WO2017221854A1 - 電装部品の設置構造及びそれを備えたインバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

耐久性を効果的に改善した電装部品の設置構造を提供する。　電装部品の設置構造は、電解コンデンサ１９の端子６６、６７を取り付ける設置構造であって、正極用及び負極用の二枚のバスバープレート２９、３０と、各バスバープレートにそれぞれ切り起こし形成され、電解コンデンサの端子が取り付けられる端子接続部４４、４６を備え、各バスバープレートは略全面が相互に重ね合わされた状態で、絶縁材４２を介して一体化され、端子接続部は絶縁材より外部に露出する。

Description

電装部品の設置構造及びそれを備えたインバータ一体型電動圧縮機

　本発明は、電装部品の端子を取り付けるための設置構造、及び、それを備えたインバータ一体型電動圧縮機に関するものである。

　従来より例えば車両に用いられるインバータ一体型の電動圧縮機では、スイッチング電流の高周波成分を吸収するための電解コンデンサ（電装部品）が搭載される。このような電解コンデンサの設置構造は、従来では端子を基板に半田付けし、樹脂製のケースに収納した状態で、電動圧縮機のハウジングに取り付けるというものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１４２０３号公報

　しかしながら、係る車両用の電動圧縮機は走行時に激しい振動に晒されると共に、基板に加わる振動はその経路によって異なってくる。また、取り付けられる箇所の寸法誤差等もあるため、電解コンデンサを基板に半田付けすると云う従来の設置構造では剛性が不足し、電解コンデンサの振幅が大きくなって内部破損するという問題があった。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、耐久性を効果的に改善した電装部品の設置構造、及び、それを備えたインバータ一体型電動圧縮機を提供することを目的とする。

　本発明の電装部品の設置構造は、電装部品の端子を取り付ける設置構造であって、正極用及び負極用の少なくとも二枚のバスバープレートと、各バスバープレートにそれぞれ切り起こし形成され、電装部品の端子が取り付けられる端子接続部を備え、各バスバープレートは略全面が相互に重ね合わされた状態で、絶縁材を介して一体化され、端子接続部は絶縁材より外部に露出することを特徴とする。
　請求項２の発明の電装部品の設置構造は、上記発明において各バスバープレートは、間隔を存して、若しくは、所定の絶縁部材を介して重ね合わされ、絶縁材としての硬質樹脂によりモールドされて一体化されることを特徴とする。
　請求項３の発明の電装部品の設置構造は、上記各発明において各バスバープレートにそれぞれ形成された挿通部を備え、各バスバープレートは、端子接続部が起立する方向を同一として相互に重ね合わされ、その状態で端子接続部は対向するバスバープレートの挿通部に対応し、端子接続部が起立する方向とは反対側に位置する一方のバスバープレートの端子接続部は、他方のバスバープレートの挿通部に挿通されると共に、電装部品の端子は、一方のバスバープレート側から各バスバープレートの挿通部にそれぞれ挿通されて絶縁材を貫通し、この絶縁材の外側において端子接続部に取り付けられることを特徴とする。
　請求項４の発明の電装部品の設置構造は、上記各発明において各バスバープレートは、絶縁材より外部に突出して他の回路部品に接続される端子板部を有し、この端子板部には、所定の曲げ加工が施されていることを特徴とする。
　請求項５の発明の電装部品の設置構造は、上記発明において端子板部には、長手方向に所定の間隔を存して起立する一対の起立壁と、両起立壁の先端間を結ぶ連結壁から成る曲げ加工部が形成されており、連結壁には所定形状の切込部が形成されていることを特徴とする。
　請求項６の発明のインバータ一体型電動圧縮機は、請求項１乃至請求項５に記載の発明の設置構造における電装部品が、スイッチング電流の高周波成分を吸収するための電解コンデンサであり、各バスバープレートが、インバータ主回路と電源回路との間に接続されることを特徴とする。

　本発明によれば、電装部品の端子を取り付ける電装部品の設置構造において、正極用及び負極用の少なくとも二枚のバスバープレートと、各バスバープレートにそれぞれ切り起こし形成され、電装部品の端子が取り付けられる端子接続部を備え、各バスバープレートは、それらの略全面が相互に重ね合わされた状態で、絶縁材を介して一体化されているので、電装部品が取り付けられる端子接続部が形成された各バスバープレートから成る電装部品の設置構造の剛性が著しく向上する。
　これにより、請求項６の発明の如きインバータ一体型電動圧縮機のインバータ主回路と電源回路との間に電解コンデンサを電装部品として取り付ける際などに、その耐振性を著しく改善して、内部破損の発生を未然に回避することができるようになる。また、端子接続部は絶縁材より外部に露出しているので、電装部品の端子を支障無く端子接続部に取り付けることができる。
　この場合、請求項２の発明の如く各バスバープレートを、間隔を存して、若しくは、所定の絶縁部材を介して重ね合わせ、絶縁材としての硬質樹脂によりモールドして一体化するようにすれば、電装部品の設置構造の剛性をより一層向上させることができるようになる。
　また、請求項３の発明の如く各バスバープレートにそれぞれ挿通部を形成し、各バスバープレートを、端子接続部が起立する方向を同一として相互に重ね合わせ、その状態で端子接続部が対向するバスバープレートの挿通部に対応するようにし、端子接続部が起立する方向とは反対側に位置する一方のバスバープレートの端子接続部を、他方のバスバープレートの挿通部に挿通すると共に、電装部品の端子を、一方のバスバープレート側から各バスバープレートの挿通部にそれぞれ挿通させて絶縁材を貫通させ、この絶縁材の外側において端子接続部に取り付けるようにすれば、端子接続部に電装部品の端子を支障無く取り付けながら、電装部品を含む設置構造全体の寸法をコンパクト化することができるようになる。
　また、請求項４の発明によれば、上記各発明に加えて各バスバープレートは、絶縁材より外部に突出して他の回路部品に接続される端子板部を有しており、この端子板部には、所定の曲げ加工を施したので、外部からの振動が最初に伝達される端子板部の耐久性を向上させることができるようになる。
　ここで、長手方向に所定の間隔を存して起立する一対の起立壁と、両起立壁の先端間を結ぶ連結壁から成る曲げ加工部を端子板部に形成した場合、請求項５の発明の如く連結壁に所定形状の切込部を形成することで、連結壁の強度を起立壁の基部の強度に近づけ、当該基部に応力が集中して亀裂が入るなどの不都合を未然に回避することができるようになる。

本発明を適用した一実施例のインバータ一体型電動圧縮機の斜視図である。 図１のインバータ一体型電動圧縮機の蓋部材を取り外した状態の斜視図である。 図１のインバータ一体型電動圧縮機のインバータ回路部の部分の分解斜視図である。 図３インバータ回路部を構成するフィルタモールドアセンブリの斜視図である。 図４のフィルタモールドアセンブリの裏側から見た斜視図である。 図４のフィルタモールドアセンブリのケースを除く斜視図である。 図４のフィルタモールドアセンブリのケースを除いて裏側から見た斜視図である。 図４のフィルタモールドアセンブリの絶縁材を除く斜視図である。 図４のフィルタモールドアセンブリの概略断面図である。 図４のフィルタモールドアセンブリの他の実施例の概略断面図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。本発明を適用した一実施例のインバータ一体型電動圧縮機１は、図示しない車両の車室内を空調する車両用空気調和装置の冷媒回路の一部を構成するものであり、図示しないモータと、このモータにより駆動される圧縮機構（図示せず）を内蔵したハウジング２と、モータを駆動するインバータ回路部３を備えている。このハウジング２は、前記モータを内蔵するモータハウジング４と、このモータハウジング４の軸方向の一側に接続されて前記圧縮機構を内蔵する圧縮機構ハウジング６と、この圧縮機構ハウジング６の一側の開口を閉塞する圧縮機構カバー７と、モータハウジング４の軸方向の他側に構成されたインバータ収容部８と、このインバータ収容部８の他側の開口９を開閉可能に閉塞する蓋部材１１を備えている。そして、このインバータ収容部８内にインバータ回路部３が収容される。
　尚、図１、図２ではインバータ収容部８を上に、圧縮機構カバー７を下にした状態で実施例のインバータ一体型電動圧縮機１を示しているが、実際には圧縮機構カバー７が左右方向における一側方、インバータ収容部８が他側方となるように横方向で配置されるものである。また、実施例のモータは、三相同期モータ（ブラシレスＤＣモータ）から構成されており、前記圧縮機構は例えばスクロール式の圧縮機構である。圧縮機構はモータにより駆動され、冷媒を圧縮して冷媒回路内に吐出する。そして、モータハウジング４には、これも冷媒回路の一部を構成するエバポレータ（吸熱器とも称される）から吸入された低温のガス冷媒が流通され、モータハウジング４内は冷却されている。インバータ収容部８は、モータハウジング４に形成された隔壁１２によりモータが収容されるモータハウジング４内と区画されているが、この隔壁１２も低温のガス冷媒により冷却される。
　（１）インバータ回路部３
　前記インバータ回路部３は、三相インバータ回路の各相のアームを構成する電力スイッチング素子が実装された高放熱基板１４と、外部からの指令に基づいて高放熱基板１４の電力スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路１６が実装された制御基板１７と、高放熱基板１４の電力スイッチング素子に接続されるバスバーアセンブリ１８とが一体化されたインバータ主回路１３と、本発明における電装部品の実施例としての電解コンデンサ１９（図６、図７）が実装されたフィルタモールドアセンブリ２１を有している。
　このインバータ回路部３は、図示しない車両のバッテリから給電される直流電力を三相交流電力に変換して前記モータのステータコイル（図示せず）に給電するものである。そのため、インバータ主回路１３の高放熱基板１４に実装された三相インバータ回路の各相の上アーム側の電力スイッチング素子と下アーム側の電力スイッチング素子との接続点が、モータハウジング４の隔壁１２から引き出された引出端子２２、２３、２４に三枚の端子板２６を介してそれぞれ接続され、上アーム側の電力スイッチング素子の電源端子と下アーム側の電力スイッチング素子の接地端子がモータハウジング４に取り付けられたコネクタケース２７の高電力用コネクタ２８を介して前述したバッテリからの電源ハーネスに接続されることになる。
　この場合、三相インバータ回路の各相の上アーム側の電力スイッチング素子と下アーム側の電力スイッチング素子との接続点が接続される引出端子２２~２４は、隔壁１２を貫通してモータハウジング４内のモータの前述したステータコイルに接続されている。また、インバータ主回路１３の三相インバータ回路の上アーム側の電力スイッチング素子の電源端子と下アーム側の電力スイッチング素子の接地端子は、フィルタモールドアセンブリ２１の後述するバスバープレート２９、３０を介し、導通部材３１及び前述した高電力用コネクタ２８に接続される。これら導通部材３１及び高電力用コネクタ２８が本発明における電源回路３２を構成し、高電力用コネクタ２８に前述した電源ハーネスが接続される。即ち、フィルタモールドアセンブリ２１は、インバータ主回路１３と電源回路３２の間に接続されている。
　（２）フィルタモールドアセンブリ２１の概要
　本発明における電装部品の実施例として前記電解コンデンサ１９は、三相インバータ回路の電源端子と接地端子との間に接続されて、三相インバータ回路のスイッチング電流の高周波成分を吸収するための平滑コンデンサである。この電解コンデンサ１９はフィルタモールドアセンブリ２１に複数個配置されており、このフィルタモールドアセンブリ２１のバスバープレート２９、３０の一端部からそれぞれ突出する端子板部３３、３４が前述した如く電源回路３２の導通部材３１（他の回路部品）にネジ３８により接続され、バスバープレート２９、３０の他端部からそれぞれ突出する端子板部３６、３７がインバータ主回路１３（他の回路部品）の前述した三相インバータ回路の電源端子と接地端子にネジ３９により接続される。尚、インバータ主回路１３とフィルタモールドアセンブリ２１は、電解コンデンサ１９が隔壁１２側とされた状態でインバータ収容部８内に収容され、その状態で複数のネジ４１によりモータハウジング４に取り付けられている（図２）。
　（３）フィルタモールドアセンブリ２１の詳細構成
　次に、図４~図９を参照しながら、本発明の電装部品の設置構造を適用した上記フィルタモールドアセンブリ２１の詳細構成、並びに、組立手順について説明する。実施例のフィルタモールドアセンブリ２１は、前述した二枚のバスバープレート２９、３０と、このバスバープレート２９、３０に設置された複数個（実施例では１０個）の前記電解コンデンサ（電装部品）１９と、バスバープレート２９、３０をモールドする硬質樹脂から成る絶縁材４２と、電解コンデンサ１９を被覆する硬質樹脂製のカバー４３等から構成されている。
　この場合、バスバープレート２９が正極用であり、その一端からは前述した如く端子板部３３が突出して形成され、他端からは端子板部３６が突出して形成されている。また、バスバープレート３０は負極用であり、その一端からは前述した如く端子板部３４が突出して形成され、他端からは端子板部３７が突出して形成されている。各バスバープレート２９、３０には、複数（実施例では１０箇所）の端子接続部４４、４６がそれぞれ切り起こし形成されており、それぞれに隣接して複数（実施例では１０箇所）の挿通部４７、４８がそれぞれ穿設されている（尚、挿通部４７、４８を図示では透孔で示しているが、可能であれば切り込み等で形成してもよい）。
　更に、バスバープレート２９の端子板部３３の基部は曲げ加工が施され、そこに曲げ加工部５１が形成されている。この場合、曲げ加工部５１は端子板部３３の長手方向に所定の間隔を存して起立する一対の起立壁５２、５３と、これら起立壁５２、５３の先端間を結ぶ連結壁５４から成り、この連結壁５４の縁部には、所定形状の切込部５６が形成されている。また、バスバープレート３０の端子板部３４の基部にも曲げ加工が施され、そこに曲げ加工部５７が形成されている。この曲げ加工部５７も端子板部３４の長手方向に所定の間隔を存して起立する一対の起立壁５８、５９と、これら起立壁５８、５９の先端間を結ぶ連結壁６１から成り、この連結壁６１の縁部にも、所定形状（実施例では湾曲形状）の切込部６２が形成されている。
　以上の構成で、次に実施例のフィルタモールドアセンブリ２１の製造手順について説明する。先ず、バスバープレート２９の端子接続部４４が起立する方向とバスバープレート３０の端子接続部４６が起立する方向を同一とした状態で（図８における上側）、バスバープレート２９と３０の略全面を図８に示すように相互に重ね合わせる。このとき、バスバープレート２９と３０の間には所定の間隔を構成する。また、バスバープレート２９（他方のバスバープレート）がバスバープレート３０（一方のバスバープレート）に対して各端子接続部４４、４６が起立する方向の側となる（図８における上側）。
　このとき、バスバープレート２９の端子接続部４４は、対向するバスバープレート３０の挿通部４８にそれぞれ対応し、バスバープレート３０の端子接続部４６は、対向するバスバープレート２９の挿通部４７にそれぞれ対応して各端子接続部４６は図９に示す如く挿通部４７に挿通される。そして、各バスバープレート２９、３０を絶縁材４２によりモールドし、一体化する。この絶縁材４２はバスバープレート２９、３０間にも入り込むので、両者間にも絶縁材が介在する。これにより、バスバープレート２９、３０の略全面が外部から絶縁され、両者間も絶縁される。
　この状態で各端子板部３３、３４、３６、３７は絶縁材４２より外部に突出する。また、各端子接続部４４、４６も絶縁材４２より外部に突出すると共に、各端子接続部４４、４６を切り起こして切除された部分と各挿通部４７、４８に対応する位置の絶縁材４２には、各端子接続部４４、４６に隣接して小穴６３がそれぞれ貫通形成される（図９）。
　このように各バスバープレート２９、３０を絶縁材４２によりモールドした後、各電解コンデンサ１９の端子６６（正極）と端子６７（負極）をバスバープレート３０側から小穴６３に挿通し、絶縁材４２を貫通させる。そして、電解コンデンサ１９の端子６６を絶縁材４２の外側でバスバープレート２９の端子接続部４４に溶接して取り付け、端子６７を絶縁材４２の外側でバスバープレート３０の端子接続部４６に溶接して取り付ける。次に、カバー４３を全ての電解コンデンサ１９に被せ、内部に熱硬化性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂等）６８を図９に示す如く充填して硬化させ、カバー４３を電解コンデンサ１９に固定する。これにより、フィルタモールドアセンブリ２１は完成する。
　以上のように、本発明の電装部品の設置構造が適用されたフィルタモールドアセンブリ２１は、正極用及び負極用の二枚のバスバープレート２９、３０と、各バスバープレート２９、３０にそれぞれ切り起こし形成され、電解コンデンサ１９の端子６６、６７が取り付けられる端子接続部４４、４６を備えており、各バスバープレート２９、３０は、それらの略全面が相互に重ね合わされた状態で、絶縁材４２を介して一体化されているので、電解コンデンサ１９が取り付けられる端子接続部４４、４６が形成された各バスバープレート２９、３０から成る電解コンデンサ１９の設置構造であるフィルタモールドアセンブリ２１の剛性が著しく向上する。
　これにより、実施例の如きインバータ一体型電動圧縮機１のインバータ主回路１３と電源回路３２との間に電解コンデンサ１９を取り付ける際に、その耐振性を著しく改善して、内部破損の発生を未然に回避することができるようになる。また、端子接続部４４、４６は絶縁材４２より外部に露出しているので、電解コンデンサ１９の端子６６、６７を支障無く端子接続部４４、４６に取り付けることができる。
　この場合、各バスバープレート２９、３０を間隔を存して硬質樹脂から成る絶縁材４２によりモールドして一体化しているので、電解コンデンサ１９の設置構造であるフィルタモールドアセンブリ２１の剛性をより一層向上させることができるようになる。
　また、各バスバープレート２９、３０にそれぞれ挿通部４７、４８を形成し、各バスバープレート２９、３０を、端子接続部４４、４６が起立する方向を同一として相互に重ね合わせ、その状態で端子接続部４４、４６が対向するバスバープレート３０、２９の挿通部４８、４７に対応するようにし、端子接続部４４、４６が起立する方向とは反対側に位置する一方のバスバープレート３０の端子接続部４６を、他方のバスバープレート２９の挿通部４７に挿通すると共に、電解コンデンサ１９の端子６６、６７を、一方のバスバープレート３０側から各バスバープレート３０、２９の挿通部４８、４７にそれぞれ挿通させて絶縁材４２を貫通させ、この絶縁材４２の外側において端子接続部４４、４６に取り付けるようにしているので、端子接続部４４、４６に電解コンデンサ１９の端子６６、６７を支障無く取り付けながら、電解コンデンサ１９を含むフィルタモールドアセンブリ２１（設置構造）全体の寸法をコンパクト化することができるようになる。
　また、各バスバープレート２９、３０は、絶縁材４２より外部に突出して電源回路３２に接続される端子板部３３、３４を有しており、この端子板部３３、３４には、所定の曲げ加工を施して曲げ加工部５１、５７を形成したので、外部からの振動（電源回路３２からの振動）が最初に伝達される端子板部３３、３４の耐久性を向上させることができるようになる。
　この曲げ加工部５１、５７は、長手方向に所定の間隔を存して起立する一対の起立壁５２、５３、５８、５９と、両起立壁５２、５３、５８、５９の各先端間を結ぶ連結壁５４、６１から成り、連結壁５４、６１には所定形状の切込部５６、６２が形成されているので、連結壁５４、６１の強度を起立壁５２、５３、５８、５９の基部の強度に近づけることができる。これにより、当該基部に応力が集中して亀裂が入るなどの不都合を未然に回避することができるようになる。
　尚、図１０はフィルタモールドアセンブリ２１の他の実施例の概略断面図を示している。この実施例の場合、バスバープレート２９、３０の間には、硬質樹脂から予め成型された絶縁部材６９が介設されており、その状態で絶縁材４２によりモールドされ、バスバープレート２９、３０及び絶縁部材６９が一体化されている。但し、絶縁部材６９には、各小穴６３に対応する位置に予め孔７１を穿設しておく。
　このように各バスバープレート２９、３０を、絶縁部材６９を介して重ね合わせ、絶縁材４２によりモールドして一体化するようにすれば、バスバープレート２９、３０同士の間隔保持が容易となると共に、フィルタモールドアセンブリ２１（設置構造）の剛性をより一層効果的に向上させることができるようになる。
　また、実施例では二枚のバスバープレート２９、３０を使用して電解コンデンサ１９の設置構造を構成したが、それに限らず、例えば正極用と負極用を二枚ずつ使用する等、更に多くのバスバープレートを重ね合わせて一体するようにしてもよい。
　更に、実施例ではインバータ一体型電動圧縮機に用いる電解コンデンサの設置構造で本発明を説明したが、それに限らず、種々の電気機器における電装部品の設置構造において本発明が有効であることは云うまでもない。

　１　インバータ一体型電動圧縮機
　２　ハウジング
　３　インバータ回路部
　４　モータハウジング
　６　圧縮機構ハウジング
　８　インバータ収容部
　１３　インバータ主回路
　１９　電解コンデンサ（電装部品）
　２１　フィルタモールドアセンブリ（設置構造）
　２９、３０　バスバープレート
　３２　電源回路
　３３、３４　端子板部
　４２　絶縁材
　４４、４６　端子接続部
　４７、４８　挿通部
　５１、５７　曲げ加工部
　５２、５３、５８、５９　起立壁
　５４、６１　連結壁
　５６、６２　切欠部
　６６、６７　端子
　６９　絶縁部材

Claims (6)

1. 　電装部品の端子を取り付ける設置構造において、
   　正極用及び負極用の少なくとも二枚のバスバープレートと、
   　各バスバープレートにそれぞれ切り起こし形成され、前記電装部品の端子が取り付けられる端子接続部を備え、
   　前記各バスバープレートは略全面が相互に重ね合わされた状態で、絶縁材を介して一体化され、前記端子接続部は前記絶縁材より外部に露出することを特徴とする電装部品の設置構造。
2. 　前記各バスバープレートは、間隔を存して、若しくは、所定の絶縁部材を介して重ね合わされ、前記絶縁材としての硬質樹脂によりモールドされて一体化されることを特徴とする請求項１に記載の電装部品の設置構造。
3. 　前記各バスバープレートにそれぞれ形成された挿通部を備え、
   　前記各バスバープレートは、前記端子接続部が起立する方向を同一として相互に重ね合わされ、その状態で前記端子接続部は対向する前記バスバープレートの挿通部に対応し、前記端子接続部が起立する方向とは反対側に位置する一方の前記バスバープレートの端子接続部は、他方の前記バスバープレートの挿通部に挿通されると共に、
   　前記電装部品の端子は、前記一方のバスバープレート側から前記各バスバープレートの挿通部にそれぞれ挿通されて前記絶縁材を貫通し、当該絶縁材の外側において前記端子接続部に取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電装部品の設置構造。
4. 　前記各バスバープレートは、前記絶縁材より外部に突出して他の回路部品に接続される端子板部を有し、
   　該端子板部には、所定の曲げ加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の電装部品の設置構造。
5. 　前記端子板部には、長手方向に所定の間隔を存して起立する一対の起立壁と、両起立壁の先端間を結ぶ連結壁から成る曲げ加工部が形成されており、前記連結壁には所定形状の切込部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電装部品の設置構造。
6. 　前記電装部品は、スイッチング電流の高周波成分を吸収するための電解コンデンサであり、
   　前記各バスバープレートは、インバータ主回路と電源回路との間に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の電装部品の設置構造を備えたインバータ一体型電動圧縮機。

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