(57)【要約】【課題】  ＥＨＶ（エレクトリック＆ハイブリッドビークル）などの車両において、静粛性を高めるべく、リアクトルの作動による騒音を低減するとともに、リアクトルの放熱性を維持することを課題とする。【解決手段】  電気モータ駆動制御装置１を収納するケース３のヒートシンク１０には冷却水路および該冷却水路に連通する開口部１０ｃを設け、ヒートシンク１０とリアクトル５との間に開口部１０ｃを囲むシール材１２を配設し、該開口部１０ｃをリアクトル底面により閉じ、リアクトル底部を冷却水に接触させた状態で、開口部１０ｃより外側でリアクトル５をヒートシンク１０に取付け、リアクトル底部に冷却用フィン１４および下方に延出された取付け台座５ｇを設け、該冷却用フィン１４を前記ヒートシンク１０の開口部１０ｃに挿入するとともに、下方に延出された取付け台座５ｇを冷却水路７ｂの底部に固定する。【選択図】  図９
2005286020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動電気モータの駆動制御装置を収納するケースへのリアクトル取付け構造において、
該ケースのヒートシンクには冷却水路および該冷却水路に連通する開口部を設け、
ヒートシンクとリアクトルとの間に開口部を囲むシール材を配設し、
該開口部をリアクトル底面により閉じ、リアクトル底部を冷却水に接触させた状態で、
開口部より外側でリアクトルをヒートシンクに取付けることを特徴とする
リアクトルの取付構造。
【請求項２】
リアクトル底部に冷却用フィンを取付け、該冷却用フィンを前記ヒートシンクの開口部に挿入するとともに、冷却用フィンに冷却水を接触させることを特徴とする請求項１に記載のリアクトルの取付構造。
【請求項３】
リアクトル底部に冷却用フィンおよび下方に延出された取付け台座を設け、該冷却用フィンを前記ヒートシンクの開口部に挿入するとともに、下方に延出された取付け台座を冷却水路の底部に固定することを特徴とする請求項１に記載のリアクトルの取付構造。
【請求項４】
車両駆動電気モータの駆動制御装置を収納するケースに取付けられるリアクトルの制振方法であって、
リアクトルを、開口部を設けた前記ケースのヒートシンク上に、
前記開口部をリアクトルにより閉じた状態で取付け、
ヒートシンクの開口部においてリアクトル底面に冷却水路より導かれた冷却水を接触させることを特徴とするリアクトルの制振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルが収容されたケースの放熱性確保とリアクトルケースの振動伝播を抑制・騒音低減を図ったリアクトルの作動音抑制・冷却構造、作動音抑制冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のハイブリッド化などに伴い、自動車内の静粛性が向上している。自動車の駆動源として電気モータを用いる時は内燃機関利用時と比べ、車内に伝達される騒音が格段に少なくなる。しかし、車内に伝達される騒音の総量の低下により、車両に搭載されるモータ制御装置からの騒音を搭乗者が認識する場合がある。
図１０はモータ駆動装置の振動による騒音の伝達構成を示す図である。
モータ駆動装置１は自動車のフレームに取付けられている。モータ駆動装置１の振動はフレームもしくはその他の自動車を構成する部材に伝達され、ノイズＮとして搭乗者Ｐに伝達される。すなわち、モータ駆動装置１が振動源となり、車内に音を伝達する。
モータ駆動装置１における振動の発生は、モータ駆動装置１に配設されるリアクトルによるものである。リアクトルは、誘導リアクタンスを利用して変圧を行うものであり、コアがコイルで構成され、これをスイッチング回路に組込み、ＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことで、ＯＮ時にコイルに蓄えられたエネルギーをＯＦＦ時に逆起電力として発生させ、高電圧を取出すものである。
昇圧コンバータ内蔵型ＨＶシステムでは、昇圧回路に高電圧・大電流に対応したリアクトルが要求される。
【０００３】
図１１はリアクトルの上面図であり、図１２は図１１におけるリアクトルのＡ−Ａ線断面図であり、図１３はリアクトルに入力される電流と時間の関係を示す図である。
リアクトル５内にはコア２１が配設されており、コア２１には導線が巻きつけられコイル２２・２３を構成している。そして、これらをリアクトルケース２４により被装している。コイル２２に交流が入力され、変圧された交流がコイル２２より出力される構成となっている。コア２１に図１３に示すごとく、交流が流されると、区間ｔ１においてはコア２１に作用する吸引力が強くなり、区間ｔ２においてはコア２１に作用する吸引力が弱まる。リアクトル５に通電が行われると、コア２１に吸引力が発生する。通電時にはリップル電流が入力されるので、コア２１の吸引力に波動性が生じる。そして、吸引力の変動によりコア２１が振動し、コア２１の振動が音波となって響くものである。すなわち、リアクトル５の高周波動作によりコア２１で発生した振動がリアクトルケース２４へ伝達され、さらにケース取付け部を介して車体へ伝達され、振動が室内騒音となる。
【０００４】
従来、鉄心にコイルを巻いたものの低騒音化の例として、放電灯点灯装置の電磁機器に関するものが知られている。これは、放電灯点灯装置において、電磁機器であるチョークコイルの低騒音化を実現するための技術であり、取付け部に開口部を設け、開口部にチョークコイルの本体位置を合わせては配置するものである。この際に開口部をチョークコイルより大きいものとするものである（特許文献１を参照）。なお、チョークコイルはコイルの一種で電気機器に組み込んで電流の波形を整え、ノイズを取り除くためのものである。
【０００５】
騒音とは別に、リアクトルには大電流が供給されることから、リアクトルを冷却する必要がある。リアクトルを冷却する技術としては、リアクトルをヒートシンクで挟み込むものが知られている（特許文献２を参照）。これは、コアに巻かれたコイルに絶縁パッドを介してヒートシンクを接触させ、このヒートシンクに冷却水を導入する水冷式のリアクトル冷却構成である。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１７６５５号
【特許文献２】特開平７−２９７０４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＨＶ（エレクトリック＆ハイブリッドビークル）などの車両は、走行時においても静粛性が高く、リアクトルの作動音も車内への騒音となる可能性がある。このため、リアクトルなどの作動音にも厳しい管理が求められる。しかし、リアクトル作動における起振源振動を無くすことはできない。さらに、大電流が供給されるリアクトルを冷却する必要があり、リアクトルは取付け部を介してヒートシンクへ放熱する構造をとっている。このため、放熱のための構造が振動も同時に伝えてしまうこととなる。
そして、特許文献１に記載された技術は、チョークコイルにおける騒音を低減するものであり、放電灯用のチョークコイルはそれほど冷却を必要としないものである。
また、特許文献２に記載された技術においては、絶縁パッドを介してリアクトルのコイルを冷却するものであり、特殊なリアクトルを必要とするものである。リアクトル自体の構造も複雑となり、多くのコストを必要とするものである。
すなわち、リアクトルの振動による騒音を低減するとともに、リアクトルの放熱性を維持する必要がある。さらに、これらを電気モータの駆動制御部内において行い、簡便な構造により実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決すべく以下のような手段をとるものである。
請求項１に記載のごとく、車両駆動電気モータの駆動制御装置を収納するケースへのリアクトル取付け構造において、該ケースのヒートシンクには冷却水路および該冷却水路に連通する開口部を設け、ヒートシンクとリアクトルとの間に開口部を囲むシール材を配設し、該開口部をリアクトル底面により閉じ、リアクトル底部を冷却水に接触させた状態で、開口部より外側でリアクトルをヒートシンクに取付けるリアクトルの取付構造とする。
【０００９】
請求項２に記載のごとく、リアクトル底部に冷却用フィンを取付け、該冷却用フィンを前記ヒートシンクの開口部に挿入するとともに、冷却用フィンに冷却水を接触させるリアクトルの取付構造とする。
【００１０】
請求項３に記載のごとく、リアクトル底部に冷却用フィンおよび下方に延出された取付け台座を設け、該冷却用フィンを前記ヒートシンクの開口部に挿入するとともに、下方に延出された取付け台座を冷却水路の底部に固定するリアクトルの取付構造とする。
【００１１】
請求項４に記載のごとく、車両駆動電気モータの駆動制御装置を収納するケースに取付けられるリアクトルの制振方法であって、リアクトルを、開口部を設けた前記ケースのヒートシンク上に、前記開口部をリアクトルにより閉じた状態で取付け、ヒートシンクの開口部においてリアクトル底面に冷却水路より導かれた冷却水を接触させるリアクトルの制振方法を用いる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載のごとく、車両駆動電気モータの駆動制御装置を収納するケースへのリアクトル取付け構造において、該ケースのヒートシンクには冷却水路および該冷却水路に連通する開口部を設け、ヒートシンクとリアクトルとの間に開口部を囲むシール材を配設し、該開口部をリアクトル底面により閉じ、リアクトル底部を冷却水に接触させた状態で、開口部より外側でリアクトルをヒートシンクに取付けるリアクトルの取付構造とするので、
ヒートシンクとリアクトルとの接触面積を少なくし、振動伝達効率を低減して、リアクトルの作動による騒音を低減できる。そして、リアクトルの底面に液体を接触させるので、リアクトルの振動を液体により吸収させて、リアクトルの作動による騒音を低減できる。さらに、リアクトルに直接冷却水が接触さするため、リアクトルの冷却を十分に行うことができる。すなわち、簡便な構成により、駆動制御装置を収納するケース内において、リアクトルによる騒音を低減しながら、リアクトルに十分な冷却を行うことができるものである。
【００１３】
請求項２に記載のごとく、リアクトル底部に冷却用フィンを取付け、該冷却用フィンを前記ヒートシンクの開口部に挿入するとともに、冷却用フィンに冷却水を接触させるリアクトルの取付構造とするので、
リアクトルと液体との接触面積が増え、液体による振動吸収を増大させて、リアクトルの作動による騒音を低減できる。さらに、リアクトルから冷却水への熱伝達効率を向上させて、リアクトルの冷却効率を向上できる。すなわち、簡便な構成により、駆動制御装置を収納するケース内において、リアクトルによる騒音の低減効果および冷却効果を増大させることができる。
【００１４】
請求項３に記載のごとく、リアクトル底部に冷却用フィンおよび下方に延出された取付け台座を設け、該冷却用フィンを前記ヒートシンクの開口部に挿入するとともに、下方に延出された取付け台座を冷却水路の底部に固定するリアクトルの取付構造とするので、
リアクトルの振動吸収効果を増大させて、リアクトルの作動による騒音を低減できる。さらに、リアクトルから冷却水への熱伝達効率を向上させて、リアクトルの冷却効率を向上できる。また、リアクトルの取付け剛性を向上させ、リアクトルの振動を低減するとともに、開口部のシール性を向上させ、駆動制御装置の耐久性を向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載のごとく、車両駆動電気モータの駆動制御装置を収納するケースに取付けられるリアクトルの制振方法であって、リアクトルを、開口部を設けた前記ケースのヒートシンク上に、前記開口部をリアクトルにより閉じた状態で取付け、ヒートシンクの開口部においてリアクトル底面に冷却水路より導かれた冷却水を接触させるリアクトルの制振方法を用いるので、
ヒートシンクとリアクトルとの接触面積を少なくし、振動伝達効率を低減して、リアクトルの作動による騒音を低減できる。そして、リアクトルの底面に液体を接触させるので、リアクトルの振動を液体により吸収させて、リアクトルの作動による騒音を低減できる。さらに、リアクトルに直接冷却水が接触さするため、リアクトルの冷却を十分に行うことができる。すなわち、簡便な構成により駆動制御装置を収納するケース内において、リアクトルによる騒音低減および、リアクトルの冷却を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、車両に搭載される電気モータの駆動制御装置において、リアクトルによる騒音の低減と、リアクトルの放熱性の確保とを、リアクトルの取付け部の構成により実現するものである。
【実施例１】
【００１７】
次に、本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は電気モータの制御ユニットを示す斜視図であり、図２は制御ユニットにおけるリアクトルの配置構成を示す側面断面図である。
電気モータの駆動制御装置である制御ユニット１は、電気モータの駆動を行う場合のバッテリーから電気モータへの電力供給制御、電気モータを発電機として用いる場合の電気モータからバッテリーへの充電制御を行うものである。
制御ユニット１は、モータの駆動制御およびバッテリーの充電制御を行う電子回路と、この電子回路を収納するケースおよびカバーと、により構成されている。制御ユニット１の上面にはユニットカバー２が装着されており、ユニットカバー２は上部ユニットケース３に固定されている。上部ユニットケース３にはＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）４およびリアクトル５などが装着されている。上部ユニットケース３の下には下部ユニットケース６が取付けられ、上部ユニットケース３と下部ユニットケース６とにより制御ユニット１のヒートシンク１０が構成されている。
ＩＰＭ４およびリアクトル５は、上部ケース３の下部内側に取付けられるものである。下部ユニットケース６にはＩＰＭ４やリアクトル５などを冷却するための冷却水路７が構成されている。
【００１８】
次に、制御ユニット１におけるリアクトルの取付け構造について説明する。
図３は制御ユニットケースに取付けられたリアクトルにおける振動と熱の伝達構成を示す図である。
リアクトル５はヒートシンク１０上面に取付けられている。ヒートシンク１０には冷却水路７ｂが構成されている。冷却水路７ｂは、下部ユニットケース６に設けられた冷却水路７に接続するものであり、リアクトル５の直下に設けられるものである。リアクトル５を取付けるヒートシンク１０において、リアクトル５の下方に冷却水路７ｂを設けることにより、ヒートシンク１０とリアクトル５との接触面積を低減させ、冷却水をリアクトル５の底部に接触させるものである。
【００１９】
振動は接触面積が大きいほど伝達効率が高くなる。このため、リアクトル５とヒートシンク１０との接触面積を小さくすることにより、リアクトル５からの振動伝達率を低減して、ヒートシンク１０に伝達される振動を少なくする。これにより、車内に伝達される振動を現象させてリアクトル由来の騒音を低減する。
リアクトル５はヒートシンク１０との接触面積が低減されるが、冷却水がリアクトル５の底面に直接接触する構成となるので、十分に冷却される構成となるものである。
すなわち、リアクトル５より発生する振動の伝達を減少させるとともに、十分な冷却性能を維持できる構造となるものである。
【００２０】
次に、リアクトル５の取付け構造について具体的に説明する。
図４はリアクトルの取付け構成を示す一部側面断面図であり、図５はリアクトルのヒートシンクへの取付け構成を示す図である。
リアクトル５の下部にはベース部５ｂが形成されており、このベース部５ｂをボルト１１によりヒートシンク１０に固定する構成となっている。ヒートシンク１０上面のリアクトル５配置部には開口１０ｂが設けられ、開口１０ｂはヒートシンク１０に設けられた冷却水路７ｂに連通している。ヒートシンク１０上面には開口１０ｂの外側を取り巻くように溝１０ｃが設けられており、この溝１０ｃにＯリング１２がはめ込められる。ヒートシンク１０の溝１０ｃにＯリング１２を装着することにより、リアクトル５をヒートシンク１０に取付けた時の冷却水路の気密性を確保できる。
すなわち、ヒートシンクの構成において、開口１０ｃを設け、その開口１０ｃの周りにＯリング１２を配置することにより、リアクトル５からの振動伝達を低減するし騒音の低減を図るとともに、リアクトル５の冷却を効率的に行うことができるものである。
【実施例２】
【００２１】
次に、第２実施例について説明する。
図６は第２実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図である。
リアクトル５には冷却用のフィン１４が設けられており、リアクトル５ヒートシンク１０に取付けた状態においてフィン１４が冷却水路７ｂに連通するヒートシンク１０の開口に挿入された構成となっている。
これにより、リアクトル５よりの熱を冷却水路７ｂ内の冷却水に効率的に伝達できるとともに、ヒートシンク１０とリアクトル５とが直接接触する面積を少なくし、ヒートシンク１０に伝達される振動を低減できるものである。
さらに、冷却水との接触面積が広くなるため、冷却効率の向上とともに、液体によるリアクトルの振動吸収を促進させることができる。
【実施例３】
【００２２】
次に、第３実施例について説明する。
図７は第３実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図である。
リアクトル５には冷却用のフィン１４が設けられており、リアクトル５ヒートシンク１０に取付けた状態においてフィン１４が冷却水路７ｂに連通するヒートシンク１０の開口に挿入された構成となっている。
さらに、リアクトル５のベース部５ｂが溶接によりヒートシンク１０に取付けられている。ベース部５ｂの外周部は溶接により溶接部５ｃが形成され、ヒートシンク１０と一体に構成されるものである。
これにより、リアクトル５とヒートシンク１０との接触面積を低減しながら固着面積を増大させて、リアクトル５のヒートシンク１０への取付け剛性を向上できるものである。これにより、ヒートシンク１０への振動伝達率を低減させながら、振動によるリアクトル５の振幅を減少させることができる。これにより、ヒートシンク１０に伝達される振動エネルギーを減少させて、騒音を低減できるものである。
これにより、リアクトル５よりの熱を冷却水路７ｂ内の冷却水に効率的に伝達できるとともに、ヒートシンク１０とリアクトル５とが直接接触する面積を少なくし、ヒートシンク１０に伝達される振動を低減できるものである。
そして、リアクトル５の取付けをリアクトル５外周部の溶接により行うことにより、冷却水路７ｂの密閉性を容易に確保でき、取付けを簡便な構造により実現することができる。
【実施例４】
【００２３】
次に、第４実施例について説明する。
図８は第４実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図である。
第４実施例において、リアクトル５を冷却用水路７ｂ上に配置するとともに、冷却水路７ｂに挿入されるフィン１４と流動性のある熱伝達媒体層を介して接続するものである。流動性のある熱伝達媒体としては、シリコーングリースや放熱性ゲルなどを用いることができるものである。
リアクトル５はプレート１４ｂとともにヒートシンク１０にボルト１１により取付けられる。リアクトル５のベース部５ｂには、底面に凹部が形成されており、ベース部５ｂとプレート１４ｂとの間に空間５ｆが形成されるものである。この空間５ｆには、流動性のある熱伝導媒体を満たすものである。
これにより、リアクトル５がプレート１４ｂに直接接触している面積を減少させて、振動の伝達率を低減させるとともに、リアクトル５の冷却を効率的に行うことができる。
なお、リアクトル５のベース部５ｂに形成した凹部は、プレート１４ｂの上面に形成して、空間を構成して熱伝導媒体を充填することも可能である。
【実施例５】
【００２４】
次に、第５実施例について説明する。
図９は第５実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図である。
リアクトル５のベース部５ｂの中央には下方に突出した台座５ｇが設けられており、リアクトル５のベース部５ｂおよび台座５ｇがボルト１１・・によりヒートシンク１０に固定される。ヒートシンク１０上面には開口の外側を取り巻くように設けた溝にはＯリング１２がはめ込められている。リアクトル５のベース部５ｂはヒートシンク１０の上方より螺装されるボルト１１によりヒートシンク１０に固定される。
台座５ｇはヒートシンク１０の下方より螺装されるボルト１１により、ヒートシンク１０に固定される。ヒートシンク１０の下方より螺装されるボルト１１はリング１５を挿嵌した状態で螺装され、リング１５とヒートシンク１０との間にはＯリング１２ｓが配設されて冷却水路７ｂよりの冷却水漏れを防止する構成となっている。
これにより、リアクトル５とヒートシンク１０との接触面を小さくしながら、リアクトルの取付け剛性が向上できる。また、リアクトル５の底面中央部においてリアクトル５を固定するので、リアクトル５において固定点間の距離を短くでき、リアクトル５の振動における振幅を小さくできるものである。振幅を小さくすることにより、伝達される振動エネルギーの量を低減でき、騒音を低減できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電気モータの制御ユニットを示す斜視図。
【図２】制御ユニットにおけるリアクトルの配置構成を示す側面断面図。
【図３】制御ユニットケースに取付けられたリアクトルにおける振動と熱の伝達構成を示す図。
【図４】リアクトルの取付け構成を示す一部側面断面図。
【図５】リアクトルのヒートシンクへの取付け構成を示す図。
【図６】第２実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図。
【図７】第３実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図。
【図８】第４実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図。
【図９】第５実施例であるリアクトルの取付け構成を示す側面一部断面図。
【図１０】モータ駆動装置の振動による騒音の伝達構成を示す図
【図１１】リアクトルの上面図。
【図１２】図１１におけるリアクトルのＡ−Ａ線断面図。
【図１３】リアクトルに入力される電流と時間の関係を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１    制御ユニット
２    ユニットカバー
３    上部ユニットケース
４    ＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）
５    リアクトル
５ｇ  台座
６    下部ユニットケース
７・７ｂ    冷却水路
１０    ヒートシンク
１０ｂ  開口部
１０ｃ  溝
１１    ボルト
１２    Ｏリング
１４    冷却フィン
【図１】
2005286020.tif 000003
【図２】
2005286020.tif 000004
【図３】
2005286020.tif 000005
【図４】
2005286020.tif 000006
【図５】
2005286020.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005286020.tif 000009
【図８】
2005286020.tif 000010
【図９】
2005286020.tif 000011
【図１０】
2005286020.tif 000012
【図１１】
2005286020.tif 000013
【図１２】
2005286020.tif 000014
【図１３】
2005286020.tif 000015