JP2009118725A - モータ駆動回路の装着構造、および電動コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】 電動コンプレッサ１０において、通信回路５０が電磁ノイズの影響を受け難くする。
【解決手段】
通信回路５０のサブ通信回路５０ａは、コンプレッサハウジング１１の凹部１１ｓ内に収納されている。半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、コンプレッサハウジング１１の取付平面部１１ｔ側に配置されている。すなわち、凹部１１ｖ内の外側に配置されている。これにより、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６からサブ通信回路５０ａを隔離することができる。ここで、半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６はスイッチングより、電磁波ノイズを発生するものの、サブ通信回路５０ａは、凹部１１ｓ内に収納されているので、サブ通信回路５０ａが電磁ノイズの影響を受け難くすることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、モータ駆動回路の装着構造、および電動コンプレッサに関する。

従来、電動コンプレッサでは、ハウジング内に収納される圧縮部と、ハウジング内に収納されて圧縮部を駆動する三相交流モータと、ハウジングの外壁に装着されて三相交流モータを駆動するモータ駆動回路とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

一般的に、電動コンプレッサにおいて、モータ駆動回路は、高圧電源の両電源端子の間に接続される６個の半導体スイッチング素子を備える高電圧回路と、低電圧電源から電力供給され、各半導体スイッチング素子を駆動する低電圧回路とを備える。

ここで、低電圧回路が各半導体スイッチング素子を制御した状態で、高電圧回路は、各半導体スイッチング素子のスイッチングに基づいて三相交流電圧を三相交流モータに出力する。これにより、モータ駆動回路が三相交流モータを駆動することができる。
特開２００３−２６２１８７号公報

上述の電動コンプレッサにおいて、各半導体スイッチング素子のスイッチングに伴い電磁波ノイズを発生する。このため、低電圧回路は各半導体スイッチング素子から発生する電磁波ノイズの悪影響を受ける可能性がある。

例えば、電磁波から低電圧回路をシールドするシールド板を用いることが考えられるが、部品数が増えてコストの増加を招く。

本発明は、上記点に鑑み、シールド板を用いることなく、低電圧回路が電磁波ノイズの悪影響を与え難くするようにしたモータ駆動回路の装着構造、および電動コンプレッサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、モータ駆動回路は、
スイッチングにより高電圧電源（６１）の出力電圧に基づいた前記電動モータの駆動電圧を出力させるスイッチング素子を有する高電圧回路（５２）と、
前記高電圧電源の出力電圧より低い電源電圧を出力する低電圧電源（６０）から電力供給され、前記スイッチング素子をスイッチングさせる低電圧回路（５０、５１）と、を備え、
前記ハウジングの肉部には、凹部（１１ｖ）が設けられており、
前記低電圧回路（５０ａ）が前記凹部内に配置され、前記スイッチング素子が前記凹部の外側に配置されていることを特徴とする。

これにより、低電圧回路のうち少なくとも一部の回路が凹部内に配置され、スイッチング素子が凹部の外側に配置されている。これに加えて、金属製のハウジングには電磁波ノイズが透過し難い。このため、スイッチング素子が電磁波ノイズを発生しても、低電圧回路のうち一部の回路を電磁波ノイズから隔離することができる。したがって、低電圧回路がスイッチング素子から発生する電磁波ノイズの影響を受け難くすることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のモータ駆動回路の装着構造において、前記低電圧回路は、外部装置との間で通信する通信回路（５０）と、前記外部装置と前記通信回路との間の通信に基づいて前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御信号を出力する制御回路（５１）と、を備え、前記凹部内には、前記通信回路が配置されていることを特徴とする。

これにより、通信回路が電磁波ノイズの影響を受け難くすることができるので、良好な通信を行うことができる。

請求項３に記載の発明では、前記電動モータの回転数は、前記高電圧回路から出力される駆動電圧に基づいて変化するものであり、
前記電動モータの回転数を示す回転数情報を検出するセンサ（３０１）を備え、
前記低電圧回路は、前記センサの検出値に基づいて、前記電動モータの実際の回転数を目標回転数に近づける前記駆動電圧を前記高電圧回路から出力させるように前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御回路（５１）と、を備え、
前記凹部内には、前記制御回路が配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のモータ駆動回路の装着構造において、前記制御回路は、前記センサの出力信号を信号処理する信号処理回路（５１ａ）と、前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御信号を前記信号処理回路の出力信号に基づき出力する演算回路（５１ｂ）とを備え、
前記凹部内には、前記信号処理回路と前記演算回路とのうちいずれか一方が配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造において、前記ハウジングは略円筒状に形成されており、
前記ハウジングの外壁には、前記ハウジングの軸線に重なるように形成され、かつ前記スイッチング素子が搭載される第１の面（１１ｔ）が設けられており、
前記凹部は、前記ハウジングの肉部のうち前記第１の面に対して軸線直交方向に設けられていることを特徴とする。

ここで、略円筒状のハウジング（１１）の肉部の肉厚（図６中符号ｔａ）は、軸線直交方向側の方が、平面部側よりも厚くなる。このため、請求項５に記載の発明の如く、凹部をハウジングの肉部のうち平面部に対する軸線直交方向に設ければ、ハウジングの体格を大きくすることなく、凹部を設けることができる。

なお、軸線直交方向とは、略円筒状のハウジングの軸線方向に対して直交する方向である。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造において、前記ハウジングは略円筒状に形成されており、
前記電動モータは、
前記ハウジングの中空部内に配置され、前記ハウジングの軸線方向に延びるように配置される回転軸（３１０ａ）と、
前記ハウジングの中空部内に配置され、回転磁界に基づいて前記回転軸を回転させるロータ（３１０）と、
前記ハウジングの中空部内で前記ロータに対して径方向に配置され、前記高電圧回路の出力電圧に基づいて、前記回転磁界を発生するステータ（３２０）と、を備え、
前記凹部は、前記ハウジングの肉部のうち前記ステータに対して軸線方向に設けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造において、前記ハウジングは筒状に形成されており、
前記凹部は、前記ハウジングの肉部のうち前記ハウジングの軸線方向に設けられていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造において、
前記ハウジングの外壁には、前記第１の面（１１ｔ）に交差する第２の面（１１ｒ、１１ｑ）が設けられており、
前記第１、第２の面が構成する角部側に配置され、前記第１の面側から凹み、かつ前記第２の面側から凹むように形成されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造において、
前記ハウジングには、冷媒吸入口（１１ｃ）および冷媒吐出口（１１ｄ）が設けられており、
前記ハウジングの中空部内に配置され、前記冷媒吸入口を介して冷媒を吸入し圧縮して高圧冷媒を前記冷媒吐出口から吐出する圧縮部（４００）を備え、
前記電動モータは、前記圧縮部を駆動することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造。

請求項１０に記載の発明では、冷媒吸入口（１１ｃ）および冷媒吐出口（１１ｄ）を有する金属製のハウジング（１１）と、
前記ハウジングの中空部内に配置され、前記冷媒吸入口を介して冷媒を吸入し圧縮して高圧冷媒を前記冷媒吐出口から吐出する圧縮部（４００）と、
前記ハウジングの中空部内に配置され、前記圧縮部を駆動する電動モータ（３００）と、
前記電動モータを駆動するモータ駆動回路（２１０）と、を備え、
前記ハウジングの外側に前記モータ駆動回路が装着される電動コンプレッサであって、
前記モータ駆動回路は、
スイッチングにより前記高電圧電源（６１）の出力電圧に基づいた前記電動モータの駆動電圧を出力させるスイッチング素子を有する高電圧回路（５２）と、
低電圧電源（６０）から電力供給されて、前記スイッチング素子をスイッチングさせる低電圧回路（５０、５１）と、を備え、
前記ハウジングの肉部には、開口する凹部（１１ｖ）が設けられており、
前記低電圧回路のうち少なくとも一部の回路が前記凹部内に配置され、前記スイッチング素子が前記凹部の外側に配置されていることを特徴とする電動コンプレッサ。

これにより、低電圧回路のうち少なくとも一部の回路が凹部内に配置され、スイッチング素子が凹部の外側に配置されている。これに加えて、金属製のハウジングには電磁波ノイズが透過し難い。このため、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）図１〜図３に本発明の車両用電動コンプレッサの第１実施形態を示す。図１は車両用電動コンプレッサの斜視図、図２は車両用電動コンプレッサの上面図、図３は車両用電動コンプレッサ１０の正面図、図４は車両用電動コンプレッサの左側面図である。

本実施形態の車両用電動コンプレッサ１０は、凝縮器、減圧器、および蒸発器とともに、冷媒を循環する車両空調装置用の周知の冷凍サイクル装置を構成している。

車両用電動コンプレッサ１０は、図１に示すように、コンプレッサハウジング１１を備えている。コンプレッサハウジング１１は、円筒状ハウジング本体１１ａと蓋部１１ｂとから構成されている。円筒状ハウジング本体１１ａには軸線方向一端側に開口する開口部が設けられており、蓋部１１ｂは、円筒状ハウジング本体１１ａに対してボルト１３により締結されて開口部を閉じる。

円筒状ハウジング本体１１ａの軸線方向他端側には、冷媒吸入口１１ｃが設けられており、蓋部１１ｂには冷媒吐出口１１ｄが設けられている。

コンプレッサハウジング１１には、図３に示すように、取付脚部１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。取付脚部１２ａは、コンプレッサハウジング１１の図３中左上壁部に配置されている。取付脚部１２ａは、図３中上側に突出し、かつコンプレッサハウジング１１の軸線方向に直交する直交方向（以下、直交方向Ｔという。）に直線的に延出する角柱状に形成されている。取付脚部１２ａには、ボルト（図示省略）が直交方向Ｔに貫通する貫通孔が設けられている。

取付脚部１２ｂ、１２ｃは、取付脚部１２ａと同様に、直交方向Ｔに延出する角柱状に形成されている。取付脚部１２ｂは、コンプレッサハウジング１１の図３中右下壁部に配置されており、取付脚部１２ｃは、コンプレッサハウジング１１の図３中左下壁部に配置されている。

取付脚部１２ｂ、１２ｃには、取付脚部１２ａと同様に、貫通孔がそれぞれ設けられている。ボルト（図示省略）は、走行用エンジン側壁に対してコンプレッサハウジング１１を固定するために用いられる。

コンプレッサハウジング１１および取付脚部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、電磁波が透過し難いアルミニウム等の金属材料から一体成形されたものである。なお、コンプレッサハウジング１１および取付脚部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとして、電磁波が透過し難い金属材料ならば、アルミニウム以外の鉄等材料を用いてもよい。

図５はコンプレッサハウジング１１の中空部内を示す部分断面図、図６は図２中Ａ−Ａ断面図である。図７はコンプレッサハウジング１１の上面図である。

コンプレッサハウジング１１の上側外壁のうち取付脚部１２ａに対して図５中右側には、取付平面部１１ｔが設けられている。取付平面部１１ｔは、特許請求範囲に記載の第１の面を構成するもので、コンプレッサハウジング１１の軸線Ｓを重なるように配置されている。

コンプレッサハウジング１１の肉部のうち取付平面部１１ｔの軸線直交方向両側には、凹部１１ｓ、１１ｖが設けられている。凹部１１ｓ、１１ｖは、それぞれ、取付平面部１１ｔ側から凹んで、外側に向けて開口し、かつ軸線方向に延びるように直方体状に形成されている。なお、凹部１１ｖは、特許請求範囲に記載の凹部に相当する。

コンプレッサハウジング１１には、取付平面部１１ｔおよび凹部１１ｓ、１１ｖを囲むように形成される環状壁部１１ｆが設けられている。環状壁部１１ｆの内側には後述するモータ駆動回路が装着される。

コンプレッサハウジング１１の中空部には、電動モータ３００および圧縮部４００が配置されている。電動モータ３００は、軸線方向他端側（図５中右側）に配置されている。電動モータ３００は、同期型の三相交流モータであって、ロータ３１０、およびステータ３２０を備える。

ロータ３１０は、円筒状に形成される永久磁石であり、このロータ３１０の中空部には回転軸３１０ａが貫通している。回転軸３１０ａがロータ３１０に対して固定されている。回転軸３１０ａは、コンプレッサハウジング１１の軸線方向に延出するように配置されている。すなわち、回転軸３１０ａの軸線方向はコンプレッサハウジング１１の軸線方向に一致することになる。回転軸３１０ａは、軸受け（図示省略）により回転自在に支持されている。

ステータ３２０は、ロータ３１０に対して回転軸３１０ａの径方向に配置されている。ステータ３２０は、コンプレッサハウジング１１の内周面に固定されている。ステータ３２０は、ステータコアに回巻されるステータコイルからなる。

ステータコイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルから構成され、モータ駆動装置２０から出力される三相交流電圧（駆動電圧）に基づいて回転磁界を発生する。

図６に示すように、コンプレッサハウジング１１の中空部のうち取付平面部１１ｔ側には、軸線方向に冷媒を流す冷媒通路３２０ａが設けられており、冷媒通路３２０ａは、ステータ３２０の外周面とコンプレッサハウジング１１の内周面との間には形成される。

モータ駆動装置２０は、電動モータ３００を駆動するモータ駆動装置を構成する。モータ駆動装置２０は、モータ駆動用ハウジング２００とモータ駆動回路２１０とを備えている。

モータ駆動用ハウジング２００は、ハウジング本体２００ａと、ハウジング本体２００ａの開口部を閉鎖する蓋部２００ｂとから構成されている。ハウジング本体２００ａは、コンプレッサハウジング１１の環状壁部１１ｆの上側に配置されている。ハウジング本体２００ａおよび蓋部２００ｂは、環状壁部１１ｆとともに、モータ駆動回路２１０を収納する空間を形成する。

ハウジング本体２００ａは、コンプレッサハウジング１１に対してねじ１４により締結されている。蓋部２００ｂは、ハウジング本体２００ａに対してねじ１４により締結されている。ハウジング本体２００ａおよび蓋部２００ｂは、アルミニウム等の金属材料から形成されている。

圧縮部４００は、軸線方向他端側に配置されている。圧縮部４００は、固定スクロール部と可動スクロール部とから構成される周知のスクロール型コンプレッサである。可動スクロール部は、電動モータ３００により駆動されて、固定スクロール部に対して旋回して、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。

次に、本実施形態のモータ駆動回路２１０の電気回路構成について図８を参照して説明する。

モータ駆動回路２１０は、通信回路５０、制御回路５１、およびスイッチング回路５２を備えている。

通信回路５０および制御回路５１は、低電圧電源６０から電力供給されて動作する低電圧回路を構成する。スイッチング回路５２は、高電圧電源６１から電力供給されて動作する高電圧回路である。

低電圧電源６０および高電圧電源６１は、それぞれ例えばバッテリから構成されている。低電圧電源６０から出力される電源電圧は、高電圧電源６１から出力される電源電圧より低く設定されている。

スイッチング回路５２は、半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、…Ｓ６を備えている。

半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、…Ｓ６は、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタであって、高圧電源部６１の正極端子（＋）と負極端子（−）との間にそれぞれ直列接続される２つのスイッチング半導体素子を３組並列接続してなる周知のインバータ回路を構成する。

インバータ回路は、半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６のスイッチングにより、高圧電源部６１の出力電圧に基づく三相交流電圧として駆動電圧を電動モータ３００のステータコイルに出力する。

通信回路５０は、エアコンＥＣＵ（外部装置）との間で車室内通信する回路装置である。通信回路５０は、サブ通信回路５０ａおよびメイン通信回路５０ｂを備えている。サブ通信回路５０ａは、通信プロトコル変換、周波数変換等を行うインタフェース回路である。

メイン通信回路５０ｂは、サブ通信回路５０ａを介してエアコンＥＣＵとの間で車室内通信する。これにより、メイン通信回路５０ｂは、エアコンＥＣＵから電動モータ３００の目標回転数を受信する。

なお、車室内通信の通信プロトコルとしては、例えば、ＣＡＮ方式、ＬＩＮ方式、ＳＣＩ方式が用いられている。

制御回路５１は、信号処理回路５１ａおよび演算回路５１ｂを備える。信号処理回路５１ａは、回転センサ３０１の出力信号に対して波形整形等の信号処理を施す。回転センサ３０１は、電動モータ３００の実際の回転数を検出するセンサである。本実施形態では、回転センサ３０１として、電動モータ３００の回転数を示す回転数情報として電動モータ３００から洩れる磁束（すなわち、回転磁界）を検出するホール素子が用いられる。

演算回路５１ｂは、信号処理回路５１ａの出力信号に基づいて、例えばＰＷＭ方式により半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、…Ｓ６の制御信号を出力する制御処理を行う。

次に、本実施形態のモータ駆動回路２１０の装着構造について図９を参照して説明する。

図９は、コンプレッサハウジング１１からモータ駆動用ハウジング２００を外して、モータ駆動装置２０を装着する前の状態を示す斜視図である。

モータ駆動回路２１０は回路基板７０を備えており、回路基板７０は、取付平面部１１ｔに対して略平行に配置されている。

回路基板７０には、通信回路５０と、制御回路５１と、スイッチング回路５２（半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を除く）とが実装されている。なお、図５、図６中の符号７０ａは、回路５０、５１、５２のうち半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６以外の実装部品を示す。

半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、図７に示すように、取付平面部１１ｔ上に配置されることになる。半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、図６（図中半導体スイッチング素子Ｓ２、Ｓ５だけ示す）に示すように、回路基板７０と取付平面部１１ｔの間に配置されている。

回路基板７０の裏面の一端側（具体的には、軸線直交方向の一端側）には、サブ通信回路５０ａが実装されている。回路基板７０の裏面の他端側（具体的には、軸線直交方向の他端側）には、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂが実装されている。電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂは、スイッチング回路５２と高圧電源部６１との間に接続され、スイッチング回路５２の入力電圧の波形整形するフィルタ回路を構成する。

サブ通信回路５０ａは、凹部１１ｖ内に収納されている。電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂは、凹部１１ｓ内に収納される。回路基板７０は、取付平面部１１ｔとの間に半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を挟むように配置されている。

なお、回路基板７０は、モータ駆動用ハウジング２００と取付平面部１１ｔとの間に狭持されている。

次に、本実施形態の車両用電動コンプレッサ１０の作動について説明する。

まず、モータ駆動装置２０の通信回路５０がエアコンＥＣＵとの間の車室内通信により目標回転数を受信する。

すると、演算回路５１ｂが信号処理回路５１ａの出力信号に基づき、目標回転数に電動モータ３００の実際の回転数を近づけるための制御信号を半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、…Ｓ６に出力する。

これに伴い、半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６がスイッチングすることにより、三相交流電圧がステータ３２０に出力される。すると、ステータ３２０が回転磁界を発生する。これに伴い、ロータ３０は、回転磁界により回転軸３１０ａとともに回転する。すると、固定スクロール部に対して可動スクロール部がスクロールする。

これに伴い、蒸発器の冷媒出口からの低温低圧冷媒が冷媒吸入口１１ｃを介して吸入され、この吸入された低温低圧冷媒が冷媒流路３２０ａ内を軸線方向に流れる。この冷媒流路３２０ａを通過した低温低圧冷媒は、固定スクロール部と可動スクロール部とにより圧縮されて高温高圧冷媒となる。この高温高圧冷媒は、冷媒吐出口１１ｄから凝縮器の冷媒入口に吐出される。

ここで、低温低圧冷媒が冷媒流路３２０ａに流れる際に、低温低圧冷媒がコンプレッサハウジング１１を介して半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６を冷却することができる。

以上説明した本実施形態によれば、サブ通信回路５０ａは、凹部１１ｓ内に収納されている。半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、取付平面部１１ｔ側に配置されている。すなわち、凹部１１ｖ内の外側に配置されている。半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６はスイッチングより、電磁波ノイズを発生する。

しかし、コンプレッサハウジング１１がアルミニウム（金属）からなるので、電磁波ノイズが透過し難い。さらに、サブ通信回路５０ａは、凹部１１ｓ内に収納されているので、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６から発生する電磁波ノイズからサブ通信回路５０ａを隔離することができる。したがって、サブ通信回路５０ａが電磁波ノイズの影響を受け難くすることができる。

本実施形態では、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂは、凹部１１ｓ内に収納されており、コンプレッサハウジング１１の体格を大きくすることなく、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂを回路基板７０に実装することができる。

本実施形態では、コンプレッサハウジング１１の上側外壁には、軸線Ｓを覆うように取付平面部１１ｔが設けられている。コンプレッサハウジング１１の肉部のうち取付平面部１１ｔの軸線直交方向両側には、凹部１１ｓ、１１ｖが設けられている。

ここで、略円筒状のコンプレッサハウジング１１の肉部の肉厚（図６中符号ｔａ）は、軸線直交方向側の方が、平面部側よりも厚くなる。これに対し、本実施形態では、コンプレッサハウジング１１の肉部のうち取付平面部１１ｔの軸線直交方向両側に凹部１１ｓ、１１ｖを設けているので、コンプレッサハウジング１１の体格を大きくすることなく、凹部１１ｓ、１１ｖを設けることができる。

ここで、コンプレッサハウジング１１の体格が大きくなると、車両用電動コンプレッサ１０を車両に搭載する上で支障が生じる。

これに対して、上述の如く、コンプレッサハウジング１１の体格を大きくすることなく、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂを回路基板７０に実装し、かつ凹部１１ｓ、１１ｖを設けることができる。したがって、車両用電動コンプレッサ１０を車両に良好に搭載できる。
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、取付平面部１１ｔの軸線直交方向両側に凹部１１ｓ、１１ｖを設けた例について説明したが、これに代えて、本第２実施形態では、図１０の断面図に示すように、凹部１１ｓ、１１ｖを取付平面部１１ｔの軸線方向両側に設けるようにする。具体的には、凹部１１ｓ、１１ｖは、コンプレッサハウジング１１の肉部のうちステータ３２０に対して軸線方向両側に設けられている。

これにより、サブ通信回路５０ａをステータ３２０に対して軸線方向一端側に配置し、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂをステータ３２０に対して軸線方向他端側に配置することになる。
（第３実施形態）
上述の第１実施形態では、凹部１１ｓ、１１ｖが取付平面部１１ｔ側から凹むように形成された例を示したが、これに代えて、本実施形態では、凹部１１ｓ、１１ｖを図１１、図１２に示すように形成する。

図１１は凹部１１ｓ、１１ｖを軸方向から視た状態を示す断面図、図１２は、サブ通信回路５０ａ等が収納されていない状態の凹部１１ｓ、１１ｖを上側から視た図である。

凹部１１ｓは、コンプレッサハウジング１１の外壁を構成する側面１１ｑと取付平面部１１ｔとが構成する角部側に設けられている。側面１１ｑと取付平面部１１ｔとは直交するように形成されている。凹部１１ｓは、側面１１ｑ側から凹み、かつ取付平面部１１ｔ側から凹むように形成されている。

凹部１１ｖは、コンプレッサハウジング１１の外壁を構成する側面１１ｒと取付平面部１１ｔとが構成する角部側に設けられている。側面１１ｒと取付平面部１１ｔとは直交するように形成されている。凹部１１ｖは、側面１１ｒ側から凹み、かつ取付平面部１１ｔ側から凹むように形成されている。

このように構成された本実施形態で、凹部１１ｓに電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂが収納された状態で、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂは、その側方（図１１中右側方）からハウジング本体２００ａによりカバーされる。

また、凹部１１ｖにサブ通信回路５０ａが収納された状態で、サブ通信回路５０ａは、その側方（図１１中左側方）からハウジング本体２００ａによりカバーされる。

以上説明した本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様に、サブ通信回路５０ａが凹部１１ｓ内に収納されているので、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６から発生する電磁波ノイズからサブ通信回路５０ａを隔離することができる。したがって、サブ通信回路５０ａが電磁波ノイズの影響を受け難くすることができる。
（第４実施形態）
上述の第１実施形態では、コンプレッサハウジング１１の軸線方向に対して直交する方向に取付平面部１１ｔを設けた例を示したが、これに代えて、コンプレッサハウジング１１の軸線方向に取付平面部１１ｔを設けた本実施形態を示す。

図１３はコンプレッサハウジング１１の中空部内を示す断面図、図１４は図１３中Ｂ−Ｂ断面図である。

本実施形態の取付平面部１１ｔは、コンプレッサハウジング１１の軸線方向で圧縮部４００と反対側に設けられている。取付平面部１１ｔは、コンプレッサハウジング１１の軸線方向に直交するように形成されている。取付平面部１１ｔには半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、…Ｓ６が搭載されている。

コンプレッサハウジング１１の肉部のうち、取付平面部１１ｔに対して図１４中上側には、凹部１１ｖ、１１ｓが設けられている。凹部１１ｖ、１１ｓは図１４中左右方向に間隔を開けて配置されている。凹部１１ｖにはサブ通信回路５０ａが収納されており、凹部１１ｓには、電磁コイル７１ａおよびコンデンサ７１ｂが収納されている。

コンプレッサハウジング１１の肉部のうち、取付平面部１１ｔに対して図１４中下側には、凹部１１ｗ、１１ｚが設けられている。凹部１１ｗ、１１ｚは図１４中左右方向に間隔を開けて配置されている。凹部１１ｗには信号処理回路５１ａが収納されている。凹部１１ｚには演算回路５１ｂが収納されている。

環状壁部１１ｆは、取付平面部１１ｔおよび凹部１１ｓ、１１ｖ、１１ｗ、１１ｚを囲むように形成されている。

環状壁部１１ｆ内には、半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、…Ｓ６および回路基板７０から構成されるモータ駆動回路２１０が収納されている。環状壁部１１ｆにより形成される開口部は、モータ駆動用ハウジング２００により閉じられている。

以上説明した本実施形態によれば、サブ通信回路５０ａ以外に、信号処理回路５１ａが凹部１１ｗに収納され、かつ演算回路５１ｂが凹部１１ｚに収納されている。したがって、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６から発生する電磁波ノイズから信号処理回路５１ａおよび演算回路５１ｂを隔離することができる。したがって、信号処理回路５１ａおよび演算回路５１ｂが電磁波ノイズの影響を受け難くすることができる。

上述の第１実施形態では、低電圧電源６３としては、高電圧電源６１の出力電圧を低い電圧を出力するバッテリを用いた例を示したが、これに代えて、図１５に示すように、高電圧電源６１の出力電圧を低く降圧して出力する降圧回路を低電圧電源６０ａとして用いてもよい。

図１５に示す例では、低電圧電源６０ａは、制御回路５１に電力供給する電源装置であって、低電圧電源６０とは別に設けられている。低電圧電源６０は、通信回路５０に電力供給するものである。制御回路５１と通信回路５０との間にはフォトカプラ６０ｂが設けられている。制御回路５１と通信回路５０との間には
フォトカプラ６０ｂを介して信号の入出力を行う。フォトカプラ６０ｂは制御回路５１と通信回路５０との間を電気的に絶縁する。

上述の第１実施形態では、電動モータ３００の回転数情報を検出するセンサとして回転センサ３０１を用いた例を示したが、これに代えて、スイッチング回路５２からステータ３２０のステータコイルに流れる三相交流電流を検出する電流センサを用いてもよい。この場合、信号処理回路５１ａがセンサにより検出された三相交流電流に基づいて電動モータ３００の回転数を推定することになる。
また、回転センサ３０１として光学式のエンコーダを用いても良い。

上述の第１実施形態では、コンプレッサハウジング１１において外側に向けて開口するように凹部１１ｓ、１１ｖを設けた例を示したが、これに代えて、コンプレッサハウジング１１の中空部に向けて開口するように凹部１１ｓ、１１ｖを設けてもよい。

上述の第１実施形態では、コンプレッサハウジング１１に凹部１１ｓ、１１ｖを設けた例について、サブ通信回路５０ａを収納する凹部１１ｖだけをコンプレッサハウジング１１の肉部に設けるようにしてもよい。

上述の第１実施形態では、取付平面部１１ｔ上に半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６を配置した例について説明したが、これに限らず、サブ通信回路５０ａを収納する凹部１１ｖの外側ならば、いずれの箇所に半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６を配置してもよい。

上述の第１実施形態では、コンプレッサハウジング１１の凹部に低電圧回路のうち一部の回路としてのサブ通信回路５０ａを収納した例を示したが、これに限らず、コンプレッサハウジング１１の凹部に低電圧回路の全体を収納してもよい。

上述の第１実施形態では、６個の半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６を用いて本発明に係る高電圧回路５２を構成した例について説明したが、これに限らず、半導体スイッチング素子のスイッチングにより高電圧電源６１の出力電圧に基づいた電動モータ３００の駆動電圧を出力するものならば、どのような構成でもよい。

上述の第１実施形態では、電動モータ３００として、同期型の三相交流モータを用いた例について説明したが、これに限らず、どのような電動モータを用いてもよい。

上述の第１実施形態では、本発明に係る低電圧回路が通信回路５０および制御回路５１を備える例について説明したが、エアコンＥＣＵに無関係に電動モータ３００を制御するものならば、これに代えて、低電圧回路が通信回路５０を備えていなく、制御回路５１だけで電動モータ３００を制御するようにしてもよい。

上述の第１実施形態では、半導体スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６として、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いた例について説明したが、これに限らず、各種の半導体スイッチング素子を用いてもよい。

上述の第１実施形態では、コンプレッサハウジング１１の凹部１１ｖに、低電圧回路部のうちサブ通信回路５０ａを収納した例について説明したが、これに限らず、コンプレッサハウジング１１の凹部１１ｖに、低電圧回路部の全体を収納するようにしてもよい。

上述の第１実施形態では、本発明に係るモータ駆動回路の装着構造を車両空調装置に適用した例について説明したが、これに代えて、モータ駆動回路の装着構造を電動コンプレッサ以外の各種の機器に適用してもよい。

本発明の第１実施形態の車両用電動コンプレッサの斜視図である。 第１実施形態の車両用電動コンプレッサの上面図である。 第１実施形態の車両用電動コンプレッサの正面図である。 第１実施形態の車両用電動コンプレッサの左側面図である。 第１実施形態のコンプレッサハウジングの中空部内を示す部分断面図である。 第１実施形態の図２中Ａ−Ａ断面図である。 第１実施形態のコンプレッサハウジングの上面図である。 第１実施形態のモータ駆動回路の電気回路構成を示す図である。 第１実施形態のコンプレッサハウジングの斜視図である。 本発明の第２実施形態の車両用電動コンプレッサの断面図である。 本発明の第３実施形態の車両用電動コンプレッサの断面図である。 第３実施形態の車両用電動コンプレッサの上面図である。 本発明の第４実施形態の車両用電動コンプレッサの断面図である。 図１３中Ｂ−Ｂ断面図である 図８のモータ駆動回路の変形例を示す電気回路図である。

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、
１１ｓ、１１ｖ…凹部、
１１ｔ…取付平面部、
５０…通信回路、５１…制御回路、５２…スイッチング回路、
Ｓ１、Ｓ２…Ｓ６…半導体スイッチング素子、
７１ａ…電磁コイル、
７１ｂ…コンデンサ、
２１０…モータ駆動回路。

Claims (10)

1. 金属製のハウジング（１１）と、
   前記ハウジングの中空部内に配置される電動モータ（３００）と、
   前記電動モータを駆動するモータ駆動回路（２１０）と、を備え、
   前記ハウジングの外側に前記モータ駆動回路が装着されるモータ駆動回路の装着構造であって
   前記モータ駆動回路は、
   スイッチングにより高電圧電源（６１）の出力電圧に基づいた前記電動モータの駆動電圧を出力させるスイッチング素子を有する高電圧回路（５２）と、
   前記高電圧電源の出力電圧より低い電源電圧を出力する低電圧電源（６０）から電力供給され、前記スイッチング素子をスイッチングさせる低電圧回路（５０、５１）と、を備え、
   前記ハウジングの肉部には、凹部（１１ｖ）が設けられており、
   前記低電圧回路（５０ａ）が前記凹部内に配置され、前記スイッチング素子が前記凹部の外側に配置されていることを特徴とするモータ駆動回路の装着構造。
2. 前記低電圧回路は、外部装置との間で通信する通信回路（５０）と、前記外部装置と前記通信回路との間の通信に基づいて前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御信号を出力する制御回路（５１）と、を備え、
   前記凹部内には、前記通信回路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路の装着構造。
3. 前記電動モータの回転数は、前記高電圧回路から出力される駆動電圧に基づいて変化するものであり、
   前記電動モータの回転数を示す回転数情報を検出するセンサ（３０１）を備え、
   前記低電圧回路は、前記センサの検出値に基づいて、前記電動モータの実際の回転数を目標回転数に近づける前記駆動電圧を前記高電圧回路から出力させるように前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御回路（５１）と、を備え、
   前記凹部内には、前記制御回路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路の装着構造。
4. 前記制御回路は、前記センサの出力信号を信号処理する信号処理回路（５１ａ）と、前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御信号を前記信号処理回路の出力信号に基づき出力する演算回路（５１ｂ）とを備え、
   前記凹部内には、前記信号処理回路と前記演算回路とのうちいずれか一方が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動回路の装着構造。
5. 前記ハウジングは略円筒状に形成されており、
   前記ハウジングの外壁には、前記ハウジングの軸線に重なるように形成され、かつ前記スイッチング素子が搭載される第１の面（１１ｔ）が設けられており、
   前記凹部は、前記ハウジングの肉部のうち前記第１の面に対して軸線直交方向に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造。
6. 前記ハウジングは略円筒状に形成されており、
   前記電動モータは、
   前記ハウジングの中空部内に配置され、前記ハウジングの軸線方向に延びるように配置される回転軸（３１０ａ）と、
   前記ハウジングの中空部内に配置され、回転磁界に基づいて前記回転軸を回転させるロータ（３１０）と、
   前記ハウジングの中空部内で前記ロータに対して径方向に配置され、前記高電圧回路の出力電圧に基づいて、前記回転磁界を発生するステータ（３２０）と、を備え、
   前記凹部は、前記ハウジングの肉部のうち前記ステータに対して軸線方向に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造。
7. 前記ハウジングは筒状に形成されており、
   前記凹部は、前記ハウジングの肉部のうち前記ハウジングの軸線方向に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造。
8. 前記ハウジングの外壁には、前記第１の面（１１ｔ）に交差する第２の面（１１ｒ、１１ｑ）が設けられており、
   前記第１、第２の面が構成する角部側に配置され、前記第１の面側から凹み、かつ前記第２の面側から凹むように形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造。
9. 前記ハウジングには、冷媒吸入口（１１ｃ）および冷媒吐出口（１１ｄ）が設けられており、
   前記ハウジングの中空部内に配置され、前記冷媒吸入口を介して冷媒を吸入し圧縮して高圧冷媒を前記冷媒吐出口から吐出する圧縮部（４００）を備え、
   前記電動モータは、前記圧縮部を駆動することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の装着構造。
10. 冷媒吸入口（１１ｃ）および冷媒吐出口（１１ｄ）を有する金属製のハウジング（１１）と、
    前記ハウジングの中空部内に配置され、前記冷媒吸入口を介して冷媒を吸入し圧縮して高圧冷媒を前記冷媒吐出口から吐出する圧縮部（４００）と、
    前記ハウジングの中空部内に配置され、前記圧縮部を駆動する電動モータ（３００）と、
    前記電動モータを駆動するモータ駆動回路（２１０）と、を備え、
    前記ハウジングの外側に前記モータ駆動回路が装着される電動コンプレッサであって、
    前記モータ駆動回路は、
    スイッチングにより前記高電圧電源（６１）の出力電圧に基づいた前記電動モータの駆動電圧を出力させるスイッチング素子を有する高電圧回路（５２）と、
    低電圧電源（６０）から電力供給されて、前記スイッチング素子をスイッチングさせる低電圧回路（５０、５１）と、を備え、
    前記ハウジングの肉部には、開口する凹部（１１ｖ）が設けられており、
    前記低電圧回路のうち少なくとも一部の回路が前記凹部内に配置され、前記スイッチング素子が前記凹部の外側に配置されていることを特徴とする電動コンプレッサ。

Images