JP2016019435A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 インバータ基板のスペース効率の低下を抑制しつつ、所望の箇所におけるインバータ基板の振動を抑制する技術を提供する。【解決手段】 電動圧縮機１０は、インバータボックス５２と、インバータ基板６６と、複数の締結部材６８と、１又は複数の補強部材７２と、を備える。インバータボックス５２は、ハウジング１２の外表面に配置される。インバータ基板６６は、インバータボックス５２に収容され、モータ（３０，３４）に駆動電力を供給するインバータ回路７６が設けられている。締結部材６８は、インバータ基板６６をインバータボックス５２に固定する。補強部材７２は、インバータ基板上の回路には電気的に接続されておらず、一端がインバータボックス５２に固定されており、他端がインバータ基板６６の第１面６６ｂ又は第２面６６ｃにはんだ付けされている。【選択図】 図３

Description

本明細書に開示する技術は、インバータ装置を備えた電動圧縮機に関する。

特許文献１には、車両に搭載され、空気調和装置に用いられる電動圧縮機が開示されている。この電動圧縮機は、そのハウジング内に、モータと、当該モータにより駆動される圧縮機構を収容している。ハウジングの外周には、インバータボックスが一体的に形成されている。インバータボックスは、その内部に、モータに駆動電力を供給するインバータ基板を備えている（以下では、インバータ基板を単に「基板」と称することもある）。

特開２０１１−２５２３９８号公報

インバータボックスが一体的に形成された電動圧縮機では、車両の振動やモータの振動などがインバータボックス内のインバータ基板に伝わり、インバータ基板が振動する場合がある。インバータ基板が振動すると、基板上に実装されている部品の信頼性が振動により低下し、インバータ基板の性能に影響を与える可能性がある。特許文献１の電動圧縮機では、インバータ基板を複数の締結部材によりインバータボックスに締結して、インバータ基板の振動を抑制している。しかしながら、この構成では、締結部材を締結した箇所の近傍の基板の振動は抑制できるものの、締結箇所から離れた位置の基板の振動を抑制することは難しい。

このため、基板上の締結箇所から離れた部分を、新たな締結部材で締結することにより、当該部分の振動を抑制することが考えられる。しかしながら、締結部材により基板をインバータボックスに締結する場合は、基板にねじ溝を設ける等の必要があるため、基板上にある程度のスペースが必要となる。その結果、基板のスペース効率が低下するという問題が生じる。

本明細書では、インバータ基板のスペース効率の低下を抑制しつつ、所望の箇所におけるインバータ基板の振動を抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する電動圧縮機は、インバータボックスと、インバータ基板と、複数の締結部材と、１又は複数の補強部材と、を備える。インバータボックスは、圧縮機構と圧縮機構を駆動するモータとを収容するハウジングの外表面に配置される。インバータ基板は、インバータボックスに収容され、モータに駆動電力を供給するインバータ回路が設けられている。複数の締結部材は、インバータ基板を、インバータボックスに固定する。１又は複数の補強部材は、インバータ基板に設けられる回路には電気的に接続されておらず、一端がインバータボックスに固定されており、インバータボックスの内部をインバータ基板の第１面又は第１面の裏側の第２面に向かって延びており、他端がインバータ基板の第１面又は第２面にはんだ付けされている。

上記の電動圧縮機は、１又は複数の補強部材を備える。補強部材の一端はインバータボックスに固定されており、補強部材の他端はインバータ基板の第１面又は第２面にはんだ付けされている。この構成によると、モータの振動などがインバータ基板に伝わったとしても、補強部材によって、補強部材がはんだ付けされている箇所及びその近傍におけるインバータ基板の振動を抑制することができる。また、補強部材はインバータ基板にはんだ付けにより固定されるため、補強部材が基板上で占めるスペースは、締結部材が基板上で占めるスペースと比較して大幅に小さくなる。従って、補強部材を用いることにより、基板のスペース効率の低下を抑制することができる。また、補強部材は、インバータ基板に設けられるインバータ回路には電気的に接続されていない。このため、補強部材は、インバータ回路の配置や構成とは関係なく、所望の位置に配設することができる。従って、基板の振動を適切に抑制することができる。

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。

実施例１の電動圧縮機の縦断面図。 実施例１のインバータ装置の平面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。 実施例２のインバータ装置の平面図。 図４のＶ−Ｖ線における断面図。 実施例３のインバータ装置の平面図。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１） 本明細書が開示する電動圧縮機では、インバータ基板に、第１面から第２面に向かって延びる１又は複数の挿通孔が設けられていてもよい。補強部材の他端は、挿通孔に挿通された状態でインバータ基板にはんだ付けされていてもよい。この構成によると、補強部材をインバータ基板にはんだ付けする際に、基板の第１面から第２面に向かう方向（以下、単に「厚み方向」とも称する）における公差を吸収でき、インバータ基板に歪みが生じることを抑制できる。

（特徴２） 本明細書が開示する電動圧縮機では、補強部材の少なくとも１つの一端が、インバータボックスに直接的に固定されていてもよい。この構成によると、当該補強部材の他端がはんだ付けされる箇所の基板の振動を抑制できる。

（特徴３） 本明細書が開示する電動圧縮機では、インバータ回路に電気的に接続されており、一端がインバータボックスに固定されると共に、その内部をインバータ基板の第１面又は第２面に向かって延びており、他端がインバータ基板の被補強部位にはんだ付けされている１又は複数のリード端子をさらに有していてもよい。補強部材の少なくとも１つの他端は、被補強部位の近傍にはんだ付けされていてもよい。この構成によると、補強部材がはんだ付けされた箇所の近傍における基板の振動を抑制できるため、リード端子が振動により折れたり、はんだが剥がれたりすることを抑制できる。なお、「被補強部位の近傍」とは、被補強部位からの距離が、２つの締結部材間の長さの最小値の半分よりも短い長さであることを意味する。

（特徴４） 特徴３に加えて、本明細書が開示する電動圧縮機では、インバータボックスは樹脂製であり、補強部材の少なくとも１つは、リード端子と同一の材料で製造されており、少なくとも１つの補強部材とリード端子は、それらの一端がインバータボックスにインサート成形されると共に、インバータ基板に対して同じ側に位置していてもよい。この構成によると、補強部材とリード端子を同一の工程で製造することが可能となり、また、補強部材及びリード端子はインサート成形によりインバータボックスに取付けられるため、製造コストの上昇を抑制することができる。また、補強部材とリード端子がインバータ基板に対して同じ側に位置することで、補強部材をはんだ付けすることによりインバータ基板に生じる応力と、リード端子をはんだ付けすることによりインバータ基板に生じる応力とが同一方向を向くため、補強部材とリード端子がインバータ基板に対してそれぞれ反対側に位置する構成と比較して、補強部材とリード端子とが基板にはんだ付けされている箇所の近傍に実装されている部品が応力による影響を受け難くなる。

（特徴５） 本明細書が開示する電動圧縮機では、インバータボックスには、インバータ基板と電気的に接続されているコイル及びコンデンサを収容する樹脂製の樹脂部材が収容されていてもよい。樹脂部材は、インバータボックスに固定されていてもよい。補強部材の少なくとも１つの一端は、樹脂部材に固定されていてもよい。

（特徴６） 本明細書が開示する電動圧縮機では、インバータボックスには、インバータ基板に搭載されている発熱素子から発せられる熱をその外部に放出する放熱部材が収容されていてもよい。放熱部材は、インバータボックスに固定されていてもよい。補強部材の少なくとも１つの一端は、放熱部材に固定されていてもよい。

（特徴７） 本明細書が開示する電動圧縮機のインバータ装置では、補強部材はバスバーでもよい。リード端子は形状（線径）に制約が生じ得るのに対し、バスバーは材質や太さなどを自由に設計できる。したがって、バスバーはインバータ基板の補強部材として好適である。

（特徴８） 本明細書が開示する電動圧縮機では、ハウジングは筒状形状であり、圧縮機構とモータは、ハウジングの軸方向に沿って並んで配置されていてもよい。インバータボックスは、ハウジングの軸方向における両端面のうち、モータが配置されている側の一端面に配置されていてもよい。この構成では、インバータボックスは、ハウジングの軸方向における一端面に配置される。このため、インバータボックスがハウジングの側面に配置される構成と比較して、電動圧縮機のサイズが径方向に増大することを抑制できる。

実施例１の電動圧縮機１０を図１〜図３を参照して説明する。電動圧縮機１０は、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、空気調和装置に用いられる。なお、図１では、断面図におけるハッチングを一部省略しており、図２では、インバータボックス５２の蓋５６の図示を省略している。図１に示すように、電動圧縮機１０は、略円筒形状のハウジング１２と、ハウジング１２に回転可能に支持される回転軸３９と、ハウジング１２内に収容される電動モータ（３０，３４）及び圧縮機構２２と、ハウジング１２の外表面に配置されるインバータ装置５０を備えている。回転軸３９はハウジング１２の軸方向（図１の水平方向）に沿って延びている。回転軸３９の一端側（図１の右端側）に電動モータ（３０，３４）が配置され、回転軸３９の他端側に圧縮機構２２が配置されている。すなわち、電動モータ（３０，３４）と圧縮機構２２は、ハウジング１２の軸方向に沿って並んで配置されている。後述するように、インバータ装置５０が電動モータ（３０，３４）に電力を供給して電動モータ（３０，３４）が回転軸３９を駆動すると、回転軸３９によって圧縮機構２２が駆動されるようになっている。

ハウジング１２は、有底円筒状のモータハウジング１６と、モータハウジング１６内に取付けられるフロントハウジング１８と、モータハウジング１６の開口端（図１の左端）を閉じる吐出ハウジング２０を備えている。

モータハウジング１６は、金属材料（例えば、アルミニウム等）によって形成されている。モータハウジング１６の側面には吸入ポート１６ａが形成されている。吸入ポート１６ａは、モータハウジング１６の底壁１６ｂの近傍に位置している。モータハウジング１６の底壁１６ｂには、回転軸３９の一端（図１の右端）を回転可能に支持するすべり軸受４７が配設されている。モータハウジング１６の底壁１６ｂには、モータハウジング１６の外部から、インバータ装置５０が取付けられている。なお、モータハウジング１６の底壁１６ｂが、「モータが配置されている側の一端面」の一例に相当する。

フロントハウジング１８は、金属材料（例えば、アルミニウム等）によって形成されている。フロントハウジング１８がモータハウジング１６内に取付けられると、モータハウジング１６内の空間が、電動モータ（３０，３４）を収容する空間と、圧縮機構２２を収容する空間とに区画される。フロントハウジング１８には、回転軸３９の他端（図１の左端）を回転可能に支持するすべり軸受４５が配設されている。

吐出ハウジング２０は、有底円筒状に形成されており、金属材料（例えば、アルミニウム等）によって形成されている。吐出ハウジング２０には、吐出ポート２０ａが形成されている。モータハウジング１６に吐出ハウジング２０が取付けられると、圧縮機構２２と吐出ハウジング２０の間に吐出室２０ｂが形成される。吐出室２０ｂは、吐出ポート２０ａを介して外部と連通している。ハウジング１２には、図示しない取付足が複数個形成されている。電動圧縮機１０は、図示しないエンジンに取付足をねじ締結することにより、エンジンに固定されている。

回転軸３９は、ハウジング１２内に収容されている。上述したように、回転軸３９の一端は、モータハウジング１６に設けられたすべり軸受け４７に回転可能に支持され、回転軸３９の他端は、フロントハウジング１８に設けられたすべり軸受け４５に回転可能に支持されている。

電動モータ（３０，３４）は、モータハウジング１６内の底壁１６ｂ側の空間（図１において、フロントハウジング１８の右側の空間）に収容されている。電動モータ（３０，３４）は、回転軸３９に固定されるロータ３４と、ロータ３４の外周側に配置される、コイル線が巻回されたステータコイル３０を備えている。

圧縮機構２２は、モータハウジング１６内の開口端側の空間（図１において、フロントハウジング１８よりも左側の空間）に収容されている。圧縮機構２２は、モータハウジング１６に固定された固定スクロール２６と、固定スクロール２６に対向する旋回スクロール２４を備えている。固定スクロール２６と旋回スクロール２４との間には、固定スクロール２６の歯面と旋回スクロール２４の歯面が相互に噛み合うことにより、圧縮室２２ａが形成されている。圧縮室２２ａの容積は、旋回スクロール２４の旋回に伴って変化する。圧縮室２２ａは、電動モータ（３０，３４）が収容されている空間と連通して冷媒を吸入し、吐出室２０ｂと連通して冷媒を吐出する。

インバータ装置５０は、インバータボックス５２と、インバータボックス５２の内部に収容される放熱部材５８、樹脂部材６４、インバータ基板６６、ねじ６８、及びバスバー７２（図２参照）を備えている（以下では、インバータ基板６６を、単に基板６６とも称する）。なお、ねじ６８が「締結部材」の一例に相当し、バスバー７２が「補強部材」の一例に相当する。

インバータボックス５２は、箱状の本体５４と、平板状の蓋５６を備える。本体５４及び蓋５６は、樹脂材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等）により形成されている。本体５４は、一端（図１の右端）が開口しており、その開口端は、蓋５６をねじ締結することにより密閉されている。これにより、インバータボックス５２の防塵性及び防水性が確保される。蓋５６と本体５４の底壁５４ａとは略平行である。本体５４は、底壁５４ａの全面がモータハウジング１６の底壁１６ｂに当接した状態で、ねじ１７により底壁１６ｂに固定されている。これにより、インバータボックス５２がハウジング１２の底壁１６ｂに固定される。この構成によると、インバータボックス５２をハウジング１２の側壁（より具体的には、モータハウジング１６の側壁）に固定する構成と比較して、インバータボックス５２の取り付けが容易となる。即ち、インバータボックス５２の底壁５４ａは平坦であるため、被取付面が平坦であるハウジング１２の底壁１６ｂのほうが、被取付面が曲面であるハウジング１２の側壁よりも、インバータボックス５２を容易に取り付けられる。また、インバータボックス５２を底壁１６ｂに取り付けることにより、電動圧縮機１０のサイズが径方向に増大することを防止でき、エンジンルーム内の空間を有効利用できる。

放熱部材５８は、矩形平板状の基底部６０と、基底部６０の表面（図１において、右側の面）の４隅から垂直に突出する４つの四角柱状の突出部６２を備える。基底部６０及び突出部６２は、熱伝導率の高い金属材料（例えば、アルミニウム等）により形成されている。４つの突出部６２は略同一形状であり、これらの突出面（図１において、右側の面）は同一平面上に位置している。４つの突出部６２の突出面には、後述するインバータ基板６６が、後述するねじ６８により固定されている。放熱部材５８は、基底部６０の裏面（図１において、左側の面）がインバータボックス５２の底壁５４ａに当接した状態で、底壁５４ａにねじ固定されている。ここで、モータハウジング１６内の電動モータ（３０，３４）が収容されている空間には、吸入ポート１６ａから低温の作動流体が流れ込む。作動流体は、電動モータ（３０，３４）が収容されている空間を流れる間に、モータハウジング１６の底壁１６ｂ及びインバータボックス５２の底壁５４ａを介して、放熱部材５８を冷却する。これにより、インバータ基板６６に実装されているＩＧＢＴ等の発熱素子から発せられる熱を、放熱部材５８を介してインバータボックス５２の外部に効率的に放出することができる。

樹脂部材６４は、略直方体状に形成されており、樹脂材料（例えば、ＰＰＳ等）により形成されている。樹脂部材６４は、放熱部材５８の基底部６０の表面に配置されており、基底部６０にねじ固定されている。即ち、樹脂部材６４は、放熱部材５８を介してインバータボックス５２に間接的に固定されている。樹脂部材６４の部分６４ａは、基底部６０の端面及びインバータ基板６６の端面からインバータボックス５２の側壁に向かって（図１の上側に）張り出している（図２では、部分６４ａを除く樹脂部材６４を破線で示している）。樹脂部材６４には、図示しないコイル、コンデンサ、及びコネクタが樹脂封止されている。このコイル及びコンデンサは、インバータ基板６６に設けられているインバータ回路７６（後述）からの出力（三相交流電力）を平滑する役割を果たす。コネクタは、樹脂部材６４の部分６４ａ内に樹脂封止されており、インバータボックス５２の底壁５４ａ及びモータハウジング１６の底壁１６ｂを介してステータコイル３０に電気的に接続されている。コイル及びコンデンサによって平滑された交流電力は、コネクタを介してステータコイル３０に供給される。

図２に示すように、インバータ基板６６は略矩形状である。基板６６は、裏面６６ｃが、破線で示す放熱部材５８の突出部６２の突出面に当接した状態で、４つのねじ６８により、突出部６２に固定されている。即ち、インバータ基板６６は、放熱部材５８を介してインバータボックス５２に間接的に固定されている。インバータ基板６６は、放熱部材５８の基底部６０と略平行となるように配置される（図３参照）。ここで、部分６４ａを除く樹脂部材６４の高さ（図１における左右方向の長さ）は、放熱部材５８の突出部６２の高さよりも低い。このため、樹脂部材６４は、インバータ基板６６の厚み方向（即ち、インバータ基板６６の表面６６ｂから裏面６６ｃに向かう方向）においては、インバータ基板６６と放熱部材５８の間に位置している。図２，３に示すように、インバータ基板６６の部分６６ａは、基底部６０の長手方向右側の端面からインバータボックス５２の側壁に向かって張り出している。即ち、部分６６ａは、インバータ基板６６のうち、４つのねじ６８により囲まれる矩形状の範囲の外部に位置している。

図３に示すように、部分６６ａには、インバータ基板６６の厚み方向に向かって延びる４つの挿通孔６７（６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ）が形成されている。挿通孔６７は、インバータ基板６６の短手方向における略中央に、長手方向に等間隔で一直線状に配置されている。図３に示すように、挿通孔６７ａ〜６７ｃには後述するリード端子７０が、挿通孔６７ｄにはバスバー７２がそれぞれ挿通され、はんだ付けされている。車両には、インバータボックス５２の外部に図示しないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が搭載されており、リード端子７０はＥＣＵと電気的に接続されている。ＥＣＵから送信される指令は、リード端子７０を介して、後述する制御回路７４に伝達される。なお、インバータ基板６６の表面６６ｂが「第１面」の一例に相当し、裏面６６ｃが「第２面」の一例に相当する。

図２に示すように、インバータ基板６６には、挿通孔６７の周囲に制御回路７４が、基板６６の略中央にインバータ回路７６がそれぞれ設けられている。制御回路７４は、図示しない低電圧で動作する素子により構成されており、リード端子７０と電気的に接続されている。インバータ回路７６は、図示しないＩＧＢＴ等のスイッチング素子により構成されており、制御回路７４によってスイッチング動作が制御される。インバータ回路７６は、樹脂部材６４に封止されているコイル及びコンデンサに電気的に接続されている。

インバータ基板６６には、図２の左下に位置するねじ６８の近傍に、２つの電源用の端子７８の一端が接続されている。具体的には、端子７８の一端は、インバータ基板６６に形成された図示しない挿通孔に挿通され、はんだ付けされている。端子７８の他端は、車両のインバータボックス５２の外部に搭載されている図示しない高電圧電源に電気的に接続されている。高電圧電源から供給される直流電力は、端子７８を介して、インバータ回路７６に供給され、インバータ回路７６によって三相交流電力に変換される。

インバータ基板６６は、４箇所においてねじ６８により放熱部材５８の突出部６２に固定されている。４つのねじ６８のうちの２つは、インバータ基板６６の長手方向左側の２隅に位置している。残りの２つは、インバータ基板６６の長手方向右側の２隅よりも長手方向左側にずれた位置（別言すれば、基板６６を平面視したときに突出部６２の突出面と重なる位置）に位置している。制御回路７４の一部及びインバータ回路７６は、この４つのねじ６８によって囲まれる矩形状の範囲内に位置している。一方、挿通孔６７は、当該矩形状の範囲外に位置している。

図３に示すように、インバータボックス５２の蓋５６とインバータ基板６６とは、３つのリード端子７０及び１つのバスバー７２により接続されている。リード端子７０とバスバー７２は、略同一形状を有しており、両者とも細長い直線状に形成されている。リード端子７０とバスバー７２は、同一の金属材料（例えば、銅、アルミニウム等）により形成されている。より具体的には、リード端子７０及びバスバー７２は、金属板をプレス加工により型抜きすることで製造される。即ち、バスバー７２は、リード端子７０を製造する工程で同時に製造することができ、バスバー７２を製造するために新たな工程を増やす必要がなく、製造コストの上昇を抑制できる。

リード端子７０の一端及びバスバー７２の一端は、インバータボックス５２の蓋５６の内側（インバータボックス５２の内部側）に固定されている。即ち、リード端子７０及びバスバー７２と蓋５６とをインサート成形することで、リード端子７０及びバスバー７２が蓋５６に一体化されている。リード端子７０及びバスバー７２は、蓋５６に対して垂直方向に突出して延びている。リード端子７０及びバスバー７２は、蓋５６のうち、インバータ装置５０を平面視したときにインバータ基板６６の挿通孔６７と重なる位置に配置されている。即ち、リード端子７０及びバスバー７２は、蓋５６の長手方向に等間隔で一直線状に配置されている。リード端子７０及びバスバー７２は、インバータ基板６６の表面６６ｂに向かって垂直に延びている。

３つのリード端子７０の他端は、基板６６の挿通孔６７ａ〜６７ｃに挿通された状態で、基板６６にはんだ付けされている。同様に、１つのバスバー７２の他端は、基板６６の挿通孔６７ｄに挿通された状態で、基板６６にはんだ付けされている。即ち、リード端子７０及びバスバー７２は、インバータ基板６６に対して同じ側（図３の上側）に位置している。挿通孔６７ｄと、挿通孔６７ｄと隣り合う挿通孔６７ｃとの間隔は、挿通孔６７ａ〜６７ｃの隣り合う２つの挿通孔の間隔と略同一である。即ち、バスバー７２は、リード端子７０がはんだ付けされている位置の近傍にはんだ付けされている。上述したように、リード端子７０は、リード端子７０の周囲に設けられた制御回路７４と電気的に接続されており、ＥＣＵから送信される指令を制御回路７４に伝達する。制御回路７４とインバータ回路７６は電気的に接続されているため、リード端子７０は、インバータ回路７６と電気的に接続されているということもできる。一方、バスバー７２は、その一端が蓋５６に、その他端が基板６６に物理的に接続されているものの、ＥＣＵ、及び制御回路７４を初めとするインバータ基板６６に設けられたいずれの回路にも電気的に接続されていない。なお、挿通孔６７ａ〜６７ｃの位置が「被補強部位」の一例に相当し、挿通孔６７ｄの位置が「被補強部位の近傍」の一例に相当する。

次に、上述した電動圧縮機１０の動作について説明する。高電圧電源から供給された直流電力は、端子７８を介してインバータ基板６６のインバータ回路７６に入力される。制御回路７４は、ＥＣＵから送信される指令に基づいてインバータ回路７６のスイッチング動作を制御し、これにより、インバータ回路７６に入力された直流電力が三相交流電力に変換される。インバータ回路７６から出力された交流電力は、樹脂部材６４に封止されているコイル及びコンデンサによって平滑された後に、同じく樹脂部材６４に封止されているコネクタを介して電動モータ（３０，３４）に供給される。電動モータ（３０，３４）に交流電力が供給されると、ロータ３４及び回転軸３９が一体となって回転を開始する。回転軸３９が回転すると、旋回スクロール２４が旋回し、旋回スクロール２４と固定スクロール２６の間の圧縮室２２ａの容積が変化する。吸入ポート１６ａから吸入された冷媒は、モータハウジング１６内の空間を軸方向に流れ、圧縮機構２２の圧縮室２２ａに吸入される。圧縮室２２ａ内に吸入された冷媒は、旋回スクロール２４の回転に伴って圧縮される。圧縮室２２ａ内で圧縮された冷媒は、吐出室２０ｂに吐出され、吐出ポート２０ａよりハウジング１２の外部に吐出される。

上記の電動圧縮機１０では、インバータ装置５０がバスバー７２を備える。バスバー７２は、その一端がインバータボックス５２に固定されており、その他端がインバータ基板６６にはんだ付けされている。このため、電動モータ（３０，３４）の振動や車両及びエンジンの振動などがインバータボックス５２を介してインバータ基板６６に伝わったとしても、バスバー７２がはんだ付けされている箇所（即ち、挿通孔６７ｄ）及びその近傍における基板６６の振動を抑制することができる。従って、挿通孔６７ｄの近傍に設けられている制御回路７４を構成する素子の信頼性が、基板６６の振動により低下することを抑制できる。また、バスバー７２は基板６６にはんだ付けにより固定されるため、バスバー７２の実装面積は、ねじ６８の実装面積に比べて大幅に小さい。従って、バスバー７２を用いることで、基板６６のスペース効率の低下を抑制することができる。また、バスバー７２は、基板６６上に設けられるいずれの回路にも電気的に接続されていないため、回路の配置や構成にとらわれずに所望の位置にはんだ付けすることができる。従って、基板６６の振動を適切に抑制できる。また、バスバー７２は実装面積が小さい分、振動を抑制したい箇所を微細に調整でき、基板６６の振動をより確実に抑制できる。

また、上記の電動圧縮機１０では、基板６６には挿通孔６７ｄが形成されており、バスバー７２は、その他端が挿通孔６７ｄに挿通された状態で基板６６にはんだ付けされる。このため、バスバー７２を基板６６にはんだ付けする際に、基板６６の厚み方向における公差やバスバー７２の寸法公差等を吸収でき、基板６６に歪みが生じることを抑制することができる。

上記の電動圧縮機１０では、インバータ基板６６には４つのねじ６８が締結されている。ねじ６８が締結されている箇所及びその近傍では、基板６６の振動は抑制されている。本実施例では、基板６６の部分６６ａは、４つのねじ６８によって囲まれる矩形状の範囲外に位置している。一般に、複数のねじによって囲まれている範囲の内側と外側とでは、外側の方が基板は振動し易い。このため、部分６６ａは、基板６６の中でも特に振動し易い。ここで、部分６６ａに、ねじ６８と略同一形状のねじを締結することで部分６６ａの振動を抑制する場合を考える。部分６６ａは放熱部材５８と対向していないため、部分６６ａは、放熱部材５８以外の部材にねじ締結される必要がある。この場合、基板６６は、２つの異なる部材（即ち、放熱部材５８とそれ以外の部材）にねじ締結されることになる。基板６６が複数の部材に締結される場合、複数の部材の被締結面を同一平面上に保つことは難しいため、基板６６を締結する際に、基板６６が歪む場合がある。基板６６が歪むと、基板６６上に実装されている部品の信頼性が損なわれる可能性がある。しかしながら、上記の電動圧縮機１０では、上述したように、バスバー７２が基板６６の挿通孔６７ｄに挿通された状態で基板６６にはんだ付けされるため、基板６６に歪みが生じることを抑制できる。このため、基板６６がねじ締結されている部材（即ち、放熱部材５８）と同一の部材にねじ締結することが困難な部分（即ち、部分６６ａ）の振動を、基板６６を歪ませることなく抑制することができる。

また、上記の電動圧縮機１０では、バスバー７２は、リード端子７０が基板６６にはんだ付けされている位置（即ち、挿通孔６７ａ〜６７ｃ）の近傍（即ち、挿通孔６７ｄ）にはんだ付けされている。このため、基板６６の振動によりリード端子７０が折れたり、リード端子７０のはんだが剥がれたりすることを抑制できる。特に、リード端子７０は、低電圧で動作する素子により構成される制御回路７４に接続される端子であるため、比較的細く形成されている。このため、特に振動し易い部分６６ａ上に接続されることと相まって、リード端子７０は振動の影響を受け易い。しかしながら、リード端子７０の近傍にバスバー７２を導入することにより、基板６６の振動によるリード端子７０の信頼性の低下を大幅に抑制することができる。

また、上記の電動圧縮機１０では、リード端子７０及びバスバー７２は、インバータボックス５２の蓋５６にインサート成形により一体化されている。このため、リード端子７０及びバスバー７２を蓋５６に固定するに際し、ボルトなどの部材を用いる必要がなく、部品点数を低減できると共に、製造工程を簡素化できる。また、リード端子７０及びバスバー７２は、同じ方向から延びて基板６６にはんだ付けされる。リード端子７０及びバスバー７２の一端はインバータボックス５２の蓋５６にはんだ付けされているため、これらの他端が基板６６にはんだ付けされると、基板６６には蓋５６側に向かう応力が生じる。しかしながら、本実施例の構成によると、リード端子７０により基板６６に生じる応力とバスバー７２により基板６６に生じる応力は同一方向を向くため、リード端子７０及びバスバー７２の近傍に実装されている部品がこれらの応力による影響を受け難くなり、部品の信頼性を維持できる。

次に、実施例２のインバータ装置１５０について図４，５を参照して説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、実施例１と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例でも同様である。なお、図４では、インバータボックス５２の蓋５６の図示を省略しており、図５では、端子７８の図示を省略している。

本実施例では、インバータ基板１６６の形状が実施例１のインバータ基板６６の形状と異なっている。即ち、インバータ基板１６６は、図５の短手方向上側の長辺からインバータボックス５２の側壁に向かって張り出す部分１６６ｄを有する。部分１６６ｄには、図示しない部品が実装されている。図５に示すように、部分１６６ｄは、基板１６６の厚み方向に樹脂部材６４の部分６４ａと間隔をおいて対向している。インバータ基板１６６の部分１６６ｄと樹脂部材６４の部分６４ａとは、バスバー１７２によって接続されている。具体的には、バスバー１７２の一端と部分６４ａとは、インサート成形により一体化されている。バスバー１７２は、インバータ基板１６６の裏面１６６ｃに向かって、基板１６６に垂直に延びている。バスバー１７２の他端は、部分１６６ｄの略中央に形成された挿通孔１６７ｅに挿通された状態ではんだ付けされている。バスバー１７２は、ＥＣＵ、及び制御回路７４を初めとするインバータ基板１６６に設けられたいずれの回路にも電気的に接続されていない。なお、バスバー１７２が「補強部材」の一例に相当し、裏面１６６ｃが「第２面」の一例に相当する。

この構成によっても、実施例１と同様の作用効果を奏する。即ち、バスバー１７２により、挿通孔１６７ｅ近傍の部分１６６ｄの振動が抑制される。このため、部分１６６ｄに実装されている部品（特に、挿通孔１６７ｅ近傍に実装されている部品）の信頼性が振動により低下することを抑制できる。自動車の製造においては、選択的に性能を追加する場合がある。この場合、本実施例のように、基板を拡張して、拡張した部分に回路を増設することがある。基板を拡張すると、拡張した部分（即ち、部分１６６ｄ）は４つのねじ６８により囲まれる矩形状の範囲の外側に位置するため、比較的に振動し易い。本実施例の構成によると、車両に要求される性能に応じて基板を拡張する場合であっても、バスバー１７２により、拡張した部分の基板の振動を追加のねじを用いずに抑制できる。別言すれば、拡張した部分の基板の振動を、基板を歪ませることなく抑制することができる。さらに、本実施例では、バスバー１７２の一端は、インサート成形により樹脂部材６４と一体化されている。基板１６６と樹脂部材６４との距離は、基板１６６とインバータボックス５２の蓋５６との距離よりも短い。このため、バスバー１７２の一端を樹脂部材６４に固定することで、基板１６６の部分１６６ｄの振動抑制効果をより向上させることができる。

次に、実施例３のインバータ装置２５０について図６，７を参照して説明する。なお、図６では、インバータボックス５２の蓋５６の図示を省略しており、図７では、端子７８の図示を省略している。本実施例の基板６６には、基板６６の短手方向下側に位置する２つのねじ６８の略中央に挿通孔２６７ｆが形成されている。図７に示すように、挿通孔２６７ｆが形成される位置では、基板６６と放熱部材５８の基底部６０とは間隔を置いて対向している。基板６６と基底部６０とは、バスバー２７２によって接続されている。具体的には、バスバー２７２は、部分２７２ａと、部分２７２ａと略直交する部分２７２ｂを有している。バスバー２７２の部分２７２ａは、基底部６０の表面に配置されており、その一端が基底部６０にねじ６９により固定されている。バスバー２７２の部分２７２ｂは、基板６６の裏面６６ｃに向かって垂直に延びており、その他端が挿通孔２６７ｆに挿通された状態で基板６６にはんだ付けされている。バスバー２７２は、ＥＣＵ、及び制御回路７４を初めとする基板６６に設けられたいずれの回路にも電気的に接続されていない。なお、バスバー２７２が「補強部材」の一例に相当する。この構成によっても、実施例１と同様の作用効果を奏する。また、本実施例では、挿通孔２６７ｆは、２つのねじ６８の略中央に位置しており、ねじ６８からは離れている。このため、挿通孔２６７ｆの近傍では、基板６６が比較的に振動し易い。従って、２つのねじ６８の略中央の位置にバスバー２７２をはんだ付けすることにより、挿通孔２６７ｆ近傍に実装されている部品の信頼性が振動により低下することを抑制できる。

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する電動圧縮機のインバータ装置は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記の実施例ではバスバー７２は基板６６に形成された挿通孔６７に挿通された状態ではんだ付けされたが、この構成に限られない。例えば、基板６６には挿通孔６７が形成されておらず、バスバー７２の他端は、基板６６の表面６６ｂにはんだ付けされる構成であってもよい。

また、リード端子７０は一直線状の形状に限られず、例えば略直角に曲げられていてもよい。リード端子７０の曲げられた部分をインバータボックス５２の蓋５６にインサート成形することにより、リード端子７０自体の耐振性を向上させることができる。

また、バスバー７２の一端は、インバータボックス５２の蓋５６にインサート成形される代わりに、本体５４の底壁５４ａにインサート成形されてもよいし、インバータボックス５２に固定されているその他の部材（例えば、樹脂部材６４又は放熱部材５８）に固定されてもよい。バスバー７２は、基板６６に対して、リード端子７０と反対側に位置していてもよい。

また、インバータボックス５２は金属材料（例えば、アルミニウム等）により形成されていてもよい。さらに、モータハウジング１６とインバータボックス５２の本体５４はアルミニウムで一体形成されており、本体５４と同じアルミニウム製の蓋５６でインバータボックス５２が構成されていてもよい。なお、蓋５２のみがＰＰＳ等の樹脂部材であってもよい。また、リード端子７０の代わりに、コネクタがインバータボックス５２の蓋５６にボルト締結により接続されていてもよい。ＥＣＵから送信される指令は、コネクタを介して制御回路７４に伝達される。この構成において、コネクタ内に、ピンと並んでバスバーが設けられていてもよい。コネクタ内に設けられるバスバーにより、基板６６の振動を抑制でき、コネクタのピンの信頼性を維持できる。

また、基板６６に実装される発熱素子から発せられる熱をインバータボックス５２の外部に適切に放出できる構成であれば、放熱部材５８はなくてもよく、基板６６はインバータボックス５２に直接的にねじ固定されていてもよい。

また、上記の実施例では、インバータ装置５０はモータハウジング１６の底壁１６ｂに固定されたが、この構成に限られない。例えば、モータハウジング１６が底壁１６ｂを有しておらず、この開口端にインバータボックス５２の底壁５４ａを締結することにより、モータハウジング１６の開口端を塞ぐ構成であってもよい。別言すれば、インバータボックス５２の底壁５４ａが、モータハウジング１６の底壁の役割を果たしてもよい。

また、インバータ装置５０は、モータハウジング１６の底壁１６ｂの代わりにハウジング１２の側壁に固定されてもよい。この場合、圧縮機構２２側ではなく、電動モータ（３０，３４）側のハウジング１２の側壁に固定されることが好ましい。

また、締結部材は、ねじ６８のように、軸部と頭部が一体となった部材に限られない。例えば、ボルトとナットにより基板６６を放熱部材５８に締結してもよい。

また、実施例２，３で示したように、複数のバスバー（即ち、バスバー７２とバスバー１７２等）が基板にはんだ付けされていてもよい。これらのバスバーの一端は、それぞれ異なる部材に固定されていてもよい。これらのバスバーは、基板に対して互いに反対側に位置していてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：電動圧縮機、１２：ハウジング、１６ｂ：底壁、２２：圧縮機構、３０：ステータコイル、３４：ロータ、５０：インバータ装置、５２：インバータボックス、５８：放熱部材、６４：樹脂部材、６６：インバータ基板、６６ｂ：表面、６６ｃ：裏面、６７（６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、６７ｄ）：挿通孔、６８：ねじ、７０：リード端子、７２：バスバー、７４：制御回路、７６：インバータ回路

Claims (9)

1. 圧縮機構と前記圧縮機構を駆動するモータとを収容するハウジングの外表面に配置されるインバータボックスと、
   前記インバータボックスに収容され、前記モータに駆動電力を供給するインバータ回路が設けられたインバータ基板と、
   前記インバータ基板を、前記インバータボックスに固定する複数の締結部材と、
   前記インバータ基板に設けられる回路には電気的に接続されておらず、一端が前記インバータボックスに固定されており、前記インバータボックスの内部を前記インバータ基板の第１面又は第１面の裏側の第２面に向かって延びており、他端が前記インバータ基板の第１面又は第２面にはんだ付けされている１又は複数の補強部材と、を備えている、電動圧縮機。
2. 前記インバータ基板には、前記第１面から前記第２面に向かって延びる１又は複数の挿通孔が設けられており、
   前記補強部材の前記他端は、前記挿通孔に挿通された状態で前記インバータ基板にはんだ付けされている、請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記補強部材の少なくとも１つの前記一端は、前記インバータボックスに直接的に固定されている、請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
4. 前記インバータ回路に電気的に接続されており、一端が前記インバータボックスに固定されると共に、その内部を前記インバータ基板の前記第１面又は前記第２面に向かって延びており、他端が前記インバータ基板の被補強部位にはんだ付けされている１又は複数のリード端子をさらに有しており、
   前記補強部材の少なくとも１つの前記他端は、前記被補強部位の近傍にはんだ付けされている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
5. 前記インバータボックスは樹脂製であり、
   前記補強部材の少なくとも１つは、前記リード端子と同一の材料で製造されており、
   前記少なくとも１つの補強部材と前記リード端子は、それらの一端が前記インバータボックスにインサート成形されると共に、前記インバータ基板に対して同じ側に位置している、請求項４に記載の電動圧縮機。
6. 前記インバータボックスには、前記インバータ基板と電気的に接続されているコイル及びコンデンサを収容する樹脂製の樹脂部材が収容されており、
   前記樹脂部材は、前記インバータボックスに固定されており、
   前記補強部材の少なくとも１つの前記一端は、前記樹脂部材に固定されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
7. 前記インバータボックスには、前記インバータ基板に搭載されている発熱素子から発せられる熱をその外部に放出する放熱部材が収容されており、
   前記放熱部材は、前記インバータボックスに固定されており、
   前記補強部材の少なくとも１つの前記一端は、前記放熱部材に固定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
8. 前記補強部材はバスバーである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
9. 前記ハウジングは筒状形状であり、
   前記圧縮機構と前記モータは、前記ハウジングの軸方向に沿って並んで配置されており、
   前記インバータボックスは、前記ハウジングの軸方向における両端面のうち、前記モータが配置されている側の一端面に配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動圧縮機。

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