JP5701053B2 - インバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents
インバータ一体型電動圧縮機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5701053B2 JP5701053B2 JP2010289330A JP2010289330A JP5701053B2 JP 5701053 B2 JP5701053 B2 JP 5701053B2 JP 2010289330 A JP2010289330 A JP 2010289330A JP 2010289330 A JP2010289330 A JP 2010289330A JP 5701053 B2 JP5701053 B2 JP 5701053B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- inverter unit
- compressor
- main body
- integrated electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Compressor (AREA)
Description
これらの車両には、従来の空調装置とは異なり、電気を動力とする電動モータによって駆動される電動圧縮機を備えた空調装置が搭載される。また、この電動圧縮機としては、圧縮機構と電動モータをハウジング内に内蔵した密閉型の電動圧縮機であって、インバータ装置を介して電源からの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに給電し、空調負荷に応じて圧縮機の回転数を可変制御できる電動圧縮機が採用される。このインバータ装置と電動モータは三相交流配線により接続されているが、大きなスイッチングノイズを含んでいる。したがって、この配線の長さをできるだけ短くすることが好ましく、そのためにインバータ装置を電動圧縮機と一体化したインバータ一体型電動圧縮機が提案されている。
ところが、特許文献1に開示されたインバータ一体型電動圧縮機は、金属プレートに対する制御基板、パワー基板およびバスバーアセンブリ等の設置がネジ止めされる結果、ネジも含めた部品点数が多く、また組み付けの構造が複雑である。そのために、制御基板、パワー基板が故障した時などに、これら基板を交換するのが容易でないことも指摘されている。
特許文献2には、アッパーケースに電気素子が固定されることで、電気素子が振動するのが防止され、耐振性が向上すること、電気素子がアッパーケースの金属の部分に固定されることで、電気素子が発熱しても、その熱がこの金属の部分に伝達され放熱されること、が述べられている。
特許文献2のインバータユニットのように、アッパーケースに金属の部分を設けることは、一見すると、電気素子に生じる熱を外部に放熱させることができそうである。しかし、ハイブリッド自動車のように内燃機関としてのエンジンを備えている場合には、エンジンからの熱がアッパーケースの金属部分に伝達されることにより、電気素子に生じる熱を外部に放熱することは困難である。
そして、インバータユニットは、ハウジングが、圧縮機本体の設置面に接触する面に放熱部を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が放熱部に接触するように配置される。
さらに、圧縮機本体の設置面及びインバータユニットの放熱部の一方に凸状ガイドを設け、この凸状ガイドと互いに抜け止めされる凹状ガイドを他方に設ける。
この凹状ガイドは、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状とすることができるし、または、表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形よりも径の大きな円形とすることができる。
さらにまた、圧縮機本体の回転軸と、凸状ガイドと凹状ガイドの延長方向とが、平行をなし、圧縮機本体とインバータユニットの電気的な接続が、圧縮機本体に設けられるコネクタとインバータユニットに設けられるコネクタにより行われ、当該接続がインバータユニットを圧縮機本体に組み付ける過程でなされる。
本発明のインバータ一体型電動圧縮機において、インバータユニットを設置する位置は任意であるが、圧縮機本体の上面、又は、圧縮機本体の側面に配置することができる。
また本発明によれば、発熱が生じる電気素子が放熱板に接触し、かつこの放熱板が圧縮機本体の設置面に接触させるようにインバータユニットが配置される。このため、ハウジング本体に図示を省略した吸入ポートから吸い込まれる低温低圧の冷媒ガスにより、ハウジング本体の設置面を介して放熱板が冷却される。これによって放熱板がヒートシンクとなり、電気素子に生じた発熱が放熱される。したがって、インバータユニットを構成する冷却が必要な発熱系部品を、低温冷媒ガスによって確実に強制冷却することができ、インバータユニットの冷却機能を確保できる。
以下、添付する図1〜図3に基づいて、本発明の第1実施形態を説明する。
第1実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機1は、圧縮機本体10と、インバータユニット20と、から構成される。
圧縮機本体10は、ハウジング11を備える。ハウジング11は、図示を省略する電動モータと、電動モータにより駆動される圧縮機構とを収容するハウジング本体12を備える。電動モータ、圧縮機構は、その回転軸Cが図1に示すように、ハウジング本体12の内部に配置されている。ハウジング本体12には吸入ポート(図示省略)が設けられており、この吸入ポートからハウジング本体12の電動モータが配置されている側に吸入された低圧冷媒ガスは、電動モータの周りを流通後、圧縮機構に吸い込まれて圧縮される。圧縮機構により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、ハウジング本体12内に吐出された後、ハウジング本体12に設けられる吐出ポート(図示省略)から外部へと吐出される。電動モータ、圧縮機構は、公知の構成を広く適用することができるので、ここでの具体的な説明を省略する。なお、以下、圧縮機本体10において、電動モータ、圧縮機構の回転軸Cが沿う方向を前後方向とし、図1の紙面の手前側を前方とし、奥側を後方とする。また、当該紙面の上下方向を圧縮機本体10の上下方向とし、当該紙面の左右方向を圧縮機本体10の幅方向とする。
アルミニウム合金からなるハウジング本体12は、下方が円弧面を、また、上面が平坦面をなしており、この平坦面にインバータユニット20が配置される設置面13を形成する。設置面13には、複数の凹状ガイド14が設けられている。凹状ガイド14は、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしており、後述するように、インバータユニット20の凸状ガイド24が挿入されると、相互にくさび効果を発揮して抜け止めされ、上方へのインバータユニット20の移動を拘束する。また、凹状ガイド14は、回転軸Cと平行に、設置面13の前端から後端に向けて形成されており、インバータユニット20の凸状ガイド24と協働して、設置面13へ組み付ける際にインバータユニット20を案内する。
ハウジング11は、コネクタ保持体15を備えている。ハウジング本体12の後端側に設けられるコネクタ保持体15は箱状の外形をなしており、一部は設置面13よりも上方に突出している。この設置面13よりも上方に突出している部分の前方側の面は、インバータユニット20が突き当たって前後方向の位置決めを行う当接面16をなす。
当接面16には、コネクタ17が設けられている。このコネクタ17は、インバータユニット20側のコネクタ28と接続されるめす型の構造を有している。インバータユニット20は、このコネクタ28及びコネクタ17を介して、ハウジング11内に収容される電動モータ20に三相交流電力を供給する。したがって、図示を省略しているが、コネクタ17は電動モータと電線により繋がれている。
インバータ一体型電動圧縮機1は、圧縮機本体10に着脱自在なインバータユニット20を備えている。
インバータユニット20は、図2に示すように、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、Insulated Gate Bipolar Transistor)を含むパワー系ユニット25、制御基板26などを収容するハウジング21を備える。ハウジング21は、ハウジング本体22と、放熱板23と、から構成される。箱状のハウジング本体22の開口部を塞ぐように放熱板23が設置され、ハウジング21の内部が封止される。
ハウジング本体22は、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属材料で構成することもできるが、樹脂、セラミックスなどのように、金属材料よりも熱伝導率の低い材料で構成することが好ましい。これは、ハウジング21の内部に、外部、例えばエンジンで生じた熱が侵入してIGBTに伝わるのを阻止したいためである。
ハウジング本体22の前端面には、コネクタ28が設けられている。このコネクタ28は図示しない電線により後述するパワー系ユニット25と接続されている。
放熱板23には複数の凸状ガイド24が設けられている。凸状ガイド24は、放熱板23の外面、つまり設置面13と接触する面に設けられている。凸状ガイド24は、ハウジング本体12に設けられている凹状ガイド14に対応して形成されており、横断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしている。また、凸状ガイド24は、圧縮機本体10に組み付けられた状態で、電動モータ、圧縮機構の回転軸Cと平行に、放熱板23の前端から後端に向けて形成されている。放熱板23は、凸状ガイド24を除く部分は平坦面をなしている。
放熱板23の上にパワー系発熱素子であるIGBTを含むパワー系ユニット25が設置される。パワー系ユニット25は、直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに印加するものである。パワー系ユニット25は、電力変換することにより発熱するIGBTが放熱板23に接触するように配置されている。パワー系ユニット25はそのリードにより制御基板26に取り付けられている。パワー系ユニット25により変換された三相交流電力は、図示を省略した電線を介して、電動モータに供給される。
パワー系ユニット25の上方には制御基板26が配置されている。制御基板26は、CPU(Central Processing Unit)などの低電圧で動作する素子を有する回路が実装されており、電動モータに印加される交流電力を制御する機能を有している。
図2には示されていないが、インバータユニット20の内部には、コンデンサまたはコイルの少なくとも一方を含み、インバータユニットのノイズを抑制するフィルタ部を設けることができる。
制御基板26は、概略門型の支持フレーム27を介して放熱板23に固定されている。この支持フレーム27は、制御基板26に取り付けられたパワー系ユニット25のIGBTが放熱板23に接触されるように作製されている。
互いに前方側が向き合うようにして圧縮機本体10にインバータユニット20を対向させた状態でインバータユニット20の各々の凸状ガイド24が対応するハウジング本体12の凹状ガイドに挿入されるように圧縮機本体10に対するインバータユニット20の位置決めを行う(図3(a))、。位置決めを行った後に、インバータユニット20を前方に向けて押し込む。凸状ガイド24が凹状ガイド14に挿入されて互いに案内されながら、インバータユニット20はその前端がコネクタ保持体15の当接面16に突き当たるまでハウジング本体12の設置面13上を摺動する。インバータユニット20が当接面16に突き当たるまで移動すると、圧縮機本体10側のコネクタ17とインバータユニット20側のコネクタ28が接続される(図3(b))。
以上説明したインバータ一体型電動圧縮機1は、インバータ装置に関する構成をインバータユニット20に集約した。しかも、インバータユニット20を圧縮機本体10に組み付けるのに、ハウジング本体12の凹状ガイド14にインバータユニット20の凸状ガイド24が挿入されると、凹状ガイド14と凸状ガイド24は設置面13に直交する方向へ抜け止めされるので、インバータユニット20の当該方向への移動が拘束される。したがって、ボルト締めなどを行わなくても、インバータユニット20は上方への抜け止め、つまり離脱防止がなされる。したがって、インバータユニット20を圧縮機本体10に組み付けるのに、ボルトなどの締結具をほとんど用いる必要がなくなるので、部品点数を抑えることができる。しかも、インバータユニット20は一体として着脱することができるから、インバータユニット20を構成するパワー系ユニット25、制御基板26などのいずれかが故障して交換する作業が容易である。
したがって、インバータ装置を構成する冷却が必要な発熱系部品(素子)を、低温冷媒ガスによって確実に強制冷却することができ、インバータユニット20の冷却機能を確保できる。
コネクタ17とコネクタ28の接続は電気的な接続を主眼においたものであるが、機械的にコネクタ17とコネクタ28を強固に接続することができれば、インバータユニット20の圧縮機本体10からの抜け止めに有効である。特に、本実施形態の場合、上方へは凹状ガイド14と凸状ガイド24の噛合いにより抜け止めされているので、コネクタ17とコネクタ28を強固に接続すれば水平方向への抜け止めも確保される。なお、このコネクタ17とコネクタ28の接続は、本発明において必須の要素ではない。
以下、第2実施形態によるインバータ一体型電動圧縮機2について図5を参照して説明する。
インバータ一体型電動圧縮機2は、圧縮機本体210と、インバータユニット220と、から構成される。
圧縮機本体210の基本的な構成は第1実施形態の圧縮機本体10と同じであり、当該構成には図1〜図3と同じ符号を付しているが、圧縮機本体210はインバータユニット220を設置する設置面213が、ハウジング本体12の幅方向の一側面に形成されている。
この設置面213には、上下方向に延びる複数の凹状ガイド214が設けられている。凹状ガイド214の開口形状は、第1実施形態とは異なり、設置面213の表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形の幅よりも径の大きな円形をなしている。
またこの設置面213には、コネクタ保持体215が設けられている。コネクタ保持体215は設置面213から幅方向に突出しており、上向きの当接面216を備えている。コネクタ保持体215には、当接面216に開口する上向きのコネクタ217が設けられている。
インバータユニット220の凸状ガイド224は、圧縮機本体210の凹状ガイド214の開口形状に対応して、放熱板23の表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形の幅よりも径の大きな円形をなしている。
(1)部品点数が抑えられ、かつインバータユニット220を交換する作業の負担が軽減される。なお、第2実施形態においては、凸状ガイド224と凹状ガイド214は設置面213に直交する方向に抜け止めされるから、インバータユニット220を当該方向に支持するためのボルト締めは不要である。
(2)インバータユニット220の冷却機能を確保できる。
(3)圧縮機本体210とインバータ一体型電動圧縮機2との間の電気的な接続のための作業を省略することができるとともに、コネクタ17とコネクタ28を強固に接続すれば鉛直方向への抜け止めが確保される。特に本実施形態の場合には、インバータユニット220がコネクタ保持体215により鉛直方向に支持されているので、第1実施形態において水平方向への抜け止めをより確実にするために用いたボルトBがなくても、鉛直上方にインバータユニット220が抜け出るおそれはない。
(4)ハウジング本体22を樹脂、セラミックスなど、放熱板23よりも熱伝導性の低い部材で構成すると、インバータユニット20を構成するパワー系ユニット25、制御基板26などが必要以上に加熱されて故障することを防ぐことができる。
その中で、インバータユニットが設置される圧縮機本体の位置は任意であるが、いずれの位置を選ぶかにあたっては、圧縮機本体からインバータユニットを取り外す際の作業を考慮すべきである。つまり、自動車に設置されたインバータ一体型電動圧縮機は、その周囲に他の部品・部材が数多く存在しているために、インバータユニットを取り外すのに必要なスペースを確保できない領域も存在する。したがって、インバータユニットを取り外すのに必要なスペースが確保できる領域に対応して、インバータユニットを配置するのが好ましい。
つまり、電線30の先端に設けられたコネクタ31はインバータユニット20に設けられた主電源用のコネクタ(図示省略)と接続される。このコネクタ31の周囲を取り囲むコの字状の係止体32をボルトBなどの締結具により圧縮機本体10に固定する。つまり、係止体32はコネクタ31の抜け止めとインバータユニット20の抜け止めを兼ねることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、凹状ガイドと凸状ガイドの形態は任意であり、噛合いにより設置面へ直交する方向への抜け止めがなされれば本発明の目的は達成される。また、以上では、凹状ガイドを圧縮機本体側に設け、凸状ガイドをインバータユニット側に設けたが、凹状ガイド及び凸状ガイドを設ける側は任意であり、凹状ガイドをインバータユニット側に設け、凸状ガイドを圧縮機本体側に設けることもできる。さらに、以上では凹状ガイド及び凸状ガイドを複数設けたが、凹状ガイド及び凸状ガイドを一対だけ設けることを本発明は包含する。
10,210…圧縮機本体、11…ハウジング、12…ハウジング本体、13,213…設置面、14,214…凹状ガイド、15,215…コネクタ保持体、16,216…当接面、17,217…コネクタ、
20,220…インバータユニット、21…ハウジング、22…ハウジング本体、23…放熱板、24,224…凸状ガイド、25…パワー系ユニット、26…制御基板、27…支持フレーム、28…コネクタ
Claims (6)
- インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体とは独立したハウジング内に収容するインバータユニットと、
前記インバータユニットが着脱自在に設置される設置面を備える前記圧縮機本体と、を備え、
前記インバータユニットは、
前記ハウジングが、前記圧縮機本体の前記設置面に接触する面に放熱部を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が前記放熱部に接触するように配置され、
前記圧縮機本体の前記設置面及び前記インバータユニットの前記放熱部の一方には凸状ガイドが、また、他方には前記凸状ガイドと互いに抜け止めされる凹状ガイドが設けられ、
前記圧縮機本体の回転軸と、前記凸状ガイドと前記凹状ガイドの延長方向とが、平行をなし、
前記圧縮機本体と前記インバータユニットの電気的な接続が、前記圧縮機本体に設けられるコネクタと前記インバータユニットに設けられるコネクタにより行われ、当該接続が前記インバータユニットを前記圧縮機本体に組み付ける過程でなされる、
ことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。 - 前記凹状ガイドは、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしている、
請求項1に記載のインバータ一体型電動圧縮機。 - 前記凹状ガイドは、表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形よりも径の大きな円形をなしている、
請求項1に記載のインバータ一体型電動圧縮機。 - 前記インバータユニットの前記ハウジングは、前記放熱部を除いて、前記放熱部よりも熱伝導性が低い、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。 - 前記インバータユニットは、前記圧縮機本体の上面に配置される、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。 - 前記インバータユニットは、前記圧縮機本体の側面に配置される、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010289330A JP5701053B2 (ja) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | インバータ一体型電動圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010289330A JP5701053B2 (ja) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | インバータ一体型電動圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012136998A JP2012136998A (ja) | 2012-07-19 |
JP5701053B2 true JP5701053B2 (ja) | 2015-04-15 |
Family
ID=46674600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010289330A Expired - Fee Related JP5701053B2 (ja) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | インバータ一体型電動圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5701053B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6083356B2 (ja) * | 2013-08-26 | 2017-02-22 | 富士電機株式会社 | インバータ一体型電動機 |
WO2019159316A1 (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および冷凍サイクル装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6114733Y2 (ja) * | 1981-05-30 | 1986-05-08 | ||
JP2004074870A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 異材継手 |
JP4468042B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-05-26 | 三菱重工業株式会社 | 電動圧縮機 |
JP4718862B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2011-07-06 | 三菱重工業株式会社 | 電動圧縮機 |
JP2007002705A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Denso Corp | 電動圧縮機 |
JP2008019767A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Sanden Corp | 電動圧縮機 |
JP5187089B2 (ja) * | 2007-09-26 | 2013-04-24 | パナソニック株式会社 | インバータ装置一体型電動圧縮機 |
-
2010
- 2010-12-27 JP JP2010289330A patent/JP5701053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012136998A (ja) | 2012-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4719134B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
EP2354549B1 (en) | Inverter-integrated electric compressor and assembly method therefor | |
JP4764365B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP5517650B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP2008128142A5 (ja) | ||
US8007255B2 (en) | Inverter-integrated electric compressor with inverter storage box arrangement | |
JP4718862B2 (ja) | 電動圧縮機 | |
JP5753829B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4699085B2 (ja) | 車両用電動圧縮機 | |
KR101730244B1 (ko) | 전기 압축기 | |
JP5529477B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP5517652B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機およびその組立方法 | |
EP2634427A1 (en) | Inverter-integrated electric compressor | |
JP3827158B2 (ja) | シャント抵抗装備インバータ一体型電動コンプレッサ | |
JP2009114961A (ja) | 車載空調装置用電動圧縮機 | |
JP2006316754A5 (ja) | ||
JP5030551B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP2014009626A (ja) | 電動圧縮機 | |
JP5701053B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP5591089B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP2010270760A (ja) | 車両用電動圧縮機 | |
JP4293269B2 (ja) | 冷媒を用いる冷却器 | |
JP2009083571A (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP2009062880A (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP2012139037A (ja) | インバータ回路体の構造及びこれを用いた電動コンプレッサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130930 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140703 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140709 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140828 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150217 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5701053 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |