JP2012070543A - インバータ装置一体型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を大型化複雑化することなく、インバータ装置の耐振性を強化することができるインバータ装置一体型電動圧縮機の提供を目的とする。
【解決手段】インバータ装置と電動圧縮機の電動機とを電気接続する圧縮機ターミナル６０６の端子６０７がインバータ装置の回路基板２０３に設けられた貫通孔６０３を貫通し、当該回路基板を貫通したターミナルの端子にはハーネスコネクタ６０１が接続されて、当該ハーネスコネクタのハウジングが回路基板２０３に当接している。これにより、回路基板２０３のネジで固定した端部の内側に、共振する周波数の振動が発生することを防止できる。そのため、回路基板中央部にネジ固定追加などの対策が不要になり、回路基板、インバータケースなどの構造が大型化複雑化するのを防止できる。
【選択図】図４

Description

本発明は冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う電動圧縮機部と、この電動圧縮機部の電動機を駆動するインバータ装置とを一体化した、インバータ装置一体型電動圧縮機に関するものである。

吸入冷媒で冷却されるインバータ装置を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機は各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。この１例を図５〜図７により説明する。

図５においては、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚（図示せず）によって横向きに搭載される横型のインバータ装置一体型電動圧縮機の一例を示す。

電動圧縮機１はその本体ケーシング３内に電動機５及び圧縮機構部４を内蔵する。電動機５はインバータ装置１０１によって駆動され、当該電動機５により駆動される圧縮機構部４は、インバータケース１０２に設けた吸入口８を通じ冷凍サイクルからの低圧冷媒を吸入して、圧縮し、吐出する。吐出された冷媒は電動機５側に入り、電動機５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から冷凍サイクルへ吐出される。

インバータケース１０２は、ボルト５６により本体ケーシング３に締結される。インバータケース１０２には、インバータカバー１１３がネジ５５で固定される。インバータ装置１０１が外部コネクタ１１９との電気的な接続を行うための直付けコネクタ１１７がインバータ装置１０１に備えられる。

図６はインバータケース１０２と圧縮機構部４とで構成される冷却通路空間の分解構造図である。インバータケース１０２と圧縮機構部４とを、Ｏリング９２を用いて気密的に組み合せることにより吸入口８から通じる吸入通路が形成される。インバータケース１０２に設けた吸入口８から吸入された冷媒は、冷却通路空間７０に拡散され、端部壁１０２ａを冷却することで、背面に搭載されているスイッチング素子モジュール１０５等の発熱体を冷却したのち、圧縮機構部４の通路穴７１より圧縮空間に流入する。

インバータケース１０２には、圧縮機ターミナル１０６がトメワ８０によって固定されている。また、直付けコネクタ１１７がインバータケース１０２の端部に直付け設置されている。直付けコネクタ１１７の端子１１８としては、電源用２本、通信用２本の例を示す。

電動機５からのリード線８１は圧縮機構部４の外周近傍に設けられた連絡通路８２を通してハーネスコネクタ１２１に接続され、圧縮機ターミナル１０６に電気接続される。インバータケース１０２は、ボルト通し穴１１６を通るボルト５６により、Ｏリング９１をはさみ気密的に本体ケーシング３に機械接続される。前記Ｏリング９２内は低圧に、Ｏリング９１からＯリング９２までは高圧になる。

図７は、インバータ装置１０１のスイッチング素子モジュール１０５側の分解構造図である。インバータケース１０２のスイッチング素子モジュール側端部壁１０２ｃには、スイッチング素子モジュール１０５、電流平滑コンデンサ１０８が配置され、圧縮機ターミナル１０６も含めこれらの部品を回路基板１０３が覆うかたちでインバータ装置１０１を構成している。圧縮機ターミナル１０６と回路基板１０３とはピン端子、リード線などにより電気接続される。直付けコネクタ１１７の端子１１８は、電動圧縮機１の中心軸と垂
直に配置されている回路基板１０３の端子取付穴１０４に直接はんだ接続している。

ネジ５５は、インバータカバー１１３のネジ通し穴１１４を通し、インバータケース１０２のネジ穴１１５に締結される。 さらに、インバータカバー１１３に遮音および制振効果のあるシート材１２０を貼り付けることで、電動機５あるいは圧縮機構部４から発生する騒音が、インバータカバー１１３を透過して外部に放射されるのを防ぐことができる。

特開２０１０−１０１３０７号公報

上記のようなインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置に関しては、次のような課題がある。インバータ装置は、電動圧縮機の圧縮機構部４、電動機５からの振動を受けるため、振動対策が必要となる。回路基板は、その周辺端部をネジによりインバータケースに取り付けるが、電動圧縮機の圧縮機構部４、電動機５からの周波数範囲の広い振動により、回路基板のネジ固定した端部の内側（中央寄り部分）に共振する周波数の振動が発生する。これによる回路基板に実装した部品の破損、脱落などが防止するため、回路基板中央部にネジ固定追加などの対策が必要になる。回路基板中央部にネジ固定追加する場合では、スイッチング素子モジュールなどがあるため配置が込み入ってしまう。そのため、回路基板、インバータケースなどが大型複雑になってしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、構造を大型化複雑化にすることなく、インバータ装置の耐振性を強化することができるインバータ装置一体型電動圧縮機の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、インバータ装置に回路基板が備えられ、前記インバータ装置と電動圧縮機の電動機とを電気接続する圧縮機ターミナルの端子が前記回路基板に設けられた貫通孔を貫通し、当該回路基板を貫通した前記圧縮機ターミナルの端子にはハーネスコネクタを接続して、当該ハーネスコネクタのハウジングを前記回路基板に当接させた構成としてある。

これにより、電動圧縮機１の圧縮機構部、電動機からの周波数範囲の広い振動により、回路基板のネジで固定した端部の内側に、共振する周波数の振動が発生することを防止できる。そのため、回路基板中央部にネジ固定追加などの対策が不要になり、回路基板、インバータケースなどの構造が大型化複雑化するのを防止できる。

本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、構造が大型化複雑化にすることなく、インバータ装置の耐振性を強化することができる。

（Ａ）本発明の実施の形態１におけるインバータ装置一体型電動圧縮機を示す正面図、（Ｂ）同側面図 同インバータ装置の冷却通路空間の分解構造図 同インバータ装置のスイッチング素子モジュール側の分解構造図 同ハーネスコネクタと回路基板との関係を示す側面図 （Ａ）従来のインバータ装置一体型電動圧縮機を示す正面図、（Ｂ）同側面図 同インバータ装置の冷却通路空間の分解構造図 同インバータ装置のスイッチング素子モジュール側の分解構造図

第１の発明は、インバータ装置に回路基板が備えられ、前記インバータ装置と電動圧縮機の電動機とを電気接続する圧縮機ターミナルの端子が前記回路基板に設けられた貫通孔を貫通し、当該回路基板を貫通した前記圧縮機ターミナルの端子にはハーネスコネクタを接続して、当該ハーネスコネクタのハウジングを前記回路基板に当接させた構成としてある。

これにより、電動圧縮機１の圧縮機構部、電動機からの周波数範囲の広い振動により、回路基板のネジで固定した端部の内側に、共振する周波数の振動が発生することを防止できる。そのため、回路基板中央部にネジ固定追加などの対策が不要になり、回路基板、インバータケースなどの構造が大型化複雑化するのを防止できる。

第２の発明は、第１の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、圧縮機ターミナルはインバータ装置のインバータケースに備えたものである。回路基板はインバータケースに固定されるため、圧縮機ターミナルもインバータケースに固定することで、寸法誤差を防止して、確実にコネクタのハウジングを回路基板に当接させることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、ハーネスコネクタと回路基板との間には、緩衝材が挟まれるものである。これにより、寸法誤差などを吸収して、振動防止の効果を確実にできる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、車両に搭載されるものである。車両から各種振動が伝達されるため、耐振性を強化された本インバータ装置一体型電動圧縮機は有用である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るインバータ装置一体型電動圧縮機である。従来のインバータ装置一体型電動圧縮機の図５〜図７との主な相違点は、回路基板１０３が回路基板２０３、圧縮機ターミナル１０６が圧縮機ターミナル６０６となっている点である。これにより、インバータ装置１０１がインバータ装置２０１となっている。同一箇所の符号は、そのまま適用する。

図１においては、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚（図示せず）によって横向きに搭載される横型のインバータ装置一体型電動圧縮機の一例を示す。電動圧縮機１はその本体ケーシング３内に電動機５及び圧縮機構部４を内蔵する。電動機５はインバータ装置２０１によって駆動され、当該電動機５により駆動される圧縮機構部４は、インバータケース２０２に設けた吸入口８を通じ冷凍サイクルからの低圧冷媒を吸入して、圧縮し、吐出する。吐出された冷媒は電動機５側に入り、電動機５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から冷凍サイクルへ吐出される。

インバータケース１０２は、ボルト５６により本体ケーシング３に締結される。インバータケース１０２には、インバータカバー１１３がネジ５５で固定される。インバータ装
置２０１が外部コネクタ１１９との電気的な接続を行うための直付けコネクタ１１７がインバータ装置２０１に備えられる。

図２はインバータケース１０２と圧縮機構部４とで構成される冷却通路空間の分解構造図である。インバータケース１０２と圧縮機構部４とを、Ｏリング９２を用いて気密的に組み合せることにより吸入口８から通じる吸入通路が形成される。インバータケース１０２に設けた吸入口８から吸入された冷媒は、冷却通路空間７０に拡散され、端部壁１０２ａを冷却することで、背面に搭載されているスイッチング素子モジュール１０５等の発熱体を冷却したのち、圧縮機構部４の通路穴７１より圧縮空間に流入する。

インバータケース１０２には、圧縮機ターミナル６０６がトメワ８０によって固定されている。また、直付けコネクタ１１７がインバータケース１０２の端部に直付け設置されている。直付けコネクタ１１７の端子１１８としては、電源用２本、通信用２本の例を示す。

電動機５からのリード線８１は圧縮機構部４の外周近傍に設けられた連絡通路８２を通してハーネスコネクタ６０１に接続され、圧縮機ターミナル６０６に電気接続される。インバータケース１０２は、ボルト通し穴１１６を通るボルト５６により、Ｏリング９１をはさみ気密的に本体ケーシング３に機械接続される。前記Ｏリング９２内は低圧に、Ｏリング９１からＯリング９２までは高圧になる。

図３は、インバータ装置２０１のスイッチング素子モジュール１０５側の分解構造図である。インバータケース１０２のスイッチング素子モジュール側端部壁１０２ｃには、スイッチング素子モジュール１０５、電流平滑コンデンサ１０８などが配置され、圧縮機ターミナル６０６も含めこれらの部品を回路基板２０３が覆うかたちでインバータ装置２０１を構成している。回路基板２０３の周辺端部はネジにより、インバータケース１０２に固定されている。圧縮機ターミナル６０６の端子６０７は、回路基板２０３に設けられている貫通孔６０３を通りハーネスコネクタ６０１に接続される。そして、ハーネスコネクタ６０１のリード線６０２を介し回路基板２０３に接続される。

スイッチング素子モジュール１０５には、インバータ回路を構成するスイッチング素子が備えられている。このスイッチング素子モジュール１０５の両サイドに設けられている接続端子ピンは回路基板２０３にはんだ接続される。直付けコネクタ１１７の端子６０７は、電動圧縮機１の中心軸と垂直に配置されている回路基板２０３の端子取付穴１０４に直接はんだ接続している。インバータカバー１１３、シート材１２０に関しては、従来の図１２と同様である。

図４に、ハーネスコネクタ６０１と回路基板２０３との関係を示す。回路基板２０３は、周辺端部のネジ６０９により、インバータケース１０２に支柱６０８を介して固定されている。電動機５からのハーネスコネクタ６０１は、図の下方において圧縮機ターミナル６０６に電気接続される。圧縮機ターミナル６０６の端子６０７は、回路基板２０３に設けられている貫通孔６０３を通り抜ける。そして、ハーネスコネクタ６０１が圧縮機ターミナル６０６の端子６０７へ接続され、そのハーネスコネクタ６０１のハウジングが回路基板２０３に当接する。

ハーネスコネクタ６０１のハウジングを回路基板２０３に当接させない場合、電動圧縮機１の圧縮機構部４、電動機５からの周波数範囲の広い振動により、回路基板２０３のネジ６０９で固定した端部の内側（中央寄り部分）に、共振する周波数の振動６１０が発生するようになる。しかしながら、ハーネスコネクタ６０１のハウジングを回路基板２０３に当接させるため、振動６１０の発生を防止できる。これにより、回路基板２０３に実装
した部品の破損、脱落などを防止でき、よって、回路基板２０３中央部にネジ固定追加などの対策が不要になる。

したがって、回路基板２０３、インバータケース１０２などの構造が大型化複雑化するのを防止できる。

また、ハーネスコネクタ６０１のハウジングと回路基板２０３との間にゴムなどの緩衝材を挟むことにより、寸法誤差などを吸収して、振動防止の効果を確実にできる。

上記のように、本実施の形態のインバータ装置一体型電動圧縮機は、構造を大型化複雑化することなく、インバータ装置の耐振性を強化することができる。

尚、横向きに搭載される横型のインバータ装置一体型電動圧縮機の例を示したが、縦型でも良い。電動圧縮機の形態、インバータ装置冷却の形態なども、実施例に限るものではない。ネジとネジの間の振動について示したが、ネジと回路基板２０３にはんだ接続されているスイッチング素子モジュールの接続端子ピン等との間の振動についても同様である。

以上のように、本発明にかかるインバータ装置一体型電動圧縮機は、構造を大型化複雑化することなく、インバータ装置の耐振性を強化することができるので、民生用、産業用、各種インバータ装置一体型電動圧縮機に適用できる。

１ 電動圧縮機
３ 本体ケーシング
４ 圧縮機構部
５ 電動機
１０２ インバータケース
１０２ａ 端部壁
１０２ｃ 端部壁（スイッチング素子モジュール側）
１０５ スイッチング素子モジュール
２０１ インバータ装置
２０３ 回路基板
６０１ ハーネスコネクタ（回路基板側）
６０２ リード線（回路基板側）
６０３ 貫通孔
６０６ 圧縮機ターミナル
６０７ 端子
６０８ 支柱
６０９ ネジ
６１０ 振動

Claims (4)

1. 電動圧縮機にインバータ装置が搭載されるインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記インバータ装置には回路基板が備えられ、前記インバータ装置と前記電動圧縮機の電動機とを電気接続する圧縮機ターミナルの端子が前記回路基板に設けられた貫通孔を貫通し、当該回路基板を貫通した前記圧縮機ターミナルの端子にはハーネスコネクタを接続して、当該ハーネスコネクタのハウジングを前記回路基板に当接させたことを特徴とするインバータ装置一体型電動圧縮機。
2. 圧縮機ターミナルはインバータ装置のインバータケースに備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
3. ハーネスコネクタと回路基板との間には、緩衝材が挟まれることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
4. インバータ装置一体型電動圧縮機は、車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。