(57)【要約】電力供給ユニットが本明細書に開示され、該ユニットは、バスシステムのそれぞれの電流を流す要素について２つ以上のバスバー要素を使用すること、および異なる電気的位相または電流方向を担う少なくとも１つの他のバスバー要素に平行にかつ隣接して各バスバー要素を配置することにより、電力供給ユニットから発生する磁場を大幅に低減するように設計されている。バスバー要素の様々な構成、ならびに、ユニットのバスバーシステムから発生する磁場を大幅に低減するこのような本発明のバスバー構成を提供するために従来の電力供給ユニットを改良する方法も開示される。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給ユニットであって、該電力供給ユニットは、
バスバーシステムを有し、該バスバーシステムは、電力供給線に接続可能であり、かつ該供給線のそれぞれの特定の電気的位相または電流方向について互いに電気的に接続された少なくとも２つのバスバー要素を有し、前記バスバー要素は、各要素が、異なる位相または電流方向と関連する少なくとも１つの他の電流を流す要素に隣接して位置するように、互いに平行に配置されており、かつ、
前記バスバー要素にそれぞれ電気的に接続されたコンセントを有する、
前記電力供給ユニット。
【請求項２】
該供給線の電気的位相と関連する少なくとも２つのバスバー要素、および、該供給線の電気的中性と関連する少なくとも２つのバスバー要素を有する、請求項１に記載の電力供給ユニット。
【請求項３】
該供給線の電気的接地と関連するバスバー要素を更に有し、前記コンセントが該接地バスバー要素に電気的に接続されている、請求項１または２に記載の電力供給ユニット。
【請求項４】
該バスバー要素が実質的に同一の幾何学的平面内に配置されている、先行する請求項のいずれか１項に記載の電力供給ユニット。
【請求項５】
該電気的位相と関連するバスバー要素および該電気的中性と関連するバスバー要素が、介在する様式で配置されており、該配置では、該接地バスバー要素が、該バスバー配置の中心に位置する、請求項４に記載の電力供給ユニット。
【請求項６】
バスバー要素が、２つの実質的に平行な幾何学的平面内に配置されている、請求項２に記載の電力供給ユニット。
【請求項７】
該電気的位相と関連する２つのバスバー要素、および、該電気的中性と関連する２つのバスバー要素を有する、請求項６に記載の電力供給ユニット。
【請求項８】
該電気的位相と関連する１つのバスバー要素および該電気的中性と関連する１つのバスバー要素が第１の幾何学的平面内において平行に配置され、かつ該電気的位相と関連する１つの他のバスバー要素および該電気的中性と関連する１つの他のバスバー要素が第２の幾何学的平面内において平行に配置され、かつこれらの幾何学的平面は実質的に互いに平行であるように、該バスバー要素が配置されている、請求項７に記載の電力供給ユニット。
【請求項９】
接地バスバーを有し、該接地バスバーは、該幾何学的平面の１つ内に配置されたバスバー要素の間に位置する、請求項８に記載の電力供給ユニット。
【請求項１０】
接地バスバーを有し、該接地バスバーは、該幾何学的平面の１つ内に配置されたバスバー要素に隣接して位置する、請求項８に記載の電力供給ユニット。
【請求項１１】
該電気的位相と関連する該２つのバスバー要素が第１の幾何学的平面内において平行に配置されており、かつ該電気的中性と関連する該２つのバスバー要素が、該第１の幾何学的平面と実質的に平行である第２の幾何学的平面内において平行に配置されており、それにより、他の幾何学的平面内に位置し、かつ異なる位相または電流方向と関連する電流を流す２つのバスバー要素の間の中点より上に少なくとも１つのバスバー要素が位置するように、該バスバー要素が配置されている、請求項７に記載の電力供給ユニット。
【請求項１２】
バスバーシステムから発生する磁場を抑制するための方法であって、該方法は、
２つ以上のサブバスバー要素を用いて該バスバーシステムのそれぞれのバスバー要素を実装することを有し、特定のバスバー要素と関連する該２つ以上のサブバスバー要素の断面積は、前記２つ以上のサブバスバー要素の間の前記特定のバスバー要素と関連する電流を均等に分配するように設定されており、
異なる位相または方向の電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して各サブバスバー要素が位置するように、該サブバスバー要素を互いに平行にかつ介在する様式で配置することを有し、かつ、
電流の特定の位相または方向と関連するサブバスバー要素をこれらの間で電気的に接続することを有する、
前記方法。
【請求項１３】
該サブバスバー要素が同一の幾何学的平面内に整列される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
該サブバスバー要素が、所定の体積内に介在する様式で均等に分配される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
電力供給ユニットを改良するための方法であって、該方法は、
電流の特定の位相または方向と関連する該電力供給ユニットの各バスバー要素に対して少なくとも１つのサブバスバー要素を平行に配置することを有し、かつ、
電流の同一の特定の位相または方向と関連する少なくとも１つのサブバスバー要素および前記バスバー要素を電気的に接続することを有する、
前記方法。
【請求項１６】
前記サブバスバー要素の１つ以上のソケットを接続することを有する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概しては、壁取付型および携帯型の拡張コンセントユニット（テーブルタップ（power strips/bars））などの電力供給ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給ユニット（配電ユニット; power distribution units）は、多数の電気デバイスが単一の電気ソケットから電力供給されることを可能とする電気ソケットの構成を提供する。これらの電力供給ユニットは、通常、壁取付ユニットおよび携帯型拡張テーブルタップの形態で提供される。図１Ａおよび１Ｂに例示されるように、単相の電力供給ユニット１０は、通常、電力供給線１１、電力供給線１１に電気的に接続されたバスバーシステム１４、およびバスバーシステム１４に電気的に接続された複数の電気ソケット１５を有する。バスバーシステム１４および電気ソケット１５は、通常、電力供給ユニット１０に電気的に接続された電化製品（図示せず）の並列な電気接続を提供するように構成される。バスバーシステム１４は、典型的に３つのバスバーを含み、該３つのバスバーは、システムの電気的位相と関連するバスバー要素１４ｐ、システムの電気的接地と関連するバスバー要素１４ｇ、およびシステムの電気的中性（electrical neutral）と関連するバスバー要素１４ｎを有する。バスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎは、電力供給線１１の、それぞれ電気的位相、接地、および中性のワイヤ１１ｐ、１１ｇおよび１１ｎに電気的に接続される。この例では、電力供給ユニット１０は、電力供給線１１に接続された電気プラグ１１ｃを通じて電力グリッドに接続可能である。
【０００３】
典型的には、電力供給ユニット１０は、電気絶縁性ハウジング（図示せず）内に取り囲まれ、ユニットの電気が流れているバスバーおよびソケット要素にユーザーが偶発的に接触することを防止する。
【０００４】
電力供給ユニットの設計は、通常、電力供給ユニットが（例えば過加熱による）損傷なしに所望の電力を供給することを可能にするための電気伝導体の好適な材料および十分な断面積の選択に主に関する。しかしながら、設計の検討は、通常、稼働の間に電力供給ユニットから発生する磁場には関係せず、これは、電化製品（例えば、有線／無線のデータ通信、オーディオケーブル、医療機器、など）の稼働における干渉（妨害）の原因となることがあり、そしてまた、使用の間にこれらのユニットの近くにいる人に対して健康上の危険を与え得る。
【０００５】
図１Ｂは、バスバーシステム１４のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎの側面図を示す。図示されるように、バスバー１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎは、典型的に、無作為の順序で同一平面内に実質的に整列している。典型的に、そのように構成されたバスバーから使用時に発生する磁場は、構成的に互いに干渉し、それにより、電力供給ユニット１０から発生する全体の磁場の大きさを増大させる。
【０００６】
電気が流れる要素により作られる磁場および／または電磁障害（electromagnetic interferences; ＥＭＩ）を減弱するためのいくつかの試みが為されている。例えば米国特許第５，９８６，３５５号には、乗り物中の交番磁界の低減が示唆されており、該乗り物は、少なくとも１つの電気システムを有し、該電気システムは、少なくとも２つの要素を有し、該要素の少なくとも１つは電気を生成および／または消費する１つ以上の構成要素を有し、かつそれは、低周波磁場を生成する交流電流成分を有する電流が流れる少なくとも１つの接続ケーブルを通じて接続されている。この刊行物にはさらに、交流電流成分を検出するように構成された少なくとも１つの検出要素、およびその使用と共に補償電流を生成するための手段の使用が記載されている。低周波磁場が低減または除去され得るように、補償電流が接続ケーブルに隣接して流れる。
【０００７】
米国特許第７，３１０，２４２号に記載の別の例では、電気配線システムにおいて電気接続を包囲するために使用される分電箱は、電磁場による貫通に抵抗性であるハウジング、および電気接続を形成する複数の電気伝導体を有するように構成される。ミラー板がハウジング内に配置され、ミラー電流を生成して該複数の電気伝導体を流れる電流により生成される電磁場を抑制する。
【発明の概要】
【０００８】
電力供給ユニットのバスバーシステムから発生する磁場を抑制できる電力供給ユニットの必要性が当該技術分野において存在する。電力供給ユニットは、バスバーシステムのバスバー要素を通じてかなりの量の電力を、電気的負荷（電化製品）を供給するコンセントに送るように設計されている。電力供給ユニット内のバスバー要素の構成および接続は、典型的には、バスバー要素から発生する磁場の構成的な干渉を惹起し、それにより、使用の際にユニットに電気的に負荷を加えた時、バスバー要素から発生する磁場は有意に増大し得る。このような望ましくない高磁場は、種々の電気機器（例えば、ペースメーカー、無線機器、通信機器、および電線）に干渉を誘発する可能性があり、また曝露の蓄積は健康上の危険（例えば、白血病）を与え得る。
【０００９】
本発明の発明者らは、各サブバスバー要素が異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して位置するように、互いに平行に配置され、かつ所定の体積（または平面）内でコンパクトな介在する様式で均等に分配された複数のサブバスバー要素を通じて、バスバーシステムを通じて送られる電流を均等に分割することにより、電力供給ユニットのバスバーシステムから発生する磁場を有意に抑制／減弱できることを見出した。
【００１０】
介在する様式／配置という用語は、電流が流れる要素（例えば、バスバーまたはサブバスバー要素）の配置であって、各要素が、異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つの他の要素に隣接して位置するものをいうために本明細書において使用される。例えば、限定的なものではないが、一部の実施形態において、電流が流れる要素の少なくとも一部は、異なる位相または電流方向の電流と関連する２つの他の要素の間に位置するか、または異なる位相または電流方向の電流と関連するいくつかの要素によって囲まれる。
【００１１】
サブバスバー要素の断面積を適切に選択することにより、バスバーシステムにより送られる電流は、サブバスバー要素を通じて所定の体積（または平面）にわたって均等に分配される。前記サブバスバー要素の各々は、サブバスバー要素が関連する具体的な電気的位相または電流方向の電流の予め定められた部分を流す。従って、各サブバスバー要素は、サブバスバー要素が関連する具体的な電気的位相または電流方向の総電流に対して有意に少ない量の電流（５０％またはそれ未満）を流し、それにより、サブバスバー要素を、所定の体積内で互いにより近接して配置することができる。
【００１２】
各サブバスバー要素は比較的少量の電流を流すので、電気的負荷を与えた時にそれらから発生する磁場（magnetic filed）の強度も比較的小さく、それにより、各サブバスバー要素がサブバスバー要素から発生する磁場の破壊的な干渉を惹起する他の位相または他の方向の電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して位置するような、互いに近接したサブバスバー要素の介在する配置は、電力供給ユニットのバスバーシステムから発生する全体的な（即ち、全ての磁気モーメントの合計により得られる）磁場の強度を有意に減弱させる。
【００１３】
この目的のために、本発明の一部の実施形態では、電力供給ユニットから発生する磁場を大幅に抑制する構成および設計が提供される。これは、互いに電気的に接続された少なくとも２つのサブバスバー要素により電気を流す各バスバー（例えば、位相および中性バスバー、および／または電気的に正および負のバスバー）を実装し、かつ各サブバスバーおよびバスバー要素が、異なる位相または電流方向（例えば、反対方向）と関連する電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバーまたはバスバー要素に隣接して位置するようにバスバーシステムを配置することにより実現される。以下において例示されるように、サブバスバーおよびバスバー要素は、所定の平面内で介在する様式で整列するように互いに平行に配置されてもよいし、あるいは所定の体積内で介在する様式で均等に分配されてもよい。
【００１４】
例えば、限定的なものではないが、一部の実施形態では、標準的な電力供給ユニットの従来のバスバーシステムは、例えば、元々のシステムのバスバーの同一平面内（または平行な平面内）に平行に整列するように、少なくとも２つのサブバスバーを元々のバスバーシステムに追加することにより改良される。追加されるサブバスバー要素の一つは、システムの電気的位相を担うバスバー要素に電気的に接続され、他のサブバスバー要素は、システムの電気的中性を担うバスバー要素に電気的に接続され、かつ、バスバーシステムの各バスバーおよびサブバスバー要素が異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバーまたはバスバー要素に隣接して位置するように、サブバスバー要素はバスバーシステムの元々のバスバー要素に平行に配置される。
【００１５】
他の非限定的な実施例では、電気的位相を担う各バスバーおよび／またはサブバスバー要素が、電気的中性を担う少なくとも１つの要素に隣接して位置し、かつ、電気的中性を担う各バスバーおよび／またはサブバスバー要素が、電気的位相を担う少なくとも１つの要素に隣接して位置するように、バスバーシステムは構成される。このようにして、バスバー要素からおよびサブバスバー要素から発生する磁場は互いに破壊的に干渉し、それにより、その稼働の間に電力供給ユニットから発生する全体の磁場の大きさが、有意に抑制／減弱され、最小化される。
【００１６】
全ての磁気モーメントＭｉおよび双極子Ｐｉについて以下の条件が満たされることを確実にすることにより、その様々な要素から発生する磁場の最大の減弱を保証するように改良されたバスバーシステムを設計してもよい。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
（式中、Ｎは、要素（例えば、バスバーまたはサブバスバー要素）から発生する磁気の総数を示す正の整数であり、ｉは、特定のバスバーまたはサブバスバー要素の具体的な双極子／モーメントを示す整数のインデックスである。）従って、電力供給ユニットの電気を流す各要素の位置、断面積、幾何学的配置、および／または接続は、式（１）に設定される条件を満たすように改良されてもよい。
【００１９】
一つの広い態様において、本発明は電力供給ユニットを提供し、該電力供給ユニットはバスバーシステムを有し、該バスバーシステムは、電力供給線に接続可能であり、かつ該供給線のそれぞれの特定の電気的位相または電流方向について互いに電気的に接続された少なくとも２つのバスバー要素を有し、前記バスバー要素は、各要素が、異なる位相または電流方向と関連する少なくとも１つの他の電流を流す要素に隣接して位置するように、互いに平行に配置されており、かつ整列されていてもよく、かつ、該電力供給ユニットは、前記バスバー要素にそれぞれ電気的に接続されたコンセントを有する。
【００２０】
一つの態様によれば、電力供給ユニットが提供され、該電力供給ユニットは、バスバーシステムを有し、該バスバーシステムは、電力供給線に接続可能であり、かつ、互いに電気的に接続され、かつ該供給線の電気的位相と関連する少なくとも２つのバスバー要素、および、互いに電気的に接続され、かつ該供給線の電気的中性と関連する少なくとも２つのバスバー要素を有し、これらのバスバー要素は互いに平行に配置され、それにより各要素が、異なる位相または電流方向の電流を流す少なくとも１つの要素に隣接して位置する。電力供給ユニットはコンセントを更に有し、該コンセントは、電気的位相と関連する少なくとも１つのバスバー要素、および電気的接地に電気的に接続された少なくとも１つのバスバー要素に電気的に接続されている。
【００２１】
一部の適用において、電力供給ユニットは、該供給線の電気的接地と関連するバスバー要素を有し、該コンセントは、接地バスバー要素にさらに電気的に接続されている。
【００２２】
一部の実施形態において、バスバー要素は、実質的に同一の幾何学的平面内に配置されている。限定的なものではないが、例えば、電気的位相と関連するバスバー要素および電気的中性と関連するバスバー要素は、同一の幾何学的平面内に介在する様式で配置されていてもよく、該接地バスバー要素は、バスバー配置の中心に（例えば、他のバスバー要素に平行に）位置する。代替的には、接地バスバー要素は、他のバスバー要素に隣接していかなる場所（例えば、上または下）に位置してもよい。
【００２３】
一部の可能な実施形態において、バスバー要素は、２つの実質的に平行な幾何学的平面内に配置される。限定的なものではないが、例えば、電力供給ユニットは、電気的位相と関連する２つのバスバー要素、および電気的中性と関連する２つのバスバー要素を有してもよい。このような適用において、電気的位相と関連する１つのバスバー要素および電気的中性と関連する１つのバスバー要素が第１の幾何学的平面内において平行に配置され（例えば、接地バスバーがそれらの間に位置する）、かつ電気的位相と関連する１つの他のバスバー要素および電気的中性と関連する１つの他のバスバー要素が第２の幾何学的平面内において平行に配置され、かつこれらの幾何学的平面は実質的に互いに平行であるように、バスバー要素は配置されていてもよい。
【００２４】
他の非限定的な実施例として、電気的位相と関連する２つのバスバー要素が第１の幾何学的平面内において平行に配置されており、かつ電気的中性と関連する２つのバスバー要素が、第１の幾何学的平面と実質的に平行である第２の幾何学的平面内において平行に配置されており、それにより、他の幾何学的平面内に位置し、かつ異なる位相または電流方向と関連する電流を流す２つのバスバー要素の間の中点より上に少なくとも１つのバスバー要素が位置するように、バスバー要素は配置されていてもよい。
【００２５】
可能な実装において、電力供給ユニットは、接地バスバーを有し、該接地バスバーは、前記幾何学的平面の１つ内に配置されたバスバー要素の間に位置する。代替的には、接地バスバーは、前記幾何学的平面の１つ内に配置されたバスバー要素に隣接して（例えば平行に）位置してもよい。
【００２６】
他の態様によれば、バスバーシステムから発生する磁場を抑制／減弱するための方法が提供され、該方法は、２つ以上のサブバスバー要素を用いてバスバーシステムのそれぞれのバスバー要素を実装することを有し、特定のバスバー要素と関連する該２つ以上のサブバスバー要素の断面積は、前記２つ以上のサブバスバー要素の間の前記特定のバスバー要素と関連する電流の均等な分配を保証するように設定されており、該方法は、異なる位相または方向の電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して各サブバスバー要素が位置するように、サブバスバー要素を互いに平行にかつ介在する様式で配置することを有し、かつ、該方法は、電流の特定の位相または方向と関連するサブバスバー要素をこれらの間で電気的に接続することを有する。
【００２７】
一部の実施形態において、サブバスバー要素は、同一の幾何学的平面内に整列される。代替的には、サブバスバー要素は、所定の体積内に介在する様式で均等に分配されてもよい。
【００２８】
さらに他の態様によれば、電力供給ユニットを改良するための方法が提供され、該方法は、電流の特定の位相または方向と関連する電力供給ユニットの各バスバー要素に対して少なくとも１つのサブバスバー要素を平行に配置すること、および、電流の同一の特定の位相または方向と関連する少なくとも１つのサブバスバー要素およびバスバー要素を電気的に接続することを含む。該方法は、１以上のソケットをサブバスバー要素に接続することを有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明を理解するために、またどのように実際に実施され得るかをみるために、添付の図面を参照しつつ、単に非限定的な実施例により実施形態をこれより説明する。そうでないことが暗黙的に示されない限り、図面に示す特徴は、本発明の一部の実施形態のみを説明することを意図するものである。図面において、対応するパーツを示すために同様の参照数字を用いている。
【００３０】
【図１Ａ】図１Ａおよび１Ｂは、従来の電力供給ユニットの構成を模式的に示し、図１Ａは電力供給ユニットの斜視図、図１Ｂはユニットのバスバーシステムの側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａおよび１Ｂは、従来の電力供給ユニットの構成を模式的に示し、図１Ａは電力供給ユニットの斜視図、図１Ｂはユニットのバスバーシステムの側面図である。
【図２】図２は、一部の可能な実施形態による電力供給ボックスのバスバーシステムを改良する方法を例示するフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａ−３Ｄは、一部の可能な実施形態による電力供給ユニットから発生する磁場を抑制するための可能な構成を模式的に示す。図３Ａは、可能なユニット構成の上面図を示し、図３Ｂは、要素が同一の幾何学的平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図３Ｃは、バスバーシステムへのコンセントの可変の接続スキームを例示し、図３Ｄは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａ−３Ｄは、一部の可能な実施形態による電力供給ユニットから発生する磁場を抑制するための可能な構成を模式的に示す。図３Ａは、可能なユニット構成の上面図を示し、図３Ｂは、要素が同一の幾何学的平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図３Ｃは、バスバーシステムへのコンセントの可変の接続スキームを例示し、図３Ｄは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【図３Ｃ】図３Ａ−３Ｄは、一部の可能な実施形態による電力供給ユニットから発生する磁場を抑制するための可能な構成を模式的に示す。図３Ａは、可能なユニット構成の上面図を示し、図３Ｂは、要素が同一の幾何学的平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図３Ｃは、バスバーシステムへのコンセントの可変の接続スキームを例示し、図３Ｄは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【図３Ｄ】図３Ａ−３Ｄは、一部の可能な実施形態による電力供給ユニットから発生する磁場を抑制するための可能な構成を模式的に示す。図３Ａは、可能なユニット構成の上面図を示し、図３Ｂは、要素が同一の幾何学的平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図３Ｃは、バスバーシステムへのコンセントの可変の接続スキームを例示し、図３Ｄは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｃは、可能な実施形態による他のバスバー要素の構成を模式的に示す。図４Ａは、可能な電力供給ユニット構成の上面図であり、図４Ｂは、要素が同一の平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図４Ｃは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｃは、可能な実施形態による他のバスバー要素の構成を模式的に示す。図４Ａは、可能な電力供給ユニット構成の上面図であり、図４Ｂは、要素が同一の平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図４Ｃは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｃは、可能な実施形態による他のバスバー要素の構成を模式的に示す。図４Ａは、可能な電力供給ユニット構成の上面図であり、図４Ｂは、要素が同一の平面内に整列されて配置されたバスバーシステムの側面図を示し、図４Ｃは、要素が２つの平行な幾何学的平面内に配置されたバスバーシステムの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図１−４を参照して本発明の様々な実施形態を説明するが、これらの図はあらゆる点で例示的なものに過ぎず、いかなる意味でも限定的なものではないと考えるべきである。図中に示される要素は必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに本発明の原理を明確に説明することが強調されている。本発明は、本明細書に記載される必須の特徴から逸脱することなく、他の具体的形態および実施形態で提供されてもよい。
【００３２】
本発明は、電力供給ユニットから発生する磁場の強度を大幅に抑制するための設計および構成を提供する。図２を参照すると、一部の実施形態において、電力供給ボックスの標準的なバスバーシステムにサブバスバー要素を追加し（２６）、介在する様式でバスバーシステムの元々のバスバー要素に平行にサブバスバー要素を配置し（２７）、それにより、各サブバスバー要素が、異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つのバスバーまたはサブバス要素に隣接して位置するようにし、サブバスバー要素の少なくとも１つに対して元々のバスバー要素の各１つを電気的に接続する（２８）ことにより、従来の電力供給ユニットから発生する磁場の強度は大幅に抑制される。バスバーおよびサブバスバー要素のこのような介在する配置により、異なるバスバーおよびサブバスバー要素から発生する磁場が互いに破壊的に干渉することが提供される。以下に議論され、実証されるように、バスバーシステムの要素から発生する磁場が互いに破壊的に干渉するバスバーシステム構造を取得するために、バスバーシステムの種々の異なる構成を利用してもよい。
【００３３】
一部の実施形態において、システムの電気的位相を担うバスバーを実装するための互いに電気的に接続された少なくとも２つのサブバスバー要素、およびシステムの電気的中性を担うバスバーを実装するための互いに電気的に接続された少なくとも２つのサブバスバー要素を用いて、バスバーシステムが構築される。異なる電気的位相または電流方向と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して各サブバスバー要素が位置するように、サブバスバー要素は互いに平行に配置される。
【００３４】
例えば、図３Ａおよび３Ｂに例示される電力供給ユニット２０において、図１Ａおよび１Ｂに示す標準的なバスバーシステム１４は、バスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎを含む元々のバスバーシステムに２つのサブバスバー要素１２ｐおよび１２ｎを追加することにより改良される。この実施例では、新たに追加されたサブバスバー要素１２ｎは、元々のサブバスバー要素１４において電気的位相を担うバスバー要素１４ｐと、元々のバスバーシステム１４において電気的接地を担うバスバー要素１４ｇとの間に配置され、また新たに追加されたサブバスバー要素１２ｐは、元々のバスバーシステム１４において電気的接地を担うバスバー要素１４ｇと、元々のバスバーシステム１４において電気的中性を担うバスバー要素１４ｎとの間に配置される。電気的位相を担う元々のバスバー要素１４ｐと新たに追加されたサブバスバー要素１２ｐとを電気的に接続するために電気伝導性ワイヤ（ジャンパー）２ｐが用いられ、新たに追加されたサブバスバー要素１２ｎと電気的中性を担う元々のバスバー要素１４ｎとを電気的に接続するために他の伝導性ワイヤ（ジャンパー）２ｎが用いられる。
【００３５】
図示されるように、この構成において、改良されたバスバーシステム１４’の各要素は、異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つの他の要素に平行に、かつそれに隣接して、配列される。例えば、電気的位相を担うバスバー要素１４ｐは、電気的中性に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｎに隣接して、かつそれに平行に配置され、電気的中性に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｎは、システムの電気的位相に電気的に接続されたバー要素１４ｐおよび１２ｐに平行に、かつそれに隣接して配置され、電気的中性を担うバスバー要素１４ｎは、電気的位相に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｐに隣接して、かつそれに平行に配置される。改良バスバーシステム１４’は、電力供給線１１の電気的位相、接地および中性をそれぞれバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎに接続するワイヤ１１ｐ、１１ｇおよび１１ｎによって電力供給線１１に電気的に接続される。
【００３６】
図３Ｂは、改良バスバーシステム１４’の側面図を示す。図示されるように、元々のバスバーシステム１４のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎ、ならびに新たに追加されたサブバスバー要素１２ｎおよび１２ｐは、介在する様式で、同一の幾何学的平面（即ち、ｘ−ｙ平面）内に整列されている。バスバーおよびサブバスバー要素は、典型的に、細長い電気伝導性の要素（例えば、銅またはブロンズで作られている）である。バスバーおよびサブバスバー要素の高さＨおよび幅Ｗは、各国において採用される標準に従って一般に設定されてよい。隣接する要素間の間隙ｇは、一般に、慣習的標準に従って設定されてもよい。任意には、一部の実施形態において、好ましくは、間隙ｇは、磁場の減少を標準的要求レベルまで向上するために可能な限り小さくされる。バスバーおよびサブバスバー要素の断面は、例えば実質的に同一の断面積を有するバスバーおよびサブバスバー要素を用いることにより、その中を流れる電流の対称的な分配を保証するように適切に設定されるべきである。
【００３７】
図３Ａに示す実施例において、コンセント１５は、電力供給ユニット２０の元々のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎ（即ち、図１に示すバスバーシステム１０のもの）に電気的に接続され、それにより、バスバーシステム１４が改良される前の元々の接続を維持する。図３Ｃは、コンセント１５ａの少なくとも一部が新たに追加されたサブバスバー要素１２ｐおよび１２ｎに電気的に接続されるようにコンセントの接続性も改良される他の可能な実施形態を例示する。より詳細には、図３Ｃは、元々のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎに電気的に接続された２つのコンセント１５、および新たに追加されたサブバスバー要素１２ｐおよび１２ｎに電気的に接続された２つのコンセント１５ａを含む４つのコンセントの電気接続を例示する。当然ながら、種々の異なる構成も可能であるが、任意の好適な順序で（例えば、図３Ｃに例示されるように、交互の順序で）、コンセントの少なくとも１つ、またはいくつかが、新たに追加されたサブバスバー要素１２ｐおよび１２ｎに電気的に接続され、かつ少なくとも他のいくつかが元々のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎに電気的に接続されていることが一般に好ましい。
【００３８】
この実施例では、コンセント１５および１５ａの全てが、システムの電気的接地を担うバスバー要素１４ｇに電気的に接続されていることに留意されたい。一部の可能な実施形態では、システムの電気的接地と関連するバスバー要素１４ｇは、互いに電気的に接続され、他のバスバーおよびサブバスバー要素に平行に配置された２以上のサブバス要素により実装されてもよい。しかしながら、システムの電気的接地と関連する電気的要素は、通常、電力供給ユニットの通常の稼働の間に、実体的な電流を流さないため、接地バスバー要素を２以上のサブバスバー要素に分けることは、通常、磁場の強度の抑制を実質的に向上させない。
【００３９】
図３Ｄは、一部の可能な実施形態による電力供給ユニット２２のバスバーシステム２４の要素の他の可能な構成を実証する。この実施例では、元々のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎは、図１Ｂにおけるように、同一の幾何学的平面Ｐ１（即ち、ｘ−ｙ平面）内に整列されて配置されており、新たに追加されたサブバスバー要素１２ｎおよび１２ｐは、元々のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎの幾何学的平面Ｐ１の上または下で実質的に平行な他の幾何学的平面Ｐ２内に位置する。サブバスバー要素１２ｐをバスバー要素１４ｐに電気的に接続するため、およびサブバスバー要素１２ｎをバスバー要素１４ｎに電気的に接続するために、それぞれ伝導ワイヤ２ｐおよび２ｎが使用される。よって、この構成により、各バスバーおよびサブバスバー要素が、異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つの他のバスバーまたはサブバスバー要素に隣接してバスバーシステムに配置されることが提供される。
【００４０】
より詳細には、システムの電気的中性に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｎは、システムの電気的位相を担うバスバー要素１４ｐに隣接して、およびシステムの電気的位相に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｐに隣接して配置され、かつ、システムの電気的位相に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｐは、システムの電気的中性を担うバスバー要素１４ｎに隣接して、およびシステムの電気的中性に電気的に接続されたサブバスバー要素１２ｎに隣接して配置される。このようにして、システム２４の電気的位相と関連するバー要素および電気的中性と関連するバー要素から発生する磁場は互いに破壊的に干渉し、それにより、バスバーシステム２４から発生する磁場の全体的な強度は大幅に抑制される。
【００４１】
限定的なものではないが、例えば、サブバスバー要素１２ｎは、電気的位相を担うバスバー要素１４ｐと電気的接地を担うバスバー要素１４ｇとの中点より上に配置されてもよく、サブバスバー要素１２ｐは、電気的中性を担うバスバー要素１４ｎと電気的接地を担うバスバー要素１４ｇとの中点より上に配置されてもよい。従って、一部の実施形態において、バー要素は台形断面形状を形成するように配置されてもよく、ここで台形の小さい面は、バスシステム２４のそれぞれ電気的中性および位相を担う新たに追加されたサブバスバー要素１２ｎおよび１２ｐにより形成されており、台形の大きい面はバスシステム２４のそれぞれ電気的位相および中性を担うバスバー要素１４ｐおよび１４ｎにより形成されており、また接地を担うバスバー要素１４ｇは、台形の大きい面の中心に配置されている。
【００４２】
図３Ｄは、第１の幾何学的平面Ｐ１内に配置された元々のバスバー要素１４ｐ、１４ｇおよび１４ｎへのコンセント１５の接続を例示する。一部の可能な実施形態では、コンセント１５は、サブバスバー要素１２ｎおよび１２ｐに電気的に接続されてもよい。任意には、バスバーシステムへのコンセントの接続は、２つの幾何学的平面内に位置するバー要素の間で交互の様式で変えられており、例えば、第１の幾何学的平面Ｐ１内に位置するバスバー要素１４ｐおよび１４ｎに電気的に接続されたコンセントの次に、第２の幾何学的平面Ｐ２内に位置するバスバー要素１２ｐおよび１２ｎに電気的に接続されたコンセントが続いている。
【００４３】
図３Ａ−３Ｄに例示される異なる構成では、システムの電気的接地を担うバスバー要素１４ｇは、バスバーシステムの実質的に中心に位置するか、あるいは幾何学的平面の一つに位置するバー要素の間で実質的に中心に位置する。図４Ａ−４Ｃは、システムの電気的接地を担うバスバー要素１３ｇが、バスバーシステムの他のバスバー要素の側方に位置する実施形態を例示する。図４Ａに関して、一部の実施形態では、システムの電気的位相または電気的中性と関連する元々のバスバー要素の各１つが２つ以上のサブバスバー要素に分割されており、サブバスバー要素は、各サブバスバー要素が異なる位相または電流方向の電流と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して位置するように、実質的に同一平面内で互いに平行に整列されるように位置する。例えば、システムの電気的位相と関連するサブバスバー要素およびシステムの電気的中性と関連するサブバスバー要素は、実質的に互いに平行にかつ同一の幾何学的平面内で介在する様式で配置されてもよく、電気的接地と関連するバスバー要素は、システムの電気的位相および中性と関連するサブバスバー要素の介在する配置の実質的に側方にかつ平行に配置され得る。
【００４４】
図４Ａでは、電気的位相と関連するバスバー要素（例えば、図１Ａおよび１Ｂにおける１４ｐ）は、伝導ワイヤ３ｐによって互いに電気的に接続された２つのサブバスバー要素１３ｐに分割され、電気的中性と関連するバスバー要素（例えば、図１Ａおよび１Ｂにおける１４ｎ）は、伝導ワイヤ３ｎによって互いに電気的に接続された２つのサブバスバー要素１３ｎに分割される。サブバスバー要素１３ｐおよび１３ｎは、実質的に同一の幾何学的平面（即ち、ｘ−ｙ平面）内に、および実質的に互いに平行に、介在する様式で配置される。このようにして、システムの電気的位相と関連する各サブバスバー要素１３ｐは、システムの電気的中性と関連する少なくとも１つのサブバスバー要素１３ｎに隣接して位置する。図４Ｂに示す側面図に見られるように、システムの電気的接地と関連するバスバー要素１３ｇは、サブバスバー要素１３ｐおよび１３ｎに実質的に平行にかつ側方に位置する。
【００４５】
図４Ａ−Ｂに例示される電力供給ユニットのバスバー要素の分割は、図３Ａ−Ｄに示すバスバーシステムを実装するために同様に使用されてもよいことに留意されたい。サブバスバー要素を用いるそのような実施形態において、元々のバー要素（図１における１４ｎ）の断面積Ａは、元々のバスバー要素（１４）のそれぞれを実装するために使用されるサブバスバー要素（１２）の個数（ｎ）に従って減少されてもよい（例えば、約Ａ／ｎ（ｎは各バスバー要素が分割されるサブバスバー要素の個数を示す整数である）に）。
【００４６】
図４Ｃは、システムの電気的接地と関連するバスバー要素１３ｇがシステムのサブバスバー要素の側方に位置し、かつサブバスバー要素が２つの実質的に平行な幾何学的平面内に配置される他の可能な実施形態２５を実証する。より詳細には、システム２５の電気的位相と関連するサブバスバー要素１３ｐは、実質的に同一の幾何学的平面Ｐ１（即ち、ｘ−ｙ平面）内で互いに平行に配置され、システム２５の電気的中性と関連するサブバスバー要素１３ｎは、サブバスバー要素１３ｐの幾何学的平面Ｐ１と実質的に平行な（上または下の）他の幾何学的平面Ｐ２内で互いに平行に配置される。サブバスバー要素１３ｐおよび１３ｎは、介在する構成を提供するように２つの平行な幾何学的平面Ｐ１およびＰ２内にそれぞれ配置され、それにより、各平面内の少なくとも１つのサブバスバー要素は、異なる位相または電流方向の電流と関連する、他の幾何学的平面内の２つのバー要素の間の中点の上／下に位置する。
【００４７】
より詳細には、図４Ｃにおいて、バスシステム２５の電気的中性と関連するサブバスバー要素１３ｎの少なくとも１つは、バスシステム２５の電気的位相と関連する２つのサブバスバー要素１３ｐに隣接して、およびそれらの間の中点Ｍｐより上に位置し、かつ、バスシステム２５の電気的位相と関連するサブバスバー要素１３ｐの少なくとも１つは、バスシステム２５の電気的中性と関連する２つのサブバスバー要素１３ｎに隣接して、およびそれらの間の中点Ｎｐより下に位置する。従って、この構成において、サブバスバー要素のそれぞれは、異なる位相または電流方向と関連する少なくとも１つの他のサブバスバー要素に隣接して位置する。この実施例では、サブバスバー要素の配置は、台形の断面形状を形成し、ここで台形の小さい面は、バスシステム２５の電気的中性を担うサブバスバー要素１３ｎにより形成されており、台形の大きい面は、バスシステム２５の電気的位相を担うサブバスバー要素１３ｐおよびバスシステム２５の電気的接地を担うサブバスバー要素１３ｇのうちの一つによって形成されており、バスシステム２５の電気的位相を担う他のサブバスバー要素１３ｐは、台形の大きい面の中心に位置する。
【００４８】
システムの電気的中性と関連し、上の幾何学的平面Ｐ２内に位置するサブバスバー要素１３ｎの間で電気的に接続するために電気伝導ワイヤ２ｎが使用され、システムの電気的位相と関連し、下の幾何学的平面Ｐ１内に位置するサブバスバー要素１３ｐの間で電気的に接続するために別の電気伝導ワイヤ２ｐが使用される。
【００４９】
図４Ｃにおいては、電気的接地と関連するバスバー要素１３ｇがシステムの電気的位相と関連するサブバスバー要素１３ｐの幾何学的平面Ｐ１内に位置するが、システムの電気的中性と関連するサブバスバー要素１３ｎが位置する他の幾何学的平面Ｐ２内に同様に位置してもよい。任意には、バスバー要素１３ｇは、２つのサブバスバー要素（例えば、元々のバスバー要素１３ｇの約半分の断面積である断面積をそれぞれが有する）に分割してもよく、各サブバスバー要素は、他のサブバスバー要素に平行かつ隣接して平面Ｐ１およびＰ２の一つ内に位置する。
【００５０】
同一の電流方向（または位相）と関連し、かつ同一の幾何学的平面内に位置する各ペアのサブバスバー要素の間の距離ｇは、実質的に同一である。システムの電気的位相と関連する要素の幾何学的平面とシステムの中性と関連する要素の幾何学的平面の間の距離ｈは可能な限り小さくされ、また一般に慣習的な標準に従って設定されてもよい。
【００５１】
当然ながら、上記の実施例および説明は、説明の目的のためにのみ提供されたものであり、いかなる意味でも本発明を限定することを意図しない。当業者に理解されるように、本発明は、いずれも本発明の範囲を超えることなく、上述の説明から一つより多くの技術を採用して多様な方法で実施することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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