KR20220136173A - 전동 압축기 - Google Patents
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Abstract
전동 압축기는, 압축부와, 전동 모터와, 인버터와, 금속제의 하우징을 구비한다. 상기 인버터는, 3상의 스위칭 소자와, 상기 3상의 스위칭 소자를 지지하는 수지제의 홀더를 갖는다. 상기 하우징은 방열면을 갖는다. 상기 홀더는 금속제의 스프링 부재를 갖는다. 상기 홀더는, 2개의 체결 부재에 의해 상기 하우징에 고정되어 있다. 상기 3상의 스위칭 소자는, 상기 2개의 체결 부재의 사이에 나란히 배치되어 있다. 상기 3상의 스위칭 소자 중, 양단에 위치하는 2상의 스위칭 소자의 각각은, 상기 홀더에 의해서만 상기 방열면을 향하여 압압되고, 중앙에 위치하는 1상의 스위칭 소자는, 상기 홀더와 상기 스프링 부재에 의해 상기 방열면을 향하여 압압된다.
Description
본 개시는, 전동 압축기에 관한 것이다.
전동 압축기는, 유체를 압축하는 압축부와, 압축부를 구동하는 전동 모터와, 전동 모터를 구동하는 인버터를 구비하고 있다. 또한, 전동 압축기는, 인버터를 수용하는 금속제의 하우징을 구비하고 있다. 인버터는, 스위칭 동작을 행하는 3상의 스위칭 소자를 갖고 있다. 또한, 인버터는, 3상의 스위칭 소자를 지지(保持)하는 수지제의 홀더를 갖고 있는 경우가 있다. 홀더는, 하우징에 고정되어 있다.
예를 들면 일본공개특허공보 2013-26320호에 개시된 전동 압축기는 홀더를 구비하고, 이 홀더는 금속제의 스프링 부재를 갖고 있다. 스프링 부재가 스위칭 소자를 하우징의 방열면을 향하여 압압함으로써, 스위칭 소자로부터 발생하는 열이, 방열면에서 효율 좋게 방열된다.
예를 들면, 1개의 스프링 부재가 모든 스위칭 소자를 방열면을 향하여 압압하면, 스위칭 소자끼리가 스프링 부재를 통하여 단락해 버릴 우려가 있다. 또한, 각 스위칭 소자에 대하여 스프링 부재를 1개씩 배치하는 경우라도, 스위칭 소자끼리의 거리가 가까우면, 스위칭 소자끼리가 스프링 부재를 통하여 단락해 버릴 우려가 있다. 그렇다고 해서, 스프링 부재를 형성하지 않으면, 스위칭 소자를 하우징의 방열면을 향하여 압압할 수 없기 때문에, 스위칭 소자로부터 발생하는 열을 방열면에서 효율 좋게 방열할 수 없다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 전동 압축기는, 유체를 압축하도록 구성된 압축부와, 상기 압축부를 구동하도록 구성된 전동 모터와, 상기 전동 모터를 구동하도록 구성된 인버터와, 상기 인버터를 수용하는 금속제의 하우징을 구비하고, 상기 인버터는, 스위칭 동작을 행하도록 구성된 3상의 스위칭 소자와, 상기 3상의 스위칭 소자를 지지하는 수지제의 홀더를 갖고, 상기 하우징은, 상기 3상의 스위칭 소자와 열적으로 결합하는 방열면을 갖고, 상기 홀더는, 상기 3상의 스위칭 소자 중 중앙에 위치하는 1상의 스위칭 소자를 상기 방열면을 향하여 압압하는 금속제의 스프링 부재를 갖고, 상기 홀더는, 적어도 2개의 체결 부재에 의해 상기 하우징에 고정되어 있고, 상기 3상의 스위칭 소자는, 상기 2개의 체결 부재의 사이에 나란히 배치되고, 상기 3상의 스위칭 소자 중, 양단에 위치하는 2상의 스위칭 소자의 각각은, 상기 홀더에 의해서만 상기 방열면을 향하여 압압되고, 상기 중앙에 위치하는 1상의 스위칭 소자는, 상기 홀더와 상기 스프링 부재에 의해 상기 방열면을 향하여 압압된다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 전동 압축기를 일부 파단하여 나타내는 측단면도이다.
도 2는 도 1의 전동 압축기의 일부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 전동 압축기의 일부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 홀더 및 스프링 부재를 나타내는 평면도이다.
도 5는 스위칭 소자가 홀더에 의해 지지된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 전동 압축기의 일부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 전동 압축기의 일부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 홀더 및 스프링 부재를 나타내는 평면도이다.
도 5는 스위칭 소자가 홀더에 의해 지지된 상태를 나타내는 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 전동 압축기(10)의 실시 형태를 도 1∼도 5에 따라 설명한다. 전동 압축기(10)는, 예를 들면, 차량 공조 장치에 이용된다.
(전동 압축기(10)의 전체 구성)
도 1에 나타내는 바와 같이, 전동 압축기(10)는, 하우징(11)을 구비하고 있다. 하우징(11)은, 토출 하우징 부재(12)와, 모터 하우징 부재(13)와, 인버터 케이스(14)를 갖고 있다. 토출 하우징 부재(12), 모터 하우징 부재(13) 및, 인버터 케이스(14)는 금속 재료제이고, 예를 들면, 알루미늄제이다. 따라서, 하우징(11)은, 금속제이다. 토출 하우징 부재(12)는, 통 형상이다. 모터 하우징 부재(13)는, 토출 하우징 부재(12)에 연결되어 있다. 모터 하우징 부재(13)는, 판 형상의 단벽(13a)과, 단벽(13a)의 외주부로부터 통 형상으로 연장되는 주벽(周壁:13b)을 갖고 있다.
모터 하우징 부재(13) 내에는, 회전축(15)이 수용되어 있다. 또한, 모터 하우징 부재(13) 내에는, 회전축(15)의 회전에 의해 구동하여 유체로서의 냉매를 압축하는 압축부(16)와, 회전축(15)을 회전시켜 압축부(16)를 구동하는 전동 모터(17)가 수용되어 있다. 압축부(16) 및 전동 모터(17)는, 회전축(15)의 회전축선이 연장되는 방향인 축선 방향으로 나란히 배치되어 있다. 전동 모터(17)는, 압축부(16)보다도 단벽(13a)의 가까이에 배치되어 있다. 모터 하우징 부재(13) 내에 있어서의 압축부(16)와 단벽(13a)의 사이에는, 전동 모터(17)를 수용하는 모터실(18)이 형성되어 있다.
압축부(16)는, 예를 들면 스크롤식이고, 모터 하우징 부재(13) 내에 고정된 도시하지 않는 고정 스크롤과, 고정 스크롤에 대향 배치되는 도시하지 않는 가동 스크롤을 가져도 좋다.
전동 모터(17)는, 통 형상의 스테이터(19)와, 스테이터(19)의 내측에 배치되는 로터(20)를 갖고 있다. 로터(20)는, 회전축(15)과 일체적으로 회전한다. 스테이터(19)는, 로터(20)를 둘러싸고 있다. 로터(20)는, 회전축(15)에 지착(止着)된 로터 코어(20a)와, 로터 코어(20a)에 형성된 도시하지 않는 복수의 영구 자석을 갖고 있다. 스테이터(19)는, 통 형상의 스테이터 코어(19a)와, 스테이터 코어(19a)에 권회된 모터 코일(21)을 갖고 있다.
주벽(13b)은, 흡입구(13h)를 갖는다. 흡입구(13h)는, 주벽(13b)에 있어서의 단벽(13a)에 가까운 위치에 개구한다. 흡입구(13h)는, 모터실(18)에 연통하고 있다. 흡입구(13h)에는, 외부 냉매 회로(22)의 제1단이 접속되어 있다. 토출 하우징 부재(12)는, 토출구(12h)를 갖는다. 토출구(12h)에는, 외부 냉매 회로(22)의 제2단이 접속되어 있다.
외부 냉매 회로(22)로부터 흡입구(13h)를 통하여 모터실(18) 내에 흡입된 냉매는, 압축부(16)의 구동에 의해 압축부(16)에서 압축되어, 토출구(12h)를 통하여 외부 냉매 회로(22)로 유출한다. 그리고, 외부 냉매 회로(22)로 유출한 냉매는, 외부 냉매 회로(22)의 열 교환기 및 팽창 밸브를 거쳐, 흡입구(13h)를 통하여 모터실(18) 내에 환류한다. 전동 압축기(10) 및 외부 냉매 회로(22)는, 차량 공조 장치(23)의 구성 요소이다.
인버터 케이스(14)는, 모터 하우징 부재(13)의 단벽(13a)에 부착되어 있다. 인버터 케이스(14)는, 인버터(30)를 수용하는 인버터 수용실(14a)을 갖는다. 따라서, 하우징(11)은, 내부에 인버터(30)를 수용하고 있다. 압축부(16), 전동 모터(17) 및, 인버터(30)는, 이 순서로, 회전축(15)의 축선 방향으로 나열되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 인버터 케이스(14)는, 케이스 본체(24)와, 덮개 부재(25)를 갖고 있다. 케이스 본체(24)는, 판 형상의 케이스 단벽(24a)과, 케이스 단벽(24a)의 외주부로부터 원통 형상으로 연장되는 케이스 주벽(24b)을 갖고 있다. 덮개 부재(25)는, 판 형상이다. 덮개 부재(25)는, 케이스 주벽(24b)의 개구를 폐색한 상태로, 케이스 본체(24)에 연결되어 있다. 인버터 수용실(14a)은, 케이스 본체(24) 및 덮개 부재(25)에 의해 구획되어 있다.
(인버터(30)의 구성)
인버터(30)는, 전동 모터(17)를 구동한다. 인버터(30)는, 회로 기판(31)을 갖고 있다. 회로 기판(31)은, 인버터 수용실(14a) 내에 수용되어 있다. 또한, 인버터(30)는, 3상의 스위칭 소자(40)를 갖고 있다. 3상의 스위칭 소자(40)는, 회로 기판(31)에 실장되어 있다. 스위칭 소자(40)는, 전동 모터(17)를 구동하기 위해 스위칭 동작을 행한다. 회로 기판(31)에는, U상, V상 및, W상 각각의 상(上) 아암의 구성 요소인 스위칭 소자(40)와, U상, V상 및, W상 각각의 하(下) 아암의 구성 요소인 스위칭 소자(40)가 실장되어 있다. 따라서, 회로 기판(31)에는, 6개의 스위칭 소자(40)가 실장되어 있다.
인버터(30)는, 수지제의 홀더(50)를 갖고 있다. 홀더(50)는, 3상의 스위칭 소자(40)를 지지한다. 홀더(50)는, 인버터 수용실(14a) 내에 수용되어 있다. 따라서, 홀더(50)는, 하우징(11)에 수용되어 있다. 또한, 홀더(50)는, 외부로부터의 입력 전류에 포함되는 노이즈를 저감하는 필터 소자인 도시하지 않는 콘덴서 및, 콘덴서와 함께 필터 회로를 구성하는 도시하지 않는 코일도 지지하고 있다.
(홀더(50)의 구성)
홀더(50)는, 판 형상의 홀더 본체부(51)를 갖고 있다. 홀더 본체부(51)는, 평면으로부터 보아 대략 사각 형상, 예를 들면 장방형이다. 홀더 본체부(51)는 복수의 지지 오목부(52)를 갖고, 각 지지 오목부(52) 내에는 대응하는 스위칭 소자(40)가 수용되어 있다. 예를 들면, 홀더 본체부(51)는, 지지 오목부(52)를 6개 갖고 있다. 지지 오목부(52)는, 홀더 본체부(51)의 두께 방향에 있어서의 제1면(511)에 개구하고 있다.
각 지지 오목부(52)의 저면에는, 리드 삽통공(52h)이 개구하고 있다. 리드 삽통공(52h)은, 홀더 본체부(51)를 두께 방향으로 관통하여, 홀더 본체부(51)의 두께 방향에 있어서의 제2면(512)에 개구하고 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 홀더 본체부(51)의 제1면(511)을 평면으로부터 보았을 때에, 홀더 본체부(51)의 두께 방향에 대하여 직교하는 방향을 제1 방향(X1)으로 한다. 또한, 제1면(511)을 평면으로부터 보았을 때에, 홀더 본체부(51)의 두께 방향에 대하여 직교하고, 또한 제1 방향(X1)에 대해서도 직교하는 방향을 제2 방향(Y1)으로 한다.
6개의 지지 오목부(52) 중 3개는, 제1면(511)에 있어서, 제2 방향(Y1)에 있어서의 제1단 근방의 위치에, 제1 방향(X1)으로 나란히 배치되어 있다. 또한, 6개의 지지 오목부(52) 중 나머지의 3개는, 제1면(511)에 있어서, 제2 방향(Y1)에 있어서의 제2단 근방의 위치에, 제1 방향(X1)으로 나란히 배치되어 있다.
6개의 지지 오목부(52) 중, 제2 방향(Y1)에 있어서의 제1단 근방의 위치에 있는 3개의 지지 오목부(52)를 각각 「제1 지지 오목부(53a), 제2 지지 오목부(53b) 및, 제3 지지 오목부(53c)」라고 기재하는 경우가 있다. 제1 지지 오목부(53a), 제2 지지 오목부(53b) 및, 제3 지지 오목부(53c)는, 제1 방향(X1)에 있어서 이 순서로 배열되어 있다. 따라서, 제2 지지 오목부(53b)는, 제1 방향(X1)에 있어서, 제1 지지 오목부(53a), 제2 지지 오목부(53b) 및, 제3 지지 오목부(53c) 중, 중앙에 배치된 지지 오목부(52)이다.
6개의 지지 오목부(52) 중, 제2 방향(Y1)에 있어서의 제2단 근방의 위치에 있는 3개의 지지 오목부(52)를 각각 「제1 지지 오목부(54a), 제2 지지 오목부(54b) 및, 제3 지지 오목부(54c)」라고 기재하는 경우가 있다. 제1 지지 오목부(54a), 제2 지지 오목부(54b) 및, 제3 지지 오목부(54c)는, 제1 방향(X1)에 있어서 이 순서로 배열되어 있다. 따라서, 제2 지지 오목부(54b)는, 제1 방향(X1)에 있어서, 제1 지지 오목부(54a), 제2 지지 오목부(54b) 및, 제3 지지 오목부(54c) 중, 중앙에 배치된 지지 오목부(52)이다.
홀더 본체부(51)의 네 모퉁이에는, 볼트 삽통공(55)이 각각 개구하고 있다. 4개의 볼트 삽통공(55) 중 2개의 볼트 삽통공(55)은, 제2 방향(Y1)에 있어서의 제1단 근방의 위치에 있고, 지지 오목부(53a, 53b, 53c)를 제1 방향(X1)으로 사이에 두는 위치에 각각 배치되어 있다. 4개의 볼트 삽통공(55) 중 나머지의 2개의 볼트 삽통공(55)은, 제2 방향(Y1)에 있어서의 제2단 근방의 위치에 있고, 지지 오목부(54a, 54b, 54c)를 제1 방향(X1)으로 사이에 두는 위치에 각각 배치되어 있다.
지지 오목부(53a, 53b, 53c)를 제1 방향(X1)으로 사이에 두는 위치에 각각 배치된 2개의 볼트 삽통공(55)을 「한 쌍의 볼트 삽통공(55a)」이라고 기재하는 경우가 있다. 또한, 지지 오목부(54a, 54b, 54c)를 제1 방향(X1)으로 사이에 두는 위치에 각각 배치된 2개의 볼트 삽통공(55)을 「한 쌍의 볼트 삽통공(55b)」이라고 기재하는 경우가 있다. 「한 쌍의 볼트 삽통공(55a)」은, 예를 들면, 홀더 본체부(51)의 제1 장변을 따라 나열되어 있다. 「한 쌍의 볼트 삽통공(55b)」은, 예를 들면, 홀더 본체부(51)의 제2 장변을 따라 나열되어 있다.
제2 지지 오목부(53b)는, 지지 오목부(53a, 53b, 53c) 중, 2개의 볼트 삽통공(55a)의 각각과의 거리의 차가 가장 작다. 또한, 제2 지지 오목부(54b)는, 제1 지지 오목부(54a), 제2 지지 오목부(54b) 및, 제3 지지 오목부(54c) 중, 2개의 볼트 삽통공(55b)의 각각과의 거리의 차가 가장 작다.
각 제2 지지 오목부(53b, 54b)의 저면에는, 스프링 수용 오목부(56)가 개구하고 있다. 각 스프링 수용 오목부(56)에는, 금속제의 스프링 부재(57)가 수용되어 있다. 따라서, 홀더(50)는, 스프링 부재(57)를 갖고 있다. 스프링 부재(57)는, 예를 들면 판 스프링이다. 각 스프링 부재(57)는, 대응하는 스프링 수용 오목부(56)의 저면에 볼트(57a)에 의해 부착되어 있다.
(각 스위칭 소자(40)에 대해서)
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 지지 오목부(52)에는, 대응하는 스위칭 소자(40)가 지지되어 있다. 각 스위칭 소자(40)는 리드부(40a)를 갖는다. 리드부(40a)가 지지 오목부(52) 내에 개구하는 리드 삽통공(52h)에 삽통된 상태로, 각 스위칭 소자(40)는 지지 오목부(52)에 지지되어 있다. 각 리드부(40a)의 선단부는, 회로 기판(31)에 전기적으로 접속되어 있다. 각 리드부(40a)의 선단부는, 예를 들면, 회로 기판(31)에 납땜되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 이하의 설명에서는, 제1 지지 오목부(53a), 제2 지지 오목부(53b) 및, 제3 지지 오목부(53c)에 각각 지지되는 3개의 스위칭 소자(40)를 각각 「제1 스위칭 소자(41a), 제2 스위칭 소자(41b) 및, 제3 스위칭 소자(41c)」라고 기재하는 경우도 있다. 스위칭 소자(41a, 41b, 41c)는 상 아암의 구성 요소이다. 또한, 이하의 설명에서는, 제1 지지 오목부(54a), 제2 지지 오목부(54b) 및, 제3 지지 오목부(54c)에 각각 지지되는 3개의 스위칭 소자(40)를 각각 「제1 스위칭 소자(42a), 제2 스위칭 소자(42b) 및, 제3 스위칭 소자(42c)」라고 기재하는 경우도 있다. 스위칭 소자(42a, 42b, 42c)는 하 아암의 구성 요소이다. 또한, 이하의 설명에서는, 상 아암의 구성 요소인 3개의 스위칭 소자(40)를 통합하여 「3상의 스위칭 소자(40)」라고 기재하는 경우도 있다. 마찬가지로, 하 아암의 구성 요소인 3개의 스위칭 소자(40)를 통합하여 「3상의 스위칭 소자(40)」라고 기재하는 경우도 있다. 제2 스위칭 소자(41b, 42b)는, 대응하는 스프링 부재(57)에 접촉한 상태로, 제2 지지 오목부(53b, 54b)에 각각 지지되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 각 볼트 삽통공(55)에는, 원통 형상의 칼라 부재(58)가 압입되어 있다. 각 칼라 부재(58)는, 축 방향에 있어서의 제1 단면과 제2 단면을 갖는다. 제1 단면은, 홀더 본체부(51)의 제1면(511)으로부터 돌출되어 있다. 제2 단면은, 홀더 본체부(51)의 제2면(512)으로부터 돌출되어 있다. 각 칼라 부재(58)의 내측에는, 체결 부재인 볼트(60)가 삽통 가능하게 되어 있다.
홀더(50)는, 각 칼라 부재(58)가 케이스 단벽(24a)의 내면에 접촉한 상태로 케이스 단벽(24a)에 대하여 배치되어 있다. 각 볼트(60)는, 회로 기판(31)을 관통함과 함께 각 칼라 부재(58)의 내측을 통과하고, 케이스 단벽(24a)을 관통하여 단벽(13a)에 나사 조임된다. 이에 따라, 홀더(50), 회로 기판(31) 및, 케이스 본체(24)가 유닛화되어, 단벽(13a)에 부착되어 있다. 따라서, 홀더(50)는, 적어도 2개, 예를 들면 4개의 볼트(60)에 의해 하우징(11)에 고정되어 있다.
각 스위칭 소자(40)는, 절연 시트(59)를 통하여 케이스 단벽(24a)의 내면에 열적으로 결합되어 있다. 따라서, 케이스 단벽(24a)의 내면은, 3상의 스위칭 소자(40)와 열적으로 결합하는 방열면(24c)이 되어 있다. 따라서, 하우징(11)은, 3상의 스위칭 소자(40)와 열적으로 결합하는 방열면(24c)을 갖고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 지지 오목부(53b, 54b)에 각각 지지되는 제2 스위칭 소자(41b, 42b)는, 스프링 부재(57)와 절연 시트(59)의 사이에서 끼워져 있다. 각 스프링 부재(57)는, 하우징(11)에 대하여 이간한 상태로 홀더(50)에 형성되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 스위칭 소자(41a, 41b, 41c)는, 2개의 볼트 삽통공(55a)의 내측을 각각 통과하는 2개의 볼트(60)의 사이에 배치되어 있다. 제2 스위칭 소자(41b)는, 상 아암의 구성 요소인 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 1상이다. 스위칭 소자(41a, 41b, 41c) 중, 중앙에 위치하는 제2 스위칭 소자(41b)는, 2개의 볼트(60)의 어느 쪽으로부터도 먼 위치에 배치되어 있다.
제1 스위칭 소자(41a) 및 제3 스위칭 소자(41c)는, 상 아암의 구성 요소인 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 2상이다. 따라서, 제1 스위칭 소자(41a)는, 제2 스위칭 소자(41b)보다도 2개의 볼트(60) 중 한쪽(제1 볼트(60))에 가까운 위치에 배치되어 있다. 또한, 제3 스위칭 소자(41c)는, 제2 스위칭 소자(41b)보다도 2개의 볼트(60) 중 다른 한쪽(제2 볼트(60))에 가까운 위치에 배치되어 있다.
또한, 스위칭 소자(42a, 42b, 42c)는, 2개의 볼트 삽통공(55b)의 내측을 통과하는 2개의 볼트(60)의 사이에 배치되어 있다. 제2 스위칭 소자(42b)는, 하 아암의 구성 요소인 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 1상이다. 스위칭 소자(42a, 42b, 42c) 중, 중앙에 위치하는 제2 스위칭 소자(42b)는, 2개의 볼트(60)의 어느 쪽으로부터도 먼 위치에 배치되어 있다.
제1 스위칭 소자(42a) 및 제3 스위칭 소자(42c)는, 하 아암의 구성 요소인 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 2상이다. 따라서, 제1 스위칭 소자(42a)는, 제2 스위칭 소자(42b)보다도 2개의 볼트(60) 중 한쪽(제1 볼트(60))에 가까운 위치에 배치되어 있다. 또한, 제3 스위칭 소자(42c)는, 제2 스위칭 소자(42b)보다도 2개의 볼트(60) 중 다른 한쪽(제2 볼트(60))에 가까운 위치에 배치되어 있다.
그리고, 각 제2 스위칭 소자(41b, 42b)는, 스프링 부재(57)에 의해 방열면(24c)을 향하여 압압되어 있다. 따라서, 각 스프링 부재(57)는, 스위칭 소자(40)를 방열면(24c)을 향하여 압압한다. 또한, 제1 스위칭 소자(41a, 42a) 및 제3 스위칭 소자(41c, 42c)의 각각은, 홀더(50)에 의해서만 방열면(24c)을 향하여 압압되어 있다.
(작용)
다음으로, 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다.
외부 전원으로부터의 직류 전압이, 각 스위칭 소자(40)의 스위칭 동작에 의해 교류 전압으로 변환된다. 변환된 교류 전압은 구동 전압으로서 전동 모터(17)에 공급된다. 이에 따라, 전동 모터(17)가 구동하고, 전동 모터(17)의 구동에 수반하는 회전축(15)의 회전에 의해, 압축부(16)가 구동하여 냉매가 압축부(16)에 의해 압축된다.
그런데, 홀더(50)에는, 각 볼트(60)에 있어서의 홀더(50)를 모터 하우징 부재(13)의 단벽(13a)에 고정하기 위한 체결력에 의해, 도 2에 있어서 2점 쇄선(L1)으로 나타내는 바와 같이, 홀더 본체부(51)에 있어서의 각 볼트(60)의 주위가 모터 하우징 부재(13)의 단벽(13a)에 가까워지는 바와 같은 휨이 발생한다. 따라서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 제1 스위칭 소자(41a, 42a) 및 제3 스위칭 소자(41c, 42c)는, 볼트(60)의 체결력에 의해, 홀더(50)를 통하여 방열면(24c)을 향하여 밀어붙여지고 있다. 따라서, 제1 스위칭 소자(41a, 42a) 및 제3 스위칭 소자(41c, 42c)는, 홀더(50)에 의해서만 방열면(24c)을 향하여 각각 압압되어 있다. 이 때문에, 제1 스위칭 소자(41a, 42a) 및 제3 스위칭 소자(41c, 42c)로부터 발생하는 열이 방열면(24c)에서 효율 좋게 방열된다.
3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 제2 스위칭 소자(41b, 42b)는, 볼트(60)에 있어서의 홀더(50)를 모터 하우징 부재(13)의 단벽(13a)에 고정하기 위한 체결력에 의해, 홀더(50)를 통하여 방열면(24c)을 향하여 밀어붙여지기 어려워진다. 그래서, 각 제2 스위칭 소자(41b, 42b)가, 스프링 부재(57)에 의해, 방열면(24c)을 향하여 압압되어 있다. 따라서, 볼트(60)에 있어서의 홀더(50)를 단벽(13a)에 고정하기 위한 체결력에 의해, 홀더(50)를 통하여 방열면(24c)을 향하여 밀어붙여지기 어려운 각 제2 스위칭 소자(41b, 42b)가, 스프링 부재(57)에 의해, 방열면(24c)을 향하여 압압된다. 따라서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 각 제2 스위칭 소자(41b, 42b)는, 홀더(50)와 스프링 부재(57)에 의해 방열면(24c)을 향하여 압압되어 있다. 이 때문에, 각 제2 스위칭 소자(41b, 42b)로부터 발생하는 열이 방열면(24c)에서 효율 좋게 방열된다.
(효과)
상기 실시 형태에서는 이하의 작용 효과를 얻을 수 있다.
(1) 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 2상은, 홀더(50)에 의해서만 방열면(24c)을 향하여 각각 압압되고, 중앙에 위치하는 1상은, 홀더(50)와 스프링 부재(57)에 의해 방열면(24c)을 향하여 압압된다.
여기에서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 스위칭 소자(40)는, 2개의 볼트(60) 중 한쪽에 가까운 위치에 배치되어 있다. 따라서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 스위칭 소자(40)는, 스프링 부재(57)에 의해, 방열면(24c)을 향하여 압압되어 있지 않아도, 볼트(60)의 체결력에 의해, 홀더(50)를 통하여 방열면(24c)을 향하여 밀어붙여지기 쉽다. 따라서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 양단에 위치하는 2상은, 홀더(50)에 의해서만 방열면(24c)을 향하여 각각 압압되고, 스위칭 소자(40)로부터 발생하는 열을 방열면(24c)에서 효율 좋게 방열할 수 있다.
한편, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 스위칭 소자(40)는, 2개의 볼트(60)의 어느 쪽으로부터도 먼 위치에 배치되어 있다. 따라서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 스위칭 소자(40)는, 홀더(50)를 모터 하우징 부재(13)에 고정하기 위한 볼트(60)의 체결력에 의해, 홀더(50)를 통하여 방열면(24c)을 향하여 밀어붙여지기 어렵게 되어 있다. 그래서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 스위칭 소자(40)만을, 스프링 부재(57)에 의해, 방열면(24c)을 향하여 압압하도록 했다. 이에 따르면, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 방열면(24c)을 향하여 밀어붙여지기 어려운 스위칭 소자(40)를, 스프링 부재(57)에 의해, 방열면(24c)을 향하여 압압할 수 있다. 따라서, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 1상은, 홀더(50)와 스프링 부재(57)에 의해 방열면(24c)을 향하여 압압되고, 스위칭 소자(40)로부터 발생하는 열을 방열면(24c)에서 효율 좋게 방열할 수 있다.
따라서, 모든 스위칭 소자(40)를, 스프링 부재(57)에 의해, 방열면(24c)을 향하여 압압할 필요가 없다. 따라서, 예를 들면, 모든 스위칭 소자(40)를 방열면(24c)을 향하여 압압하는 1개의 스프링 부재(57)를 구비한 장치에 있어서 발생할 수 있는, 스위칭 소자(40)끼리에 있어서의 스프링 부재(57)를 통한 단락을 회피할 수 있다. 이상에 의해, 스위칭 소자(40)의 절연성을 확보하면서도, 각 스위칭 소자(40)로부터 발생하는 열을 효율 좋게 방열할 수 있다.
(2) 모든 스위칭 소자(40)를 방열면(24c)을 향하여 압압하기 위해, 모든 스위칭 소자(40)에 대하여, 스프링 부재(57)를 1개씩 배치할 필요가 없기 때문에, 부품점수를 삭감할 수 있다.
(변경예)
또한, 상기 실시 형태는, 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다. 상기 실시 형태 및 이하의 변경예는, 기술적으로 모순되지 않는 범위에서 서로 조합하여 실시할 수 있다.
○ 홀더(50)에 대한 스위칭 소자(40)의 나열 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 요점은, 스프링 부재(57)가, 3상의 스위칭 소자(40) 중, 중앙에 위치하는 스위칭 소자(40)를 방열면(24c)을 향하여 압압하고 있으면 좋다.
○ 홀더(50)를 하우징(11)에 고정하기 위해 이용되는 2개의 체결 부재로서, 예를 들면, 하우징(11)에 압입되는 압입 핀을 채용해도 좋다. 요점은, 홀더(50)를 하우징(11)에 고정하기 위해 이용되는 체결 부재는, 볼트(60)에 한정되지 않는다.
○ 예를 들면, 단벽(13a)에 커버 부재가 장착됨으로써, 단벽(13a) 및 커버 부재에 의해, 인버터 수용실(14a)이 구획되어도 좋다. 이 경우, 단벽(13a)에 있어서의 인버터 수용실(14a)에 면하는 단면은, 3상의 스위칭 소자(40)와 열적으로 결합하는 방열면으로서 이용된다.
○ 예를 들면, 인버터(30)가, 하우징(11)에 대하여 회전축(15)의 지름 방향 외측에 배치되어 있어도 좋다. 요점은, 압축부(16), 전동 모터(17) 및, 인버터(30)가, 이 순서로, 회전축(15)의 축선 방향으로 병설되어 있지 않아도 좋다.
○ 압축부(16)는, 스크롤식에 한정하지 않고, 예를 들면, 피스톤식이나 베인식 등이라도 좋다.
○ 전동 압축기(10)는, 예를 들면, 연료 전지차에 탑재되어, 연료 전지에 공급되는 유체로서의 공기를 압축부(16)에 의해 압축하도록 구성되어도 좋다.
Claims (8)
- 유체를 압축하도록 구성된 압축부와,
상기 압축부를 구동하도록 구성된 전동 모터와,
상기 전동 모터를 구동하도록 구성된 인버터와,
상기 인버터를 수용하는 금속제의 하우징을 구비하고,
상기 인버터는,
스위칭 동작을 행하도록 구성된 3상의 스위칭 소자와,
상기 3상의 스위칭 소자를 지지하는 수지제의 홀더를 갖고,
상기 하우징은, 상기 3상의 스위칭 소자와 열적으로 결합하는 방열면을 갖고,
상기 홀더는, 상기 3상의 스위칭 소자 중 중앙에 위치하는 1상의 스위칭 소자를 상기 방열면을 향하여 압압하는 금속제의 스프링 부재를 갖고,
상기 홀더는, 적어도 2개의 체결 부재에 의해 상기 하우징에 고정되어 있고,
상기 3상의 스위칭 소자는, 상기 2개의 체결 부재의 사이에 나란히 배치되고,
상기 3상의 스위칭 소자 중, 양단에 위치하는 2상의 스위칭 소자의 각각은, 상기 홀더에 의해서만 상기 방열면을 향하여 압압되고, 상기 중앙에 위치하는 1상의 스위칭 소자는, 상기 홀더와 상기 스프링 부재에 의해 상기 방열면을 향하여 압압되는, 전동 압축기. - 제1항에 있어서,
상기 축선을 따라 상기 홀더를 평면으로부터 본 경우에, 상기 3상의 스위칭 소자는, 상기 2개의 체결 부재의 사이에 일렬로 나열되어 있는, 전동 압축기. - 제2항에 있어서,
상기 홀더는 판 형상의 홀더 본체부를 갖고,
상기 홀더 본체부는 상기 축선을 따라 평면으로부터 본 경우에 사각형이고,
상기 적어도 2개의 체결 부재는, 4개의 체결 부재를 포함하고,
상기 4개의 체결 부재는 상기 홀더 본체부의 네 모퉁이에 배치되어 있는, 전동 압축기. - 제3항에 있어서,
상기 홀더 본체부는 상기 축선을 따라 평면으로부터 본 경우에 장방형이고,
상기 3상의 스위칭 소자는, 상기 홀더 본체부의 장변을 따라 나열된 상기 2개의 체결 부재의 사이에, 상기 장변을 따라 나열되어 있는, 전동 압축기. - 제4항에 있어서,
상기 3상의 스위칭 소자는, 상(上) 아암의 구성 요소로서, 상기 홀더 본체부의 제1 장변을 따라 나열되어 있고,
상기 전동 압축기는, 하(下) 아암의 구성 요소인 추가적인 3상의 스위칭 소자를 추가로 구비하고, 당해 추가적인 3상의 스위칭 소자는, 상기 홀더 본체부의 제2 장변을 따라 나열되어 있는, 전동 압축기. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀더는, 상기 2개의 체결 부재의 사이에 나열되는 3개의 지지 오목부를 포함하고,
상기 각 지지 오목부 내에는 대응하는 스위칭 소자가 수용되어 있는, 전동 압축기. - 제6항에 있어서,
상기 3개의 지지 오목부 중 중앙에 위치하는 지지 오목부의 저면에는, 스프링 수용 오목부가 개구하고 있고,
상기 스프링 부재는 상기 스프링 수용 오목부 내에 수용되어 있는,
전동 압축기. - 제1항에 있어서,
상기 체결 부재는, 상기 전동 모터의 축선을 따라 연장되는 볼트 또는 압입 핀인, 전동 압축기.
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