(57)【要約】【課題】  モータ電源ケーブルに沿って配置された信号線に影響を与えることのない、モータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体を提供する。【解決手段】  断面中心１０１、１０２、１０３が正三角形Ａの頂点に位置するように配置したＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３の周囲に、断面中心２００が正三角形Ｂの頂点に位置するように配置した３本の信号線６Ａを配置し、また各正三角形Ａ、Ｂの重心位置を同一とする。この配置により、モータ電源ケーブル５に電流を流すことによって誘起される電磁界によって３本の信号線６Ａに発生するノイズは、それぞれ１２０度の位相差を持った同波形のノイズとなり、３本の信号線６Ａを１本に合流させることにより、ノイズを相殺することができる。よって、電磁界の影響により信号線６で発生したノイズを消滅させることができる。【選択図】              図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流モータと、該三相交流モータへ交流電力を供給するインバータとをモータ電源ケーブルによって接続し、信号を伝達する信号線が前記モータ電源ケーブルに沿って配置されたモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体において、
前記モータ電源ケーブルは、位相差がそれぞれ１２０度であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相交流電力を伝達するＵ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルより構成され、
前記信号線は、前記モータ電源ケーブルと並行する部分が３分割された、第１、第２、第３の信号線から構成され、
前記モータ電源ケーブルの長さ方向から見た場合に、
前記Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルを、各ケーブルの断面中心が正三角形の頂点となる位置に配置し、
前記第１、第２、第３の信号線を、各信号線の断面中心が正三角形の頂点となる位置に配置し、
前記Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルによって形成される正三角形の重心と、前記第１、第２、第３の信号線によって形成される正三角形の重心とを同一とすることを特徴とするモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項２】
前記Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルは、互いに外接していることを特徴とする請求項１記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項３】
前記Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルは、互いに間隔が開いていることを特徴とする請求項１記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項４】
前記第１、第２、第３の信号線は、互いに外接していることを特徴とする請求項１または３記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項５】
前記第１、第２、第３の信号線は、互いに間隔が開いていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項６】
前記信号線は、複数の系統からなる信号線であり、該複数の系統の信号線のうち少なくとも１つ以上の前記信号線が３分割されて、第１、第２、第３の信号線から構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項７】
前記信号線が伝達する信号は、前記三相交流モータの状態を示す状態信号であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【請求項８】
前記第１、第２、第３の信号線の所定位置に、バッファ素子が取り付けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載のモータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流モータとインバータとを接続する電源ケーブルおよび三相交流モータの状態を表す信号を伝達する信号線からなる組合せ体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気エネルギーを動力源として走行する電気自動車がある。電気自動車には、電気エネルギーから力学的エネルギーを得るためのいわゆる自動車用パワーエレクトロニクスシステムが搭載され、これは主に、直流電力を供給するためのバッテリと、直流電力を交流に変換するインバータと、インバータの電気的出力から回転力を得るモータとから構成されている。
インバータは、その筐体内にパワー半導体素子からなるスイッチング素子が備えられ、そのスイッチを開閉することで、モータの所望の回転数を得るための交流電力を直流電力から生成する。
モータは、インバータから出力される交流電力をもとに、電磁気的作用によって回転力を生成する。
【０００３】
これらのモータとしては三相交流モータが用いられ、三相交流モータとインバータとの間には、インバータから三相交流モータへ三相交流電力を供給するための、モータ電源ケーブル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ケーブル）と、これらのモータ電源ケーブルと並行して信号線が配置されている。
インバータは電圧の波形制御を行い、三相交流電力を生成する。この三相交流電力をモータ電源ケーブルに流すことによって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ケーブルには、それぞれ１２０度の位相差を持った電力が流れる。
【特許文献１】特許第２９５５９７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のモータ電源ケーブルおよび信号線においては、モータ電源ケーブルに電力が供給されると、それに伴いモータ電源ケーブルの周辺に電磁界が発生する。モータ電源ケーブルには、信号線と比べて大きな電力が流れるため、モータ電源ケーブルに電力が流されることによって発生する電磁界が、信号線に与える影響は大きいものとなる。したがって、この電磁界によって信号線の信号が変化してしまい、本来の信号を伝達することができなくなり、三相交流モータの制御を実行できなくなる可能性があるといった問題があった。
【０００５】
そこで本発明はこのような問題点に鑑み、モータ電源ケーブルに沿って配置された信号線に影響を与えることのない、モータ電源ケーブルおよび信号線からなる組合せ体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータ電源ケーブルを、位相差がそれぞれ１２０度であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相交流電力を伝達するＵ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルによって構成し、信号線を、モータ電源ケーブルと並行する部分が３分割された、第１、第２、第３の信号線によって構成し、モータ電源ケーブルの長さ方向から見た場合に、Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルを、各ケーブルの断面中心が正三角形の頂点となる位置に配置し、第１、第２、第３の信号線を、各信号線の断面中心が正三角形の頂点となる位置に配置し、Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルによって形成される正三角形の重心と、第１、第２、第３の信号線によって形成される正三角形の重心とを同一とするものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、断面中心が正三角形の頂点に位置するようにＵ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルを配置し、断面中心が正三角形の頂点に位置するように３本の信号線を配置し、各ケーブルおよび信号線によって形成される正三角形の重心を同一とする。
この配置により、モータ電源ケーブルに電流を流すことによって誘起される電磁界は、信号線を３分割することによって形成された３本の信号線に、それぞれ１２０度の位相差を持った同波形のノイズとなって現れ、３本の信号線の合流地点で、モータ電源ケーブルの電磁界によって誘起されたノイズを相殺することができる。よって、ノイズのない信号を信号線によって伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１に、本実施例におけるモータ駆動システムの全体構成を示す。
バッテリ４の直流電力がインバータ３によって三相交流電力に変換され、該三相交流電力がインバータ３からモータ電源ケーブル５を通じて三相交流モータ（モータ）１に供給される。モータ電源ケーブル５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ケーブルより構成される。
インバータ３は、その筐体内にパワー半導体素子からなるスイッチ群を備え、該スイッチを開閉することによって、直流電力を三相交流電力に変換する。
【０００９】
また三相交流モータ１には信号線６が接続され、信号線６はモータ電源ケーブル５に沿って配置されて制御装置２に接続される。
制御装置２は、信号線６から入力された三相交流モータ１の状態信号等にもとづいてインバータ３を制御し、三相交流モータ１の回転数等の制御を行う。
信号線６が伝達する三相交流モータ１の状態信号としては、たとえば、モータの回転角度を検出する位置センサからの信号や、三相交流モータ１の温度を検出する温度センサからの信号がある。
【００１０】
図２に、本実施例における断面図を示す。
モータ電源ケーブル５を構成するＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３は、モータ電源ケーブル５の長さ方向から見た場合に、それぞれのケーブルの断面中心１０１、１０２、１０３が正三角形Ａの頂点に位置するように配置される。
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ケーブル５１、５２、５３は、それぞれの軸芯であるＵ相ケーブル芯８１、Ｖ相ケーブル芯８２、Ｗ相ケーブル芯８３と、それぞれの周囲を被うケーブル被膜７１、７２、７３とからなる。
またＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３は、モータ電源ケーブル５を長さ方向から見た場合に、それぞれのケーブルが他の２つのケーブルと外接するように配置されている。
【００１１】
モータ電源ケーブル５の周囲には、信号線６を構成する３本の信号線６Ａが、それぞれＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３に外接するように配置され、さらに、それぞれ信号線の断面中心２００が正三角形Ｂの頂点に位置するように配置される。
信号線６Ａは、信号線芯９２とその周囲を被う信号線被膜９１とからなる。
なお３本の信号線６Ａは図３に示すように、信号線６の区間Ｘ−Ｙの部分を３つに分けることによって形成される。ここで信号線６の区間Ｘ−Ｙは、モータ電源ケーブル５と並行に配置される部分とする。
【００１２】
また、信号線６Ａを長さ方向から見た場合に、３本の信号線６Ａによって形成される正三角形Ｂの重心と、Ｕ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３によって形成される正三角形Ａの重心とが同じとなるように、３本の信号線６Ａがモータ電源ケーブル５の周囲に配置される。
正三角形Ｂは、正三角形Ａの重心を中心として、正三角形Ａを拡大した図形となる。
【００１３】
本実施例は以上のように構成され、断面中心１０１、１０２、１０３が正三角形Ａの頂点に位置するように配置したＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３の周囲に、断面中心２００が正三角形Ｂの頂点に位置するように配置した３本の信号線６Ａを配置し、また各正三角形Ａ、Ｂの重心位置を同一とする。
この配置により、モータ電源ケーブル５に電流を流すことによって誘起される電磁界によって３本の信号線６Ａに発生するノイズは、それぞれ１２０度の位相差を持った同波形のノイズとなる。
【００１４】
したがって、３本の信号線６ＡをＸ、Ｙ地点で１本に合流させることにより、１２０度の位相差を持った同波形のノイズを、ＸまたはＹ地点で相殺することができる。
これにより、モータ電源ケーブル５の電磁界によって信号線６で発生したノイズを消滅させることができ、ノイズのない信号を信号線６によって伝達することができる。
【００１５】
なお、図４に示すように、３本の信号線６Ａのそれぞれの所定位置にバッファ素子７を備えることもできる。
このバッファ素子７は、３本の信号線６Ａにより形成されるループをつくらないようにすることができる。
これにより、信号線６Ａ自身によって信号がループする（１つの信号線６Ａから他の信号線６Ａへ信号が逆流する）ことを防ぐことができ、ノイズの抑制効果をより高めることができる。
【００１６】
次にモータ電源ケーブル５と信号線６の配置の変形例を示す。
図５に第１の変形例を示す。
モータ電源ケーブル５を実施例と同様に各ケーブルの断面中心１０１、１０２、１０３が正三角形Ａの頂点に位置するように配置する。
モータ電源ケーブル５の周囲に、３本の信号線６Ａを、各信号線の断面中心２００が正三角形Ｃの頂点に位置するように配置する。なお正三角形Ｃは、実施例における正三角形Ｂの上下を反転させたものである。
【００１７】
図６に第２の変形例を示す。
なお本変形例では、三相交流モータ１と制御装置２とをつなぐ信号線として、２系統の信号線６、１６がモータ電源ケーブル５と並行して配置されているものとする。
信号線１６は、実施例における信号線６と同様に、モータ電源ケーブル５と並行して配置される部分が３分割されて、３本の信号線１６Ａが形成されている。
【００１８】
上記実施例と同様に、モータ電源ケーブル５を各ケーブルの断面中心１０１、１０２、１０３が正三角形Ａの頂点に位置するように配置する。
３本の信号線６Ａの断面中心２００が、正三角形Ｂの頂点に位置するように配置する。
さらに、３本の信号線１６Ａが、それぞれＵ相ケーブル５１とＶ相ケーブル５２に、Ｖ相ケーブル５２とＷ相ケーブル５３に、Ｗ相ケーブル５３とＵ相ケーブル５１に外接するようにして配置され、各信号線１６Ａの断面中心３００が正三角形Ｄの頂点に位置している。
また正三角形Ａ、Ｂ、Ｄの重心位置は同じとなるように各信号線やケーブルが配置される。
【００１９】
図７に第３の変形例を示す。
なお本変形例では、三相交流モータ１と制御装置２とをつなぐ信号線として、３系統の信号線１６、２６、３６がモータ電源ケーブル５と並行に配置されているものとする。
また各信号線１６、２６、３６は、実施例における信号線６と同様に、モータ電源ケーブル５と並行して配置される部分が３分割されて、それぞれ３本の信号線１６Ａ、２６Ａ、３６Ａが形成されている。
【００２０】
実施例と同様に、モータ電源ケーブル５の各ケーブルの断面中心１０１、１０２、１０３が正三角形Ａの頂点に位置するように配置される。
第２の変形例と同様に、３本の信号線１６Ａの断面中心３００が、正三角形Ｄの頂点に位置するように配置される。
３本の信号線２６Ａが、それぞれ信号線１６ＡおよびＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３と外接するようにして配置され、各信号線２６Ａの断面中心４００が正三角形Ｅの頂点に位置している。
【００２１】
また３本の信号線３６Ａが、それぞれ信号線１６ＡおよびＵ相ケーブル５１、Ｖ相ケーブル５２、Ｗ相ケーブル５３と外接するようにして配置され、各信号線３６Ａの断面中心５００が正三角形Ｆの頂点に位置している。
さらに正三角形Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆの重心位置は同じとなるように各信号線やケーブルが配置される。
【００２２】
図８に第４の変形例を示す。
なお本変形例では、三相交流モータ１と制御装置２とをつなぐ信号線として、２系統の信号線４６、５６がモータ電源ケーブル５Ａと並行に配置されているものとする。
また各信号線４６、５６は、実施例における信号線６と同様に、モータ電源ケーブル５Ａと並行して配置される部分が３分割されて、それぞれインバータ３本の信号線４６Ａ、５６Ａが形成されている。
【００２３】
モータ電源ケーブル５Ａを構成する、Ｕ相ケーブル５１Ａ、Ｖ相ケーブル５２Ａ、Ｗ相ケーブル５３Ａが、互いに間隔を開け、各ケーブルの断面中心１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａが正三角形Ｇの頂点に位置するように配置される。
また、正三角形Ｇの内側において、３本の信号線４６Ａの断面中心６００が、正三角形Ｈの頂点に位置するように配置される。
またモータ電源ケーブル５Ａの外方において、Ｕ相ケーブル５１Ａ、Ｖ相ケーブル５２Ａ、Ｗ相ケーブル５３Ａと間隔を開けて、３本の信号線５６Ａの断面中心７００が、正三角形Ｉの頂点に位置するように配置される。
また、正三角形Ｇ、Ｈ、Ｉの重心位置は同じとなるように各信号線やケーブルが配置される。
【００２４】
変形例１〜４に示すように、３分割した信号線の断面中心が形成する正三角形の重心と、Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルの断面中心が形成する正三角形の重心とが同じとなるように配置することにより、上記実施例と同様に、モータ電源ケーブルの電磁界の影響により信号線上で発生したノイズを消滅させることができる。
このように、信号線の系統数や、信号線の配置、モータ電源ケーブルと信号線の間隔等は、上記実施例、変形例に限定されることなく、３分割した信号線の断面中心が形成する正三角形の重心と、Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル、Ｗ相ケーブルの断面中心が形成する正三角形の重心とが同じとなるように配置すれば、適宜変更可能である。
【００２５】
また、信号線とモータ電源ケーブルとの配置だけによって、信号線で発生するノイズを消滅させることができるので、モータ電源ケーブルからの電磁界が信号線に与える影響を防止するために、信号線にシールドテープを用いたりする必要がなく、重量増加や、コストの上昇、ケーブルの太さの増大を抑えることができる。
なお、上記実施例および各変形例において、モータ電源ケーブルや信号線の位置は、たとえば図示しないブラケット等を用いることによって保持されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】モータ駆動システムの構成を示す図である。
【図２】本実施例における断面図を示す図である。
【図３】信号線を示す図である。
【図４】信号線の変形例を示す図である。
【図５】第１の変形例を示す図である。
【図６】第２の変形例を示す図である。
【図７】第３の変形例を示す図である。
【図８】第４の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    三相交流モータ
２    制御装置
３    インバータ
４    バッテリ
５    モータ電源ケーブル
６、６Ａ、１６Ａ、２６Ａ、３６Ａ、４６Ａ、５６Ａ    信号線
７    バッファ素子
５１、５１Ａ    Ｕ相ケーブル
５２、５２Ａ    Ｖ相ケーブル
５３、５３Ａ    Ｗ相ケーブル
７１、７２、７３    ケーブル被膜
８１    Ｕ相ケーブル芯
８２    Ｖ相ケーブル芯
８３    Ｗ相ケーブル芯
９１    信号線被膜
９２    信号線芯
１０１、１０１Ａ、１０２、１０２Ａ、１０３、１０３Ａ、２００、３００、４００、５００、６００、７００    断面中心
【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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【図８】
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