CN102203418B - 逆变器一体型电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明以低成本提供一种能将设计的自由度维持在与现有设计的自由度相同的较高水准的情沉下，能利用电磁噪声的屏蔽提高控制电路的稳定性，且能有效地防止控制基板的振动，从而在动作稳定性上优异的压缩机。一种逆变器一体型电动压缩机内置有电动机，且包括逆变器的电动机驱动用高压电路和包括控制用低压电路的控制基板设于压缩机外壳内，其特征是，将屏蔽板夹设于电动机驱动用高压电路与控制基板之间，该屏蔽板由能对从电动机驱动用高压电路朝控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的材质构成，将屏蔽板与控制基板彼此固定，并将所述屏蔽板和所述控制基板双方固定于压缩机外壳内的规定位置。

Description

逆变器一体型电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种逆变器一体型电动压缩机，特别地，涉及一种能将设计的自由度维持在与现有设计的自由度相同的较高水准的情况下，能利用电磁噪声的屏蔽提高控制电路的稳定性，从而能有效地防止控制基板的振动，在动作稳定性上优异，能以低成本实现的逆变器一体型电动压缩机。
背景技术
在电动压缩机、尤其装设于车辆的电动压缩机中，目前，提出了各种用于保护电气零件免受因长时间的振动而引起的不良影响的振动对策。例如，在专利文献1中，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结构，已知有一种电动机驱动电路被树脂模塑材料覆盖而埋设于该树脂模塑材料中的结构。
另外，在逆变器一体型电动压缩机中，可能会因从高压电路被释放出的电磁噪声而引起由低压电路构成的控制电路的误动作等不良情况，因此，需要电磁噪声的屏蔽装置。例如，在专利文献2中，公开了一种通过在高压电路即电源模块与低压电路即电源模块驱动电路之间设置磁屏蔽件来将从高压电路朝低压电路方向被释放出的电磁噪声屏蔽的逆变器装置的开关室结构。
专利文献1：日本专利特开2002-70743号公报
专利文献2：日本专利特许第3729175号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献2中公开的发明中，实现了因电磁噪声的屏蔽而产生的电路的稳定性的提高，但对振动对策未特别提及和示意。
因此，本发明的技术问题在于以低成本提供一种能将设计的自由度维持在与现有设计的自由度相同的较高水准的情况下，能利用电磁噪声的屏蔽提高控制电路的稳定性，且能有效地防止控制基板的振动，从而在动作稳定性上优异的逆变器一体型电动压缩机。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题，本发明的逆变器一体型电动压缩机内置有电动机，且包括逆变器的电动机驱动用高压电路和包括控制用低压电路的控制基板设于压缩机外壳内，其特征是，使屏蔽板夹设于所述电动机驱动用高压电路与所述控制基板之间，该屏蔽板由能对从所述电动机驱动用高压电路朝所述控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的材质构成，将所述屏蔽板与所述控制基板彼此固定，并将所述屏蔽板和所述控制基板双方固定于所述压缩机外壳内的规定位置。
在这样的逆变器一体型电动压缩机中，由于从电动机驱动用高压电路朝上述控制用低压电路方向释放出的电磁噪声被屏蔽板屏蔽，因此，能可靠防止因电磁噪声而引起的控制用低压电路的不良影响，从而可实现压缩机整体的动作稳定性的提高。另外，控制基板在其与屏蔽板彼此固定的状态下固定于压缩机外壳内的规定位置，因此，控制基板与屏蔽板的位置关系被维持在用于屏蔽上述电磁噪声的规定的位置关系，并可防止控制基板的振动，即使在高速动作时，也能可靠地维持压缩机的动作稳定性，从而可实现压缩机的长寿命化。
本发明的屏蔽板为较薄的板状，设置空间较小即可，所以，该屏蔽板朝现有压缩机的设置是容易的，也能容易地使该屏蔽板按照设置部位的形状形成为期望的形状，从而能将压缩机的设计的自由度维持在与现有不设置屏蔽板的情况的设计的自由度大致相同的较高的水准。另外，由于本发明实质上能通过仅追加屏蔽板来实现，因此，几乎不对压缩机整体的重量施加影响，能以低成本实现压缩机的动作稳定性的提高。本发明的屏蔽板的材质并未被特别地限定，但由于能可靠地屏蔽电磁噪声并在加工性上优异，因此，该屏蔽板由金属或合金构成是较为理想的。
在上述屏蔽板上并未被特别地限定，但设有肋片是较为理想的。可通过设置肋片提高屏蔽板的刚度，从而能更有效地防止控制基板的振动。
另外，未被特别地限定，但较为理想的是，上述屏蔽板朝控制基板的固定部的至少一部分形成为朝所述控制基板方向突出成凸状的形状。通过使固定部形成为凸状，能减少将控制基板和屏蔽板固定时的两构件间的接触面积，从而可抑制振动从屏蔽板朝控制基板的传递，进而能抑制控制基板的振动。另外，如后所述，包括控制基板的电气零件设于被压缩机外壳围住的收容空间内，由于在组装完成后，在收容空间内填充有树脂的情况下，在因固定部的突出而形成于控制基板与屏蔽板之间的间隙中填充有树脂，因此，能更可靠地固定控制基板，从而能更有效地防止控制基板的振动。
在本发明中，在电动机驱动用高压电路的电源侧设有噪声滤波器的情况下，上述屏蔽板未被特别地限定，但较为理想的是，采用也能对从噪声滤波器朝控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的结构。根据这种结构，能更可靠地防止因电磁噪声而引起的控制用低压电路的不良情况，从而能实现压缩机整体的动作稳定性的提高。
另外，在本发明中，在电动机驱动用高压电路中连接有电源线的情况下，上述屏蔽板未被特别地限定，但较为理想的是，采用也能对从电源线朝控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的结构。根据这种结构，能更可靠地防止因电磁噪声而引起的控制用低压电路的不良情况，从而能实现压缩机整体的动作稳定性的提高。
本发明的逆变器一体型电动压缩机能采用以下结构，为了实现电路的绝缘及电气零件的振动防止，包括电动机驱动用高压电路及控制基板在内的电气零件设于被压缩机外壳围住的收容空间内，在组装完成后，具有在上述收容空间内填充有树脂，上述电气零件的至少一部分被固化了的填充树脂密封的结构。在这种结构中，未被特别地限定，但为了使树脂均匀地填充在收容空间内，在上述屏蔽板上设有排气用的孔是较为理想的。通过设置这样的排气用的孔，能防止气泡在树脂内的产生、残留，从而能将被树脂密封的电气零件更可靠地固定在收容空间内，以实现压缩机整体的动作稳定性的提高。
如上所述，在压缩机内部设有树脂填充用的收容空间的情况下，未被特别地限定，但在上述屏蔽板上设有树脂填充用的孔是较为理想的。通过设置这样的树脂填充用的孔，能朝被屏蔽板覆盖的部位容易地注入树脂，从而能在收容空间内的规定部位整体上可靠地填充树脂，进而能将被树脂密封的电气零件更可靠地固定在收容空间内，以实现压缩机整体的动作稳定性的提高。上述树脂填充用的孔既可兼用为上述排气用的孔，也可是分别不同的孔。
本发明的逆变器一体型电动压缩机的用途未被特别地限定，但由于能通过电磁噪声的屏蔽及控制基板的振动防止来实现优异的动作稳定性，因此，用作容易受到振动的影响的车用压缩机是优选的，尤其用作车辆空调装置用的压缩机是优选的。
发明效果
这样，根据本发明的逆变器一体型电动压缩机，能以低成本实现一种能将设计的自由度维持在与现有设计的自由度相同的较高水准的情况下，能利用电磁噪声的屏蔽提高控制电路的稳定性，且能有效地防止控制基板的振动，从而在动作稳定性上优异的压缩机。
附图说明
图1是本发明一实施方式的逆变器一体型电动压缩机的概略纵剖视图。
图2是图1所示的逆变器一体型电动压缩机中的收容空间形成部、屏蔽板及控制基板的立体图。
图3是用于例示图1所示的逆变器一体型电动压缩机中的屏蔽板设置部的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的理想的实施方式进行说明。
图1是表示本发明一实施方式的逆变器一体型电动压缩机，特别地表示将本发明应用于涡旋型电动压缩机的例子。在图1中，逆变器一体型电动压缩机1具有由定涡盘3和动涡盘4构成的压缩机构2。动涡盘4在自转被球式联接器5阻止的状态下能相对于定涡盘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。通过配置在主轴8一端侧的偏心销9、与偏心销9可自由旋转地卡合的偏心轴衬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设于压缩机外壳(前外壳)12上，吸入后的制冷剂通过电动机7的配置部被朝压缩机构2引导，被压缩机构2压缩后的制冷剂通过排出孔13、排出室14、设于压缩机外壳(后外壳)15的排出端口16而被输送至外部回路。
通过被上述压缩机外壳12(前外壳)的延伸部围住而形成有收容空间20，并使电动机驱动电路21设于该收容空间20内。更详细而言，电动机驱动电路21在收容空间20内设于形成在压缩机外壳12上的相对于制冷剂吸入路径侧的间壁22的外表面侧。电动机驱动电路21通过以贯穿间壁22的方式安装的密封端子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。在本实施方式中，采用以下结构，通过将电动机驱动电路21设于间壁22的外表面侧，使包括电动机驱动电路21在内的电气零件的至少一部分能通过间壁22与吸入制冷剂进行热交换，从而能利用吸入制冷剂进行冷却。通过这样构成，能自动且恰当地冷却容易发热的电气零件(例如，具有逆变器功能的电动机驱动用高压电路25)，从而能维持电动机驱动电路21的规定性能，并无需另外设置冷却装置等，因此，能实现结构的简化。这样的结构并不仅限定于涡旋型电动压缩机，还能适用于被压缩流体是制冷剂的所有种类的逆变器一体型电动压缩机。
电动机驱动电路21包括：具有逆变器功能的电动机驱动用高压电路25；以及具有控制用低压电路的控制基板26，与该电动机驱动电路21分体或一体地设有电容27等电气零件。由于能屏蔽电磁噪声的屏蔽板31以夹设在电动机驱动用高压电路25与控制基板26之间的状态固定，因此，能可靠地保护设于控制基板上的控制用低压电路免受电动机驱动用高压电路25的电磁噪声的影响，从而可防止误动作等不良情况。另外，控制基板26被固定在设于屏蔽板31的凸状的固定部32上，从而可实现振动的防止。因此，可利用屏蔽板31实现电路的电稳定性及电气零件的物理稳定性的提高，从而能实现在动作稳定性上优异的电动压缩机。为了进行后述的树脂填充，在上述屏蔽板31上设有能兼用于树脂填充用的孔的排气用的孔33。
上述电动机驱动电路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在内的电气零件的压缩机外壳12的朝向外部的开口侧被盖构件29覆盖而保持密封的状态，使得这些电气零件被盖构件29保护。
在收容空间20内配置完上述电动机驱动电路21及电容27等电气零件后，填充树脂34，利用这些实质上整体被固化的树脂34密封。如图所示，树脂填充的范围限于收容空间20内的必要最小限度的范围内，从而可实现压缩机1整体的轻量化。如上所述，在屏蔽板31上设有能兼作为树脂填充用的孔的排气用的孔33，从而可有效地防止气泡在填充树脂34内的产生及残留。另外，上述排气用的孔33也能作为树脂填充用的孔利用，而且，在屏蔽板31与控制基板26之间因凸状的固定部32形成有间隙，因此，即便在被控制基板26、屏蔽板31屏蔽的部位，也能可靠地实现树脂的填充，从而能将密封好的电气零件更可靠地固定于收容空间20内，进而能实现压缩机1整体的动作稳定性的提高。
图2表示图1所示的逆变器一体型电动压缩机中的收容空间20、屏蔽板31及控制基板26的基本的关系。设有控制用低压电路的控制基板26被螺钉36固定在形成于屏蔽板31的固定部32上。在屏蔽板31中，可通过形成肋片35实现刚度的提高，并使多个固定部32的一部分形成为凸状以将该固定部32与控制基板26的接触面积抑制为最小限度，从而实现振动传递的降低。另外，如上所述，利用能兼作为树脂填充用的孔的排气用的孔33来防止气泡在填充树脂34内的产生，从而能将密封好的电气零件更可靠地固定于收容空间20内。
设置于收容空间20内的电动机驱动用高压电路25通过噪声滤波器37与电源线38连接，从而得到保护而免受电源线38的信号线传导性噪声的影响。来自外部电源的高压通过电源线被供给至这些电气零件，也许会向周围释放出能对其他电气零件带来影响的强度的电磁噪声，因此，安装于控制基板26的屏蔽板31采用不仅能对电动机驱动用高压电路25，对从噪声滤波器37及电源线38释放出的电磁噪声也能进行屏蔽的结构，从而可实现对设于控制基板26的控制用低压电路的保护，确保压缩机1的动作稳定性。
若以电路方式表示上述结构，则例如图3所示。在图3中，如上所述，在电动压缩机1中设有电动机驱动电路21，电动机驱动电路21的输出通过密封端子23、导线24对内置电动机7的各电动机绕组41供电，以驱动电动机7旋转，从而进行压缩机构2的压缩。电动机驱动电路21包括电动机驱动用高压电路25和控制用低压电路45，该控制用低压电路45具有用于对电动机驱动用高压电路25内的逆变器42的各电源元件43(开关元件)进行控制的电动机控制电路44，该控制用低压电路45构成于上述控制基板26上。来自外部电源46(例如，电池)的电能通过高压用连接器47朝电动机驱动用高压电路25供电，并通过噪声滤波器37、平滑化用的电容27供给至逆变器42，在利用逆变器42将来自电源46的直流电转换成近似三相交流电后，朝电动机7供给。例如从车辆的空调控制装置48经由控制信号用连接器49朝电动机控制电路44供给低压电的电。在图3中，将该控制信号用连接器49和上述高压用连接器47图示在分离的位置，但实际上，上述控制信号用连接器49和高压用连接器47装备于图1所示的同一连接器28内。在上述控制基板26上固定有上述屏蔽板31，如图3所示，该屏蔽板31夹设于电动机驱动用高压电路25与具有控制用低压电路45的上述控制基板26之间，其尽可能在大的范围内覆盖电动机驱动用高压电路25，从而能抑制噪声从电动机驱动用高压电路25朝控制用低压电路45侧的影响。
工业上的可利用性
本发明能适用于所有种类的逆变器一体型电动压缩机，特别地，作为要求优异的动作稳定性及振动耐性、对设计的自由度的要求水准较高、要求小型轻量化的车辆空调装置用的逆变器一体型电动压缩机是优选的。
符号说明
1 逆变器一体型电动压缩机
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 偏心轴衬
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 间壁
23 密封端子
24 导线
25 电动机驱动用高压电路
26 控制基板
27 电容
28 连接器
29 盖构件
31 屏蔽板
32 固定部
33 排气用的孔
34 填充树脂
35 肋片
36 螺钉
37 噪声滤波器
38 电源线
41 电动机绕组
42 逆变器
43 电源元件(开关元件)
44 电动机控制电路
45 控制用低压电路
46 外部电源
47 高压用连接器
48 空调控制装置
49 控制信号用连接器

Claims (8)

1.一种逆变器一体型电动压缩机，内置有电动机，且包括逆变器的电动机驱动用高压电路和包括控制用低压电路的控制基板设于压缩机外壳内，所述逆变器一体型电动压缩机由装设于车辆的压缩机构成，其特征在于，
使屏蔽板夹设于所述电动机驱动用高压电路与所述控制基板之间，该屏蔽板由能对从所述电动机驱动用高压电路朝所述控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的材质构成，将所述屏蔽板与所述控制基板彼此固定，并将所述屏蔽板和所述控制基板双方固定于所述压缩机外壳内，
所述屏蔽板的朝控制基板的固定部的至少一部分形成为朝所述控制基板方向突出成凸状的形状。
2.如权利要求1所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
所述控制基板的中央部固定于所述屏蔽板。
3.如权利要求1所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
在所述屏蔽板上设有肋片。
4.如权利要求1所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
在所述电动机驱动用高压电路的电源侧设有噪声滤波器，所述屏蔽板采用也能对从所述噪声滤波器朝所述控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的结构。
5.如权利要求1所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
在所述电动机驱动用高压电路中连接有电源线，所述屏蔽板采用也能对从所述电源线朝所述控制用低压电路方向释放出的电磁噪声进行屏蔽的结构。
6.如权利要求1所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
包括所述电动机驱动用高压电路及所述控制基板在内的电气零件设于被压缩机外壳围住的收容空间内，在组装完成后，具有在所述收容空间内填充有树脂，所述电气零件的至少一部分被固化了的填充树脂密封的结构，且为了使所述树脂均匀地填充在收容空间内，在所述屏蔽板上设有排气用的孔。
7.如权利要求6所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
在所述屏蔽板上设有树脂填充用的孔。
8.如权利要求1至7中任一项所述的逆变器一体型电动压缩机，其特征在于，
由车辆空调装置用的压缩机构成。
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