(57)【要約】【課題】  バッテリとインバータを電力ケーブルにより接続した際のノイズを低減する。【解決手段】  バッテリ１と、バッテリ１からの直流電力を交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２からの交流電力により回転するモータ３と、インバータ２に付設された電力供給用の電極部材２１と、幅広状に形成されて延在する一対の導電部材４１、この導電部材４１に挟まれて幅広状に形成されて延在する絶縁部材４２、およびこれら導電部材４１と絶縁部材４２を被覆する被覆部材４３により構成され、バッテリ１からの直流電力をインバータ２に導く電力供給部材４とを備え、電極部材２１の端部を導電部材４１の端部に接続し、この接続部において電極部材２１と導電部材４１を互いに同一幅に形成するとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータからの交流電力により回転するモータと、
前記インバータに付設された電力供給用の電極部材と、
幅広状に形成されて延在する一対の導電部材、この導電部材に挟まれて幅広状に形成されて延在する絶縁部材、およびこれら導電部材と絶縁部材を被覆する被覆部材により構成され、前記バッテリからの直流電力を前記インバータに導く電力供給部材とを備え、
前記電極部材の端部は前記導電部材の端部に接続され、この接続部において前記電極部材と前記導電部材は互いに実質的に同一幅に形成されるとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合わせることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
バッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータからの交流電力により回転するモータと、
前記インバータに付設された電力供給用の電極部材と、
導電性の接続部材と、
幅広状に形成されて延在する一対の導電部材、この導電部材に挟まれて幅広状に形成されて延在する絶縁部材、およびこれら導電部材と絶縁部材を被覆する被覆部材により構成され、前記バッテリからの直流電力を前記導電部材を介して前記インバータに導く電力供給部材とを備え、
前記接続部材の一端部は前記導電部材の端部に接続され、この接続部において前記接続部材と導電部材は互いに実質的に同一幅に形成されるとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合わせ、
前記接続部材の他端部は前記電極部材の端部に接続され、この接続部において前記接続部材と前記電極部材は同一幅に形成されるとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合わせることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ駆動装置において、
前記インバータを収容する導電性の筐体をさらに備え、
前記電極部材は幅方向の断面形状が変化する断面形状変化部を有し、少なくともこの断面形状変化部は前記筐体の内部に位置するように設けられることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１または３に記載のモータ駆動装置において、
前記電極部材と前記導電部材の接続部を固定する固定部材をさらに備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載のモータ駆動装置において、
前記接続部材と前記導電部材、およびまたは前記接続部材と前記電極部材を固定する固定部材をさらに備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のモータ駆動装置において、
前記固定部材は、前記筐体の内部に位置するように設けられることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１，３，４，６のいずれか１項記載のモータ駆動装置において、
前記電極部材と前記導電部材の接続部を圧着する圧着機構を有することを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項８】
請求項２，３，５，６のいずれか１項記載のモータ駆動装置において、
前記接続部材と前記導電部材、および／または前記接続部材と前記電極部材を圧着する圧着機構を有することを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載のモータ駆動装置において、
前記導電部材は、網目状の構成材からなることを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリからの直流電力を電力ケーブルを介してインバータに供給し、インバータからの交流電力によりモータを駆動するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電気自動車用モータ駆動装置は、電力ケーブルを介してバッテリから供給される直流電力をインバータにより交流電力に変換し、この交流電力によりモータを駆動するように構成される。インバータの内部には、ブリッジ状に接続されたＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が設けられ、これらスイッチの開閉により直流電力が交流電力に変換される。このスイッチングの際、電力ケーブルのインダクタンスに起因して直流電源ライン（Ｐ相・Ｎ相間）にスイッチングノイズが発生し、電力ケーブルから放射ノイズが放出される。
【０００３】
このようなスイッチングノイズを低減するため、従来、電力ケーブルを幅広状に形成し、電力ケーブルの内部の一対の導電体を誘電体を介して対向に配置することで、導電体間の静電容量を増加させるようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３６６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常、インバータには円筒状の電力ケーブルを用いて直流電力が供給される。そのため、インバータの電力供給端子は円筒状の電力ケーブルに対応した形状とされており、上述した幅広状の電力ケーブルを用いる場合、その端部を円筒状にする必要がある。しかしながら、電力ケーブルの端部を円筒状にすると、電力ケーブルの断面形状が変化するため、この断面形状の変化部において電流分布が不均一となり、放射ノイズが発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるモータ駆動装置は、バッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータからの交流電力により回転するモータと、インバータに付設された電力供給用の電極部材と、幅広状に形成されて延在する一対の導電部材、この導電部材に挟まれて幅広状に形成されて延在する絶縁部材、およびこれら導電部材と絶縁部材を被覆する被覆部材により構成され、バッテリからの直流電力をインバータに導く電力供給部材とを備え、電極部材の端部は導電部材の端部に接続され、この接続部において電極部材と導電部材は互いに実質的に同一幅に形成されるとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合わせることを特徴とする。
また、本発明によるモータ駆動装置は、バッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータからの交流電力により回転するモータと、インバータに付設された電力供給用の電極部材と、導電性の接続部材と、幅広状に形成されて延在する一対の導電部材、この導電部材に挟まれて幅広状に形成されて延在する絶縁部材、およびこれら導電部材と絶縁部材を被覆する被覆部材により構成され、バッテリからの直流電力を導電部材を介してインバータに導く電力供給部材とを備え、接続部材の一端部は導電部材の端部に接続され、この接続部において接続部材と導電部材は互いに同一幅に形成されるとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合わせ、接続部材の他端部は電極部材の端部に接続され、この接続部において接続部材と電極部材は実質的に同一幅に形成されるとともに幅方向にはみ出すことなく重ね合せることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バッテリからの直流電力を、幅広状に形成した導電部材と電極部材を介してインバータに導くとともに、導電部材と電極部材の接続部において、導電部材と電極部材を互いに実質的に同一幅に形成し、かつ幅方向にはみだすことなく重ね合わせるようにした。これにより導電部材と電極部材の接触部において、幅方向の電流分布が均一となり、放射ノイズの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図５を参照して本発明によるモータ駆動装置を電気自動車に適用した場合の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示す車両平面図である。モータ駆動装置は、バッテリ１からの直流電力を交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２からの交流電力により回転し、車両を走行させるモータ３と、バッテリ１からの直流電力をインバータ２に導く電力ケーブル（電力供給部材）４とを備える。図１において５は車輪であり、バッテリ１は車両後方に、インバータ２とモータ３は車両前方にそれぞれ配置され、バッテリ１とインバータ２の距離は数メートル離れている。
【０００９】
図２は、電力ケーブル４の断面図である。電力ケーブル４内には上下一対の幅広状のシート状導電部材４１が互いに対向して配置され、この導電部材４１の間に、導電部材４１と同一幅のシート状の絶縁部材４２が介装されている。導電部材４１は銅などにより構成される薄い金属板である。絶縁部材４２はフィルムコンデンサの誘電体として使用される絶縁材であり、誘電率の大きい材料により構成することが好ましい。これら導電部材４１および絶縁部材４２の周囲は被覆部材４３によって被覆され、電力ケーブル４は全体として扁平形状をなしている。被覆部材４３は絶縁材により構成され、電力ケーブル４は周囲から絶縁されている。
【００１０】
このような電力ケーブル４を介してバッテリ１とインバータ２を接続することで、一般的な円筒状の電力ケーブルを介して接続する場合よりも、低インダクタンスでの接続が可能となる。これによりインバータ２で発生したスイッチングノイズを低減することができる。とくにバッテリ１とインバータ２は数メートル離れて配置されるため、電力ケーブル４の長さは長く、一般の円筒状の電力ケーブルを用いた場合と比較し、差異は大きい。
【００１１】
電力ケーブル４とインバータ２の接続部の構成を図３に示す。なお、図３（ａ）は接続部の平面図（上方から見た図）であり、図３（ｂ）は側面図（側方から見た図）である。図３（ｂ）に示すようにインバータ２には電力供給用の上下一対の電極部材２１が付設されている。導電部材４１および絶縁部材４２の先端部は被覆部材４３から露出し、この導電部材４１の両側表面が電極部材２１の内表面により挟まれている。これにより導電部材４１の端部と電極部材２１の端部が接触し、電力ケーブル４とインバータ２が導通する。
【００１２】
また、図３（ａ）に示すように導電部材４１と電極部材２１の幅は互いに等しく、厚み方向（上方）から投影した場合、両者は幅方向に重なり合っている。これにより導電部材４１から電極部材２１へ図示矢印のように電流が流れ、導電部材４１と電極部材２１の接触部Ａの電流分布が均一となる。その結果、不均一な電流分布に起因する放射ノイズの発生を抑制することができる。
【００１３】
図３，４に示した電極部材２１の端部は、図５の平面図に示すように、平滑コンデンサ２３およびＩＧＢＴモジュール２４の数に対応して三つ股に分けられている。すなわち、インバータ２は三相交流電力をモータ３へ供給するので、コンデンサ２３およびＩＧＢＴモジュール２４は各相ごとに設けられ、電極部材２１の端部は櫛歯状に３分割されている。この櫛歯部２１ａに平滑コンデンサ２３およびＩＧＢＴモジュール２４の端子がそれぞれ接続されている。この場合、電極部材２１の幅は櫛歯部２１ａで減少するため、電極部材２１を流れる電流分布は櫛歯部２１ａの手前で不均一となる。この不均一の領域は、図５の点線に示すように櫛歯部２１ａの付け根から４５度の線を引き、隣り合う櫛歯部２１ａから引かれた線同士が交差する範囲（領域Ｂ）までと考えられ、領域Ｂよりも電力ケーブル４側の領域（領域Ｃ）では電流分布は均一である。
【００１４】
図５において、電流分布の不均一の領域Ｂはインバータ２の筐体２５の内部に配置されている。筐体２５は導電性の材料により構成される。これにより筐体２５の内部がシールドされ、領域Ｂで発生した放射ノイズが筐体２５の外部に漏洩することを防止できる。
【００１５】
以上の第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）電力ケーブル４の導電部材４１と絶縁部材４２を幅広状に形成するとともに、この導電部材４１と同一幅にインバータ２の電極部材２１を形成し、導電部材４１と電極部材２１を幅方向へはみ出さずに重ね合わせるようにした（図３）。これにより導電部材４１と電極部材２１の接触部Ａにおいて、幅方向の電流分布が均一となり、放射ノイズの発生を抑制することができる。
（２）平滑コンデンサ２３とＩＧＢＴモジュール２４の接続に対応して電極部材２１の端部を櫛歯状に形成し、電流分布が不均一となる領域Ｂをインバータ２の導電性の筐体２５の内部に収容するようにした（図５）。これにより領域Ｂの放射ノイズが筐体２５の外部に漏洩することを防止できる。
（３）導電部材４１と絶縁部材４２を幅広状に形成し、その周囲を被覆部材４３で覆って扁平状（帯板状）の電力ケーブル４を形成した（図２）。これにより電力ケーブル４を低インダクタンス化することができ、インバータ２で発生したスイッチングノイズを低減することができる。その結果、放射ノイズの発生を抑制することができる。
（４）バッテリ１とインバータ２が車両前後方向に数メートル離して配置されるので（図１）、電力ケーブル４の低インダクタンス化による効果が大きい。
【００１６】
−第１の実施の形態の変形例−
電力ケーブル４とインバータ２の接続部の他の構成を図４に示す。なお、図４（ａ）は接続部の平面図（上方から見た図）であり、図４（ｂ）は側面図（側方から見た図）である。図４では、電力ケーブル４の導電部材４１とインバータ２の電極部材２１が導電性の接続部材２２を介して接続されている。導電部材４１と電極部材２１と接続部材２２の幅は互いに等しく、厚み方向から投影した場合、導電部材４１と接続部材２２および電極部材２１と接続部材２２はそれぞれ幅方向に重なり合っている。これにより導電部材４１から電極部材２１へ図示矢印のように電流が流れ、導電部材４１と接続部材２２の接触部Ａ１、および電極部材２１と接続部材２２の接続部Ａ２の電流分布がそれぞれ均一となる。その結果、不均一な電流分布に起因する放射ノイズの発生を抑制することができる。また、接続部材２２を介して導電部材４１と電極部材２１を接続することで、接続部のレイアウト上の制約が少なくなり、導電部材４１と電極部材２１の接続が容易になる。
【００１７】
−第２の実施の形態−
図６を参照して本発明によるモータ駆動装置の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、導電部材４１と電極部材２１の接触部の構成である。なお、図６において図１〜図５と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００１８】
図６に示すように、第２の実施の形態では、インバータ筐体２５の内部における電極部材２１の電流分布の不均一部（領域Ｂ）で導電部材４１が電極部材２１に接触し、領域Ｂで導電部材４１と電極部材２１がねじ２６により固定されている。このようにねじ２６により導電部材４１と電極部材２１を固定することで、走行時の振動によって電源ケーブル４が脱落することを防止できる。すなわち自動車の場合、一般の家電製品と異なり大きな振動が作用するが、ねじ２６により固定することで十分な耐震性が得られる。
【００１９】
この場合、導電部材４１と電極部材２１をねじ２６で固定するためには、この両者にねじ孔を開口する必要がある。そのため、ねじ孔部で導電部材４１と電極部材２１の幅方向の形状は不均一となり、電流分布が乱れる。しかしながら本実施の形態では、ねじ孔部を領域Ｂに設けるので、電流分布の不均一な領域が拡大することを抑えることができる。また、ねじ孔部を筐体２５の内部に設けるので、電流分布の不均一に起因する放射ノイズが筐体２５の外部に漏洩することを防止できる。
【００２０】
なお、接続部材２２を介して導電部材４１と電極部材２１を接続する場合も同様に、接続部材２２と導電部材４１の接続部、および接続部材２２と電極部材２１の接続部をねじ２６で固定するようにしてもよい。この場合、接続部材２２と導電部材４１の接続部、および接続部材２２と電極部材２１の接続部のいずれか一方または両方を筐体２５の内部に位置させることが好ましい。なお、ねじ以外の他の固定部材を用いてもよい。
【００２１】
−第３の実施の形態−
図７を参照して本発明によるモータ駆動装置の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態が第１の形態と異なるのは、導電部材４１と電極部材２１の接触部の構成である。図７（ａ）は第３の実施の形態に係るモータ駆動装置の導電部材４１と電極部材２１の接触部を示す平面図であり、図７（ｂ）はその側面図、図７（ｃ）は図６（ａ）を矢印Ｚ方向から見た図である。なお、図１〜図５と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００２２】
図７に示すように導電部材４１と電極部材２１は接続部材２２を介して連結されている。接続部材２２の上下両側は絶縁材からなる上下一対の圧着部材２７により挟持され、圧着部材２７はケース２８内に収容されている。ケース２８の上下面にはねじ孔２８ａ（雌ねじ）が開口され、このねじ孔２８ａに圧着ボルト２９が螺合している。図示のように圧着ボルト２９を締め付けると、圧着部材２７を介して圧着ボルト２９により接続部材２２が押され、導電部材４１と接続部材２２、および電極部材２１と接続部材２２の接触力がともに増加する。これにより電気の流れを妨げる接触部の接触抵抗が低減し、導電部材４１から接続部材２２、および接続部材２２から電極部材２１へと効率よく電気を流すことができるとともに、接触強度が増加し、耐震性が向上する。
【００２３】
なお、接続部材２２を介さずに導電部材４１と電極部材２１を接触する場合にも（図３）、上述したのと同様、圧着部材２７で圧着させるようにしてもよい。ケース２８にねじ孔２８ａを開口し、ねじ孔２８ａに圧着ボルト２９を螺合して圧着するようにしたが、圧着機構の構成はこれに限らない。
【００２４】
上記実施の形態では、導電部材４１を薄い金属板としたが、金属板の代わりに網目状の金属製導電部材４１を用いてもよい。これにより導電部材４１の屈曲が容易になり、屈曲の際に導電部材４１が断裂するおそれを回避できる。また、導電部材４１の体積に対する表面積の割合を大きくできるので、高周波電流が流れた場合の表皮効果によるインピーダンスの増加にも、十分に対処することができる。
【００２５】
上記実施の形態では、電極部材２１と導電部材４１、接続部材２２と導電部材４１、および接続部材２２と電極部材２１をそれぞれ同一の幅としたが、これらはほぼ同一であればよく完全に同一である必要はない。すなわち同等のノイズ低減の効果を得られる程度に実質的に同一であればよい。
【００２６】
以上のモータ駆動装置は、電気自動車に適用したがこれ以外にも適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のモータ駆動装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施の形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示す車両平面図。
【図２】第１の実施の形態に係るモータ駆動装置を構成する電力ケーブルの断面図。
【図３】第１の実施の形態に係るモータ駆動装置を構成する電力ケーブルとインバータの接続部の構成を示す図。
【図４】図３の他の構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係るモータ駆動装置を構成する電極部材の端部の構成を示す図。
【図６】第２の実施の形態に係るモータ駆動装置の要部構成を示す図。
【図７】第３の実施の形態に係るモータ駆動装置の要部構成を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１  バッテリ
２  インバータ
３  モータ
４  電力ケーブル
２１  電極部材
２２  接続部材
２５  筐体
２６  ねじ
２７  圧着部材
２８  ケース
２９  圧着ボルト
４１  導電部材
４２  絶縁部材
４３  被覆部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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