JP5517650B2 - インバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、ハウジング外周に設けられるインバータボックスの内部にインバータを設置して構成される、特に車両用空調装置に用いて好適なインバータ一体型電動圧縮機に関するものである。
近年、内燃機関で走行される自動車以外に、電気自動車やハイブリッド自動車、あるいは燃料電池自動車のように、電気の動力を利用して走行される車両の開発および市場への投入が急速に進んでいる。このような電気を動力とする自動車用の空調装置の多くは、冷媒を圧縮して送出する圧縮機についても、駆動源として電気を動力とする電動機を用いた電動圧縮機が用いられる。
また、内燃機関で走行される自動車の空調装置においても、走行用の内燃機関により電磁クラッチを介して駆動される圧縮機に替え、電磁クラッチの断続に伴うドライバビリティーの低下を改善するため、電動圧縮機が使用されるものがある。
こうした電動圧縮機としては、圧縮機構および電動機をハウジング内に一体的に内蔵した密閉型電動圧縮機が採用され、さらには、電源から入力される電力を、インバータを介して電動機に供給するようにし、空調負荷に応じて圧縮機の回転数を可変制御できるようにしたものが多く採用されている。
このようにインバータを介して駆動される電動圧縮機において、インバータを構成する制御回路基板等を、電動圧縮機のハウジング外周に一体成形されたインバータボックス内に収納設置してインバータを電動圧縮機と一体化し、さらに、上記制御回路基板等への供給電流のリップルを抑える平滑コンデンサや、スイッチング素子、リアクタ等の電気部品を上記インバータボックス内部に収容したものが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
特許文献1に記載されている一体型電動圧縮機は、同文献の図1、図3、図4に開示されているように、インバータボックス内において、インバータの制御回路基板に重ならない位置にコンデンサが縦置きに配置され、このコンデンサと制御回路基板との間がバスバーにより電気的に接続されていた。
また、特許文献2に記載されている一体型電動圧縮機は、同文献の図7、図8に開示されているように、ハウジングの外周に一体に形成されたインバータボックス内にインバータの制御回路基板が設置され、この制御回路基板の底面と、インバータボックスの底面をなすハウジングの外周との間にできるデッドスペースに電気部品が配設されている。
特開2008−252962号公報 特許第3818163号公報
しかしながら、特許文献1の一体型電動圧縮機では、コンデンサをインバータの制御回路基板に重ならない位置に配置するために、インバータボックスに余分な張り出し部分が必要となり、これが一体型電動圧縮機の大型化を招いていた。
しかも、コンデンサが、制御回路基板に配設されているスイッチング素子等から離間しており、その間を電気接続するバスバーが長くならざるを得ないため、バスバーの抵抗やインダクタンス成分により、コンデンサの効果が減少してしまい、その分コンデンサ容量を大きくしなければならず、ますます一体型電動圧縮機の大型化を助長させていた。
一方、特許文献2の一体型電動圧縮機では、モータの外径が小さい場合には、コンデンサのような比較的大型の電気部品を、制御回路基板の底面と、インバータボックスの底面をなすハウジングの外周との間にできるデッドスペースに収容できないことがあり、この場合には、特許文献1の場合と同様に、インバータボックスに余分な張り出し部分を設ける必要が生じていた。
さらに、外部からの電源ケーブルを最短距離でインバータに接続可能にするためには、電源ケーブルとの接続部の取り出し方向が一体型電動圧縮機の主軸方向に対し直角な方向のみに限定されてしまい、配線レイアウトの自由度が低かった。ケーブル接続部の取り出し方向を主軸方向に添わせるには、バスバーを用いて接続しなければならず、コンデンサの効果を減少させてしまう。
その上、特許文献1,2、どちらの場合も、コンデンサ等の発熱性のある電気部品(発熱素子)を積極的に放熱冷却させることができず、過熱による性能低下を防ぐにはインバータボックスの内部容積とコンデンサ容量を増すしかなく、この点でもコンパクト化の妨げとなっていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、インバータボックス内部のデッドスペースを有効に活用してコンパクト化を図るとともに、インバータの制御回路基板に配設される発熱性のある電気部品の冷却性を向上させ、しかも配線レイアウトの自由度を高めることができ、併せて電気部品の防振性を向上させることのできるインバータ一体型電動圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機は、ハウジングの外周に設けられたインバータボックスと、制御回路基板を有して前記インバータボックス内に収納設置されるインバータと、前記制御回路基板の一面に搭載されて前記インバータを構成する電気部品とを備えたインバータ一体型電動圧縮機において、前記インバータボックスの内部に、前記ハウジングの外壁を構成し、且つ前記インバータの制御回路基板に対して平行な放熱用平面部を形成し、該放熱用平面部と前記制御回路基板との間のスペースに前記電気部品を配設し、高さの異なる複数の前記電気部品を、その各々の背面が前記放熱用平面部に直接、又は熱伝導部材を介して当接するように、異なる高さで前記制御回路基板に搭載し、複数の前記電気部品のうち、高さの高い方の電気部品に、高さの低い方の電気部品の側に延びて該電気部品に重なり、該電気部品を前記放熱用平面部側に押圧する延長部を一体的に形成したことを特徴とする。
本発明によれば、インバータを構成するために制御回路基板の一面に配設されている電気部品が、上記制御回路基板と、上記制御回路基板に平行するようにハウジングの外殻に形成された放熱用平面部との間のスペースに配設されるため、インバータボックス内部のデッドスペースが有効に活用されてインバータ一体型電動圧縮機がコンパクト化される。
しかも、電気部品が放熱用平面部に近接して設けられるため、電気部品の熱が均一かつ効果的に放熱用平面部側に放熱されて冷却性が向上する。さらに、外部からの電源ケーブルが接続される電気部品を、制御回路基板の自由な位置に配置できるため、配線レイアウトの自由度が高まる。
また、本発明によれば、高さの低い方の電気部品が、高さの高い方の電気部品によって放熱用平面部側に押圧され、高さの低い方の電気部品の発する熱が効率良く放熱用平面部側に放熱される。
本発明によれば、電気部品の発する熱が放熱用平面部にダイレクトに放散されるため、電気部品を効率良く冷却することができる。しかも、電気部品と放熱用平面部との間に隙間が無くなるため、インバータボックスの高さ寸法を小さくでき、加えて電気部品の冷却効率が良いために、インバータボックスの内部容積とコンデンサ容量を減少可能になり、ひいてはインバータ一体型電動圧縮機全体のコンパクト化に多大な貢献を果たす。
さらに、上記発明において、高さの高い方の前記電気部品は、その基板側の面が前記制御回路基板に当接するように設置されていることが望ましい。
本発明によれば、電気部品と制御回路基板との間に隙間が無くなるため、インバータボックスの高さ寸法を小さくでき、加えて電気部品の冷却効率が良いために、インバータボックスの内部容積とコンデンサ容量を減少可能になり、ひいてはインバータ一体型電動圧縮機全体のコンパクト化に多大な貢献を果たす。
また、上記発明において、高さの高い方の前記電気部品および高さの低い方の前記電気部品を覆うカバー部材を設け、該カバー部材を前記放熱用平面部側に締結固定することにより、前記電気部品を前記放熱用平面部側に当接させるのも好適である。
本発明によれば、各電気部品がカバー部材によって覆われるとともに、放熱用平面部側に押し付けられるため、各電気部品の冷却性が向上すると同時に、各電気部品が車体振動等に共振することが抑制され、各電気部品の防振性が向上する。
さらに、上記発明において、高さの高い方の前記電気部品がコンデンサである場合には、該コンデンサを積層フィルム型コンデンサとすることが望ましい。
本発明によれば、一般的な巻回型フィルムコンデンサよりも薄く製造することができる積層フィルム型コンデンサによって、コンデンサの高さ寸法を小さくすることができるため、コンデンサが収容されるインバータの制御回路基板と放熱用平面部との間のスペースの高さを小さくすることができ、インバータ一体型電動圧縮機のコンパクト化に貢献することができる。
このように、本発明のインバータ一体型電動圧縮機によれば、インバータボックス内部のデッドスペースを有効に活用してコンパクト化を図るとともに、インバータの制御回路基板に配設される発熱性のある電気部品の冷却性を向上させ、且つ配線レイアウトの自由度を高め、併せて電気部品の防振性を向上させることができる。
本発明の第1参考実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の概略構成を説明する縦断面図である。 図1のII-II線に沿う縦断面図である。 インバータを構成する制御回路基板と熱伝導部材の斜視図である。 御回路基板付近の縦断面図である。 積層フィルム型コンデンサと巻回型フィルムコンデンサの縦断面図である。 制御回路基板における電気部品の配置例を(a)〜(d)の4通りで示す平面図である。 本発明の第2参考実施形態を示す制御回路基板付近の縦断面図である。 図7のVIII矢視による平滑コンデンサの平面図である。 本発明の第3参考実施形態を示す制御回路基板付近の縦断面図である。 本発明の実施形態を示す制御回路基板付近の縦断面図である。 図10のXI矢視による制御回路基板の平面図である。 本発明の第4参考実施形態を示す制御回路基板付近の縦断面図である。 本発明の第5参考実施形態を示す制御回路基板付近の縦断面図である。 本発明の第6参考実施形態を示す制御回路基板付近の縦断面図である。 図14のXV矢視による制御回路基板の平面図である。 図14に示すカバー部材と電気部品の分解図である。
以下に、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第1参考実施形態〕
以下、本発明の第1参考実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。図1は、本参考実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の構成の概略を説明する縦断面図である。このインバータ一体型電動圧縮機1は、車両用空気調和機に用いられる圧縮機であって、インバータにより駆動回転数が制御されるものである。
インバータ一体型電動圧縮機1は、その外殻をなすアルミニウム合金製のハウジング2を有し、このハウジング2は、圧縮機側ハウジング3と電動機側ハウジング4とを、その間に軸受ハウジング5を挟んでボルト6により締め付け固定して構成されている。
圧縮機側ハウジング3内には、公知のスクロール圧縮機構8が組み込まれる。また、電動機側ハウジング4内には、電動機10を構成するステータ11およびロータ12が組み込まれる。このスクロール圧縮機構8と電動機10は、主軸14を介して連結され、電動機10を回転させることにより、スクロール圧縮機構8が駆動されるよう構成されている。主軸14は、軸受ハウジング5に保持されたメインベアリング15と、電動機側ハウジング4の端部に保持されたサブベアリング16とによって回転自在に軸支されている。
また、電動機側ハウジング4の端部には、図示しない冷媒吸入口が設けられており、該冷媒吸入口には冷凍サイクルの吸入配管が接続され、低圧の冷媒ガスが電動機側ハウジング4内に吸入されるようになっている。この冷媒ガスは、電動機側ハウジング4内を流通して電動機10を冷却した後にスクロール圧縮機構8に吸い込まれ、そこで圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなり、圧縮機側ハウジング3の端部に設けられている図示しない吐出口から冷凍サイクルの吐出配管へと吐出されるよう構成される。
電動機10は、インバータ21を介して駆動され、空調負荷に応じて回転数が可変制御されるものである。インバータ21は、ハウジング2の外周に一体に形成された平面視で矩形のインバータボックス23の内部に、例えば複数の制御回路基板、即ち上部基板25Aと下部基板25Bとが上下に重なるように収納設置されて構成されており、インバータ一体型電動圧縮機1と一体化されている。このインバータ21は、図示省略のインバータ出力端子、リード線、モータ端子等を介して電動機10に電気的に接続される。
図1および図2に示すように、インバータボックス23は、例えば電動機側ハウジング4の上部に周壁27が一体に形成されて、その上部開口部が蓋部材28により液密的に閉塞される構造である。インバータボックス23の深さは、内部にインバータ21を構成する上部基板25Aと下部基板25Bとを上下に所定間隔を保って収納設置できる深さとされている。インバータボックス23の底面29は電動機側ハウジング4の外壁を構成しており、ここには上部基板25Aと下部基板25Bと蓋部材28とに対して平行な、放熱用平面部31が形成されている。
上部基板25Aは、例えばインバータボックス23の四隅に形成された基板締結ボス34にビス35で締結固定されている。また、下部基板25Bは、後述する各種の固定構造によってインバータボックス23内に固定され、この下部基板25Bと放熱用平面部31との間にスペースSが形成されている。なお、ここでは、例えば上部基板25Aが、CPU等の低電圧で動作する素子を備えたCPU基板とされ、下部基板25Bが、平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の発熱素子を備えたパワー基板とされている。また、本参考実施形態においては、インバータ21の構成機器として、上部基板25Aおよび下部基板25Bのみが示され、他の機器は図示省略されているものとする。
インバータボックス23の底面29の一部または全部には、例えば、アルミニウム合金製等の良熱伝導性材料から形成されたプレート状の熱伝導部材41が、接着やビス止め等の固定手段によって敷設され、これがアルミニウム合金製の電動機側ハウジング4に当接している。図3に示すように、平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等が搭載された下部基板25Bを、熱伝導部材41に固定して一体的なユニットとしてもよい。熱伝導部材41には、放熱用平面部31にボルトで締結固定するための固定片42が形成されている。
なお、図1では、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38とが、インバータ一体型電動圧縮機1の主軸14の軸方向に沿って並ぶように配設された例が示されており、図2では、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38とが、インバータ一体型電動圧縮機1の径方向に沿って並ぶように配設された例が示されている。これらの配設レイアウトに制約はない。
平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の電気部品は、下部基板25Bの下面側に搭載され、図4に拡大して示すように、その各々のリード端子(ピン端子)37a,38aが下部基板25Bに接続されている。つまり、これらの電気部品37,38は、下部基板25Bと放熱用平面部31(熱伝導部材41)との間に形成されたスペースS内に配設されている。そして、これらの電気部品37,38は、その背面が熱伝導部材41を介して放熱用平面部31に当接するように設置されている。各電気部品37,38が熱伝導部材41を介さずに直接放熱用平面部31に当接するようにしてもよい。
平滑コンデンサ37に比べてパワーモジュール38は高さが低い(薄い)電気部品であるが、その分、リード端子38aの長さをリード端子37aの長さよりも伸ばして、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38を異なる高さで下部基板25Bに搭載している。これにより、高さの異なる2つの電気部品37,38の各々の背面の高さを一致させ、両部品37,38を同じように熱伝導部材41(又は放熱用平面部31)に当接させている。
ところで、平滑コンデンサ37としては、積層フィルム型コンデンサを用いるのが望ましい。図5に示すように、積層フィルム型コンデンサAの高さH1は、一般的な巻回型フィルムコンデンサBの高さH2よりも格段に薄く製造することができるため、同じ電気容量であるならば平滑コンデンサ37の高さ寸法を小さくすることができ、平滑コンデンサ37が収容される下部基板25Bと放熱用平面部31との間のスペースSの高さを小さくすることができる。
図6(a)〜(d)に示すように、下部基板25Bにおける平滑コンデンサ37とパワーモジュール38の配置位置は、比較的自由に設定することができる。図6(a)や(b)の場合は、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38とがインバータ一体型電動圧縮機1の主軸方向に沿って前後に配置されており、平滑コンデンサ37に接続される電源ケーブル45は、インバータボックス23の前面または後面から取り出されている。
図6(c)や(d)の場合は、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38とがインバータ一体型電動圧縮機1の左右方向に並設されており、電源ケーブル45はインバータボックス23の左側面または右側面から取り出されている。
以上のように構成されたインバータ一体型電動圧縮機1において、冷凍サイクル中を循環した後の低圧冷媒ガスは、図示しない冷媒吸入口から電動機側ハウジング4内に吸入され、電動機側ハウジング4内を流通してスクロール圧縮機構8に吸い込まれる。スクロール圧縮機構8で圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、圧縮機側ハウジング3の端部に設けられている図示しない吐出口から吐出配管を経て冷凍サイクルへと循環される。
この間、電動機側ハウジング4内を流通する低温な低圧冷媒ガスは、インバータボックス23内で、インバータ21の発熱素子である平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等から発せられる作動熱に対し、電動機側ハウジング4のハウジング外壁でもある放熱用平面部31と、熱伝導性の高い熱伝導部材41とを介して吸熱作用を行う。これによってインバータボックス23内に設置されているインバータ21を構成する上部基板25Aおよび下部基板25Bを強制的に冷却することができる。
特に、パワー基板である下部基板25Bに搭載される発熱素子である平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の電気部品は、その背面が熱伝導部材41に当接するように設置されているため、これらの発熱素子37,38の作動熱が、熱伝導部材41を介して放熱用平面部31および電動機側ハウジング4側にダイレクトに放熱される。従って、特に発熱量の大きいパワー基板である下部基板25Bを効率良く冷却することができる。
なお、例えばインバータボックス23の内部に導熱性のあるゲル状樹脂材が充填される場合には、平滑コンデンサ37およびパワーモジュール38の背面と放熱用平面部31との間に間隙があっても、この間隙にゲル状樹脂材が充填されるため、同様な放熱・冷却作用が奏される。
しかも、本発明によれば、インバータ21を構成するために下部基板25Bの下面に配設されている平滑コンデンサ37とパワーモジュール38が、下部基板25Bと、下部基板25Bに平行するようにハウジング2の外殻に形成された放熱用平面部31との間のスペースSに配設されるため、インバータボックス23内部のデッドスペースが有効に活用され、インバータ一体型電動圧縮機1をコンパクト化することができる。
特に、平滑コンデンサ37およびパワーモジュール38の背面と、放熱用平面部31との間に隙間がないため、平滑コンデンサ37を積層フィルム型コンデンサとしたことと相俟って、下部基板25Bを放熱用平面部31側に近づけることができ、これによりインバータボックス23の高さ寸法を極力小さくすることができ、加えて、各電気部品37,38の冷却効率が極めて良いために、インバータボックス23の内部容積と平滑コンデンサ37のコンデンサ容量を減少可能になり、ひいてはインバータ一体型電動圧縮機1全体の飛躍的なコンパクト化に多大な貢献を果たすことができる。
その上、高さの異なる複数の電気部品、即ち平滑コンデンサ37とパワーモジュール38を、その各々の背面が放熱用平面部31に直接、又は熱伝導部材41を介して当接するように、異なる高さで下部基板25Bに搭載したことにより、各電気部品を均一的に熱伝導部材41、または放熱用平面部31に密着させて、各電気部品を効果的に放熱させることができる。
そして、外部からの電源ケーブル45が接続される平滑コンデンサ37を、下部基板25Bの自由な位置に配置できるため、配線レイアウトの自由度を格段に高めることができる。これによれば、バスバーを用いることなく、インバータ一体型電動圧縮機1に電源ケーブル45を最短距離で接続することができ、平滑コンデンサ37の効果を最大限に発揮させることができる。
〔第2参考実施形態〕
次に、本発明の第2参考実施形態について、図7および図8を参照して説明する。
図7において、図4に示す第1参考実施形態の構成と同一な部分には同一符号を付して説明は省略する。
この第2参考実施形態においても、放熱用平面部31の上には熱伝導部材41が図示しない固定部材や接着等によって敷設されている。そして、熱伝導部材41の四隅に配置された複数の支持柱部材51の上に下部基板25Bが載置されてビス52で締結固定されている。
下部基板25Bの下面に搭載されて、下部基板25Bと放熱用平面部31(熱伝導部材41)との間に形成されたスペースS内に置かれた平滑コンデンサ37とパワーモジュール38は、その背面の高さが揃うように、異なる高さで下部基板25Bに接続されており、これらの電気部品37,38の背面が熱伝導部材41の上に密着している。さらに、図8にも示すように、平滑コンデンサ37の側辺部には一対の締結片53が一体に設けられ、これらの締結片53がビス54で熱伝導部材41に締結されている。また、パワーモジュール38も同様にビス55で熱伝導部材41に締結固定されている。
このように、下部基板25Bや、下部基板25Bの下面に搭載されている平滑コンデンサ37、パワーモジュール38等の電気部品を熱伝導部材41に締結固定することにより、各電機部品37,38の作動熱を効率良く熱伝導部材41と放熱用平面部31の方に放熱させることができる。また、下部基板25Bが、インバータボックス23の内部で、振動や横重力等によって水平方向に相対移動することを確実に防止することができる。
〔第3参考実施形態〕
次に、本発明の第3参考実施形態について、図9を参照して説明する。
図9において、図4に示す第1参考実施形態の構成と同一な部分には同一符号を付して説明は省略する。
この第3参考実施形態において、放熱用平面部31の上には熱伝導部材が敷設されていないが、敷設してもよい。下部基板25Bの下面に搭載されている平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の電気部品は、その各々の背面が放熱用平面部31の上面に密着するように、それぞれ締結片53およびビス54,55によって放熱用平面部31に締結固定され、放熱性の向上が図られている。
また、厚みの大きい方の電気部品である平滑コンデンサ37は、その下部基板25B側の面が、下部基板25の下面に当接するように設置されている。即ち、平滑コンデンサ37のリード端子37aの長さは、平滑コンデンサ37が下部基板25の下面に当接する長さまで切り詰められている。
このように厚みの大きい電気部品である平滑コンデンサ37を、その腹面と背面とが、それぞれ下部基板25の下面と放熱用平面部31の上面とに当接するように設置したことにより、熱伝導部材を省略したことと相俟って、下部基板25Bを放熱用平面部31側に最大限に近づけることができ、インバータボックス23の高さ寸法を縮めてインバータ一体型電動圧縮機1のコンパクト化を助長することができる。
〔実施形態〕
次に、本発明の実施形態について、図10および図11を参照して説明する。
ここでは、下部基板25Bの下面に搭載されている平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の複数の電気部品のうち、高さの高い方の電気部品、即ち平滑コンデンサ37には、高さの低い方の電気部品、即ちパワーモジュール38の側に延びて、パワーモジュール38の上に重なる延長部62が一体的に形成されている。具体的には、パワーモジュール38の外殻を構成している樹脂製のカバー部材61に延長部62が一体成形されており、この延長部62がパワーモジュール38上に重なって、パワーモジュール38を放熱用平面部31側に押圧するようになっている。なお、平滑コンデンサ37自身の背面も放熱用平面部31の上面に当接している。
カバー部材61は、平面視(図11参照)で、下部基板25とほぼ同じ形状の矩形形状であり、下部基板25の四隅がビス63でカバー部材61に締結固定されている。これにより、カバー部材61を介して下部基板25Bと平滑コンデンサ37とパワーモジュール38とが半一体化されている。平滑コンデンサ37およびパワーモジュール38の作動熱は放熱用平面部31に直接放熱される。
この構成によれば、高さの低いパワーモジュール38が、高さの高い平滑コンデンサ37の延長部62によって放熱用平面部31側に押圧されるため、特に発熱量の大きいパワーモジュール38の熱を効率良く放熱用平面部31側に放熱することができ、冷却性を大きく向上させることができる。しかも、パワーモジュール38を延長部62で押さえ込むことによって、パワーモジュール38の振動(共振)を防止することができ、防振性を向上させてパワーモジュール38の誤動作を防止するとともに、寿命を延ばすことができる。
〔第4参考実施形態〕
次に、本発明の第4参考実施形態について、図12を参照して説明する。
ここでは、図9に示す第3参考実施形態の場合と同様に、下部基板25Bの下面に搭載された平滑コンデンサ37は、その背面が放熱用平面部31の上面に密着するように締結片53およびビス54によって放熱用平面部31に締結固定されている。また、同じく下部基板25Bの下面に搭載されたパワーモジュール38は、その背面が放熱用平面部31の上面に敷設された小さい熱伝導部材41の上面に密着するように設けられ、ビス55によって熱伝導部材41に締結固定されている。
一方、下部基板25B自体は、図7に示す第2参考実施形態の場合と同様に、その中間部および平滑コンデンサ37とは反対側の縁部とが、熱伝導部材41の四隅に配置された複数の支持柱部材51の上に載置されてビス52で締結固定されている。平滑コンデンサ37の熱は放熱用平面部31に直接放熱され、パワーモジュール38の熱は熱伝導部材41を経て放熱用平面部31に放熱される。
このように、熱伝導部材41は、必ずしも下部基板25Bに搭載された全ての電気部品の下に重ねなくてもよく、一部の電気部品にのみ重なるように設けてもよい。また、下部基板25Bを支持する支持柱部材51も、必ずしも下部基板25Bの外周部に設けなくてもよい。これにより、下部基板25B周りのレイアウト性を向上させることができる。
〔第5参考実施形態〕
次に、本発明の第5参考実施形態について、図13を参照して説明する。
ここでも、下部基板25Bの下面に平滑コンデンサ37とパワーモジュール38が搭載されており、下部基板25Bの下面からの突出量は、平滑コンデンサ37の方がパワーモジュール38よりも大きくなっている。放熱用平面部31の上面には角形の収容凹部71が刻設されており、この収容凹部71に平滑コンデンサ37の下半分が密に収まるようになっている。また、パワーモジュール38の背面は放熱用平面部31の上面に当接している。平滑コンデンサ37とパワーモジュール38は、その各々の背面が放熱用平面部31に密着するように、それぞれ締結片53およびビス54,55によって締結固定されている。
このように、放熱用平面部31の上面に形成した収容凹部71に平滑コンデンサ37の下半分を収容する構造としたことにより、下部基板25Bの下面から平滑コンデンサ37が大きく突出しているにも拘わらず、下部基板25Bと放熱用平面部31との間の間隔を狭めることができ、インバータボックス23の高さ寸法を縮めてインバータ一体型電動圧縮機1のコンパクト化を増進することができる。また、単に放熱用平面部31の平坦な上面に平滑コンデンサ37を当接させた場合に比べて、平滑コンデンサ37を広い面積で放熱用平面部31に接触させることができるため、平滑コンデンサ37の作動熱を良好に放熱用平面部31側に放熱させることができる。
〔第6参考実施形態〕
次に、本発明の第6参考実施形態について、図14〜図16を参照して説明する。
ここでは、例えば樹脂材料により形成された矩形のカバー部材81の内部に、下部基板25Bが一体的にモールドされている。つまり、カバー部材81がそのまま下部基板25Bとして機能している。図16に明確に示すように、カバー部材81の下面には大小2つの凹部82,83が凹設されており、大きい方の凹部82に平滑コンデンサ37が嵌め込まれ、小さい方の凹部83にパワーモジュール38が嵌め込まれる。平滑コンデンサ37とパワーモジュール38の背面は、カバー部材81の下面に対して面一となり、この面が全面的に放熱用平面部31に当接する。
カバー部材81の凹部82,83には、その隅角部付近に図示しない複数のリード端子挿入孔が形成されており、これらのリード端子挿入孔に、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38のリード端子37a,38aが挿入される。また、カバー部材81の内部には複数のバスバー84,85が立体交差するようにして一体にモールドされており、これらのバスバー84,85にリード端子37a,38aが接触して下部基板25Bに通電されるようになっている。なお、下部基板25Bを構成するバスバー84,85等の部材は、全て側面視(図14参照)で平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の電気部品よりも上方に配置されている。
カバー部材81の四隅はビス86により放熱用平面部31の上面に締結固定され、これにより平滑コンデンサ37やパワーモジュール38等の電気部品が放熱用平面部31側に押圧されて、これらの電気部品の作動熱が放熱用平面部31側に放熱される。
この構成によれば、平滑コンデンサ37とパワーモジュール38とがカバー部材81によって覆われるとともに、放熱用平面部31側に押し付けられるため、各電気部品37,38の冷却性が向上すると同時に、各電気部品37,38が車体振動等に共振することが抑制されるため、防振性を向上させることができる。さらに、カバー部材81で覆うことによって、各電気部品37,38の防水性や防塵性をも向上させることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態の態様のみに限定されないことは言うまでもない。例えば、前記各実施形態の構成を適宜組み合わせる等、特許請求の範囲を逸脱しない程度の変更を加えることも考えられる。
1 インバータ一体型電動圧縮機
2 ハウジング
8 スクロール型圧縮機
10 電動機
21 インバータ
23 インバータボックス
25B部基板(制御回路基板)
31 放熱用平面部
37滑コンデンサ(電気部品)
38ワーモジュール(電気部品)
41 熱伝導部材
45 電源ケーブル
62 延長部
81 カバー部材
S スペース

Claims (4)

  1. ハウジングの外周に設けられたインバータボックスと、制御回路基板を有して前記インバータボックス内に収納設置されるインバータと、前記制御回路基板の一面に搭載されて前記インバータを構成する電気部品とを備えたインバータ一体型電動圧縮機において、
    前記インバータボックスの内部に、前記ハウジングの外壁を構成し、且つ前記インバータの制御回路基板に対して平行な放熱用平面部を形成し、該放熱用平面部と前記制御回路基板との間のスペースに前記電気部品を配設し、
    高さの異なる複数の前記電気部品を、その各々の背面が前記放熱用平面部に直接、又は熱伝導部材を介して当接するように、異なる高さで前記制御回路基板に搭載し、
    複数の前記電気部品のうち、高さの高い方の電気部品に、高さの低い方の電気部品の側に延びて該電気部品に重なり、該電気部品を前記放熱用平面部側に押圧する延長部を一体的に形成したことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
  2. 高さの高い方の前記電気部品は、その基板側の面が前記制御回路基板に当接するように設置されていることを特徴とする請求項1に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  3. 高さの高い方の前記電気部品および高さの低い方の前記電気部品を覆うカバー部材を設け、該カバー部材を前記放熱用平面部側に締結固定することにより、前記電気部品を前記放熱用平面部側に当接させることを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  4. 高さの高い方の前記電気部品はコンデンサであり、該コンデンサは積層フィルム型コンデンサであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5626200B2 (ja) * 2011-01-06 2014-11-19 株式会社豊田自動織機 電気部品の固定構造
JP5353992B2 (ja) * 2011-10-31 2013-11-27 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ
US8811015B2 (en) * 2012-02-16 2014-08-19 Mission Motor Company Motor control device
JP5523491B2 (ja) * 2012-02-24 2014-06-18 三菱電機株式会社 機電一体型駆動装置
EP2672618A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-11 ABB Oy Modular motor inverter arrangement with cooling sections forming inner duct ring capacitor on the outside
JP5924174B2 (ja) * 2012-07-20 2016-05-25 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP5861614B2 (ja) * 2012-11-12 2016-02-16 株式会社デンソー 高電圧電気装置及び電動圧縮機
JP2014107957A (ja) 2012-11-28 2014-06-09 Hitachi Automotive Systems Ltd インバータ装置およびモータ一体型インバータ装置
JP5946962B2 (ja) * 2013-05-21 2016-07-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5861673B2 (ja) 2013-06-25 2016-02-16 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP2015007391A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP5949681B2 (ja) * 2013-06-25 2016-07-13 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP5861674B2 (ja) * 2013-06-25 2016-02-16 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP5751291B2 (ja) * 2013-07-30 2015-07-22 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
EP3089350A4 (en) 2013-12-25 2017-11-22 Mitsuba Corporation Brushless motor and wiper device, motor device and motor device control method
CN105793123B (zh) * 2013-12-25 2019-01-04 株式会社美姿把 雨刮电机
WO2015099003A1 (ja) 2013-12-25 2015-07-02 株式会社ミツバ ワイパ装置
DE102014101035A1 (de) * 2014-01-29 2015-07-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für ein Hybridmodul eines Hybridfahrzeuges
JP5700144B2 (ja) * 2014-02-07 2015-04-15 株式会社安川電機 モータ駆動装置および車両
KR20160026656A (ko) * 2014-08-29 2016-03-09 한온시스템 주식회사 전동 압축기
DE102014114837A1 (de) * 2014-10-13 2016-04-14 Bitzer Kühlmaschinenbau Gmbh Kältemittelverdichter
JP6369355B2 (ja) * 2015-02-26 2018-08-08 株式会社豊田自動織機 インバータ装置および電動圧縮機
US10362715B2 (en) * 2015-10-13 2019-07-23 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Automatically cooling computer system components for safe servicing
JP6098705B1 (ja) * 2015-12-28 2017-03-22 ダイキン工業株式会社 インバータ
DE102017109321A1 (de) * 2017-05-02 2018-11-08 Hanon Systems EMV-Filter
DE102018110361A1 (de) * 2018-04-30 2019-10-31 Hanon Systems Montagebaugruppe mit bedrahteten elektronischen Leistungsbauteilen und deren Zusammenbau mit einem Motorgehäuse
JP2020045894A (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社 電動圧縮機
US10830235B2 (en) 2019-01-17 2020-11-10 Denso International America, Inc. Adaptive connector position for high/low voltage inverter

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19817333C5 (de) * 1998-04-18 2007-04-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Elektrische Antriebseinheit aus Elektromotor und Elektronikmodul
US6672101B2 (en) * 2001-03-26 2004-01-06 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Electrically driven compressors and methods for circulating lubrication oil through the same
JP4667651B2 (ja) * 2001-06-08 2011-04-13 パナソニック株式会社 電動機内蔵の圧縮機と、これを搭載した移動車
JP2003153552A (ja) * 2001-11-07 2003-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ回路の配設構造と配設方法及び圧縮機
JP3818163B2 (ja) 2002-01-30 2006-09-06 株式会社デンソー 電動圧縮機
JP2003262187A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Denso Corp 電動圧縮機
EP1363026A3 (en) * 2002-04-26 2004-09-01 Denso Corporation Invertor integrated motor for an automotive vehicle
JP3997855B2 (ja) * 2002-07-15 2007-10-24 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ
JP3804589B2 (ja) * 2002-07-15 2006-08-02 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ
JP2004100683A (ja) * 2002-07-15 2004-04-02 Toyota Industries Corp 電動コンプレッサ
JP2004183631A (ja) * 2002-12-06 2004-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動圧縮機
JP2004228126A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Denso Corp 電子回路用ハウジング
JP3838204B2 (ja) * 2003-02-19 2006-10-25 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ及び電動コンプレッサの組立方法
JP2004308445A (ja) * 2003-04-02 2004-11-04 Denso Corp 電動圧縮機
JP2005171951A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動圧縮機
JP2006002755A (ja) * 2004-05-20 2006-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ装置一体型電動圧縮機およびこれを適用した車両用空調装置
JP4436192B2 (ja) * 2004-06-07 2010-03-24 三菱重工業株式会社 電動圧縮機の制御装置
JP4718936B2 (ja) * 2005-04-18 2011-07-06 三菱重工業株式会社 インバータ内蔵圧縮機
CN101321951B (zh) * 2006-01-25 2011-06-08 株式会社丰田自动织机 电动压缩机
JP2008184947A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Industries Corp 電動コンプレッサ
JP2008202566A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Sanden Corp インバータ一体型電動圧縮機
JP5091521B2 (ja) 2007-03-29 2012-12-05 三菱重工業株式会社 一体型電動圧縮機
JP4591473B2 (ja) * 2007-04-18 2010-12-01 ダイキン工業株式会社 流体機械及びヒートポンプ装置
JP2009144603A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Denso Corp 電動コンプレッサ
JP5109642B2 (ja) * 2007-12-18 2012-12-26 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP2010020206A (ja) 2008-07-14 2010-01-28 Olympus Corp 顕微鏡装置
JP2010093202A (ja) 2008-10-10 2010-04-22 Toyota Industries Corp 電子機器

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