CN104769283B - 逆变器一体式电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种逆变器一体式电动压缩机，其结构为在主基板上的P‑N端子直接连接电源侧电缆的连接器，因此可以简化直流电力的输入系统，且即使在该情况下也可以减轻施加于基板的应力，而防止基板或安装零部件的损伤。在逆变器一体式电动压缩机中，在逆变器装置(7)的主基板(20)上设置输入高电压的直流电力的P‑N端子(24)，通过在該P‑N端子(20)插入设置在其一端的连接器可以连接电源侧电缆，并且夹着主基板(20)在P‑N端子(24)的相反一侧，配设构成逆变器装置(7)的电气器件(18)，由该电气器件(18)承受在插入连接器时施加到主基板(20)的应力。

Description

逆变器一体式电动压缩机

技术领域

本发明涉及一种在电动压缩机的外壳中一体化组装逆变器装置的逆变器一体式电动压缩机。

背景技术

作为搭载于电动汽车或混合动力车等车辆上的空调装置的压缩机，会使用一体化组装逆变器装置的逆变器一体式电动压缩机。该逆变器一体式电动压缩机的结构为，将搭载于车辆上的电源单元提供的高电压直流电力，在逆变器装置中转换为所要频率的三相交流电力，且将其施加到电动机上而驱动。

逆变器装置如下构成：例如，构成设置在从电源的高电压管线上的抑制噪声用滤波电路的电感线圈或平滑电容器等高电压类零部件；封装有由将直流电力转换为三相交流电力的IGBT等多个开关元件，即功率元件构成的开关电路的副基板；封装有CPU等以低电压运作的控制电路的主基板，即印刷基板；连接这些高电压类零部件、副基板及主基板之间的汇流条等，将通过P-N端子输入的直流电力转换为三相交流电力，且从UWV端子输出。

向该逆变器装置供应来自电源的直流电力的电源侧电缆，例如专利文献1所示，在设置在逆变器收容部侧的连接器连接部上连接有电源侧电缆的连接器，并在从该连接器的直流电力管线通过端子板或汇流条而连接电感线圈或滤波电容器等而构成滤波电路，且与设置在基板侧的P-N端子连接。

另外，专利文献2中公开有在密闭设置有电路基板的逆变器收容空间的金属制的逆变器盖上，形成电源输入端口形成部，上述电路基板封装了过滤用线圈或电容器，通过在该端口形成部上将金属端子进行树脂嵌入成型，将树脂制电源连接器一体设置，通过在该电源连接器上连接电源侧电缆的同时，向逆变器盖的外壳固定，将树脂制电源连接器的金属端子与电路基板连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-275606号公报

专利文献2：日本专利特开2012-193660号公报

发明概要

发明拟解决的问题

然而，上述专利文献1中所示的结构，需要在来自电源侧电缆的直流电力的输入系统中设置端子板或汇流条，且连接线圈或电容器等组成滤波电路用的高电压类零部件。因此，存在因逆变器装置的零部件数量增多，结构变得复杂化、高成本化、大型化，同时存在因汇流条的连接部增加，而确保其可信度变困难等课题。

另一方面，专利文献2中所示的结构，在基板上封装线圈或电容器的同时，一体化装设在逆变器盖上连接电源侧电缆的树脂制电源连接器，只要将该连接器的金属端子在安装逆变器盖时连接到电路基板即可，可简化直流电力的输入系统的结构。但是，在将金属端子连接到电路基板时的插入端子时，会有过大的按压力施加在电路基板的情况，存在因该应力而破损电路基板或损伤安装零部件的可能等课题。

本发明的目的在于，鉴于以上情况，提供一种逆变器一体式电动压缩机，其结构为在主基板上的P-N端子直接连接电源侧电缆的连接器，因此可以简化直流电力的输入系统的同时，即使在该情况下也可以减轻施加于基板的应力，而防止基板或安装零部件的损伤。

解决课题的方法

为解决上述课题，本发明的逆变器一体式电动压缩机采用以下方式。

即，涉及本发明的一方式的逆变器一体式电动压缩机为向设置在外壳外周的逆变器收容部中，组装逆变器装置使其一体化的逆变器一体式电动压缩机，在逆变器装置的主基板上设置输入高电压的直流电力的P-N端子，通过向該P-N端子插入设置在其一端的连接器可以连接电源侧电缆，并且夹着所述主基板在所述P-N端子的相反一侧，配设构成所述逆变器装置的电气器件，由该电气器件承受在插入所述连接器时施加到所述主基板的应力。

根据本发明，因为在逆变器装置的主基板上设置输入高电压的直流电力的P-N端子，且通过在該P-N端子插入设置在其一端的连接器可以连接电源侧电缆，并且夹着主基板在P-N端子的相反一侧，配设构成逆变器装置的电气器件，由该电气器件接受在插入连接器时施加到主基板的应力，因此即使在使其结构为向设置在主基板上的P-N端子，插入设置在电源侧电缆一端的连接器，且直接连接电源侧电缆的情况下，也可使插入连接器时施加到主基板的应力，由夹着主基板在P-N端子的相反一侧配设的电气器件所承受而减轻。从而，可以有效地解决主基板或其安装零部件，由于插入连接器时的过大的按压力产生的应力而破损的情况。另外，通过省略设置在直流电力的输入系统的端子板或汇流条，且削减逆变器装置的零部件数，能够实现简化结构，降低成本及小型轻量化，并且通过减少因汇流条的连接部，能够实现减少工时与提高可信度。

进一步，在所述逆变器一体式电动压缩机中，设置在所述电源侧电缆一端的所述连接器，设置在与封闭所述逆变器收容部的盖体侧的所述P-N端子相对应的位置，且能够在安装所述盖体的时候，插入所述P-N端子。

根据本发明，因为设置在电源侧电缆一端的连接器，设置在与封闭逆变器收容部的盖体侧的P-N端子相对应的位置，在安装该盖体的时候，可插入P-N端子，因此可在收容并设置逆变器装置后，安装盖体密封逆变器收容部时，同时将设置在盖体里面的连接器插入到P-N端子，从而将电源侧电缆连接到逆变器装置的P-N端子。由此，可将电源侧电缆的连接结构单一化，且简化其连接步骤，并且即使用稍大的力按压盖体而使连接器嵌合，也不会向主基板施加过大的应力，并能够将连接器确切地插入到P-N端子中。

进一步，在上述的任一个逆变器一体式电动压缩机中，所述电气器件在所述主基板的对面一侧具备支撑该主基板的支持部，且对应于设置有所述P-N端子的位置而配置在所述主基板的背面一侧。

根据本发明，因为电气器件在主基板的对面一侧具备支撑该主基板的支持部，且对应于设置有P-N端子的位置而配置在主基板的背面，因此在插入对于P-N端子的连接器时，将施加到主基板的应力，可由配置在其背面一侧的电气器件的相对的支持部支持。从而，可大幅度缓和施加到主基板的应力，能够有效地防止主基板的破损或安装零部件的损伤。

进一步，在上述的任一个逆变器一体式电动压缩机中，所述电气器件为滤波电容器，其构成设置在所述逆变器装置的高电压的直流电力管线上的抑制噪声用滤波电路。

根据本发明，因为电气器件为滤波电容器，构成设置在逆变器装置的高电压的直流电力管线上的抑制噪声用滤波电路，因此通过将收容在壳体内，且外形为方形形状的滤波电容器，夹着主基板配设在P-N端子的相反一侧，可直接作为承受施加于主基板的应力的电气器件而活用。由此，通过有效利用原有的电气器件，且研究其配置将其作为施加给主基板的应力的承受材，能够采用对主基板上的P-N端子直接连接电源侧电缆的结构，可以实现削减逆变器装置的零部件数，降低成本，小型轻量化。

发明效果

根据本发明，即使在使其结构为向设置在主基板上的P-N端子，插入设置在电源侧电缆一端的连接器，且直接连接电源侧电缆的情况下，也可使插入连接器时施加到主基板的应力，通过夹着主基板在P-N端子的相反一侧配设的电气器件而承受并得以减轻。因此，可以有效地解决，由于插入连接器时的过大的按压力所产生的应力而主基板或其安装零部件破损的情况。另外，通过省略设置在直流电力的输入系统的端子板或汇流条，且削减逆变器装置的零部件数，能够实现简化结构，降低成本及小型轻量化。并且，通过减少因汇流条的连接部，能够实现减少工时与提高可信度。

附图说明

[图1]表示涉及于本发明的一实施方式的逆变器一体式电动压缩机的主要部结构的透视图。

[图2]图1中的a-a纵剖面的相应图。

[图3]密封图1所示的逆变器一体式电动压缩机的逆变器收容部的盖体的背面一侧的透视图。

[图4]连接于图3所示的盖体的电源电缆单体的透视图。

具体实施方式

以下参考图1至图4，说明涉及于本发明的一实施方式。

图1所示为，涉及于本发明的一实施方式的逆变器一体式电动压缩机的主要部的透视图。图2所示为，该a-a纵剖面的相应图。图3所示为，密封逆变器收容部的盖体的背面一侧的透视图。图4所示为，电源电缆单体的透视图。

逆变器一体式电动压缩机1具有构成外壳的圆筒形状的外壳2。外壳2的结构为将用于内置电动机的电动机外壳3，及用于内置压缩机制的压缩机外壳一体结合。省略电动机，及压缩机制的图示。

逆变器一体式电动压缩机1的结构为，内置在外壳2内的电动机及压缩机制通过旋转轴连接，根据电动机通过后述的逆变器装置7旋转驱动而驱动压缩机制，将通过设置在电动机外壳3的后端侧侧面的进气口4吸入到其内部的低压的制冷剂，经过电动机的周围而吸入，在压缩机制中压缩成高压并排出到压缩机外壳内后，送出到外部。

在电动机外壳3中，形成有多个用于在内周面侧沿着轴线方向流通制冷剂的制冷剂流道5，其外周部多处设置有逆变器一体式电动压缩机1的安装用脚部6。另外，在外壳2的电动机外壳3一侧的外周部，一体化形成有用于将逆变器装置7一体化组装的逆变器收容部8。该逆变器收容部8，平面视图为略正方形状，底面为由电动机外壳3的壁面形成的部分略平的台座面9，周围直立着法兰部10。

逆变器收容部8，通过组装逆变器装置7后，图3所示的盖体11被安装到法兰部10而构成密封。该盖体11的内面侧设置有高电压电缆，即电源侧电缆12。高电压电缆12的一端设置有连接器13，并且另一端设置有与电源侧电缆相连接的连接器端子14。在与设置在后述的主基板20上的P-N端子24相对应的位置，一端的连接器13由螺丝15固定并设置在盖体11的里面。另一端的连接器端子14以将端子部分突出于盖体11的外表面侧的状态，由多个螺丝16从外面固定并设置。

该高电压电缆12构成电源侧电缆的一部分。高电压电缆12，通过电源侧电缆与搭载在车辆上的电源单元连接，设置在其一端的连接器13通过与设置在逆变器装置7的主基板20上的P-N端子24连接，将从电源单元供电的高电压的直流电力施加到逆变器装置7。

逆变器装置7，将搭载于车辆上的从电源单元供电的高电压的直流电力，转换为所需频率的三相交流电力并施加到电动机上，而驱动该电动机。该逆变器装置7，如图1及图2所示，一体化组装于逆变器收容部8，且由构成滤波电路的带壳体的线圈17及滤波电容器18等多个高电压类零部件、副基板19、主基板20等构成。

逆变器装置7自身可使用众所周知的逆变器装置，但在此为一体化，而使用了对主基板20焊接构成滤波电路的带壳体的线圈17及滤波电容器18等多个高电压类零部件而连接的逆变器装置。滤波电容器18一般收容在壳体中，如图2所示，外形为方形形状，即正方形形状，上表面为平坦的平面形状。该滤波电容器18及带壳体的线圈17，例如，共模线圈，普通模式线圈等高电压类零部件，连接于主基板20的高电压管线，构成抑制噪声用的众所周知的滤波电路。

副基板19将直流电力转换为三相交流电力，例如封装有开关电路21的副基板，该开关电路21由IGBT等多个，例如6个开关元件，即功率元件等组成。副基板19为了冷却作为发热零部件的功率元件，与形成在逆变器收容部8的底面，即电动机外壳3的壁面上的台座面9连接而设置，功率元件将台座面9作为散热片而进行散热。

主基板20封装有CPU等以低电压运作的控制电路22，是用于根据来自搭载于车辆上ECU的控制信号对逆变器装置7的运作进行控制。该主基板20中，其上表面设置有用于从高电压电缆12通过连接器13输入高电压的直流电力的P-N端子24，以及输出从直流电力返还的所需频率的三相交流电力的UVW端子25。

UVW端子25结构为，连接于在逆变器收容部8贯穿电动机外壳3而设置的玻璃密封端子26，且通过该玻璃密封端子26向设置在电动机外壳3内的电动机施加三相交流电力。

另外，P-N端子24中，通过插入连接器13，而连接高电压管线，该连接器13与该P-N端子24相对应而设置在盖体11侧。在插入连接器13的时候需要一定以上的按压力，其应力将施加于主基板20。

本实施方式中，为了承受向该主基板20施加的应力，通过对应于设置有P-N端子的位置在主基板的背面一侧，配置具有高电压类零部件之一的方形形状，即正方形形状的滤波电容器18，用其对面即上表面，也就是支撑面承受施加给主基板20的上述的应力。滤波电容器18，电气、机械的连接在主基板20，以通过粘合剂被固定的状态由逆变器收容部8的底面支撑，可以充分支撑上述应力。

如上所述，通过对设置在主基板20上的P-N端子24，夹着主基板在P-N端子的相反一侧，配设构成逆变器装置7的电气器件之一的滤波电容器18，在向P-N端子24插入连接器13时，即使主基板20上施加有因过大的按压力所产生的应力，也可以利用既存的电气器件承受该应力。

如此，根据本实施方式，在逆变器装置7的主基板20上设置输入高电压的直流电力的P-N端子24，通过在该P-N端子24插入设置在其一端的连接器13，能够连接电源侧电缆，即高电压电缆12。另外，夹着主基板在P-N的相反一侧，配设构成逆变器装置7的电气器件之一的滤波电容器18，由该滤波电容器18承受在插入连接器13时，施加到主基板20的应力。

因此，即使向设置在主基板20上的P-N端子24，插入设置在电源侧电缆，即高电压电缆12一端的连接器13，且直接连接电源侧电缆的情况下，也可使插入连接器13时施加到主基板20的应力，通过夹着主基板20在P-N端子24的相反一侧配设的电气器件之一的滤波电容器18而承受并得以减轻。

从而，可以有效地解决主基板20或其安装零部件，由于插入连接器13时的过大的按压力产生的应力而破损的情况。另外，通过省略设置在直流电力的输入系统的端子板或汇流条，且削减逆变器装置7的零部件数，能够实现简化结构，降低成本及小型轻量化。进一步，通过减少因汇流条的连接，能够实现减少工时与提高可信度。

另外，具有如下结构：设置在电源侧电缆，即高电压电缆12一端的连接器13，设置在与封闭逆变器收容部8的盖体11侧的P-N端子24相对应的位置，在安装盖体11时，可插入P-N端子24。因此，可在容置逆变器装置7后，安装盖体11密封逆变器收容部8时，同时将设置在盖体11里面的连接器13插入到P-N端子24，从而将电源侧的高电压电缆12连接到逆变器装置7的P-N端子24。

由此，可将电源侧电缆，即高电压电缆12的连接结构单一化，且简化其连接步骤。另外，即使用稍大的力按压盖体11而使连接器13嵌合，也不会向主基板20施加过大的应力，并能够将连接器13确切地插入到P-N端子24中。

另外，本实施方式中，向P-N端子24夹着主基板20设置在反对一侧的电气器件，即滤波电容器18之一的结构为，与主基板20相对的上表面为支撑部，与设置有P-N端子24的位置相对应在主基板20的背面侧配设。因此，在插入对于P-N端子24的连接器13时，施加到主基板20的应力，可在配置于其背面一侧的电气器件，即滤波电容器的相对的上表面上分散并承受。由此，可大幅度缓和施加到主基板20的应力，能够有效地防止主基板20的破损或安装零部件的损伤。

进一步，作为上述的电气器件，使用了构成设置在逆变器装置7的高电压的直流电力管线上的抑制噪声用滤波电路的滤波电容器18。该滤波电容器18，一般收容在壳体内，且外形为方形形状，因此通过将其直接夹着主基板20配设在P-N端子24的相反一侧，可立刻作为承受施加于主基板20的应力的电气器件而活用。因此，通过利用原有的电气器件，且研究其配置将其作为施加给主基板20的应力的承受材，能够采用对主基板20上的P-N端子24直接连接电源侧电缆的结构，可以实现削减逆变器装置7的零部件数，降低成本，小型轻量化。

本发明并不限定在上述实施方式所涉及的发明，在不脱离其精神实质的范围内，可进行适当的变形。例如，在上述实施方式中，对夹着主基板20配设在P-N端子24的相反一侧的电气器件为滤波电容器18的例子进行了说明，但不仅限于此，也可以是收容在壳体中的类型的共模线圈、普通模式线圈等带壳体的线圈17等高电压类零部件或其他电气器件，或者壳体。

另外，同样关于电源侧电缆，对在盖体11内设置高电压电缆12，且在其连接电源侧的电缆进行了说明，但当然也可以由1根电缆构成。进一步，作为逆变器装置7，只要是在主基板20上设置P-N端子24连接电源侧电缆的结构，任何一种结构的逆变器装置都可以。例如，可以是将逆变器装置7通过树脂结构体形成一体而单元化，组装到逆变器收容部8的结构的逆变器装置。

符号说明

1 逆变器一体式电动压缩机

2 外壳

3 电动机外壳

7 逆变器装置

8 逆变器收容部

11 盖体

12 高电压电缆(电源侧电缆)

13 连接器

18 滤波电容器(电气器件)

20 主基板

24 P-N端子

Claims (4)

1.一种逆变器一体式电动压缩机，其设置在外壳外周的逆变器收容部中，组装逆变器装置而使其一体化，

在逆变器装置的主基板上设置输入高电压的直流电力的P-N端子，通过向該P-N端子插入设置在其一端的连接器可以连接电源侧电缆，

并且夹着所述主基板在所述P-N端子的相反一侧，配设构成所述逆变器装置的电气器件，由该电气器件承受在插入所述连接器时施加到所述主基板的应力。

2.如权利要求1所述的逆变器一体式电动压缩机，其构成为，设置在所述电源侧电缆一端的所述连接器，设置在与封闭所述逆变器收容部的盖体侧的所述P-N端子相对应的位置，且在安装所述盖体的时候，能够插入所述P-N端子。

3.如权利要求1或2所述的逆变器一体式电动压缩机，其中，所述电气器件在所述主基板的对面一侧具备支撑该主基板的支撑部，且对应于设置有所述P-N端子的位置而配置在所述主基板的背面一侧。

4.如权利要求1所述的逆变器一体式电动压缩机，其中，所述电气器件为构成设置在所述逆变器装置的高电压的直流电力管线上的抑制噪声用滤波电路的滤波电容器。