JP2007309125A - On-vehicle electric circuit unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電気回路ユニットに関する。 The present invention relates to an electric circuit unit mounted on a vehicle.
アイドルストップ時の車両冷房のために、車両空調用のコンプレッサと一体にそれを駆動するモータを設けた車両用電動コンプレッサが提案されている。この種の車両用電動コンプレッサでは、空調負荷に応じてモータ回転数を細かく制御するために、通常、同期モータ(ブラシレスDCモータ)が採用される。 In order to cool the vehicle at the time of idling stop, an electric compressor for vehicles provided with a motor for driving the compressor integrally with an air conditioning compressor has been proposed. In this type of vehicle electric compressor, a synchronous motor (brushless DC motor) is usually employed to finely control the motor speed in accordance with the air conditioning load.
車両搭載のバッテリによりこの同期モータを駆動するには、直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路、このインバータ回路をスイッチング制御するための制御回路、インバータ回路のスイッチングにより派生する高周波電流からインバータ回路のスイッチング素子を保護する平滑コンデンサ、それらを接続する大小の配線などを含む複雑で大電力の高速スイッチングが必要なインバータユニットが必要となっている。 In order to drive this synchronous motor by a vehicle-mounted battery, an inverter circuit that converts DC power into three-phase AC power, a control circuit for switching control of this inverter circuit, and an inverter from a high-frequency current derived by switching of the inverter circuit There is a need for a complex and high-speed inverter unit that requires high-speed switching, including a smoothing capacitor that protects the switching elements of the circuit and large and small wirings that connect them.
このインバータ回路部と、このインバータユニットから三相PWM制御電力が給電される電動コンプレッサとを接続する三相交流配線は、大きなスイッチングノイズを含んでいるためできるだけ短縮することが好ましく、このためインバータユニットを電動コンプレッサと一体化したインバータ一体型電動コンプレッサが提案されている。 The three-phase AC wiring that connects this inverter circuit section and the electric compressor to which the three-phase PWM control power is fed from this inverter unit contains a large amount of switching noise, so it is preferable to shorten it as much as possible. Inverter-integrated electric compressors have been proposed in which are integrated with electric compressors.
インバータユニットを固定した電動コンプレッサは、例えば、特許文献1〜2に開示されている。 The electric compressor which fixed the inverter unit is disclosed by patent documents 1-2, for example.
特許文献1には、その内部に圧縮機構が収容されたコンプレッサハウジングの外側に回路カバーが接合固定され、コンプレッサハウジングと回路カバーとで囲まれてなる収容空間内に、電動モータを駆動するためのモータ駆動回路が収容された電動コンプレッサが開示されている。この電動コンプレッサは、回路カバーの蓋部材に駆動回路を搭載した回路基板を組み付け、この蓋部材をハウジングに接合固定することでインバータユニットが固定されている。このように、特許文献1に開示された電動コンプレッサは、インバータユニットの組み付けについての考慮はされているが、コイルやコンデンサなど比較的サイズの大きな電気素子の防振や電源コネクタ等についての考慮がなされていなかった。
In
また、特許文献2には、多相インバータ回路の各アームを構成する少なくとも6個の電力スイッチング素子と、樹脂一体成形されて電力スイッチング素子に接続されるバスバーアセンブリとをそれぞれ金属製のベースプレートにハウジングを介することなく固定してなるインバータアセンブリを、ベースプレートのみと電動コンプレッサのハウジング外周面との締結により、ベースプレートを電動コンプレッサのハウジング外周面に密着しつつ電動コンプレッサに固定する電動コンプレッサが開示されている。特許文献2の電動コンプレッサは、バスバーモジュールにインバータ回路部を組み付けており、インバータ回路部を構成する電気素子の冷却が不十分になるという問題があった。さらに、電気素子の冷却のためにゲル(グリス)をバスバーとの間に塗布することが行われているが、このような構成においてはバスバーモジュールの取り外し時にゲルを除去する必要があり、作業性が低下していた。さらに、部品点数が増加することから、コストが増加するという問題もあった。
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、耐振動性にすぐれた車載用電気回路ユニットを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said actual condition, and makes it a subject to provide the vehicle-mounted electric circuit unit excellent in vibration resistance.
上記課題を解決するために本発明者らは検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made studies, and as a result, have come to make the present invention.
本発明の車載用電気回路ユニットは、電気回路がもうけられた回路基板と、電気回路に接続された電気素子と、アッパーケースとロアーケースとからなりその内部に回路基板および電気素子が収納されるハウジングと、を備えた車載用電気回路ユニットであって、アッパーケースの少なくとも一部が金属により形成され、かつ電気素子がアッパーケースの金属により形成された一部に当接した状態で固定されたことを特徴とする。 An in-vehicle electric circuit unit according to the present invention includes a circuit board provided with an electric circuit, an electric element connected to the electric circuit, an upper case, and a lower case, and the circuit board and the electric element are accommodated therein. A vehicle-mounted electric circuit unit including a housing, wherein at least a part of the upper case is formed of metal, and the electric element is fixed in a state of being in contact with a part of the upper case formed of metal. It is characterized by that.
アッパーケースに電気素子が固定されたことで、電気素子が振動しなくなり、車両の走行時などに回路ユニットが振動しても電気素子が振動しなくなり、これにより電気素子の回路基板からの脱離が抑えられる。つまり、耐振動性が向上した。また、電気素子がアッパーケースの金属の部分に固定されたことで、通電により電気素子が発熱しても、発生した熱がこの金属の部分に伝達されアッパーケースの外周面から放熱される。つまり、特に通電時に発熱する電気素子の冷却性能が向上した。上記の構成とすることで、本発明の電気回路ユニットは、耐振動性と電気素子の冷却性も向上する。 Since the electric element is fixed to the upper case, the electric element does not vibrate, and the electric element does not vibrate even when the circuit unit vibrates during traveling of the vehicle, and thereby the electric element is detached from the circuit board. Is suppressed. That is, vibration resistance was improved. Further, since the electric element is fixed to the metal portion of the upper case, even if the electric element generates heat due to energization, the generated heat is transmitted to the metal portion and is radiated from the outer peripheral surface of the upper case. That is, the cooling performance of the electric element that generates heat particularly when energized is improved. By setting it as said structure, the electric circuit unit of this invention also improves vibration resistance and the cooling property of an electric element.
請求項2に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項1に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、アッパーケースは、アルミニウムよりなる。アッパーケースがアルミニウムにより形成されることで、アッパーケース全体で放冷を行うことができるようになり、電気素子の冷却性能が向上する。
The in-vehicle electric circuit unit according to
請求項3に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項1に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、電気素子は、コイル、コンデンサより選ばれる少なくとも一種である。これらの電気素子は比較的体格が大きく、かつ回路基板から立設してもうけられる。そして、これらの素子をアッパーケースに固定することで、請求項1の効果を特に発揮できる。
The in-vehicle electric circuit unit according to
請求項4に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項1に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、回路基板は、アッパーケースに固定される。このような構成となることで、電気素子と回路基板がハウジングの内部で固定され、耐振動性が向上する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the in-vehicle electric circuit unit according to the first aspect, the circuit board is fixed to the upper case. With this configuration, the electric element and the circuit board are fixed inside the housing, and vibration resistance is improved.
請求項5に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項1に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、電気素子は、接続部材を介して電気回路に接続された。このような構成となることで、アッパーケースに固定された電気素子を電気回路に接続することが容易に可能となる。このとき、接続部材は、電気回路の一部を構成する。
The in-vehicle electric circuit unit according to
請求項6に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項1に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、ロアーケースは、コンプレッサのハウジングに一体に形成された。コンプレッサは、ハウジングの内部に冷媒が流れており、この冷媒の低温を用いて電気素子が発した熱を冷却することができる。コンプレッサに組み付けられた回路ユニットとしては、たとえば、コンプレッサのインバータ回路を挙げることができる。
The on-vehicle electric circuit unit according to
以下、具体的な実施例を用いて本発明を説明する。なお、以下の実施例は本発明の具体的な実施例であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described using specific examples. The following examples are specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
本発明の実施例として、車両に搭載される電動コンプレッサに一体に形成され、電動コンプレッサを制御するインバータユニットを製造した。 As an embodiment of the present invention, an inverter unit that is integrally formed with an electric compressor mounted on a vehicle and controls the electric compressor was manufactured.
(実施例)
本実施例のインバータユニットは、ハウジング1、電源入力端子2、バスバー3、コイル4、コンデンサ5、インバータ制御基板6および絶縁シール部材7をもつ。本実施例のインバータユニットの構成を図1〜2に示した。なお、図1〜2は、それぞれ本実施例のインバータユニットの構成を示す図であり、適宜断面を示した。
(Example)
The inverter unit of this embodiment has a
ハウジング1は、電動コンプレッサのハウジング(コンプレッサハウジング)に一体に形成されたロアーケース10と、ロアーケース10に組み付けられるアッパーケース11と、から構成される。ハウジング1は、その内部に、電源入力端子2、バスバー3、コイル4、コンデンサ5、インバータ制御基板6および絶縁シール部材7を収納する空間を区画する。ロアーケース10およびアッパーケース11は、両者が組み付けられたときにインバータ制御基板6等の部材が収納される空間を区画することができる形状であれば、その空間の形状や外周形状が限定されるものではない。ハウジング1を構成するロアーケース10およびアッパーケース11は、アルミニウム合金のダイカスト鋳造によって製作された。
The
ロアーケース10及びアッパーケース11は、絶縁シール部材7を介した状態で組み付けられた。絶縁シール部材7を介したことにより、ロアーケース10とアッパーケース11との間の電気絶縁性とシール性(耐透水性等)が確保できた。
The
電源入力端子2は、外部の電源(車両のバッテリ)からの導線が接続され、外部の電源から電動コンプレッサを駆動する電力が入力される部材である。電源入力端子2は、アッパーケース11の上面を貫通した状態でアッパーケース11に固定された部材である。
The
バスバー3は、電源入力端子2のハウジング1内側の端部に接続された状態で溶接で固定された板状の部材である。バスバー3は、電源入力端子2とコイル4、コンデンサ5およびインバータ制御基板6とを接続し、電源入力端子2に入力された電流(電圧)をこれらの部材に流す部材である。バスバー3は、導電性と熱伝導性が良好であれば、従来公知の材質により形成することができる。
The
コイル4およびコンデンサ5は、それぞれバスバー3に電気的に接続された状態でアッパーケース11に固定された部材である。本実施例においては、コイル4およびコンデンサ5は、バスバー3にそれぞれ溶接され固定された。コイル4およびコンデンサ5のアッパーケース11への固定は、それぞれ固定部材40,50でコイル4およびコンデンサ5の外周をアッパーケース11の内壁面に押しつけることでなされた。固定部材40,50は、アッパーケース11にネジ止めされて固定された。
The
インバータ制御基板6は、アッパーケース11に固定された電気回路基板であり、電動コンプレッサの駆動の制御を行う電気回路をもつ基板である。インバータ制御基板6には、電気回路の一部を構成するコイル4およびコンデンサ5以外の図示されない電気素子が組み付けられている。
The
インバータ制御基板6は、基板6に組み付けられた接続端子60によりバスバー3に電気的に接続されている。この電気的な接続により、電源入力端子2を介して入力された電流(電圧)が基板6の回路を流れ、電動コンプレッサを制御する。また、インバータ制御基板6は、基板6に組み付けられた図示されない接続端子により電動コンプレッサに電気的に接続されている。この電気的な接続を介して、電動コンプレッサに駆動のための電力を供給でき、この電力を制御することで、電動コンプレッサの駆動の制御を行う。
The
本実施例のインバータユニットは、アッパーケース11に電源入力端子2、バスバー3、コイル4、コンデンサ5およびインバータ制御基板6をこの順序で組み付け(固定し)、その後、絶縁シール部材7を配置した状態で、アッパーケース11をロアーケース10に組み付ける(固定する)ことで製造できた。
In the inverter unit of this embodiment, the
つまり、本実施例のインバータユニットは、電動コンプレッサの制御を行うためのインバータ制御基板6等をアッパーケース11に組み付けた状態でロアーケース10に組み付けているため、製造を簡単に行うことができる。
That is, the inverter unit of the present embodiment can be easily manufactured because the
本実施例のインバータユニットは、コイル4やコンデンサ5がハウジングに固定された構成であること以外は、従来公知の電動コンプレッサに用いられるインバータユニットと同様にして動作する。
The inverter unit of the present embodiment operates in the same manner as the inverter unit used in a conventionally known electric compressor except that the
本実施例のインバータユニットは、基板6に対して立設される電気素子である体格が大型のコイル4およびコンデンサ5がアッパーケース11に固定されたことで、電動コンプレッサが振動を生じても、コイル4およびコンデンサ5が振動しなくなった。つまり、コイル4およびコンデンサ5が固定されていない状態ではコイル4およびコンデンサ5が振動したときに基板6との接合部に繰り返し応力が集中して破損を生じるおそれがあったが、コイル4およびコンデンサ5がアッパーケース11に固定されたことで、この破損が生じなくなり、ユニットの耐振動性が向上した。
In the inverter unit of the present embodiment, the large-
また、本実施例のインバータユニットは、バスバー3が電源入力端子2、コイル4およびコンデンサ5に溶接という強固な固定方法で組み付けられたことで、機械的な強度が向上し、耐振動性が向上している。
In the inverter unit of this embodiment, the
また、本実施例のインバータユニットは、通電され駆動した時に発熱する電気素子であるコイル4およびコンデンサ5がアッパーケース11に当接(圧接)した状態で固定されたことで、これらの素子が発熱を生じても、発生した熱がアッパーケース11に伝達され、ハウジング1に拡散する。これにより、コイル4およびコンデンサ5が冷却され、熱による素子の損傷が抑えられる。さらに、アッパーケース11の全体がアルミニウムにより形成されたことで、コイル4およびコンデンサ5以外の素子が発熱してもハウジング1の全体から放冷されるため、基板6の冷却性能が向上した。
Further, in the inverter unit of this embodiment, the
加えて、電動コンプレッサは、コンプレッサハウジングの内部に冷媒が流れており、この冷媒の低温によりコンプレッサハウジングが比較的低温に保たれている。そして、ロアーケース10がコンプレッサハウジングに一体に形成されたことで、ロアーケース10も低温に保たれている。アッパーケース11からロアーケース10を伝導した熱がこの低温により冷却される。つまり、本実施例のインバータユニットは、電気素子の冷却性にすぐれた構成となっている。
In addition, in the electric compressor, the refrigerant flows inside the compressor housing, and the compressor housing is kept at a relatively low temperature due to the low temperature of the refrigerant. Since the
(変形形態例)
本変形形態例は、上記の実施例のインバータユニットの変形形態例であり、その構成を図3に示した。
(Deformation example)
This modification example is a modification example of the inverter unit of the above-described embodiment, and its configuration is shown in FIG.
本変形形態例のインバータユニットは、電源入力端子2、通信端子8およびバスバー3が一体に形成されてひとつのユニットを構成した状態でアッパーケース11に組み付けられた以外は、上記実施例と同様な構成のインバータユニットである。
The inverter unit of this modification is the same as that of the above embodiment except that the
本変形形態例のインバータユニットは、アッパーケース11にバスバー3のユニットを組み付け、その後、コイル4およびコンデンサ5をアッパーケース11に固定した後にバスバー3に溶接する。そして、インバータ制御基板6を組み付ける。そして、このアッパーケース11を、絶縁シール部材7を配置した状態で、ロアーケース10に組み付ける(固定する)ことで製造できた。
In the inverter unit of this modification, the
本変形形態例のインバータユニットは、ロアーケース10に突出した電動コンプレッサのコンプレッサ電源入力端子90と、インバータ制御基板6に組み付けられた電源端子90と接続される出力端子95と、を有する。アッパーケース11とロアーケース10とを組み付けるときに、電源端子90と出力端子95とは接続される。この両端子90,95の接続により、インバータ制御基板6の回路が電動コンプレッサを駆動できるようになる。
The inverter unit of this modification has a compressor
本変形形態例のインバータユニットは、アッパーケース11に電源入力端子2などの部材を組み付けるときに、ロアーケース10側の開口部からひとつの方向に向けて部材の組付けを行うことができる。つまり、製造時の組み付けの作業性が高くなっている。このことから、本変形形態例のインバータユニットは、組み付け性にすぐれたインバータユニットとなっている。
In the inverter unit of this modification, when a member such as the
また、それ以外の構成は、上記の実施例のインバータユニットと同様であり、実施例の時と同様な効果を発揮する。 Other configurations are the same as those of the inverter unit of the above embodiment, and the same effects as those of the embodiment are exhibited.
1:ハウジング 10:ロアーケース
11:アッパーケース
2:電源入力端子
3:バスバー
4:コイル
5:コンデンサ
6:インバータ制御基板
7:絶縁シール部材
8:通信端子
90:コンプレッサ電源入力端子 95:出力端子
1: Housing 10: Lower case 11: Upper case 2: Power input terminal 3: Bus bar 4: Coil 5: Capacitor 6: Inverter control board 7: Insulation seal member 8: Communication terminal 90: Compressor power input terminal 95: Output terminal
Claims (6)
該電気回路に接続された電気素子と、
アッパーケースとロアーケースとからなりその内部に該回路基板および該電気素子が収納されるハウジングと、
を有する車載用電気回路ユニットであって、
該アッパーケースの少なくとも一部が金属により形成され、かつ該電気素子が該アッパーケースの金属により形成された一部に当接した状態で固定されたことを特徴とする車載用電気回路ユニット。 A circuit board with an electrical circuit;
An electrical element connected to the electrical circuit;
A housing comprising an upper case and a lower case, in which the circuit board and the electrical element are housed,
In-vehicle electric circuit unit having
An in-vehicle electric circuit unit characterized in that at least a part of the upper case is formed of metal and the electric element is fixed in a state of being in contact with a part of the upper case formed of metal.
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