CN101617121A - 逆变器一体型的电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种逆变器一体型的电动压缩机，内置有电动机，且包括逆变器的电动机驱动电路设置在由压缩机外壳围成的收容空间内，其中，包括电动机驱动电路的电气元件的至少一部分被填充在收容空间内的树脂覆盖，并且，收容空间内的可填充树脂的区域的一部分被种类异于填充树脂的轻量材料填埋。能提供一种逆变器一体型的电动压缩机，对于电动机驱动电路等的树脂覆盖部的构造而言，能大幅度减少填充树脂量，实现压缩机整体的轻量化、成本下降。

Description

逆变器一体型的电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种将包括逆变器(inverter)的电动机驱动电路组装在压缩机内的逆变器一体型的电动压缩机，尤其涉及在为了使电动机驱动电路绝缘、对其进行保护而进行树脂填充时，通过使树脂填充部轻量化，能实现压缩机整体的轻量化、低成本化的逆变器一体型的电动压缩机。
背景技术
作为内置有包括逆变器等在内的电动机驱动电路的电动压缩机的构造，已知有这样的构造：电动机驱动电路被绝缘用树脂模塑材料覆盖，被埋设在该树脂模塑材料中(例如专利文献1)。
另外，还已知有这样的构造：使成为加热流动状态的绝缘用的合成树脂等流入到配置在上盖与压缩机外壳之间(外壳内的低压侧)的功率半导体模块上，从而将其覆盖、埋设(例如专利文献2)。在该专利文献2记载的构造中，收容功率半导体模块等电气元件的室的整体充满树脂模塑材料。
专利文献1：日本专利特开2002-70743号公报
专利文献2：日本专利特开平4-80554号公报
发明的公开
发明所要解决的技术问题
然而，如上所述的现有构造中，在收容电动机驱动电路等的室的实质上整个内部填充树脂，将电动机驱动电路等完全埋设，因此，填充树脂量、使用树脂量增多，相应地阻碍了电动压缩机整体的轻量化和成本下降。特别是在车用空调装置等所使用的电动压缩机中，要求尽可能实现轻量化和成本下降。
因此，鉴于这样的以往的电动压缩机的问题和要求，本发明的目的在于提供一种逆变器一体型的电动压缩机，对于电动机驱动电路等的树脂覆盖部的构造而言，能大幅度减少填充树脂量，实现压缩机整体的轻量化、成本下降。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明的逆变器一体型的电动压缩机是一种内置有电动机、且包括逆变器的电动机驱动电路设置在由压缩机外壳围成的收容空间内的逆变器一体型的电动压缩机，其特征是，包括电动机驱动电路的电气元件的至少一部分被填充在上述收容空间内的树脂覆盖，并且，上述收容空间内的可填充树脂的区域的一部分被种类不同于上述填充树脂的异种材料填埋。
即，上述现有构造中，在收容电动机驱动电路等的室的实质上整个内部填充树脂，因此，填充树脂量必然会增多，但本发明的构造中，可填充树脂的区域的一部分被种类不同于填充树脂的异种材料填埋，因此，填充树脂量至少可减少与异种材料所占的容积相应的量，能实现该树脂覆盖部的轻量化、成本下降，进而实现压缩机整体的轻量化、成本下降。
特别是在上述异种材料由密度或体积密度比上述填充树脂小的材料形成时，能可靠地轻量化。即，从轻量化、成本下降的角度出发，较为理想的是将可填充树脂的区域抑制在必要的最小限度，即使是与以往相同的可填充树脂的区域，通过用密度或体积密度比填充树脂小的异种材料来占据该区域的一部分，可填充树脂的区域能可靠地轻量化，压缩机整体也能可靠地轻量化。
就该异种材料而言，只要是密度或体积密度比填充树脂小的材料即可，能使用各种材料。例如，既可由密度低的、预先成形为规定形状的树脂零件来构成异种材料，也可由合成纤维等的(例如尼龙和聚酯纤维的)、体积密度低的纤维集合体来构成异种材料。在由树脂零件构成时，只要预先成形为与应填埋的空隙的形状相应的形状即可，在由纤维集合体构成时，只要在应填埋的空隙内塞入纤维集合体即可。也就是说，用密度或体积密度比填充树脂小的异种材料来填埋以往用填充树脂填埋的空隙即可。作为密度低的预先成形好的树脂零件，例如可使用由发泡体(例如聚苯乙烯等的发泡体)构成的零件。
在这样的本发明的逆变器一体型的电动压缩机中，特别是在被压缩流体为制冷剂时，较为理想的是包括电动机驱动电路的电气元件的至少一部分以能与作为被压缩流体的吸入制冷剂进行热交换的形态设置在收容空间内。例如，较为理想的是电动机驱动电路设置于处在制冷剂的吸入路径中的压缩机外壳或其附近，构成为能在该位置与吸入制冷剂侧进行热交换。这样构成时，能自动地适当冷却容易发热的逆变器，能维持电动机驱动电路的规定性能，且不必另行设置冷却装置等，从而能实现构造的简化。
另外，较为理想的是在将上述异种材料与电气元件一起装入收容空间内后进行树脂填充。即，在朝收容空间内收容的收容物全部配置在规定位置上的状态下进行树脂填充。由此，能容易地进行树脂填充，并能在将各电气元件保持固定于规定位置时使配置在规定位置上的异种材料承担电气元件的一部分保持固定作用。另外，通过使用液态树脂材料，能容易且迅速地使注入树脂遍及收容空间内的必要区域的整个区域，能使规定的树脂填充作业变得更容易。使用该液态树脂材料时，使液态树脂材料在树脂填充区域内流动扩散(日文：流延)，在流动扩散的过程中，可通过涂覆等对必要对象部位进行规定的树脂覆盖。
另外，在本发明中，包括电动机驱动电路的电气元件的至少一部分在被加热后的余热状态下进行上述树脂填充时也较为理想。这种情况下，与余热量相应，树脂材料的流动性变好，因此，在欲对树脂填充区域内的特别细微的空间也充分填充树脂时，可采用该方式。
作为树脂填充中使用的树脂材料，较为理想的是热固性树脂，例如聚氨酯、环氧树脂等热固性树脂。若是热固性树脂，则在规定的固化后即使逆变器等多少有些发热，也能维持足够高的耐热性、甚至耐久性。
包括本发明的树脂填充部构造的逆变器一体型的电动压缩机尤其适用于迫切需要实现压缩机整体的轻量化、成本下降的车用空调装置所使用的压缩机。
发明效果
根据本发明的逆变器一体型的电动压缩机，由于用种类异于填充树脂的轻量的材料来填埋可填充树脂的区域的一部分的空隙，因此填充树脂量至少可减少与异种材料所占的容积相应的量，能实现树脂覆盖部的轻量化、成本下降，进而实现压缩机整体的轻量化、成本下降。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的逆变器一体型的电动压缩机的概略纵剖视图。
(符号说明)
1逆变器一体型的电动压缩机
2压缩机构
3定涡盘
4动涡盘
5球式联接器
6压缩机外壳(中间外壳)
7电动机
8主轴
9偏心销
10偏心衬套
11吸入端口
12压缩机外壳(前外壳)
13排出孔
14排出室
15压缩机外壳(后外壳)
16排出端口
20收容空间
21电动机驱动电路
22分隔壁
23密封端子
24导线
25IPM
26控制电路
27电容器
28连接器
29盖部件
31异种材料
32填充树脂
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的理想的实施方式。
图1表示本发明的一实施方式所涉及的逆变器一体型的电动压缩机1，表示将本发明应用于涡旋式电动压缩机的例子。在图1中，符号2表示由定涡盘3和动涡盘4形成的压缩机构。动涡盘4在自转通过球式联接器5被阻止的状态下相对于定涡盘3绕转。在压缩机外壳(中间外壳)6内装入有电动机7，利用该内置电动机7驱动主轴8(转轴)旋转。通过配设在主轴8的一端侧的偏心销9、与其可自由旋转地卡合的偏心衬套10，将主轴8的旋转运动变换成动涡盘4的绕转运动。本实施方式中，吸入作为被压缩流体的制冷剂的吸入端口11设置在压缩机外壳(前外壳)12上，被吸入后的制冷剂通过电动机7的配置部朝压缩机构2引导，经压缩机构2压缩后的制冷剂通过排出孔13、排出室14、设置在压缩机外壳(后外壳)15上的排出端口16而输送给外部回路。
用上述压缩机外壳12(前外壳)的延设部围绕而形成收容空间20，电动机驱动电路21设置在该收容空间20内。更详细而言，电动机驱动电路21设置于收容空间20内的、在压缩机外壳12上形成的相对于制冷剂吸入路径侧的分隔壁22的外表面侧。电动机驱动电路21通过以贯穿分隔壁22的形态安装的密封端子23(电动机驱动电路21的输出端子)、导线24对电动机7供电，在密封端子23的设置部，制冷剂吸入路径侧与电动机驱动电路21的设置侧被密封。通过将电动机驱动电路21设置在分隔壁22的外表面侧，包括电动机驱动电路21在内的电气元件的至少一部分通过分隔壁22可与吸入制冷剂进行热交换，可由吸入制冷剂冷却。
电动机驱动电路21包括具有逆变器功能的IPM(Intelligent PowerModule：智能功率模块)25和控制电路26，与其分体或一体地设置有电容器27等电气元件。该电动机驱动电路21通过作为输入端子的连接器28与外部电源(未图示)连接。安装有这些包括电动机驱动电路21在内的电气元件的压缩机外壳12的朝向外部的开口侧被盖部件29覆盖而成为密封状态，这些电气元件被盖部件29保护。
种类不同于填充树脂的异种材料31与上述电动机驱动电路21和电容器27等电气元件一起装入规定部位，材料31形成为填埋这些电气元件间的间隙的形状或局部地覆盖配置有电气元件的电路的形状。这样在收容空间20内配置电气元件和异种材料31后，通过树脂填充，这些部件实质上整体被填充树脂32覆盖。在此状态下，可填充树脂的区域的一部分被异种材料31填埋。通过用密度或体积密度比填充树脂32小的材料来构成异种材料31，与可填充树脂的区域整体被填充树脂填埋时相比能可靠地轻量化，从能降低使用填充树脂量这点出发，还能实现成本下降。
若将该树脂填充如图所示控制在收容空间20内的必要最小限度的范围内，则与对收容空间20内的整体填充树脂时相比能实现大幅度的轻量化。这样的必要最小限度的树脂填充例如可通过使用液态树脂材料进行涂覆来实现。另外，在进行这样的树脂填充时，异种材料31已被组装于规定位置，因此，可在各电气元件被各异种材料31保持的状态下填充树脂，还能使期望的树脂填充变得容易。
规定的树脂填充完成后，安装盖部件29即可。树脂填充时，如上所述，也可将电气元件等预加热并在其余热状态下进行。这样一来，与余热量相应，树脂材料的流动性变好，因此，即使是对树脂填充区域内的特别细微的空间也能充分地填充树脂。
工业上的可利用性
使用本发明的异种材料的树脂填充部构造能应用于所有逆变器一体型的电动压缩机，尤其适用于需要实现压缩机整体的轻量化、成本下降的车用空调装置所使用的压缩机。

Claims (11)

1.一种逆变器一体型的电动压缩机，内置有电动机，且包括逆变器的电动机驱动电路设置在由压缩机外壳围成的收容空间内，其特征在于，包括电动机驱动电路的电气元件的至少一部分被填充在所述收容空间内的树脂覆盖，并且，所述收容空间内的可填充树脂的区域的一部分被种类不同于所述填充树脂的异种材料填埋。
2.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述异种材料由密度或体积密度比所述填充树脂小的材料形成。
3.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述异种材料由预先成形好的树脂零件形成。
4.如权利要求3所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述预先成形好的树脂零件用发泡体构成。
5.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述异种材料由合成纤维的集合体形成。
6.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，包括所述电动机驱动电路的电气元件的至少一部分以能与作为被压缩流体的吸入制冷剂进行热交换的形态设置在所述收容空间内。
7.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，在将所述异种材料与电气元件一起装入所述收容空间内后，进行所述树脂填充。
8.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述树脂填充是通过将液态树脂材料填充到所述收容空间内来进行的。
9.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，包括所述电动机驱动电路的电气元件的至少一部分在被加热后的余热状态下进行所述树脂填充。
10.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述填充树脂由热固性树脂形成。
11.如权利要求1所述的逆变器一体型的电动压缩机，其特征在于，所述电动压缩机由车用空调装置所使用的压缩机形成。
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