JP5314875B2 - ノイズ対策高圧電線 - Google Patents

Description

本発明は、太物で大電流が流れる高圧電線のノイズ対策に関する。

電気自動車やハイブリッドカー等に搭載される走行モータに電力を供給するためとして、高圧電線が用いられている（下記特許文献１参照）。高圧電線は、太物の電線（太物電線）であって、例えば中心導体が２０ｓｑとなるものが用いられている。高圧電線は、低圧のものとは絶縁されており、プラス回路のものとマイナス回路のものとが平行に配索されるようになっている。

高圧電線には、スイッチングされた高電圧が掛かるようになっている。高圧電線は、低周波から高周波まで良好なノイズ抑制効果が得られることが重要になっている。
特開２００５−１５１７１２号公報

高圧電線には大電流が流れることから、この電線付近に磁界が発生するようになっている。磁界は、場合によっては規制対象となり、抑制することが求められている。磁界を抑制するためには、透磁率の高い材料でシールドする方法が知られている（例えば、高周波に対して高い固有抵抗となるフェライトコアを用いる）。しかしながら、この透磁率の高い材料での方法にあっては、製品価格が高くなってしまうという問題点を有している。また、フレキシブル性や取り付け作業性にも影響を来してしまうという問題点を有している。

電磁波ノイズを外部に輻射させないようにする技術としては、２本の電線を撚り合わせてツイストペア線にすることが一般的に知られている（プラス回路となる電線とマイナス回路となる電線とをツイストすると、電磁波ノイズの打ち消し合う作用が大きくなり効果的となる）。そこで、ツイストペア線での技術を高圧電線に適用しようと考えてみたが、この考えにあっては次のような問題点を有している。すなわち、高圧電線は太物であることから、効果が出る程度にはツイストをすることができない（細かなツイストピッチが得られない）という問題点を有している。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、太物電線であっても電磁波ノイズを効果的に打ち消すことが可能なノイズ対策高圧電線を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のノイズ対策高圧電線は、電気自動車における走行用モータとインバータ制御部とを接続し、プラス回路とマイナス回路とからなり大電流が流れる太物の一対の高圧電線の中間部分を、プラス回路用バスバーとマイナス回路用バスバーを介して複数のプラス回路用細物電線と複数のマイナス回路用細物電線とに分岐し、
前記複数のプラス回路用細物電線は、プラス回路からなり大電流が流れる太物の高圧電線の導体の断面積に合う本数で揃え、前記複数のマイナス回路用細物電線は、マイナス回路からなり大電流が流れる太物の高圧電線の導体の断面積に合う本数で揃えてなり、
前記プラス回路用細物電線と前記マイナス回路用細物電線とを撚り合わせて複数のツイストペア線部を形成し、該複数のツイストペア線部を導体総断面積が前記一対の高圧電線の導体断面積と同じになるまでツイストペア線部の状態で束状にまとめられてなるノイズ対策高圧電線であって、
前記ノイズ対策高圧電線は、コネクタを備えてなり、
前記コネクタは、プラス回路となる高圧電線の導体及び複数のプラス回路用細物電線の各導体とを接続するプラス回路用端子と、マイナス回路となる高圧電線の導体及び前記複数のマイナス回路用細物電線の各導体とを接続するマイナス回路用端子を有し、
前記プラス回路用端子は、前記プラス回路となる高圧電線の導体が接続されるプラス回路用バスバーと、前記プラス回路用細物電線の端末に設けられるプラス回路用端子金具とを備え、
前記マイナス回路用端子は、前記マイナス回路となる高圧電線の導体が接続されるマイナス回路用バスバーと、前記マイナス回路用細物電線の端末に設けられるマイナス回路用端子金具とを備え、
前記プラス回路用バスバーは、分岐構造であって前記プラス回路用端子金具が接続されるプラス回路用タブを複数有し、
前記マイナス回路用バスバーは、分岐構造であって前記マイナス回路用端子金具が接続されるマイナス回路用タブを複数有することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、太物となる一対の高圧電線は、電磁波ノイズを打ち消す部分を有する。電磁波ノイズを打ち消す部分は、プラス回路用細物電線とマイナス回路用細物電線とを撚り合わせてツイストペア線部を形成し、さらに、このツイストペア線部を複数、束状にまとめることにより形成される。

本発明によれば、複数のツイストペア線部を束ねることで、ツイストペア線部ごとの電磁波ノイズ打ち消し効果をそのままにして、太物電線では困難であった細かいツイストピッチを得ることが可能になる。また、複数のツイストペア線部を束ねることで、太物電線と同様の取り扱いをすることが可能になる。

また、本発明によれば、太物となる一対の高圧電線は、この中間部分に電磁波ノイズを打ち消す部分を有する。中間部分、言い換えれば電磁波ノイズを打ち消す部分は、電磁波ノイズを打ち消す必要がある部分であって、高圧電線の一部や、例えば高圧電線の端末を残した大半が対象となるものとする。

さらに、本発明によれば、束状になった複数のツイストペア線部の高圧電線に対する接続としてコネクタが用いられる。これにより、ツイストペア線部と高圧電線との接続性が良好になる。

またさらに、本発明によれば、コネクタ内でプラス回路用バスバーやマイナス回路用バスバーによって分岐・集約が行われる。太物電線では困難であった細かいツイストピッチを得ることが可能になる。

さらにまた、本発明によれば、太物電線と同様の取り扱いをすることが可能になる。

請求項１に記載された本発明によれば、太物電線であっても電磁波ノイズを効果的に打ち消すことができるという効果を奏する。また、透磁率の高い材料を用いなくとも電磁波ノイズを打ち消すことができるという効果を奏する。さらに、透磁率の高い材料を用いたものと比べ、フレキシブル性や取り付け作業性を向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、高圧電線の一部や、例えば高圧電線の端末を残した大半の部分の電磁波ノイズを効果的に打ち消すことができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、高圧電線の一部や、例えば高圧電線の端末を残した大半の部分の電磁波ノイズを効果的に打ち消すことができるという効果を奏する。

さらに、本発明によれば、コネクタを用いることで、束状になった複数のツイストペア線部と高圧電線との接続を容易にすることができるという効果を奏する。

またさらに、本発明によれば、分岐・集約をし易くすることができるという効果を奏する。することができるという効果を奏する。

さらにまた、本発明によれば、太物電線と同様の取り扱いをすることができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のノイズ対策高圧電線の一実施の形態を示す模式的な構成図である。また、図２は本発明のノイズ対策高圧電線の模式的な斜視図である。さらに、図３は本発明のノイズ対策高圧電線の減衰効果を示す図であり、（ａ）は実験概略図、（ｂ）はＩＮＰＵＴ時の波形を示す図、（ｃ）はＯＵＴＰＵＴ時の波形を示す図である。

図１及び図２において、引用符号１はプラス回路となる高圧電線（以下、単に高圧電線１と略記する）を示している。また、引用符号２はマイナス回路となる高圧電線（以下、単に高圧電線２と略記する）を示している。これら高圧電線１、２は、太物の電線であって、例えば導体（中心導体）が２０ｓｑとなるものが用いられている。高圧電線１、２は、特に限定するものでないが、例えば電気自動車における走行用モータとインバータ制御部とを接続するために、これらの間に配索されている。高圧電線１、２は、この中間部分３に以下で説明する特徴部分を有することにより、電磁波ノイズ対策を施した高圧電線（ノイズ対策高圧電線）となっている。

高圧電線１、２の中間部分３は、複数のプラス回路用細物電線４と、複数のマイナス回路用細物電線５と、一対のコネクタ６とを含んで構成されている。中間部分３は、電磁波ノイズを打ち消す必要がある部分であるものとする。

複数のプラス回路用細物電線４は、細物電線（導体が例えば１．２５ｓｑや０．５ｓｑなど）であって、この導体の総断面積が高圧電線１の導体の断面積に合う本数で揃えられている。各プラス回路用細物電線４の端末には、端子金具が設けられている。ここでの端子金具は、圧着端子７であるものとする。

複数のマイナス回路用細物電線５は、上記と同様に細物電線（導体が例えば１．２５ｓｑや０．５ｓｑなど）であって、この導体の総断面積が高圧電線２の導体の断面積に合う本数で揃えられている。各マイナス回路用細物電線５の端末には、端子金具が設けられている。ここでの端子金具は、圧着端子８であるものとする（上記圧着端子７と同じものとする）。

複数のプラス回路用細物電線４と複数のマイナス回路用細物電線５は、各々撚り合わせられている。この撚り合わせにより、中間部分３には、複数のツイストペア線部９が形成されている。ここでのツイストピッチＰは、例えば１０〜１５ｍｍとなるように設定されている。複数のツイストペア線部９は、この状態を保ったままで束状にまとめられている。尚、引用符号１０は複数のツイストペア線部９の結束を模式的に示しているものとする。中間部分３は、複数のツイストペア線部９を結束することにより、太物電線と同様の取り扱いをすることができるようになっている。

コネクタ６は、高圧電線１の導体及び複数のプラス回路用細物電線４の各導体を接続するプラス回路用端子１１と、高圧電線２の導体及び複数のマイナス回路用細物電線５の各導体を接続するマイナス回路用端子１２と、これらプラス回路用端子１１及びマイナス回路用端子１２を収納するコネクタハウジング１３とを備えて構成されている。コネクタ６は、太物電線と細物電線とをつなぐ一つの手段であるものとする（太物電線と細物電線とをつなぐ手段としては、かしめ、溶接、はんだ接合、熱圧着、摩擦溶着（超音波接合）等もあり、いずれかを選択してつないでも良いものとする）。

プラス回路用端子１１は、高圧電線１の導体が接続されるプラス回路用バスバー１４と、プラス回路用細物電線４の端末に設けられる上記圧着端子７とで構成されている。プラス回路用バスバー１４は、ここでは平面視略櫛歯状の形状に形成されている。プラス回路用バスバー１４は、分岐構造を有するものであって、圧着端子７が接続されるプラス回路用タブ１５を複数有している。圧着端子７は、特に符号を付さないが、プラス回路用タブ１５に差し込まれて接続される電気接触部と、プラス回路用細物電線４の導体に圧着される電線接続部とを有している。

マイナス回路用端子１２は、上記のプラス回路用端子１１と同様に構成されている。すなわち、マイナス回路用端子１２は、高圧電線２の導体が接続されるマイナス回路用バスバー１６と、マイナス回路用細物電線５の端末に設けられる上記圧着端子８とで構成されている。マイナス回路用バスバー１６は、ここでは平面視略櫛歯状の形状に形成されている。マイナス回路用バスバー１６は、分岐構造を有するものであって、圧着端子８が接続されるマイナス回路用タブ１７を複数有している。圧着端子８は、上記の如く圧着端子７と同じものであり、電気接触部と電線接続部とを有している。

コネクタハウジング１３は、絶縁性を有する合成樹脂材料を用いての成形品であって、プラス回路用端子１１及びマイナス回路用端子１２を収容保持することができるように形成されている。コネクタハウジング１３には、上下二段となる端子収容室（符号省略）が形成されており、上段にはプラス回路用端子１１が、下段にはマイナス回路用端子１２が収容されている（一例であるものとする）。

尚、コネクタ６は、公知の電気コネクタのように、雄コネクタと雌コネクタとで構成するようにしても良いものとする。

上記構成において、プラス回路用細物電線４及びマイナス回路用細物電線５を用い、プラス回路とマイナス回路とを一対にして電線を撚り合わせ（ツイストする）、ツイストペア線部９を形成するようになっている。そして、このツイストペア線部９を導体総断面積が高圧電線１、２の導体断面積と同じになるまで、また、サイズが同じになるまで束ねるようになっている。電線両端は、プラス回路とマイナス回路とを別々にまとめることで、太物電線と同様の扱いができるようになっている。コネクタ６においては、プラス回路とマイナス回路との２回路が複数分岐した状態になっている。ツイストペア線部９を何本も束ねることで、対ごとの電磁ノイズ打ち消し効果はそのままに、太物電線ではできなかった細かいツイストピッチが得られるようになっている。

次に、図３を参照しながら本発明のノイズ対策高圧電線に関し、実験により得られた効果について説明する。

図３（ａ）において、ノイズ発生器２１と終端抵抗２２とを本発明のノイズ対策高圧電線２３で接続するとともに、ノイズ発生器２１の近傍で本発明のノイズ対策高圧電線２３にオシロスコープ２４を接続すると、図３（ｂ）に示すようなＩＮＰＵＴ時の波形が得られる。これに対して、終端抵抗２２の近傍において本発明のノイズ対策高圧電線２３にオシロスコープ２４を接続すると、図３（ｃ）に示すようなＯＵＴＰＵＴ時の波形が得られる。図３（ｂ）及び（ｃ）の波形から、本発明のノイズ対策高圧電線２３は減衰効果が得られることが分かる（実際の減衰は２．６ｄＢの減衰）。尚、本発明のノイズ対策高圧電線２３は、機能性電線であることが分かる。

以上、図１ないし図３を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、太物電線（高圧電線１、２）であっても電磁波ノイズを打ち消すことができる。

この他、本発明によれば、低周波から高周波まで広範囲に電磁波ノイズを打ち消す効果が得られる。また、低周波での磁界を打ち消す効果も期待できるので、磁気シールド材料無しに対策をすることが可能になる。また、システム全体を考えると、電磁波ノイズが外部に漏れ難くなることから、誤作動のリスクを低減することが可能になる。尚、電磁波ノイズを打ち消しきれない部分に関しては、編組などでシールドをすることになるが、少ないシールドで済むようになるのは言うまでもない。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

本発明のノイズ対策高圧電線の一実施の形態を示す模式的な構成図である。 本発明のノイズ対策高圧電線の模式的な斜視図である。 本発明のノイズ対策高圧電線の減衰効果を示す図であり、（ａ）は実験概略図、（ｂ）はＩＮＰＵＴ時の波形を示す図、（ｃ）はＯＵＴＰＵＴ時の波形を示す図である。

符号の説明

１ プラス回路となる高圧電線（高圧電線）
２ マイナス回路となる高圧電線（高圧電線）
３ 中間部分
４ プラス回路用細物電線
５ マイナス回路用細物電線
６ コネクタ
７ 圧着端子（プラス回路用端子金具）
８ 圧着端子（マイナス回路用端子金具）
９ ツイストペア線部
１０ 複数のツイストペア線部の結束
１１ プラス回路用端子
１２ マイナス回路用端子
１３ コネクタハウジング
１４ プラス回路用バスバー
１５ プラス回路用タブ
１６ マイナス回路用バスバー
１７ マイナス回路用タブ
２１ ノイズ発生器
２２ 終端抵抗
２３ ノイズ対策高圧電線
２４ オシロスコープ

Claims (1)

1. 電気自動車における走行用モータとインバータ制御部とを接続し、プラス回路とマイナス回路とからなり大電流が流れる太物の一対の高圧電線の中間部分を、プラス回路用バスバーとマイナス回路用バスバーを介して複数のプラス回路用細物電線と複数のマイナス回路用細物電線とに分岐し、
   前記複数のプラス回路用細物電線は、プラス回路からなり大電流が流れる太物の高圧電線の導体の断面積に合う本数で揃え、前記複数のマイナス回路用細物電線は、マイナス回路からなり大電流が流れる太物の高圧電線の導体の断面積に合う本数で揃えてなり、
   前記プラス回路用細物電線と前記マイナス回路用細物電線とを撚り合わせて複数のツイストペア線部を形成し、該複数のツイストペア線部を導体総断面積が前記一対の高圧電線の導体断面積と同じになるまでツイストペア線部の状態で束状にまとめられてなるノイズ対策高圧電線であって、
   前記ノイズ対策高圧電線は、コネクタを備えてなり、
   前記コネクタは、プラス回路となる高圧電線の導体及び複数のプラス回路用細物電線の各導体とを接続するプラス回路用端子と、マイナス回路となる高圧電線の導体及び前記複数のマイナス回路用細物電線の各導体とを接続するマイナス回路用端子を有し、
   前記プラス回路用端子は、前記プラス回路となる高圧電線の導体が接続されるプラス回路用バスバーと、前記プラス回路用細物電線の端末に設けられるプラス回路用端子金具とを備え、
   前記マイナス回路用端子は、前記マイナス回路となる高圧電線の導体が接続されるマイナス回路用バスバーと、前記マイナス回路用細物電線の端末に設けられるマイナス回路用端子金具とを備え、
   前記プラス回路用バスバーは、分岐構造であって前記プラス回路用端子金具が接続されるプラス回路用タブを複数有し、
   前記マイナス回路用バスバーは、分岐構造であって前記マイナス回路用端子金具が接続されるマイナス回路用タブを複数有する
   ことを特徴とするノイズ対策高圧電線。

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