KR102191200B1 - 차량 탑재용 전동 압축기 - Google Patents

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Abstract

차량 탑재용 전동 압축기는, 압축부, 전동 모터 및, 인버터 장치를 구비한다. 인버터 장치는, 인버터 회로 및, 노이즈 저감부를 구비한다. 노이즈 저감부는, 커먼 모드 초크 코일 및, 평활 콘덴서를 구비한다. 커먼 모드 초크 코일은, 케이스와, 케이스의 내부에 수용되는 환 형상의 코어와, 케이스에 권회된 제1 및 제2 권선과, 코어 및 케이스를 덮는 환 형상의 도전체를 구비한다. 도전체에 있어서, 제1 권선과 제2 권선의 사이에 있어서 대향하는 부위끼리가 떨어져 있다. 케이스는, 케이스의 외면으로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부를 구비한다. 도전체는, 제1 권선 및 제2 권선으로부터 이간되도록 한 쌍의 돌출부에 의해 협지된다.

Description

차량 탑재용 전동 압축기{ON-VEHICLE MOTOR-DRIVEN COMPRESSOR}
본 개시는, 차량 탑재용 전동 압축기에 관한 것이다.
차량 탑재용 전동 압축기에 있어서의 전동 모터를 구동하는 인버터 장치에 이용되는 커먼 모드 초크 코일의 구성으로서, 국제공개 제2017/170817호에는 전체면 실드(shield)하고 있는 초크 코일이 개시되어 있다.
국제공개 제2017/170817호
그런데, 초크 코일을 전체면 실드하는 경우, 열이 차기 쉽고, 또한, 제조하기 어려워지는 것이 우려된다. 그래서, 환(環) 형상의 도전체로 덮는 구조를 채용하는 것이 생각된다. 즉, 누설 자속에 수반하여 발생하는 전류를 판 형상의 도전체에 있어서 열로 변환한다. 여기에서, 띠 형상 금속판과 권선을 전체 주위에 걸쳐 절연을 확보하면서 띠 형상 금속판과 권선의 사이에 일정 간격의 공극을 확보할 필요가 있다.
본 개시의 목적은, 필터 회로의 특성을 안정화시킬 수 있는 차량 탑재용 전동 압축기를 제공하는 것에 있다.
일 실시 형태의 차량 탑재용 전동 압축기는, 유체를 압축하도록 구성된 압축부와, 상기 압축부를 구동하도록 구성된 전동 모터와, 상기 전동 모터를 구동하도록 구성된 인버터 장치를 구비한다. 상기 인버터 장치는, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하도록 구성된 인버터 회로와, 상기 인버터 회로의 입력측에 형성됨과 함께 상기 인버터 회로에 입력되기 전의 상기 직류 전력에 포함되는 커먼 모드 노이즈 및 노멀 모드 노이즈를 저감시키도록 구성된 노이즈 저감부를 구비한다. 상기 노이즈 저감부는, 커먼 모드 초크 코일과, 상기 커먼 모드 초크 코일과 함께 로우패스 필터 회로를 구성하는 평활 콘덴서를 구비한다. 상기 커먼 모드 초크 코일은, 환 형상의 수지제의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 수용되는 환 형상의 코어와, 상기 케이스의 외면에 권회된 제1 권선과, 상기 케이스의 외면에 권회됨과 함께 상기 제1 권선으로부터 떨어져 대향하는 제2 권선과, 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선을 걸치면서 상기 코어 및 상기 케이스를 덮는 환 형상의 도전체를 구비한다. 상기 도전체에 있어서, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선의 사이에 있어서 대향하는 부위끼리가 떨어져 있다. 상기 케이스는, 상기 케이스의 외면으로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부를 구비한다. 상기 도전체는, 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선으로부터 이간되도록 상기 한 쌍의 돌출부에 의해 협지(挾持)된다.
도 1은, 차량 탑재용 전동 압축기의 개요를 나타내는 개요도이다.
도 2는, 구동 장치 및 전동 모터의 회로도이다.
도 3a는 커먼 모드 초크 코일의 평면도이다.
도 3b는 커먼 모드 초크 코일의 우측면도이다.
도 3c는 도 3a의 3C-3C선으로의 단면도이다.
도 4는 커먼 모드 초크 코일의 사시도이다.
도 5a는 케이스와 코어와 권선의 평면도이다.
도 5b는 케이스와 코어와 권선의 우측면도이다.
도 5c는 도 5a의 5C-5C선으로의 단면도이다.
도 6a는 케이스와 코어의 평면도이다.
도 6b는 케이스와 코어의 우측면도이다.
도 6c는 도 6a의 6C-6C선으로의 단면도이다.
도 7a는 커먼 모드 초크 코일의 작용을 설명하기 위한 커먼 모드 초크 코일의 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 7B-7B선으로의 단면도이다.
(상세한 설명)
이하, 일 실시 형태를 도면에 따라 설명한다. 본 실시 형태의 차량 탑재용 전동 압축기는, 유체로서의 냉매를 압축하는 압축부를 구비하고 있고, 차량 탑재용 공조 장치에 이용된다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 차량 탑재용 전동 압축기의 압축 대상의 유체는 냉매이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 차량 탑재용 공조 장치(10)는, 차량 탑재용 전동 압축기(11)와, 차량 탑재용 전동 압축기(11)에 대하여 유체로서의 냉매를 공급하는 외부 냉매 회로(12)를 구비하고 있다. 외부 냉매 회로(12)는, 예를 들면 열 교환기 및 팽창 밸브를 갖고 있다. 차량 탑재용 공조 장치(10)는, 차량 탑재용 전동 압축기(11)에 의해 냉매가 압축되고, 또한, 외부 냉매 회로(12)에 의해 냉매의 열 교환 및 팽창이 행해짐으로써, 차 내의 냉난방을 행한다.
차량 탑재용 공조 장치(10)는, 당해 차량 탑재용 공조 장치(10)의 전체를 제어하는 공조 ECU(13)를 구비하고 있다. 공조 ECU(13)는, 차 내 온도나 카 에어컨의 설정 온도 등을 파악 가능하게 구성되어 있고, 이들 파라미터에 기초하여, 차량 탑재용 전동 압축기(11)에 대하여 ON/OFF 지령 등과 같은 각종 지령을 송신한다.
차량 탑재용 전동 압축기(11)는, 외부 냉매 회로(12)로부터 냉매가 흡입되는 흡입구(14a)가 형성된 하우징(14)을 구비하고 있다.
하우징(14)은, 전열성을 갖는 재료(예를 들면 알루미늄 등의 금속)로 형성되어 있다. 하우징(14)은, 차량의 보디에 접지되어 있다.
하우징(14)은, 서로 장착된 흡입 하우징(15)과 토출 하우징(16)을 갖고 있다. 흡입 하우징(15)은, 개구한 일단을 갖는 바닥이 있는 통 형상이고, 판 형상의 저벽부(15a)와, 저벽부(15a)의 주연부로부터 토출 하우징(16)을 향하여 기립한 측벽부(15b)를 갖고 있다. 저벽부(15a)는 예를 들면 대략 판 형상이고, 측벽부(15b)는 예를 들면 대략 통 형상이다. 토출 하우징(16)은, 흡입 하우징(15)의 개구를 막은 상태로 흡입 하우징(15)에 장착되어 있다. 이에 따라, 하우징(14) 내에는 내부 공간이 형성되어 있다.
흡입구(14a)는, 흡입 하우징(15)의 측벽부(15b)에 형성되어 있다. 상세하게는, 흡입구(14a)는, 흡입 하우징(15)의 측벽부(15b) 중 토출 하우징(16)보다도 저벽부(15a)에 가까운 위치에 배치되어 있다.
하우징(14)에는, 냉매가 토출되는 토출구(14b)가 형성되어 있다. 토출구(14b)는, 토출 하우징(16), 상세하게는 토출 하우징(16)에 있어서의 저벽부(15a)와 대향하는 부위에 형성되어 있다.
차량 탑재용 전동 압축기(11)는, 하우징(14) 내에 수용된 회전축(17), 압축부(18) 및 전동 모터(19)를 구비하고 있다.
회전축(17)은, 하우징(14)에 대하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 회전축(17)은, 그 축선 방향이 판 형상의 저벽부(15a)의 두께 방향(환언하면 통 형상의 측벽부(15b)의 축선 방향)과 일치하는 상태로 배치되어 있다. 회전축(17)과 압축부(18)는 서로 연결되어 있다.
압축부(18)는, 하우징(14) 내에 있어서의 흡입구(14a)(환언하면 저벽부(15a))보다도 토출구(14b)에 가까운 위치에 배치되어 있다. 압축부(18)는, 회전축(17)이 회전함으로써, 흡입구(14a)로부터 하우징(14) 내에 흡입된 냉매를 압축하고, 그 압축된 냉매를 토출구(14b)로부터 토출시키는 것이다. 또한, 압축부(18)의 구체적인 구성은, 스크롤 타입, 피스톤 타입, 베인 타입 등 임의이다.
전동 모터(19)는, 하우징(14) 내에 있어서의 압축부(18)와 저벽부(15a)의 사이에 배치되어 있다. 전동 모터(19)는, 하우징(14) 내에 있는 회전축(17)을 회전시킴으로써, 압축부(18)를 구동시키는 것이다. 전동 모터(19)는, 예를 들면 회전축(17)에 대하여 고정된 원통 형상의 로터(20)와, 하우징(14)에 고정된 스테이터(21)를 갖는다. 스테이터(21)는, 원통 형상의 스테이터 코어(22)와, 스테이터 코어(22)에 형성된 티스(teeth)에 권회된 코일(23)을 갖고 있다. 로터(20) 및 스테이터(21)는, 회전축(17)의 지름 방향에 대향하고 있다. 코일(23)이 통전됨으로써 로터(20) 및 회전축(17)이 회전하고, 압축부(18)에 의한 냉매의 압축이 행해진다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 차량 탑재용 전동 압축기(11)는, 전동 모터(19)를 구동시키는 것으로서 직류 전력이 입력되는 구동 장치(24)와, 구동 장치(24)를 수용하는 수용실(S0)을 구획하는 커버 부재(25)를 구비하고 있다.
커버 부재(25)는, 전열성을 갖는 비자성체의 도전성 재료(예를 들면 알루미늄 등의 금속)로 구성되어 있다.
커버 부재(25)는, 하우징(14), 상세하게는 흡입 하우징(15)의 저벽부(15a)를 향하여 개구한 바닥이 있는 통 형상이다. 커버 부재(25)는, 개구단(端)이 저벽부(15a)에 맞대어진 상태로, 볼트(26)에 의해 하우징(14)의 저벽부(15a)에 부착되어 있다. 커버 부재(25)의 개구는, 저벽부(15a)에 의해 막아져 있다. 수용실(S0)은, 커버 부재(25)와 저벽부(15a)에 의해 형성되어 있다.
수용실(S0)은, 하우징(14) 외에 배치되어 있고, 저벽부(15a)에 대하여 전동 모터(19)와는 반대측에 배치되어 있다. 압축부(18), 전동 모터(19) 및 구동 장치(24)는, 회전축(17)의 축선 방향으로 배열되어 있다.
커버 부재(25)에는 커넥터(27)가 형성되어 있고, 구동 장치(24)는 커넥터(27)와 전기적으로 접속되어 있다. 커넥터(27)를 통하여, 차량에 탑재된 차량 탑재용 축전 장치(28)로부터 구동 장치(24)에 직류 전력이 입력됨과 함께, 공조 ECU(13)와 구동 장치(24)가 전기적으로 접속되어 있다. 차량 탑재용 축전 장치(28)는, 차량에 탑재된 직류 전원으로, 예를 들면 2차 전지나 커패시터이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 구동 장치(24)는, 회로 기판(29)과, 회로 기판(29)에 형성된 인버터 장치(30)와, 커넥터(27)와 인버터 장치(30)를 전기적으로 접속하는 데에 이용되는 2개의 접속 라인(EL1, EL2)을 구비하고 있다.
회로 기판(29)은 판 형상이다. 회로 기판(29)은, 저벽부(15a)에 대하여 회전축(17)의 축선 방향으로 소정의 간격을 두고 대향하도록 배치되어 있다.
인버터 장치(30)는, 전동 모터(19)를 구동하도록 구성되어 있다. 인버터 장치(30)는, 인버터 회로(31)(도 2 참조)와, 노이즈 저감부(32)(도 2 참조)를 구비하고 있다. 인버터 회로(31)는, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하도록 구성되어 있다. 노이즈 저감부(32)는, 인버터 회로(31)의 입력측에 형성됨과 함께 인버터 회로(31)에 입력되기 전의 직류 전력에 포함되는 커먼 모드 노이즈 및 노멀 모드 노이즈를 저감시키도록 구성되어 있다.
다음으로 전동 모터(19) 및 구동 장치(24)의 전기적 구성에 대해서 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 전동 모터(19)의 코일(23)은, 예를 들면 u상 코일(23u), v상 코일(23v) 및 w상 코일(23w)을 갖는 3상 구조로 되어 있다. 각 코일(23u∼23w)은 예를 들면 Y 결선(結線)되어 있다.
인버터 회로(31)는, u상 코일(23u)에 대응하는 u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)와, v상 코일(23v)에 대응하는 v상 스위칭 소자(Qv1, Qv2)와, w상 코일(23w)에 대응하는 w상 스위칭 소자(Qw1, Qw2)를 구비하고 있다. 각 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)는 예를 들면 IGBT 등의 파워 스위칭 소자이다. 또한, 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)는, 환류 다이오드(보디 다이오드)(Du1∼Dw2)에 각각 접속되어 있다.
각 u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)는 접속선을 통하여 서로 직렬로 접속되어 있고, 그 접속선은 u상 코일(23u)에 접속되어 있다. 그리고, 각 u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)의 직렬 접속체는, 양 접속 라인(EL1, EL2)에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 직렬 접속체에는, 차량 탑재용 축전 장치(28)로부터의 직류 전력이 입력되어 있다.
또한, 다른 스위칭 소자(Qv1, Qv2, Qw1, Qw2)에 대해서는, 대응하는 코일이 상이한 점을 제외하고, u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)와 동일한 접속 형태이다.
구동 장치(24)는, 각 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)의 스위칭 동작을 제어하는 제어부(33)를 구비하고 있다. 제어부(33)는, 예를 들면, 1개 이상의 전용의 하드웨어 회로, 및/또는, 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라 동작하는 1개 이상의 프로세서(제어 회로)에 의해 실현할 수 있다. 프로세서는, CPU 그리고, RAM 및 ROM 등의 메모리를 포함하고, 메모리는, 예를 들면 각종 처리를 프로세서로 실행시키도록 구성된 프로그램 코드 또는 지령을 격납하고 있다. 메모리 즉 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는, 범용 또는 전용의 컴퓨터로 액세스할 수 있는 모든 이용 가능한 기록 매체를 포함한다.
제어부(33)는, 커넥터(27)를 통하여 공조 ECU(13)와 전기적으로 접속되어 있고, 공조 ECU(13)로부터의 지령에 기초하여, 각 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)를 주기적으로 ON/OFF시킨다. 상세하게는, 제어부(33)는, 공조 ECU(13)로부터의 지령에 기초하여, 각 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)를 펄스폭 변조 제어(PWM 제어)한다. 보다 구체적으로는, 제어부(33)는, 캐리어 신호(반송파 신호)와 지령 전압값 신호(비교 대상 신호)를 이용하여, 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어부(33)는, 생성된 제어 신호를 이용하여 각 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)의 ON/OFF 제어를 행함으로써 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.
노이즈 저감부(32)는, 커먼 모드 초크 코일(34)과 X 콘덴서(35)를 구비하고 있다. 평활 콘덴서로서의 X 콘덴서(35)는, 커먼 모드 초크 코일(34)과 함께 로우패스 필터 회로(36)를 구성한다. 로우패스 필터 회로(36)는, 접속 라인(EL1, EL2) 상에 형성되어 있다. 로우패스 필터 회로(36)는, 회로적으로는 커넥터(27)와 인버터 회로(31)의 사이에 형성되어 있다.
커먼 모드 초크 코일(34)은, 양 접속 라인(EL1, EL2) 상에 형성되어 있다.
X 콘덴서(35)는, 커먼 모드 초크 코일(34)에 대하여 후단(인버터 회로(31)측)에 형성되어 있다. 즉, X 콘덴서(35)는, 커먼 모드 초크 코일(34)과 인버터 회로(31)의 사이에 형성되어 있다. X 콘덴서(35)는, 양 접속 라인(EL1, EL2)에 전기적으로 접속되어 있다. 커먼 모드 초크 코일(34)과 X 콘덴서(35)에 의해 LC 공진 회로가 구성되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 로우패스 필터 회로(36)는, 커먼 모드 초크 코일(34)을 포함하는 LC 공진 회로이다.
양 Y 콘덴서(37, 38)는, 서로 직렬로 접속되어 있다. 상세하게는, 구동 장치(24)는, 제1 Y 콘덴서(37)의 제1 단(端)과 제2 Y 콘덴서(38)의 제1 단을 접속하는 바이패스 라인(EL3)을 구비하고 있다. 당해 바이패스 라인(EL3)은 차량의 보디에 접지되어 있다.
또한, 양 Y 콘덴서(37, 38)의 직렬 접속체가, 커먼 모드 초크 코일(34)과 X 콘덴서(35)의 사이에 형성되어 있고, 커먼 모드 초크 코일(34)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 Y 콘덴서(37)의 상기 제1 단과는 반대측의 제2 단은, 제1 접속 라인(EL1), 상세하게는 제1 접속 라인(EL1) 중 커먼 모드 초크 코일(34)의 제1 권선(70)과 인버터 회로(31)를 접속하는 부분에 접속되어 있다. 제2 Y 콘덴서(38)에 있어서의 상기 제1 단과는 반대측의 제2 단은, 제2 접속 라인(EL2), 상세하게는 제2 접속 라인(EL2) 중 커먼 모드 초크 코일(34)의 제2 권선(71)과 인버터 회로(31)를 접속하는 부분에 접속되어 있다.
차량에는, 차량 탑재용 기기로서 예를 들면 PCU(파워 컨트롤 유닛)(39)가, 구동 장치(24)와는 별도로 탑재되어 있다. PCU(39)는, 차량 탑재용 축전 장치(28)로부터 공급되는 직류 전력을 이용하여, 차량에 탑재되어 있는 주행용 모터 등을 구동시킨다. 즉, 본 실시 형태에서는, PCU(39)와 구동 장치(24)는, 차량 탑재용 축전 장치(28)에 대하여 병렬로 접속되어 있고, 차량 탑재용 축전 장치(28)는, PCU(39)와 구동 장치(24)에서 공용되어 있다.
PCU(39)는, 예를 들면, 승압 스위칭 소자를 갖고 또한 당해 승압 스위칭 소자를 주기적으로 ON/OFF시킴으로써 차량 탑재용 축전 장치(28)의 직류 전력을 승압시키는 승압 컨버터(40)와, 차량 탑재용 축전 장치(28)에 병렬로 접속된 전원용 콘덴서(41)를 구비하고 있다. 또한, 도시는 생략하지만, PCU(39)는, 승압 컨버터(40)에 의해 승압된 직류 전력을, 주행용 모터가 구동 가능한 구동 전력으로 변환하는 주행용 인버터를 구비하고 있다.
이러한 구성에 있어서는, 승압 스위칭 소자의 스위칭에 기인하여 발생하는 노이즈가, 노멀 모드 노이즈로서, 구동 장치(24)에 유입된다. 환언하면, 노멀 모드 노이즈에는, 승압 스위칭 소자의 스위칭 주파수에 대응한 노이즈 성분이 포함되어 있다.
다음으로, 커먼 모드 초크 코일(34)의 구성에 대해서 도 3a∼도 3c, 도 4, 도 5a∼도 5c, 도 6a∼도 6c를 이용하여 설명한다.
커먼 모드 초크 코일(34)은, 차량측의 PCU(39)에서 발생하는 고주파 노이즈가 압축기측의 인버터 회로(31)에 전해지는 것을 억제하기 위한 것으로, 특히, 누설 인덕턴스를 노멀 인덕턴스로서 이용함으로써 노멀 모드 노이즈(디퍼렌셜 모드 노이즈)를 제거하기 위한 로우패스 필터 회로(LC 필터)(36)에 있어서의 L 성분으로서 이용된다. 즉, 커먼 모드 노이즈 및 노멀 모드 노이즈(디퍼렌셜 모드 노이즈)에 대응 가능하고, 커먼 모드용 초크 코일과 노멀 모드(디퍼렌셜 모드)용 초크 코일을, 각각, 이용하는 것이 아니라 1개의 초크 코일로 양 모드 노이즈에 대응 가능하다.
또한, 도면에 있어서, 3축 직교 좌표를 규정하고 있고, 도 1의 회전축(17)의 축선 방향을 Z 방향으로 하고, Z 방향에 직교하는 방향을 X, Y 방향으로 하고 있다.
도 3a∼도 3c에 나타내는 바와 같이, 커먼 모드 초크 코일(34)은, 케이스(50)와, 코어(60)와, 제1 권선(70)과, 제2 권선(71)과, 도전체로 이루어지는 대판(帶板)으로서의 금속판(80)을 구비한다. 코어(60)를 수용한 케이스(50)에 권선(70), 권선(71)이 권회되고, 권선(70, 71)에 대하여 금속판(80)이 이간되어 감긴 상태로 사용된다. 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)은, 코어(60)의 축선을 사이에 두고 서로 대향하고 있다.
도 6a∼도 6c에 나타내는 바와 같이, 코어(60)는, 케이스(50)의 내부에 수용된다. 코어(60)는, 도 6c에 나타내는 바와 같이 단면 사각형 형상을 이루고, 도 6A에 나타내는 X-Y 평면에 있어서 전체적으로 대략 장방형 형상의 환 형상을 이루고 있다.
도 6a∼도 6c에 나타내는 바와 같이, 케이스(50)는, 환 형상을 이루고, 수지제이며, 전기 절연성을 갖는다. 케이스(50)는, 본체부(51)와, 4개의 돌기(52)와, 벽(53)을 구비한다. 본체부(51)는, 개구부(51a)(도 4 참조)를 제외하고, 코어(60)의 모두를 덮고 있다. 본체부(51)에는, 도 5a∼도 6c에 나타내는 바와 같이, 권선(70, 71)이 감긴다. 도 4의 개구부(51a)는, 권선(70)과 권선(71)의 사이에 형성되고, 개구부(51a)는 권선(70)과 권선(71)의 사이에 있어서의 코어(60)의 일부를 외방으로 노출시킨다.
도 6a∼도 6c에 나타내는 바와 같이, 돌기(52)는, 본체부(51)의 외주면으로부터 코어(60)의 지름 방향으로 돌출되어 있다. 상세하게는, 도 6a에 있어서 4개의 돌기(52)가 본체부(51)로부터 외방(X 방향)으로 돌출 형성되어 있다. 4개의 돌기(52) 중의 Y 방향에 있어서 대향하는 한 쌍의 돌기(52)는 금속판(80)의 폭 방향의 단부에 위치하고, 이 한 쌍의 돌기(52)에 대하여 X 방향으로 이간되어 Y 방향에 있어서 대향하는 한 쌍의 돌기(52)가 금속판(80)의 폭 방향의 단부에 위치한다. 각 돌기(52)는 도 6c에 나타내는 바와 같이 Z 방향으로 연장되어 있다. 도 5a∼도 5c에 나타내는 바와 같이, 4개의 돌기(52)에 의해 권선(70, 71)이 나뉘어 있다.
벽(53)은 코어(60)의 내주면측에 있어서, 권선(70)과 권선(71)의 사이에 Z 방향으로 연장되도록 형성된다. 벽(53)에 의해 권선(70)과 권선(71)이 떼어진다.
도 5a∼도 5c에 나타내는 바와 같이, 제1 권선(70)은, 케이스(50)의 외면에 권회되어 있다. 제2 권선(71)은, 케이스(50)의 외면에 권회되어 있다. 상세하게는, 도 6a∼도 6c에 나타내는 바와 같이, 케이스(50)는, 제1 직선부(55)와 제2 직선부(56)를 구비하고, 제1 직선부(55)와 제2 직선부(56)는, 서로 평행이 되도록 직선으로 연장되어 있다. 도 5a∼도 5c에 나타내는 바와 같이, 제1 직선부(55)에 제1 권선(70)의 적어도 일부가 권회된다. 제2 직선부(56)에 제2 권선(71)의 적어도 일부가 권회된다. 양 권선(70, 71)의 감기 방향은, 서로 반대 방향으로 되어 있다. 또한, 제1 권선(70)과 제2 권선(71)은 떨어지면서 대향하고 있다.
도 3a∼도 3c 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 도전체로 이루어지는 대판으로서의 금속판(80)은, 띠 형상 또한 무단(無端) 형상을 이루고 있다. 금속판(80)으로서, 예를 들면 동판(銅板)을 이용할 수 있다. 금속판(80)은, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)을 걸치면서 코어(60) 및 케이스(50)를 덮고 있다. 금속판(80)에 있어서, 제1 권선(70)과 제2 권선(71)의 사이에 있어서 대향하는 부위끼리가 떨어져 있다.
도 6a∼도 6c에 나타내는 바와 같이, 케이스(50)의 각 돌기(52)는, 선단부에, 본체부(51)의 외면으로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부(90)를 구비하고 있다. 한 쌍의 돌출부(90)는 단면에서 보아 대략 U자 형상을 이루고 있다. 즉, 한 쌍의 돌출부(90)는 채널을 구성한다. 도 3a∼도 3c 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 금속판(80)은, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)으로부터 이간되도록 한 쌍의 돌출부(90)에 의해 협지된다. 한 쌍의 돌출부(90)는, 금속판(80)의 일부를 따라 연장되는 채널을 구성하고, 금속판(80)의 일부가 채널에 삽입되어 있다. 제조 시에는, 한 쌍의 돌출부(U자 형상부)(90)에 금속판(80)을 통과시키면서 금속판(80)이 감긴다. 권선(70, 71)을 위치 결정하기 위한 돌기(52)에 형성한 한 쌍의 돌출부(U자 형상부)(90)에 의해, 금속판(80)의 상하(Z 방향), 좌우(X 방향)의 어긋남을 없애, 권선(70, 71)과 금속판(80)의 사이의 갭(공극)을 안정시킬 수 있다. 구체적으로는, 도 3c에 있어서, Z 방향에서의 공극의 간격을 Ga1로 하고, X 방향에서의 공극의 간격을 Ga2로 한 경우, 갭(공극의 간격(Ga1, Ga2))이 좁을수록 실드 특성(위상 특성)이 좋다. 실드 특성을 일정하게 유지하기 위해 갭을 안정시킨 구조로 되어 있다.
케이스(50)의 벽(53)에는 도 6b 및 도 6c에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(91)이 형성되어 있다. 관통 구멍(91)에, 도 3b 및 도 3c에 나타내는 바와 같이 금속판(80)이 삽입 통과되고, 관통 구멍(91)에 의해 금속판(80)이 위치 결정되어 있다. 즉, 제1 권선(70)과 제2 권선(71)의 절연을 취하기 위한 절연용의 벽(53)에 상부 및 하부(Z 방향의 일단측 및 타단측)에 관통 구멍(슬릿)(91)을 형성하고, 관통 구멍(슬릿)(91)에 금속판(80)을 통과시킴으로써 갭을 안정시키고 있다.
도 5a∼도 5c에 나타내는 바와 같이, 권선(70, 71)의 외주면에는 스페이서(92)가 고정되어 있다. 스페이서(92)에 의해 도 3b 및 도 3c에 나타내는 바와 같이 금속판(80)이 위치 결정되어 있다. 즉, 권선(70, 71)의 외주면에 스페이서(92)를 형성함으로써 금속판(80)의 X 방향의 어긋남을 없애, 갭을 안정시키고 있다.
도 5a∼도 5c에 나타내는 바와 같이, 권선(70, 71)의 외주면에는 둥근 핀(93)이 지름 방향 외측(X 방향)으로 연장되도록 고정되어 있다. 둥근 핀(93)에, 도 3b 및 도 3c에 나타내는 바와 같이 금속판(80)이 관통되어 있다. 둥근 핀(93)에 의해 금속판(80)이 위치 결정되어 있다. 이와 같이, 권선(70, 71)의 외주면에 끼워넣음용 둥근 핀(93)을 형성하고, 금속판(80)의 위치 결정용의 관통 구멍에 끼워넣음으로써 갭을 안정시키고 있다. 즉, 어긋남 방지용의 둥근 핀(93)은 금속판(80)을 관통하고 있기 때문에, 금속판(80)의 위치 어긋남이 방지된다.
다음으로, 작용에 대해서 설명한다.
우선, 도 7a 및 도 7b를 이용하여 노멀 모드(디퍼렌셜 모드)에 대해서 설명한다.
도 7a에 나타내는 바와 같이, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)의 통전에 의해 전류(i1, i2)가 흐른다. 이에 수반하여 코어(60)에 자속(φ1, φ2)이 발생함과 함께 누설 자속(φ3, φ4)이 발생한다. 여기에서, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 발생하는 누설 자속(φ3, φ4)에 저항하는 방향으로 자속을 발생시키기 위해 금속판(80)의 내부에 있어서 유도 전류(i10)가 둘레 방향으로 흐른다.
이와 같이 하여, 금속판(80)에 있어서, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)의 통전에 수반하여 발생하는 누설 자속에 저항하는 방향으로 자속을 발생시키기 위해 유도 전류(와전류)(i10)가 내부에 있어서 둘레 방향으로 흐른다. 유도 전류가 둘레 방향으로 흐른다는 것은, 코어(60)를 주회(周回)하도록 흐르는 것이다.
커먼 모드에 있어서는, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)의 통전에 의해 동일한 방향으로 전류가 흐른다. 이에 수반하여 코어(60)에 동일한 방향의 자속이 발생한다. 이와 같이 하여, 커먼 모드 전류 통전 시는, 코어(60) 내부에 자속이 발생하고 누설 자속은 거의 발생하지 않기 때문에, 커먼 임피던스는 보존유지(保持)할 수 있다.
다음으로, 로우패스 필터 회로(36)의 주파수 특성에 대해서 설명한다.
커먼 모드 초크 코일(34)에 도전체로 이루어지는 금속판(80)이 존재하지 않는 경우에는, 로우패스 필터 회로(36)(상세하게는 커먼 모드 초크 코일(34)과 X 콘덴서(35)를 포함하는 LC 공진 회로)의 Q값이 높아진다. 이 때문에, 로우패스 필터 회로(36)의 공진 주파수에 가까운 주파수의 노멀 모드 노이즈는 저감되기 어려워진다.
한편, 본 실시 형태에서는, 커먼 모드 초크 코일(34)에서 발생하는 자력선(누설 자속(φ3, φ4))에 의해 와전류가 발생하는 위치에 도전체로 이루어지는 금속판(80)이 형성되어 있다. 도전체로 이루어지는 금속판(80)은, 누설 자속(φ3, φ4)이 관통하는 위치에 형성되어 있고, 누설 자속(φ3, φ4)이 관통함으로써 당해 누설 자속(φ3, φ4)을 부정하는 방향의 자속이 발생하는 바와 같은 유도 전류(와전류)를 발생시키도록 구성되어 있다. 이에 따라, 도전체로 이루어지는 금속판(80)이 로우패스 필터 회로(36)의 Q값을 내리는 것으로서 기능한다. 따라서, 로우패스 필터 회로(36)의 Q값이 낮아진다. 따라서, 로우패스 필터 회로(36)의 공진 주파수 부근의 주파수를 갖는 노멀 모드 노이즈도, 로우패스 필터 회로(36)에 의해 저감된다.
이상과 같이, 커먼 모드 초크 코일에 있어서 띠 형상 또한 무단 형상을 이루는 금속판(80)에 의한 금속 실드 구조를 채용함으로써, 커먼 모드 초크 코일로서 로우패스 필터 회로에 이용하여, 커먼 모드 노이즈를 저감한다. 또한, 노멀 모드 전류(디퍼렌셜 모드 전류)에 대하여 발생하는 누설 자속을 적극적으로 활용하여, 노멀 모드 노이즈(디퍼렌셜 모드 노이즈)의 저감을 겸비한 적절한 필터 특성을 얻을 수 있다. 즉, 띠 형상 또한 무단 형상을 이루는 금속판(80)을 이용함으로써, 노멀 모드 전류(디퍼렌셜 모드 전류) 통전 시에 발생한 누설 자속에 저항하는 자속이 발생하고, 전자 유도에 의해 금속판(80)에 전류가 흘러 열로서 소비된다. 금속판(80)은 자기(磁氣) 저항으로서 작용하기 때문에 댐핑 효과를 얻을 수 있고, 로우패스 필터 회로에 의해 발생한 공진 피크를 억제할 수 있다. 또한, 커먼 모드 전류 통전 시는, 코어 내부에 자속이 발생하고 누설 자속은 거의 발생하지 않기 때문에, 커먼 임피던스는 보존유지할 수 있다.
또한, 금속판(80)에 의한 실드 구조에 있어서 권선(70, 71)과의 갭(공극)이 실드 특성(위상 특성)에 영향을 주기 때문에, 공극의 간격(Ga1, Ga2)을 일정하게 유지하도록 케이스(50)에 한 쌍의 돌출부(90), 관통 구멍(슬릿)(91)을 형성하거나, 스페이서(92), 둥근 핀(93)을 설치함으로써, 제조 불균일을 저감할 수 있다.
상기 실시 형태에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 차량 탑재용 전동 압축기(11)의 구성으로서, 전동 모터(19)를 구동하는 인버터 장치(30)를 구비하고, 인버터 장치(30)는, 인버터 회로(31)와 노이즈 저감부(32)를 구비하고, 노이즈 저감부(32)는, 커먼 모드 초크 코일(34)과, 커먼 모드 초크 코일(34)과 함께 로우패스 필터 회로(36)를 구성하는 평활 콘덴서로서의 X 콘덴서(35)를 구비한다. 커먼 모드 초크 코일(34)은, 환 형상의 수지제의 케이스(50)와, 케이스(50)의 내부에 수용되는 환 형상의 코어(60)와, 케이스(50)의 외면에 권회된 제1 권선(70)과, 케이스(50)의 외면에 권회됨과 함께 제1 권선(70)으로부터 떨어지면서 대향하는 제2 권선(71)과, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)을 걸치면서 코어(60) 및 케이스(50)를 덮는 환 형상의 도전체로서의 금속판(80)을 구비한다. 금속판(80)에 있어서, 제1 권선(70)과 제2 권선(71)의 사이에 있어서 대향하는 부위끼리가 떨어져 있고, 케이스(50)는, 외면으로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부(90)를 구비하고, 금속판(80)은, 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)으로부터 이간되도록 한 쌍의 돌출부(90)에 의해 협지된다.
따라서, 커먼 초크 코일에 있어서의 제1 권선(70)과 제2 권선(71)을 걸치면서 코어(60) 및 케이스(50)를 덮는 금속판(80)이 형성됨과 함께, 케이스(50)의 외면으로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부(90)에 의해 금속판(80)이 제1 권선(70) 및 제2 권선(71)으로부터 이간된다. 따라서, 필터 회로의 특성을 안정화시킬 수 있다.
(2) 케이스(50)는, 서로 평행이 되도록 직선으로 연장되고 제1 권선(70)의 적어도 일부가 권회되는 제1 직선부(55)와 제2 권선(71)의 적어도 일부가 권회되는 제2 직선부(56)를 구비한다. 따라서, 도전체로 이루어지는 대판으로서의 금속판(80)을 용이하게 배치할 수 있어, 실용적이다.
실시 형태는 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 다음과 같이 구체화해도 좋다.
○ 금속판(80)은, 동판 외에도, 알루미늄판, 놋쇠판, 스테인리스 강재의 판 등으로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 구리 등의 비자성 금속에 한정하지 않고 자성 금속이라도 좋다. 여기에서, 금속판(80)은 철과 같은 자성 금속을 이용한 경우에는 유도 전류가 흐르는 것에 수반하여 더욱 자속이 발생하기 때문에 악영향을 미칠 가능성이 있기 때문에, 비자성 금속이 바람직하다.

Claims (5)

  1. 유체를 압축하도록 구성된 압축부와,
    상기 압축부를 구동하도록 구성된 전동 모터와,
    상기 전동 모터를 구동하도록 구성된 인버터 장치를 구비하고,
    상기 인버터 장치는,
    직류 전력을 교류 전력으로 변환하도록 구성된 인버터 회로와,
    상기 인버터 회로의 입력측에 형성됨과 함께 상기 인버터 회로에 입력되기 전의 상기 직류 전력에 포함되는 커먼 모드 노이즈 및 노멀 모드 노이즈를 저감시키도록 구성된 노이즈 저감부를 구비하고,
    상기 노이즈 저감부는,
    커먼 모드 초크 코일과,
    상기 커먼 모드 초크 코일과 함께 로우패스 필터 회로를 구성하는 평활 콘덴서를 구비하고,
    상기 커먼 모드 초크 코일은,
    환 형상의 수지제의 케이스와,
    상기 케이스의 내부에 수용되는 환 형상의 코어와,
    상기 케이스의 외면에 권회된 제1 권선과,
    상기 케이스의 외면에 권회됨과 함께 상기 제1 권선으로부터 떨어져 대향하는 제2 권선과,
    상기 제1 권선 및 상기 제2 권선을 걸치면서 상기 코어 및 상기 케이스를 덮는 환 형상의 도전체를 구비하고,
    상기 도전체는, 환 형상의 상기 코어의 내측으로 정의되는 구멍의 양 개구부의 적어도 일부를 덮어 대향하는 부위를 갖고 있고,
    상기 케이스는,
    상기 케이스의 외면으로부터 돌출되는 한 쌍의 돌출부를 구비하고,
    상기 도전체는, 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선으로부터 이간되도록 상기 한 쌍의 돌출부에 의해 협지되는, 차량 탑재용 전동 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전체는, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선을 둘러싸고,
    상기 도전체는, 상기 제1 권선 및 상기 제2 권선에 있어서 환 형상의 상기 코어의 외주측에 있는 부위를 적어도 일부 덮는, 차량 탑재용 전동 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는, 서로 평행하게 직선적으로 연장되고 상기 제1 권선의 적어도 일부가 권회되는 제1 직선부와 상기 제2 권선의 적어도 일부가 권회되는 제2 직선부를 구비하는, 차량 탑재용 전동 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도전체는, 상기 제1 직선부 및 상기 제2 직선부의 적어도 일부를 덮는, 차량 탑재용 전동 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 돌출부는, 상기 도전체의 일부를 따라 연장되는 채널을 구성하고, 상기 도전체의 상기 일부가 상기 채널에 삽입되어 있는, 차량 탑재용 전동 압축기.
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