DE102019204138A1

DE102019204138A1 - Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor

Info

Publication number: DE102019204138A1
Application number: DE102019204138.8A
Authority: DE
Inventors: Shunsuke AMBO; Fumihiro KAGAWA; Hiroshi Fukasaku; Yoshiki Nagata; Junya KAIDA; Takashi Kawashima; Yoshikazu Hayashi; Hidehiro Kudo; Takahiro Okazaki; Takashi Yoshida
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-10-02
Also published as: US20190305648A1; KR20190114831A; KR102181796B1; CN110319010A; US10897183B2; CN110319010B

Abstract

Ein fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor beinhaltet eine Kompressionseinheit, einen Elektromotor und eine Wechselrichtervorrichtung. Die Wechselrichtervorrichtung beinhaltet eine Wechselrichterschaltung und einen Rauschminderer. Der Rauschminderer beinhaltet eine Gleichtakt-Drosselspule und einen Glättungskondensator. Die Gleichtakt-Drosselspule beinhaltet einen schlaufenförmigen Kern, eine erste Wicklung, die um den Kern gewickelt ist, eine zweite Wicklung, die um den Kern gewickelt ist, wobei die zweite Wicklung von der ersten Wicklung beabstandet und ihr gegenüberliegend ist, und einen schlaufenförmigen Leiter, der den Kern bedeckt und sich über die erste Wicklung und die zweite Wicklung erstreckt. Der Kern beinhaltet einen freiliegenden Abschnitt, der nicht mit dem Leiter bedeckt ist. Teile des Leiters, die zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung einander gegenüberliegen, sind voneinander beabstandet.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor.
Die internationale Patentveröffentlichung WO2017/170817 offenbart ein Beispiel für die Konfiguration einer Gleichtakt-Drosselspule, die für eine Wechselrichtervorrichtung verwendet wird, die einen Elektromotor in einem fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor antreibt. Die Drosselspule der Veröffentlichung ist mit einem elektrischen Leiter bedeckt, um einen Dämpfungseffekt zu erzielen, bei dem ein im Leiter fließender Normalmodenstrom einen induzierten Strom im Leiter fließen lässt, der dann in Wärmeenergie umgewandelt wird.
Wenn die Drosselspule vollständig mit dem Leiter bedeckt ist, kann es vorkommen, dass sie mit Wärme gefüllt wird und schwierig zu fertigen ist. Wenn ein Abschnitt, der nicht mit dem Leiter bedeckt ist, zur Verbesserung der Wärmeabfuhreigenschaften angeordnet ist, kann der Fluss eines induzierten Stroms begrenzt werden, wodurch der Dämpfungseffekt verringert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, einen fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor mit einem Filterschaltkreis bereitzustellen, der in Bezug auf die Wärmeabfuhreigenschaften und den Dämpfungseffekt hervorragend ist.
Ein fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor gemäß einem Aspekt beinhaltet eine Kompressionseinheit, die zum Verdichten von Flüssigkeit konfiguriert ist, einen Elektromotor, der zum Antreiben der Kompressionseinheit konfiguriert ist, und eine Wechselrichtervorrichtung, die zum Antreiben des Elektromotors konfiguriert ist. Die Wechselrichtervorrichtung beinhaltet eine Wechselrichterschaltung, die konfiguriert ist, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, und einen Rauschminderer, der auf einer Eingangsseite der Wechselrichterschaltung angeordnet ist. Der Rauschminderer ist konfiguriert, um Gleichtaktrauschen und Normalmodenrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, zu reduzieren, bevor er in die Wechselrichterschaltung eingespeist wird. Der Rauschminderer beinhaltet eine Gleichtakt-Drosselspule und einen Glättungskondensator. Die Gleichtakt-Drosselspule und der Glättungskondensator konfigurieren eine Tiefpassfilterschaltung. Die Gleichtakt-Drosselspule beinhaltet einen schlaufenförmigen Kern, eine erste Wicklung, die um den Kern gewickelt ist, eine zweite Wicklung, die um den Kern gewickelt ist, wobei die zweite Wicklung von der ersten Wicklung beabstandet und ihr gegenüberliegend ist, und einen schlaufenförmigen Leiter, der den Kern bedeckt, während er sich über die erste Wicklung und die zweite Wicklung erstreckt. Der Kern beinhaltet einen freiliegenden Abschnitt, der nicht mit dem Leiter bedeckt ist. Teile des Leiters, die zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung einander gegenüberliegen, sind voneinander beabstandet.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Grundsätze der Offenbarung exemplarisch veranschaulicht.
Figurenliste
Die Offenbarung kann unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen verstanden werden:

ist eine schematische Darstellung eines fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressors;
ist ein Schaltplan, der eine Antriebsvorrichtung und einen Elektromotor zeigt;
ist eine Draufsicht auf eine Gleichtakt-Drosselspule in einer ersten Ausführungsform;
ist eine Vorderansicht der in dargestellten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine rechte Seitenansicht der in dargestellten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3D-3D in ;
ist eine Draufsicht, die einen Kern und Wicklungen zeigt;
ist eine Vorderansicht mit dem Kern und den Wicklungen;
ist eine rechte Seitenansicht mit dem Kern und den Wicklungen;
ist eine perspektivische Ansicht des Kerns und der Wicklungen, die einen Betrieb der Gleichtakt-Drosselspule veranschaulichen;
ist eine perspektivische Ansicht der Gleichtakt-Drosselspule, die einen Betrieb der Gleichtakt-Drosselspule veranschaulicht;
ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften der Verstärkung einer Tiefpassfilterschaltung darstellt;
ist eine Draufsicht auf eine Gleichtakt-Drosselspule in einer zweiten Ausführungsform;
ist eine Vorderansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine rechte Seitenansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine Draufsicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer Metalldünnschicht veranschaulicht;
ist eine Vorderansicht, die das Verfahren zur Herstellung der Metalldünnschicht veranschaulicht;
ist eine rechte Seitenansicht, die das Verfahren zur Herstellung der Metalldünnschicht veranschaulicht;
ist eine Draufsicht, die das Verfahren zur Herstellung der Metalldünnschicht veranschaulicht;
ist eine Vorderansicht, die das Verfahren zur Herstellung der Metalldünnschicht veranschaulicht;
ist eine rechte Seitenansicht, die das Verfahren zur Herstellung der Metalldünnschicht veranschaulicht;
ist eine Draufsicht auf eine Gleichtakt-Drosselspule in einer Modifikation;
ist eine Vorderansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine rechte Seitenansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine Draufsicht auf eine Gleichtakt-Drosselspule in einer anderen Modifikation;
ist eine Vorderansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine rechte Seitenansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine Draufsicht auf eine Gleichtakt-Drosselspule in einer weiteren Modifikation;
ist eine Vorderansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine rechte Seitenansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule;
ist eine Draufsicht auf eine Gleichtakt-Drosselspule in noch einer anderen Modifikation;
ist eine Vorderansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule; und
ist eine rechte Seitenansicht der in gezeigten Gleichtakt-Drosselspule.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Erste Ausführungsform
Eine Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Ein fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor 11 der ersten Ausführungsform beinhaltet eine Kompressionseinheit 18, die Kältemittel, das als Flüssigkeit dient, verdichtet und beispielsweise mit einer fahrzeuginternen Klimaanlagen verwendet wird. Das heißt, die zu verdichtende Flüssigkeit in dem fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor in der ersten Ausführungsform ist Kältemittel.
Wie in dargestellt, beinhaltet eine fahrzeuginterne Klimaanlage 10 den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 11 und einen externen Kältemittelkreislauf 12, der den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 11 mit Kältemittel als Flüssigkeit versorgt. Der externe Kältemittelkreislauf 12 beinhaltet beispielsweise einen Wärmetauscher und ein Expansionsventil. Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 11 verdichtet das Kältemittel und der externe Kältemittelkreislauf 12 übernimmt den Wärmeaustausch des Kältemittels und expandiert das Kältemittel. Dadurch kann die fahrzeuginterne Klimaanlage 10 den Fahrgastraum kühlen als auch erwärmen.
Die fahrzeuginterne Klimaanlage 10 beinhaltet ein Klimaanlagensteuergerät 13, das die gesamte fahrzeuginterne Klimaanlage 10 steuert. Das Klimaanlagensteuergerät 13 ist konfiguriert, um beispielsweise die Temperatur des Fahrgastraums und die voreingestellte Temperatur der fahrzeuginternen Klimaanlage zu erhalten. Basierend auf den Parametern überträgt das Klimaanlagensteuergerät 13 verschiedene Befehle, wie beispielsweise einen Ein-/Aus-Befehl, an den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 11.
Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 11 beinhaltet ein Gehäuse 14 mit einer Einlassöffnung 14a, in die Kältemittel aus dem externen Kältemittelkreislauf 12 hineingezogen wird.
Das Gehäuse 14 besteht aus einem wärmeleitenden Material (z.B. Metall wie Aluminium). Das Gehäuse 14 ist mit der Fahrzeugkarosserie geerdet.
Das Gehäuse 14 beinhaltet ein Einlassgehäuseelement 15 und ein Auslassgehäuseelement 16, die miteinander gekoppelt sind. Das Einlassgehäuseelement 15 hat eine rohrförmige Form, wobei ein Ende geschlossen und das andere Ende offen ist. Das Einlassgehäuseelement 15 beinhaltet eine plattenförmige Bodenwand 15a und eine Seitenwand 15b, die sich vom Rand der Bodenwand 15a zum Auslassgehäuseelement 16 erstreckt. Die Bodenwand 15a ist beispielsweise im Wesentlichen plattenförmig, und die Seitenwand 15b ist beispielsweise im Wesentlichen rohrförmig. Das Auslassgehäuseelement 16 ist mit dem Einlassgehäuseelement 15 gekoppelt, um die Öffnung des Einlassgehäuseelements 15 zu schließen. Dies definiert einen Innenraum im Gehäuse 14.
Die Einlassöffnung 14a erstreckt sich durch die Seitenwand 15b des Einlassgehäuseelements 15. Genauer gesagt, befindet sich die Einlassöffnung 14a an einer Position in der Seitenwand 15b des Einlassgehäuseelements 15, die näher an der Bodenwand 15a als an dem Auslassgehäuseelement 16 ist.
Das Gehäuse 14 weist eine Auslassöffnung 14b auf, aus der das Kältemittel ausgelassen wird. Die Auslassöffnung 14b befindet sich am Auslassgehäuseelement 16, genauer gesagt an einem Teil des Auslassgehäuseelements 16 gegenüber der Bodenwand 15a.
Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 11 beinhaltet eine rotierende Welle 17, die Kompressionseinheit 18 und einen Elektromotor 19, die im Gehäuse 14 untergebracht sind.
Die rotierende Welle 17 wird durch das Gehäuse 14 rotierbar gestützt. Die rotierende Welle 17 ist So angeordnet, dass ihre axiale Richtung mit der Dickenrichtung der plattenförmigen Bodenwand 15a (d. h. der axialen Richtung der rohrförmigen Seitenwand 15b) übereinstimmt. Die rotierende Welle 17 und die Kompressionseinheit 18 sind miteinander gekoppelt.
Die Kompressionseinheit 18 befindet sich im Gehäuse 14 an einer Position, die näher an der Auslassöffnung 14b als an der Einlassöffnung 14a (d. h. der Bodenwand 15a) liegt. Durch die Drehung der rotierenden Welle 17 verdichtet die Kompressionseinheit 18 das Kältemittel, das in das Gehäuse 14 durch Einlassöffnung 14a hineingezogen wurde, und leitet das verdichtete Kältemittel anschließend aus der Auslassöffnung 14b hinaus. Die spezifische Struktur der Kompressionseinheit 18 kann von jedem Typ sein, wie beispielsweise einem Schneckentyp, einem Kolbentyp oder einem Flügelzellentyp.
Der Elektromotor 19 befindet sich im Gehäuse 14 zwischen der Kompressionseinheit 18 und der Bodenwand 15a. Der Elektromotor 19 ist konfiguriert, um die Kompressionseinheit 18 durch Drehen der rotierenden Welle 17 anzutreiben, die sich im Gehäuse 14 befindet. Der Elektromotor 19 beinhaltet beispielsweise einen zylindrischen Rotor 20, der an der rotierenden Welle 17 befestigt ist, und einen Stator 21, der an dem Gehäuse 14 befestigt ist. Der Stator 21 beinhaltet einen zylindrischen Statorkern 22 und Spulen 23, die um die Zähne des Statorkerns 22 gewickelt sind. Der Rotor 20 und der Stator 21 stehen sich in radialer Richtung der rotierenden Welle 17 gegenüber. Wenn die Spulen 23 unter Spannung stehen, drehen sich der Rotor 20 und die rotierende Welle 17. Dies bewirkt, dass die Kompressionseinheit 18 das Kältemittel verdichtet.
Wie in dargestellt, beinhaltet der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 11 eine Antriebsvorrichtung 24, die zum Antreiben des Elektromotors 19 und zum Empfangen von Gleichstromleistung konfiguriert ist, und eine Abdeckung 25, die eine Aufnahmekammer So zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung 24 definiert.
Die Abdeckung 25 besteht aus einem nichtmagnetischen Material, das thermisch und elektrisch leitfähig ist (z.B. Metall wie Aluminium).
Die Abdeckung 25 hat eine rohrförmige Form, wobei ein Ende geschlossen und das andere Ende zum Gehäuse 14 hin offen ist, insbesondere zur Bodenwand 15a des Einlassgehäuseelements 15. Die Abdeckung 25 ist mit der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 über Bolzen 26 mit dem offenen Ende im Anschlag mit der Bodenwand 15a verbunden. Die Öffnung der Abdeckung 25 wird durch die Bodenwand 15a geschlossen. Die Aufnahmekammer So wird durch die Abdeckung 25 und die Bodenwand 15a definiert.
Die Aufnahmekammer So befindet sich außerhalb des Gehäuses 14 und auf der dem Elektromotor 19 gegenüberliegenden Seite der Bodenwand 15a. Die Kompressionseinheit 18, der Elektromotor 19 und die Antriebsvorrichtung 24 sind in axialer Richtung der rotierenden Welle 17 angeordnet.
Die Abdeckung 25 beinhaltet einen Anschluss 27, mit dem die Antriebsvorrichtung 24 elektrisch verbunden ist. Der Anschluss 27 ermöglicht es der Antriebsvorrichtung 24, Gleichstrom von einer fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 28 zu empfangen, die im Fahrzeug installiert ist, und verbindet das Klimaanlagensteuergerät 13 und die Antriebsvorrichtung 24 elektrisch miteinander. Die fahrzeuginterne Energiespeichervorrichtung 28 ist eine im Fahrzeug installierte Gleichstromquelle und ist beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie oder ein Kondensator.
Wie in dargestellt, beinhaltet die Antriebsvorrichtung 24 eine Leiterplatte 29, eine auf der Leiterplatte 29 angeordnete Wechselrichtervorrichtung 30 und zwei Verbindungsleitungen EL1 und EL2, die verwendet werden, um den Anschluss 27 und die Wechselrichtervorrichtung 30 elektrisch miteinander zu verbinden.
Die Leiterplatte 29 hat eine Plattenform. Die Leiterplatte 29 liegt gegenüber der Bodenwand 15a und ist von der Bodenwand 15a um einen vorgegebenen Abstand in axialer Richtung der rotierenden Welle 17 beabstandet.
Die Wechselrichtervorrichtung 30 ist konfiguriert, um den Elektromotor 19 anzutreiben. Die Wechselrichtervorrichtung 30 beinhaltet eine Wechselrichterschaltung 31 (siehe ) und einen Rauschminderer 32 (siehe ). Die Wechselrichterschaltung 31 ist konfiguriert, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Der Rauschminderer 32 befindet sich auf der Eingangsseite der Wechselrichterschaltung 31 und ist konfiguriert, um Gleichtaktrauschen und Normalmodenrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, zu reduzieren, bevor er in die Wechselrichterschaltung 31 eingespeist wird.
Die elektrische Konfiguration des Elektromotors 19 und der Antriebsvorrichtung 24 werden nun beschrieben.
Wie in dargestellt, weisen die Spulen 23 des Elektromotors 19 eine drei-phasige Struktur auf, beispielsweise eine u-Phasenspule 23u, eine v-Phasenspule 23v und eine w-Phasenspule 23w. Die Spulen 23u bis 23w werden in einer Y-Verbindung verbunden.
Die Wechselrichterschaltung 31 beinhaltet u-Phasenschaltelemente Qu1 und Qu2 entsprechend der u-Phasenspule 23u, v-Phasenschaltelemente Qv1 und Qv2 entsprechend der v-Phasenspule 23v und w-Phasenschaltelemente Qw1 und Qw2 entsprechend der w-Phasenspule 23w. Jedes der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 ist beispielsweise ein Leistungsschaltelement, wie beispielsweise ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 sind jeweils mit den Schutzdioden Du1 bis Dw2 (Bodydioden) verbunden.
Die u-Phasenschaltelemente Qu1 und Qu2 sind über eine Verbindungsleitung, die mit der u-Phasenspule 23u verbunden ist, in Reihe geschaltet. Das aus den u-Phasenschaltelementen Qu1 und Qu2 gebildete serielle Anschluss ist elektrisch mit den beiden Verbindungsleitungen EL1 und EL2 verbunden und empfängt Gleichstrom von der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 28.
Obwohl die entsprechenden Spulen unterschiedlich sind, werden die restlichen Leistungsschaltelemente Qv1, Qv2, Qw1 und Qw2 wie die u-Phasen-Leistungsschaltelemente Qu1 und Qu2 angeschlossen.
Die Antriebsvorrichtung 24 beinhaltet eine Steuerung 33, die den Schaltvorgang der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 steuert. Die Steuerung 33 wird beispielsweise durch mindestens eine dedizierte Hardware-Schaltung und/oder mindestens einen Prozessor (Steuerschaltkreis) implementiert, der gemäß Computerprogrammen (Software) operiert. Der Prozessor beinhaltet eine CPU und Speicher wie ein RAM und ein ROM. Die Speicher speichern beispielsweise Programmcodes oder Befehle, die konfiguriert sind, den Prozessor dazu zu veranlassen, verschiedene Prozesse auszuführen. Der Speicher, oder das computerlesbare Speichermedium, beinhalten jede Art von Speichermedium, das über Universalcomputer und dedizierte Computer zugänglich ist.
Die Steuerung 33 ist über den Anschluss 27 elektrisch mit dem Klimaanlagensteuergerät 13 verbunden. Basierend auf den Befehlen des Klimaanlagensteuergeräts 13 schaltet die Steuerung 33 die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 zyklisch ein und aus. Im Detail führt die Steuerung 33 eine Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) an den Schaltelementen Qu1 bis Qw2 basierend auf den Befehlen des Klimaanlagensteuergeräts 13 durch. Im Detail verwendet die Steuerung 33 ein Trägersignal und ein eingegebenes Spannungswertsignal (Vergleichssignal) zum Erzeugen eines Steuersignals. Die Steuerung 33 führt mit dem erzeugten Steuersignal eine Zweipunktregelung der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 durch und wandelt so die Gleichstromleistung in Wechselstromleistung um.
Der Rauschminderer 32 beinhaltet eine Gleichtakt-Drosselspule 34 und einen X-Kondensator 35. Die Gleichtakt-Drosselspule 34 und der X-Kondensator 35, der als Glättungskondensator dient, konfigurieren eine Tiefpassfilterschaltung 36. Die Tiefpassfilterschaltung 36 befindet sich auf den Verbindungsleitungen EL1 und EL2. Die Tiefpassfilterschaltung 36 befindet sich zwischen dem Anschluss 27 und der Wechselrichterschaltung 31 in der Schaltung.
Die Gleichtakt-Drosselspule 34 befindet sich auf den Verbindungsleitungen EL1 und EL2.
Der X-Kondensator 35 befindet sich auf der stromabwärts gerichteten Seite der Gleichtakt-Drosselspule 34 (d. h. näher an der Wechselrichterschaltung 31). Das bedeutet, der X-Kondensator 35 befindet sich zwischen der Gleichtakt-Drosselspule 34 und der Wechselrichterschaltung 31. Der X-Kondensator 35 ist elektrisch mit den Verbindungsleitungen EL1 und EL2 verbunden. Die Gleichtakt-Drosselspule 34 und der X-Kondensator 35 bilden einen LC-Schwingkreis. Das bedeutet, die Tiefpassfilterschaltung 36 der ersten Ausführungsform ist ein LC-Schwingkreis mit der Gleichtakt-Drosselspule 34.
Zwei Y-Kondensatoren 37 und 38, nämlich ein erster Y-Kondensator 37 und ein zweiter Y-Kondensator 38, sind in Reihe geschaltet. Genauer gesagt, beinhaltet die Antriebsvorrichtung 24 eine Bypassleitung EL3, die ein erstes Ende des ersten Y-Kondensators 37 und ein erstes Ende des zweiten Y-Kondensators 38 miteinander verbindet. Die Bypassleitung EL3 ist mit der Fahrzeugkarosserie geerdet.
Der seriell angeschlossene Körper der Y-Kondensatoren 37 und 38 ist zwischen der Gleichtakt-Drosselspule 34 und dem X-Kondensator 35 angeordnet und elektrisch mit der Gleichtakt-Drosselspule 34 verbunden. Ein zweites Ende des ersten Y-Kondensators 37 auf der dem ersten Ende gegenüberliegenden Seite ist mit der ersten Verbindungsleitung EL1 verbunden, insbesondere mit einem Abschnitt der ersten Verbindungsleitung EL1, der eine erste Wicklung 60 der Gleichtakt-Drosselspule 34 und die Wechselrichterschaltung 31 miteinander verbindet. Ein zweites Ende des zweiten Y-Kondensators 38 auf der dem ersten Ende gegenüberliegenden Seite ist mit der zweiten Verbindungsleitung EL2 verbunden, insbesondere mit einem Abschnitt der zweiten Verbindungsleitung EL2, der eine zweite Wicklung 61 der Gleichtakt-Drosselspule 34 und die Wechselrichterschaltung 31 miteinander verbindet.
Die fahrzeuginternen Vorrichtungen des Fahrzeugs beinhalten beispielsweise eine Leistungssteuereinheit 39 (PCU), die separat von der Antriebsvorrichtung 24 angeordnet ist. Die PCU 39 verwendet die Gleichstromleistung, die von der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 28 geliefert wird, um den im Fahrzeug installierten Fahrmotor anzutreiben. Das heißt, in der ersten Ausführungsform sind die PCU 39 und die Antriebsvorrichtung 24 parallel mit der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 28 verbunden, und die fahrzeuginterne Energiespeichervorrichtung 28 wird von der PCU 39 und der Antriebsvorrichtung 24 gemeinsam genutzt.
Die PCU 39 beinhaltet einen Hochsetzsteller 40 und einen Stromversorgungskondensator 41. Der Hochsetzsteller 40 beinhaltet ein Hochsetz-Schaltelement. Der Hochsetzsteller 40 schaltet das Hochsetz-Schaltelement zyklisch ein und aus, um die Gleichstromleistung der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung zu erhöhen. Das bedeutet, der Stromversorgungskondensator 41 ist parallel zur fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 28 geschaltet. Obwohl nicht veranschaulicht, beinhaltet die PCU 39 einen Fahrumrichter, der die durch den Hochsetzsteller 40 erhöhte Gleichstromleistung in Antriebsleistung umwandelt, mit der der Fahrmotor angetrieben werden kann.
In der oben beschriebenen Konfiguration fließt das durch das Schalten des Hochsetz-Schaltelements erzeugte Normalmodenrauschen in die Antriebsvorrichtung 24 ein. In anderen Worten, das Normalmodenrauschen enthält eine Rauschkomponente, die der Schaltfrequenz des Hochsetz-Schaltelements entspricht.
Die Konfiguration der Gleichtakt-Drosselspule 34 wird nun anhand der bis beschrieben.
Die Gleichtakt-Drosselspule 34 ist konfiguriert, um die Übertragung von Hochfrequenzrauschen, das in der PCU 39 erzeugt wird, die fahrzeugseitig positioniert ist, auf den Wechselrichterschaltkreis 31, der kompressorseitig positioniert ist, zu begrenzen. Insbesondere wird die Gleichtakt-Drosselspule 34 als L-Komponente in der Tiefpassfilterschaltung (LC-Filter) 36 eingesetzt, die das Normalmodenrauschen (Differentialmodenrauschen) eliminiert, indem sie die Streuinduktivität als Normalinduktivität nutzt. Das heißt, die Gleichtakt-Drosselspule 34 kann zur Bewältigung von Gleichtaktrauschen und Normalmodenrauschen (Differentialmodenrauschen) eingesetzt werden. Beide Modenrauschen können von einer einzelnen Drosselspule bewältigt werden, nicht jeweils von der Gleichtakt-Drosselspule bzw. der Normalmoden- (Differentialmoden-) Drosselspule.
In den Zeichnungen ist ein dreiachsiges orthogonales Koordinatensystem so definiert, dass die Axialrichtung der rotierenden Welle 17 in als „Z-Richtung“ und die Richtungen orthogonal zur Z-Richtung als „X-Richtung“ und „Y-Richtung“ bezeichnet werden. “
Wie in den bis dargestellt, beinhaltet die Gleichtakt-Drosselspule 34 einen schlaufenförmigen Kern 50, die erste Wicklung 60, die zweite Wicklung 61 und eine Metalldünnschicht 70, die als schlaufenförmiger Leiter dient.
Der Kern 50 hat einen viereckigen Querschnitt, wie in dargestellt, und hat vollständig eine rechteckige Form in der in dargestellten X-Y-Ebene. Wie in den und dargestellt, weist der Kern 50 einen Innenraum Sp1 auf.
Wie in den bis dargestellt, wird die erste Wicklung 60 um den Kern 50 und die zweite Wicklung 61 um den Kern 50 gewickelt. Die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 sind so angeordnet, dass sie sich mit der Achse des Kerns 50 zwischen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 einander gegenüberliegen. Genauer gesagt, wie in dargestellt, ist ein langer Seitenabschnitt des rechteckigen Kerns 50 ein erster gerader Abschnitt 51, und der andere lange Seitenabschnitt ist ein zweiter gerader Abschnitt 52. Der erste gerade Abschnitt 51 und der zweite gerade Abschnitt 52 sind parallel zueinander. Das heißt, der Kern 50 beinhaltet den ersten geraden Abschnitt 51 und den zweiten geraden Abschnitt 52, die sich gerade parallel zueinander erstrecken. Mindestens ein Teil der ersten Wicklung 60 ist um den ersten geraden Abschnitt 51 gewickelt, und mindestens ein Teil der zweiten Wicklung 61 ist um den zweiten geraden Abschnitt 52 gewickelt. Die Wicklungsrichtungen der beiden Wicklungen 60 und 61 sind einander entgegengesetzt. Weiterhin sind die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 voneinander beabstandet und einander gegenüberliegend.
Zwischen dem Kern 50 und den Wicklungen 60 und 61 ist ein Kunststoffgehäuse (nicht dargestellt) vorgesehen, und ein Vorsprung (nicht dargestellt) erstreckt sich vom Kunststoffgehäuse um die Metalldünnschicht 70 zu kontaktieren und abzusichern.
Die in den bis dargestellte Metalldünnschicht 70 besteht aus Kupferfolie. Das heißt, die Metalldünnschicht 70, die als schlaufenförmiger Leiter dient, hat die Form einer Dünnschicht. Die Metalldünnschicht 70 als Leiter hat eine röhrenförmige Form. Die Dicke der Metalldünnschicht 70 beträgt 10 µm bis 100 µm. Zum Beispiel ist die Dicke der Metalldünnschicht 70 35 µm. Die Metalldünnschicht 70 wird verdünnt, um den Widerstand zu erhöhen, wenn Strom (induzierter Strom) fließt, um den Strom in Wärme umzuwandeln. Wenn jedoch die Metalldünnschicht 70 verdünnt ist, ist es schwierig, die Metalldünnschicht 70 in Stärke und Form zu erhalten.
Wie in den und dargestellt, ist die Metalldünnschicht 70 schlaufenförmig, genauer gesagt bandförmig und endlos. Die Metalldünnschicht 70 bedeckt den Kern 50 und erstreckt sich über die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61. Genauer gesagt, ist die Metalldünnschicht 70 so ausgebildet, dass sie die gesamte erste Wicklung 60, die gesamte zweite Wicklung 61 und einen Teil des Innenraumes Sp1 des Kerns 50 bedeckt (siehe und . Im weiteren Sinne ist die Metalldünnschicht 70 so ausgebildet, dass sie mindestens einen Teil jeder der ersten Wicklung 60, der zweiten Wicklung 61 und des Innenraums Sp1 des Kerns 50 bedeckt (siehe und . Der Innenraum Sp1 befindet sich zwischen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61. Die Metalldünnschicht 70 beinhaltet Teile, die sich zwischen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 befinden, d. h. einander gegenüberliegend mit dem Innenraum Spi, der sich dazwischen befindet.
Die Metalldünnschicht 70 beinhaltet eine Kunststoffschicht 80, die zwischen der inneren Umfangsfläche der Dünnschicht und den Außenflächen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf die und stellt die Kunststoffschicht 80 die Isolierung sowie die Festigkeit und die hohe Steifigkeit der Metalldünnschicht 70 sicher. Die Kunststoffschicht 80 besteht aus Polyimid und hält die Metalldünnschicht 70 in ihrer Festigkeit und Form. Die Dicke der Kunststoffschicht 80 beträgt beispielsweise Dutzende von Mikrometern. Denn die Wicklungen 60 und 61 und die Metalldünnschicht 70 sind wünschenswert näher beieinander, und die von den Wicklungen 60 und 61 erzeugten Magnetfelder werden von der Metalldünnschicht 70 empfangen, um den induzierten Strom in der Metalldünnschicht 70 fließen zu lassen. Wenn sich die Metalldünnschicht 70 in der Nähe der Wicklungen 60 und 61 befindet, fließt der induzierte Strom leicht in der Metalldünnschicht 70.
Die Metalldünnschicht 70 und die Kunststoffschicht 80 sind durch einen Klebstoff miteinander verbunden (nicht dargestellt). Der Klebstoff kann ein wärmehärtender Klebstoff, ein thermoplastischer Klebstoff (Schmelzkleber) oder ein Haftkleber sein.
Die Metalldünnschicht 70 wird wie folgt gebildet. Zunächst wird eine bandförmige Metalldünnschicht, die mit einer Kunststoffschicht nach dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung eines allgemeinen flexiblen Substrats integriert wurde, vorbereitet. Anschließend werden die gegenüberliegenden Enden der Metalldünnschicht unter Biegen der Kunststoffschicht miteinander verschweißt. Dadurch wird die Metalldünnschicht 70 in Form einer Schlaufe geformt. Eine solche Integration mit der Kunststoffschicht ermöglicht es der Metalldünnschicht leicht in eine Schlaufenform formbar zu sein und verbessert so die Produktivität.
Der Kern 50 beinhaltet eine Vielzahl von freiliegenden Abschnitten 53 und 54, die nicht mit der Metalldünnschicht 70 abgedeckt sind. Die freiliegenden Abschnitte 53 und 54 sind nach außen hin freigelegt. Die freiliegenden Abschnitte 53 und 54 erstrecken sich von den entsprechenden Enden der Metallschicht 70 in axialer Richtung der Metallschicht 70. Die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 sind nicht um die freiliegenden Abschnitte 53 und 54 gewickelt.
Die Funktionsweise der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Zunächst wird die Normalmode (Differentialmode) mit Bezug auf die und beschrieben.
Wie in dargestellt, fließen die Ströme i1 und i2, wenn die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 unter Spannung stehen. Dadurch werden die Magnetflüsse φ1 und φ2 im Kern 50 und die Streumagnetflüsse φ3 und φ4 erzeugt. Die Magnetflüsse φ1 und φ2 sind gegenseitig entgegengesetzte Magnetflüsse, und die Streumagnetflüsse φ3 und φ4 werden erzeugt. Wie in dargestellt, fließt ein induzierter Strom i10 in Umfangsrichtung innerhalb der Metalldünnschicht 70, um Magnetflüsse in einer Richtung zu erzeugen, die den erzeugten Streumagnetflüssen φ3 und φ4 widerstehen.
Auf diese Weise fließt der induzierte Strom (Wirbelstrom) i10 in Umfangsrichtung innerhalb der Metalldünnschicht 70, um Magnetflüsse in der Richtung zu erzeugen, die den Streumagnetflüssen widerstehen, die erzeugt werden, wenn die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 unter Spannung stehen. Der in Umfangsrichtung fließende induzierte Strom bezieht sich auf den induzierten Strom, der um den Kern 50 fließt.
Im Gleichtakt, wenn die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 unter Spannung stehen, fließen Ströme in die gleiche Richtung. Dadurch werden Magnetflüsse in die gleiche Richtung erzeugt. Auf diese Weise werden bei Stromeinspeisung im Gleichtakt Magnetflüsse erzeugt und im Kern 50 nahezu kein Streumagnetfluss erzeugt. Dadurch bleibt die gemeinsame Impedanz erhalten.
Die Frequenzeigenschaften der Tiefpassfilterschaltung 36 werden nun mit Bezug auf beschrieben. ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften der Verstärkung (Dämpfungsbetrag) der Tiefpassfilterschaltung 36 in Bezug auf das in die Tiefpassfilterschaltung 36 einfließende Normalmodenrauschen darstellt. Die durchgezogene Linie in stellt den Fall dar, in dem die Gleichtakt-Drosselspule 34 eine Dünnschicht 70 aus einem Leiter beinhaltet, und die lang-kurz gestrichelte Linie in stellt den Fall dar, in dem die Gleichtakt-Drosselspule 34 keine Dünnschicht 70 aus einem Leiter aufweist. Außerdem werden in die Frequenzen logarithmisch auf der horizontalen Achse dargestellt. Die Verstärkung ist eine Art Parameter, der einen Betrag angibt, um den das Normalmodenrauschen reduziert werden kann.
Wenn die Gleichtakt-Drosselspule 34 die Dünnschicht 70 aus einem Leiter nicht beinhaltet, ist der Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung 36 (genauer gesagt, des LC-Schwingkreises einschließlich der Gleichtakt-Drosselspule 34 und des X-Kondensators 35) relativ hoch, wie die lang-kurz gestrichelte Linie in zeigt. Daher kann das Normalmodenrauschen einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz der Tiefpassfilterschaltung 36 nicht auf einfache Weise reduziert werden.
In der ersten Ausführungsform beinhaltet die Gleichtakt-Drosselspule 34 die Dünnschicht 70 aus einem Leiter an einer Stelle, an der Wirbelströme durch die in der Gleichtakt-Drosselspule 34 erzeugte Magnetkraftlinie (Streumagnetflüsse φ3 und φ4) erzeugt werden. Die aus einem Leiter bestehende Dünnschicht 70 befindet sich an einer Stelle, die durch die Schlaufen der Streumagnetflüsse φ3 und φ4 verläuft. Die Dünnschicht 70 ist so konfiguriert, dass die Streumagnetflüsse φ3 und φ4 einen induzierten Strom (Wirbelstrom) erzeugen, der Magnetflüsse in einer Richtung erzeugt, die die Streumagnetflüsse φ3 und φ4 aufhebt. Dadurch senkt die aus einem Leiter bestehende Dünnschicht 70 den Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung 36. Wie die durchgezogene Linie in zeigt, ist der Q-Faktor der Tiefpassfilterschaltung 36 somit niedrig. Daher wird das Normalmodenrauschen mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz der Tiefpassfilterschaltung 36 auch durch die Tiefpassfilterschaltung 36 reduziert.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht der Einsatz einer Metallabschirmstruktur mit der bandförmigen, endlosen Metalldünnschicht 70 in der Gleichtakt-Drosselspule die Verwendung der Tiefpassfilterschaltung als Gleichtakt-Drosselspule und reduziert dadurch das Gleichtaktrauschen. Außerdem werden die im Verhältnis zum Normalmodenstrom (Differentialmodenstrom) erzeugten Streumagnetflüsse vollständig genutzt, um geeignete Filtereigenschaften zu erhalten, die die Reduzierung des Normalmodenrauschens (Differentialmodenrauschen) beinhalten. Das heißt, die Verwendung der bandförmigen, endlosen Metalldünnschicht 70 erzeugt Magnetflüsse, die den Streumagnetflüssen widerstehen, die erzeugt werden, wenn Normalmodenstrom (Differentialmodenstrom) eingespeist wird, und es wird eine elektromagnetische Induktion durchgeführt, um den Strom dazu veranlassen, in der Metalldünnschicht 70 zu fließen und als Wärme verbraucht zu werden. Da die Metalldünnschicht 70 als magnetischer Widerstand wirkt, wird ein Dämpfungseffekt erzielt und die von der Tiefpassfilterschaltung erzeugte Resonanzspitze reduziert (siehe ). Ferner werden bei der Stromeinspeisung im Gleichtakt Magnetflüsse erzeugt, aber es wird fast kein Streumagnetfluss im Kern erzeugt. Dies erhält die gemeinsame Impedanz. Des Weiteren, da die Kunststoffschicht 80 (Polyimidschicht) auf der Innenseite der Metalldünnschicht (Metallschicht) 70 vorgesehen ist, bleibt die Form der Metalldünnschicht 70 erhalten und die Isolierung zu den Wicklungen 60 und 61 ist gewährleistet.
Die oben beschriebene Ausführungsform hat folgende Vorteile.
(1) Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 11 beinhaltet die Wechselrichtervorrichtung 30, die den Elektromotor 19 antreibt. Die Wechselrichtervorrichtung 30 beinhaltet die Wechselrichterschaltung 31 und den Rauschminderer 32. Der Rauschminderer 32 beinhaltet die Gleichtakt-Drosselspule 34 und den X-Kondensator 35, der als Glättungskondensator dient. Die Gleichtakt-Drosselspule 34 und der X-Kondensator 35 konfigurieren die Tiefpassfilterschaltung 36. Die Gleichtakt-Drosselspule 34 beinhaltet den schlaufenförmigen Kern 50, die erste Wicklung 60, die zweite Wicklung 61 und die Metalldünnschicht 70. Die erste Wicklung 60 ist um den Kern 50 gewickelt. Die zweite Wicklung 61 ist um den Kern 50 gewickelt und gegenüber der ersten Wicklung 60 angeordnet und von dieser beabstandet. Die Metalldünnschicht 70 dient als schlaufenförmiger Leiter, der den Kern 50 bedeckt und sich über die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 erstreckt. Der Kern 50 beinhaltet die freiliegenden Abschnitte 53 und 54, die nicht mit der Metalldünnschicht 70 abgedeckt sind. Die Metalldünnschicht 70 beinhaltet die Teile, die sich zwischen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 befinden und einander gegenüberliegen.
Mit den freiliegenden Abschnitten 53 und 54, die nicht mit der Metalldünnschicht 70 bedeckt sind, ist der Kern 50 hervorragend in den Wärmeabfuhreigenschaften. Außerdem weist die Metalldünnschicht 70 eine Schlaufenform auf, die den Kern 50 bedeckt und sich über die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 erstreckt. Wenn also ein Normalmodenstrom durch den Kern 50 fließt, wird ein induzierter Strom in die Metalldünnschicht 70 eingespeist, so dass der Strom problemlos in Wärmeenergie umgewandelt werden kann. Dementsprechend hat der Kern 50 einen Dämpfungseffekt. Da die von der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 erzeugten Streumagnetflüsse eine Schlaufenform bilden, die mit der Metalldünnschicht 70 (Leiter) durch die freiliegenden Abschnitte 53 und 54 des Kerns 50 verbunden ist, fließt ein induzierter Strom leicht zu der Metalldünnschicht 70 (Leiter). Dadurch entfällt bei dieser Konfiguration die Gleichtakt-Drosselspule.
(2) Der Leiter (70) hat die Form einer Dünnschicht und beinhaltet die Kunststoffschicht 80, die sich zwischen der inneren Umfangsfläche der Dünnschicht und den Außenflächen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 befindet. Da die Kunststoffschicht 80 also zwischen der inneren Umfangsfläche der Dünnschicht des dünnschichtförmigen Leiters (Metalldünnschicht 70) und den Außenflächen der ersten Wicklung 60 und der zweiten Wicklung 61 angeordnet ist, ist es möglich, die Festigkeit zu erhalten, die Steifigkeit zu erhöhen und die Isolierung auch bei Verdünnen eines Leiters sicherzustellen, um die Widerstandskomponente zu erhöhen, um einen kompakten Filterschaltkreis zu bilden, der in den Wärmeabfuhreigenschaften und dem Dämpfungseffekt hervorragend ist.
(3) Der Kern 50 beinhaltet den ersten geraden Abschnitt 51 und den zweiten geraden Abschnitt 52, die sich gerade parallel zueinander erstrecken. Mindestens ein Teil der ersten Wicklung 60 ist um den ersten geraden Abschnitt 51 gewickelt, und mindestens ein Teil der zweiten Wicklung 61 ist um den zweiten geraden Abschnitt 52 gewickelt. Somit kann die Metalldünnschicht 70 einfach angeordnet werden. Das ist von praktischem Nutzen.
Modifikationen werden nun beschrieben.
Die Metalldünnschicht 70 muss nicht aus Kupferfolie bestehen. Stattdessen kann die Metalldünnschicht 70 beispielsweise aus Aluminiumfolie, Messingfolie oder Edelstahlfolie bestehen. Diese nichtmagnetischen Metalle erzeugen keine weiteren Magnetflüsse, da der induzierte Strom durch die nichtmagnetischen Metalle fließt, und sind somit einfach zu handhaben. Darüber hinaus ist das Material nicht auf ein nichtmagnetisches Metall wie Kupfer beschränkt, sondern kann ein magnetisches Metall wie Eisen sein.
Der den Kern 50 bedeckende Leiter ist nicht auf eine Dünnschicht beschränkt, solange er schlaufenförmig ist. Der Leiter kann z.B. eine relativ dicke Platte sein.
Die Kunststoffschicht 80 muss nicht aus Polyimid bestehen. Stattdessen kann die Kunststoffschicht 80 beispielsweise aus Polyester, PET oder PEN bestehen.
Die Filtereigenschaften der Tiefpassfilterschaltung 36 können durch Ändern der Breite der Metalldünnschicht 70 einfach eingestellt werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform wird nun beschrieben, wobei auf den Unterschied zur ersten Ausführungsform fokussiert wird.
Anstelle der bis weist die zweite Ausführungsform die in den bis dargestellte Struktur auf.
Die Metalldünnschicht 70, die als dünnschichtförmiger Leiter dient, weist eine Struktur auf, in der die gegenüberliegenden Enden der Metalldünnschicht 70 durch Biegen einer riemenförmigen Dünnschicht miteinander überlappt sind. Die Metalldünnschicht 70 beinhaltet einen schlaufenförmigen Abschnitt 70a und die Laschen 71 und 72. Der schlaufenförmige Abschnitt 70a ist gebogen, während er den Kern 50 bedeckt. Die Laschen 71 und 72 ragen aus dem schlaufenförmigen Abschnitt 70a nach außen. Die Laschen 71 und 72 sind die gegenüberliegenden Enden der riemenförmigen Dünnschicht, bevor sie miteinander überlappt werden. Die Laschen 71 und 72 sind miteinander verlötet. Das heißt, die Laschen 71 und 72 sind die gegenüberliegenden Enden, die mit Lot 100 miteinander verlötet sind, einem Metallmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die Metalldünnschicht 70 (Kupferfolie). Weiterhin wird an der Schnittstelle der Lasche 71 mit dem Lot 100 eine Ni-Plattierschicht 73 gebildet, die als Metallplattierschicht dient. Auf die gleiche Weise wird an der Schnittstelle der Lasche 72 mit dem Lot 100 eine Ni-Plattierschicht 74 gebildet, die als Metallplattierschicht dient. Die Ni-Plattierschicht 73 und 74 sind jeweils auf den gesamten gegenüberliegenden Oberflächen der Laschen 71 und 72 ausgebildet. Das Lot 100 wird auch auf den gesamten gegenüberliegenden Oberflächen der Laschen 71 und 72 gebildet.
Der schlaufenförmige Abschnitt 70a und die Laschen 71 und 72 der Metalldünnschicht 70 sind mit der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 unter Verwendung von Wärmefett 110 thermisch gekoppelt. Zusätzlich werden drei Bolzen B durch die Laschen 71 und 72 erstreckt und an der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 befestigt. Dadurch werden die Laschen 71 und 72 an der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 befestigt.
Wie die imaginäre Linie in zeigt, ist ein isolierender Abstandshalter 200 positioniert, wenn die Leiterplatte 29 in der Nähe der Gleichtakt-Drosselspule 34 angeordnet ist.
Die Metalldünnschicht 70 wird wie folgt hergestellt.
Zunächst wird, wie in den bis dargestellt, die riemenförmige Metalldünnschicht 70 (Kupferfolie) vorbereitet. Die Kunststoffschicht 80 wird auf einer Oberfläche der Metalldünnschicht 70 gebildet. Die Metalldünnschicht 70 kann aus Aluminium bestehen. Weiterhin werden auf der Oberfläche der riemenförmigen Metalldünnschicht 70, auf dem die Kunststoffschicht 80 gebildet ist, die Ni-Plattierschichten 73 und 74 jeweils an Abschnitten der gegenüberliegenden Enden der Metalldünnschicht 70 gebildet, die als Laschen 71 und 72 dienen.
Dann werden, wie in den bis dargestellt, die beiden Enden der riemenförmigen Metalldünnschicht 70 so verbunden, dass sie eine Schlaufenform aufweisen, so dass sich die Oberfläche der riemenförmigen Metalldünnschicht 70, auf der die Kunststoffschicht 80 und die Ni-Plattierschichten 73 und 74 gebildet sind, auf der Innenseite befindet. Die Laschen 71 und 72 ragen aus dem schlaufenförmigen Abschnitt 70a nach außen. Darüber hinaus ist zwischen der Ni-Plattierschicht 73 und der Ni-Plattierschicht 74 der Laschen 71 und 72 ungeschmolzenes Lot 100 angeordnet.
In diesem Zustand werden die Laschen 71 und 72, die das ungeschmolzene Lot 100 dazwischen halten, von einer Heizung gehalten. Die Heizung erwärmt und schmilzt das Lot 100, so dass die Laschen 71 und 72 mit dem Lot 100 miteinander verschweißt sind.
Die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Die riemenförmige, endlose Metalldünnschicht 70 wird mit Strom versorgt, um Magnetflüsse in eine Richtung zu erzeugen, die den magnetischen Streumagnetflüssen widerstehen. Dies verbraucht Leistung und erzeugt so Wärme.
Da die Metalldünnschicht 70 thermisch mit der Bodenwand 15a gekoppelt ist, wird die in der Gleichtakt-Drosselspule 34 erzeugte Wärme Q (siehe ) an die Bodenwand 15a abgegeben. So wird die in der Metalldünnschicht 70 erzeugte Wärme durch das Wärmefett 110 freigesetzt, um die Wärmeabfuhreigenschaften zu verbessern.
Die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform wird nun im Detail beschrieben.
Hinsichtlich des Verfahrens und der Position des Verbindens der Metalldünnschicht 70 in der Gleichtakt-Drosselspule 34 umschließt die Metalldünnschicht 70 die erste Wicklung 60 und die zweite Wicklung 61 und benötigt eine Schlaufenform mit elektrischer Verbindung. Da die Dicke ferner den Dämpfungseffekt beeinflusst, erhöht eine geringere Dicke den Dämpfungseffekt.
Wenn der schlaufenförmige Leiter durch Stanzen (Ziehen) hergestellt wird, kann die Schlaufenform leicht geformt werden. Stanzen mit einer dünnen Platte ist jedoch nicht so praktisch. Eine größere Dicke erhöht nicht den Dämpfungseffekt.
Um diesem Problem zu begegnen, wird eine riemenförmige (bandförmige) dünne Platte vorbereitet. Wenn die Platte zu einer Schlaufenform geformt wird und dann die gegenüberliegenden Enden der dünnen Platte miteinander verbunden werden, wird der Dämpfungseffekt hoch sein, da die Platte dünn ist. Dennoch kann im Falle von Schweißen die Qualität der Verbindung am Verbindungsabschnitt nicht festgestellt werden. Dies erschwert die Qualitätssicherung. Weiterhin kann im Fall von Löten, wenn die Temperatur des als Abschirmabschnitt dienenden schlaufenförmigen Leiters hoch ist (z.B. 250°C), das Lot geschmolzen werden. So muss beispielsweise die Temperatur des Leiters kleiner oder gleich 250°C sein.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die gegenüberliegenden Enden der Metalldünnschicht 70 laschenförmig. Die Laschen 71 und 72 sind miteinander verlötet und an der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 befestigt. Dadurch wird verhindert, dass die Temperatur der Laschen 71 und 72, die gelötete Teile sind, hoch wird.
Die zweite Ausführungsform hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
(4) Die Metalldünnschicht 70 weist die Struktur auf, in der die bandförmige Dünnschicht gekrümmt ist und die gegenüberliegenden Enden miteinander überlappt sind. Die Metalldünnschicht 70 beinhaltet den schlaufenförmigen Abschnitt 70a, der gekrümmt ist, während er den Kern 50 bedeckt, und die Laschen 71 und 72, die aus dem schlaufenförmigen Abschnitt 70a nach außen ragen. Die Laschen 71 und 72 sind die gegenüberliegenden Enden, die mit dem Lot 100 miteinander verschweißt sind, das ein Metallmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die Metalldünnschicht 70 ist. Somit kann der schlaufenförmige Leiter, der den Kern bedeckt, einfach hergestellt werden.
(5) Die Ni-Plattierungsschichten 73 und 74, die als Metallplattierungsschichten dienen, sind an der Schnittstelle der Laschen 71 und 72 mit dem Lot 100 ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, dass Löten durchgeführt wird.
(6) Der schlaufenförmige Abschnitt 70a der Metalldünnschicht 70 ist thermisch mit der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 gekoppelt. Die Laschen 71 und 72 sind an der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 befestigt. Die Befestigung der Laschen 71 und 72 an der Wärmeabfuhrfläche ermöglicht somit eine hervorragende thermische Beständigkeit und Vibrationsfestigkeit und verbessert die Zuverlässigkeit des gelöteten Teils.
Änderungen werden nun beschrieben.
Anstelle der in den bis dargestellten Struktur können die Laschen 71 und 72 mit der Bodenwand 15a des Gehäuses 14, die als Wärmeabfuhrfläche dient, in Kontakt stehen, ohne die in den bis dargestellten Bolzen zu verwenden.
Anstelle der in den bis dargestellten Struktur können die Laschen 71 und 72 von der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 beabstandet sein, die als Wärmeabfuhrfläche dient, wie in den bis dargestellt. In diesem Fall ist der verbundene Abschnitt in der Nähe der Wärmeabfuhrfläche angeordnet (z.B. in einer Höhe kleiner oder gleich der Hälfte der Höhe H1 der Gleichtakt-Drosselspule 34 in ). Dadurch wird die Temperatur am verbundenen Abschnitt in Richtung der Wärmeabfuhrfläche niedriger und hat somit einen geringen Einfluss auf den gelöteten Abschnitt.
Anstelle der in den bis dargestellten Struktur, wie in den bis dargestellt, können die Laschen 71 und 72 entlang der äußeren Umfangsfläche des schlaufenförmigen Abschnitts 70a der Metalldünnschicht 70 in eine Richtung gebogen werden, in der die Laschen 71 und 72 von der Bodenwand 15a des Gehäuses 14 entfernt angeordnet sind, die als Wärmeabfuhrfläche dient. Zusätzlich werden die gebogenen Laschen 71 und 72 verklebt und mit dem schlaufenförmigen Abschnitt 70a verbunden. Im Gegensatz zu dem Fall, dass die Laschen 71 und 72 zu einem hohen Grad aus dem schlaufenförmigen Abschnitt 70a der Metalldünnschicht 70 herausragen, um die Größe der Metalldünnschicht 70, wie in den bis dargestellt, zu vergrößern, werden die besetzten Bereiche der Laschen 71 und 72 reduziert. Dadurch wird eine Platzersparnis erreicht und ermöglicht den anderen Komponenten, auf dem platzsparenden Teil angeordnet zu werden. Auf diese Weise werden beim Biegen des verbundenen Abschnitts Zunahmen in der Größe des verbundenen Abschnitts reduziert.
Koppeln der Gleichtakt-Drosselspule 34 mit der Leiterplatte 29 und Biegen der Laschen 71 und 72 kann in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Darüber hinaus wird bevorzugt, dass die gebogenen Laschen 71 und 72 nicht aus dem schlaufenförmigen Abschnitt 70a in Z-Richtung herausragen und nicht so weit wie möglich vom schlaufenförmigen Abschnitt 70a in entfernt sind.
Anstelle der in den bis dargestellten Struktur, wie in den bis dargestellt, können die Laschen 71 und 72 entlang der äußeren Umfangsfläche des schlaufenförmigen Abschnitts 70a der Metalldünnschicht 70 in eine Richtung gebogen werden, in der sich die Laschen 71 und 72 zur Bodenwand 15a des Gehäuses 14 hin befinden, die als Wärmeabfuhrfläche dient.
Die Laschen 71 und 72 können durch Hartlöten anstelle von Löten miteinander verbunden werden. Das heißt, die Laschen 71 und 72 müssen nicht mit dem Lot 100 verschweißt werden, das als Metallmaterial dient, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als ein Leiter (Kupfer) hat, und die Laschen 71 und 72 können durch Hartlöten miteinander verbunden werden, anstatt das Lot 100 zu verwenden.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten und die Offenbarung ist nicht auf die hierin enthaltenen Beispiele und Ausführungsformen zu beschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/170817 [0002]

Claims

Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor, umfassend: eine Kompressionseinheit (18), die konfiguriert ist, um Flüssigkeit zu komprimieren; einen Elektromotor (19), der konfiguriert ist, um die Kompressionseinheit (18) anzutreiben; und eine Wechselrichtervorrichtung (30), die konfiguriert ist, um den Elektromotor (19) anzutreiben, wobei die Wechselrichtervorrichtung (30) beinhaltet eine Wechselrichterschaltung (31), die konfiguriert ist, um Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umzuwandeln, und einen Rauschminderer (32), der auf einer Eingangsseite der Wechselrichterschaltung (31) angeordnet ist, wobei der Rauschminderer (32) konfiguriert ist, um Gleichtaktrauschen und Normalmodenrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, zu reduzieren, bevor er in die Wechselrichterschaltung (31) eingespeist wird, der Rauschminderer (32) beinhaltet eine Gleichtakt-Drosselspule (34) und einen Glättungskondensator (35), wobei die Gleichtakt-Drosselspule (34) und der Glättungskondensator (35) eine Tiefpassfilterschaltung (36) konfigurieren, die Gleichtakt-Drosselspule (34) beinhaltet einen schlaufenförmigen Kern (50), eine erste Wicklung (60), die um den Kern (50) gewickelt ist, eine zweite Wicklung (61), die um den Kern (50) gewickelt ist, wobei die zweite Wicklung (61) von der ersten Wicklung (60) beabstandet und ihr gegenüberliegend ist, und einen schlaufenförmigen Leiter (70), der den Kern (50) bedeckt, während er sich über die erste Wicklung (60) und die zweite Wicklung (61) erstreckt, der Kern (50) einen freiliegenden Abschnitt (53, 54) beinhaltet, der nicht mit dem Leiter (70) abgedeckt ist, und Teile des Leiters (70), die zwischen der ersten Wicklung (60) und der zweiten Wicklung (61) einander gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind.
Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 1, wobei der Leiter (70) aus einer Dünnschicht besteht, und der Leiter (70) eine Kunststoffschicht (80) beinhaltet, die zwischen einer inneren Umfangsfläche der Dünnschicht und Außenflächen der ersten Wicklung (60) und der zweiten Wicklung (61) angeordnet ist.
Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kern (50) einen ersten geraden Abschnitt (51) und einen zweiten geraden Abschnitt (52) beinhaltet, die sich gerade parallel zueinander erstrecken, mindestens ein Teil der ersten Wicklung (60) um den ersten geraden Abschnitt (51) gewickelt ist, und mindestens ein Teil der zweiten Wicklung (61) um den zweiten geraden Abschnitt (52) gewickelt ist.
Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 2, wobei der Leiter (70) aus einer gekrümmten Dünnschicht mit einer Riemenform hergestellt ist, der Leiter (70) zwei Enden aufweist, die miteinander überlappt sind, der Leiter (70) einen schlaufenförmigen Abschnitt (70a), der gekrümmt ist, während er den Kern (50) bedeckt, und eine Lasche (71, 72) aufweist, die aus dem schlaufenförmigen Abschnitt (70a) nach außen ragt, und die Lasche (71, 72) durch Verschweißen der beiden Enden miteinander mit einem Metallmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als der Leiter (70) konfiguriert ist.
Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 4, wobei an einer Schnittstelle der Lasche (71, 72) mit dem Metallmaterial, das einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, eine Metallplattierschicht (73, 74) ausgebildet ist.
Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 4 oder 5, wobei der schlaufenförmige Abschnitt (70a) thermisch mit dem Gehäuse (14) gekoppelt ist, und die Lasche (71, 72) am Gehäuse (14) befestigt ist.
Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Lasche (71, 72) entlang einer äußeren Umfangsfläche des schlaufenförmigen Abschnitts (70a) gebogen ist.