WO2007086270A1 - 電動圧縮機及び該電動圧縮機を用いた車両用空調システム - Google Patents

電動圧縮機及び該電動圧縮機を用いた車両用空調システム Download PDF

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WO2007086270A1
WO2007086270A1 PCT/JP2007/050426 JP2007050426W WO2007086270A1 WO 2007086270 A1 WO2007086270 A1 WO 2007086270A1 JP 2007050426 W JP2007050426 W JP 2007050426W WO 2007086270 A1 WO2007086270 A1 WO 2007086270A1
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electric compressor
circuit board
electric
electric motor
air conditioning
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PCT/JP2007/050426
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Inventor
Makoto Shibuya
Original Assignee
Sanden Corporation
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    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/808—Electronic circuits (e.g. inverters) installed inside the machine

Definitions

  • the present invention relates to an electric compressor and a vehicle air conditioning system, and more particularly to an electric compressor suitable for a vehicle air conditioning system.
  • An electric compressor has a compression unit and an electric motor housed in a housing.
  • Some electric compressors include an inverter circuit for operating the electric motor and a control circuit for controlling the inverter circuit in the rotor and the hood.
  • the substrate of the inverter circuit is arranged in a low temperature region of the housing.
  • the substrate of the inverter circuit is fixed in close contact with the partition walls of the nozzle and the hooding, and this partition wall is compressed before being compressed by the compression unit. It is cooled by the working fluid.
  • a temperature sensor is attached to the circuit board.
  • the number of rotations of the motor that increases the flow rate of the working fluid and sufficiently cools the circuit is increased. Therefore, according to this electric compressor, it is considered that the electrical components of the circuit are prevented from being overheated, the durability of the circuit is improved, and the durability of the compressor is also improved.
  • An object of the present invention is to provide an electric compressor in which overheating of electrical components is more reliably prevented and durability is further improved, and a vehicle air conditioning system using the compressor.
  • an electric compressor of the present invention is housed in a housing together with a compression unit for compressing a working fluid, and partitions the interior of the housing from an electric motor that drives the compression unit.
  • a partition wall having an inner surface with which the fluid contacts before being compressed by the compression unit; a leg integrally formed on the outer surface of the partition wall; and the leg fixed to the leg to operate the electric motor The times when the electrical parts were mounted A road substrate.
  • the circuit board is fixed to the legs formed integrally with the partition wall. Between the circuit board and the partition wall, heat is efficiently transmitted through the legs, so that the heat dissipation of the circuit board is enhanced. As a result, overheating of the electrical components mounted on the circuit board is surely prevented, the durability of the electrical components is improved, and the durability of the compressor is also improved.
  • at least one of the electrical components mounted on the circuit board is in contact with the outer surface.
  • the electric compressor further includes another circuit board on which another electric component that cooperates with the electric component to operate the electric motor is mounted, and at least one of the other electric components Is in contact with the outer surface.
  • the tip of the leg is in contact with a metal portion of the circuit board.
  • heat is efficiently transferred between the leg and the circuit board, and the heat dissipation of the circuit board is further enhanced. As a result, overheating of the electrical components mounted on the circuit board is more reliably prevented.
  • the metal part is a grounding terminal of the circuit board.
  • the heat of the circuit board is efficiently transmitted to the leg through the grounding wiring formed on the entire circuit board.
  • the grounding wiring is connected to the electrical components, the heat of the electrical component group is also efficiently transmitted to the legs through the grounding wiring. As a result, overheating of the electrical components mounted on the circuit board is more reliably prevented.
  • the electric compressor includes a temperature sensor fixed to one or both of the circuit boards, and a control means for operating the electric motor based on a detection result of the temperature sensor!
  • the temperature of the electric component is detected by the temperature sensor, and the control means operates the electric motor based on the detection result.
  • the electric motor operates the compression unit, and the low-pressure working fluid passes through the housing and is sucked into the compression unit. For this reason, the partition wall is cooled by the fluid working fluid. , Overheating of electrical parts is prevented.
  • the control unit temporarily starts the electric motor when the temperature detected by the temperature sensor during a standby period of the electric compressor exceeds a start temperature.
  • the electric motor when the temperature detected by the temperature sensor during the standby period exceeds the starting temperature, the electric motor is temporarily started.
  • the electric motor operates the compression unit, and low-pressure working fluid passes through the housing and is sucked into the compression unit. Therefore, even during the standby period of the electric motor, the partition wall is cooled by the working fluid in a flowing state, and overheating of the electric parts is prevented.
  • the standby period means that when an electric compressor is incorporated into the system so that a certain system performs a predetermined function, the function does not work, and the electric compressor is used for that function.
  • a period of time that does not need to be activated For example, when an electric compressor is applied to a vehicle air-conditioning system, it refers to a period during which the passenger compartment does not need to be cooled or dehumidified.
  • the control means stops the electric motor that is temporarily started.
  • the temporarily started electric motor is stopped. For this reason, this compressor saves power while preventing overheating of the electrical components.
  • the vehicular air conditioning system of the present invention includes the above-mentioned! / Equipped with any electric compressor.
  • the durability of the electric compressor is improved, the durability of the entire system is also improved.
  • control means of the electric compressor is configured to temporarily start the electric motor when the temperature detected by the temperature sensor during the standby period of the electric compressor exceeds the starting temperature, for example, an engine
  • the cooling or dehumidifying function of the vehicle air conditioning system works during operation!
  • the electric motor operates when the temperature detected by the temperature sensor exceeds the starting temperature as the engine compartment gets hot.
  • overheating of the electric components of the electric compressor is more reliably prevented, and the durability of the entire system is further improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle air conditioning system according to an embodiment
  • FIG. 2 is a view showing a longitudinal section of an electric compressor applied to the system of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the leg in the longitudinal section of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the electrical wiring between the electric compressor, battery and air conditioner control device in the system of FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an outline of a protection operation program executed by the control circuit of FIG. 4,
  • FIG. 6 is a diagram showing the periphery of a circuit chamber of a compressor of a modification
  • FIG. 7 is a flowchart showing an outline of a protection operation program of a modified example executed by the air conditioner control device of FIG. 4 as an interrupt routine.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle air conditioning system according to an embodiment.
  • This system includes a refrigeration circuit 10, and a refrigerant circulation passage 11 of the refrigeration circuit 10 passes from a vehicle engine room 12 to a vehicle compartment 14 through a partition wall 13.
  • An electric compressor 20, a condenser 21, a receiver 22, and an expansion valve 23 are sequentially disposed in the refrigerant circulation passage 11 extending in the engine room 12 in the flow direction of the refrigerant.
  • the electric compressor 20 is disposed in the vicinity of the engine 24, and the condenser 21 is disposed in the vicinity of the front grille of the vehicle together with a fan (not shown).
  • an evaporator 25 is interposed in the portion of the refrigerant circulation channel 11 extending in the passenger compartment 14, and the evaporator 25 is located downstream of the expansion valve 23.
  • a part of the front side of the compartment 14 is partitioned as an equipment room 27 by an instrument panel 26, and the evaporator 25 is housed in an air conditioning unit housing 28 together with a blower (not shown). It is arranged in 27.
  • FIG. 2 shows a scroll type electric compressor as the electric compressor 20.
  • the compressor 20 includes a substantially cylindrical housing 30, and the housing 30 has a metal unit casing 31, a support wall 32, and a motor casing 33, in order of the right force and the left as viewed in FIG. 2.
  • the unit casing 31 is cup-shaped, and the unit casing 31 Unit 40 is housed.
  • the scroll unit 40 has a fixed scroll 41 and a movable scroll 42, and the fixed scroll 41 is fixed to the end wall of the unit casing 31 by a plurality of fixing bolts 43.
  • the inside of the unit casing 31 is divided into two in the axial direction by the substrate of the fixed scroll 41, and a discharge chamber 44 is formed between the substrate of the fixed scroll 41 and the end wall of the unit casing 31.
  • a discharge port 45 is formed on the outer peripheral wall of the unit casing 31 in the vicinity of the end wall of the unit casing 31 so as to open to the discharge chamber 44.
  • the discharge port 45 is connected to the condenser 21 through a part of the refrigerant circulation passage 11.
  • the movable scroll 42 is disposed on the motor casing 33 side, and the fixed and movable scrolls 42 and 42 are held together so as to form a plurality of compression chambers 46 between the spiral walls.
  • the compression chambers 46 move toward the center of the fixed and movable scrolls 42 and 42 as the movable scroll 42 rotates with respect to the fixed scroll 41, and the volume is reduced during the moving process.
  • the compression chamber 46 that has reached the center communicates with the discharge chamber 44 through a discharge hole 47 formed in the approximate center of the substrate of the fixed scroll 41.
  • the discharge hole 47 is opened and closed by a discharge valve (not shown), and the discharge valve is a lead valve attached to the end surface of the fixed scroll 41 on the discharge chamber 44 side.
  • Reference numeral 48 is attached to a valve presser that regulates the opening degree of the reed valve.
  • a suction chamber 49 surrounding the movable scroll 42 is formed in the unit casing 31, and the compression chamber 46 communicates with the suction chamber 49 when positioned on the radially outer side.
  • a support wall 32 is disposed at the open end of the unit casing 31, and the support wall 32 has a shaft hole at the center and a communication hole 34 outside the shaft hole.
  • a rotation shaft 50 is passed through the shaft hole, and a ball bearing 51 is interposed between the shaft hole and the rotation shaft 50.
  • the rotating shaft 50 has a large-diameter end portion 52 positioned in the unit housing 31, and an eccentric bush 54 is attached to a crank pin 53 protruding from the large-diameter end portion 52.
  • the eccentric bush 54 is surrounded by a boss 55 formed on the back surface of the movable scroll 42, and a needle bearing 56 is interposed between the eccentric bush 54 and the boss 55.
  • the rotation of the rotary shaft 50 is converted into the orbiting motion of the movable scroll 42 by the crank pin 53, the eccentric bush 54 and the one-dollar bearing 56.
  • a ball coupling 57 is interposed between the substrate of the movable scroll 42 and the support wall 32. The ball coupling 57 not only prevents the movable scroll 42 from rotating when the movable scroll 42 orbits with respect to the fixed scroll 41, but also functions as a thrust bearing that receives the compression reaction force from the movable scroll 42. .
  • the motor casing 33 has a cylindrical shape with both ends open, and the motor casing 33 and the unit casing 31 are connected by a plurality of connecting bolts 58 with the support wall 32 sandwiched between the open ends of each other. Has been.
  • the interior of the motor casing 33 is divided into two in the axial direction by a partition wall 60, and a stator chamber 61 is formed between the partition wall 60 and the support wall 32.
  • a suction port 62 is formed on the outer peripheral wall of the motor casing 33 so as to open to the stator chamber 61 and is located in the vicinity of the partition wall 60, and the suction port 43 passes through a part of the refrigerant circulation passage 11 and the evaporator 25. It is connected to the.
  • the rotary shaft 50 described above extends in the stator chamber 61, and the other end of the rotary shaft 50 is positioned in the vicinity of the partition wall 60.
  • the cylindrical bearing support portion also projects from the central force of the partition wall 60, and a ball bearing 63 is interposed between the inner surface of the bearing support portion and the rotating shaft 50. Accordingly, the rotary shaft 50 is rotatably supported via a pair of ball bearings 51 and 63.
  • the rotating shaft 50 is a part of the armature 71 of the three-phase induction brushless type electric motor 70, for example, and the rotating shaft 50 is a laminate formed by laminating annular electromagnetic steel plates as a substantially cylindrical iron core. 72 is installed. The laminate 72 is sandwiched between a pair of end plates 73 located at both ends thereof, and the end plates 73 are connected by a plurality of rivets 74.
  • the laminated body 72 of the motor 71 is surrounded by a stator 80, and the stator 80 has a substantially cylindrical core 81.
  • the core 81 is fitted to the inner peripheral surface of the motor casing 33 and is fixed to the partition wall 60 by fixing bolts 82.
  • a plurality of slots are formed on the inner peripheral surface of the core 81, and the slots are separated from each other in the circumferential direction.
  • Stator teeth are formed between adjacent slots, and the wire wound around each stator tooth forms a coil 83. By energizing the coil 83, each stator tooth becomes an electromagnet.
  • the laminated body 72 and the stator 80 of the armature 71 are arranged approximately in the center of the stator chamber 61 in the axial direction. Are communicated with each other through a gap (not shown) secured between the laminate 72 and the stator 80, for example. That is, the suction port 62 communicates with the suction chamber 49 through the stator chamber 61.
  • Three input wires extend from the plurality of coils 83 of the stator 80, and the leading ends of the input wires have three pins 90 penetrating the partition wall 60 while ensuring airtightness and insulation. Are connected separately to each end of the. In FIG. 1, only one of the three pins 90 is shown.
  • the other end portions of the three pins 90 are located in the circuit chamber 91, and the other end portions of the pins 90 function as input portions of the electric motor 70, that is, U, V, and W terminals, respectively.
  • the circuit chamber 91 is formed between the end plate 92 fixed to the other end of the motor casing 33 and the partition wall 60.
  • the output part of the inverter circuit 100 arranged in the circuit chamber 91 is electrically connected to the other end of the pin 90, that is, the U, V, and W terminals.
  • the inverter circuit 100 is a three-phase bridge circuit, and includes a printed wiring board 101 (hereinafter referred to as an inverter board) as a circuit board and an IGBT module 102 mounted on the inverter board 101.
  • the inverter substrate 101 is arranged in parallel near the partition wall 60 and is fixed to the partition wall 60 with screws.
  • the IGBT module 102 is positioned between the inverter substrate 101 and the partition wall 60, and the upper surface of the IGBT module 102 is in direct surface contact with the partition wall 60. Note that the position of the partition wall 60 where the IGBT module 102 abuts substantially matches the position of the suction port 62 when viewed in the circumferential direction of the monitoring 33.
  • a battery 109 (DC power supply) disposed in the engine room 12 is electrically connected to an input portion of the inverter circuit 100 through an input / output plug 108 attached to the outer peripheral wall of the motor casing 33. Further, the output part of the control circuit 110 which is also arranged in the circuit chamber 91 is electrically connected to the input part of the inverter circuit 100.
  • the control circuit 110 is a circuit for performing VWF control (variable voltage variable frequency control) on the inverter circuit 110.
  • the control circuit 110 is a printed circuit board 111 (hereinafter referred to as a control board and V) as a circuit board and a control circuit. It has electrical components such as a microcomputer 112 and a capacitor 113 mounted on a substrate 111.
  • the control board 111 is larger than the inverter board 101. It is located far from the partition wall 60.
  • the control board 111 is supported by a plurality of columnar legs 120. Each leg 120 protrudes integrally from the partition wall 60, and the tips of all the legs 120 are positioned in the same virtual plane as viewed in the axial direction of the motor casing 33. Since the surface of the partition wall 60 on the circuit chamber 91 side is uneven, the lengths of the legs 120 are different from each other.
  • a bottomed screw hole 121 is opened at the center of the tip of each leg 120.
  • a through hole 122 is formed in the control board 111 so as to match the position of the screw hole 121, and both ends of the through hole 122 are formed on metal land portions 123, 1 24 formed on both sides of the control board 111. It is open.
  • the inner peripheral surface of the through hole 122 is covered with a metal film 125, and the metal film 125 connects the land portions 123 and 124.
  • the through hole 122 also penetrates a metal layer 126 for grounding formed in the control substrate 111, and the metal film 125 is connected to the metal layer 126.
  • the control board 111 is fixed to the leg 120 by the screw 127 screwed into the screw hole 121 through the through hole 122, the tip of the leg 120 and the head of the screw 127 are in direct surface contact with the land parts 123 and 124, respectively. .
  • the input part of the control circuit 110 is connected to the air conditioner control device 130 through the input / output plug 108 described above.
  • the air conditioner control device 130 is disposed in the equipment room 27 described above.
  • the electric compressor 20 has a temperature protection circuit for each of the inverter circuit 100 and the control circuit 110, and the temperature protection circuit is a temperature mounted on the inverter board 101 and the control board 111.
  • Sensors 150 and 151 are included.
  • the temperature sensor 150 on the inverter board 101 is arranged near the IGBT module 102 so as to detect the temperature of the IGBT module 102, and the temperature sensor 151 on the control board 111 detects the temperature of the microcomputer 112. It is arranged in the vicinity of These temperature sensors 150 and 151 are electrically connected to the input part of the control circuit 110.
  • the circuit chamber 91 is filled with a grease material to ensure the vibration resistance of the inverter circuit 100, the control circuit 110, and the temperature protection circuit, but in FIG. 2, the hatching of the grease material is omitted. ing.
  • FIG. 4 shows the above-described electric motor 70, inverter circuit 100, control circuit 110, air conditioner control.
  • the wiring between the control device 130, the temperature protection circuit and the battery 109 is schematically shown.
  • the IGBT module 102 includes six I GBTs (insulated gate bipolar transistors) 160 as power transistors, six feedback diodes 161, and a smoothing capacitor 162.
  • the control circuit 110 Turns ON or OFF the gate voltage applied to the gate terminal of each IGBT160.
  • the air conditioner control device 130 performs main control of the vehicle air conditioning system, and controls the control circuit 110 of the electric compressor 20 when it is necessary to cool or dehumidify the passenger compartment 14 based on an instruction from the passenger. Send a signal.
  • the control circuit 110 that has received the control signal applies a gate voltage to the IGBT 160 of the inverter circuit 100 and operates the electric motor 70.
  • the rotating shaft 50 is rotated by the operation of the electric motor 70, the movable scroll 42 is swung, and the swiveling motion of the movable scroll 42 causes the compression chamber 46 to move.
  • the gas refrigerant in the evaporator 25 is obtained by substantially completely vaporizing the wet refrigerant from the expansion valve 23, and the air flow from the blower flowing outside the evaporator 25 causes the heat of vaporization to occur in the refrigerant. Is taken away and becomes cold wind. The cold air is heated as necessary, and then blown out to the passenger compartment 14, thereby cooling or dehumidifying the passenger compartment 14.
  • the microcomputer 112 of the control circuit 110 always executes the temperature protection program shown in FIG. 5 separately from the above-described main control by the air conditioner control device 130.
  • the microcomputer 112 executes two temperature protection programs in parallel for each of the IGBT module 102 and the microcomputer 112, the configurations of these temperature protection programs are substantially the same.
  • a temperature protection program will be described as an example.
  • the air conditioner control device 130 is requesting the control circuit 110 to operate the compressor 20, in other words, the control circuit 110 It is determined whether or not a force has been received from the control device 130 to control the compressor 20 (S10). If air conditioner controller 130 requires compressor 20 to operate, the program repeats S10. On the other hand, when the air conditioner control device 130 does not request the operation of the compressor 20, the control circuit 110 determines whether or not the compressor 20 is operating (S20).
  • the compressor 20 When the compressor 20 is stopped in S20, it is determined whether or not the temperature Tm of the microcomputer 112 detected by the temperature sensor 150 is higher than a predetermined starting temperature T2 (S30).
  • the startup temperature T2 is 85 ° C, for example. If the temperature Tm is lower than the startup temperature T2, the program returns to S10.
  • the control circuit 110 applies a gate voltage to the IGBT 160 at a predetermined timing to operate the electric motor 70 and start the compressor 20 (S40).
  • the control circuit 110 determines whether or not the temperature Tm is lower than a predetermined stop temperature T1 (S50).
  • the stop temperature Tl is lower than the start temperature T2, for example, 80 ° C.
  • the control circuit 110 stops applying the gate voltage to the IGBT 160, stops the electric motor 70, and stops the compressor 20 (S60).
  • the program returns to S10.
  • the compressor jumps to S50 from the S20 force because the compressor 20 is activated in the previous S40.
  • the schematic configuration of the temperature protection program for the microcomputer 112 has been described above.
  • the temperature protection program of the IGBT module 102 is obtained by replacing the temperature Tm with the temperature Ti of the IGBT module 102 measured by the temperature sensor 150 in the temperature protection program for the microcomputer 112.
  • the durability of the electric compressor 20 is improved as compared with the conventional one, the durability of the entire system is also improved.
  • the reason why the durability of the electric compressor 20 has been improved is as follows.
  • the control substrate 111 that is further away from the partition wall 60 than the inverter substrate 101 is fixed to the tip of the leg 120 formed integrally with the partition wall 60. Between the control board 111 and the partition wall 60, heat is efficiently transmitted through the legs 120, so that the control is performed. The heat dissipation of the target substrate 111 is increased. As a result, overheating of the electrical components for the control circuit 110 such as the icon 112 and the capacitor 113 mounted on the control board 111 is reliably prevented, and the durability of the electrical components for the control circuit 110 is improved. In addition, the durability of the compressor 20 is also improved.
  • the IGBT module 102 mounted on the inverter substrate 101 is in direct contact with the surface of the partition wall 60 on the circuit chamber 91 side, so that the heat dissipation of the IGBT module 102 is enhanced.
  • overheating of the electrical components for the inverter circuit 100 such as the IGBT module 102, in other words, the IGBT 160, the feedback diode 161, and the smoothing capacitor 162, is prevented and the durability thereof is improved. Also improves.
  • the land portion 123 is connected to the metal layer 126 for grounding the control circuit 110, and functions as a grounding terminal.
  • the heat of the control board 111 is efficiently transmitted to the leg 120 through the metal layer 126 formed in a predetermined pattern over the entire control board 111.
  • the metal layer 126 is connected to the electrical component group for the control circuit 110, the heat of the electrical component group is also efficiently transmitted to the leg 120 through the metal layer 126. As a result, overheating of the electrical component group of the control circuit 110 is more reliably prevented.
  • the electric compressor 20 detects the temperatures Ti and Tm of the IGBT module 102 and the microcomputer 112 by the temperature sensors 150 and 151, respectively, and based on the detection result, the microcomputer 112 of the control circuit 110 It is activated. Specifically, the electric compressor 20 requires at least one of the temperatures Ti and Tm detected by the temperature sensors 150 and 151 even when the air conditioner control device 130 requires operation and is in a standby period. When one of the temperatures exceeds the startup temperature T2, the microcomputer 112 of the control circuit 110 is temporarily started. When the compressor 20 is started, the electric motor 70 operates the scroll unit 40 as a compression unit, and low-pressure refrigerant passes through the state chamber 61 and is sucked into the compression unit. For this reason, even during the waiting period, The wall 60 is cooled by the flowing refrigerant, and overheating of the electrical component group including the IGBT module 102 and the microcomputer 112 is prevented.
  • the electric compressor 20 is stopped by the microcomputer 112 of the control circuit 110 when the temperatures Ti and Tm detected by the temperature sensors 150 and 151 during the standby period become equal to or lower than the stop temperature T1. For this reason, the compressor 20 saves power while preventing overheating of the electrical component group.
  • the temperature detected by the temperature sensors 150 and 151 as the engine room 12 becomes hot is detected.
  • Tm exceeds the starting temperature T2
  • the compressor 20 that has been on standby is temporarily started. Therefore, according to this system, overheating of the electric component group of the electric compressor 20 is more reliably prevented, and the durability of the entire system is further improved.
  • the circuit chamber 91 includes the inverter circuit 100, the control circuit 110, and the temperature protection.
  • the circuit is arranged, other circuits may be arranged.
  • the number of circuit boards is not limited to two, ie, the inverter board 101 and the control board 111.
  • the inverter circuit, the control circuit, and the protection circuit may be formed with one circuit board 155.
  • the control board 111 is fixed to the tips of the plurality of legs 120, but at least one leg 120 is sufficient.
  • the shape and size of the leg are not particularly limited, and the leg may be a columnar shape, an elliptical columnar shape, a prismatic shape, a truncated cone shape, or the like.
  • the leg length is, for example, in the range of 5 mm to 30 mm
  • the leg diameter is, for example, in the range of 10 mm to 14 mm. is there.
  • the inverter circuit is configured by an IGBT module, a power transistor other than the IGBT may be used as the switching element.
  • the two temperature sensors 150, 151 force are arranged to measure the temperature of the GBT module 102 and the microcomputer 112, the temperature of Ti, Tm, but so as to measure the temperature of other electrical components. You may arrange in. Also, the number of temperature sensors is limited to two There is nothing.
  • the electric motor 70 of the electric compressor 20 is an induction brushless motor
  • the configuration of the electric motor is not particularly limited.
  • the electric compressor 20 may be a reciprocating electric compressor having a cylinder block and a piston as a force compression unit, which was a scroll electric compressor having the scroll unit 40 as a compression unit.
  • the microcomputer 112 of the control circuit executes the protection operation program
  • the air conditioner control device 130 outside the compressor 20 may execute the protection operation program as an interrupt routine separately from the main control, for example. Good.
  • the temperature sensors 150 and 151 are connected to the air conditioner control device 130 as indicated by broken lines in FIG. As shown in FIG.
  • the protection operation program executed by the air conditioner control device 130 requests the control circuit 110 to operate the compressor 20 based on the main control, and determines whether or not it is necessary. (S10 ′), the control circuit 110 is requested to start the compressor 20 (S40 ′), and the control circuit 110 is requested to stop the compressor 20 (S60 ′). Slightly different.

Abstract

　電動圧縮機(20)は、モータケーシング(33)内に収容された電動モータ(70)と、モータケーシング(33)内を区画し、圧縮される前の作動流体が接触する内面を有した区画壁(60)と、区画壁(60)の外面に一体に形成された脚(120)と、脚(120)に固定され、電動モータ(70)を作動させるためのマイコン(112)が実装された制御用基板(111)とを有する。

Description

明 細 書
電動圧縮機及び該電動圧縮機を用いた車両用空調システム
技術分野
[0001] 本発明は、電動圧縮機及び車両用空調システムに係わり、特に車両用空調システ ムに適した電動圧縮機に関する。
背景技術
[0002] 電動圧縮機は、ハウジング内に収容された圧縮ユニット及び電動モータを有する。
電動圧縮機には、ノ、ウジング内に、電動モータを作動させるためのインバータ回路及 びインバータ回路を制御するための制御回路をも内蔵したものがある。
これらの回路、特にインバータ回路は、電動モータに電力を供給しているときに高 温になり易い。このため、インバータ回路の基板は、ハウジングの低温領域に配置さ れる。例えば、特開 2003-139069号公報が開示する電動圧縮機では、インバータ回 路の基板は、ノ、ウジングの区画壁に密着した状態で固定され、この区画壁は、圧縮 ユニットで圧縮される前の作動流体によって冷却される。
[0003] その上、上記公報の電動圧縮機では、回路基板に温度センサが取付けられて 、る 。検知温度が上限温度を超えて上昇すると、作動流体の流量を増やして回路を十分 に冷却すベぐモータの回転数が増大される。従って、この電動圧縮機によれば、回 路の電気部品の過熱が防止されて回路の耐久性が向上し、圧縮機の耐久性も向上 すると考えられる。
発明の開示
[0004] 本発明の目的は、電気部品の過熱がより確実に防止され、耐久性が更に向上した 電動圧縮機及び当該圧縮機を用いた車両用空調システムを提供することにある。 上記の目的を達成するため、本発明の電動圧縮機は、ハウジング内に作動流体を 圧縮するための圧縮ユニットとともに収容され、前記圧縮ユニットを駆動する電動モ ータと、前記ハウジング内を区画し、前記圧縮ユニットによって圧縮される前の作動 流体が接触する内面を有した区画壁と、前記区画壁の外面に一体に形成された脚と 、前記脚に固定され、前記電動モータを作動させるための電気部品が実装された回 路基板とを備える。
[0005] 本発明の電動圧縮機では、回路基板が、区画壁に一体に形成された脚に固定さ れる。回路基板と区画壁との間では、この脚を通じて熱が効率的に伝わることから、 回路基板の放熱性が高くなる。この結果として、回路基板に実装された電気部品の 過熱が確実に防止され、電気部品の耐久性が向上し、圧縮機の耐久性も向上する。 好ましくは、前記回路基板に実装された電気部品のうち少なくとも一つは、前記外 面に当接している。好ましくは、前記電動圧縮機は、前記電動モータを作動させるベ く前記電気部品と協働する他の電気部品が実装された他の回路基板を更に備え、 前記他の電気部品のうち少なくとも一つは、前記外面に当接している。これらの好ま しい電動圧縮機では、区画壁の外面に直接接触する電気部品の放熱性が高くなる。 この結果として、この電気部品の過熱が防止され、耐久性が向上することで、圧縮機 の耐久性も向上する。
[0006] 好ましくは、前記脚の先端は、前記回路基板の金属部に当接している。この好まし い電動圧縮機では、回路基板の金属部に脚の先端が接触することで、脚と回路基板 との間で熱が効率的に伝わり、回路基板の放熱性が更に高くなる。この結果として、 回路基板に実装された電気部品の過熱がより確実に防止される。
好ましくは、前記金属部は、前記回路基板の接地用端子である。この好ましい電動 圧縮機では、接地用端子に脚の先端が接触することで、回路基板の熱が、回路基板 全体に形成された接地用の配線を通じて脚に効率的に伝わる。また、接地用の配線 は、電気部品に繋がっていることから、電気部品群の熱も、接地用の配線を通じて脚 に効率的に伝わる。これらの結果として、回路基板に実装された電気部品の過熱が より確実に防止される。
[0007] 好ましくは、前記電動圧縮機は、前記回路基板のうち一方又は両方に固定された 温度センサと、前記温度センサの検知結果に基づ!、て前記電動モータを作動させる 制御手段とを更に備える。この好ましい電動圧縮機では、温度センサによって電気部 品の温度が検知され、制御手段が検知結果に基づいて電動モータを作動させる。電 動モータは圧縮ユニットを作動させ、低圧の作動流体がハウジング内を通過して圧 縮ユニットに吸入される。このため、区画壁は流動状態の作動流体によって冷却され 、電気部品の過熱が防止される。
[0008] 好ましくは、前記制御手段は、前記電動圧縮機の待機期間中に前記温度センサに よって検知された温度が起動温度を超えると、前記電動モータを臨時起動する。この 好ましい電動圧縮機では、待機期間中に温度センサによって検知された温度が起動 温度を超えると、電動モータが臨時に起動される。電動モータは圧縮ユニットを作動 させ、低圧の作動流体がハウジング内を通過して圧縮ユニットに吸入される。このた め電動モータの待機期間中も、区画壁は流動状態の作動流体によって冷却され、電 気部品の過熱が防止される。
[0009] なお、待機期間とは、あるシステムが所定の機能を発揮するよう、システムに電動圧 縮機を組み込んだときに、その機能が働いておらず、その機能のために電動圧縮機 を作動させる必要がない期間をいう。例えば、車両用空調システムに電動圧縮機を 適用した場合、車室を冷房又は除湿する必要がない期間をいう。
好ましくは、前記制御手段は、前記待機期間中に前記温度センサによって検知さ れた温度が停止温度以下になると、臨時起動された前記電動モータを停止させる。 この好ましい電動圧縮機では、待機期間中に温度センサによって検知された温度が 停止温度以下になると、臨時起動した電動モータが停止させられる。このため、この 圧縮機では、電気部品の過熱を防止しながら、消費電力が節約される。
[0010] また、上記目的を達成するため、本発明の車両用空調システムは、エンジンルーム 内に上記の！/ヽずれかの電動圧縮機を具備する。
本発明の車両用空調システムでは、電動圧縮機の耐久性が向上しているので、シ ステム全体の耐久性も向上して 、る。
特に、電動圧縮機の制御手段が、電動圧縮機の待機期間中に温度センサによつ て検知された温度が起動温度を超えると、電動モータを臨時起動するよう構成されて いる場合、例えばエンジンの作動中に車両用空調システムの冷房又は除湿機能が 働！ヽて ヽな 、ときでも、エンジンルーム内が熱くなるのに伴って温度センサの検知温 度が起動温度を超えると電動モータが作動する。このため、このシステムによれば、 電動圧縮機の電気部品の過熱がより確実に防止され、システム全体の耐久性が更に 向上する。 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]一実施形態の車両用空調システムの概略構成を示す図、
[図 2]図 1のシステムに適用された電動圧縮機の縦断面を示す図、
[図 3]図 2の縦断面中、脚の先端近傍を拡大して示す図、
[図 4]図 1のシステムにおける電動圧縮機、ノ ッテリ及びエアコン制御装置間での電 気配線を概略的に示す図、
[図 5]図 4の制御回路が実行する保護動作プログラムの概略を示すフローチャート、 [図 6]変形例の圧縮機の回路室周辺を示す図、
[図 7]図 4のエアコン制御装置が割り込みルーチンとして実行する変形例の保護動作 プログラムの概略を示すフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態
[0012] 図 1は、一実施例の車両用空調システムの概略構成を示す。
このシステムは冷凍回路 10を備え、冷凍回路 10の冷媒循環流路 11は、車両のェ ンジンルーム 12から隔壁 13を通して車室 14に渡る。エンジンルーム 12内を延びる 冷媒循環流路 11の部分には、冷媒の流動方向でみて、電動圧縮機 20、凝縮器 21 、レシーバ 22及び膨張弁 23が順次介装されている。電動圧縮機 20は、エンジン 24 の近傍に配置され、凝縮器 21は車両のフロントグリルの近傍にファン（図示せず）とと もに配置されている。
一方、車室 14内を延びる冷媒循環流路 11の部分には、蒸発器 25が介装され、蒸 発器 25は、膨張弁 23の下流に位置している。なお、車室 14の前方側の一部分はィ ンストルメントパネル 26によって機器室 27として区画され、蒸発器 25は、ブロワ（図示 せず）とともに空調ユニットハウジング 28内に収容された状態で、機器室 27内に配置 されている。
[0013] 図 2は、電動圧縮機 20として、スクロール式の電動圧縮機を示す。圧縮機 20は略 円筒形状のハウジング 30を備え、ハウジング 30は、図 2でみて右力も左に向かって 順に、いずれも金属製のユニットケーシング 31、支持壁 32及びモータケ一シング 33 を有する。
ユニットケーシング 31はカップ状をなし、ユニットケーシング 31内には、スクローノレ ユニット 40が収容されている。スクロールユニット 40は固定スクロール 41及び可動ス クロール 42を有し、固定スクロール 41は複数の固定ボルト 43によってユニットケーシ ング 31の端壁に固定されている。
[0014] ユニットケーシング 31の内部は、固定スクロール 41の基板によって軸線方向に 2つ に区画され、固定スクロール 41の基板とユニットケーシング 31の端壁との間に吐出 室 44が形成されている。吐出室 44に開口するよう、ユニットケーシング 31の外周壁 には、ユニットケーシング 31の端壁近傍に位置して吐出ポート 45が形成されている。 吐出ポート 45は、冷媒循環流路 11の一部を通じて凝縮器 21に接続されて 、る。 可動スクロール 42はモータケ一シング 33側に配置され、固定及び可動スクロール 42,42は、互いの渦巻壁間に複数の圧縮室 46を形成するよう嚙み合っている。これ ら圧縮室 46は、固定スクロール 41に対する可動スクロール 42の旋回運動に伴い、 固定及び可動スクロール 42,42の中央に向けて移動し、この移動過程にて容積が縮 小する。中央に到達した圧縮室 46は、固定スクロール 41の基板の略中央に形成さ れた吐出孔 47を通じて吐出室 44に連通する。吐出孔 47は、吐出弁（図示せず）によ つて開閉され、吐出弁は、吐出室 44側の固定スクロール 41の端面に取付けられたリ ード弁である。参照符号 48は、リード弁の開度を規制するバルブ押えに付されている
[0015] なお、ユニットケーシング 31内には可動スクロール 42を囲む吸入室 49が形成され 、圧縮室 46は、径方向外側に位置するとき、吸入室 49に連通する。
ユニットケーシング 31の開口端に支持壁 32は配置され、支持壁 32は中央にシャフ ト孔を有するとともに、シャフト孔の外側に連通孔 34を有する。シャフト孔には回転軸 50が揷通され、シャフト孔と回転軸 50との間にボール軸受 51が介装されている。回 転軸 50はユニットハウジング 31内に位置付けられた大径端部 52を有し、大径端部 5 2から突出したクランクピン 53に偏心ブッシュ 54が取付けられている。偏心ブッシュ 5 4は、可動スクロール 42の背面に形成されたボス 55によって囲まれ、偏心ブッシュ 54 とボス 55との間には、ニードル軸受 56が介装されている。回転軸 50の回転は、これ らクランクピン 53、偏心ブッシュ 54及び-一ドル軸受 56によって可動スクロール 42 の旋回運動に変換される。 [0016] なお、可動スクロール 42の基板と支持壁 32との間には、ボールカップリング 57が介 装されている。ボールカップリング 57は、可動スクロール 42が固定スクロール 41に対 して旋回運動する際、可動スクロール 42の自転を阻止するのみならず、可動スクロー ル 42からの圧縮反力を受けるスラストベアリングとして機能する。
一方、モータケ一シング 33は両端が開口した筒状をなし、モータケ一シング 33及 びユニットケーシング 31は互 ヽの開口端の間に支持壁 32を挟んだ状態で複数の連 結ボルト 58によって結合されている。
モータケ一シング 33の内部は区画壁 60によって軸線方向に 2つに仕切られ、区画 壁 60と支持壁 32との間にステータ室 61が形成されている。ステータ室 61に開口す るよう、モータケ一シング 33の外周壁には、区画壁 60近傍に位置して吸入ポート 62 が形成され、吸入ポート 43は冷媒循環流路 11の一部を通じて蒸発器 25に接続され ている。
[0017] 前述した回転軸 50はステータ室 61内を延び、回転軸 50の他端は、区画壁 60近傍 に位置付けられている。区画壁 60の中央力も筒状の軸受支持部が突出し、軸受支 持部の内面と回転軸 50との間にボール軸受 63が介装されている。従って、回転軸 5 0は 1対のボール軸受 51,63を介して回転自在に支持されている。
回転軸 50は、例えば三相誘導ブラシレス型の電動モータ 70における電動子 71の 一部をなし、回転軸 50には、略円筒状の鉄心として、環状の電磁鋼板を積層してな る積層体 72が取付けられている。積層体 72は、その両端に位置する一対の端板 73 によって挟まれ、端板 73間は複数のリベット 74によって連結されている。
[0018] 電動子 71の積層体 72は固定子 80によって囲まれており、固定子 80は略円筒状 のコア 81を有する。コア 81は、モータケ一シング 33の内周面に嵌合し、且つ、固定 ボルト 82によって区画壁 60に固定されている。コア 81の内周面には、複数のスロット が形成され、スロットは周方向に互いに離間している。隣り合うスロット間にはステータ 歯が形成され、各ステータ歯に卷回された電線はコイル 83を形成しており、コイル 83 に通電することによって、各ステータ歯は電磁石になる。
なお、ステータ室 61の軸線方向略中央に電動子 71の積層体 72及び固定子 80は 配置されている力 ステータ室 61の区画壁 60側の領域と支持壁 32側の領域との間 は、例えば積層体 72と固定子 80との間に確保されたギャップ（図示せず)を通じて相 互に連通している。即ち、吸入ポート 62は、ステータ室 61を通じて吸入室 49と連通 している。
[0019] 固定子 80の複数のコイル 83からは 3本の入力線（図示せず）が延び、入力線の先 端は、気密及び絶縁を確保して区画壁 60を貫通する 3つのピン 90の各端部に別々 に接続されている。なお、図 1には 3つのピン 90のうち 1つのみが示されている。
3つのピン 90の他端部は回路室 91内に位置しており、ピン 90の他端部は、電動モ ータ 70の入力部、即ち U、 V及び W端子としてそれぞれ機能する。なお、回路室 91 は、モータケ一シング 33の他端に固定されたエンドプレート 92と区画壁 60との間に 形成されている。
ピン 90の他端部即ち U、 V及び W端子には、回路室 91に配置されたインバータ回 路 100の出力部が電気的に接続されている。インバータ回路 100は、三相ブリッジ回 路であり、回路基板としてのプリント配線基板 101 (以下、インバータ用基板という）及 びインバータ用基板 101に実装された IGBTモジュール 102を有する。
[0020] インバータ用基板 101は、区画壁 60の近傍に平行に配置され、ネジでもって区画 壁 60に固定されている。 IGBTモジュール 102は、インバータ用基板 101と区画壁 6 0との間に位置づけられ、 IGBTモジュール 102の上面は区画壁 60に直接面接触し ている。なお、 IGBTモジュール 102が当接している区画壁 60の領域の位置は、モ 一タケ一シング 33の周方向でみて、吸入ポート 62の位置に略合致している。
インバータ回路 100の入力部には、モータケ一シング 33の外周壁に取付けられた 入出力プラグ 108を通じて、エンジンルーム 12に配置されたバッテリ 109 (直流電源 )が電気的に接続されている。また、インバータ回路 100の入力部には、同じく回路 室 91に配置された制御回路 110の出力部が電気的に接続されている。
[0021] 制御回路 110は、インバータ回路 110を VWF制御（可変電圧可変周波数制御） するための回路であり、回路基板としてのプリント配線基板 111 (以下、制御用基板と V、う）及び制御用基板 111に実装されたマイコン 112やコンデンサ 113等の電気部 品を有する。
制御用基板 111は、インバータ用基板 101よりも大であり、インバータ用基板 101よ りも区画壁 60から遠くに位置している。制御用基板 111は、複数の柱状の脚 120に よって支持されている。各脚 120は、区画壁 60から一体に突出し、全ての脚 120の 先端は、モータケ一シング 33の軸線方向でみて、同一の仮想平面に位置付けられ ている。なお、回路室 91側の区画壁 60の面は凸凹を有するため、脚 120の長さは互 いに異なる。
[0022] 図 3に示したように、各脚 120の先端中央には、有底の螺子穴 121が開口している 。制御用基板 111には、螺子穴 121の位置に合致するよう貫通孔 122が形成され、 貫通孔 122の両端は、制御用基板 111の両面に形成された金属製のランド部 123, 1 24に開口している。貫通孔 122の内周面は金属膜 125によって覆われ、金属膜 125 はランド部 123, 124間を接続している。
また、貫通孔 122は、制御用基板 111内に形成された接地のための金属層 126も 貫通しており、金属膜 125は金属層 126に繋がっている。制御用基板 111が、貫通 孔 122を通じて螺子穴 121にねじ込まれた螺子 127によって脚 120に固定されると、 脚 120の先端及び螺子 127の頭は、ランド部 123, 124にそれぞれ直接面接触する。
[0023] 再び図 2を参照すると、制御回路 110の入力部は、前述の入出力プラグ 108を通じ てエアコン制御装置 130に接続されている。エアコン制御装置 130は、前述の機器 室 27内に配置されている。
その上、この電動圧縮機 20は、インバータ回路 100及び制御回路 110の各々のた めの温度保護回路を有し、温度保護回路は、インバータ用基板 101及び制御用基 板 111に実装された温度センサ 150,151を有する。インバータ用基板 101上の温度 センサ 150は IGBTモジュール 102の温度を検知するよう IGBTモジュール 102の近 傍に配置され、制御用基板 111上の温度センサ 151は、マイコン 112の温度を検知 するようマイコン 112の近傍に配置される。これらの温度センサ 150, 151は、制御回 路 110の入力部に電気的に接続されている。
なお、回路室 91内には、インバータ回路 100、制御回路 110及び温度保護回路の 耐振動性を確保すべく榭脂材が充填されているが、図 2では、榭脂材のハッチングが 省略されている。
[0024] 図 4は、上述した電動モータ 70、インバータ回路 100、制御回路 110、エアコン制 御装置 130、温度保護回路及びバッテリ 109間の配線を概略的に示している。
図 4からわかるように、 IGBTモジュール 102は、パワートランジスタとしての 6個の I GBT (絶縁ゲートバイポーラトランジスタ） 160、同じく 6個の帰還ダイオード 161及び 平滑用コンデンサ 162を内蔵しており、制御回路 110は、各 IGBT160のゲート端子 に印加するゲート電圧を ON又は OFFする。
以下、上述した車両用空調システムの動作について説明する。
エアコン制御装置 130は、車両用空調システムのメイン制御を実行し、乗員からの 指示に基づいて車室 14を冷房又は除湿する必要がある場合、電動圧縮機 20の制 御回路 110に対して制御信号を送信する。制御信号を受信した制御回路 110は、ィ ンバータ回路 100の IGBT160にゲート電圧を印加し、電動モータ 70を作動させる。 電動モータ 70の作動によって回転軸 50が回転すると、可動スクロール 42が旋回運 動し、可動スクロール 42の旋回運動は圧縮室 46の移動をもたらす。
[0025] 圧縮室 46の移動に伴い、吸入室 49から圧縮室 46への作動流体としての冷媒の吸 入工程、圧縮室 46内での吸入された冷媒の圧縮工程、及び、圧縮された冷媒の圧 縮室 46から吐出室 44への吐出工程が実行される。換言すれば、蒸発器 25内のガス 冷媒が冷媒循環流路 11を通じて吸入ポート 62に吸い込まれ、吐出ポート 45から冷 媒循環流路 11を通じて凝縮器 21に高温の液冷媒が送出される。
ここで、蒸発器 25内のガス冷媒は、膨張弁 23からの湿り状態の冷媒が略完全に気 化したものであり、蒸発器 25の外側を流れるブロワからの空気流は、冷媒に気化熱 を奪われて冷風になる。この冷風は、必要に応じて加熱された後、車室 14に吹出し、 これによつて車室 14が冷房又は除湿される。
[0026] その上、制御回路 110のマイコン 112は、エアコン制御装置 130による上述のメイ ン制御とは別に、常時、図 5に示した温度保護プログラムを実行する。なお、マイコン 112は、 IGBTモジュール 102及びマイコン 112の各々のために 2つの温度保護プロ グラムを並列に実行するけれども、これらの温度保護プログラムの構成は略同一であ るため、マイコン 112のための温度保護プログラムを例に説明する。
温度保護プラグラムによれば、まず、エアコン制御装置 130が圧縮機 20を作動させ るよう制御回路 110に要求している力否力 換言すれば、制御回路 110が、エアコン 制御装置 130から圧縮機 20を作動させるための制御信号を受信した力否かが判断 される（S10)。エアコン制御装置 130が圧縮機 20の作動を要求している場合、プロ グラムは S10を繰り返す。一方、エアコン制御装置 130が圧縮機 20の作動を要求し ていない場合、制御回路 110は、圧縮機 20が作動中であるか否かを判断する（S20
) o
[0027] S20で圧縮機 20が停止している場合、温度センサ 150によって検知されたマイコン 112の温度 Tmが所定の起動温度 T2よりも高 、か否かが判断される (S30)。起動温 度 T2は例えば 85°Cであり、温度 Tmが起動温度 T2以下の場合、プログラムは S10 に戻る。温度 Tmが起動温度 T2よりも高い場合、制御回路 110は、 IGBT160に所 定のタイミングでゲート電圧を印加して電動モータ 70を作動させ、圧縮機 20を起動 する（S40)。
圧縮機 20が起動した後、制御回路 110は、温度 Tmが所定の停止温度 T1よりも低 いか否かを判断する（S50)。停止温度 Tlは、起動温度 T2より低ぐ例えば 80°Cで ある。温度 Tmが停止温度 T1よりも低い場合、制御回路 110は、 IGBT160へのゲー ト電圧の印加を止めて電動モータ 70を停止させ、圧縮機 20を停止させる（S60)。一 方、温度 Tmが停止温度 T1以上の場合、プログラムは S10に戻る。 S10に戻ったとき 、エアコン制御装置 130が圧縮機 20の作動を尚も要求していなければ、先の S40で 圧縮機 20は起動しているので、プログラムは、 S20力ら S50にジャンプする。
[0028] 以上がマイコン 112のための温度保護プラグラムの概略構成である。 IGBTモジュ ール 102の温度保護プログラムは、マイコン 112のための温度保護プラグラム中、温 度センサ 150によって測定された IGBTモジュール 102の温度 Tiで温度 Tmを置き換 えたものである。
上述した一実施形態の車両用空調システムでは、電動圧縮機 20の耐久性が従来 よりも向上しているので、システム全体の耐久性も向上している。電動圧縮機 20の耐 久性が向上した理由を以下に示す。
[0029] 電動圧縮機 20では、インバータ用基板 101よりも区画壁 60から離れている制御用 基板 111が、区画壁 60に一体に形成された脚 120の先端に固定される。制御用基 板 111と区画壁 60との間では、この脚 120を通じて熱が効率的に伝わることから、制 御用基板 111の放熱性が高くなる。この結果として、制御用基板 111に実装されたィ コン 112やコンデンサ 113といった制御回路 110用の電気部品群の過熱が確実に防 止され、これら制御回路 110用の電気部品群の耐久性が向上し、圧縮機 20の耐久 性も向上する。
また、電動圧縮機 20では、インバータ用基板 101に実装された IGBTモジュール 1 02が回路室 91側の区画壁 60の面に直接接触し、 IGBTモジュール 102の放熱性が 高くなつている。この結果として、 IGBTモジュール 102、換言すれば、 IGBT160、帰 還ダイオード 161及び平滑用コンデンサ 162といったインバータ回路 100用の電気 部品群の過熱が防止されてその耐久性が向上し、圧縮機 20の耐久性も向上する。
[0030] 更に、電動圧縮機 20では、制御用基板 111の金属製のランド部 123に脚 120の先 端が接触することで、脚 120と制御用基板 111との間で熱が効率的に伝わり、制御 用基板 111の放熱性が更に高くなる。この結果として、制御回路 110用の電気部品 群の過熱がより確実に防止される。
その上、電動圧縮機 20では、ランド部 123が、制御回路 110を接地するための金 属層 126に繋がっており、接地用端子として機能する。ランド部 123に脚 120の先端 が接触することで、制御用基板 111の熱が、制御用基板 111全体に亘る所定パター ンで形成された金属層 126を通じて脚 120に効率的に伝わる。特に、金属層 126は 、制御回路 110用の電気部品群に繋がっていることから、電気部品群の熱も、金属 層 126を通じて脚 120に効率的に伝わる。この結果として、制御回路 110の電気部 品群の過熱がより確実に防止される。
[0031] また、電動圧縮機 20は、温度センサ 150,151〖こよって、 IGBTモジュール 102及び マイコン 112の温度 Ti,Tmがそれぞれ検知され、検知結果に基づ!/、て制御回路 110 のマイコン 112によって起動させられる。具体的には、電動圧縮機 20は、エアコン制 御装置 130が作動を要求して 、な 、待機期間中であっても、温度センサ 150, 151に よって検知された温度 Ti,Tmのうち少なくとも一方が起動温度 T2を超えると、制御回 路 110のマイコン 112によって臨時に起動させられる。圧縮機 20が起動すると、電動 モータ 70が圧縮ユニットとしてのスクロールユニット 40を作動させ、低圧の冷媒がス テータ室 61内を通過して圧縮ユニットに吸入される。このため、待機期間中も、区画 壁 60は流動状態の冷媒によって冷却され、 IGBTモジュール 102及びマイコン 112 を含む電気部品群の過熱が防止される。
更に、電動圧縮機 20は、待機期間中に温度センサ 150, 151によって検知された 温度 Ti,Tmが停止温度 T1以下になると、制御回路 110のマイコン 112によって停止 させられる。このため、この圧縮機 20では、電気部品群の過熱を防止しながら、消費 電力が節約される。
[0032] 具体的には、この電動圧縮機 20を用いた車両用空調システムでは、例えばェンジ ン 24の作動中、エンジンルーム 12内が熱くなるのに伴って温度センサ 150, 151の 検知温度 Ti,Tmが起動温度 T2を超えると、待機していた圧縮機 20が臨時に起動さ せられる。このため、このシステムによれば、電動圧縮機 20の電気部品群の過熱がよ り確実に防止され、システム全体の耐久性が更に向上する。
本発明は、上述した一実施形態に制約されるものではなぐ種々の変形が可能で あり、例えば、一実施形態の場合、回路室 91内には、インバータ回路 100、制御回 路 110及び温度保護回路が配置されていたけれども、他の回路が配置されていても よい。
また、回路基板の数もインバータ用基板 101及び制御用基板 111の 2つに限定さ れない。例えば、図 6に示したように、インバータ回路、制御用回路及び保護回路を、 一つの回路基板 155でもって形成してもよい。
[0033] 一実施形態では、制御用基板 111が複数の脚 120の先端に固定されていたけれ ども、脚 120は少なくとも 1本あればよい。また、脚の形状や大きさも特には限定され ず、脚は、円柱状、楕円柱状、角柱状、円錐台状等であってもよい。例えば 4本の円 柱状の脚に 1枚の回路基板が固定される場合、脚の長さは、例えば 5mm以上 30m m以下の範囲にあり、脚の直径は、例えば 10mm以上 14mm以下の範囲にある。 一実施形態では、インバータ回路が IGBTモジュールによって構成されて ヽたけれ ども、 IGBT以外のパワートランジスタをスイッチング素子に用いてもよい。
一実施形態では、 2つの温度センサ 150, 151力 GBTモジュール 102及びマイコ ン 112の温度 Ti,Tmの温度を測定するように配置されて 、たけれども、他の電気部 品の温度を測定するように配置してもよい。また、温度センサの数も 2つに限定される ことはない。
一実施形態では、電動圧縮機 20の電動モータ 70が誘導ブラシレスモータであった けれども、電動モータの構成は特に限定されない。また、電動圧縮機 20が圧縮ュ- ットとしてスクロールユニット 40を有するスクロール式電動圧縮機であった力 圧縮ュ ニットとしてシリンダブロック及びピストンを有する往復動式電動圧縮機であってもよい 一実施形態では、保護動作プログラムを制御回路のマイコン 112が実行したけれど も、圧縮機 20の外部のエアコン制御装置 130が、メイン制御とは別に、例えば割り込 みルーチンとして保護動作プログラムを実行してもよい。この場合、温度センサ 150, 151は、図 4に破線で示したようにエアコン制御装置 130に接続される。エアコン制 御装置 130が実行する保護動作プログラムは、図 7からわ力るように、メイン制御に基 づ 、て制御回路 110に圧縮機 20を作動させるよう要求して 、るか否力判断し (S10' )、制御回路 110に圧縮機 20を起動するよう要求し (S40' )、そして、制御回路 110 に圧縮機 20を停止するよう要求する（S60' )点において、図 5のフローチャートとわ ずかに異なる。
最後に、本発明に係る電動圧縮機は、車両用空調システム以外にも適用可能であ るのはいうまでもない。

Claims

請求の範囲
[1] ハウジング内に作動流体を圧縮するための圧縮ユニットとともに収容され、前記圧縮 ユニットを駆動する電動モータと、
前記ハウジング内を区画し、前記圧縮ユニットによって圧縮される前の作動流体が 接触する内面を有した区画壁と、
前記区画壁の外面に一体に形成された脚と、
前記脚に固定され、前記電動モータを作動させるための電気部品が実装された回 路基板と
を備える電動圧縮機。
[2] 請求項 1の電動圧縮機において、
前記回路基板に実装された電気部品のうち少なくとも一つは前記外面に当接して いる。
[3] 請求項 1の電動圧縮機において、
前記脚の先端は、前記回路基板の金属部に当接している。
[4] 請求項 3の電動圧縮機において、
前記金属部は、前記回路基板の接地用端子である。
[5] 請求項 2の電動圧縮機において、
前記脚の先端は、前記回路基板の金属部に当接している。
[6] 請求項 5の電動圧縮機において、
前記金属部は、前記回路基板の接地用端子である。
[7] 請求項 1乃至 6の何れかの電動圧縮機において、
前記回路基板に固定された温度センサと、
前記温度センサの検知結果に基づいて前記電動モータを作動させる制御手段と を更に備える。
[8] 請求項 7の電動圧縮機において、
前記制御手段は、前記電動圧縮機の待機期間中に前記温度センサによって検知 された温度が起動温度を超えると、前記電動モータを臨時起動する。
[9] 請求項 8の電動圧縮機において、 前記制御手段は、前記待機期間中に前記温度センサによって検知された温度が 停止温度以下になると、臨時起動された前記電動モータを停止させる。
[10] 請求項 1の電動圧縮機において、前記電動モータを作動させるベく前記電気部品と 協働する他の電気部品が実装された他の回路基板を更に備え、
前記他の電気部品のうち少なくとも一つは、前記外面に当接して 、る。
[11] エンジンルーム内に電動圧縮機を具備し、前記電動圧縮機は、
ハウジング内に作動流体を圧縮するための圧縮ユニットとともに収容され、前記圧縮 ユニットを駆動する電動モータと、
前記ハウジング内を区画し、前記圧縮ユニットによって圧縮される前の作動流体が 接触する内面を有した区画壁と、
前記区画壁の外面に一体に形成された脚と、
前記脚に固定され、前記電動モータを作動させるための電気部品が実装された回 路基板とを備える車両用空調システム。
[12] 請求項 11の車両用空調システムにおいて、
前記回路基板に実装された電気部品のうち少なくとも一つは前記外面に当接して いる。
[13] 請求項 11の車両用空調システムにおいて、
前記脚の先端は、前記回路基板の金属部に当接している。
[14] 請求項 13の車両用空調システムにおいて、
前記金属部は、前記回路基板の接地用端子である。
[15] 請求項 12の車両用空調システムにおいて、
前記脚の先端は、前記回路基板の金属部に当接している。
[16] 請求項 15の車両用空調システムにおいて、
前記金属部は、前記回路基板の接地用端子である。
[17] 請求項 11乃至 16の何れかの車両用空調システムにおいて、
前記電動圧縮機は、
前記回路基板に固定された温度センサと、
前記温度センサの検知結果に基づいて前記電動モータを作動させる制御手段と を更に備える。
[18] 請求項 17の車両用空調システムにおいて、
前記制御手段は、前記電動圧縮機の待機期間中に前記温度センサによって検知 された温度が起動温度を超えると、前記電動モータを臨時起動する。
[19] 請求項 18の車両用空調システムにおいて、
前記制御手段は、前記待機期間中に前記温度センサによって検知された温度が 停止温度以下になると、臨時起動された前記電動モータを停止させる。
[20] 請求項 11の車両用空調システムにおいて、
前記電動圧縮機は、前記電動モータを作動させるベく前記電気部品と協働する他 の電気部品が実装された他の回路基板を更に備え、
前記他の電気部品のうち少なくとも一つは、前記外面に当接して 、る。
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