JP2020045894A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に耐振性の向上を図る。【解決手段】基板２１の両面に、夫々、台座が付いた複数のコンデンサ２２を表面実装する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動圧縮機に関するものである。

特許文献１では、電動圧縮機のインバータ収容部内において、パワー基板を複数の固定座面にネジ止め固定することを提案している。

特開２００９−１１４９６１号公報

基板の耐振性を向上させるためには、厚銅基板を用い、曲げ剛性を確保することが考えられる。しかしながら、厚銅基板は高価であり、コストの増大を招く。
本発明の課題は、安価に耐振性の向上を図ることである。

本発明の一態様に係る電動圧縮機は、
圧縮機に内蔵された電動モータを駆動制御するために設けられた基板を備え、
基板の両面には、夫々、台座が付いた複数のコンデンサが表面実装されている。

本発明によれば、基板の両面に、複数のコンデンサを表面実装するためのランドが形成されるため、断面係数の増加によって曲げ剛性を確保できる。したがって、厚銅基板を用いる場合と比べて、安価に耐振性の向上を図ることができる。

圧縮機の外観図である。 基板を示す図である。 基板の収容状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《一実施形態》
《構成》
図１は、圧縮機の外観図である。
圧縮機１１（電動圧縮機）は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられる電動型のスクロール圧縮機である。すなわち、車両に搭載され、内蔵した電動モータによって駆動されるときに、冷媒を吸入し、圧縮してから排出する。
軸方向の前側には、インバータ収容部１２（筐体）が一体的に形成されており、フロントカバー１３によって封止されている。インバータ収容部１２の外壁には、低電圧回路のコネクタ１４と、高電圧回路のコネクタ１５と、が設けられている。

図２は、基板を示す図である。
インバータ収容部１２の内部には、電動モータを駆動制御するためのインバータが形成された基板２１が収容されている。基板２１の板厚は、例えば１.６〜１.８ｍｍ程度である。
図中の（ａ）は基板２１の一方の面を示し、（ｂ）は基板２１の側面を示し、（ｃ）は基板２１の他方の面を示す。基板２１の一方の面には、複数のコンデンサ２２が表面実装されている。ここでは７個を実装した例を示し、密集させて配置している。基板２１の他方の面には、複数のコンデンサ２２が表面実装されている。ここでは１１個を実装した例を示し、密集させて配置している。コンデンサ２２は、電源ラインに対して並列に接続された平滑・フィルタ回路を構成し、例えばアルミ固体電解コンデンサである。コンデンサ２２は、平面視で一方の面の実装領域と他方の面の実装領域とが重なるように配置されている。

図３は、基板の収容状態を示す断面図である。
基板２１は、インバータ収容部１２に収容され、ネジ止めによって固定されている。基板２１の両面には、コンデンサ２２を表面実装するためのランド２３が形成されている。ランド２３は、一つのコンデンサ２２に対して二つずつ設けられている。コンデンサ２２は台座２４付きであり、台座２４の裏面に形成された二つの端子が、対応するランド２３に半田付けされる。コンデンサ２２は、一方の面の実装領域と他方の面の実装領域とが重なるように配置されているため、一方の面のランド２３と他方の面のランド２３とが重なることになる。したがって、コンデンサ２２が実装された位置では、基板２１の厚さｔｂは、二枚のランド分だけ増加している。

インバータ収容部１２と圧縮機１１との間には隔壁１６があり、隔壁１６の圧縮機１１側は、冷媒が流入する区画となっている。基板２１のうち圧縮機１１に近い側の面に実装されたコンデンサ２２と隔壁１６（筐体）との間には、緩衝材３１（第一の緩衝材）が圧縮した状態で挟み込まれている。基板２１のうち圧縮機１１から遠い側の面に実装されたコンデンサ２２とフロントカバー１３（筐体）との間には、緩衝材３２（第二の緩衝材）が圧縮した状態で挟み込まれている。緩衝材３１、３２は、高い熱伝導率を有するゲルによって成形されている。緩衝材３１の厚さｔ１が、緩衝材３２の厚さｔ２よりも厚くなるように設定されている。緩衝材３１、３２は、放熱シートとしても機能する。コンデンサ２２には、押圧できる許容荷重があるため、緩衝材３１、３２の反力が、コンデンサ２２の許容荷重未満となるように設定されている。

《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
基板の耐振性を向上させるためには、厚銅基板を用い、曲げ剛性を確保することが考えられる。しかしながら、厚銅基板は高価であり、コストの増大を招く。
そこで、厚銅基板を用いる代わりに、基板２１の両面には、夫々、台座が付いた複数のコンデンサ２２を表面実装している。具体的には、平面視で一方の面の実装領域と他方の面の実装領域とが重なるようにコンデンサ２２を配置している。これにより、基板２１の両面には、複数のコンデンサ２２を表面実装するためのランド２３が形成されるため、断面係数の増加によって曲げ剛性を確保できる。したがって、厚銅基板を用いる場合と比べて、安価に耐振性の向上を図ることができる。

従来、コンデンサを収容すると共に、樹脂を注型したフィルタケースを基板に設け、耐振対策を施しているものがあった。
本実施形態では、基板２１のうち圧縮機１１に近い側の面に実装されたコンデンサ２２と隔壁１６との間に、緩衝材３１を挟み込んでいる。また、基板２１のうち圧縮機１１から遠い側の面に実装されたコンデンサ２２とフロントカバー１３との間に、緩衝材３２を挟み込んでいる。これら緩衝材３１、３２によって、コンデンサ２２の耐振性を確保することができる。また、緩衝材３１、３２を挟み込むだけの構成であるため、フィルタケースや、樹脂を注型する工程を省略できる。

また、緩衝材３１の厚さｔ１を緩衝材３２の厚さｔ２よりも厚くしている。そのため、主に緩衝材３１により、基板２１における面直角方向の寸法誤差や組付け誤差を吸収することができる。緩衝材３１は、隔壁１６を隔てて冷媒によって冷却されるが、緩衝材３２は、フロントカバー１３を隔てて外気温によって冷却される。緩衝材は薄い方が放熱性は高いが、隔壁１６はフロントカバー１３よりも冷却能力が高い分、緩衝材３１の厚さｔ１を厚くすることができる。したがって、基板２１のうち圧縮機１１に近い側の面に実装されたコンデンサ２２と、基板２１のうち圧縮機１１から遠い側の面に実装されたコンデンサ２２とは、放熱性能が同等である。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１…圧縮機、１２…インバータ収容部、１３…フロントカバー、１４…コネクタ、１５…コネクタ、１６…隔壁、２１…基板、２２…コンデンサ、２３…ランド、２４…台座、３１…緩衝材、３２…緩衝材

Claims (4)

1. 圧縮機に内蔵された電動モータを駆動制御するために設けられた基板を備え、
   前記基板の両面には、夫々、台座が付いた複数のコンデンサが表面実装されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記コンデンサは、平面視で一方の面の実装領域と他方の面の実装領域とが重なるように配置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. 前記圧縮機と一体的に形成されており、前記基板が収容され固定される筐体と、
   前記基板のうち前記圧縮機に近い側の面に実装された前記コンデンサと前記筐体との間に挟み込まれた第一の緩衝材と、
   前記基板のうち前記圧縮機から遠い側の面に実装された前記コンデンサと前記筐体との間に挟み込まれた第二の緩衝材と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
4. 前記第一の緩衝材は、前記第二の緩衝材よりも厚いことを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
   

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