JP2023137684A - 電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダンピング部の放熱性を向上させること。【解決手段】ダンピング部60は、ダンピング側部61から屈曲して放熱面31aに熱的に結合される平板状のダンピング屈曲部62を有している。これによれば、ダンピング部60で発生した熱が、ダンピング側部61に加えて、ダンピング屈曲部62からもインバータケース31の放熱面31aに伝達される。したがって、ダンピング部60がダンピング屈曲部62を有していない場合に比べると、ダンピング部60で発生した熱が放熱面31aにて放熱され易くなる。【選択図】図5
Description
本発明は、電動圧縮機に関する。
電動圧縮機は、ハウジングと、圧縮部と、電動モータと、インバータ装置と、を備えている。ハウジングには、流体が吸入される。圧縮部は、流体を圧縮する。電動モータは、圧縮部を駆動する。インバータ装置は、電動モータを駆動する。インバータ装置は、インバータ回路を備えている。インバータ回路は、直流電力を交流電力に変換する。インバータ装置は、ノイズ低減部を備えている。ノイズ低減部は、インバータ回路の入力側に設けられている。ノイズ低減部は、コモンモードチョークコイルと、平滑コンデンサと、を備えている。平滑コンデンサは、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。そして、ノイズ低減部は、インバータ回路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。また、インバータ装置は、インバータケースを備えている。インバータケースは、ハウジングに熱的に結合されている。インバータケースは、インバータ回路及びノイズ低減部を収容する。
コモンモードチョークコイルは、環状のコアと、第1巻線と、第2巻線と、を有している。第1巻線は、コアに巻回されている。第2巻線は、コアに巻回されるとともに第1巻線と対向する。また、例えば特許文献1では、インバータ装置は、ダンピング部をさらに備えている。ダンピング部は、コモンモードチョークコイルの漏れインダクタンスを高くするべく、コモンモードチョークコイルから発生する漏れ磁束が流れる磁路を構成する。ダンピング部は、金属製の強磁性体から構成されている。ダンピング部は、ダンピング側部を有している。ダンピング側部は、コモンモードチョークコイルの側面の少なくとも一部を覆う。ダンピング側部の先端は、インバータケース又はハウジングの放熱面に熱的に結合されている。
コモンモードチョークコイルから発生する漏れ磁束がダンピング部内を流れることによって、ダンピング部内にて渦電流が発生する。渦電流は、ダンピング部にて熱に変換される。これにより、ダンピング部は、漏れ磁束に対して抵抗として機能するため、ダンピング効果が生じる。その結果として、ローパスフィルタ回路によって発生した共振ピークが抑えられる。ダンピング部で発生した熱は、ダンピング側部から放熱面に伝達される。これにより、ダンピング部で発生した熱が放熱面にて放熱される。
ところで、このようなダンピング部においては、ダンピング部の放熱性を向上させたいという要望がある。
上記課題を解決する電動圧縮機は、流体が吸入されるハウジングと、前記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、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、前記ハウジングに熱的に結合されるとともに前記インバータ回路及び前記ノイズ低減部を収容するインバータケースと、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る第1巻線と、前記コアに巻回されるとともに前記第1巻線と対向する第2巻線と、を有し、前記インバータ装置は、前記コモンモードチョークコイルの漏れインダクタンスを高くするべく、前記コモンモードチョークコイルから発生する漏れ磁束が流れる磁路を構成するダンピング部をさらに備え、前記ダンピング部は、金属製の強磁性体から構成されており、前記ダンピング部は、前記コモンモードチョークコイルの側面の少なくとも一部を覆うダンピング側部を有し、前記ダンピング側部は、前記インバータケース又は前記ハウジングの放熱面に熱的に結合されている電動圧縮機であって、前記ダンピング部は、前記ダンピング側部から屈曲して前記放熱面に熱的に結合される平板状のダンピング屈曲部を有している。
これによれば、ダンピング部で発生した熱が、ダンピング側部に加えて、ダンピング屈曲部からも放熱面に伝達される。したがって、ダンピング部がダンピング屈曲部を有していない場合に比べると、ダンピング部で発生した熱が放熱面にて放熱され易くなる。以上により、ダンピング部の放熱性を向上させることができる。
上記電動圧縮機において、前記ダンピング部は、前記ダンピング屈曲部を一対有しているとよい。
これによれば、ダンピング屈曲部が、例えば、1つだけである場合に比べると、ダンピング部で発生した熱が放熱面に放熱され易くなる。したがって、ダンピング部の放熱性をさらに向上させることができる。
これによれば、ダンピング屈曲部が、例えば、1つだけである場合に比べると、ダンピング部で発生した熱が放熱面に放熱され易くなる。したがって、ダンピング部の放熱性をさらに向上させることができる。
上記電動圧縮機において、前記ダンピング屈曲部は、前記ダンピング側部から前記コモンモードチョークコイルに向けて屈曲しているとよい。
これによれば、例えば、ダンピング屈曲部を、ダンピング側部からコモンモードチョークコイルとは反対側に向けて屈曲させる場合に比べると、コモンモードチョークコイルとダンピング部とを含めた全体の体格をコンパクトにすることができる。したがって、電動圧縮機の小型化を図ることができる。
これによれば、例えば、ダンピング屈曲部を、ダンピング側部からコモンモードチョークコイルとは反対側に向けて屈曲させる場合に比べると、コモンモードチョークコイルとダンピング部とを含めた全体の体格をコンパクトにすることができる。したがって、電動圧縮機の小型化を図ることができる。
上記電動圧縮機において、前記コアは、前記第1巻線が巻回される第1コア部と、前記第2巻線が巻回される第2コア部と、前記第1巻線及び前記第2巻線が巻回されておらず前記コアの表面が露出した露出部と、を有し、前記ダンピング屈曲部は、前記露出部と前記放熱面との間に位置しているとよい。
例えば、ダンピング屈曲部が、第1巻線又は第2巻線と放熱面との間に位置している場合を考える。この場合、ダンピング屈曲部の分だけ、第1巻線又は第2巻線から発生する熱が、放熱面に伝達し難くなるため、第1巻線又は第2巻線の放熱性が悪化してしまう。そこで、ダンピング屈曲部を、露出部と放熱面との間に位置させた。これによれば、ダンピング屈曲部を、ダンピング側部からコモンモードチョークコイルに向けて屈曲させても、第1巻線及び第2巻線の放熱性が悪化することが無い。したがって、第1巻線及び第2巻線の放熱性を維持しつつも、ダンピング屈曲部を、ダンピング側部からコモンモードチョークコイルに向けて屈曲させることができる。
上記電動圧縮機において、前記ダンピング屈曲部は、前記ダンピング側部から前記コモンモードチョークコイルとは反対側に向けて屈曲しているとよい。
これによれば、コモンモードチョークコイルの配置位置、特に、第1巻線及び第2巻線の配置位置を考慮せずに、ダンピング屈曲部を、ダンピング側部から屈曲させて放熱面に熱的に結合させることができる。したがって、ダンピング部のレイアウトの自由度を向上させることができる。
これによれば、コモンモードチョークコイルの配置位置、特に、第1巻線及び第2巻線の配置位置を考慮せずに、ダンピング屈曲部を、ダンピング側部から屈曲させて放熱面に熱的に結合させることができる。したがって、ダンピング部のレイアウトの自由度を向上させることができる。
この発明によれば、ダンピング部の放熱性を向上させることができる。
以下、電動圧縮機を具体化した一実施形態を図1~図7にしたがって説明する。本実施形態の電動圧縮機は、例えば、車両空調装置に用いられる。
<車両空調装置10>
図1に示すように、車両空調装置10は、電動圧縮機11と、外部冷媒回路12と、を備えている。外部冷媒回路12は、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は、例えば、熱交換器及び膨張弁等を有している。車両空調装置10は、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。
<車両空調装置10>
図1に示すように、車両空調装置10は、電動圧縮機11と、外部冷媒回路12と、を備えている。外部冷媒回路12は、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は、例えば、熱交換器及び膨張弁等を有している。車両空調装置10は、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。
車両空調装置10は、空調ECU13を備えている。空調ECU13は、車両空調装置10の全体を制御する。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いる。そして、空調ECU13は、車内温度やカーエアコンの設定温度等のパラメータに基づいて、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。
<電動圧縮機11の基本構成>
電動圧縮機11は、ハウジング14を備えている。ハウジング14は、例えば、アルミニウム等の伝熱性を有する金属材料で形成されている。ハウジング14は、車両のボディに接地されている。
電動圧縮機11は、ハウジング14を備えている。ハウジング14は、例えば、アルミニウム等の伝熱性を有する金属材料で形成されている。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、吸入ハウジング15と、吐出ハウジング16と、を有している。吸入ハウジング15及び吐出ハウジング16は、互いに組み付けられている。吸入ハウジング15は、板状の端壁15aと、筒状の周壁15bと、を有している。周壁15bは、端壁15aの外周部から筒状に延びている。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。
ハウジング14は、吸入口14aを有している。吸入口14aには、外部冷媒回路12から冷媒が吸入される。したがって、ハウジング14には、冷媒が吸入される。吸入口14aは、吸入ハウジング15の周壁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の周壁15bのうち、吐出ハウジング16よりも端壁15aに近い部位に形成されている。ハウジング14は、吐出口14bを有している。吐出口14bは、冷媒を外部冷媒回路12へ吐出する。吐出口14bは、吐出ハウジング16に形成されている。
電動圧縮機11は、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、圧縮部18、及び電動モータ19は、ハウジング14内に収容されている。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、回転軸17の軸方向が周壁15bの軸方向と一致した状態で、ハウジング14内に配置されている。
圧縮部18は、吸入ハウジング15内に収容されている。圧縮部18は、例えば、吸入ハウジング15内に固定された図示しない固定スクロールと、固定スクロールに対向配置される図示しない旋回スクロールとから構成されるスクロール式である。圧縮部18は、吸入ハウジング15内において、吸入口14aよりも吐出口14bに近い位置に配置されている。圧縮部18は、回転軸17に連結されている。圧縮部18は、回転軸17の回転によって駆動して冷媒を圧縮する。
電動モータ19は、吸入ハウジング15内に収容されている。電動モータ19は、吸入ハウジング15内における圧縮部18と端壁15aとの間に配置されている。電動モータ19は、ロータ20と、ステータ21と、を有している。ステータ21は、円筒形状のステータコア22と、u相コイル23u、v相コイル23v及びw相コイル23wと、を有している。
u相コイル23u、v相コイル23v及びw相コイル23wは、それぞれステータコア22に巻きつけられている。u相コイル23u、v相コイル23v及びw相コイル23wは、例えば、Y結線されている。なお、u相コイル23u、v相コイル23v及びw相コイル23wの結線態様は、Y結線に限られず、任意である。u相コイル23u、v相コイル23v及びw相コイル23wの結線態様は、例えば、デルタ結線でもよい。
ロータ20は、円筒形状である。ロータ20は、回転軸17に固定されている。これにより、回転軸17は、ロータ20と一体回転可能に構成されている。ステータ21は、吸入ハウジング15の周壁15bに固定されている。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。
ロータ20は、u相コイル23u、v相コイル23v及びw相コイル23wが所定のパターンで通電されることにより回転する。そして、ロータ20の回転に伴い、回転軸17が回転する。これにより、圧縮部18が駆動する。したがって、電動モータ19は、圧縮部18を駆動する。そして、外部冷媒回路12を流れる冷媒が、吸入口14aからハウジング14内に吸入される。圧縮部18は、ハウジング14内に吸入された冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、吐出口14bから外部冷媒回路12へと吐出される。
電動圧縮機11は、インバータ装置30を備えている。インバータ装置30は、電動モータ19を駆動する。インバータ装置30は、インバータケース31を備えている。インバータケース31は、例えば、アルミニウム等の金属材料により形成されている。
インバータケース31は、ベース部材32と、カバー部材33と、を有している。ベース部材32は、板状である。ベース部材32は、吸入ハウジング15の端壁15aの外面に図示しない放熱グリスを介して接触している。したがって、インバータケース31は、ハウジング14に熱的に結合されている。カバー部材33は、板状の端壁33aと、筒状の周壁33bと、を有している。カバー部材33は、周壁33bの開口端がベース部材32に突き合せられた状態で、ベース部材32に組み付けられている。ベース部材32及びカバー部材33は、インバータ収容室S1を形成している。したがって、インバータケース31は、インバータ収容室S1を有している。ベース部材32及びカバー部材33は、ボルトB1によって吸入ハウジング15に固定されている。これにより、インバータ装置30は、ハウジング14に取り付けられている。
電動圧縮機11は、コネクタ27を備えている。コネクタ27は、車両に搭載された蓄電装置28に電気的に接続されている。コネクタ27は、インバータケース31に設けられている。コネクタ27は、カバー部材33の端壁33aから突出している。蓄電装置28は、車両に搭載された機器に電力を供給する電源である。蓄電装置28は、直流電源である。蓄電装置28は、例えば、二次電池やキャパシタである。
インバータ装置30は、回路基板34を有している。回路基板34は、インバータ収容室S1に収容されている。回路基板34は、端壁15aに対して回転軸17の軸方向に所定の間隔を隔てて対向配置されている。回路基板34は、回路基板34の厚み方向が回転軸17の軸方向に一致した状態でインバータ収容室S1に収容されている。
インバータ装置30は、インバータ回路35と、ノイズ低減部36と、を備えている。インバータ回路35は、直流電力を交流電力に変換する。ノイズ低減部36は、インバータ回路35の入力側に設けられている。ノイズ低減部36は、インバータ回路35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。インバータ回路35及びノイズ低減部36は、回路基板34に実装されている。したがって、インバータケース31は、インバータ回路35及びノイズ低減部36を収容する。
<インバータ回路35>
図2に示すように、インバータ回路35は、2本の接続ラインEL1,EL2を備えている。インバータ回路35は、u相コイル23uに対応するu相スイッチング素子Qu1,Qu2を備えている。インバータ回路35は、v相コイル23vに対応するv相スイッチング素子Qv1,Qv2を備えている。インバータ回路35は、w相コイル23wに対応するw相スイッチング素子Qw1,Qw2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、各スイッチング素子Qu1,Qu2,Qv1,Qv2,Qw1,Qw2は、還流ダイオード(ボディダイオード)Du1,Du2,Dv1,Dv2,Dw1,Dw2を有している。
図2に示すように、インバータ回路35は、2本の接続ラインEL1,EL2を備えている。インバータ回路35は、u相コイル23uに対応するu相スイッチング素子Qu1,Qu2を備えている。インバータ回路35は、v相コイル23vに対応するv相スイッチング素子Qv1,Qv2を備えている。インバータ回路35は、w相コイル23wに対応するw相スイッチング素子Qw1,Qw2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、各スイッチング素子Qu1,Qu2,Qv1,Qv2,Qw1,Qw2は、還流ダイオード(ボディダイオード)Du1,Du2,Dv1,Dv2,Dw1,Dw2を有している。
各u相スイッチング素子Qu1,Qu2は、直列接続されている。各u相スイッチング素子Qu1,Qu2の間は、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いる。
各v相スイッチング素子Qv1,Qv2は、直列接続されている。各v相スイッチング素子Qv1,Qv2の間は、v相コイル23vに接続されている。そして、各v相スイッチング素子Qv1,Qv2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いる。
各w相スイッチング素子Qw1,Qw2は、直列接続されている。各w相スイッチング素子Qw1,Qw2の間は、w相コイル23wに接続されている。そして、各w相スイッチング素子Qw1,Qw2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いる。
インバータ装置30は、制御部37を備えている。制御部37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37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37は、コネクタ27を介して空調ECU13と電気的に接続されている。制御部37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を周期的にON/OFFさせる。詳細には、制御部37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37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37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36>
ノイズ低減部36は、コモンモードチョークコイル38と、平滑コンデンサ39と、を備えている。平滑コンデンサ39は、コモンモードチョークコイル38と共にローパスフィルタ回路40を構成する。ローパスフィルタ回路40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40は、回路的にはコネクタ27とインバータ回路35との間に設けられている。コモンモードチョークコイル38は、両接続ラインEL1,EL2上に設けられている。
ノイズ低減部36は、コモンモードチョークコイル38と、平滑コンデンサ39と、を備えている。平滑コンデンサ39は、コモンモードチョークコイル38と共にローパスフィルタ回路40を構成する。ローパスフィルタ回路40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40は、回路的にはコネクタ27とインバータ回路35との間に設けられている。コモンモードチョークコイル38は、両接続ラインEL1,EL2上に設けられている。
平滑コンデンサ39は、コモンモードチョークコイル38に対して、インバータ回路35側に設けられている。平滑コンデンサ39は、インバータ回路35に対して並列接続されたXコンデンサである。平滑コンデンサ39は、両接続ラインEL1,EL2に電気的に接続されている。そして、コモンモードチョークコイル38と平滑コンデンサ39とによって、LC共振回路が構成されている。したがって、本実施形態のローパスフィルタ回路40は、コモンモードチョークコイル38を含むLC共振回路である。
ノイズ低減部36は、Yコンデンサ41を2つ備えている。2つのYコンデンサ41は、直列接続されている。2つのYコンデンサ41の間は、インバータケース31及びハウジング14を介して車両のボディに接地されている。2つのYコンデンサ41は、コモンモードチョークコイル38に対してインバータ回路35側に設けられている。2つのYコンデンサ41は、コモンモードチョークコイル38に対して並列接続されている。2つのYコンデンサ41は、平滑コンデンサ39に対して並列接続されている。2つのYコンデンサ41は、コモンモードチョークコイル38と平滑コンデンサ39との間に位置している。
コモンモードチョークコイル38は、車両側で発生する高周波ノイズが電動圧縮機11のインバータ回路35に伝わるのを抑制する。コモンモードチョークコイル38は、漏れインダクタンスをノーマルインダクタンスとして利用する。これにより、コモンモードチョークコイル38は、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)40におけるL成分として用いられる。すなわち、コモンモードチョークコイル38は、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)に対応可能である。したがって、本実施形態の電動圧縮機11では、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、コモンモードチョークコイル38で両モードノイズに対応している。
<コモンモードチョークコイル38>
図3及び図4に示すように、コモンモードチョークコイル38は、コア50と、第1巻線51と、第2巻線52と、を有している。コア50は、環状である。コア50は、強磁性体により形成されている。コア50は、例えば、フェライトコアにより形成されている。コア50は、第1コア部53と、第2コア部54と、第1連結部55と、第2連結部56と、を有している。
図3及び図4に示すように、コモンモードチョークコイル38は、コア50と、第1巻線51と、第2巻線52と、を有している。コア50は、環状である。コア50は、強磁性体により形成されている。コア50は、例えば、フェライトコアにより形成されている。コア50は、第1コア部53と、第2コア部54と、第1連結部55と、第2連結部56と、を有している。
図4に示すように、第1コア部53及び第2コア部54は、直線に延びている。第1コア部53及び第2コア部54は、例えば、四角柱状である。第1コア部53及び第2コア部54は、互いに平行に延びている。したがって、第1コア部53及び第2コア部54は、第1コア部53の軸線が延びる方向と第2コア部54の軸線が延びる方向とが互いに一致した状態で配置されている。第1コア部53及び第2コア部54は、互いに離れつつ対向している。第1コア部53には、第1巻線51が巻回されている。第2コア部54には、第2巻線52が巻回されている。したがって、第1巻線51及び第2巻線52は、コア50に巻回されている。第2巻線52は、第1巻線51と対向する。
第1連結部55は、例えば、四角柱状である。第1連結部55は、第1コア部53の第1端部と第2コア部54の第1端部とを接続している。第2連結部56は、例えば、四角柱状である。第2連結部56は、第1コア部53の第2端部と第2コア部54の第2端部とを接続している。第1連結部55及び第2連結部56には、第1巻線51の一部及び第2巻線52の一部が巻回されている。
また、第1連結部55は、第1巻線51及び第2巻線52が巻回されておらず、第1連結部55の表面が露出した部分を有している。第1連結部55には、第1連結部55の表面の大部分が露出した状態で第1巻線51及び第2巻線52が巻回されている。したがって、第1連結部55は、第1巻線51及び第2巻線52が巻回されておらずコア50の表面が露出した露出部である。
また、第2連結部56は、第1巻線51及び第2巻線52が巻回されておらず、第2連結部56の表面が露出した部分を有している。第2連結部56には、第2連結部56の表面の大部分が露出した状態で第1巻線51及び第2巻線52が巻回されている。したがって、第2連結部56は、第1巻線51及び第2巻線52が巻回されておらずコア50の表面が露出した露出部である。
なお、コア50と第1巻線51との間、及びコア50と第2巻線52との間には、図示しない樹脂部材が設けられている。樹脂部材は、コア50と第1巻線51との間の絶縁、及びコア50と第2巻線52との間の絶縁を確保している。
図3に示すように、コモンモードチョークコイル38は、回路基板34とベース部材32との間に配置されている。コモンモードチョークコイル38は、第1コア部53の軸線が延びる方向及び第2コア部54の軸線が延びる方向と、回路基板34及びベース部材32の対向方向と、が直交する状態で配置されている。
コモンモードチョークコイル38は、第1巻線51及び第2巻線52が図示しない放熱グリスを介してベース部材32におけるインバータ収容室S1側の面に載置された状態で、ベース部材32に対して配置されている。第1巻線51及び第2巻線52から発生する熱は、ベース部材32におけるインバータ収容室S1側の面に伝達されて放熱される。したがって、ベース部材32におけるインバータ収容室S1側の面は放熱面31aである。なお、コア50は、ベース部材32の放熱面31aに対して離間している。
第1連結部55に巻回された第1巻線51及び第2巻線52は、リード部57として引き出されている。また、第2連結部56に巻回された第1巻線51及び第2巻線52は、リード部58として引き出されている。そして、各リード部57,58は、回路基板34の貫通孔34hに挿通された状態で、回路基板34に、例えば、半田付けされている。これにより、コモンモードチョークコイル38が回路基板34に電気的に接続されている。
なお、コア50における回路基板34と対向する面を第1面50aとする。また、コア50におけるベース部材32と対向する面を第2面50bとする。また、コア50において、第1面50a及び第2面50bの双方と連続し、且つコア50の外郭を構成する面を側面50cとする。コア50の側面50cは、コモンモードチョークコイル38の側面である。
<ダンピング部60>
図5に示すように、インバータ装置30は、ダンピング部60をさらに備えている。ダンピング部60は、コモンモードチョークコイル38の漏れインダクタンスを高くするべく、コモンモードチョークコイル38から発生する漏れ磁束が流れる磁路を構成する。ダンピング部60は、金属製の強磁性体から構成されている。ダンピング部60の比透磁率は、例えば「3」よりも高く設定されている。ダンピング部60は、例えば、鉄により形成されている。
図5に示すように、インバータ装置30は、ダンピング部60をさらに備えている。ダンピング部60は、コモンモードチョークコイル38の漏れインダクタンスを高くするべく、コモンモードチョークコイル38から発生する漏れ磁束が流れる磁路を構成する。ダンピング部60は、金属製の強磁性体から構成されている。ダンピング部60の比透磁率は、例えば「3」よりも高く設定されている。ダンピング部60は、例えば、鉄により形成されている。
図3及び図5に示すように、ダンピング部60は、ダンピング側部61と、ダンピング屈曲部62と、を有している。ダンピング側部61は、環状である。本実施形態のダンピング側部61は、四角環状である。ダンピング側部61は、第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dを有している。第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dは、平板状である。第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dは、細長板状である。
図3に示すように、第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dの短手方向の長さは同じである。第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dそれぞれにおける短手方向の第1端は、同一平面上に位置している。第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dそれぞれにおける短手方向の第2端は、同一平面上に位置している。第1壁部61a、第2壁部61b、第3壁部61c、及び第4壁部61dそれぞれにおける短手方向の第1端は、ダンピング側部61の先端61eを形成している。
第1壁部61aの長手方向の長さは、第2壁部61bの長手方向の長さと同じである。第3壁部61cの長手方向の長さは、第4壁部61dの長手方向の長さよりも僅かに長い。第1壁部61aの長手方向の長さ及び第2壁部61bの長手方向の長さは、第3壁部61cの長手方向の長さよりも長い。
第1壁部61a及び第2壁部61bは、互いに平行に延びている。第1壁部61aの厚み方向と第2壁部61bの厚み方向とは一致している。第3壁部61c及び第4壁部61dは、互いに平行に延びている。第3壁部61cの厚み方向と第4壁部61dの厚み方向とは一致している。第3壁部61cにおける長手方向の第1端は、第1壁部61aにおける長手方向の第1端に接続されている。第3壁部61cにおける長手方向の第2端は、第2壁部61bにおける長手方向の第1端に接続されている。よって、第3壁部61cは、第1壁部61aにおける長手方向の第1端と第2壁部61bにおける長手方向の第1端とを接続している。第4壁部61dにおける長手方向の第1端は、第1壁部61aにおける長手方向の第2端に接続されている。第4壁部61dにおける長手方向の第2端は、第2壁部61bにおける長手方向の第2端に対して僅かな隙間61sを介して対向している。
図5に示すように、ダンピング側部61は、コア50の側面50cを覆っている。第1壁部61aは、第1コア部53の側面に沿って延びている。第2壁部61bは、第2コア部54の側面に沿って延びている。第3壁部61cは、第1連結部55の側面に沿って延びている。第4壁部61dは、第2連結部56の側面に沿って延びている。したがって、ダンピング側部61は、コモンモードチョークコイル38の側面を覆っている。
図3及び図5に示すように、ダンピング部60は、ダンピング側部61の先端61eがベース部材32の放熱面31aに図示しない放熱グリスを介して接触した状態で、ベース部材32に固定されている。したがって、ダンピング側部61は、インバータケース31の放熱面31aに熱的に結合されている。
ダンピング屈曲部62は、ダンピング側部61から屈曲している。具体的には、ダンピング屈曲部62は、ダンピング側部61の先端61eから屈曲している。ダンピング屈曲部62は、平板状である。ダンピング屈曲部62は、細長板状である。ダンピング部60は、ダンピング屈曲部62を一対有している。一対のダンピング屈曲部62の一方は、第3壁部61cにおける短手方向の第1端から第4壁部61dに向けて屈曲している。一対のダンピング屈曲部62の他方は、第4壁部61dにおける短手方向の第1端から第3壁部61cに向けて屈曲している。各ダンピング屈曲部62の長手方向は、第3壁部61c及び第4壁部61dそれぞれの長手方向に一致している。各ダンピング部60の長手方向の長さは、第4壁部61dの長手方向の長さよりも僅かに短い。
図5に示すように、各ダンピング屈曲部62は、ダンピング側部61の先端61eからコモンモードチョークコイル38に向けて屈曲している。一対のダンピング屈曲部62の一方は、第1連結部55と放熱面31aとの間に位置している。一対のダンピング屈曲部62の他方は、第2連結部56と放熱面31aとの間に位置している。したがって、各ダンピング屈曲部62は、露出部と放熱面31aとの間に位置している。そして、各ダンピング屈曲部62は、放熱面31aに熱的に結合されている。したがって、本実施形態のダンピング部60は、ダンピング側部61から屈曲して放熱面31aに熱的に結合される平板状のダンピング屈曲部62を有している。各ダンピング屈曲部62は、放熱面31aに図示しない放熱グリスを介して面接触している。
図6に示すように、ダンピング部60は、1枚の帯板を折り曲げることにより形成されている。第1壁部61aは、第3壁部61cに対して、第1折り曲げ線K1に沿って折り曲げられている。第2壁部61bは、第3壁部61cに対して第2折り曲げ線K2に沿って折り曲げられている。第4壁部61dは、第1壁部61aに対して第3折り曲げ線K3に沿って折り曲げられている。一対のダンピング屈曲部62の一方は、第3壁部61cに対して第4折り曲げ線K4に沿って折り曲げられている。一対のダンピング屈曲部62の他方は、第4壁部61dに対して第5折り曲げ線K5に沿って折り曲げられている。
[実施形態の作用]
次に、本実施形態の作用について説明する。
図7は、流入するノーマルモードノイズに対するローパスフィルタ回路40の周波数特性を示すグラフである。なお、図7の実線は、ダンピング部60が有る場合の周波数特性を示している。図7の二点鎖線は、ダンピング部60が無い場合の周波数特性を示す。ローパスフィルタ回路40の共振周波数f0(カットオフ周波数)は、上記キャリア信号の周波数であるキャリア周波数f1よりも低く設定されている。なお、キャリア周波数f1は、各スイッチング素子Qu1~Qw2のスイッチング周波数とも言える。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図7は、流入するノーマルモードノイズに対するローパスフィルタ回路40の周波数特性を示すグラフである。なお、図7の実線は、ダンピング部60が有る場合の周波数特性を示している。図7の二点鎖線は、ダンピング部60が無い場合の周波数特性を示す。ローパスフィルタ回路40の共振周波数f0(カットオフ周波数)は、上記キャリア信号の周波数であるキャリア周波数f1よりも低く設定されている。なお、キャリア周波数f1は、各スイッチング素子Qu1~Qw2のスイッチング周波数とも言える。
図7の二点鎖線に示すように、ダンピング部60が存在しない場合には、ローパスフィルタ回路40のQ値が比較的高くなっている。このため、ローパスフィルタ回路40の共振周波数f0に近い周波数のノーマルモードノイズは、ノイズ低減部36にて低減され難くなっている。
一方、本実施形態では、ダンピング部60が存在するため、図7の実線に示すように、ローパスフィルタ回路40のQ値が低くなっている。このため、ローパスフィルタ回路40の共振周波数f0に近い周波数のノーマルモードノイズも、ノイズ低減部36によって低減される。
ここで、図7に示すように、車両の仕様に基づいて要求されるゲイン(減衰率)Gの許容値を許容ゲインGthとする。そして、ノーマルモードノイズの周波数が共振周波数f0と同一である場合においてローパスフィルタ回路40のゲインGが許容ゲインGthとなるQ値を特定Q値とする。かかる構成において、本実施形態では、ダンピング部60によって、ローパスフィルタ回路40のQ値が特定Q値よりも下がっている。このため、ノーマルモードノイズの周波数が共振周波数f0と同一である場合におけるローパスフィルタ回路40のゲインGが許容ゲインGthよりも小さく(絶対値としては大きく)なっている。換言すれば、ダンピング部60は、ローパスフィルタ回路40のQ値を上記特定Q値よりも下げるように構成されている。
コモンモードチョークコイル38の漏れインダクタンスは、ダンピング部60の存在によって高くなっている。このため、本実施形態のローパスフィルタ回路40の共振周波数f0は、ダンピング部60が無い場合と比較して、低くなっている。これにより、図7に示すように、共振周波数f0よりも高い周波数帯域でのゲインGは、ダンピング部60が無い場合と比較して、小さくなっている。よって、共振周波数f0よりも高い周波数帯域のノーマルモードノイズを、より好適に低減させることができる。
漏れ磁束がダンピング部60内を流れることによって、ダンピング部60内にて渦電流が発生する。ダンピング部60内にて発生した渦電流は、ダンピング部60にて熱に変換される。よって、ダンピング部60は、漏れ磁束に対して抵抗として機能する。
また、ダンピング部60で発生した熱が、ダンピング側部61の先端61eから放熱面31aに伝達される。さらに、ダンピング部60で発生した熱が、ダンピング側部61の先端61eに加えて、各ダンピング屈曲部62からも放熱面31aに伝達される。したがって、ダンピング部60が各ダンピング屈曲部62を有していない場合に比べると、ダンピング部60で発生した熱が放熱面31aにて放熱され易くなっている。
[実施形態の効果]
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)ダンピング部60は、ダンピング側部61から屈曲して放熱面31aに熱的に結合される平板状のダンピング屈曲部62を有している。これによれば、ダンピング部60で発生した熱が、ダンピング側部61に加えて、ダンピング屈曲部62からもインバータケース31の放熱面31aに伝達される。したがって、ダンピング部60がダンピング屈曲部62を有していない場合に比べると、ダンピング部60で発生した熱が放熱面31aにて放熱され易くなる。以上により、ダンピング部60の放熱性を向上させることができる。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)ダンピング部60は、ダンピング側部61から屈曲して放熱面31aに熱的に結合される平板状のダンピング屈曲部62を有している。これによれば、ダンピング部60で発生した熱が、ダンピング側部61に加えて、ダンピング屈曲部62からもインバータケース31の放熱面31aに伝達される。したがって、ダンピング部60がダンピング屈曲部62を有していない場合に比べると、ダンピング部60で発生した熱が放熱面31aにて放熱され易くなる。以上により、ダンピング部60の放熱性を向上させることができる。
(2)ダンピング部60は、ダンピング屈曲部62を一対有している。これによれば、ダンピング屈曲部62が、例えば、1つだけである場合に比べると、ダンピング部60で発生した熱が放熱面31aに放熱され易くなる。したがって、ダンピング部60の放熱性をさらに向上させることができる。
(3)ダンピング屈曲部62は、ダンピング側部61からコモンモードチョークコイル38に向けて屈曲している。例えば、ダンピング屈曲部62を、ダンピング側部61からコモンモードチョークコイル38とは反対側に向けて屈曲させる場合を考える。この場合に比べると、コモンモードチョークコイル38とダンピング部60とを含めた全体の体格をコンパクトにすることができる。したがって、電動圧縮機11の小型化を図ることができる。
(4)例えば、ダンピング屈曲部62が、第1巻線51又は第2巻線52と放熱面31aとの間に位置している場合を考える。この場合、ダンピング屈曲部62の分だけ、第1巻線51又は第2巻線52から発生する熱が、インバータケース31の放熱面31aに伝達し難くなるため、第1巻線51又は第2巻線52の放熱性が悪化してしまう。そこで、各ダンピング屈曲部62を、露出部である第1連結部55と放熱面31aとの間、及び露出部である第2連結部56と放熱面31aとの間に位置させた。これによれば、各ダンピング屈曲部62を、ダンピング側部61の先端61eからコモンモードチョークコイル38に向けて屈曲させても、第1巻線51及び第2巻線52の放熱性が悪化することが無い。したがって、第1巻線51及び第2巻線52の放熱性を維持しつつも、各ダンピング屈曲部62を、ダンピング側部61の先端61eからコモンモードチョークコイル38に向けて屈曲させることができる。
[変更例]
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 図8に示すように、各ダンピング屈曲部62が、ダンピング側部61からコモンモードチョークコイル38とは反対側に向けて屈曲していてもよい。これによれば、コモンモードチョークコイル38の配置位置、特に、第1巻線51及び第2巻線52の配置位置を考慮せずに、各ダンピング屈曲部62を、ダンピング側部61から屈曲させて放熱面31aに熱的に結合させることができる。したがって、ダンピング部60のレイアウトの自由度を向上させることができる。また、第1連結部55に巻回されている第1巻線51及び第2巻線52の一部、及び第2連結部56に巻回されている第1巻線51及び第2巻線52の一部から発生する熱を、放熱面31aに放熱させ易くすることができる。
○ 実施形態において、ダンピング屈曲部62の数は特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、例えば、ダンピング屈曲部62が、第1巻線51又は第2巻線52と放熱面31aとの間に位置していてもよい。
○ 実施形態において、例えば、ダンピング屈曲部62が、第1巻線51又は第2巻線52と放熱面31aとの間に位置していてもよい。
○ 実施形態において、ダンピング側部61は、四角環状でなくてもよい。ダンピング側部61は、例えば、円環状であってもよい。要は、ダンピング側部61は、コモンモードチョークコイル38の側面の少なくとも一部を覆っていれば、ダンピング側部61の形状は特に限定されるものではない。したがって、ダンピング側部61は、環状でなくてもよく、例えば、第3壁部61cのみで構成されていてもよい。
○ 実施形態において、コア50の形状は、環状であれば特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、ダンピング部60は、一枚の帯板を折り曲げることにより形成されていたが、これに限らない。ダンピング部60は、例えば、第2壁部61bと第4壁部61dとが接続されている四角筒状に形成されていてもよい。
○ 実施形態において、ダンピング部60は、一枚の帯板を折り曲げることにより形成されていたが、これに限らない。ダンピング部60は、例えば、第2壁部61bと第4壁部61dとが接続されている四角筒状に形成されていてもよい。
○ 実施形態において、第1連結部55に第1巻線51及び第2巻線52の一部が巻回されていなくてもよい。
○ 実施形態において、第2連結部56に第1巻線51及び第2巻線52の一部が巻回されていなくてもよい。
○ 実施形態において、第2連結部56に第1巻線51及び第2巻線52の一部が巻回されていなくてもよい。
○ 実施形態において、ベース部材32は、放熱グリスを介さずに、吸入ハウジング15の端壁15aの外面に直接接触していてもよい。
○ 実施形態において、ダンピング部60は、ダンピング側部61の先端61eがベース部材32の放熱面31aに放熱グリスを介さずに直接接触した状態で、ベース部材32に固定されていてもよい。この場合、各ダンピング屈曲部62も、放熱面31aに放熱グリスを介さずに直接接触している。
○ 実施形態において、ダンピング部60は、ダンピング側部61の先端61eがベース部材32の放熱面31aに放熱グリスを介さずに直接接触した状態で、ベース部材32に固定されていてもよい。この場合、各ダンピング屈曲部62も、放熱面31aに放熱グリスを介さずに直接接触している。
○ 実施形態において、ダンピング部60は、ダンピング側部61の先端61eが吸入ハウジング15の端壁15aの放熱面に放熱グリスを介して接触した状態で、吸入ハウジング15に固定されていてもよい。この場合、各ダンピング屈曲部62も、吸入ハウジング15の端壁15aの放熱面に放熱グリスを介して接触している。
○ 実施形態において、ダンピング部60は、ダンピング側部61の先端61eが吸入ハウジング15の端壁15aの放熱面に放熱グリスを介さずに直接接触した状態で、吸入ハウジング15に固定されていてもよい。要は、ダンピング側部61は、インバータケース31又はハウジング14の放熱面に熱的に結合されていればよい。なお、この場合、各ダンピング屈曲部62も、吸入ハウジング15の端壁15aの放熱面に放熱グリスを介さずに直接接触している。
○ 実施形態において、ダンピング屈曲部62は、ダンピング側部61の先端61eから屈曲していなくてもよい。要は、ダンピング屈曲部62は、ダンピング側部61から屈曲していればよい。
○ 実施形態において、圧縮部18は、スクロール式に限らず、例えば、ピストン式やベーン式等であってもよい。
○ 実施形態において、電動圧縮機11は、車両空調装置10に用いられていたが、これに限らない。例えば、電動圧縮機11は、燃料電池車に搭載されており、燃料電池に供給される流体としての空気を圧縮部18により圧縮するものであってもよい。
○ 実施形態において、電動圧縮機11は、車両空調装置10に用いられていたが、これに限らない。例えば、電動圧縮機11は、燃料電池車に搭載されており、燃料電池に供給される流体としての空気を圧縮部18により圧縮するものであってもよい。
11…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…インバータケース、31a…放熱面、35…インバータ回路、36…ノイズ低減部、38…コモンモードチョークコイル、39…平滑コンデンサ、40…ローパスフィルタ回路、50…コア、50c…側面、51…第1巻線、52…第2巻線、53…第1コア部、54…第2コア部、55…露出部である第1連結部、56…露出部である第2連結部、60…ダンピング部、61…ダンピング側部、62…ダンピング屈曲部。
Claims (5)
- 流体が吸入されるハウジングと、
前記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、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、
前記ハウジングに熱的に結合されるとともに前記インバータ回路及び前記ノイズ低減部を収容するインバータケースと、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る第1巻線と、
前記コアに巻回されるとともに前記第1巻線と対向する第2巻線と、を有し、
前記インバータ装置は、前記コモンモードチョークコイルの漏れインダクタンスを高くするべく、前記コモンモードチョークコイルから発生する漏れ磁束が流れる磁路を構成するダンピング部をさらに備え、
前記ダンピング部は、金属製の強磁性体から構成されており、
前記ダンピング部は、前記コモンモードチョークコイルの側面の少なくとも一部を覆うダンピング側部を有し、
前記ダンピング側部は、前記インバータケース又は前記ハウジングの放熱面に熱的に結合されている電動圧縮機であって、
前記ダンピング部は、前記ダンピング側部から屈曲して前記放熱面に熱的に結合される平板状のダンピング屈曲部を有していることを特徴とする電動圧縮機。 - 前記ダンピング部は、前記ダンピング屈曲部を一対有していることを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機。
- 前記ダンピング屈曲部は、前記ダンピング側部から前記コモンモードチョークコイルに向けて屈曲していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動圧縮機。
- 前記コアは、
前記第1巻線が巻回される第1コア部と、
前記第2巻線が巻回される第2コア部と、
前記第1巻線及び前記第2巻線が巻回されておらず前記コアの表面が露出した露出部と、を有し、
前記ダンピング屈曲部は、前記露出部と前記放熱面との間に位置していることを特徴とする請求項3に記載の電動圧縮機。 - 前記ダンピング屈曲部は、前記ダンピング側部から前記コモンモードチョークコイルとは反対側に向けて屈曲していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動圧縮機。
Priority Applications (4)
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DE102023106272.7A DE102023106272A1 (de) | 2022-03-18 | 2023-03-14 | Motorbetriebener Verdichter |
CN202310242609.9A CN116780831A (zh) | 2022-03-18 | 2023-03-14 | 电动压缩机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022043987A JP2023137684A (ja) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | 電動圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2023137684A true JP2023137684A (ja) | 2023-09-29 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022043987A Pending JP2023137684A (ja) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | 電動圧縮機 |
Country Status (4)
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DE (1) | DE102023106272A1 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017170819A1 (ja) | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 株式会社 豊田自動織機 | 車載用電動圧縮機 |
-
2022
- 2022-03-18 JP JP2022043987A patent/JP2023137684A/ja active Pending
-
2023
- 2023-03-10 US US18/181,627 patent/US20230299648A1/en active Pending
- 2023-03-14 CN CN202310242609.9A patent/CN116780831A/zh active Pending
- 2023-03-14 DE DE102023106272.7A patent/DE102023106272A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE102023106272A1 (de) | 2023-09-21 |
CN116780831A (zh) | 2023-09-19 |
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