【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両空調装置に用いられて冷媒圧縮を行う冷凍サイクル用の電動コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電動コンプレッサとしては、コンプレッサハウジングの外面に、電動モータを駆動するためのインバータを取り付けたものが存在する。そして、インバータの発熱対策として、例えば、実開昭６２−１２４７１号公報の技術においては、電動コンプレッサ内を流動される低温冷媒と、インバータを構成するスイッチング素子との熱交換が、コンプレッサハウジングを介して行われるように構成されている。従って、インバータの冷却に、放熱器や送風器等の複雑な構成を必要としない利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記公報においては、単に、コンプレッサハウジングの外面にスイッチング素子を取り付けること言い換えれば当接させることが開示されているのみであり、コンプレッサハウジングとスイッチング素子との間の熱交換効率を向上させる配慮についてはなんら開示或いは示唆されていない。
【０００４】
本発明の目的は、スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間の熱交換効率を向上させることが可能な電動コンプレッサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明の電動コンプレッサは、コンプレッサハウジングの外面に素子収容溝が形成されている。つまり、素子収容溝の内面は、コンプレッサハウジングによって提供されている。電動モータを駆動するためのインバータは、その構成要素たるスイッチング素子が素子収容溝に挿入されている。素子収容溝に挿入配置されたスイッチング素子は、その放熱面を以て素子収容溝の内面に当接されている。スイッチング素子とそれよりも低温なコンプレッサハウジングとの間での熱交換は、主として、スイッチング素子の放熱面と素子収容溝の内面との当接部分において行われる。
【０００６】
さて、前述したように、素子収容溝の内面は、低温なコンプレッサハウジングによって提供されている。従って、素子収容溝の内空間に配置されたスイッチング素子は、例えば素子収容溝の外に配置される場合と比較して、コンプレッサハウジングによる冷却の恩恵を受け易くなる。よって、例えば、従来公報（実開昭６２−１２４７１号）の技術のように、コンプレッサハウジングの外面にスイッチング素子を当接させるのみの構成と比較して、スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間での熱交換効率を向上させることができる。これは、インバータの好適な冷却、ひいてはインバータの耐久性向上や安定動作につながる。
【０００７】
また、前記素子収容溝にスイッチング素子を挿入配置することで、このスイッチング素子の周囲には、剛性の高いコンプレッサハウジングが提供する素子収容溝の内面が配置されることとなる。この態様は、外部からの衝撃等に対するスイッチング素子の保護に有効となる。
【０００８】
請求項２の発明は請求項１において、前記スイッチング素子を素子収容溝の内面に向けて押圧する押圧手段を備えている。従って、スイッチング素子の放熱面と素子収容溝の内面との密着性が高められ、スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間での熱交換効率をさらに向上させることができる。
【０００９】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記素子収容溝には複数のスイッチング素子が挿入されている。つまり、コンプレッサハウジングの外面は、素子収容溝が形成されることで表面積が増大し、例えば、コンプレッサハウジングの表面積が小さくなりがちな小型の電動コンプレッサであっても、本発明のように、複数のスイッチング素子の放熱面を、それぞれ素子収容溝の内面（言い換えればコンプレッサハウジングの外面）に当接させる態様の具体化が容易となる。また、複数のスイッチング素子を一つの素子収容溝に収容することで、例えば、各スイッチング素子毎に専用の素子収容溝を設ける場合と比較して、コンプレッサハウジングの加工コストを低減することができる。さらに、例えば、複数のスイッチング素子を一体化して準備し、そしてこの一体化品を素子収容溝に挿入する態様の具体化も容易となる。
【００１０】
請求項４の発明は請求項３において、前記複数のスイッチング素子は、予め一体化された状態で素子収容溝への挿入に供されている。従って、複数のスイッチング素子の素子収容溝に対する挿入作業が、一体化品を挿入する一回で済み、電動コンプレッサの組立工程を簡略化することができる。
【００１１】
請求項５の発明は請求項１〜４のいずれかにおいて、前記スイッチング素子の放熱面は素子収容溝の内側面に当接されている。この内側面は、それに対向する他方の内側面との間隔が素子収容溝の奥側において狭くなるようにして、素子収容溝の深さ方向線に対して傾斜されている。スイッチング素子は、その放熱面が素子収容溝の内側面に沿って傾斜した状態で素子収容溝へ挿入されている。従って、コンプレッサハウジングにクサビが打ち込まれたかのごとく、スイッチング素子の放熱面と素子収容溝の内側面とを確実に密着させることができる。よって、スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間での熱交換効率がさらに向上される。
【００１２】
請求項６の発明は請求項５において、前記スイッチング素子は、複数が予め一体化された状態で素子収容溝への挿入に供されている。各スイッチング素子の放熱面は、素子収容溝の内側面にそれぞれ当接されている。スイッチング素子の一体化品は、素子収容溝の内側面に沿って、各スイッチング素子の放熱面が傾斜されている。従って、コンプレッサハウジングにクサビが打ち込まれたかのごとく、各スイッチング素子の放熱面と素子収容溝の内側面とを確実に密着させることができる。よって、各スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間での熱交換効率がさらに向上される。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６の発明の具体化が容易な、素子収容溝及びスイッチング素子の態様について言及するものである。すなわち、前記素子収容溝において対向する内側面は、それぞれ素子収容溝の深さ方向線に対して傾斜されている。スイッチング素子の一体化品において隣接する二つのスイッチング素子は、放熱面を外側にしてＶ字形に配置されている。
【００１４】
請求項８の発明は請求項１〜７のいずれかにおいて、前記スイッチング素子の放熱面と素子収容溝の内面との間には、弾性を有するシートが介在されている。つまり、スイッチング素子の放熱面は、シートを介して、素子収容溝の内面に当接されている。従って、シートの弾性変形が寸法公差を吸収して、スイッチング素子の放熱面と素子収容溝の内面との密着性が高められる。よって、各スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間での熱交換効率をさらに向上させることができる。また、弾性を有するシートは、コンプレッサハウジングに加えられた衝撃等からスイッチング素子を保護する効果もある。
【００１５】
請求項９の発明は請求項１〜８のいずれかにおいて、前記コンプレッサハウジングには、外部冷媒回路の低圧側から圧縮機構へ向かう吸入冷媒ガス通路が、素子収容溝付近を経由するようにして設けられている。従って、素子収容溝付近を通過する低温な吸入冷媒ガスによって、スイッチング素子が効果的に冷却されることとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両空調装置の冷凍サイクルを構成する電動コンプレッサにおいて具体化した一実施形態について説明する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、電動コンプレッサ１０の外郭をなすコンプレッサハウジング１１は、第１ハウジング構成体２１と第２ハウジング構成体２２とからなっている。第１ハウジング構成体２１は、円筒壁２３の図面左方側に底が形成された有底円筒状をなし、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。第２ハウジング構成体２２は、図面右方側が蓋となる有蓋円筒状をなし、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。第１ハウジング構成体２１と第２ハウジング構成体２２とを接合固定することで、コンプレッサハウジング１１内には密閉空間２４が形成されている。
【００１８】
図１に示すように、前記コンプレッサハウジング１１の密閉空間２４内では、回転軸２７が第１ハウジング構成体２１によって回転可能に支持されている。この回転軸２７の回転中心軸線Ｌが、電動コンプレッサ１０の中心軸線Ｌをなしている。第１ハウジング構成体２１の円筒壁２３は、電動コンプレッサ１０の中心軸線Ｌを取り囲むようにして配置されている。
【００１９】
前記コンプレッサハウジング１１の密閉空間２４内には、電動モータとしての電動モータ部２５と、圧縮機構２６とが収容されている。電動モータ部２５は、第１ハウジング構成体２１において円筒壁２３の内面２３ａに固定されたステータ２５ａと、ステータ２５ａの内方において回転軸２７に設けられたロータ２５ｂとからなっている。電動モータ部２５は、ステータ２５ａに電力の供給を受けることで回転軸２７を回転させる。
【００２０】
図２に示すように、前記第１ハウジング構成体２１には吸入口３１が形成されている。第２ハウジング構成体２２には吐出口３２が形成されている。吸入口３１と吐出口３２とは、凝縮器６２、膨張弁６３及び蒸発器６４からなる外部冷媒回路６１を介して接続されている。この外部冷媒回路６１と電動コンプレッサ１０とで、車両空調装置の冷凍サイクルが構成されている。
【００２１】
図１に示すように、前記圧縮機構２６は、固定スクロール２６ａと可動スクロール２６ｂとを備えたスクロールタイプよりなっている。圧縮機構２６は、回転軸２７の回転に応じて可動スクロール２６ｂが固定スクロール２６ａに対して旋回することで、冷媒ガスの圧縮を行う。従って、電動モータ部２５の駆動によって圧縮機構２６が動作されると、外部冷媒回路６１の蒸発器６４からの低温低圧の吸入冷媒ガスは、吸入口３１から圧縮機構２６へと吸入される。圧縮機構２６に吸入された冷媒ガスは、この圧縮機構２６の圧縮作用によって高温高圧の冷媒ガスとなって、吐出口３２から外部冷媒回路６１の凝縮器６２へと送り出される。
【００２２】
図３に示すように、前記第１ハウジング構成体２１において、コンプレッサハウジング１１の外面を構成する円筒壁２３の外面２３ｂの一部には、内部に収容空間３５を有する収容部３６が突設されている。収容部３６は、円筒壁２３の外面２３ｂから一体に延出形成された枠状の側壁部３７と、側壁部３７の先端面に接合固定されこの側壁部３７の開口を覆う蓋部材３８とからなっている。
【００２３】
前記収容空間３５の底面３５ａは円筒壁２３の外面２３ｂがなすとともに、収容空間３５の側面３５ｂは側壁部３７の内面がなしている。つまり、収容空間３５の底面３５ａ及び側面３５ｂは、第１ハウジング構成体２１によって提供されている。収容空間３５の底面３５ａは、円筒壁２３にほぼ沿った曲面からなっている。収容空間３５の天面３５ｃは蓋部材３８によって提供されている。従って、収容空間３５は、中央部において底面３５ａと天面３５ｃとの間隔が狭くなっているとともに、この中央部の両側（図３の左右側）において、底面３５ａと天面３５ｃとの間隔が広くなっている。
【００２４】
前記収容部３６の収容空間３５内には、電動モータ部２５を駆動するためのインバータ４１が収容されている。インバータ４１は、図示しないエアコンＥＣＵの指令に基づいて、電動モータ部２５のステータ２５ａへ電力を供給する。
【００２５】
図３及び図５に示すように、前記インバータ４１は、電力系の第１基板４２と、同じく電力系の第２基板４３と、制御系の第３基板４４とを備えている。第１基板４２には、複数（本実施形態においては６個）のスイッチング素子４５や、コンデンサ４６や、図示しないトランス等のインバータ回路を構成する周知の電力系の電気部品が実装されている。
【００２６】
前記第２基板４３には、インバータ回路を構成する電力系の電気部品としての電解コンデンサ４７が、複数（本実施形態においては５個）実装されている。電解コンデンサ４７は平滑化回路を構成し、この平滑化回路は、インバータ４１の電力系回路に印加されるバッテリ電圧を安定化させるためのものである。第２基板４３は、スペースを多く消費する電解コンデンサ４７の群を、限られたスペースの収容空間３５内に効率良く配置するために、敢えて、同じ電力系である第１基板４２とは別個に備えられている。第３基板４４には、ドライバ４８等の制御系の電気部品が実装されている。ドライバ４８は、例えばエアコンＥＣＵの指令に基づいてスイッチング素子４５を断続制御するためのものである。
【００２７】
図３に示すように、前記第１基板４２は、スイッチング素子４５やコンデンサ４６等の比較的大型な電気部品が実装された面４２ａを底面３５ａ側に向けるようにして、収容空間３５内に収容されている。第３基板４４は、収容空間３５内において第１基板４２と蓋部材３８との間に配置されている。つまり、第１基板４２及び第３基板４４は、収容空間３５内において階層状に配置されている。なお、図示しないが、第１基板４２はボルト止め等によってコンプレッサハウジング１１に固定されているとともに、第３基板４４はボルト止め等によって第１基板４２に固定されている。
【００２８】
図３及び図４に示すように、前記スイッチング素子４５は、扁平な直方体形状をなす本体４５ａと、本体４５ａの一端面から突出された三本の端子４５ｂとからなっている。三本の端子４５ｂは、両側の二つの端子４５ｂが途中において屈曲されることで先端が互い違いとなって、隣接する端子４５ｂの先端間が離されている。これは、各端子４５ｂの先端が接続される第１基板４２の配線パターン（図示しない）が、密になり過ぎないようにするための配慮である。
【００２９】
図３に示すように、前記スイッチング素子４５は、本体４５ａが面４２ａに対して立った状態で第１基板４２に実装されている。従って、スイッチング素子４５は、第１基板４２において最も背の高い部品となっている。ここで、例えば、背の高い部品を、底面３５ａと天面３５ｃとの間隔が狭くなる収容空間３５の中央部に配置すると、第１基板４２（面４２ａ）と円筒壁２３（外面２３ｂ）との間隔を広く設定せざるを得ない。従って、収容部３６の高さが高くなって、電動コンプレッサ１０が半径方向（中心軸線Ｌと直交方向）に大型化する問題を生じてしまう。
【００３０】
よって、前記スイッチング素子４５は、収容空間３５において底面３５ａと天面３５ｃとの間隔が広い領域に位置する第１基板４２の一側方（図３の左側方）に、複数が密集するようにして配置されている。このようなスイッチング素子４５の配置とすることで、第１基板４２を円筒壁２３に寄せて配置することができ、結果として収容部３６の高さを低くすることができて、電動コンプレッサ１０を半径方向へ小型化することができる。
【００３１】
前述のように、背の高いスイッチング素子４５の群を収容空間３５の一側方に寄せて配置することで、第１基板４２と収容空間３５の底面３５ａとの間には、中央部付近から他側方（図３の右側方）に至る領域に、比較的大きな空間が確保されている。この空間には、スペースを多く消費する複数の電解コンデンサ４７が、円筒壁２３の周方向に向かって一列に整列した状態で配置されている。つまり、スイッチング素子４５の群を収容空間３５の一側方に寄せて配置することは、電動コンプレッサ１０の半径方向への小型化のみならず、収容空間３５のスペース効率を良好とする上でも有効となる。
【００３２】
図３及び図５に示すように、前記第２基板４３は、電解コンデンサ４７が実装された面４３ａが、コンプレッサハウジング１１の中心軸線Ｌと直交する平面上に存在するようにして収容空間３５内に配置されている。従って、円柱状をなす各電解コンデンサ４７は、底面３５ａに対して横倒しされた状態で収容空間３５内に配置されている。つまり、各電解コンデンサ４７は、その円柱状の中心軸線が、コンプレッサハウジング１１の中心軸線Ｌと平行となるように、収容空間３５内に配置されている。
【００３３】
前記第２基板４３は、収容空間３５の底面３５ａに沿うように、円筒壁２３の周方向の途中が屈曲された平面形状を有している。従って、電解コンデンサ４７の群は、底面３５ａの曲面状に沿うようにして、円筒壁２３の周方向に向かって一列でかつ当該列が途中で屈曲するようにして第２基板４３に実装されている。
【００３４】
前記電解コンデンサ４７の群は、樹脂製のコンデンサホルダ４９によって、コンプレッサハウジング１１に対して固定されている。コンデンサホルダ４９は、電解コンデンサ４７の円柱形状の一部に沿う凹部よりなる保持部４９ａを、この電解コンデンサ４７の数だけ備えている。コンデンサホルダ４９は、電解コンデンサ４７の列の屈曲に応じて、保持部４９ａの配置列が途中で屈曲するように構成されている。
【００３５】
そして、前記各保持部４９ａに電解コンデンサ４７を合致させた状態で、コンデンサホルダ４９をコンプレッサハウジング１１にボルト止めすることで、このコンデンサホルダ４９と収容空間３５の底面３５ａとの間で電解コンデンサ４７が狭持保持されることとなる。なお、図５には、コンデンサホルダ４９のボルト止めに用いられるボルトが「６０」で示されている。
【００３６】
前記コンデンサ４６及び電解コンデンサ４７と、収容空間３５の底面３５ａとの間には、ゴム製又は樹脂製のシート５０が介在されている。シート５０としては弾力性に優れてなおかつ熱伝導性に優れるものが用いられている。つまり、コンデンサ４６及び電解コンデンサ４７は、シート５０を介して収容空間３５の底面３５ａに密着されている。
【００３７】
さて、図３及び図４に示すように、前記収容空間３５内においてコンプレッサハウジング１１の円筒壁２３の外面２３ｂつまり底面３５ａには、素子収容溝５１が形成されている。素子収容溝５１は、中心軸線Ｌに沿って延びる第１溝形成壁５２と第２溝形成壁５３とが、所定間隔をおいて対向配置されることで構成されている。第１溝形成壁５２は、収容部３６を構成する側壁部３７において、スイッチング素子４５の配置位置付近である図３の左側方の部分が兼ねている。第２溝形成壁５３は、収容空間３５内において、円筒壁２３の外面２３ｂから一体に延出形成されている。円筒壁２３の外面２３ｂ（収容空間３５の底面３５ａ）において、第１溝形成壁５２と第２溝形成壁５３との間の領域は、中心軸線Ｌと平行な平面に形成されて、素子収容溝５１の底面５１ａをなしている。
【００３８】
前記素子収容溝５１内においては、その内側面たる、第１溝形成壁５２の内側面５２ａと第２溝形成壁５３の内側面５３ａとが互いに対向されている。両溝形成壁５２，５３の内側面５２ａ，５３ａは、互いに対向する他方の内側面５２ａ，５３ａとの間隔が、素子収容溝５１の奥側において狭くなるようにして、素子収容溝５１の深さ方向線Ｓに対してそれぞれ傾斜されている。なお、素子収容溝５１の深さ方向線Ｓとは、素子収容溝５１の底面５１ａに向かう、この底面５１ａに垂直な直線のことである。
【００３９】
前記複数のスイッチング素子４５は、インサート成形等の樹脂成形によって予め一体化された状態で、素子収容溝５１への挿入に供されている。この樹脂成形において、各スイッチング素子４５間の隙間を埋めることとなる樹脂、言い換えれば、各スイッチング素子４５を相互に連結する樹脂を、図面においては「５７」で示している。
【００４０】
前記スイッチング素子４５の一体化品において、円筒壁２３の周方向に隣接する二つのスイッチング素子４５Ａ，４５Ｂは、一方（４５Ａ）の放熱面４５ｃが第１溝形成壁５２の内側面５２ａに沿って傾斜するように、また、他方（４５Ｂ）の放熱面４５ｃが第２溝形成壁５３の内側面５３ａに沿って傾斜するように、これら放熱面４５ｃを外側にしたＶ字形に配置されている。スイッチング素子４５の一体化品は、Ｖ字形に配置されたスイッチング素子４５Ａ，４５Ｂの組が、素子収容溝５１の延在方向（中心軸線Ｌ方向）に沿って３組配置されてなる構成を有している。
【００４１】
なお、前記スイッチング素子４５の放熱面４５ｃとは、スイッチング素子４５を構成する図示しないトランジスタの通電部が剥き出しとなった本体４５ａの面のことを指す。この本体４５ａから剥き出しの通電部は、図４において放熱面４５ｃに円で表されている。
【００４２】
前記スイッチング素子４５の一体化品を素子収容溝５１に挿入した状態では、各スイッチング素子４５が、その放熱面４５ｃを以て素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａに当接されている。詳しくは、スイッチング素子４５の一体化品において、第１溝形成壁５２側に位置する列の三つのスイッチング素子４５Ａは、放熱面４５ｃが第１溝形成壁５２の内側面５２ａにそれぞれ当接されている。また、スイッチング素子４５の一体化品において、第２溝形成壁５３側に位置する列の三つのスイッチング素子４５Ｂは、放熱面４５ｃが第２溝形成壁５３の内側面５３ａにそれぞれ当接されている。
【００４３】
前記各スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａとの間には、弾性を有してなおかつ熱伝導性に優れる、ゴム製又は樹脂製のシート５４が介在されている。
【００４４】
前記スイッチング素子４５の一体化品を素子収容溝５１に挿入した状態で、コンプレッサハウジング１１には、素子収容溝５１の開口を覆うようにして、平板状をなす固定部材５５がボルト止めによって固定されている。なお、図４には、固定部材５５のボルト止めに用いられるボルトが「５８」で示されている。
【００４５】
前記コンプレッサハウジング１１に固定された固定部材５５は、その端面（図３の下方側の面）によって、スイッチング素子４５の一体化品を素子収容溝５１の深さ方向線Ｓに沿って押圧した状態となる。前述したように、各スイッチング素子４５の放熱面４５ｃ及び素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａは、それぞれ深さ方向線Ｓに対して傾斜されている。従って、固定部材５５によって深さ方向線Ｓに沿って押圧されたスイッチング素子４５の一体化品は、各スイッチング素子４５の放熱面４５ｃが、素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａに対して、シート５４を介して強く押し付けられることとなる。つまり、固定部材５５は、スイッチング素子４５を素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａに向けて押圧する押圧手段をなしている。
【００４６】
前記固定部材５５には、スイッチング素子４５の端子４５ｂが挿通される挿通孔５５ａが複数貫通形成されている。コンプレッサハウジング１１に対する固定部材５５のボルト止めは、挿通孔５５ａにスイッチング素子４５の端子４５ｂを挿通させた状態で行われる。固定部材５５をコンプレッサハウジング１１に固定した後、この固定部材５５の挿通孔５５ａから突出するスイッチング素子４５の端子４５ｂに対して、第１基板４２の配線パターンに対するハンダ付けが、この第１基板４２のコンプレッサハウジング１１に対する固定後に行われる。
【００４７】
図３に示すように、前記コンプレッサハウジング１１には、吸入口３１から圧縮機構２６へ向かう吸入冷媒ガス通路３３が、素子収容溝５１付近を経由するようにして設けられている。この吸入冷媒ガス通路３３は、円筒壁２３の内面２３ａにおいて、素子収容溝５１の裏側に対応する位置に、中心軸線Ｌに沿って延びる溝２３ｃを形成することで、この溝２３ｃが電動モータ部２５のステータ２５ａの外面によって塞がれて構成されている。
【００４８】
そして、前記吸入口３１から圧縮機構２６へ向かう低温な吸入冷媒ガスが、吸入冷媒ガス通路３３を通過することで、円筒壁２３（溝形成壁５２，５３を含む）を介してスイッチング素子４５の冷却が行われる。スイッチング素子４５とそれよりも低温な円筒壁２３との間での熱交換は、主として、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａとの当接部分において行われる。
【００４９】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）素子収容溝５１は、コンプレッサハウジング１１の外面２３ｂに形成されている。つまり、素子収容溝５１の内面（５１ａ，５２ａ，５３ａ）は、低温なコンプレッサハウジング１１によって提供されている。従って、素子収容溝５１の内空間に配置されたスイッチング素子４５は、例えば素子収容溝５１の外に配置される場合と比較して、コンプレッサハウジング１１による冷却の恩恵を受け易くなる。よって、例えば、従来公報（実開昭６２−１２４７１号）の技術と比較して、スイッチング素子４５とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率を向上させることができる。これは、インバータ４１の好適な冷却、ひいてはインバータ４１の耐久性向上や安定動作につながる。
【００５０】
また、素子収容溝５１にスイッチング素子４５を挿入配置することで、このスイッチング素子４５の周囲には、剛性の高いコンプレッサハウジング１１が提供する素子収容溝５１の内面（５１ａ，５２ａ，５３ａ）が配置されることとなる。この態様は、外部からの衝撃等に対するスイッチング素子４５の保護に有効となる。
【００５１】
（２）スイッチング素子４５は、コンプレッサハウジング１１に取り付けられた固定部材５５によって、素子収容溝５１の内面５２ａ，５３ａに向けて押圧されている。従って、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと、素子収容溝５１の内面５２ａ，５３ａとの密着性が高められ、スイッチング素子４５とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００５２】
（３）素子収容溝５１には複数のスイッチング素子４５が挿入されている。つまり、コンプレッサハウジング１１の外面２３ｂは、素子収容溝５１が形成されることで表面積が増大し、例えば、コンプレッサハウジング１１の表面積が小さくなりがちな小型の電動コンプレッサ１０であっても、本実施形態のように、複数のスイッチング素子４５の放熱面４５ｃを、それぞれ素子収容溝５１の内面５２ａ，５３ａ（言い換えればコンプレッサハウジング１１の外面）に当接させる態様の具体化が容易となる。
【００５３】
また、複数のスイッチング素子４５を一つの素子収容溝５１に収容することで、例えば、各スイッチング素子４５毎に専用の素子収容溝５１を設ける場合と比較して、コンプレッサハウジング１１の加工コストを低減することができる。さらに、本実施形態のように、複数のスイッチング素子４５を一体化して準備し、そしてこの一体化品を素子収容溝５１に挿入する態様の具体化も容易となる。
【００５４】
（４）複数のスイッチング素子４５は、予め一体化された状態で素子収容溝５１への挿入に供されている。従って、複数のスイッチング素子４５の素子収容溝５１に対する挿入作業が、一体化品を挿入する一回で済み、電動コンプレッサ１０の組立工程を簡略化することができる。
【００５５】
（５）スイッチング素子４５の放熱面４５ｃが当接される素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａは、それに対向する他方の内側面５２ａ，５３ａとの間隔が素子収容溝５１の奥側において狭くなるようにして、素子収容溝５１の深さ方向線Ｓに対して傾斜されている。スイッチング素子４５は、その放熱面４５ｃが素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａに沿って傾斜した状態で、素子収容溝５１へ挿入されている。従って、コンプレッサハウジング１１にクサビが打ち込まれたかのごとく、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと、素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａとを確実に密着させることができる。よって、スイッチング素子４５とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率がさらに向上される。
【００５６】
（６）スイッチング素子４５の一体化品は、素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａに沿って、各スイッチング素子４５の放熱面４５ｃが傾斜されている。従って、コンプレッサハウジング１１にクサビが打ち込まれたかのごとく、各スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと、素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａとを確実に密着させることができる。よって、各スイッチング素子４５とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率がさらに向上される。
【００５７】
前記のような態様は、スイッチング素子４５及び素子収容溝５１として次の構成を採用したことが、その具体化を容易とすることとなった。すなわち、素子収容溝５１において対向する内側面５２ａ，５３ａは、それぞれ素子収容溝５１の深さ方向線Ｓに対して傾斜されている。スイッチング素子４５の一体化品において隣接する二つのスイッチング素子４５Ａ，４５Ｂは、放熱面４５ｃを外側にしてＶ字形に配置されている。
【００５８】
（７）スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと、素子収容溝５１の内面５２ａ，５３ａとの間には、弾性を有するシート５４が介在されている。従って、シート５４の弾性変形が寸法公差を吸収して、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと、素子収容溝５１の内面５２ａ，５３ａとの密着性が高められる。よって、シート５４が熱伝導性に優れることも併せて、各スイッチング素子４５とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率がさらに向上される。また、弾性を有するシート５４は、コンプレッサハウジング１１に加えられた衝撃等からスイッチング素子４５を保護する効果もある。
【００５９】
（８）コンプレッサハウジング１１には、外部冷媒回路６１の低圧側（蒸発器６４側）から圧縮機構２６へ向かう吸入冷媒ガス通路３３が、素子収容溝５１付近を経由するようにして設けられている。従って、素子収容溝５１付近を通過する低温な吸入冷媒ガスによって、スイッチング素子４５が効果的に冷却されることとなる。
【００６０】
（９）インバータ４１は、コンプレッサハウジング１１に設けられた収容部３６に収容されている。収容部３６において収容空間３５の底面３５ａ及び側面３５ｂは、コンプレッサハウジング１１によって提供されている。従って、例えば、コンプレッサハウジング１１とは全く別に収容部を準備する場合（例えばケース内にインバータ４１を収容し、このケースをコンプレッサハウジング１１に取り付ける態様）と比較して、電動コンプレッサ１０の部品点数の削減につながる。また、剛性の高いコンプレッサハウジング１１が、インバータ４１の周囲を取り囲むこととなり、外部からの衝撃等に対するインバータ４１の保護にも有効となる。
【００６１】
（１０）電解コンデンサ４７及びコンデンサ４６と、収容空間３５の底面３５ａとの間には、弾性を有するシート５０が介在されている。従って、シート５０の弾性変形が寸法公差を吸収して、電解コンデンサ４７及びコンデンサ４６と、収容空間３５の底面３５ａとの密着性が高められる。よって、シート５０が熱伝導性に優れることも併せて、各コンデンサ４６，４７とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率が向上され、インバータ４１の冷却がさらに効果的に行われることとなる。また、弾性を有するシート５０は、コンプレッサハウジング１１に加えられた衝撃等からコンデンサ４６，４７を保護する効果もある。
【００６２】
（１１）第１基板４２に対するスイッチング素子４５の実装は、スイッチング素子４５を素子収容溝５１に挿入配置した後に行われる。従って、第１基板４２に対するスイッチング素子４５の端子４５ｂの差し込み具合を調節することで、各部の寸法公差を吸収することができ、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと、素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａとを確実に密着させることができる。よって、スイッチング素子４５とコンプレッサハウジング１１との間での熱交換効率がさらに向上される。
【００６３】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
・上記実施形態において、素子収容溝５１の内側面５２ａ，５３ａは、互いに対向する他方の内側面５２ａ，５３ａとの間隔が、素子収容溝５１の奥側において狭くなるようにして、それぞれ素子収容溝５１の深さ方向線Ｓに対して傾斜されていた。これを変更し、例えば、図６に示すように、対向する内側面５２ａ，５３ａが平行となるように素子収容溝５１を構成するとともに、それに対応して、スイッチング素子４５の一体化品を、各スイッチング素子４５の放熱面４５ｃが深さ方向線Ｓに対して平行となるように構成すること。
【００６４】
・上記実施形態において、インバータ４１に用いられる複数のスイッチング素子４５は、一つの素子収容溝５１に、全てまとめて収容されていた。これを変更し、例えば、図７に示すように、第１溝形成壁５２と第２溝形成壁５３との間に第３溝形成壁５９を設けることで、コンプレッサハウジング１１に素子収容溝５１を二つ設ける。そして、各素子収容溝５１に対して三つずつ、スイッチング素子４５を挿入配置すること。この場合、図７の態様のように、スイッチング素子４５を、各素子収容溝５１に収容された群毎に、予め樹脂成形によって一体化された状態で準備しておき、各一体化品毎に、対応する素子収容溝５１への挿入に供されるようにしてもよい。
【００６５】
・上記実施形態において、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと素子収容溝５１の内面５２ａ，５３とは、シート５４を介して当接されていた。これを変更し、シート５４を削除することで、スイッチング素子４５の放熱面４５ｃと素子収容溝５１の内面５２ａ，５３とを直接当接させること。
【００６６】
・上記実施形態において電動コンプレッサ１０は、一つのコンプレッサハウジング１１内に、電動モータ部２５と圧縮機構２６とがまとめて収容されていた。これを変更し、電動コンプレッサを、電動モータと圧縮機構とが別のコンプレッサハウジングに収容されたものにおいて具体化すること。この場合、インバータは、電動モータを収容するコンプレッサハウジングに装着してもよいし、或いは、圧縮機構を収容するコンプレッサハウジングに装着してもよい。
【００６７】
・上記実施形態において電動コンプレッサは、圧縮機構２６の駆動源が電動モータ部２５のみである、所謂フル電動コンプレッサに具体化されていた。これを変更し、電動コンプレッサを、例えば、車両の走行駆動源たるエンジンをもう一つの駆動源とする、所謂ハイブリッドコンプレッサに具体化すること。
【００６８】
・圧縮機構２６はスクロールタイプに限定されるものではなく、例えばピストンタイプやベーンタイプやヘリカルタイプ等であってもよい。
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
【００６９】
（１）前記コンプレッサハウジングの外面には収容部が設けられ、収容部に形成された収容空間内にはインバータが収容されており、前記収容空間の内面のうち、コンプレッサハウジングの内方寄りの面たる底面及びこの底面の周囲を取り囲む側面は、コンプレッサハウジングによって提供されている請求項１〜９のいずれかに記載の電動コンプレッサ。
【００７０】
（２）前記スイッチング素子は基板に実装されており、この基板に対するスイッチング素子の実装は、スイッチング素子を素子収容溝に挿入配置した後に行われる請求項１〜９のいずれか又は前記技術的思想（１）に記載の電動コンプレッサ。
【００７１】
（３）前記技術的思想（２）を電動コンプレッサの組立方法として把握すること。
（４）電動コンプレッサの電動モータを駆動するためのインバータを構成するスイッチング素子製品であって、コンプレッサハウジングの外面に形成された素子収容溝に挿入して用いられ、複数のスイッチング素子が樹脂を介した連結によって一体化された構成を有していることを特徴とするスイッチング素子製品。
【００７２】
（５）前記複数のスイッチング素子のうち、隣接する二つのスイッチング素子は、放熱面を外側にしてＶ字形に配置されている前記技術的思想（４）に記載のスイッチング素子製品。
【００７３】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、スイッチング素子とコンプレッサハウジングとの間の熱交換効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動コンプレッサの縦断面図。
【図２】電動コンプレッサの側面図。
【図３】図２の１−１線断面図。
【図４】電動コンプレッサにおいてスイッチング素子付近の構成の分解斜視図。
【図５】電動コンプレッサにおいて電解コンデンサ付近の構成の分解斜視図。
【図６】別例を示すスイッチング素子付近の断面図。
【図７】別の別例を示すスイッチング素子付近の断面図。
【符号の説明】
１０…電動コンプレッサ、１１…コンプレッサハウジング、２３ｂ…コンプレッサハウジングの外面の一部である円筒壁の外面、２５…電動モータとしての電動モータ部、２６…圧縮機構、３３…吸入冷媒ガス通路、４１…インバータ、４５…スイッチング素子、４５Ａ，４５Ｂ…隣接する二つのスイッチング素子、４５ｃ…スイッチング素子の放熱面、５１…素子収容溝、５２ａ…素子収容溝の内側面、５３ａ…素子収容溝の内側面、５４…シート、５５…押圧手段を構成する固定部材、５７…複数のスイッチング素子を一体化する樹脂、６１…外部冷媒回路、Ｓ…素子収容溝の深さ方向線。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric compressor for a refrigeration cycle that compresses a refrigerant used in, for example, a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
As this type of electric compressor, there is an electric compressor in which an inverter for driving an electric motor is attached to an outer surface of a compressor housing. As a countermeasure against the heat generated by the inverter, for example, in the technology disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 62-12471, heat exchange between a low-temperature refrigerant flowing in an electric compressor and a switching element constituting the inverter is performed via a compressor housing. It is configured to be performed. Therefore, there is an advantage that cooling the inverter does not require a complicated configuration such as a radiator or a blower.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned publication merely discloses that the switching element is attached to the outer surface of the compressor housing, in other words, that the switching element is brought into contact with the switching element, and consideration is given to improving the heat exchange efficiency between the compressor housing and the switching element. Is not disclosed or suggested at all.
[0004]
An object of the present invention is to provide an electric compressor capable of improving heat exchange efficiency between a switching element and a compressor housing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the electric compressor according to the first aspect of the present invention, an element housing groove is formed on an outer surface of the compressor housing. That is, the inner surface of the element housing groove is provided by the compressor housing. In an inverter for driving an electric motor, a switching element, which is a component of the inverter, is inserted into an element receiving groove. The switching element inserted into the element accommodating groove is in contact with the inner surface of the element accommodating groove with its heat dissipation surface. Heat exchange between the switching element and the compressor housing at a lower temperature is mainly performed at a contact portion between the heat radiation surface of the switching element and the inner surface of the element accommodating groove.
[0006]
Now, as described above, the inner surface of the element receiving groove is provided by the low-temperature compressor housing. Therefore, the switching element arranged in the inner space of the element accommodating groove is more likely to receive the benefit of cooling by the compressor housing as compared with a case where the switching element is arranged outside the element accommodating groove, for example. Therefore, for example, as compared with a configuration in which the switching element only comes into contact with the outer surface of the compressor housing as in the technique disclosed in the conventional publication (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 62-12471), the distance between the switching element and the compressor housing is reduced. Heat exchange efficiency can be improved. This leads to suitable cooling of the inverter, and thus to improvement of the durability and stable operation of the inverter.
[0007]
Further, by arranging the switching element in the element accommodation groove, the inner surface of the element accommodation groove provided by the highly rigid compressor housing is arranged around the switching element. This aspect is effective for protecting the switching element against external impact and the like.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, there is provided a pressing means for pressing the switching element toward an inner surface of the element receiving groove. Therefore, the adhesion between the heat radiating surface of the switching element and the inner surface of the element accommodating groove is enhanced, and the heat exchange efficiency between the switching element and the compressor housing can be further improved.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a plurality of switching elements are inserted into the element receiving groove. In other words, the outer surface of the compressor housing has an increased surface area due to the formation of the element accommodating groove. For example, even in a small electric compressor in which the surface area of the compressor housing tends to be small, a plurality of The embodiment in which the heat radiating surfaces of the switching elements are respectively brought into contact with the inner surfaces of the element housing grooves (in other words, the outer surfaces of the compressor housing) is facilitated. Further, by accommodating a plurality of switching elements in one element accommodating groove, for example, the processing cost of the compressor housing can be reduced as compared with a case where a dedicated element accommodating groove is provided for each switching element. Further, for example, it is also easy to realize an embodiment in which a plurality of switching elements are integrated and prepared, and the integrated product is inserted into the element receiving groove.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the plurality of switching elements are provided for insertion into the element accommodating groove in a state of being integrated in advance. Therefore, the operation of inserting the plurality of switching elements into the element accommodating grooves only needs to be performed once to insert the integrated product, and the assembly process of the electric compressor can be simplified.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a heat radiation surface of the switching element is in contact with an inner surface of the element accommodating groove. The inner side surface is inclined with respect to a depth direction line of the element accommodating groove such that a distance between the inner side surface and the other inner side surface facing the inner side surface becomes narrower on the inner side of the element accommodating groove. The switching element is inserted into the element accommodating groove with its heat radiation surface inclined along the inner surface of the element accommodating groove. Therefore, as if wedges were driven into the compressor housing, the heat radiating surface of the switching element and the inner surface of the element accommodating groove can be securely brought into close contact with each other. Therefore, the heat exchange efficiency between the switching element and the compressor housing is further improved.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the switching element is provided for insertion into the element accommodating groove in a state where a plurality of the switching elements are integrated in advance. The heat radiation surface of each switching element is in contact with the inner surface of the element accommodation groove. In the integrated product of the switching elements, the heat radiating surface of each switching element is inclined along the inner surface of the element accommodating groove. Therefore, as if wedges were driven into the compressor housing, the heat radiation surface of each switching element and the inner surface of the element accommodating groove can be securely brought into close contact with each other. Therefore, the heat exchange efficiency between each switching element and the compressor housing is further improved.
[0013]
The invention of claim 7 refers to an embodiment of the element accommodating groove and the switching element in which the invention of claim 6 can be easily embodied. That is, the opposing inner surfaces of the element accommodating groove are each inclined with respect to the line in the depth direction of the element accommodating groove. Two adjacent switching elements in the integrated switching element are arranged in a V-shape with the heat radiation surface outside.
[0014]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, an elastic sheet is interposed between the heat radiation surface of the switching element and the inner surface of the element accommodating groove. That is, the heat radiation surface of the switching element is in contact with the inner surface of the element accommodating groove via the sheet. Therefore, the elastic deformation of the sheet absorbs the dimensional tolerance, and the adhesion between the heat radiating surface of the switching element and the inner surface of the element accommodating groove is enhanced. Therefore, the heat exchange efficiency between each switching element and the compressor housing can be further improved. Further, the elastic sheet has an effect of protecting the switching element from an impact or the like applied to the compressor housing.
[0015]
According to a ninth aspect of the present invention, in the compressor housing according to any one of the first to eighth aspects, a suction refrigerant gas passage extending from the low pressure side of the external refrigerant circuit to the compression mechanism is provided so as to pass through the vicinity of the element housing groove. Has been. Therefore, the switching element is effectively cooled by the low-temperature suction refrigerant gas passing near the element accommodating groove.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric compressor included in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner will be described.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, a compressor housing 11 that forms an outer shell of the electric compressor 10 includes a first housing component 21 and a second housing component 22. The first housing component 21 has a bottomed cylindrical shape with a bottom formed on the left side of the cylindrical wall 23 in the drawing, and is manufactured by die casting of an aluminum alloy. The second housing component 22 has a closed cylindrical shape with a lid on the right side of the drawing, and is manufactured by die casting of an aluminum alloy. A sealed space 24 is formed in the compressor housing 11 by joining and fixing the first housing component 21 and the second housing component 22.
[0018]
As shown in FIG. 1, a rotating shaft 27 is rotatably supported by a first housing component 21 in a sealed space 24 of the compressor housing 11. The rotation center axis L of the rotation shaft 27 forms the center axis L of the electric compressor 10. The cylindrical wall 23 of the first housing component 21 is disposed so as to surround the central axis L of the electric compressor 10.
[0019]
An electric motor section 25 as an electric motor and a compression mechanism 26 are housed in the closed space 24 of the compressor housing 11. The electric motor unit 25 includes a stator 25a fixed to the inner surface 23a of the cylindrical wall 23 in the first housing component 21, and a rotor 25b provided on the rotating shaft 27 inside the stator 25a. The electric motor unit 25 rotates the rotating shaft 27 by receiving power supplied to the stator 25a.
[0020]
As shown in FIG. 2, a suction port 31 is formed in the first housing component 21. A discharge port 32 is formed in the second housing component 22. The suction port 31 and the discharge port 32 are connected via an external refrigerant circuit 61 including a condenser 62, an expansion valve 63, and an evaporator 64. The external refrigerant circuit 61 and the electric compressor 10 constitute a refrigeration cycle of the vehicle air conditioner.
[0021]
As shown in FIG. 1, the compression mechanism 26 is of a scroll type having a fixed scroll 26a and a movable scroll 26b. The compression mechanism 26 compresses the refrigerant gas by turning the movable scroll 26b with respect to the fixed scroll 26a in accordance with the rotation of the rotating shaft 27. Therefore, when the compression mechanism 26 is operated by driving the electric motor unit 25, the low-temperature and low-pressure suction refrigerant gas from the evaporator 64 of the external refrigerant circuit 61 is sucked into the compression mechanism 26 from the suction port 31. The refrigerant gas sucked into the compression mechanism 26 becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant gas by the compression action of the compression mechanism 26, and is sent from the discharge port 32 to the condenser 62 of the external refrigerant circuit 61.
[0022]
As shown in FIG. 3, in the first housing component 21, a housing part 36 having a housing space 35 therein is protruded from a part of the outer surface 23 b of the cylindrical wall 23 forming the outer surface of the compressor housing 11. ing. The housing portion 36 includes a frame-like side wall portion 37 integrally formed from the outer surface 23 b of the cylindrical wall 23 and a lid member 38 joined and fixed to a tip end surface of the side wall portion 37 and covering an opening of the side wall portion 37. Has become.
[0023]
The bottom surface 35a of the housing space 35 is formed by the outer surface 23b of the cylindrical wall 23, and the side surface 35b of the housing space 35 is formed by the inner surface of the side wall portion 37. That is, the bottom surface 35 a and the side surface 35 b of the accommodation space 35 are provided by the first housing component 21. The bottom surface 35 a of the housing space 35 is formed of a curved surface substantially along the cylindrical wall 23. The top surface 35 c of the storage space 35 is provided by a lid member 38. Therefore, in the accommodation space 35, the space between the bottom surface 35a and the top surface 35c is narrow at the center, and the space between the bottom surface 35a and the top surface 35c is on both sides (left and right sides in FIG. 3) of the center. It is getting wider.
[0024]
An inverter 41 for driving the electric motor unit 25 is accommodated in the accommodation space 35 of the accommodation unit 36. Inverter 41 supplies electric power to stator 25a of electric motor unit 25 based on a command from an air conditioner ECU (not shown).
[0025]
As shown in FIGS. 3 and 5, the inverter 41 includes a first substrate 42 of a power system, a second substrate 43 of the same power system, and a third substrate 44 of a control system. On the first substrate 42, a plurality of (six in the present embodiment) switching elements 45, capacitors 46, and well-known electric components of a power system constituting an inverter circuit such as a transformer (not shown) are mounted.
[0026]
On the second substrate 43, a plurality (five in the present embodiment) of electrolytic capacitors 47 as electric components of a power system constituting an inverter circuit are mounted. The electrolytic capacitor 47 forms a smoothing circuit, and this smoothing circuit stabilizes the battery voltage applied to the power system circuit of the inverter 41. In order to efficiently dispose the group of electrolytic capacitors 47 consuming a large amount of space in the accommodating space 35 of the limited space, the second substrate 43 is provided separately from the first substrate 42 of the same power system. Provided. On the third board 44, control system electrical components such as a driver 48 are mounted. The driver 48 is for intermittently controlling the switching element 45 based on a command from the air conditioner ECU, for example.
[0027]
As shown in FIG. 3, the first substrate 42 is accommodated in the accommodation space 35 with the surface 42a on which relatively large electric components such as the switching element 45 and the capacitor 46 are mounted facing the bottom surface 35a. Have been. The third substrate 44 is arranged between the first substrate 42 and the cover member 38 in the accommodation space 35. That is, the first substrate 42 and the third substrate 44 are arranged in a hierarchy in the accommodation space 35. Although not shown, the first substrate 42 is fixed to the compressor housing 11 by bolting or the like, and the third substrate 44 is fixed to the first substrate 42 by bolting or the like.
[0028]
As shown in FIGS. 3 and 4, the switching element 45 includes a main body 45a having a flat rectangular parallelepiped shape, and three terminals 45b protruding from one end surface of the main body 45a. The three terminals 45b are staggered at the ends by bending the two terminals 45b on both sides in the middle, so that the ends of the adjacent terminals 45b are separated. This is to prevent the wiring pattern (not shown) of the first substrate 42 to which the tip of each terminal 45b is connected from becoming too dense.
[0029]
As shown in FIG. 3, the switching element 45 is mounted on the first substrate 42 with the main body 45a standing on the surface 42a. Therefore, the switching element 45 is the tallest component on the first substrate 42. Here, for example, when a tall component is arranged at the center of the housing space 35 where the distance between the bottom surface 35a and the top surface 35c is narrow, the first substrate 42 (the surface 42a) and the cylindrical wall 23 (the outer surface 23b) I have to set a wide interval. Therefore, the height of the accommodating part 36 becomes high, and there arises a problem that the size of the electric compressor 10 increases in the radial direction (the direction orthogonal to the center axis L).
[0030]
Therefore, a plurality of the switching elements 45 are densely arranged on one side (the left side in FIG. 3) of the first substrate 42 located in a region where the distance between the bottom surface 35a and the top surface 35c is large in the accommodation space 35. Is arranged. With such an arrangement of the switching elements 45, the first substrate 42 can be arranged close to the cylindrical wall 23, and as a result, the height of the housing portion 36 can be reduced, and the electric compressor 10 The size can be reduced in the radial direction.
[0031]
As described above, by arranging the group of the tall switching elements 45 near one side of the accommodation space 35, the space between the first substrate 42 and the bottom surface 35 a of the accommodation space 35 is set near the center. A relatively large space is secured in a region extending to the other side (the right side in FIG. 3). In this space, a plurality of electrolytic capacitors 47 consuming a lot of space are arranged in a line in the circumferential direction of the cylindrical wall 23. In other words, disposing the group of the switching elements 45 near one side of the housing space 35 is effective not only in reducing the size of the electric compressor 10 in the radial direction but also in improving the space efficiency of the housing space 35. It becomes.
[0032]
As shown in FIGS. 3 and 5, the second substrate 43 is formed so that the surface 43 a on which the electrolytic capacitor 47 is mounted is present on a plane orthogonal to the central axis L of the compressor housing 11. Are located in Therefore, each of the column-shaped electrolytic capacitors 47 is disposed in the housing space 35 in a state where the electrolytic capacitors 47 are laid sideways on the bottom surface 35a. That is, each of the electrolytic capacitors 47 is disposed in the housing space 35 such that the cylindrical central axis thereof is parallel to the central axis L of the compressor housing 11.
[0033]
The second substrate 43 has a planar shape in which a portion of the cylindrical wall 23 in the circumferential direction is bent along the bottom surface 35 a of the housing space 35. Therefore, the group of the electrolytic capacitors 47 is mounted on the second substrate 43 along the curved shape of the bottom surface 35a, in a line in the circumferential direction of the cylindrical wall 23, and the line is bent halfway. I have.
[0034]
The group of the electrolytic capacitors 47 is fixed to the compressor housing 11 by a capacitor holder 49 made of resin. The capacitor holder 49 has the same number of the holding portions 49 a as the number of the electrolytic capacitors 47, the holding portions 49 a being concave portions along a part of the columnar shape of the electrolytic capacitor 47. The capacitor holder 49 is configured such that the arrangement row of the holding portions 49a bends in the middle according to the bending of the row of the electrolytic capacitors 47.
[0035]
Then, the capacitor holder 49 is bolted to the compressor housing 11 in a state where the electrolytic capacitor 47 is matched with each of the holding portions 49a, so that the electrolytic capacitor 47 is connected between the capacitor holder 49 and the bottom surface 35a of the accommodation space 35. Is held. In FIG. 5, bolts used for bolting the capacitor holder 49 are indicated by “60”.
[0036]
A rubber or resin sheet 50 is interposed between the capacitor 46 and the electrolytic capacitor 47 and the bottom surface 35a of the housing space 35. As the sheet 50, a sheet having excellent elasticity and excellent heat conductivity is used. That is, the capacitor 46 and the electrolytic capacitor 47 are in close contact with the bottom surface 35 a of the housing space 35 via the sheet 50.
[0037]
As shown in FIGS. 3 and 4, an element housing groove 51 is formed in the outer surface 23 b of the cylindrical wall 23 of the compressor housing 11, that is, the bottom surface 35 a in the housing space 35. The element accommodating groove 51 is configured such that a first groove forming wall 52 and a second groove forming wall 53 extending along the central axis L are arranged facing each other at a predetermined interval. The first groove forming wall 52 also serves as the left side portion of FIG. 3 near the arrangement position of the switching element 45 in the side wall portion 37 forming the housing portion 36. The second groove forming wall 53 extends integrally from the outer surface 23b of the cylindrical wall 23 in the accommodation space 35. On the outer surface 23b of the cylindrical wall 23 (the bottom surface 35a of the housing space 35), a region between the first groove forming wall 52 and the second groove forming wall 53 is formed on a plane parallel to the central axis L to accommodate the element. The bottom surface 51a of the groove 51 is formed.
[0038]
In the element accommodating groove 51, an inner surface 52a of the first groove forming wall 52 and an inner surface 53a of the second groove forming wall 53 are opposed to each other. The inner surfaces 52a, 53a of the two groove forming walls 52, 53 are arranged such that the interval between the inner surfaces 52a, 53a opposed to each other becomes narrower on the inner side of the element housing groove 51, so that the depth of the element housing groove 51 is reduced. Respectively with respect to the direction line S. Note that the depth direction line S of the element accommodating groove 51 is a straight line toward the bottom surface 51a of the element accommodating groove 51 and perpendicular to the bottom surface 51a.
[0039]
The plurality of switching elements 45 are used for insertion into the element accommodating grooves 51 in a state where they are integrated in advance by resin molding such as insert molding. In this resin molding, the resin that fills the gap between the switching elements 45, in other words, the resin that connects the switching elements 45 to each other is indicated by “57” in the drawing.
[0040]
In the integrated product of the switching element 45, two (45A) of the two switching elements 45A and 45B adjacent in the circumferential direction of the cylindrical wall 23 have one (45A) heat radiation surface 45c along the inner surface 52a of the first groove forming wall 52. The heat radiating surfaces 45c of the other (45B) are arranged in a V-shape with the heat radiating surfaces 45c facing outward so that they are inclined and the other (45B) heat radiating surface 45c is inclined along the inner side surface 53a of the second groove forming wall 53. The integrated product of the switching element 45 has a configuration in which three sets of switching elements 45A and 45B arranged in a V shape are arranged along the extending direction of the element receiving groove 51 (the direction of the center axis L). are doing.
[0041]
The heat radiating surface 45c of the switching element 45 refers to a surface of the main body 45a where a current-carrying portion of a transistor (not shown) constituting the switching element 45 is exposed. The energized portion exposed from the main body 45a is represented by a circle on the heat radiation surface 45c in FIG.
[0042]
When the integrated product of the switching elements 45 is inserted into the element receiving grooves 51, each switching element 45 is in contact with the inner side surfaces 52a and 53a of the element receiving grooves 51 with its heat radiation surface 45c. Specifically, in the integrated product of the switching elements 45, the three switching elements 45A in the row located on the first groove forming wall 52 side have the heat radiation surfaces 45c abutting on the inner side surfaces 52a of the first groove forming wall 52, respectively. ing. In the integrated product of the switching elements 45, the three switching elements 45B in the row positioned on the side of the second groove forming wall 53 have the heat radiation surfaces 45c abutting on the inner side surfaces 53a of the second groove forming wall 53, respectively. I have.
[0043]
A rubber or resin sheet 54 having elasticity and excellent heat conductivity is interposed between the heat radiation surface 45c of each switching element 45 and the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51. I have.
[0044]
In a state in which the integrated product of the switching element 45 is inserted into the element housing groove 51, a flat fixing member 55 is fixed to the compressor housing 11 by bolting so as to cover the opening of the element housing groove 51. ing. In FIG. 4, bolts used for bolting the fixing member 55 are indicated by “58”.
[0045]
The fixing member 55 fixed to the compressor housing 11 presses the integrated product of the switching element 45 along the depth direction line S of the element accommodating groove 51 by the end face (the lower surface in FIG. 3). It becomes. As described above, the heat radiation surface 45c of each switching element 45 and the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51 are each inclined with respect to the depth direction line S. Therefore, in the integrated product of the switching elements 45 pressed along the depth direction line S by the fixing member 55, the heat radiating surface 45 c of each switching element 45 is set to the inner side surfaces 52 a and 53 a of the element accommodation groove 51. It will be strongly pressed through the sheet 54. That is, the fixing member 55 forms a pressing unit that presses the switching element 45 toward the inner side surfaces 52a and 53a of the element housing groove 51.
[0046]
The fixing member 55 has a plurality of insertion holes 55a through which the terminals 45b of the switching element 45 are inserted. The fixing member 55 is bolted to the compressor housing 11 in a state where the terminal 45b of the switching element 45 is inserted into the insertion hole 55a. After fixing the fixing member 55 to the compressor housing 11, soldering of the wiring pattern of the first substrate 42 to the terminal 45 b of the switching element 45 projecting from the insertion hole 55 a of the fixing member 55 After fixing to the compressor housing 11.
[0047]
As shown in FIG. 3, a suction refrigerant gas passage 33 extending from the suction port 31 to the compression mechanism 26 is provided in the compressor housing 11 so as to pass through the vicinity of the element accommodating groove 51. The suction refrigerant gas passage 33 is formed on the inner surface 23a of the cylindrical wall 23 at a position corresponding to the back side of the element accommodating groove 51 so as to extend along the central axis L. 25 is closed by the outer surface of the stator 25a.
[0048]
Then, the low-temperature suction refrigerant gas flowing from the suction port 31 to the compression mechanism 26 passes through the suction refrigerant gas passage 33, so that the switching element 45 is switched via the cylindrical wall 23 (including the groove forming walls 52 and 53). Cooling takes place. Heat exchange between the switching element 45 and the cylindrical wall 23 having a lower temperature is mainly performed at a contact portion between the heat radiation surface 45c of the switching element 45 and the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51.
[0049]
The present embodiment having the above configuration has the following effects.
(1) The element housing groove 51 is formed on the outer surface 23b of the compressor housing 11. That is, the inner surfaces (51a, 52a, 53a) of the element receiving grooves 51 are provided by the low-temperature compressor housing 11. Therefore, the switching element 45 arranged in the inner space of the element housing groove 51 is more likely to receive the benefit of the cooling by the compressor housing 11 as compared with a case where the switching element 45 is arranged outside the element housing groove 51, for example. Therefore, for example, the heat exchange efficiency between the switching element 45 and the compressor housing 11 can be improved as compared with the technique disclosed in the conventional publication (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 62-12471). This leads to suitable cooling of the inverter 41, and thus to improvement of durability and stable operation of the inverter 41.
[0050]
Further, by arranging the switching element 45 in the element accommodating groove 51, the inner surfaces (51a, 52a, 53a) of the element accommodating groove 51 provided by the highly rigid compressor housing 11 are arranged around the switching element 45. Will be done. This aspect is effective for protecting the switching element 45 against external impact and the like.
[0051]
(2) The switching element 45 is pressed toward the inner surfaces 52a and 53a of the element receiving groove 51 by the fixing member 55 attached to the compressor housing 11. Therefore, the adhesion between the heat radiating surface 45c of the switching element 45 and the inner surfaces 52a, 53a of the element housing groove 51 is enhanced, and the heat exchange efficiency between the switching element 45 and the compressor housing 11 can be further improved. .
[0052]
(3) The plurality of switching elements 45 are inserted into the element receiving grooves 51. That is, the outer surface 23b of the compressor housing 11 has an increased surface area due to the formation of the element accommodating groove 51. For example, even in the case of a small electric compressor 10 in which the surface area of the compressor housing 11 tends to be small, the present embodiment is not limited. As described above, the embodiment in which the heat radiating surfaces 45c of the plurality of switching elements 45 are respectively brought into contact with the inner surfaces 52a and 53a of the element housing grooves 51 (in other words, the outer surfaces of the compressor housing 11) is facilitated.
[0053]
Further, by accommodating the plurality of switching elements 45 in one element accommodating groove 51, for example, the processing cost of the compressor housing 11 is reduced as compared with a case where a dedicated element accommodating groove 51 is provided for each switching element 45. can do. Further, as in the present embodiment, the embodiment in which a plurality of switching elements 45 are integrated and prepared, and this integrated product is inserted into the element accommodating groove 51 can be easily embodied.
[0054]
(4) The plurality of switching elements 45 are provided for insertion into the element accommodating grooves 51 in an integrated state in advance. Therefore, the operation of inserting the plurality of switching elements 45 into the element accommodating grooves 51 only needs to be performed once to insert the integrated product, and the assembly process of the electric compressor 10 can be simplified.
[0055]
(5) The inner side surfaces 52a and 53a of the element housing groove 51 with which the heat radiating surface 45c of the switching element 45 abuts are narrower at the inner side of the element housing groove 51 with the other inner side surfaces 52a and 53a opposed thereto. As a result, the element accommodating groove 51 is inclined with respect to the depth direction line S. The switching element 45 is inserted into the element accommodating groove 51 with its heat radiation surface 45c inclined along the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51. Therefore, the heat radiation surface 45c of the switching element 45 and the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51 can be reliably brought into close contact with each other as if a wedge was driven into the compressor housing 11. Therefore, the heat exchange efficiency between the switching element 45 and the compressor housing 11 is further improved.
[0056]
(6) In the integrated product of the switching elements 45, the heat radiating surfaces 45c of the switching elements 45 are inclined along the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51. Therefore, the heat radiation surface 45c of each switching element 45 and the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51 can be securely brought into close contact with each other as if a wedge was driven into the compressor housing 11. Therefore, the heat exchange efficiency between each switching element 45 and the compressor housing 11 is further improved.
[0057]
In the above-described embodiment, the following configuration is adopted as the switching element 45 and the element housing groove 51, so that the embodiment can be easily realized. That is, the opposing inner side surfaces 52 a and 53 a in the element accommodation groove 51 are each inclined with respect to the depth direction line S of the element accommodation groove 51. In the integrated product of the switching element 45, two adjacent switching elements 45A and 45B are arranged in a V-shape with the heat radiation surface 45c outside.
[0058]
(7) An elastic sheet 54 is interposed between the heat radiation surface 45c of the switching element 45 and the inner surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51. Therefore, the elastic deformation of the sheet 54 absorbs the dimensional tolerance, and the adhesion between the heat radiation surface 45c of the switching element 45 and the inner surfaces 52a, 53a of the element accommodating groove 51 is improved. Therefore, the heat exchange efficiency between each switching element 45 and the compressor housing 11 is further improved in addition to the fact that the sheet 54 has excellent heat conductivity. Further, the elastic sheet 54 has an effect of protecting the switching element 45 from an impact applied to the compressor housing 11 or the like.
[0059]
(8) The compressor housing 11 is provided with a suction refrigerant gas passage 33 extending from the low pressure side (evaporator 64 side) of the external refrigerant circuit 61 to the compression mechanism 26 so as to pass through the vicinity of the element housing groove 51. . Therefore, the switching element 45 is effectively cooled by the low-temperature suction refrigerant gas passing near the element accommodating groove 51.
[0060]
(9) The inverter 41 is housed in the housing part 36 provided in the compressor housing 11. The bottom surface 35 a and the side surface 35 b of the housing space 35 in the housing portion 36 are provided by the compressor housing 11. Therefore, for example, the number of parts of the electric compressor 10 can be reduced as compared with a case where a housing portion is prepared completely separately from the compressor housing 11 (for example, a case where the inverter 41 is housed in a case and the case is attached to the compressor housing 11). It leads to reduction. In addition, the compressor housing 11 having high rigidity surrounds the periphery of the inverter 41, which is also effective in protecting the inverter 41 against external impact and the like.
[0061]
(10) An elastic sheet 50 is interposed between the electrolytic capacitors 47 and 46 and the bottom surface 35a of the housing space 35. Therefore, the elastic deformation of the sheet 50 absorbs the dimensional tolerance, and the adhesion between the electrolytic capacitors 47 and 46 and the bottom surface 35a of the accommodation space 35 is improved. Therefore, the heat exchange efficiency between the condensers 46 and 47 and the compressor housing 11 is improved in addition to the excellent heat conductivity of the sheet 50, and the cooling of the inverter 41 is more effectively performed. . Further, the elastic sheet 50 has an effect of protecting the capacitors 46 and 47 from an impact or the like applied to the compressor housing 11.
[0062]
(11) The mounting of the switching element 45 on the first substrate 42 is performed after the switching element 45 is inserted and arranged in the element receiving groove 51. Therefore, by adjusting the degree of insertion of the terminal 45b of the switching element 45 into the first substrate 42, the dimensional tolerance of each part can be absorbed, and the heat radiation surface 45c of the switching element 45 and the inner side surface 52a of the element accommodation groove 51 can be absorbed. , 53a can be securely brought into close contact with each other. Therefore, the heat exchange efficiency between the switching element 45 and the compressor housing 11 is further improved.
[0063]
The present invention can be implemented in the following modes without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the inner side surfaces 52a and 53a of the element accommodating groove 51 are arranged such that the distance between the opposing inner side surfaces 52a and 53a is narrower on the inner side of the element accommodating groove 51, so that the element accommodating groove 51 is provided. The groove 51 was inclined with respect to the depth direction line S. By changing this, for example, as shown in FIG. 6, the element accommodating groove 51 is configured so that the opposing inner surfaces 52a, 53a are parallel, and correspondingly, an integrated product of the switching element 45 is The heat dissipation surface 45c of each switching element 45 is configured to be parallel to the depth direction line S.
[0064]
In the above embodiment, the plurality of switching elements 45 used in the inverter 41 are all housed together in one element housing groove 51. By changing this, for example, as shown in FIG. 7, by providing a third groove forming wall 59 between the first groove forming wall 52 and the second groove forming wall 53, the element housing groove 51 is formed in the compressor housing 11. Are provided. Then, three switching elements 45 are inserted and arranged in each of the element accommodation grooves 51. In this case, as in the embodiment of FIG. 7, the switching elements 45 are prepared for each group accommodated in each element accommodating groove 51 in an integrated state by resin molding in advance, and for each integrated product, , May be provided for insertion into the corresponding element accommodating groove 51.
[0065]
In the above embodiment, the heat radiating surface 45 c of the switching element 45 and the inner surfaces 52 a and 53 of the element housing groove 51 are in contact with each other via the sheet 54. By changing this and removing the sheet 54, the heat radiation surface 45c of the switching element 45 and the inner surfaces 52a, 53 of the element accommodating groove 51 are brought into direct contact.
[0066]
In the above embodiment, the electric compressor 10 has the electric motor unit 25 and the compression mechanism 26 housed together in one compressor housing 11. By changing this, the electric compressor is embodied in a case where the electric motor and the compression mechanism are housed in separate compressor housings. In this case, the inverter may be mounted on the compressor housing that houses the electric motor, or may be mounted on the compressor housing that houses the compression mechanism.
[0067]
In the above embodiment, the electric compressor is embodied as a so-called full electric compressor in which the drive source of the compression mechanism 26 is only the electric motor unit 25. This is changed, and the electric compressor is embodied as, for example, a so-called hybrid compressor in which an engine serving as a driving source of a vehicle is used as another driving source.
[0068]
The compression mechanism 26 is not limited to the scroll type, but may be, for example, a piston type, a vane type, a helical type, or the like.
The technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described.
[0069]
(1) An accommodating portion is provided on an outer surface of the compressor housing, and an inverter is accommodated in an accommodating space formed in the accommodating portion. Of the inner surface of the accommodating space, a surface closer to an inner side of the compressor housing. The electric compressor according to any one of claims 1 to 9, wherein the barrel bottom surface and a side surface surrounding the periphery of the bottom surface are provided by a compressor housing.
[0070]
(2) The switching element is mounted on a substrate, and the mounting of the switching element on the substrate is performed after the switching element is inserted and arranged in the element accommodation groove or the technical idea (10). The electric compressor according to 1).
[0071]
(3) To grasp the technical idea (2) as a method of assembling the electric compressor.
(4) A switching element product constituting an inverter for driving an electric motor of an electric compressor, wherein the switching element product is used by being inserted into an element accommodating groove formed on an outer surface of a compressor housing, and a plurality of switching elements are formed through resin. A switching element product having a configuration integrated by the above connection.
[0072]
(5) The switching element product according to the technical concept (4), wherein two adjacent switching elements among the plurality of switching elements are arranged in a V-shape with the heat radiation surface outside.
[0073]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention of the said structure, it becomes possible to improve the heat exchange efficiency between a switching element and a compressor housing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view of an electric compressor.
FIG. 2 is a side view of the electric compressor.
FIG. 3 is a sectional view taken along line 1-1 of FIG. 2;
FIG. 4 is an exploded perspective view of a configuration near a switching element in the electric compressor.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a configuration near an electrolytic capacitor in the electric compressor.
FIG. 6 is a sectional view showing the vicinity of a switching element showing another example.
FIG. 7 is a sectional view showing the vicinity of a switching element showing another example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric compressor, 11 ... Compressor housing, 23b ... The outer surface of the cylindrical wall which is a part of outer surface of a compressor housing, 25 ... Electric motor part as an electric motor, 26 ... Compression mechanism, 33 ... Suction refrigerant gas passage, 41 ... Inverter, 45: switching element, 45A, 45B: two adjacent switching elements, 45c: heat dissipation surface of switching element, 51: element housing groove, 52a: inner surface of element housing groove, 53a: inner surface of element housing groove, 54: sheet, 55: fixing member constituting the pressing means, 57: resin for integrating a plurality of switching elements, 61: external refrigerant circuit, S: depth direction line of the element housing groove.
