JP5698007B2 - 電動コンプレッサ - Google Patents

Description

本願発明は、圧縮部と駆動部としての電動モータが一体化に形成された電動コンプレッサに関する。

特許文献１は、圧縮部とモータとが一体化された冷媒圧縮用の電動式圧縮機であって、モータ駆動回路が冷媒ガス吸入経路の囲壁外面に取り付けられ、冷媒ガス吸入経路囲壁のモータ駆動回路取付け部内面に、放熱フィンが取り付けられるものを開示する。そして、モータ駆動回路は冷媒ガス吸入経路囲壁、放熱フィンを介して、冷媒ガスによって冷却されるようになっている。

特許文献２に開示される電動コンプレッサは、吸入圧領域に設けられたモータ室を備え、モータ室とインバータ収納室とが第１のハウジングを挟んで隣接し、第１のハウジングには、モータ室からインバータ収納室へと向かう冷却孔が形成され、冷却孔が第１のハウジングを貫通する貫通孔であり、モータ室の冷媒が、冷却孔に流入して伝熱板に接触し、伝熱板を直接的に冷却することで、電子部分の冷却効果を向上させるようになっているものである。

特許文献３に開示される電動コンプレッサは、モータハウジングを備えており、このモータハウジングの後方側の端部である底部には、インバータハウジングが接合され、インバータハウジングの内部にはインバータ収納室が形成され、インバータが底部に固定された状態で収納されているものである。

特開２００２−１７４１７８号公報 特開２００８−１８４９４７号公報 特開２０１０−５９８０９号公報

上述した特許文献１乃至３から明らかなように、従来の電動コンプレッサにおいて、インバータ回路が配線された基板（インバータ回路基板）は、電動モータが収容された空間とは壁部によって隔てられて形成されたインバータ収納室に配置され固定される。また、インバータ回路に装着されるスイッチング素子等の電子部品は発熱量が多いため、熱伝導性を良くし冷却効果を向上させる目的で、スイッチング素子等を壁部に密着させた状態で配置することが一般的に行なわれる。さらに、特許文献１及び３の電動コンプレッサでは、インバータ収納室のモータ側の壁部には、前記電動モータの回転軸を回転自在に支持するベアリングが圧入される。

従来の電動コンプレッサでは、インバータ収納室の壁部にインバータ回路基板を固定した後、ベアリングを圧入する場合、圧入時の圧入荷重をベアリング圧入部の背後位置近傍（インバータ収容室の壁部の中央部）で支持することができないため、インバータ収容室の壁部が大きく変形するおそれがある。そして壁部が変形することで、放熱が必要な素子と壁部との密着状態が悪くなって素子の冷却効果が低下したり、あるいは素子を破壊してしまうという問題が生じる可能性がある。これを防止するためには、インバータ回路基板（放熱が必要な素子）を登載する前にベアリングを圧入するか、あるいは、インバータ収納室の壁部を厚くする必要がある。

また、ベアリングを圧入した後に、インバータ回路基板を登載した場合、移送などの工程の移行時に、ベアリングが、ゴミ、水分、オイルに晒される危険が生じる。

このため、本願発明は、インバータ回路に装着されたスイッチング素子等の冷却効果を低下させる、あるいはスイッチング素子等を破損させることなく、且つ壁部を厚くすることなく、インバータ収納室の壁部にインバータ回路基板を登載した後に、壁部にベアリングを圧入することのできる構造を有する電動コンプレッサを提供することにある。

したがって、本願発明は、圧縮機構と、該圧縮機構を駆動させる電動モータと、該電動モータを駆動するためのインバータ回路とを具備し、圧縮機構が収納される圧縮機構収納部と、前記電動モータが収納される電動モータ収納部と、前記インバータ回路が収納されるインバータ回路収納部とを画成するハウジングを有し、前記電動モータ収納部と前記インバータ回路収納部との間には、電動モータ収納部側には電動モータの回転軸を回転自在に軸支するベアリングが圧入され、インバータ回路収納部側にはインバータ回路が配線されたインバータ回路基板が設けられる壁部が設けられると共に、前記インバータ回路収納部は蓋部材によって閉塞される電動コンプレッサにおいて、少なくとも１つのピラーが前記壁部と前記蓋部材の間に設けられることにある。

これによって、ベアリングの圧入時に壁部に係る荷重をピラーによって受けることができるので、インバータ回路基板を前記壁部に装着した後にベアリングを壁部に圧入してもインバータ回路基板に係る荷重（圧入力）を、ピラーを介して蓋部材で受けることができるため、インバータ回路の冷却効果の低下や、インバータ回路基板に装着されたスイッチング素子等の破損を防止できるものである。

また、前記インバータ回路基板は、ピラーを介して前記壁部に装着されることが望ましい。このため、前記ピラーには、前記インバータ回路基板を保持するために座が設けられ、前記インバータ回路基板は前記座に固定されるものである。

さらに、前記ピラーは、前記壁部と一体に前記壁部から延出して形成され、その先端が前記蓋部材に当接するものである。

本願発明によれば、インバータ回路基板を、ピラーを介してインバータ回路収納部と電動モータ収納部との間の壁部に固定するため、ベアリング圧入時の荷重を壁部と蓋部材とによって支えることができるために、インバータ回路基板装着後にベアリングの圧入作業を実施することができるので、ベアリング装着後にゴミ、水分、オイルに晒される危険が少ないという効果を奏する。また、ベアリング圧入時に、圧入力が、放熱が必要なスイッチング素子等の電気素子に伝わらないため、壁部と該電気素子との密着状態の悪化によるインバータ回路の冷却効果の低下や、該電気素子の破損の危険が少ないという効果を奏する。さらに、ピラーによってベアリング圧入時の圧入力を支持するため、前記壁部の厚みを厚くする必要がなくなるため、壁部での放熱効果を高くすることができるという効果を奏するものである。また、ピラーに設けた座にインバータ回路基板を保持固定するため、インバータ回路基板の固定構造を簡略化することができるという効果を奏する。

本願発明の実施例に係る電動コンプレッサの概略構成図である。 本願発明の実施例に係る電動コンプレッサのインバータ回路収納部を示した説明図である。 本願発明の構造を説明した概略構成図である。

以下、この発明の実施例について、図面により説明する。

図１で示すように、本願発明の実施例に係る電動コンプレッサ１は、例えば図示しない冷凍サイクルの一部を構成し、冷媒を圧縮して冷凍サイクル内に流すものであり、圧縮機構２０が収納される圧縮機構収納部２と、前記圧縮機構２０を駆動するための電動モータ３０が収納される電動モータ収納部３と、電動モータ３０を駆動するためのインバータ回路が配線されたインバータ回路基板４０が収納されるインバータ回路収納部４とによって構成される。

前記圧縮機構収納部２は、圧縮機構２０を収納すると共に吐出空間２１を画成する圧縮機構ハウジングブロック２２を有する。この実施例では、前記圧縮機構２０は、前記圧縮機構ハウジングブロック２２に嵌合固定された固定スクロール部材２３と、この固定スクロール部材２３に噛合して圧縮空間２５を画成する揺動スクロール部材２４とによって構成されるスクロール型の圧縮機構であるが、特にスクロール型に限定されるものではない。

前記電動モータ収納部３は、前記圧縮機構ハウジングブロック２２とボルト等によって結合固定され内部に電動モータ３０が収納される電動モータハウジングブロック３１を具備する。この実施例では、前記電動モータ３０は、前記電動モータハウジングブロック３１に固定され、インバータ回路基板４０に配線されたインバータ回路に接続されるコイルが巻回された複数のステータ３２と、回転軸３４に固定され、前記ステータ３２と対峙して配される磁石から成る複数のロータ３３とによって構成される。これによって、前記インバータ回路から出力される電力に伴ってステータ３２に発生する回転磁界によって前記ロータ３３が回転し、前記回転軸３４が回転するものである。

前記回転軸３４は、ベアリング３６，３７によって回転自在に軸支されており、その一端には、偏心して偏心軸３５が設けられ、前記回転軸３４の回転による偏心軸３５の回転及びオルダム機構２６の協働によって前記揺動スクロール部材２４を揺動させ、前記圧縮空間２５を外周方向から中心方向に漸次容量を縮小させて吸引された冷媒を圧縮するものである。また、前記偏心軸３５には、偏心軸３５の回転バランスをとるためのバランスウェート３８が設けられる。

前記インバータ回路収納部４は、図１及び図２で示すように、前記電動モータ収納部３に連結固定されるインバータ回路ハウジングブロック４１によって構成される。このインバータ回路ハウジングブロック４１は、前記インバータ回路収納部４と前記電動モータ収納部３の間に位置する壁部４２と、前記インバータ回路基板４０を収納する収納空間４３を画成する周壁部４４とによって構成され、前記収納空間４３の軸方向端面は、蓋部材４５によって閉塞される。さらに、前記壁部４２には、前記ベアリング３７が圧入されるベアリング支持部４６が延出している。

インバータ回路基板４０の壁部４２側には、インバータ回路のスイッチング素子をモジュール化した駆動回路モジュール６０が配置されている。この駆動回路モジュール６０は、発熱量の多い素子が集積されているため、壁部４２に形成された平坦な設置面６１にシリコングリス等の熱伝導材を介して密着され、その状態が保持されるようにネジ６２により壁部４２の設置面６１に固定され、電動モータハウジングブロック３１の内部を流れる吸入冷媒によって壁部４２を介して冷却するようになっている。

以上の構成の電動コンプレッサ１において、本願発明では、前記インバータ回路ハウジングブロック４１の壁部４２から前記蓋部材４５側へ延出する少なくとも１本（この実施例では３本）のピラー５０が、前記壁部４２と一体に形成される。図３で示すように、前記ピラー５０は、前記壁部４２から延出すると共に、所定の位置に前記インバータ回路基板４０を保持するための座５１が形成されている。この座５１に、前記インバータ回路基板４０が載置され、座金５３によって固定される。前記ピラー５０はインバータ回路基板４０を貫通して前記蓋部材４５まで延出し、前記蓋部材４５と端部５２が接触する。

これによって、ベアリング支持部４６にベアリング３７を圧入する際に、壁部４２にかかる荷重がピラー５０を介して蓋部材４５で支持されるため、インバータ回路基板４０上に配置された電子部品、特に放熱が必要なスイッチング素子等の電気素子の冷却効果の低下や破損のおそれがなくなる。このため、ベアリングを圧入する前に、インバータ回路収納部４にインバータ回路基板４０を配置した後に、ベアリング３７の圧入作業を実施することが可能となるものである。

また、ピラー５０に座を形成し、座金によってインバータ回路基板４０を保持固定する構造とすることによって、インバータ回路基板の固定構造を簡略化することができる。

１ 電動コンプレッサ
２ 圧縮機構収納部
３ 電動モータ収納部
４ インバータ回路収納部
２０ 圧縮機構
２１ 吐出空間
２２ 圧縮機構ハウジングブロック
２３ 固定スクロール部材
２４ 揺動スクロール部材
２５ 圧縮空間
２６ オルダム機構
３０ 電動モータ
３１ 電動モータハウジングブロック
３２ ステータ
３３ ロータ
３４ 回転軸
３５ 偏心軸
３６，３７ ベアリング
３８ バランスウェート
４０ インバータ回路基板
４１ インバータ回路ハウジングブロック
４２ 壁部
４３ 収納空間
４４ 周壁部
４５ 蓋部材
４６ ベアリング支持部
５０ ピラー
５１ 座
５２ 端部
５３ 座金

Claims (2)

1. 圧縮機構と、該圧縮機構を駆動させる電動モータと、該電動モータを駆動するためのインバータ回路と、圧縮機構が収納される圧縮機構収納部と、前記電動モータが収納される電動モータハウジングブロックを具備する電動モータ収納部と、前記インバータ回路が収納されるインバータ回路ハウジングブロックを具備するインバータ回路収納部とを具備し、前記電動モータ収納部と前記インバータ回路収納部との間に設けられた壁部の電動モータ収納部側には電動モータの回転軸を回転自在に軸支するベアリングが圧入され、前記壁部のインバータ回路収納部側にはインバータ回路が配線されたインバータ回路基板が設けられると共に、前記インバータ回路収納部は蓋部材によって閉塞される電動コンプレッサにおいて、
   少なくとも１つのピラーが前記壁部と前記蓋部材の間に設けられることを特徴とする電動コンプレッサ。
2. 前記ピラーは、前記インバータ回路基板を保持する座を有し、前記インバータ回路基板を前記座に固定保持することを特徴とする請求項１記載の電動コンプレッサ。

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