JP6686874B2

JP6686874B2 - 流体機械

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Publication number: JP6686874B2
Application number: JP2016255117A
Authority: JP
Inventors: 雄介木下; 慎吾江波; 順也矢野
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: US20180180061A1; DE102017131021A1; US10677262B2; JP2018105281A

Description

本発明は、流体機械に関する。

流体機械の一種として電動圧縮機が知られている（例えば特許文献１参照）。電動圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータとを収容するハウジングを有する。ハウジングの外面には、電動モータを駆動させるインバータを収容するカバーが固設されている。また、インバータは、各種の電子部品が実装される回路基板を備えている。インバータの回路基板に実装される電子部品としては、例えば電解コンデンサがあり、電解コンデンサはリードを介して回路基板に実装されている。

特開２００３−３２４９００号公報

電解コンデンサなどの電子部品は、インバータの駆動によって熱を発する。このため、電動圧縮機では、金属製のベースに回路基板を取り付けるとともに例えば電解コンデンサなどの電子部品をベースに載置し、そのベースを放熱部材としてハウジングの外面に配置している。これにより、電子部品の発した熱はベースを通じてハウジングに放熱されている。このような構成を採用する場合は、ハウジングとベースとの密着性が高いほど放熱性能は向上されることから、ハウジングとベースとの密着性を高める必要がある。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱性能を高めた電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する流体機械は、流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングに電動モータが収容されるとともに、前記ハウジングの外面にカバーが取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記カバーとによって区画される収容空間に前記電動モータを駆動させるインバータが収容された流体機械であって、前記インバータは、電子部品が実装された回路基板を有し、前記回路基板と前記ハウジングとの間に配置されるとともに前記電子部品が載置され当該電子部品の熱を前記ハウジングに放熱する放熱部材と、前記カバー及び前記回路基板の少なくとも何れかである被締結部材と、前記ハウジングとを締結する締結具と、前記被締結部材と前記放熱部材との間の間隙を保持する間隙保持部材と、を備え、前記締結具は、軸線方向の第１端部が前記ハウジングに形成された挿通孔に締結される締結ピンと、当該締結ピンの前記第１端部とは反対側に位置する第２端部に位置するとともに前記被締結部材に押付力を付与する座面を有する押圧部とを有し、前記間隙保持部材は、前記被締結部材を挟んで前記座面と対向し、前記被締結部材を介して前記座面から押圧力を受ける対向部分を有するとともに、前記対向部分で受けた前記押圧力を前記放熱部材に伝達する伝達部分を有することを要旨とする。

この構成によれば、締結具の座面が付与する押付力を、間隙保持部材を通じて放熱部材に伝達することができる。これにより、放熱部材は、伝達された押付力によってハウジングに押付けられることになり、ハウジングとの密着性が高められる。したがって、放熱性能を高めることができる。

上記流体機械において、前記伝達部分は、前記放熱部材と直接的又は間接的に接している部分としてもよい。この構成によれば、押付力を放熱部材に伝達することができる。
上記流体機械において、前記伝達部分は、前記回路基板と前記放熱部材との間に配設されていてもよい。この構成によれば、押付力を放熱部材に伝達することができる。

上記流体機械において、前記放熱部材は、前記電子部品と直接的又は間接的に接するようにしてもよい。この構成によれば、電子部品の発した熱を効率的に放熱部材に伝達することができる。

上記流体機械において、前記放熱部材は、前記ハウジングの外面と直接的又は間接的に接するようにしてもよい。この構成によれば、放熱部材を通じて電子部品の発した熱を効率的にハウジングに伝達することができる。

本発明によれば、放熱性能を高めることができる。

電動圧縮機の全体を示す一部破断図。インバータの組み付け構造を示す断面図。他の実施形態におけるインバータの組み付け構造を示す断面図。他の実施形態におけるインバータの組み付け構造を示す断面図。他の実施形態におけるインバータの組み付け構造を示す断面図。他の実施形態におけるインバータの組み付け構造を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、流体機械としての電動圧縮機に具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、電動圧縮機は車両空調装置に用いられる。

図１に示すように、電動圧縮機１０は、円筒状のハウジング１１を有している。ハウジング１１は、金属材料製（例えばアルミニウム製）である。ハウジング１１は、板状の底壁１２ａと底壁１２ａの周縁部から立設する側壁１２ｂとからなる有底円筒状の第１ハウジング１２と、第１ハウジング１２の開口を塞いだ状態で第１ハウジング１２に組み付けられる有蓋円筒状の第２ハウジング１３と、を有している。第１ハウジング１２の側壁１２ｂには、第１ハウジング１２内に流体としての冷媒が吸入される吸入口１６が第１ハウジング１２の径方向に貫通して設けられている。

第１ハウジング１２には、冷媒を圧縮する圧縮部１７と、圧縮部１７を駆動する電動モータ１８とが収容されている。電動モータ１８は、回転軸１８ｂと、回転軸１８ｂと一体のロータ１８ｃと、第１ハウジング１２の内周面に設けられたステータ１８ａと、を有している。回転軸１８ｂの軸線方向と、第１ハウジング１２の軸線方向とは同一方向である。

電動圧縮機１０は、底部１５ａと底部１５ａの周縁部から立設する側部１５ｂとからなる有底筒状のカバー１５を有する。
第１ハウジング１２の底壁１２ａにおける電動モータ１８側の面とは反対側の面（図１に符号「１４」を示す箇所）には、カバー１５が、カバー１５と第１ハウジング１２の底壁１２ａとによってインバータモジュール２０を収容する収容空間１９を区画するように取り付けられている。なお、第１ハウジング１２の底壁１２ａにおける電動モータ１８側の面とは反対側の面は、ハウジング１１の外面に相当する。以降、第１ハウジング１２の底壁１２ａにおける電動モータ１８側の面とは反対側の面は、ハウジング１１の外面１４として説明を行う。収容空間１９には、電動モータ１８を駆動させるインバータモジュール２０が収容されている。つまり、インバータモジュール２０は、カバー１５によって覆われている。

図２に示すように、インバータモジュール２０は、インバータ２０ａと板状のベース部材２４とを有している。インバータ２０ａは、回路基板２１及び各種の電子部品を有している。

回路基板２１は、対向する第１面２２ａと第２面２２ｂとを有し、各種の電子部品が実装される。回路基板２１に実装される電子部品には、例えば電解コンデンサ、コイル、半導体素子である。これらの電子部品は、インバータ２０ａの駆動によって発熱する電子部品である。なお、図２には、電子部品の例示として電解コンデンサ２３を図示している。

また、図２に示すように、板状のベース部材２４は、対向する第１面２４ａと第２面２４ｂとを有し、第１面２４ａと第２面２４ｂとの離間距離がベース部材２４の厚みになる。ベース部材２４は、金属材料製（例えばアルミニウム製）であり、例えばダイカストによって製造されている。

ベース部材２４の第１面２４ａには、回路基板２１に実装される電子部品のうち、特定の電子部品が載置されている。なお、図２には、ベース部材２４の第１面２４ａに載置される電子部品の例示として電解コンデンサ２３を図示している。この実施形態においてベース部材２４の第１面２４ａは電子部品の載置面である。電子部品は、ベース部材２４の第１面２４ａに接触するように載置されている。一方、ベース部材２４の第２面２４ｂは、ベース部材２４を第１ハウジング１２の外面１４に取り付けた際には外面１４に接触する接触面になる。なお、ベース部材２４の第１面２４ａと電子部品の接触、及びベース部材２４の第２面２４ｂと第１ハウジング１２の外面１４との接触は、面同士による直接的な接触に限らず、間に介在物（例えば接着層など）を介在させた間接的な接触でもよい。また、ベース部材２４の第１面２４ａは、回路基板２１の第１面２２ａに対向する面でもある。

以下、図２にしたがって、この実施形態におけるインバータモジュール２０及びカバー１５の組み付け構造について詳しく説明する。
この実施形態においてインバータモジュール２０とカバー１５は、第１ハウジング１２の外面１４に近い側からベース部材２４、回路基板２１、カバー１５という順で配置され、外面１４に取り付けられる。これにより、第１ハウジング１２の外面１４は、ベース部材２４の第２面２４ｂと対向するとともに、ベース部材２４の第１面２４ａと回路基板２１の第１面２２ａとが対向し、回路基板２１における第２面２２ｂとカバー１５の底部１５ａとが対向する。つまり、回路基板２１は、カバー１５の底部１５ａと第１ハウジング１２の外面１４との間であって、カバー１５の底部１５ａと第１ハウジング１２の外面１４のそれぞれに対向して配置されている。また、ベース部材２４は、回路基板２１と第１ハウジング１２の外面１４との間であって、回路基板２１と第１ハウジング１２の外面１４のそれぞれに対向して配置されている。

カバー１５の底部１５ａと、回路基板２１と、ベース部材２４と、第１ハウジング１２の外面１４を有する底壁１２ａのそれぞれには、挿通孔Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が形成されている。カバー１５の挿通孔Ｓ１と、回路基板２１の挿通孔Ｓ２と、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３とは、何れも貫通した孔である。一方、第１ハウジング１２の底壁１２ａの挿通孔Ｓ４は、底を有する孔である。

この実施形態においてインバータモジュール２０及びカバー１５は、各挿通孔Ｓ１〜Ｓ４に挿通される締結具３０を用いて第１ハウジング１２の底壁１２ａに締結され、固定される。この実施形態においてインバータモジュール２０及びカバー１５の締結は、ねじ締めによって行われる。また、この実施形態においてインバータモジュール２０及びカバー１５の締結には、複数の締結具３０が用いられる。なお、図２は、複数箇所ある締結部分のうち１箇所の締結部分を図示しており、１つの締結具３０のみを図示している。ここで説明する組み付け構造は、各締結部分において同一構造である。

締結具３０は、柱状の締結ピン３１と、締結ピン３１に一体化された頭部３２と、を有する。締結ピン３１は、軸線方向の両端である第１端部３１ｂと第２端部３１ｃとを有する。この実施形態の締結ピン３１は、タッピングねじと同機能を果たし得るように第１端部３１ｂの周面にねじ部３１ｄを有する。頭部３２は、第２端部３１ｃに設けられている。

頭部３２は、六角フランジ付きのボルトであり、座面３２ａを有する。頭部３２における座面３２ａ側にはフランジ３２ｂを有する。
また、図２に示すように、この実施形態の取り付け構造では、カバー１５と第１ハウジング１２の外面１４との間に、カバー１５とベース部材２４との間の間隙を保持する間隙保持部材としてのカラー３５が介在されている。

この実施形態において、締結具３０を用いて第１ハウジング１２に締結される被締結部材は、カバー１５及び回路基板２１である。また、この実施形態のカラー３５は、第１カラー３６と第２カラー３７とから構成されている。第１カラー３６と第２カラー３７は何れも樹脂製である。

第１カラー３６は、カバー１５と回路基板２１との間に設けられ、カバー１５と回路基板２１との間の間隙を保持する。第２カラー３７は、回路基板２１と第１ハウジング１２の外面１４との間に設けられ、回路基板２１とベース部材２４との間の間隙を保持する。また、第１カラー３６と第２カラー３７は、何れも筒状であり、その内周面は締結具３０が挿通される挿通孔を区画する。

第２カラー３７は、回路基板２１とベース部材２４との間に設けられる筒状の第１本体部３７ａと、第１本体部３７ａの軸線方向の第１端部から軸線方向に突出して回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿通されて挿通孔Ｓ２から突出する筒状の第２本体部３７ｂと、第１本体部３７ａの軸線方向の第２端部から軸線方向に突出してベース部材２４の挿通孔Ｓ３に挿通される筒状の第３本体部３７ｃと、を有する。第１本体部３７ａ、第２本体部３７ｂ及び第３本体部３７ｃは、一体化されており、貫通孔Ｈ（第２カラー３７の内径）は、軸線方向に亘って同一径となっている。第１本体部３７ａは、第２本体部３７ｂ及び第３本体部３７ｃよりも肉厚である。詳述すると、第２本体部３７ｂの外径は、挿通孔Ｓ２の径よりも小さく、第３本体部３７ｃの外径は、挿通孔Ｓ３の径よりも小さい。一方、第１本体部３７ａの外径は、挿通孔Ｓ２の径及び挿通孔Ｓ３の径よりも大きい。

第１カラー３６は、筒状で、回路基板２１とカバー１５の底部１５ａとの間に設けられる。第１カラー３６の外径は、挿通孔Ｓ２の径よりも大きい。第１カラー３６の内径は、カバー１５側が第２カラー３７の内径と同じであり、回路基板２１側が挿通孔Ｓ２の径よりも少し小さく、かつ、第２本体部３７ｂの外径よりも少し大きくなっている。つまり、第１カラー３６の内周面には、段差が形成されている。第１カラー３６と第２カラー３７は、第１カラー３６において第２本体部３７ｂの外径よりも少し大きい部分３６ａに第２カラー３７の第２本体部３７ｂが嵌合されることにより、カバー１５とベース部材２４との間の間隙及び回路基板２１とベース部材２４との間の間隙を保持するカラー３５となる。

以下、図２にしたがって、この実施形態の電動圧縮機１０の作用を、インバータモジュール２０及びカバー１５の組み付け方法とともに説明する。
この実施形態の電動圧縮機１０は、第１ハウジング１２の底壁１２ａと、カバー１５と、回路基板２１とは、カバー１５の挿通孔Ｓ１と、回路基板２１の挿通孔Ｓ２と、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３と、第１ハウジング１２の底壁１２ａの挿通孔Ｓ４とに挿通される締結具３０を用いて取り付けられる。

組み付けに際しては、まず、第１ハウジング１２の底壁１２ａの挿通孔Ｓ４とベース部材２４の挿通孔Ｓ３とが連通するように、第１ハウジング１２の底壁１２ａにベース部材２４が固定される。

次に、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３に第２カラー３７の第３本体部３７ｃを挿通するとともに、第２カラー３７の第２本体部３７ｂを回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿通させる。そして、回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿通されるとともに挿通孔Ｓ２から突出した第２カラー３７の第２本体部３７ｂに第１カラー３６を嵌合させる。これにより、回路基板２１は、第１カラー３６と第２カラー３７の第１本体部３７ａとの間に挟み込まれることで、第１ハウジング１２に仮固定される。そして、仮固定の状態では、締結具３０は挿通されておらず、またカバー１５も組み付けられておらず、回路基板２１の第２面２２ｂが露出された状態である。この仮固定の状態において回路基板２１の第２面２２ｂに電子部品等を半田付けなどによって実装する。

電子部品の実装後は、第１カラー３６の挿通孔とカバー１５の挿通孔Ｓ１とが連通するように、第１カラー３６上にカバー１５を配設する。そして、締結具３０の頭部３２とカバー１５との間に座金３８が介在するように、締結具３０の締結ピン３１に座金３８を挿通した後、締結ピン３１を各挿通孔Ｓ１〜Ｓ４及びカラー３５の挿通孔に挿通させる。

そして、締結具３０によってねじ締めと、締結ピン３１のねじ部３１ｄによって第１ハウジング１２の挿通孔Ｓ４の内面に雌ねじが形成されながら挿通孔Ｓ４に押込まれる。これにより、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対し、カバー１５と、回路基板２１とが締結固定される。このとき、カバー１５と回路基板２１との間隔は第１カラー３６によって保持されるとともに、回路基板２１と第１ハウジング１２の底壁１２ａ及びベース部材２４との間隔は第２カラー３７によって保持される。換言すれば、カバー１５と第１ハウジング１２の外面１４との間隔は、第１カラー３６と第２カラー３７を組み合わせたカラー３５によって保持される。つまり、回路基板２１とベース部材２４との間は、第２カラー３７によって保持されるとともに、カバー１５とベース部材２４との間は、第１カラー３６及び第２カラー３７によって保持される。

また、締結具３０によってねじ締めを行うと、頭部３２の座面３２ａは座金３８に密着し、座金３８はカバー１５の外面に密着する。これにより、カバー１５には、締結具３０によってねじ締めを行うことによって頭部３２の座面３２ａから座金３８を介して押付力が付与される。つまり、頭部３２は、カバー１５に押付力を付与する座面３２ａが形成された押圧部としての機能を有する。

カバー１５に付与された押付力は、カバー１５に接触する第１カラー３６に伝えられ、回路基板２１及び第２カラー３７を通じてベース部材２４へ伝えられる。換言すれば、カバー１５に付与された押付力は、カバー１５とベース部材２４との間に介在されるカラー３５を通じてベース部材２４に伝えられる。これにより、ベース部材２４は、第１ハウジング１２の外面１４に押付けられ、外面１４との密着性が高められる。

この実施形態では、以上のように、カラー３５は、被締結部材であるカバー１５を挟んで締結具３０の座面３２ａと対向するとともにカバー１５を介して座面３２ａから押圧力を受ける対向部分を有する。また、カラー３５は、対向部分で受けた押付力をベース部材２４に伝達する伝達部分を有する。伝達部分は、第１本体部３７ａにおけるベース部材２４と接触している部分であり、この実施形態では、第１本体部３７ａにおける回路基板２１とベース部材２４とに挟まれた部分である。

以上により、この実施形態の電動圧縮機１０では、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対し、カバー１５及び回路基板２１が締結具３０によって締結固定される。つまり、カバー１５及び回路基板２１は、単一の締結具３０によって共締めされている。なお、締結具３０は複数存在する。そして、この実施形態の電動圧縮機１０では、例えば締結部分を３箇所とした場合、３つの締結具３０により、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対してカバー１５及び回路基板２１が締結固定される。

したがって、この実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）締結具３０の座面３２ａが付与する押付力を、カラー３５を通じてベース部材２４に伝達することができる。これにより、ベース部材２４は、伝達された押付力によって第１ハウジング１２（ハウジング１１）の外面１４に押付けられることになり、外面１４との密着性が高められる。したがって、放熱性能を高めることができる。

（２）カラー３５の第１本体部３７ａの一部は、回路基板２１とベース部材２４との間に挟まれ、回路基板２１及びベース部材２４と接触する。このため、回路基板２１に伝達された押付力を確実にベース部材２４に伝達することができる。

（３）ベース部材２４を第１ハウジング１２の外面１４に接触させていることで、ベース部材２４を通じて電子部品の発した熱を効率的に第１ハウジング１２に伝達することができる。

（４）また、ベース部材２４には電子部品が接触するように載置していることで、電子部品の発した熱を効率的にベース部材２４に伝達することができる。
（５）回路基板２１は第１カラー３６と第２カラー３７とによって挟み込まれることで仮固定されている。このため、回路基板２１を所望の位置で保持することができる。したがって、組み付け時に回路基板２１に電子部品を実装する際の作業性を向上させることができる。

（６）カバー１５及び回路基板２１は、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対して単一の締結具３０を用いて固定される。このため、第１ハウジング１２に対するカバー１５の固定と、第１ハウジング１２に対する回路基板２１の固定と、を別々の締結具を用いずに、単一の締結具３０で行うことができる。したがって、ハウジング１１にインバータ２０ａを組み付けるために必要な締結具３０の増加を抑制することができる。

（７）そして、組み付けに必要な締結具３０の増加を抑えることで、インバータ２０ａの小型化を図ることができる。つまり、必要な締結具の数が多ければ、締結部分も増加することになるから、締結部分の確保のためにインバータ２０ａ全体のサイズを使用する締結具３０の体格を考慮して大きくする必要がある。したがって、この実施形態では、組み付けに必要な締結具３０の数の増加を抑制することで、締結部分の増加を抑え、その結果としてインバータ２０ａ全体のサイズを小型化できる。

（第２の実施形態）
以下、流体機械としての電動圧縮機に具体化した第２の実施形態を図３にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成については同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。

図３に示すように、この実施形態では、カラー３５が第１カラー３６と第１の実施形態の第２カラー３７とは異なる形状の第２カラー４０とによって構成されている。この実施形態の第２カラー４０は、筒状であり、第２カラー４０の軸線方向に亘って同一径である。第２カラー４０は、軸線方向の第１端部４０ａが回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿入されると、第２カラー４０の外面と回路基板２１における挿通孔Ｓ２を区画する面とが密着するように、回路基板２１の挿通孔Ｓ２の径よりも少し大きく形成されている。なお、第２カラー４０の内径Ｈは、第１ハウジング１２の挿通孔Ｓ４よりも大きくなっており、第２カラー４０の第２端部４０ｂは、第１ハウジング１２の挿通孔Ｓ４には挿通不能となっている。

以下、図３にしたがって、この実施形態の電動圧縮機１０の作用を、インバータモジュール２０及びカバー１５の組み付け方法とともに説明する。
この実施形態の組み付け方法は、第１の実施形態の組み付け方法と同一方法である。なお、この実施形態において回路基板２１は、回路基板２１における挿通孔Ｓ２を区画する面と第２カラー４０において挿通孔Ｓ２に挿通される第１端部４０ａの外面とが密着することで仮固定される。そして、この実施形態では、締結具３０によるねじ締めを行ったときに頭部３２の座面３２ａを通じて付与される押付力がベース部材２４に伝わる態様が第１の実施形態とは相違する。

具体的に言えば、この実施形態において押付力は、第１カラー３６を通じて第２カラー４０に伝わり、第２カラー４０からベース部材２４へは、ベース部材２４における挿通孔Ｓ３を区画する面と密着する第２カラー４０の第２端部４０ｂの外面からベース部材２４へと伝えられる。第２カラー４０には、締結具３０によるねじ締めを行ったときに、第１カラー３６を通じてベース部材２４を第１ハウジング１２の外面１４へ付勢する方向の押付力が伝わる。ベース部材２４と第２カラー４０とは密着しているため、第２カラー４０を介してベース部材２４へ、第１ハウジング１２の外面１４へ付勢する方向の押付力が伝わる。これにより、ベース部材２４は、第１ハウジング１２の外面１４に押付けられ、外面１４との密着性が高められる。

この実施形態でのカラー３５は、被締結部材であるカバー１５を挟んで締結具３０の座面３２ａと対向するとともにカバー１５を介して座面３２ａから押圧力を受ける対向部分を有する。また、カラー３５は対向部分で受けた押付力をベース部材２４に伝達する伝達部分を有する。伝達部分は、第２カラー４０におけるベース部材２４と接触している部分であり、第２カラー４０の第２端部４０ｂである。

したがって、この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）、（３）〜（７）と同様の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
（８）第２カラー４０の第２端部４０ｂは、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３に挿通され、ベース部材２４における挿通孔Ｓ３を区画する面と密着する。このため、座面３２ａが付与する押付力を第２カラー４０の第２端部４０ｂを介してベース部材２４に伝達することができる。

（９）第２カラー４０を、その外面に段差を有していない形状とした。このため、第２カラー４０が単純な形状となり、外面に段差を有する形状を製造する場合に比して加工工程を単純化することができる。その結果、第２カラー４０の製造に掛かるコストを抑制することができる。

（第３の実施形態）
以下、流体機械としての電動圧縮機に具体化した第３の実施形態を図４にしたがって説明する。

図４に示すように、この実施形態では、カラー３５として、第１カラー４１と、第２カラー４２と、第３カラー４３と、を有する。第１カラー４１、第２カラー４２、及び第３カラー４３は、何れも樹脂製である。

第１カラー４１は、カバー１５と第１ハウジング１２の外面１４との間に介在され、カバー１５と第１ハウジング１２の外面１４との間隙を保持する。第１カラー４１は、筒状であり、その内周面は締結具３０が挿通される挿通孔を区画する。第１カラー４１は、第１カラー４１の軸線方向に亘って同一径である。第１カラー４１は、軸線方向の第１端部４１ａが回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿通され、軸線方向の第２端部４１ｂがベース部材２４の挿通孔Ｓ３に挿通される。第１カラー４１の内径は、カバー１５の挿通孔Ｓ１及び第１ハウジング１２の挿通孔Ｓ４よりも大きくなっており、第１カラー４１の第１端部４１ａ及び第２端部４１ｂは、挿通孔Ｓ１及び挿通孔Ｓ４には挿通不能となっている。

第２カラー４２は、カバー１５と回路基板２１との間に配設され、カバー１５と回路基板２１との間隙を保持する。第２カラー４２は、筒状であり、第２カラー４２の軸線方向に亘って同一径である。また、第２カラー４２は、その内径が第１カラー４１の外径よりも少し大きく形成されており、第１カラー４１の第１端部４１ａが挿入されると第１カラー４１の外面と第２カラー４２の挿通孔を区画する面（第２カラー４２の内面）とが密着する。

第３カラー４３は、回路基板２１とベース部材２４との間に介在され、回路基板２１とベース部材２４との間隙を保持する。第３カラー４３は、筒状であり、第３カラー４３の軸線方向に亘って同一径である。また、第３カラー４３は、その内径が第１カラー４１の外径よりも少し大きく形成されており、第１カラー４１が挿入されると第１カラー４１の外面と第３カラー４３の挿通孔を区画する面（第３カラー４３の内面）とが密着する。

第１カラー４１と、第２カラー４２と、第３カラー４３は、第１カラー４１の外面に第２カラー４２と第３カラー４３とが嵌合されることにより、被締結部材としてのカバー１５と第１ハウジング１２との間隙を保持するカラー３５となる。なお、第２カラー４２と第３カラー４３は、第１カラー４１の軸線方向に所定の間隔をおいて嵌合されている。この所定の間隔は、回路基板２１の厚みに相当し、第２カラー４２と第３カラー４３との間には回路基板２１が介在される。

以下、図４にしたがって、この実施形態の電動圧縮機１０の作用を、インバータモジュール２０及びカバー１５の組み付け方法とともに説明する。
この実施形態の電動圧縮機１０は、第１ハウジング１２の底壁１２ａと、カバー１５と、回路基板２１とは、カバー１５の挿通孔Ｓ１と、回路基板２１の挿通孔Ｓ２と、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３と、第１ハウジング１２の底壁１２ａの挿通孔Ｓ４とに挿通される締結具３０を用いて取り付けられる。

次に、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３に第１カラー４１を挿通するとともに、第１カラー４１に第３カラー４３を嵌合する。次に、第１カラー４１を回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿通する。そして、回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿通されるとともに挿通孔Ｓ２から突出した第１カラー４１に第２カラー４２を嵌合する。これにより、回路基板２１は、第２カラー４２と第３カラー４３との間に挟み込まれることで、第１ハウジング１２に仮固定される。そして、仮固定の状態では、締結具３０は挿通されておらず、またカバー１５も組み付けられておらず、回路基板２１の第２面２２ｂが露出された状態である。この仮固定の状態において回路基板２１の第２面２２ｂに電子部品等を半田付けなどによって実装する。

電子部品の実装後は、第１カラー４１の挿通孔とカバー１５の挿通孔Ｓ１とが連通するように、第１カラー４１にカバー１５を配設する。そして、締結具３０の頭部３２とカバー１５との間に座金３８が介在するように、締結具３０の締結ピン３１に座金３８を挿通した後、締結ピン３１を各挿通孔Ｓ１〜Ｓ４及びカラー３５の挿通孔に挿通させる。

そして、締結具３０によってねじ締めと、締結ピン３１のねじ部３１ｄによって第１ハウジング１２の挿通孔Ｓ４の内面に雌ねじが形成されながら挿通孔Ｓ４に押込まれる。これにより、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対し、カバー１５と、回路基板２１とが締結固定される。このとき、カバー１５と回路基板２１との間隔は第２カラー４２によって保持されるとともに、回路基板２１と第１ハウジング１２の底壁１２ａ及びベース部材２４との間隔は第３カラー４３によって保持される。換言すれば、カバー１５と第１ハウジング１２の外面１４との間隔は、第１カラー４１と、第２カラー４２と、第３カラー４３とを組み合わせたカラー３５によって保持される。

また、締結具３０によってねじ締めを行うと、頭部３２の座面３２ａは座金３８に密着し、座金３８はカバー１５の外面に密着する。これにより、カバー１５には、締結具３０によってねじ締めを行うことによって頭部３２の座面３２ａから座金３８を介して押付力が付与される。

カバー１５に付与された押付力は、カバー１５に接触する第２カラー４２に伝えられ、回路基板２１及び第３カラー４３を通じてベース部材２４へ伝えられる。換言すれば、カバー１５に付与された押付力は、カバー１５とベース部材２４との間に介在されるカラー３５を通じてベース部材２４に伝えられる。これにより、ベース部材２４は、第１ハウジング１２の外面１４に押付けられ、外面１４との密着性が高められる。

この実施形態では、以上のように、カラー３５は、被締結部材であるカバー１５を挟んで締結具３０の座面３２ａと対向するとともにカバー１５を介して座面３２ａから押圧力を受ける対向部分を有する。また、カラー３５は、対向部分で受けた押付力をベース部材２４に伝達する伝達部分を有する。伝達部分は、第３カラー４３におけるベース部材２４と接触している部分であり、この実施形態では、回路基板２１とベース部材２４とに挟まれた部分である。

以上により、この実施形態の電動圧縮機１０では、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対し、カバー１５及び回路基板２１が締結具３０によって締結固定される。つまり、カバー１５及び回路基板２１は、単一の締結具３０によって共締めされている。この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）〜（７）と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
以下、流体機械としての電動圧縮機に具体化した第４の実施形態を図５にしたがって説明する。

図５に示すように、この実施形態では、カラー３５として、第１カラー４５と、第２カラー４６と、第３カラー４８と、を有する。第１カラー４５、第２カラー４６及び第３カラー４８は、何れも樹脂製である。

第１カラー４５は、カバー１５と回路基板２１との間に配設され、カバー１５と回路基板２１との間の間隙を保持する。第１カラー４５は、筒状であり、その内周面は締結具３０が挿通される挿通孔を区画する。第１カラー４５は、軸線方向に亘って同一径である本体部４５ａと、本体部４５ａから径方向外側に環状に突出する第１フランジ部４５ｂとを有する。

第１カラー４５は、軸線方向一端が、回路基板２１の挿通孔Ｓ２に挿入されると、本体部４５ａの外面が回路基板２１における挿通孔Ｓ２を区画する面と密着するとともに、第１フランジ部４５ｂにおける回路基板２１側の面と回路基板２１とが密着する。

第２カラー４６は、筒状であり、その内周面は締結具３０が挿通される挿通孔を区画する。この実施形態の第２カラー４６の挿通孔は、第１カラー４５の挿通孔と同一径となっている。

第２カラー４６は、軸線方向に亘って同一径である本体部４６ａと、本体部４６ａの軸線方向一端部から径方向外側に環状に突出する第２フランジ部４６ｂとを有する。この実施形態においては、第２カラー４６の本体部４６ａと、第１カラー４５の本体部４５ａとが同一径である。第２カラー４６は、回路基板２１と第１ハウジング１２の底壁１２ａとの間に配設され、回路基板２１とベース部材２４との間の間隙を保持する。第２カラー４６の本体部４６ａにおける軸線方向の他端部４６ｃは、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３に挿通される。第２カラー４６の第２フランジ部４６ｂにおける回路基板２１側の面は、第１カラー４５の一端及び回路基板２１と当接する。

第３カラー４８は、筒状であり、軸線方向に亘って同一径であり、その内周面は第２カラー４６の本体部４６ａが挿通される挿通孔を区画する。
第３カラー４８は、その内径が、第２カラー４６の本体部４６ａの外径よりも少し大きく形成されており、第２カラー４６の本体部４６ａが挿入されると第２カラー４６の外面と第３カラー４８の挿通孔を区画する面（第３カラー４８の内面）とが密着する。

また、第３カラー４８は、軸線方向の第１端面４８ａが第２カラー４６の第２フランジ部４６ｂと当接し、軸線方向の第２端面４８ｂがベース部材２４における回路基板２１と対向する第１面２４ａと当接する。つまり、第３カラーの外径は、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３の径よりも大きくなっている。

以下、図５にしたがって、この実施形態の電動圧縮機１０の作用を、インバータモジュール２０及びカバー１５の組み付け方法とともに説明する。
この実施形態の電動圧縮機１０は、第１ハウジング１２の底壁１２ａと、カバー１５と、回路基板２１とは、カバー１５の挿通孔Ｓ１と、回路基板２１の挿通孔Ｓ２と、ベース部材２４の挿通孔Ｓ３と、第１ハウジング１２の底壁１２ａの挿通孔Ｓ４とに挿通される締結具３０を用いて取り付けられる。

次に、第２カラー４６に第３カラー４８を挿通するとともに、第３カラー４８を挿通した第２カラー４６の他端部４６ｃをベース部材２４の挿通孔Ｓ３に挿通する。次に、第２カラー４６の第２フランジ部４６ｂ側に回路基板２１を配設するとともに、第１カラー４５の軸方向の一端を挿通孔Ｓ２に挿通する。これにより、回路基板２１は、第１カラー４５の第１フランジ部４５ｂと第２カラー４６の第２フランジ部４６ｂとの間に挟み込まれることで、第１ハウジング１２に仮固定される。そして、仮固定の状態では、締結具３０は挿通されておらず、またカバー１５も組み付けられておらず、回路基板２１の第２面２２ｂが露出された状態である。この仮固定の状態において回路基板２１の第２面２２ｂに電子部品等を半田付けなどによって実装する。

電子部品の実装後は、第１カラー４５の挿通孔とカバー１５の挿通孔Ｓ１とが連通するように、第１カラー４５にカバー１５を配設する。そして、締結具３０の頭部３２とカバー１５との間に座金３８が介在するように、締結具３０の締結ピン３１に座金３８を挿通した後、締結ピン３１を各挿通孔Ｓ１〜Ｓ４及びカラー３５の挿通孔に挿通させる。

そして、締結具３０によってねじ締めと、締結ピン３１のねじ部３１ｄによって第１ハウジング１２の挿通孔Ｓ４の内面に雌ねじが形成されながら挿通孔Ｓ４に押込まれる。これにより、第１ハウジング１２の底壁１２ａに対し、カバー１５と、回路基板２１とが締結固定される。このとき、カバー１５と回路基板２１との間隔は第１カラー４５によって保持されるとともに、回路基板２１と第１ハウジング１２の底壁１２ａとの間隔は第２カラー４６によって保持され、回路基板２１とベース部材２４との間隔は第３カラー４８によって保持される。換言すれば、カバー１５と第１ハウジング１２の外面１４との間隔は、第１カラー４５と、第２カラー４６と、第３カラー４８とを組み合わせたカラー３５によって保持される。

カバー１５に付与された押付力は、カバー１５に接触する第１カラー４５に伝えられ、回路基板２１、第２カラー４６及び第３カラー４８を通じてベース部材２４へ伝えられる。換言すれば、カバー１５に付与された押付力は、カバー１５とベース部材２４との間に介在されるカラー３５を通じてベース部材２４に伝えられる。これにより、ベース部材２４は、第１ハウジング１２の外面１４に押付けられ、外面１４との密着性が高められる。

この実施形態では、以上のように、カラー３５は、被締結部材であるカバー１５を挟んで締結具３０の座面３２ａと対向するとともにカバー１５を介して座面３２ａから押圧力を受ける対向部分を有する。また、カラー３５は、対向部分で受けた押付力をベース部材２４に伝達する伝達部分を有する。伝達部分は、第３カラー４８におけるベース部材２４と接触している部分（第２端面４８ｂ）であり、この実施形態では、回路基板２１とベース部材２４との間に配設される部分である。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態の組み付け構造は、回路基板２１とベース部材２４とを締結する構造として具体化してもよい。また、各実施形態の組み付け構造は、カバー１５と、ベース部材２４と、第１ハウジング１２とを締結する構造として具体化してもよい。つまり、各実施形態の組み付け構造は、第１ハウジング１２に対して、カバー１５、回路基板２１及びベース部材２４を単一の締結具３０によって共締めする組み付け構造であるが、この別例で説明した上記２つの組み付け構造は、締結具３０が、カバー１５及び回路基板２１の何れかの被締結部材と第１ハウジング１２を締結する構造である。具体的に例示すれば、回路基板２１とベース部材２４とを締結する構造であれば、回路基板２１とベース部材２４との間にカラーを介在させ、締結具３０をベース部材２４に締結する構造である。

○ 第１，第３，第４の実施形態では、カラー３５と第１ハウジング１２の外面１４とがベース部材２４を挟んで対向する部分を、座面３２ａの押付力を伝達する部分としている。このため、第１ハウジング１２の外面１４に対する密着性を向上させる目的においては、ベース部材２４に挿通孔Ｓ３が設けられていなくてもよい。この場合、ベース部材２４は、例えば接着などによって接合することで仮固定できるとともに、カバー１５の組み付け後には接着力と押付力によって固定することができる。

○ 各実施形態のカラー３５を構成する要素（例えば、第１実施形態であれば第１カラー３６と第２カラー３７）の断面形状は円形でもよいし、多角形でもよい。
○ 各実施形態のカラー３５を構成する要素は、回路基板２１に実装される電子部品などとの絶縁性を考慮した上で、全部又は一部を金属材料性としてもよい。例えば、内側を金属材料性とし、外側を樹脂製とする二重構造としてもよい。

○ 第１の実施形態において、第２カラー３７の第２本体部３７ｂに第１カラー３６が圧入されるようにしてもよい。また、第１の実施形態において、第２カラー３７の第２本体部３７ｂを雄ねじ部とし、第１カラー３６において第２カラー３７の第２本体部３７ｂが挿通される部分３６ａを雌ねじ部としてもよい。この場合、第１カラー３６は、第２カラー３７の第２本体部３７ｂに螺合される。なお、この別例は、第２の実施形態の第１カラー３６と第２カラー４０との組み付けにも適用できる。

○ 第３の実施形態において、第１カラー４１に第２カラー４２及び第３カラー４３が圧入されるようにしてもよい。また、第３の実施形態において、第１カラー４１の外面を雄ねじ部とし、第２カラー４２及び第３カラー４３の内面を雌ねじ部としてもよい。この場合、第２カラー４２及び第３カラー４３は、第１カラー４１に螺合される。

○ 第４の実施形態において、第１カラー４５と第２カラー４６との接触部分を接着などによって接合してもよい。このような接合によって、回路基板２１が仮固定されるようにしてもよい。なお、上記別例のように、第１カラー４５と第２カラー４６の全部又は一部を金属材料性とした場合、第１カラー４５と第２カラー４６の接合を溶接としてもよい。

○ カバー１５と回路基板２１との間隔、及び回路基板２１と第１ハウジング１２の外面１４との間隔は任意に変更してもよい。これらの間隔は、回路基板２１に実装される電子部品のサイズなどによって任意に定まる値である。

○ 締結具３０の数は、第１ハウジング１２にインバータ２０ａを組み付けるために設定した締結部分の数によって任意に変更することができる。
○ 第１ハウジング１２の底壁１２ａにある挿通孔Ｓ４には予め雌ねじが形成されていてもよい。

○ 流体機械は電動圧縮機１０に限られず、任意である。例えば、車両に燃料電池が搭載されている場合には、流体機械は、燃料電池に水素を供給する電動ポンプ装置でもよい。この場合、電動ポンプ装置は、水素タンクの水素を圧縮することなく供給するポンプと、ポンプを駆動させる電動モータとを備えているとよい。

○ ベース部材２４の第２面２４ｂと第１ハウジング１２の外面１４との間に介在物を介在させる場合、その介在物はベース部材２４上に載置される電子部品（電解コンデンサ２３など）の放熱性能を妨げない物が好ましい。

○ カバー１５は、カバー１５と第１ハウジング１２の側壁１２ｂとによって収容空間１９を区画するように取り付けられていてもよい。
○ インバータ２０ａにおいては、回路基板２１の第１面２２ａ及び第２面２２ｂに限らず、これらの第１面２２ａや第２面２２ｂに対向する面に電子部品が実装されていてもよい。

○ 図６に示すように、第１ハウジング１２の外面１４に対するカバー１５、回路基板２１及びベース部材２４の組み付け構造を具体化してもよい。図６の構造では、カバー１５と回路基板２１との間に間隙保持部材としての第１カラー５０が介在され、カバー１５と回路基板２１との間隙を保持する。また、図６の構造では、回路基板２１とベース部材２４との間に間隙保持部材としての第２カラー５１が介在され、回路基板２１とベース部材２４との間隙を保持する。第１カラー５０及び第２カラー５１は何れも筒状であり、その内周面には締結具３０が挿通される。また、第２カラー５１の一方の端部５１ａには回路基板２１の挿通孔に挿通される突起５２が形成されている。回路基板２１は、突起５２が挿通されることで仮固定される。なお、突起５２を金属材料性としている場合、回路基板２１に対して突起５２を半田付けなどによって接合してもよい。この組み付け構造の場合、第１カラー５０はカバー１５と回路基板２１のそれぞれに接触し、第２カラー５１は回路基板２１とベース部材２４のそれぞれに接触している。このため、座面３２ａの押付力は、回路基板２１に接触している第１カラー５０を通じて、回路基板２１に接触している第２カラー５１に伝わり、第２カラー５１からベース部材２４に伝わる。これにより、ベース部材２４は、第１ハウジング１２の外面１４に押付けられ、外面１４との密着性が高められる。この別例において締結具３０を用いた締結部分には、締結具３０の座面３２ａと第１カラー５０とが被締結部材であるカバー１５を挟んで対向する対向部分がある。また、第２カラー５１には締結具３０の座面３２ａを通じて付与された押付力をベース部材２４に伝達する伝達部分として第２カラー５１の端部がある。伝達部分は、第２カラー５１と第１ハウジング１２の外面１４とがベース部材２４を挟んで対向する部分である。この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）〜（７）と同様の効果を得ることができる。

１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１２…第１ハウジング、１２ａ…底壁、１４…外面、１５…カバー、１６…吸入口、１７…圧縮部、１８…電動モータ、１９…収容空間、２０…インバータモジュール、２０ａ…インバータ、２１…回路基板、２３…電解コンデンサ、２４…ベース部材、３０…締結具、３１…締結ピン、３２…頭部、３２ａ…座面、３５…カラー、３６，４１，４５，５０…第１カラー、３７，４０，４２，４６，５１…第２カラー、４３…第３カラー、Ｓ１〜Ｓ４…挿通孔。

Claims

流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングに電動モータが収容されるとともに、前記ハウジングの外面にカバーが取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記カバーとによって区画される収容空間に前記電動モータを駆動させるインバータが収容された流体機械であって、
前記インバータは、電子部品が実装された回路基板を有し、
前記回路基板と前記ハウジングとの間に配置されるとともに前記電子部品が載置され当該電子部品の熱を前記ハウジングに放熱する放熱部材と、
前記カバーと前記ハウジングとを締結する締結具と、
前記カバーと前記放熱部材との間の間隙を保持する間隙保持部材と、を備え、
前記締結具は、軸線方向の第１端部が前記ハウジングに形成された挿通孔に締結される締結ピンと、当該締結ピンの前記第１端部とは反対側に位置する第２端部に位置するとともに前記カバーに押付力を付与する座面を有する押圧部とを有し、
前記間隙保持部材は、前記カバーと前記回路基板との間の間隙を保持する第１カラーと、同第１カラーに当接して前記放熱部材に押圧力を付与する第２カラーとを有し、
前記第１カラーは、前記カバーを挟んで前記座面と対向し、前記カバーを介して前記座面から押圧力を受ける対向部分を有し、前記第２カラーは、前記対向部分で受けた前記押圧力を前記放熱部材に伝達する伝達部分を有することを特徴とする流体機械。
流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングに電動モータが収容されるとともに、前記ハウジングの外面にカバーが取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記カバーとによって区画される収容空間に前記電動モータを駆動させるインバータが収容された流体機械であって、
前記インバータは、電子部品が実装された回路基板を有し、
前記回路基板と前記ハウジングとの間に配置されるとともに前記電子部品が載置され当該電子部品の熱を前記ハウジングに放熱する放熱部材と、
前記カバーと前記ハウジングとを締結する締結具と、
前記カバーと前記放熱部材との間の間隙を保持する間隙保持部材と、を備え、
前記締結具は、軸線方向の第１端部が前記ハウジングに形成された挿通孔に締結される締結ピンと、当該締結ピンの前記第１端部とは反対側に位置する第２端部に位置するとともに前記カバーに押付力を付与する座面を有する押圧部とを有し、
前記間隙保持部材は、前記カバーと前記ハウジングとの間の間隙を保持する第１カラーと、第１カラーに外嵌されて前記カバーと前記回路基板との間の間隔を保持する第２カラーと、第１カラーに外嵌されて前記回路基板と前記放熱部材の間の間隔を保持する第３カラーとを有し、
前記第２カラーは、前記カバーを挟んで前記座面と対向し、前記カバーを介して前記座面から押圧力を受ける対向部分を有し、前記第３カラーは、前記回路基板を介して前記第２カラーが前記対向部分で受けた前記押圧力を前記放熱部材に伝達する伝達部分を有することを特徴とする流体機械。
流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングに電動モータが収容されるとともに、前記ハウジングの外面にカバーが取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記カバーとによって区画される収容空間に前記電動モータを駆動させるインバータが収容された流体機械であって、
前記インバータは、電子部品が実装された回路基板を有し、
前記回路基板と前記ハウジングとの間に配置されるとともに前記電子部品が載置され当該電子部品の熱を前記ハウジングに放熱する放熱部材と、
前記カバーと前記ハウジングとを締結する締結具と、
前記カバーと前記放熱部材との間の間隙を保持する間隙保持部材と、を備え、
前記締結具は、軸線方向の第１端部が前記ハウジングに形成された挿通孔に締結される締結ピンと、当該締結ピンの前記第１端部とは反対側に位置する第２端部に位置するとともに前記カバーに押付力を付与する座面を有する押圧部とを有し、
前記間隙保持部材は、前記カバーと前記回路基板との間の間隙を保持する第１カラーと、前記回路基板と前記ハウジングとの間の間隙を保持する第２カラーと、同第２カラーに当接して前記放熱部材に押圧力を付与する第３カラーとを有し、
前記第１カラーは前記カバーを挟んで前記座面と対向し、前記カバーを介して前記座面から押圧力を受ける対向部分を有するとともに、前記第３カラーは、前記第２カラーが受けた前記押圧力を前記放熱部材に伝達する伝達部分を有することを特徴とする流体機械。
前記伝達部分は、前記放熱部材と直接的又は間接的に接している部分である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体機械。
前記伝達部分は、前記回路基板と前記放熱部材との間に配設される請求項４に記載の流体機械。
前記放熱部材は、前記電子部品と直接的又は間接的に接している請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の流体機械。
前記放熱部材は、前記ハウジングの外面と直接的又は間接的に接している請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の流体機械。