JP2023121432A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】パワースイッチング素子の放熱（冷却）性を確保しつつ、従来に比べてパワースイッチング素子の組立作業性及び電気的絶縁性を向上させることのできる電動圧縮機を提供する。【解決手段】電動圧縮機において、電動モータ及び圧縮機構を収容するハウジングと、複数のパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含むインバータを収容するインバータ収容部とは仕切壁によって仕切られている。前記インバータ収容部は、複数のパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が設置される設置部を有している。複数のパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、それぞれの上面２０ａの少なくとも一部と下面２０ｂとが露出した状態で熱硬化性の絶縁樹脂ＩＲによって一体化されてスイッチング素子モジュール３０を構成し、当該スイッチング素子モジュール３０が前記設置部に設置されている。【選択図】図７

Description

本発明は、インバータを一体に有する電動圧縮機に関する。

車両用空調装置などで冷媒の圧縮に用いられる電動圧縮機の多くは、インバータを一体に有し、車載バッテリなどからの直流電力を交流電力に変換しながら圧縮機構を駆動する電動モータへの給電を制御している（電動モータを駆動している）。このような電動圧縮機の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された電動圧縮機は、ハウジング内に圧縮機構、電動モータ及びインバータを有すると共に、ハウジング内が仕切壁によって圧縮機構及び電動モータを収容する空間とインバータを収容する空間とに仕切られている。

ここで、インバータは、複数のパワースイッチング素子を含んでおり、これらパワースイッチング素子については発熱による温度上昇を抑制することが求められている。この点に関し、特許文献１には、複数のパワースイッチング素子（電力用半導体素子）を仕切壁のインバータ側表面に配設することで、仕切壁を介して吸入冷媒によって複数のパワースイッチング素子を冷却することが記載されている。

特開２０１０－２７５９５１号公報

しかし、上述のような構成では、複数のパワースイッチング素子を仕切壁のインバータ側表面に１つずつ配設しなければならず、組立作業性などの面で改善の余地があった。また、近年、パワースイッチング素子に印加される電圧が高電圧化しており、電気絶縁性の確保の面でも改善の余地があった。

そこで、本発明は、パワースイッチング素子の放熱（冷却）性を確保しつつ、従来に比べてパワースイッチング素子の組立作業性及び電気的絶縁性を向上させることのできる電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、電動圧縮機が提供される。この電動圧縮機は、電動モータと、電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記電動モータを駆動する複数のパワースイッチング素子を含むインバータと、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容するハウジングと、前記インバータを収容するインバータ収容部とを含み、前記ハウジング内と前記インバータ収容部内とが仕切壁によって仕切られている。この電動圧縮機において、前記インバータ収容部は、前記複数のパワースイッチング素子が設置される設置部であって、前記仕切壁の前記インバータ収容部側の面に設けられた設置部を有する。また、前記複数のパワースイッチング素子は、それぞれの上面の少なくとも一部と下面とが露出した状態で熱硬化性の絶縁樹脂によって一体化されてスイッチング素子モジュールを構成しており、当該スイッチング素子モジュールが前記設置部に設置されている。

本発明によれば、パワースイッチング素子の放熱（冷却）性を確保しつつ、従来に比べてパワースイッチング素子の組立作業性及び電気的絶縁性を向上させることのできる電動圧縮機を提供することができる。

実施形態に係る電動圧縮機の概略縦断面図である。 インバータ収容部のカバー部材が取り外された状態の実施形態に係る電動圧縮機をインバータ収容部側から見た図である。 実施形態に係る電動圧縮機のインバータの回路構成の一例を示す図である。 インバータ収容部の内部を示す図である パワースイッチング素子を示す図である。 パワースイッチング素子を示す図である。 スイッチング素子モジュールを示す図である。 インバータ収容部の設置部へのスイッチング素子モジュールの設置を説明するための図である。 インバータ収容部の設置部へのスイッチング素子モジュールの設置を説明するための図である。 スイッチング素子モジュールを設置する際に使用する絶縁スペーサを示す図である。 インバータ収容部の基板支持部への回路基板の取り付けを説明するための図である。 インバータ収容部の基板支持部への回路基板の取り付けを説明するための図である。 スイッチング素子モジュールの変形例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機１の概略縦断面図である。実施形態に係る電動圧縮機１は、インバータを一体に有する、いわゆるインバータ一体型電動圧縮機である。電動圧縮機１は、例えば、車両に搭載されて車両用空調装置の冷媒回路の一部を構成し、冷媒を圧縮して吐出するように構成され得る。

図１を参照すると、電動圧縮機１は、電動モータ２と、電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構３と、電動モータ２及び圧縮機構３を収容するハウジング４と、電動モータ２を駆動するインバータ５と、インバータ５を収容するインバータ収容部６とを含む。

電動モータ２は、例えば三相同期モータ（ブラシレスＤＣモータ）である。圧縮機構３は、例えばスクロール圧縮機構である。電動モータ２と圧縮機構３とは、ハウジング４内において、電動モータ２の出力軸２ａの軸方向に直列に配置されている。電動モータ２の出力軸２ａは、圧縮機構３（スクロール圧縮機構の場合には旋回スクロール）に連結されている。

インバータ５は、各種の電子部品（後述する）と、各種の電子部品が実装された回路基板７とを含む。換言すれば、本実施形態において、各種の電子部品が回路基板７に実装されてインバータ５を構成している。

インバータ収容部６は、ハウジング４と一体的に設けられている。インバータ収容部６は、前記軸方向におけるハウジング４の一端側に、具体的には、電動モータ２を挟んで圧縮機構３とは反対側に配置されている。本実施形態において、インバータ収容部６は、ハウジング４と一体に形成された収容部本体６１と、収容部本体６１に対して取り外し可能なカバー部材６２とを含む。

収容部本体６１は、底壁６１１と、底壁６１１の周縁から立ち上がると共に底壁６１１に対向する開口部を画定する周壁６１２と、を有する。カバー部材６２は、収容部本体６１に取り付けられて前記開口部を閉塞するように構成されている。収容部本体６１の底壁６１１（インバータ収容部６の底壁でもある）の一部は、ハウジング４内とインバータ収容部６内とを仕切る仕切壁８を構成している。なお、インバータ５から電動モータ２への給電線９は、気密及び液密な状態で仕切壁８を貫通して延びている。

図２は、インバータ収容部６のカバー部材６２が取り外された状態の電動圧縮機１をインバータ収容部６側から見た図である。図２に示されるように、インバータ５を構成する回路基板７は、インバータ収容部６（収容部本体６１）内に、複数の第１固定ボルト１１（固定部材）により取り付けられている。

図１に戻り、ハウジング４の仕切壁８側の部位には、外部からの冷媒をハウジング４内に流入させる冷媒流入口４ａが形成されている。ハウジング４内に流入した冷媒は、ハウジング４内（電動モータ２の隙間）を流れて圧縮機構３に至り、圧縮機構３は、電動モータ２によって駆動されて冷媒を圧縮して吐出する。

ハウジング４内に流入する冷媒は、例えば、前記車両用空気調和装置の冷媒回路における膨張弁及び蒸発器などを通過した冷媒であり、低温低圧の冷媒である。したがって、冷媒流入口４ａからハウジング４内に流入する冷媒により、仕切壁８及び電動モータ２が冷却され得る。ハウジング４内を流れた冷媒は、圧縮機構３によって圧縮されて高温高圧の冷媒となって圧縮機構３から吐出される。そして、圧縮機構３から吐出された（高温高圧）の冷媒は、ハウジング４に形成された冷媒流出口４ｂから流出する。

ここで、インバータ５について簡単に説明する。図３は、インバータ５の回路構成の一例を示す図である。本実施形態において、インバータ５は、外部電源（例えば、車載バッテリ）ＶＢからの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給するように構成されている。

図３に示されるように、インバータ５は、平滑コンデンサ５１と、スイッチング部５２と、制御回路５３と、ノイズフィルタ５４とを含む。そして、上述のように、これらが回路基板７に実装されてインバータ５を構成している。

平滑コンデンサ５１は、外部電源ＶＢの電源ラインと接地ラインとの間に接続され、外部電源ＶＢからの直流電圧を平滑化する。

スイッチング部５２は、６つのパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、６つのダイオードＤ１～Ｄ６とを含む。特に限定されないが、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であり得る。スイッチング部５２は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が制御（ＰＭＷ制御）されることにより、平滑コンデンサ５１によって平滑化された外部電源ＶＢからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ２に供給するように構成されている。

スイッチング部５２についてさらに説明すると、スイッチング部５２は、外部電源ＶＢの電源ラインと接地ラインとの間に互いに並列に設けられたＵ相アーム、Ｖ相アーム、及びＷ相アームを有する。

Ｕ相アームには、２つのパワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が直列に接続されており、各パワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ２にはダイオードＤ１、Ｄ２がそれぞれ逆並列に接続されている。Ｖ相アームには、２つのパワースイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列に接続されており、各パワースイッチング素子Ｑ３、Ｑ４にはダイオードＤ３、Ｄ４がそれぞれ逆並列に接続されている。Ｗ相アームには、２つのパワースイッチング素子Ｑ５、Ｑ６が直列に接続されており、各パワースイッチング素子Ｑ５、Ｑ６にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列に接続されている。

また、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相アームの中間点は、それぞれの一端においてスター結線された電動モータ２のＵ、Ｖ、Ｗ各相コイルの他端に接続されている。つまり、Ｕ相アームのパワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の中間点がＵ相コイルに接続され、Ｖ相アームのパワースイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の中間点がＶ相コイルに接続され、及び、Ｗ相アームのパワースイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の中間点がＷ相コイルに接続されている。

そして、各相アームの電源ライン側のパワースイッチング素子のＯＮ期間と接地ライン側のパワースイッチング素子のＯＮ期間との比率が制御されることにより、すなわち、複数のパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がＰＷＭ制御されることにより、スイッチング部５２は、平滑コンデンサ５１によって平滑化された外部電源ＶＢからの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給することができ、これによって、電動モータ２を駆動することができる。

制御回路５３は、外部（例えば、上述の車両用空調装置の制御装置）からの制御信号に基づいて、電動モータ２、ひいては圧縮機構３を駆動するため、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を制御（ＰＷＭ制御）する。

ノイズフィルタ５４は、図示省略のコンデンサやコイル（インダクタ）などを含む。特に限定されるものではないが、本実施形態において、ノイズフィルタ５４は、平滑コンデンサ５１とスイッチング部５２との間に設けられており、主にパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の動作に起因するリップルノイズやＥＭＩ／ＥＭＣノイズなどを抑制する。

次に、本実施形態におけるインバータ５の収容構造について説明する。上述のように、本実施形態において、インバータ５は、インバータ収容部６に収容される。

［インバータ収容部６］
図４は、インバータ収容部６の内部（インバータ５がない状態）を示す図である。上述のように、インバータ収容部６は、収容部本体６１と、カバー部材６２とを含む。また、本実施形態において、インバータ収容部６は、内部に、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が設置される設置部６３と、インバータ５を構成する回路基板７を支持する基板支持部６４とを有する。

設置部６３は、収容部本体６１の内底面、すなわち、仕切壁８のインバータ収容部６側の面に設けられている。設置部６３は、仕切壁８のインバータ収容部６側の面に設けられていればよく、仕切壁８のインバータ収容部６側の面に凸形成されてもよいし、仕切壁８のインバータ収容部６側の面に凹形成されてもよいし、仕切壁８のインバータ収容部６側の面上に別部材が配置されて形成されてもよい。

また、図４には１つしか示されていないが、設置部６３には、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれを固定するための固定部材としての第２固定ボルト１２（図５参照）が螺合される、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同数（つまり、６つ）のボルト穴６３１が形成され、各ボルト穴６３１の周囲には、ザグリ部６３２が形成されている。設置部６３は、ボルト穴６３１及びザグリ部６３２を除いてその大部分が平坦な面として形成されている。なお、ザグリ部６３２には、後述する絶縁スペーサ４１のフランジ部４１２が収容される。

基板支持部６４は、設置部６３よりも仕切壁８（のインバータ収容部６側の面）から離れた位置で回路基板７を支持するように構成されている。つまり、インバータ収容部６内において、回路基板７は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６よりもカバー部材６２に近い位置に配置される。換言すれば、カバー部材６２側を上側とし、仕切壁８側を下側としたとき、回路基板７は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の上方に配置される。本実施形態において、基板支持部６４は、それぞれが収容部本体６１の内底面、すなわち、仕切壁８のインバータ収容部６側の面から突出した複数の突出部６４１を含み、複数の突出部６４１のそれぞれの上面には、上述の第１固定ボルト１１（図２参照）が螺合されるボルト穴が形成されている。

［パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びスイッチング素子モジュール］
図５、図６は、パワースイッチング素子を示す図である。本実施形態において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれは、自身を固定するための第２固定ボルト１２が挿通される挿通孔（以下「第１挿通孔」という）２１を有する。第１挿通孔２１は、パワースイッチング素子の上面２０ａから下面２０ｂまでを貫通している。なお、第２固定ボルト１２は、通常、導電性を有している。

また、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれは、３つの端子２２を有する。本実施形態において、３つの端子２２は、パワースイッチング素子の１つの側面から側方に延びると共に途中で屈曲して先端が上方を向いている。

また、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれは、ダイパッド２３を有する。ダイパッド２３は、その一部（具体的には両側部の一部）がパワースイッチング素子の両側部に露出している。

さらに、図６に示されるように、本実施形態において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの下面２０ｂには、ダイパッド２３の一部（具体的には下面）が露出している。

なお、ダイパッド２３は、パワースイッチング素子で発生した熱を放熱させることが可能であり、例えば、熱伝導性及び導電性を有する金属で形成されている。

本実施形態において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、図７に示されるように、エポキシ樹脂などの熱硬化性の絶縁樹脂（以下単に「絶縁樹脂」という）ＩＲで固められて、すなわち、一体化されてスイッチング素子モジュール３０を構成している。したがって、本実施形態においては、スイッチング素子モジュール３０がインバータ収容部６の設置部６３に設置されることになる。

具体的には、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、それぞれの上面２０ａと下面２０ｂとが露出し且つ互いに離隔した状態で絶縁樹脂ＩＲによって一体化されて（絶縁樹脂ＩＲで固められて）スイッチング素子モジュール３０を構成している。換言すれば、スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれは、すべての側面の大部分と、３つの端子２２の基端側の部位とが絶縁樹脂ＩＲによって覆われている。

また、スイッチング素子モジュール３０において、露出しているパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの下面２０ｂとその周囲の絶縁樹脂ＩＲの下面とは面一である。つまり、スイッチング素子モジュール３０の下面は、全体として平坦になっている。

ここで、本実施形態では、スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、２列に並んで配置されている。すなわち、パワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ３及びＱ５がスイッチング素子モジュール３０の一方側に配置され、パワースイッチング素子Ｑ２、Ｑ４及びＱ６がスイッチング素子モジュール３０の他方側に配置されている。しかし、これに限られるものではなく、スイッチング素子モジュール３０におけるパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の配置は任意に設定可能である。

また、本実施形態では、スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれは、そのすべての側面の大部分が絶縁樹脂ＩＲによって覆われている。しかし、これに限られるものではない。少なくともパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの側部におけるダイパッド２３の露出部分及び端子２２の基端側の部位が絶縁樹脂ＩＲによって覆われていればよく、絶縁樹脂ＩＲによって覆われるパワースイッチング素子の側面の範囲は任意に設定可能である。

［スイッチング素子モジュール３０の設置］
図８、図９は、インバータ収容部６の設置部６３へのスイッチング素子モジュール３０の設置を説明するための図である。本実施形態において、スイッチング素子モジュール３０は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同数（すなわち、６つ）の絶縁スペーサ４１及び２つの絶縁シート４２を介してインバータ収容部６の設置部６３に載置され、及び、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同数の第２固定ボルト１２によって設置部６３に固定される。

絶縁スペーサ４１は、例えば、絶縁樹脂で形成され、図１０に示されるように、円筒部（絶縁筒部）４１１と、円筒部４１１の一端側に設けられたフランジ部（絶縁フランジ部）４１２とを有する。円筒部４１１は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の第１挿通孔２１に挿入可能であり、すなわち、第１挿通孔２１よりも小径であり、第１挿通孔２１と同等の長さ、好ましくは、第１挿通孔２１の長さよりも僅かに小さい長さを有する。円筒部４１１の内側には第２固定ボルト１２が挿通可能である。フランジ部４１２は、インバータ収容部６の設置部６３に形成されたザグリ部６３２に収納可能であり、すなわち、ザグリ部６３２よりも小径であり、ザグリ部６３２の深さと同等の厚み、好ましくは、ザグリ部６３２の深さよりも僅かに小さい厚みを有する。

絶縁シート４２は、放熱性及び絶縁性を有する材料で形成され、スイッチング素子モジュール３０におけるパワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ３及びＱ５（又は、Ｑ２、Ｑ４及びＱ６）の下面２０ｂをカバーできる大きさを有する。また、絶縁シート４２には、スイッチング素子モジュール３０におけるパワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ３及びＱ５（又は、Ｑ２、Ｑ４及びＱ６）の第１挿通孔２１に対応する位置に、絶縁スペーサ４１の円筒部４１１が挿通可能な貫通孔４２１が形成されている。

スイッチング素子モジュール３０の設置は、例えば次の手順で行われる。

まず、６つの絶縁スペーサ４１のフランジ部４１２がインバータ収容部６の設置部６３に形成された６つのザグリ部６３２内に配置される。したがって、各絶縁スペーサ４１の円筒部４１１（すなわち、絶縁筒部）が設置部６３（の表面）から突出する。

次に、２つの絶縁シート４２が設置部６３上に載置される。このとき、ザグリ部６３２に配置された絶縁スペーサ４１の円筒部４１１が、絶縁シート４２の貫通孔４２１に挿通される。

次に、スイッチング素子モジュール３０が２つの絶縁シート４２上に載置される。このとき、ザグリ部６３２に配置された絶縁スペーサ４１の円筒部４１１が、スイッチング素子モジュール３０のパワースイッチング素子の第１挿通孔２１に挿通される。

これにより、スイッチング素子モジュール３０は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同数の絶縁スペーサ４１及び２つの絶縁シート４２を介してインバータ収容部６の設置部６３に載置される。より具体的には、スイッチング素子モジュール３０は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの第１挿通孔２１に絶縁スペーサ４１の円筒部４１１（つまり、絶縁筒部）が挿入された状態で２つの絶縁シート４２を介して設置部６３に載置される。

なお、ここでは２つの絶縁シート４２が用いられているが、これらを一体化した１つの絶縁シートが用いられてもよい。

その後、スイッチング素子モジュール３０は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同数の第２固定ボルト１２によって設置部６３に固定される。具体的には、スイッチング素子モジュール３０は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの第１挿通孔２１に挿入された絶縁スペーサ４１の円筒部４１１（絶縁筒部）の内側に挿通された第２固定ボルト１２が、設置部６３に形成されたボルト穴６３１に螺合されることで、設置部６３に固定される（図９参照）。

［回路基板７の基板支持部６４への取り付け］
図１１、図１２は、インバータ収容部６の基板支持部６４への回路基板７の取り付けを説明するための図である。本実施形態において、回路基板７は、スイッチング素子モジュール３０が設置部６３に設置（固定）された後に、基板支持部６４に取り付けられる。

本実施形態において、回路基板７には、インバータ５を構成する電子部品のうち、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６以外の他の電子部品があらかじめ実装されている。具体的には、本実施形態では、回路基板７が基板支持部６４に取り付けられたときに仕切壁８を向く回路基板７の一方の面（以下「仕切壁側の面」という）とは反対側の他方の面に、前記他の電子部品として、平滑コンデンサ５１、ダイオードＤ１～Ｄ６、制御回路５３、及びノイズフィルタ５４があらかじめ実装されている。但し、図１１、図１２においては、ダイオードＤ１～Ｄ６が省略され、平滑コンデンサ５１及びノイズフィルタ５４は、フィルターケース５５に収容され且つ熱硬化性の絶縁樹脂によってモールド封止されてフィルターケース５５と一体化された状態で回路基板７に実装されている。

また、回路基板７には、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの端子２２が接続（挿通）される端子孔７１が形成されている。さらに、回路基板７には、それぞれに第１固定ボルト１１が挿通可能な複数の挿通孔（以下「第２挿通孔」という）７２が形成されている。複数の第２挿通孔７２は、基板支持部６４を構成する複数の突出部６４１に対応するように配置されている。

そして、回路基板７は、図１２に示されるように、前記他の電子部品が実装されている前記他方の面を上側にしてインバータ収容部６の基板支持部６４（すなわち、複数の突出部６４１の上面）に載置される。このとき、回路基板７の複数の第２挿通孔７２は、複数の突出部６４１の上面に形成されたボルト穴上に配置され、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの端子２２は、回路基板７の端子孔７１に挿通されて先端部が回路基板７の前記他方の面（前記仕切壁側の面とは反対側の面）から突出する。

その後、基板支持部６４（複数の突出部６４１の上面）に載置された回路基板７は、複数の第１固定ボルト１１によって基板支持部６４に固定される。具体的には、複数の第２挿通孔７２に挿通された複数の第１固定ボルト１１が、複数の突出部６４１の上面に形成されたボルト穴に螺合されることで、回路基板７が基板支持部６４に固定される。このとき、フィルターケース５５もいくつかの第１固定ボルト１１によって基板支持部６４に共締めされる（図２参照）。また、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの端子２２の先端部が回路基板７に半田付けされることでパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と回路基板７とが電気的に接続される。

なお、詳細な説明は省略するが、給電線９（又はその端子部）も回路基板７に形成された挿通孔に挿通されて先端部が回路基板７の前記他方の面から突出し、図示省略の接続部材などによって回路基板７に電気的に接続される。また、回路基板７は、基板支持部６４に載置される際に、コネクタ１３を介して外部電源ＶＢに電気的に接続される。

［カバー部材６２の取り付け］
回路基板７が基板支持部６４に取り付けられて上述の電気的な接続が行われた後、カバー部材６２が図示省略の締結ボルトなどを介して収容部本体６１に取り付けられる。これにより、インバータ５がインバータ収容部６に収容される。なお、インバータ収容部６内において、回路基板７の前記他方の面（前記仕切壁側の面とは反対側の面）は、カバー部材６２を向いており、「カバー部材側の面」ということもできる。つまり、本実施形態において、スイッチング素子モジュール３０（パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６）は、回路基板７の仕切壁側の面に設けられ、平滑コンデンサ５１やノイズフィルタ５４などは、回路基板７のカバー部材側の面に設けられている。

本実施形態に係る電動圧縮機１によれば、以下のような効果が得られる。

パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、それぞれの上面と下面とが露出した状態で絶縁樹脂ＩＲにより一体化されてスイッチング素子モジュール３０を構成しており、当該スイッチング素子モジュール３０がインバータ収容部６の設置部６３に設置されている。このため、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の設置を一度で行うことができ、従来に比べてパワースイッチング素子の組立作業性が向上する。また、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれが絶縁樹脂ＩＲによって囲まれているため、従来に比べてパワースイッチング素子の電気的絶縁性も向上する。さらに、設置部６３は、ハウジング４内とインバータ収容部６内とを仕切る仕切壁８のインバータ収容部６側の面に設けられ、仕切壁８は、ハウジング４内に流入する冷媒（低温低圧の冷媒）によって冷却される。このため、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の放熱（冷却）性も確保され得る。

インバータ収容部６は、設置部６３に加えて、インバータ５を構成する回路基板７を設置部６３よりも仕切壁８から離れた位置で支持するように構成された基板支持部６４を有している。つまり、インバータ収容部６のカバー部材６２側を上側、仕切壁８側を下側としたとき、回路基板７は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の上方で支持され得る。このため、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６で発生する熱の回路基板７への影響を低減しつつ、インバータ５の占有面積を小さくすることができる。したがって、インバータ収容部６、ひいては電動圧縮機１の大型化を抑制することができる。

スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの端子２２の基端部側の部位が絶縁樹脂ＩＲによって覆われている。このため、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの端子２２が補強されることとなり、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の耐震性が向上する。

スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの側部におけるダイパッド２３の露出部分が、絶縁樹脂ＩＲによって覆われている。このため、パワースイッチング素子に印加される電圧が高電圧化した場合であっても、（導電性を有する）固定部材を用いてパワースイッチング素子を設置部６３に安定して固定することできる。したがって、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の耐震性を向上させることができる。

スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの下面２０ｂと絶縁樹脂ＩＲの下面とが面一である。このため、スイッチング素子モジュール３０を設置部６３に安定して設置することができると共に、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の下面２０ｂに一部（下面）が露出するダイパッド２３を利用したパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の放熱（冷却）を効果的に行うことができる。

スイッチング素子モジュール３０は、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの第１挿通孔２１に絶縁スペーサ４１の円筒部４１１（絶縁筒部）が挿入された状態で絶縁シート４２を介して設置部６３に載置され、円筒部４１１（絶縁筒部）の内側に挿通された第２固定ボルト１２によって設置部６３に固定されている。ここで、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの下面２０ｂには、ダイパッド２３の一部（下面）が露出している。このため、パワースイッチング素子に印加される電圧が高電圧化した場合であっても、これに十分に対処することが可能であり、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の高い放熱（冷却）性、高い電気絶縁性、及び高い耐震性を得ることができる。

なお、上述の実施形態では、スイッチング素子モジュール３０において、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの上面２０ａ全体が露出している。しかし、これに限られるものではない。パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの上面２０ａは、少なくとも第１挿通孔２１及びその周囲が露出していればよく、上面２０ａのそれ以外の部分が絶縁樹脂ＩＲによって覆われてもよい。つまり、パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれの上面２０ａは、少なくとも一部が露出していればよい。

また、スイッチング素子モジュールは、上述した構成のものに限られない。例えば、図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように、６つのパワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を２つに分けて、パワースイッチング素子を３つずつ含む２つのスイッチング素子モジュール３０´を形成してもよい。この場合、それぞれのスイッチング素子モジュール３０´において、３つのパワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ３及びＱ５（又は、Ｑ２、Ｑ４及びＱ６）のそれぞれは、側面、端子２２の基端側の部位、及び、上面の少なくとも一部（第１挿通孔２１及びその周囲を除く任意の部位）が個別に絶縁樹脂ＩＲによって覆われる。

そして、隣り合うパワースイッチング素子、例えば、Ｑ１とＱ３やＱ４とＱ６が、絶縁樹脂ＩＲによって変形可能に形成された連結部３１によって連結されることでスイッチング素子モジュール３０´として一体化されている。連結部３１は、所定以上の力が加えられることで変形し、それによって、隣り合うスイッチング素子モジュールの間隔を拡縮するように構成されている。なお、連結部３１の形状や個数は任意に設定可能である。

このようにすると、スイッチング素子モジュール３０´を設置部６３に設置する際に、例えば、パワースイッチング素子の第１挿通孔２１と、設置部６３に形成されたボルト穴６３１との位置合わせを容易に行うことが可能になる。このため、例えばスイッチング素子モジュール３０´にバラツキがある場合であっても、容易且つ確実にスイッチング素子モジュール３０´を設置部６３に設置することができ、組立作業性がさらに向上する。

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらなる変形が可能であることはもちろんである。

１…電動圧縮機、２…電動モータ、３…圧縮機構、４…ハウジング、５…インバータ、６…インバータ収容部、７…回路基板、８…仕切壁、２１…第１挿通孔、２２…端子、２３…ダイパッド、３０，３０´…スイッチング素子モジュール、３１…連結部、４１…絶縁スペーサ、４１１…円筒部（絶縁筒部）、４２…絶縁シート、６１…収容部本体、６２…カバー部材、６３…設置部、６４…基板支持部、ＩＲ…絶縁樹脂、Ｑ１～Ｑ６…パワースイッチング素子

Claims (7)

1. 電動モータと、前記電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記電動モータを駆動する複数のパワースイッチング素子を含むインバータと、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容するハウジングと、前記インバータを収容するインバータ収容部とを含み、前記ハウジング内と前記インバータ収容部内とが仕切壁によって仕切られている電動圧縮機であって、
   前記インバータ収容部は、前記複数のパワースイッチング素子が設置される設置部であって、前記仕切壁の前記インバータ収容部側の面に設けられた設置部を有し、
   前記複数のパワースイッチング素子は、それぞれの上面の少なくとも一部と下面とが露出した状態で熱硬化性の絶縁樹脂によって一体化されてスイッチング素子モジュールを構成しており、当該スイッチング素子モジュールが前記設置部に設置されている、
   電動圧縮機。
2. 前記インバータ収容部は、前記インバータを構成する回路基板を支持する基板支持部をさらに有し、前記基板支持部は、前記設置部よりも前記仕切壁から離れた位置で前記回路基板を支持するように構成されている、請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれは、自身を前記設置部に固定するための固定部材が挿通可能な挿通孔であって、上面から下面まで貫通する挿通孔を有し、
   前記スイッチング素子モジュールにおいて、前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれの上面における前記挿通孔及びその周囲が露出していると共に、前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれの端子の基端側の部位が前記絶縁樹脂によって覆われている、
   請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
4. 前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれの側部には、ダイパッドの一部が露出しており、
   前記スイッチング素子モジュールにおいて、前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれの側部における前記ダイパッドの露出部分が前記絶縁樹脂によって覆われている、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
5. 前記スイッチング素子モジュールにおいて、前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれの下面と前記絶縁樹脂の下面とが面一である、請求項１～４のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
6. 前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれは、自身を前記設置部に固定するための導電性を有する固定部材が挿通される挿通孔であって、上面から下面まで貫通する挿通孔を有し、
   前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれの下面には、ダイパッドの一部が露出しており、
   前記スイッチング素子モジュールは、複数のパワースイッチング素子のそれぞれの挿通孔に絶縁筒部が挿入され且つ絶縁シートを介して前記設置部に載置され、前記絶縁筒部の内側に挿通された前記導電性を有する固定部材によって前記設置部に固定されている、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
7. 前記スイッチング素子モジュールにおいて、前記複数のパワースイッチング素子のそれぞれは、上面の一部、側面、及び端子の基端部側の部位が個別に前記絶縁樹脂によって覆われており、隣り合う二つのパワースイッチング素子が前記絶縁樹脂で変形可能に形成された連結部を介して連結されている、請求項１～６のいずれか一つに記載の電動圧縮機。