CN112469899A

CN112469899A - 电动压缩机

Info

Publication number: CN112469899A
Application number: CN201980048025.XA
Authority: CN
Inventors: 张东元; 小林孝次
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2021-03-09
Also published as: DE112019003870T5; JP2020020289A; US20210313864A1; JP7221607B2; WO2020026635A1

Abstract

提供一种电动压缩机，通过使控制装置的接地图案以短距离与外壳导通，从而能实现有效且稳定的噪波降低效果。电动压缩机(1)是将控制装置(4)的控制基板(17)、HV滤波器基板(18)收容在构成于外壳(3)的收容部(9)内并利用构成外壳(3)的一部分的盖构件将收容部(9)封闭而构成的，其中，使构成于控制基板(17)、HV滤波器基板(18)的接地图案(26～28)与盖构件或收容部(9)的侧壁(3A)导通。

Description

电动压缩机

技术领域

本发明涉及一种将控制装置收容在外壳的收容部内而构成的电动压缩机。

背景技术

由于近年的地球环境问题显著化，因此正在开发混合动力汽车、电动汽车，而在用于对这些汽车的车室内进行空气调节的空调装置中，使用包括电动机的电动压缩机，以代替发动机驱动的压缩机。在这种情况下，车辆装设有由300V左右的高电压电池构成的高电压电源和由12V左右的通常的电池构成的低电压电源，通过控制装置向电动压缩机的电动机供给利用逆变器电路将高电压电源的直流电压转换为交流的电压，作为控制装置的电源，供给对低电压电源的直流电压进行切换后的电压(例如15V等)。

因此，在控制装置的基板上构成有：高电压侧的电路图案；以及与上述高电压侧的电路图案独立的低电压侧的电路图案。此外，在电动压缩机的外壳(壳体)的外表面构成有收容部，控制装置的基板收容于上述收容部。

另一方面，对于逆变器电路等中的通过切换产生的EMI噪波，采用了如下对策：使用基板固定用的螺钉中的任意个，经由电容器(Y电容器：线性旁通电容器)使高电压侧和低电压侧的各接地图案与外壳(GND)导通，从而进行接地，并降低EMI噪波(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3473853号公报

专利文献2：日本专利第5289697号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在如以往那样利用基板固定用的螺钉使基板的接地图案与外壳导通的情况下，由于螺钉是螺入从收容部的底壁立起的金属制的圆柱的结构，因此，与外壳之间的距离变长，对于外壳的电位来说，无法充分地降低阻抗，存在噪波降低效果受到阻碍这样的问题。

此外，未与接地图案导通的基板固定用的其他螺钉从基板的接地图案完全浮起，因此，存在基板的接地电位不稳定这样的问题。

本发明为解决上述现有的技术问题而作，其目的在于提供一种电动压缩机，通过以短距离使控制装置的接地图案与外壳导通，从而能实现有效且稳定的噪波降低效果。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的电动压缩机是将控制装置收容在构成于外壳的收容部内并利用构成外壳的一部分的盖构件将收容部封闭而构成的，其特征是，使构成于控制装置的接地图案与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通。

技术方案2的发明的电动压缩机是在上述发明的基础上，其特征是，使位于收容部的周边部的接地图案与收容部的侧壁导通，位于收容部的中心部的接地图案与盖构件或收容部的底壁导通。

技术方案3的发明的电动压缩机是在上述各发明的基础上，其特征是，所述电动压缩机包括用于将控制装置固定于外壳的螺钉，使所述螺钉与接地图案导通，且使所述螺钉与盖构件或靠近接地图案的收容部的壁导通。

技术方案4的发明的电动压缩机是在上述发明的基础上，其特征是，所述电动压缩机包括多个螺钉，使各螺钉与接地图案导通，并且使位于收容部的周边部的螺钉与收容部的侧壁导通，使位于收容部的中心部的螺钉与盖构件或收容部的底壁导通。

技术方案5的发明的电动压缩机是在上述各发明的基础上，其特征是，通过具有弹性的导电性的接地件使接地图案与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通。

技术方案6的发明的电动压缩机是在上述各发明的基础上，其特征是，使接地图案经由Y电容器与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通。

技术方案7的发明的电动压缩机是在上述发明的基础上，其特征是，经由与基于噪波的限制值特性而希望降低的噪波的频带对应的多个Y电容器来使接地图案与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通。

发明效果

根据本发明，由于电动压缩机是将控制装置收容在构成于外壳的收容部内并利用构成外壳的一部分的盖构件将收容部封闭而构成的，其中，使构成于控制装置的接地图案与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通，因此，能使控制装置的接地图案以最短距离或比以往更短的距离与外壳导通。由此，能相对于外壳的电位充分地降低的阻抗，获得高的噪波降低效果。

在这种情况下，位于收容部的周边部的接地图案靠近收容部的侧壁，虽然位于收容部的中心部的接地图案远离侧壁，但盖构件或收容部的底壁位于收容部的中心部的接地图案附近，因此，例如，如技术方案2的发明那样，通过使位于收容部的周边部的接地图案与收容部的侧壁导通，使位于收容部的中心部的接地图案与盖构件或收容部的底壁导通，从而能与收容部内的位置对应地使控制装置的接地图案以最短距离或短距离与外壳顺畅地导通。

此外，控制装置通过螺钉被固定于外壳，而所述螺钉从控制装置突出，因此，例如，若如技术方案3的发明那样，通过使螺钉与接地图案导通，且使螺钉与盖构件或靠近接地图案的收容部的壁导通，则能使控制装置的接地图案容易地与外壳导通。

特别是，在如技术方案4的发明那样利用多个螺钉将控制装置固定于外壳的情况下，使各螺钉与接地图案导通，并且使位于收容部的周边部的螺钉与收容部的侧壁导通，位于收容部的中心部的螺钉与盖构件或收容部的底壁导通，从而能使各螺钉以最短距离或短距离与外壳顺畅地导通，进而还能实现控制装置的接地电位的稳定化。

另外，若如技术方案5的发明那样，通过具有弹性的导电性的接地件使接地图案与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通，则能使控制装置的接地图案可靠地与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通。特别是在如技术方案3、技术方案4的发明那样将用于固定控制装置的螺钉用作与外壳导通的情况下，能使接地件与螺钉接触，或者通过螺钉使接地件与控制装置固定且导通，因此，能更可靠且有效地使接地图案与外壳导通。

此外，若如技术方案6的发明那样，使接地图案经由Y电容器与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通，则能实现极高的EMI噪波降低效果。

在这种情况下，若如技术方案7的发明那样，经由与基于噪波的限制值特性而希望降低的噪波的频带对应的多个Y电容器来使接地图案与盖构件或靠近所述接地图案的收容部的壁导通，则能根据噪波的频带准确地应对，获得更高的EMI噪波降低效果。

附图说明

图1是应用了本发明的一实施例的电动压缩机的立体图。

图2是图1的电动压缩机的电气回路的示意框图。

图3是将图1的电动压缩机的盖构件拆下后的状态的、从收容部侧观察的俯视图。

图4是图3的A-A线剖视图。

图5是图3的B-B线剖视图。

图6是对图3的基板的螺钉部分的结构进行说明的图。

图7是本发明另一实施例的电动压缩机的收容部的剖视图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。在附图中，符号1是装设于电动汽车、混合动力汽车等车辆并构成对车室内进行空气调节的车用空调装置的制冷回路的所谓的逆变器一体型的电动压缩机，上述逆变器一体型的电动压缩机1包括：电动机2(如图2所示)；金属制(铝、铁制等的导电性金属。在实施例中为铝制)的外壳3，上述外壳3内置有被上述电动机2驱动的压缩机构(未图示)；以及控制装置4(如图2所示)，上述控制装置4对电动机2进行供电并驱动。

外壳3包括：电动机外壳6，上述电动机外壳6内置有上述电动机2；压缩机构外壳7，上述压缩机构外壳7与上述电动机外壳6的轴向一侧连接，并内置有上述压缩机构；压缩机构罩8，上述压缩机构罩8将上述压缩机构外壳7的一侧的开口封闭；收容部9(如图3所示)，上述收容部9构成于电动机外壳6的轴向另一侧的外表面；以及盖构件12，上述盖构件12将上述收容部9的另一侧的开口11能开闭地封闭。此外，在将控制装置4收容于上述收容部9内之后，收容部9被盖构件12封闭，上述盖构件12通过螺钉13能装拆地安装于电动机外壳6。即，在本发明中，盖构件12也构成外壳3的一部分，且同样为金属制(铝、铁制等导电性金属。在实施例中为铝制)。

另外，在图1、图3中以收容部9在上而压缩机构罩8在下的状态示出实施例的电动压缩机1，但实际上，电动压缩机1在横向上配置成压缩机构罩8在一侧而收容部9在另一侧。

实施例的电动机2由三相同步电动机(无刷直流电动机)构成，上述压缩机构例如是涡旋式的压缩机构。压缩机构由电动机2驱动，对制冷剂进行压缩并将制冷剂排出至制冷剂回路内。此外，在电动机外壳6流通有从蒸发器(也被称为吸热器)吸入的低温气体制冷剂，该蒸发器也构成制冷剂回路的一部分。因此，电动机外壳6内被冷却。此外，收容部9被形成于电动机外壳6(外壳3)的分隔壁14(图4、图5所示的收容部9的底壁)区划为收容电动机2的电动机外壳6内，上述分隔壁14也被低温的气体制冷剂冷却。

另外，车辆装设有高电压电源(HV电压)21和低电压电源(LV电源)22，上述高电压电源(HV电压)21由用于对电动压缩机1的电动机2或未图示的行驶用的电动机进行供电并驱动的直流300V左右的高电压电池构成，上述低电压电源(LV电源)22由直流12V左右的电池构成。此外，电动压缩机1的外壳3与车体(接地)导通。

控制装置4例如由控制基板17和HV滤波器基板(EMI滤波器)18构成，构成控制装置4的这些控制基板17和HV滤波器基板18如图3所示收容在构成于外壳3(电动机外壳6)的另一侧的外表面上的收容部9内。高电压电源21的直流电压经由HV滤波器基板18被供给至控制基板17。控制基板17设置有逆变器电路，通过上述逆变器电路将高电压电源21的直流电压转换为交流并供给至电动机2，从而使电动机2运转。

此外，低电压电源22的直流电压也被供给至控制基板17。控制基板17设置有切换电源，上述切换电源具有切换变压器(绝缘变压器)，通过上述切换电源对低电压电源22的电压进行切换，以生成逆变器电路的栅极驱动器用的电压(例如直流15V)和控制装置4自身的电源电压(例如直流5V)。

即，控制基板17构成有：高电压侧的电路图案；以及与上述高电压侧的电路图案独立的低电压侧的电路图案，因此，在控制基板17上形成有高电压用的接地图案26和低电压用的接地图案27，并且它们被绝缘(图3)。此外，在HV滤波器基板18上也形成有高电压用的接地图案28(图3)。

此外，控制基板17通过多根(在实施例中为七根)螺钉31～37从开口11侧固定于外壳3(电动机外壳6)，HV滤波器基板18也通过多根(在实施例中为五根)螺钉41～45从开口11侧固定于外壳3。因此，各螺钉31～37、41～45的螺钉头呈比各基板17、18更朝盖构件12侧突出的形状。

图4表示将HV滤波器基板18固定的螺钉41部分的截面(图3的A-A线截面)，图5表示将控制基板17固定的螺钉31部分的截面(图3的B-B线截面)。另外，各图表示利用盖构件12将收容部9封闭的状态。各螺钉31～37、41～45贯穿各基板17、18，且均与从分隔壁14一体地立起的螺钉固定用的圆柱(金属圆柱)51螺合。因此，各螺钉31～37、41～45与外壳3(电动机外壳6)导通。

此外，在实施例中，螺钉31～35、37、42～45位于收容部9的周边部。因此，各螺钉31～35、37、42～45位于收容部9的侧壁3A(构成收容部9的壁)附近，在实施例中，其距离小于圆柱51的高度尺寸。另外，作为这些螺钉31～35、37、42～45侧的各接地图案26～28的侧壁3A侧的周边部靠近该侧壁3A。此外，在本实施例中，侧壁3A构成为外壳3(电动机外壳6)的一部分。另一方面，螺钉36、41位于收容部9的中心部。因此，各螺钉36、41与侧壁3A分开，但各螺钉36、41与盖构件12的距离小于圆柱51的高度尺寸。

另外，螺钉31、32、36、37分别经由Y电容器52～55与控制基板17的高电压用的接地图案26导通，螺钉41～45分别经由Y电容器56～60与HV滤波器基板18的接地图案28导通。另外，螺钉41经由接地用图案61及Y电容器56与接地图案28导通。

另一方面，螺钉33～35分别经由接地用图案62～64与控制基板17的低电压用的接地图案27导通。即，用于将控制基板17固定于外壳3的所有螺钉31～37与接地图案26或接地图案27导通，用于将HV滤波器基板18固定于外壳3的所有螺钉41～45也与接地图案28导通。

在此，图6例如以俯视(上)和剖视(下)表示出螺钉31部分的控制基板17的结构。在实施例的情况下，控制基板17呈L1～L4的四层结构，各相L1～L4的高电压用的接地图案26使用大量的VIA 66在相对的位置处以最短距离导通。另外，上述结构对于低电压用的接地图案27亦是如此。

此外，在供螺钉31螺合的支柱51与接地图案26之间并列设置有多个(在实施例中为两个)Y电容器52A、52B，由这些并列的Y电容器52A、52B构成图3中的Y电容器52。各Y电容器52A、52B具有与基于噪波的限制值特性而希望降低的噪波频带分别对应的容量，在实施例中，Y电容器52A用于低频，Y电容器52B用于高频。由此，接地图案26经由并列的Y电容器52A、52B与螺合于支柱51的螺钉31导通。另外，上述结构对于图3的其他螺钉32、36、37和Y电容器53、54、55、HV滤波器基板18的螺钉41～45和Y电容器56～60亦是如此。

此外，在实施例中，如图4所示，通过指部67使位于收容部9的中心部的各螺钉36、41与盖构件12导通，如图5所示，通过垫圈68使位于收容部9的周边部的各螺钉31～35、37、42～45与侧壁3A导通。

指部67是具有弹性的导电性的接地件，上述指部67与各螺钉36、41的位置对应地分别预先安装于盖构件12的内表面(收容部9侧的面)。由此，当利用盖构件12将收容部9封闭时，指部67与各螺钉36、41的螺钉头抵接并接触，从而使盖构件12与各螺钉36、41导通。

由此，位于收容部9的中心部的控制基板17的高电压用的接地图案26及HV滤波器基板18的接地图案28通过螺钉36、41及指部67与盖构件12导通，但如前所述，由于各螺钉36、41与盖构件12之间的距离小于圆柱51的高度尺寸，因此，各接地图案26、28以实施例中的最短距离与盖构件12(外壳3)导通。

另一方面，垫圈68是将收容部9的侧壁3A与盖构件12间密封的构件，其作为具有弹性的导电性的接地件。在实施例中，仅在与各螺钉31～35、37、42～45对应的部位朝内侧延长，通过螺钉31～35、37、42～45紧固并固定于各接地图案26、27、28，从而导通。由此，侧壁3A与各螺钉31～35、37、42～45导通。

由此，位于收容部9的周边部的控制基板17的高电压用的接地图案26及低电压用的接地图案27以及HV滤波器基板18的接地图案28通过螺钉31～35、37、42～45以及垫圈68与侧壁3A导通，但如前所述由于各螺钉31～35、37、42～45与侧壁3A之间的距离小于圆柱51的高度尺寸，因此，各接地图案26～28以比不使用垫圈68的情况(仅利用圆柱51导通的情况)更短的距离与侧壁3A(外壳3)导通。

另外，不限于本实施例，螺钉31～35、37、42～45也可以利用指部67与盖构件12导通。特别是在图5的示例中，螺钉31比侧壁3A更靠近盖构件12，因此，也可以与螺钉36、41同样地使指部67抵接(接触)而与盖构件12导通。

如上所述，在本发明中，使构成控制装置4的控制基板17、HV滤波器基板18上形成的接地图案26～28与盖构件12或靠近接地图案26～28的收容部9的侧壁3A导通，因此，能使控制装置4的控制基板17及HV滤波器基板18的接地图案26～28以最短距离或比以往更短的距离与外壳3导通。由此，能相对于外壳3的电位充分地降低阻抗，获得高的噪波降低效果。

在此，如实施例那样，位于收容部9的周边部的接地图案26～28靠近收容部9的侧壁3A，虽然位于收容部9的中心部的接地图案26、28远离侧壁3A，但盖构件12位于接地图案26、28附近时，通过使位于收容部9的周边部的接地图案26～28与侧壁3A导通，位于收容部9的中心部的接地图案26、28与盖构件12导通，从而能与收容部9内的位置对应地使控制基板17、HV滤波器基板18的接地图案26～28以最短距离或短距离与外壳3顺畅地导通。

此外，在如实施例那样利用螺钉31～37、41～45将控制装置4的控制基板17、HV滤波器基板18固定于外壳3时，这些螺钉31～37、41～45会从各基板17、18突出，因此，通过使各螺钉31～37、41～45与接地图案26～28导通且与盖构件12或侧壁3A导通，能使各基板17、18的接地图案26～28容易地与外壳3导通。

特别是在如实施例那样利用多个螺钉31～37、41～45将控制装置4的控制基板17、HV滤波器基板18固定于外壳3的情况下，使各螺钉31～37、41～45与接地图案26～28导通，并且使位于收容部9的周边部的螺钉31～35、37、42～45与侧壁3A导通，位于收容部9的中心部的螺钉36、41与盖构件12导通，从而能使各螺钉31～37、41～45以最短距离或短距离与外壳3顺畅地导通，还能实现各基板17、18的接地电位的稳定化。

另外，若实施例那样通过指部67、垫圈68(具有弹性的导电性的接地件)使接地图案26～28与盖构件12或侧壁3A导通，则能使控制基板17、HV滤波器基板18的接地图案26～28可靠地与盖构件12或侧壁3A导通。特别是，在如实施例那样将用于固定各基板17、18的螺钉31～37、41～45用作与外壳3导通的情况下，由于能使指部67(接地件)与螺钉36、41接触，或是通过螺钉31～35、37、42～45使垫圈68(接地件)与各基板17、18固定且导通，因此，能更可靠且有效地使接地图案26～28与外壳3导通。

此外，在如实施例那样，控制装置4与高电压电源21及低电压电源22连接，控制基板17分别构成有高电压用的接地图案26和低电压用的接地图案27，HV滤波器基板18构成有高电压用的接地图案28的情况下，若使高电压用的接地图案26、28经由Y电容器52～60与盖构件12或侧壁3A导通，则能实现极高的EMI噪波降低效果。

在这种情况下，若如实施例那样经由与基于噪波的限制值特性而希望降低的噪波频带对应的多个Y电容器52A、52B来与盖构件12或侧壁3A导通，则能根据噪波的频带准确地应对，获得更高的EMI噪波降低效果。即，利用实施例的结构，在比科尼天线(Biconiアンテナ)的全域30～300Mhz的频带中，能获得5dB左右的噪波降低效果。

另外，在实施例中，经由各螺钉31～37、41～45使接地图案26～28与盖构件12或侧壁3A导通，但在除了技术方案3、技术方案4之外的发明中并不局限于此，也可以利用实施例所示的指部、垫圈使各接地图案26～28直接与盖构件12、侧壁3A导通。

此外，在实施例中，经由Y电容器52～60使高电压用的接地图案26、28与盖构件12或侧壁3A导通，但也可以使低电压用的接地图案27也经由Y电容器与盖构件12或侧壁3A导通，以实现EMI噪波的降低。

另外，在实施例中，如图4、图5所示那样在外壳3的电动机外壳6侧构成侧壁3A，在上述侧壁3A的内侧构成收容部9，并且利用平板状的盖构件12将收容部9封闭，但也可以构造成在盖构件12侧和电动机外壳6侧这两侧构成侧壁，并由两者构成收容部9的侧壁。在这种情况下，收容部9的侧壁是指盖构件12的侧壁和电动机外壳6的侧壁。

除此之外，也可以形成仅在盖构件12处构成侧壁，在外壳3的电动机外壳6处没有侧壁的结构。在这种情况下，在电动机外壳6的轴向另一侧的外表面仅设定收容部9的位置，在盖构件12安装于电动机外壳6的状态下，由盖构件12(包含于外壳3的一部分)和电动机外壳6围成的空间成为收容部9。此外，上述收容部9的侧壁也称为盖构件12的侧壁。

另外，图7表示与图4对应的部位的另一实施例的结构。在本实施例中，形成为将控制装置4(在图7中表示HV滤波器基板18的部分)安装于盖构件12侧的结构。另外，在本例中，如前所述，由盖构件12的侧壁和电动机外壳6的侧壁构成收容部9的侧壁。

在上述结构的情况下，螺钉41(接地图案28)的螺钉头朝下方，因此，靠近螺钉41的收容部9的壁成为该收容部9的底壁3B(电动机外壳6的一部分)。因而，在这种情况下，当将指部67安装于底壁3B并利用盖构件12将收容部9封闭时，指部67与螺钉41的螺钉头抵接而接触，从而使底壁3B与螺钉41导通。根据上述结构，也能使控制基板17、HV滤波器基板18的接地图案26～28以最短距离或短距离顺畅地与外壳3导通。

(符号说明)

1 电动压缩机；

2 电动机；

3 外壳；

3A 侧壁；

3B 底壁；

4 控制装置；

6 电动机外壳；

9 收容部；

12 盖构件；

17 控制基板；

18 HV滤波器基板；

21 高电压电源；

22 低电压电源；

26～28 接地图案；

31～37、41～45 螺钉；

52～60、52A、52B Y电容器；

67 指部(接地件)；

68 垫圈(接地件)。

Claims

1.一种电动压缩机，所述电动压缩机是将控制装置收容在构成于外壳的收容部内并利用构成所述外壳的一部分的盖构件将所述收容部封闭而构成的，其特征在于，

使构成于所述控制装置的接地图案与所述盖构件或靠近所述接地图案的所述收容部的壁导通。

2.如权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，

使位于所述收容部的周边部的所述接地图案与所述收容部的侧壁导通，

位于所述收容部的中心部的所述接地图案与所述盖构件或所述收容部的底壁导通。

3.如权利要求1或2所述的电动压缩机，其特征在于，

所述电动压缩机包括用于将所述控制装置固定于所述外壳的螺钉，使所述螺钉与所述接地图案导通，且使所述螺钉与所述盖构件或靠近所述接地图案的所述收容部的壁导通。

4.如权利要求3所述的电动压缩机，其特征在于，

所述电动压缩机包括多个所述螺钉，使各螺钉与所述接地图案导通，

并且使位于所述收容部的周边部的所述螺钉与所述收容部的侧壁导通，

使位于所述收容部的中心部的所述螺钉与所述盖构件或所述收容部的底壁导通。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电动压缩机，其特征在于，

通过具有弹性的导电性的接地件使所述接地图案与所述盖构件或靠近所述接地图案的所述收容部的壁导通。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电动压缩机，其特征在于，

使所述接地图案经由Y电容器与所述盖构件或靠近所述接地图案的所述收容部的壁导通。

7.如权利要求6所述的电动压缩机，其特征在于，

经由与基于噪波的限制值特性而希望降低的噪波的频带对应的多个Y电容器来使所述接地图案与所述盖构件或靠近所述接地图案的所述收容部的壁导通。