CN113054785B - 电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动压缩机。所述电动压缩机将由电子部件产生的热高效地散发到外壳。功率模块(46)被第1金属构件(61)与第2金属构件(62)夹持，第1金属构件(61)与第2金属构件(62)通过螺栓(63)而紧固连结，所以即使功率模块(46)自身因热而试图发生变形，功率模块(46)的变形也被第1金属构件(61)和第2金属构件(62)抑制。并且，第1金属构件(61)与功率模块(46)接触并且热结合于马达外壳(13)，所以由功率模块(46)产生的热经由第1金属构件(61)散发到马达外壳(13)。

Description

电动压缩机
技术领域
本发明涉及电动压缩机。
背景技术
电动压缩机具备压缩流体的压缩部、驱动压缩部的电动马达、具有为了驱动电动马达而安装有电子部件的电路基板的驱动电路，以及收纳压缩部、电动马达以及驱动电路的外壳。另外，例如在专利文献1中公开了具备树脂构件的电动压缩机，所述树脂构件具有载置电路基板的载置面并且保持电子部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-21918号公报
发明内容
发明所要解决的课题
由电子部件产生的热例如散发到外壳，但当电子部件自身因热而发生变形时，有时由电子部件产生的热难以向外壳传递。于是，无法将由电子部件产生的热高效地散发到外壳。
本发明是为了解决上述课题而做出的发明，其目的在于，提供一种能够将由电子部件产生的热高效地散发到外壳的电动压缩机。
用于解决课题的技术方案
解决上述课题的电动压缩机具备：压缩部，压缩流体；电动马达，驱动所述压缩部；驱动电路，具有为了驱动所述电动马达而安装有电子部件的电路基板；外壳，收纳所述压缩部、所述电动马达以及所述驱动电路；以及树脂构件，具有载置所述电路基板的载置面并且保持所述电子部件，所述电子部件以与所述电路基板一起夹持所述树脂构件的状态保持于所述树脂构件，所述电动压缩机具备：板状的第1金属构件，与所述电子部件接触并且与所述外壳热结合；板状的第2金属构件，设置于所述树脂构件并且与所述第1金属构件协作而夹持所述电子部件；以及螺栓，将所述第1金属构件与所述第2金属构件紧固连结。
由此，由于电子部件被第1金属构件与第2金属构件夹持，第1金属构件与第2金属构件通过螺栓而紧固连结，所以即使电子部件自身因热而试图发生变形，电子部件的变形也被第1金属构件和第2金属构件抑制。并且，由于第1金属构件与电子部件接触并且热结合于外壳，所以由电子部件产生的热经由第1金属构件散发到外壳。因此，能够将由电子部件产生的热高效地散发到外壳。
在上述电动压缩机中，可以是，在所述第1金属构件形成有供所述螺栓插通的插通孔，在所述第2金属构件以贯通的状态形成有供所述螺栓螺纹接合的内螺纹孔，所述螺栓通过所述插通孔并螺纹接合于所述内螺纹孔，所述树脂构件封闭所述内螺纹孔中的所述电路基板侧的开口。
由此，由于树脂构件封闭内螺纹孔中的电路基板侧的开口，所以能够避免因在第2金属构件形成有内螺纹孔而产生的切屑附着于电路基板的情况。
在上述电动压缩机中，可以是，所述树脂构件具备凹部，所述凹部埋设所述第2金属构件中的与所述第1金属构件夹持所述电子部件的面以外的部分。
由此，树脂构件通过凹部来埋设第2金属构件中的与第1金属构件夹持电子部件的面以外的部分，所以因在第2金属构件形成有内螺纹孔而产生的切屑难以从第2金属构件与树脂构件之间排出。因此，能够更容易地避免因在第2金属构件形成有内螺纹孔而产生的切屑附着于电路基板的情况。
在上述电动压缩机中，可以是，所述压缩部、所述电动马达以及所述驱动电路以按所述压缩部、所述电动马达以及所述驱动电路的顺序排列的方式收纳于所述外壳内，所述外壳具备区划所述驱动电路和所述电动马达的底壁、收纳所述驱动电路的周壁以及覆盖所述周壁的开口的盖，以按所述底壁、所述第1金属构件、所述电子部件、所述第2金属构件、所述树脂构件、所述电路基板以及所述盖的顺序排列的方式进行配置。
由此，能够将第1金属构件配置在最接近区划驱动电路和电动马达的底壁的位置，所以能够将由电子部件产生的热从第1金属构件高效地散发到外壳的底壁。
发明的效果
根据本发明，能够将由电子部件产生的热高效地散发到外壳。
附图说明
图1是将实施方式中的电动压缩机局部剖切而示出的侧剖视图。
图2是示出电动压缩机的一部分的剖视图。
图3是示出另一实施方式中的电动压缩机的一部分的剖视图。
标号说明
10：电动压缩机；
11：外壳；
13a：底壁；
16：压缩部；
17：电动马达；
32：作为周壁的壳体周壁；
40：盖；
43：驱动电路；
44：电路基板；
45：作为电子部件的电容器；
46：作为电子部件的功率模块；
50：树脂构件；
51：载置面；
52：凹部；
61、71：第1金属构件；
61h：插通孔；
62：第2金属构件；
62a：面；
62h：内螺纹孔；
63：螺栓。
具体实施方式
以下，根据图1和图2对将电动压缩机具体化了的一实施方式进行说明。本实施方式的电动压缩机例如用于车辆空气调节装置。
如图1所示，电动压缩机10具备有底筒状的金属制的外壳11。外壳11具有有底筒状的排出外壳12、连结于排出外壳12的有底筒状的马达外壳13，以及连结于马达外壳13的变换器壳体14。排出外壳12、马达外壳13以及变换器壳体14例如由铝制成。
马达外壳13具有板状的底壁13a，和从底壁13a的外周部以筒状延伸的周壁13b。马达外壳13的底壁13a的外表面13e具有最外表面131e，和配置在从最外表面131e凹陷的位置的凹设面132e。最外表面131e是位于外表面13e的外周部并且遍及整周地延伸的环状。最外表面131e与凹设面132e通过沿马达外壳13的轴线方向延伸的环状的台阶面133e连接。在马达外壳13的周壁13b形成有将作为流体的制冷剂吸入到马达外壳13内的吸入口13h。
在马达外壳13内收纳有旋转轴15。旋转轴15以旋转轴15的轴线与马达外壳13的周壁13b的轴心一致的状态收纳于马达外壳13内。另外，在马达外壳13内收纳有通过旋转轴15的旋转而驱动来压缩制冷剂的压缩部16，和使旋转轴15旋转而驱动压缩部16的电动马达17。因此，外壳11收纳压缩部16和电动马达17。压缩部16和电动马达17沿旋转轴15的轴线延伸的方向即轴线方向排列地配置。电动马达17配置在比压缩部16靠马达外壳13的底壁13a侧处。
压缩部16例如是由固定于马达外壳13内的未图示的固定涡旋件，和与固定涡旋件相对配置的未图示的可动涡旋件构成的涡旋式压缩部。
电动马达17由筒状的定子18，和配置在定子18的内侧的转子19构成。转子19与旋转轴15一体地旋转。定子18包围转子19。转子19具有止动安装于旋转轴15的转子芯19a，和设置于转子芯19a的未图示的多个永磁体。定子18具有筒状的定子芯18a，和卷绕于定子芯18a的马达线圈21。
在吸入口13h连接着外部制冷剂回路22的一端。在排出外壳12形成有排出口12h。在排出口12h连接着外部制冷剂回路22的另一端。从外部制冷剂回路22经由吸入口13h被吸入马达外壳13内的制冷剂通过压缩部16的驱动而被压缩部16压缩，并经由排出口12h向外部制冷剂回路22流出。然后，向外部制冷剂回路22流出的制冷剂经过外部制冷剂回路22的未图示的热交换器、膨胀阀，并经由吸入口13h回流到马达外壳13内。电动压缩机10和外部制冷剂回路22构成车辆空气调节装置23。
变换器壳体14具有有底筒状的壳体主体30，和封闭壳体主体30的开口的盖40。壳体主体30具有板状的壳体底壁31，和从壳体底壁31的外周部以筒状延伸的壳体周壁32。壳体主体30通过壳体底壁31安装于马达外壳13的底壁13a而与马达外壳13连结。壳体底壁31的面积比马达外壳13的底壁13a的面积大。因此，壳体底壁31的一部分比马达外壳13的底壁13a的缘部向外侧突出。在壳体底壁31中的比马达外壳13的底壁13a的缘部突出的部位突出设置有筒状的连接器连接部33。
盖40为覆盖壳体周壁32的开口的板状。盖40与壳体主体30一起形成变换器收纳室41。在壳体周壁32中的与壳体底壁31相反的一侧的端面与盖40之间介有环状的衬垫42。衬垫42密封壳体周壁32中的与壳体底壁31相反的一侧的端面与盖40之间。
电动压缩机10具备驱动电路43。驱动电路43具有电路基板44。在电路基板44安装有作为电子部件的电容器45、功率模块46以驱动电动马达17。电容器45是构成LC滤波器的电子部件。另外，功率模块46是将多个开关元件46a模块化而得到的电子部件。驱动电路43收纳于变换器收纳室41内。壳体周壁32是收纳驱动电路43的周壁。
因此，外壳11收纳压缩部16、电动马达17以及驱动电路43。压缩部16、电动马达17以及驱动电路43以按压缩部16、电动马达17以及驱动电路43的顺序沿旋转轴15的轴线方向排列的方式收纳于外壳11内。并且，马达外壳13的底壁13a区划驱动电路43和电动马达17。
在壳体主体30的壳体底壁31形成有供电容器45插通的贯通孔31h。并且，电容器45插通于贯通孔31h并与马达外壳13的凹设面132e接触。
电动压缩机10具备树脂构件50。树脂构件50是保持电容器45、功率模块46等安装于电路基板44的电子部件的保持构件。树脂构件50具有载置电路基板44的载置面51。
如图2所示，功率模块46具有模制开关元件46a的树脂制的板状的模型部46b，和电连接于开关元件46a并且从模型部46b突出的多个引线46c。功率模块46以与电路基板44一起夹持树脂构件50的状态保持于树脂构件50。树脂构件50配置在电路基板44与功率模块46之间。在树脂构件50形成有供各引线46c插通的引线贯通孔50h。并且，各引线46c插通于各引线贯通孔50h并电连接于电路基板44。通过将各引线46c插通于各引线贯通孔50h，提高各引线46c相对于电路基板44的定位精度。
电动压缩机10具备第1金属构件61、第2金属构件62以及螺栓63。第1金属构件61为板状。第1金属构件61与壳体主体30的壳体底壁31一体地形成。因此，本实施方式的第1金属构件61是壳体底壁31的一部分。第1金属构件61形成壳体底壁31的内表面的一部分。功率模块46以第1金属构件61的厚度方向与模型部46b的厚度方向一致的状态配置于第1金属构件61。第1金属构件61与功率模块46的模型部46b面接触。另外，第1金属构件61以经由壳体底壁31与马达外壳13的底壁13a间接地相接的方式配置，并经由壳体底壁31热结合于马达外壳13的底壁13a。
第2金属构件62为板状。第2金属构件62设置于树脂构件50。第2金属构件62例如通过嵌入成型一体地设置于树脂构件50。功率模块46以第2金属构件62的厚度方向与模型部46b的厚度方向一致的状态配置于第2金属构件62。因此，第1金属构件61和第2金属构件62以第1金属构件61的厚度方向与第2金属构件62的厚度方向一致的状态配置。
第2金属构件62与功率模块46的模型部46b面接触。并且，第2金属构件62与第1金属构件61协作而夹持功率模块46。因此，第2金属构件62具有与第1金属构件61夹持功率模块46的面62a。树脂构件50具备凹部52，所述凹部52埋设第2金属构件62中的与第1金属构件61夹持功率模块46的面62a以外的部分。因此，在第2金属构件62中，与第1金属构件61夹持功率模块46的面62a以外的面以与凹部52的内表面面接触的状态配置在凹部52内。
螺栓63将第1金属构件61与第2金属构件62紧固连结。在第1金属构件61形成有供螺栓63插通的插通孔61h。另外，在壳体主体30的壳体底壁31形成有与插通孔61h连通的连通孔31a。连通孔31a的一端连通于插通孔61h，并且连通孔31a的另一端在壳体底壁31的外表面开口，并与马达外壳13的底壁13a的凹设面132e相对。
在功率模块46的模型部46b形成有供螺栓63插通的模型插通孔46h。模型插通孔46h在模型部46b的厚度方向上贯通模型部46b。模型插通孔46h连通于第1金属构件61的插通孔61h。
在第2金属构件62形成有供螺栓63螺纹接合的内螺纹孔62h。内螺纹孔62h以在厚度方向上贯通第2金属构件62的状态形成于第2金属构件62。树脂构件50的一部分封闭内螺纹孔62h中的电路基板44侧的开口。螺栓63通过连通孔31a、插通孔61h以及模型插通孔46h并螺纹接合于内螺纹孔62h。由此，第1金属构件61与第2金属构件62通过螺栓63而紧固连结，并且功率模块46以被第1金属构件61与第2金属构件62夹持的状态保持于树脂构件50。马达外壳13的底壁13a、第1金属构件61、功率模块46、第2金属构件62、树脂构件50、电路基板44以及盖40以按底壁13a、第1金属构件61、功率模块46、第2金属构件62、树脂构件50、电路基板44以及盖40的顺序沿旋转轴15的轴线方向排列的方式进行配置。
功率模块46经由螺栓63、壳体底壁31以及马达外壳13电连接于地线。另外，功率模块46的各引线46c贯通树脂构件50的各引线贯通孔50h并电连接于电路基板44。并且，通过进行开关元件46a的开关动作，将直流电压转换为交流电压，并将交流电压作为驱动电压经由各引线46c、电路基板44施加到电动马达17。由此，电动马达17被驱动，通过与电动马达17的驱动相伴的旋转轴15的旋转，压缩部16被驱动，由压缩部16压缩制冷剂。
接着，对本实施方式的作用进行说明。
功率模块46被第1金属构件61与第2金属构件62夹持，第1金属构件61与第2金属构件62通过螺栓63而紧固连结。因此，即使功率模块46自身因热而试图发生变形，功率模块46的变形也被第1金属构件61和第2金属构件62抑制。并且，第1金属构件61与功率模块46接触并且热结合于马达外壳13。马达外壳13由吸入口13h所吸入的制冷剂冷却，所以由功率模块46产生的热经由第1金属构件61散发到马达外壳13。因此，由功率模块46产生的热高效地散发到马达外壳13。
在上述实施方式中能够获得以下的效果。
(1)电动压缩机10具备：板状的第1金属构件61，与功率模块46接触并且与马达外壳13热结合；板状的第2金属构件62，设置于树脂构件50并且与第1金属构件61协作而夹持功率模块46；以及螺栓63，将第1金属构件61与第2金属构件62紧固连结。由此，功率模块46被第1金属构件61与第2金属构件62夹持，第1金属构件61与第2金属构件62通过螺栓63而紧固连结，所以即使功率模块46自身因热而试图发生变形，功率模块46的变形也被第1金属构件61和第2金属构件62抑制。并且，第1金属构件61与功率模块46接触并且热结合于马达外壳13，所以由功率模块46产生的热经由第1金属构件61散发到马达外壳13。因此，能够将由功率模块46产生的热高效地散发到马达外壳13。
(2)在第1金属构件61形成有供螺栓63插通的插通孔61h。在第2金属构件62以贯通的状态形成有供螺栓63螺纹接合的内螺纹孔62h。螺栓63通过插通孔61h并螺纹接合于内螺纹孔62h，树脂构件50封闭内螺纹孔62h中的电路基板44侧的开口。由此，由于树脂构件50封闭内螺纹孔62h中的电路基板44侧的开口，所以能够避免因在第2金属构件62形成有内螺纹孔62h而产生的切屑附着于电路基板44的情况。
(3)树脂构件50具备凹部52，所述凹部52埋设第2金属构件62中的与第1金属构件61夹持功率模块46的面62a以外的部分。由此，树脂构件50通过凹部52来埋设第2金属构件62中的与第1金属构件61夹持功率模块46的面62a以外的部分，所以因在第2金属构件62形成有内螺纹孔62h而产生的切屑难以从第2金属构件62与树脂构件50之间排出。因此，能够更容易地避免因在第2金属构件62形成有内螺纹孔62h而产生的切屑附着于电路基板44的情况。
(4)以按马达外壳13的底壁13a、第1金属构件61、功率模块46、第2金属构件62、树脂构件50、电路基板44以及盖40的顺序排列的方式进行配置，所以能够将第1金属构件61配置在最接近区划驱动电路43和电动马达17的底壁13a的位置。因此，能够将由功率模块46产生的热从第1金属构件61高效地散发到马达外壳13的底壁13a。
(5)例如考虑到，螺栓63依次贯通树脂构件50、第2金属构件62以及模型部46b并螺纹接合于第1金属构件61，由此通过螺栓63将第1金属构件61与第2金属构件62紧固连结。在该情况下，为了确保螺栓63的头部与电路基板44的绝缘距离，需要充分地隔开螺栓63的头部与电路基板44的距离，所以可能会相应地使电动压缩机10的体形大型化。因此，在本实施方式中，使螺栓63通过连通孔31a、插通孔61h以及模型插通孔46h并螺纹接合于内螺纹孔62h，通过螺栓63将第1金属构件61与第2金属构件62紧固连结，所以不会产生上述的问题，不会使电动压缩机10的体形大型化。
(6)功率模块46经由螺栓63、壳体底壁31以及马达外壳13电连接于地线。由此，能够使来自开关元件46a的噪声经由螺栓63、壳体底壁31以及马达外壳13流向地线，所以能够抑制来自开关元件46a的噪声的放射。
(7)第2金属构件62与功率模块46的模型部46b面接触。由此，由功率模块46产生的热也散发到第2金属构件62，所以能够高效地散发由功率模块46产生的热。
(8)在功率模块46被第1金属构件61与第2金属构件62夹持的状态下，第1金属构件61与第2金属构件62通过螺栓63而紧固连结。由此，功率模块46的耐振性提高，所以能够使各引线46c与电路基板44的连接状态良好。
此外，上述实施方式能够如以下那样进行变更而实施。上述实施方式和以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内彼此进行组合而实施。
○如图3所示，第1金属构件71也可以是与壳体主体30的壳体底壁31分开的构件。第1金属构件71为板状。第1金属构件71载置于壳体底壁31的内表面的一部分。第1金属构件71的厚度方向与壳体底壁31的厚度方向一致。功率模块46以第1金属构件71的厚度方向与模型部46b的厚度方向一致的状态配置于第1金属构件71。第1金属构件71与功率模块46的模型部46b面接触。另外，第1金属构件71经由壳体底壁31热结合于马达外壳13的底壁13a。
○在实施方式中，在功率模块46的模型部46b也可以不形成供螺栓63插通的模型插通孔46h。总而言之，电动压缩机10也可以是螺栓63在不与功率模块46干涉的位置将第1金属构件61与第2金属构件62紧固连结的构成。
○在实施方式中，例如，也可以是，螺栓63依次贯通树脂构件50、第2金属构件62以及模型部46b并螺纹接合于第1金属构件61，由此通过螺栓63将第1金属构件61与第2金属构件62紧固连结。
○在实施方式中，举出功率模块46作为第2金属构件62与第1金属构件61协作而夹持的电子部件的一例进行了说明，但不限于此，只要是安装于电路基板44的电子部件，电子部件的种类就没有特别限定。
○在实施方式中，电动压缩机10例如也可以构成为，在马达外壳13的底壁13a安装有有底筒状的盖构件，由马达外壳13的底壁13a的外表面和盖构件的内表面形成收纳驱动电路43的变换器收纳室41。在该情况下，盖构件是外壳11的一部分。并且，板状的第1金属构件61例如也可以经由灌封树脂粘接于马达外壳13的底壁13a的外表面。
○在实施方式中，第2金属构件62也可以以与第1金属构件61夹持功率模块46的面62a以外的面的一部分从凹部52突出的状态配置在凹部52内。
○在实施方式中，树脂构件50也可以不具备凹部52。并且，第2金属构件62也可以以第2金属构件62整体从树脂构件50露出的状态设置于树脂构件50。
○在实施方式中，电动压缩机10例如也可以是驱动电路43相对于马达外壳13配置在旋转轴15的径向外侧的构成。总而言之，压缩部16、电动马达17以及驱动电路43也可以不按该顺序在旋转轴15的轴线方向上排列地配置。
○在实施方式中，压缩部16不限于涡旋式，例如也可以是活塞式、叶片式等。
○在实施方式中，电动压缩机10构成车辆空气调节装置23，但不限于此，例如，电动压缩机10也可以搭载于燃料电池车，由压缩部16压缩作为向燃料电池供给的流体的空气。

Claims (3)

1.一种电动压缩机，具备：
压缩部，压缩流体；
电动马达，驱动所述压缩部；
驱动电路，具有为了驱动所述电动马达而安装有电子部件的电路基板；
外壳，收纳所述压缩部、所述电动马达以及所述驱动电路；以及
树脂构件，具有载置所述电路基板的载置面并且保持所述电子部件，
所述电动压缩机的特征在于，
所述电子部件以与所述电路基板一起夹持所述树脂构件的状态保持于所述树脂构件，
所述电动压缩机具备：
板状的第1金属构件，与所述电子部件接触并且与所述外壳热结合；
板状的第2金属构件，设置于所述树脂构件并且与所述第1金属构件协作而夹持所述电子部件；以及
螺栓，将所述第1金属构件与所述第2金属构件紧固连结，
在所述第1金属构件中，形成有供所述螺栓插通的插通孔，
在所述第2金属构件中，以贯通的状态形成有供所述螺栓螺纹接合的内螺纹孔，
所述螺栓通过所述插通孔并螺纹接合于所述内螺纹孔，
所述树脂构件封闭所述内螺纹孔中的所述电路基板侧的开口。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，
所述树脂构件具备凹部，所述凹部埋设所述第2金属构件中的与所述第1金属构件夹持所述电子部件的面以外的部分。
3.根据权利要求1或2所述的电动压缩机，其特征在于，
所述压缩部、所述电动马达以及所述驱动电路以按所述压缩部、所述电动马达以及所述驱动电路的顺序排列的方式收纳于所述外壳内，
所述外壳具备区划所述驱动电路和所述电动马达的底壁、收纳所述驱动电路的周壁以及覆盖所述周壁的开口的盖，
以按所述底壁、所述第1金属构件、所述电子部件、所述第2金属构件、所述树脂构件、所述电路基板以及所述盖的顺序排列的方式进行配置。
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