JP2015002610A - On-vehicle structure of inverter - Google Patents

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昌行 杉田
Masayuki Sugita
昌行 杉田
知康 籾井
Tomoyasu Momii
知康 籾井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress influences of noise generated by an inverter upon radio regarding an inverter on-vehicle structure supporting the inverter on a motor unit.SOLUTION: In an inverter on-vehicle structure, an inverter 6 is mounted to a case 3a of a motor unit 3 via a vibration-proof member 9 formed by overlapping coil springs which are wound inversely to each other. Each of the coil springs are conducted with both the case of the motor unit and the inverter, and the coil springs are insulated from each other. When a noise current flows in two coil springs, induced magnetic fields are canceled by each other, thereby reducing inductance. A noise current which is propagated from the inverter to the motor and returns from the motor to the inverter via the case of the motor unit and the vibration-proof member can be increased, such that a noise component to flow to a body ground with the high risk of influences upon radio can be reduced as a result.

Description

本発明は、電気自動車におけるインバータの車載構造に関する。本明細書におけるインバータは、走行用のモータへ電力を供給するデバイスである。また、本明細書における「電気自動車」には、モータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車や燃料電池車を含む。   The present invention relates to an in-vehicle structure of an inverter in an electric vehicle. The inverter in this specification is a device that supplies electric power to a motor for traveling. In addition, the “electric vehicle” in this specification includes a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle having both a motor and an engine.

電気自動車は、バッテリの直流電力を走行用モータの駆動に適した周波数の交流電力に変換するインバータを備える。インバータにて交流を発生する回路ではスイッチング素子が高周波でオン/オフを繰り返すため、高周波ノイズ電流を発生する。走行用モータに電力を供給するインバータは出力が大きいため、発生するノイズ電流も大きい。   The electric vehicle includes an inverter that converts the DC power of the battery into AC power having a frequency suitable for driving the traveling motor. In a circuit that generates an alternating current with an inverter, the switching element repeatedly turns on and off at a high frequency, so a high-frequency noise current is generated. Since the inverter that supplies power to the traveling motor has a large output, the generated noise current is also large.

ノイズ電流をインバータからグランドへ伝搬させ、スイッチング素子からの放射ノイズを低減する技術が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された技術では、スイッチング素子を含む制御ユニット(インバータ)が、導電性を有する防振手段を介してモータユニットのケースに支持されている。制御ユニットで発生したノイズ電流は導電性の防振手段を介してモータユニットのケースに伝搬する。車両の場合は通常、ボディがグランド電位に規定されており、モータユニットのケースは車両ボディと電気的に接続している。なお、車両のボディを電気的なグランド電位の接続先として表す場合、「ボディグランド」と称する。特許文献1の技術は、制御ユニットを支持する防振部材に導電性を備えさせ、その防振部材をノイズ電流のボディグランドへの伝搬経路として活用する、という技術的思想である。なお、モータユニットは、典型的には、走行用のモータとギアセット(ギアミッション)を収める筐体であるが、駆動機構の単純な電気自動車の場合は単なるモータケースであってもよい。   Patent Document 1 discloses a technique for propagating noise current from an inverter to the ground and reducing radiation noise from a switching element. In the technique disclosed in Patent Document 1, a control unit (inverter) including a switching element is supported on a case of a motor unit via a vibration isolating means having conductivity. The noise current generated in the control unit propagates to the case of the motor unit through the conductive vibration isolating means. In the case of a vehicle, the body is normally regulated to the ground potential, and the case of the motor unit is electrically connected to the vehicle body. When the body of the vehicle is represented as a connection destination of an electrical ground potential, it is referred to as “body ground”. The technology of Patent Document 1 is a technical idea that a vibration isolating member that supports a control unit is provided with conductivity, and that the vibration isolating member is used as a propagation path of noise current to the body ground. The motor unit is typically a housing that houses a motor for driving and a gear set (gear mission), but may be a simple motor case in the case of an electric vehicle with a simple drive mechanism.

なお、トランスアクスル(モータユニット)のケースの上部に防振ゴムを介して制御ユニット(インバータ)を搭載する例は、他に、特許文献2にも例示されている。モータユニットの上部に制御ユニットを搭載する構造は、インバータからモータに電力を供給するケーブルを短くすることができ、送電ロスを低減する効果がある。   In addition, an example in which a control unit (inverter) is mounted on the upper part of a transaxle (motor unit) case via an anti-vibration rubber is also exemplified in Patent Document 2. The structure in which the control unit is mounted on the upper part of the motor unit can shorten the cable for supplying power from the inverter to the motor, and has an effect of reducing power transmission loss.

特開2004−215343号公報JP 2004-215343 A 特開2004−215348号公報JP 2004-215348 A

本明細書は、特許文献1の技術の改良に関する。即ち、本明細書が開示する技術は、モータユニットの上で制御ユニット(インバータ)を支持する防振部材をさらに有効に活用して、ノイズ電流の影響を効果的に抑制する。   The present specification relates to an improvement of the technique of Patent Document 1. That is, the technology disclosed in this specification effectively suppresses the influence of the noise current by further effectively utilizing the vibration isolating member that supports the control unit (inverter) on the motor unit.

本明細書が開示する技術は、防振部材として、2個一組のコイルスプリングを備える。2個のコイルスプリングは、一方のコイルスプリングのピッチ間に他方のコイルスプリングの1ピッチが入り込むように組み合わされており、モータユニットのケースとインバータの間に嵌挿される。また、2個のコイルスプリングは、巻回方向が互いに逆向きとなるように組み合わされる。そして、2個のコイルスプリングは夫々、モータユニットのケース及びインバータの夫々と導通しているが、相互には絶縁されている。コイルスプリングは、典型的には鋼材で作られており、端部を除いて絶縁コーティングが施されている。   The technology disclosed in this specification includes a set of two coil springs as a vibration isolation member. The two coil springs are combined so that one pitch of the other coil spring enters between the pitches of one coil spring, and is fitted between the case of the motor unit and the inverter. Further, the two coil springs are combined so that the winding directions are opposite to each other. The two coil springs are electrically connected to the case of the motor unit and the inverter, respectively, but are insulated from each other. Coil springs are typically made of steel and have an insulating coating except at the ends.

上記の車載構造によると、モータユニットのケースからインバータへ(あるいは、インバータからモータユニットのケースへ)ノイズ電流が2個のコイルスプリングの夫々を流れる。コイルスプリングを流れるノイズ電流は磁界を誘発するが、コイルの巻回方向が互いに逆向きなので、誘導磁場は互いに打ち消し合う。その結果、誘導磁場が引き起こすインダクタンスが低減される。スイッチングノイズは高周波であり、インダクタンスが小さければ電流が流れ易くなる。即ち、互いに逆向きに巻回された2個のコイルスプリングを重なり合わせた防振部材を採用することにより、モータユニットのケースとインバータの筐体との間でノイズ電流が通り易くなっている。   According to the above-described in-vehicle structure, a noise current flows from the case of the motor unit to the inverter (or from the inverter to the case of the motor unit) through each of the two coil springs. The noise current flowing through the coil spring induces a magnetic field, but the induction magnetic fields cancel each other because the coil winding directions are opposite to each other. As a result, the inductance caused by the induced magnetic field is reduced. Switching noise is a high frequency, and if the inductance is small, current flows easily. That is, by adopting a vibration isolating member in which two coil springs wound in opposite directions are overlapped, a noise current can easily pass between the case of the motor unit and the casing of the inverter.

発明者らの検討によると、インバータのスイッチング素子で発生したノイズ電流は、インバータからモータへ電力を供給するケーブル(パワーケーブル)を介して、コモンモードノイズとしてモータへ伝搬し、さらにモータユニットのケースを介してボディグランドへと伝搬する。なお、コモンモードノイズとは、一般に、電源ライン(この場合はパワーケーブル)とグランド(この場合はボディグランド)の間に発生するノイズを意味する。   According to the inventors' investigation, the noise current generated in the switching element of the inverter propagates to the motor as common mode noise via a cable (power cable) that supplies power from the inverter to the motor. It propagates to the body ground via The common mode noise generally means noise generated between a power supply line (in this case, a power cable) and ground (in this case, body ground).

ボディグランドに流れたコモンモードノイズは、車両が搭載するラジオの音質に影響を与える。詳しくは、コモンモードノイズがアンテナのグランドに干渉したり、コモンモードノイズがマフラーやドライブシャフトなどを流れる際に電波を放出し、ラジオ電波に干渉する。それゆえ、インバータが発生するコモンモードノイズは、できるかぎりボディグランドに流さないことが好ましい。   The common mode noise that flows to the body ground affects the sound quality of the radio mounted on the vehicle. Specifically, the common mode noise interferes with the antenna ground, or when the common mode noise flows through the muffler or the drive shaft, the radio wave is emitted and interferes with the radio wave. Therefore, it is preferable that the common mode noise generated by the inverter should not flow to the body ground as much as possible.

モータユニットのケースとインバータとの間に介在する防振部材に導電性を持たせると、パワーケーブルを通じてインバータからモータユニットへ流れたコモンモードノイズのノイズ電流が防振部材を介してインバータに還流する可能性がある。本明細書が開示する低インダクタンスの防振部材は、モータユニットのケースからインバータの筐体へノイズ電流が還流し易くなり、その結果、ノイズ電流のラジオへの影響が抑制される。   If the vibration isolation member interposed between the motor unit case and the inverter is made conductive, the noise current of common mode noise that flows from the inverter to the motor unit through the power cable flows back to the inverter through the vibration isolation member. there is a possibility. The low-inductance vibration-isolating member disclosed in the present specification makes it easy for noise current to flow back from the case of the motor unit to the casing of the inverter, and as a result, the influence of noise current on the radio is suppressed.

他方、2個のコイルスプリングを重ねた防振部材は、防振にも寄与する。なお、防振効果を高めるため、コイルスプリングの中心にゴム製の防振材を配置してもよい。   On the other hand, the vibration isolating member in which two coil springs are stacked contributes to the vibration isolation. In order to enhance the vibration isolation effect, a rubber vibration isolation material may be disposed at the center of the coil spring.

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。   Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例のインバータ車載構造の模式的構造図である。It is a typical structure figure of the inverter vehicle-mounted structure of an Example. 防振部材の斜視図である。It is a perspective view of a vibration isolator. 変形例のインバータ車載構造の模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the inverter vehicle-mounted structure of a modification.

図面を参照して実施例のインバータの車載構造2を説明する。本実施例では、ハイブリッド車を対象とする。図1に、ハイブリッド車における主要な駆動系部品のブロック図を示す。図1では、インバータが発するノイズ電流の低減の説明に必要な部品のみを描いてあり、いくつかの他の部品は図示を省略している。また、図1は、ノイズの伝搬経路を説明するためのものであり、主要な駆動系部品の構造的な接続関係を模式的に示したものである。なお、インバータ6と、モータユニット3は、ケースを強調して表すべく、ケースの断面を表すハッチングを施している。符号3aがモータユニットのケースを表し、符号6aでインバータのケースを表す。   An in-vehicle structure 2 of an inverter according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a hybrid vehicle is targeted. FIG. 1 shows a block diagram of main drive system components in a hybrid vehicle. In FIG. 1, only parts necessary for explaining the reduction of noise current generated by the inverter are illustrated, and some other parts are not shown. FIG. 1 is a diagram for explaining a propagation path of noise, and schematically shows a structural connection relationship of main drive system components. It should be noted that the inverter 6 and the motor unit 3 are hatched to represent a cross section of the case in order to emphasize the case. Reference numeral 3a represents a motor unit case, and reference numeral 6a represents an inverter case.

図1に示した駆動系部品を説明する。実施例の車両はハイブリッド車であり、走行用にエンジン22とモータ4を備える。モータ4は、エンジン22の出力トルクとモータ4の出力トルクを合成/分配するギア群とともにケース3aに格納されている。モータ4と前述のギア群を合わせてモータユニット3と称する。このタイプのモータユニットはトランスアクスルと呼ばれることもある。   The drive system components shown in FIG. 1 will be described. The vehicle of the embodiment is a hybrid vehicle, and includes an engine 22 and a motor 4 for traveling. The motor 4 is stored in the case 3 a together with a gear group that synthesizes / distributes the output torque of the engine 22 and the output torque of the motor 4. The motor 4 and the aforementioned gear group are collectively referred to as a motor unit 3. This type of motor unit is sometimes called a transaxle.

モータユニット3にはドライブシャフト21が連結されており、エンジン22の出力トルクとモータ4の出力トルクはモータユニット3内のギアセットで適宜に融合/分配されてドライブシャフト21に伝達される。図示は省略しているがドライブシャフト21の先には駆動輪が連結されており、ドライブシャフト21の回転力により駆動輪が回転する。エンジン22にはマフラー25が連結されている。   A drive shaft 21 is connected to the motor unit 3, and the output torque of the engine 22 and the output torque of the motor 4 are appropriately fused / distributed by a gear set in the motor unit 3 and transmitted to the drive shaft 21. Although not shown, a drive wheel is connected to the tip of the drive shaft 21, and the drive wheel is rotated by the rotational force of the drive shaft 21. A muffler 25 is connected to the engine 22.

エンジン22とモータユニット3は車両のフロントコンパートメントに搭載されている。エンジン22の上にはエアコンのコンプレッサ23が固定されており、モータユニット3の上にはインバータ6が固定されている。インバータ6は、防振部材9を介してモータユニット3の上に固定されている。防振部材9は、モータユニット3の振動やエンジン22の振動、あるいは走行振動がインバータ6に及ぼす影響を低減する。   The engine 22 and the motor unit 3 are mounted in the front compartment of the vehicle. An air conditioner compressor 23 is fixed on the engine 22, and an inverter 6 is fixed on the motor unit 3. The inverter 6 is fixed on the motor unit 3 via a vibration isolation member 9. The vibration isolation member 9 reduces the influence of the vibration of the motor unit 3, the vibration of the engine 22, or the traveling vibration on the inverter 6.

インバータ6とコンプレッサ23は電気ケーブル24で電気的に接続されている。また、インバータ6とバッテリ27は、電気ケーブル26で電気的に接続されている。バッテリ27は、モータ4を駆動するための電力を蓄える大容量の蓄電装置であり、フロントコンパートメントではなく、シートの下、あるいは、ラゲッジルームに配置されるが、図1では説明の都合上、インバータ6の近くに描いてある。   The inverter 6 and the compressor 23 are electrically connected by an electric cable 24. The inverter 6 and the battery 27 are electrically connected by an electric cable 26. The battery 27 is a large-capacity power storage device that stores electric power for driving the motor 4, and is not disposed in the front compartment, but under the seat or in the luggage room. It is drawn near 6.

インバータ6とモータ4は、電気ケーブル8で電気的に接続されている。モータ4は、3相交流で駆動される誘導電動機タイプのモータであり、電気ケーブル8は、より具体的には、UVWの3相交流を伝えるため3線で構成されている。車輪を駆動させるための大電流を流す電気ケーブルは通称、パワーケーブルと呼ばれる。図1の場合は、インバータ6とバッテリ27を繋ぐ電気ケーブル26と、インバータ6とモータ4を繋ぐ電気ケーブル8がパワーケーブルに相当する。   The inverter 6 and the motor 4 are electrically connected by an electric cable 8. The motor 4 is an induction motor type motor driven by a three-phase alternating current, and more specifically, the electric cable 8 is composed of three wires for transmitting the UVW three-phase alternating current. An electric cable for passing a large current for driving the wheel is commonly called a power cable. In the case of FIG. 1, the electric cable 26 that connects the inverter 6 and the battery 27 and the electric cable 8 that connects the inverter 6 and the motor 4 correspond to power cables.

インバータ6は、バッテリ27が出力する直流電力をモータ4の駆動に適した交流電力に変換する。インバータ6の主要部品は、IGBTなどのパワートランジスタとダイオードの逆並列回路が6セット組み合わさったインバータ回路7である。図1では、符号7が示す矩形の中にトランジスタとダイオードを描き込んでインバータ回路7を模式的に表している。なお、インバータ6は、バッテリ27の出力電圧を昇圧してインバータ回路7へ供給する昇圧コンバータを備えることもある。昇圧コンバータの主要部品もパワートランジスタとダイオードの逆並列回路である。本明細書でいう「インバータ」は、直流交流変換回路だけでなく、車両に必要な他の電気回路(例えば上述の昇圧コンバータなど)を含むものであってよい。   The inverter 6 converts the DC power output from the battery 27 into AC power suitable for driving the motor 4. The main component of the inverter 6 is an inverter circuit 7 in which six sets of power transistors such as IGBTs and anti-parallel circuits of diodes are combined. In FIG. 1, a transistor and a diode are drawn in a rectangle indicated by reference numeral 7 to schematically represent the inverter circuit 7. The inverter 6 may include a boost converter that boosts the output voltage of the battery 27 and supplies the boosted voltage to the inverter circuit 7. The main component of the boost converter is also an antiparallel circuit of a power transistor and a diode. The “inverter” referred to in this specification may include not only a DC / AC conversion circuit but also other electric circuits necessary for the vehicle (for example, the above-described boost converter).

パワートランジスタは所定の周波数でオン/オフを繰り返すため、スイッチングノイズを発生する。次に、主としてインバータ6のパワートランジスタが発生するノイズの電流(ノイズ電流)の伝達経路を説明する。   Since the power transistor is repeatedly turned on / off at a predetermined frequency, switching noise is generated. Next, a transmission path of noise current (noise current) generated mainly by the power transistor of the inverter 6 will be described.

インバータ回路7のパワートランジスタが発生したノイズ電流は、インバータ6とモータ4を接続する電気ケーブル8(パワーケーブル)を通じてモータ4へ伝搬する。このときのノイズ電流は、コモンモードノイズと呼ばれる、複数のパワーケーブルを同じ方向に流れるノイズ電流である。ここで、モータ4の筐体、及び、モータ4を収納するケース(即ちモータユニット3のケース3a)も金属製であるから、モータ4へ伝搬したノイズ電流はモータ4の筐体を通じてケース3aに伝搬する。なお、電流が直接にパワーケーブルからモータ筐体を通じてケース3aに流れるのではなく、パワーケーブルからモータ筐体へ、そしてケース3aへと高周波ノイズが伝搬する。図1においてパワーケーブルからケース3aまでの伝搬経路を模式的に表しているのが寄生容量5である。   The noise current generated by the power transistor of the inverter circuit 7 propagates to the motor 4 through the electric cable 8 (power cable) that connects the inverter 6 and the motor 4. The noise current at this time is a noise current called common mode noise that flows in the same direction through a plurality of power cables. Here, since the housing of the motor 4 and the case for housing the motor 4 (that is, the case 3a of the motor unit 3) are also made of metal, noise current propagated to the motor 4 passes through the housing of the motor 4 to the case 3a. Propagate. Note that current does not flow directly from the power cable to the case 3a through the motor casing, but high-frequency noise propagates from the power cable to the motor casing and then to the case 3a. In FIG. 1, a parasitic capacitance 5 schematically represents a propagation path from the power cable to the case 3a.

インバータ6は防振部材9を介してモータユニット3のケース3aの上に固定されており、本実施例では、防振部材9も導電性を備える。また、インバータのケース6aも導電性である。それゆえ、モータユニットのケース3aに伝搬したノイズ電流は防振部材9を通じてインバータのケース6aに伝搬する。インバータ回路7の基板は様々な部材を介してインバータのケース6aと繋がっており、ケース6aを流れるノイズ電流は、インバータ回路7の基板へと伝搬する。その伝搬経路を模式的に表しているのが、寄生容量12である。インバータ6のケース6aに達したノイズ電流は寄生容量12を介してインバータ回路7に還流する。即ち、インバータ回路7が発生するノイズ電流は、電気ケーブル8、モータ4、モータユニットのケース3a、防振部材9、インバータのケース6aを介してインバータ回路7へと還流する。図1に示す破線の矢印が、ノイズ電流のこの還流経路を表している。   The inverter 6 is fixed on the case 3a of the motor unit 3 through a vibration isolating member 9, and in this embodiment, the vibration isolating member 9 also has conductivity. The inverter case 6a is also conductive. Therefore, the noise current propagated to the case 3a of the motor unit propagates to the case 6a of the inverter through the vibration isolating member 9. The substrate of the inverter circuit 7 is connected to the inverter case 6 a through various members, and the noise current flowing through the case 6 a propagates to the substrate of the inverter circuit 7. A parasitic capacitance 12 schematically represents the propagation path. The noise current that has reached the case 6 a of the inverter 6 flows back to the inverter circuit 7 through the parasitic capacitance 12. That is, the noise current generated by the inverter circuit 7 flows back to the inverter circuit 7 through the electric cable 8, the motor 4, the motor unit case 3a, the vibration isolating member 9, and the inverter case 6a. A broken-line arrow shown in FIG. 1 represents this return path of the noise current.

なお、インバータ6とモータユニット3には他にも様々な部品が電気的に接続しており、ノイズ電流の伝搬経路は上記した経路に限られない。例えば、電気ケーブル8とモータ4を通じてモータユニット3のケース3aに伝搬したノイズ電流は、ケース3aに物理的にも電気的にも接しているエンジン22へも流れる。ノイズ電流はエンジン22から、ドライブシャフト21、あるいは、マフラー25へも流れる。なお、車載の幾つかの部品はグランドを車両のボディに接続している。図1において符号BGはボディグランドを表している。エンジン22に到達したノイズ電流はボディグランドにも流れ得る。   Various other components are electrically connected to the inverter 6 and the motor unit 3, and the propagation path of the noise current is not limited to the above-described path. For example, the noise current propagated to the case 3a of the motor unit 3 through the electric cable 8 and the motor 4 also flows to the engine 22 that is physically and electrically in contact with the case 3a. The noise current also flows from the engine 22 to the drive shaft 21 or the muffler 25. Note that some in-vehicle components connect the ground to the vehicle body. In FIG. 1, symbol BG represents a body ground. The noise current reaching the engine 22 can also flow through the body ground.

他方、インバータ回路7で発生したノイズ電流は、電気ケーブル26を介してバッテリ27へも伝搬する。バッテリ27もボディグランドBGに接続している。インバータ回路7で発生したノイズ電流は、電気ケーブル26とバッテリ27を介してもボディグランドBGへ伝搬し得る。   On the other hand, the noise current generated in the inverter circuit 7 propagates to the battery 27 via the electric cable 26. The battery 27 is also connected to the body ground BG. The noise current generated in the inverter circuit 7 can also propagate to the body ground BG via the electric cable 26 and the battery 27.

以上のように、インバータ回路7が発生するノイズ電流は様々経路で伝搬し得る。ノイズ電流の周波数は、インバータ回路7のトランジスタのオン/オフの周期に依存する。ノイズ電流の周波数によっては、ノイズ電流がAMあるいはFMラジオに影響する。特に、ボディグランドBGに流れたノイズ電流は、ラジオアンテナのグランドに影響する可能性がある。また、マフラー25やドライブシャフト21などの長物に流れたノイズ電流は電波となって放射される。この電波は、ラジオの電波に干渉する可能性がある。こうしてノイズ電流はラジオのノイズに影響を及ぼす。   As described above, the noise current generated by the inverter circuit 7 can propagate through various paths. The frequency of the noise current depends on the ON / OFF cycle of the transistor of the inverter circuit 7. Depending on the frequency of the noise current, the noise current affects the AM or FM radio. In particular, a noise current that flows through the body ground BG may affect the ground of the radio antenna. In addition, noise currents flowing through long objects such as the muffler 25 and the drive shaft 21 are radiated as radio waves. This radio wave may interfere with the radio wave. The noise current thus affects the radio noise.

ラジオの性能の観点からは、インバータ回路が発生するノイズ電流は、できるだけボディグランドへ伝搬させないことが好ましい。先に説明したノイズ電流の伝搬経路のうち、モータユニットのケース3a、防振部材9、及び、インバータのケース6aを通じてインバータ回路7に還流する経路にノイズ電流をより多く導くことによって、ボディグランドに流れるノイズ電流を低減し得る。ボディグランドBGに流れ込むノイズ電流と比較してインバータ回路7に還流するノイズ電流の割合を多くするには、還流する経路のインピーダンスを他の経路と比較して小さくすればよい。インバータ回路7へ還流するノイズ電流の経路のうち、防振部材9が電流経路として狭くなるので、この防振部材9のインピーダンスを下げることが、インバータ回路7へ還流するノイズ電流を多くすることに貢献する。本実施例では、インピーダンスが小さくなるように防振部材9の構造を工夫している。次に、防振部材9の具体的な構造を説明する。   From the viewpoint of radio performance, it is preferable that the noise current generated by the inverter circuit is not propagated to the body ground as much as possible. Of the noise current propagation paths described above, by introducing more noise current to the path that returns to the inverter circuit 7 through the case 3a of the motor unit, the vibration isolating member 9, and the case 6a of the inverter, the noise current is transferred to the body ground. The flowing noise current can be reduced. In order to increase the ratio of the noise current returning to the inverter circuit 7 as compared with the noise current flowing into the body ground BG, the impedance of the return path may be reduced as compared with the other paths. Since the vibration isolator 9 is narrowed as a current path among the paths of the noise current flowing back to the inverter circuit 7, reducing the impedance of the vibration isolator 9 increases the noise current flowing back to the inverter circuit 7. To contribute. In this embodiment, the structure of the vibration isolation member 9 is devised so that the impedance is reduced. Next, a specific structure of the vibration isolation member 9 will be described.

図2に防振部材9の斜視図を示す。防振部材9は、2個のコイルスプリング31と32を重ねたものの中心にゴム製の円柱状の芯材33を配置した構造を有している。ゴム製の芯材33が主としてインバータ6の防振に貢献するが、2個のコイルスプリングも防振性能に寄与する。   FIG. 2 is a perspective view of the vibration isolation member 9. The anti-vibration member 9 has a structure in which a rubber-made cylindrical core member 33 is arranged at the center of a stack of two coil springs 31 and 32. The rubber core material 33 mainly contributes to vibration isolation of the inverter 6, but the two coil springs also contribute to vibration isolation performance.

2個のスプリング31、32は、一方のコイルスプリングの巻き線のピッチの間を他方のコイルスプリングの巻き線が通過するように組み合わされている。夫々のコイルスプリングは導電性の金属(例えば鋼)で作られているが、端部を除いて絶縁コーティングが施されている。図2中の符号31a、32a、31bが、露出した端部を示している。なお、端部31a、32aは、金属が露出している部位をハッチングで示している。2個のコイルスプリングは夫々、一方の端部(例えば31a、32a)がインバータのケース6aに接しており、他方の端部(例えば31b)がモータユニットのケース3aと接している。コイルスプリング32の他方の端部32bは図2では隠れて見えないが、モータユニットのケース3aと接している。即ち、2個のコイルスプリング31、32は互いには絶縁されているが、モータユニットのケース3aとインバータ6(そのケース6a)の双方と導通している。   The two springs 31, 32 are combined so that the winding of the other coil spring passes between the pitches of the windings of one coil spring. Each coil spring is made of a conductive metal (e.g., steel) but has an insulating coating except at the ends. Reference numerals 31a, 32a, and 31b in FIG. 2 indicate exposed end portions. The end portions 31a and 32a are hatched portions where the metal is exposed. In each of the two coil springs, one end (for example, 31a and 32a) is in contact with the inverter case 6a, and the other end (for example, 31b) is in contact with the case 3a of the motor unit. Although the other end 32b of the coil spring 32 is hidden and not visible in FIG. 2, it is in contact with the case 3a of the motor unit. That is, the two coil springs 31 and 32 are insulated from each other, but are electrically connected to both the case 3a of the motor unit and the inverter 6 (the case 6a).

また、2個のスプリング31、32は、巻回方向が互いに逆となるように組み合わされている。図2において符号Aの矢印がコイルスプリング31の巻回方向を示しており、符号Bの矢印がコイルスプリング32の巻回方向を示している。   The two springs 31 and 32 are combined so that the winding directions are opposite to each other. In FIG. 2, the arrow A indicates the winding direction of the coil spring 31, and the arrow B indicates the winding direction of the coil spring 32.

一方のコイルスプリングのピッチの間に他方のコイルスプリングの巻き線が入り込むように組み合わされているとともに互いに逆方向に巻回された一対のコイルスプリング31、32は、次の効果を奏する。即ち、一対のコイルスプリングは夫々モータユニットのケース3aとインバータ(そのケース6a)と導通している。前述したように、インバータ回路7が発生しモータユニット3のケース3aへと伝搬したノイズ電流は、一対のコイルスプリングの夫々を通じてモータユニットのケース3aからインバータ6のケース6aへと流れる。コイルスプリングを流れるノイズ電流は高周波であるから誘導磁場を生じるが、巻回方向が互いに逆向きであるので、一対のコイルスプリングの夫々が発生する誘導磁場は相殺し合う。結局、磁場が発生しない(あるいは発生しても小さな磁場となる)ことと等価であるため、磁場発生に起因するインダクタンスが小さくなる。インダクタンスは、発生する磁場の大きさに依存し、単純な板状の導通部材であっても交流電流が流れると誘導磁場が発生してインダクタンスを生じる。しかし、一対のコイルスプリングが互いに逆向きに巻回された防振部材9では、一対のコイルスプリング夫々が発生する誘導磁場を互いに打ち消すので、そのインダクタンスは、単純な板状の導通部材のインダクタンスよりも小さくなる。このように防振部材9は、インダクタンスが極めて小さくなる。   The pair of coil springs 31 and 32 which are combined so that the winding of the other coil spring enters between the pitches of the one coil spring and wound in opposite directions have the following effects. That is, the pair of coil springs are electrically connected to the case 3a of the motor unit and the inverter (the case 6a). As described above, the noise current generated by the inverter circuit 7 and propagated to the case 3a of the motor unit 3 flows from the case 3a of the motor unit to the case 6a of the inverter 6 through each of the pair of coil springs. Since the noise current flowing through the coil spring has a high frequency, an induction magnetic field is generated. However, since the winding directions are opposite to each other, the induction magnetic fields generated by the pair of coil springs cancel each other. Eventually, this is equivalent to the fact that a magnetic field is not generated (or a small magnetic field is generated even if it is generated), so that the inductance resulting from the generation of the magnetic field is reduced. The inductance depends on the magnitude of the generated magnetic field, and even if it is a simple plate-like conducting member, when an alternating current flows, an induction magnetic field is generated to generate an inductance. However, in the vibration isolating member 9 in which the pair of coil springs are wound in opposite directions, the induction magnetic fields generated by the pair of coil springs cancel each other out. Becomes smaller. Thus, the vibration isolator 9 has a very small inductance.

実施例のインバータ車載構造は、上記した防振部材9を介してインバータ6をモータユニット3のケース3aに固定するので、前述したノイズ電流の還流が多くなり、ボディグランドへ流れるノイズ電流を相対的に小さくすることができる。その結果、ラジオに影響する高周波ノイズを低減することができる。   In the inverter on-vehicle structure of the embodiment, the inverter 6 is fixed to the case 3a of the motor unit 3 through the above-described vibration isolating member 9, so that the above-described noise current is increased and the noise current flowing to the body ground is relatively Can be made smaller. As a result, high-frequency noise that affects the radio can be reduced.

一例として、インダクタンスが46.8[nH]のコイルスプリングを互いに逆向きに重ねた場合、トータルのインダクタンスは7.5[nH]に低下することを確認した。   As an example, when coil springs having an inductance of 46.8 [nH] were stacked in opposite directions, it was confirmed that the total inductance decreased to 7.5 [nH].

図1の模式図では、モータユニット3のケース3aとインバータ6の間に単純に防振部材9を挟み込む構造を示した。防振部材9の配置は、図1の配置に限られない。例えば、図3に示すように、モータユニットのケース3aの上にL字型のブラケット41を固定するとともに、インバータ6の車両の前後方向(図3に示す座標のX軸方向)の側面に防振部材9を配置し、L字型のブラケット41の一方で防振部材9を固定する態様であってもよい。なお、図3に示す座標系のX軸方向が車両の前後方向に相当し、Y軸方向が車幅方向に相当し、Z軸方向が車両の上下方向に相当する。図3の車載構造2aは、前後方向に衝撃を受ける衝突に対してインバータ6が外れ難いという利点を有する。   In the schematic diagram of FIG. 1, a structure in which the vibration isolating member 9 is simply sandwiched between the case 3 a of the motor unit 3 and the inverter 6 is shown. The arrangement of the vibration isolation member 9 is not limited to the arrangement shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3, an L-shaped bracket 41 is fixed on the case 3a of the motor unit, and the inverter 6 is protected on the side in the vehicle front-rear direction (the X-axis direction of the coordinates shown in FIG. 3). The vibration member 9 may be disposed and the vibration isolation member 9 may be fixed on one side of the L-shaped bracket 41. Note that the X-axis direction of the coordinate system shown in FIG. 3 corresponds to the longitudinal direction of the vehicle, the Y-axis direction corresponds to the vehicle width direction, and the Z-axis direction corresponds to the vertical direction of the vehicle. The in-vehicle structure 2a of FIG. 3 has an advantage that the inverter 6 is difficult to come off against a collision that receives an impact in the front-rear direction.

以上説明したように、本実施例のインバータ車載構造は、インバータ回路7の発生するノイズ電流が、モータ4へのパワーケーブル、モータ4、モータユニットのケース3a、防振部材9、インバータのケース6a、そしてインバータ回路7へと還流し易くなっている。それゆえ、ボディグランドへ流れるノイズ電流成分を小さくすることができ、ノイズ電流のラジオへの影響が抑制される。   As described above, in the inverter on-vehicle structure of this embodiment, the noise current generated by the inverter circuit 7 is such that the power cable to the motor 4, the motor 4, the motor unit case 3a, the vibration isolating member 9, and the inverter case 6a. And it is easy to return to the inverter circuit 7. Therefore, the noise current component flowing to the body ground can be reduced, and the influence of the noise current on the radio is suppressed.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。インバータは、直流を交流に変換するインバータ回路の他にバッテリの電圧を昇圧する電圧コンバータ回路やその他の回路を含んでいてもよい。   Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. The inverter may include a voltage converter circuit that boosts the voltage of the battery and other circuits in addition to the inverter circuit that converts direct current to alternating current.

実施例の防振部材は、互いに逆方向に巻回された2個のコイルスプリングが一方のピッチの間を他方のコイルスプリングの巻き線が通過するように重ね合わされ、その軸方向中心にゴム製の防振材が配置されている。インバータの防振効果は主としてゴム製防振部材が受け持つが、一対のコイルスプリングも防振に寄与する。   The anti-vibration member of the embodiment has two coil springs wound in opposite directions to each other so that the winding of the other coil spring passes between one pitch and is made of rubber at the axial center. Anti-vibration material is arranged. The rubber vibration isolating member is mainly responsible for the vibration isolating effect of the inverter, but the pair of coil springs also contribute to the vibration isolating.

インバータのノイズ電流がラジオへ与える影響を低減するには、AMあるいはFMの周波数帯で防振部材(2個のコイルスプリング)のインダクタンスが小さいとよい。コイルスプリングの長さ、あるいは、直径、巻き線の太さなどを調整することで、所望の周波数帯でインダクタンスを小さくすることができる。   In order to reduce the influence of the noise current of the inverter on the radio, it is preferable that the inductance of the vibration isolation member (two coil springs) is small in the AM or FM frequency band. By adjusting the length, diameter, winding thickness, etc. of the coil spring, the inductance can be reduced in a desired frequency band.

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。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2、a2:インバータ車載構造
3:モータユニット
3a:ケース
4:モータ
5、12:寄生容量(仮想的なコンデンサ)
6:インバータ
6a:ケース
7:インバータ回路
8、24、26:電気ケーブル
9:防振部材
21:ドライブシャフト
22:エンジン
23:コンプレッサ
25:マフラー
27:バッテリ
31、32:コイルスプリング
33:芯材
41:ブラケット
BG:ボディグランド
2, a2: inverter on-vehicle structure 3: motor unit 3a: case 4: motor 5, 12: parasitic capacitance (virtual capacitor)
6: Inverter 6a: Case 7: Inverter circuits 8, 24, 26: Electric cable 9: Anti-vibration member 21: Drive shaft 22: Engine 23: Compressor 25: Muffler 27: Battery 31, 32: Coil spring 33: Core material 41 : Bracket BG: Body ground

Claims (1)

走行用のモータを内蔵したモータユニットのケースにモータへ電力を供給するインバータを取り付けるインバータの車載構造であり、
互いに逆方向に巻回されたコイルスプリングを重ねた防振部材を介して前記インバータが前記モータユニットの前記ケースに取り付けられており、
夫々の前記コイルスプリングが、前記モータユニットの前記ケースと前記インバータの双方と導通しているとともに、前記コイルスプリング同士は互いに絶縁されていることを特徴とするインバータの車載構造。
It is an in-vehicle structure of an inverter that attaches an inverter that supplies power to the motor in the case of a motor unit that has a built-in motor for traveling.
The inverter is attached to the case of the motor unit via a vibration isolating member in which coil springs wound in opposite directions are stacked,
Each of the coil springs is electrically connected to both the case of the motor unit and the inverter, and the coil springs are insulated from each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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