WO2010052935A1 - インバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

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渋谷誠
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嶋俊匡
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    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/808—Electronic circuits (e.g. inverters) installed inside the machine

Definitions

  • the present invention relates to an inverter-integrated electric compressor, and in particular, an inverter that can realize reliable fixing of circuit components at a low cost while maintaining a high degree of design freedom, and has high vibration resistance and excellent operational stability.
  • the present invention relates to an integrated electric compressor.
  • Patent Document 1 As a structure of an electric compressor including a motor drive circuit including an inverter or the like, a structure in which the motor drive circuit is covered with an insulating resin mold material and embedded in the resin mold material is known (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 2 there is also known a structure in which a power semiconductor module disposed between an upper lid and a compressor housing is covered and embedded by pouring insulating synthetic resin or the like that has been heated and flowed (for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 2 the entire chamber containing electrical components such as a power semiconductor module is filled with a resin mold material.
  • JP 2002-70743 A Japanese Patent Laid-Open No. 4-80554
  • the electrical components are substantially fixed only by the coating resin, it is difficult to secure a sufficient fixing force.
  • the fixing force of the coating resin is reduced due to, for example, a decrease in the hardness of the coating resin in a high temperature region, and it has been difficult to wipe out the possibility that any of the desirable electrical component placement will occur.
  • the thickness of the coating resin is substantially reduced to ensure a sufficient fixing force. There was a problem that it became difficult.
  • the motor drive circuit and the like are substantially embedded, the amount of filling or coating resin increases, and accordingly, the weight reduction and cost reduction of the entire electric compressor are hindered.
  • an electric compressor used for a vehicle air conditioner or the like it is required to reduce the weight and cost as much as possible.
  • an object of the present invention is to achieve high vibration resistance by reliably fixing circuit components while maintaining a high degree of freedom in design, and is an inverter-integrated electric compression that is easy to reduce in weight and excellent in operational stability. Is to provide the machine at low cost.
  • an inverter-integrated electric compressor is an inverter-integrated electric compressor having a board with a built-in motor and a motor drive circuit including the inverter,
  • the electric component including the electric component is fixed in the accommodating space surrounded by the compressor housing, and after the assembly is completed, the accommodating space is filled with an insulating resin, and at least a part of the electric component is sealed with the solidified filling resin
  • a concave holding portion having a concave portion formed in a concave shape along the outer shape of the circuit component provided on the substrate, and a vent hole provided in the concave holding portion.
  • a resin frame is mounted on the substrate, and a resin sealing space capable of being filled with resin is formed between a circuit component on the substrate and the resin frame. Consisting of.
  • the resin filling into the resin sealing space formed around the circuit component on the substrate prevents the vibration of the circuit component and covers the outer periphery of the resin sealing space. Since the resin frame is mounted on the substrate, the resin filled in the resin sealing space and solidified resin and the circuit components covered with the resin are securely fixed by the resin frame, and vibration is effectively prevented. .
  • the thickness of the resin sealing space formed in the resin frame is compared with the case where the circuit component is substantially embedded and covered with only a single resin without using the resin frame in the prior art. Because it can be made very thin, it can minimize the effects of changes in the physical properties of the resin material (for example, a decrease in the hardness of the coating resin in the high temperature range).
  • the members made of resin are excellent in workability and can be easily molded into various shapes, it is possible to easily manufacture a resin frame corresponding to the external shape of existing circuit components at a low cost.
  • the degree of freedom in designing the compressor can be maintained at a high level that is almost the same as when a conventional resin frame is not installed. Furthermore, even when circuit components such as capacitors are enlarged, it is easy to cope with them, and it is possible to secure a sufficient fixing force for the circuit components.
  • the air holes provided in the resin frame prevent the generation and remaining of bubbles in the resin when the resin filling space is filled with the resin, thereby securing the circuit components more reliably.
  • the weight of the compressor can be reduced by using a resin having a density lower than that of the insulating resin as the material of the resin frame.
  • the resin frame is excellent in workability.
  • the weight of the compressor is further reduced. It is also possible to do it easily.
  • the above-mentioned recess is not particularly limited, but is preferably formed substantially corresponding to the outer shape of each circuit component on the substrate. If the thickness of the resin layer filled around the circuit component is non-uniform, non-uniform force is applied to the circuit component due to changes in the physical properties of the resin layer (for example, changes in hardness and expansion coefficient due to temperature rise). May cause an unexpected minute shift in the arrangement of circuit components. On the other hand, when the recesses are formed to correspond to the outer shape of each circuit component, the thickness of the resin layer becomes almost uniform, so the above-described deviation is minimized, and the fixing force of the circuit component by the resin layer is high. It is stably maintained even in the region.
  • the concave portion has a tapered portion around the vent hole that reduces the resin sealing space as it approaches the vent hole.
  • the tapered recess is formed on the inner surface around the vent hole, the cross-sectional area of the resin sealing space near the vent hole becomes narrower as it approaches the vent hole.
  • a gas such as air is easily guided to the vent hole, and a structure in which bubbles do not easily remain in the resin can be realized.
  • the air holes are formed in the upper and lower surfaces of the recesses, the bubbles existing in the resin can be lifted to the outside of the resin by buoyancy, so that the remaining of the bubbles in the resin can be more effectively prevented. is there.
  • the tapered portion may not be formed for all the recessed portions, but the tapered portion may be formed only for the recessed portions formed corresponding to the outer shape of the aluminum electrolytic capacitor, for example. Efficient processing to prevent residual bubbles by forming the taper part only for circuit components that tend to have air bubbles remaining in the recesses, such as aluminum electrolytic capacitors, because the installation height on the substrate is relatively large. Can be performed.
  • the type of resin filled in the resin sealing space is not particularly limited, and may be the same as the insulating resin filled in the housing space, or a different type of resin may be used.
  • the insulating resin is filled in the resin enclosing space by filling the housing space with the insulating resin. It is preferable to be performed together.
  • the type of resin filled in the resin sealing space is not particularly limited, but is preferably an adhesive resin (for example, an adhesive). It is particularly preferable that the adhesive resin has an insulating property that can protect circuit components on the substrate from defects such as short circuits due to defects.
  • the adhesive resin means a resin whose hardness is moderately lowered in a high temperature region as compared with the insulating resin filled in the accommodation space. Since such a resin has a small change in hardness, the fixing force of the circuit components at a high temperature is maintained at a higher level than that of the insulating resin, and the operational stability of the compressor can be improved.
  • the filling of the adhesive resin into the resin sealing space is preferably performed before the insulating resin is filled into the housing space.
  • the resin frame is preferably provided with a positioning hole for the adhesive resin injection device.
  • the positioning hole need only be configured so that the adhesive resin injection device can be quickly installed at a predetermined position, and does not necessarily have to penetrate the resin frame.
  • the positioning hole may be at least one concave recess formed on the surface of the resin frame in accordance with the shape of the contact portion of the adhesive resin injecting device to the resin frame. Such positioning holes facilitate the filling of the adhesive resin and reduce the time required for the compressor manufacturing process.
  • the resin frame is not particularly limited, it is preferable that a resin injection hole is provided.
  • a resin injection hole is provided in each of the plurality of recesses. With such a resin injection hole, it becomes easy to fill the resin filling space with no gap, and the fixing of the circuit components can be achieved more reliably.
  • the resin injection hole may be the same hole as the vent hole described above or a different hole.
  • the resin frame according to the present invention is not particularly limited, but is preferably mounted on the substrate in a state of being fixed to the substrate by fastening.
  • the resin frame is fastened to the substrate, it is possible to prevent the resin frame from being displaced from a predetermined position when the resin is filled in the resin-filling space or the housing space, and the resin resulting from such a displacement. Generation of bubbles and filling leakage are prevented, and fixing of circuit components is reliably achieved.
  • the application of the inverter-integrated electric compressor according to the present invention is not particularly limited, but high vibration resistance is required because it is possible to reliably fix circuit components at low cost while maintaining a high degree of freedom in design.
  • the compressor is suitable for use in a vehicle-mounted compressor having a strict requirement for installation space, and particularly suitable for use as a compressor for a vehicle air conditioner.
  • inverter-integrated electric compressor while maintaining a high degree of freedom in design, high vibration resistance can be realized by surely fixing circuit components, and weight reduction is easy.
  • An inverter-integrated electric compressor with excellent operational stability can be realized at low cost.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an inverter-integrated electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic perspective view of a housing space forming portion in the inverter-integrated electric compressor shown in FIG. 1, FIG. 2A shows a state before the resin frame is mounted, and FIG. 2B shows a state after the resin frame is mounted. Each state is shown.
  • substrate and resin frame in the inverter integrated electric compressor shown in FIG. 1 are shown, FIG. 3 (A) has shown the top view, FIG.3 (B) has shown the side view, respectively.
  • FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the recess in the inverter-integrated electric compressor shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 (A) shows an example in which the resin sealing space is filled with insulating resin
  • FIG. An example in which the resin sealing space is filled with an adhesive resin is shown.
  • FIG. 5A shows a modification of the resin frame shown in FIG. 3
  • FIG. 5A shows a plan view
  • FIG. 5B shows a partial cross-sectional view. It is an expanded sectional view of the recessed part vicinity in the modification of the resin frame shown in FIG.
  • FIG. 1 shows an inverter-integrated electric compressor according to an embodiment of the present invention, and particularly shows an example in which the present invention is applied to a scroll-type electric compressor.
  • the inverter-integrated electric compressor 1 includes a compression mechanism 2 including a fixed scroll 3 and a movable scroll 4.
  • the movable scroll 4 is turned with respect to the fixed scroll 3 in a state in which the rotation is prevented via the ball coupling 5.
  • a motor 7 is incorporated in the compressor housing (center housing) 6, and the main shaft 8 (rotary shaft) is rotationally driven by the built-in motor 7.
  • the rotational motion of the main shaft 8 is converted into the turning motion of the movable scroll 4 through the eccentric pin 9 disposed on one end side of the main shaft 8 and the eccentric bush 10 rotatably engaged thereto. ing.
  • a suction port 11 for sucking refrigerant as a fluid to be compressed is provided in the compressor housing (front housing) 12, and the sucked refrigerant is guided to the compression mechanism 2 through the motor 7 arrangement portion.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism 2 is sent to the external circuit through the discharge port 13, the discharge chamber 14, and the discharge port 16 provided in the compressor housing (rear housing) 15.
  • a housing space 20 is formed by being surrounded by the extending portion of the compressor housing 12 (front housing), and a motor drive circuit 21 is provided in the housing space 20. More specifically, the motor drive circuit 21 is provided in the housing space 20 on the outer surface side of the partition wall 22 with the refrigerant suction path side formed in the compressor housing 12. The motor drive circuit 21 feeds power to the motor 7 via a sealed terminal 23 (an output terminal of the motor drive circuit 21) attached through the partition wall 22 and a lead wire 24. The path side and the motor drive circuit 21 installation side are sealed. In the present embodiment, the motor drive circuit 21 is provided on the outer surface side of the partition wall 22 so that at least a part of the electrical components including the motor drive circuit 21 can exchange heat with the suction refrigerant via the partition wall 22.
  • the motor drive circuit 21 includes an IPM (Intelligent Power Module) 25 having an inverter function and a substrate 26 having a control circuit made up of circuit components 30. Separately or integrally therewith, electrical components such as a capacitor 27. Is provided.
  • the motor drive circuit 21 is connected to an external power source (not shown) via a connector 28 as an input terminal.
  • the opening side to the outside of the compressor housing 12 on which the electric parts including the motor drive circuit 21 are mounted is covered in a state of being sealed with a lid member 29, and these electric parts are protected by the lid member 29. .
  • the substrate 26 provided with the control circuit has a resin frame having a concave holding portion 32 having a concave portion formed in a concave shape along the outer shape of the circuit component, and a vent hole 33 provided in the concave holding portion 32.
  • a resin sealing space 34 that can be filled with resin is formed between the circuit component 30 provided on the substrate 26 and the resin frame 31. The resin filling into the resin sealing space 34 prevents the circuit component 26 from vibrating, and the air holes 33 prevent air bubbles from occurring and remaining in the resin, so that the fixing of the circuit component 26 is reliably achieved. Further, the resin and circuit component 26 filled and solidified in the resin sealing space 34 are securely fixed by the resin frame 31 mounted on the substrate 26.
  • the insulating resin 35 is filled, and substantially all of these are solidified. Sealed with insulating resin 35. As shown in the figure, the insulating resin filling range is accommodated within the minimum necessary range in the accommodation space 20, and the overall weight of the compressor 1 is reduced. Further, as described above, it is possible to achieve further weight reduction by using a material having a lighter density than the insulating resin 35 as the material of the resin frame 31.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the accommodation space 20 in the inverter-integrated electric compressor shown in FIG. 1, and FIG. 2 (A) shows a state where the resin frame 31 is not attached. Indicates the state in which the resin frame 31 is mounted.
  • a substrate 26 provided with a control circuit made up of circuit components 30 and a noise filter 36 are arranged in the accommodation space 20. 2 is connected to an external power source via a noise filter 36 and is protected from signal line conductive noise caused by the external power source.
  • FIG. 2B shows a concave holding portion 32 provided with a concave portion formed in a concave shape along the outer shape of the circuit component 30 in the substrate 26 of FIG. 2A, and a vent hole provided in the concave holding portion 32.
  • 33 shows a state in which a resin frame 31 having 33 is mounted. Since the resin frame 31 is molded corresponding to the shape of each member in the accommodating space 20 including the circuit component 30 as shown in the figure, the other members are not restricted in mounting, and the design of the compressor The degree of freedom is maintained at a high level as before.
  • FIG. 3 schematically shows a state in which the resin frame 31 is mounted on the substrate 26 in the inverter-integrated electric compressor shown in FIG. 1, and FIG. 3A shows the substrate 26 on which the resin frame 31 is mounted.
  • FIG. 3 (B) shows a side view of FIG.
  • the concave portion 37 forming the concave holding portion 32 is formed substantially corresponding to the outer shape of each circuit component 30 on the substrate.
  • each of the plurality of recesses 37 is provided with a vent hole 33 that can also be used as a resin injection hole, the resin sealing space 34 corresponding to each recess 37 is reliably filled with resin. At the same time, generation and remaining of bubbles in the resin sealing space 34 are effectively prevented.
  • the surface of the resin frame 31 is provided with a positioning hole 38 for the resin injection device, and the resin injection process into the resin sealing space can be easily performed in a short time. Furthermore, since the fastening part 39 is provided in the resin frame 31 and the board
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in the vicinity of the concave portion 37 of the substrate 26 shown in FIG. 3.
  • the resin is placed in the resin enclosing space 34 and the accommodation space 20.
  • a filled example is shown.
  • 4A shows a case where the insulating resin 35 is filled in the housing space 20 and the insulating resin 35 is filled in the housing space 34
  • FIG. The case where the housing space 20 is filled with the insulating resin 35 after the bonding space 40 is filled with the adhesive resin 40 is shown.
  • the recess 37 is provided with a vent hole 33 that can also be used as a resin injection hole, the resin filling space 34 and the housing space 20 can be filled simultaneously with the resin filling. The process can be shortened and the cost can be reduced. Further, the air holes 33 effectively prevent generation or remaining of bubbles in the resin sealing space 34 and the accommodation space 20, and the fixing of the circuit component 30 is reliably achieved.
  • the resin sealing space 34 is filled with an adhesive resin 40 through a vent hole 33 that can also be used as a resin injection hole.
  • the adhesive resin 40 has a moderate decrease in hardness in the high temperature region as compared with the insulating resin 35. Therefore, the fixing force of the circuit component 30 at a high temperature is higher than that of the insulating resin 34. Thus, the operational stability of the compressor 1 can be improved.
  • the range of the resin sealing space 34 filled with the adhesive resin 40 is limited to the region near the circuit component 30. The circuit component 30 and the resin frame 31 are securely fixed by the adhesive force of the adhesive resin 40 filled in a limited area.
  • FIG. 5 shows a resin frame 42 as a modification of the resin frame 31 shown in FIG. 3, FIG. 5 (A) is a plan view, and FIG. 5 (B) is a partial sectional view.
  • the recess 44 that forms the concave holding portion 43 is provided with a vent hole 45 that can also be used as a resin injection hole, and the inner surface of the upper bottom surface 46 of the recess 44 is closer to the vent hole 45.
  • a tapered portion 48 for reducing the resin sealing space 47 is formed. Since such a tapered portion 48 is formed on the upper bottom surface 46 of the recess 44, a gas such as air can easily escape from the resin sealing space 47 corresponding to each recess 44, and the filling resin Air bubbles are reliably prevented from remaining inside.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view in the vicinity of the concave portion 44 of the substrate 26 shown in FIG. 3.
  • the resin is placed in the resin sealing space 47 and the accommodation space 20.
  • a filled example is shown.
  • FIG. 6 shows a case where the insulating resin 35 is filled in the housing space 20 and the resin sealing space 47 is filled.
  • the recess 44 is provided with a vent hole 45 that can also be used as a resin injection hole, the resin filling space 47 and the housing space 20 can be filled with resin simultaneously, shortening the resin filling process. In addition, the cost can be reduced.
  • tapered portion 48 provided around the vent hole 45 in the upper bottom surface 46 of the concave portion 44 further prevents the generation or residual of bubbles in the resin sealing space 34 and the accommodating space 20, and the circuit component 30 can be fixed. Achieved more reliably.
  • the present invention can be applied to all types of inverter-integrated electric compressors, and in particular, excellent operational stability and vibration resistance are required, the required level of design freedom is high, and miniaturization and weight reduction are required. It is suitable as an inverter-integrated electric compressor for a vehicle air conditioner.

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Abstract

【課題】設計の自由度を高く維持しつつ、回路部品の確実な固定により高い振動耐性を実現可能であり、かつ、軽量化が容易である、動作安定性に優れたインバータ一体型電動圧縮機を低コストで提供する。 【解決手段】モータが内蔵され、インバータを含むモータ駆動回路が設けられた基板を有するインバータ一体型電動圧縮機であって、基板を含む電気部品が圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間内に固定され、組立完了後に、収容空間内に絶縁用樹脂が充填され、電気部品の少なくとも一部が固化された充填樹脂により密封されるインバータ一体型電動圧縮機において、基板上に備えられた回路部品の外形に沿って凹状に成形された凹部を備えた凹状保持部と、凹状保持部に設けられた通気孔とを有する樹脂フレームを、基板上に装着し、基板上の回路部品と樹脂フレームとの間に、樹脂を充填可能な樹脂封入用空間を形成したことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。

Description

インバータ一体型電動圧縮機
　本発明は、インバータ一体型電動圧縮機に関し、とくに、設計の自由度を高く維持しつつ、回路部品の確実な固定を低コストで実現可能であり、耐振性が高く動作安定性に優れたインバータ一体型電動圧縮機に関する。
　インバータ等を含むモータ駆動回路を内蔵した電動圧縮機の構造として、モータ駆動回路が絶縁用樹脂モールド材によって被覆され、該樹脂モールド材中に埋設されるようにした構造が知られている（例えば、特許文献１）。
　また、上蓋と圧縮機ハウジングとの間に配置されたパワー半導体モジュールを、加熱流動状態となった絶縁用の合成樹脂等を流し込むことによって、被覆・埋設するようにした構造も知られている（例えば、特許文献２）。この特許文献２に記載の構造では、パワー半導体モジュール等の電気部品を収容した室の全体が樹脂モールド材で満たされるようになっている。
特開２００２－７０７４３号公報 特開平４－８０５５４号公報
　しかしながら、上記のような従来構造においては、電気部品を実質的に被覆樹脂のみで固定しているため、十分な固定力を確保することが難しく、圧縮機の稼動時において、長期間にわたる振動や高温領域における被覆樹脂の硬度の低下等により被覆樹脂の固定力が低下し、電気部品の配置に望ましくないずれが生じるおそれを払拭することが困難であった。また、例えば、インバータ一体型電動圧縮機において、インバータ機能の向上のためにコンデンサ等の電気部品が大型化された場合も、被覆樹脂の厚みが実質的に低下し、十分な固定力を確保することが難しくなるという問題があった。
　さらに、モータ駆動回路等を実質的に埋設する構造であるため、充填もしくは被覆樹脂量が多くなり、その分、電動圧縮機全体としての軽量化やコストダウンを阻害することともなっている。とくに、車両用空調装置等に用いられる電動圧縮機においては、可能な限り、軽量化やコストダウンを図ることが求められている。
　そこで本発明の課題は、設計の自由度を高く維持しつつ、回路部品の確実な固定により高い耐振性を実現可能であり、軽量化が容易な、動作安定性に優れたインバータ一体型電動圧縮機を低コストで提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機は、モータが内蔵され、インバータを含むモータ駆動回路が設けられた基板を有するインバータ一体型電動圧縮機であって、前記基板を含む電気部品が圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間内に固定され、組立完了後に、前記収容空間内に絶縁用樹脂が充填され、前記電気部品の少なくとも一部が固化された充填樹脂により密封されるインバータ一体型電動圧縮機において、前記基板上に備えられた回路部品の外形に沿って凹状に成形された凹部を備えた凹状保持部と、該凹状保持部に設けられた通気孔とを有する樹脂フレームを、前記基板上に装着し、該基板上の回路部品と前記樹脂フレームとの間に、樹脂を充填可能な樹脂封入用空間を形成したことを特徴とするものからなる。
　このようなインバータ一体型電動圧縮機においては、基板上の回路部品の周囲に形成された樹脂封入用空間への樹脂充填によって回路部品の振動が防止され、かつ、樹脂封入用空間の外周を被覆する樹脂フレームが基板に装着されているので、樹脂封入用空間に充填され固化された樹脂およびその樹脂で覆われた回路部品が、樹脂フレームによって確実に固定され、振動が効果的に防止される。また、樹脂フレーム内に形成される樹脂封入用空間の厚みは、従来技術において、樹脂フレームを用いることなく、回路部品が実質的に単一の樹脂のみにより埋設され被覆される場合と比較して、非常に薄くすることが可能であるため、樹脂材料の物性の変化（例えば、高温領域における被覆樹脂の硬度の低下等）による影響を最小限に抑えることができ、さまざまな動作条件下において、回路部品の固定力を十分に確保し維持することが可能となる。したがって、圧縮機が長期間稼動される場合においても、電気部品の配置に望ましくないずれが生じる可能性が確実に抑制され、振動に起因する不具合が効果的に防止されることとなり、動作安定性に優れた圧縮機が実現可能となる。
　また、樹脂からなる部材は加工性に優れており、様々な形状へと容易に成形可能であるので、既存の回路部品の外形に対応した樹脂フレームの製造は低コストで容易に可能であり、本発明の適用においては、圧縮機の設計の自由度を従来の樹脂フレームを設置しない場合とほぼ同様の高い水準に維持することができる。さらに、コンデンサ等の回路部品が大型化された場合においても対応は容易であり、回路部品の固定力を十分に確保することが可能となる。
　さらに、樹脂フレームに設けられた通気孔により、樹脂封入用空間への樹脂充填時における樹脂内での気泡の発生および残留が防止され、回路部品の固定がより確実に達成される。
　また、本発明においては、樹脂フレームの材質として絶縁用樹脂よりも密度の低い樹脂を用いることにより、圧縮機の軽量化が達成可能である。上述の如く、樹脂フレームは加工性に優れているので、低密度樹脂からなる樹脂フレームの厚みを増加させることなどによって絶縁用樹脂の注入量の低減を達成し、さらなる圧縮機の軽量化を実現することも容易に可能である。
　上述の凹部は、とくに限定されないが、実質的に基板上の回路部品ごとの外形に対応させて形成されていることが好ましい。回路部品の周囲に充填される樹脂層の厚みが不均一であった場合、樹脂層の物性の変化（例えば、温度上昇に起因する硬度や膨張率の変化等）により回路部品に不均一な力が加わり、回路部品の配置に予期せぬ微小なずれが生じる可能性がある。一方、凹部が回路部品ごとの外形に対応させて形成されている場合、樹脂層の厚みはほぼ均一となるため、上記のずれは最小限に抑えられ、樹脂層による回路部品の固定力が高温領域においても安定して維持される。
　また、前記凹部は、前記通気孔周りに、前記通気孔に近づくほど前記樹脂封入用空間を縮小させるテーパ状部を有することが好ましい。このように、通気孔周りの内面にテーパ状の窪みが形成されることにより、通気孔近傍において樹脂封入用空間の横断面積が通気孔に近づくほど狭くなるので、凹部内の樹脂封入用空間に樹脂が充填される際に空気等のガスが通気孔に導かれやすくなり、樹脂内に気泡が残留しにくい構造が実現可能となる。とくに、通気孔が凹部の上底面に形成される場合には、樹脂内に存在する気泡が浮力によって樹脂外部に浮上させることができるので、樹脂内における気泡の残留をより効果的に防止可能である。なお、すべての凹部に対して上記テーパ状部を形成するのではなく、例えば、アルミ電解コンデンサの外形に対応して形成された凹部に対してのみ、上記テーパ状部を形成してもよい。アルミ電解コンデンサのような、基板上の設置高さが比較的大きいため凹部に気泡が残留しやすい回路部品についてのみ、上記テーパ状部を形成することにより、気泡残留防止のための加工を効率的に行うことが可能となる。
　上記の樹脂封入用空間へ充填される樹脂の種類はとくに限定されず、収容空間内に充填される絶縁用樹脂と同一であってもよいし、異なる種類の樹脂が用いられてもよい。樹脂封入用空間および収容空間において同一の樹脂が用いられる場合、工数および製造コストの削減の観点から、絶縁用樹脂の樹脂封入用空間内への充填は、収容空間内への絶縁用樹脂の充填とともに行なわれることが好ましい。
　また、絶縁用樹脂と異なる種類の樹脂が用いられる場合、樹脂封入用空間へ充填される樹脂の種類は、とくに限定されないが、接着用樹脂（例えば、接着剤など）であることが好ましく、絶縁不良によるショート等の不具合から基板上の回路部品を保護可能な程度の絶縁性を有する接着用樹脂であることが、とくに好ましい。ここで接着用樹脂とは、収容空間内に充填される絶縁用樹脂と比較して、高温領域における硬度の低下が緩やかな樹脂を意味するものとする。このような樹脂は硬度の変化が小さいため、高温時における回路部品の固定力が絶縁用樹脂と比較して高い水準に維持され、圧縮機の動作安定性の向上が達成可能となる。なお、この接着用樹脂の樹脂封入用空間内への充填は、絶縁用樹脂が収容空間内へ充填される前に行われることが好ましい。
　上述の如く、樹脂封入用空間へ接着用樹脂が充填される場合、とくに限定されないが、上記樹脂フレームには接着用樹脂注入器具の位置決め用の孔が設けられていることが好ましい。ここで、位置決め用の孔は、接着用樹脂注入器具の所定位置への設置が速やかに行われるべく構成されていればよく、必ずしも樹脂フレームを貫通している必要はない。例えば、位置決め用の孔は、接着用樹脂注入器具の樹脂フレームへの当接部位の形状に応じて樹脂フレームの表面に形成された、少なくとも一つの凹状の窪みであってもよい。このような位置決め用の孔により、接着用樹脂の充填が容易となり、圧縮機の製造工程に要する時間が短縮される。
　上記の樹脂フレームには、とくに限定されないが、樹脂注入孔が設けられていることが好ましい。また、凹部が複数設けられている場合は、複数の凹部のそれぞれに樹脂注入孔が設けられていることがとくに好ましい。このような樹脂注入孔により、樹脂封入用空間内へ樹脂を隙間なく充填することが容易となり、回路部品の固定がより確実に達成される。なお、この樹脂注入孔は上述の通気孔と同一の孔であってもよいし、異なる孔であってもよい。
　樹脂注入孔が通気孔と異なる孔として形成される場合においても、通気孔の場合と同様に、前記樹脂注入孔周りに、前記樹脂注入孔に近づくほど前記樹脂封入用空間を縮小させるテーパ状部を有することが好ましい。このように、樹脂注入孔周りの内面にテーパ状の窪みが形成されることにより、樹脂注入孔近傍において樹脂封入用空間の横断面積が樹脂注入孔に近づくほど狭くなるので、凹部内の樹脂封入用空間に樹脂が充填される際に空気等のガスが樹脂注入孔に導かれやすくなり、樹脂内に気泡が残留しにくい構造が実現可能となる。とくに、樹脂注入孔が凹部の上底面に形成される場合には、樹脂内に存在する気泡が浮力によって樹脂外部に浮上させることができるので、樹脂内における気泡の残留をより効果的に防止可能である。
　本発明に係る樹脂フレームは、とくに限定されないが、基板に対して締結により固定された状態にて、基板上に装着されることが好ましい。樹脂フレームが基板に対して締結さ
れることにより、樹脂封入用空間内もしくは収容空間内への樹脂充填時における樹脂フレームの所定位置からのずれの発生が防止され、そのようなずれに起因する樹脂内での気泡の発生や充填漏れが防止され、回路部品の固定が確実に達成される。
　本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機の用途はとくに限定されないが、設計の自由度を高く維持しつつ、回路部品の確実な固定を低コストで実現可能であることから、高い耐振性が要求され、設置スペースの要求水準が厳しい車両搭載用圧縮機に用いられて好適なものであり、とくに、車両空調装置用の圧縮機として用いられて好適なものである。
　このように、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機によれば、設計の自由度を高く維持しつつ、回路部品の確実な固定により高い耐振性を実現可能であり、軽量化が容易な、動作安定性に優れたインバータ一体型電動圧縮機を低コストで実現可能である。
本発明の一実施態様に係るインバータ一体型電動圧縮機の概略縦断面図である。 図１に示したインバータ一体型電動圧縮機における収容空間形成部の概略斜視図を示しており、図２（Ａ）は樹脂フレーム装着前の状態を、図２（Ｂ）は樹脂フレーム装着後の状態を、それぞれ示している。 図１に示したインバータ一体型電動圧縮機における基板および樹脂フレームを示しており、図３（Ａ）は平面図を、図３（Ｂ）は側面図を、それぞれ示している。 図１に示したインバータ一体型電動圧縮機における凹部近傍の拡大断面図を示しており、図４（Ａ）は樹脂封入用空間に絶縁用樹脂が充填された例を、図４（Ｂ）は樹脂封入用空間に接着用樹脂が充填された例を、それぞれ示している。 図３に示した樹脂フレームの変形例を示しており、図５（Ａ）は平面図を、図５（Ｂ）は部分断面図を、それぞれ示している。 図３に示した樹脂フレームの変形例における凹部近傍の拡大断面図である。
　以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施態様に係るインバータ一体型電動圧縮機を示しており、とくに、スクロール型電動圧縮機に本発明を適用した例を示している。図１において、インバータ一体型電動圧縮機１は、固定スクロール３および可動スクロール４からなる圧縮機構２を備えている。可動スクロール４は、ボールカップリング５を介して自転が阻止された状態で、固定スクロール３に対して旋回されるようになっている。圧縮機ハウジング（センターハウジング）６内には、モータ７が組み込まれており、この内蔵モータ７によって主軸８（回転軸）が回転駆動される。主軸８の一端側に配設された偏心ピン９、それに対して回転自在に係合された偏心ブッシュ１０を介して、主軸８の回転運動が可動スクロール４の旋回運動に変換されるようになっている。本実施態様では、被圧縮流体としての冷媒を吸入する吸入ポート１１が圧縮機ハウジング（フロントハウジング）１２に設けられており、吸入された冷媒は、モータ７配置部を通して圧縮機構２へと導かれ、圧縮機構２で圧縮された冷媒は、吐出孔１３、吐出室１４、圧縮機ハウジング（リアハウジング）１５に設けられた吐出ポート１６を通して外部回路に送られる。
　上記圧縮機ハウジング１２（フロントハウジング）の延設部で囲まれることにより収容空間２０が形成されており、モータ駆動回路２１がこの収容空間２０内に設けられている。より詳しくは、収容空間２０内における、圧縮機ハウジング１２に形成された冷媒吸入経路側との仕切壁２２の外面側にモータ駆動回路２１が設けられている。モータ駆動回路２１は、仕切り壁２２を貫通させて取り付けられた密封端子２３（モータ駆動回路２１の
出力端子）、リード線２４を介してモータ７に給電し、密封端子２３設置部では、冷媒吸入経路側とモータ駆動回路２１設置側とがシールされている。本実施態様においては、モータ駆動回路２１を仕切壁２２の外面側に設けることによって、仕切壁２２を介して、モータ駆動回路２１を含む電気部品の少なくとも一部が吸入冷媒と熱交換可能に構成されており、吸入冷媒によって冷却可能となっている。このように構成することにより、発熱しやすい電気部品（例えば、インバータ機能を有するモータ駆動用高電圧回路）を自動的に適切に冷却でき、モータ駆動回路２１の所定性能を維持できるとともに、別途冷却装置等を設ける必要がないため、構造の簡素化をはかることができる。なお、このような構成はスクロール型電動圧縮機のみに限定されず、被圧縮流体が冷媒であるあらゆる種類のインバータ一体型電動圧縮機に適用可能である。
　モータ駆動回路２１は、インバータ機能を有するＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｏｄｕｌｅ）２５と、回路部品３０からなる制御回路を備えた基板２６を含んでおり、それとは別体にあるいは一体にコンデンサ２７等の電気部品が設けられている。このモータ駆動回路２１は、入力端子としてのコネクタ２８を介して外部電源（図示略）と接続される。これらモータ駆動回路２１を含む電気部品を実装した圧縮機ハウジング１２の外部への開口側は、蓋部材２９でシールされた状態で覆われており、これら電気部品が蓋部材２９により保護されている。
　上記制御回路が備えられた基板２６には、回路部品の外形に沿って凹状に成形された凹部を備えた凹状保持部３２と、凹状保持部３２に設けられた通気孔３３とを有する樹脂フレーム３１が装着され、基板２６に備えられた回路部品３０と樹脂フレーム３１との間には、樹脂を充填可能な樹脂封入用空間３４が形成されている。この樹脂封入用空間３４への樹脂充填によって回路部品２６の振動が防止されるとともに、通気孔３３によって樹脂内における気泡の発生および残留が防止され、回路部品２６の固定が確実に達成される。また、樹脂封入用空間３４に充填され固化された樹脂および回路部品２６は、基板２６に装着された樹脂フレーム３１によって確実に固定される。
　収容空間２０内においては、上記モータ駆動回路２１およびコンデンサ２７等の電気部品が配置され、樹脂フレーム３１が装着された後に、絶縁用樹脂３５が充填され、これらの実質的に全体が固化された絶縁用樹脂３５により密封される。絶縁用樹脂充填の範囲は、図示の如く、収容空間２０内の必要最小限の範囲内に納められ、圧縮機１全体の軽量化が図られている。また、上述の如く、樹脂フレーム３１の材料として絶縁用樹脂３５よりも密度の軽い素材を用いることにより、さらなる軽量化を達成することも可能である。
　図２は、図１に示したインバータ一体型電動圧縮機における収容空間２０の概略斜視図を示しており、図２（Ａ）は樹脂フレーム３１が装着されていない状態を、図２（Ｂ）は樹脂フレーム３１が装着された状態を、それぞれ示している。図２（Ａ）において、収容空間２０内には、回路部品３０からなる制御回路が設けられた基板２６と、ノイズフィルタ３６とが配置されている。また、図２において基板２６の下に配置されているＩＰＭ２５は、ノイズフィルタ３６を介して外部電源と接続され、外部電源による信号線伝導性ノイズから保護されている。
　図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の基板２６に、回路部品３０の外形に沿って凹状に成形された凹部を備えた凹状保持部３２と、凹状保持部３２に設けられた通気孔３３とを有する樹脂フレーム３１が装着された状態を示している。樹脂フレーム３１は、図示の如く、回路部品３０を含む収容空間２０内の各部材の形状に対応して成形されているため、装着において他の部材が制約を受けることはなく、圧縮機の設計の自由度は従来通りの高い水準に維持される。
　図３は、図１に示したインバータ一体型電動圧縮機において、基板２６に樹脂フレーム３１が装着された状態の概略を示しており、図３（Ａ）は樹脂フレーム３１が装着された基板２６の平面図を、図３（Ｂ）は側面図を、それぞれ示している。樹脂フレーム３１において、凹状保持部３２を形成する凹部３７は、実質的に基板上の回路部品３０ごとの外形に対応させて形成されている。また、複数の凹部３７のそれぞれには、樹脂注入孔として兼用可能な通気孔３３が設けられているので、各凹部３７に対応する樹脂封止用空間３４に対して確実に樹脂が充填されるとともに、樹脂封止用空間３４内における気泡の発生および残留が効果的に防止される。樹脂フレーム３１の表面には樹脂注入器具の位置決め用の孔３８が設けられ、樹脂封止用空間への樹脂注入工程が短時間で容易に実施可能となっている。さらに、樹脂フレーム３１および基板２６には締結部３９が設けられているので、樹脂フレーム３１は基板２６に対し、締結により固定された状態にて基板２６上に装着されることとなり、樹脂フレーム３１の所定位置からのずれが防止され、回路部品３０の固定が確実に達成される。
　図４は、図３に示した基板２６の凹部３７近傍における概略断面図を示しており、とくに、基板２６に樹脂フレーム３１が装着された後、樹脂封入用空間３４および収容空間２０に樹脂が充填された例を示している。なお、図４（Ａ）は、収容空間２０内への絶縁用樹脂３５の充填とともに樹脂封入用空間３４内においても絶縁用樹脂３５が充填された場合を、図４（Ｂ）は、樹脂封入用空間３４に接着用樹脂４０が充填された後、収容空間２０に絶縁用樹脂３５が充填された場合を、それぞれ示している。図４（Ａ）において、凹部３７には樹脂注入孔として兼用可能な通気孔３３が設けられているので、樹脂封入用空間３４および収容空間２０への樹脂充填は同時に実施可能であり、樹脂充填工程の短縮およびコストダウンが可能となる。また、通気孔３３により、樹脂封入用空間３４および収容空間２０における気泡の発生もしくは残留が効果的に防止され、回路部品３０の固定が確実に達成される。
　図４（Ｂ）において、樹脂封入用空間３４には、樹脂注入孔として兼用可能な通気孔３３を通じて接着用樹脂４０が充填される。接着用樹脂４０は、上述の如く、絶縁用樹脂３５と比較して高温領域における硬度の低下が緩やかであるから、高温時における回路部品３０の固定力が絶縁用樹脂３４と比較して高い水準に維持され、圧縮機１の動作安定性の向上が達成可能となる。また、凹部３７の基板対向面４１はほぼ基板２６に当接しているため、接着用樹脂４０が充填される樹脂封入用空間３４の範囲は回路部品３０近傍の領域に限定され、接着用樹脂４０の使用量が抑制されてコストダウンが図られるとともに、限定された領域に充填された接着用樹脂４０の接着力によって回路部品３０および樹脂フレーム３１が確実に固定される。
　図５は、図３に示した樹脂フレーム３１の変形例としての樹脂フレーム４２を示し、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は部分断面図である。樹脂フレーム４２において、凹状保持部４３を形成する凹部４４には、樹脂注入孔として兼用可能な通気孔４５が設けられており、凹部４４の上底面４６の内面には、通気孔４５に近づくほど樹脂封入用空間４７を縮小させるテーパ状部４８が形成されている。凹部４４の上底面４６に、このようなテーパ状部４８が形成されているために、各凹部４４に対応する樹脂封止用空間４７内から空気等のガスが抜けやすくなっており、充填樹脂内への気泡残留が確実に防止されている。
　図６は、図３に示した基板２６の凹部４４近傍における概略断面図を示しており、とくに、基板２６に樹脂フレーム４２が装着された後、樹脂封入用空間４７および収容空間２０に樹脂が充填された例を示している。なお、図６は、収容空間２０内への絶縁用樹脂３５の充填とともに樹脂封入用空間４７内においても絶縁用樹脂３５が充填された場合を示している。図６において、凹部４４には樹脂注入孔として兼用可能な通気孔４５が設けられているので、樹脂封入用空間４７および収容空間２０への樹脂充填は同時に実施可能であり、樹脂充填工程の短縮およびコストダウンが可能となる。また、凹部４４の上底面４６の通気孔４５周辺に設けられたテーパ状部４８によって、樹脂封入用空間３４および収容空間２０における気泡の発生もしくは残留がより一層防止され、回路部品３０の固定がより確実に達成される。
　本発明はあらゆる種類のインバータ一体型電動圧縮機に適用可能であり、とくに、優れた動作安定性および耐振性が要求され、設計の自由度に対する要求水準が高く、小型軽量化が要求される、車両空調装置用のインバータ一体型電動圧縮機として好適なものである。
　　１　インバータ一体型電動圧縮機
　　２　圧縮機構
　　３　固定スクロール
　　４　可動スクロール
　　５　ボールカップリング
　　６　圧縮機ハウジング（センターハウジング）
　　７　モータ
　　８　主軸
　　９　偏心ピン
　　１０　偏心ブッシュ
　　１１　吸入ポート
　　１２　圧縮機ハウジング（フロントハウジング）
　　１３　吐出孔
　　１４　吐出室
　　１５　圧縮機ハウジング（リアハウジング）
　　１６　吐出ポート
　　２０　収容空間
　　２１　モータ駆動回路
　　２２　仕切壁
　　２３　密封端子
　　２４　リード線
　　２５　ＩＰＭ
　　２６　基板
　　２７　コンデンサ
　　２８　コネクタ
　　２９　蓋部材
　　３０　回路部品
　　３１、４２　樹脂フレーム
　　３２、４３　凹状保持部
　　３３、４５　通気孔
　　３４、４７　樹脂封入用空間
　　３５　絶縁用樹脂
　　３６　ノイズフィルタ
　　３７、４４　凹部
　　３８　位置決め用の孔
　　３９　締結部
　　４０　接着用樹脂
　　４１　凹部の基板対向面
　　４６　凹部の上底面
　　４８　テーパ状部

Claims (12)

  1. 　モータが内蔵され、インバータを含むモータ駆動回路が設けられた基板を有するインバータ一体型電動圧縮機であって、前記基板を含む電気部品が圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間内に固定され、組立完了後に、前記収容空間内に絶縁用樹脂が充填され、前記電気部品の少なくとも一部が固化された充填樹脂により密封されるインバータ一体型電動圧縮機において、
    　前記基板上に備えられた回路部品の外形に沿って凹状に成形された凹部を備えた凹状保持部と、該凹状保持部に設けられた通気孔とを有する樹脂フレームを、前記基板上に装着し、該基板上の回路部品と前記樹脂フレームとの間に、樹脂を充填可能な樹脂封入用空間を形成したことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
  2. 　前記凹部は、前記通気孔周りに、前記通気孔に近づくほど前記樹脂封入用空間を縮小させるテーパ状部を有する、請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  3. 　前記凹部が、実質的に前記基板上の回路部品ごとの外形に対応させて形成されている、請求項１または２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  4. 　前記収容空間内への絶縁用樹脂の充填とともに、該絶縁用樹脂の前記樹脂封入用空間内への充填が行われている、請求項１～３のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  5. 　前記樹脂封入用空間内に接着用樹脂が充填された後に、前記収容空間内への前記絶縁用樹脂の充填が行われている、請求項１～３のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  6. 　接着用樹脂注入器具の位置決め用の孔が前記樹脂フレームに設けられている、請求項５に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  7. 　前記樹脂フレームに樹脂注入孔が設けられている、請求項１～６のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  8. 　複数の凹部のそれぞれに前記樹脂注入孔が設けられている、請求項７に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  9. 　前記凹部は、前記樹脂注入孔周りに、前記樹脂注入孔に近づくほど前記樹脂封入用空間を縮小させるテーパ状部を有する、請求項７または８に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  10. 　前記基板上に装着された前記樹脂フレームが基板に対して締結により固定されている、請求項１～９のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  11. 　車両に搭載される圧縮機からなる、請求項１～１０のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  12. 　車両空調装置用の圧縮機からなる、請求項１１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
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