JP2017150380A

JP2017150380A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2017150380A
Application number: JP2016033104A
Authority: JP
Inventors: 毅原沢; Takeshi Harasawa; 小出　達也; Tatsuya Koide; 達也小出
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-08-31

Abstract

【課題】冷媒でパワー素子が内蔵されたインバータモジュールをより効率よく冷却することができる電動圧縮機を提供する。
【解決手段】仕切壁１５ｂにはハウジング１５の内方に窪む段差部８０が形成され、段差部８０は、冷媒吸入孔１８と対向する対向部８１と、軸方向における対向部８１の一端側に連続し、冷媒吸入孔１８と対向部８１との間に設けられ、外表面８２ａにインバータモジュール２５が配置される第１の配置部８２と、対向部８１の他端側に連続し、外表面８３ａにコイル９０及びコンデンサ９１が配置される第２の配置部８３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動圧縮機に関するものである。

電動圧縮機は、圧縮部とモータ部とインバータ部を備える。特許文献１に開示のインバータ一体型電動圧縮機においては、圧縮機ハウジングに形成された冷媒吸入経路側との仕切壁の外面側にモータ駆動回路が設けられ、仕切壁を介してモータ駆動回路を含む電気部品の少なくとも一部が吸入冷媒と熱交換可能となっている（吸入冷媒によって冷却可能となっている）。

特許第５２３５３１２号公報

ところが、特許文献１に記載の電動圧縮機では、インバータが大きい、特に発熱しやすいＩＰＭが大きいため、吸入ポートとインバータとを互いに離して配置せざるを得ない。従って、インバータの冷却効率の面で改良の余地が残されている。近年、パワー素子が内蔵されたインバータモジュールを冷媒でより効率よく冷却したいという要求がある。

本発明の目的は、冷媒でパワー素子が内蔵されたインバータモジュールをより効率よく冷却することができる電動圧縮機を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、内部に、冷媒を圧縮する圧縮部、及び、前記圧縮部を駆動するモータ部が収納され、軸方向一端側に仕切壁を設けて閉塞させた筒型のハウジングと、前記ハウジングの外周壁に形成された冷媒吸入孔と、前記仕切壁の外表面に配置され、アームを構成するパワー素子が内蔵されたインバータモジュールと、を備える電動圧縮機において、前記仕切壁には前記ハウジングの内方に窪む段差部が形成され、前記段差部は、前記冷媒吸入孔と対向する対向部と、前記軸方向における前記対向部の一端側に連続し、前記冷媒吸入孔と前記対向部との間に設けられ、外表面に前記インバータモジュールが配置される第１の配置部と、前記対向部の他端側に連続し、外表面に電子部品が配置される第２の配置部と、を有することを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、ハウジングの外周壁に形成された冷媒吸入孔と仕切壁に形成された段差部における冷媒吸入孔に対向する対向部との間に設けられた第１の配置部にインバータモジュールを配置できる。即ち、冷媒吸入孔とインバータモジュールとを互いに近くに配置できるため、インバータモジュールの冷却効率をより向上させることができる。また、冷媒吸入孔から吸入された冷媒が段差部の対向部に向かって流れるので、仕切壁に段差部が無く仕切壁の表面に沿って冷媒が流れる場合に比べ、冷媒でパワー素子が内蔵されたインバータモジュールを効率よく冷却することができる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の電動圧縮機において、前記パワー素子は、前記ハウジングの周方向に沿って配置され、前記インバータモジュールは、扇形をなし、前記モータ部から延びるモータ端子が前記仕切壁を貫通して前記インバータモジュールに接続されているとよい。

請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の電動圧縮機において、前記第１の配置部における前記冷媒の接触面にはピンフィンが設けられているとよい。

本発明によれば、冷媒でパワー素子が内蔵されたインバータモジュールをより効率よく冷却することができる。

電動圧縮機の一部を破断して示す側面図。キャップ材及び制御基板を取り外した状態での図１のＡ矢視図。インバータモジュールの平面図。インバータモジュールの正面図。（ａ）はケース、バスバー等を外した状態でのインバータモジュールの平面図、（ｂ）は同じくケース、バスバー等を外した状態でのインバータモジュールの正面図。（ａ）はハウジング一端部を左側からみた図、（ｂ）はハウジング一端部の断面図、（ｃ）はハウジング一端部を右側からみた図。インバータ部の電気的構成を示す回路図。

以下、本発明を車載用の電動圧縮機に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動圧縮機１０は、圧縮部（例えばスクロール圧縮機）１１と、モータ部１２と、モータ部１２のモータ１３を駆動するインバータ部１４とがモータ１３の軸方向に並んでいる。電動圧縮機１０は、ハウジング１５を有している。筒型のハウジング１５の内部に、冷媒を圧縮する圧縮部１１、及び、圧縮部１１を駆動するモータ部１２が収納され、軸方向一端側に仕切壁１５ｂを設けて閉塞されている。

ハウジング１５は、有底円筒状の第１ハウジング１６と、第１ハウジング１６の開口部に設けられる有蓋円筒状の第２ハウジング１７とを有している。第１ハウジング１６と第２ハウジング１７とはアルミ材料よりなる。ハウジング１５は、第１ハウジング１６と第２ハウジング１７とを連結することで構成されている。ハウジング１５（第１ハウジング１６）の外周壁１５ａには冷媒吸入孔（吸入ポート）１８が形成されている。詳しくは、第１ハウジング１６には、第１ハウジング１６内に冷媒（ガス）を流入させる冷媒吸入孔１８が第１ハウジング１６の径方向に貫通して設けられている。ここで、電動圧縮機用のインバータ部１４は圧縮機に一体化されるので、冷媒によりインバータ部１４のインバータモジュール２５の冷却を行うべく冷媒吸入孔１８の近くにインバータモジュール２５を配置している。第１ハウジング１６に圧縮部１１とモータ部１２が収容されている。

モータ１３は、シャフト１３ａがベアリングボックス１３ｂ，１３ｃ内のベアリングにより回転可能に支持されている。また、モータ１３は、シャフト１３ａに固定されたロータ１３ｄと、ロータ１３ｄの外周側において第１ハウジング１６に固定されたステータ１３ｅを有する。ステータ１３ｅのステータコアに巻回されるコイルのコイルエンド１３ｆ，１３ｇがステータコアから突出している。

仕切壁１５ｂの外表面１９にインバータモジュール２５が配置されている。インバータモジュール２５には、アームを構成するパワー素子（図７の半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６）が内蔵されている。

第１ハウジング１６の軸方向の外表面（第１ハウジング１６の軸方向の端面）には、モータ１３を駆動させるインバータ部１４が設けられている。インバータ部１４は、有蓋円筒状のキャップ材２０に覆われている。詳しくは、第１ハウジング１６の端部に軸方向から、有蓋円筒状のキャップ材２０を嵌めることによりインバータ部１４がキャップ材２０で覆われる。そして、キャップ材２０を貫通するねじＳｃ１（図２参照）を第１ハウジング１６に螺入することによりキャップ材２０が第１ハウジング１６に固定される。

図７に示すように、インバータ部１４は、インバータ回路２１とインバータ制御装置２２とコイル９０とコンデンサ９１を備えている。インバータ制御装置２２は、コントローラ２３を備えている。

インバータ回路２１は、パワー素子としての６つの半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と６つのダイオードＤ１〜Ｄ６を有する。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＩＧＢＴを用いている。正極母線と負極母線との間に、Ｕ相上アームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ１と、Ｕ相下アームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ２が直列接続されている。正極母線と負極母線との間に、Ｖ相上アームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ３と、Ｖ相下アームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ４が直列接続されている。正極母線と負極母線との間に、Ｗ相上アームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ５と、Ｗ相下アームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ６が直列接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６にはダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。正極母線、負極母線には直流電源としてのバッテリ２４が接続される。

半導体スイッチング素子Ｑ１と半導体スイッチング素子Ｑ２の間が３相交流モータ１３のＵ相端子に接続される。半導体スイッチング素子Ｑ３と半導体スイッチング素子Ｑ４の間がモータ１３のＶ相端子に接続される。半導体スイッチング素子Ｑ５と半導体スイッチング素子Ｑ６の間がモータ１３のＷ相端子に接続される。上下のアームを構成する半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６を有するインバータ回路２１は、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作に伴いバッテリ２４の電圧である直流電圧を交流電圧に変換してモータ１３に供給することができるようになっている。

各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート端子にはコントローラ２３が接続されている。コントローラ２３は、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチング動作させる。つまり、インバータ回路２１は、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６により各相の上下のアームを構成しており、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作により車載バッテリ２４から供給される直流を適宜の周波数の３相交流に変換してモータ１３の各相の巻線に供給する。即ち、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作により３相交流モータ１３の各相の巻線が通電されて３相交流モータ１３を駆動することができる。

半導体スイッチング素子Ｑ２と負極母線との間には電流検出用のシャント抵抗Ｒｓ１が接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ４と負極母線との間には電流検出用のシャント抵抗Ｒｓ２が接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ６と負極母線との間には電流検出用のシャント抵抗Ｒｓ３が接続されている。

コントローラ２３は、シャント抵抗Ｒｓ１の両端間の電圧を検知する。コントローラ２３は、シャント抵抗Ｒｓ２の両端間の電圧を検知する。コントローラ２３は、シャント抵抗Ｒｓ３の両端間の電圧を検知する。コントローラ２３は、このように検知した各シャント抵抗の両端電圧から、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を検出して半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御に反映させる。

インバータ回路２１の入力側には、コイル９０とコンデンサ９１からなるフィルタ回路が設けられている。コンデンサ９１には例えばフィルムコンデンサが用いられる。コンデンサ９１の一端は正極母線に、他端は負極母線に接続されている。コイル９０の一端は車載バッテリ２４の正極端子側に、他端は正極母線側に接続されている。インバータ部１４の駆動に伴い半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ６、コイル９０、コンデンサ９１等が発熱する。

次に、仕切壁１５ｂ及びインバータ部１４の構造について説明する。
図１に示すように、インバータ部１４には、インバータモジュール２５とコイル９０とコンデンサ９１と制御基板（プリント基板）２６が配置されている。インバータモジュール２５とコイル９０とコンデンサ９１と制御基板２６はキャップ材２０で覆われている。

図１、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、仕切壁１５ｂにはハウジング１５の内方に窪む段差部８０が形成されている。段差部８０は、仕切壁１５ｂからモータ部１２側に突出し、図６（ｃ）に示すようにインバータモジュール２５の形状（配置領域）に対応して扇状をなしている。

段差部８０は、対向部８１と第１の配置部８２と第２の配置部８３を有する。対向部８１は、冷媒吸入孔１８と対向している。第１の配置部８２は、軸方向における対向部８１の一端側に連続し、冷媒吸入孔１８と対向部８１との間に設けられている。第１の配置部８２の外表面８２ａにはインバータモジュール２５が放熱グリス（図示略）を介して配置される。具体的には、第１の配置部８２の外表面８２ａにはインバータモジュール２５における外表面８２ａに対向する扇形の面の全てが放熱グリス（図示略）を介して配置される。第２の配置部８３は、対向部８１の他端側に連続し、外表面８３ａに電子部品としてのコイル９０及びコンデンサ９１が配置される。

図１，２に示すように、インバータモジュール２５、コイル９０及びコンデンサ９１の厚みについて、インバータモジュール２５の厚みは薄く、コイル９０及びコンデンサ９１の厚みは厚い。モータ部１２側に突出した部位である第２の配置部８３には、厚いコイル９０及びコンデンサ９１が配置されている。一方、インバータ部１４側に位置する第１の配置部８２には、薄いインバータモジュール２５が配置されている。そして、インバータモジュール２５、コイル９０、コンデンサ９１及び制御基板２６は、キャップ材２０で覆われる。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１の配置部８２における冷媒の接触面８２ｂには複数本のピンフィン８５が設けられている。
図３，４に示すように、インバータモジュール２５は、ケース２７と、Ｕ相配線用バスバー２８ａ、Ｖ相配線用バスバー２８ｂ、Ｗ相配線用バスバー２８ｃ、正極用バスバー２９ａ、負極用バスバー２９ｂを備えている。ケース２７、バスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２９ａ，２９ｂ及び封止樹脂（図示略）を外した状態でのインバータモジュール２５を、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、インバータモジュール２５は、銅よりなる金属板３１と、金属板３１の上面に形成された絶縁層３２とで構成される絶縁金属基板（ＩＭＳ）を備えている。金属板３１の上面には絶縁層３２を介して銅よりなる導体パターン３３が形成されている。絶縁金属基板（金属板３１、絶縁層３２）は扇型をなしている。

導体パターン３３ａには半導体スイッチング素子（チップ）Ｑ２とダイオード（チップ）Ｄ２がはんだ付けされている。導体パターン３３ｂが導体パターン３３ａの右側に形成され、導体パターン３３ｂには半導体スイッチング素子（チップ）Ｑ１とダイオード（チップ）Ｄ１がはんだ付けされている。導体パターン３３ｃが導体パターン３３ｂの右側に形成され、導体パターン３３ｃには半導体スイッチング素子（チップ）Ｑ４とダイオード（チップ）Ｄ４がはんだ付けされている。導体パターン３３ｄが導体パターン３３ｃの右側に形成され、導体パターン３３ｄには半導体スイッチング素子（チップ）Ｑ３とダイオード（チップ）Ｄ３がはんだ付けされている。導体パターン３３ｅが導体パターン３３ｄの右側に形成され、導体パターン３３ｅには半導体スイッチング素子（チップ）Ｑ６とダイオード（チップ）Ｄ６がはんだ付けされている。導体パターン３３ｆが導体パターン３３ｅの右側に形成され、導体パターン３３ｆには半導体スイッチング素子（チップ）Ｑ５とダイオード（チップ）Ｄ５がはんだ付けされている。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は外周側に、ダイオードＤ１〜Ｄ６は内周側に配置されている。

また、ボンディングワイヤ３４にて半導体スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）とダイオード（Ｄ１〜Ｄ６）とが電気的に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６はディスクリート部品であり、図５（ａ）に示すように平面視において長方形状をなしている。ボンディングワイヤ３５にてダイオード（Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５）と導体パターン（３３ａ，３３ｃ，３３ｅ）とが電気的に接続されている。

また、図５（ｂ）に示すように、インバータモジュール２５における金属板３１の裏面は平坦面であり、この裏面がインバータモジュール２５の放熱面３６となっており、インバータモジュール２５における基板（金属板３１、絶縁層３２）の放熱面３６がハウジング１５に熱的に接続されている。さらに、図２に示すように、ハウジング１５の外形（外周面）３７は円弧状をなしている。そして、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６はハウジング１５の外形３７に沿って配置されている。

図５（ａ）に示すように、離間して形成された導体パターン３３ｇ，３３ｇにはシャント抵抗（チップ抵抗器）Ｒｓ１がはんだ付けされている。離間して形成された導体パターン３３ｈ，３３ｈにはシャント抵抗（チップ抵抗器）Ｒｓ２がはんだ付けされている。離間して形成された導体パターン３３ｉ，３３ｉにはシャント抵抗（チップ抵抗器）Ｒｓ３はんだ付けされている。シャント抵抗Ｒｓ１〜Ｒｓ３はディスクリート部品である。ボンディングワイヤ３８にて、導体パターン３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆの外周側に形成された導体パターン３３ｊ，３３ｋ，３３ｌ，３３ｍ，３３ｎ，３３ｏと半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート電極とが電気的に接続されている。導体パターン３３ｊ，３３ｋ，３３ｌ，３３ｍ，３３ｎ，３３ｏには信号端子としての制御端子３９が立設されている。ボンディングワイヤ４０にて、シャント抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３の一方の電極に繋がる導体パターン３３ｇ，３３ｈ，３３ｉは半導体スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６と電気的に接続されている。この導体パターン３３ｇ，３３ｈ，３３ｉには信号端子としての電圧モニタ端子４１が立設されている。シャント抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ２，Ｒｓ３の他方の電極に繋がる導体パターン３３ｇ，３３ｈ，３３ｉには電圧モニタ端子４２が立設されている。

ボンディングワイヤ４３にて、導体パターン３３ｂ，３３ｄ，３３ｆの外周側に形成された導体パターン３３ｐと半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５とが電気的に接続されている。導体パターン３３ｐには信号端子４４が立設されている。

シャント抵抗Ｒｓ１の他方の電極に繋がる導体パターン３３ｇにはパッド４５が形成されている。シャント抵抗Ｒｓ２の他方の電極に繋がる導体パターン３３ｈにはパッド４５が形成されている。シャント抵抗Ｒｓ３の他方の電極に繋がる導体パターン３３ｉにはパッド４５が形成されている。図３，４に示すように、３つのパッド４５はバスバー２９ｂで電気的に接続され、バスバー２９ｂは上方に延設され、負極用端子となっている。

図５（ａ）に示すように、導体パターン３３ｂ，３３ｄ，３３ｆにはパッド４６が形成されている。図３，４に示すように、３つのパッド４６はバスバー２９ａで電気的に接続され、バスバー２９ａは上方に延設され、正極用端子となっている。

図５（ａ）に示すように導体パターン３３ａ，３３ｃ，３３ｅにはパッド４７，４８，４９が形成され、図３，４に示すように、このパッド４７，４８，４９はバスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃの一端が接合され、バスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃの他端側は上方に延設されＵ，Ｖ，Ｗ相端子となっている。各素子（半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ６、シャント抵抗Ｒｓ１〜Ｒｓ３）は図示しない樹脂で封止されるとともに図３，４に示すようにケース２７内に配置されている。インバータモジュール２５における絶縁金属基板（金属板３１、絶縁層３２）の両側には締結用貫通孔５０が形成され、締結用貫通孔５０を通してネジを仕切壁１５ｂに螺入することにより、インバータモジュール２５が仕切壁１５ｂに固定されている。このとき、絶縁金属基板（金属板３１、絶縁層３２）の上面側はケース２７にて覆われており、金属板３１の下面は露出している。

また、各端子（制御端子３９、端子４１，４２，４４、バスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２９ａ，２９ｂによる端子）はケース２７を貫通して延出している。図３に示すように、ケース２７に形成された長方形の窓７１，７２，７３，７４，７５，７６から、３つの端子３９，４１，４２、２つの端子３９，４４、３つの端子３９，４１，４２、２つの端子３９，４４、３つの端子３９，４１，４２、２つの端子３９，４４が延出している。

図１に示すように、仕切壁１５ｂには貫通孔５１が形成されている。貫通孔５１の形状はモータ１３の端子（モータ端子）５２の配置形状に対応している。貫通孔５１からモータ１３の端子５２がインバータ部１４側にシールされて露出されている。即ち、モータ端子５２は気密端子となっている。より詳しくは、図１に示すようにモータ１３における径方向でのコイルエンド１３ｆとベアリングボックス１３ｂとの間のスペースにおいてモータ端子（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）５２が軸方向においてインバータ部１４に向かって延びている。即ち、ハウジング１５の外径側を経由してモータ１３とインバータ部１４を電気的につなぐのではなくハウジング１５の外周よりも内側でつないでいる。これにより、径方向に小型化が図られている。

図２に示すように貫通孔５１（３つのモータ端子５２）はインバータモジュール２５のケース２７の内周面の内周側に位置している。貫通孔５１は、同一の半径の円弧上に位置している。図２に示すようにインバータモジュール２５のケース２７の一面である外周面５３は円弧状をなしている。一方、ハウジング１５の軸方向に延びる外形（外周面）３７は円形をなしている。そして、ケース２７の外周面５３はモータ１３の軸方向に延びるハウジング１５の外形（外周面）３７の形状と対応している。

また、インバータモジュール２５のケース２７の他の一面である内周面５４は円弧状をなしている。
図１に示すように、インバータモジュール２５から延びる端子３９，４１，４２，４４は、制御基板２６を貫通して制御基板２６にはんだ付けされている。インバータモジュール２５から延びるバスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２９ａ，２９ｂによる端子、及び、モータ１３から延びる端子５２は、制御基板２６と電気的に接続されている。

このようにして、パワー素子としての半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６は、ハウジング１５の周方向に沿って配置されている。また、インバータモジュール２５は、扇形をなし、モータ部１２から延びるモータ端子５２が仕切壁１５ｂを貫通し、制御基板２６を介してインバータモジュール２５に接続されている。

次に、作用について説明する。
ハウジング１５の外周壁１５ａに形成された冷媒吸入孔１８と仕切壁１５ｂに形成された段差部８０における冷媒吸入孔１８に対向する対向部８１との間に設けられた第１の配置部８２に、インバータモジュール２５が配置される。このように冷媒吸入孔１８とインバータモジュール２５とが互いに近くに配置される。これにより、インバータモジュール２５の冷却効率が、より向上することになる。

図１において冷媒の流れを一点鎖線で示す。冷媒吸入孔１８から冷媒がハウジング１５の内部に導入される。そして、冷媒は、モータ１３におけるロータ１３ｄの外周面とステータ１３ｅの内周面との間の隙間、及び、第１ハウジング１６の内周面に設けた溝１６ａを通して軸方向に流れて圧縮部１１の吸入ポート１１ａに導かれる。

また、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、冷媒吸入孔１８から吸入された冷媒が径方向外側から径方向内側の軸線Ｏに向かって流れる際において、冷媒が段差部８０の対向部８１に向かって流れ、対向部８１により冷媒の流れが径方向から軸方向に変えられる。これにより、冷媒とインバータモジュール２５との間で熱交換が効率よく行われる。また、インバータモジュール２５よりも内周側において大電流が流れるモータ端子５２（図１，２参照）が位置し、モータ端子５２に冷媒流が通過してモータ端子５２を冷却することができる。さらに、仕切壁１５ｂを介して冷媒とコイル９０及びコンデンサ９１との間での熱交換も効率よく行われる。

図１に示す本実施形態においては、ハウジング１５の仕切壁１５ｂにおいてインバータ側からモータ側に向かって突出する段差部８０が形成されている。インバータモジュール２５は厚みが薄く、コイル９０及びコンデンサ９１は厚みが厚い。そして、よりモータ側に突出した部位である第２の配置部８３に厚いコイル９０及びコンデンサ９１を配置するとともに、よりインバータ側に位置する第１の配置部８２に薄いインバータモジュール２５を配置し、キャップ材２０で塞がれる。よって、本実施形態（図１）ではモータ全長Ｌｍｏを基準として長さΔＬ分だけモータ側に突出する段差部８０を形成することにより、段差部８０を形成しない場合に比べてΔＬ分だけ電動圧縮機１０の軸長を短くすることができる。

また、図２に示したように仕切壁１５ｂに形成した貫通孔５１から、インバータ部１４側に、シールされたモータ１３の端子５２が露出し、インバータモジュール２５のケース２７の外周面５３がハウジング１５の外周面の形状と対応し、また、ケース２７の内周面５４がモータ１３の端子５２の配置形状に対応している。このようにして、インバータモジュール２５は扇形にされ、円状のハウジング１５の形状と合わせることでデッドスペースの低減が図られ、省スペース化が可能となる。つまり、インバータモジュール２５が扇形にされ、円形の電動圧縮機の搭載密度をあげることができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電動圧縮機１０の構成として、内部に、冷媒を圧縮する圧縮部１１、及び、圧縮部１１を駆動するモータ部１２が収納され、軸方向一端側に仕切壁１５ｂを設けて閉塞させた筒型のハウジング１５を備える。さらに、ハウジング１５の外周壁１５ａに形成された冷媒吸入孔１８と、仕切壁１５ｂの外表面１９に配置され、アームを構成するパワー素子としての半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６が内蔵されたインバータモジュール２５を備える。仕切壁１５ｂにはハウジング１５の内方に窪む段差部８０が形成されている。段差部８０は、冷媒吸入孔１８と対向する対向部８１を有する。さらに、段差部８０は、軸方向における対向部８１の一端側に連続し、冷媒吸入孔１８と対向部８１との間に設けられ、外表面８２ａにインバータモジュール２５が配置される第１の配置部８２と、対向部８１の他端側に連続し、外表面８３ａに電子部品としてのコイル９０及びコンデンサ９１が配置される第２の配置部８３を有する。よって、ハウジング１５の外周壁１５ａに形成された冷媒吸入孔１８と仕切壁１５ｂに形成された段差部８０における冷媒吸入孔１８に対向する対向部８１との間に設けられた第１の配置部８２にインバータモジュール２５を配置できる。即ち、冷媒吸入孔１８とインバータモジュール２５とを互いに近くに配置できるため、インバータモジュール２５の冷却効率をより向上させることができる。また、冷媒吸入孔１８から吸入された冷媒が段差部８０の対向部８１に向かって流れるので、仕切壁に段差部が無く仕切壁の表面に沿って冷媒が流れる場合に比べ、冷媒で半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６が内蔵されたインバータモジュール２５を効率よく冷却することができる。このようにして、冷媒でパワー素子（半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６）が内蔵されたインバータモジュール２５をより効率よく冷却することができる。

（２）半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６は、ハウジング１５の周方向に沿って配置され、インバータモジュール２５は、扇形をなし、モータ部１２から延びるモータ端子５２が仕切壁１５ｂを貫通してインバータモジュール２５に接続されている。よって、モータ端子５２を冷却することが可能となる。

（３）第１の配置部８２における冷媒の接触面８２ｂにはピンフィン８５が設けられている。よって、ピンフィン８５により冷媒で半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６が内蔵されたインバータモジュール２５の冷却効率の向上を図ることができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・ピンフィン８５はなくてもよい。
・フィン（８５）の形状は問わない。例えば、コルゲートフィンや波フィンでもよい。

・仕切壁１５ｂにおける対向部８１とは反対側の面にインバータモジュール２５を熱的に接触させてもよい。
・モータ１３の端子５２は制御基板２６に接続されるとともにインバータモジュール２５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各端子（バスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃによる端子）が制御基板２６に接続されていた。これに代わり、モータ１３の端子５２とインバータモジュール２５のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各端子（バスバー２８ａ，２８ｂ，２８ｃによる端子）とを、抵抗溶接等により直接接合してもよい。

・インバータ回路の半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はＩＧＢＴに代わり、寄生ダイオードを有するパワーＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。この場合においては、インバータモジュールに内蔵されたパワー素子はパワーＭＯＳＦＥＴである。

・貫通孔５１はモータ１３の端子５２毎に形成してもよい。即ち、貫通孔５１は複数設けてもよい。

１０…電動圧縮機、１１…圧縮部、１２…モータ部、１５…ハウジング、１５ａ…外周壁、１５ｂ…仕切壁、１８…冷媒吸入孔、１９…外表面、２５…インバータモジュール、５２…モータ端子、８０…段差部、８１…対向部、８２…第１の配置部、８２ａ…外表面、８２ｂ…接触面、８３…第２の配置部、８３ａ…外表面、８５…ピンフィン、９０…コイル、９１…コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード、Ｑ１〜Ｑ６…半導体スイッチング素子。

Claims

内部に、冷媒を圧縮する圧縮部、及び、前記圧縮部を駆動するモータ部が収納され、軸方向一端側に仕切壁を設けて閉塞させた筒型のハウジングと、
前記ハウジングの外周壁に形成された冷媒吸入孔と、
前記仕切壁の外表面に配置され、アームを構成するパワー素子が内蔵されたインバータモジュールと、
を備える電動圧縮機において、
前記仕切壁には前記ハウジングの内方に窪む段差部が形成され、
前記段差部は、
前記冷媒吸入孔と対向する対向部と、
前記軸方向における前記対向部の一端側に連続し、前記冷媒吸入孔と前記対向部との間に設けられ、外表面に前記インバータモジュールが配置される第１の配置部と、
前記対向部の他端側に連続し、外表面に電子部品が配置される第２の配置部と、
を有することを特徴とする電動圧縮機。
前記パワー素子は、前記ハウジングの周方向に沿って配置され、
前記インバータモジュールは、扇形をなし、
前記モータ部から延びるモータ端子が前記仕切壁を貫通して前記インバータモジュールに接続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。
前記第１の配置部における前記冷媒の接触面にはピンフィンが設けら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。