JP2013102104A - 圧縮機駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の運転振動の伝達により発生する圧縮機駆動装置の放熱板の騒音に関して、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑える。
【解決手段】圧縮機１０２を駆動する半導体素子１０５及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板１０６と、前記プリント基板１０６を収納し圧縮機１０２に直接取付ける構造を有した樹脂ケース１０７と、前記半導体素子冷却用として樹脂ケース１０７に複数のビス１０８によって取付けられた放熱板１０９とを備え、樹脂ケース１０７の放熱板１０９を取付ける面において、隣接するビス取付け箇所の略中央部に凸部１１４を設けたことにより、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫等に搭載される冷却システムの圧縮機を駆動する圧縮機駆動装置に関するものである。

従来、パワーエレクトロニクスの進歩に伴い、冷却システムにはインバータ圧縮機が使用されている。例えば、冷蔵庫や空気調和機などにおいて、省エネルギーの目的でインバータ圧縮機が圧縮機駆動装置を介して使用され、機器の省エネルギーに大きく貢献している。

このような圧縮機駆動装置に置いて、圧縮機の外郭に取付けて構成する圧縮機駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、圧縮機駆動装置として、圧縮機を駆動する制御回路を実装したプリント基板を、ケース内に収納する構成も知られている（例えば、特許文献２参照）。

以下、図面を参照しながら従来の圧縮機駆動装置について説明する。

図５は、特許文献１に記載された従来の圧縮機駆動装置を圧縮機に取付けた状態を示す側面図、図６は、特許文献２に記載された従来の圧縮機駆動装置の構成図である。

図５において、圧縮機駆動装置１は、圧縮機２に取付けるための取付け脚３が設けられており、圧縮機２の外郭に溶接されたブラケット４に取付けられている。

図６において、圧縮機駆動装置１は、主に圧縮機２を駆動する半導体素子５、及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板６と、プリント基板６を収納し、圧縮機２に直接取付ける取付け脚３を有した樹脂ケース７と、前記半導体素子５の冷却用として樹脂ケースに４箇所のビス８によって取付けられる放熱板９とで構成している。

半導体素子５の上面には、絶縁シート１０を介しながら、熱拡散コンパウンド１１を塗ることによって熱を放熱板に逃がしている。放熱板９の材料としては、半導体素子５及びその駆動を制御する制御回路の発生する熱量によるが、熱伝導性が良好なアルミ材料が一般的に用いられている。

圧縮機駆動装置１が動作すると、半導体素子５及び制御回路によって、圧縮機２内の電動機を回転させるための電力を圧縮機２側へ供給する。

特開２０００−３５７８９０号公報 特開２０１０−１８６８４６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、圧縮機２の振動の伝達によって放熱板９が振動する際に、放熱板が（１）略平面で形成されている、（２）放熱性を確保するために面積が大きい、（３）４隅がビス固定である、ことから放熱板９の固有振動数が低くなり、人が
耳障りとなる低周波数帯の音が増大するという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮機２の振動によって放熱板が振動する際に、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機駆動装置は、圧縮機を駆動する半導体素子及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板と、前記プリント基板を収納して圧縮機に直接取付ける構造を有した樹脂ケースと、前記半導体素子冷却用として樹脂ケースに複数のビスによって取付けられた放熱板とを備え、さらに、前記樹脂ケースに、前記放熱板の一部と当接し、該当接部を、前記ビスによる締め付け方向とは逆方向に付勢する付勢手段を設けたもので、放熱板自身の振動を抑制することができ、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えることができる。

本発明の圧縮機駆動装置は、圧縮機の振動によって放熱板が振動する際に、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における圧縮機駆動装置の構成と圧縮機への取付け状態を示す分解斜視図 同実施の形態１における圧縮機駆動装置の図１の組立完成後のＡ−Ａ線による断面図 同実施の形態２における圧縮機駆動装置の図２相当図 同実施の形態３における圧縮機駆動装置の構成と圧縮機への取付け状態を示す分解斜視図 従来の圧縮機駆動装置を圧縮機に取付けた状態を示す側面図 従来の圧縮機駆動装置の構成図

請求項１に記載の発明は、圧縮機を駆動する半導体素子及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板と、前記プリント基板を収納して圧縮機に直接取付ける構造を有した樹脂ケースと、前記半導体素子冷却用として樹脂ケースに複数のビスによって取付けられた放熱板とを備え、さらに、前記樹脂ケースに、前記放熱板の一部と当接し、該当接部を、前記ビスによる締め付け方向とは逆方向に付勢する付勢手段を設けたものである。

かかることにより、放熱板は、一部の当接手段との当接により、部分的に反り面を形成し、放熱板自身の振動を抑制することができる。その結果、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記付勢手段を、前記樹脂ケースの放熱板を取付ける面の縁において、隣接するビス取付け箇所の略中央部に設けた凸部によって形成したものである。

かかる構成とすることにより、ビスの締め付けに伴って放熱板の反りを形成することができ、作業性がよく、また、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記付勢手段を、前記樹脂ケースの放熱板を取付ける面の縁において、隣接するビス取付け箇所間の縁の略中央部を頂とする弓形状の縁より形成したものである。

かかる構成とすることにより、ビスの締め付けに伴って放熱板の反りを形成することができ、作業性がよく、また、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記付勢手段を、前記樹脂ケースの略中央部に、前記放熱板を取付ける面より高い支持柱によって形成したものである。

かかる構成とすることにより、ビスの締め付けに伴って放熱板の反りを形成することができ、作業性がよく、また、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機駆動装置の構成と圧縮機への取付けた状態を示す斜視図である。図２は、同実施の形態１における圧縮機駆動装置の図１の組立完成後のＡ−Ａ線による断面図である。

図１、図２において、圧縮機駆動装置１０１は、主に、圧縮機１０２を駆動する半導体素子１０５及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板１０６と、プリント基板１０６を収納し、圧縮機１０２に直接取付ける取付け脚１０３を有した樹脂ケース１０７と、半導体素子１０５の冷却用として設けられた放熱板１０９とで構成している。放熱板１０９は、樹脂ケース１０７の４箇所にビス１０８によって取付けられる。

圧縮機駆動装置１０１は、取付け脚１０３を介して圧縮機１０２の外郭に溶接されたブラケット１０４に取付けられる。ブラケット１０４内には、圧縮機駆動装置１０１から配線でつながれたオーバーロードプロテクター１１２と、圧縮機電動機へ電力を供給するクラスター接続子１１３が取り付くようになっている。

さらに、樹脂ケース１０７の放熱板１０９を取付ける面で、かつ放熱板１０９の周縁が当接する縁において、隣接するビス取付け箇所１０７ａ間の略中央部には、図２に示すように縁面よりも若干突出する凸部１１４を設けている。

そして、略平面の放熱板１０９の端をビス固定することによって、放熱板１０９は、図２に示すように反るとともに縁の中央部に押し当て力が発生する。

以上のように構成された圧縮機駆動装置１０１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、圧縮機駆動装置１０１が動作すると、半導体素子１０５及び制御回路によって圧縮機１０２内の電動機を回転させるための電力を圧縮機１０２側へ供給する。それによって圧縮機１０２は運転を行い、回転動作によって振動を発生する。その振動はブラケット１０４を介して、樹脂ケース１０７や放熱板１０９に伝達する。

放熱板１０９は、樹脂ケース１０７に設けた凸部１１４によって放熱板１０９における縁の中央部に押し当て力が働くことで、当該箇所が振動の節になる。それによって両隅のビス固定だけの場合に対して、放熱板１０９の固有振動数が高くなる。

これによって、放熱板１０９からの人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えることができる。したがって、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

なお、樹脂ケース１０７の放熱板１０９を取付ける面の凸部１１４に関して、放熱板１０９上部に設ける場合の説明を行ったが、上下左右の単独・複数の各場合に適用は可能である。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における圧縮機駆動装置の要部断面図で、実施の形態１における図２相当図である。本実施の形態２の構成は、実施の形態１との比較において、放熱板１０９に反りを形成する構成が相違するのみで、圧縮機駆動装置１０１の全体構成と圧縮機１０２への取付け構成は、図１とその説明を援用し、ここでは、実施の形態１と相違する構成について説明する。

図３において、樹脂ケース１０７の放熱板１０９を取付ける面の縁において、隣接するビス取付け箇所１０７ａ間の縁の略中央部を頂部１１５とする弓形状としている。

そして、略平面の放熱板１０９の端をビス固定することによって、放熱板１０９は、図３に示すように反るとともに縁の中央部に押し当て力が発生する。

以上のように構成された圧縮機駆動装置１０１について、以下その動作、作用について説明する。

実施の形態１と同様に、圧縮機駆動装置１０１が動作すると、半導体素子１０５及び制御回路によって圧縮機１０２内の電動機を回転させるための電力を圧縮機１０２側へ供給する。それによって圧縮機１０２は運転を行い、回転動作によって振動を発生する。その振動はブラケット１０４を介して、樹脂ケース１０７や放熱板１０９に伝達する。

放熱板１０９は、樹脂ケース１０７に設けた頂部１１５を基点に弓なりに反り、その結果、放熱板１０９中央部に押し当て力が働くことで、当該箇所が振動の節になる。それによって両隅のビス固定だけの場合に対して、放熱板１０９の固有振動数が高くなる。

これによって、放熱板１０９からの人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えることができる。したがって、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

さらに、本実施の形態２では、樹脂ケース１０７と放熱板１０９の間に隙間が発生しないことから、樹脂ケース１０７内部へのほこり・虫等の侵入を防ぐことができ、圧縮機駆動装置１０１の信頼性を高めることができる。

（実施の形態３）
図４は、実施の形態３における圧縮機駆動装置の構成と圧縮機への取付け状態を示す分解斜視図である。

図４において、圧縮機駆動装置１０１は、主に、圧縮機１０２を駆動する半導体素子１０５及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板１０６と、プリント基板１０６を収納し、圧縮機１０２に直接取付ける取付け脚１０３とを備えた樹脂ケース１０７と、半導体素子１０５の冷却用として設けられた放熱板１０９とで構成している。放熱
板１０９は、樹脂ケース１０７の４箇所にビス１０８によって取付けられる。

圧縮機駆動装置１０１は、取付け脚１０３を介して圧縮機１０２の外郭に溶接されたブラケット１０４に取付けられる。

さらに、樹脂ケース１０７の底面で、かつ４隅のビス取付け箇所１０７ａの略中央部となる位置に、放熱板１０９を取付ける面より、高い支持柱１１６を設けている。

そして、略平面の放熱板１０９の４隅をビス固定することによって、放熱板１０９は反るとともに中央部に押し当て力が発生する。

以上のように構成された圧縮機駆動装置１０１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、圧縮機駆動装置１０１が動作すると、半導体素子１０５及び制御回路によって圧縮機１０２内の電動機を回転させるための電力を圧縮機側へ供給する。それによって圧縮機１０２は運転を行い、回転動作によって振動を発生する。その振動はブラケット１０４を介して、樹脂ケース１０７や放熱板１０９に伝達する。

放熱板１０９は、樹脂ケース１０７に設けた支持柱１１６によって、放熱板１０９中央部に押し当て力が働くことで、当該箇所が振動の節になる。それによって、両隅のビス固定だけの場合に対して、放熱板１０９の固有振動数が高くなる。補足として、実施の形態１および２の構成は、２次固有振動数を高くすることに有効であるのに対して、本実施の形態３の構成は、１次固有振動数を高くすることに有効である。

これによって、放熱板１０９からの人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えることができる。したがって、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができる。

さらに、本実施の形態３についても、実施の形態２と同様に、樹脂ケース１０７と放熱板１０９の間に隙間が発生しないことから、樹脂ケース１０７内部へのほこり・虫等の侵入を防ぐことができ、圧縮機駆動装置１０１の信頼性を高めることができる。

以上のように、本発明にかかる圧縮機駆動装置は、放熱板の固有振動数を高くすることにより、圧縮機の運転振動の伝達によって発生する放熱板の騒音に関して、人が耳障りとなる低周波数帯の音の発生を抑えた圧縮機駆動装置を提供することができるので、冷蔵庫、空調調和機等の圧縮機駆動装置に適用することができる。

１０１ 圧縮機駆動装置
１０２ 圧縮機
１０５ 半導体素子
１０６ プリント基板
１０７ 樹脂ケース
１０９ 放熱板
１１４ 凸部
１１５ 頂部
１１６ 支持柱

Claims (4)

1. 圧縮機を駆動する半導体素子及びその駆動を制御する制御回路が実装されたプリント基板と、前記プリント基板を収納して圧縮機に直接取付ける構造を有した樹脂ケースと、前記半導体素子冷却用として樹脂ケースに複数のビスによって取付けられた放熱板とを備え、さらに、前記樹脂ケースに、前記放熱板の一部と当接し、該当接部を、前記ビスによる締め付け方向とは逆方向に付勢する付勢手段を設けた圧縮機駆動装置。
2. 前記付勢手段を、前記樹脂ケースの放熱板を取付ける面の縁において、隣接するビス取付け箇所の略中央部に設けた凸部によって形成した請求項１に記載の圧縮機駆動装置。
3. 前記付勢手段を、前記樹脂ケースの放熱板を取付ける面の縁において、隣接するビス取付け箇所間の縁の略中央部を頂とする弓形状の縁より形成した請求項１に記載の圧縮機駆動装置。
4. 前記付勢手段を、前記樹脂ケースの略中央部に、前記放熱板を取付ける面より高い支持柱によって形成した請求項１に記載の圧縮機駆動装置。