JP6897622B2 - 車載用電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、車載用電動圧縮機に関するものである。

車載用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、導電体において抵抗成分を大きくして熱に変えるためには板状の導電体を薄膜状まで薄くすることになる。この場合、導電体において薄膜状ゆえに発生する熱を速やかに逃がさないと、導電体に固着させたハンダが溶融するなどの問題が生じる。また、近傍にあるコイル巻線の被膜が劣化したり、同じく近傍にあるコアの磁気特性が変化するなどの問題も生じる。

本発明の目的は、放熱性に優れたフィルタ回路を有する車載用電動圧縮機を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、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、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かつ薄膜状の導電体と、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、前記導電体の外周面には絶縁層が積層され、前記絶縁層の外周面には前記導電体よりも肉厚である金属製の放熱層が積層され、前記放熱層には、前記導電体における周方向について不連続となるようスリットが設けられていることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、コモンモードチョークコイルにおける第１の巻線と第２の巻線を跨ぎつつコアを覆う環状かつ薄膜状の導電体が形成されている。また、導電体の外周面には絶縁層が積層され、絶縁層の外周面には導電体よりも肉厚である金属製の放熱層が積層されている。よって、導電体において発生する熱が放熱用の金属板を通して逃がされ、放熱性に優れたものとなる。また、金属製の放熱層には、導電体における周方向について不連続となるようスリットが設けられているので、第１の巻線及び第２の巻線に通電されても、発生する漏れ磁束に抗う方向に磁束を発生させるべく放熱層の内部において誘導電流が周方向に流れることはない。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の車載用電動圧縮機において、前記導電体と前記絶縁層と前記放熱層との積層体は両端において前記導電体が他の層からはみ出しており、はみ出し箇所のみを互いに接合することにより前記導電体が環状をなすとよい。

請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載の車載用電動圧縮機において、前記放熱層に熱的に接合される放熱部材を更に備えるとよい。

本発明によれば、放熱性に優れたフィルタ回路を有することができる。

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）はコモンモードチョークコイルの平面図、（ｂ）はコモンモードチョークコイルの正面図、（ｃ）はコモンモードチョークコイルの右側面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 （ａ），（ｂ）は帯状部材を展開した状態図。 （ａ），（ｂ）は帯状部材の両端を繋いだ状態図。 （ａ）はコア及び巻線の平面図、（ｂ）はコア及び巻線の正面図、（ｃ）はコア及び巻線の右側面図。 作用を説明するためのコア及び巻線の斜視図。 作用を説明するためのコモンモードチョークコイルの斜視図。 コモンモードチョークコイルの側面図。 ローパスフィルタ回路のゲインの周波数特性を示すグラフ。 別例のコモンモードチョークコイルの断面図。

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、伝熱性を有する非磁性体の導電性材料（例えばアルミニウム等の金属）で構成されている。
カバー部材２５は、ハウジング１４、詳細には吸入ハウジング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によってハウジング１４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外に配置されており、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、コモンモードチョークコイル３４の構成について図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）、図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ），（ｂ）、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。

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とで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。

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。
図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）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、導電体としての金属薄膜７０を備える。

コア５０は、図３（ｄ）に示すように断面四角形状をなし、図６（ａ）に示す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（ｄ）、図６（ａ）に示すように、コア５０は、内側空間Ｓｐ１を有する。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、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、図６（ａ）に示すように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。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、金属薄膜７０を当接規制している。
図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、金属薄膜７０は、銅箔よりなる。金属薄膜７０の厚さは、１０μｍ〜１００μｍである。例えば金属薄膜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。

図３（ｃ），（ｄ）に示すように、金属薄膜７０は、環状であり、詳細には帯状かつ無端状をなしている。金属薄膜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（ｄ）、図６（ａ）参照）の一部を覆うように形成されている。広義には、金属薄膜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（ｄ）、図６（ａ）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、金属薄膜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。

金属薄膜７０は、薄膜の内周面と第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。
このように、金属薄膜７０の外周面には絶縁層９１が積層され、絶縁層９１の外周面には金属薄膜７０よりも肉厚である金属製の放熱層としての金属板９０が積層されている。

図３（ｃ），（ｄ）に示すように、樹脂層８０により、金属薄膜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、薄い金属薄膜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と金属薄膜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薄膜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、金属薄膜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。

コモンモードチョークコイル３４は、放熱層としての金属板９０を備える。金属板９０は銅箔よりなる。金属板９０は、金属薄膜７０の外周面に絶縁層９１を介して金属薄膜７０の周方向に沿い、かつ、周方向に不連続状態で配置されている。放熱用の金属板９０の厚みは、金属薄膜７０の厚みよりも厚い。例えば、金属薄膜７０の厚さが３５μｍであれば、放熱用の金属板９０の厚みは７０μｍ程度である。放熱用の金属板９０により、絶縁層９１を介して伝わった熱を放熱しやすくなる。

絶縁層９１は熱伝導性接着層であり、金属薄膜７０と放熱用の金属板９０との間の熱抵抗を低減して金属薄膜７０で発生した熱を効果的に放熱用の金属板９０へ伝えることができる。絶縁層９１は、絶縁性・熱伝導性に優れている。放熱用の金属板９０は周方向においてスリット状である離間部９５を有し、これにより周方向に不連続状態である。その結果、金属薄膜７０には周方向に誘導電流が流れるが、放熱用の金属板９０に誘導電流が流れることはない。

より詳しくは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、金属板９０と絶縁層９１と金属薄膜７０と樹脂層８０との積層体は、両端において金属薄膜７０が他の層からはみ出しており、図５（ａ），（ｂ）に示すように、はみ出し箇所のみを互いに溶着等により接合することにより金属薄膜７０が環状をなす。広義には、金属薄膜７０と絶縁層９１と金属板９０との積層体は両側において金属薄膜７０が他の層からはみ出しており、はみ出し箇所のみを互いに接合することにより金属薄膜７０が帯状かつ無端状をなす。これにより、金属薄膜７０において誘導電流が流れることになる。また、金属板９０は接合されないので周方向において不連続となる。

図１における底壁部１５ａがコモンモードチョークコイル３４の放熱部材となり、図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように、金属板９０が底壁部１５ａに熱的に接合されている。つまり、コモンモードチョークコイル３４で発生した熱が底壁部１５ａに逃がされる。このとき、放熱用の金属板９０の離間部９５の部位は底壁部１５ａに接触させない。なぜなら、放熱用の金属板９０において、アルミニウム製の底壁部１５ａを介して周方向に誘導電流が流れないようにするためである。

次に、作用について説明する。
まず、図７及び図８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７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８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薄膜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、金属薄膜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。

次に、ローパスフィルタ回路３６の周波数特性について図１０を用いて説明する。図１０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３６のゲイン（減衰量）の周波数特性を示すグラフである。図１０の実線は、コモンモードチョークコイル３４に導電体よりなる薄膜７０がある場合を示し、図１０の一点鎖線は、コモンモードチョークコイル３４に導電体よりなる薄膜７０がない場合を示す。また、図１０において、横軸の周波数は対数で示す。ゲインは、ノーマルモードノイズを低減できる量を示すパラメータの一種である。

図１０の一点鎖線に示すように、コモンモードチョークコイル３４に導電体よりなる薄膜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値が比較的高くなっている。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くなっている。

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薄膜７０が設けられている。導電体よりなる薄膜７０は、漏れ磁束φ３，φ４が貫く位置に設けられており、漏れ磁束φ３，φ４が貫くこと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、導電体よりなる薄膜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、図１０の実線に示すように、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。

以上のごとく、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薄膜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薄膜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薄膜７０に電流が流れ熱として消費される。金属薄膜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（図１０参照）。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、金属薄膜（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。

このようにして、洩れ磁束に抗う磁束が発生する向きに帯状かつ無端状をなす金属薄膜７０を設置して、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。このとき、樹脂層８０、巻線６０，６１における皮膜、コア５０の耐熱性が問題となる。

コモンモードチョークコイル３４で発生した熱Ｑは、図９に示すように、放熱用の金属板９０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。
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）車載用電動圧縮機１１の構成として、電動モータ１９を駆動するインバータ装置３０を備える。インバータ装置３０は、インバータ回路３１とノイズ低減部３２とを備え、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を覆う環状かつ薄膜状の導電体としての金属薄膜７０と、を備える。金属薄膜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、金属薄膜７０の外周面には絶縁層９１が積層され、絶縁層９１の外周面には金属薄膜７０よりも肉厚である金属製の放熱層としての金属板９０が積層されている。金属板９０には、金属薄膜７０における周方向について不連続となるようスリットとしての離間部９５が設けられている。

よって、金属薄膜７０において発生する熱が放熱用の金属板９０を通して逃がされ、放熱性に優れたものとなる。また、金属製の金属板９０には、金属薄膜７０における周方向について不連続となるようスリットとしての離間部９５が設けられているので、第１の巻線６０及び第２の巻線６１に通電されても、発生する漏れ磁束に抗う方向に磁束を発生させるべく金属板９０の内部において誘導電流が周方向に流れることはない。また、金属薄膜７０よりも厚い放熱用の金属板９０が熱マスとなり、放熱性がよい。

（２）金属薄膜７０と絶縁層９１と金属板９０との積層体は両端において金属薄膜７０が他の層からはみ出しており、はみ出し箇所のみを互いに接合することにより金属薄膜７０が環状をなす。よって、環状の金属薄膜７０を容易に製造することができる。

（３）金属板９０に熱的に接合される放熱部材としての底壁部１５ａを更に備える。よって、更に放熱性に優れている。つまり、底壁部１５ａであるアルミ部材に、放熱用の金属板９０を熱的に結合させることで、冷媒による冷却も期待できる。

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１１に示すように、樹脂層８０と金属薄膜７０と絶縁層９１と金属板９０との積層体は樹脂層８０を最内層とし、その外周側において金属薄膜７０の端部７０ａ，７０ｂを接合し、その外周側に絶縁層９１を介して金属板９０の端部９０ａ，９０ｂを配置して金属薄膜７０が帯状かつ無端状をなし、金属板９０が不連続状態で配置された構成としてもよい。

○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。
○巻線６０，６１と金属薄膜（導電体よりなる薄膜）７０は、それぞれ、別々に（個別に）保持してもよい。

○金属薄膜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。また、銅などの非磁性金属に限らず磁性金属でもよい。ここで、金属薄膜７０は鉄のような磁性金属を用いた場合には誘導電流が流れることに伴いさらに磁束が生じるので悪影響を及ぼす可能性があるので、非磁性金属が好ましい。

○金属薄膜７０は、コア５０の全長（図３（ａ）でのＸ方向における全長）にわたり覆うように形成してもよい。
○放熱用の金属板９０は、銅に代わり、アルミニウム、ステンレス鋼材等でもよい。

○放熱用の金属板９０は、図３（ｃ）等に示すごとく周方向において１箇所だけ離間部９５を有していたが、周方向において複数箇所にわたり離間部を有していてもよい。
○放熱用の金属板９０から放熱部材としての底壁部１５ａに逃がしたが、放熱用の金属板９０から大気に熱を逃がしてもよい。

１１…車載用電動圧縮機、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、５１…第１の直線部、５２…第２の直線部、６０…第１の巻線、６１…第２の巻線、７０…金属薄膜、９０…金属板、９１…絶縁層。

Claims (3)

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、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かつ薄膜状の導電体と、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、
   前記導電体の外周面には絶縁層が積層され、前記絶縁層の外周面には前記導電体よりも肉厚である金属製の放熱層が積層され、
   前記放熱層には、前記導電体における周方向について不連続となるようスリットが設けられていることを特徴とする車載用電動圧縮機。
2. 前記導電体と前記絶縁層と前記放熱層との積層体は両端において前記導電体が他の層からはみ出しており、はみ出し箇所のみを互いに接合することにより前記導電体が環状をなすことを特徴とする請求項１に記載の車載用電動圧縮機。
3. 前記放熱層に熱的に接合される放熱部材を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用電動圧縮機。

Images