JP2016000983A - 電動圧縮機用のインバータ - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮機を小型化すること。
【解決手段】電動圧縮機のハウジングには、モータを駆動させる電動圧縮機用のインバータ２０が設けられている。ハウジングは、有底円筒状の第１ハウジング１２と、第１ハウジング１２の開口部に設けられる有蓋円筒状の第２ハウジングと、を有している。第１ハウジング１２の軸方向の外面１４には、モータを駆動させる電動圧縮機用のインバータ２０が設けられている。電動圧縮機用のインバータ２０は、平板状のベース２１と、回路基板５１とを有している。回路基板５１には、コンデンサ７１、コイル、ＩＰＭ５４などの素子が接続されている。コンデンサ７１は、円柱状の本体部７２とリード７３とを有している。リード７３が屈曲されることによって、本体部７２の軸方向は、ハウジングの軸方向と直交している。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動圧縮機用のインバータに関する。

電動圧縮機用のインバータは、電動圧縮機のハウジングの外部に設けられる。例えば、特許文献１では、円筒状のハウジングの径方向の外面にインバータが設けられている。

特開２００３−３２４９０３号公報

ところで、例えば、車両空調装置に用いられる電動圧縮機では、他の車載部品との関係上、ハウジングの軸方向（モータの回転軸の軸方向）の外面にインバータを設ける場合がある。また、車両空調装置以外に用いられる電動圧縮機であっても、他の部品との関係上、ハウジングの軸方向の外面にインバータを設ける場合がある。この場合、インバータの分だけ電動圧縮機がハウジングの軸方向に大型化してしまうため、電動圧縮機の小型化が望まれている。

本発明の目的は、電動圧縮機を小型化することができる電動圧縮機用のインバータを提供することにある。

上記課題を解決する電動圧縮機用のインバータは、柱状の本体部と前記本体部の一端から延びる複数のリードとを有するコンデンサと、前記リードが電気的に接合される回路基板とを備え、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータとを筒状のハウジングに収容した電動圧縮機の前記ハウジングの軸方向の外面に設けられ、前記モータを駆動させる電動圧縮機用のインバータであって、前記リードが屈曲されることによって、前記本体部の軸方向は、前記ハウジングの軸方向と交わることを要旨とする。

これによれば、本体部の軸方向がハウジングの軸方向と同一方向となるようにコンデンサが設けられる場合に比べて、ハウジングの軸方向へのコンデンサの突出が抑えられている。リードが屈曲していない場合、ハウジングの軸方向に設けられた回路基板にリードを接合するには、本体部の軸方向とハウジングの軸方向とが同一方向となるが、リードを屈曲させることで、本体部の軸方向がハウジングの軸方向と交わるようにコンデンサを設けることができる。このため、電動圧縮機がハウジングの軸方向に大型化することが抑制され、電動圧縮機を小型化することができる。

上記電動圧縮機用のインバータについて、前記コンデンサは複数設けられ、前記コンデンサ分の前記リードの端部は、前記回路基板に対して仮想直線上に並んで設けられていることが好ましい。

これによれば、リードの端部が仮想直線上に並んで設けられるため、ロボット半田付けの時間を最小限にすることができる。
上記電動圧縮機用のインバータについて、前記コンデンサが固定されるベースと、前記コンデンサを覆うコンデンサケースと、前記ベースと前記コンデンサとの間に設けられたコンデンサ用ポッティング材とを備え、前記コンデンサケースには、前記コンデンサ用ポッティング材を確認するためのコンデンサ用確認孔が設けられていることが好ましい。

これによれば、コンデンサ用確認孔からコンデンサ用ポッティング材を確認することで、ポッティングが適切に行われているか否かを確認することができる。
上記電動圧縮機用のインバータについて、コイルと、前記コイルが固定されるベースと、
前記コイルを覆うコイルケースと、前記コイルと前記ベースとの間に設けられたコイル用ポッティング材とを備え、前記コイルケースには、前記コイル用ポッティング材を確認するためのコイル用確認孔が設けられていることが好ましい。

これによれば、コイル確認孔からコイル用ポッティング材を確認することで、ポッティングが適切に行われているか否かを確認することができる。

本発明によれば、電動圧縮機を小型化することができる。

電動圧縮機の一部を破断して示す側面図。 電動圧縮機用のインバータを示す分解斜視図。 ベースを示す分解斜視図。 ケースを示す一部破断断面図。 ケースを示す一部破断断面図。 電動圧縮機用のインバータを電動圧縮機に取り付けた状態を示す一部破断断面図。

以下、電動圧縮機用のインバータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、電動圧縮機１０は、円筒状をなすハウジング１１を有している。ハウジング１１は、有底円筒状の第１ハウジング１２と、第１ハウジング１２の開口部に設けられる有蓋円筒状の第２ハウジング１３と、を有している。第１ハウジング１２には、第１ハウジング１２内に冷媒を流入させる流入口１６が第１ハウジング１２の径方向に貫通して設けられている。

第１ハウジング１２内には、冷媒を圧縮する圧縮部１７と、圧縮部１７を駆動するモータ１８とが収容されている。モータ１８は、回転軸１８ｂと、回転軸１８ｂと一体のロータ１８ｃと、第１ハウジング１２の内周面に設けられたステータ１８ａとを有している。回転軸１８ｂと、第１ハウジング１２の軸方向とは同一方向である。

第１ハウジング１２の軸方向の外面１４には、モータ１８を駆動させる電動圧縮機用のインバータ２０が設けられている。第１ハウジング１２の軸方向と回転軸１８ｂとの軸方向は同一方向であるため、外面１４は、回転軸１８ｂの軸方向に位置する第１ハウジング１２の外面となる。外面１４には、カバー１５が設けられている。電動圧縮機用のインバータ２０は、カバー１５に覆われている。

図２及び図３に示すように、電動圧縮機用のインバータ２０は、平板状のベース２１と、回路基板５１とを有している。回路基板５１には、コンデンサ７１、コイル５３、電力用半導体素子であるＩＰＭ（Intelligent Power Module）５４などの素子が接続されている。素子は、ベース２１に載置（固定）されている。

ベース２１は、平板状をなしており、例えば、ダイカストによって製造される。ベース２１は、厚み方向の一方の面に、ベース２１の厚み方向に向けて若干突出した突出部２３を有する。突出部２３には、ＩＰＭ５４が載置されている。突出部２３に載置されたＩＰＭ５４は、図示しない端子が回路基板５１に接続されている。

また、ベース２１は、突出部２３が設けられた面と同一面上に、突出部２３を挟んで複数（本実施形態では四つ）の凹部３４と、コネクタ端子３５とを有している。凹部３４は、円弧状に湾曲しており、直線状に延びている。ベース２１には、複数のコンデンサ７１とコイル５３が載置されている。

図３及び図４に示すように、複数のコンデンサ７１は、凹部３４にそれぞれ１個ずつ設けられている。本実施形態のコンデンサ７１は、電解コンデンサである。コンデンサ７１は、円柱状の本体部７２と、本体部７２の軸方向の一端から延びる二本のリード７３とを有している。リード７３は、本体部７２の軸方向に突出するとともに、直角に屈曲している。リード７３は、回路基板５１に向けて屈曲している。各コンデンサ７１は、リード７３が設けられた端面が同一方向を向いた状態で並設されるとともに軸方向の端部の一方が共通のコンデンサホルダ５７に保持されている。各コンデンサ７１は、リード７３の先端が回路基板５１側を向くように配置される。コンデンサ７１が同一方向を向いた状態で並んで設けられることで、複数のコンデンサ７１のリード７３の端部は、コンデンサ７１の並設方向に沿って仮想直線Ｌ１上に並んでいる。コンデンサ７１と凹部３４との間には、コンデンサ用ポッティング材５８が設けられている。

図３及び図５に示すように、コイル５３は、ベース２１において、凹部３４よりもコネクタ端子３５側で、かつ、凹部３４と斜めに並んで設けられた位置に設けられている。コイル５３は、二本のリード５９を有している。コイル５３は、リード５９の延びる方向が回路基板５１側を向くように配置されている。ベース２１と、コイル５３の間には、コイル用ポッティング材６０が設けられている。

図２、図４及び図５に示すように、コンデンサ７１及びコイル５３は、ケース４０によって覆われている。すなわち、ケース４０は、コンデンサ７１を覆うコンデンサケース及びコイル５３を覆うコイルケースとして機能している。ケース４０は、板状の基部４５の周縁から基部４５の厚み方向に向けて立設部４６が延設されている。基部４５は、矩形状のコンデンサ被覆部４５ａと、円形状のコイル被覆部４５ｂとを有している。コンデンサ７１は、コンデンサ被覆部４５ａと、コンデンサ被覆部４５ａの周縁から立設した立設部４６によって囲まれている。コイル５３は、コイル被覆部４５ｂと、コイル被覆部４５ｂの周縁から立設した立設部４６によって囲まれている。

コンデンサ被覆部４５ａとコイル被覆部４５ｂとは連設されている。コンデンサ被覆部４５ａには、コンデンサ７１のリード７３が挿通される第１の挿通孔４１がコンデンサ被覆部４５ａの厚み方向に貫通して設けられている。本実施形態では、８個の第１の挿通孔４１が設けられ、各第１の挿通孔４１は仮想直線Ｌ２上に並んで設けられている。第１の挿通孔４１のピッチは、単一のコンデンサ７１のリード７３のピッチと同一である。また、コイル被覆部４５ｂには、コイル５３のリード５９が挿通される第２の挿通孔４２がコイル被覆部４５ｂの厚み方向に貫通して２個設けられている。第２の挿通孔４２のピッチは、コイル５３のリード５９のピッチと同一である。また、コンデンサ被覆部４５ａには、厚み方向に貫通する第１の貫通孔４３が、各コンデンサ７１の間の領域と対向する位置に設けられており、第１の貫通孔４３からコンデンサ用ポッティング材５８を視認することができる。更にコイル被覆部４５ｂには、厚み方向に貫通する第２の貫通孔４４がコイル５３の中心と対向する位置に設けられており、第２の貫通孔４４からコイル用ポッティング材６０を視認することができる。したがって、第１の貫通孔４３は、コンデンサ用確認孔として機能しており、第２の貫通孔４４は、コイル用確認孔として機能している。

ケース４０の第１の挿通孔４１を挿通したコンデンサ７１のリード７３及びケース４０の第２の挿通孔４２を挿通したコイル５３のリード５９は、回路基板５１に接続されている。

図２に示すように、回路基板５１は、平板状をなしており、素子同士を電気的に接続する図示しない導電経路を有している。導電経路は、回路基板５１の両面、あるいは、片面に設けられている。回路基板５１には、コンデンサ７１のリード７３が挿通される第１の基板挿通孔６１が回路基板５１の厚み方向に貫通して設けられている。本実施形態では、８個の第１の基板挿通孔６１が仮想直線Ｌ３上に並んで設けられている。第１の基板挿通孔６１のピッチは、第１の挿通孔４１のピッチと同一となっている。リード７３と第１の基板挿通孔６１とは半田で接合される。

回路基板５１には、コイル５３のリード５９が挿通される第２の基板挿通孔６２が回路基板５１の厚み方向に貫通して２個設けられている。第２の基板挿通孔６２のピッチは、第２の挿通孔４２のピッチと同一となっている。リード５９と第２の基板挿通孔６２とは半田で接合される。

ベース２１の突出部２３が設けられた面と同一面の周縁には、回路基板５１をベース２１に固定するためのネジＳ１が螺合される円筒状の第１のボス３８が設けられている。また、ベース２１の第１のボス３８が設けられた面と同一面上には、ベース２１をハウジングに固定するためのネジＳ２が挿通される第２のボス３９が設けられている。

図６に示すように、上記した電動圧縮機用のインバータ２０は、カバー１５及び第２のボス３９を挿通したネジＳ２が第１ハウジング１２に螺合されることでハウジング１１に固定されている。ベース２１は、厚み方向の面のうち、突出部２３が設けられた面とは反対側の面が外面１４と面接触するように固定される。コンデンサ７１の本体部７２の軸方向は、ベース２１の厚み方向の面に沿う方向に延びているため、ハウジング１１の径方向、すなわち、ハウジング１１の軸方向に直交する方向に延びている。すなわち、本体部７２の軸方向がハウジング１１の軸方向と交わるようにコンデンサ７１が設けられている。

次に、本実施形態の電動圧縮機用のインバータ２０の作用について説明する。
電動圧縮機用のインバータ２０をハウジング１１の軸方向の外面１４に設けることで、電動圧縮機１０がハウジング１１の外面１４に沿う方向に大型化することを抑制している。また、本体部７２の軸方向は、ハウジング１１の外面１４に沿う方向（ハウジング１１の軸方向と直交する方向）と同一方向となっている。本体部７２の軸方向がハウジング１１の軸方向と同一の場合、コンデンサ７１は、ハウジング１１から本体部７２の軸方向の寸法分だけ突出するが、本体部７２の軸方向をハウジング１１の軸方向と直交する方向に向けることで、ハウジング１１の軸方向へのコンデンサ７１の突出が抑えられている。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コンデンサ７１は、本体部７２の軸方向がハウジング１１の軸方向と交わるように設けられている。このため、本体部７２の軸方向がハウジング１１の軸方向と同一方向になるようにコンデンサ７１が設けられる場合に比べて、ハウジング１１の軸方向へのコンデンサ７１の突出が抑えられている。また、電動圧縮機用のインバータ２０をハウジング１１の軸方向の外面１４に設けることで、ハウジング１１の外面１４に沿う方向への大型化も抑制されているため、電動圧縮機１０の小型化が図られている。

（２）複数のコンデンサ７１のリード７３の端部は、仮想直線Ｌ１上に並んでいるため、ケース４０の第１の挿通孔４１及び回路基板５１の第１の基板挿通孔６１にリード７３を挿通するときに、リード７３を挿通しやすい。また、リード７３を容易に回路基板５１に接合することができる。

（３）ケース４０には、第１の貫通孔４３が設けられており、第１の貫通孔４３からケース４０内を視認することができる。このため、第１の貫通孔４３からコンデンサ用ポッティング材５８によってポッティングが適切に行われているか否かを確認することができる。

（４）ケース４０には、第２の貫通孔４４が設けられており、第２の貫通孔４４からケース４０内を視認することができる。このため、第２の貫通孔４４からコイル用ポッティング材６０によってポッティングが適切に行われているか否かを確認することができる。

（５）凹部３４が四つ設けられており、各凹部３４には一つずつコンデンサ７１が設けられている。このため、凹部３４がないものに比べてコンデンサ７１の放熱効率が良い。
（６）コンデンサ７１のリード７３は屈曲しているため、複数のコンデンサ７１のリード７３の端部を仮想直線Ｌ１上に並べようとする場合、コンデンサ７１の数が多いほどリード７３の端部の位置決めが困難になる。しかし、コンデンサ被覆部４５ａには、コンデンサ７１のリード７３が挿通される第１の挿通孔４１がコンデンサ被覆部４５ａの厚み方向に貫通し、各第１の挿通孔４１は仮想直線Ｌ２上に並んで設けられているため、コンデンサ７１のリード７３の位置決めが容易であるとともにコンデンサ７１のリード７３の端部の位置決めが容易である。

（７）複数のコンデンサ７１のリード７３の端部は、仮想直線Ｌ１上に並んだ状態で回路基板５１の第１の基板挿通孔６１に挿通されて半田で接合される。この場合、リード７３の端部が仮想直線Ｌ１上に並んでいるため、即ち直線上に半田付け部分が点在するため、ロボット半田付けの時間を最小限にすることができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○コンデンサ７１の数は、増やしてもよいし、減らしてもよい。この場合、コンデンサ７１の数に合わせて、リード７３が挿通される第１の挿通孔４１及び回路基板５１の第１の基板挿通孔６１の数を変更する。

○全てのコンデンサ７１のリード７３が一直線となるようにしたが、４個のコンデンサ７１のうち、２個のコンデンサ７１のリード７３が仮想直線Ｌ１上に設けられるなど、複数のコンデンサ７１のリード７３が仮想直線Ｌ１上に設けられていれば、全てのコンデンサ７１のリード７３が仮想直線Ｌ１上に設けられていなくてもよい。

○ケース４０には、第１の貫通孔４３が設けられていなくてもよい。
○ケース４０には、第２の貫通孔４４が設けられていなくてもよい。
○コンデンサ７１の軸方向が、ハウジング１１の軸方向と直交する方向ようにコンデンサ７１を設けたが、コンデンサ７１の軸方向がハウジング１１の軸方向と直交する方向と若干ずれて配置されていてもよい。

○ハウジング１１は、四角筒状などの形状であってもよい。
○コンデンサ７１は、フィルムコンデンサなどでもよい。
○コンデンサ７１は、柱状であればよく、四角柱状などの多角柱状でもよい。

○コイル５３はなくてもよい。
○コンデンサケースとコイルケースは、別体であってもよい。

１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１７…圧縮部、１８…モータ、２０…電動圧縮機用のインバータ、５１…回路基板、５３…コイル、５８…コンデンサ用ポッティング材、６０…コイル用ポッティング材、７１…コンデンサ、７２…本体部、７３…リード。

Claims (4)

1. 柱状の本体部と前記本体部の一端から延びる複数のリードとを有するコンデンサと、
   前記リードが電気的に接合される回路基板とを備え、
   冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータとを筒状のハウジングに収容した電動圧縮機の前記ハウジングの軸方向の外面に設けられ、前記モータを駆動させる電動圧縮機用のインバータであって、
   前記リードが屈曲されることによって、前記本体部の軸方向は、前記ハウジングの軸方向と交わることを特徴とする電動圧縮機用のインバータ。
2. 前記コンデンサは複数設けられ、前記コンデンサ分の前記リードの端部は、前記回路基板に対して仮想直線上に並んで設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機用のインバータ。
3. 前記コンデンサが固定されるベースと、
   前記コンデンサを覆うコンデンサケースと、
   前記ベースと前記コンデンサとの間に設けられたコンデンサ用ポッティング材とを備え、
   前記コンデンサケースには、前記コンデンサ用ポッティング材を確認するためのコンデンサ用確認孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機用のインバータ。
4. コイルと、
   前記コイルが固定されるベースと、
   前記コイルを覆うコイルケースと、
   前記コイルと前記ベースとの間に設けられたコイル用ポッティング材とを備え、
   前記コイルケースには、前記コイル用ポッティング材を確認するためのコイル用確認孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機用のインバータ。