JP6326615B2 - ノイズフィルタ端子 - Google Patents

Description

本発明は、ノイズフィルタ端子に関する。

バスバーを流れる大電流に起因する高周波のノイズ成分を除去するため、バスバーに磁性体コアを設けてノイズフィルタを構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ところで、例えば車両用等の用途においては、ノイズフィルタを固定する際にボルト締めが推奨されることがあり、その際には、ノイズフィルタ付きのバスバーにボルトを取り付ける必要がある。このとき、従来では、バスバーの端子部を利用してまずバスバーとボルトとを互いに接続し、その後、それらをモールド部材で一体にモールドして形成したノイズフィルタ端子が用いられていた。

特開２００５−９３５３６号公報

しかしながら、上記した従来構成のノイズフィルタ端子の場合、バスバーとボルトとを固定する固定部材が必要となり、コストの上昇を招いていた。また、バスバーとボルトとを固定する作業が必要となるため、作業工数の増加を招いていた。すなわち、従来構成のノイズフィルタ端子は、製造工程の簡略化やコストの低減という点において、改善の余地があった。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造工程を簡略化することができるとともにコストを低減することができるノイズフィルタ端子を提供することにある。

ノイズフィルタ端子は、磁性体材料により形成され、中空部が設けられている磁性体コアと、導電性材料により形成され、前記磁性体コアの前記中空部に挿入されて当該磁性体コアを貫通しており、貫通方向に電流が流れた際に前記磁性体コアとともにフィルタ回路を形成する導電バーと、樹脂材料により形成され、前記導電バーの接続部を露出した状態で前記磁性体コアおよび前記導電バーを一体にモールドするモールド部材と、を備え、前記導電バーの両端に外部部材を接続するための接続部を設けるとともに、一方の接続部から他方の接続部までを単一部材で形成した。
これにより、上記した従来構成のようなバスバーとボルトとを固定する固定部材が必要なく、また、バスバーとボルトとを固定する作業も必要なくなる。したがって、製造工程を簡略化することができるとともに、コストを低減することができる。

また、前記モールド部材と、当該モールド部材を貫通している前記導電バーとの間の貫通方向への相対的な移動を規制する第１の移動規制部を備える。これにより、導電バーとモールド部材との間の貫通方向への相対的な移動、つまりは、導電バーがモールド部材に対して貫通方向にずれてしまうことを防止することができる。

また、前記第１の移動規制部は、前記導電バーの前記モールド部材によりモールドされる部位の少なくとも一部に、貫通方向からみた断面形状が異なる部位を設けることで形成されている。つまり、貫通方向において断面形状が異なる部位を設けることで、その段差が貫通方向に対するアンカーとなり、貫通方向への移動を規制することができる。また、追加部材が不要であることから、コストの増加を招くこともない。

また、前記モールド部材と、当該モールド部材により外周がモールドされている前記導電バーとの間において、周方向への相対的な移動を規制する第２の移動規制部を備える。これにより、周方向への相対的な移動、つまりはバスバーがモールド部材に対して周方向に回転することを防止することができる。

また、前記第２の移動規制部は、前記導電バーの前記モールド部材によりモールドされる部位の少なくとも一部に貫通方向からみた断面形状が異なる部位を設けること、または、当該導電バーに貫通方向からみた断面形状を異ならせるための補助部材を取り付けること、のいずれかで形成されている。断面形状が異なる部位を設ける場合、例えば旋盤加工により容易に第２の移動規制部を導電バーに形成することができ、製造工程を簡略化することができる。一方、補助部材を取り付ける場合、導電バーに外側から取り付けることで、取り付け作業を簡便に行うことができるとともに、導電バー自体の構造が複雑化することがない。

また、前記導電バーに設けられている接続部は、少なくともその一方がボルト構造である。この場合、強固な固定構造が必要とされる例えば車両用等の用途に対して好適である。

一実施形態のノイズフィルタ端子を概略的に示す図 一実施形態のノイズフィルタ端子の構成を概略的に示す図 一実施形態のノイズフィルタ端子の内部構造を概略的に示す図 その他の実施形態の軸部材の例を概略的に示す図 その他の実施形態の磁性体コアの例を概略的に示す図

以下、本発明の一実施形態について、図１から図３を参照しながら説明する。
図１（Ａ）に示すように、本実施形態のノイズフィルタ端子１は、樹脂材料で形成されたモールド部材２を、導電性材料により形成された導電バー３が貫通した構成となっている。なお、本実施形態では、ノイズフィルタ端子１は例えば電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源であるＤＣＤＣコンバータへの直流電力供給部や、走行用モータの制御装置への電力供給部等に使用されることを想定したものであり、導電バー３には例えば数１０Ａ〜１００Ａ等の比較的大きな電流が流れる。

ノイズフィルタ端子１のモールド部材２は、例えばフェノール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ（PolyPhenylene Sulfide）やＰＢＴ（PolyButylene Terephthalate）等の熱可塑性樹脂で形成されており、概ね筒状の胴部２ａと、胴部２ａの一方の端部に形成されたフランジ部２ｂとを有している。フランジ部２ｂは、図示しない外部の装置等にノイズフィルタ端子１を固定するために設けられており、金属スペーサ４が配置されている。この金属スペーサ４は、フランジ部２ｂを貫通しているとともに、ネジ等を挿入するための貫通孔４ａが形成されている。

モールド部材２の内側には、図１（Ｂ）に示すように、導電バー３を外周側から囲うように配置されている磁性体コア５と、導電バー３に溶接されている羽根部材６とが設けられている。導電バー３は、例えばクロムモリブデン鋼等の金属材料で形成されており、図２に示すように全体として概ね円柱状に形成されている。また、導電バー３は、その軸方向の両端にボルト部３ａが設けられている。このボルト部３ａは、ノイズフィルタ端子１と外部の部材とを接続するための接続部に相当する。本実施形態の場合、各ボルト部３ａは、雄ねじが設けられたボルト構造、つまり、いわゆるスタッドボルトになっている。なお、本実施形態の導電バー３は、ボルト部３ａの軸心と、後述する中央部３ｂの軸心と、後述するアンカー部３ｃの軸心とが同一直線上に配置されている。換言すると、導電バー３は、一方のボルト部３ａから他方のボルト部３ａまでが、棒状つまり直線状となるように、且つ、単一部材にて形成されている。

この導電バー３には、モールド部材２によりモールドされる部位において、中央部３ｂの直径よりも径大となるアンカー部３ｃが、軸方向において中央部３ｂを挟んだ位置に２つ形成されている。本実施形態の場合、中央部３ｂおよびアンカー部３ｃは、軸方向から視た断面形状がともに円形に形成されている。すなわち、導電バー３には、モールド部材２にモールドされる部位において、貫通方向からみた際の断面形状が異なる部位が形成されている。このアンカー部３ｃは、第１の移動規制部に相当する。なお、見方を変えれば、軸方向からみた際の断面形状が異なる部位である第１の移動規制部が、導電バー３に１つ設けられているとも言える。

この導電バー３は、円環状に形成された磁性体コア５の内周側に配置されることで、磁性体コア５に設けられている中空部５ａを貫通する。以下、導電バー３の軸方向は磁性体コア５およびモールド部材２を貫通する貫通方向に相当するため、軸方向を貫通方向と称して説明する。本実施形態では、導電バー３の中央部３ｂが磁性体コア５の中空部５ａに位置する配置となっている。この導電バー３は、貫通方向に電流が流れた際、磁性体コア５とともにフィルタ回路を形成する。これにより、ノイズフィルタ端子１がノイズフィルタとして機能することになる。

磁性体コア５は、例えばフェライト等の磁性体材料で形成されており、その周方向の一部が不連続となるようにギャップ５ｂが形成されている。ギャップ５ｂは、磁性体コア５の風方向の１箇所に、磁性体コア５の径方向の外周面から内周面に渡って、導電バー３の貫通方向つまりは電流が流れる向きに沿って形成されている。このギャップ５ｂは、導電バー３の周囲に生じる磁界が磁性体コア５に取り込まれた際の磁気抵抗となる。そのため、このようなギャップ５ｂを設けることにより、磁性体コア５内における磁気飽和を抑制することができる。すなわち、ノイズ成分の除去効率が低下することを抑制することができる。なお、ギャップ５ｂの大きさは、必要とされるフィルタ特性等を考慮して適宜設定すればよい。

また、磁性体コア５の貫通方向の両端面には、図１（Ｂ）に示すようにシールド部材５ｃが設けられている。このシールド部材５ｃは、例えば銅やニッケルあるいは鉄等の金属材料、金属材料の粉や箔を含む導電性の塗料あるいは導電性の高分子フィルム等により形成されているとともに、バスバー３と接触しないように、環状に形成されている。このシールド部材５ｃは、磁性体コア５の貫通方向の両端においてノイズの漏れを抑制している。なお、本実施形態では磁性体コア５の貫通方向の両端にシールド部材５ｃを設けているが、一方の端部のみにシールド部材５ｃを設ける構成としてもよい。

羽根部材６は、導電バー３と同様に例えばクロムモリブデン鉱等の金属材料で形成されており、アンカー部３ｃに溶接により取り付けられている。この羽根部材６は、アンカー部３ｃの径方向の外周面に沿った円弧状の胴部６ａと、その胴部６ａの両端から外周側に向かって突出する２つのリブ６ｂとを備えている。本実施形態の場合、胴部６ａは、アンカー部３ｃの半周分程度を覆う形状となっており、リブ６ｂは、アンカー部３ｃの軸心に対して概ね１８０°反対側からそれぞれ突出する状態となっている。このため、羽根部材６が導電バー３に溶接された際、貫通方向から見た導電バー３の見かけ上の断面形状は、羽根部材６が設けられている位置において他の部位と異なっている。すなわち、羽根部材６は、補助部材として機能するものであり、第２の移動規制部に相当する。この羽根部材６は、その全体がモールド部材２によってモールドされている。

次に、上記した構成の作用について説明する。
図３（Ａ）に示すように、ノイズフィルタ端子１は、導電バー３の両端側のボルト部３ａを露出した状態でモールド部材２によりモールドされている。このとき、上記したように、アンカー部３ｃの直径Ｗ１が中央部３ｂの直径Ｗ２よりも径大であることから、貫通方向つまり図３（Ａ）の図示左右方向において、各アンカー部３ｃの中央部３ｂ側の内周面３ｃ１は、それぞれモールド部材２に接触している。これにより、導電バー３に対して貫通方向へ移動するような外力が加わった場合、より具体的には、導電バー３を例えば図示左方側へ移動させるような外力が加わった場合、図示右方側のアンカー部３ｃの内周面３ｃ１がアンカーとして機能することで、導電バー３とモールド部材２との間の貫通方向への相対的な移動が規制される。一方、導電バー３を図示右方側へ移動させるような外力が加わった場合には、図示左方側のアンカー部３ｃの内周面３ｃ１がアンカーとして機能することで、導電バー３とモールド部材２との間の貫通方向への相対的な移動が規制される。

また、本実施形態の場合、アンカー部３ｃの外周面３ｃ２、つまり、上記した内周面３ｃ１と反対側の面は、モールド材から露出している。この外周面３ｃ２は、ボルト部３ａの直径よりも径大に形成されている。このため、外周面３ｃ２は、例えば端子等の外部の部材を接続する際の座部として機能する。これにより、外部の部材と導電バー３との接触面積を増加させることが可能となり、大電流が流れるノイズフィルタ端子１において、接続部位における発熱等を低減することができる。

ところで、導電バー３のボルト部３ａに外部の部材を接続する場合、接続時に導電バー３に周方向への外力が加わることがある。また、外部の部材が接続された後の使用時においても、振動等が加わることがある。すなわち、導電バー３には、モールド部材２に対して周方向へ相対的に移動させるような外力が加わることが想定される。その場合、導電バー３とモールド部材２とが一体成形されているとは言え、外力が大きい場合には、導電バー３の中央部３ｂとアンカー部３ｃの断面形状が図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すようにともに円形となっていることから、導電バー３がモールド部材２に対して周方向へ移動してしまう可能性が懸念される。

そこで、本実施形態では、羽根部材６によって、導電バー３とモールド部材２との間の周方向への相対的な移動を規制している。具体的には、図３（Ｃ）に示すように、羽根部材６のリブ６ｂは、導電バー３の外周面３ｃ２から外側に突出している。この羽根部材６は、導電バー３に溶接されていることから、仮に導電バー３が周方向に回転する場合には、羽根部材６も一体に回転する。ただし、羽根部材６は、その全体がモールド部材２によりモールドされていることから、導電バー３が回転しようとしても、リブ６ｂがモールド部材２により押さえ込まれているため、羽根部材６の回転つまりは導電バー３の回転が規制される。すなわち、羽根部材６によって、導電バー３とモールド部材２との間の周方向への相対的な移動が規制される。

このような構成のノイズフィルタ端子１によれば、次のような効果を得ることができる。
ノイズフィルタ端子１は、両端に外部部材を接続するための接続部であるボルト部３ａが設けられ、一方のボルト部３ａから他方のボルト部３ａまでが単一部材で形成されている導電バー３を用いている。これにより、従来構成のようなバスバーとボルトとを固定する固定部材が必要なく、また、バスバーとボルトとを固定する作業も必要なくなる。したがって、製造工程を簡略化することができるとともに、コストを低減することができる。

また、本実施形態の導電バー３は、概ね円柱状に形成されており、中央部３ｂおよびアンカー部３ｃもその外形が円形に形成されているので、１つの円柱状の基材から旋盤加工により導電バー３を形成することができる。したがって、導電バー３自体を容易に製造することができる。
ノイズフィルタ端子１は、モールド部材２と、当該モールド部材２を貫通している導電バー３との間の貫通方向への相対的な移動を規制する第１の移動規制部であるアンカー部３ｃを備えている。これにより、導電バー３とモールド部材２との間の貫通方向への相対的な移動、つまりは、導電バー３がモールド部材２に対して貫通方向にずれてしまうことを防止することができる。

また、第１の移動規制部としてのアンカー部３ｃは、モールド部材２によりモールドされる部位に、貫通方向からみた断面形状が異なる部位、本実施形態では直径が異なる部位として形成されている。このため、上記した旋盤加工により容易に第１の移動規制部を形成することができ、製造工程を簡略化することができる。また、追加部材が不要であることから、コストの増加を招くこともない。

ノイズフィルタ端子１は、モールド部材２と、当該モールド部材２により外周がモールドされている導電バー３との間において、周方向への相対的な移動を規制する第２の移動規制部としての羽根部材６を備えている。これにより、本実施形態のように概ね円柱状に形成されている導電バー３であっても、周方向への相対的な移動、つまりはバスバーがモールド部材２内で周方向に回転することを防止することができる。

また、羽根部材６は、導電バー３に外側から溶接することで取り付け可能であるため、取り付け作業を簡便に行うことができるとともに、構造が複雑化することもない。
導電バー３に設けた接続部をボルト構造としているので、強固な固定を必要とされる例えば車両用等の用途において、本実施形態のノイズフィルタ端子１を好適に採用することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した一実施形態で例示した構成に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形又は拡張することができる。
例えば、図４（Ａ）に示す導電バー１０ように、導電バー１０の両端にボルト部１０ａを設ける一方、胴部１０ｂには一実施形態のような径小の部位（図３の中央部３ｂ参照）を設けない構造であってもよい。このような構成によっても、従来構成のようなバスバーとボルトとを固定する固定部材が必要なく、また、バスバーとボルトとを固定する作業も必要なくなるので、製造工程を簡略化することができるとともに、コストを低減することができる。

また、このような導電バー１０を採用する場合には、一実施形態で例示した羽根部材６を設けるとよい。羽根部材６は、周方向への相対的な移動を規制するものであるが、その全体がモールドされているので、図３（Ａ）に示したようにモールド部材２に覆われる位置において胴部２ａよりも径大となる。そのため、羽根部材６は、貫通方向への移動を規制する第１の移動規制部としても機能する。さらには、貫通方向におけるリブ６ｂの前後もモールドされていることから、リブ６ｂによっても貫通方向への移動を規制することができる。

また、図４（Ｂ）に示す導電バー１１のように、ボルト部１１ａを有し、中央部１１ｂが平板状に形成されたものを採用してもよい。この場合、一実施形態で例示した導電バー３の中央部３ｂを後加工により押しつぶすことで、容易に導電バー１１の中央部１１ｂを形成することができる。なお、この導電バー１１の場合には、後述する図５（Ｂ）に示すようなコ字状の磁性体コア３０や、図５（Ｃ）に示す分割型の磁性体コア４０を採用してもよい。

また、図４（Ｃ）に示す導電バー１２のように、ボルト部１２ａと、径小の中央部１２ｂと、中央部１２ｂよりも径大なアンカー部１２ｃとを有し、一方の接続部が従来のバスバーと同様の平板状且つ接続穴を設けた端子部１２ｄとなるものを採用してもよい。このような構成とすれば、従来のバスバーを用いている既設の装置に対しても、本発明を容易に適用することができる。また、図４（Ｄ）に示す導電バー１３のように、ボルト部１３ａと、平板状の中央部１３ｂと、アンカー部１３ｃと、平板状の端子部１３ｄとを備えるものを採用してもよい。

また、図４（Ｅ）の導電バー１４のように端子部１４ａと胴部１４ｂとを有するものであれば、その胴部１４ｂに、その内側に凹んで形成された溝部１４ｃを設けてもよい。この溝部１４ｃにモールド部材２が入り込むことにより、貫通方向への相対的な移動および周方向への相対的な移動をともに規制することができる。なお、溝部１４ｃではなく、胴部１４ｂの内側に凹む孔部など、その形状が異なる第１の移動規制部および第２の移動規制部を設けてもよい。その場合、孔部をねじ穴とし、モールド部材２にて覆うことができる程度の小さいボルトを胴部１４ｂから突出するように取り付けて第１の移動規制部および第２の移動規制部を構成してもよい。また、胴部１４ｂを加工することにより、胴部１４ｂから外側に凸となるような第１の移動規制部や第２の移動規制部を形成してもよい。

また、図５（Ａ）に示すように、半円環状に形成された第１コア２０ａおよび第２コア２０ｂを組み合わせて中空部２０ｃとギャップ２０ｂとを形成する分割型の磁性体コア２０を採用してもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、中空部３０ａとギャップ３０ｂとを有するコ字状の磁性体コア３０を採用してもよい。さらには、図５（Ｃ）に示すように、第１コア４０ａおよび第２コア４０ｂを組み合わせて中空部４０ｃとギャップ４０ｄとを形成する分割型の磁性体コア５を構成してもよい。また、これらの磁性体コア２０、３０に、一実施形態で示したシールド部材５ｃに相当するものを設けてもよい。

図面中、１はノイズフィルタ端子、２はモールド部材、３は導電バー、３ａはボルト部（接続部）、３ｃはアンカー部（第１の移動規制部）、５は磁性体コア、５ａは中空部、６は羽根部材（補助部材、第１の移動規制部、第２の移動規制部）、１１〜１４は導電バー、１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａはボルト部（接続部）、１２ｃ、１３ｃはアンカー部（第１の移動規制部）、１２ｄ、１３ｄは端子部（接続部）、１４ｃは溝部（第１の移動規制部、第２の移動規制部）、２０、３０、４０は磁性体コア、２０ｃ、３０ｃ、４０ｃは中空部を示す。

Claims (4)

1. 磁性体材料により形成され、中空部が設けられている磁性体コアと、
   導電性材料により形成され、前記磁性体コアの前記中空部に挿入されて当該磁性体コアを接触しないように貫通しており、貫通方向に電流が流れた際に前記磁性体コアとともにフィルタ回路を形成する導電バーと、
   樹脂材料により形成され、前記導電バーの両端を露出した状態で前記磁性体コアおよび前記導電バーを一体にモールドするモールド部材と、
   前記モールド部材と前記導電バーとの間の貫通方向への相対的な移動を規制する第１の移動規制部と、
   前記モールド部材と前記導電バーとの間の周方向への相対的な移動を規制する第２の移動規制部と、を備え、
   前記導電バーの両端に外部部材を接続するための接続部を設けるとともに、一方の接続部から他方の接続部までを単一部材で形成し、
   前記第１の移動規制部および前記第２の移動規制部は、貫通方向からみた前記導電バーの断面形状を異ならせるための補助部材であって、前記導電バーの外周面に沿った円弧状の胴部と、前記胴部の両端から外周側に向かって突出するリブとを有し、前記モールド部材によって全体がモールドされている羽根部材によって形成されていることを特徴とするノイズフィルタ端子。
2. 磁性体材料により形成され、中空部が設けられている磁性体コアと、
   導電性材料により形成され、前記磁性体コアの前記中空部に挿入されて当該磁性体コアを接触しないように貫通しており、貫通方向に電流が流れた際に前記磁性体コアとともにフィルタ回路を形成する導電バーと、
   樹脂材料により形成され、前記導電バーの両端を露出した状態で前記磁性体コアおよび前記導電バーを一体にモールドするモールド部材と、
   前記モールド部材と前記導電バーとの間の貫通方向への相対的な移動を規制する第１の移動規制部と、
   前記モールド部材と前記導電バーとの間の周方向への相対的な移動を規制する第２の移動規制部と、を備え、
   前記導電バーの両端に外部部材を接続するための接続部を設けるとともに、一方の接続部から他方の接続部までを単一部材で形成し、
   前記第１の移動規制部および前記第２の移動規制部は、貫通方向からみた断面形状が円形である前記導電バーの少なくとも一部を矩形状とし、
   前記第１の移動規制部および前記第２の移動規制部は、前記導電バーにおいて前記モールド部材によってモールドされる部位に設けられ、貫通方向から見た断面形状が円形の２つのアンカー部の間を貫通方向からみた断面形状が異なる矩形状に加工し、前記モールド部材によって全体がモールドされている中央部によって形成されていることを特徴とするノイズフィルタ端子。
3. 磁性体材料により形成され、中空部が設けられている磁性体コアと、
   導電性材料により形成され、前記磁性体コアの前記中空部に挿入されて当該磁性体コアを接触しないように貫通しており、貫通方向に電流が流れた際に前記磁性体コアとともにフィルタ回路を形成する導電バーと、
   樹脂材料により形成され、前記導電バーの両端を露出した状態で前記磁性体コアおよび前記導電バーを一体にモールドするモールド部材と、
   前記モールド部材と前記導電バーとの間の貫通方向への相対的な移動を規制する第１の移動規制部と、
   前記モールド部材と前記導電バーとの間の周方向への相対的な移動を規制する第２の移動規制部と、を備え、
   前記導電バーの両端に外部部材を接続するための接続部を設けるとともに、一方の接続部から他方の接続部までを単一部材で形成し、
   前記第１の移動規制部および前記第２の移動規制部は、前記導電バーにおいて前記モールド部材によってモールドされている部位に設けられ、前記導電バーの外周面から内側に窪んで内部に前記モールド部材が入り込む溝部または孔部によって形成されていることを特徴とするノイズフィルタ端子。
4. 前記導電バーに設けられている接続部は、少なくともその一方がボルト構造であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のノイズフィルタ端子。

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