JP2012202218A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で耐振動性の向上した電動圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮部５０と、モータ部２０と、インバータ装置６０とを備える電動圧縮機１０において、インバータ装置６０は、円形のパワー基板２を備えている。パワー基板２には、スイッチング素子２１が実装される矩形のスイッチング素子実装領域ＳＡの各辺と、パワー基板２の円形外周部の円弧２ａとに囲まれる領域に、直流電圧のリップルを除去するためのインダクタ８が内蔵されている。インダクタ８は渦巻状のコイル８ａを複数配置し、互いに連続するように形成されている。このようにインダクタ８を基板化する。圧縮部５０とモータ部２０とインバータ装置６０とをこの順番で圧縮部５０の回転軸方向に並べて配置することによって、電動圧縮機１０を、低背化するとともに、回転軸方向に小型なものとする。また、パワー基板２にインダクタ８が内蔵されているため、圧縮機の振動に対する対振動性を向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和装置を構成する電動圧縮機に関する。

近年、車載用空気調和機を構成する圧縮機と、圧縮機を駆動するためのモータと、モータを駆動するための駆動基板（インバータ基板）と、がハウジング内に一体に収められた一体型電動圧縮機（以下、電動圧縮機）が提供されている（例えば特許文献１）。このような電動圧縮機５００においては、図１０に示すように、直流電源から電動モータに供給される電圧を平滑化するためのコンデンサ５０１と、当該電圧のノイズを除去するためのトロイダルコイル５０２と、をバスバー５０３に一体化してインバータ基板５０４に設けることが提案されている。このようなインバータ基板５０４は、図示しない圧縮機構の回転軸方向の上部に配置されている。

特開２００８−２５２９６２号公報

このような電動圧縮機５００において、トロイダルコイル５０２としては、フェライト等の磁性体からなる磁性体コアが用いられている。通常、電圧のノイズ除去の効果を十分に得るために大きなサイズのトロイダルコイル５０２が使用されている。このようなトロイダルコイル５０２を収容するために、電動圧縮機５００のハウジング５１１は、インバータ基板５０４を収容する上部収容室５１１ａを、圧縮機構および図示しないモータを収容する下部収容室５１１ｂよりも余分に大きくする必要がある。また、トロイダルコイル５０１が接続されるバスバー５０３を収容するスペースも必要であるため、上部収容室５１１ａはさらに大型化されている。

近年、圧縮機をはじめとする車載部品には常に小型化の要求がなされており、この観点からすると、トロイダルコイル５０２も小型のものを採用し電動圧縮機５００全体を小型化するのが好ましい。
上記のように、従来の電動圧縮機５００においては、上部収容室５１１ａが大型化しているため、電動圧縮機５００の、特に高さ方向の寸法が大きく、小型化が困難となっていた。

また、車載部品には、定置型の電動圧縮機に比べて、エンジンや路面からの大きな振動、衝撃が加わるため、トロイダルコイル５０２を接着剤で固定したりゲル状樹脂材を上部収容室５１１ａに充填することで耐振性の向上を図っているが、接着剤やゲル状樹脂材は、重量が重く、かつ高価であることから、電動圧縮機の重量増大およびコストアップに繋がるという問題があった。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、小型で、耐振動性の向上した電動圧縮機を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の電動圧縮機は、空気調和機を構成する圧縮部と、圧縮部を駆動する電動モータと、高圧電源から給電される直流電力を交流電力に変換して電動モータに供給するとともに、電動モータの回転数を制御するインバータ装置と、を備え、インバータ装置は、電源から供給される電圧のリップルを除去するインダクタが内蔵された基板を備えている。このように、インダクタを基板に内蔵して基板化することで、インバータ装置を小型化することができる。また、基板に内蔵されたインダクタは剛性が高く耐振性も向上する。

また、本発明のインダクタは、複数の渦巻状のコイルを配置し、コイルを互いに連続させて形成されたものとすることができる。これにより、インダクタのターン数を多くしてインダクタンス値を大きくすることが可能となり、直流電圧からノイズを除去する効果を十分に得ることができる。

本発明の電動圧縮機は、インバータ装置と、圧縮部と、電動モータとが、圧縮部の回転軸方向に沿って直列的に配置されたものとすることができる。従来、インバータ装置は、圧縮部の回転軸方向の上部に配置されていた。これにより、電動圧縮機を低背化することができる。
また、インダクタが内蔵された基板を用いることにより、インバータ装置自体も薄型化できる。

本発明のインバータ装置は、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基板をさらに備えることができ、さらに、インダクタが内蔵された基板をパワー基板とすることができる。パワー基板そのものにインダクタを内蔵させることにより、インダクタが内蔵された別体の基板をインバータ装置に設ける必要がなくなり、インバータ装置をさらに小型化することができる。
また、インダクタをパワー基板の外周に近い領域に形成することができる。パワー基板上のスイッチング素子などパワー基板の機能を発揮されるための部品が実装されていない領域を有効に活用して、インダクタを内蔵させることができる。
また、パワー基板を円形とすることができる。円形のパワー基板を用いた場合、スイッチング素子など部品が実装されている領域の外側からパワー基板の外周を形成する円弧までの領域がデッドスペースとなるが、このデッドスペースを有効活用して、インダクタを内蔵させることができる。

また、本発明のインバータ装置は、高圧電源とパワー基板とを接続する配線基板をさらに備えることができ、インダクタが内蔵された基板をこの配線基板とすることができる。
本発明のインバータ装置は、電動モータに印加される交流電力を制御する制御基板をさらに備えることができ、インダクタが内蔵された基板をこの制御基板とすることができる。パワー基板上に実装する部品点数が増加し、インダクタを形成するスペースがなくなっても、配線基板または制御基板にインダクタを内蔵させることができる。これにより、インバータ装置を小型にすることができ、電動圧縮機を小型化できる。

本発明によれば、インダクタを基板に内蔵して基板化することで、インバータ装置を小型化することができる。また、基板に内蔵されたインダクタは剛性が高く、電動圧縮機の耐振動性を向上することができる。このようにして、電動圧縮機を、小型で、耐振動性の向上したものとすることができる。

本実施の形態における電動圧縮機の構成を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は構成全体を示す図である。 第１実施形態におけるインバータ装置を示し、（ａ）はインバータ装置の縦断面図であり、（ｂ）はインダクタが内蔵されたパワー基板の平面図である。 パワー基板の回路構成を示す図である。 第１実施形態におけるインダクタのコイルの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａ´に沿う断面図である。 第２実施形態におけるインダクタのコイルのパターンを示し、（ａ）は概略的な平面図、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ１−Ｂ１´に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）の線Ｂ２−Ｂ２´に沿う断面図である。 第３実施形態におけるインダクタのコイルのパターンを示し、（ａ）は概略的な平面図、（ｂ）は（ａ）のコイルのパターンの部分的な斜視図、（ｃ）は（ｂ）の線Ｃ１−Ｃ１´に沿う断面図、（ｄ）はコイルを複数層に配置した場合のパターンの部分的な斜視図、（ｅ）は（ｄ）の線Ｃ２−Ｃ２´に沿う断面図である。 第４実施形態におけるインバータ装置を示し、（ａ）はインバータ装置の縦断面図であり、（ｂ）はインダクタが内蔵されたパワー基板の平面図である。 第５実施形態におけるインバータ装置を示し、（ａ）はインバータ装置の縦断面図であり、（ｂ）はインダクタが内蔵された配線基板を示す図である。 第６実施形態におけるインバータ装置を示し、（ａ）はインバータ装置の縦断面図であり、（ｂ）はインダクタが内蔵された制御基板を示す図である。 従来の電動圧縮機の分解斜視図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。なお、既に説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を簡略化または省略する。
[第１実施形態]
図１に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング１１内にモータ部２０およびスクロール式の圧縮部５０が収容されている。この電動圧縮機１０は、例えば自動車に搭載される空気調和装置に用いられる。

電動圧縮機１０は、図１に示したように、ハウジング１１のモータ部２０が設けられた側の端部に形成された冷媒導入ポート（図示無し）からハウジング１１内に冷媒が導入され、圧縮部５０が設けられた側の端部に形成された冷媒吐出ポート（図示無し）から、圧縮部５０によって圧縮された冷媒を吐出する。

モータ部２０は、ハウジング１１に固定された固定子３０と、固定子３０の内側で回転自在に設けられた回転子４０とを備える。
回転子４０は、主軸２３の外周部に嵌合され、主軸２３は、その両端がハウジング１１に回転自在に支持されている。
モータ部２０は、電動圧縮機用埋め込み磁石型モータである。

圧縮部５０は、ハウジング１１に固定された固定スクロール５１と、主軸２３の回転に伴って回転する旋回スクロール５２と、を備える。
固定スクロール５１、旋回スクロール５２は、それぞれ円板状の端板５１ａ、５２ａの一面側に、渦巻状のスクロール壁５１ｂ、５２ｂが立設されている。これら固定スクロール５１と旋回スクロール５２は、スクロール壁５１ｂ、５２ｂを互いに組み合わせて、双方のスクロール壁５１ｂ、５２ｂ間に圧縮室を形成している。

このような電動圧縮機１０の外殻を形成するハウジング１１は、モータ部２０および主軸２３を収容するモータハウジング１１Ａと、主軸２３および圧縮部５０を収容する圧縮部ハウジング１１Ｂと、インバータ装置６０を収容するインバータハウジング１１Ｃとから構成されている。これらモータハウジング１１Ａ、圧縮部ハウジング１１Ｂ、インバータハウジング１１Ｃは、主軸２３の軸線方向に沿って直列に配置され、それぞれ、ボルトやノックピンにより一体に締結されて内部が封止される。

そして、インバータ装置６０は、モータ部２０、圧縮部５０と、主軸２３の軸線方向に直列に配置されている。

図２（ａ）に示すように、インバータ装置６０は、制御基板１、パワー基板２、パワー基板２にバスバーアセンブリ３を介して接続される平滑コンデンサ４、および放熱板６を備え、インバータハウジング１１Ｃに収容されている。
ここで、制御基板１、パワー基板２は、モータ部２０に対し、圧縮部５０が位置する側とは反対側に、主軸２３の軸線に直交する面内に位置するよう配置されている。

インバータハウジング１１Ｃは、アルミダイカスト製のインバータ収容部１１Ｃ−１とカバー１１Ｃ−２とからなる。インバータ収容部１１Ｃ−１は、底面１２ａから所定の高さに立設され、Ｃ字状の筒状壁部１２ｂと、筒状壁部１２ｂの両端からそれぞれ圧縮部５０の軸線方向に直交する方向に延びる一対の平面壁部１２ｃと、一対の平面壁部１２ｃの先端部どうしを連結する端部壁部１２ｄとから構成される。
筒状壁部１２ｂには、制御基板１、パワー基板２、および放熱板６が収容されている。平面壁部１２ｃと端部壁部１２ｄとから構成されるコ字状の張り出し部１２ｅには、バスバーアセンブリ３および平滑コンデンサ４が収容される。
インバータ収容部１１Ｃ−１の開口は、カバー１１Ｃ−２をボルト１４により締結することにより、閉じられる。

制御基板１は、図示しない外部の高電圧電源から供給される高圧交流電流のモータ部２０への印加を制御する。制御基板１には、後述するスイッチング素子２１の動作を制御するための図示しないＣＰＵが設けられている。ＣＰＵからの制御信号がパワー基板２に伝達されスイッチング素子２１に入力されると、スイッチング素子２１が動作する。これにより、高圧交流電流が３相交流となってモータ部２０に印加され、モータ部２０を回転駆動させる。

パワー基板２はガラスエポキシやフェノール樹脂等の絶縁層と導体からなる導体層が交互に複数積層された円形状の多層基板からなり、所定の間隔を隔てて制御基板１に対向するように設けられている。パワー基板２は、背面側に支持部ＰＳが設けられ、放熱板６の表面側に固定されている。パワー基板２には、外部の高電圧電源から高電圧入力ケーブル７を介して、例えば３００Ｖといった高電圧が供給される。
パワー基板２の背面側には、パワー基板２の円形の全体に対し矩形の領域（スイッチング素子実装領域ＳＡ）内に、複数のＩＧＢＴによって構成されるスイッチング素子２１が取り付けられている。パワー基板２の表面側には、スイッチング素子実装領域ＳＡに対応する領域内に図示しない電流および電圧検出回路が取り付けられている。
また、パワー基板２の表面側の、スイッチング素子実装領域ＳＡに対応する領域内には、Ｐ端子２２ａおよびＮ端子２２ｂから構成される入出力端子２２が実装され、高電圧入力ケーブル７を介して供給される高電圧をパワー基板２に供給している。これらＰ端子２２ａおよびＮ端子２２ｂに対しては、高圧電源側から後述するバスバーアセンブリ３が接続することで、電気的導通がなされている。
さらに、パワー基板２の表面側には、制御基板接続用のコネクタ５が設けられ、パワー基板２はコネクタ５を介して制御基板１と接続される。制御基板１からの制御信号は、このコネクタ５を介してパワー基板２に伝達され、スイッチング素子２１に入力されると、スイッチング素子２１が動作し、３相交流電力が生成される。
さらにまた、パワー基板２の表面側には、モータ接続用の図示しないコネクタおよびモータ端子が設けられ、パワー基板２はこれらのコネクタおよびモータ端子を介してモータ部２０と接続される。スイッチング素子２１が動作することにより生成された３相交流電力は、コネクタおよびモータ端子を介してモータ部２０に印加される。

パワー基板２の背面側には、パワー基板２と所定の間隔を隔てて放熱板６が配置される。放熱板６は、表面側がスイッチング素子２１と接触し、背面側がインバータハウジング１１Ｃの底面１２ａに接触している。スイッチング素子２１で発生した熱が放熱板６およびインバータハウジング１１Ｃを介してモータハウジング１１Ａおよび圧縮部ハウジング１１Ｂに伝えられ、ハウジング１１内を流れる冷媒によりスイッチング素子２１の冷却が促進される。

パワー基板２の表面側には、矩形状のバスバーアセンブリ３のパワー基板側ＰＮ端子３ｃ，３ｄ，３ｅがハンダ付け等により固定されている。図２（ｂ）に示すように、バスバーアセンブリ３には、高電圧電源に接続される電源側端子３ａ、３ｂと、後述するインダクタ８とＰＮ端子３ａ、３ｂに接続される３つのパワー基板側ＰＮ端子、３ｄ、３ｅと、平滑コンデンサ４に接続されるコンデンサ側端子３ｆ、３ｇが、設けられている。また、バスバーアセンブリ３には、電源側端子３ａとパワー基板側ＰＮ端子３ｃとを接続するジョイント部３ｈ、電源側端子３ｂとコンデンサ側端子３ｆとを接続するジョイント部３ｉ、コンデンサ側端子３ｆとパワー基板側ＰＮ端子３ｄとを接続するジョイント部３ｊ、コンデンサ側端子３ｇとパワー基板側ＰＮ端子３ｅとを接続するジョイント部３ｋが、設けられ、図３に示すような回路構成となるように接続される。なお、図２（ｂ）は、上述した端子およびジョイントを介した平滑コンデンサ４およびパワー基板２との接続状態を示すために、バスバーアセンブリ３自体を破線で示している。

スイッチング素子２１のＰＮ端子２２ａ、２２ｂとパワー基板側ＰＮ端子３ｄ、３ｅは、それぞれ基板内層のベタパターンにより接続される。インダクタ８と平滑コンデンサ４は、バスバーアセンブリ３のジョイント部３ｋを介して接続されている。平滑コンデンサ４は、高電圧電源から供給される直流電圧を平滑化してから、バスバーアセンブリ３を介してスイッチング素子２１に与える。

なお、バスバーアセンブリ３の導体部分は、例えば断面寸法が３ｍｍ×１ｍｍ程度の銅（Ｃｕ）製とすることができる。バスバーアセンブリ３は、端子部分を除いて樹脂によって被覆され、導通に必要な部分以外は絶縁が確保されている。

図２（ｂ）に示すように、基板内蔵型インダクタ８（以下、インダクタ８）は、パワー基板２の機能を発揮させるための部品が実装されている領域の外側から、パワー基板２の外周の間の領域に形成される。より具体的には、インダクタ８は、スイッチング素子２１が実装される矩形のスイッチング素子実装領域ＳＡの各辺と、パワー基板２の円形外周部の円弧２ａとに囲まれる領域に設けられている。

インダクタ８は、パワー基板２を平面視したときに渦巻状のコイル８ａを複数配置し、互いに連続するように形成されている。このように、コイル８ａを渦巻状とすると、コイル８ａのターン数が多いため、インダクタンス値を大きくすることができる。なお、本発明のコイル８ａは、トロイダルコイルで用いられるワイヤのようなコイルではなく、基板にプリントされるものである。

この渦巻状のコイル８ａは、従来の多層基板コイルの形成方法により形成することができるが、図４を参照しながらその一例を具体的に説明する。
図４において、（ａ）はコイル８ａの平面図であり、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａ´に沿う断面図である。なお、ここでは最上層Ｓ１、中間層Ｓ２、最下層Ｓ３の３層からなる多層基板ＭＬＳ１を用いて説明する。最上層Ｓ１、中間層Ｓ２、最下層Ｓ３のそれぞれの上部に積層される絶縁層の図示は省略されている。
図４（ｂ）に示すように、中間層Ｓ２の上部に形成された導体Ｃ１−１の一端は、中間層Ｓ２を貫通するビアＢ１の上端Ｂ１ａに接続される。そして、図４（ａ）に示すように、ビアＢ１の下端Ｂ１ｂには、中間層Ｓ２の下部に位置する導体Ｃ２が接続されている。
この導体Ｃ２から、導体Ｃ３〜Ｃ１０へと、順次外周に広がる渦巻状の導体パターンからなるコイル８ａが、中間層Ｓ２の下部に形成されている。
そして、導体Ｃ１０の一端は、ビアＢ1と同様に中間層Ｓ２を貫通するように設けられたビアＢ２の下端Ｂ２ｂに接続される。ビアＢ２の上端Ｂ２ａには、別のコイルを構成する導体Ｃ１−２の一端が接続される。

このようにして、渦巻状のコイル８ａを複数配置し互いに連続させていくことで、図２（ｂ）に示すようなインダクタ８を内蔵したパワー基板２を構成することができる。なお、図４（ｂ）は、ビアＢ１、Ｂ２が中間層Ｓ２のみを貫通し、中間層Ｓ２の上部および下部にのみ導体を形成して、渦巻状のコイル８ａを単層に形成するケースを示したが、これに限られない。例えば、最上層Ｓ１、中間層Ｓ２、最下層Ｓ３のそれぞれの上部に、同じ径を有するコイルを配置し、各層をビアにより層間接続することで、多層基板ＭＬＳ１の厚さ方向に螺旋状となるインダクタを形成することができる。また、最上層Ｓ１、中間層Ｓ２、最下層Ｓ３のそれぞれの上部に、渦巻状のコイルを配置し、各層をビアにより層間接続することもできる。
また、コイル８ａの渦巻の平面上のターン数を増やしたり、多層基板ＭＬＳ１の層を増やすことにより、インダクタンス値を大きくすることができる。

このようにして形成されたインダクタ８は、図２（ｂ）に示すように、その一端がバスバーアセンブリ３のパワー基板側ＰＮ端子３ｃに接続され、ジョイント部３ｈを介して高電圧電源に接続される。インダクタ８の他端は、バスバーアセンブリ３のパワー基板側ＰＮ端子３eに接続され、ジョイント部３ｋを介して平滑コンデンサ４に接続される。インダクタ８は、高電圧電源から供給される直流電圧のリップルを除去し、リップルが除去された直流電圧を、バスバーアセンブリ３を介してスイッチング素子２１に与える。

上述のように、インバータ装置６０、モータ部２０、圧縮部５０を、主軸２３の軸線方向に直列に配置することにより、電動圧縮機１０を低背化することができる。
さらに、コイル８ａをパワー基板２に内蔵させた板状のインダクタ８を用いることでリップル除去用のコイルを小型化でき、インバータ装置６０を薄型化することができる。その結果、電動圧縮機１０をより一層小型化することができる。
また、パワー基板２にインダクタ８を内蔵させれば、インダクタの剛性が高まり、耐振動性能を高めることができる。また、コイル８ａを固定するための接着剤やゲル状樹脂材も不要となり、コストの低減を図ることができる。
さらに、インダクタ８は、円形のパワー基板２のうち、矩形のスイッチング素子実装領域ＳＡの各辺と、パワー基板２の円形外周部の円弧２ａとに囲まれる領域に設けることができる。したがって、円形のパワー基板２のうち、スイッチング素子２１やＰＮ端子２２ａ、２２ｂが実装されていないスペースを有効に利用することができる。

[第２実施形態]
図５に示す第２実施形態は、パワー基板２００に内蔵されたインダクタ８０の配線パターンが図５（ａ）のように形成されていること以外は、第１実施形態と同じである。したがって、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
なお、図５（ａ）では、インバータ収容部１１Ｃ−１の底面１２ａ、パワー基板２００、インダクタ８０、スイッチング素子実装領域ＳＡのみを示し、ＰＮ端子２２ａ、２２ｂやバスバーアセンブリ３の端子などの図示は省略している。

インダクタ８０は、図５（ａ）に示すように、パワー基板２００の外周部に沿って周方向に例えば３ターン巻かれたコイルＣ１１を配置して形成されている。
インダクタ８０は、例えば、多層基板ＭＬＳ２の最上層Ｓ１１、中間層Ｓ１２、最下層Ｓ１３のいずれか１層にのみ３ターン巻かれたコイルＣ１１を配置することができる。
また、多層基板ＭＬＳ２の各層に１ターンのみ巻かれたコイルＣ１１のみを配置し、ビアによりこれらを層間接続してもよい。
さらに、多層基板ＭＬＳ２の各層に３ターン巻かれたコイルＣ１１を配置し、各層のコイルＣ１１を層間接続することもできる。例えば、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、多層基板ＭＬＳ２の最上層Ｓ１１、中間層Ｓ１２のそれぞれの上部、および、中間層Ｓ１２、最下層Ｓ１３の下部に、コイルＣ１１〜Ｃ１３の全てを配置し、ビアＢ１１〜Ｂ１３により層間接続することができる。具体的には、最上層Ｓ１１の上部に形成されたコイルＣ１１の一端を最上層Ｓ１１のみを貫通するビアＢ１１の上端Ｂ１１ａに接続し、中間層Ｓ１２の上部に形成されたコイルＣ１１の一端をビアＢ１１の下端Ｂ１１ｂに接続する。中間層Ｓ１２の上部に形成されたコイルＣ１１の他端を中間層Ｓ１２のみを貫通するビアＢ１２の上端Ｂ１２ａに接続し、中間層Ｓ１２の上部に形成されたコイルＣ１１の一端をビアＢ１２の下端Ｂ１２ｂに接続する。中間層Ｓ１２の上部に形成されたコイルＣ１１の他端を最下層Ｓ１３のみを貫通するビアＢ１３の上端Ｂ１３ａに接続し、最下層Ｓ１３の下部に形成されたコイルＣ１１の他端をビアＢ１３の下端Ｂ１３ｂに接続する。

このようなコイルＣ１１からなるインダクタ８０は、パワー基板２００上のスイッチング素子実装領域ＳＡの外側に形成することができる。また、コイルＣ１１のターン数は、スイッチング素子実装領域ＳＡの外側の領域に配置されるのであれば、３ターンに限られず、４ターン以上に増やすことができる。また、コイルＣ１１が配置される多層基板ＭＬＳ２の層数も所望のインダクタンス値にしたがって増やすことができる。
本実施形態のコイルＣ１１の配線パターンは、第１実施形態のコイル８ａの配線パターンよりもシンプルで、製作が容易である。

[第３実施形態]
図６に示す第３実施形態は、パワー基板２１０に内蔵されたインダクタ８１の配線パターンが図６（ａ）のように形成されていること以外は、第１実施形態と同じである。したがって、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
なお、図６（ａ）では、インバータ収容部１１Ｃ−１の底面１２ａ、パワー基板２１０、インダクタ８１、スイッチング素子実装領域ＳＡのみを示し、ＰＮ端子２２ａ、２２ｂやバスバーアセンブリ３の端子などの図示は省略している。

インダクタ８１は、パワー基板２１０を平面視したときに、コイル８１ａをスイッチング素子実装領域ＳＡの各辺に沿った方向を中心として、周方向に螺旋状に巻かれている。図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、コイル８１ａは、多層基板ＭＬＳ３の中間層Ｓ２２のみを貫通する複数のビアＢ１４により接続され、コイル８１ａが中間層Ｓ２２の上部と下部に配置されるように形成することができる。
また、インダクタ８１は、例えば、個々のコイル８１ａと線状の導体を、多層基板ＭＬＳ３の最上層Ｓ２１の上部と最下層Ｓ２３の下部とにそれぞれ配置し、これらをビアによって層間接続することによって形成し、これらのコイル８１ａを相互に導体で連結することによって形成することもできる。
さらに、インダクタ８１は、図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、多層基板ＭＬＳ２の最上層Ｓ２１、中間層Ｓ２２、最下層Ｓ２３の全ての層にコイル８１ａを配置し、これらのコイルを多層基板ＭＬＳ２の厚さ方向に大きさの異なる複数のビアＢ１５、Ｂ１６、Ｂ１７によって層間接続して形成することもできる。例えば、中間層Ｓ２２の上部の配置されたコイル８１ａ−１の一端と、中間層Ｓ２２の下部に配置された８１ａ−２の一端とを中間層Ｓ２２を貫通するビアＢ１５により接続し、コイル８１ａ−１の他端と、最下層Ｓ２３の下部に配置されたコイル８１ａ−３の一端とを、中間層Ｓ２２および最下層Ｓ２３を貫通するビア１６により接続する。そして、コイル８１ａ−３の他端と、最上層Ｓ２１の上部に配置されたコイル８１ａ−４の一端とを、最上層Ｓ２１から最下層Ｓ２３まで貫通するビア１５により接続する。
本実施形態のインダクタ８１によれば、第１実施形態のインダクタ８と同様にコイル８１ａのターン数を多くすることができるため、大きなインダクタンス値を得ることができる。

[第４実施形態]
図７に示す第４実施形態の電動圧縮機１００は、インバータ装置６１が、薄型積層フィルムコンデンサ４１を制御基板１とパワー基板２の間に介在させて構成されていること以外は、第１実施形態と同様に構成されている。したがって、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

図７（ａ）に示すように、薄型積層フィルムコンデンサ４１は、制御基板１とパワー基板２との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて介在するように設けられている。薄型積層フィルムコンデンサ４１の端子３ｆ、３ｇはパワー基板２側のＰＮ端子２２ａ、ｂに直接ハンダ付けされている。薄型積層フィルムコンデンサ４１は、その両端に設けられた図示しない支持部により、パワー基板２にネジ止めで固定されている。
薄型積層フィルムコンデンサ４１は、第１実施形態と同様に、バスバーアセンブリ３を介して高電圧電源とインダクタ８に接続され、高電圧電源から供給される直流電圧を平滑化してから、バスバーアセンブリ３を介してスイッチング素子２１に与える。
薄型積層フィルムコンデンサ４１を用いることで、インバータ収容部１１Ｃ−１の張り出し部１２ｅの平滑コンデンサを収容するスペースが不要となり、張り出し部１２ｅを小型化することができる。これにより、電動圧縮機１００のさらなる小型化を図ることができる。

[第５実施形態]
図８に示す第５実施形態の電動圧縮機１１０は、インダクタ８２を配線基板３１に設けてインバータ装置６２を構成したこと以外は、第１実施形態と同様に構成されている。したがって、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

図８に示すように、配線基板３１は矩形状であり、所定の間隔を隔てて制御基板１とほぼ同一面内に並んで配置される。

配線基板３１は、高電圧電源と平滑コンデンサ４とパワー基板２２０とを接続するバスバーアセンブリ３´を備え、バスバーアセンブリ３´の端子部分を除いて樹脂によって被覆され、導通に必要な部分以外は絶縁が確保されている。
配線基板３１の背面側には、パワー基板側ＰＮ端子３´ｃ、３´ｄ、３´ｅが設けられ、パワー基板２２０の表面側にハンダ付け等により固定されている。
図８（ｂ）に示すように、配線基板３１の、バスバーアセンブリ３´が形成される領域の外側に、インダクタ８２が内蔵されている。インダクタ８２は、第１実施形態と同様に、配線基板３１を平面視したときに渦巻状のコイル８２ａを複数配置し、互いに連続するように形成されている。

インダクタ８２の一端は、バスバーアセンブリ３´のパワー基板側ＰＮ端子３´ｃに接続され、ジョイント部３´ｈを介して高電圧電源に接続される。インダクタ８２の他端は、バスバーアセンブリ３´のパワー基板側ＰＮ端子３´ｅに接続され、ジョイント部３´ｋにより平滑コンデンサ４に接続される。

このようにインダクタ８２を配線基板３１に内蔵させることにより、例えばパワー基板２２０上に実装する部品点数が増加しインダクタを形成するスペースがなくなった場合でも、インバータ装置６２を小型化することができ、その結果、電動圧縮機１１０を小型化することができる。

なお、上述の配線基板３１は、バスバーアセンブリ３´が形成される領域と、インダクタ８２が内蔵される領域とを有し、これらの領域が一体化されている形態であるが、本実施形態と同じ回路を有していることを条件として、これらの領域を分割して設けることができる。これらの領域を分割してそれぞれの領域を小さくすることで、インバータ収容部１１Ｃ−１やカバー１１Ｃ−２の形状にあわせて、最適に配置することが可能となる。

[第６実施形態]
図９に示す第６実施形態の電動圧縮機１２０は、インダクタ８３が制御基板１５に設けられ、制御基板１５とパワー基板２３０とが基板間端子１６により接続され、バスバーアセンブリ３´´のパワー基板側ＰＮ端子３´´ｃがハンダ付け等により制御基板１５に固定されること以外は、第１実施形態と同様に構成されている。したがって、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

図９（ｂ）に示すように、円形の制御基板１５は、所定の間隔を隔ててパワー基板２３０に対向するように設けられ、コネクタ５によりパワー基板２３０と接続される。
制御基板１５の背面側には、バスバーアセンブリ３´´のパワー基板側ＰＮ端子３´´ｃがハンダ付け等によりが固定されている。制御基板１５は、さらに、基板間端子１６によりパワー基板２３０と接続されている。制御基板１５には、パワー基板２３０に設けられたスイッチング素子２１の動作を制御するための図示しないＣＰＵが設けられている。

インダクタ８３は、これらのＣＰＵや、制御基板１５がその機能を発揮するために必要なその他の部品が実装されているＣＰＵ実装領域ＣＡの外側に形成される。より具体的には、図９（ｂ）に示すとおり、インダクタ８３は、矩形のＣＰＵ実装領域ＣＡの各辺と、制御基板１５の円形外周部の円弧１５ａとに囲まれる領域に設けられている。

インダクタ８３は、制御基板１５を平面視したときに渦巻状のコイル８３ａを複数配置し、互いに連続するように形成されている。この渦巻状のコイル８３ａは、例えば第１実施形態において説明したような、従来の多層基板コイルの形成方法により形成することができる。

図９（ｂ）に示すように、インダクタ８３の一端は、バスバーアセンブリ３´´のパワー基板側ＰＮ端子３´´ｃに接続され、ジョイント部３´´ｈ、電源側端子３´´ｂを介して高電圧電源に接続される。インダクタ８３の他端は、基板間端子１６に接続され、パワー基板２３０に接続される。すなわち、高圧電源から供給される直流電圧は、バスバーアセンブリ３´´の電源側端子３´´ｂ、ジョイント部３´´ｈ、パワー基板側ＰＮ端子３´´ｃ、インダクタ８３、基板間端子１６をこの順で経由し、インダクタ８３にてリップルが除去された状態で、パワー基板２３０のスイッチング素子２１に与えられる。

このようにインダクタ８３を制御基板１５に内蔵させることにより、例えばパワー基板２３０上に実装する部品点数が増加し、インダクタを形成するスペースがなくなった場合でも、インバータ装置６３を小型化することができる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではない。例えば、インダクタが内蔵された別体の基板を用い、適宜インバータ装置に組み込むこともできる。このような別体の基板の外周形状は、円形でも矩形でも適用することができる。また、第２実施形態および第３実施形態のインダクタ８０、８１の配線パターンは、第１実施形態、第４実施形態、第６実施形態においても用いることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ 制御基板
２ パワー基板
３，３´，３´´ バスバーアセンブリ
４ 平滑コンデンサ
５ コネクタ
８，８０，８１，８２，８３ インダクタ
８ａ，８２ａ，８３ａ コイル
１０ 電動圧縮機
１１ ハウジング
１２ａ 底面
１２ｂ 筒状壁部
１２ｃ 平面壁部
１２ｄ 端部壁部
１２ｅ 張り出し部
１５ 制御基板
１６ 基板間端子
２０ モータ部
２１ スイッチング素子
２２ 入出力端子
２２ａ Ｐ端子
２２ｂ Ｎ端子
２３ 主軸
３０ 固定子
３１ 配線基板
４０ 回転子
４１ フィルムコンデンサ
５０ 圧縮部
５１ 固定スクロール
５２ 旋回スクロール
６０，６１，６２，６３ インバータ装置
１００，１１０，１２０ 電動圧縮機
２００，２１０，２３０ パワー基板
Ｃ１〜Ｃ１０ 導体
ＳＡ スイッチング素子実装領域
Ｃ１１ コイル

Claims (9)

1. 空気調和機を構成する圧縮部と、
   前記圧縮部を駆動する電動モータと、
   高圧電源から給電される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するとともに、前記電動モータの回転数を制御するインバータ装置と、を備え、
   前記インバータ装置は、
   前記電源から供給される電圧のリップルを除去するインダクタが内蔵された基板を備えることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記インダクタは、複数の渦巻状のコイルを配置し、前記コイルを互いに連続させて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記インバータ装置は、前記圧縮部の回転軸方向に沿って、前記電動モータおよび前記圧縮部と直列に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動圧縮機。
4. 前記インバータ装置は、
   前記直流電力を前記交流電力に変換して前記電動モータに印加するパワー基板をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
5. 前記インダクタが内蔵された前記基板は、前記パワー基板であることを特徴とする請求項４に記載の電動圧縮機。
6. 前記インダクタは、前記パワー基板の外周に近い領域に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電動圧縮機。
7. 前記パワー基板は、円形であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
8. 前記インバータ装置は、
   前記高圧電源と前記パワー基板とを接続する配線基板をさらに備え、
   前記インダクタが内蔵された前記基板は、前記配線基板であることを特徴とする請求項４に記載の電動圧縮機。
9. 前記インバータ装置は、
   前記電動モータに印加される前記交流電力を制御する制御基板をさらに備え、
   前記インダクタが内蔵された前記基板は、前記制御基板であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。