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Verweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-175703 , eingereicht am 29. August 2014, deren Offenbarung hier per Referenz eingebunden ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kühlstruktur für elektronische Komponenten und einen elektrischen Kompressor.
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Hintergrundtechnik
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Ein elektrischer Kompressor im Fahrzeug ist im Allgemeinen in einem Umfeld eines Fahrverbrennungsmotors in einem Motorraum installiert und somit ist ein normaler Betrieb einer Inverterschaltung in einer Hochtemperaturatmosphäre entscheidend. Aus diesem Grund wurde ein elektrischer Kompressor, der eine Kühlstruktur zum Kühlen der Inverterschaltung unter Verwendung eines Kältemittels, das in den Kompressor gesaugt wird, vorgeschlagen (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1)
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Insbesondere umfasst der elektrische Kompressor: ein zylindrisches Gehäuse, das eine Kältemitteleinlassöffnung und eine Kältemittelauslassöffnung umfasst; einen Kompressionsmechanismus, der in dem Gehäuse aufgenommen ist, um das von der Kältemitteleinlassöffnung eingesaugte Kältemittel zu komprimieren; einen Elektromotor, der in dem Gehäuse aufgenommen ist, um den Kompressionsmechanismus anzutreiben; und die Inverterschaltung, die an einer axialen Endseite des Gehäuses befestigt ist, um den Elektromotor anzutreiben.
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Eine Kühlplatte ist zwischen dem axialen Ende des Gehäuses und der Inverterschaltung angeordnet. Ein Kältemitteldurchgang, den das Kältemittel durchläuft, ist zwischen dem axialen Ende des Gehäuses und der Kühlplatte bereitgestellt, wobei das Kältemittel von der Kältemittelansaugöffnung angesaugt wird und in Richtung des Kompressionsmechanismus strömt. die Inverterschaltung wird von dem Kältemittel in dem Kältemitteldurchgang gekühlt.
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Literatur des bisherigen Stands der Technik
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2009-222009 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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In dem elektrischen Kompressor der vorstehend beschriebenen Patentliteratur 1 ist der Kältemitteldurchgang zwischen dem axialen Ende des Gehäuses und der Kühlplatte ausgebildet und die Inverterschaltung wird von dem Kältemittel in dem Kältelmitteldurchgang gekühlt.
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Indessen wurde in der Realität die Verkleinerung des elektrischen Kompressors gefördert. Folglich ist ein Installationsraum, in dem elektronische Komponenten zur Ausbildung der Inverterschaltung installiert sind, begrenzt. Neben dem Vorstehenden sollte von den elektronischen Komponenten, die elektronische Komponente, die gekühlt werden sollte, am besten an einer Position angeordnet werden, die zum Kühlen geeignet ist. Um jedoch eine günstige Montierbarkeit der elektronischen Komponenten zu erreichen, kann eine derartige Anordnung schwierig sein. Folglich gibt es einen Fall, in dem die Leistung des elektrischen Kompressors in der Hochtemperaturumgebung nicht ausreichend realisiert werden kann.
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Die vorliegende Offenbarung hat einen Zweck der Bereitstellung einer Kühlstruktur für elektronische Komponenten und eines elektrischen Kompressors, in dem die elektronischen Komponenten ausreichend gekühlt werden können.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kühlstruktur für elektronische Komponenten: ein Gehäuse mit einer Kältemittelansaugöffnung und einem Kältemittelkanal, durch den ein von der Kältemittelansaugöffnung eingeleitetes Kältemittel strömt, wobei der Kältemittelkanal durch einen Wandabschnitt ausgebildet ist; einen Kühlabschnitt, der im Inneren des Gehäuses mehrere flache Oberflächen in einer Weise ausgebildet hat, dass der Wandabschnitt zwischen den flachen Oberflächen und dem Kältemittelkanal eingeschoben ist; und mehrere elektronische Komponenten, die im Inneren des Gehäuses eingerichtet sind und von denen jede in Kontakt mit einer der flachen Oberflächen ist. Jede der elektronischen Komponenten wird von dem Kältemittel über eine entsprechende flache Oberfläche der flachen Oberflächen und des Wandabschnitts gekühlt.
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Gemäß dem Vorstehenden ist der Kühlabschnitt aus den flachen Oberflächen aufgebaut. Folglich kann jede der elektronischen Komponenten entsprechend ihrem physikalischen Aufbau in Kontakt mit einer geeigneten flachen Oberfläche der flachen Oberflächen gebracht werden. Daher können die elektronischen Komponenten ausreichend gekühlt werden.
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Der Wandabschnitt bedeutet einen Abschnitt des Gehäuses, der mit einem Material zum Aufbauen des Gehäuses gefüllt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher.
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1 ist eine Perspektivansicht explodierter Zustände eines Kompressorabschnitts und einer Invertervorrichtung in einem elektrischen Kompressor im Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform.
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2 ist eine schematische Ansicht eines Aufbaus des elektrischen Kompressors im Fahrzeug der ersten Ausführungsform.
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3 ist eine Schnittansicht eines einzelnen Körpers einer Platte in 1.
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4 ist eine Ansicht, in welcher der einzelne Körper der Platte in 1 von der anderen Seite in einer Axialrichtung betrachtet wird.
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5 ist eine Draufsicht eines Invertergehäuses der Invertervorrichtung in 1.
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6 ist eine Querschnittansicht der Invertervorrichtung in 1.
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7 ist eine Ansicht, in der ein einzelner Körper des Invertergehäuses der Invertervorrichtung in 1 von der anderen Seite in der Axialrichtung betrachtet wird.
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8 ist eine Ansicht, in welcher die Invertervorrichtung in 1 von einer Seite in der Axialrichtung betrachtet wird.
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9 ist eine Ansicht, in der das Innere der Invertervorrichtung in 1 von der anderen Seite in der Axialrichtung betrachtet wird.
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10 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau einer elektrischen Schaltung der Invertervorrichtung in 1 abbildet.
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11 ist eine Ansicht, in der ein einzelner Körper eines Invertergehäuses einer Invertervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform von der anderen Seite in einer Axialrichtung betrachtet wird.
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12 ist eine Ansicht, in der die Invertervorrichtung in 11 von einer Seite in der Axialrichtung betrachtet wird.
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13 ist eine Querschnittansicht der Invertervorrichtung in 11.
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14 ist eine Ansicht, in der ein einzelner Körper einer Platte in 13 von der anderen Seite in der Axialrichtung betrachtet wird.
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15 ist eine Querschnittansicht des einzelnen Körpers der Platte in 13.
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16 ist eine Querschnittansicht einer Invertervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Hier nachstehend werden Ausführungsformen gemäß den Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder äquivalente Abschnitte unter den nachstehenden jeweiligen Ausführungsformen sind in den Zeichnungen mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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(Erste Ausführungsform)
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1 und 2 stellen einen elektrischen Kompressor 1 im Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform, auf den eine Kühlstruktur für elektronische Komponenten angewendet wird, dar.
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Der in 1 gezeigte elektrische Kompressor 1 im Fahrzeug baut eine wohlbekannte Kältekreislaufvorrichtung zum Zirkulieren eines Kältemittels zusammen mit einer Kühlvorrichtung, einem Druckverringerungsventil und einem Verdampfer auf und umfasst einen Kompressorabschnitt 10 und eine Invertervorrichtung 20. Der Kompressorabschnitt 10 umfasst ein Kompressorgehäuse 11. Das Kompressorgehäuse 11 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, von der eine Seite in einer Axialrichtung geschlossen ist. Eine Kältemittelabgabeöffnung 12 ist auf der einen Seite in der Axialrichtung des Kompressorgehäuses 11 bereitgestellt.
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Das Kompressorgehäuse 11 hat Beine 11a, 11b, 11c, 11d. Ein Durchgangsloch 11e, das von einem (nicht abgebildeten) Bolzen durchdrungen wird, ist in jedem der Beine 11a, 11, 11c, 11d bereitgestellt. Die Bolzen werden verwendet, um das Kompressorgehäuse 11 an einem Fahrverbrennungsmotor zu fixieren.
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Eine Öffnung ist auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Kompressorgehäuses 11 ausgebildet. Eine scheibenförmige Platte 13 ist in die Öffnung eingepasst.
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Wie in 3 und 4 abgebildet, ist eine Nut 13a auf der anderen Seite in der Axialrichtung der Platte 13 ausgebildet. Auf einer Mittelseite der Platte 13 ist die Nut 13a derart ausgebildet, dass sie zu einer Seite in der Axialrichtung vertieft ist. Die Nut 13a bildet einen Kanal 40 mit einem vertieften Abschnitt 29 eines Invertergehäuses 21. Die Platte 13 hat eine Kältemittelauslassöffnung 13b und ein Durchgangsloch 13c. Die Kältemittelauslassöffnung 13b ist derart ausgebildet, dass sie die Nut 13a durchdringt. Die Kältemittelauslassöffnung 13b ist ein Loch zum Leiten des Kältemittels in das Kompressorgehäuse 11, wobei das Kältemittel von einer Kältemittelansaugöffnung 23, die nachstehend beschrieben wird, angesaugt wird. Das Durchgangsloch 13c ist derart bereitgestellt, dass es einen luftdichten Anschluss 52 aufnimmt, der in 9 abgebildet ist. Der luftdichte Anschluss 52 ist ein Anschluss zum elektrischen Verbinden einer Leiterplatte 60 der Invertervorrichtung 20 und eines Elektromotors 12a. Der Elektromotor 12a ist in dem Kompressorgehäuse 11 aufgenommen und treibt einen Kompressionsmechanismus 12b an. Der Elektromotor 12a der vorliegenden Ausführungsform bildet einen Dreiphasen-Wechselstrommotor vom synchronen Typ. Der Kompressionsmechanismus 12b ist in dem Kompressorgehäuse 11 aufgenommen, komprimiert das Kältemittel, das von der nachstehend beschriebenen Kältemittelansaugöffnung 23 angesaugt wird und gibt das Kältemittel von der Abgabeöffnung 12 in Richtung der Kühlvorrichtung ab.
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Die Invertervorrichtung 20 umfasst das Invertergehäuse 21. Das Invertergehäuse 21 ist auf der anderen Seite des Kompressorabschnitts 10 in der Axialrichtung angeordnet. Das Invertergehäuse 21 ist mit einer kurzen zylindrischen Form ausgebildet. Das Invertergehäuse 21 ist derart angeordnet, dass eine seiner Achsen einer Achse des Kompressorgehäuses 11 entspricht.
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Das Invertergehäuse 21 umfasst eine Seitenwand 22, die in einer ringförmigen Form ausgebildet ist, wobei seine Achse die Mitte ist. Die Seitenwand 22 hat die Kältemittelansaugöffnung 23 (siehe 5, 6).
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Wie in 6 abgebildet, ist eine Öffnung 30 auf der anderen Seite in der Axialrichtung der Seitenwand 22 ausgebildet. Wie in 7 abgebildet, ist eine Seite in der Axialrichtung der Seitenwand 22 durch einen unteren Abschnitt 24 und einen vorstehenden Abschnitt 25 geschlossen. 7 ist eine Seitenansicht, in der ein einzelner Körper des Invertergehäuses 21 von der anderen Seite in der Axialrichtung betrachtet wird. Das heißt, 7 ist eine Ansicht des Invertergehäuses 21 in einem Zustand, in dem Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, eine Treiberschaltung 50, ein Kondensator 51 und der luftdichte Anschluss 52 davon entfernt sind.
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Der vorstehende Abschnitt 25 ist derart ausgebildet, dass er von dem unteren Abschnitt 24 zu der anderen Seite in der Axialrichtung vorsteht. Wie in 7 abgebildet, ist der vorstehende Abschnitt 25 von der anderen Seite in der Axialrichtung gesehen, in einer rechteckigen Form ausgebildet, die sich von der Kältemittelansaugöffnung 23 der Seitenwand 22 zu einer axialen Mittelseite (einer Unterseite in 7) erstreckt. Das heißt, in dem Invertergehäuse 21 ist ein vorstehender Abschnitt 225 in einer rechteckigen Parallelepipedform ausgebildet.
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Eine rechteckige flache Oberfläche 26a (eine erste flache Oberfläche) ist auf der anderen Seite in der Axialrichtung (das heißt, auf der Seite benachbart zu der Öffnung 30) des vorstehenden Abschnitts 25 ausgebildet. Seitenoberflächen 26b, 26c, 26d sind als flache Oberflächen auf dem vorstehenden Abschnitt 25 auf der Seite benachbart zu der Seitenwand 22 ausgebildet. Jede der Seitenoberflächen 26b, 26c, 26d ist derart ausgebildet, dass sie die flache Oberfläche 26a schneidet. Die Seitenoberfläche 26b (eine zweite flache Oberfläche) ist auf einer Seite in einer Radialrichtung S1 ausgebildet. Die Radialrichtung S1 ist eine Radialrichtung, wobei die axiale Mitte des Invertergehäuses 21 die Mitte ist. Die Seitenoberfläche 26c ist auf der anderen Seite in der Radialrichtung S1 ausgebildet. Die Radialrichtung S1 ist eine Richtung, die eine Radialrichtung S2 in rechten Winkeln schneidet, wobei die Radialrichtung S2 die Kältemittelansaugöffnung 23 und die axiale Mitte verbindet. Die Seitenoberfläche 26d ist auf einer entgegengesetzten Seite der Kältemittelansaugöffnung 23 in der Radialrichtung S2 ausgebildet.
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Eine flache Oberfläche 27a (eine dritte flache Oberfläche) ist auf der einen Seite in der Radialrichtung S1 des unteren Abschnitts 24 ausgebildet. Eine flache Oberfläche 27b ist auf der anderen Seite in der Radialrichtung S2 des unteren Abschnitts 24 ausgebildet. Ein Durchgangsloch 28 ist auf der anderen Seite in der Radialrichtung S1 des unteren Abschnitts 24 ausgebildet. Das Durchgangsloch 28 ist derart ausgebildet, dass es mit dem Durchgangsloch 13c der Platte 13 in Verbindung steht. Die Durchgangslöcher 28, 13c bilden jeweils das Loch zum Aufnehmen des luftdichten Anschlusses 52.
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Der vertiefte Abschnitt 29 (siehe 6, 8), der zu der anderen Seite in der Axialrichtung vertieft ist, ist auf der einen Seite in der Axialrichtung des vorstehenden Abschnitts 25 ausgebildet.
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Der vertiefte Abschnitt 29 ist durch einen Wandabschnitt 25a ausgebildet und ist aus Seitenoberflächen 29a, 29b, 29c, 29d und einer Deckenoberfläche 29e aufgebaut. Der Wandabschnitt 25a ist kein Abschnitt des Invertergehäuses 21, der mit dem Kältemittel oder Luft gefüllt ist, sondern ist ein Abschnitt des Invertergehäuses 21, der mit einem metallischen Material zur Bildung des Invertergehäuses 21 gefüllt ist. Der Wandabschnitt 25a zeigt einen Wandabschnitt des Invertergehäuses 21 an, der den vorstehenden Abschnitt 25 bildet.
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Die Seitenoberfläche 29a ist auf einer Seite in der Radialrichtung S2 ausgebildet. Ein Durchgangsloch 31b, das mit der Kältemittelansaugöffnung 23 in Verbindung steht, ist in der Seitenoberfläche 29a geöffnet. Das heißt, das Innere des vertieften Abschnitts 29 steht mit der Kältemittelansaugöffnung 23 in Verbindung. Die Seitenoberfläche 29b ist auf der anderen Seite in der Radialrichtung S2 ausgebildet. Die Seitenoberfläche 29c ist auf der einen Seite in der Radialrichtung S1 ausgebildet. Die Seitenoberfläche 29d ist auf der anderen Seite in der Radialrichtung S1 ausgebildet. Die Deckenoberfläche 29e ist auf der anderen Seite in der Axialrichtung ausgebildet.
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In einem Zustand, in dem er von der Nut 13a der Platte 13 geschlossen ist, bildet der vertiefte Abschnitt 29, der wie gerade beschrieben, aufgebaut ist, den Kanal 40. Der Kanal 40 ist durch den Wandabschnitt 25a des Invertergehäuses 21 und einen Wandabschnitt 13f der Platte 13 ausgebildet. Der Wandabschnitt 13f ist ein Abschnitt der Platte 13, der mit einem metallischen Material zum Bilden der Platte 13 gefüllt ist. Eine Kühlrippe 31 ist in dem Kanal 40 bereitgestellt. Die Kühlrippe 31 fördert den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel in dem Kanal 40 und Kühlzielen. Die Kühlziele der vorliegenden Ausführungsform sind die Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51.
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Insbesondere ist die Kühlrippe 31 aus den dünnen Plattenmaterialien 31a aufgebaut. Jedes der dünnen Plattenmaterialien 31a ist in einer Dünnschichtform ausgebildet, die sich in der Radialrichtung 52 und der Axialrichtung erstreckt. Die dünnen Plattenmaterialien 31a sind in der Radialrichtung S1 ausgerichtet. Zwischen den zwei benachbarten dünnen Plattenmaterialien 31a der dünnen Plattenmaterialien 31a ist ein Kanal, durch den, wie durch Pfeile Y1, Y2 in 6 und 8 angezeigt, von der Kältemittelansaugöffnung 23 angesaugtes Kältemittel in Richtung der Kältemittelauslassöffnung 13b strömt, für jeweils zwei der benachbarten dünnen Plattenmaterialien 31a ausgebildet. Der Pfeil Y2 in 8 zeigt einen Zustand an, in dem eine Strömung (der Pfeil) des Kältemittels zu einer nahen Seite in einer Senkrechtrichtung des Blatts gerichtet ist. Jedes der dünnen Plattenmaterialien 31a wird von der Seitenoberfläche 29b und der Deckenoberfläche 29e gehalten.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, sind die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberflächen 26b, 26c, 26d des vorstehenden Abschnitts 25 derart ausgebildet, dass sie die Kühlrippe 31 umgeben.
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Die Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51 und der luftdichte Anschluss 52 sind in dem Invertergehäuse 21 angeordnet.
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Jedes der Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6 ist in einer Dünnschichtform ausgebildet. Die Treiberschaltung 50 ist in einer Dünnschichtform ausgebildet. Jedes der Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6 und die Treiberschaltung 50 sind in Kontakt mit der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25. Die Schaltelemente SW1 bis SW6 sind in einer (2×3) Matrix auf der flachen Oberfläche 26a benachbart zu der Kältemittelansaugöffnung 23 angeordnet. Die Treiberschaltung 50 ist auf der flachen Oberfläche 26a benachbart zu der Kältemittelauslassöffnung 13b (einer Unterseite in 9) in Bezug auf die Schaltelemente SW1 bis SW6 angeordnet.
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Jedes der Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6 und die Treiberschaltung 50 der vorliegenden Ausführungsform sind auf der Leiterplatte 60 montiert. In dem Invertergehäuse 21 ist die Leiterplatte 60 auf der anderen Seite in der Axialrichtung in Bezug auf die Schaltelemente SW1 bis SW6 und die Treiberschaltung 50 angeordnet.
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In dem Invertergehäuse 21 ist der Kondensator 51 auf der einen Seite in der Radialrichtung S1 in Bezug auf den vorstehenden Abschnitt 25 angeordnet. Der Kondensator 51 ist in einer rechteckigen Parallelepipedform ausgebildet und ist in Kontakt mit der Seitenoberfläche 26b und der flachen Oberfläche 27a. Der Kondensator 51 ist über Anschlüsse 51a, 51b mit der Leiterplatte 60 verbunden. Die Anschlüsse 51a, 51b sind auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Kondensators 51 angeordnet.
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Die Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51 bilden eine Inverterschaltung, die einen Dreiphasen-Wechselstrom an den Elektromotor 12a ausgibt. Ein Aufbau einer elektrischen Schaltung in der Inverterschaltung wird nachstehend beschrieben.
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In dem Invertergehäuse 21 ist der luftdichte Anschluss 52 auf der anderen Seite in der Radialrichtung S1 in Bezug auf den vorstehenden Abschnitt 25 angeordnet. Der luftdichte Anschluss 52 ist über Anschlüsse 52a, 52b, 52c mit der Leiterplatte 60 verbunden. Die Anschlüsse 52a, 52b, 52c sind auf der anderen Seite in der Axialrichtung des luftdichten Anschlusses 52 angeordnet.
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Wie in 1 abgebildet, umfasst die Invertervorrichtung 20 einen Deckel 70. Der Deckel 70 ist ausgebildet, um die Öffnung 30 des Invertergehäuses 21 zu schließen. Verbinder 71, 72 sind mit dem Deckel 70 verbunden. Die Verbinder 71, 72 sind mit der Leiterplatte 60 verbunden.
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Der Deckel 70 ist durch Einheiten (sechs in 1) von Bolzen 73 an dem Kompressorgehäuse 11 fixiert. Jede der Bolzeneinheiten 73 (sechs in 1) ist durch ein Durchgangsloch 21a (siehe 9) des Invertergehäuses 21 an dem Kompressorgehäuse 11 befestigt. Auf diese Weise sind das Invertergehäuse 21 und der Deckel 70 durch die Bolzeneinheiten 73 an dem Kompressorgehäuse 73 fixiert.
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Das Kompressorgehäuse 11, die Platte 13, das Invertergehäuse 21 und die Kühlrippe 31 (32, 33) der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils aus einem metallischen Material, wie etwa Aluminium, nichtrostendem Stahl (SUS) oder Gusseisen, geformt.
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines Aufbaus einer elektrischen Schaltung in einer Inverterschaltung 80 der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf 10 gegeben.
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Die Transistoren SW1, SW3, SW5 sind mit einem positiven Elektrodenbus 84 verbunden. Eine positive Elektrode einer Hochspannungsleistungsversorgung 82 ist mit dem positiven Elektrodenbus 84 verbunden. Die Transistoren SW2, SW4, SW6 sind mit einem negativen Elektrodenbus 86 verbunden. Eine negative Elektrode der Hochspannungsleistungsversorgung 82 ist mit dem negativen Elektrodenbus 86 verbunden.
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Die Transistoren SW1, SW2 sind in Reihe zwischen den positiven Elektrodenbus 84 und den negativen Elektrodenbus 86 geschaltet. Die Transistoren SW3, SW4 sind in Reihe zwischen den positiven Elektrodenbus 84 und den negativen Elektrodenbus 86 geschaltet. Die Transistoren SW5, SW6 sind in Reihe zwischen den positiven Elektrodenbus 84 und den negativen Elektrodenbus 86 geschaltet.
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Ein gemeinsamer Verbindungsanschluss T1 zwischen den Transistoren SW1, SW2 ist mit einer U-Phasenspule einer Statorspule des Elektromotors 12a verbunden. Ein gemeinsamer Verbindungsanschluss T2 zwischen den Transistoren SW3, SW4 ist mit einer V-Phasenspule der Statorspule des Elektromotors 12a verbunden. Ein gemeinsamer Verbindungsanschluss T3 zwischen den Transistoren SW5, SW6 ist mit einer W-Phasenspule der Statorspule des Elektromotors 12a verbunden. Jeder der Transistoren SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6 ist aus einem beliebigen verschiedener Arten von Haltleiterschaltelementen, wie etwa einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate (einem IGBT) und einer Rücklaufdiode aufgebaut. Der Kondensator 51 ist zwischen den positiven Elektrodenbus 84 und den negativen Elektrodenbus 86 der Inverterschaltung 80 geschaltet und stabilisiert eine Spannung, die zwischen dem positiven Elektrodenbus 84 und dem negativen Elektrodenbus 86 von der Hochspannungsleistungsversorgung 82 bereitgestellt wird. Die Treiberschaltung steuert die Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, bilden die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 einen Kühlabschnitt 90 zum Kühlen des Kondensators 51, der Treiberschaltung 50 und der Schaltelemente SW1 bis SW6.
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Als nächstes wird eine Beschreibung über ein Herstellungsverfahren der Invertervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
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Zuerst werden der Kondensator 51 und der luftdichte Anschluss 52 in dem Invertergehäuse 21 aufgenommen. Zu dieser Zeit wird der Kondensator 51 in Kontakt mit der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und der flachen Oberfläche 27a gebracht. Der luftdichte Anschluss 52 wird in einem Zustand, in dem er durch die Durchgangslöcher 28, 13c eingepasst ist, an der flachen Oberfläche 27b des Invertergehäuses 21 fixiert.
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Als nächstes wird die Leiterplatte 60, auf der die Schaltelemente SW1 bis SW6 und die Treiberschaltung 50 im Voraus montiert werden, in dem Invertergehäuse 21 aufgenommen. Zu dieser Zeit werden die Schaltelemente SW1 bis SW6 und die Treiberschaltung 50 auf der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 angeordnet. Auf diese Weise werden die Schaltelemente SW1 bis SW6 und die Treiberschaltung 50 in Kontakt mit der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 gebracht. In diesem Zustand wird die Leiterplatte 60 an dem Invertergehäuse 21 fixiert.
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Als nächstes wird der Deckel 70 auf dem Invertergehäuse 21 angeordnet, um die Öffnung 30 des Invertergehäuses 21 zu schließen. Der Deckel 70 und das Invertergehäuse 21 werden durch die Bolzeneinheiten 73 an dem Kompressorgehäuse 11 fixiert.
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines Betriebs der Invertervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
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Zuerst steuert die Treiberschaltung 50 die Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6. Folglich führt jedes der Schaltelemente SW1 bis SW6 das Schalten durch. In Verbindung damit wird von den gemeinsamen Verbindungsanschlüssen T1, T2, T3 auf der Basis der Ausgangsspannung des Kondensators 51 der Dreiphasen-Wechselstrom an die Statorspule des Elektromotors 12a ausgegeben. Zu dieser Zeit gibt der Elektromotor 12a seine Drehausgangsleistung an den Kompressionsmechanismus 12b aus. Somit wird der Kompressionsmechanismus 12b durch den Elektromotor 12a angetrieben und führt einen Betrieb zum Komprimieren des Kältemittels durch. Zu dieser Zeit durchläuft das Kältemittel von der Verdampferseite die Kältemittelansaugöffnung 23, das Durchgangsloch 31b, den Kanal 40, die Kältemittelauslassöffnung 13b der Platte 13 und den Elektromotor 12a und wird zu dem Kompressionsmechanismus 12b gesaugt. Der Kompressionsmechanismus 12b komprimiert das angesaugte Kältemittel und gibt das Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel von der Kältemittelabgabeöffnung 12 in Richtung der Kühlvorrichtung ab.
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Jedes der Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, der Kondensator 51 und die Treiberschaltung 50 erzeugen Wärme. Indessen tauschen jedes der Schaltelemente SW1 bis SW6 und die Treiberschaltung 50 über den Wandabschnitt 25a und die flache Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 Wärme mit dem Kältemittel in dem Kanal 40 aus. Folglich werden die Schaltelemente SW1 bis SW6 und die Treiberschaltung 50 durch das Kältemittel in dem Kanal 40 gekühlt.
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Die Wärme wird über den Wandabschnitt 25a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 zwischen dem Kondensator 51 und dem Kältemittel 40 ausgetauscht. Folglich wird der Kondensator 51 durch das Kältemittel in dem Kanal 40 gekühlt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die bisher beschrieben wurde, umfasst die Invertervorrichtung 20 das Invertergehäuse 31, die Schaltelemente SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, die Treiberschaltung 50 und den Kondensator 51. Die Seitenwand 22 des Invertergehäuses 21 hat die Kältemittelansaugöffnung 23. Die eine Seite in der Axialrichtung der Seitenwand 22 wird von dem unteren Abschnitt 24 und dem Abschnitt 25 geschlossen. Der vertiefte Abschnitt 29, der zu der anderen Seite in der Axialrichtung vertieft ist, ist auf der einen Seite in der Axialrichtung des vorstehenden Abschnitts 25 ausgebildet. In dem Zustand, in dem er durch die Nut 13a der Platte 13 geschlossen ist, bildet der vertiefte Abschnitt 29 den Kanal 40. Der Kanal 40 wird durch den Wandabschnitt 25a des Invertergehäuses 21 und den Wandabschnitt 13f der Platte 13 gebildet. Der Kanal 40 steht durch das Durchgangsloch 31b mit der Kältemittelansaugöffnung 23 in Verbindung und steht auch mit der Kältemittelauslassöffnung 13b der Platte 13 in Verbindung. Einhergehend mit dem Kompressionsbetrieb des Kompressionsmechanismus 12b strömt das Kältemittel in einer Reihenfolge der Kältemittelansaugöffnung 23, des Durchgangslochs 31b, des Kanals 40, der Kältemittelauslassöffnung 13b der Platte 13 und des Kompressionsmechanismus 12b. Auf diese Weise ist der Kältemittelkanal in dem Invertergehäuse 21 dreidimensional aufgebaut.
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Die Treiberschaltung 50 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 sind in Kontakt mit der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25. Der Kondensator 51 ist in Kontakt mit der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25. Genau wie beschrieben bilden die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 den Kühlabschnitt 90 zum Kühlen des Kondensators 51, der Treiberschaltung 50 und der Schaltelemente SW1 bis SW6. Die Treiberschaltung 50 und die Schaltelemente SW1, ... SW6 werden über die flache Oberfläche 26a und den Wandabschnitt 25a durch das Kältemittel in dem Kanal 40 gekühlt. Der Kondensator 51 wird über den Wandabschnitt 25a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 durch das Kältemittel in dem Kanal 40 gekühlt.
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Gemäß dem, was bisher beschrieben wurde, können die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 jeweils gemäß ihrem physikalischen Aufbau in Kontakt mit einer geeigneten flachen Oberfläche der flachen Oberfläche 26a und der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 gebracht werden. Folglich können die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 in dem elektrischen Kompressor ausreichend gekühlt werden. Auf diese Weise können die Inverterschaltung 80, die aus den Schaltelementen SW1 bis SW6, der Treiberschaltung 50 und dem Kondensator 51 aufgebaut ist, in einer Hochtemperaturumgebung in einem Motorraum ausreichend gekühlt werden, und die Leistung des elektrischen Kompressors 1 im Fahrzeug kann einem weiten Bereich verbessert werden. Daher kann eine Häufigkeit, mit der die Inverterschaltung 80 aufgrund einer Temperaturbeschränkung gestoppt wird, verringert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Schaltelemente SW1 bis SW6 in einem Abschnitt angeordnet, der näher an der Kältemittelansaugöffnung 23 als die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51 ist. Die Schaltelemente SW1 bis SW6 erzeugen eine größere Wärmeerzeugungsmenge als die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51.
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Folglich sind die Schaltelemente SW1 bis SW6 in dem Abschnitt angeordnet, der näher an der Kältemittelansaugöffnung 23 als die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51 ist, von denen jeder die kleinere Wärmeerzeugungsmenge als die Schaltelemente SW1 bis SW6 erzeugt. Somit kann eine ausreichende Kühlwirkung der Schaltelemente SW1 bis SW6 erhalten werden. Daher kann die Wärmebeständigkeit der gesamten Inverterschaltung (der elektronischen Schaltung) 80 verbessert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform erzeugen die Schaltelemente SW1 bis SW6 die größere Wärmeerzeugungsmenge als die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51. Folglich ist es notwendig, dass die Schaltelemente SW1 bis SW6 im Vergleich zu der Treiberschaltung 50 und dem Kondensator 51 am stärksten gekühlt werden. Aus diesem Grund sind die Schaltelemente SW1 bis SW6 in der vorliegenden Ausführungsform auf der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 angeordnet, wobei die flache Oberfläche 26a auf der anderen Seite in der Axialrichtung ausgebildet ist. Somit können die Schaltelemente SW1 bis SW6 proaktiv und einfach entfernt von dem Kompressorgehäuse 11 als einem Wärmeerzeugungskörper angeordnet werden, und die Wärmeisolationsleistung wird dadurch verbessert.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kühlrippe 31 in dem Kanal 40 angeordnet. Folglich wird der Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und jedem der Schaltelemente SW1 bis SW6, der Treiberschaltung 50 und dem Kondensator 51 gefördert. Somit können die Schaltelemente SW1 bis SW6, die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51 zuverlässig gekühlt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberflächen 26b, 26c, 26d des vorstehenden Abschnitts 25 derart ausgebildet, dass sie die Kühlrippe 31 umgeben. Somit können die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberflächen 26b, 26c, 26d als Kühloberflächen dreidimensional aufgebaut sein, und die Anzahl elektronische Komponenten als die Kühlziele kann leicht erhöht werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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In der vorstehenden ersten Ausführungsform wurde die Beschreibung gegeben, in der der Kondensator 51 durch das Kältemittel in dem Kanal 40 über die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 gekühlt wird. Neben dem Vorstehenden wird eine Beschreibung gegeben, in der der Kondensator 51 einer zweiten Ausführungsform durch ein Kältemittel über einen unteren Abschnitt 24 gekühlt wird.
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11, 12 und 13 bilden eine Invertervorrichtung 20 der zweiten Ausführungsform ab. 11 ist eine Ansicht, in der das Innere eines einzelnen Körpers eines Invertergehäuses 21 der vorliegenden Ausführungsform von der anderen Seite in einer Axialrichtung betrachtet wird. 12 ist eine Ansicht, in der der einzelne Körper des Invertergehäuses 21 von einer Seite in der Axialrichtung betrachtet wird. 13 ist eine Querschnittansicht des inneren der Invertervorrichtung 20.
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Ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform hat das Invertergehäuse 21 die untere Oberfläche 24 und einen vorstehenden Abschnitt 25. Der vorstehende Abschnitt 25 hat vertiefte Abschnitte 110a, 110b. Jeder der vertieften Abschnitte 110a, 110b ist durch einen Wandabschnitt 25a gebildet und derart ausgebildet, dass er von der einen Seite in der Axialrichtung zu der anderen Seite in der Axialrichtung des vorstehenden Abschnitts 25 vertieft ist. Der vertiefte Abschnitt 110a (ein erster vertiefter Abschnitt) ist in Bezug auf den vertieften Abschnitt 110b benachbart zu einer Kältemittelansaugöffnung 23 angeordnet. Der vertiefte Abschnitt 110b (ein zweiter vertiefter Abschnitt) ist benachbart zu einer axialen Mitte des Invertergehäuses 21 ausgebildet.
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Wie in 12 abgebildet, ist eine Nut 110c (ein dritter vertiefter Abschnitt) auf der einen Seite in der Axialrichtung in Bezug auf den unteren Abschnitt 24 in dem Invertergehäuse 21 ausgebildet. Die Nut 110c ist durch einen Wandabschnitt 24a ausgebildet und ist derart ausgebildet, dass sie sich zwischen den vertieften Abschnitten 110a, 110b auf der Seite benachbart zu dem unteren Abschnitt 24 erstreckt. Das heißt, die Nut 110c ist derart ausgebildet, dass sie den Abschnitt zwischen den vertieften Abschnitten 110a, 110b aus der einen Seite in der Axialrichtung gesehen in einer invertierten C-Form umgeht. Ähnlich dem Wandabschnitt 25a ist der Wandabschnitt 24a der vorliegenden Ausführungsform ein Abschnitt des Invertergehäuses 21, der mit einem metallischen Material gefüllt ist, um das Invertergehäuse 21 zu bilden. Der Wandabschnitt 24a zeigt einen Wandabschnitt des Invertergehäuses 21 an, der den unteren Abschnitt 24 bildet.
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Wie in 13 abgebildet, ist ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform eine Platte auf der einen Seite in der Axialrichtung des Invertergehäuses 21 angeordnet.
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Wie in 14 und 15 abgebildet, ist eine Nut 13d auf der einen Seite in der Axialrichtung der Platte 13 der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet. Wie in 14 abgebildet, ist die Nut 13d aus der anderen Seite in der Axialrichtung gesehen in einer C-Form ausgebildet. Die Nut 13d ist mit einer Kältemittelauslassöffnung 13b ausgebildet. Die Kältemittelauslassöffnung 13b ist auf einer axialen Mittelseite der Platte 13 in der Axialrichtung angeordnet und durchdringt sie. Die Nut 13d ist derart ausgebildet, dass sie den vertieften Abschnitt 110a, die Nut 110c und den vertieften Abschnitt 110b in der Axialrichtung überlappt.
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Der vertiefte Abschnitt 110a und die Nut 13d bilden einen Kanal 41 (einen ersten Kanal). Der vertiefte Abschnitt 110b und die Nut 13d bilden einen Kanal 42 (einen zweiten Kanal). Die Nut 110c und die Nut 13d bilden einen Umleitungskanal 43. Der Umleitungskanal 43 bildet einen Kältemittelkanal, der mit den Kanälen 41, 42 in Verbindung steht und in Richtung des unteren Abschnitts 24 umleitet.
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Der vertiefte Abschnitt 110a ist durch Seitenoberflächen 29a, 29b, 29c, 29d und eine Deckenoberfläche 29e ausgebildet. Der vertiefte Abschnitt 110b ist durch Seitenoberflächen 34a, 34b, 34d, 34e und eine Deckenoberfläche 34c ausgebildet.
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Eine Kühlrippe 32 ist in dem Kanal 41 bereitgestellt. Die Kühlrippe 32 ist aus dünnen Plattenmaterialien 32a aufgebaut. Jedes der dünnen Plattenmaterialien 32a ist in einer Dünnschichtform ausgebildet, die sich in einer Radialrichtung S2 und der Axialrichtung erstreckt. Die dünnen Plattenmaterialien 32a sind in einer Radialrichtung S1 ausgerichtet. Zwischen den zwei benachbarten dünnen Plattenmaterialien 32a der dünnen Plattenmaterialien 32a ist ein Kanal, durch den das von der Kältemittelansaugöffnung 23 angesaugte Kältemittel, wie durch Pfeile Y4, Y5 in 12 und 13 angezeigt, in Richtung des Umleitungskanals 43 strömt, für jedes der zwei benachbarten dünnen Plattenmaterialien 32a ausgebildet. Jedes der dünnen Plattenmaterialien 32a wird von der Seitenoberfläche 29b und der Deckenoberfläche 29e gehalten.
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Eine Kühlrippe 33 ist in dem Kanal 42 bereitgestellt. Die Kühlrippe 33 ist aus dünnen Plattenmaterialien 33a aufgebaut. Jedes der dünnen Plattenmaterialien 33a ist in einer Dünnschichtform ausgebildet, die sich in der Radialrichtung S2 und der Axialrichtung erstreckt. Die dünnen Plattenmaterialien 33a sind in der Radialrichtung S1 ausgerichtet. Zwischen den zwei benachbarten Kühlrippen 33 der dünnen Plattenmaterialien 33a ist ein Kanal, durch den das Kältemittel, wie durch die Pfeile Y4, Y5 in 12 und 13 angezeigt, von dem Umleitungskanal 43 in Richtung der Kältemittelauslassöffnung 13b strömt, für jeweils zwei der Kühlrippen 33 ausgebildet. Jedes der dünnen Plattenmaterialien 33a wird von der Seitenoberfläche 34a und der Deckenoberfläche 34c gehalten.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, sind die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberflächen 26b, 26c, 26d des vorstehenden Abschnitts 25 derart ausgebildet, dass sie die Kühlrippen 32, 33 umgeben. Ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform sind Schaltelemente SW1 bis SW6 und eine Treiberschaltung 50 der vorliegenden Ausführungsform in Kontakt mit der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25. Der Kondensator 51 ist in Kontakt mit der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und einer flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24.
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Die Seitenoberfläche 26b und die flache Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 und die flache Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 bilden einen Kühlabschnitt 90 zum Kühlen des Kondensators 51, der Treiberschaltung 50 und der Schaltelemente SW1 bis SW6.
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines Betriebs der Invertervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
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Wenn in der vorliegenden Ausführungsform ein Kompressionsmechanismus 12b von einem Elektromotor 12a angetrieben wird und einen Betrieb zum Komprimieren des Kältemittels durchführt, strömt das Kältemittel von einer Verdampferseite in einer Reihenfolge der Kältemittelansaugöffnung 23, eines Durchgangslochs 31b, des Kanals 41, des Umleitungskanals 43 und des Kanals 42. Das Kältemittel strömt von der Kältemittelauslassöffnung 13b in ein Kompressorgehäuse 11.
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Zu dieser Zeit werden die Schaltelemente SW1 bis SW6 durch das Kältemittel in dem Kanal 41 über den Wandabschnitt 25a und die flache Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 gekühlt. Der Kondensator 51 wird durch das Kältemittel in dem Kanal 42 über den Wandabschnitt 25a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 gekühlt. Die Treiberschaltung 50 wird durch das Kältemittel in dem Kanal 42 über den Wandschnitt 25a und die flache Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25 gekühlt. Der Kondensator 51 wird durch das Kältemittel in dem Umleitungskanal 43 über den Wandabschnitt 24a und die flache Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 gekühlt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die bisher beschrieben wurde, können die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 jeweils gemäß ihres physikalischen Aufbaus in Kontakt mit einer geeigneten flachen Oberfläche der flachen Oberfläche 26a und der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und der flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 gebracht werden. Folglich können die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform ausreichend gekühlt werden.
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Insbesondere wird der Kondensator 51 in der vorliegenden Ausführungsform durch das Kältemittel in den Kanälen 41, 42 und das Kältemittel in dem Umleitungskanal 43 gekühlt. Folglich kann die Kühlleistung zum Kühlen des Kondensators 51 verbessert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kühlrippe 32 in dem Kanal 41 angeordnet. Die Kühlrippe 33 ist in dem Kanal 42 angeordnet. Folglich wird der Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und jedem der Schaltelemente SW1 bis SW6, der Treiberschaltung 50 und dem Kondensator 51 gefördert. Somit können die Schaltelemente SW1 bis SW6, die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51 zuverlässig gekühlt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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In den vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen wurde die Beschreibung gegeben, in der der Kältemittelkanal aus der Platte 13 und dem Invertergehäuse 21 aufgebaut ist. Anstelle des Vorstehenden ist ein Kältemittelkanal in einer dritten Ausführungsform aus einem einzelnen Körper eines Invertergehäuses 21 aufgebaut.
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16 ist eine Querschnittansicht einer Invertervorrichtung 20 der dritten Ausführungsform. In 16 bezeichnet das gleiche Bezugszeichen wie das in 6 die gleiche Komponente. Ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform ist in dem Invertergehäuse 21 der Invertervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform eine Seite in einer Axialrichtung einer Seitenwand 22 durch einen unteren Abschnitt 24 und einen vorstehenden Abschnitt 25 geschlossen. Das Invertergehäuse 21 definiert einen Kältemittelkanal 100. Der Kältemittelkanal 100 ist durch den einzelnen Körper des Invertergehäuses 21 ausgebildet. Das heilst, der Kältemittelkanal 100 ist ungeachtet einer Platte 13 ausgebildet. Der Kältemittelkanal 100 ist durch Wandabschnitte 25a, 24a des Invertergehäuses 21 ausgebildet. Jeder der Wandabschnitte 25a, 24a ist ein Abschnitt des Invertergehäuses 21, der mit einem metallischen Material gefüllt ist, um das Invertergehäuse 21 zu bilden. Der Wandabschnitt 25a ist ein Wandabschnitt des vorstehenden Abschnitts 25, der den Kältemittelkanal 100 bildet. Der Wandabschnitt 24a ist ein Wandabschnitt des unteren Abschnitts 24, der den Kältemittelkanal 100 bildet.
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Eine Kältemittelansaugöffnung 23 des Kältemittelkanals 100 ist in der Seitenwand 22 ausgebildet. Eine Kältemittelauslassöffnung 13b des Kältemittelkanals 100 ist auf einer Seite in einer Axialrichtung des Invertergehäuses 21 angeordnet. Die Kältemittelauslassöffnung 13b ist auf der einen Seite in der Axialrichtung geöffnet.
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Der Kältemittelkanal 100 ist entlang einer flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25, einer Seitenoberfläche 26b und einer flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 ausgebildet.
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Eine Treiberschaltung 50 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 sind in Kontakt mit der flachen Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25. Ein Kondensator 51 ist in Kontakt mit der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und der flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24. Eine Spule 53 ist in Kontakt mit der flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 und glättet eine Spannung zwischen beiden Anschlüssen des Kondensators 51. Die Spule 53 bildet mit den Schaltelementen SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, der Treiberschaltung 50 und dem Kondensator 51 eine Inverterschaltung 80.
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Genau wie beschrieben bilden die flache Oberfläche 26a des vorstehenden Abschnitts 25, die Seitenoberfläche 26b und die flache Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 einen Kühlabschnitt 90 zum Kühlen des Kondensators 51, der Treiberschaltung 50, der Spule 53 und der Schaltelemente SW1 bis SW6.
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Die Treiberschaltung 50 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 werden durch das Kältemittel in dem Kältemittelkanal 100 über die flache Oberfläche 26a und den Wandabschnitt 25a gekühlt. Der Kondensator 51 wird durch das Kältemittel in dem Kältemittelkanal 100 über den Wandabschnitt 25a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 gekühlt. Der Kondensator 51 und die Spule 53 werden jeweils durch das Kältemittel in dem Kältemittelkanal 100 über den Wandabschnitt 24a und die flache Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 gekühlt.
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Eine Kanalquerschnittfläche eines Kältemittelkanals 100a, die benachbart zu dem vorstehenden Abschnitt 25 des Kältemittelkanals 100 ausgebildet ist, unterscheidet sich von einer Kanalquerschnittfläche eines Kältemittelkanals 100b, die benachbart zu dem unteren Abschnitt 24 des Kältemittelkanals 100 ausgebildet ist. Insbesondere ist die Kanalquerschnittfläche 24 des Kältemittelkanals 100a größer als die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100b festgelegt.
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Der Kondensator 51 ist über elektrische Anschlüsse 51a, 51b (einer der elektrischen Anschlüsse ist in 16 abgebildet) mit einer Leiterplatte 60 verbunden. Außerdem ist die Spule 53 über elektrische Anschlüsse 53a, 53b (einer der elektrischen Anschlüsse ist in 16 abgebildet) mit der Leiterplatte 60 verbunden.
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Die elektrischen Anschlüsse 51a, 51b sind auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Kondensators 51 angeordnet. Die elektrischen Anschlüsse 53a, 53b sind auf der anderen Seite der Spule 53 angeordnet. Folglich sind der Kondensator 51 und die Spule 53 derart angeordnet, dass die elektrischen Anschlüsse 51a, 51b, 53a, 53b in die gleiche Richtung gewandt sind.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die bisher beschrieben wurde, bilden die flache Oberfläche 26a und die Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und die flache Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 den Kühlabschnitt 90 zum Kühlen des Kondensators 51, der Treiberschaltung 50, der Spule 53 und der Schaltelemente SW1 bis SW6. Folglich können die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51, die Spule 53 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 gemäß ihrem physikalischen Aufbau jeweils in Kontakt mit einer geeigneten flachen Oberfläche der flachen Oberfläche 26a und der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und der flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 gebracht werden. Somit können die Treiberschaltung 50, der Kondensator 51 und die Schaltelemente SW1 bis SW6 ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform ausreichend gekühlt werden.
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Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Kondensator 51, die Spule 53 und die Leiterplatte 60 in dem Invertergehäuse 21 montiert werden, werden der Kondensator 51 und die Spule 53 ähnlich der vorstehenden ersten Ausführungsform im Voraus in dem Invertergehäuse 21 aufgenommen und die Leiterplatte 60 wird dann in dem Invertergehäuse 21 angeordnet. Dann wird der Kondensator 51 über die elektronischen Anschlüsse 51a, 51b mit der Leiterplatte 60 verbunden. Außerdem wird die Spule 52 über die elektrischen Anschlüsse 53a, 5b mit der Leiterplatte 60 verbunden.
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Die elektrischen Anschlüsse 51a, 51b des Kondensators 51 und die elektrischen Anschlüsse 53a, 53b der Spule 53 werden derart angeordnet, dass sie in die gleiche Richtung (einer Oberseite in 16) gewandt sind. Wenn folglich der Kondensator 51 und die Spule 53 mit der Leiterplatte 60 montiert werden, kann die Leiterplatte 60 in Bezug auf den Kondensator 51 und die Spule 53 aus der gleichen Richtung montiert werden. Somit kann das Montageverfahren der Leiterplatte 60 vereinfacht werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Wärmeerzeugungsmenge des Kondensators 51 größer als eine Wärmeerzeugungsmenge der Spule 53. Aus diesem Grund ist der Kondensator 51 in Kontakt mit der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und der flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24. Die Spule 53 ist in Kontakt mit der flachen Oberfläche 27a der unteren Oberfläche 24. Das heißt, die Anzahl der flachen Oberflächen, mit denen der Kondensator 51 in Kontakt ist, ist größer als die Anzahl der flachen Oberflächen, mit denen die Spule 53 in Kontakt ist. Mit anderen Worten werden der Kondensator 51 und die Spule 53 derart eingerichtet, dass die Anzahl flacher Oberflächen in Kontakt sich gemäß der Wärmeerzeugungsmenge unterscheidet. Auf diese Weise können sowohl die Verbesserung der Kühlleistung des Kondensators 51 und der Spule 53 als auch die Verkleinerung des Invertergehäuses 21 in einem kleinen Raum in dem Invertergehäuse 21 erreicht werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100a größer als die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100b festgelegt. Ein Durchsatz des Kältemittels, das durch den Kältemittelkanal 100a strömt, ist niedriger als ein Durchsatz des Kältemittels, das durch den Kältemittelkanal 100b strömt. Somit können die Schaltelemente SW1 bis SW6, die Treiberschaltung 50 und der Kondensator 51, die in Kontakt mit dem vorstehenden Abschnitt 25 sind, zuverlässig gekühlt werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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In der vorstehenden dritten Ausführungsform wurde die Beschreibung gegeben, in der in dem Fall, in dem die Wärmeerzeugungsmenge des Kondensators 51 großer als die Wärmeerzeugungsmenge der Spule 53 ist, die Anzahl der flachen Oberflächen, mit denen der Kondensator 51 in Kontakt ist, erhöht wird, so dass sie größer als die Anzahl der flachen Oberflächen ist, mit denen die Spule 53 in Kontakt ist. Anstelle des Vorstehenden kann das Folgende verwendet werden.
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Insbesondere in dem Fall, in dem die Wärmeerzeugungsmenge des Kondensators 51 kleiner als die Wärmeerzeugungsmenge der Spule 53 ist, kann die Anzahl der flachen Oberflächen, mit denen der Kondensator 51 in Kontakt ist, verringert werden, so dass sie kleiner als die Anzahl der flachen Oberflächen ist, mit denen die Spule 53 in Kontakt ist.
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In der vorstehenden dritten Ausführungsform wurde die Beschreibung für den Fall gegeben, in dem die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100a größer als die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100b festgelegt wird. Anstelle des Vorstehenden kann die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100a kleiner als die Kanalquerschnittfläche des Kältemittelkanals 100b festgelegt werden.
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In den vorstehenden ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen kann gemäß den physikalischen Aufbauten der elektronischen Komponenten, wie etwa der Treiberschaltung 50, des Kondensators 51 und der Schaltelemente SW1 bis SW6 eine Vertiefung oder ein Vorsprung in der flachen Oberfläche 26a und der Seitenoberfläche 26b des vorstehenden Abschnitts 25 und der flachen Oberfläche 27a des unteren Abschnitts 24 bereitgestellt werden. Das heißt, die elektronischen Komponenten sind in die Vertiefung(en) oder den Vorsprung/die Vorsprünge der flachen Oberflächen (26a, 26b, 27a) des Gehäuses 21 eingepasst. Auf diese Weise können die elektronischen Komponenten an den flachen Oberflächen des Gehäuses 21 fixiert werden und die Schwingungsbeständigkeit kann dadurch verbessert werden.
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In den vorstehenden ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen wurde die Beschreibung für das Beispiel gegeben, in dem die Kältemittelansaugöffnung 23 des Kältemittelkanals in der Invertervorrichtung 20 auf einer radial äußeren Seite bereitgestellt ist, wobei die Achse die Mitte ist und die Kältemittelauslassöffnung 13b auf der einen Seite in der Axialrichtung bereitgestellt ist. Anstelle des Vorstehenden kann die Kältemittelansaugöffnung 23 auf der anderen Seite in der Axialrichtung bereitgestellt werden und die Kältemittelauslassöffnung 13b kann auf der einen Seite in der Axialrichtung bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann eine Flexibilität in der Konstruktion eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Kompressorgehäuse 11 und dem Invertergehäuse 21 erhöht werden.
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In den vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen wurde die Beschreibung für das Beispiel gegeben, in dem der Kältemittelkanal aus der Platte 13 und dem Invertergehäuse 21 aufgebaut ist. Anstelle des Vorstehenden kann das Invertergehäuse 21, das aus geteilten Gehäusen aufgebaut ist, verwendet werden, und der Kältemittelkanal kann aus den geteilten Gehäusen und der Platte 13 aufgebaut werden. Auf diese Weise kann die Montierbarkeit der Treiberschaltung 50, des Kondensators 51, der Schaltelemente SW1 bis SW6 und des Invertergehäuses 21 verbessert werden.
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In den vorstehenden ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen wurde die Beschreibung für das Beispiel gegeben, in dem der eine Kältemittelkanal in der Invertervorrichtung 20 aufgebaut ist. Anstelle des Vorstehenden können Kältemittelkanäle, durch die das Kältemittel von der Verdampferseite in das Kompressorgehäuse 11 strömt, in der Invertervorrichtung 20 ausgebildet werden. Auf diese Weise kann eine Flexibilität in der Anordnung der elektronischen Komponenten erhöht werden.
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In den vorstehenden ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen wurde die Beschreibung für das Beispiel gegeben, in dem eine Kühlstruktur für die elektronischen Komponenten auf den elektrischen Kompressor 1 im Fahrzeug angewendet wird. Anstelle des Vorstehenden kann die Kühlstruktur für die elektronischen Komponenten auf den elektrischen Kompressor 1 vom fest montierten Typ angewendet werden. Alternativ kann die Kühlstruktur für die elektronischen Komponenten auf eine andere Vorrichtung als der elektrische Kompressor 1 angewendet werden.
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Es sollte zu schätzen gewusst werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentensprüche geeignet modifiziert werden kann. Die vorstehenden Ausführungsformen sind gegenseitig nicht irrelevant und können geeignet kombiniert werden, es sei denn, eine Kombination ist offensichtlich unmöglich. In den vorstehenden jeweiligen Ausführungsformen versteht sich von selbst, dass Elemente, die die Ausführungsformen bilden, nicht notwendigerweise wesentlich sind, es sei denn, sie werden als wesentlich spezifiziert oder als offensichtlich aus Prinzip als Wesentlich erachtet.
