JP2005245164A - カーエアコン用インバータの筐体構造、及び、その筐体の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配置空間の環境改善による性能劣化の抑制と組立の効率化。
【解決手段】インバータ内蔵筐体（２）は熱伝達筐体（１５）を介して冷却器筐体（１）に一体化している。インバータ内蔵筐体（２）の中に分散的に配置されるインバータ構成部品は、第１インバータ動作回路基板（８）と、第２インバータ動作回路基板（９）と、コンデンサと、チョークコイル（５）とから形成されている。第１インバータ動作回路基板（８）は第１離隔体（１８）を介してインバータ内蔵筐体（２）の第１部位に取り付けられ、第２インバータ動作回路基板（９）は第２離隔体（２１）を介してインバータ内蔵筐体（２）の第２部位に取り付けられる。自動車の車体に取り付けられる冷却器筐体（１）は、その車体に取り付けられるインバータ内蔵筐体（２）に鉛直方向上方側で熱的に且つ機械的に接合する。内部空間利用効率が高く、冷却構造が一体化されて改善される環境がコンパクトに構成され、性能の劣化が抑制される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カーエアコン用インバータの筐体構造、及び、その筐体の組立方法に関し、特に、冷却構造が一体化されるカーエアコン用インバータの筐体構造、及び、その筐体の組立方法に関する。

走行性能の向上、環境の保全、その他の多くの点で、自動車の電動化が望まれている。電気自動車では、車載エアコンの電動化が必須である。車載エアコンは、その電動化ために、バッテリーとモータとそのモータを制御するインバータのような制御装置とにより構成されている。ＣＰＵ、パワートランジスタのような高精度部品を含みその高信頼性が求められるインバータが設置される環境は、高温多湿、強振動の境域空間である。車載インバータには、このような悪環境で高信頼性を実現するための設計が求められる。インバータを多様に構成する多くの部品は、ユニットとして市場に流通し、自動車メーカはそのような部品を購入し車体に組み付けて自動車を大量に生産する。インバータを配置する位置は、自動車では重要な設計事項である。

自動車の大量生産技術は、品質と低価格を実現することが求められる。カーエアコンのインバータは、広くて悪くない環境に設置される家庭用エアコンのインバータと異なり、狭い空間の中にコンパクトに組み立てられる。その組立効率の向上は、極限まで追究される。

配置空間の環境改善による性能劣化抑制と組立の効率化によるコスト削減とが同時的に求められる。

特開２００２−３５６１１号

本発明の課題は、配置空間の環境改善による性能劣化を抑制するカーエアコン用インバータの筐体構造、及び、その筐体の組立方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、組立の効率化によりコストを削減するカーエアコン用インバータの筐体構造、及び、その筐体の組立方法を提供することにある。

本発明によるカーエアコン用インバータの筐体構造は、概ね閉じているインバータ内蔵筐体（２）と、インバータ内蔵筐体（２）の１面側に結合する冷却器筐体（１）と、インバータ内蔵筐体（２）の中に分散的に配置されるインバータ構成部品とから構成されている。そのインバータ構成部品は、第１インバータ動作回路基板（８）と、第２インバータ動作回路基板（９）と、コンデンサと、チョークコイル（５）とから形成されている。第１インバータ動作回路基板（８）は第１離隔体（１８）を介してインバータ内蔵筐体（２）の第１部位に取り付けられ、第２インバータ動作回路基板（９）は第２離隔体（２１）を介してインバータ内蔵筐体（２）の第２部位に取り付けられる。自動車の車体に取り付けられる冷却器筐体（１）は、その車体に取り付けられるインバータ内蔵筐体（２）に鉛直方向上方側で熱的に且つ機械的に接合する。インバータ内蔵筐体（２）と冷却筐体（１）は、熱伝達筐体（１５）を介して熱的に接合する。インバータ内蔵筐体（２）の一部特にその天面側部分は、冷却器筐体（１）の底面側部分を兼ねることができ、熱伝達筐体（１５）はその兼用部位として形成することは、組立の簡素化のために設計的に合理的である。冷却筐体（１）は、インバータ内蔵筐体（２）の上側でインバータ内蔵筐体（２）に熱的に直接に接合していて、インバータ内蔵筐体（２）の内部空間で対流的に上昇する高温空気は熱伝達筐体（１５）により効果的に冷却される。

第１離隔体（１８又は５９）を介して筐体に対して取り付けられる第１インバータ動作回路基板（８）は、第２離隔体（２１）を介して筐体に対して取り付けられる第２インバータ動作回路基板（９）から適正に離隔し、両基板間の電磁作用的混信が有効に回避される。第２インバータ動作回路基板（９）には高温に発熱するパワー素子（１２）が配置されている。パワー素子（１２）が熱伝達筐体（１５）に熱的に接合し、パワー素子（１２）は直接的に冷却筐体（１）により冷却される。

第１インバータ動作回路基板（８）と、第２インバータ動作回路基板（９）と、コンデンサと、チョークコイル（５）とは、インバータ内蔵筐体（２）の内部空間に配置され、第１インバータ動作回路基板（８）は第１離隔体（１８）を介してインバータ内蔵筐体（２）の第１部位に取り付けられ、第２インバータ動作回路基板（９）は第２離隔体（２１）を介してインバータ内蔵筐体（２）の第２部位に取り付けられ、主要インバータ構成部品がインバータ内蔵筐体（２）の内面近傍の大きい体積の空間に配置され、全体がコンパクト化される。冷却器筐体（１）とインバータ内蔵筐体（２）が熱的に且つ機械的に結合していて、その冷却効果が高く、且つ、全体構造が配置的にコンパクト化し、冷却部分とインバータ部分との組立が簡素化される。インバータ内蔵筐体の内部の熱空気は上方側に対流して冷却器筐体（１）の壁面で効率的に冷却され内部配置の環境が熱的に改善され、インバータ回路の性能劣化が有効に抑制される。第１インバータ動作回路基板（８）と第２インバータ動作回路基板（９）とコンデンサとチョークコイル（５）との間に内部空間（Ｓ）が形成される。特に、筐体の内面に沿って配置されるインバータ構成部品の間には、空間（Ｓ）として電気的絶縁空間が形成される。その空間には、防爆性電気配線（２７，２９）が通される。

第１インバータ動作回路基板（８）は複数箇所で第１離隔体（１８）により第１部位に取り付けられる。第２インバータ動作回路基板（９）は複数箇所で第２離隔体（２１）により第２部位に取り付けられる。第１離隔体（１８）と第２離隔体（２１）は、ともに剛体であることが好ましく、第１インバータ動作回路基板（８）と第２インバータ動作回路基板（９）との振動的相対的変位が抑止される。この場合には、全筐体（１，２）は、自動車の車体（図示されず）に対して振動減衰体を介して取り付けられることが好ましい。

インバータ内蔵筐体（２）は、組立の効率化のために概ね直方体に形成される。インバータ内蔵筐体（２）は、底面体（１３）と、天面体（１５）と、側面体（１４）とから形成されている。既述の第１部位は天面体（１５）の部分であり、その第２部位は側面体（１４）の部分である。第１インバータ動作回路基板（８）と第２インバータ動作回路基板（９）は、このように、インバータ内蔵筐体（２）の内面の近傍に配置され、その内部空間が有効に利用される。

第１離隔体は下側第１離隔体（５９）として配置され、第２離隔体は上側第１離隔体（２１）として配置され、第１インバータ動作回路基板（８）は下側第１離隔体（５９）と第２インバータ動作回路基板（９）を介して天面体（１５又は冷却器筐体の底面側部位）に対して取り付けられ、第２インバータ動作回路基板（９）は複数箇所で上側第１離隔体（２１）を介して天面体（１５又は冷却器筐体の底面側部位）に対して取り付けられる。この場合には、第１インバータ動作回路基板（８）と第２インバータ動作回路基板（９）はそれぞれに概水平面に配置され、第１離隔体（５９）とでトラス構造を構成し、第１インバータ動作回路基板（８）と第２インバータ動作回路基はその相対的振動的変位が有効に抑止される。

インバータ構成部品は、第３インバータ動作回路基板（１１）を更に構成する。第３インバータ動作回路基板（１１）は第３離隔体（２３）を介して底面体（１３）に取り付けられる。第１インバータ動作回路基板（８）と第２インバータ動作回路基板（９）と第３インバータ動作回路基板（１１）は、このように、インバータ内蔵筐体（２）の３面に沿って配置され、空間利用率が更に向上する。

チョークコイル（５）は第３インバータ動作回路基板（１１）に同体化され、内部空間の利用効率がより具体的に高くなる。コンデンサはインバータ内蔵筐体（２）の内部空間の水平方向一方側領域（Ａ）に配置され、第１インバータ動作回路基板（８）は内部空間の水平方向他方側領域（Ｂ）に配置され、内部空間の利用効率が更に具体的に向上する。コンデンサは、水平方向一方側領域（Ａ）に横置式に配置される。このような配置により、既述の空間（Ｓ）が有効に形成される。

コンデンサの電極（３２）と第２インバータ動作回路基板（９）との間を接続する電気導体（７又は４４）が更に追加される。電気導体（４４）の両端部位は共にボルト（３３，４６）により高剛性に電極（３２）と第２インバータ動作回路基板（９）に対して結合している。電気導体は実質的に剛体であり、電気伝導性を有し、且つ、コンデンサと第２インバータ動作回路基板（９）との間の機械的結合性を強化する。

コンデンサの電極（３２）と第３インバータ動作回路基板（１１）との間を接続する他の電気導体（７又は４３，４５，４７）が更に追加される。他の電気導体の両端部位は共にボルト（３３，４８）により高剛性に電極（３２）と第３インバータ動作回路基板（１１）に対して結合している。

第２インバータ動作回路基板（９）は、モータに対して多相電流を分配するパワー素子群を含む電流分配ユニット（１２）を形成している。電流分配ユニット（１２）は冷却器筐体（１）に熱的に且つ機械的に接合する。その接合は、第２インバータ動作回路基板（９）の天面体（１５）を介して熱的に機械的に接合することが可能である。

本発明によるカーエアコン用インバータ筐体の組立方法は、既述のカーエアコン用インバータの筐体構造を組み立てるカーエアコン用インバータ筐体の組立方法であり、冷却器筐体（１）の天地を逆転させて冷却筐体（１）を組立台に載置する逆転手順と、組立台の上に載置される冷却筐体（１）の上側にインバータ内蔵筐体（２）を組み立てる組立手順とから構成されている。その組立手順は、冷却器筐体（１）の上面側に熱伝達用筐体（１５）を載置する第１手順と、側面体（１４）を熱伝達用筐体（１５）に立てる第２手順と、側面体（１４）の上端側に底面体（１３）を取り付ける第３手順と、側面体（１４）と熱伝達用筐体（１５）の間にパッキン（５１）を介設する第４手順と、側面体（１４）と底面体（１３）の間にパッキン（５２）を挿入する第５手順と、第１インバータ動作回路基板（８）をインバータ内蔵筐体（２）に取り付ける第６手順と、第２インバータ動作回路基板（９）をインバータ内蔵筐体（２）に取り付ける第７手順とから形成されている。

大きい質量の冷却筐体の上側にインバータ内蔵筐体を組み立てるので、組立過程で上方空間が開放され、インバータ筐体に既に取り付けられている部品以外の部品の取り付け、配線のようなインバータ組立の作業が容易である。大きい質量の冷却器筐体（１）は、組立途上のインバータ内蔵筐体（２）を順次に組み立てて行く際の安定的なベースになっていて、その組立が円滑である。この場合に、冷却器筐体（１）の内部の冷却構造が完全に組み立てられていることが好ましく、その冷却構造が完全に組み立てられている冷却器筐体（１）が組立の土台になる。

第６手順では第１インバータ動作回路基板（８）が側面体に取り付けられる場合には、第６手順は第２手順に時間的に先行することが作業の簡素化の点で有効である。第７手順では第２インバータ動作回路基板（９）が熱伝達筐体（１５）に取り付けられる場合には、第７手順は第１手順に時間的に先行することが作業の簡素化の点で有効である。

本発明によるカーエアコン用インバータの筐体構造、及び、その筐体の組立方法は、組立効率の向上と性能劣化の抑止を同時に実現する。

本発明によるカーエアコン用インバータの筐体構造の実現態は、図に対応して、詳細に記述される。冷却回路内蔵筐体（ケーシング）１は、図１に示されるように、インバータ内蔵筐体２とともに設けられている。インバータ内蔵筐体２は、熱接合面３で熱交換的に冷却回路内蔵筐体１に接合している。インバータ内蔵筐体２の内部空間が電気的密閉空間に形成されることは重要である。インバータ内蔵筐体２の内部空間が外部に対して電磁的に遮蔽されることは更に好ましい。インバータ内蔵筐体２の中に内蔵されるインバータは、コンデンサ（図に現れず）と、チョークコイル５と、コネクタ６と、可撓性に乏しく剛性が強い曲折連続導体７と、複数の回路基板、その他の電気機器とから構成されている。電線は、それの両端を十分に高い自由度で選択する２点に位置づけることができる可撓性を有していて、電気的配線のために広く用いられている常套手段である。曲折連続導体７は、それの両端の位置の選択に実質的に自由度がないが、両端の間で振動的に変位が可能であり両端に作用する振動力を吸収することができる程度の変位性を持つ電気導体であり、板状、棒状、又は、可撓性が生じないで剛体化される程度に大きい直径の円柱状の電気導体であり、特には、銅で形成される。コンデンサは複数体が横置式に内蔵される。第１コンデンサは、第１コンデンサ取付け体４を介してインバータ内蔵筐体２に取り付けられる。第２コンデンサは、第２コンデンサ取付け体４’を介してインバータ内蔵筐体２に取り付けられる。

複数の回路基板は、マイコン又は周辺回路部品が実装されている第１インバータ動作回路基板８と、パワー半導体（例示：ＩＰＭ、ＩＧＢＴ、又は、ＭＯＳＦＥＴ）と周辺回路部品を実装する第２インバータ動作回路基板９と、フィルタ基板１１とから構成されている。第２インバータ動作回路基板９は、ＩＰＭのようなパワートランジスタ又はサイリスタを含み発熱量が多く高温化する積層集積回路ユニット１２を機械的接合により搭載している。

インバータ内蔵筐体２は、筐体底面部位１３と、筐体底面部位１３から上方に立ち上がる４面の筐体側面部位１４と、筐体天面部位１５とから形成され、概ね、直方体状の箱を形成している。筐体天面部位１５は、冷却回路内蔵筐体１の筐体底面部位が兼用されている。筐体天面部位１５は、以下の記述で、熱伝達筐体１５と呼ばれる。熱伝達筐体１５は、冷却回路内蔵筐体１とインバータ内蔵筐体２との間の熱交換体として形成されている。コンデンサは、筐体内水平方向他方側領域Ｂに配置されている。第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とは、筐体内水平方向一方側領域Ａに配置される。

第１インバータ動作回路基板８は、第２インバータ動作回路基板９に概平行に水平面内に位置づけられる。フィルタ基板１１は、筐体側面部位１４に離隔支持体５４と離隔支持体５５を介して筐体側面部位１４にに対して取り付けられている。積層集積回路ユニット１２の上面は冷却回路内蔵筐体１の下面（熱伝達筐体１５の下面）に直接に面接合する。パッキン５１は、冷却回路内蔵筐体１の下面と筐体側面部位１４の上面との間に介設される。パッキン５２は、筐体側面部位１４の下端と筐体底面部位１３の上面の間に介設される。パッキン５１，５２は、水蒸気、空気の流通に関してシールド性能を有し、且つ、電気的シールド性能又は電磁的シールド性能を有している。積層集積回路ユニット１２の上面と冷却回路内蔵筐体１の下面に、薄い電気的絶縁膜が挿入されることは可能である。この場合には、積層集積回路ユニット１２は弾性がある足５３を介して第２インバータ動作回路基板９に電気的に結合している。

第２インバータ動作回路基板９は、冷却回路内蔵筐体１の下面に結合する離隔体に取り付けられている。第２インバータ動作回路基板９は、離隔用基板取付け体２１の下面に接合している。第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９の間は、鉛直方向間隔円筒５９により適正離隔距離が与えられている。ボルト６１が第１インバータ動作回路基板８の下面から貫通して鉛直方向間隔円筒５９の中を通り、ボルト６１の上端部位は離隔用基板取付け体２１に下方からねじ込まれている。ボルト６１の一部位６１’は第２インバータ動作回路基板９の下面に圧力的に接合している。ボルト６１の頭の上面は、弾性座金（図示されず）を介して第１インバータ動作回路基板８の下面に圧力的に接合している。このように、第１インバータ動作回路基板８は第２インバータ動作回路基板９に同体に結合し、このように同体に結合する第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９は冷却回路内蔵筐体１の下面に離隔用基板取付け体２１を介して結合している。第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９の間の離隔距離は、鉛直方向間隔円筒５９の長さに対応して一定に保持され、その離隔距離が確実に与えられている。このような離隔は、第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９の間の電波障害と放電を有効に抑制する。離隔用基板取付け体２１と鉛直方向間隔円筒５９とボルト６１のこのようなセットは、それの複数が複数箇所（例示：４箇所）で用いられ、同体化される第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９は、複数箇所でインバータ内蔵筐体２又は冷却回路内蔵筐体１に取り付けられる。本実現態では、同体化される第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９は実際には冷却回路内蔵筐体１に取り付けられている。

既述の支持体５４，５５は、直交しあう２面の筐体側面部位１４に取り付けられている。取付け板５７は、支持体５４，５５に複数のボルト５６により支持されている。１つのボルト５６は、フィルタ基板１１を貫通して離隔支持体５４にねじ込まれている。フィルタ基板１１は、複数のボルト５８により取付け板５７に支持されて取り付けられている。インバータ内蔵筐体２の中の下方領域で概水平面上に配置されているフィルタ基板１１は、インバータ内蔵筐体２の中の上方領域に配置されている第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９に対して適正間隔で離隔していて、第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１の間の互いの電波障害が防止されている。フィルタ基板１１と第２インバータ動作回路基板９との間は、防爆多芯線２７により通信的に接続されている。フィルタ基板１１と第１インバータ動作回路基板８の間は、防爆多芯線２９により通信的に接続されている。

電気的絶縁体３１は、第１コンデンサ取付け体４と第２コンデンサ取付け体４’に鉛直面内で取り付けられている。電気的絶縁体３１は、筐体内水平方向一方側領域Ａと筐体内水平方向他方側領域Ｂとの境界領域に配置されている。電気的絶縁体３１に、電極３２が固着されている。電極３２は、電気的絶縁体３１を貫通してコンデンサに接続している。曲折連続導体７は、電極３２に面接合して取り付けられている。曲折連続導体７と電極３２とは、水平方向に螺軸線が向くボルト３３で電気的絶縁体３１に固着される。

筐体側面部位１４の下辺部位でそれの内面に雌側コネクタ３６が取り付けられている。雌側コネクタ３６の雌側連結口には、電気モータ側の雄側コネクタ３７’が挿し込まれる。雌側コネクタ３６は、コンデンサより下方に配置され、コンデンサの下面と筐体底面部位１３の上面との間に配置されている。第２インバータ動作回路基板９と雌側コネクタ３６の間は、被覆電線３９で接続される。第３インバータ動作回路基板１１と雌側コネクタ３６の間は、被覆電線４１で接続される。

曲折連続導体７は、鉛直方向に延びる第１鉛直部位４２と、第１鉛直部位４２の下端部位から水平方向に延びる第１水平部位４３と、第１鉛直部位４２の上方部位から水平方向に延びる第２水平部位４４と、第１水平部位４３の端部から鉛直方向下側に延びる第２鉛直部位４５とから形成されている。第２水平部位４４の端部は、ボルト４６により第２インバータ動作回路基板９に結合し電気的に第２インバータ動作回路基板９に接続する。第２鉛直部位４５はその下端に結合する水平導体４７を介してボルト４８，４９とその他の結合部材によりフィルタ基板１１に電気的に結合する。

互いに概平行に配置される第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９は、鉛直方向間隔円筒５９を介して互いに適正間隔で離隔し合い、互いの間の電波障害が有効に抑止されている。互いに概平行に配置される第１インバータ動作回路基板８とフィルタ基板１１の間には、鉛直方向間隔円筒５９で規定される幅を有する第１電磁的絶縁空間Ｓ１が形成されている。第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９は、互いに適正間隔で離隔し合い、互いの間の電波障害を有効に抑止し合っている。筐体内水平方向一方側領域Ａの上下方向に中央に位置する中央部位に配置されている第１インバータ動作回路基板８と筐体内水平方向一方側領域Ａの下方部位に配置されているフィルタ基板１１との間には、第２電磁的絶縁空間Ｓ２が形成されている。第１インバータ動作回路基板８とフィルタ基板１１は、互いに適正間隔で離隔し合い、互いの間の電波障害を有効に抑止し合っている。第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とで構成される単一振動系は、離隔用基板取付け体２１と筐体１４と離隔支持体５４と離隔支持体５５を介して結合し、第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１の直接結合による共振が抑制されている。

冷却回路内蔵筐体１とインバータ内蔵筐体２が結合する筐体ユニットは、自動車のエンジンルームに搭載される。トランジスタ又はＩＧＢＴのゲートの開閉とその開閉時間が第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９で制御され、生成される３相又は多層（例示：５相）の電流が雌側コネクタ３６を介してエアコン用モータ（図示されず）に供給される。第２インバータ動作回路基板９に搭載される積層集積回路ユニット１２は、高温化する。積層集積回路ユニット１２の上面である放熱面は熱的導体の熱伝達筐体１５を介して熱接合面３である熱交換面に熱的に接合している。積層集積回路ユニット１２で発生される熱は、熱接合面３に吸収される。インバータ内蔵筐体２の中の空間に入り込んでいる空気は、密閉空間であるその空間からインバータ内蔵筐体２の外側に漏れていないので、その内部空間の温度は上昇する。内部の空気の熱は、熱伝達筐体１５の内面から冷却回路内蔵筐体１に伝達される。筐体内水平方向一方側領域Ａには中央部位に第１電磁的絶縁空間Ｓ１と第２電磁的絶縁空間Ｓ２が形成されている。その空間は高温多湿であるが、防爆多芯線２７と防爆多芯線２９は立体的に配置され、防爆多芯線２７の任意の部位と防爆多芯線２９の任意の部位との間には十分に長い離隔距離が与えられていて、防爆多芯線２７と防爆多芯線２９の間の放電が防止されている。

本発明によるカーエアコン用インバータ筐体の組立方法は、下記の手順で実行される。
手順１：
図２に示されるように、組立台５３の上面に冷却回路内蔵筐体１が設置される。組立工程中では、図１の冷却回路内蔵筐体１と熱接合面３はその天地が逆転している。インバータ内蔵筐体２の筐体側面部位１４が冷却回路内蔵筐体１の上面に載置される。鉛直方向間隔体２１と第１コンデンサ取付け体４は、その載置の前に溶接のような固定手段で既に冷却回路内蔵筐体１に取り付けられている。
手順２：
第１コンデンサ取付け体４に対して、第２コンデンサ取付け体４’がボルト１７で第１コンデンサ取付け体４に取り付けられる。第２インバータ動作回路基板９が離隔用基板取付け体２１の上面に載置される。その載置の際には、積層集積回路ユニット１２の天面（図１に示される正規位置基準の下面）は、弾性的に冷却回路内蔵筐体１の下面（同基準の上面）に直接に接合する。複数の鉛直方向間隔円筒５９が第２インバータ動作回路基板９の上面（図２基準）に載置される。第１インバータ動作回路基板８が複数の鉛直方向間隔円筒５９の上面に載置される。複数のボルト６１が第１インバータ動作回路基板８の規定位置に開けられている穴（図示されず）と鉛直方向間隔円筒５９の中空穴に挿入され、ボルト６１の先頭部位の螺溝が離隔用基板取付け体２１に開けられている螺溝にねじ込まれる。

手順３：
対向する２面又は４面の筐体側面部位１４が冷却回路内蔵筐体１の上面に載置される。その載置の際に、矩形状のパッキン５１が装着される。
手順４：
離隔支持体５４と離隔支持体５５は、既に筐体側面部位１４に取り付けられている。フィルタ基板１１と取付け板５７は、ボルト５８により既に組み立てられている。離隔支持体５４と離隔支持体５５の上面に，フィルタ基板１１が載置される。取付け板５７がボルト５６により第１コンデンサ取付け体４と離隔支持体５５に組み付けられる。取付け板５７とフィルタ基板１１とから構成される単一体は、筐体側面部位１４の載置の前に筐体側面部位１４に組み付けられることが可能である。防爆多芯線２７と防爆多芯線２９の配線が実行される。その他の配線が実行される。

手順５：
曲折連続導体７は、電気的絶縁体３１に既に組み付けられている。水平導体４７と第１水平部位４３とを含む曲折連続導体７は、ボルト４８によりフィルタ基板１１に既に組み付けられている。曲折連続導体７は、ボルト３３により離隔用基板取付け体２１に取り付けられる。
手順６：
冷却回路内蔵筐体１とインバータ内蔵筐体２の天地が逆転され、冷却回路内蔵筐体１とインバータ内蔵筐体２の組立ユニットは、その鉛直方向が正常化され、自動車組立ラインに配送される。

図３は、本発明による名称の他の実現態を示している。第１インバータ動作回路基板８は、水平方向間隔体１８を介して筐体側面部位１４に螺子１９で固定される。第１インバータ動作回路基板８は、鉛直面上に配置される。第２インバータ動作回路基板９は、鉛直方向間隔体２１を介して熱伝達筐体１５に螺子２２で固定される。第２インバータ動作回路基板９は、水平面上に配置される。フィルタ基板１１は、鉛直方向間隔体２３を介して筐体底面部位１３に螺子２４で固定される。フィルタ基板１１は、水平面上に配置される。チョークコイル５は、フィルタ基板１１の上方の空間に配置される。第１インバータ動作回路基板８には、コネクタ２５が固着されている。第２インバータ動作回路基板９には、コネクタ２６が固着されている。コネクタ２５とコネクタ２６の間は、防爆多芯線２７で接続される。第２インバータ動作回路基板９には、コネクタ２８が固着されている。第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１の間は、コネクタ２８と防爆多芯線２９とにより接続されている。第１インバータ動作回路基板８と同体に存在する部品（例示：コネクタ２５）と第２インバータ動作回路基板９と同体に存在する部品（例示：コネクタ２６とコネクタ２８）とチョークコイル５に同体に存在する部品（例示：フィルタ基板１１）とに外接する閉じた第３電磁的絶縁空間Ｓ３が存在する。

第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１とに内接する電磁的絶縁空間Ｓ３は、図１の既述の第２電磁的絶縁空間Ｓ２より広い。防爆多芯線２７の一部と防爆多芯線２９の一部は、第３電磁的絶縁空間Ｓ３の中に存在する。絶縁性が高い空間（真空は最高度の絶縁性を有する）を通る防爆多芯線２７と防爆多芯線２９は、それぞれに芯線と防爆性被覆とから形成されている。

電気的絶縁体３１には、ガス噴出口３４が形成されている。コンデンサの中で生成され規定圧力に到達するガスは、コンデンサの異常時に、ガス噴出口３４から噴流３５を形成して噴出する。噴流３５の中心流線は、第３電磁的絶縁空間Ｓ３に到達するが、防爆多芯線２７と防爆多芯線２９と曲折連続導体７には突き当たらない。

筐体側面部位１４の下辺部位でそれの内面に雌側コネクタ３６が取り付けられている。雌側コネクタ３６の雌側連結口には、電気モータ側の雄側コネクタ３７が挿し込まれる。雌側コネクタ３６は、コンデンサより下方に配置され、コンデンサの下面と筐体底面部位１３の上面との間に配置されている。第２インバータ動作回路基板９と雌側コネクタ３６の間は、被覆電線３９で接続される。第３インバータ動作回路基板１１と雌側コネクタの間は、被覆電線４１で接続される。

インバータ内蔵筐体２を上下方向に分割することは組立のために有効でる。熱伝達筐体１５は、筐体側面部位１４に対して分離可能である。その場合には、熱伝達筐体１５の下面と筐体側面部位１４の上面との間には、パッキン５１が介設される。筐体底面部位１３は、筐体側面部位１４に対して分離可能である。筐体底面部位１３の上面と筐体側面部位１４の下面との間には防水パッキン５２が介設される。インバータ内蔵筐体２の内部は電気的に、電磁電的に、液密的に、気密的に密閉状態に保持される。

螺子２４の頭（螺子まわしが入り込む部位）は、図１に示されるように、筐体底面部位１３の内側に位置しているが、図４に示されるように、その頭が筐体底面部位１３の外側に位置する螺子２４’が螺子２４に代置される。このような代置によれば、筐体底面部位１３を筐体側面部位１４に載置した後に、フィルタ基板１１を筐体底面部位１３に取り付けることができる。

第１コンデンサ取付け体４は筐体内水平方向他方側領域Ｂに属し、第１インバータ動作回路基板８と第１インバータ動作回路基板８に同体化される部品群は筐体内水平方向一方側領域Ａに属し筐体側面部位１４の内面の近傍に位置し、第２インバータ動作回路基板９と第２インバータ動作回路基板９に同体化される部品群は筐体内水平方向一方側領域Ａに属し熱伝達筐体１５の内面の近傍に位置し、体積的に大きいチョークコイル５は筐体内水平方向他方側領域Ｂの下半領域に位置し、結果的に第３電磁的絶縁空間Ｓ３が形成されるが、第３電磁的絶縁空間Ｓ３は無駄に存在する空間ではなく防爆性を有している。全てのインバータ部分は概ねインバータ内蔵筐体２の筐体内面である６面に沿って配置され、筐体に支持されていて、インバータ内蔵筐体２の中に形成される小さい体積の中で、分散的に配置されている。内部空間を形成する６面の総面積は広く、６面とその６面に比較的に近い仮想内側面との間で形成される空間の体積は、その仮想内側面の内側に形成される空間の体積より大きい（例示：１辺の距離がａである立方体の第１体積はａの３乗であり、１辺の距離がａ／２である立方体の第２体積はａの３乗の８分の１である（面積については、４分の１である。）。従って、部品を筐体の内面に沿って配置することは、内部の空間の利用率を格段に向上させ、且つ、振動エネルギーの分散と振動エネルギーの減衰の効果を奏する。

自動車の車体に取り付けられる冷却回路内蔵筐体１とインバータ内蔵筐体２の結合ユニットは、多様な振動数の振動をエンジンと地面とから受ける。その振動は、６面の筐体部位に伝達し、取り付け部材（例示：水平方向間隔体１８，鉛直方向間隔体２３）を介して、第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１とコンデンサ４に伝播する。高剛性の既述の取り付け部材を介してインバータ内蔵筐体２に取り付けられる第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１は、筐体に取り付けられる部品に対して更に間接的に取り付けられる部品と異なって、筐体２に実質的に直接に取り付けられていて、振幅の増幅を受けにくく、自動車の車体の振動に対して防振効果が優れている。

図１に示される実現態の第１インバータ動作回路基板８と第２インバータ動作回路基板９は、複数の鉛直方向間隔円筒５９を介して結合し合って鉛直方向に並列化されトラス構造を形成し、変形性が少なく、特に、防振効果が高い。第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１は、電線に比べて可撓性が少なく剛性が高い曲折連続導体７により結合し、曲折連続導体７は質量が大きく振動性が少ない第１コンデンサ取付け体４，第２コンデンサ取付け体４’又は電気的絶縁体３１に結合し、第２インバータ動作回路基板９とフィルタ基板１１の振動が抑止される。曲折連続導体７は大電流を流すことができ、且つ、振動抑止効果がある。基板とこれに附属して同体化しているユニットは、チョークコイル５又はコンデンサ４に比べて質量が小さいが、筐体２に全体的に固定され、振動する際の振幅が大きくなりやすい原因が除去されている。

本発明は、既述の振動抑止効果とともに電波障害抑止効果を示している。電波をそれぞれに出し合ってその電波を互いに吸収し合う複数の回路基板８，９，１１は、単一振動系を構成する筐体の内面に沿ってその内面に近い位置に配置され、回路基板８，９，１１に内接する曲面の内側には大きな体積の空間が形成され、互いに出し合う電波をそれぞれに吸収する電波吸収量を互いに少なく抑制し合っていて、互いに電波障害を有効に抑止し合うことができる。

図３の水平方向間隔体１８、図３の鉛直方向間隔体２３、図１の離隔用基板取付け体２１は、筐体１３、筐体１４、筐体１５を内側に変形的に窪ませて形成することができる。コネクタは、コネクタ６である第１コネクタの他に他のコネクタ（図示されず）である第２コネクタが配置される。第２コネクタは、電圧源に接続される。第２コネクタは、筐体内に配置されるだ２雌型コネクタと筐体外に配置される第２雄型コネクタとから形成される。この場合には、フィルタ基板１１と第２雌型コネクタの間が、既述の被覆電線４１で接続される。

インバータ内蔵筐体に内蔵されるインバータは、低ノイズ（電磁波）放出タイプとして設計されている。第１雌型コネクタ３６、第１雌型コネクタ３７’、第２雄型コネクタ、第２雄型コネクタには、電磁シールド構造が採用され、これらのコネクタと他の電気機器（例示：モータ、電源）とを接続する電気ケーブルには、シールドケーブルが採用される。

図１は、本発明によるカーエアコン用インバータの筐体構造の実現態を示す断面図である。 図２は、組立工程を示す断面図である。 図３は、本発明によるカーエアコン用インバータの筐体構造の他の実現態を示す断面図である。 図４は、本発明によるカーエアコン用インバータの筐体構造の更に他の実現態を示す断面図である。

符号の説明

１…冷却器筐体
２…インバータ内蔵筐体
４…コンデンサ
５…チョークコイル
８…第１インバータ動作回路基板
９…第２インバータ動作回路基板
１１…第３インバータ動作回路基板
１３…底面体
１４…側面体
１５…熱伝達筐体
１８…第１離隔体
２１…第２離隔体
２３…第３離隔体
５９…下側第１離隔体

Claims (18)

1. 概ね閉じているインバータ内蔵筐体と、
   前記インバータ内蔵筐体の１面側に結合する冷却器筐体と、
   前記インバータ内蔵筐体の中に分散的に配置されるインバータ構成部品とを具え、
   前記インバータ内蔵筐体と前記冷却筐体は熱伝達筐体を介して熱的に接合し、
   前記インバータ構成部品は、
   第１インバータ動作回路基板と、
   第２インバータ動作回路基板と、
   コンデンサと、
   チョークコイルとを備え、
   前記第１インバータ動作回路基板は第１離隔体を介して前記インバータ内蔵筐体の第１部位に対して取り付けられ、
   前記第２インバータ動作回路基板は第２離隔体を介して前記インバータ内蔵筐体の第２部位に対して取り付けられ、
   自動車の車体に取り付けられる冷却器筐体は、前記車体に取り付けられるインバータ内蔵筐体に鉛直方向上方側で熱的に接合する
   カーエアコン用インバータの筐体構造。
2. 前記熱伝達筐体は前記冷却筐体又は前記インバータ内蔵筐体に属する
   請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
3. 前記第２インバータ動作回路基板は高温に発熱するパワー素子を具え、
   前記パワー素子は前記熱伝達筐体に熱的に接合する
   請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
4. 前記第１インバータ動作回路基板は複数箇所で前記第１離隔体により前記第１部位に取り付けられ、
   前記第２インバータ動作回路基板は複数箇所で前記第２離隔体により前記第２部位に取り付けられる
   請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
5. 前記インバータ内蔵筐体は概ね直方体に形成され、
   前記インバータ内蔵筐体は、
   底面体と、
   天面体と、
   側面体とを備え、
   前記第１部位は前記側面体の部分であり、
   前記第２部位は前記天面体の部分である
   請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
6. 前記第１インバータ動作回路基板は前記側面体に概平行に配置され、前記第２インバータ動作回路基板は概天面体に概平行に配置される
   請求項５のカーエアコン用インバータの筐体構造。
7. 前記インバータ内蔵筐体は概ね直方体に形成され、
   前記インバータ内蔵筐体は、
   底面体と、
   天面体と、
   側面体とを備え、
   前記第１部位と前記第２部位は共に前記天面体の部分であり、
   前記第１離隔体は下側離隔体として配置され、
   前記第２離隔体は上側離隔体として配置され、
   前記第１インバータ動作回路基板は前記下側離隔体を介して前記天面体に対して取り付けられ、前記第２インバータ動作回路基板は複数箇所で前記上側離隔体を介して前記天面体に対して取り付けられ、
   前記第１インバータ動作回路基板と前記第２インバータ動作回路基板はそれぞれに概水平面に配置される
   請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
8. 前記第１部位と前記第２部位は同一部位であり、前記第１離隔体は前記第１インバータ動作回路基板と前記第２インバータ動作回路基板の間に介設されている
   請求項７のカーエアコン用インバータの筐体構造。
9. 前記インバータ構成部品は、第３インバータ動作回路基板を更に備え、
   前記第３インバータ動作回路基板は第３離隔体を介して前記底面体に取り付けられる
   請求項１〜８から選択される１請求項のカーエアコン用インバータの筐体構造。
10. 前記コンデンサは前記インバータ内蔵筐体の内部空間の水平方向一方側領域に配置され、
    前記第１インバータ動作回路基板は前記内部空間の水平方向他方側領域に配置される
    請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
11. 前記インバータ構成部品は、第３インバータ動作回路基板を更に備え、
    第３インバータ動作回路基板は前記第３離隔体を介して前記底面体に取り付けられ、
    前記第３インバータ動作回路基板は前記水平方向他方側領域に配置される
    請求項１〜８から選択される１請求項のカーエアコン用インバータの筐体構造。
12. 前記コンデンサの電極と前記第２インバータ動作回路基板との間を接続する電気導体を更に具え、
    前記電気導体の両端部位は共にボルトにより高剛性に前記電極と前記第２インバータ動作回路基板に対して結合している
    請求項１〜１１から選択される１請求項のカーエアコン用インバータの筐体構造。
13. 前記コンデンサの電極と前記第３インバータ動作回路基板との間を接続する他の電気導体を更に具え、
    前記他の電気導体の両端部位は共にボルトにより高剛性に前記電極と前記第３インバータ動作回路基板に対して結合している
    請求項１２のカーエアコン用インバータの筐体構造。
14. 前記第２インバータ動作回路基板は、モータに対して多相電流を分配するパワー素子群を含む電流分配ユニットを備え、
    前記電流分配ユニットは前記熱伝達筐体に熱的に、且つ、弾性的に接合する
    請求項１のカーエアコン用インバータの筐体構造。
15. 概ね閉じているインバータ内蔵筐体と、前記インバータ内蔵筐体の１面側に結合する冷却器筐体と、前記インバータ内蔵筐体の中に分散的に配置されるインバータ構成部品とを具え、前記インバータ構成部品は、第１インバータ動作回路基板と、第２インバータ動作回路基板と、コンデンサと、チョークコイルとを備え、前記第１インバータ動作回路基板は第１離隔体を介して前記インバータ内蔵筐体に対して取り付けられ、前記第２インバータ動作回路基板は第２離隔体を介して前記インバータ内蔵筐体に対して取り付けられ、前記インバータ内蔵筐体は自動車の車体に取り付けられる冷却器筐体に対して熱接合的に取り付けられるカーエアコン用インバータの筐体構造を組み立てるカーエアコン用インバータ筐体の組立方法であり、
    前記冷却器筐体の天地を逆転させて前記冷却筐体を組立台に載置する逆転手順と、
    前記組立台の上に載置される前記冷却筐体の上側に前記インバータ内蔵筐体を組み立てる組立手順とを具え、
    前記組立手順は、
    前記冷却器筐体の上面側に熱伝達用筐体を載置する第１手順と、
    側面体を前記熱伝達用筐体に立てる第２手順と、
    前記側面体の上端側に底面体を取り付ける第３手順と、
    前記側面体と前記熱伝達用筐体の間にパッキンを介設する第４手順と、
    前記側面体と前記底面体の間にパッキンを挿入する第５手順と、
    前記第１インバータ動作回路基板を前記インバータ内蔵筐体に取り付ける第６手順と、
    前記第２インバータ動作回路基板を前記インバータ内蔵筐体に取り付ける第７手順とを備える
    カーエアコン用インバータ筐体の組立方法。
16. 前記第６手順では前記第１インバータ動作回路基板が前記側面体に取り付けられ、前記第６手順は前記第２手順に時間的に先行する
    請求項１５のカーエアコン用インバータ筐体の組立方法。
17. 第７手順では前記第２インバータ動作回路基板が前記熱伝達筐体に取り付けられ、前記第７手順は前記第１手順に時間的に先行する
    請求項１５又は請求項１６のカーエアコン用インバータ筐体の組立方法。
18. 前記組立手順は、
    前記コンデンサの電極に高剛性の電気導体を結合する第８手順と、
    前記電気導体の端部を前記第２インバータ動作回路基板に対して電気的に且つボルトにより機械的に接続する第９手順とを更に備える
    請求項１５のカーエアコン用インバータ筐体の組立方法。

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