KR101937053B1

KR101937053B1 - 차재용 전동 압축기

Info

Publication number: KR101937053B1
Application number: KR1020170132312A
Authority: KR
Inventors: 후미히로 가가와; ?스케 암보; 요시키 나가타
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-01-09
Also published as: KR20180048311A; US20180123546A1; CN108019330A; JP2018074784A; CN108019330B; JP6690498B2

Abstract

차재용 전동 압축기는, 하우징, 압축부, 전동 모터, 및 인버터 장치를 구비한다. 인버터 장치는, 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈를 저감시키는 로우 패스 필터 회로와, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 인버터 회로를 구비한다. 로우 패스 필터 회로는, 한 방향으로 연장되는 기둥 형상의 코어 및 코어에 권회된 권선을 갖는 것으로서 개방 자로를 형성하는 노멀 모드 코일을 구비한다. 코어는, 그 코어의 연장되는 방향에 2 개의 단면을 갖는다. 인버터 장치는, 덤핑부를 구비한다. 덤핑부는, 코어의 2 개의 단면 중 적어도 일방과 대향하고, 또한, 노멀 모드 코일에서 발생하는 자력선에 의해 와전류가 발생하는 위치에 형성되어 있다.

Description

차재용 전동 압축기{IN-VEHICLE MOTOR-DRIVEN COMPRESSOR}

본 발명은, 차재용 전동 압축기에 관한 것이다.

종래부터 압축부와, 압축부를 구동시키는 전동 모터와, 전동 모터를 구동시키는 인버터 장치를 갖는 차재용 전동 압축기가 알려져 있다 (예를 들어, 일본 특허공보 제5039515호 참조).

여기서, 인버터 장치의 변환 대상의 직류 전력에는 노멀 모드 노이즈가 혼입될 수 있다. 이 경우, 노멀 모드 노이즈에 의해, 인버터 장치에 의한 전력 변환이 정상적으로 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있다. 그러면, 차재용 전동 압축기의 운전에 지장이 생길 수 있다.

특히, 노멀 모드 노이즈의 주파수는, 차재용 전동 압축기가 탑재되는 차량의 종류에 따라 다르다. 그래서, 다수의 차종에 적용할 수 있다는 범용성의 관점에 주목하면, 넓은 주파수 대역의 노멀 모드 노이즈를 저감시킬 수 있는 것이 요구된다. 그렇다고 차량에 탑재되는 관계상, 차재용 전동 압축기의 대형화는 바람직하지 않다.

본 발명의 목적은 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈를 바람직하게 저감시킬 수 있는 차재용 전동 압축기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 차재용 전동 압축기는, 유체가 흡입되는 하우징과, 상기 하우징내에 수용되고 상기 유체를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 구동시키는 전동 모터와, 상기 전동 모터를 구동시키는 것으로서, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 인버터 장치를 구비한다. 상기 인버터 장치는, 상기 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈를 저감시키도록 구성된 로우 패스 필터 회로와, 상기 로우 패스 필터 회로에 의해 상기 노멀 모드 노이즈가 저감된 직류 전력을 상기 교류 전력으로 변환시키는 인버터 회로를 구비한다. 상기 로우 패스 필터 회로는, 한 방향으로 연장되는 기둥 형상의 코어 및 상기 코어에 권회된 권선을 갖는 것으로서 개방 자로 (磁路) 를 형성하는 노멀 모드 코일을 구비한다. 상기 코어는, 그 코어의 연장되는 방향에 2 개의 단면 (端面) 을 갖는다. 상기 인버터 장치는, 덤핑부를 구비한다. 상기 덤핑부는, 상기 코어의 2 개의 단면 중 적어도 일방과 대향하고, 또한, 상기 노멀 모드 코일에서 발생하는 자력선에 의해 와전류가 발생하는 위치에 형성되어 있다.

도 1 은, 차재용 전동 압축기 및 차재용 공조 장치의 개요를 모식적으로 나타내는 일부 파단도이다.
도 2 는, 노이즈 저감에 관련된 구조를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 3 은, 노이즈 저감에 관련된 구조를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 도 3 의 4－4 선을 따른 단면도이다.
도 5 는, 차재용 전동 압축기의 전기적 구성을 나타내는 등가 회로도이다.
도 6 은, 노멀 모드 노이즈에 대한 로우 패스 필터 회로의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 다른 예의 덤핑부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8 은, 또 다른 덤핑부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

이하, 차재용 전동 압축기의 일 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 차재용 전동 압축기는, 차재용 공조 장치에 사용된다. 즉, 본 실시형태에 있어서의 차재용 전동 압축기의 압축 대상의 유체는 냉매이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 차재용 공조 장치 (100) 는, 차재용 전동 압축기 (10) 와, 차재용 전동 압축기 (10) 에 대하여 유체로서의 냉매를 공급하는 외부 냉매 회로 (101) 를 구비하고 있다. 외부 냉매 회로 (101) 는, 예를 들어 열 교환기 및 팽창 밸브를 갖고 있다. 차재용 공조 장치 (100) 는, 차재용 전동 압축기 (10) 에 의해 냉매가 압축되고, 또한, 외부 냉매 회로 (101) 에 의해 냉매의 열 교환 및 팽창이 행해짐으로써, 차내의 냉난방이 이루어진다.

차재용 공조 장치 (100) 는, 당해 차재용 공조 장치 (100) 의 전체를 제어하는 공조 ECU (102) 를 구비하고 있다. 공조 ECU (102) 는, 차내 온도나 카 에어컨디셔너의 설정 온도 등의 파라미터를 파악할 수 있게 구성되어 있고, 이들 파라미터에 의거하여 차재용 전동 압축기 (10) 에 대하여 ON/OFF 지령 등과 같은 각종 지령을 송신한다.

차재용 전동 압축기 (10) 는, 외부 냉매 회로 (101) 로부터 냉매가 흡입되는 흡입구 (11a) 가 형성된 하우징 (11) 과, 하우징 (11) 내에 수용된 압축부 (12) 및 전동 모터 (13) 를 구비하고 있다.

하우징 (11) 은, 전체적으로 대략 원통 형상으로, 전열성을 갖는 재료 (예를 들어 알루미늄 등의 금속) 로 형성되어 있다. 하우징 (11) 에는, 냉매가 토출되는 토출구 (11b) 가 형성되어 있다. 또, 하우징 (11) 은, 차량의 보디에 접지되어 있다.

압축부 (12) 는, 후술하는 회전축 (21) 이 회전함으로써, 흡입구 (11a) 로부터 하우징 (11) 내에 흡입된 냉매를 압축하고, 그 압축된 냉매를 토출구 (11b) 로부터 토출시키는 것이다. 또, 압축부 (12) 의 구체적인 구성은, 스크롤 타입, 피스톤 타입, 베인 타입 등 임의의 타입이다.

전동 모터 (13) 는, 압축부 (12) 를 구동시키는 것이다. 전동 모터 (13) 는, 예를 들어 하우징 (11) 에 대하여 회전할 수 있게 지지된 원기둥 형상의 회전축 (21) 과, 당해 회전축 (21) 에 대하여 고정된 원통 형상의 로터 (22) 와, 하우징 (11) 에 고정된 스테이터 (23) 를 갖는다. 회전축 (21) 의 축 방향과, 원통 형상의 하우징 (11) 의 축 방향은 일치되어 있다. 스테이터 (23) 는, 원통 형상의 스테이터 코어 (24) 와, 스테이터 코어 (24) 에 형성된 티스에 권회된 코일 (25) 을 갖고 있다. 로터 (22) 및 스테이터 (23) 는, 회전축 (21) 의 직경 방향에 대향하고 있다. 코일 (25) 이 통전됨으로써 로터 (22) 및 회전축 (21) 이 회전하여, 압축부 (12) 에 의한 냉매의 압축이 행해진다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 차재용 전동 압축기 (10) 는, 전동 모터 (13) 를 구동시키는 인버터 장치 (30) 를 구비하고 있다.

인버터 장치 (30) 는, 회로 기판 (41), 파워 모듈 (42) 및 로우 패스 필터 회로 (51) 등의 각종 부품이 수용된 인버터 케이스 (31) 를 구비하고 있다. 인버터 케이스 (31) 는, 전열성을 갖는 비자성체의 도전성 재료 (예를 들어 알루미늄 등의 금속) 로 구성되어 있다.

인버터 케이스 (31) 는, 하우징 (11), 상세하게는 하우징 (11) 의 축 방향의 양 벽부 중 토출구 (11b) 와는 반대측에 있는 장착벽부 (11c) 에 대하여 접촉되어 있는 판 형상의 베이스 부재 (32) 와, 당해 베이스 부재 (32) 에 대하여 삽입 부착된 바닥 있는 통 (筒) 형상의 커버 부재 (33) 를 갖는다. 베이스 부재 (32) 와 커버 부재 (33) 는, 고정구로서의 볼트 (34) 에 의해 하우징 (11) 에 고정되어 있다. 이로써, 인버터 장치 (30) 가 하우징 (11) 에 장착되어 있다. 즉, 본 실시형태의 인버터 장치 (30) 는, 차재용 전동 압축기 (10) 에 일체화되어 있다.

그리고, 인버터 케이스 (31) 와 하우징 (11) 은 접촉하고 있기 때문에, 양자는 열적으로 결합되어 있다. 그리고, 인버터 장치 (30) 는, 하우징 (11) 과 열적으로 결합하는 위치에 배치되어 있다. 또, 인버터 케이스 (31) 내에는, 냉매가 직접 유입되지 않도록 되어 있다.

인버터 케이스 (31) 가 장착되어 있는 하우징 (11) 의 장착벽부 (11c) 는, 전동 모터 (13) 에 대하여 압축부 (12) 와는 반대측에 배치되어 있다. 이 점에 주목하면, 인버터 케이스 (31) 는, 전동 모터 (13) 에 대하여 압축부 (12) 와는 반대측에 배치되어 있다고도 할 수 있다. 그리고, 압축부 (12), 전동 모터 (13) 및 인버터 장치 (30) 는, 회전축 (21) 의 축 방향으로 배열되어 있다. 즉, 본 실시형태의 차재용 전동 압축기 (10) 는, 소위 인 라인형이다.

인버터 장치 (30) 는, 예를 들어 베이스 부재 (32) 에 고정된 회로 기판 (41) 과, 당해 회로 기판 (41) 에 실장된 파워 모듈 (42) 을 구비하고 있다. 회로 기판 (41) 은, 베이스 부재 (32) 에 대하여 회전축 (21) 의 축 방향에 소정 간격을 두고 대향하도록 배치되어 있고, 베이스 부재 (32) 에 대향하는 기판면 (41a) 을 갖고 있다. 기판면 (41a) 은, 파워 모듈 (42) 이 실장되어 있는 면이다.

파워 모듈 (42) 의 출력측은, 하우징 (11) 의 장착벽부 (11c) 에 형성된 기밀 단자 (도시 생략) 를 통해서 전동 모터 (13) 의 코일 (25) 과 전기적으로 접속되어 있다. 파워 모듈 (42) 은, 복수의 스위칭 소자 (Qu1, Qu2, Qv1, Qv2, Qw1, Qw2) 를 갖고 있다.

인버터 케이스 (31) 에 커넥터 (43) 가 형성되어 있다. 상세하게는 커버 부재 (33) 에 커넥터 (43) 가 형성되어 있다. 커넥터 (43) 를 통해서, 차량에 탑재된 DC 전원 (E) 으로부터 인버터 장치 (30) 에 직류 전력이 공급됨과 함께, 공조 ECU (102) 와 인버터 장치 (30) 가 전기적으로 접속되어 있다.

커넥터 (43) 와 파워 모듈 (42) 의 입력측은 전기적으로 접속되어 있다. 인버터 장치 (30) 는, 커넥터 (43) 로부터의 직류 전력이 파워 모듈 (42) 에 입력되어 있는 상황에 있어서 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 가 주기적으로 ON/OFF 됨으로써, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜, 당해 교류 전력을 전동 모터 (13) 의 코일 (25) 에 출력한다. 이로써, 전동 모터 (13) 가 구동된다.

인버터 장치 (30) 가 취급하는 전류 (바꿔 말하면 전력) 는, 전동 모터 (13) 를 구동시키는 크기이며, 신호의 전류 (바꿔 말하면 전력) 와 비교해서 크다. 또한, DC 전원 (E) 은, 예를 들어 이차 전지나 캐패시터 등과 같은 차재용 축전 장치이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 회로 기판 (41) 에는, 배선 패턴 (41b) 이 형성되어 있다. 배선 패턴 (41b) 은, 파워 모듈 (42) 과 로우 패스 필터 회로 (51) 의 전기적 접속이나 로우 패스 필터 회로 (51) 와 커넥터 (43) 의 전기적 접속에 사용된다. 배선 패턴 (41b) 은, 예를 들어 기판면 (41a) 과는 반대측인 면에 형성되어 있다. 단, 이에 한정되지 않고, 배선 패턴 (41b) 은, 기판면 (41a) 에 형성되어 있어도 되고, 기판면 (41a) 및 당해 기판면 (41a) 과는 반대측인 면의 쌍방에 형성되어 있어도 된다. 또한, 배선 패턴 (41b) 은, 회로 기판 (41) 에 있어서 복수층으로 형성되어 있어도 된다. 또, 배선 패턴 (41b) 의 구체적인 구조는 임의적이고, 예를 들어 버스 바와 같은 봉 형상 또는 평판 형상이어도 된다.

여기서, 커넥터 (43) 로부터 파워 모듈 (42) 을 향해 전송되는 직류 전력에는, 노멀 모드 노이즈가 포함되는 경우가 있다. 노멀 모드 노이즈는, 인버터 장치 (30) 에 유입되는 직류 전력에 포함되는 유입 리플 성분이라고도 할 수 있다. 노멀 모드 노이즈의 상세함에 대해서는 후술한다.

이에 대해, 본 실시형태의 인버터 장치 (30) 는, 커넥터 (43) 로부터 파워 모듈 (42) 을 향해 전송되는 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈를 저감, 즉 감쇠시키는 로우 패스 필터 회로 (51) 를 구비하고 있다. 커넥터 (43) 로부터 파워 모듈 (42) 을 향해 전송되는 직류 전력이란, 바꿔 말하면 인버터 장치 (30) 에 입력되는 직류 전력이다. 로우 패스 필터 회로 (51) 는, 커넥터 (43) 로부터 파워 모듈 (42) 을 향하는 전력 전송 경로 상에 형성되어 있고, 커넥터 (43) 로부터 공급된 직류 전력은, 로우 패스 필터 회로 (51) 를 통해 파워 모듈 (42) 에 입력된다.

로우 패스 필터 회로 (51) 는, 노멀 모드 코일 (52) 과, 노멀 모드 코일 (52) 에 전기적으로 접속되어 있는 콘덴서 (53) 를 갖고 있다. 노멀 모드 코일 (52) 및 콘덴서 (53) 는, 예를 들어 회로 기판 (41) 과 하우징 (11) 의 사이, 상세하게는 회로 기판 (41) 과 베이스 부재 (32) 의 사이에 배치되어 있다.

도 2 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 노멀 모드 코일 (52) 은, 코어 (61) 와, 코어 (61) 에 권회된 권선 (62) 과, 권선 (62) 으로부터 인출된 단자 (63, 64) 를 갖고 있다.

코어 (61) 는, 한 방향으로 연장 형성된 기둥 형상이다. 본 실시형태에서는, 코어 (61) 는 원기둥 형상이고, 연장 형성 방향 (Y) 의 2 개의 단면 (61a, 61b) 과, 측면 (61c) 을 갖고 있다. 연장 형성 방향 (Y) 이란, 바꿔 말하면 코어 (61) 의 축 방향이다. 각 단면 (61a, 61b) 은 원형이고, 측면 (61c) 은, 연장 형성 방향 (Y) 으로 연장되고 또한 둘레 방향으로 연장되어 있다. 즉, 측면 (61c) 은, 코어 (61) 의 둘레면이다.

코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 은, 회로 기판 (41) 과 베이스 부재 (32) 의 대향 방향에 대하여 교차, 상세하게는 직교하고 있다. 상기 대향 방향은, 회로 기판 (41) 과 하우징 (11) (상세하게는 장착벽부 (11c)) 의 대향 방향이라고도 할 수 있다. 연장 형성 방향 (Y) 은, 기판면 (41a) 에 대하여 평행하다.

본 실시형태에서는, 코어 (61) 는 1 개의 파트로 구성되어 있다. 단, 이에 한정되지 않고, 코어 (61) 는, 예를 들어 복수의 파트를 연결시킴으로써 구성되어 있어도 된다.

권선 (62) 은, 코어 (61) 의 측면 (61c) 에 대하여 나선 형상으로 권회되어 있다. 권선 (62) 의 권회축 방향은 연장 형성 방향 (Y) 과 일치되어 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 단자 (63, 64) 는, 회로 기판 (41) 을 향해 연장되어 있고, 회로 기판 (41) 을 관통한 상태에서 배선 패턴 (41b) 에 전기적으로 접속되어 있다. 양 단자 (63, 64) 중 입력 단자 (63) 는, 커넥터 (43) 를 통해 DC 전원 (E) 의 ＋단자에 접속되어 있고, 출력 단자 (64) 는, 배선 패턴 (41b) 을 통해서 파워 모듈 (42) 에 접속되어 있다. 또, 양 단자 (63, 64) 는, 권선 (62) 의 양 단부라고도 할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 커넥터 (43) 로부터 직류 전력이 입력됨으로써, 권선 (62) 에 전류가 흐른다. 이 경우, 노멀 모드 코일 (52) 의 주위에는 개방 자로가 형성된다. 개방 자로는, 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 을 잇는 오벌 형상이다. 즉, 노멀 모드 코일 (52) 은, 개방 자로를 형성하는 개방 자로형이다. 바꿔 말하면, 코어 (61) 는, 개방 자로가 형성되도록 한 방향으로 연장 형성된 기둥 형상으로 구성되어 있다. 이 경우, 양 단면 (61a, 61b) 의 부근에 자속이 집중되기 쉽다.

콘덴서 (53) 는, 예를 들어 필름 콘덴서나 전해 콘덴서로 구성되어 있다. 콘덴서 (53) 는, 배선 패턴 (41b) 을 통해서 노멀 모드 코일 (52) 에 전기적으로 접속되어 있고, 노멀 모드 코일 (52) 과 협동하여 로우 패스 필터 회로 (51) 를 구성하고 있다. 당해 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해, DC 전원 (E) 으로부터 유입되는 노멀 모드 노이즈가 저감된다. 로우 패스 필터 회로 (51) 는, 공진 회로로서, LC 필터라고도 할 수 있다.

본 실시형태에서는, 콘덴서 (53) 와 노멀 모드 코일 (52) 은 연장 형성 방향 (Y) 으로 나란히 형성되어 있다. 단, 이에 한정되지 않고, 콘덴서 (53) 및 노멀 모드 코일 (52) 의 구체적인 배치 양태는 임의적이다.

도 2 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 인버터 장치 (30) 는, 노멀 모드 코일 (52) 을 덮는 절연부 (65) 를 구비하고 있다. 절연부 (65) 는, 예를 들어 절연 필름으로 구성되어 있고, 코어 (61) 및 권선 (62) 의 전체를 덮고 있다. 절연부 (65) 는, 코어 (61) 에 접촉되어 있음과 함께, 권선 (62) 에 접촉되어 있다.

인버터 장치 (30) 는, 노멀 모드 코일 (52) 을 절연부 (65) 째로 덮는 덤핑부 (70) 와, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 를 수용하는 절연성 수용 케이스 (80) 를 구비하고 있다.

덤핑부 (70) 는, 노멀 모드 코일 (52) 에서 발생하는 자력선에 의해 와전류가 발생하는 위치에 형성되어 있다. 덤핑부 (70) 는, 와전류가 발생함으로써, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 낮추도록 구성되어 있다. 즉, 덤핑부 (70) 는, 노멀 모드 코일 (52) 의 개방 자로를 통하는 자속 (자력선) 에 의해 와전류를 발생시킴으로써 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 낮춘다.

덤핑부 (70) 는, 예를 들어 알루미늄 등과 같은 비자성체의 도전성 재료로 구성되어 있다. 덤핑부 (70) 의 비투자율은 예를 들어 「0.9 ∼ 3」으로 설정되어 있으면 된다.

덤핑부 (70) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 중 적어도 일방과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 덤핑부 (70) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 단면 (61a, 61b) 의 쌍방과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 상세하게는 덤핑부 (70) 는, 1 쌍의 단면 커버부 (71, 72) 를 갖고 있고, 당해 1 쌍의 단면 커버부 (71, 72) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 단면 (61a, 61b) 에 대하여 대향하는 위치에 형성되어 있다. 단면 커버부 (71, 72) 는, 예를 들어 단면 (61a, 61b) 보다 한결 더 크게 형성되어 있고, 연장 형성 방향 (Y) 을 두께 방향으로 하는 판 형상이다. 본 실시형태에서는, 단면 커버부 (71, 72) 는, 사각형 판 형상이다. 1 쌍의 단면 커버부 (71, 72) 는, 연장 형성 방향 (Y) 에 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 각 단면 커버부 (71, 72) 는, 그 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 방향이 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 과 일치하도록 배치되어 있다.

덤핑부 (70) 는, 코어 (61) 의 측면 (61c) 의 적어도 일부를 덮고 또한 1 쌍의 단면 커버부 (71, 72) 를 연결하는 측면 커버부 (73) 를 갖고 있다. 측면 커버부 (73) 는, 코어 (61) 의 측면 (61c) 에 대하여 코어 (61) 의 직경 방향에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 본 실시형태의 측면 커버부 (73) 는, 코어 (61) 의 측면 (61c) 보다 한결 더 큰 사각 통 형상의 벽부이고, 코어 (61) 의 측면 (61c) 의 전체를 덮고 있고, 연장 형성 방향 (Y) 에서 볼 때 사각형 프레임 형상이다.

즉, 본 실시형태의 덤핑부 (70) 는, 노멀 모드 코일 (52) 을 절연부 (65) 째로 덮는 직방체 형상으로 되어 있다. 또, 도 2 에서는, 덤핑부 (70) 의 절반만이 도시되어 있다. 절연부 (65) 는, 노멀 모드 코일 (52) 과 덤핑부 (70) 의 사이에 형성되어 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은 일정하다. 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은, 절연부 (65) 의 두께보다 두껍고, 하우징 (11) 의 두께보다 얇다. 상세하게는 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은, 장착벽부 (11c) 의 두께보다 얇다. 또, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 이란, 연장 형성 방향 (Y) 의 길이라고도 할 수 있다.

본 실시형태에서는, 측면 커버부 (73) 의 두께 (프레임 폭) D2 는, 장소에 따라 다르지 않고 일정하다. 그리고, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 과, 측면 커버부 (73) 의 D2 는 동일하다. 또, 측면 커버부 (73) 의 두께 D2 란, 측면 커버부 (73) 에 있어서의 안치수와 바깥치수의 차이라고도 할 수 있다.

도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 단면 커버부 (71, 72) 는, 절연부 (65) 중 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 단면 (61a, 61b) 을 덮고 있는 부분과 접촉하고 있고, 측면 커버부 (73) 는, 절연부 (65) 중 권선 (62) 을 덮고 있는 부분과 접촉하고 있다. 측면 커버부 (73) 에 있어서의 베이스 부재 (32) 와 인접하는 부분은, 베이스 부재 (32) 에 접촉하고 있다.

이러한 구성에 따르면, 노멀 모드 코일 (52) 에서 발생하는 자력선이 덤핑부 (70) 를 통과한다. 이로써, 덤핑부 (70) 에서 와전류가 발생하고, 와전류에 의해 노멀 모드 코일 (52) 의 개방 자로를 통하는 자속의 흐름이 저해된다. 따라서, 자속이 저감된다. 요컨대, 덤핑부 (70) 는, 노멀 모드 코일 (52) 로부터 발생하는 자속에 대하여 자기 저항으로서 기능한다.

노멀 모드 코일 (52) 과 덤핑부 (70) 의 사이에는, 절연부 (65) 가 개재되어 있기 때문에, 노멀 모드 코일 (52) 은 덤핑부 (70) 로부터 절연되어 있다. 이로써, 양자의 단락이 억제되어 있다.

노멀 모드 코일 (52) 에서 발생하는 열, 상세하게는 코어 (61) 및 권선 (62) 에서 발생하는 열은, 절연부 (65) 를 통해서 덤핑부 (70) 에 전달된다. 덤핑부 (70) 에 전달된 열은, 베이스 부재 (32) 를 통해서 하우징 (11) (장착벽부 (11c)) 에 전달된다. 이로써, 노멀 모드 코일 (52) 을 냉각시킬 수 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 수용 케이스 (80) 는, 인접하여 개구를 갖는 상자 형상이다. 수용 케이스 (80) 의 개구는, 베이스 부재 (32) 에 인접하고 있다. 상세하게는 수용 케이스 (80) 는, 사각형 판 형상의 저부 (81) 와, 저부 (81) 의 둘레 가장자리로부터 장착벽부 (11c) 를 향해 기립된 기립벽부 (82) 를 갖고 있다. 기립벽부 (82) 는 사각형 프레임 형상이다. 기립벽부 (82) 와 단면 커버부 (71, 72) 가 서로 대향하고 있다. 수용 케이스 (80) 는, 회로 기판 (41) 에 장착되어 있다.

노멀 모드 코일 (52), 절연부 (65) 및 덤핑부 (70) 는, 서로의 상대 위치의 변동이 규제된 상태에서 수용 케이스 (80) 에 수용되어 있다. 상세하게는 노멀 모드 코일 (52), 절연부 (65) 및 덤핑부 (70) 로 이루어지는 유닛체가, 수용 케이스 (80) 내에 끼워 맞춰져 있다. 바꿔 말하면, 수용 케이스 (80) 는, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 의 상대 위치의 변동을 규제한 상태에서, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 를 수용하는 것이라고도 할 수 있다.

덤핑부 (70) 에 있어서의 베이스 부재 (32) 와 인접하는 면 이외의 외면은, 수용 케이스 (80) 의 내면과 접촉하고 있다. 수용 케이스 (80) 의 개구 단면, 상세하게는 기립벽부 (82) 의 선단면은, 덤핑부 (70) 에 있어서의 베이스 부재 (32) 와 인접하는 면과 면일 (面一) 하고, 베이스 부재 (32) 에 접촉하고 있다.

수용 케이스 (80) 는, 덤핑부 (70) 와 단락되지 않도록, 예를 들어 수지와 같은 절연성 재료로 형성되어 있다. 그래서, 수용 케이스 (80) 자체에는 와전류는 잘 발생하지 않는다.

도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은, 기립벽부 (82) 의 두께 D3 보다 얇다. 단, 이에 한정되지 않고, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은, 기립벽부 (82) 의 두께 D3 이상이어도 된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 덤핑부 (70) 는, 노멀 모드 코일 (52) 의 양 단자 (63, 64) 가 삽입 통과할 수 있는 관통 구멍 (70a) 을 갖는다. 관통 구멍 (70a) 은, 측면 커버부 (73) 에 있어서의 베이스 부재 (32) 보다 회로 기판 (41) 에 가까운 부분에 형성되어 있고, 코어 (61) 의 직경 방향으로 관통되어 있다. 관통 구멍 (70a) 의 내면에는 절연층 (70b) 이 형성되어 있다. 수용 케이스 (80) 의 저부 (81) 에는, 양 단자 (63, 64) 가 삽입 통과할 수 있고 관통 구멍 (70a) 과 연통되는 연통 구멍 (80a) 이 형성되어 있다. 양 단자 (63, 64) 는, 관통 구멍 (70a) 및 연통 구멍 (80a) 에 삽입 통과된 상태에서 회로 기판 (41) 까지 도달되어 있고, 그 상태에서 배선 패턴 (41b) 에 전기적으로 접속되어 있다. 이로써, 덤핑부 (70) 와 양 단자 (63, 64) 의 단락을 회피하면서, 권선 (62) 과 배선 패턴 (41b) 이 전기적으로 접속되어 있다.

다음으로, 도 5 를 사용하여 차재용 전동 압축기 (10) 의 전기적 구성에 대해서 설명한다.

이미 설명한 바와 같이, 로우 패스 필터 회로 (51) 는, 파워 모듈 (42) (상세하게는 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2)) 의 입력측에 형성되어 있다. 구체적으로는, 로우 패스 필터 회로 (51) 는, 커넥터 (43) 와 파워 모듈 (42) 의 사이에 형성되어 있다.

노멀 모드 코일 (52) 은, 커넥터 (43) 와 파워 모듈 (42) 을 전기적으로 접속시키는 2 개의 배선 중 일방의 배선 상에 형성되어 있다. 콘덴서 (53) 는, 노멀 모드 코일 (52) 의 출력측이며 또한 파워 모듈 (42) 의 입력측에 형성되어 있다. 상세하게는 콘덴서 (53) 의 일단은, 노멀 모드 코일 (52) 의 출력 단자 (64) 와 파워 모듈 (42) 을 접속시키는 배선에 접속되어 있고, 콘덴서 (53) 의 타단은, 커넥터 (43) 와 파워 모듈 (42) 을 접속시키는 배선에 접속되어 있다. 또, 도시는 생략되어 있지만, 덤핑부 (70) 는, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 낮추는 기능을 갖는다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 차량에는, 인버터 장치 (30) 와는 별도로 차재용 기기로서 예를 들어 PCU (파워 컨트롤 유닛) (103) 가 탑재되어 있다. PCU (103) 는, DC 전원 (E) 으로부터 공급되는 직류 전력을 사용하여, 차량에 탑재되어 있는 주행용 모터를 구동시킨다. 즉, 본 실시형태에서는, PCU (103) 와 인버터 장치 (30) 는, DC 전원 (E) 에 대하여 병렬로 접속되어 있고, DC 전원 (E) 은, PCU (103) 와 인버터 장치 (30) 에서 공용되고 있다.

PCU (103) 는, 예를 들어 승압 컨버터 (104) 와 주행용 인버터 (도시 생략) 를 갖고 있다. 승압 컨버터 (104) 는, 승압 스위칭 소자를 가지며 또한 당해 승압 스위칭 소자를 주기적으로 ON/OFF 시킴으로써 DC 전원 (E) 의 직류 전력을 승압시킨다. 주행용 인버터는, 승압 컨버터 (104) 에 의해 승압된 직류 전력을, 주행용 모터가 구동할 수 있는 구동 전력으로 변환시킨다.

이러한 구성에 있어서는, 승압 스위칭 소자의 스위칭에서 기인되어 발생하는 노이즈가, 노멀 모드 노이즈로서 인버터 장치 (30) 에 유입된다. 바꿔 말하면, 노멀 모드 노이즈에는, 승압 스위칭 소자의 스위칭 주파수에 대응한 노이즈 성분이 포함되어 있다. 그리고, 승압 스위칭 소자의 스위칭 주파수는 차종에 따라 다르기 때문에, 노멀 모드 노이즈의 주파수는 차종에 따라 변동하게 된다. 또, 승압 스위칭 소자의 스위칭 주파수에 대응한 노이즈 성분이란, 당해 스위칭 주파수와 동일 주파수의 노이즈 성분뿐만 아니라, 그 고조파 성분을 포함할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 인버터 장치 (30) 에 공급된 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈는, 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 저감되고, 그 저감된 직류 전력이 파워 모듈 (42) 에 입력된다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 전동 모터 (13) 의 코일 (25) 은, 예를 들어 u 상 코일 (25u), v 상 코일 (25v) 및 w 상 코일 (25w) 을 갖는 3 상 구조로 되어 있다. 각 코일 (25u ∼ 25w) 은 예를 들어 Y 결선되어 있다.

파워 모듈 (42) 은, 인버터 회로이다. 파워 모듈 (42) 은, u 상 코일 (25u) 에 대응하는 u 상 스위칭 소자 (Qu1, Qu2) 와, v 상 코일 (25v) 에 대응하는 v 상 스위칭 소자 (Qv1, Qv2) 와, w 상 코일 (25w) 에 대응하는 w 상 스위칭 소자 (Qw1, Qw2) 를 구비하고 있다. 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 는 예를 들어 IGBT 등의 파워 스위칭 소자이다. 또, 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 는, 환류 다이오드 (보디 다이오드) (Du1 ∼ Dw2) 를 갖고 있다.

각 u 상 스위칭 소자 (Qu1, Qu2) 는 접속선을 통해서 서로 직렬로 접속되어 있고, 그 접속선은, u 상 코일 (25u) 에 접속되어 있다. 각 u 상 스위칭 소자 (Qu1, Qu2) 의 직렬 접속체에 직류 전력이 입력된다.

또, 다른 스위칭 소자 (Qv1, Qv2, Qw1, Qw2) 의 접속 양태에 대해서는, 대응하는 코일이 상이한 점을 빼고, u 상 스위칭 소자 (Qu1, Qu2) 와 동일하다.

인버터 장치 (30) 는, 파워 모듈 (42) (상세하게는 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 스위칭 동작) 를 제어하는 제어부 (90) 를 구비하고 있다. 상세하게는 제어부 (90) 는, 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 스위칭 동작을 제어한다. 제어부 (90) 는, 공조 ECU (102) 와 전기적으로 접속되어 있고, 공조 ECU (102) 로부터의 지령에 의거하여 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 를 주기적으로 ON/OFF 시킨다. 상세하게는 제어부 (90) 는, 공조 ECU (102) 로부터의 지령에 의거하여 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 를 펄스폭 변조 제어 (PWM 제어) 한다. 보다 구체적으로는, 제어부 (90) 는, 캐리어 신호 (반송파 신호) 와 지령 전압값 신호 (비교 대상 신호) 를 사용하여, 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어부 (90) 는, 생성된 제어 신호를 사용하여 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 ON/OFF 제어를 실행함으로써, 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 노멀 모드 노이즈가 저감된 직류 전력을 교류 전력으로 변환시킨다.

로우 패스 필터 회로 (51) 의 컷오프 주파수 fc 는, 상기 캐리어 신호의 주파수인 캐리어 주파수 f1 보다 낮게 설정되어 있다. 또, 캐리어 주파수 f1 은, 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 스위칭 주파수라고도 할 수 있다.

다음으로, 도 6 을 사용하여 본 실시형태의 로우 패스 필터 회로 (51) 의 주파수 특성에 대해서 설명한다. 도 6 은, 유입되는 노멀 모드 노이즈에 대한 로우 패스 필터 회로 (51) 의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다. 또, 도 6 의 실선은, 덤핑부 (70) 가 있는 경우의 주파수 특성을 나타내고, 도 6 의 이점 쇄선은, 덤핑부 (70) 가 없는 경우의 주파수 특성을 나타낸다.

도 6 의 이점 쇄선에 나타내는 바와 같이, 덤핑부 (70) 가 존재하지 않는 경우에는, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 비교적 높아진다. 그래서, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 공진 주파수 f0 에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈는, 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 잘 저감되지 않게 된다.

한편, 본 실시형태에서는, 덤핑부 (70) 가 존재하기 때문에, 도 6 의 실선에 나타내는 바와 같이, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 낮아진다. 그래서, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 공진 주파수 f0 에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈도, 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 저감된다.

여기서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 차량의 사양에 기초하여 요구되는 게인 (감쇠율) G 의 허용값을 허용 게인 Gth 로 한다. 그리고, 노멀 모드 노이즈의 주파수가 공진 주파수 f0 와 동일한 경우에 있어서 로우 패스 필터 회로 (51) 의 게인 G 이 허용 게인 Gth 가 되는 Q 값을 특정 Q 값으로 한다. 이러한 구성에 있어서, 본 실시형태에서는, 덤핑부 (70) 에 의해 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 특정 Q 값보다 낮아져 있다. 그래서, 노멀 모드 노이즈의 주파수가 공진 주파수 f0 와 동일한 경우에 있어서의 로우 패스 필터 회로 (51) 의 게인 G 가 허용 게인 Gth 보다 작아 (절대값으로는 커) 진다. 바꿔 말하면, 덤핑부 (70) 는, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 상기 특정 Q 값보다 낮추도록 구성되어 있다.

게다가, 노멀 모드 코일 (52) 의 인덕턴스는, 덤핑부 (70) 의 존재에 의해 낮아진다. 그래서, 본 실시형태의 로우 패스 필터 회로 (51) 의 공진 주파수 f0 는, 덤핑부 (70) 가 없는 경우와 비교해서 약간 높아진다.

특히, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 가 두꺼워질수록 덤핑부 (70) 에 의한 Q 값은 낮아지기 쉽다. 한편, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 이 두꺼워질수록, 노멀 모드 코일 (52) 의 인덕턴스는 낮아지기 쉽고, 공진 주파수 f0 및 컷오프 주파수 fc 가 높아지기 쉽다.

이 점, 본 실시형태에서는, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 특정 Q 값보다 낮아지고, 또한, 컷오프 주파수 fc 가 캐리어 주파수 f1 보다 낮아지도록 설정되어 있다.

이상 상세하게 서술한 본 실시형태에 따르면 이하의 효과를 발휘한다.

(1) 차재용 전동 압축기 (10) 는, 냉매 (유체) 가 흡입되는 하우징 (11) 과, 하우징 (11) 내에 수용되고 냉매를 압축하는 압축부 (12) 와, 압축부 (12) 를 구동시키는 전동 모터 (13) 와, 전동 모터 (13) 를 구동시키는 인버터 장치 (30) 를 구비하고 있다. 인버터 장치 (30) 는, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키도록 구성되어 있다.

인버터 장치 (30) 는, 당해 인버터 장치 (30) 에 입력되는 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈를 저감시키는 로우 패스 필터 회로 (51) 와, 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 노멀 모드 노이즈가 저감된 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 파워 모듈 (42) 을 갖고 있다. 로우 패스 필터 회로 (51) 는, 한 방향으로 연장 형성된 기둥 형상의 코어 (61), 및 코어 (61) 에 권회된 권선 (62) 을 갖는 개방 자로형의 노멀 모드 코일 (52) 을 구비하고 있다. 인버터 장치 (30) 는, 덤핑부 (70) 를 구비하고 있다. 덤핑부 (70) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 2 개의 단면 (61a, 61b) 중 적어도 일방과 대향하고, 또한, 노멀 모드 코일 (52) 에서 발생하는 자력선에 의해 와전류가 발생하는 위치에 형성된다.

이러한 구성에 따르면, 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 노멀 모드 노이즈를 저감시킬 수 있다. 또한, 덤핑 저항을 형성하지 않고, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 낮출 수 있기 때문에, 차재용 전동 압축기 (10) 의 대형화를 억제하면서, 범용성의 향상을 도모할 수 있다.

상세하게 서술하면, 이미 설명한 바와 같이, 만일 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 높은 경우, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 공진 주파수 f0 에 가까운 노멀 모드 노이즈가 잘 저감되지 않게 된다. 그래서, Q 값이 높은 로우 패스 필터 회로 (51) 는, 공진 주파수 f0 에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈에 대해서는 유효하게 기능하지 않는 경우가 있다. 따라서, 인버터 장치 (30) 의 오동작이나 로우 패스 필터 회로 (51) 의 수명 저하 등의 문제가 우려되어, 공진 주파수 f0 에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈를 발생시키는 차종에는 적용할 수 없다는 문제가 발생한다. 이에 대해, 본 실시형태에서는, 덤핑부 (70) 에서 발생하는 와전류에 의해, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 낮아지기 때문에, 공진 주파수 f0 에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈가 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 저감되기 쉽다. 이로써, 로우 패스 필터 회로 (51) 가 저감할 수 있는 노멀 모드 노이즈의 주파수 대역을 넓게 할 수 있어, 그것을 통해 폭넓은 차종에 본 차재용 전동 압축기 (10) 를 적용할 수 있다.

여기서, 예를 들어 Q 값을 낮추기 위해서, 노멀 모드 코일 (52) 에 대하여 직렬로 덤핑 저항을 형성하는 것도 고려된다. 그러나, 덤핑 저항은, 비교적 높은 전류에 대응할 필요가 있기 때문에, 비교적 대형인 것으로 되기 쉬워, 전력 손실 및 발열량도 커지기 쉽다. 그래서, 방열성도 고려하여 덤핑 저항을 설치할 필요가 있어, 차재용 전동 압축기 (10) 의 대형화가 우려된다.

이에 대해, 본 실시형태에서는, 덤핑부 (70) 에는 와전류가 발생하지만, 당해 와전류는 덤핑 저항에 흐르는 전류보다 작기 때문에, 덤핑부 (70) 의 발열량은 작아지기 쉽다. 또한, 덤핑부 (70) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 2 개의 단면 (61a, 61b) 중 적어도 일방과 대향하는 위치로서 노멀 모드 코일 (52) 에서 발생하는 자력선에 의해 와전류가 발생하는 위치에 형성되어 있으면 된다. 그래서, 덤핑부 (70) 의 설치 자유도가 높아, 비교적 좁은 스페이스에 덤핑부 (70) 를 배치할 수 있다. 덤핑 저항을 사용하는 구성과 비교해서, 인버터 장치의 소형화를 도모하기 쉽다. 따라서, 차재용 전동 압축기의 대형화의 억제를 도모하면서, 넓은 주파수 대역의 노멀 모드 노이즈를 저감시킬 수 있다.

특히, 본 실시형태에서는, 자속 (자력선) 이 집중하기 쉬운 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 2 개의 단면 (61a, 61b) 중 적어도 일방과 대향하는 위치에 덤핑부 (70) 가 형성되어 있기 때문에, 덤핑부 (70) 에 의한 덤핑 효과를 높일 수 있다. 즉, Q 값의 저감 효과를 높일 수 있다.

(2) 덤핑부 (70) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 를 덮는 1 쌍의 단면 커버부 (71, 72) 와, 코어 (61) 의 측면 (61c) 의 적어도 일부를 덮고 또한 1 쌍의 단면 커버부 (71, 72) 를 연결하는 측면 커버부 (73) 를 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 코어 (61) 의 측면 (61c) 의 적어도 일부가 덤핑부 (70) 에 의해 덮임과 함께 양 단면 커버부 (71, 72) 와 측면 커버부 (73) 에 의해 와전류가 흐르는 폐쇄 루프가 형성되기 때문에, 덤핑부 (70) 에서 발생하는 와전류를 크게 할 수 있다. 이로써, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 더 저감시킬 수 있다.

(3) 인버터 장치 (30) 는, 노멀 모드 코일 (52) 과 덤핑부 (70) 의 사이에 형성되고, 노멀 모드 코일 (52) 을 덤핑부 (70) 로부터 절연하는 절연부 (65) 를 구비하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 덤핑부 (70) 와 노멀 모드 코일 (52) 의 단락을 억제하면서, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값을 낮출 수 있다.

(4) 인버터 장치 (30) 는, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 를 수용하는 절연성 수용 케이스 (80) 를 구비하고 있다. 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 는, 서로의 상대 위치의 변동이 규제된 상태에서 수용 케이스 (80) 에 수용되어 있다.

이러한 구성에 따르면, 충격 또는 진동에서 기인된 덤핑부 (70) 의 특성 변화를 억제할 수 있고, 그것을 통해 당해 특성 변화에서 기인되는 덤핑부 (70) 에 의한 덤핑 효과의 저하를 억제할 수 있다.

상세하게 서술하면, 차재용 전동 압축기에 있어서는, 차량에 탑재되는 관계상 충격이나 진동이 부여될 수 있다. 충격이나 진동으로 인해 덤핑부 (70) 가 변형된 경우, 노멀 모드 코일 (52) 의 자속에 대한 덤핑부 (70) 의 특성이 변화되고, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 Q 값이 특정 Q 값보다 높아지는 경우가 발생할 수 있다. 특히, 노멀 모드 코일 (52) 의 인덕턴스가 과도하게 낮아지지 않도록, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 을 얇게 설정하고 있는 구성에 있어서는, 상기 특성 변화가 발생하기 쉽다. 또한, 상기 특성 변화는, 충격이나 진동으로 인해 덤핑부 (70) 와 노멀 모드 코일 (52) 의 상대 위치, 즉 위치 관계가 변동한 경우에도 발생할 수 있다.

이에 대해, 본 실시형태에서는, 수용 케이스 (80) 에 의해 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 에 대한 충격이나 진동이 완화됨과 함께, 충격이나 진동에서 기인된 덤핑부 (70) 와 노멀 모드 코일 (52) 의 상대 위치의 변동이 규제되어 있다. 이로써, 충격이나 진동에서 기인된 덤핑부 (70) 의 변형이나 상기 상대 위치의 변동을 억제할 수 있고, 특성 변화를 억제한다는 상기 서술한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 수용 케이스 (80) 로서 절연성의 것을 채용하고 있기 때문에, 수용 케이스 (80) 에서 와전류가 잘 발생하지 않는다. 그래서, 노멀 모드 코일 (52) 로부터 발생하는 자속에 대한 영향이 작다. 따라서, 수용 케이스 (80) 에서 기인된 노멀 모드 코일 (52) 의 인덕턴스에 대한 영향을 억제하면서, 상기 서술한 효과를 얻을 수 있다.

(5) 파워 모듈 (42) 은, 복수의 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 를 갖고, 당해 복수의 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 가 PWM 제어됨으로써 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키도록 구성되어 있다. 그리고, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 컷오프 주파수 fc 는, 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 PWM 제어에 사용되는 캐리어 신호의 주파수인 캐리어 주파수 f1 보다 낮게 설정되어 있다. 이로써, 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 스위칭에서 기인된 리플 노이즈가 로우 패스 필터 회로 (51) 에 의해 저감, 즉 감쇠되기 때문에, 상기 리플 노이즈가 차재용 전동 압축기 (10) 밖으로 유출되는 것을 억제할 수 있다. 리플 노이즈란, 파워 모듈 (42) 에서 발생하는 노멀 모드 노이즈이다. 요컨대, 로우 패스 필터 회로 (51) 는, PCU (103) 의 동작시에는 차재용 전동 압축기 (10) 에 유입되는 노멀 모드 노이즈를 저감시키는 것으로서 기능하고, 차재용 전동 압축기 (10) 의 동작시에는 리플 노이즈의 유출을 저감시키는 것으로서 기능한다.

여기서, 로우 패스 필터 회로 (51) 가 저감할 수 있는 노멀 모드 노이즈의 주파수 대역을 넓게 하는 관점에 주목하면, 공진 현상의 발생을 회피하기 위해서, 공진 주파수 f0 를, 상정되는 노멀 모드 노이즈의 주파수 대역보다 높게 하는 것도 고려된다. 그러나, 이 경우, 로우 패스 필터 회로 (51) 의 컷오프 주파수 fc 도 높아지기 때문에, 상기와 같이 컷오프 주파수 fc 를 캐리어 주파수 f1 보다 낮게 하는 것이 곤란해진다. 그렇다고 해서 컷오프 주파수 fc 의 상승에 수반되어 캐리어 주파수 f1 을 높이는 것은, 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 스위칭 손실이 커지는 점에서 바람직하지 않다.

이에 대해, 본 실시형태에서는, 상기와 같이 덤핑부 (70) 에 의해 공진 주파수 f0 에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈를 저감시킬 수 있게 되어 있기 때문에, 공진 주파수 f0 를, 상정되는 노멀 모드 노이즈의 주파수 대역에 맞춰 높게 할 필요가 없다. 따라서, 캐리어 주파수 f1 을 과도하게 높게 하지 않고 컷오프 주파수 fc 를 캐리어 주파수 f1 보다 낮게 할 수 있다. 따라서, 파워 모듈 (42) 의 전력 손실의 증대를 억제하면서, 각 스위칭 소자 (Qu1 ∼ Qw2) 의 스위칭에서 기인된 리플 노이즈가 차재용 전동 압축기 (10) 밖으로 유출되는 것을 억제할 수 있다.

또, 상기 실시형태는 이하와 같이 변경해도 된다.

○ 도 7 에 나타내는 바와 같이, 인버터 장치 (30) 는, 수용 케이스 (110) 의 내면과 덤핑부 (70) 의 사이에 형성된 탄성 지지부 (111) 를 구비하고 있어도 된다. 탄성 지지부 (111) 는, 예를 들어 덤핑부 (70) 에 대하여 연장 형성 방향 (Y) 의 양측에 형성되어 있다. 탄성 지지부 (111) 는, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 를, 연장 형성 방향 (Y) 으로 탄성 지지 (바꿔 말하면 협지) 하고 있다. 바꿔 말하면, 탄성 지지부 (111) 는, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 를, 연장 형성 방향 (Y) 으로 협지하고 있다. 노멀 모드 코일 (52), 절연부 (65) 및 덤핑부 (70) 에 의해 구성되는 유닛체는, 탄성 지지부 (111) 에 의해 착탈할 수 있는 상태에서 수용 케이스 (110) 에 수용되어 있다. 상세하게는 탄성 지지부 (111) 에 의한 탄성 지지력과는 반대 방향의 힘을 부가하여 인발함으로써, 상기 유닛체를 수용 케이스 (110) 로부터 용이하게 취출할 수 있다. 이로써, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 의 교환 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

상기 다른 예에 있어서는, 예를 들어 덤핑부 (70) 를 생략해도 된다. 이 경우, 탄성 지지부 (111) 는, 노멀 모드 코일 (52) (상세하게는 양 단면 (61a, 61b)) 과 수용 케이스 (110) 의 내면의 사이에 배치되어 있고, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 과 대향하고 있다. 이러한 구성에 있어서, 탄성 지지부 (111) 는 알루미늄 등의 비자성체의 도전 부재이면 된다. 이로써, 탄성 지지부 (111) 가 덤핑부로서 기능한다. 즉, 덤핑부는, 수용 케이스의 내면과 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 의 사이에 형성되고, 노멀 모드 코일 (52) 을 연장 형성 방향 (Y) 으로 탄성 지지하는 탄성 지지부여도 된다.

또, 탄성 지지부 (111) 는, 노멀 모드 코일 (52) (또는 덤핑부 (70)) 의 양측에 형성되어 있는 구성에 한정되지 않고, 어느 일방에만 형성되어 있어도 된다.

탄성 지지부 (111) 의 구체적인 구성은 임의적이지만, 예를 들어 판 스프링 부재가 고려된다. 또한, 탄성 지지부 (111) 는, 덤핑부 (70) 에 대하여 연장 형성 방향 (Y) 과 직교하는 방향의 양측에 형성되고, 연장 형성 방향 (Y) 과 직교하는 방향으로 탄성 지지, 즉 협지하는 구성이어도 된다.

○ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 덤핑부 (120) 는, 베이스 부재 (32) 로부터 기립되고, 또한, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 을 덮는 구성이어도 된다. 즉, 덤핑부는, 인버터 케이스 (31) 와 별개체의 구성이어도 되고, 인버터 케이스 (31) 와 일체여도 된다.

○ 베이스 부재 (32) 를 생략해도 된다. 이 경우, 덤핑부 (70) 에 있어서의 장착벽부 (11c) 와 인접하는 면은, 하우징 (11) 의 장착벽부 (11c) 에 접촉 또는 근접하고 있으면 된다.

또한, 베이스 부재 (32) 가 없는 경우에는, 덤핑부는, 장착벽부 (11c) 로부터 기립되고 또한 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단면 (61a, 61b) 의 적어도 일방을 덮는 구성을 가져도 된다. 즉, 덤핑부는, 하우징 (11) 과 일체여도 된다.

○ 실시형태에서는, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 과, 측면 커버부 (73) 의 두께 D2 는 동일하게 설정되었지만, 이에 한정되지 않고 상이해도 된다.

예를 들어, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 은, 측면 커버부 (73) 의 두께 D2 보다 두꺼워도 된다. 이 경우, 덤핑부 (70) 에 의한 덤핑 효과의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 측면 커버부 (73) 의 두께 D2 를, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 보다 얇게 함으로써, 회로 기판 (41) 과 베이스 부재 (32) 의 대향 방향의 소형화를 도모할 수 있다.

한편, 측면 커버부 (73) 의 두께 D2 는, 단면 커버부 (71, 72) 의 두께 D1 보다 두꺼워도 된다. 이 경우, 노멀 모드 코일 (52) 의 인덕턴스의 저하를 억제하면서, 측면 커버부 (73) 의 두께 D2 가 두꺼운 분만큼, 덤핑부 (70) 의 강도 향상을 도모할 수 있다.

○ 코어 (61) 는, 한 방향으로 연장 형성된 기둥 형상이면, 원기둥 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 코어 (61) 는, 각기둥 형상이어도 되고, 연장 형성 방향 (Y) 의 양 단부가 중앙부보다 직경이 확대된 I 형이어도 된다. 코어 (61) 의 단면 (61a, 61b) 또는 측면 (61c) 에, 돌기 또는 오목부가 형성되어 있어도 된다. 바꿔 말하면, 코어 (61) 는, 개방 자로를 형성하는 형상이면 된다.

○ 절연부 (65) 는, 노멀 모드 코일 (52) 과 덤핑부 (70) 를 절연할 수 있으면 그 구체적인 구성은 임의적이고, 예를 들어 덤핑부 (70) 의 내면 또는 노멀 모드 코일 (52) 의 표면에 형성된 절연 코팅이어도 된다.

○ 덤핑부 (70) 의 형상은, 실시형태의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 덤핑부 (70) 는, 장착벽부 (11c) 에 대향하는 개구를 갖는 형상이어도 된다. 이 경우, 측면 커버부 (73) 는, 코어 (61) 의 측면 (61c) 의 일부를 덮고 있다. 즉, 측면 커버부 (73) 는, 코어 (61) 의 측면 (61c) 의 일부를 덮는 구성이어도 된다. 또한, 측면 커버부 (73) 는, 각형의 통 형상에 한정되지 않고, 원통 형상이어도 된다.

○ 덤핑부 (70) 는, 완전히 닫힌 상자 형상일 필요는 없고, 예를 들어 측면 커버부 (73) 에 연장 형성 방향 (Y) 으로 연장되는 슬릿이나, 코어 (61) 의 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있어도 된다.

○ 덤핑부 (70) 의 적어도 일부가 메시 형상으로 되어 있어도 되고, 덤핑부 (70) 의 적어도 일부에, 오목부나 엠보스 또는 펀칭 구멍이 형성되어 있어도 된다.

○ 단면 커버부 (71, 72) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 단면 (61a, 61b) 의 일부를 덮는 구성이어도 된다. 양 단면 커버부 (71, 72) 중 어느 일방을 생략해도 된다. 또한, 측면 커버부 (73) 를 생략해도 된다.

○ 단면 커버부 (71, 72) 에 관통 구멍이 형성되어 있고, 양 단자 (63, 64) 는, 연장 형성 방향 (Y) 을 향해 연장되어 상기 관통 구멍에 삽입 통과되어 있는 구성이어도 된다. 이 경우에도, 단면 커버부 (71, 72) 는, 코어 (61) 의 연장 형성 방향 (Y) 의 단면 (61a, 61b) 을 덮고 있다고 할 수 있다.

○ 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 의 설치 위치는, 인버터 케이스 (31) 내이면 임의적이다. 예를 들어, 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 는, 회로 기판 (41) 의 기판면 (41a) 과 베이스 부재 (32) 의 사이가 아니고, 기판면 (41a) 과 베이스 부재 (32) 의 대향 방향에서 볼 때 회로 기판 (41) 에 대하여 측방으로 비어져 나온 위치에 배치되어 있어도 된다.

○ 노멀 모드 코일 (52) 은, 연장 형성 방향 (Y) 과 상기 대향 방향이 일치하도록 회로 기판 (41) 에 대하여 기립된 상태에서, 기판면 (41a) 과 베이스 부재 (32) 의 사이에 있어도 된다.

○ 노멀 모드 코일 (52) 및 덤핑부 (70) 는, 서로의 상대 위치가 변동할 수 있는 상태에서 수용 케이스 (80) 내에 수용되어 있어도 된다. 예를 들어, 덤핑부 (70) 와 수용 케이스 (80) (상세하게는 기립벽부 (82)) 의 사이에 간극이 있어도 된다.

○ 수용 케이스 (80) 의 구체적인 형상은 임의적이다. 예를 들어, 저부 (81) 를 생략해도 되고, 기립벽부 (82) 중 일부를 생략해도 된다. 기립벽부 (82) 중 일부란, 예를 들어 측면 커버부 (73) 와 대향하는 부분 또는 단면 커버부 (71, 72) 와 대향하는 부분 중 어느 일방이다.

○ 수용 케이스는, 도전성을 갖는 금속으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 수용 케이스와 덤핑부 (70) 는 단락되어 있으면 된다.

○ 수용 케이스 (80) 를 생략해도 된다.

○ 승압 컨버터 (104) 를 생략해도 된다. 이 경우, 노멀 모드 노이즈로서는, 예를 들어 주행용 인버터의 스위칭 소자의 스위칭 주파수에서 기인되는 노이즈가 고려된다.

○ 하우징 (11) 및 인버터 케이스 (31) 와, 덤핑부 (70) 는 상이한 재료로 구성되어도 된다.

○ 예를 들어 하우징 (11) 의 장착벽부 (11c) 로부터 기립된 고리형 리브가 형성되어 있는 구성에 있어서는, 인버터 케이스 대신에 판 형상의 인버터 커버 부재가, 리브와 맞대어진 상태에서 장착되어도 된다. 이 경우, 하우징 (11) 의 장착벽부 (11c) 와 리브와 인버터 커버 부재에 의해, 회로 기판 (41), 파워 모듈 (42) 및 로우 패스 필터 회로 (51) 등의 각종 부품이 수용되는 수용실이 형성되면 된다. 요컨대, 상기 수용실을 구획하는 구체적인 구성은 임의적이다.

○ 실시형태의 차재용 전동 압축기 (10) 는, 소위 인 라인형이었지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 인버터 장치 (30) 가 하우징 (11) 에 대하여 회전축 (21) 의 직경 방향 외측에 배치된 소위 카멜백형이어도 된다. 요컨대, 인버터 장치 (30) 의 설치 위치는 임의적이다.

○ 차재용 전동 압축기 (10) 는, 차재용 공조 장치 (100) 에 사용되었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 차량이 연료 전지 차량인 경우에는, 차재용 전동 압축기 (10) 는 연료 전지에 공기를 공급하는 공기 공급 장치에 사용되어도 된다. 즉, 압축 대상의 유체는, 냉매에 한정되지 않고, 공기 등 임의적이다.

○ 차재용 기기는, PCU (103) 에 한정되지 않고, 주기적으로 ON/OFF 되는 스위칭 소자를 갖고 있는 것이면 임의적이다. 예를 들어, 차재용 기기는, 인버터 장치 (30) 와는 별도로 형성된 인버터여도 된다.

○ 로우 패스 필터 회로 (51) 의 구체적인 회로 구성은, 실시형태의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로우 패스 필터 회로 (51) 는, π 형이나 T 형이어도 된다. 요컨대, 노멀 모드 코일 (52) 은 1 개여도 되고 복수여도 되고, 콘덴서 (53) 도 1 개여도 되고 복수여도 된다.

○ 상기 각 다른 예끼리를 조합해도 되고, 상기 각 다른 예와 실시형태를 적절히 조합해도 된다.

Claims

유체가 흡입되는 하우징과,
상기 하우징내에 수용되고, 상기 유체를 압축하는 압축부와,
상기 압축부를 구동시키는 전동 모터와,
상기 전동 모터를 구동시키는 것으로서, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 인버터 장치를 구비하고,
상기 인버터 장치는,
상기 직류 전력에 포함되는 노멀 모드 노이즈를 저감시키도록 구성된 로우 패스 필터 회로와,
상기 로우 패스 필터 회로에 의해 상기 노멀 모드 노이즈가 저감된 직류 전력을 상기 교류 전력으로 변환시키는 인버터 회로를 구비하고,
상기 로우 패스 필터 회로는, 한 방향으로 연장 형성된 기둥 형상의 코어 및 상기 코어에 권회된 코일을 갖는 것으로서 개방 자로를 형성하는 노멀 모드 코일을 구비하고,
상기 코어는, 그 코어의 연장 형성 방향으로 2 개의 단면을 갖고,
상기 인버터 장치는, 덤핑부를 구비하고,
상기 덤핑부는, 상기 코어의 2 개의 단면 중 적어도 일방과 대향하고, 또한, 상기 노멀 모드 코일에서 발생하는 자력선에 의해 와전류가 발생하는 위치에 형성되어 있는, 차재용 전동 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 인버터 장치는, 상기 노멀 모드 코일과 상기 덤핑부의 사이에 형성된 절연부를 구비하고, 상기 절연부는, 상기 노멀 모드 코일을 상기 덤핑부로부터 절연하는, 차재용 전동 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인버터 장치는, 상기 노멀 모드 코일 및 상기 덤핑부를 수용하는 절연성 수용 케이스를 구비하고,
상기 노멀 모드 코일 및 상기 덤핑부는, 서로의 상대 위치의 변동이 규제된 상태에서, 상기 수용 케이스에 수용되어 있는, 차재용 전동 압축기.
제 3 항에 있어서,
상기 인버터 장치는, 상기 수용 케이스의 내면과 상기 덤핑부의 사이에 형성된 탄성 지지부를 추가로 구비하고, 상기 탄성 지지부는, 상기 노멀 모드 코일 및 상기 덤핑부를 탄성 지지하도록 구성되고,
상기 노멀 모드 코일 및 상기 덤핑부는, 상기 탄성 지지부에 의해 착탈할 수 있는 상태에서 상기 수용 케이스에 수용되어 있는, 차재용 전동 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 덤핑부는,
상기 코어의 연장 형성 방향의 2 개의 단면을 덮는 1 쌍의 단면 커버부와,
상기 코어의 측면의 적어도 일부를 덮고 또한 상기 1 쌍의 단면 커버부를 연결하는 측면 커버부를 갖고 있는, 차재용 전동 압축기.
제 5 항에 있어서,
상기 단면 커버부는, 그 단면 커버부의 두께 방향이 상기 코어의 연장 형성 방향과 일치하도록 배치된 판 형상이고, 상기 측면 커버부는 상기 코어의 측면을 덮는 통 형상의 벽부이고, 상기 단면 커버부의 두께는, 상기 측면 커버부의 두께보다 두꺼운, 차재용 전동 압축기.
제 5 항에 있어서,
상기 인버터 장치는, 상기 노멀 모드 코일 및 상기 덤핑부를 수용하는 절연성 수용 케이스를 구비하고,
상기 노멀 모드 코일 및 상기 덤핑부는, 서로의 상대 위치의 변동이 규제된 상태에서, 상기 수용 케이스에 수용되고,
상기 단면 커버부는, 그 단면 커버부의 두께 방향이 상기 코어의 연장 형성 방향과 일치하도록 배치된 판 형상이고,
상기 수용 케이스는, 저부와 당해 저부로부터 기립된 기립벽부를 갖고, 그 기립벽부와 상기 단면 커버부가 대향하고 있고, 상기 단면 커버부의 두께는, 상기 기립벽부의 두께보다 얇은, 차재용 전동 압축기.