、詳しくは、車両の駆動源として用いられる電動機を制御するためのインバータ装置に組み込むのに最適な構造を有するノイズフィルタに関する。

ハイブリッド車の駆動装置は、エンジン及びモータと、モータを制御するインバータ装置と、インバータ装置に電力を供給する直流電源とから構成されている。インバータ装置は、スイッチング素子の作動時に発生する電気ノイズが車両に設けられた他の電気機器の作動に悪影響を与えるおそれがあるため、ノイズフィルタを組み込むことによってノイズを除去することが行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。

一般的なノイズフィルタは、樹脂ケース内にフィルタ回路を樹脂モールドした状態となっており、フィルタ回路側の配線と外部の配線とは、中継用の端子を介して接続されている。端子の構造としては、基板に挿通した端子ボルトの両側に第１ナットを螺着して基板に固定し、内外それぞれの第１ナットと第２ナットとの間に圧着端子をそれぞれ挟着して締付固定する構造が知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、ケース外面部に埋め込んだナットに、フィルタ回路側の接続端子と外部側の接続端子とを重ね合わせてボルトにて締付固定する構造も知られている（例えば、特許文献３参照。）。さらに、ノイズフィルタのフィルタ回路のコンデンサの残留電圧を放電させるために、放電抵抗を内装することが知られている（例えば、特許文献４参照。）。
特開２００２−２２２９１７号公報特開２００６−１９６４１９号公報特開２００２−７６２５５号公報特開平１１−１７７３６９号公報

前記特許文献２に記載された構造では、端子ボルトや各ナットが基板とは別部材になっているため、耐振動性や密閉性に問題があり、さらに、内外の端子が端子ボルトを介して導通することになるため、端子ボルトとして高導通性の真鍮製のものを使用しなければならないことから、ナットの締付強度を高くできず、接続端子の接触抵抗や耐振動性に問題があった。さらに、特許文献３に記載された構造では、フィルタ回路側の接続端子を樹脂ケースの内部から外側に引き出さなければならないため、樹脂ケースの密閉性に問題があった。このようなことから、振動が激しく、厳しい環境にさらされる自動車に搭載する機器の配線接続構造として、より高性能なものが求められている。

また、ノイズフィルタのフィルタ回路には、コンデンサの残留電圧を放電するための放電抵抗が内装されているが、ノイズフィルタを自動車に搭載した場合、この放電抵抗が振動などによって破断するおそれがあった。

そこで本発明は、接続端子の接触抵抗が小さく、耐振動性や密閉性にも優れ、放熱効果の向上も図れる配線接続構造を備えたノイズフィルタを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のノイズフィルタは、樹脂ケース内にフィルタ回路を樹脂モールドしたノイズフィルタにおいて、前記樹脂ケースの内外端子接続部に、外周面に周溝が設けられたナット部材を前記樹脂ケースに貫通状態でインサート成形して埋め込み、前記樹脂ケースの内部側から、フィルタ回路側に接続された内部側接続端子を挿通した固定ボルトを前記ナット部材に螺合して固定ボルトの頭部と前記ナット部材の内端面との間に前記内部側接続端子を挟着し、前記ナット部材から樹脂ケースの外部側に突出した前記固定ボルトの先端部に外部側回路に接続された外部側接続端子を挿通して固定ナットを螺合することにより該固定ナットとナット部材の外端面との間に前記外部側接続端子を挟着したことを特徴としている。

特に、本発明のノイズフィルタは、前記内部側接続端子と前記外部側接続端子とが前記ナット部材を介して導通していること、前記固定ボルトが鉄製又は鋼製であること、また、前記フィルタ回路は、複数のコンデンサと複数の放電抵抗と２つのコイルを有し、前記２つのコイルの間に前記複数の放電抵抗が並列接続されていることを特徴としている。

さらに、本発明は、上記構成のノイズフィルタを組み込んだインバータ装置、また、このインバータ装置を組み込んだハイブリッド車をも含むものである。

本発明のノイズフィルタによれば、ナット部材が樹脂ケースと一体に形成されているので耐振動性や密閉性を向上させることができる。また、内部側接続端子及びボルト頭の部分を樹脂でモールドしたり、樹脂ケース内に密閉した状態とすることにより、密閉性を大幅に向上させることができる。さらに、内部側接続端子と外部側接続端子とをナット部材を介して導通させることにより、ボルトを介して導通させるものに比べて導通性を向上させることができる。

また、固定ボルトと固定ナットとに鉄製又は鋼（例えばステンレス鋼）製のものを使用することにより、締付強度を高くすることができ、接続端子の接触抵抗を小さくでき、耐振動性を更に向上させることができる。加えて、フィルタ回路に複数の放電抵抗を並列接続することにより、一つの放電抵抗が破断しても機能を保持することができ、ノイズフィルタの耐振動性を向上させることができる。

このように形成したノイズフィルターをインバータ装置に組み込むことによってインバータ装置の安定性を図ることができ、また、このようなノイズフィルターを使用したインバータ装置をハイブリッド車に組み込むことにより、振動や熱などの厳しい環境にさらされても確実な作動を安定した状態で得ることができる。

図１は本発明のノイズフィルタの一形態例を示す要部の断面図、図２は外部側接続端子の接続側から見た斜視図、図３はフィルタ回路の一例を示す回路図である。

このノイズフィルタは、複数のコンデンサＣ１〜Ｃ４、コイルＬ１，Ｌ２、並列に設けられた複数の放電抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びアース端子Ｇを備えたフィルタ回路１１を樹脂ケース１２内に樹脂モールドしたものであって、内外端子接続部１３として、一対の入力端子Ｐｉｎ，Ｎｉｎと、一対の出力端子Ｐｏｕｔ，Ｎｏｕｔとを有している。

内外端子接続部１３は、樹脂ケース１２を射出成形する際に外面が６角形のナット部材１４をインサート成形して貫通状態で埋め込んだものであって、ナット部材１４の内端面１４ａは樹脂ケース１２の内面１２ａと面一に、ナット部材１４の外端面１４ｂは樹脂ケース１２の外面１２ｂと面一に形成されている。また、ナット部材１４の内周面には、外端部側にのみ雌ねじ１５が設けられており、外周面には樹脂を入り込ませてアンカー効果を得るための周溝１６が設けられている。

内外端子接続部１３の樹脂ケース１２の内部側には、フィルタ回路１１側に接続された内部側接続端子としてコンデンサＣ１に接続された電極板１７とコイルＬ１，Ｌ２に接続された丸形の圧着端子１８とが接続され、内外端子接続部１３の樹脂ケース１２の外部側には、入力側配線又は出力側配線に接続された外部側接続端子である丸形の圧着端子１９が接続される。

内部側の電極板１７及び圧着端子１８の接続は、電極板１７及び圧着端子１８の通孔に樹脂ケース１２の内部側から固定ボルト２０を挿通し、さらに、固定ボルト２０を前記ナット部材１４内に挿入して先端側の雄ねじ部２０ａを前記雌ねじ１５に螺合して締め付け、固定ボルト２０の頭部２０ｂとナット部材１４の内端面１４ａとの間に電極板１７と圧着端子１８とを挟着することにより行われる。このとき、雌ねじ１５をナット部材１４の外端部側にのみ設けているので、雄ねじ部２０ａと雌ねじ１５との螺合を容易に行うことができる。

一方、外部側の圧着端子１９は、ナット部材１４の外端面１４ｂから樹脂ケース１２の外部側に突出した前記固定ボルト２０の先端側の雄ねじ部２０ａに圧着端子１９の通孔１９ａを挿通し、雄ねじ部２０ａに固定ナット２１を螺合して締め付け、この固定ナット２１とナット部材１４の外端面１４ｂとの間に圧着端子１９を挟着することにより行われる。

このように、樹脂ケース１２に貫通状態でインサート成形したナット部材１４の両端面に内部側の電極板１７及び圧着端子１８と、外部側の圧着端子１９とを固定ボルト２０及び固定ナット２１で締付固定することにより、電極板１７及び圧着端子１８と圧着端子１９とが主としてナット部材１４を介して導通した状態となる。したがって、ナット部材１４に高導通性の真鍮や銅を使用して導通性を確保することにより、固定ボルト２０及び固定ナット２１には、従来のような高導通性が不要となるため、固定ボルト２０及び固定ナット２１に締付強度を高くすることができる鉄製のものや、ステンレス鋼のような鋼製のものを使用することができる。

固定ボルト２０及び固定ナット２１を鉄製あるいは鋼製とすることにより、電極板１７及び圧着端子１８と圧着端子１９とをナット部材１４の両端面１４ａ，１４ｂに強固に締付固定することができるので、接触抵抗を大幅に低減できるとともに耐振動性を大幅に向上させることができる。また、樹脂ケース１２の内部側を樹脂１２ｃでモールドしたり、蓋で密封したりすることにより、内部側の電極板１７及び圧着端子１８が外部に露出することはなく、これらを外部に引き出す必要もないので、樹脂ケース１２の密閉性を十分に確保することができる。

さらに、従来の端子ボルトに比べてナット部材１４の断面積を大きくできることから、導通性だけでなく放熱性も向上するため、フィルタ回路１１の温度上昇を抑えることができる。また、従来の端子板に比べて内外端子接続部１３の樹脂の肉厚を大きくできるため、樹脂ケース１２の強度を増大させることができ、ノイズフィルタの耐振動性を向上させるができる。

このように形成したノイズフィルタをインバータ装置に組み込むことにより、インバータ装置のスイッチング素子から発生するノイズを効果的に除去することができる。さらに、このようなインバータ装置は、振動や熱等の使用環境が厳しいハイブリッド車に使用したときにも安定した作動を期待することができ、このようなインバータ装置を組み込んだハイブリッド車は、モータの制御を安定した状態で確実に行うことができ、走行性能の向上が図れるとともに、各種電機機器も安定した作動状態を得ることができる。

また、フィルタ回路１１に複数の放電抵抗Ｒ１〜Ｒ３を並列に内装したことにより、振動などで一つの放電抵抗が破断したとしても、コンデンサの残留電圧を放電する機能を維持でき、残留電圧の漏電を確実に防止できるので、ノイズフィルタの耐振動性を向上させることができる。

本発明のノイズフィルタの一形態例を示す要部の断面図である。外部側接続端子の接続側から見たノイズフィルタの斜視図である。フィルタ回路の一例を示す回路図である。

符号の説明

１１…フィルタ回路、１２…樹脂ケース、１２ａ…内面、１２ｂ…外面、１２ｃ…樹脂、１３…内外端子接続部、１４…ナット部材、１４ａ…内端面、１４ｂ…外端面、１５…雌ねじ、１６…周溝、１７…電極板、１８，１９…圧着端子、１９ａ…通孔、２０…固定ボルト、２０ａ…雄ねじ部、２０ｂ…頭部、２１…固定ナット

Claims

樹脂ケース内にフィルタ回路を樹脂モールドしたノイズフィルタにおいて、前記樹脂ケースの内外端子接続部に、外周面に周溝が設けられたナット部材を前記樹脂ケースに貫通状態でインサート成形して埋め込み、前記樹脂ケースの内部側から、フィルタ回路側に接続された内部側接続端子を挿通した固定ボルトを前記ナット部材に螺合して固定ボルトの頭部と前記ナット部材の内端面との間に前記内部側接続端子を挟着し、前記ナット部材から樹脂ケースの外部側に突出した前記固定ボルトの先端部に外部側回路に接続された外部側接続端子を挿通して固定ナットを螺合することにより該固定ナットとナット部材の外端面との間に前記外部側接続端子を挟着したことを特徴とするノイズフィルタ。
前記内部側接続端子と前記外部側接続端子とを前記ナット部材を介して導通させたことを特徴とする請求項１記載のノイズフィルタ。
前記固定ボルトが、鉄製又は鋼製であることを特徴とする請求項１又は２記載のノイズフィルタ。
前記フィルタ回路は、複数のコンデンサと複数の放電抵抗と２つのコイルを有し、前記２つのコイルの間に前記複数の放電抵抗が並列接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のノイズフィルタ。
請求項１乃至４のいずれか１項記載のノイズフィルタを組み込んだことを特徴とするインバータ装置。
請求項５記載のインバータ装置を組み込んだことを特徴とするハイブリッド車。