特許 6231316 車載電子機器の接地構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231316

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】車載電子機器の接地構造

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/02 20060101AFI20171106BHJP

   H02G 15/00 20060101ALI20171106BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   B60R16/02 650Y

   H02G15/00

   H05K9/00 K

【請求項の数】1

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-149390(P2013-149390)

(22)【出願日】2013年7月18日

(65)【公開番号】特開2015-20544(P2015-20544A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年4月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木田 喜啓

(72)【発明者】

【氏名】服部 敏弘

(72)【発明者】

【氏名】深川 康弘

(72)【発明者】

【氏名】大岡 信治

(72)【発明者】

【氏名】秋山 清和

(72)【発明者】

【氏名】杉田 昌行

【審査官】 菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２８６１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８７２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０７４４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２６０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｈ０２Ｇ １５／００

Ｈ０５Ｋ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号又は電力を伝達する信号ケーブルがシールド線で覆われているシールドケーブルで電気的に接続されている第１及び第２の車載電子機器の車両ボディへの電気的な接地構造であり、
前記シールド線は、前記第１の電子機器側の端部が導電体を介して車両ボディに接続されているとともに、前記シールド線の前記第２の車載電子機器側の端部が前記第２の車載電子機器の筐体に接続されており、
前記第２の車載電子機器の筐体が、前記シールド線が無損失であると仮定したときの前記シールド線の特性インピーダンスの大きさと誤差１０％の範囲内で等しい抵抗値を有する抵抗体を介して前記車両ボディに接続されている、
ことを特徴とする接地構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載電子機器の車両ボディへの電気的な接地構造に関する。特に、ノイズを低減する接地構造に関する。なお、本明細書における車載電子機器にはバッテリやモータも含まれる。

【背景技術】

【0002】

外部のノイズがケーブルを伝搬する電気信号あるいは電力に与える影響を低減するため、又は、ケーブルを伝搬する電気信号あるいは電力が発生するノイズが他のデバイスに与える影響を低減するため、電気信号あるいは電力を伝達するケーブルをシールド線と呼ばれる筒状あるいは編状の導電体で覆ったケーブルが用いられることがある。以下では、シールド線付きケーブルをシールドケーブルと称する。また、シールド線に覆われており、２つの電子機器の間で信号又は電力を伝達するケーブルを信号ケーブルと称する。

【0003】

一般にシールド線の一端は、アースあるいはグランドと呼ばれる基準電位に保持された端子に接続される。なお、シールド線の一端は電子機器の筐体に接続され、その筐体が別の導電体で基準電位に保持された端子に接続されることもある。例えば特許文献１には、シールド線の一端を電子機器の筐体に接続する例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−０９１０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車両の場合、車両のボディの電位が基準電位に定義されており、ボディそのものがグランドに相当する。本明細書では、電気的なグランド端子としての車両ボディを「ボディグランド」と称することがある。そして、車両に搭載される電子機器は、直接あるいは間接にボディグランドへ接続される。

【0006】

前述したように、シールドケーブルは、外部のノイズがシールド線内の信号ケーブルに与える影響を低減するだけでなく、シールドケーブルで接続された電子機器が発するノイズが外部の他の機器に与える影響を低減する。例えば、ハイブリッド車を含む電気自動車においては、走行用モータに交流電力を供給するインバータが、そのスイッチング動作によりノイズを発生する。インバータとバッテリを接続するシールドケーブル、あるいは、インバータとモータを接続するシールドケーブルは、インバータが発するノイズが他の電子機器に与える影響を低減する。ここで、シールド線の一端は車両ボディ（ボディグランド）に接続されるか、あるいは、バッテリやモータの筐体に接続され、その筐体が車両ボディに接続される。スイッチング動作により発生するノイズは、シールドケーブルの信号ケーブルを通り、さらにボディグランドを通じてインバータに還流し、インバータに影響を及ぼす虞がある。なお、インバータにかぎらず、車載の電子機器では同様のノイズ還流が起こり得る。特に、高周波のスイッチング動作を伴う車載電子機器において大きなノイズ電流が生じ得る。

【0007】

一般に、信号ケーブルを伝搬するノイズには、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズの２種類がある。ノーマルモードノイズは、正極の信号ケーブルと負極の信号ケーブルでノイズが往復するモードのノイズであり、コモンモードノイズは、正極と負極の信号ケーブルで同相のノイズが流れ、グランドラインを通じて還流する。

【0008】

以下、シールドケーブルで接続される２つの車載電子機器の典型的な一例として、インバータとバッテリがシールドケーブルで接続されているケースを例に説明する。本願発明者らの検討によると、２つの車載電子機器（この場合はインバータとバッテリ）の間をシールドケーブルで接続すると次の現象が生じることを見出した。インバータのスイッチング動作による高周波のコモンモードノイズは、信号ケーブルを通じてバッテリに流れ、バッテリを通じてボディグランドに流れる。ここで、信号ケーブルを覆っているシールド線のバッテリ側端部がバッテリの近傍でボディグランド（車両ボディ）に接地していると、あるいは、シールド線の端部がバッテリの筐体に接続していると、信号ケーブルからボディグランドへ流れたノイズ電流がシールド線を通じてインバータへ還流する成分がある。信号ケーブルを流れるノイズ電流と、信号ケーブルを覆っているシールド線を還流するノイズ電流は振幅が同じで逆相であるので互いに打ち消し合う。そうすると、シールド線以外の導体部分、即ち、シールド線のバッテリ側端部とボディグランドを接続している導電体に流れるノイズ電流は、打ち消し合う相手がいないのでノイズとして残る。即ち、コモンモードノイズに関しては、ノイズ源となる回路（インバータ）がシールドケーブルを介して別の電子機器と接続している場合、その別の電子機器側でシールド線とボディグランドを接続している導電体が仮想的なノイズ源とみなせる。

【0009】

他方、インバータは、低周波のノイズ電流も発生する。低周波のノイズ電流は、インバータそのものがノイズ発生源である。そうすると、インバータのスイッチング動作に起因して、インバータそのものをノイズ源とする低周波ノイズと、インバータとシールドケーブルで接続されているバッテリの側でシールド線とボディグランドを接続している導電体を仮想的なノイズ源とする２種類のノイズ信号が存在することになる。後者は高周波ノイズである。本明細書は、上記の２種類のノイズ源から発生するノイズ電流を低減する。

【0010】

なお、上記の説明では、インバータとバッテリを例とした。上記の説明は、「バッテリ」をインバータが電力を供給する「モータ」に置き換えても該当する。さらに、本明細書が開示する技術は、ノイズを発生し得る車載電子機器であればインバータ以外にも適用することができ、その接続相手もバッテリやモータに限られない。即ち、本明細書が開示する技術は、信号又は電力を伝達する信号ケーブルがシールド線で覆われているシールドケーブルで接続された２個の車載電子機器の車両ボディへの電気的な接地構造に適用することができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本明細書が開示する技術では、シールドケーブルのシールド線は、第１の車載電子機器側の端部が導電体を介して車両ボディに接続されているとともに、シールド線の第２の車載電子機器側の端部がその第２の車載電子機器の筐体に接続されている。なお、筐体は金属製であり導電体である。そして、第２の車載電子機器の筐体を、シールド線が無損失と仮定したときのシールド線の特性インピーダンスの大きさと近似する抵抗値を有する抵抗体を介して車両ボディ（ボディグランド）に接続する。この抵抗体による接続が、前述の２種類のノイズ電流を抑制することに貢献する。その原理は、実施の形態の項にて詳しく説明する。なお、シールド線の第１の車載電子機器側の端部は、導電体を介して車両ボディに直接に接続されていてもよいし、導電体と第１の車載電子機器の筐体を介して車両ボディに接続されていてもよい。即ち、シールド線の第１の車載電子機器側の端部は、導電体を介して第１の車載電子機器の筐体に接続されており、その筐体が車両ボディに接続されていてもよい。

【0012】

シールド線の特性インピーダンスＺ_０は、シールド線の単位長さ当たりの直列抵抗をＲ（オーム）、直列インダクタンスをＬ（ヘンリー）、並列コンダクタンスをＧ（ジーメンス）、並列静電容量をＣ（ファラッド）で表すとき、次の式（１）で求まることが知られている。

【0013】

【数1】

【0014】

そして、シールド線の損失がゼロ、即ち、無損失と仮定すると、Ｒ＝０、Ｇ＝０であるから、特定インピーダンスＺ_０は、次の式（２）で与えられる。

【数2】

【0015】

式（２）から明らかなとおり、無損失を仮定したときの特性インピーダンスＺ_０は、周波数に依存せず、従って抵抗体と等価である。

【0016】

第２の車載電子機器の筐体と車両ボディの間の挿入される抵抗体は、上記の特性インピーダンスＺ_０に近いほど、ノイズ低減効果が期待できる。理想的には、抵抗体は、無損失と仮定したときのシールド線の特性インピーダンスＺ_０の大きさに等しい抵抗値を有することが好ましい。もちろん、「特性インピーダンスＺ_０の大きさに等しい抵抗値」とは、予め定められた許容値の範囲で「等しい」ことを意味する。具体的には、「特性インピーダンスＺ_０の大きさに等しい抵抗値」とは、誤差１０％の範囲内で等しい抵抗値である。

【0017】

第１の車載電子機器の典型的な一例が前述したバッテリ（あるいはモータ）であり、第２の車載電子機器の典型的な一例が前述したインバータである。インバータは、特に、走行用モータを駆動する大電流をスイッチングするので発生するノイズ電流が大きく、ノイズ源の典型である。そこで、本明細書が開示する技術の具体的な一例を、インバータとバッテリで説明する。第１の車載電子機器がインバータに電力を供給するバッテリに相当し、第２の車載電子機器がインバータに相当する。バッテリとインバータはシールドケーブルで接続される。そのシールドケーブルの信号ケーブルは、直流電力をインバータへ供給するためのケーブルであり、パワーケーブルとも呼ばれる。そして、そのシールドケーブルのシールド線のバッテリ側の端部が導電体を介して車両ボディ（ボディグランド）に接続されるとともに、そのシールド線のインバータ側の端部がインバータの筐体に接続される。そして、そのインバータの筐体が、シールド線が無損失と仮定したときのシールド線の特性インピーダンスの大きさに等しい抵抗値を有する抵抗体を介して車両ボディに接続される。この接地構造は、インバータのスイッチング動作に起因する高周波ノイズ電流と低周波ノイズ電流の双方を低減する。

【0018】

上記の構成が高周波と低周波の双方のノイズ電流を低減する理由、及び、本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図2】高周波ノイズ電流についての接地構造の等価回路図である。

【図3】低周波ノイズ電流の伝搬経路を示す図である。

【図4】従来の接地構造の模式的ブロック図である。

【図5】バッテリ側の接地構造の変形例を示す模式的ブロック図である。

【図6】第１変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図7】第２変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図8】第３変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図9】第４変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図10】第５変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図11】第６変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図12】第７変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図13】第８変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図14】第９変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【図15】第１０変形例の接地構造の模式的ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１から図３を参照して実施例の接地構造を説明する。実施例の接地構造１０は、電気自動車（ハイブリッド車）におけるバッテリ８のボディグランドへの接地と、インバータ２のボディグランドへの接地の構造が対象である。インバータ２は、バッテリ８から直流電力の供給を受け、走行用のモータ（不図示）を駆動する交流を生成するデバイスである。良く知られているように、インバータは、多数のスイッチング素子を使って直流電力を交流に変換する。図１では、符号２ａが示す矩形が、スイッチング素子を含むインバータ回路を表している。矩形の中には、スイッチング素子の一種である６個のトランジスタが描かれている。典型的なインバータは、２個のスイッチング素子の直列接続が３セット並列に接続された回路構成を有しており、その回路で３相交流を生成する。なお、本明細書において、「接続」とは、特に断らない限り、単に物理的な接続だけでなく、電気的にも接続することを意味する。

【0021】

図１における符号２ｂは、インバータ２の筐体を示している。筐体２ｂは金属製であり、インバータ回路２ａのグランド端子と接続しているとともに、抵抗体６を介してボディグランド５に接続している。この抵抗体６については後に詳しく説明する。

【0022】

図１の符号５は、物理的には車両のボディを示している。本実施例での説明では、車両のボディは電気回路のグランド電位に定義されている。以下、電気回路のグランド端子としてのボディをボディグランド５と称する。

【0023】

走行用のモータ（不図示）を駆動する電力を供給するバッテリ８の正負の電極は、シールドケーブル３を介してインバータ回路２ａと電気的に接続している。シールドケーブル３は、電力を供給するための２本のパワーケーブル３ａ（信号ケーブル）と、パワーケーブル３ａを覆うシールド線３ｂで構成されている。２本のパワーケーブル３ａの一方はバッテリ８の正極出力端子とインバータ回路２ａの正極入力端子を接続しており、他方はバッテリ８の負極出力端子とインバータ回路２ａの負極出力端子を接続している。バッテリ８の負極端子は、ボディグランド５にも接続している。

【0024】

シールド線３ｂは、中空の金属製の編み線であり、外部のノイズ電波がパワーケーブル３ａに干渉することを抑制するとともに、パワーケーブル３ａを流れるノイズ電流の放射を抑制する。シールド線３ｂの一端３ｃ（バッテリ８の側の端部）は、抵抗がほぼゼロの導電体７を介してボディグランド５に接続しており、他端３ｄ（インバータ２の側の端部）は、インバータ２の筐体２ｂに接続している。図１において符号４が示すポイントが、シールド線３ｂと筐体２ｂの接続点である。

【0025】

インバータ２の筐体２ｂが、抵抗体６を介してボディグランド５に接続されている。抵抗体６は、シールド線３ｂが無損失であると仮定したときのそのシールド線３ｂの特性インピーダンスの大きさに等しい抵抗値を有する。ケーブル（この場合はシールド線３ｂ）の「特性インピーダンス」及び、そのケーブルが無損失であると仮定したときの「特性インピーダンス」については、先に式（１）、式（２）を使って説明した。また、「等しい」の技術的な許容範囲についても前述したとおりである。

【0026】

抵抗体６を採用する利点を説明する前に、シールドケーブル３を伝搬するノイズ電流について説明する。インバータは、スイッチング素子の動作により、スイッチングの周波数、及び、その高調波のノイズを発生する。電気自動車の走行用モータに交流を供給するインバータの場合、スイッチング素子の動作に起因するノイズの周波数は、数百キロヘルツから数十メガヘルツに及ぶ。そのようなノイズ電流の波長は、シールドケーブル３の長さと同等かそれよりも短い。そのようなノイズ電流をここでは高周波ノイズ電流と称する。

【0027】

インバータ２は、また、波長がシールドケーブル３の長さよりも長いノイズ電流も発生する。そのようなノイズ電流をここでは低周波ノイズ電流と称する。すなわち、低周波ノイズ電流は、シールドケーブルの両端でノイズ電流の電位（あるいは電流値）が等しくなるタイプのノイズである。

【0028】

高周波ノイズ電流に関する抵抗体６の利点について説明する。インバータ回路２ａのスイッチング素子が動作することでシールド線３ｂの一端３ｃとボディグランド５を接続する導電体７に誘起されて脈動する電圧が、高周波ノイズ電流の発生源となる。なお、より正確には、前述したように、パワーケーブル３ａをバッテリ８に向かって流れるノイズ電流は、ボディグランド５、導電体７、シールド線３ｂを介してインバータ回路２ａに還流する。その際、パワーケーブル３ａとシールド線３ｂの内側（パワーケーブル３ａ側）表面では、ノイズ電流は大きさが同じで逆相となるので互いに打ち消し合う。それゆえ、見掛け上、シールド線３ｂの外側（車両ボディ側）表面を流れるノイズ電流が残り、このノイズ電流は導電体７の両端（３ｃ−５間）に誘起される電圧に比例するので、導電体７が仮想的なノイズ源となる。

【0029】

このノイズ電流は、いわゆるコモンモードノイズの一種である。このノイズ電流の経路は、導電体７、シールド線３ｂ、インバータの筐体２ｂ、抵抗体６、ボディグランド５である。図１に描かれた矢印線Ａが、高周波ノイズの経路を表している。このノイズ電流が流れる経路の等価回路を図２に示す。等価回路は、ノイズ電流の波長よりも十分に短い区間におけるシールド線３ｂの寄生インダクタンスＬｓ（１３ｂ１）と、ボディグランド５で形成される浮遊容量Ｃｓ（１３ｂ２）が多段に接続された回路網となる。符号１７が示す交流電源の記号は、導電体７がノイズ源となることを模式的に表している。

【0030】

抵抗体６は、接点４（シールド線３ｂの他端３ｄと筐体２ｂとの接点）とボディグランド５の間に接続される。前述したように、抵抗体６の抵抗の大きさＲｅは、シールド線３ｂが無損失であると仮定したときのそのシールド線３ｂの特性インピーダンスの大きさに等しい。シールド線３ｂの特性インピーダンスＺ_０は、シールド線３ｂの寄生インダクタンスＬｓと浮遊容量Ｃｓ、及び、シールド線３ｂの直列抵抗Ｒと並列コンダクタンスＧを使って次の式（３）で表される。

【0031】

【数3】

【0032】

そして、シールド線３ｂの損失をゼロと仮定する場合、Ｒ＝０、Ｇ＝０と置けばよいから、特定インピーダンスＺ_０は、次の式（４）で与えられる。

【数4】

【0033】

上式（４）で定まる抵抗値を有する抵抗体６を採用すると、仮想的なノイズ源である導電体７からシールド線３ｂを経由して接続ポイント４に至る経路と、ボディグランド５と抵抗体６を経由して接続ポイント４に至る経路でインピーダンスが整合する。そうすると、接続ポイント４におけるノイズ電流（コモンモードノイズ電流）の反射が抑制され、シールド線３ｂには、コモンモードノイズ電流の定在波が形成されなくなる。このことにより、コモンモードノイズの共振による増大が抑制される。

【0034】

低周波ノイズ電流に関する抵抗体６の利点について説明する。図３に、低周波ノイズ電流の経路を示す。低周波ノイズ電流は、インバータ回路２ａがノイズ源となる。図３においてインバータ回路２ａに重ねて描いた交流電源の記号Ｍが、インバータ回路２ａがノイズ源であることを模式的に示している。

【0035】

インバータ回路２ａで発生した低周波ノイズ電流は、２本のパワーケーブル３ａを通り、バッテリ８の負極で合流し、ボディグランド５へと流れる。ボディグランド５へと流れたノイズ電流は、その後、導電体７、端部３ｃを介してシールド線３ｂを伝搬し、シールド線３ｂの他端３ｄから接続ポイント４を通じて筐体２ｂへと流れる。筐体２ｂとインバータ回路２ａは電気的に繋がっているので、ノイズ電流はインバータ回路２ａへと帰還する。図３において矢印線ＣとＤが、低周波ノイズ電流の伝搬経路を示している。ここで、バッテリ８の負極からボディグランド５へ流れた低周波ノイズ電流は、抵抗体６の抵抗により、抵抗体を流れて筐体２ｂに至るのではなく、導電体７とシールド線３ｂを通じて筐体２ｂに至ることに留意されたい。図３の矢印線ＣとＤが示しているように、パワーケーブル３ａとシールド線３ｂでは互いに逆方向に低周波ノイズが流れるため、それらが打ち消し合う。その結果、パワーケーブル３ａを流れるノイズ電流のベクトルとシールド線３ｂを流れるノイズ電流のベクトルの和で表されるシールドケーブル全体のノイズ電流は小さくなる。

【0036】

上記のとおり、接地構造１０は、抵抗体６の挿入により、低周波ノイズと高周波ノイズの双方を抑制する。

【0037】

図１の接地構造１０の利点を、従来の接地構造との対比で説明する。図４は、特許文献１（特開２０００−０９１０４１号公報）に開示された技術をバッテリ８とインバータ２の車載構造に適用したケースを表している。シールドケーブル３の一端３ｃ（バッテリ８に近い端部）が導電体７でボディグランド５と接続されるとともに、他端３ｄが抵抗体１０９を介してインバータの筐体２ｂと接続されている。なお、筐体２ｂは、抵抗成分がほぼゼロの別の導電体１０６によりボディグランド５と接続される。図４の接地構造１００では、低周波ノイズ電流は、図３のケースと同様に、インバータ回路２ａからパワーケーブル３ａを通じてバッテリ８へと伝搬する（図４中の矢印線Ｃ参照）。シールド線３ｂには、インバータ側で抵抗体１０９が接続されているため、バッテリ８の負極で合流したノイズ電流は、シールド線３ｂをほとんど経由せず、相対的に抵抗値の低いボディグランド５を主に通過し、インバータ回路２ａに帰還する（矢印線Ｅ参照）。このためシールドケーブル３の構成要素であるパワーケーブル３ａとシールド線３ｂのノイズ電流のベクトル和で表せるシールドケーブル全体のノイズ電流は、パワーケーブル３ａを流れるノイズ電流とほぼ一致し、抑制されない。

【0038】

低周波ノイズについてまとめると、従来技術を適用した接地構造１００（図４）では、パワーケーブル３ａをノイズ電流が流れるがシールド線３ｂにノイズ電流が流れないため、パワーケーブル３ａを流れるノイズ電流がそのままシールドケーブル全体のノイズ電流となる。これに対して本実施例の接地構造１０（図３）では、パワーケーブル３ａとシールド線３ｂを互いに逆方向にノイズ電流が流れるためそれらが打ち消し合い、シールドケーブル全体のノイズ電流が抑制される。

【0039】

実施例で説明した接地構造に関する留意点を述べる。インバータ回路の筐体２ｂとボディグランド５の間に挿入する抵抗体６の抵抗値は、損失ゼロを仮定したときのシールド線３ｂの特性インピーダンスと同じ大きさに設定される。ここで、説明の便宜上、損失ゼロを仮定したときのシールド線３ｂの特性インピーダンスを無損失特性インピーダンスと称する。抵抗体６の抵抗の大きさは、無損失特性インピーダンスと同じであることが望ましいが、厳密に一致していなくても、程度の差はあるが上記説明した効果は得られる。抵抗体６の抵抗の大きさは、誤差１０％の範囲内で無損失特性インピーダンスに一致していれば概ね上記した効果が得られ、誤差２０％の範囲内で無損失特性インピーダンスに一致している場合、１０％誤差のとき程ではないが、相応の効果が得られる。さらに、誤差２０％を超えても、全く効果が得られなくなるものではない。

【0040】

実施例では、シールド線３ｂのバッテリ側端部は、導電体７によりボディグランド５に接続されていた。シールド線３ｂのバッテリ側端部は、導電体７によりバッテリの筐体８ａに接続され、その筐体８ａがボディグランド５に接続されていてもよい（図５参照）。即ち、シールド線３ｂのバッテリ側端部は、導電体７とバッテリの筐体８ａを介してボディグランド５に接続されていてもよい。

【0041】

実施例では、スイッチング素子を含むインバータ２とバッテリ８がシールドケーブル３で接続された車載電子機器に関する接地構造を例に説明した。本明細書が開示する技術は、インバータとバッテリに限られず、他の車載電子機器に適用することができる。ただし、特に好適なのは、スイッチング素子を含む車載電子機器と別の車載機器がシールドケーブルで接続されている場合における車載電子機器の接地構造に適用することである。スイッチング素子は大きなノイズ電流を発生する可能性があるからである。

【0042】

上記説明した接地構造をまとめると次の通りである。その接地構造は、スイッチング動作を伴う車載電子機器の車両ボディへの接地構造である。車載電子機器は、他の電子機器とシールドケーブルで電気的に接続されている。シールドケーブルのシールド線は、他の電子機器側の端部が導電体を介して車両ボディに接続されている。シールド線の車載電子機器側の端部は、車載電子機器の筐体に接続されている。そして、車載電子機器の筐体は、無損失と仮定したときのシールド線の特性インピーダンスの大きさに等しい抵抗値を有する抵抗体を介して車両ボディに接続されている。

【0043】

実施例の接地構造をより具体的に記述すると、次の通りである。その接地構造は、走行用のモータに交流電力を供給するインバータであって電気自動車のバッテリから電力の供給を受ける車載のインバータとそのバッテリの車両ボディへの接地構造に関する。バッテリとインバータは、直流電力をインバータへ供給するパワーケーブルがシールド線で覆われたシールドケーブルで接続されている。そのシールドケーブルのシールド線のバッテリ側の端部が導電体を介して車両ボディに接続されている。また、シールド線のインバータ側の端部がインバータの筐体に接続されている。インバータの筐体が、無損失と仮定したときのシールド線の特性インピーダンスの大きさに等しい抵抗値を有する抵抗体を介して車両ボディに接続されている。

【0044】

次に、図１の接地構造の変形例の幾つかを説明する。なお、図１の実施例と同じ部品には同じ符号を付して説明を省略する。また、以下の変形例はいずれも、図５と同様に、シールド線３ｂのバッテリ側端部がバッテリの筐体に接続しており、その筐体がボディグランドに接続する構成を採用してもよい。

【0045】

（第１変形例）図６は、第１変形例の接地構造１０ａの模式的ブロック図である。この変形例では、インバータ２の筐体２ｂが単数あるいは複数の絶縁体３１でボディグランド５と物理的に接続されている。すなわち、インバータ２の筐体２ｂは絶縁体３１を介して車両のボディに支持されている。インバータ２は、電気的には、抵抗体６を介してボディグランド５と接続している。

【0046】

（第２変形例）図７は、第２変形例の接地構造１０ｂの模式的ブロック図である。この変形例では、インバータ２が、単数あるいは複数の絶縁体３１でボディに支持されているとともに、単数あるいは複数の導電性部材３２で電気的かつ構造的にボディグランド５に接続されている。この変形例では、導電性部材３２の抵抗値を調整することで適切にノイズ電流を抑制することができる。

【0047】

（第３変形例）図８は、第３変形例の接地構造１０ｃの模式的ブロック図である。この変形例では、インバータ２が、単数あるいは複数の絶縁体３１でボディに支持されているとともに、単数あるいは複数の導電性部材３２で電気的かつ構造的にボディグランド５と接続されている。インバータ２はさらに、抵抗体６でボディグランド５に接続している。

【0048】

（第４変形例）図９は、第４変形例の接地構造１０ｄの模式的ブロック図である。この変形例では、インバータ２が、単数あるいは複数の絶縁体３１でボディに支持されている。また、インバータ２は、抵抗体６とコンデンサ３６の直列接続の回路でボディグランド５に接続されている。コンデンサ３６は、直流成分カット用に挿入されている。

【0049】

（第５変形例）図１０は、第５変形例の接地構造１０ｅの模式的ブロック図である。この変形例では、インバータ２が、単数あるいは複数の絶縁体３１でボディに支持されているとともに、間に静電容量部材３７を挟んだ単数あるいは複数の導電性部材３２で電気的かつ構造的にボディグランド５と接続されている。

【0050】

（第６変形例）図１１は、第６変形例の接地構造１０ｆの模式的ブロック図である。この変形例では、抵抗体６は、ケース４１に収められている。抵抗体６の一端は電線４３を介してインバータの筐体２ｂに接続されており、他端は電線４３を介してボディグランド５に接続されている。

【0051】

（第７変形例）図１２は、第７変形例の接地構造１０ｇの模式的ブロック図である。この変形例では、抵抗体６は、リレー５３やヒューズ５４を収容するジャンクションボックス５１に収められている。そのジャンクションボックス５１は、絶縁体５５で車両のボディに支持されている。また、インバータ２の筐体２ｂは、絶縁体３１で車両のボディに支持されている。

【0052】

（第８変形例）図１３は、第８変形例の接地構造１０ｈの模式的ブロック図である。この変形例では、抵抗体６は、車両ボディに固定されるボックス５７に収められ、一端がインバータの筐体２ｂに接続され、他端がボディグランド５に接続される。インバータ２の筐体２ｂは、絶縁体３１で車両のボディに支持される。

【0053】

（第９変形例）図１４は、第９変形例の接地構造１０ｊの模式的ブロック図である。この変形例では、筐体２ｂと同電位のグランド導体５８を設け、抵抗体６は、一端がグランド導体５８を介して筐体２ｂと接続され、他端はケーブル５９を介してボディグランド５に接続される。インバータ２の筐体２ｂは、絶縁体３１で車両のボディに支持される。

【0054】

（第１０変形例）図１５は、第１０変形例の接地構造１０ｋの模式的ブロック図である。この変形例では、シールド線３ｂは、インバータ側でコネクタ３ｅを備える。そのコネクタ３ｅは、インバータの筐体側コネクタ２ｃと結合する。シールド線３ｂのインバータ側端部３ｄに抵抗体６の一端が接続され、抵抗体６の他端はケーブル６１を介してボディグランド５に接続される。インバータ２の筐体２ｂは、絶縁体３１で車両のボディに支持される。

【0055】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0056】

２：インバータ
２ａ：インバータ回路
２ｂ：筐体
２ｃ：筐体側コネクタ
３：シールドケーブル
３ａ：パワーケーブル（信号ケーブル）
３ｂ：シールド線
３ｅ：コネクタ
４：接続ポイント
５：ボディグランド
６：抵抗体
７：導電体
８：バッテリ
８ａ：バッテリの筐体
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｊ：接地構造
３１：絶縁体
３２：導電性部材
３６：コンデンサ
３７：静電容量部材
４１：ケース
４３：電線
５１：ジャンクションボックス
５３：リレー
５４：ヒューズ
５５：絶縁体
５７：ボックス
５８：グランド導体
５９、６１：ケーブル
６１：ケーブル
１００：従来の接地構造
１０６：導電体
１０９：抵抗体
Ｃｓ：浮遊容量
Ｇ：並列コンダクタンス
Ｌｓ：寄生インダクタンス
Ｒ：直列抵抗
Ｚ_０：特性インピーダンス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】