JP2020165395A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れた電動圧縮機を提供する。【解決手段】金属膜７０は、第１の巻線６０と第２の巻線６１の間において対向する部位同士が離れており、金属膜７０は膜形状であって、金属膜７０は、ハウジングに熱的に結合された放熱部としての第１直線部７１を有し、金属膜７０における周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均が、第１直線部７１と、その他の部位とでは、第１直線部７１のほうが大きい。【選択図】図５

Description

本発明は、電動圧縮機に関するものである。

電動圧縮機における電動モータを駆動するインバータ装置に用いられるコモンモードチョークコイルの構成として、特許文献１には導電体で覆うことでノーマルモード電流が流れる際に導電体の中に誘導電流を流し熱エネルギーに変換させダンピング効果を持たせたチョークコイルが開示されている。

ＷＯ２０１７／１７０８１７号公報

ところで、チョークコイルを導電体で覆う場合、熱がこもりやすく、発熱対策を講じる必要がある。熱を放熱部材に逃がす場合、ダンピング効果を持たせるためには導電体にある程度の電気抵抗（抵抗値Ω）が必要となり、導電体は発熱するので、導電体の熱を効率よく放熱部材に逃がすための工夫をする必要がある。

本発明の目的は、放熱性に優れた電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するための電動圧縮機は、流体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動モータと、前記電動モータを駆動するインバータ装置と、少なくとも前記インバータ装置を収容する金属製のハウジングと、を備え、前記インバータ装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の入力側に設けられるとともに前記インバータ回路に入力される前の前記直流電力に含まれるコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減させるノイズ低減部と、を備え、前記ノイズ低減部は、コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルと共にローパスフィルタ回路を構成する平滑コンデンサと、を備え、前記コモンモードチョークコイルは、環状のコアと、前記コアに巻回された第１の巻線と、前記コアに巻回されるとともに前記第１の巻線から離れつつ対向する第２の巻線と、前記第１の巻線及び前記第２の巻線を跨ぎつつ前記コアを覆う環状の導電体と、を備え、前記導電体は、前記第１の巻線と前記第２の巻線の間において対向する部位同士が離れており、前記導電体は膜形状であって、前記導電体は、前記ハウジングに熱的に結合された放熱部を有し、前記導電体における周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均が、前記放熱部と、その他の部位とでは、前記放熱部のほうが大きいことを要旨とする。

これによれば、導電体は第１の巻線及び第２の巻線を跨ぎつつコアを覆う環状であるためノーマルモード電流が流れる際に導電体の中に誘導電流を流し熱エネルギーに変換させやすくダンピング効果に優れる。第１の巻線及び第２の巻線から発生する漏れ磁束は、環状の導電体の周断面を鎖交するため、導電体に周方向の誘導電流が流れやすい。導電体は、ハウジングに熱的に結合されており、導電体における周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均が、放熱部と、その他の部位とでは、放熱部のほうが大きいので、導電体におけるハウジング側に温度の高い部分を設けることにより、導電体の熱が積極的にハウジング側に逃げ、放熱性に優れたものとなる。

また、電動圧縮機において、前記導電体における前記放熱部にスリットを設けることにより周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均を大きくするとよい。これにより、導電体におけるハウジング側に温度の高い部分を容易に設けることができる。

また、電動圧縮機において、前記スリット内に放熱樹脂材が配置され、前記第１の巻線及び前記第２の巻線及び前記放熱部と前記ハウジングとが前記放熱樹脂材を介して熱的に結合されているとよい。これにより、第１の巻線及び第２の巻線及び放熱部に発生する熱をスリット内の放熱グリスを介してハウジング側に逃がすことができ、放熱性に優れたものとなる。

また、電動圧縮機において、前記導電体の内周面には、前記第１の巻線及び前記第２の巻線に対して絶縁する樹脂層が形成されているとよい。これにより、放熱性及びダンピング効果に優れたフィルタ回路を構成するために抵抗性分が高まるよう導電体の厚みを減らしても、強度を保持しつつ剛性を高めるとともに絶縁性を確保することができる。

本発明によれば、放熱性に優れた電動圧縮機を提供することができる。

車載用電動圧縮機の概要を示す概要図。 駆動装置及び電動モータの回路図。 （ａ）は駆動装置の一部平面図、（ｂ）は駆動装置の一部正面図（（ａ）のＡ矢視図）。 （ａ）は駆動装置の一部下面図（図３（ｂ）のＣ矢視図）、（ｂ）は駆動装置の一部側面図（図３（ａ）のＢ矢視図）。 図３（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図。 コア及び巻線の斜視図。 コモンモードチョークコイルの斜視図。 金属膜を示す斜視図。 別例の金属膜を示す斜視図。 別例の金属膜を示す斜視図。 比較のための金属膜を示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。本実施形態の車載用電動圧縮機は、流体としての冷媒を圧縮する圧縮部を備えており、車載用空調装置に用いられる。即ち、本実施形態における車載用電動圧縮機の圧縮対象の流体は冷媒である。

図１に示すように、車載用空調装置１０は、車載用電動圧縮機１１と、車載用電動圧縮機１１に対して流体としての冷媒を供給する外部冷媒回路１２とを備えている。外部冷媒回路１２は、例えば熱交換器及び膨張弁等を有している。車載用空調装置１０は、車載用電動圧縮機１１によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１２によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車内の冷暖房を行う。

車載用空調装置１０は、当該車載用空調装置１０の全体を制御する空調ＥＣＵ１３を備えている。空調ＥＣＵ１３は、車内温度やカーエアコンの設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、車載用電動圧縮機１１に対してＯＮ／ＯＦＦ指令等といった各種指令を送信する。

車載用電動圧縮機１１は、外部冷媒回路１２から冷媒が吸入される吸入口１４ａが形成されたハウジング１４を備えている。
ハウジング１４は、伝熱性を有する材料（例えばアルミニウム等の金属）で形成されている。ハウジング１４は、車両のボディに接地されている。

ハウジング１４は、互いに組み付けられた吸入ハウジング１５と吐出ハウジング１６とカバー部材２５とを有している。吸入ハウジング１５は、一方向に開口した有底筒状であり、板状の底壁部１５ａと、底壁部１５ａの周縁部から吐出ハウジング１６に向けて起立した側壁部１５ｂとを有している。底壁部１５ａは例えば略板状であり、側壁部１５ｂは例えば略筒状である。吐出ハウジング１６は、吸入ハウジング１５の開口を塞いだ状態で吸入ハウジング１５に組み付けられている。これにより、ハウジング１４内には内部空間が形成されている。

吸入口１４ａは、吸入ハウジング１５の側壁部１５ｂに形成されている。詳細には、吸入口１４ａは、吸入ハウジング１５の側壁部１５ｂのうち吐出ハウジング１６よりも底壁部１５ａ側に配置されている。

ハウジング１４には、冷媒が吐出される吐出口１４ｂが形成されている。吐出口１４ｂは、吐出ハウジング１６、詳細には吐出ハウジング１６における底壁部１５ａと対向する部位に形成されている。

車載用電動圧縮機１１は、ハウジング１４内に収容された回転軸１７、圧縮部１８及び電動モータ１９を備えている。
回転軸１７は、ハウジング１４に対して回転可能な状態で支持されている。回転軸１７は、その軸線方向が板状の底壁部１５ａの厚さ方向（換言すれば筒状の側壁部１５ｂの軸線方向）と一致する状態で配置されている。回転軸１７と圧縮部１８とは連結されている。

圧縮部１８は、ハウジング１４内における吸入口１４ａ（換言すれば底壁部１５ａ）よりも吐出口１４ｂ側に配置されている。圧縮部１８は、回転軸１７が回転することによって、吸入口１４ａからハウジング１４内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口１４ｂから吐出させるものである。なお、圧縮部１８の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。

電動モータ１９は、ハウジング１４内における圧縮部１８と底壁部１５ａとの間に配置されている。電動モータ１９は、ハウジング１４内にある回転軸１７を回転させることにより、圧縮部１８を駆動させるものである。電動モータ１９は、例えば回転軸１７に対して固定された円筒形状のロータ２０と、ハウジング１４に固定されたステータ２１とを有する。ステータ２１は、円筒形状のステータコア２２と、ステータコア２２に形成されたティースに捲回されたコイル２３とを有している。ロータ２０及びステータ２１は、回転軸１７の径方向に対向している。コイル２３が通電されることによりロータ２０及び回転軸１７が回転し、圧縮部１８による冷媒の圧縮が行われる。

図１に示すように、車載用電動圧縮機１１は、電動モータ１９を駆動させるものであって直流電力が入力される駆動装置２４と、駆動装置２４を収容する収容室Ｓ０を区画するカバー部材２５とを備えている。

カバー部材２５は、吸入ハウジング１５の底壁部１５ａに向けて開口した有底筒状である。カバー部材２５は、開口端が底壁部１５ａに突き合せられた状態で、ボルト２６によって吸入ハウジング１５の底壁部１５ａに取り付けられている。カバー部材２５の開口は、底壁部１５ａによって塞がれている。収容室Ｓ０は、カバー部材２５と底壁部１５ａとによって形成されている。

収容室Ｓ０は、ハウジング１４内に区画形成されており、底壁部１５ａに対して電動モータ１９とは反対側に配置されている。圧縮部１８、電動モータ１９及び駆動装置２４は、回転軸１７の軸線方向に配列されている。

カバー部材２５にはコネクタ２７が設けられており、駆動装置２４はコネクタ２７と電気的に接続されている。コネクタ２７を介して、車両に搭載された車載用蓄電装置２８から駆動装置２４に直流電力が入力されるとともに、空調ＥＣＵ１３と駆動装置２４とが電気的に接続されている。車載用蓄電装置２８は、車両に搭載された直流電源であり、例えば二次電池やキャパシタ等である。

図１に示すように、駆動装置２４は、回路基板２９と、回路基板２９に設けられたインバータ装置３０と、コネクタ２７とインバータ装置３０とを電気的に接続するのに用いられる２本の接続ラインＥＬ１，ＥＬ２と、を備えている。

回路基板２９は板状である。回路基板２９は、底壁部１５ａに対して回転軸１７の軸線方向に所定の間隔を隔てて対向配置されている。
インバータ装置３０は、電動モータ１９を駆動するためのものである。インバータ装置３０は、インバータ回路３１（図２参照）と、ノイズ低減部３２（図２参照）を備えている。インバータ回路３１は、直流電力を交流電力に変換するためのものである。ノイズ低減部３２は、インバータ回路３１の入力側に設けられるとともにインバータ回路３１に入力される前の直流電力に含まれるコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減させるためのものである。

次に、電動モータ１９及び駆動装置２４の電気的構成について説明する。
図２に示すように、電動モータ１９のコイル２３は、例えばｕ相コイル２３ｕ、ｖ相コイル２３ｖ及びｗ相コイル２３ｗを有する三相構造となっている。各コイル２３ｕ〜２３ｗは例えばＹ結線されている。

インバータ回路３１は、ｕ相コイル２３ｕに対応するｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と、ｖ相コイル２３ｖに対応するｖ相スイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２と、ｗ相コイル２３ｗに対応するｗ相スイッチング素子Ｑｗ１，Ｑｗ２と、を備えている。各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２は例えばＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子である。なお、スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２は、還流ダイオード（ボディダイオード）Ｄｕ１〜Ｄｗ２を有している。

各ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２は接続線を介して互いに直列に接続されており、その接続線はｕ相コイル２３ｕに接続されている。そして、各ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２の直列接続体は、両接続ラインＥＬ１，ＥＬ２に電気的に接続されており、上記直列接続体には、車載用蓄電装置２８からの直流電力が入力されている。

なお、他のスイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２については、対応するコイルが異なる点を除いて、ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と同様の接続態様である。

駆動装置２４は、各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２のスイッチング動作を制御する制御部３３を備えている。制御部３３は、例えば、１つ以上の専用のハードウェア回路、及び／又は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ（制御回路）によって実現することができる。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、例えば各種処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ即ちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

制御部３３は、コネクタ２７を介して空調ＥＣＵ１３と電気的に接続されており、空調ＥＣＵ１３からの指令に基づいて、各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。詳細には、制御部３３は、空調ＥＣＵ１３からの指令に基づいて、各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）する。より具体的には、制御部３３は、キャリア信号（搬送波信号）と指令電圧値信号（比較対象信号）とを用いて、制御信号を生成する。そして、制御部３３は、生成された制御信号を用いて各スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより直流電力を交流電力に変換する。

ノイズ低減部３２は、コモンモードチョークコイル３４とＸコンデンサ３５を備えている。平滑コンデンサとしてのＸコンデンサ３５は、コモンモードチョークコイル３４と共にローパスフィルタ回路３６を構成する。ローパスフィルタ回路３６は、接続ラインＥＬ１，ＥＬ２上に設けられている。ローパスフィルタ回路３６は、回路的にはコネクタ２７とインバータ回路３１との間に設けられている。

コモンモードチョークコイル３４は、両接続ラインＥＬ１，ＥＬ２上に設けられている。
Ｘコンデンサ３５は、コモンモードチョークコイル３４に対して後段（インバータ回路３１側）に設けられており、両接続ラインＥＬ１，ＥＬ２に電気的に接続されている。コモンモードチョークコイル３４とＸコンデンサ３５とによってＬＣ共振回路が構成されている。即ち、本実施形態のローパスフィルタ回路３６は、コモンモードチョークコイル３４を含むＬＣ共振回路である。

両Ｙコンデンサ３７，３８は、互いに直列に接続されている。詳細には、駆動装置２４は、第１Ｙコンデンサ３７の一端と第２Ｙコンデンサ３８の一端とを接続するバイパスラインＥＬ３を備えている。当該バイパスラインＥＬ３は車両のボディに接地されている。

また、両Ｙコンデンサ３７，３８の直列接続体が、コモンモードチョークコイル３４とＸコンデンサ３５との間に設けられており、コモンモードチョークコイル３４に電気的に接続されている。第１Ｙコンデンサ３７の上記一端とは反対側の他端は、第１接続ラインＥＬ１、詳細には第１接続ラインＥＬ１のうちコモンモードチョークコイル３４の第１の巻線とインバータ回路３１とを接続する部分に接続されている。第２Ｙコンデンサ３８における上記一端とは反対側の他端は、第２接続ラインＥＬ２、詳細には第２接続ラインＥＬ２のうちコモンモードチョークコイル３４の第２の巻線とインバータ回路３１とを接続する部分に接続されている。

車両には、車載用機器として例えばＰＣＵ（パワーコントロールユニット）３９が、駆動装置２４とは別に搭載されている。ＰＣＵ３９は、車載用蓄電装置２８から供給される直流電力を用いて、車両に搭載されている走行用モータ等を駆動させる。即ち、本実施形態では、ＰＣＵ３９と駆動装置２４とは、車載用蓄電装置２８に対して並列に接続されており、車載用蓄電装置２８は、ＰＣＵ３９と駆動装置２４とで共用されている。

ＰＣＵ３９は、例えば、昇圧スイッチング素子を有し且つ当該昇圧スイッチング素子を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせることにより車載用蓄電装置２８の直流電力を昇圧させる昇圧コンバータ４０と、車載用蓄電装置２８に並列に接続された電源用コンデンサ４１とを備えている。また、図示は省略するが、ＰＣＵ３９は、昇圧コンバータ４０によって昇圧された直流電力を、走行用モータが駆動可能な駆動電力に変換する走行用インバータを備えている。

かかる構成においては、昇圧スイッチング素子のスイッチングに起因して発生するノイズが、ノーマルモードノイズとして、駆動装置２４に流入する。換言すれば、ノーマルモードノイズには、昇圧スイッチング素子のスイッチング周波数に対応したノイズ成分が含まれている。

次に、駆動装置の一部であるコモンモードチョークコイル３４の配置箇所における構成について、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５を用いて説明する。
なお、図面において、３軸直交座標を規定しており、図１の回転軸１７の軸線方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向をＸ，Ｙ方向としている。

コモンモードチョークコイル３４は回路基板２９に実装されている。コモンモードチョークコイル３４は、底壁部１５ａに熱的に接合されている。そして、コモンモードチョークコイル３４で発生した熱Ｑ（図５参照）は、底壁部１５ａに逃がされる。詳しくは、金属膜７０において発生する熱が放熱グリス９０を通して逃がされる。

コモンモードチョークコイル３４は、車両側のＰＣＵ３９で発生する高周波ノイズが圧縮機側のインバータ回路３１に伝わるのを抑制するためのものであり、特に、漏れ磁束によるノーマルモードインダクタンスがノーマルモードノイズ（ディファレンシャルモードノイズ）を除去するためのローパスフィルタ回路（ＬＣフィルタ）３６におけるＬ成分として用いられる。即ち、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズ（ディファレンシャルモードノイズ）に対応可能であり、コモンモード用チョークコイルとノーマルモード（ディファレンシャルモード）用チョークコイルとを、それぞれ、用いるのではなく１つのチョークコイルで両モードノイズに対応可能である。

図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５に示すように、コモンモードチョークコイル３４は、環状のコア５０と、第１の巻線６０と、第２の巻線６１と、環状の導電体としての金属膜７０を備える。

コア５０は、図５に示すように断面四角形状をなし、Ｘ−Ｙ平面において全体として長方形状をなしている。図３（ａ）及び図５に示すように、コア５０は、内側空間Ｓｐ１を有する。

コア５０に第１の巻線６０が巻回されているとともに、コア５０に第２の巻線６１が巻回されている。より詳しくは、長方形状をなすコア５０における一方の長辺部分が第１の直線部５１をなし、他方の長辺部分が第２の直線部５２をなしており、第１の直線部５１と第２の直線部５２とは平行である。つまり、コア５０は、互いに平行なるよう直線に延びる第１の直線部５１と第２の直線部５２とを有する。第１の直線部５１に第１の巻線６０の少なくとも一部が巻回されているとともに、第２の直線部５２に第２の巻線６１の少なくとも一部が巻回されている。両巻線６０，６１の巻き方向は、互いに反対方向となっている。また、第１の巻線６０と第２の巻線６１はコア５０の中心軸線Ｌｃをはさんで互いに離れつつ対向している。

なお、コア５０と巻線６０，６１の間には、図示しない樹脂ケースが設けられており、樹脂ケースからは図示しない突起が延び、金属膜７０を当接規制している。
金属膜７０は、銅箔よりなる。即ち、環状の導電体としての金属膜７０は膜形状である。金属膜７０の厚さは、１０μｍ〜１００μｍである。例えば金属膜７０の厚さは３５μｍである。薄くするのは、電流（誘導電流）が流れたときに抵抗を大きくして熱に変えるためである。反面、薄くすると強度を保ちにくく形状を保持しにくい。

金属膜７０は、環状であり、詳細には帯状かつ無端状をなしている。金属膜７０は、その幅は一定であるとともに、長さ方向において厚みが一定である。四角環状の金属膜７０は、図４（ｂ）に示すように、一対の対向する第１直線部７１、第２直線部７２と、一対の対向する第３直線部７３、第４直線部７４とを有する。第１直線部７１は、吸入ハウジング１５の底壁部１５ａと対向しており、第１直線部７１は、底壁部１５ａの表面である放熱面Ｓｒが接している放熱部である。放熱部としての第１直線部７１は、ハウジング１４に熱的に結合された部位である。第３直線部７３及び第４直線部７４は、吸入ハウジング１５の底壁部１５ａから立設している。

金属膜７０は、第１の巻線６０と第２の巻線６１を跨ぎつつコア５０を覆っており、詳細には、第１の巻線６０の全てと第２の巻線６１の全てとコア５０の内側空間Ｓｐ１（図３（ａ）、図５参照）の一部を覆うように形成されている。広義には、金属膜７０は、第１の巻線６０と第２の巻線６１とコア５０の内側空間Ｓｐ１（図３（ａ）、図５参照）のそれぞれ少なくとも一部を覆うように形成されている。内側空間Ｓｐ１は、第１の巻線６０と第２の巻線６１の間にあるとも言え、金属膜７０は第１の巻線６０と第２の巻線６１の間において、即ち、内側空間Ｓｐ１をはさんで対向する部位同士が離れている。

図４（ｂ）、図５に示すように、金属膜７０は、膜の内周面と第１の巻線６０及び第２の巻線６１の外面との間に形成された樹脂層８０を有する。
樹脂層８０により、金属膜７０の強度保持、高剛性とともに絶縁性確保が図られている。樹脂層８０は、ポリイミドよりなり、薄い金属膜７０に対し強度を保ち形状を保持することができる。樹脂層８０の厚さは、例えば数１０μｍである。なぜなら、巻線６０，６１と金属膜７０とは、より接近しているのが望ましく、巻線６０，６１により発生する磁界を金属膜７０で受けて誘導電流が流れるからであり、接近していると誘導電流が流れやすい。

なお、金属膜７０と樹脂層８０とは接着剤（図示略）により接着されている。接着剤は、熱硬化タイプ接着剤（接着剤）でも、熱可塑タイプ接着剤（ホットメルト）でも、感圧タイプ接着剤（粘着剤）でもよい。

金属膜７０は、一般的なフレキシブル基板と同じ製法で樹脂層と一体化された帯状の金属膜を準備したのち、樹脂層ごと曲げつつ金属膜の両端を溶着させることで環状に形成される。このように樹脂層と一体化させれば、金属膜を環状に形成しやすく生産性に優れる。

コア５０は、金属膜７０に覆われない露出部５３，５４（図３（ａ）参照）を有する。
図３（ｂ）、図５に示すように、金属膜７０における吸入ハウジング１５の底壁部１５ａとの対向面には放熱グリス９０が配置されている。これにより、金属膜７０は、吸入ハウジング１５ひいてはハウジング１４に熱的に結合している。

図６及び図７を用いてノーマルモード（ディファレンシャルモード）について説明する。
図６に示すように、第１の巻線６０及び第２の巻線６１の通電により電流ｉ１，ｉ２が流れる。これに伴いコア５０に磁束φ１，φ２が発生するとともに漏れ磁束φ３，φ４が発生する。磁束φ１，φ２は互いに逆向きの磁束であり、漏れ磁束φ３，φ４が発生する。ここで、図７に示すように、発生する漏れ磁束φ３，φ４に抗う方向に磁束を発生させるべく金属膜７０の内部において誘導電流ｉ１０が周方向に流れる。

このようにして、金属膜７０において、第１の巻線６０及び第２の巻線６１の通電に伴い発生する漏れ磁束に抗う方向に磁束を発生させるべく誘導電流（渦電流）ｉ１０が内部において周方向に流れる。誘導電流が周方向に流れるとは、コア５０を周回するように流れることである。

コモンモードにおいては、第１の巻線６０及び第２の巻線６１の通電により同じ方向に電流が流れる。これに伴いコア５０に同じ向きの磁束が発生する。このようにして、コモンモード電流通電時は、コア５０内部に磁束が発生し漏れ磁束はほとんど発生しないため、コモンインピーダンスは保持できる。

コモンモードチョークコイル３４に導電体よりなる金属膜７０が存在しない場合には、ローパスフィルタ回路３６（詳細にはコモンモードチョークコイル３４とＸコンデンサ３５とを含むＬＣ共振回路）のＱ値が高い。このため、ローパスフィルタ回路３６の共振周波数に近い周波数のノーマルモードノイズは低減されにくい。一方、本実施形態では、コモンモードチョークコイル３４にて発生する磁力線（漏れ磁束φ３，φ４）によって渦電流が発生する位置に導電体よりなる金属膜７０が設けられている。導電体よりなる金属膜７０は、漏れ磁束φ３，φ４のループの中を通る位置に設けられており、漏れ磁束φ３，φ４によって当該漏れ磁束φ３，φ４を打ち消す方向の磁束が生じるような誘導電流（渦電流）を発生させるように構成されている。これにより、導電体よりなる金属膜７０がローパスフィルタ回路３６のＱ値を下げるものとして機能する。従って、ローパスフィルタ回路３６のＱ値が低くなっている。よって、ローパスフィルタ回路３６の共振周波数付近の周波数を有するノーマルモードノイズも、ローパスフィルタ回路３６によって低減される。

このように、コモンモードチョークコイルにおいて帯状かつ無端状をなす金属膜７０による金属シールド構造を採用することにより、コモンモードチョークコイルとしてローパスフィルタ回路に利用し、コモンモードノイズを低減する。また、ノーマルモード電流（ディファレンシャルモード電流）に対して発生する漏れ磁束を積極的に活用し、ノーマルモードノイズ（ディファレンシャルモードノイズ）の低減を兼ね備えた適切なフィルタ特性を得ることができる。つまり、帯状かつ無端状をなす金属膜７０を用いることで、ノーマルモード電流（ディファレンシャルモード電流）通電時に発生した漏れ磁束に抗う磁束が発生し、電磁誘導によって金属膜７０に電流が流れ熱として消費される。金属膜７０は磁気抵抗として働くためダンピング効果を得ることができ、ローパスフィルタ回路によって発生した共振ピークを抑制できる。また、コモンモード電流通電時は、コア内部に磁束が発生し漏れ磁束はほとんど発生しないため、コモンインピーダンスは保持できる。さらに、金属膜（金属箔）７０の内周側には樹脂層（ポリイミド層）８０を有することで形状を保持できるとともに巻線６０，６１との絶縁を確保できる。

なお、図３（ｂ）において仮想線で示すようにコモンモードチョークコイル３４に対し回路基板２９を接近して配置する場合には絶縁性スペーサ２００を介在させるとよい。
図８に示すように、金属膜７０における放熱面Ｓｒが接している部位である第１直線部７１には四角形状のスリット（貫通孔）７５が形成されている。四角形状のスリット（貫通孔）７５は、金属膜７０の幅方向の中央部に位置し、平行なる長辺が金属膜７０の長さ方向に延びるとともに平行なる短辺が金属膜７０の幅方向に延びている。スリット７５の形成領域は、図４（ａ）、図５に示すように、巻線６０，６１における放熱面Ｓｒに対向する面の一部を含んでいる。

図８に示すように、金属膜７０の幅はＷ１であり、厚さはｔ１であり、スリット７５の幅はＷ２であり、金属膜７０でのスリット７５の一方の側での幅はＷ３であり、金属膜７０でのスリット７５の他方の側での幅はＷ４である。金属膜７０において、第１直線部７１でのスリット７５の形成箇所は、電流が流れる長さ方向での総断面積が、Ｗ３×ｔ１＋Ｗ４×ｔ１である。一方、金属膜７０において、第１直線部７１以外の部位での、電流が流れる長さ方向での総断面積は、Ｗ１×ｔ１である。よって、金属膜７０における第１直線部７１でのスリット７５の形成箇所の断面積は、第１直線部７１以外の部位での断面積より小さい。断面積が小さいと電気抵抗（抵抗値Ω）が大きくなる。その結果、放熱面Ｓｒが接している部位である第１直線部７１の周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均と、その他の部位の周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均との対比において、接している部位である第１直線部７１のほうが大きい。このように、金属膜７０にはスリット７５が形成されており、これにより、周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均は、放熱面Ｓｒが接している部位である第１直線部７１と、その他の部位とでは、接している部位である第１直線部７１のほうが大きくなっている。これにより、図１１に示すようにスリットがない金属膜１００を用いた場合に比べ、環状の金属膜７０の長さ方向に流れる電流の経路を狭めて温度を高くすることができる。

また、図５に示すように、スリット（貫通孔）７５内には放熱樹脂材としての放熱グリス９０が配置されている。巻線６０，６１における底壁部１５ａに対向する面は放熱グリス９０を介して底壁部１５ａと熱的に結合している。つまり、スリット７５内に放熱樹脂材としての放熱グリス９０が配置され、第１の巻線６０及び第２の巻線６１及び第１直線部７１と吸入ハウジング１５ひいてはハウジング１４とが放熱グリス９０を介して熱的に結合されている。

次に、作用について説明する。
帯状かつ無端状をなす金属膜７０において、漏れ磁束に抗う方向に磁束を発生させようとして内部に電流が流れ、電力を消費して発熱する。

コモンモードチョークコイル３４で発生した熱Ｑ（図５参照）は、金属膜７０が底壁部１５ａに熱的に接合されているので、底壁部１５ａに逃がされる。よって、金属膜７０において発生する熱が放熱グリス９０を通して逃がされ、放熱面への放熱性に優れたものとなる。

以下、詳しく説明する。
車載用電動圧縮機１１における電動モータ１９を駆動するインバータ装置３０に用いられるコモンモードチョークコイル３４は、導電体としての金属膜７０で巻線６０，６１を覆うことでノーマルモード電流が流れる際に金属膜７０の中に誘導電流を流し熱エネルギーに変換させダンピング効果を持たせる。なお、ダンピング効果を持たせるためには金属膜７０にある程度の電気抵抗が必要となり、金属膜７０は発熱する。

図７において金属膜７０に誘導電流ｉ１０が流れると、金属膜７０が発熱し、金属膜７０の樹脂層８０及びその周辺部位の温度も上昇するため、樹脂層８０の耐熱や金属膜７０における端部同士の繋ぎ部分の接合材であったり、第１の巻線６０および第２の巻線６１を回路基板に固定するための接着剤である、はんだの耐熱について、耐熱限界を超えてしまう懸念がある。

通常は金属膜７０の熱を放熱面Ｓｒに逃がす対策が有効だが、一般的に回路基板２９のレイアウト上、金属膜７０と放熱面Ｓｒが接触可能な箇所は限られるため、放熱面Ｓｒから遠い金属膜７０部分、例えば、図４（ｂ）における吸入ハウジング１５の底壁部１５ａから最も離れている第２直線部７２は温度が上昇してしまい、金属膜７０全体の温度を下げることは難しい。

本実施形態においては図８に示すように金属膜７０における放熱面Ｓｒ側の部位に、スリット７５を形成することによって周方向の断面積の小さな部分を設けることにより電流の通路断面積を小さくして電流経路での電気抵抗が大きくなり、より発熱する。このように、金属膜７０における放熱性に優れている部位である第１直線部７１に発熱を偏らせることによって放熱面Ｓｒ側に温度の高い部分を設ける。コモンモードチョークコイル３４から放熱面Ｓｒへの熱輸送量は熱的に接する境界での温度差に依存するので第１直線部７１を高温度化することにより熱輸送量を大きくすることができる。このようにして、金属膜７０の熱が積極的に放熱面Ｓｒに逃げ、結果的に金属膜７０全体の温度も下げることができる。

また、ノーマルモード電流が流れると巻線６０，６１の温度が上昇し、巻線６０，６１だけでなく巻線６０，６１と接するコア５０等の温度も上昇する。巻線６０，６１に放熱グリス９０を塗布して放熱面Ｓｒに熱を逃がそうとしても金属膜７０が巻線６０，６１を覆っているため放熱グリス９０を塗布することができない。また、巻線６０，６１を太くして電気抵抗を下げるようにすると体格の増加を招くことになり、車載の場合において採用できない。

本実施形態では、図５に示すように、放熱性向上を図るべく金属膜７０における放熱面Ｓｒ側の部位にスリット（貫通孔）７５を設けるとともに巻線６０，６１に放熱グリス９０を塗布して、熱Ｑをスリット（貫通孔）７５内の放熱グリス９０を介して放熱面Ｓｒに逃がすようにする。つまり、熱伝導性に優れた放熱グリス９０を用いることにより、コモンモードチョークコイル３４から放熱面Ｓｒへの熱輸送量は物体の熱伝導率に依存するので熱伝導率の大きな放熱グリス９０を介在させることにより熱輸送量を大きくすることができる。よって、放熱性とダンピング効果を兼ね備え、これを省スペースにて実現することができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電動圧縮機としての車載用電動圧縮機１１の構成として、流体を圧縮する圧縮部１８と、圧縮部１８を駆動する電動モータ１９と、電動モータ１９を駆動するインバータ装置３０と、少なくともインバータ装置３０を収容する金属製のハウジング１４と、を備える。インバータ装置３０は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路３１と、インバータ回路３１の入力側に設けられるとともにインバータ回路３１に入力される前の直流電力に含まれるコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減させるノイズ低減部３２と、を備える。ノイズ低減部３２は、コモンモードチョークコイル３４と、コモンモードチョークコイル３４と共にローパスフィルタ回路３６を構成する平滑コンデンサとしてのＸコンデンサ３５と、を備える。コモンモードチョークコイル３４は、環状のコア５０と、コア５０に巻回された第１の巻線６０と、コア５０に巻回されるとともに第１の巻線６０から離れつつ対向する第２の巻線６１と、第１の巻線６０及び第２の巻線６１を跨ぎつつコア５０を覆う環状の導電体としての金属膜７０と、を備える。金属膜７０は、第１の巻線６０と第２の巻線６１の間において対向する部位同士が離れており、金属膜７０は膜形状であって、金属膜７０は、吸入ハウジング１５ひいてはハウジング１４に熱的に結合された放熱部としての第１直線部７１を有し、金属膜７０における周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均が、第１直線部７１と、その他の部位とでは、第１直線部７１のほうが大きい。

これによれば、導電体としての金属膜７０は第１の巻線６０及び第２の巻線６１を跨ぎつつコア５０を覆う環状であるためノーマルモード電流が流れる際に金属膜７０の中に誘導電流を流し熱エネルギーに変換させやすくダンピング効果に優れる。第１の巻線６０及び第２の巻線６１から発生する漏れ磁束は、環状の金属膜７０の周断面を鎖交するため、金属膜７０に周方向の誘導電流が流れやすい。また、その結果としてノーマルモードチョークコイルを省略することもできる。

導電体としての金属膜７０は、吸入ハウジング１５ひいてはハウジング１４に熱的に結合されており、金属膜７０における周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均が、放熱面Ｓｒが接している部位である放熱部としての第１直線部７１と、その他の部位とでは、第１直線部７１のほうが大きいので、導電体としての金属膜７０における放熱面Ｓｒ側に温度の高い部分を設けることにより、吸入ハウジング１５との高い温度差から、金属膜７０の熱が積極的に放熱面Ｓｒに逃げ、放熱面への放熱性に優れたものとなる。また、誘導電流が流れてダンピング効果を持たせる導電体としての金属膜７０の全体の温度を下げることができる。

（２）金属膜７０における第１直線部７１にスリット７５を設けることにより周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均を大きくした。これにより、金属膜７０における放熱面Ｓｒ側に温度の高い部分を容易に設けることができる。また、同一幅、同一厚みの金属膜７０に対し断面積を小さくすべくスリット７５を形成することは製造上容易に行うことができるので実用的である。

（３）スリット７５内に放熱樹脂材としての放熱グリス９０が配置され、第１の巻線６０及び第２の巻線６１及び第１直線部７１とハウジング１４とが放熱グリス９０を介して熱的に結合されている。これにより、金属膜７０に発生する熱に加えて巻線６０，６１に発生する熱をスリット（貫通孔）７５内の放熱グリス９０を介して放熱面Ｓｒに逃がすことができ、放熱面への放熱性に優れたものとなる。

（４）導電体としての金属膜７０の内周面には、第１の巻線６０及び第２の巻線６１に対して絶縁する樹脂層８０が形成されている。つまり、樹脂層８０が膜形状の導電体としての金属膜７０の内周面と第１の巻線６０及び第２の巻線６１の外面との間に形成されている。これにより、放熱性及びダンピング効果に優れたフィルタ回路を構成するために抵抗性分が高まるよう導電体の厚みを減らしても、強度を保持しつつ剛性を高めるとともに絶縁性を確保することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図８においては金属膜７０において長方形のスリット（貫通孔）７５を形成したが、これに代わり図９に示すように金属膜７０の幅方向において平行に延びる一対のスリット（貫通孔）７６ａ，７６ｂを形成してもよい。他にも、図１０に示すように金属膜７０の幅方向において平行に延びる一対のスリット（貫通孔）７７ａ，７７ｂを形成するとともにスリット（貫通孔）７７ａ，７７ｂに対し金属膜７０の長さ方向に並べて配置されるスリット（貫通孔）７７ｃ，７７ｄを形成してもよい。

○ 金属膜７０における放熱面Ｓｒに接している部位にスリット（貫通孔）７５を形成したが、これに代わり、金属膜７０における放熱部を薄くしてもよく、同一幅、同一厚みの金属膜７０にスリット７５を設ける以外にも、要は断面積を小さくすればよい。

他にも、金属膜７０における放熱面Ｓｒに接している部位を、他の部位よりも電気抵抗の大きな材料で構成してもよい。
○ 放熱グリス９０に代わり放熱シートを用いてもよい。要は、熱伝導率が大きく熱伝導性に優れた放熱樹脂材を用いればよい。

○金属膜７０は、銅箔の他にも、アルミ箔、真鍮箔、ステンレス鋼材の箔等で構成されていてもよい。これら非磁性金属は、磁化や、磁気飽和の懸念もなく扱いやすい。なお、銅などの非磁性金属に限らず鉄などの磁性金属でもよい。

○コア５０を覆う導電体は環状であれば膜に限定されない、例えば比較的厚みを有する板状であってもよい。
○樹脂層８０は、ポリイミドの他にも、ポリエステル、ＰＥＴ、ＰＥＮ等で構成されていてもよい。

○樹脂層８０を省き、代わりに第１の巻線６０および第２の巻線６１の絶縁被膜を厚くして絶縁性を高めても良い。
○樹脂層８０を省き、代わりに別部材にて金属膜７０を第１の巻線６０および第２の巻線６１に触れないよう支持してもよい。例えば、コア５０を同形状の樹脂製ケースで覆い、金属膜７０を第１の巻線６０および第２の巻線６１に触れないように挟持する一対の腕部材を当該ケースから延出形成してもよい。

○ ハウジングの一部として金属製のベース部材が、底壁部１５ａと第１直線部７１との間に介在してもよい。
○ 車載用電動圧縮機に限ることなく、車載用でない電動圧縮機に用いてもよい。

１１…車載用電動圧縮機、１４…ハウジング、１８…圧縮部、１９…電動モータ、３０…インバータ装置、３１…インバータ回路、３２…ノイズ低減部、３４…コモンモードチョークコイル、３５…Ｘコンデンサ、３６…ローパスフィルタ回路、５０…コア、６０…第１の巻線、６１…第２の巻線、７０…金属膜、７１…第１直線部、７５…スリット、７６ａ，７６ｂ…スリット、７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ…スリット、９０…放熱グリス。

Claims (4)

1. 流体を圧縮する圧縮部と、
   前記圧縮部を駆動する電動モータと、
   前記電動モータを駆動するインバータ装置と、
   少なくとも前記インバータ装置を収容する金属製のハウジングと、を備え、
   前記インバータ装置は、
   直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
   前記インバータ回路の入力側に設けられるとともに前記インバータ回路に入力される前の前記直流電力に含まれるコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減させるノイズ低減部と、を備え、
   前記ノイズ低減部は、
   コモンモードチョークコイルと、
   前記コモンモードチョークコイルと共にローパスフィルタ回路を構成する平滑コンデンサと、を備え、
   前記コモンモードチョークコイルは、
   環状のコアと、
   前記コアに巻回された第１の巻線と、
   前記コアに巻回されるとともに前記第１の巻線から離れつつ対向する第２の巻線と、
   前記第１の巻線及び前記第２の巻線を跨ぎつつ前記コアを覆う環状の導電体と、を備え、
   前記導電体は、前記第１の巻線と前記第２の巻線の間において対向する部位同士が離れており、
   前記導電体は膜形状であって、
   前記導電体は、前記ハウジングに熱的に結合された放熱部を有し、
   前記導電体における周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均が、前記放熱部と、その他の部位とでは、前記放熱部のほうが大きいことを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記導電体における前記放熱部にスリットを設けることにより周方向の単位長さあたりの電気抵抗の平均を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記スリット内に放熱樹脂材が配置され、前記第１の巻線及び前記第２の巻線及び前記放熱部と前記ハウジングとが前記放熱樹脂材を介して熱的に結合されていることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記導電体の内周面には、前記第１の巻線及び前記第２の巻線に対して絶縁する樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動圧縮機。