JP2005124346A - 自動車用モータ駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】高周波発生部に誘起された高周波電流に起因した放射ノイズの発生を抑制することができる自動車用モータ駆動ユニットを提供する。
【解決手段】自動車の車軸を回転させるための力学的エネルギを生成する際に高周波電流を発生する高周波発生部と、高周波発生部と車体とを電気的及び機械的に接続する固定用部材と、固定用部材の周囲に配置された高周波リアクトルとを有する自動車用モータ駆動ユニットであって、高周波リアクトルは、高周波発生部と車体間で高周波電流が流れることを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用モータ駆動ユニットに係り、特に、車軸などを介した地面への電流経路を有する自動車用モータ駆動ユニットに関する。

現在、電気エネルギを動力源として走行する電気自動車が実用化されている。電気エネルギから力学的エネルギを得るためのいわゆる自動車用パワーエレクトロニクスシステムは、図１０に示すように、主に直流電力を供給するためのバッテリと、直流電力を交流電力に変換するインバータ６１と、インバータ６１の電気的出力から回転軸５２の回転力を得るモータとを備える。

インバータ６１及びモータのいずれの筐体も金属性材質からなり、車体５３に取り付けられ、車体５３と電気的に導通している。なお、図１０ではインバータ６１のみを示しているが、モータもインバータ６１と同様に車体５３に取り付けられている。また、第１の電流経路Ｐ_C1に示すように、車体５３は、懸架装置６８、ベアリング６９、ホイール６６、タイヤ６７を介して地面７０と電気的に導通している。したがって、車体５３と地面７０は同電位であり、インバータ６１及びモータの筐体は、車体５３を介して地面７０と電気的に導通している。

インバータ６１及びモータの筐体と地面７０との電気的導通はできるだけ低いインピーダンスで実現されていることが望ましい。しかし一般的に第１の電流経路Ｐ_C1において、ベアリング６９部分には油膜を介した接触部が存在し、インピーダンスの低減を阻害している。

その問題を解決する手法の一例として、特許文献１では、図１０に示すように車体５３に取り付けられたブラシ７１を車軸５２に接触させて、車体５３と車軸５２との間のインピーダンスを低減させる手法が示されている。
特開平９−１６８２０７号公報

ところで、インバータ６１等の筐体には、その内部回路（スイッチング素子）との電磁気的な結合によって、スイッチング素子の開閉動作に伴う高周波電流が誘起される。また、モータは電磁気的な作用で回転力を作っていることから、その影響を受けてモータの筐体にも高周波電流が誘起される。これらの高周波電流も、直流電流と同様に、インバータ６１等の筐体から第１の電流経路Ｐ_C1を介して地面７０へ流れる。

また、インバータ６１等の筐体と車軸５２との間は、高周波電流から見て十分低いインピーダンスの結合容量Ｃ₄が形成されている。したがって、インバータ６１等の筐体に誘起された高周波電流は、インバータ６１等の筐体と車軸５２との間の結合容量Ｃ₄−車軸５２−ホイール６６−タイヤ６７を介して地面７０にいたる第２の電流経路Ｐ_C2で流れる。

このように、インバータ６１等の筐体から地面７０までには、２つの高周波電流の電流経路Ｐ_C1、Ｐ_C2が存在する。したがって、高周波電流は更にループ状電流経路Ｒ_Cを流れることになる。高周波電流がループ状電流経路Ｒ_Cに流れることによって、ループ状電流経路Ｒ_Cから放射ノイズが発生する。この放射ノイズは、例えばラジオの受信障害を招いたり、車載電子システムの誤動作を招いたりするおそれがある。この放射ノイズのレベルは、ループ状電流経路Ｒ_Cのループの面積、ループの長さ、ループを流れる電流が大きくなるに従って高くなる。したがって、放射ノイズを抑制するには、これらを小さくすることが重要となる。

特許文献１の手法では、ループ状電流経路Ｒ_Cから発生する放射ノイズを抑制することはできない。

本発明の特徴は、自動車の車軸を回転させるための力学的エネルギを生成する際に高周波電流を発生する高周波発生部と、高周波発生部と車体とを電気的及び機械的に接続する固定用部材と、固定用部材の周囲に配置された高周波リアクトルとを有する自動車用モータ駆動ユニットであって、高周波リアクトルは、高周波発生部と車体間で高周波電流が流れることを抑制することを要旨とする。

本発明によれば、高周波発生部に誘起された高周波電流に起因した放射ノイズの発生を抑制することができる自動車用モータ駆動ユニットを提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似部分には同一あるいは類似な符号を付している。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る自動車用モータ駆動ユニットは、自動車の車軸２を回転させるための力学的エネルギを生成する際に高周波電流を発生する高周波発生部１（インバータ１１ａの筐体１１ｂ）と、高周波発生部１と車体３とを電気的及び機械的に接続する固定用部材４ａ、４ｂと、固定用部材４ａ、４ｂの周囲に配置された高周波リアクトル５ａ、５ｂとを有する。高周波リアクトル５ａ、５ｂは、高周波発生部１と車体３間で高周波電流が流れることを抑制する。ここでは、高周波発生部１の一例として、インバータ１１ａの筐体（インバータ用筐体）１１ｂについて説明する。インバータ用筐体１１ｂは、導電性物質からなる２つの固定用部材４ａ、４ｂにより車体３に機械的に固定され、且つ電気的に接続されている。２つの高周波リアクトル５ａ、５ｂが、車体３とインバータ用筐体１１ｂの間であって、固定用部材４ａ、４ｂの周囲にそれぞれ配置されている。換言すれば、固定用部材４ａ、４ｂは、高周波リアクトル５ａ、５ｂをそれぞれ貫通している。

インバータ用筐体１１ｂと車軸２との間には、インバータ用筐体１１ｂと車体３間よりも低インピーダンスとなる程度に静電容量の大きい結合容量Ｃ₁が形成されている。換言すれば、インバータ１１ａ及びインバータ用筐体１１ｂは車軸２の直近に配置され、インバータ用筐体１１ｂと車軸２との間には結合容量Ｃ₁によって高周波的な電気的導通が実現されている。

車軸２は、車体３に取り付けられた懸架装置１８及びベアリング１９を介して車体３に取り付けられている。車軸２の端にはホイール１６が接続され、ホイール１６の外周にはタイヤ１７が取り付けられている。タイヤ１７は、地面２０に接している。

インバータ１１ａは、スイッチング素子群、それらを制御・駆動する制御回路、平滑コンデンサなどを備え、インバータ１１ａの構成要素は、インバータ用筐体１１ｂの内部に配置されている。また、インバータ１１ａ、及び後述するモータの内部にはそれぞれ数百Ｖ、数百Ａといった高電圧、大電流が印加される。その高電圧、大電流が、インバータ用筐体１１ｂ又はモータ用筐体から車体５３に伝達されないようにするために、インバータ１１ａは、インバータ用筐体１１ｂから電気的に絶縁されている。同様に、モータ用筐体もモータ内部の構成（ロータ、ステータ等）から絶縁されている。

インバータ１１ａは、スイッチ素子の開閉動作を行うことで、図示されていないバッテリからの直流電力を交流電力（三相交流）に変換し、図示されていないモータに印加する。モータは、インバータ１１ａから出力される交流電力をもとに、電磁気的作用によって回転力を生成する。その回転力は、減速機によって所望の変速比で変速され、車軸２に伝えられる。

インバータ１１ａ内のスイッチング素子群が開閉することによって、インバータ用筐体１１ｂには高周波電流が誘起される。この高周波電流は、インバータ用筐体１１ｂと車軸２との間の結合容量Ｃ₁を介して、車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路を経て地面２０へ流れる。一方、インバータ用筐体１１ｂと車体３との間は導電性を持つ固定用部材４ａ、４ｂにより接続されている。しかし、固定用部材４ａ、４ｂは高周波リアクトル５ａ、５ｂを貫通しているため、インバータ用筐体１１ｂと車体３との間は高周波電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流はインバータ用筐体１１ｂと車体３との間を流れにくくなる。つまり、高周波リアクトル５ａ、５ｂは、車体３−懸架装置１８−ベアリング１９−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路を切断していることになる。したがって、インバータ用筐体１１ｂから地面２０に到る高周波電流の経路が一つだけとなり、ループ状の電流経路を形成しない。よって、ループ状の電流経路からの放射ノイズの発生を抑制することができる。ちなみに、固定用部材４ａ、４ｂが高周波リアクトル５ａ、５ｂを貫通していても、固定用部材４ａ、４ｂとインバータ用筐体１１ａの間は直流的には電気的導通が保たれているため、インバータ用筐体１１ｂは車体３と同電位に保たれる。

図１０に示した従来の技術においては、高周波電流が流れる電流経路として、第１の電流経路Ｐ_C1以外に、第２の電流経路Ｐ_C2が存在していたため、高周波電流のループ状電流経路Ｒ_Cが更に存在し、ループ状電流経路Ｒ_Cから放射ノイズが発生していた。しかし、本発明の第１の実施の形態によれば、高周波リアクトル５ａ、５ｂが図１０の第２の電流経路Ｐ_C2を遮断することで、ループ状電流経路Ｒ_Cを形成することなく、高周波電流は第１の電流経路Ｐ_C1を介してのみ地面２０へ流れる。

また、インバータ用筐体１１ｂ及びモータの筐体は車体３に電気的に接続されている、即ち車体３と同電位に保たれているため、例えばインバータ１１ａ、モータの保守、点検、修理の際の作業が容易に行える。仮に、インバータ１１ａ、モータの筐体が車体３に直接取り付けられておらず、電気的導通が実現されていない場合は、ハーネス等を用いて各筐体と車体３との間の電気的導通を確保することが望ましい。

なお、第１の実施の形態ではインバータ用筐体１１ｂに発生した高周波電流について図１を参照して説明したが、本発明の実施の形態はそれに限定されるものではなく、モータ用の筐体に発生する高周波電流についても同様に対処することができる。モータ用筐体については第２の実施の形態において後述する。

（第１の実施の形態の変形例）
図２に示すように、第１の実施の形態の変形例に係る自動車用モータ駆動ユニットは、図１に比して、高周波発生部１としてのインバータ用筐体１１ｂと車軸２との間が、導電性媒体１４によって電気的に接続されている点が異なる。即ち、インバータ用筐体１１ｂは、車軸２との間で導電性媒体１４を介して電気的導通が実現されている。具体的には、インバータ用筐体１１ｂと車軸２の間の対向している空間に、導電性媒体１４が設けられている。導電性媒体１４としては、導電性グリース、ベアリング、ブラシ、またはそれらを組み合わせたものを用いることができる。

インバータ用筐体１１ｂは、固定用部材４ａ、４ｂにより車体３と電気的及び機械的に接続されている。固定用部材４ａ、４ｂの周囲には高周波リアクトル５ａ、５ｂが配置されている。車軸２は、車体３に取り付けられた懸架装置１８及びベアリング１９を介して車体３に取り付けられている。車軸２の端にはホイール１６が接続され、ホイール１６の外周にはタイヤ１７が取り付けられている。タイヤ１７は、地面２０に接している。

このように、導電性媒体１４を用いることにより、インバータ用筐体１１ｂと車軸２の間のインピーダンスを図１に比して更に低減することができ、インバータ用筐体１１ｂに誘起された高周波電流を導電性媒体１４−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路で地面２０へ更に流しやすくすることができる。したがって、高周波電流がループ状に流れないようにすることができ、放射ノイズの発生を抑制することができる
（第２の実施の形態）
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る自動車用モータ駆動ユニットは、自動車の車軸２を回転させるための力学的エネルギを生成する際に高周波電流を発生する高周波発生部１（インバータ用筐体１１ｂ及びモータ１２の筐体）と、モータ１２の回転を所望の減速比で減速させて車軸２に伝える減速機１３と、高周波発生部１及び減速機１３と車体３とを電気的及び機械的に接続する固定用部材４ａ、４ｂと、固定用部材４ａ、４ｂの周囲に配置された高周波リアクトル５ａ、５ｂとを有する。ここでは、高周波発生部１の他の例として、インバータ用筐体１１ｂ及びモータ１２の筐体について説明する。

インバータ用筐体１１ｂ、モータ１２の筐体、及び減速機１３は、一体化され、車軸２の周囲を囲むように配置されている。即ち、車軸２は、インバータ用筐体１１ｂ、モータ１２の筐体、及び減速機１３（以下、「一体化ユニット」と呼ぶ）を貫通している。一体化ユニットは、導電性物質からなる３つの固定用部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより車体３に機械的に固定され、且つ電気的に接続されている。３つの高周波リアクトル２２ａ、２２ｂ、２２ｃが、車体３と一体化ユニットの間であって、固定用部材２１ａ〜２１ｃの周囲にそれぞれ配置されている。換言すれば、固定用部材２１ａ〜２１ｃは、高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃをそれぞれ貫通している。

一体化ユニットと車軸２との間には、一体化ユニットと車体３間よりも低インピーダンスとなる程度に静電容量の大きい結合容量Ｃ₂が形成されている。換言すれば、一体化ユニットは車軸２の直近に配置され、一体化ユニットと車軸２との間には結合容量Ｃ₂によって高周波的な電気的導通が実現されている。車軸２の端にはホイール１６が接続され、ホイール１６の外周にはタイヤ１７が取り付けられている。タイヤ１７は、地面２０に接している。

インバータ１１ａは、スイッチ素子の開閉動作を行うことで、図示されていないバッテリからの直流電力から交流電力（三相交流）に変換し、モータ１２に印加する。モータ１２は、インバータ１１ａから出力される交流電力をもとに、電磁気的作用によって回転力を生成する。その回転力は、減速機１３によって所望の変速比で変速され、車軸２に伝えられる。

インバータ１１ａ内のスイッチング素子群が開閉することによって、インバータ用筐体１１ｂには高周波電流が誘起される。同様に、モータ１２は電磁気的な作用で回転力を生成していることから、その影響を受けてモータ１２の筐体に高周波電流が誘起される。これらの高周波電流は、一体化ユニットと車軸２との間の結合容量Ｃ₂を介して、車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路を経て地面２０へ流れる。一方、一体化ユニットと車体３との間は導電性を持つ固定用部材２１ａ〜２１ｃにより接続されている。しかし、固定用部材２１ａ〜２１ｃは高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃを貫通しているため、一体化ユニットと車体３との間は高周波電流に対して高インピーダンスとなり、高周波電流は一体化ユニットと車体３との間を流れにくくなる。つまり、高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃは、車体３−懸架装置−ベアリング−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路を切断していることになる。したがって、一体化ユニットから地面２０に到る高周波電流の経路が一つだけとなり、ループ状の電流経路を形成しない。よって、ループ状の電流経路からの放射ノイズの発生を抑制することができる。ちなみに、固定用部材２１ａ〜２１ｃが高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃを貫通していても、固定用部材２１ａ〜２１ｃと一体化ユニットの間は直流的には電気的導通が保たれているため、一体化ユニットは車体３と同電位に保たれる。

図１０に示した従来の技術においては、高周波電流が流れる電流経路として、第１の電流経路Ｐ_C1以外に、第２の電流経路Ｐ_C2が存在していたため、高周波電流のループ状電流経路Ｒ_Cが更に存在し、ループ状電流経路Ｒ_Cから放射ノイズが発生していた。しかし、本発明の第２の実施の形態によれば、高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃが図１０の第２の電流経路Ｐ_C2を遮断することで、ループ状電流経路Ｒ_Cを形成することなく、高周波電流は第１の電流経路Ｐ_C1を介してのみ地面２０へ流れる。

また、一体化ユニットは車体３に電気的に接続されている、即ち車体３と同電位に保たれているため、例えばインバータ１１ａ、モータ１２の保守、点検、修理の際の作業が容易に行える。仮に、インバータ１１ａ、モータ１２の筐体が車体３に直接取り付けられておらず、電気的導通が実現されていない場合は、ハーネス等を用いて各筐体と車体３との間の電気的導通を確保することが望ましい。

（第２の実施の形態の第１の変形例）
図４に示すように、第２の実施の形態の第１の変形例に係る自動車用モータ駆動ユニットは、図３に比して、高周波発生部１としてのインバータ用筐体１１ｂと車軸２との間が、導電性媒体１５によって電気的に接続されている点が異なる。即ち、インバータ用筐体１１ｂは、車軸２との間で導電性媒体１５を介して電気的導通が実現されている。具体的には、インバータ用筐体１１ｂと車軸２の間の対向している空間に、導電性媒体１５が設けられている。導電性媒体１５としては、導電性グリース、ベアリング、ブラシ、またはそれらを組み合わせたものを用いることができる。

インバータ用筐体１１ｂ、モータ１２、及び減速機１３を含む一体化ユニットは、固定用部材２１ａ〜２１ｃにより車体３と電気的及び機械的に接続されている。固定用部材２１ａ〜２１ｃの周囲には高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃが配置されている。車軸２の端にはホイール１６が接続され、ホイール１６の外周にはタイヤ１７が取り付けられている。タイヤ１７は、地面２０に接している。

このように、導電性媒体１５を用いることにより、一体化ユニットと車軸２の間のインピーダンスを図３に比して更に低減することができ、一体化ユニットに誘起された高周波電流を導電性媒体１５−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路で地面２０へ更に流しやすくすることができる。したがって、高周波電流がループ状に流れないようにすることができ、放射ノイズの発生を抑制することができる。

（第２の実施の形態の第２の変形例）
図５に示すように、第２の実施の形態の第２の変形例に係る自動車用モータ駆動ユニットは、図３に比して、インバータ用筐体１１ｂ、モータ１２、及び減速機１３を含む一体化ユニットが、車軸２に接続されたホイール１６の直近又は内部に配置され、減速機１３と接続された部分からホイール１６までの車軸２の長さを短縮している点が異なる。図５では、一体化ユニットをホイール１６直近に配置し、車軸２を短縮した構成を示す。

インバータ用筐体１１ｂ、モータ１２、及び減速機１３を含む一体化ユニットは、固定用部材２１ａ〜２１ｃにより車体３と電気的及び機械的に接続されている。固定用部材２１ａ〜２１ｃの周囲には高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃが配置されている。車軸２の端にはホイール１６が接続され、ホイール１６の外周にはタイヤ１７が取り付けられている。タイヤ１７は、地面２０に接している。

このように、一体化ユニットをホイール１６の直近又は内部に配置することにより、一体化ユニット以外の車両各部と車軸２との間の結合容量の形成を抑制することが可能となる。また、一体化ユニットと車軸２の間のインピーダンスを図３に比して更に低減することができ、一体化ユニットに誘起された高周波電流を導電性媒体１５−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７の電流経路で地面２０へ更に流しやすくすることができる。その結果、高周波電流の流れるループの形成を抑制し、ループからの放射ノイズの発生を抑制することができる。

なお、第２の実施の形態の第２の変形例と同様の改良を本発明の第１の実施の形態に適用することも可能であり、この場合も同様の効果が得られる。

（固定用部材及び高周波リアクトルの第１の実施例）
以下に、固定用部材及び高周波リアクトルの構成および配置について第１乃至第４の実施例を説明する。

図６（ａ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図６（ｂ）は、図３乃至図５に示した固定用部材２１ａ〜２１ｃ及び高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃを示す断面図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、固定用部材２１ａ〜２１ｃは、円柱の断面形状を有し、その両端には取り付け用平板２４、２５が接続されている。高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃは、リング状の断面形状を有し、固定用部材２１ａ〜２１ｃの円柱部によって貫通されている。即ち、高周波リアクトル２２ａ〜２２ｃは、固定用部材２１ａ〜２１ｃを取り囲むように配置されている。固定用部材２１ａ〜２１ｃは、取り付け用平板２５を介して車体３に接続され、取り付け用平板２４を介して高周波発生部１（インバータ１１ａ、インバータ用筐体１１ｂ、及びモータ１２）及び減速機１３に接続されている。

（固定用部材及び高周波リアクトルの第２の実施例）
図７は、図３乃至図５に示した固定用部材２１ａ及び高周波リアクトル２２ａを示す。第２の実施例では、固定用部材２１ａ及び高周波リアクトル２２ａは、絶縁体２６を介して一体化されている。

固定用部材２１ａは導電性部材からなり、固定用部材２１ａの両端部には、インバータ側の取り付け部２４と車体側の取り付け部２５が接続されている。固定用部材２１ａを囲むように高周波リアクトル２２ａが絶縁体２６を介して配置されている。高周波リアクトル２２ａは磁性材料からなる。高周波リアクトル２２ａの外側は絶縁体２６に覆われている。

インバータと車体の間には、導電性部材からなる固定用部材２１ａによって直流的な電気的導通が実現されているが、高周波的には磁性材料からなる高周波リアクトルによって高インピーダンスとなっている。また、磁性材料が固定用部材２１ａの一部として機能し、固定用部材２１ａの強度を向上させることもできる。

（固定用部材及び高周波リアクトルの第３の実施例）
図８に示すように、固定用部材２７は、Ｔ字型の断面形状を有し、Ｔ字部分が車体３に形成された取り付け用穴に挿入され固定されている。固定用部材２７の他端にはネジ溝２９が形成され、インバータ用筐体１１ｂに形成されたねじ穴に嵌合している。固定用部材２７の周囲は、高周波リアクトル２８によって囲まれている。このように、第３の実施例では、インバータ用筐体１１ｂと車体３の間に高周波リアクトル２８を挟み込んだ配置になっている。即ち、固定用部材２７を車体３に形成された取り付け用穴に差し込み、高周波リアクトル２８を貫通させて、インバータ用筐体１１ｂに形成されたねじ穴に挿入し固定されている。高周波リアクトルは、インバータ用筐体１１ｂと車体３との間のスペーサとしての機能をも有する。

（固定用部材及び高周波リアクトルの第４の実施例）
第４の実施例では、図９に示すように高周波リアクトル３１は固定用部材３０の周囲を取り囲むように配置されている。固定用部材３０の一端はばね固定部３２ａにより車体３に固定され、固定用部材３０の他端はばね固定部３２ｂによりインバータ用筐体１１ｂに固定されている。固定用部材３０は、弾性体（例えば、ばね状の部材）からなり、固定用部材３０が伸び縮みすることによって車体３の振動がインバータ用筐体１１ｂに伝達するのを抑制している。

上記のように、本発明は、第１及び第２の実施の形態、その変形例及び第１乃至第４の実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

車体３に取り付けられる筐体は、インバータ用筐体１１ｂのみならず、モータ１２の筐体、一体型ユニット等の筐体の場合でも同様に適用される。また固定用部材は、上記説明以外の構成であっても、高周波リアクトルが貫通されるように取り付けられることで、各筐体と車体３との間の固定用部材を介した高周波電流の伝導を抑制することができる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

以上説明したように、インバータ１１、モータ１２を車軸２の直近に配置することで、インバータ用筐体１１ｂまたはモータ１２の筐体またはその両方と車軸２との間は、結合容量を介して高周波的な電気的導通が実現されている。一方、インバータ用筐体１１ｂまたはモータの筐体またはその両方は、導電性を持つ固定用部材を介して、車体３との間で直流的な電気的導通は実現されている。しかしながら、固定用部材が高周波リアクトルを貫通するように配置されているため、各筐体と車体３の間の固定用部材を介した経路においては、高周波的には高インピーダンスとなる。したがって、各筐体に誘起された高周波電流は、筐体から結合容量を介して車軸２に流れ、ホイール１６、タイヤ１７を経由して地面２０にいたる経路に支配的に流れることになる。つまり、高周波電流が流れる経路が絞られることにより電流ループが形成されないようになり、ループからの放射ノイズの発生が抑制される。

また、インバータ１１とモータ１２と減速機１３が一体化されて、車軸２がそれぞれを貫通し、一体化ユニットが車軸２を囲むように配置された構成とすることで、インバータ用筐体１１ｂまたはモータ１２の筐体またはその両方と車軸２との間の結合容量が強化され、その結合容量におけるインピーダンスが低減される。その結果、各筐体−結合容量−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７−地面２０の経路のインピーダンスが低減され、各筐体−固定用部材＆高周波リアクトル−車体３−懸架装置１８−ベアリング１９−ホイール１６−タイヤ１７−地面２０の経路のインピーダンスに対しても相対的に低減される。したがって高周波電流は、各筐体−結合容量−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７−地面２０の経路を支配的に流れるようになり、高周波電流はループ状に流れず、放射ノイズの発生を抑制することができる。

インバータ用筐体１１ｂまたはモータの筐体またはその両方は、車軸２との間で導電性媒体１４、１５を介して電気的導通が実現されていることによって、各筐体と車軸２との間のインピーダンスを低減することができる。したがって、各筐体−導電性媒体１４、１５−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７−地面２０の経路のインピーダンスが低減され、各筐体−固定用部材＆高周波リアクトル−車体３−懸架装置１８−ベアリング１９−ホイール１６−タイヤ１７−地面２０の経路のインピーダンスに対しても相対的に低減される。したがって高周波電流は、各筐体−結合容量−車軸２−ホイール１６−タイヤ１７−地面２０の経路を支配的に流れるようになり、高周波電流がループ状に流れず、放射ノイズの発生を抑制することができる。

固定用部材と高周波リアクトルが一体化されることによって、高周波リアクトルに固定用部材としての機能も持たせることができ、固定用部材の強度を補強する役割を持たすことができる。

一体化されたインバータ１１ａ、モータ１２、減速機１３は、ホイール１６直近または内部に配置され、車軸２を短縮することによって、車軸２と車両各部との結合容量を抑制することができ、その結合容量を介した高周波電流の流れるループの形成を抑制することができるため、ループからの放射ノイズを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る、電気エネルギを動力源とする自動車用モータ駆動ユニットを示す模式図である。 第１の実施の形態の変形例に係る自動車用モータ駆動ユニットを示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自動車用モータ駆動ユニットを示す模式図である。 第２の実施の形態の第１の変形例に係る自動車用モータ駆動ユニットを示す模式図である。 第２の実施の形態の第２の変形例に係る自動車用モータ駆動ユニットを示す模式図である。 図６（ａ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ’切断面に沿った、第１の実施例に係る固定用部材と高周波リアクトルを示す断面図である。図６（ｂ）は、図３乃至図５に示した固定用部材及び高周波リアクトルを示す断面図である。 第２の実施例に係る固定用部材及び高周波リアクトルを示す部分断面図である。 第３の実施例に係る固定用部材及び高周波リアクトルを示す部分断面図である。 第４の実施例に係る固定用部材及び高周波リアクトルを示す部分断面図である。 従来技術に係る自動車用モータ駆動ユニットを示す模式図である。

符号の説明

１ 高周波発生部
２ 車軸
３ 車体
４ａ、４ｂ、２１ａ〜２１ｃ、２７、３０ 固定用部材
５ａ、５ｂ、２２ａ〜２２ｃ、２８、３１ 高周波リアクトル
１１ａ インバータ
１１ｂ インバータ用筐体
１２ モータ
１３ 減速機
１４、１５ 導電性媒体
１６ ホイール
１７ タイヤ
１８ 懸架装置
１９ ベアリング
２０ 地面
２４、２５ 取り付け部
２６ 絶縁体
２９ ネジ部
３２ａ、３２ｂ ばね固定部
Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃ 結合容量

Claims (7)

1. 自動車の車軸を回転させるための力学的エネルギを生成する際に高周波電流を発生する高周波発生部と、
   前記高周波発生部と車体とを電気的及び機械的に接続する固定用部材と、
   前記固定用部材の周囲に配置された、前記高周波発生部と前記車体間で前記高周波電流が流れることを抑制する高周波リアクトル
   とを有することを特徴とする自動車用モータ駆動ユニット。
2. 前記高周波発生部と前記車軸との間には、前記高周波発生部と前記車体間よりも低インピーダンスとなる容量が形成されていることを特徴とする請求項１記載の自動車用モータ駆動ユニット。
3. 高周波発生部は、直流電力を交流電力に変換するインバータ、及び前記インバータから供給される交流電力から前記力学的エネルギを生成するモータのうち少なくとも一方の筐体であることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用モータ駆動ユニット。
4. 前記モータの回転を所望の減速比で減速させて前記車軸に伝える減速機を更に有し、
   前記インバータ、前記モータ、及び前記減速機は一体化されて、前記車軸の周囲を囲むように配置されていることを特徴とする請求項３記載の自動車用モータ駆動ユニット。
5. 前記高周波発生部と前記車軸との間は、導電性媒体によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の自動車用モータ駆動ユニット。
6. 前記固定用部材及び前記高周波リアクトルは、一体化されていることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の自動車用モータ駆動ユニット。
7. 前記インバータ、前記モータ、及び前記減速機は、前記車軸に接続されたホイールの直近又は内部に配置されていることを特徴とする請求項４記載の自動車用モータ駆動ユニット。

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