JPWO2012035767A1

JPWO2012035767A1 - インバータ装置一体型電動圧縮機

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Publication number: JPWO2012035767A1
Application number: JP2012533867A
Authority: JP
Inventors: 小川　信明; 信明小川; 尚美後藤; 足立　徹; 徹足立; 稔梶谷; 伸之西井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: JP5967580B2; WO2012035767A1; US20120308414A1

Abstract

インバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒（３０）が集中して流れる吸入冷媒通路（６１）を、インバータ装置部（１０１）の主たる発熱源であるスイッチング素子モジュール（１０５）の近傍のみに設けることにより、インバータ装置部の主たる発熱源であるスイッチング素子モジュールの近傍のみに吸入冷媒が集中する構成を有しており、冷凍サイクルの運転条件の調節することなく、インバータ装置部を吸入冷媒により効果的に冷却することができる。

Description

本発明は冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う電動圧縮機と、この電動圧縮機の電動機を駆動するインバータ装置とを一体化した、インバータ装置一体型電動圧縮機に関するものである。

吸入された冷媒により冷却されるインバータ装置を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機は各種提案されている。このような従来のインバータ装置一体型電動圧縮機としては、例えば、日本の特開２００９−９７５０３号公報（特許文献１）および特開２００３−２０１９６２号公報（特許文献２）などに開示されたものがある。特許文献１に開示された従来のインバータ装置一体型電動圧縮機を図２３〜図２５を参照して説明する。

図２３に示す従来のインバータ装置一体型電動圧縮機において、右側に電動圧縮機部４０１が配置され、左側にインバータ装置部４０２が配置されて一体的に構成されている。電動圧縮機部４０１の胴部の周りには複数の取付け脚４５０が設けられており、インバータ装置一体型電動圧縮機は、これらの取付け脚４５０によって横向きに設置される構造を有する。

以下に、従来のインバータ装置一体型電動圧縮機における電動圧縮機部４０１について説明する。電動圧縮機部４０１は、電動機部４０５および圧縮機構部４０４を有し、電動機部４０５が圧縮機構部４０４を駆動し、電動機部４０５がインバータ装置４０２により駆動される。

圧縮機構部４０４はスクロール方式のものであって、固定渦巻部４１１と旋回渦巻部４１２が噛み合って、圧縮空間４１０が形成される構成である。図２３に示すように、圧縮機構部４０４は、固定鏡板４１１ａから立ち上がった渦巻き状の固定渦巻部４１１と、旋回鏡板４１２ａから立ち上がった渦巻き状の旋回渦巻部４１２とが噛合わされて圧縮空間４１０が形成されている。

圧縮機構部４０４においては、旋回渦巻部４１２が電動機部４０５により駆動軸４１４を介して駆動されることにより、圧縮空間４１０が移動と共に容積変化して、外部サイクルから帰還する冷媒４３０に対する吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出が行われる。

インバータ装置部４０２の外観となるインバータケース４０６には吸入口４０８が設けられており、電動圧縮機部４０１の外観となる本体ケーシング４０３には吐出口４０９が設けられている。

圧縮機構部４０４における固定鏡板４１１ａには、吐出孔４３１およびリード弁４３１ａが設けられている。吐出孔４３１は固定鏡板４１１ａと蓋体４６５で構成された吐出室４６２に開口されている。吐出室４６２は連絡通路４６３を介して、電動機部４０５側に通じている。従って、吐出室４６２の冷媒４３０は、電動機部４０５側に流れて、電動機部４０５を冷却しながら本体ケーシング４０３の吐出口４０９から吐出される。吐出室４６２から吐出口４０９までの過程において、冷媒は衝突、遠心、絞りなどにより各種の気液分離が行われて、潤滑油４０７が分離されている。

次に、従来のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部４０２について説明する。

図２４は、インバータ装置部４０２と電動圧縮機部４０１との接続部分を示す分解図であり、インバータケース４０６および本体ケーシング４０３の端部を示している。図２４において、左側にインバータケース４０６を示し、右側に本体ケーシング４０３の固定鏡板４１１ａが設けられた端部を示している。図２５は、インバータ装置部４０２を示す分解斜視図である。

図２５に示すように、インバータ装置部４０２は、インバータケース４０６、およびインバータケース４０６の開口端部（図２３の左側端部）を塞ぐインバータカバー４１３を備えている。インバータケース４０６とインバータカバー４１３とにより形成される空間内に、回路基板４２３と発熱源となるスイッチング素子モジュールであるインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）４２１と電流平滑コンデンサ４２２などを有するインバータ回路が収容されている。

なお、インバータカバー４１３の内面には遮音および制振効果のあるシート材４２０が貼り付けられており、電動機部４０５あるいは圧縮機構部４０４から発生する騒音が、インバータカバー４１３を透過して外部に漏れるのが防止されている。

以上のように構成された従来のインバータ装置部４０２における冷却構造について説明する。

図２４に示すように、インバータケース４０６と固定渦巻部４１１の固定鏡板４１１ａとを、Ｏリング４９２を介して互いに気密に固着することにより、吸入口４０８と連通する吸入冷媒通路４６１が形成されている。この吸入冷媒通路４６１は、インバータケース４０６の圧縮機構部４０４側の端部壁４０６ａのほぼ全域に形成されている。従って、吸入口４０８から吸入された冷媒４３０は、吸入冷媒通路４６１においてインバータケース４０６の圧縮機構部４０４側の端部壁４０６ａのほぼ全域に拡散されて、当該端部壁４０６ａの全面を冷却する。このとき、冷媒４３０は、端部壁４０６ａの背面側（インバータ回路側）に形成された空間の内部に設けられているインバータ回路におけるＩＰＭ４２１など（図２５参照）の発熱源からの熱を吸熱する。吸熱した冷媒４３０は固定鏡板４１１ａに形成された通路孔４７１を介してスクロール圧縮機の圧縮空間４１０に流入する。

特開２００９−９７５０３号公報特開２００３−２０１９６２号公報

上記のように構成された従来のインバータ装置一体型電動圧縮機のインバータ装置部４０２における冷却構造に関しては、次のような課題がある。すなわち、上記構成では、吸入口４０８から吸入された冷媒４３０がインバータケース４０６の圧縮機構部４０４側の端部壁４０６ａのほぼ全域に形成された吸入冷媒通路４６１内に拡散されるため、圧縮機構部４０４側の端部壁４０６ａの全域を冷却することになる。換言すると、従来のインバータ装置部４０２は、吸入冷媒４３０が端部壁４０６ａにおいて比較的温度の低い部分をも冷却する構造を持つ。このため、従来のインバータ装置部４０２における端部壁４０６ａは、最も温度が高くなるＩＰＭ４２１が設置された位置に対応する部分の冷却が十分でなくなるおそれがある。インバータ装置部４０２においては高温度の環境下では十分な機能を発揮することが困難であり、インバータ装置部４０２の周囲温度を所定温度以下に制限する必要がある。このように、従来のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部４０２は、周囲温度をはじめ、電動機部４０５、圧縮機構部４０４、ＩＰＭ４２１などの温度に大きく影響を受ける。このため、従来の構成においては、インバータ装置部４０２が吸入冷媒４３０により効率高く、かつ充分に冷却される構成ではなく、インバータ装置部４０２を所定の温度以下に保持できなくなるおそれがあった。

上記のように、インバータ装置部を所定の温度以下に保持できない場合には、冷凍サイクルの運転条件を変更して、冷却能力を上昇させる調節が必要となる。例えば、膨張弁の調節、熱交換器の風量調節、電動機の回転数の調節などである。これにより、インバータ装置部を所定温度以下に保持することは可能となる。しかしながら、このような調節は、冷凍サイクルの運転条件を変更するため、例えば当該電動圧縮機を空調機器に使用した場合には騒音などにより空調の快適性が損なわれることになり、運転効率の低下を招くことになる。また、上記のような調節を行うためには、インバータ装置一体型電動圧縮機における冷凍サイクルの運転制御が複雑になるという問題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、インバータ装置部を冷媒により効率的に冷却することが可能な構成を有し、インバータ装置部を所定温度以下に保持するために冷凍サイクルの運転条件を調節する必要のないインバータ装置一体型電動圧縮機の提供を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、インバータ装置部を冷却するために、吸入冷媒が集中して流れる吸入冷媒通路を、ＩＰＭなどのインバータ装置部の主たる発熱源の近傍のみに設けるものである。

これにより、インバータ装置部の主たる発熱源の近傍のみに吸入冷媒が集中するため、スイッチング素子の発熱が集中して温度上昇の激しいＩＭＰなどの発熱源近傍を吸入冷媒により効果的に冷却することができる。また、インバータ装置部を吸入冷媒で充分冷却することができるため、冷凍サイクルの運転条件の調節が不要な構成となる。

本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で冷却することができる。

本発明に係る実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機の内部構成を示す断面図実施の形態１におけるインバータ装置部における吸入冷媒通路の近傍を示す部分断面図実施の形態１におけるインバータケースおよび本体ケーシングの固定鏡板が設けられた端部を示す分解斜視図実施の形態１におけるインバータケースを拡大して示す斜視図実施の形態１におけるインバータ装置部を示す分解図本発明に係る実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機の内部構成を示す断面図実施の形態２におけるインバータ装置部の吸入冷媒通路の近傍を示す部分断面図実施の形態２におけるインバータケースおよび本体ケーシングの固定鏡板が設けられた端部を示す分解斜視図実施の形態２におけるインバータケースを拡大して示す斜視図実施の形態２におけるインバータ装置部を示す分解斜視図本発明に係る実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機の内部構成を示す断面図実施の形態３におけるインバータケース内部の冷媒吸入通路の近傍を示す拡大断面図実施の形態３におけるインバータケースおよび本体ケーシングの一部を示す分解図本発明に係る実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機の正面図本発明に係る実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機の左側面図実施の形態４におけるインバータ装置部と電動圧縮機部との接続部分を示す分解図実施の形態４におけるインバータ装置部においてスイッチング素子モジュールなどが設けられたインバータ回路側を示す分解図実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部とその周辺の電気回路図実施の形態４における電流平滑コンデンサの裏面図実施の形態４における電流平滑コンデンサの側面図本発明に係る実施の形態５のインバータ装置一体型電動圧縮機における電流平滑コンデンサの裏面図本発明に係る実施の形態６のインバータ装置一体型電動圧縮機における電流平滑コンデンサの裏面図本発明に係る実施の形態７のインバータ装置一体型電動圧縮機における電流平滑コンデンサの裏面図従来のインバータ装置一体型電動圧縮機の構成を示す断面図従来のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部と電動圧縮機部との接続部分を示す分解図従来のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部を示す分解図

第１の発明は、吸入冷媒により冷却されるインバータ装置部を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機において、
前記インバータ装置部における主たる発熱源が接触した壁面の設置位置に対応する背面側に前記吸入冷媒が集中して流れる吸入冷媒通路が形成されている。

これにより、第１の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、インバータ装置部の主たる発熱源近傍のみに、吸入冷媒が集中する構成となる。インバータ装置部の主たる発熱源は、複数のスイッチング素子の発熱が集中しており、当該発熱源が接触した領域においては温度勾配が大きいため、この温度勾配の大きい領域を集中して流れる吸入冷媒により効果的に冷却することができる。この結果、インバータ装置部を吸入冷媒で充分冷却することができるため、冷凍サイクルの運転条件の調節が不要となる。

第２の発明は、第１の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記インバータ装置部が、圧縮機構部に隣接して配置され、吸入冷媒が集中して流れる前記吸入冷媒通路が前記インバータ装置部と前記圧縮機構部との間に形成されている。このため、第２の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒がインバータ装置部からの熱を効率的に吸収すると共に、圧縮機構部からの熱をインバータ装置部に伝熱しないように構成することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、インバータ装置部の主たる発熱源が、インバータ回路における複数のスイッチング素子の半導体チップを集積したモジュールである。半導体チップは形状が小さいため、当該モジュールに接触した領域においては、より一層発熱が集中し温度勾配が大きくなる。第３の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒が集中して流れる吸入冷媒通路により、半導体チップが集積したモジュールに対して効果的な冷却を行うことができる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記インバータ装置部における主たる発熱源が接触した壁面の設置位置に対応する背面側において、第１通路制限部と第２通路制限部が対向して形成され、前記第１通路制限部と前記第２通路制限部により前記吸入冷媒通路における吸入冷媒の流れに沿った両側壁面を形成し、前記吸入冷媒が集中して前記吸入冷媒通路を流れるように構成されている。このため、第４の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒が集中して流れる吸入冷媒通路により、発熱源が接触した壁面を確実に冷却することができる。

第５の発明は、第１乃至第３の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記インバータ装置部における主たる発熱源が接触した壁面において、前記発熱源が内側となるように凹部形状の第１通路案内部と第２通路案内部が対向して形成され、
前記第１通路案内部と前記第２通路案内部が前記吸入冷媒通路における吸入冷媒の流れに沿った両側壁面を形成し、前記吸入冷媒が集中して前記吸入冷媒通路を流れるように構成されている。このため、第５の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒通路の横に放熱部として凹部が形成されているため、インバータ装置部の主たる発熱源の熱は、より一層吸入冷媒通路に集中する。このため、発熱源が接触している壁面の温度勾配が更に大きくなるが、発熱源からの熱が吸入冷媒が集中して通る吸入冷媒通路により、更に効果的に冷却される。

第６の発明は、第１乃至第５の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記圧縮機構部において高圧冷媒が吐出される吐出室を形成する部分が、前記発熱源が接触した壁面の背面側に対して、前記吸入冷媒通路を形成する以外の領域では略一定間隔を有するよう構成されている。このため、第６の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒通路において吸入冷媒がスムーズに流れて、発熱源が接触している壁面を均一に冷却することができ、冷却むらをなくすことができる。

第７の発明は、第１乃至第５の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記インバータ装置部におけるインバータ回路の電流平滑コンデンサを平板形状の表面実装型として、前記インバータ装置部の回路基板に実装している。

これにより、第７の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、電流平滑コンデンサが平板形状であるために、振動対策としてのコンデンサを支えるものが不要になる。また、電流平滑コンデンサが回路基板に実装されるため、電流平滑コンデンサと回路基板との間のリード線を用いた電気接続用配線が不要になる。そして、比較的大型のコンデンサになる電流平滑コンデンサが、平板形状であり、回路基板に対向するように表面実装されるため、回路基板において表面実装された電流平滑コンデンサの周辺箇所の振動に対して強化された構造となる。そのため、第７の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、回路基板の中央部にネジなどの固定手段を追加する耐振対策が不要になる。第７の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、部品を追加することなく、インバータ装置部の耐振性を強化することができる。

第８の発明は、第７の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記電流平滑コンデンサはセラミックコンデンサとしたものである。セラミックコンデンサは硬く強度が高いため、第８の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、表面実装された電流平滑コンデンサの周辺箇所の回路基板自体が振動に対して、更に強化された構成となる。

第９の発明は、第７又は第８の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記電流平滑コンデンサが、はんだ接続に加え接着剤により回路基板に固定したものである。

これにより、第９の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、表面実装型電流平滑コンデンサの回路基板への固定が、電極端子におけるはんだ固定に加え、接着剤により固定されるため、電流平滑コンデンサの回路基板への固定が強化され、表面実装された電流平滑コンデンサの周辺の回路基板自体が振動に対して、更に強化された構造となる。

第１０の発明は、第９の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前記電流平滑コンデンサにおいて電極端子が備えられていない端部において接着剤により前記回路基板に対して固定するよう構成されている。

これにより、第１０の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、平板形状の表面実装型電流平滑コンデンサが四角形であれば、４辺全てが回路基板へ固定されるため、電流平滑コンデンサの回路基板への固定が強化され、表面実装された電流平滑コンデンサの周辺の回路基板自体が振動に対して、更に強化された構造となる。また、表面実装後の接着剤有無のチェックを、接着剤が電極端子に隠れない、目視可能な位置にあるため、確実に、かつ容易に行うことができる。

第１１の発明は、第１乃至第１０の発明のインバータ装置一体型電動圧縮機において、車両に搭載される構成を有する。車両からの各種振動が当該インバータ装置一体型電動圧縮機に伝達されるが、耐振性を強化された本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機が用いられているため、車両自体の信頼性を高めることができる。

以下、本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機に係る実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態のインバータ装置一体型電動圧縮機は例示であり、本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機としては実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成を含むものである。

（実施の形態１）
以下、本発明に係る実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機を図１〜図５を参照して説明する。

図１は実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機の内部構成を示す断面図である。図１に示すように、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機において、右側に電動圧縮機部１が配置され、左側にインバータ装置部１０１が配置されて、一体的に構成されている。電動圧縮機部１の胴部の周りには複数の取付け脚２が設けられており、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機は、取付け脚２によって横向きに設置される構造を有する。

以下に、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機における電動圧縮機部１について説明する。

電動圧縮機部１は、電動機部５および圧縮機構部４を有し、電動機部５および圧縮機構部４が電動圧縮機部１の本体ケーシング３内に収納されている。電動機部５は本体ケーシング３に嵌入または圧入された圧縮機構部４を駆動する。電動機部５はインバータ装置部１０１からの制御された電力が入力されて駆動される。

圧縮機構部４はスクロール方式の圧縮機構を有し、固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２が噛み合って、圧縮空間１０が形成されている。図１に示すように、固定渦巻部１１は、電動機部５のスラスト方向における電動機部５に向かって延設された渦巻き状の羽根で構成され、スラスト方向に直交する面を有する固定鏡板１１ａから電動機部５に向かって立ち上がるよう形成されている。一方、旋回渦巻部１２は、電動機部５のスラスト方向におけるインバータ装置部１０１に向かって延設された渦巻き状の羽根で構成され、スラスト方向に直交する面を有する旋回鏡板１２ａからインバータ装置部１０１に向かって立ち上がるよう形成されている。このように、圧縮機構部４は、固定鏡板１１ａから立ち上がった渦巻き状の固定渦巻部１１と、旋回鏡板１２ａから立ち上がった渦巻き状の旋回渦巻部１２とを噛合わせて圧縮空間１０が形成される構成である。

圧縮機構部４においては、旋回渦巻部１２が電動機部５により駆動軸１４を介して駆動されて、旋回渦巻部１２が固定渦巻部１１に対して円軌道の旋回運動をする。このように旋回渦巻部１２が旋回運動をしているとき、旋回渦巻部１２と固定渦巻部１１とにより形成される圧縮空間１０が移動する。その圧縮空間１０の移動に伴い、圧縮空間１０の容積が変化することにより、外部サイクルから帰還する冷媒３０に対する吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出が行われる。

インバータ装置部１０１の外観となるインバータケース１０２には吸入口８が設けられており、電動圧縮機部１の外観となる本体ケーシング３には吐出口９が設けられている。

インバータ装置一体型電動圧縮機において用いられる冷媒３０はガス冷媒であり、各摺動部分の潤滑と圧縮機構部４の摺動部分のシールとして機能する液体としては潤滑油７などの液体が採用されている。潤滑油７は冷媒３０に対して相溶性を有している。

本体ケーシング３の底部に形成された貯液部６に貯留されている潤滑油７は、容積型ポンプ１３によって圧縮機構部４に供給される。すなわち、ポンプ１３が電動機部５によって駆動されると、潤滑油７は駆動軸１４の内部の給油路１５を通って旋回渦巻部１２の背面側に形成された液溜り２１に供給される。この液溜り２１に供給された潤滑油７の一部は、旋回渦巻部１２の背面側を通り、絞り機構２３などにより所定量に制限されて旋回渦巻部１２の外周部の背面側に供給される。この結果、旋回渦巻部１２が背面側から押圧される構造となる。

また、潤滑油７の一部は、更に旋回渦巻部１２内の給油孔を通り、旋回渦巻部１２の羽根における先端にある保持溝２５に供給される。この結果、固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２との間のシールおよび潤滑が図られている。潤滑油７が供給される保持溝２５は、固定渦巻部１１との間のシール部材、例えばチップシール２４を保持する。

液溜り２１に供給された潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２２、主軸受４２を経て、それらの軸受４２、４３を潤滑した後、電動機部５側に流出し、貯液部６へと回収される。

本体ケーシング３の内部において、電動機部５のスラスト方向における一方の端部壁３ａ側（図１における右端側）からポンプ１３、副軸受４１、電動機部５、および主軸受４２を保持する主軸受部材５１が配置されている。ポンプ１３は、本体ケーシング３の端壁部３ａの中央部分に収納されて、その収納後に蓋体５２を嵌め付けることにより、本体ケーシング３と蓋体５２との間に保持されるよう構成されている。蓋体５２の内側には、吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにポンプ室５３が形成されている。

電動機部５は、その固定子５ａが本体ケーシング３に対して環状部材１７により固定されている。ただし、電動機部５の固定子５ａは本体ケーシング３に対して焼き固めにより直接固定する構成でも良い。一方、電動機部５の回転子５ｂは、固定子５ａに対向するように、駆動軸１４における中間部分の外周に固定されている。また、駆動軸１４の端部には圧縮機構部４の旋回渦巻部１２が旋回するよう固定されている。したがって、インバータ装置部１０１からの制御された電力が入力された電動機部５は、回転子５ｂと共に駆動軸１４を回転して、圧縮機構部４の旋回渦巻部１２が旋回する構成である。

駆動軸１４は主軸受４２により回転可能に保持されており、主軸受４２を固定する主軸受部材５１は、固定渦巻部１１に対してボルト（図示省略）によって固定されている。また、主軸受部材５１は、本体ケーシング３の開口端に嵌合されて固定されている。主軸受部材５１は、インバータケース１０２と本体ケーシング３により圧縮機構部４の固定渦巻部１を介して挟持する状態で設けられており、駆動軸１４の圧縮機構部４側を回転可能に保持する主軸受４２を保持している。

主軸受部材５１と固定渦巻部１１との間には旋回渦巻部１２が挟み込まれて配置されており、固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２とによりスクロール圧縮機が構成されている。主軸受部材５１と旋回渦巻部１２との間には、旋回渦巻部１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部材としてのオルダムリング５７などの機構が設けられている。電動機部５の回転力は、偏心軸受４３によって軸支された駆動軸１４を介して旋回渦巻部１２に伝達されており、旋回渦巻部１２が円軌道上で旋回するよう構成されている。

図２はインバータ装置部１０１における吸入冷媒通路６１の近傍を示す部分断面図である。図２に示すように、圧縮機構部４における固定鏡板１１ａには、吐出孔３１およびリード弁３１ａが設けられている。吐出孔３１は固定鏡板１１ａと蓋体６５で構成された吐出室６２に開口されている。吐出室６２は、固定渦巻部１１の内部、固定渦巻部１１と本体ケーシング３との間、主軸受部材５１と本体ケーシング３との間などに形成された連絡通路６３を介して、電動機部５側に通じている。従って、吐出室６２の冷媒３０は、電動機部５側に流れて、電動機部５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出される。吐出室６２から吐出口９までの長い過程において、冷媒３０に対して衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離が行われて、潤滑油７が分離される。また、電動機部５側に流れた冷媒３０は、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑も行っている。

次に、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部１０１について説明する。

図３は、インバータケース１０２（図２の左側）および本体ケーシング３の固定鏡板１１ａが設けられた端部（図２の右側）を分解斜視図で示している。図４は、インバータケース１０２を拡大して示す斜視図である。また、図５は、インバータ回路を収納するインバータケース１０２と、インバータカバー１１３などを有するインバータ装置部１０１を示す分解斜視図である。

図３に示すように、インバータケース１０２は、ボルト通し孔１１６を通るボルト（図示省略）により、Ｏリング９１を介して気密状態となるよう本体ケーシング３に締結されている。また、インバータケース１０２と固定渦巻部１１の固定鏡板１１ａとを、Ｏリング９２を介して気密に密着させることにより、吸入口８と連通する吸入冷媒通路６１が形成されている。

図５は、実施の形態１におけるインバータ装置部１０１を示す分解図である。図５に示すように、インバータ装置部１０１は、インバータケース１０２および、インバータケース１０２の開口端部（図５の左側開口端部）を塞ぐインバータカバー１１３で形成される空間（インバータ回路空間）内に、回路基板１０３、パワーモジュール１０５、電流平滑コンデンサ１０８などのインバータ回路が設けられている。実施の形態１においては、パワーモジュール１０５としては複数のスイッチング素子を集積したインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）が用いられている。このＩＰＭ１０５は、複数のスイッチング素子を含むためインバータ回路における主たる発熱源となっている。

実施の形態１において、インバータケース１０２の両側には、吸入口８と連通する吸入冷媒通路６１と、インバータ回路が設けられた空間が配置されている。吸入冷媒通路６１を形成する空間と、インバータ回路が設けられている空間とは、インバータケース１０２の中央部分を閉鎖する端部壁１０２ａを間にして、隣接した近傍の位置に設けられている。

電動機部５からのリード線８１は、固定鏡板１１ａの外周近傍に設けられた連絡通路８２を通してハーネスコネクタ１０７に接続され、インバータケース１０２に装着された圧縮機ターミナル１０６に差込固定される（図３参照）。圧縮機ターミナル１０６は、インバータ回路の回路基板１０３に電気的に接続されている。圧縮機ターミナル１０６は、固定金具である止め輪８０によりインバータケース１０２に固定されている（図４参照）。

インバータ回路におけるＩＰＭ１０５の温度、電動機部５の温度などは温度センサ（図示省略）によりそれぞれ検出されている。検出された温度情報は、インバータ回路に設けられている制御部においてモニタリングされており、制御部は検出された温度情報に基づいて電動機部５が駆動制御される。インバータ装置部１０１には、インバータ回路を外部と電気的に接続するためのハーネスコネクタ（図示省略）が設けられている。

図５に示すように、インバータケース１０２においてインバータ回路が設けられている空間は、インバータカバー１１３により閉蓋されている。インバータケース１０２における複数のネジ孔１１５に対して、インバータカバー１１３のネジ通し孔１１４を通して、ネジ５５（図１参照）を締め付けることにより、インバータカバー１１３はインバータケース１０２に固定されている。インバータカバー１１３がインバータケース１０２に固定されることにより、インバータ装置部１０１の内部のインバータ回路などが保護される構成である。

なお、インバータカバー１１３の内面には遮音および制振効果のあるシート材１２０が貼り付けられており、電動機部５あるいは圧縮機構部４から発生する騒音が、インバータカバー１１３を透過して外部に漏れるのが防止されている。

前述のように、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入口８から吸入された冷媒（吸入冷媒）３０が通る吸入冷媒通路６１は、インバータケース１０２と固定渦巻部１１の固定鏡板１１ａとを、Ｏリング９２を介して気密的に密着させることにより形成されている。実施の形態１における吸入冷媒通路６１は、インバータケース１０２の内部に第１通路制限部２１１と第２通路制限部２１２を設けることにより、吸入冷媒３０が通る流路が制限されている。

なお、図１および図２に示すように、吸入冷媒通路６１におけるスラスト方向の長さ（吸入冷媒通路６１の高さ）は、蓋体６５とインバータケース１０２とにより制限されている。

圧縮機構部４の吐出室６２を形成する蓋体６５は、高温度となるため、図２に示すように、インバータケース１０２の端部壁１０２ａに対しては所定隙間を有して配置され、蓋体６５の熱が端部壁１０２ａに直接伝導しないように構成されている。

図４に示すインバータケース１０２の端部壁１０２ａにおいて、破線で囲む領域Ａは、端部壁１０２ａの背面側であるインバータ回路側に設けたＩＰＭ１０５の配置位置を示している。インバータ回路において、回路基板１０３に実装されているＩＰＭ１０５は、平板形状のモジュールであり、インバータケース１０２の端部壁１０２ａに対してネジ止めにより固定されている。したがって、平板形状のＩＰＭ１０５の天面側の平坦面は、端部壁１０２ａの壁面に完全に密着している。この結果、インバータ回路における主な発熱源であるＩＰＭ１０５からの熱は、インバータケース１０２の端部壁１０２ａに直接的に伝導する構成であり、端部壁１０２ａが放熱板としての機能を有する。インバータケース１０２は、加工が容易であると共に、優れた熱伝導を有するアルミニウム材で形成されている。

図１〜図４に示したように、実施の形態１における吸入冷媒通路６１は、端部壁１０２ａにおけるＩＰＭ１０５の設置位置に対応する領域（Ａ）と略同じ幅（吸入冷媒３０の流れ方向に直交する長さ）を持つ壁面により、インバータ回路空間側の壁面が構成されている。この結果、吸入口８からの吸入冷媒３０が吸入冷媒通路６１を通ることにより、インバータ回路における主たる発熱源であるＩＰＭ１０５の設置位置に対応する端部壁１０２ａの壁面（Ａ）に対して冷媒３０が集中的に流れる。

上記のように、インバータケース１０２に形成された吸入口８からの吸入冷媒３０は、吸入冷媒通路６１を流れて、端部壁１０２ａにおけるＩＰＭ１０５の設置位置に対応する壁面（Ａ）の全体を確実に冷却する。吸入冷媒通路６１は、第１通路制限部２１１と第２通路制限部２１２により、その流路が狭められて、端部壁１０２ａにおけるＩＰＭ１０５の設置位置に対応する壁面（Ａ）を特定している。このため、吸入冷媒３０は、狭い流路の吸入冷媒通路６１に集中して流れて、ＩＰＭ１０５の設置位置に対応する端部壁１０２ａの壁面（Ａ）を確実に冷却する。特に、狭い吸入冷媒通路６１を流れる吸入冷媒３０は、端部壁１０２ａにおけるＩＰＭ１０５の設置位置に対応する壁面に対して、集中的に流れて、強力に冷却する。端部壁１０２ａにおける所定の領域を冷却した冷媒３０は、固定鏡板１１ａの通路孔７１を通り、圧縮空間１０内に流入する。

実施の形態１においては、図４に示すように、第１通路制限部２１１および第２通路制限部２１２により特定される吸入冷媒通路６１において吸入冷媒３０の流れる方向に直交する長さＷ（幅）がＩＰＭ１０５の設置幅ｗと略一致、又は吸入冷媒通路６１の幅ＷがＩＰＭ１０５の幅ｗより多少大きく形成されている。

上記のように、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、インバータ装置部１０１の主たる発熱源であるＩＰＭ１０５に対応する端部壁１０２ａの壁面に冷媒３０のほとんどが集中して流れるよう構成されている。ＩＰＭ１０５は設置面積が小さく、発熱が集中するため、インバータケース１０２の端部壁１０２ａにおいてはＩＰＭ１０５の設置位置の領域で温度が急激に高くなり、温度勾配が大きくなる。しかし、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入口８から吸入されたほとんどの冷媒（吸入冷媒）３０を特定形状の狭い吸入冷媒通路６１に集中して流して、端部壁１０２ａの特定領域を効果的に冷却している。

なお、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入冷媒通路６１に放熱フィンを設けることにより更に高い冷却効果が期待できる。例えば、吸入冷媒通路６１を形成する端部壁１０２ａに吸入冷媒３０の流れと平行な放熱フィンを１個又は複数個設けることにより、吸入冷媒３０の流れに対する抵抗を小さくして効率的な冷却が可能となる。

実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機において、インバータ回路に用いたＩＰＭ１０５は、インバータ回路の出力スイッチング素子の半導体チップを集積したモジュールである。半導体チップは形状が小さいため、個々のスイッチング素子を別々に配置した場合に比べて、更に発熱が集中し温度勾配が大きくなる。しかし、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒３０が集中して狭い吸入冷媒通路６１を通り、ＩＰＭ１０５の設置位置に対応する領域に集中して流れて、ＩＰＭ１０５の設置位置に対応する領域を確実に、効果的に冷却している。この結果、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、インバータ装置部を所定温度以下に確実に保持するために、冷凍サイクルの運転条件を調節することが不要となり、例えば空調機器に使用した場合には、空調の快適性、および高い運転効率が確保される。

上記のように、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置部を吸入冷媒で効率高く冷却することができる。

なお、実施の形態１においては、インバータ装置部における主たる発熱源としてスイッチング素子を含むインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）１０５を例に挙げて説明したが、個々の出力スイッチング素子を別々に設けた場合でも、実施の形態１における構成が適用可能である。但し、この場合には、個々の出力スイッチング素子が設置された位置は、放熱板として機能する端部壁に集合して特定位置に配置して、その配置に対応した領域に吸入冷媒通路が形成される。

また、実施の形態１の構成においては、吸入冷媒通路６１のスラスト方向（電動機部５の軸方向）の空間は、インバータケース１０２の端部壁１０２aと蓋体６５とにより制約された例で説明したが、端部壁１０２aに対向する面としては蓋体６５に限定されるものではなく、固定鏡板１１ａなどにより制約される構成でも良い。

なお、吸入された冷媒３０が吸入冷媒通路６１における端部壁１０２aにおいて効率的に熱交換できるように、吸入冷媒通路６１の形状としては、吸入冷媒通路６１を吸入冷媒３０が流れる方向に対して直交する方向において、吸入冷媒通路６１の高さ（端部壁１０２aと蓋体６５との距離）より、吸入冷媒通路６１の幅（第１通路制限部２１１と第２通路制限部２１２との距離（Ｗ）が大きいことが望ましい。

（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機について添付の図６〜図１０を用いて説明する。実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前述の実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機の構成と異なる点は、インバータ装置部における冷却構造である。したがって、実施の形態２においては、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機の構成と実質的に同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、それらの説明は省略する。なお、実施の形態２においては、インバータ装置部の符号を「１２１」とし、インバータケースの符号を「１２２」として説明する。

図６は、実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機の内部構成を示す断面図である。図７は、インバータ装置部１２１における吸入冷媒通路６１の近傍を示す部分断面図である。図８は、インバータケース１２２（図８の左側）および本体ケーシング３の固定鏡板１１ａが設けられた端部（図８の右側）を分解斜視図で示している。図９は、インバータケース１２２を拡大して示す斜視図である。また、図１０は、インバータ回路を収納するインバータケース１２２と、インバータカバー１１３などを有するインバータ装置部１２１を示す分解斜視図である。

実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部１２１の冷却構造は、吸入冷媒通路６１に第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４が形成されており、吸入冷媒３０の流路が制約されている。吸入冷媒通路６１に第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４を設けることにより、吸入口８からの吸入冷媒３０が第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４に案内されて、インバータ回路において主たる発熱源であるＩＰＭ１０５の設置位置に対応する端部壁１２２ａの圧縮機側の壁面に吸入冷媒３０が集中的に流れる構成となる。

また、図６、図７および図１０に示すように、端部壁１２２ａのインバータ回路側の壁面には、第１通路案内部２１３に対応する位置に第１凹部２１３ａが形成されている。同様に、第２通路案内部２１４に対応する位置に第２凹部２１４ａが形成されている。

従って、インバータケース１２２の端部壁１２２ａにおける圧縮機側には、吸入冷媒通路６１の両側を形成し、放熱機能を有する突起部分となる第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４が設けられている。また、インバータケース１２２の端部壁１２２ａにおけるインバータ回路側には、発熱源であるＩＰＭ１０５の両側に沿って第１凹部２１３ａおよび第２凹部２１４ａが形成されている。

なお、図９において、端部壁１２２ａに破線で囲む領域Ａは、端部壁１２２ａの背面側であるインバータ回路側に設けたＩＰＭ１０５の設置位置に対応する領域を示す。実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、ＩＰＭ１０５がインバータケース１０２の端部壁１０２ａに対してネジ止めにより固定されて、端部壁１０２ａに接触している。実施の形態２において、ＩＰＭ１０５の設置位置は、長方形であり、その長手方向が吸入冷媒３０の流れる方向と一致させている。実施の形態２においては、図９に示すように、第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４により特定される吸入冷媒通路６１において吸入冷媒３０の流れる方向に直交する長さＷ（幅）がＩＰＭ１０５の幅ｗと略一致、又は吸入冷媒通路６１の幅ＷがＩＰＭ１０５の幅ｗより多少大きく形成されている。

上記のように構成された実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機において、インバータケース１２２の端部壁１２２ａにおいては、ＩＰＭ１０５の両側に沿って第１凹部２１３ａおよび第２凹部２１４ａが形成されているため、ＩＰＭ１０５から横方向への熱伝導、即ち冷媒３０の流れ方向に直交する方向の熱電動が抑制されている。また、第１凹部２１３ａおよび第２凹部２１４ａは、第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４の突起部分を形成することにより形成されているため、インバータ装置１２１の主たる発熱源であるＩＰＭ１０５の熱は、第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４の突起部分により吸入冷媒通路６１に集中して放熱される。このため、インバータ回路における主たる発熱源であるＩＰＭ１０５の熱が、第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４により特定された吸入冷媒通路６１の端部壁１２２ａに熱伝導して、端部壁１２２ａにおける吸入冷媒通路６１以外の他の領域への熱伝導が抑制されている。従って、吸入口８からの吸入冷媒３０が第１通路案内部２１３および第２通路案内部２１４により特定された吸入冷媒通路６１を流れることにより、吸入冷媒通路６１の端部壁１２２ａにおいて効率的な熱交換が行われて効果的な冷却が実行される。

上記のように、実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置部を吸入冷媒で効率的に十分に冷却することができる。

なお、図１０に示した実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、電流平滑コンデンサがインバータケースに設けられていない例で示したが、電流平滑コンデンサはインバータ回路の回路基板上などの他の適当な場所に設ければ良い。

また、実施の形態２のインバータ装置一体型電動圧縮機においても、前述の実施の形態１において説明したように、吸入冷媒通路６１に放熱フィンを設けることにより、更に冷却効果を高めることが可能な構成となる。

（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機について添付の図１１〜図１３を用いて説明する。実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前述の実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機の構成と異なる点は、インバータ装置における冷却構造である。したがって、実施の形態３においては、実施の形態１のインバータ装置一体型電動圧縮機の構成と実質的に同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、それらの説明は省略する。なお、実施の形態３においては、インバータ装置部の符号を「１４１」とし、インバータケースの符号を「１４２」として説明する。

図１１は、実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機の内部構成を示す断面図である。図１２は、インバータケース内部の冷媒吸入通路の近傍を示す拡大断面図である。

図１１に示すように、実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入冷媒通路６１を形成するインバータケース１４２の端部壁１４２ａの圧縮機側には複数の放熱フィン１４２ｂが形成されている。複数の放熱フィン１４２ｂは、インバータ回路において主たる発熱源であるスイッチング素子を集合したモジュール（ＩＰＭ）１０５の設置位置に対応する端部壁１４２ａの壁面に形成されている。

また、実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前述の実施の形態２のインバータ装置部１０１の冷却構造との違いは、圧縮機構部４における固定渦巻部１１に取り付けられている蓋体１４６と、インバータケース１４２の端部壁１４２ａとの間の隙間（Ｇ）が略一定に設定されている点である。この隙間（Ｇ）が設定されている領域は、端部壁１４２ａにおける吸入冷媒通路６１が形成されていない領域である。また、実施の形態３においては、吸入冷媒領域６１に形成されている放熱フィン１４２ｂの先端と蓋体１４６との間の隙間（Ｇ）も、端部壁１４２ａと蓋体１４６との間の隙間（Ｇ）と同じに距離に設定されている（図１２参照）。

図１３は、インバータケース１４２（図１３の左側）、およびインバータケース１４２に取り付けられる本体ケーシング３の一部（図１３の右側）を示す分解図である。図１３に示すように、本体ケーシング３の固定鏡板１１ａには蓋体１４６が複数のボルトにより固定されている。蓋体１４６における吸入冷媒通路６１側の面は段差を有している。蓋体１４６において、外周部分より中央部分が吸入冷媒通路６１側に突出している。蓋体１４６の中央部分が第１段部１４６ａであり、外周部分が第２段部１４６ｂである。

圧縮機後部４の蓋体１４６は高温度となるため、インバータケース１４２の端部壁１４２ａに対して、蓋体１４６は断熱空間としての所定の隙間以上の空間が必要である。断熱空間としての所定の隙間としては、０．４ｍｍ以上１．６ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍを中心隙間として±０．６ｍｍ以内とすることが好ましい。

実施の形態３においては、吸入冷媒通路６１が形成されていない領域において、蓋体１４６と端部壁１４２ａとの間の隙間（Ｇ）が略一定に設定されている。図１３に示すように、実施の形態３における蓋体１４６の形状が第１段部１４６ａおよび第２段部１４６ｂを有する形状であるため、蓋体１４６の形状に対応するように、端部壁１４２ａには第１隙間形成部１４３および第２隙間形成部１４４が形成されている。

上記のように構成された実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入口８からの吸入冷媒３０が吸入冷媒通路６１に流れるとき、蓋体１４６と端部壁１４２ａとの間の隙間が略一定に形成されているため、冷媒３０の殆どが吸入冷媒通路６１を流れて、放熱板としての端部壁１４２ａおよび放熱フィン１４２ｂに接触して熱交換し、固定鏡板１１ａの通路孔７１を通り、圧縮空間内に流入する。

実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒通路６１以外の領域においては、蓋体１４６と端部壁１４２ａとの間の隙間（Ｇ）が略一定に設定されているため、吸入冷媒３０の流れが乱されることがなく、吸入冷媒３０が吸入冷媒通路６１をスムーズに流れる構成となる。この結果、吸入冷媒３０は、吸入冷媒通路６１において冷却むら無く、発熱源が接触している端部壁１４２ａの面全体を均一に冷却することができる。また、吸入冷媒３０の流れが一箇所に集中することなく吸入冷媒通路６１の全体に流れるため、放熱板としての端部壁１４２ａにおける冷却面積を広く設定することも可能となる。このため、実施の形態３の構成によれば、吸入冷媒通路６１を大きく形成して、より多くの発熱源を端部壁１４２ａに配置することも可能となる。

上記のように、実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置部を吸入冷媒で効率的に十分に冷却することができる。

なお、実施の形態３のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、吸入冷媒通路６１に放熱フィンを形成した冷却効果をさらに高めた構成例で説明したが、インバータ装置部の仕様などに応じて、放熱フィンのない吸入冷媒通路の場合であっても、冷媒の流れがスムーズになり、放熱部分を均一に冷却することができるという優れた効果を奏する。

（インバータ装置一体型電動圧縮機の振動対策）
インバータ装置一体型電動圧縮機において、前述のように、インバータ装置部に対しては、冷却構造における冷却効果を高める必要があると共に、圧縮機構部および電動機部からの振動を常に受けるため、振動対策を施すことも必要である。したがって、前述の各実施の形態１〜３において説明したように、インバータ装置部が吸入冷媒により効率的に冷却される構成を有するとともに、且つインバータ装置においては振動対策が施されていることが更に好ましい構成となる。

インバータ装置部のインバータ回路においては、比較的大きな電気部品である電流平滑コンデンサが用いられており、この電流平滑コンデンサは一般的に円筒形状を有している。このような形状を有する電流平滑コンデンサを回路基板に実装する場合、電流平滑コンデンサの２本のリード端子を回路基板へ固着して実装するだけでは、振動に耐え難いため、振動対策として電流平滑コンデンサを支持するための特別な部材が必要である。しかし、このような振動対策を施しても電流平滑コンデンサを回路基板に実装した場合には、圧縮機構部および電動機部からの振動を受けて故障の原因になっている。

このため、電流平滑コンデンサを回路基板に実装せず、インバータケースに取り付けて、振動の影響を少なくする対処方法が考えられている。このように電流平滑コンデンサをインバータケースに取り付けた場合には、電流平滑コンデンサと回路基板との間にリード線を用いた電気接続用配線が必要になり、インバータ装置部の内部には電気接続用配線を行うためのスペースを確保する必要がある。

また、インバータ装置部における回路基板は、その端部がネジによりインバータケースに取り付けられて固定されている。このように固定された回路基板においては、圧縮機構部および電動機部からの広い周波数範囲を持つ振動により、ネジにより固定された回路基板の端部の内側部分（中心寄り部分）において、共振周波数の振動が発生する。この結果、回路基板に実装した部品が破損し、脱落するなどの事故が発生する場合がある。

以下の実施の形態４〜７においては、簡単な構成でインバータ装置の耐振性をさらに強化することができるインバータ装置一体型電動圧縮機について説明する。

なお、実施の形態４〜７においては、耐振性が強化されたインバータ装置一体型電動圧縮機について説明するが、前述の実施の形態１〜３において説明した優れた冷却構造を有する構成とすることにより、さらに高い優れた特性を有するインバータ装置一体型電動圧縮機となる。勿論、実施の形態４〜７において説明するインバータ装置一体型電動圧縮機のみにおいても耐振性が強化された効果を発揮することができるものである。

（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機を添付の図面を参照して説明する。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、本発明に係る実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機の外観構成を示す図である。図１４Ａは、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機の正面図であり、図１４Ｂは、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機の左側面図である。

図１４Ａに示すように、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機は、電動圧縮機部１の胴部の周りに設けられた取付け脚（図示せず）によって横向きに設置される構造を有する。

電動圧縮機部１は、電動機部５および圧縮機構部４を有し、電動機部５および圧縮機構部４が電動圧縮機部１の本体ケーシング３内に収納されている。電動機部５はインバータ装置部１０１によって駆動制御される。電動機部５により駆動された圧縮機構部４は、インバータケース１０２に設けた吸入口８を通じて冷凍サイクルからの低圧冷媒を吸入して、圧縮し、吐出する。圧縮機構部４から吐出された冷媒は、電動機部５側に入り、電動機部５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９からインバータ装置一体型電動圧縮機の外部機構である冷凍サイクルへ吐出される。

インバータケース１０２は、ボルト５６により本体ケーシング３に締結されている。インバータケース１０２には、インバータカバー１１３がネジ５５で固定される。インバータ装置部１０１が外部コネクタ１１９との電気的な接続を行うための直付けコネクタ１１７がインバータ装置部１０１に備えられている。

図１５はインバータケース１０２と圧縮機構部４とで構成される吸入冷媒通路６１の分解構造図である。インバータケース１０２と圧縮機構部４とを、Ｏリング９２を用いて気密的に組み合せることにより吸入口８から通じる吸入通路となる吸入冷媒通路６１が形成される。インバータケース１０２に設けた吸入口８から吸入された冷媒は、吸入冷媒通路６１において拡散されて、インバータケース１０２の端部壁１０２ａを冷却する。この結果、端部壁１０２ａの背面に搭載されているスイッチング素子モジュール（例えば、ＩＰＭ１０５）などの発熱体を冷却する。このようにスイッチング素子モジュールなどを冷却した吸入冷媒は、圧縮機構部４の通路孔７１より圧縮空間内に流入する。

インバータケース１０２には、圧縮機ターミナル１０６が固定手段である止め輪８０により固定されている。また、インバータケース１０２の端部には、直付けコネクタ１１７が直付けで設置されている。実施の形態４においては直付けコネクタ１１７の端子１１８としては、電源用２本、通信用２本の例を示す。

電動機部５からのリード線８１は圧縮機構部４の外周近傍に設けられた連絡通路８２を通してハーネスコネクタ１０７に接続され、圧縮機ターミナル１０６に電気的に接続される。インバータケース１０２は、ボルト通し孔１１６を通るボルト５６（図１４Ａ参照）により、Ｏリング９１を介して気密的に本体ケーシング３に機械的に接続される。前述のＯリング９２の内側は低圧であり、Ｏリング９２の外側とＯリング９１の内側までの領域は高圧になる。この領域は、高圧冷媒３０が流れている電動機部５側の領域と連絡通路８２を介して連通しているため、高圧となる。

図１６は、インバータ装置部１０１においてスイッチング素子モジュールであるＩＭＰ１０５などが設けられたインバータ回路側を示す分解構造図である。インバータケース１０２の端部壁１０２ａには、平板形状のＩＭＰ１０５がボルトにより固定されており、圧縮機ターミナル１０６が止め輪８０により固定されている。これらのＩＭＰ１０５や圧縮機ターミナル１０６などのインバータ回路部品を覆うように回路基板１０３が配置されて、インバータ装置部１０１が構成されている。ＩＭＰ１０５には、後述するインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子が含まれている。このＩＭＰ１０５の両側に設けられている接続端子ピンは回路基板１０３にはんだにより接続される。回路基板１０３の周辺端部はネジにより、インバータケース１０２に固定されている。

実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、電流平滑コンデンサ１０８が表面実装型の平板形状であり、電流平滑コンデンサ１０８の平坦面が回路基板１０３に対向するように、回路基板１０３上にはんだにより実装されている。直付けコネクタ１１７の端子１１８は、電動圧縮機部１の回転中心軸と直交するよう配置されている回路基板１０３の端子取付孔１０４にはんだにより直接接続されている。

インバータカバー１１３は、ネジ通し孔１１４にネジ５５を通してインバータケース１０２のネジ孔１１５に締め付けて固定される。インバータケース１０２の内側にあるインバータ回路などはインバータカバー１１３により保護されている。また、インバータカバー１１の内面にはシート材１２０が貼り付けられており、遮音および耐振の構造を有している。この結果、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機は、電動機部５および圧縮機後部４において生じた騒音が外部に漏れるのを防止している。

図１７は、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部１０１とその周辺の電気回路図を示している。

以下、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機における作動概要を説明する。運転前の段階において、直流電源であるバッテリー５０１から、インバータ装置部１０１の抵抗器５１２、リレー５０９の接点ａ側を経由して、電流平滑コンデンサ１０８が充電される。電流平滑コンデンサ１０８の充電が完了した後、リレー５０９は接点ｂ側に切り替えられ、インバータ回路５１０に電力供給が可能となる。

運転時においては、制御回路５０７が、インバータ回路５１０を構成する複数のスイッチング素子５０２を、接続線５１８を介して制御することにより、バッテリー５０１からの直流電圧がＰＷＭ変調でスイッチングされて、交流電流が形成され、その交流電流が電動機部５を構成する固定子巻線５０４へ出力される。この結果、電動機部５の回転子５０５が駆動される。なお、実施の形態４においては、複数のスイッチング素子５０２などがＩＰＭ１０５により構成された例で説明するが、各スイッチング素子をＩＧＢＴ、ＦＥＴ、トランジスタなどを用いて構成することも可能である。

インバータ回路５１０におけるダイオード５０３は、固定子巻線５０４に流れる電流の循環ルートとなる。制御回路５０７は、磁石回転子５０５の位置推定、スイッチング素子５０２の保護、消費電力の算出、運転回転数の制御などを指令するコントローラとの通信なども行う。

電流平滑コンデンサ１０８は、インバータ回路５１０の直流／交流変換により発生するスイッチング電流を平滑化している。また、電流平滑コンデンサ１０８は、バッテリー５０１に接続されているため大きい耐圧を有する仕様である。そのため、電流平滑コンデンサ１０８は、形状が比較的に大きな部品となる。

図１８は電流平滑コンデンサ１０８の裏面図であり、図１９は電流平滑コンデンサ１０８の側面図である。平板形状の電流平滑コンデンサ１０８の本体２０７には、その両側に電極端子２０４が設けられている。はんだディップ、リフローなどのはんだ接続処理の前段階において、表面実装の電流平滑コンデンサ１０８を回路基板１０３に固定しておくため、接着剤２０５が電流平滑コンデンサ１０８の中央に塗布されている。

回路基板１０３に接着剤２０５により固定された電流平滑コンデンサ１０８の電極端子２０４は、はんだにより回路基板１０３に接続されて固定される。この電流平滑コンデンサ１０８は、平板形状であり、樹脂により覆われた硬い比較的大型の部品である。回路基板１０３に実装された電流平滑コンデンサ１０８は、その広い平坦面が回路基板１０３に対向するよう配置されて、広い平坦面における中央、および両側部分が回路基板１０３に固着されている。このように、電流平滑コンデンサ１０８が回路基板１０３に表面実装されることにより、回路基板１０３において電流平滑コンデンサ１０８が表面実装された箇所周辺が振動に対して強化されるため、回路基板１０３自体の耐振性能が向上する。
上記のように構成されたインバータ装置部１０１においては、回路基板１０３に対してネジなどによる固定手段を追加するような振動対策が不要となる。

また、電流平滑コンデンサ１０８は平板形状であり、回路基板１０３に対して平坦面が対向するように、高さが低い状態で設けられているため、振動対策として電流平滑コンデンサ１０８を支えるための特別な部材が不要になる。また、電流平滑コンデンサ１０８が回路基板１０３に実装する構成であるため、電流平滑コンデンサ１０８と回路基板１０３との間をリード線による電気接続用配線が不要になる。

実施の形態４におけるインバータ装置部１０１では、電流平滑コンデンサ１０８がセラミックコンデンサで構成されているため、セラミックコンデンサは硬く強度が高いため、表面実装する箇所周辺の回路基板１０３自体が振動に対して、更に強化される構造となる。

上記のように、実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機は、部品を追加することなく、簡単な構成でインバータ装置部の耐振性を強化することができる。

なお、実施の形態４においては、横向きに搭載される横型のインバータ装置一体型電動圧縮機の例について説明したが、本発明は横型に限定されるものではなく、縦型のインバータ装置一体型電動圧縮機においても適用することができる。

また、本発明は、電動圧縮機部１の形態、インバータ装置部１０１の冷却構造の形態などに関しても、実施の形態４の構成に限定されるものではない。実施の形態４においては、抵抗器５１２およびリレー５０９がインバータ装置部１０１に含まれる構成としたが、抵抗器５１２およびリレー５０９をインバータ装置部１０１の外に設けても良い。

実施の形態４においては、電流平滑コンデンサ１０８の電極端子２０４がひとつの金属板の場合を示したが、複数のピン端子などで構成された場合であっても同様に回路基板に接続されて、同様の効果を奏する。

（実施の形態５）
以下、本発明に係る実施の形態５のインバータ装置一体型電動圧縮機を添付の図２０を参照して説明する。図２０は実施の形態５のインバータ装置一体型電動圧縮機における電流平滑コンデンサの裏面図である。実施の形態５のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前述の実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機と異なる点は、電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３に対する取付け構成であり、その他の点は同じである。従って、以下の実施の形態５の説明においては、実施の形態４との違いについて説明する。

実施の形態５における電流平滑コンデンサ１０８は、図２０に示すように、図１８に示した実施の形態４の電流平滑コンデンサ１０８と比較すると、はんだディップ、リフローなどのはんだ接続処理の前段階において、表面実装の電流平滑コンデンサ１０８を回路基板１０３に固定しておくために、接着剤２０５が３箇所に塗布されている。接着剤２０５の３箇所の塗布位置は、電流平滑コンデンサ１０８の裏面における中央の位置の他に、電流平滑コンデンサ１０８において電極端子２０４が設けられていない両端部の近傍の位置である。実施の形態５においては、接着剤２０５の３箇所の塗布位置は、電流平滑コンデンサ１０８の両側にある電極端子２０４に沿って並行に縦中央に配列されている。

上記のように構成された実施の形態５においては、表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３への固定が、電極端子２０４における２列のはんだによる固定に加え、３箇所で１列となっている接着剤２０５による固定が加わり、合計３列である。そのため、実施の形態５のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部は、表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３への固定が強化された構成を有する。

実施の形態５のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、電流平滑コンデンサ１０８が表面実装された箇所周辺の回路基板１０３自体が振動に対して、更に強化されている。

（実施の形態６）
以下、本発明に係る実施の形態６のインバータ装置一体型電動圧縮機を添付の図２１を参照して説明する。図２１は実施の形態６のインバータ装置一体型電動圧縮機における電流平滑コンデンサの裏面図である。実施の形態６のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前述の実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機と異なる点は、電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３に対する取付け構成であり、その他の点は同じである。従って、以下の実施の形態６の説明においては、実施の形態４との違いについて説明する。

実施の形態６における電流平滑コンデンサ１０８は、図２１に示すように、図１８に示した実施の形態４の電流平滑コンデンサ１０８と比較すると、はんだディップ、リフローなどのはんだ接続処理の前段階において、表面実装の電流平滑コンデンサ１０８を回路基板１０３に固定しておくために、接着剤２０５の複数の塗布位置が、電流平滑コンデンサ１０８の両側の電極端子２０４に沿って並行に設けられている。また、接着剤２０５の塗布位置は、電流平滑コンデンサ１０８の裏面において、電流平滑コンデンサ１０８において電極端子２０４が設けられている両端部の近傍の位置（４箇所）であり、それぞれの電極端子２０４に沿って等間隔で設けられている。従って、実施の形態６においては、接着剤２０５の塗布位置が、２列、８箇所であり、電流平滑コンデンサ１０８の両側の電極端子２０４に沿って並行に配列されている。

上記のように構成された実施の形態６においては、表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３への固定が、電極端子２０４における２列のはんだによる固定に加え、８箇所２列の接着剤による固定が加わり、合計４列である。そのため、実施の形態６のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部は、表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３への固定が強化された構成を有する。

（実施の形態７）
以下、本発明に係る実施の形態７のインバータ装置一体型電動圧縮機を添付の図２２を参照して説明する。図２２は実施の形態７のインバータ装置一体型電動圧縮機における電流平滑コンデンサの裏面図である。実施の形態７のインバータ装置一体型電動圧縮機において、前述の実施の形態４のインバータ装置一体型電動圧縮機と異なる点は、電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３に対する取付け構成であり、その他の点は同じである。従って、以下の実施の形態７の説明においては、実施の形態４との違いについて説明する。

実施の形態７における電流平滑コンデンサ１０８は、図２２に示すように、図１８に示した実施の形態４の電流平滑コンデンサ１０８と比較すると、はんだディップ、リフローなどのはんだ接続処理の前段階において、表面実装の電流平滑コンデンサ１０８を回路基板１０３に固定しておくために、電流平滑コンデンサ１０８の裏面には接着剤２０５の塗布位置が複数設けられている。接着剤２０５の複数の塗布位置は、電流平滑コンデンサ１０８において電極端子２０４が設けられていない両側（図２２においては上側端部と下側端部）に沿って複数設けられている。実施の形態７においては、電極端子２０４が設けられていない両側に沿って２列（８箇所）ずつ設けられている。

上記のように構成された実施の形態７においては、表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３への固定が、電極端子２０４における２列のはんだによる固定に加え、電極端子２０４が設けられていない両側に接着剤による固定が加わっている。そのため、実施の形態７における構成では、板形状の表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の４辺全てにおいて回路基板１０３に確実に固定されている。したがって、実施の形態７のインバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部においては、表面実装型の電流平滑コンデンサ１０８の回路基板１０３への固定が強化され、表面実装する箇所周辺の回路基板１０３が振動に対して、更に強化された構造となる。また、表面実装後の接着剤２０５の塗布忘れ有無チェックを横から見て行う場合、接着剤２０５が電極端子２０４により隠れない位置（目視可能位置）にあるため、接着剤の塗布確認を確実に、かつ容易に行うことができる。

なお、本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、小型化が達成されているため、例えば自動車などの車両に搭載することにより、高い耐振性能の効果を発揮することができ、車両の信頼性を高めることができる。

本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機においては、インバータ装置部のインバータ回路用電流平滑コンデンサを平板形状の表面実装型として、インバータ装置部の回路基板に実装している。これにより、電流平滑コンデンサが平板形状であるために、振動対策としてのンデンサを支えるものが不要になる。また、電流平滑コンデンサを回路基板に実装するため、電流平滑コンデンサと回路基板との間のリード線を用いた電気接続用配線が不要になる。

本発明によれば、比較的大型のコンデンサになる電流平滑コンデンサが、平板形状であり、回路基板に表面実装されるため、回路基板において電流平滑コンデンサが表面実装された周辺箇所は、振動に対して強化された構造となる。そのため、回路基板の中央部にネジなどの固定手段を追加するなどの対策が不要になる。したがって、本発明によれば、部品を追加することなく、インバータ装置一体型電動圧縮機におけるインバータ装置部の耐振性を強化することができる。

本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で冷却することができるため、民生用、産業用の各種インバータ装置一体型電動圧縮機に適用でき、汎用性の高い圧縮機となる。

１電動圧縮機部
３本体ケーシング
４圧縮機構部
５電動機部
８吸入口
９吐出口
１１固定渦巻部
１１ａ固定鏡板
１２旋回渦巻部
１２ａ旋回鏡板
３０冷媒
６１吸入冷媒通路
６５蓋体
１０１，１２１，１４１インバータ装置部
１０２，１２２，１４２インバータケース
１０２ａ，１２２ａ端部壁
１０３回路基板
１０５ＩＰＭ
１０８電流平滑コンデンサ
１１３インバータカバー
２１１第１通路制限部
２１２第２通路制限部
２１３第１通路案内部
２１４第２通路案内部

Claims

吸入冷媒により冷却されるインバータ装置部を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機において、
前記インバータ装置部における主たる発熱源が接触した壁面の設置位置に対応した背面側に前記吸入冷媒が集中して流れる吸入冷媒通路が形成されたインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記インバータ装置部は、圧縮機構部に隣接して配置され、吸入冷媒が集中して流れる前記吸入冷媒通路が前記インバータ装置部と前記圧縮機構部との間に形成されている請求項１に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
インバータ装置部の主たる発熱源は、インバータ回路における複数のスイッチング素子の半導体チップを集積したモジュールである請求項１又は２に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記インバータ装置部における主たる発熱源が接触した壁面の設置位置に対応する背面側において、第１通路制限部と第２通路制限部が対向して形成され、前記第１通路制限部と前記第２通路制限部により前記吸入冷媒通路における吸入冷媒の流れに沿った両側壁面を形成し、前記吸入冷媒が集中して前記吸入冷媒通路を流れるように構成された請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記インバータ装置部における主たる発熱源が接触した壁面において、前記発熱源が内側となるように凹部形状の第１通路案内部と第２通路案内部が対向して形成され、
前記第１通路案内部と前記第２通路案内部が前記吸入冷媒通路における吸入冷媒の流れに沿った両側壁面を形成し、前記吸入冷媒が集中して前記吸入冷媒通路を流れるように構成された請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記圧縮機構部において高圧冷媒が吐出される吐出室を形成する部分は、前記発熱源が接触した壁面の背面側に対して、前記吸入冷媒通路を形成する以外の領域では略一定間隔を有するよう構成された請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記インバータ装置部におけるインバータ回路の電流平滑コンデンサを平板形状の表面実装型として、前記インバータ装置部の回路基板に実装した請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記電流平滑コンデンサはセラミックコンデンサである請求項７に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記電流平滑コンデンサは、はんだ接続に加え接着剤により前記回路基板に固定した請求項７又は８に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
前記電流平滑コンデンサにおいて電極端子が備えられていない端部において接着剤により前記回路基板に対して固定する請求項９に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
当該インバータ装置一体型電動圧縮機が車両に搭載される構成を有する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。