JP7200671B2 - 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、チョークコイルを全面導電体で覆う場合、熱がこもりやすく、また、製造しにくくなることが懸念される。一方で、放熱性を高めるために導電体で覆わない箇所を設けると誘導電流が流れにくくダンピング効果が低減するおそれがある。

本発明の目的は、放熱性及びダンピング効果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の導電体と、を備え、前記コアは前記導電体に覆われない露出部を有し、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、コアは導電体に覆われない露出部を有するため放熱性に優れる一方で、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、コアの露出部を通りつつ環状の導電体と鎖状につながるような環状のループを形成するため、導電体に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。

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、前記導電体は薄膜形状であって、薄膜の内周面と前記第１の巻線及び前記第２の巻線の外面との間に形成された樹脂層を有するとよい。

請求項２に記載の発明によれば、樹脂層が薄膜形状の導電体の薄膜の内周面と第１の巻線及び第２の巻線の外面との間に形成されているため、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を薄膜化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。

請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の車載用電動圧縮機において、前記コアは、互いに平行になるよう直線に延びる第１の直線部と第２の直線部とを有し、前記第１の直線部に前記第１の巻線の少なくとも一部が巻回され、前記第２の直線部に前記第２の巻線の少なくとも一部が巻回されているとよい。

請求項４に記載のように、請求項２に記載の車載用電動圧縮機において、前記導電体は、帯状の薄膜を湾曲させつつ両端部を重ね合わせた構造であり、前記導電体は、前記コアを覆いつつ湾曲した環状部と、前記環状部から外側に突出したタブ部とを有し、前記タブ部は、前記両端部同士を前記導電体よりも低融点の金属材で溶着してなるとよい。

請求項４に記載の発明によれば、コアを覆う環状の導電体を容易に製造することができる。
請求項５に記載のように、請求項４に記載の車載用電動圧縮機において、前記タブ部における前記低融点の金属材との界面には金属メッキ層が形成されているとよい。

請求項６に記載のように、請求項４または５に記載の車載用電動圧縮機において、前記環状部は、ハウジングに熱的に結合されており、前記タブ部は、前記ハウジングに拘束されているとよい。

請求項６に記載の発明によれば、タブ部を拘束することにより、信頼性の向上を図ることができる。
請求項７に記載のように、請求項４または５に記載の車載用電動圧縮機において、前記タブ部は、前記環状部の外周面に沿うように折り曲げられているとよい。

請求項７に記載の発明によれば、折り曲げにより体格増大を抑制することができる。

本発明によれば、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）は第１の実施形態における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）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。 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。 （ａ）は第２の実施形態における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。 （ａ）は金属薄膜の製造方法を説明するための平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図。 （ａ）は金属薄膜の製造方法を説明するための平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図。 （ａ）は別例の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。 （ａ）は別例の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。 （ａ）は別例の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。 （ａ）は別例の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。

（第１の実施形態）
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），（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、環状の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４（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４（ａ）に示すように、コア５０は、内側空間Ｓｐ１を有する。

図４（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４（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。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。即ち、環状の導電体としての金属薄膜７０は薄膜形状である。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４（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４（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。
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。

金属薄膜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薄膜を準備したのち、樹脂層ごと曲げつつ金属薄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、金属薄膜を環状に形成しやすく生産性に優れる。

コア５０は、金属薄膜７０に覆われない露出部５３，５４を有する。
次に、作用について説明する。
まず、図５及び図６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５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６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７を用いて説明する。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３６のゲイン（減衰量）の周波数特性を示すグラフである。図７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７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７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７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７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７参照）。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。

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、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を覆う環状の導電体としての金属薄膜７０と、を備える。コア５０は金属薄膜７０に覆われない露出部５３，５４を有し、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いる。

よって、コア５０は金属薄膜７０に覆われない露出部５３，５４を有するため放熱性に優れる一方で、金属薄膜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薄膜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、コア５０の露出部５３，５４を通りつつ金属薄膜７０（導電体）と鎖状につながるような環状のループを形成するため、金属薄膜７０（導電体）に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。

（２）導電体（７０）は薄膜形状であって、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を有していれば、樹脂層８０が薄膜形状の導電体（金属薄膜７０）の薄膜の内周面と第１の巻線６０及び第２の巻線６１の外面との間に形成されているため、放熱性及びダンピング効果に優れつつ小型な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を薄膜化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。

（３）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とを有し、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、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。よって、金属薄膜７０を容易に配置することができ、実用的である。

次に、別例を説明する。
○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。これら非磁性金属は、誘導電流が流れるに伴い更なる磁束を生じないので、扱いやすい。また、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薄膜に限定されない、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。

○金属薄膜７０の幅を変えることで、ローパスフィルタ回路３６のフィルタ特性は容易に調整変更可能である。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）に代わり、本実施形態では図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示す構成となっている。
薄膜形状の導電体としての金属薄膜７０は、帯状の薄膜を湾曲させつつ両端部を重ね合わせた構造である。金属薄膜７０は、環状部７０ａと、タブ部７１，７２とを有する。環状部７０ａは、コア５０を覆いつつ湾曲している。タブ部７１，７２は、環状部７０ａから外側に突出している。タブ部７１，７２は、帯状の薄膜における重ね合わせる前のそれぞれの両端部である。タブ部７１とタブ部７２とは、はんだ付けされている。つまり、タブ部７１，７２は、両端部同士を、金属薄膜（銅箔）７０よりも低融点の金属材である、はんだ１００で溶着されている。また、タブ部７１における、はんだ１００との界面には金属メッキ層としてのＮｉメッキ層７３が形成されている。同様に、タブ部７２における、はんだ１００との界面には金属メッキ層としてのＮｉメッキ層７４が形成されている。タブ部７１，７２において、対向する全面に、Ｎｉメッキ層７３，７４が形成されているとともに、はんだ１００が形成されている。

金属薄膜７０における環状部７０ａ及びタブ部７１，７２は、放熱用グリス１１０を介してハウジング１４の底壁部１５ａに熱的に結合されている。さらに、３本のボルトＢがタブ部７１，７２を貫通する状態でハウジング１４の底壁部１５ａに螺入されている。これにより、タブ部７１，７２は、ハウジング１４の底壁部１５ａに拘束されている。

なお、図８（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。
製造は、次のように行う。

まず、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示すように、帯状の金属薄膜（銅箔）７０を用意する。この金属薄膜７０は、一方の面に、樹脂層８０が形成されている。なお、金属薄膜７０はアルミ製であってもよい。また、帯状の金属薄膜７０における樹脂層８０の形成面において、両端部分のタブ部７１，７２となる部位にはＮｉメッキ層７３．７４が形成されている。

そして、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、帯状の金属薄膜７０における樹脂層８０及びＮｉメッキ層７３．７４の形成面が内周面側にくるようにして帯状の金属薄膜７０の両端を繋げて環状にする。このとき、タブ部７１，７２が環状部７０ａから外方に突出している。また、タブ部７１，７２においてＮｉメッキ層７３とＮｉメッキ層７４との間に、溶融前のはんだ１００を配置する。

この状態で、溶融前のはんだ１００を挟んだタブ部７１，７２を、ヒータで挟持する。そして、ヒータの加熱により、はんだ１００を溶融させてタブ部７１，７２をはんだ１００で溶着する。

次に、作用について説明する。
帯状かつ無端状をなす金属薄膜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８（ｃ）参照）は、金属薄膜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、金属薄膜７０において発生する熱が放熱用グリス１１０を通して逃がされ、放熱性に優れたものとなる。

以下、詳しく説明する。
金属薄膜７０の接合方法と接合位置について、コモンモードチョークコイル３４において、金属薄膜７０は、第１の巻線６０及び第２の巻線６１を囲み、かつ電気的に繋がった円環形状が必要であり、さらに板厚はダンピング特性に影響を与えるので、薄い方がダンピング効果は高い。

環状の導電体をプレス加工（絞り加工）で製造する場合、円環形状は容易に形成できるが、薄板材を使用したプレス加工には限界があり、板厚が大きい場合には、大きなダンピング効果が期待できない。

そこで、帯状（リボン状）の薄板材を準備し、円環形状にしてから接合する場合、薄板材を使用するため大きなダンピング効果は期待できるが、接合部に関して、溶接の場合は、接合の良し悪しが確認できず品質保証が困難である。また、はんだ付けの場合は、シールド部となる環状の導電体が高温（例えば２５０℃）になると、はんだが溶けてしまう懸念があり、例えば２５０℃以下にする必要がある。

本実施形態ではタブ形状とし、はんだ付けとするとともにハウジング１４の底壁部１５ａに締結する。これにより、はんだ付けした部位であるタブ部７１，７２が高温になることが防止される。

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。
（４）金属薄膜７０は、帯状の薄膜を湾曲させつつ両端部を重ね合わせた構造であり、金属薄膜７０は、コア５０を覆いつつ湾曲した環状部７０ａと、環状部７０ａから外側に突出したタブ部７１，７２とを有する。タブ部７１，７２は、両端部同士を、金属薄膜７０よりも低融点の金属材である、はんだ１００で溶着されている。よって、コアを覆う環状の導電体を容易に製造することができる。

（５）タブ部７１，７２における、はんだ１００との界面には金属メッキ層としてのＮｉメッキ層７３，７４が形成されている。よって、はんだ付けを確実に行うことができる。

（６）金属薄膜７０における環状部７０ａは、ハウジング１４の底壁部１５ａに熱的に結合されており、タブ部７１，７２は、ハウジング１４の底壁部１５ａに拘束されている。よって、タブ部７１，７２を放熱面に拘束することにより、耐熱・耐振動性に優れ、はんだ付け部の信頼性の向上を図ることができる。

次に、別例を説明する。
○ 図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に代わり、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示すように、ボルトで締結することなくタブ部７１，７２を放熱面であるハウジング１４の底壁部１５ａに接するように配置してもよい。

○ 図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に代わり、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）に示すように、タブ部７１，７２を放熱面であるハウジング１４の底壁部１５ａから離間する位置に配置してもよい。接合部分は放熱面近傍（例えば図１２（ｃ）におけるコモンモードチョークコイル３４の高さＨ１の半分以下の所）に配置する。その結果、放熱面に近い側ほど温度が低く、はんだ付け部への熱影響が小さくて済む。

○ 図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に代わり、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に示すように、タブ部７１，７２は、放熱面であるハウジング１４の底壁部１５ａから離間する方向において、金属薄膜７０における環状部７０ａの外周面に沿うように折り曲げてもよい。さらに、折り曲げたタブ部７１，７２を、環状部７０ａに接着させ、拘束させる。よって、図８の場合には金属薄膜７０における環状部７０ａからのタブ部７１，７２の飛び出しが大きく体格が増大してしまうのに対し、タブ部７１，７２の占有面積を小さくすることができる。これにより、省スペース化を図ることができ、当該部位に他の部品を配置することが可能となる。このように、接合部は折り曲げにより体格増大を抑制することができる。

なお、回路基板２９にコモンモードチョークコイル３４を取り付けた後にタブ部７１，７２を折り曲げても、タブ部７１，７２を折り曲げた後に回路基板２９にコモンモードチョークコイル３４を取り付けてもよい。また、折り曲げたタブ部７１，７２は、図１３（ｃ）においてＺ方向で環状部７０ａから飛び出ないようにするとともにＹ方向においてなるべく環状部７０ａから離れないようにするのが好ましい。

○ 図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に代わり、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示すように、タブ部７１，７２は、放熱面であるハウジング１４の底壁部１５ａに接近する方向において、金属薄膜７０の環状部７０ａの外周面に沿うように折り曲げてもよい。

○ タブ部７１，７２は、はんだ付けに代わりロウ付けでもよい。つまり、タブ部７１，７２が導電体（銅）よりも低融点の金属材としてのはんだ１００で溶着したが、はんだ１００に代わりロウを用いてもよい。

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、５３，５４…露出部、６０…第１の巻線、６１…第２の巻線、７０…金属薄膜、７０ａ…環状部、７１，７２…タブ部、７３，７４…Ｎｉメッキ層、８０…樹脂層、１００…はんだ。

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、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の巻線と前記第２の巻線と前記第１の巻線及び前記第２の巻線の間にある前記コアの内側空間とを覆う環状の導電体と、を備え、
   前記コアは前記導電体に覆われない露出部を有し、
   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、
   前記導電体は薄膜形状であって、薄膜の内周面と前記第１の巻線及び前記第２の巻線の外面との間に形成された樹脂層を有し、
   前記導電体は、帯状の前記薄膜を湾曲させて両端部を重ね合わせた構造であって、前記薄膜の両端部同士が接合されてタブ部となることにより、電気的に繋がった環状となっており、
   前記導電体のうち、前記第１の巻線と前記第２の巻線と前記第１の巻線及び前記第２の巻線の間にある前記コアの内側空間とを覆う湾曲した部位を環状部としたとき、前記タブ部は、前記環状部から外側に突出されており、
   前記環状部は、ハウジングに熱的に結合されており、前記タブ部は、前記ハウジングに拘束されていることを特徴とする車載用電動圧縮機。
2. 前記コアは、互いに平行になるよう直線に延びる第１の直線部と第２の直線部とを有し、
   前記第１の直線部に前記第１の巻線の少なくとも一部が巻回され、前記第２の直線部に前記第２の巻線の少なくとも一部が巻回されている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. 前記タブ部は、前記両端部同士を前記導電体よりも低融点の金属材で溶着してなることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用電動圧縮機。
4. 前記タブ部における前記低融点の金属材との界面には金属メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車載用電動圧縮機。

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