JP2010187436A - インバータ装置およびインバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーレス化し、製造工程の簡素化、インバータ装置サイズへの影響緩和、ノイズ抑制機能向上、コスト低減等を実現したインバータ装置およびインバータ一体型電動圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】インバータモジュール１１への電源ラインに、ノイズ抑制用コイル１３，１４および平滑コンデンサが設けられているインバータ装置１０において、平滑コンデンサは、インバータモジュール１１上において電源ラインにパワー系基板と電気的に並列に接続配置され、ノイズ抑制用コイル１３，１４は、その出力側リード線３０，３２がインバータモジュール１１のＰ−Ｎ端子１９に直接接続されることにより電源ラインに接続されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用空調装置の電動圧縮機に適用して好適なインバータ装置および該インバータ装置が組み込まれたインバータ一体型電動圧縮機に関するものである。

電気自動車やハイブリッド車に搭載される空調装置用の圧縮機として、電源ユニットから供給される直流電力を三相交流電力に変換し、ガラス密封端子を介して電動モータに印加するインバータ装置が一体的に組み込まれた電動圧縮機が採用されている。このインバータ一体型電動圧縮機は、一般に電動モータおよび圧縮機構が内蔵されているハウジングの外周にインバータ収容部（インバータボックス）を設け、その内部にインバータ装置が一体に組み込まれた構成とされている。

インバータ装置は、電源ラインに設けられるノイズ抑制用のコモンモードコイルやノーマルモードコイル、平滑コンデンサ（ヘッドキャパシタ）等の高電圧系部品と、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子により構成されるスイッチング回路が実装され、直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに印加するパワー系基板と、ＣＰＵ等の低電圧で動作する素子により構成される制御通信回路が実装され、電動モータに印加される交流電力を制御するコントロール基板等とを備えており、パワー系基板とコントロール基板とがモジュール化されてハウジング外周のインバータ収容部内に組み込まれている。

インバータ一体型電動圧縮機は、車両への搭載性を向上するため、可能な限り小型化することが好ましく、インバータ装置についても同様である。かかるインバータ装置において、インバータ収容部に組み込まれるインバータモジュール、平滑コンデンサ、ノーマルモードコイルおよびコモンモードコイル相互間の電気的な接続は、通常複数本の中継バスバーを纏めたバスバーアセンブリを介して行っている（例えば、特許文献１，２参照）。
また、平滑コンデンサとして、薄型化されたセラミック系コンデンサやフィルム系コンデンサを用い、それをパワー系基板とコントロール基板とをモジュールケースを介して一体化したインバータモジュール内に内蔵するとともに、コモンモードノイズ除去用のフィルタコンデンサをモジュールケースのベース上に設けることにより、インバータ装置の小型化を図ったものが特許文献３に示されている。

特許第３８２７１５８号公報 特開２００３−３２２０８２号公報 特開２００４−３３５６２５号公報

しかしながら、中継バスバーを用いた構成によれば、溶接箇所の増加による組み付け工程等製造工程の複雑化、絶縁性能面（沿面距離増加）からのインバータ装置組み付け時の制約、中継バスバー自体の容積によるインバータ装置サイズへの影響、ノイズ源であるインバータモジュールまでの距離増加によるノイズ抑制機能の低下等の課題を有していた。
また、特許文献３に示される構成によれば、平滑コンデンサやフィルタコンデンサのインバータモジュール内への内蔵によってインバータ装置をコンパクト化することができるが、平滑コンデンサやフィルタコンデンサの電気的接続には、リードフレームやバスバーを利用しており、バスバーを用いることによる上記課題を解決し得るものではなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バスバーレス化し、製造工程の簡素化、インバータ装置サイズへの影響緩和、ノイズ抑制機能向上、コスト低減等を実現することができるインバータ装置およびインバータ一体型電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のインバータ装置およびインバータ一体型電動圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるインバータ装置は、電源から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータに印加するパワー系基板と、前記電動モータに印加される交流電力を制御するコントロール基板とを備えたインバータモジュールへの電源ラインに、ノイズ抑制用コイルおよび平滑コンデンサが設けられているインバータ装置において、前記平滑コンデンサは、前記インバータモジュール上において前記電源ラインに前記パワー系基板と電気的に並列に接続配置され、前記ノイズ抑制用コイルは、その出力側リード線が前記インバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、平滑コンデンサがインバータモジュール上においてパワー系基板と並列に接続配置され、ノイズ抑制用コイルの出力側の出力側リード線がインバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより電源ラインに接続されているため、インバータモジュール、平滑コンデンサ、およびノイズ除去用コイル間の電気的接続をノイズ抑制用コイルの出力側リード線を利用し、中継バスバーなしで行うことができる。従って、バスバーレス化を実現し、溶接箇所の減少による組み付け工程等製造工程の簡素化、絶縁性能面（沿面距離増加）からのインバータ装置組み付け時の制約緩和、インバータ装置のサイズの小型コンパクト化、ノイズ源であるインバータモジュールまでの距離短縮によるノイズ抑制機能の向上、バスバーの削減によるコスト低減等を図ることができる。

さらに、本発明のインバータ装置は、上記のインバータ装置において、前記ノイズ抑制用コイルは、コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルの少なくとも２つのコイルにより構成され、該コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルのそれぞれの出力側リード線が前記インバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、ノイズ抑制用コイルがコモンモードコイルおよびノーマルモードコイルの少なくとも２つのコイルにより構成され、該コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルのそれぞれの出力側リード線がインバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより電源ラインに接続されているため、ノイズ抑制用コイルとしてコモンモードコイルを設けることにより、コモンモードノイズを低減することができるとともに、インバータモジュール、平滑コンデンサ、ノーマルモードコイルおよびコモンモードコイル間の電気的接続をノーマルモードコイルおよびコモンモードコイルの出力側リード線を利用し、中継バスバーなしで行うことができる。従って、ノイズ抑制用コイルをコモンモードコイルおよびノーマルモードコイルの少なくとも２つのコイルにより構成した場合においても、中継バスバーをなくしてバスバーレス化を実現することができる。

さらに、本発明のインバータ装置は、上記のインバータ装置において、前記ノーマルモードコイルは、前記コモンモードコイルの下流側において前記電源ラインのＰ極側およびＮ極側のそれぞれに設けられ、該ノーマルモードコイルのそれぞれの出力側リード線が前記インバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、ノーマルモードコイルが、コモンモードコイルの下流側において電源ラインのＰ極側およびＮ極側のそれぞれに設けられ、該ノーマルモードコイルのそれぞれの出力側リード線がインバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより電源ラインに接続されているため、コモンモードコイルの下流側において電源ラインのＰ極側およびＮ極側にそれぞれノーマルモードコイルを２分割して設ける場合にも、インバータモジュール、平滑コンデンサおよびノーマルモードコイル間の電気的接続を２つのノーマルモードコイルの出力側リード線を利用し、中継バスバーなしで行うことができる。従って、コモンモードコイルの下流側にノーマルモードコイルを２分割して設けた場合においても、中継バスバーをなくしてバスバーレス化を実現することができる。

さらに、本発明のインバータ装置は、上述のいずれかのインバータ装置において、前記コモンモードコイルおよび前記ノーマルモードコイルは、電源ケーブルが接続される端子台に設けられている複数の接続端子を介して前記コモンモードコイルの２本の入力側リード線が接続されるとともに、前記コモンモードコイルと前記ノーマルモードコイルとの間が電気的に接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルが、電源ケーブルの接続される端子台に設けられている複数の接続端子を介してコモンモードコイルの２本の入力側リード線が接続されるとともに、コモンモードコイルとノーマルモードコイルとの間が電気的に接続されることにより電源ラインに接続されているため、インバータモジュール、平滑コンデンサ、ノーマルモードコイルおよびコモンモードコイル間の電気的接続を端子台と各コイルの入力側および出力側リード線とを利用し、中継バスバーなしで行うことができる。従って、電源ケーブルが接続される端子台とインバータモジュールのＰ−Ｎ端子との間において、中継バスバーを完全になくしてバスバーレス化を実現することができる。

さらに、本発明のインバータ装置は、上述のいずれかのインバータ装置において、前記平滑コンデンサは、前記インバータモジュールの上下に配設されている前記コントロール基板および前記パワー系基板の下部側に配設されている前記パワー系基板上に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、平滑コンデンサとして、例えば樹脂フィルムを積層した平板状の薄型フィルム系コンデンサを用い、該平滑コンデンサをインバータモジュールの上下に配設されているコントロール基板およびパワー系基板の下部側に配設されているパワー系基板上に配置しているため、平滑コンデンサを上下に配設されているコントロール基板とパワー系基板との間のスペースを利用してインバータモジュール内に内蔵することができる。従って、インバータ装置を一段とコンパクト化することができる。

さらに、本発明のインバータ装置は、上述のいずれかのインバータ装置において、前記平滑コンデンサは、前記インバータモジュールの上下に配設されている前記コントロール基板および前記パワー系基板の上部側に配設されている前記コントロール基板上に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、平滑コンデンサとして、例えば樹脂フィルムを積層した平板状の薄型フィルム系コンデンサを用い、該平滑コンデンサをインバータモジュールの上下に配設されているコントロール基板およびパワー系基板の上部側に配設されているコントロール基板上に配置しているため、平滑コンデンサをコントロール基板上のスペースを利用してインバータモジュール内に内蔵することができる。従って、インバータ装置を一段とコンパクト化することができる。

さらに、本発明のインバータ装置は、上述のいずれかのインバータ装置において、前記Ｐ−Ｎ端子および／または前記端子台の複数の前記接続端子には、前記コモンモードコイルおよび／または前記ノーマルモードコイルの各リード線との溶接接続部に、該リード線をカシメ止めするカシメ部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルの各リード線が接続されるインバータモジュールのＰ−Ｎ端子および／または端子台の複数の接続端子の溶接接続部に、リード線をカシメ止めするカシメ部が設けられているため、コモンモードコイルおよび／またはノーマルモードコイルの各リード線を溶接接続部に対してカシメ止めした後、溶接接合することができる。従って、溶接による接合を確実かつ強固にし、その信頼性を向上することができるとともに、溶接作業自体の容易化を図ることができる。

さらに、本発明にかかるインバータ一体型電動圧縮機は、ハウジングの外周にインバータ収容部が設けられ、該インバータ収容部に上述のいずれかに記載のインバータ装置が一体に組み込まれていることを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの外周に設けられたインバータ収容部に、上述のいずれかに記載のインバータ装置が一体に組み込まれているため、コンパクト化されたインバータ装置が組み込まれる分、インバータ収容部の収容容積を小さくすることが可能となる。従って、インバータ一体型電動圧縮機自体を小型化し、車両への搭載性を向上することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記インバータ収容部は、前記インバータモジュールが収容される第１インバータ収容部と、前記ノイズ抑制用コイルが収容される第２インバータ収容部とに分けられていることを特徴とする。

本発明によれば、インバータ収容部が、インバータモジュールが収容される第１インバータ収容部と、ノイズ抑制用コイルが収容される第２インバータ収容部とに分けられているため、ハウジングの外周に設けられるインバータ収容部の配置の自由度を高めることができる。従って、平面面積が大きいインバータモジュールを収容する第１インバータ収容部と、高電圧系部品であるノイズ抑制用コイルを収容する第２インバータ収容部とをそれぞれ最適位置に配置し、インバータ一体型電動圧縮機自体を小型化することができるともに、高電圧系部品による自己ノイズの影響を低減し、信頼性を向上することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記第１インバータ収容部は、前記ハウジングの上面部に設けられ、前記第２インバータ収容部は、前記ハウジングの側面部に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第１インバータ収容部が、ハウジングの上面部に設けられ、第２インバータ収容部が、ハウジングの側面部に設けられているため、分離された第１インバータ収容部と第２インバータ収容部とを隣接して配置することができる。従って、第１インバータ収容部に収容されるインバータモジュールと第２インバータ収容部に収容されるノイズ抑制用コイル等との電気的な接続を容易化することができるとともに、ハウジングの外周を取り囲むようにインバータ装置を分散配置してコンパクトに組み込むことができるため、インバータ一体型電動圧縮機の外形をより小さくすることができる。

本発明のインバータ装置によると、インバータモジュール、平滑コンデンサおよびノイズ抑制用コイル間の電気的接続をノイズ抑制用コイルの出力側リード線とを利用し、中継バスバーなしで行うことができるため、バスバーレス化を実現し、溶接箇所の減少による組み付け工程等製造工程の簡素化、絶縁性能面（沿面距離増加）からのインバータ装置組み付け時の制約緩和、インバータ装置サイズの小型コンパクト化、ノイズ源であるインバータモジュールまでの距離短縮によるノイズ抑制機能の向上、バスバー削減によるコスト低減等を図ることができる。

また、本発明のインバータ一体型電動圧縮機によると、コンパクト化されたインバータ装置が組み込まれる分、インバータ収容部の容積、すなわちハウジング外形を小さくすることが可能となるため、インバータ一体型電動圧縮機自体を小型化し、車両への搭載性を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係るインバータ装置およびインバータ一体型電動圧縮機の主要部の外観斜視図である。 図１に示すインバータ一体型電動圧縮機に組み込まれたインバータ装置の外観斜視図である。 図２に示すインバータ装置のコントロール基板を除去した状態の外観斜視図である。 図２に示すインバータ装置を別の角度から見た端子台および高電圧系部品の分解斜視図である。 図２に示すインバータ装置の端子台および高電圧系部品の正面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）である。 図２に示すインバータ装置の端子台の斜視図（Ａ）と正面図（Ｂ）およびその側面図（Ｃ）である。 図２に示すインバータ装置のノーマルモードコイルの正面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）である。 図２に示すインバータ装置のコモンモードコイルの正面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）である。 本発明の第２実施形態に係るインバータ装置の外観斜視図である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。
インバータ一体型電動圧縮機１は、その外殻を構成する円筒状のハウジング２を有している。ハウジング２は、アルミダイカスト製の電動モータが収容されるモータハウジングと圧縮機構が収容される圧縮機ハウジングとをボルトにより一体に締め付け固定した構成とされている。なお、本実施形態では、モータハウジング側のみが図示されている。

ハウジング２内に収容設置される図示省略の電動モータおよび圧縮機構は、モータ軸を介して互いに連結され、電動モータの回転により圧縮機構が駆動されるように構成されている。ハウジング（モータハウジング）２の後方端側（図１の右側）には、冷媒吸入ポート３が設けられており、冷媒吸入ポート３からハウジング２内に吸入された低圧冷媒ガスは、電動モータの周りをモータ軸線方向に流通後、圧縮機構に吸い込まれて圧縮される。圧縮機構で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、ハウジング（圧縮機ハウジング）２内に吐出された後、ハウジング（圧縮機ハウジング）２の前方端側に設けられている図示省略の吐出ポートから外部へと送出されるように構成されている。

ハウジング２には、例えば後方端側の下部および前方端側の下部、並びに上部の計３箇所に取り付け脚４が設けられている。インバータ一体型電動圧縮機１は、この取り付け脚４を介して車両の走行用原動機の側壁等に設けられるブラケットにボルト等で固定設置され、車両に搭載されるようになっている。なお、インバータ一体型電動圧縮機１は、一般にその一側面をブラケットに沿わせてモータ軸線方向を車両の前後方向または左右方向に向け、上下３点で片持ち支持されるのが通常である。

ハウジング２の外周面には、その上面部に平面形状が略方形のボックス形状とされている第１インバータ収容部５が一体に成形されている。この第１インバータ収容部５は、上面が開放された所定高さの周囲壁により囲われたボックス構造とされ、後述するインバータ装置１０のインバータモジュール１１が収容設置されるようになっており、その上面は図示省略のカバー部材により密閉されるように構成されている。

また、ハウジング２の側面部には、第２インバータ収容部６を構成するフランジ部６Ａが一体に成形されており、該フランジ部６Ａには、後述するインバータ装置１０の端子台１２、ノイズ抑制用コイルとしてのコモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４等の高電圧系部品を収容設置する第２インバータ収容部６を構成する小ケース（図示省略）が、締め付けボルトにより固定設置されるようになっている。この第２インバータ収容部６と第１インバータ収容部５とは、ハウジング２側において電源ライン配線用に連通されている。

２分割された第１インバータ収容部５および第２インバータ収容部６に収容設置されるインバータ装置１０は、第１インバータ収容部５内に収容設置されるインバータモジュール１１と、第２インバータ収容部６内に収容設置される端子台１２、コモンモードコイル（ノイズ抑制用コイル）１３およびノーマルモードコイル（ノイズ抑制用コイル）１４等の電源ラインに接続される高電圧系部品とから構成されている。

インバータモジュール１１は、図２および図３に示されるように、ＩＧＢＴ等の複数個の半導体スイッチング素子により構成されるスイッチング回路等が実装され、直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに印加するアルミ製板材等からなるパワー系基板１５と、パワー系基板１５が一体にインサート成形されている樹脂製ケース１６と、パワー系基板１５上に配置され、電源ラインに対してパワー系基板１５と電気的に並列に接続されている平滑コンデンサ（ヘッドキャパシタ）１７と、ＣＰＵ等の低電圧で動作する素子により構成される制御通信回路等が実装され、電動モータに印加される交流電力を制御するコントロール基板１８と、を備えた構成とされている。

樹脂製ケース１６には、パワー系基板１５の他に、電源ラインが接続される一対のＰ−Ｎ端子１９、電動モータにガラス密封端子を介して三相交流電力を印加するＵ−Ｖ−Ｗ端子２０、パワー系基板１５とコントロール基板１８との間を接続する多数の接続端子２１等が一体にインサート成形されており、この樹脂製ケース１６の上面に、多数の接続端子２１を介してコントロール基板１８が配設された構成とされている。また、平滑コンデンサ１７には、例えば樹脂フィルムを積層した平板状の薄型フィルム系コンデンサや平板状の薄型セラミック系コンデンサ等が用いられる。

樹脂製ケース１６は、略矩形形状とされており、第２インバータ収容部６と隣接する側の側面にＰ−Ｎ端子１９が突出され、これに隣接する前方側の側面にＵ−Ｖ−Ｗ端子２０が突出されている。また、樹脂製ケース１６の４コーナー部には、インバータ収容部５の底面にボルトを介して締め付け固定される固定脚部２２が一体に成形されており、この固定脚部２２を介してインバータモジュール１１がインバータ収容部５内に固定設置されるようになっている。

第２インバータ収容部６内に収容設置される高電圧系部品の端子台１２、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４は、端子台１２を介して図５に示されるように組み付けられた後、第２インバータ収容部６内に組み込まれるようになっている。端子台１２は、図６に示されるように、Ｐ側およびＮ側電源ケーブルのコネクタがボルトを介して接続可能に構成されている樹脂製部品であり、この端子台１２には、本体から突出するように４本の第１ないし第４接続端子２３ないし２６が設けられている。

第１接続端子２３および第２接続端子２４は、２本の電源ケーブルのコネクタが接続される端子と一体をなし、コモンモードコイル１３の２本の入力側リード線２７，２８が接続されるようになっている。また、第３接続端子２５および第４接続端子２６は、一体に繋がれており、第３接続端子２５には、コモンモードコイル１３の２本の出力側リード線２９，３０の中の１本のリード線２９が接続され、第４接続端子２６には、ノーマルモードコイル１４の入力側リード線３１が接続されるようになっている。この第１ないし第４接続端子２３ないし２６のコモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４の各リード線２７ないし２９および３１との溶接接続部には、それぞれ各リード線をカシメ止めする円筒状のカシメ部２３Ａないし２６Ａが設けられている。

コモンモードコイル（ノイズ抑制用コイル）１３は、２本の巻き線をフェライト、アモルファス等から構成される１つのコアに巻き付けることにより円筒状に形成されたものであり、図８に示されるように、２本の入力側リード線２７，２８と、２本の出力側リード線２９，３０とを有している。また、ノーマルモードコイル（ノイズ抑制用コイル）１４は、リング状コアの周りに巻き線を巻き付けたものであり、図７に示されるように、入力側リード線３１と、出力側リード線３２とを有している。更に、インバータモジュール１１側の一対のＰ−Ｎ端子１９には、溶接接続されるノーマルモードコイル１４の出力側リード線３２およびコモンモードコイル１３の出力側リード線３０をカシメ止めする円筒状のカシメ部１９Ａおよび１９Ｂが設けられている。

上記端子台１２、コモンモードコイル１３、ノーマルモードコイル１４およびインバータモジュール１１は、図４に示されるように、Ｐ側およびＮ側電源ケーブルが接続される端子台１２の第１接続端子２３および第１接続端子２４のカシメ部２３Ａ，２４Ａに、コモンモードコイル１３の入力側リード線２７，２８がカシメ止めされて溶接されるとともに、第３接続端子２５および第４接続端子２６のカシメ部２５Ａ，２６Ａに、コモンモードコイル１３の出力側リード線２９およびノーマルモードコイル１４の入力側リード線３１がカシメ止めされて溶接されるようになっている。

さらに、コモンモードコイル１３の他の出力側リード線３０およびノーマルモードコイル１４の出力側リード線３２が、第２インバータ収容部６から第１インバータ収容部５に通ずる連通部に通されて第１インバータ収容部５側において、インバータモジュール１１の一対のＰ−Ｎ端子１９のカシメ部１９Ａ，１９Ｂにカシメ止めされて溶接されることによって、電源ラインに電気的に接続されるように構成されている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
車両に搭載の電源ユニットから電圧ケーブルを介してインバータ一体型電動圧縮機１に供給される高電圧の直流電力は、インバータ装置１０の端子台１２に入力される。この直流電力は、端子台１２の第１接続端子２３および第２接続端子２４を介してコモンモードコイル（ノイズ抑制用コイル）１３の２本の入力側リード線２７，２８に入力され、更にノーマルモードコイル（ノイズ抑制用コイル）１４を経てコモンモードコイル１３の出力側リード線３０およびノーマルモードコイル１４の出力側リード線３２よりインバータモジュール１１側の一対のＰ−Ｎ端子１９に入力される。

インバータモジュール１１のＰ−Ｎ端子１９に入力された直流電力は、平滑コンデンサ１７を経てパワー系基板１５のスイッチング回路へと入力されるが、この間にコモンモードコイル１３、ノーマルモードコイル１４および平滑コンデンサ１７によりコモンモードノイズや電流リップルが低減される。パワー系基板１５に入力された直流電力は、上位制御装置からコントロール基板１８に送信される指令信号に基づいて制御されるパワー系基板１５上の半導体スイッチング素子のスイッチング動作により指令周波数の三相交流電力に変換される。該三相交流電力は、パワー系基板１５に繋がれているＵ−Ｖ−Ｗ端子２０からガラス密封端子を経てハウジング２内の電動モータに印加される。これによって、電動モータが指令周波数で回転駆動され、圧縮機構が作動される。

圧縮機構の作動により、冷媒吸入ポート３から低温の冷媒ガスがハウジング（モータハウジング）２内に吸い込まれる。この冷媒は、電動モータの周囲をモータ軸線方向に流動されて圧縮機構に吸入され、高温高圧状態に圧縮された後、ハウジング（圧縮機ハウジング）２内に吐き出され、吐出ポートから電動圧縮機１の外部へと送出される。この間、冷媒吸入ポート３からハウジング（モータハウジング）２の一端側に吸い込まれ、モータ軸線方向に流動される低温低圧の冷媒ガスは、ハウジング２の壁面を介して第１および第２インバータ収容部５，６内に収容設置されている半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）や高電圧系部品等の発熱部品を強制冷却し、それら部品の耐熱性能を高めている。

しかして、上記インバータ装置１０において、電源ラインに接続されるコモンモードノイズ１３、ノーマルモードコイル１４および平滑コンデンサ１７のうち、平滑コンデンサ１７は、インバータモジュール１１上において電源ラインにパワー系基板１５と電気的に並列に接続配置されている。また、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４は、電源ケーブルが接続される端子台１２に設けられている第１ないし第４接続端子２３，２４，２５，２６に、入力側リード線２７，２８，３１および出力側リード線２９を直接接続するとともに、コモンモードコイルの出力側リード線３０およびノーマルモードコイルの出力側リード線３２を、インバータモジュール１１側の一対のＰ−Ｎ端子１９に直接接続することにより、電源ラインに接続される。

このように、平滑コンデンサ１７をインバータモジュール１１上に配置し、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４の出力側リード線３０，３２をインバータモジュール１１側の一対のＰ−Ｎ端子１９に直接接続することによって、インバータモジュール１１、平滑コンデンサ１７、ノイズ抑制用コイルであるノーマルモードコイル１４およびコモンモードコイル１３間の電気的接続を中継バスバーなしで行うことが可能となる。このため、バスバーレス化を実現することができ、溶接箇所の減少による組み付け工程等製造工程の簡素化、絶縁性能面（沿面距離増加）からのインバータ装置組み付け時の制約緩和、インバータ装置サイズの小型コンパクト化、ノイズ源であるインバータモジュール１１までの距離短縮によるノイズ抑制機能の向上、バスバー削減によるコスト低減等を図ることができる。

また、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４は、電源ケーブルが接続される端子台１２の複数の第１ないし第４接続端子２３ないし２６を介してコモンモードコイル１３の２本の入力側リード線２７，２８が接続されるとともに、コモンモードコイル１３の出力側リード線２９とノーマルモードコイル１４の入力側リード線３１との間が電気的に接続されることにより電源ラインに接続されているため、インバータモジュール１１、平滑コンデンサ１７、ノーマルモードコイル１４およびコモンモードコイル１３間の電気的接続を端子台１２とノイズ除去用の各コイル１３，１４の入力側および出力側リード線２７ないし３２とを利用し、中継バスバーなしで行うことができる。従って、電源ケーブルが接続される端子台１２とインバータモジュール１１のＰ−Ｎ端子１９との間において、中継バスバーを完全になくしてバスバーレス化を実現することができる。

さらに、平滑コンデンサ１７として、例えば樹脂フィルムを積層した平板状の薄型フィルム系コンデンサを用い、この平滑コンデンサ１７をインバータモジュール１１上において上下に配設されているパワー系基板１５とコントロール基板１８との間のスペースを利用して配置し、インバータモジュール１１内に内蔵するようにしているため、インバータ装置１０を一段と小型コンパクト化することができる。また、これによって、ハウジング２の外周に設けられる第１インバータ収容部５および第２インバータ収容部６の容積を小さくすることが可能となり、インバータ一体型電動圧縮機１自体を小型化し、車両への搭載性を向上することができる。

また、ノイズ抑制用コイルであるコモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４の各リード線２７ないし３２が接続される端子台１２の第１ないし第４接続端子２３ないし２６およびインバータモジュール１１のＰ−Ｎ端子１９の溶接接続部に、各リード線２７ないし３２を挿入してカシメ止めする円筒状のカシメ部２３Ａないし２６Ａおよびカシメ部１９Ａ，１９Ｂを設け、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４の各リード線２７ないし３２を溶接接続部にカシメ止めした後、溶接接合するようにしているため、溶接による接合を確実かつ強固にし、その信頼性を向上することができるとともに、溶接作業自体の容易化を図ることができる。

また、インバータ収容部をインバータモジュール１１が収容される第１インバータ収容部５と、端子台１２、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４が収容される第２インバータ収容部６とに分け、第１インバータ収容部５をハウジング２の上面部に設けるとともに、第２インバータ収容部６をハウジング２の側面部に設け、互いに隣接して配設した構成としているため、平面面積が大きいインバータモジュール１１を収容する第１インバータ収容部５と、高電圧系部品である端子台１２、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４を収容する第２インバータ収容部６と、を各々最適位置に配置し、インバータ一体型電動圧縮機１自体を小型化することができるとともに、高電圧系部品による自己ノイズの影響を低減し、信頼性を向上することができる。

さらに、第１インバータ収容部５に収容されているインバータモジュール１１と、第２インバータ収容部６に収容設置されているコモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４とが近接して配置されているため、その電気的接続を容易化することができるとともに、ハウジング２の外周を取り囲むようにインバータ装置１０を分散配置してコンパクトに組み込むことができるため、インバータ一体型電動圧縮機１の外形をより小さくすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、平滑コンデンサ（ヘッドキャパシタ）１７Ａの配設構成が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、平滑コンデンサ（ヘッドキャパシタ）１７Ａは、図９に示されているように、例えば正方形状とされた比較的小さい薄型フィルム系コンデンサや薄型セラミック系コンデンサとされており、インバータモジュール１１上において、コントロール基板１８上に配置された構成とされている。この場合、平滑コンデンサ１７Ａは、図示省略のコンデンサ端子がコントロール基板１８を貫通して下方に延長され、パワー系基板１５上で電源ラインに対してパワー系基板１５と電気的に並列に接続されるように設置される。

このように、平滑コンデンサ１７Ａとして、例えば薄型フィルム系コンデンサや薄型セラミック系コンデンサを用い、この平滑コンデンサ１７Ａをインバータモジュール１１の上下に配設されているパワー系基板１５およびコントロール基板１８の上部側に配設されているコントロール基板１８上に配置することによって、平滑コンデンサ１７Ａをコントロール基板１８上のスペースを利用してインバータモジュール１１内に内蔵することができる。これによっても、上記第１実施形態と同様、インバータ装置１０を小型コンパクト化することができ、該インバータ装置１０を組み込んだインバータ一体型電動圧縮機１を小型化して車両への搭載性を向上することができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
上記した第１および第２実施形態では、電源ラインのＰ極側のみにノーマルモードコイル１４を設けた構成としているが、ノーマルモードコイル１４を２分割してＮ極側にも設けることができ、この場合、Ｎ極側のノーマルモードコイル１４もコモンモードコイル１３の下流側に設けられることになるため、インバータモジュール１１のＰ−Ｎ端子１９には、Ｐ極側およびＮ極側にそれぞれ設けられたノーマルモードコイル１４の出力側リード線３２が接続されることになる。

また、上記の構成において、コモンモードコイル１３の他の出力側リード線３０とＮ極側のノーマルモードコイル１４の入力側リード線３１との間の電気的接続は、端子台１２に対して第３接続端子２５および第４接続端子２６と同様の第５接続端子および第６接続端子（図示省略）を設けることによって接続することができる。
このような実施形態によっても、上記第１および第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態において、インバータ一体型電動圧縮機１の圧縮機構は、如何なる形式の圧縮機構であってよい。また、インバータ装置１０は、パワー系基板１５とコントロール基板１８からなるインバータモジュール１１、平滑コンデンサ１７、端子台１２、コモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４等を備えておればよく、これ以外の電装部品を備えていてもよいことはもちろんである。更に、ノイズ抑制用のコモンモードコイル１３は、必ずしも電動圧縮機１側に一体に組み込まれている必要はなく、ノイズ抑制用コイルがノーマルモードコイル１４のみのインバータ装置も本発明に包含されるものとする。

また、インバータ装置１０を収容する第１インバータ収容部５および第２インバータ収容部６は、ハウジング２と一体成形により構成してもよいし、別体で成形されたケース等をハウジング２に一体に固定設置することにより構成してもよい。さらに、端子台１２の第１ないし第４接続端子２３ないし２６および／または一対のＰ−Ｎ端子１９に設けられるコモンモードコイル１３およびノーマルモードコイル１４のリード線をカシメ止めする円筒状のカシメ部２３Ａないし２６Ａおよび１９Ａ，１９Ｂは、必ずしも円筒状である必要はなく、リード線をカシメ止めできる構造であれば、如何なる構成であってもよい。

１ インバータ一体型電動圧縮機
２ ハウジング
５ 第１インバータ収容部
６ 第２インバータ収容部
１０ インバータ装置
１１ インバータモジュール
１２ 端子台
１３ コモンモードコイル（ノイズ抑制用コイル）
１４ ノーマルモードコイル（ノイズ抑制用コイル）
１５ パワー系基板
１７，１７Ａ 平滑コンデンサ
１８ コントロール基板
１９ Ｐ−Ｎ端子
１９Ａ，１９Ｂ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，２６Ａ カシメ部
２３ 第１接続端子
２４ 第２接続端子
２５ 第３接続端子
２６ 第４接続端子
２７，２８ コモンモードコイルの入力側リード線
２９，３０ コモンモードコイルの出力側リード線
３１ ノーマルモードコイルの入力側リード線
３２ ノーマルモードコイルの出力側リード線

Claims (10)

1. 電源から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータに印加するパワー系基板と、前記電動モータに印加される交流電力を制御するコントロール基板とを備えたインバータモジュールへの電源ラインに、ノイズ抑制用コイルおよび平滑コンデンサが設けられているインバータ装置において、
   前記平滑コンデンサは、前記インバータモジュール上において前記電源ラインに前記パワー系基板と電気的に並列に接続配置され、
   前記ノイズ抑制用コイルは、その出力側リード線が前記インバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とするインバータ装置。
2. 前記ノイズ抑制用コイルは、コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルの少なくとも２つのコイルにより構成され、該コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルのそれぞれの出力側リード線が前記インバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
3. 前記ノーマルモードコイルは、前記コモンモードコイルの下流側において前記電源ラインのＰ極側およびＮ極側のそれぞれに設けられ、該ノーマルモードコイルのそれぞれの出力側リード線が前記インバータモジュールのＰ−Ｎ端子に直接接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
4. 前記コモンモードコイルおよび前記ノーマルモードコイルは、電源ケーブルが接続される端子台に設けられている複数の接続端子を介して前記コモンモードコイルの２本の入力側リード線が接続されるとともに、前記コモンモードコイルと前記ノーマルモードコイルとの間が電気的に接続されることにより前記電源ラインに接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載のインバータ装置。
5. 前記平滑コンデンサは、前記インバータモジュールの上下に配設されている前記コントロール基板および前記パワー系基板の下部側に配設されている前記パワー系基板上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインバータ装置。
6. 前記平滑コンデンサは、前記インバータモジュールの上下に配設されている前記コントロール基板および前記パワー系基板の上部側に配設されている前記コントロール基板上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインバータ装置。
7. 前記Ｐ−Ｎ端子および／または前記端子台の複数の前記接続端子には、前記コモンモードコイルおよび／または前記ノーマルモードコイルの各リード線との溶接接続部に、該リード線をカシメ止めするカシメ部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のインバータ装置。
8. ハウジングの外周にインバータ収容部が設けられ、該インバータ収容部に請求項１ないし７のいずれかに記載のインバータ装置が一体に組み込まれていることを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
9. 前記インバータ収容部は、前記インバータモジュールが収容される第１インバータ収容部と、前記ノイズ抑制用コイルが収容される第２インバータ収容部とに分けられていることを特徴とする請求項８に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
10. 前記第１インバータ収容部は、前記ハウジングの上面部に設けられ、前記第２インバータ収容部は、前記ハウジングの側面部に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
    

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