(57)【要約】【課題】長さに制限を設ける必要がなく、小型化を図ることができ、且つ高周波電流に対しても自己インダクタンスの低減を図ることのできるバスバー配線構造を提供する。【解決手段】一対のバスバー配線構造３０Ａ、３０Ｂが間隔（ギャップＧ）を置いて対向配置され、各前記バスバーに通電されるバスバー配線構造において、一対の前記バスバーには、通電方向の直交方向の少なくとも中央箇所に、前記通電方向の直交方向から見た場合に共に同じ向きに交互に折れ曲がる折曲部１００が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のバスバー（３０Ａ、３０Ｂ）が間隔（ギャップＧ）を置いて対向配置され、各前記バスバーに通電されるバスバー配線構造において、
一対の前記バスバーには、通電方向の直交方向の少なくとも中央箇所に、前記通電方向の直交方向から見た場合に共に同じ向きに交互に折れ曲がる折曲部（１００）が設けられていることを特徴とするバスバー配線構造。
【請求項２】
前記一対のバスバーは、互いに電気的に絶縁され、
前記間隔（ギャップＧ）は、前記バスバーの幅（Ｗ）の１０％以下とされることを特徴とする請求項１に記載のバスバー配線構造。
【請求項３】
前記一対のバスバーは、樹脂封止されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバスバー配線構造。
【請求項４】
前記一対のバスバーは、車両用パワーモジュール（２０）と平滑コンデンサ（１０）との間に配設されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のバスバー配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器の間を接続するバスバー配線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車等でモータとインバータ等の各種電気機器の間を接続する部材として、バスバーが用いられている。
【０００３】
バスバーには、一般的に銅やアルミニウム等で構成された平板形状を有する導電材が用いられている。
【０００４】
このようなバスバーの配線構造に関する技術は種々提案されている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−９０１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、平板形状の導電材からなるバスバーによって、例えば平滑コンデンサとスイッチング素子を搭載するモジュールとの間を接続する場合に、バスバーが有する自己インダクタンスＬがサージ電圧の原因となる。
【０００７】
このようなサージ電圧は、過電圧およびそれに伴う高周波ノイズを引き起こし、半導体素子の破壊や誤動作を招く原因となるという問題がある。
【０００８】
そこで、二つの平板形状の導電材を所定の間隔を挟んで対向させて相互インダクタンスＭを生成することにより、サージ電圧の要因となる自己インダクタンスＬを減らすようにしたバスバーが提案されている。
【０００９】
しかしながら、このような構成においてさらに自己インダクタンスＬを低減しようとする場合には、バスバー自体の長さを短くしたり、静電容量を大きくするために大型化させる必要があり、用途が限定されたり小型化の要請に反するという不都合があった。
【００１０】
また、自己インダクタンスＬを低減させるために、平板形状の導電材の表面積を広げるようにしたバスバーも提案されている。
【００１１】
しかし、バスバーを流れる電流が低周波である場合には上記のように導電材の表面積を広げる対策は有効であるが、高周波電流の場合には直進性が高いため、例えばバスバーの端部を広げるなどの構成をとっても自己インダクタンスＬの低減を図り難いという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高周波電流に対しても自己インダクタンスの低減を図ることのできるバスバー配線構造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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るバスバー配線構造は、一対のバスバーが間隔を置いて対向配置され、各前記バスバーに通電されるバスバー配線構造において、一対の前記バスバーには、通電方向の直交方向の少なくとも中央箇所に、前記通電方向の直交方向から見た場合に共に同じ向きに交互に折れ曲がる折曲部が設けられていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、通電方向の直交方向から見た場合に共に同じ向きに交互に折れ曲がる折曲部が設けられているので、各バスバーの対向面積を増やすことができ、相互インダクタンスＭを増加させて、サージ電圧の要因となる自己インダクタンスＬを低減することができる。
【００１５】
以下、より詳細に説明する。一般的には、バスバーに高周波電流を通電させる場合には、表皮効果によってバスバーの端部で通電し易くなる。これに対し、本発明では、一対のバスバーを対向配置させることによって、表皮効果よりも近接効果を高めてバスバーの中央部分に電流を集中させ、さらに、その中央部分の対向面積を増やすことで、バスバーにおいて、インダクタンスＬの小さい領域を拡大させた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係るバスバー配線構造を適用した電気機器の構成例を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係るバスバー配線構造の構成例を示す図１のａ−ａ線断面図である。
【図３】実施の形態に係るバスバー配線構造の構成例を示す斜視図である。
【図４】比較対象に係るバスバー配線構造を適用した電気機器の構成例を示す説明図である。
【図５】比較対象に係るバスバーの構成例を示す断面図である。
【図６】自己インダクタンスについて説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００１８】
［実施の形態に係るバスバー配線構造］
図１から図３を参照して、実施の形態に係るバスバー配線構造３０について説明する。
【００１９】
図１は、実施の形態に係るバスバー配線構造３０を適用した電気機器Ｍ１の構成例を示す平面図である。
【００２０】
図１に示す電気機器Ｍ１は、平滑コンデンサ１０と、車両用パワーモジュールの一種としてのスイッチングモジュール（ＳＷモジュール）２０とを備えている。
【００２１】
平滑コンデンサ１０は、プラス端子（Ｐ）１１、１３と、マイナス端子（Ｎ）１２、１４を備えている。
【００２２】
また、ＳＷモジュール２０もプラス端子（Ｐ）１５と、マイナス端子（Ｎ）１６を備えている。
【００２３】
そして、平滑コンデンサ１０とＳＷモジュール２０との間が、バスバー配線構造３０によって接続されている。
【００２４】
具体的には、平滑コンデンサ１０のマイナス端子１２と、ＳＷモジュール２０のマイナス端子１６とは、バスバー配線構造３０の一方のバスバー３０Ａで接続されている。
【００２５】
また、平滑コンデンサ１０のプラス端子１１と、ＳＷモジュール２０のプラス端子１５とは、バスバー配線構造３０の他方のバスバー３０Ｂで接続されている。
【００２６】
ここで、図２および図３を参照して本実施の形態に係るバスバー配線構造３０の構成について説明する。
【００２７】
図２は実施の形態に係るバスバー配線構造３０の構成例を示す図１のａ−ａ線断面図、図３はその斜視図である。
【００２８】
実施の形態に係るバスバー配線構造３０は、一対のバスバー３０Ａ、３０Ｂが間隔（ギャップＧ）を置いて対向配置され、各バスバー３０Ａ、３０Ｂに通電されるようになっている。
【００２９】
そして、図２、図３に示すように、一対のバスバー３０Ａ、３０Ｂには、通電方向Ｄ１の直交方向の少なくとも中央箇所に、通電方向Ｄ１の直交方向から見た場合に共に同じ向きに交互に折れ曲がる折曲部１００が設けられている。
【００３０】
より具体的には、図２に示す構成例では、各バスバー３０Ａ、３０Ｂの双方に、三つ折にした蛇腹状の折曲部１００が形成されている。
【００３１】
なお、一対の折曲部１００は、対向する面同士が同じ間隔Ｇを置いて対向配置されている。このように、一対のバスバー３０Ａ、３０Ｂは、ギャップＧを挟むことにより互いに電気的に絶縁されている。
【００３２】
また、各バスバー３０Ａ、３０Ｂは、銅やアルミニウム等で構成される平板状の導電材をプレス加工するなどして上述のような折曲部１００を成形することができる。
【００３３】
なお、図２等に示す折曲部１００は、直線的に折り曲げられているが、これに限定されず、例えば各バスバー３０Ａ、３０Ｂを円弧状（波状）に折り曲げて折曲部１００を形成するようにしてもよい。
【００３４】
ここで、所定の間隔（ギャップ）Ｇは、バスバー３０Ａ、３０Ｂの幅Ｗ（図３参照）の１０％以下とするとよい。
【００３５】
これは、バスバー３０Ａ、３０Ｂの幅Ｗの１０％以下でバスバー同士を接近させたときには、近接効果が顕著となり、バスバー３０Ａ、３０Ｂの中央に電流が集中させることができる。
【００３６】
例えば、各バスバー３０Ａ、３０Ｂの幅Ｗが１０ｍｍである場合には、ギャップＧは１ｍｍ以下とするとよい。
【００３７】
また、これにより相互インダクタンスＭを増やし、サージ電圧の原因となる自己インダクタンスＬを一層低減することができる。
【００３８】
また、一対のバスバー３０Ａ、３０Ｂは、絶縁性、耐熱性を備える樹脂で封止されるようにしてもよい。
【００３９】
これにより、バスバー配線構造３０の絶縁性や耐熱性を向上させることができ、またバスバー配線構造３０の配設時における取扱性を向上させることができる。
【００４０】
［比較対象に係るバスバー等について］
図４から図６を参照して比較対象に係るバスバー１３０および自己インダクタンスＬ等について説明する。
【００４１】
図４は、比較対象に係るバスバー１３０を適用した電気機器Ｍ１０の構成例を示す説明図である。
【００４２】
図４に示す電気機器Ｍ１０は、高電圧バッテリ５０に接続される平滑コンデンサ１０と、負荷としてのモータ６０に接続されるパワーモジュール２０とを備えている。
【００４３】
そして、平滑コンデンサ１０とパワーモジュール２０との間が、バスバー１３０によって接続されている。
【００４４】
ここで、バスバー１３０は、図５に示すように、一対の平板形状の導電材１３０Ａ、１３０Ｂを間隔（ギャップ）Ｇを挟んで対向させた構成となっている。
【００４５】
このような構成により、バスバー１３０は、相互インダクタンスＭを生成することにより、サージ電圧の要因となる自己インダクタンスＬを減らすことができる。
【００４６】
自己インダクタンスＬとなるＬ成分は、例えば図６に示すようなスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を有するような回路においては、コンデンサＣ１とスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２との間に発生する。
【００４７】
ここで、サージ電圧をＥｓ、定常電流をｉとした場合に、
Ｅｓ＝−Ｌ(ｄｉ／ｄｔ）  の関係にあり、サージ電圧Ｅｓは定常電流ｉを妨げる方向に発生する。
【００４８】
これにより、回路の自己インダクタンスＬが大きいほど、サージ電圧Ｅｓは大きくなることが判る。
【００４９】
しかし、上述のようなバスバー１３０を用いた構成において、さらに自己インダクタンスＬを低減しようとする場合には、バスバー１３０自体の長さを短くしたり、静電容量を大きくするためにバスバー１３０を大型化させる必要があり、用途が限定されたり、各種電気機器の小型化の要請に反するという不都合があった。
【００５０】
これに対して、本実施の形態に係るバスバー配線構造３０によれば、各バスバー３０Ａ、３０Ｂの通電方向と直交する断面に折曲部１００が形成されているので、各バスバー３０Ａ、３０Ｂの対向面積を増やすことができ、相互インダクタンスＭを増加させて、サージ電圧の要因となる自己インダクタンスＬを低減することができる。
【００５１】
また、バスバー配線構造３０自体の長さを短くする必要がないので、機器間の接続距離が制限されるなど用途が限定されることがない。
【００５２】
また、静電容量を大きくするために形状を大型化させる必要もないので、バスバー配線構造３０自体の小型化を図ることができ、このバスバー配線構造３０を用いた電気機器の小型化も図ることができる。
【００５３】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載にしたがって解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、平滑コンデンサ１０とＳＷモジュール２０を接続するバスバーを例示したが、特に限定されず、平滑コンデンサとバッテリを接続するバスバーに適用させてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｍ１…電気機器
１０…平滑コンデンサ
１１、１５…プラス端子
１２、１６…マイナス端子
２０…車両用パワーモジュール（ＳＷモジュール）
３０…バスバー配線構造
３０Ａ、３０Ｂ…バスバー
１００…折曲部
【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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