WO2015060249A1 - 電動圧縮機 - Google Patents

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WO2015060249A1
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igbts
power switching
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electric compressor
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PCT/JP2014/077835
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French (fr)
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幹生 小林
一三 大里
俊匡 嶋
雅文 唐鎌
齋藤　淳
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サンデン株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • 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
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • 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
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/047—Cooling of electronic devices installed inside the pump housing, e.g. inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • 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
    • 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 electric compressor (inverter-integrated electric compressor) that is used to compress refrigerant in a vehicle air conditioner or the like and integrally includes a motor drive circuit including an inverter, and more particularly, a plurality of power switching elements that constitute the inverter. Relates to the arrangement structure.
  • an electric compressor inverter-integrated electric compressor
  • an electric compressor used in a vehicle air conditioner power supply to an electric motor for driving a compression mechanism is controlled while a direct current from a battery is converted into an alternating current by an inverter, and a motor drive circuit including the inverter is controlled. It is built in (see Patent Document 1). Accordingly, the housing of the electric compressor is provided with a second space separated from the first space for accommodating the compression mechanism and the motor by the partition wall, and a motor drive circuit including an inverter is accommodated in the second space. Yes.
  • the inverter includes a plurality of power switching elements that control voltage application to the electric motor, and these power switching elements are required to suppress a temperature increase due to heat generation.
  • a plurality of power switching elements are arranged in close contact with each other on the plane of the partition wall. This is because the suction refrigerant flows through the first space separated by the partition wall, and the plurality of power switching elements are cooled by the suction refrigerant through the partition wall.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a partition wall provided with a bulging portion that protrudes toward the first space and accommodates large parts such as a capacitor and a coil inside the bulging portion. However, in any case, the power switching element is arranged on the plane of the partition wall.
  • An electric compressor is a motor drive having a compression mechanism for compressing a refrigerant, an electric motor for driving the compression mechanism, and a plurality of power switching elements for controlling voltage application to the electric motor in a housing.
  • the housing includes a partition wall that partitions the first space in which the compression mechanism and the electric motor are accommodated and through which the suction refrigerant flows and the second space in which the motor drive circuit is accommodated.
  • the partition wall has a bulging portion that protrudes toward the first space.
  • the plurality of power switching elements are disposed in thermal contact with the inner surface of the bulging portion.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION it becomes possible to arrange
  • the plurality of power switching elements can be effectively cooled by the suction refrigerant in the first space via the bulging portion protruding to the first space side, and an improvement in cooling performance can be expected.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • Circuit configuration diagram of electric compressor in the same embodiment Schematic sectional view of the inverter housing part in the same embodiment Schematic plan view of the inverter housing part in the same embodiment as above (view along arrow AA in FIG. 3)
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • the housing 2 of the electric compressor 1 is formed by a main housing 2A, an inverter housing 2B, and lid members 2C and 2D. These are fastened together.
  • a compression mechanism 3 for compressing the refrigerant and an electric motor 4 for driving the compression mechanism 3 are accommodated. These are arranged in series in the axial direction.
  • Inverter housing 2B accommodates inverter 5 as a motor drive circuit.
  • the inverter housing 2B is composed of a cylindrical portion and a bottom wall portion at one end thereof, and the bottom wall portion forms a partition wall 6 that partitions the main housing 2A and the inverter housing 2B.
  • the opening on the other end side of the cylindrical portion of the inverter housing 2B is closed by the lid member 2D. Therefore, the housing 2 of the electric compressor 1 includes a first space S1 that houses the compression mechanism 3 and the electric motor 4, a second space S2 that houses the inverter 5, and a first space S1 and a second space S2. And a partition wall 6 for partitioning.
  • a refrigerant suction port (not shown) is provided on the outer wall of the cylindrical portion of the main housing 2A, and the refrigerant sucked from the suction port flows through the first space S1 and is then sucked into the compression mechanism 3.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism 3 is discharged from a discharge port (not shown).
  • a power supply line (not shown) from the inverter 5 as a motor drive circuit is connected to the electric motor 4, and this power supply line connects the partition wall 6 through a hermetic terminal (not shown). It penetrates.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an electric compressor including a motor drive circuit (inverter) in the present embodiment.
  • the inverter 5 as a motor drive circuit includes a smoothing capacitor 11, a power module 12, and a power module control circuit 13.
  • the capacitor 11 smoothes the DC voltage from the external power supply VB and supplies the smoothed DC voltage to the power module 12.
  • the power module 12 includes insulated gate bipolar transistors (hereinafter referred to as “IGBT”) Q1 to Q6 and diodes D1 to D6 used as power switching elements.
  • IGBT insulated gate bipolar transistors
  • the power module 12 converts the DC voltage from the capacitor 11 into an alternating current by PWM control (control that generates a voltage whose pulse width is modulated at a constant period in order to obtain a pseudo sine wave).
  • PWM control control that generates a voltage whose pulse width is modulated at a constant period in order to obtain a pseudo sine wave.
  • the voltage is converted into voltage and supplied to the motor 4.
  • a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm are provided in parallel between the power supply line and the ground line of the capacitor 11.
  • the U-phase arm includes two IGBTs Q1 and Q2 in series between the power supply line and the ground line of the capacitor 11, and the diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to the IGBTs Q1 and Q2, respectively.
  • the V-phase arm also includes two IGBTs Q3 and Q4 in series between the power supply line and the ground line of the capacitor 11, and diodes D3 and D4 are connected in antiparallel to the IGBTs Q3 and Q4, respectively.
  • the W-phase arm also includes two IGBTs Q5 and Q6 in series between the power supply line and the ground line of the capacitor 11, and diodes D5 and D6 are connected in antiparallel to the IGBTs Q5 and Q6, respectively.
  • each U, V, W phase arm is connected to the other end of each U, V, W phase coil that is star-connected at one end of the motor 4. That is, the intermediate point of IGBTs Q1, Q2 is connected to the U-phase coil, the intermediate point of IGBTs Q3, Q4 is connected to the V-phase coil, and the intermediate point of IGBTs Q5, Q6 is connected to the W-phase coil. . Therefore, by controlling the ratio of the ON period of the IGBT on the power supply side and the ON period of the IGBT on the ground side in accordance with the sine wave voltage to each phase of U, V, and W, pseudo alternating current The motor 4 can be driven by obtaining a voltage.
  • the power module control circuit 13 controls the IGBTs Q1 to Q6 to drive the motor 4 and thus the compressor based on a control signal (A / C) from an external air conditioning control device.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the inverter housing portion in the present embodiment
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the inverter housing portion (a view taken along the line AA in FIG. 3).
  • a bulging portion 22 that bulges toward the first space S1 (main housing 2A) is formed on the partition wall 6 that is the bottom wall portion of the inverter housing 2B. It is.
  • a bulging portion 21 that bulges toward the second space S ⁇ b> 2 is formed around the bulging portion 22 forming portion of the partition wall 6. In this way, a part of the partition wall 6 is once bulged to the second space S2 side, and its central portion is bulged to the first space S1 side, whereby the length of the bulging portion 22 in the bulging direction is increased.
  • the bulging portion 22 in the present embodiment has a horizontally long and substantially rectangular shape, and is formed long in the circumferential direction of the inverter housing 2B.
  • the six IGBTs Q1 to Q6 are heated on the inner surface of the bulging portion 22, that is, the inner surface of the concave portion formed on the second space S2 side by the bulging portion 22 protruding to the first space S1 side. Arranged in contact with each other. More specifically, the IGBTs Q1 to Q6 are arranged in pairs so as to be opposed to each other on the inner surfaces 22a and 22b of the bulging portion 22 facing each other. The pair is the IGBT of the same arm in FIG. 2, the U phase arm Q1 and Q2 are paired, the V phase arm Q3 and Q4 are paired, and the W phase arm Q5 and Q6 are paired To.
  • IGBTs Q1, Q3, and Q5 are disposed on one (22a) of the horizontally long inner surfaces of the bulging portion 22 facing each other, and IGBTs Q2, Q4, and Q6 are disposed on the other (22b). Therefore, the six IGBTs Q1 to Q6 are arranged in two rows along the inner surfaces 22a and 22b facing each other.
  • the press fixture 23 which presses these IGBTs to inner surface 22a, 22b side is arrange
  • the IGBTs Q1 to Q6 project from the head side of the package into the concave portion inside the bulging portion 21, the terminal portion projects from the concave portion, and is arranged in the second space S2 to constitute the circuit board 24 constituting the inverter 5. Connected to.
  • the refrigerant suction port 25 provided on the outer wall of the cylindrical portion of the main housing 2A is disposed in the vicinity of the bulging portion 22. Therefore, the refrigerant suction port 25 is configured such that at least a part of the refrigerant sucked into the first space S1 is directed to the outer surface of the bulging portion 22.
  • a guide member that guides and guides part of the refrigerant sucked from the refrigerant suction port 25 toward the bulging portion 22 may be provided.
  • the partition wall 6 that partitions the first space S1 and the second space S2 is provided with the bulging portion 22 that protrudes toward the first space S1, and a plurality of IGBTs are provided on the inner surface of the bulging portion 22.
  • the IGBTs Q1 to Q6 can be arranged along the axial direction of the inverter housing 2B, and the package thickness direction of the IGBTs Q1 to Q6 can be the radial direction of the inverter housing 2B. Therefore, an increase in the size of the inverter housing 2B in the radial direction can be suppressed.
  • the plurality of IGBTs Q1 to Q6 can be effectively cooled by the refrigerant sucked in the first space S1 through the bulging portion 22 protruding to the first space S1, and the cooling (heat dissipation) performance is improved. Can also be expected. Further, the partition wall 6 has an uneven shape, and the heat radiation area from the second space side in which the inverter 5 including the IGBTs Q1 to Q6 is accommodated to the first space side through which the refrigerant flows increases. This can also contribute to the performance improvement of the inverter 5.
  • a plurality of IGBTs Q1 to Q6 are paired in pairs and arranged on the inner surfaces 22a and 22b of the bulging portion 22 facing each other, so that the same arm is provided.
  • IGBTs (for example, Q1 and Q2) can be arranged close to each other, and the circuit configuration becomes easy.
  • the adhesiveness is increased by arranging the pressing fixture 23 that presses these IGBTs against the inner surface of the bulging portion 22 between the opposing IGBTs (for example, Q1 and Q2).
  • the heat dissipation performance can be further improved.
  • a plurality of IGBTs can be fixed with one pressing fixture 23, and the number of components and the cost of components can be reduced.
  • one bulging portion 22 is provided, and a plurality of IGBTs Q1 to Q6 are all arranged in one bulging portion 22, so that a plurality of IGBTs are combined. Can be arranged compactly.
  • the bulging portion 22 has the inner surface facing each other formed in a horizontally long shape, and the plurality of IGBTs Q1 to Q6 are arranged in two rows along the facing inner surface. As a result, a plurality of IGBTs can be arranged in a compact and easy circuit configuration.
  • the refrigerant suction port 25 provided in the main housing 2A is configured such that at least a part of the refrigerant sucked into the first space S1 is directed to the outer surface of the bulging portion 22. Therefore, the cooling performance for the IGBTs Q1 to Q6 can be further improved.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of an inverter housing portion showing another embodiment 1.
  • FIG. 5 three bulging portions 22-1, 22-2, and 22-3 are provided, and two IGBTs are arranged in each bulging portion (a concave portion formed by the bulging portion). Is done. That is, U-phase IGBTs Q1, Q2 are arranged on the inner surfaces of the bulging portion 22-1 facing each other. Further, V-phase IGBTs Q3 and Q4 are arranged on the inner surfaces of the bulging portion 22-2 facing each other. In addition, W-phase IGBTs Q5 and Q6 are arranged on the mutually opposing inner surfaces of the bulging portion 22-3.
  • the bulging portions 22-1, 22-2, and 22-3 are arranged in series in the circumferential direction of the inverter housing 2B.
  • the refrigerant sucked from the refrigerant suction port 25 is diverted as indicated by the dotted arrows in FIG. 5, and along both outer surfaces of the bulging portions 22-1, 22-2, 22-3. Flow and promote heat dissipation from IGBTs Q1 to Q6.
  • the bulging portions 22-1 to 22-3 may be integrally formed, and a plurality of concave portions formed by the bulging portions may be formed independently.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of an inverter housing portion showing a second embodiment.
  • three bulging portions 22-1, 22-2, and 22-3 are provided, and each bulging portion (a concave portion formed by the bulging portion) is provided.
  • Two IGBTs are arranged. That is, U-phase IGBTs Q1, Q2 are arranged on the inner surfaces of the bulging portion 22-1 facing each other. Further, V-phase IGBTs Q3 and Q4 are arranged on the inner surfaces of the bulging portion 22-2 facing each other. In addition, W-phase IGBTs Q5 and Q6 are arranged on the mutually opposing inner surfaces of the bulging portion 22-3.
  • the bulging portions 22-1, 22-2, and 22-3 are arranged in parallel.
  • the refrigerant sucked from the refrigerant suction port 25 is diverted as indicated by the dotted arrows in FIG. 6, and flows between the bulging portions 22-1, 22-2, 22-3, Promotes heat dissipation from IGBTs Q1-Q6.
  • a plurality of the bulging portions 22 are provided, and two IGBTs are arranged in each bulging portion, thereby increasing the heat radiation area and radiating heat. Can be promoted more.

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Abstract

　【課題】　インバータ一体型電動圧縮機において、ＩＧＢＴなどのパワースイッチングに対する冷却性能を確保しつつ、ハウジングの径方向の体格増大を抑制する。　【解決手段】　ハウジング２は、圧縮機構と電動モータとを収容し吸入冷媒が通流する第１空間Ｓ１と、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６を含むインバータ５を収容する第２空間Ｓ２と、を仕切る仕切壁６を有する。仕切壁６は、第１空間Ｓ１側に向けて突出する膨出部２２を有する。ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６は、膨出部２２の内面２２ａ、２２ｂに熱的に接して配置される。

Description

電動圧縮機
　本発明は、車両用空調装置などにおいて冷媒の圧縮に用いられ、インバータを含むモータ駆動回路を一体に備える電動圧縮機（インバータ一体型電動圧縮機）に関し、特にインバータを構成する複数のパワースイッチング素子の配置構造に関する。
　車両用空調装置に使用される電動圧縮機では、バッテリからの直流電流をインバータにより交流電流に変換しつつ圧縮機構駆動用の電動モータへの給電を制御しており、インバータを含むモータ駆動回路を内蔵させている（特許文献１参照）。
　従って、電動圧縮機のハウジング内には、圧縮機構及びモータを収容する第１空間と仕切壁により隔てられた第２空間が設けられ、この第２空間にインバータを含むモータ駆動回路が収容されている。
　また、インバータは、電動モータへの電圧印加を制御する複数のパワースイッチング素子を含んで構成され、これらのパワースイッチング素子については発熱による温度上昇を抑制することが求められる。
　このため、特許文献１では、複数のパワースイッチング素子を仕切壁の平面上に密着させて並べている。仕切壁により隔てられる第１空間には吸入冷媒が通流しているので、複数のパワースイッチング素子を仕切壁を介して吸入冷媒により冷却するためである。
　尚、特許文献２、３には、仕切壁に第１空間側に突出する膨出部を設け、この膨出部の内部にコンデンサ、コイルなどの大型部品を収納するようにしたものが開示されているが、いずれにおいても、パワースイッチング素子は仕切壁の平面上に配置されている。
特開２０１０－２７５９５１号公報 特開２００９－２５０１７３号公報 特開２０１０－１２１４４９号公報
　しかしながら、従来技術のように、複数のパワースイッチング素子を仕切壁の平面上に並べて配置する構成では、大きな設置面積が必要となり、また放熱しにくいモータシャフト部を避けたりする必要から、ハウジングの径方向の体格が大きくなり、小型化の制約になる。
　本発明は、このような実状に鑑み、パワースイッチング素子の配置構造を工夫することにより、パワースイッチング素子に対する冷却性能を確保しつつ、圧縮機の径方向の体格増大を抑制することを課題とする。
　本発明に係る電動圧縮機は、ハウジング内に、冷媒を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を駆動する電動モータと、この電動モータへの電圧印加を制御する複数のパワースイッチング素子を有するモータ駆動回路と、を備える。
　前記ハウジングは、前記圧縮機構と前記電動モータとを収容し吸入冷媒が通流する第１空間と、前記モータ駆動回路を収容する第２空間と、を仕切る仕切壁を有する。
　ここにおいて、前記仕切壁は、前記第１空間側に向けて突出する膨出部を有する。そして、前記複数のパワースイッチング素子は、前記膨出部の内面に熱的に接して配置される。
　本発明によれば、複数のパワースイッチング素子をコンパクトに配置することが可能となり、圧縮機の径方向の体格増大を抑制することができる。
　また、複数のパワースイッチング素子を第１空間側に突出する膨出部を介して第１空間内の吸入冷媒により効果的に冷却でき、冷却性能向上をも期待できる。
本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の概略構成図 同上実施形態での電動圧縮機の回路構成図 同上実施形態でのインバータハウジング部の概略断面図 同上実施形態でのインバータハウジング部の概略平面図（図３のＡ－Ａ矢視図） 他の実施形態１を示すインバータハウジング部の概略平面図 他の実施形態２を示すインバータハウジング部の概略平面図
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
　図１は本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の概略構成を示す。
　本実施形態において、電動圧縮機１のハウジング２は、メインハウジング２Ａ、インバータハウジング２Ｂ、及び、蓋部材２Ｃ、２Ｄにより形成されている。これらは一体的に締結される。
　メインハウジング２Ａ内には、冷媒を圧縮する圧縮機構３と、圧縮機構３を駆動する電動モータ４とが収容されている。これらは軸方向に直列に配置される。
　インバータハウジング２Ｂ内には、モータ駆動回路としてインバータ５が収容されている。
　ここで、インバータハウジング２Ｂは、円筒部とその一端側の底壁部とから構成され、底壁部は、メインハウジング２Ａ内とインバータハウジング２Ｂ内とを仕切る仕切壁６をなしている。インバータハウジング２Ｂの円筒部の他端側の開口部は蓋部材２Ｄによって閉止される。
　従って、電動圧縮機１のハウジング２は、圧縮機構３と電動モータ４とを収納する第１空間Ｓ１と、インバータ５を収容する第２空間Ｓ２と、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを仕切る仕切壁６とを有している。
　尚、メインハウジング２Ａの円筒部外壁には冷媒の吸入口（図示せず）が設けられ、この吸入口から吸入される冷媒は第１空間Ｓ１を通流した後、圧縮機構３内に吸入される。従って、第１空間Ｓ１内は吸入冷媒により冷却される。圧縮機構３にて圧縮された冷媒は、吐出口（図示せず）より吐出される。
　また、モータ駆動回路としてのインバータ５からの給電線（図示せず）が電動モータ４に接続されるが、この給電線は仕切壁６を密閉端子（図示せず）を介して気液密に貫通している。
　図２は本実施形態でのモータ駆動回路（インバータ）を含む電動圧縮機の回路構成図である。
　モータ駆動回路としてのインバータ５は、平滑用のコンデンサ１１と、パワーモジュール１２と、パワーモジュール制御回路１３とを含んで構成される。
　コンデンサ１１は、外部電源ＶＢからの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をパワーモジュール１２へ供給する。
　パワーモジュール１２は、パワースイッチング素子として用いた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下「ＩＧＢＴ」という；ＩＧＢＴ＝Insulated Gate Bipolar Transistor ）Ｑ１～Ｑ６と、ダイオードＤ１～Ｄ６とを含んで構成される。
　パワーモジュール１２について更に詳しく説明すると、パワーモジュール１２は、ＰＷＭ制御（擬似的に正弦波を得るために一定周期でパルス幅を変調した電圧を発生させる制御）により、コンデンサ１１からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ４に供給するもので、コンデンサ１１の電源ラインと接地ラインとの間に、並列に、Ｕ相アームと、Ｖ相アームと、Ｗ相アームとを備える。
　Ｕ相アームは、コンデンサ１１の電源ラインと接地ラインとの間に直列に、２つのＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ２を備え、各ＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ２にダイオードＤ１、Ｄ２がそれぞれ逆並列に接続される。
　Ｖ相アームも、コンデンサ１１の電源ラインと接地ラインとの間に直列に、２つのＩＧＢＴ・Ｑ３、Ｑ４を備え、各ＩＧＢＴ・Ｑ３、Ｑ４にダイオードＤ３、Ｄ４がそれぞれ逆並列に接続される。
　Ｗ相アームも、コンデンサ１１の電源ラインと接地ラインとの間に直列に、２つのＩＧＢＴ・Ｑ５、Ｑ６を備え、各ＩＧＢＴ・Ｑ５、Ｑ６にダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列に接続される。
　Ｕ、Ｖ、Ｗ各相アームの中間点は、モータ４の各一端においてスター結線されたＵ、Ｖ、Ｗ各相コイルの他端に接続される。すなわち、ＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ２の中間点がＵ相コイルに接続され、ＩＧＢＴ・Ｑ３、Ｑ４の中間点がＶ相コイルに接続され、ＩＧＢＴ・Ｑ５、Ｑ６の中間点がＷ相コイルに接続される。
　従って、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相への正弦波電圧に合わせて、各相アームの電源側のＩＧＢＴのＯＮ期間と接地側のＩＧＢＴのＯＮ期間との比率を制御することにより、擬似的な交流電圧を得て、モータ４を駆動することができる。
　パワーモジュール制御回路１３は、外部の空調制御装置からの制御信号（Ａ／Ｃ）に基づいて、モータ４、従って圧縮機を駆動すべく、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６を制御する。
　図３は本実施形態でのインバータハウジング部の概略断面図、図４はインバータハウジング部の概略平面図（図３のＡ－Ａ矢視図）である。これらの図を参照して、本実施形態でのＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６の配置構造について説明する。
　本実施形態では、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６を配置するため、インバータハウジング２Ｂの底壁部である仕切壁６に、第１空間Ｓ１（メインハウジング２Ａ）側に膨出する膨出部２２を形成してある。
　また、膨出部２２の形成に先立って、仕切壁６の膨出部２２形成部の周囲に第２空間Ｓ２側に膨出する膨出部２１を形成してある。このように、仕切壁６の一部を一旦第２空間Ｓ２側へ膨出させ、その中央部を第１空間Ｓ１側に膨出させることで、膨出部２２の膨出方向の長さを充分に確保するも、第１空間Ｓ１のスペースが狭くなるのを抑制している。
　また、本実施形態での膨出部２２は横長の略矩形形状で、インバータハウジング２Ｂの周方向に長く形成されている。
　ここにおいて、６個のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６は、膨出部２２の内面、すなわち、第１空間Ｓ１側に突出する膨出部２２により第２空間Ｓ２側に形成される凹部の内面に、熱的に接して配置される。
　より詳しくは、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６は、２つずつペアにして、膨出部２２の互いに対向する内面２２ａ、２２ｂに、互いに対向させて配置する。
　ペアにするのは、図２で同じアームのＩＧＢＴであり、Ｕ相アームのＱ１とＱ２とをペアにし、Ｖ相アームのＱ３とＱ４とをペアにし、Ｗ相アームのＱ５とＱ６とをペアにする。
　従って、膨出部２２の互いに対向する横長の内面の一方（２２ａ）に、ＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５が配置され、他方（２２ｂ）に、ＩＧＢＴ・Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６が配置される。よって、６個のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６は、対向する内面２２ａ、２２ｂに沿って２列に配置される。
　また、対向するＩＧＢＴの間には、これらのＩＧＢＴを内面２２ａ、２２ｂ側に押付ける押圧固定具２３を配置する。すなわち、ＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５の列と、ＩＧＢＴ・Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６の列との間に、これらと同じ方向に延びる押圧固定具２３を設け、押圧金具２３の両端部を膨出部２１の端面上に固定する。
　押圧固定具２３の中間部には、バネ性を有してＩＧＢＴのパッケージ表面に当接する押圧部２３ａ、２３ｂを有している。
　尚、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６はパッケージの頭部側から膨出部２１内側の凹部に突入し、端子部が当該凹部より突出し、第２空間Ｓ２内の配置されてインバータ５を構成する回路基板２４に接続される。
　本実施形態では、また、メインハウジング２Ａの円筒部外壁に設けられる冷媒吸入口２５は、膨出部２２の近傍に配置される。従って、冷媒吸入口２５は、第１空間Ｓ１内へ吸入される冷媒の少なくとも一部が膨出部２２の外面に向かうように構成されている。尚、冷媒吸入口２５から吸入される冷媒の一部を膨出部２２側へ誘導・案内するガイド部材を設けてもよい。
　次に本実施形態の効果について説明する。
　本実施形態によれば、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを仕切る仕切壁６に第１空間Ｓ１側に突出する膨出部２２を設け、この膨出部２２の内面に、複数のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６を熱的に接して配置することにより、複数のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６をコンパクトに配置することができ、インバータハウジング２Ｂの径方向の体格増大を抑制することができる。
　すなわち、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６をインバータハウジング２Ｂの軸方向に沿わせて配置することができ、また、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６のパッケージ厚さ方向をインバータハウジング２Ｂの径方向とすることができる。よって、インバータハウジング２Ｂの径方向の体格増大を抑制することができる。
　また、複数のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６を第１空間Ｓ１側に突出する膨出部２２を介して第１空間Ｓ１内の吸入冷媒により効果的に冷却することができ、冷却（放熱）性能向上をも期待できる。
　また、仕切壁６が凹凸形状となり、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６を含むインバータ５が収容される第２空間側から冷媒が通流する第１空間側への放熱面積が増大する。これもインバータ５の性能改善に寄与できる。
　また、本実施形態によれば、複数のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６は、２つずつペアにして、膨出部２２の互いに対向する内面２２ａ、２２ｂに、互いに対向させて配置することにより、同じアームのＩＧＢＴ（例えばＱ１とＱ２）を近接させて配置でき、回路構成が容易となる。
　また、本実施形態によれば、対向するＩＧＢＴ（例えばＱ１とＱ２）の間に、これらのＩＧＢＴを膨出部２２の内面に押付ける押圧固定具２３を配置することにより、密着性が高まり、放熱性能をより向上させることができる。また、１つの押圧固定具２３で、複数のＩＧＢＴを固定でき、部品点数及び部品コストの低減を図ることができる。
　また、本実施形態によれば、膨出部２２は１つ設けられ、１つの膨出部２２に複数のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６の全てが配置される構成とすることにより、複数のＩＧＢＴをまとめてコンパクトに配置できる。
　また、本実施形態によれば、膨出部２２は互いに対向する内面が横長に形成され、複数のＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６は、前記対向する内面に沿って２列に配置される構成とすることにより、複数のＩＧＢＴをコンパクトに、また回路構成容易に配置できる。
　また、本実施形態によれば、メインハウジング２Ａに設けられる冷媒吸入口２５は、第１空間Ｓ１内へ吸入される冷媒の少なくとも一部が膨出部２２の外面に向かうように構成されることにより、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６に対する冷却性能をより向上させることができる。
　次に本発明の他の実施形態について図５及び図６により説明する。
　図５は他の実施形態１を示すインバータハウジング部の概略平面図である。
　図５の実施形態では、３つの膨出部２２－１、２２－２、２２－３が設けられ、各々の膨出部（該膨出部により形成される凹部）にＩＧＢＴが２つずつ配置される。
　すなわち、膨出部２２－１の互いに対向する内面に、Ｕ相のＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ２が配置される。また、膨出部２２－２の互いに対向する内面に、Ｖ相のＩＧＢＴ・Ｑ３、Ｑ４が配置される。また、膨出部２２－３の互いに対向する内面に、Ｗ相のＩＧＢＴ・Ｑ５、Ｑ６が配置される。
　そして、図５の実施形態では、膨出部２２－１、２２－２、２２－３は、インバータハウジング２Ｂの周方向に直列に並べてある。
　この場合、メインハウジング２Ａ側では冷媒吸入口２５から吸入される冷媒が図５の点線矢印のように分流して、膨出部２２－１、２２－２、２２－３の両外面に沿って流れ、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６からの放熱を促進する。
　尚、膨出部２２－１～２２－３は一体的に連ねて形成し、膨出部により形成される凹部を複数独立させて形成してもよい。
　図６は他の実施形態２を示すインバータハウジング部の概略平面図である。
　図６の実施形態では、図５の実施形態と同様、３つの膨出部２２－１、２２－２、２２－３が設けられ、各々の膨出部（該膨出部により形成される凹部）にＩＧＢＴが２つずつ配置される。
　すなわち、膨出部２２－１の互いに対向する内面に、Ｕ相のＩＧＢＴ・Ｑ１、Ｑ２が配置される。また、膨出部２２－２の互いに対向する内面に、Ｖ相のＩＧＢＴ・Ｑ３、Ｑ４が配置される。また、膨出部２２－３の互いに対向する内面に、Ｗ相のＩＧＢＴ・Ｑ５、Ｑ６が配置される。
　そして、図６の実施形態では、膨出部２２－１、２２－２、２２－３は、並列に配置してある。
　この場合、メインハウジング２Ａ側では冷媒吸入口２５から吸入される冷媒が図６の点線矢印のように分流して、各膨出部２２－１、２２－２、２２－３の間を流れ、ＩＧＢＴ・Ｑ１～Ｑ６からの放熱を促進する。
　これら図５、図６の実施形態のように、膨出部２２は複数設けられ、各々の膨出部にＩＧＢＴが２つずつ配置される構成とすることにより、放熱面積を増加させて、放熱をより促進することができる。
　尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
　１　電動圧縮機
　２　ハウジング
　２Ａ　メインハウジング
　２Ｂ　インバータハウジング
　２Ｃ、２Ｄ　蓋部材
　３　圧縮機構
　４　電動モータ
　５　モータ駆動回路としてのインバータ
　６　仕切壁
１１　コンデンサ
１２　パワーモジュール
　Ｑ１～Ｑ６：スイッチング素子としてのＩＧＢＴ
　Ｄ１～Ｄ６：ダイオード
１３　パワーモジュール制御回路
２１　膨出部
２２、２２－１、２２－２、２２－３　膨出部
２２ａ、２２ｂ　内面
２３　押圧固定具
２３ａ、２３ｂ　押圧部
２４　回路基板
２５　冷媒吸入口

Claims (7)

  1. 　ハウジング内に、冷媒を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を駆動する電動モータと、この電動モータへの電圧印加を制御する複数のパワースイッチング素子を有するモータ駆動回路と、を備え、
    　前記ハウジングは、前記圧縮機構と前記電動モータとを収容し吸入冷媒が通流する第１空間と、前記モータ駆動回路を収容する第２空間と、を仕切る仕切壁を有する、電動圧縮機であって、
    　前記仕切壁は、前記第１空間側に向けて突出する膨出部を有し、
    　前記複数のパワースイッチング素子は、前記膨出部の内面に熱的に接して配置されることを特徴とする、電動圧縮機。
  2. 　前記複数のパワースイッチング素子は、２つずつペアにして、前記膨出部の互いに対向する内面に、互いに対向させて配置したことを特徴とする、請求項１記載の電動圧縮機。
  3. 　前記対向するパワースイッチング素子の間に、これらのパワースイッチング素子を前記内面に押付ける押圧固定具を配置したことを特徴とする、請求項２記載の電動圧縮機。
  4. 　前記膨出部は１つ設けられ、１つの膨出部に前記複数のパワースイッチング素子の全てが配置されることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の電動圧縮機。
  5. 　前記膨出部は互いに対向する内面が横長に形成され、前記複数のパワースイッチング素子は、前記対向する内面に沿って２列に配置されることを特徴とする、請求項４記載の電動圧縮機。
  6. 　前記膨出部は複数設けられ、各々の膨出部に前記パワースイッチング素子が２つずつ配置されることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の電動圧縮機。
  7. 　前記ハウジングに設けられる冷媒吸入口は、前記第１空間内へ吸入される冷媒の少なくとも一部が前記膨出部の外面に向かうように構成されていることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の電動圧縮機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016002256B4 (de) 2015-05-19 2023-12-14 Sanden Corporation Elektrischer Kompressor

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6514585B2 (ja) * 2015-06-26 2019-05-15 カルソニックカンセイ株式会社 電動コンプレッサ
JP6514584B2 (ja) * 2015-06-26 2019-05-15 カルソニックカンセイ株式会社 電動コンプレッサ
JP2017150380A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP2018204492A (ja) * 2017-06-01 2018-12-27 サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社 インバータ一体型電動圧縮機
JP2020039242A (ja) * 2018-09-06 2020-03-12 本田技研工業株式会社 駆動ユニット
JP2023149021A (ja) * 2022-03-30 2023-10-13 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP2023172128A (ja) * 2022-05-23 2023-12-06 サンデン株式会社 複合装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004044554A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Toyota Industries Corp 電動コンプレッサ
JP2007162661A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Denso Corp 電動圧縮機
WO2007086270A1 (ja) * 2006-01-30 2007-08-02 Sanden Corporation 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
JP2009250173A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Toyota Industries Corp 電動圧縮機
JP2010121449A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Panasonic Corp インバータ一体型電動圧縮機
JP2012057504A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Panasonic Corp 電動圧縮機

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10331877A1 (de) 2002-07-15 2004-06-24 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya Elektrokompressor
JP5209259B2 (ja) * 2007-09-25 2013-06-12 サンデン株式会社 駆動回路一体型電動圧縮機
JP5308917B2 (ja) * 2009-05-29 2013-10-09 サンデン株式会社 インバータ一体型電動圧縮機
US8777591B2 (en) 2010-02-16 2014-07-15 Heng Sheng Precision Tech. Co., Ltd. Electrically driven compressor system for vehicles
JP2012132435A (ja) * 2010-12-02 2012-07-12 Panasonic Corp 空気調和機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004044554A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Toyota Industries Corp 電動コンプレッサ
JP2007162661A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Denso Corp 電動圧縮機
WO2007086270A1 (ja) * 2006-01-30 2007-08-02 Sanden Corporation 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
JP2009250173A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Toyota Industries Corp 電動圧縮機
JP2010121449A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Panasonic Corp インバータ一体型電動圧縮機
JP2012057504A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Panasonic Corp 電動圧縮機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016002256B4 (de) 2015-05-19 2023-12-14 Sanden Corporation Elektrischer Kompressor

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CN105658959B (zh) 2017-09-26
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