JP5595461B2 - インバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータと圧縮機構とが内蔵されているハウジングの外周にインバータ装置が一体に組み込まれて構成される車両用空調装置の圧縮機として好適なインバータ一体型電動圧縮機に関するものである。

近年、車両に搭載される空調装置用圧縮機として、インバータ装置が一体に組み込まれたインバータ一体型電動圧縮機が種々提案されている。このインバータ一体型電動圧縮機は、電動モータと圧縮機構とが内蔵されるハウジングの外周にインバータ収容部（インバータボックスやケース、外枠部等）が設けられ、その内部に高電圧電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、ガラス密封端子を介して電動モータに給電するインバータ装置を組み込むことにより、空調負荷に応じて圧縮機回転数が可変制御される構成とされている。

インバータ装置は、直流電力を三相交流電力に変換する複数個の半導体スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）が実装されているパワー系基板（台座部、ユニットベース等を含む）と、ＣＰＵ等の低電圧で動作する素子を有する制御通信回路が実装されているＣＰＵ基板（プリント基板）とからなるインバータ回路部と、このインバータ回路部に高電圧電源から供給される直流電力を供給する高電圧ラインに設けられ、インバータのスイッチングノイズや電流リップルを低減するインダクタコイルや平滑コンデンサ等の高電圧系部品等とから構成されている。

このようなインバータ一体型電動圧縮機において、インバータ装置を構成するインバータ回路部やインダクタコイルおよび平滑コンデンサ等の高電圧系部品は、ハウジングの外周に設けられるインバータ収容部（インバータボックスやケース、外枠部等）の内部に纏めて収容設置され、一体化されるのが一般的である（例えば、特許文献１，２参照）。これは、車両への搭載性を考慮して、インバータ一体型電動圧縮機をできる限りコンパクトなものとするためである。

特許第３８２７１５８号公報 特開２００３−３２２０８２号公報

しかしながら、インバータ回路部を構成するパワー系基板やＣＰＵ基板と、高電圧系部品であるインダクタコイルや平滑コンデンサ等とを１つのインバータ収容部（インバータボックスやケース、外枠部等を含む）に纏めて収容設置すると、回路部と高電圧系部品とが互いに接近して設置されることになる。このため、インバータ回路部が高電圧系部品から放出される電磁ノイズの影響を受けやすくなり、インバータ装置が自己ノイズ干渉を起こし、誤動作するおそれがある。

かかる高電圧系部品による電磁ノイズ干渉を排除するには、インバータ回路部と高電圧系部品とを分離設置することが考えられるが、このような構成を採用すると、組み立て性が悪化したり、コンパクト化、軽量化が損なわれたりする等の問題が懸念されるので、その対応策が課題となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、組み立て性やコンパクト性を損なうことなく、高電圧系部品から放出される電磁ノイズによるインバータ回路部へのノイズ干渉を排除することができ、しかも高電圧系部品の冷却効率を高めることができる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。

上記課題を解決するために、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるインバータ一体型電動圧縮機は、前方側に圧縮機構、後方側に電動モータが内蔵されている筒状のハウジングの外周にインバータ収容部が設けられ、その内部に高電圧電源からの直流電力を三相交流電力に変換して前記電動モータに給電するインバータ装置が設けられているインバータ一体型電動圧縮機において、前記インバータ収容部は、半導体スイッチング素子等が実装されたパワー系基板と、制御通信回路等が実装されたＣＰＵ基板とを備えたインバータモジュールが収容される第１収容部と、前記インバータモジュールに高電圧電源からの直流電力を供給する高電圧ラインに設けられるコモンモードコイル、ノーマルモードコイル、平滑コンデンサ等の高電圧系部品が収容される第２収容部とに分離され、それぞれが別個に前記ハウジングの筒状部の外周に設けられており、前記第２収容部は、前記ハウジングの筒状部の低圧側部位である前記後方端側に設けられている吸入ポート近傍の外周側面に沿って設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、インバータ収容部が、パワー系基板とＣＰＵ基板とを備えたインバータモジュールが収容される第１収容部と、インバータモジュールに直流電力を供給する高電圧ラインに設けられるコモンモードコイル、ノーマルモードコイル、平滑コンデンサ等の高電圧系部品が収容される第２収容部とに分離され、それぞれが別個にハウジングの筒状部の外周に設けられているため、コモンモードコイル、ノーマルモードコイル、平滑コンデンサ等の高電圧系部品から放出される電磁ノイズを第２収容部によって遮蔽し、該電磁ノイズが第１収容部に収容されているインバータモジュールへと伝搬するのを遮断することができる。従って、インバータ装置の自己ノイズによる誤動作を防止し、信頼性を向上することができる。また、第２収容部がハウジングの筒状部の低圧側部位である後方端側に設けられている吸入ポート近傍の外周側面に沿って設けられているため、吸入ポートからハウジング内に吸入される低圧冷媒ガスを冷熱源に、ハウジングをヒートシンクとして高電圧系部品を効率よく冷却し、インバータ装置の冷却性能を高めることができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記第１収容部は、前記ハウジング外周の上面部に設けられ、前記ハウジングと一体に成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、第１収容部がハウジング外周の上面部に設けられ、ハウジングと一体に成形されているため、分離された第１収容部と第２収容部とをハウジング外周の上面部と側面部とに互いに隣接して配置することができるとともに、インバータモジュールをハウジングと一体に成形されている第１収容部内に収容設置し、ハウジングの外周に一体的に組み込むことができる。従って、インバータモジュールと高電圧系部品との間の電気的接続手段、例えばバスバー等を短く簡素にすることができるとともに、ハウジングの外周を取り囲むようにインバータ装置をコンパクトに組み込むことができ、しかもインバータモジュールをハウジングと一体成形の第１収容部により堅牢に保護し、第２収容部に収容されている高電圧系部品から遮蔽することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記第２収容部は、前記高電圧系部品の収容ケースとして前記ハウジングとは別体とされ、前記高電圧系部品を収容して前記ハウジングの外周側面に一体的に固定設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、第２収容部が高電圧系部品の収容ケースとしてハウジングとは別体とされ、高電圧系部品を収容してハウジングの外周側面に一体に固定設置されるようにしているため、第２収容部をコモンモードコイル、ノーマルモードコイル、平滑コンデンサ等の高電圧系部品を纏めて収容設置し、電磁ノイズを遮蔽するのに最適な構造の収容ケースとすることができる。従って、高電圧系部品を一括してハウジングの外周側面にコンパクトに組み込むことができるとともに、高電圧系部品から放出される電磁ノイズを確実に遮蔽することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースには、前記高電圧系部品および高電圧ケーブルが接続される端子台が収容設置され、該収容ケースが前記高電圧ケーブルと共に一体の組み立て品として前記ハウジングの外周側面に固定設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケース内に高電圧系部品および高電圧ケーブルが接続される端子台が収容設置され、該収容ケースが高電圧ケーブルと共に一体の組み立て品としてハウジングの外周側面に固定設置されているため、高電圧ケーブル、端子台および高電圧系部品等を纏めて収容ケースに収容設置し、一体の組み立て品としてハウジングの外周側面に組み付けることができる。従って、高電圧ケーブル、端子台および高電圧系部品等の組み立て性を改善することができるとともに、これら部品から放出される電磁ノイズを収容ケースで覆って遮蔽し、インバータ収容部内に設けられているインバータ装置との間での電磁ノイズ干渉を防止することができる。また、比較的大きい高電圧系部品を高電圧ケーブルと共に一体にコンパクトに纏めてハウジングの外周に組み込むことができるため、圧縮機全体としてコンパクト化および軽量化を図ることができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースは、アルミ製とされ、前記コモンモードコイルおよび前記ノーマルモードコイルは、樹脂製ケースを介して前記アルミ製収容ケース内に収容設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケースがアルミ製とされ、コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルが樹脂製ケースを介してアルミ製収容ケース内に収容設置されているため、高電圧系部品をアルミ製収容ケースにより覆って堅牢に保護することができるとともに、高電圧系部品から放出される電磁ノイズを確実に遮蔽することができる。また、コモンモードコイルおよびノーマルモードコイルを樹脂製ケースに収容して設置しているため、これらのコイルをアルミ製収容ケース内に絶縁性を確保して設置するための作業を容易化することができるとともに、コイルを変更する場合、樹脂製ケースの変更により対応が可能なため、アルミ製収容ケースの共通化を図ることができる。なお、樹脂製ケースは、コイル毎に独立したケースとしてもよいし、１つのケースに仕切りを設けて複数個の収納部を設け、複数個のコイルを収納するようにしてもよい。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケース内には、前記高電圧系部品の固定と絶縁を兼ねて放熱性を有するシリコン系接着剤が充填されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケース内に高電圧系部品の固定と絶縁を兼ねて放熱性を有するシリコン系接着剤が充填されているため、複数個の高電圧系部品を収容ケースにシリコン系接着剤を介して接着固定することができるとともに、それぞれ絶縁性を確保して収容設置することができる。また、高電圧系部品から放出される熱をシリコン系接着剤および収容ケースを介して放熱することができる。従って、絶縁性能および放熱性能を十分に確保することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケース内に収容設置された複数個の前記高電圧系部品は、バスバーを介して電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケース内に収容設置された複数個の高電圧系部品がバスバーを介して電気的に接続されているため、バスバーに高電圧系部品の接続端子を溶接することにより、複数個の高電圧系部品間を簡素に接続することができる。従って、収容ケース内に余計なスペースを確保する必要がなく、収容ケースをコンパクトにすることができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースには、収容部品を設置するためのネジ穴および設置面が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケースに収容部品を設置するためのネジ穴および設置面が設けられているため、それに相当する分のネジ穴や設置面をハウジング側から省略することができる。従って、ハウジング側にネジ穴や設置面を加工することにより増大する冷媒漏れ等のリスクを低減し、信頼性を高めることができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースには、前記吸入ポートに近い側に前記コモンモードコイルおよび前記ノーマルモードコイルが設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケース内の吸入ポートに近い側にコモンモードコイルおよびノーマルモードコイルが設置されているため、吸入ポートを経てハウジング内に吸入される最も温度の低い低圧冷媒ガスを冷熱源としてコモンモードコイルおよびノーマルモードコイルを効率よく冷却することができる。従って、高電圧系部品の中でも発熱量が多いコモンモードコイルおよびノーマルモードコイルの冷却効果を高めることができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースは、前記ハウジング外周の固定設置面にメタルタッチ部を残し、Ｏリングを介して固定設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケースがハウジング外周の固定設置面にメタルタッチ部を残し、Ｏリングを介して固定設置されているため、収容ケース内に対する防水機能をＯリングにより確保することができるとともに、固定設置面のメタルタッチ部を伝熱面としてヒートシンクであるハウジングにより収容ケースを冷却することができる。従って、収容ケースを別体としても防水性および冷却性を十分に確保することができる。なお、冷却効果を上げるには、固定設置面のフランジ面積を大きくすればよい。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースの外表面には、その表面積減少手段および／または入熱阻止手段が施されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケースの外表面に表面積減少手段および／または入熱阻止手段が施されているため、収容ケースに対する外部からの輻射等による入熱を可及的に減少することができる。従って、収容ケースに対する冷却効果を上げることができる。なお、表面積減少手段を施すとは、外表面にリブや減肉部を設けないことであり、入熱阻止手段を施すとは、外表面を研磨加工すること、あるいはダイカスト製品の場合は外表面をショットブラスト処理しないこと等である。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記収容ケースには、前記ハウジングの高圧側部位からモータ軸線方向に沿って前記高電圧ケーブルが接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容ケースにハウジングの高圧側部位からモータ軸線方向に沿って高電圧ケーブルが接続されているため、ハウジングの圧縮機構が内蔵されている高圧側部位の外周スペースを利用してモータ軸線方向に高電圧ケーブルを配線することができる。従って、インバータ一体型電動圧縮機の搭載に必要なスペースをより小さくし、搭載性を高めることができる。

本発明のインバータ一体型電動圧縮機によると、コモンモードコイル、ノーマルモードコイル、平滑コンデンサ等の高電圧系部品から放出される電磁ノイズを第２収容部によって遮蔽し、該電磁ノイズが第１収容部に収容されているインバータモジュールへと伝搬するのを遮断することができるため、インバータ装置における自己ノイズによる誤動作を防止し、信頼性を向上することができるとともに、第２収容部内に収容設置されている高電圧系部品を、吸入ポートからハウジング内に吸入され、ハウジングに沿って軸方向前方側へと流通される低圧冷媒ガスを冷熱源に、ハウジングをヒートシンクとして効率よく冷却することができるため、インバータ装置の冷却性能を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部の蓋部材を取り外した状態の平面図である。 図１に示すインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部のインバータモジュールを取り外した状態の平面図である。 図１に示すインバータ一体型電動圧縮機の縦断面図である。 図１に示すインバータ一体型電動圧縮機における高電圧系部品を収容する収容ケース組み立て品の平面図である。 図４におけるＡ−Ａ断面図である。 図４における右側面図である。 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。 図４に示す高電圧系部品を収容する収容ケースの平面図である。 図８におけるＣ−Ｃ断面図である。 図８における右側面図である。 図８における背面図である。 図１に示すインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置高電圧ラインの電気配線図である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図１ないし図１２を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部の蓋部材を取り外した状態の平面図が示され、図２には、さらにインバータモジュールを取り外した状態の平面図が示され、図３には、その縦断面図が示されている。
インバータ一体型電動圧縮機１は、その外殻を構成する円筒状のハウジング２を有している。円筒状のハウジング２は、電動モータ３が収容されるモータハウジング４と、図示省略の圧縮機構が収容される圧縮機ハウジング５とをボルト６により一体に締め付け固定して構成されており、これらのハウジング４，５はアルミダイカスト製とされている。なお、本実施形態には、主にモータハウジング４側が図示されている。

ハウジング２内に内蔵される電動モータ３および圧縮機構（図示省略）は、モータ軸７を介して連結され、電動モータ３の回転により圧縮機構が駆動されるように構成されている。ハウジング（モータハウジング４）２の後方端側（図１の右側）の外周側部には、低圧冷媒ガスを吸入する吸入ポート８が設けられており、吸入ポート８からハウジング２内に吸入された冷媒ガスは、電動モータ３の周りをモータ軸７の軸線Ｌ方向に流通後、圧縮機構に吸い込まれて圧縮される。圧縮機構で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、ハウジング（圧縮機ハウジング５）２内の吐出チャンバに吐出された後、ハウジング（圧縮機ハウジング５）２の前方端側に設けられている図示省略の吐出ポートから外部へと送出されるように構成されている。

このため、ハウジング２の電動モータ３が内蔵されているモータハウジング４側は、後方端側に設けられている吸入ポート８から低圧の冷媒ガスが吸入され、それが圧縮機ハウジング５へと流通される低圧側部位とされている。また、モータハウジング４と結合されている圧縮機ハウジング５側は、内蔵される圧縮機構を境にしてその反モータハウジング側が、圧縮された高圧の冷媒ガスが吐出される吐出チャンバが形成されている高圧側部位とされている。

ハウジング２には、例えば後方端側の下部および前方端側の下部ならびに上部の計３箇所に図示省略の取り付け脚が設けられている。インバータ一体型電動圧縮機１は、この取り付け脚を介して車両の走行用原動機の側壁等に設けられる片持ち型のブラケットにボルト等で固定設置され、車両に搭載される。なお、インバータ一体型電動圧縮機１は、一般にその一側面を片持ち型のブラケットに沿わせてモータ軸線Ｌ方向を車両の前後方向または左右方向に向け、上下３点で片持ち支持されるのが通常である。

さらに、ハウジング（モータハウジング４）２の外周には、その上面部位に平面形状が略四方形状とされたインバータ収容部（第１収容部）９が一体に成形されている。このインバータ収容部（第１収容部）９は、上面が開放された所定高さの周囲壁により囲われたボックス構造とされ、インバータ装置２０を構成するインバータモジュール（インバータ回路部）２１が収容設置された後、上面が図示省略の板状の蓋部材によって密閉されるように構成されている。

インバータ収容部（第１収容部）９は、ハウジング２の外周面に対応する部位が略平らな底面とされており、その内部には、インバータモジュール（インバータ回路部）２１を構成するパワー系基板の裏面が接触される接触面１０、インバータモジュール２１が設置される設置ボス１１、インバータ装置２０で変換された三相交流電力を電動モータ３に給電するガラス密閉端子１２が設置される取り付け孔１３、後述する高電圧系部品３０を介して高電圧の直流電力をインバータモジュール２１に供給する中継バスバー１４が設置される設置面１５等が設けられている。

このインバータ収容部９内には、インバータ装置２０の回路部を構成するインバータモジュール（インバータ回路部）２１が設置ボス１１にビス２２を介して設置されている。インバータモジュール（インバータ回路部）２１は、複数個のＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子とその駆動回路等が実装されたパワー系基板と、ＣＰＵ等の低電圧で駆動される制御通信回路等が実装されたＣＰＵ基板とを樹脂製ケースを介して一体にモジュール化したものであり、パワー系基板の底面がインバータ収容部（第１収容部）９内の接触面１０に接触され、ハウジング（モータハウジング４）２内を流通する低圧冷媒ガスを介して冷却されるように設置されている。

上記のインバータモジュール（インバータ回路部）２１には、その外周囲から突出するように、高電圧の直流電力が中継バスバー１４を介して入力されるＰ−Ｎ端子２３Ａ，２３Ｂと、インバータ装置２０で変換された三相交流電力を電動モータ３にガラス密閉端子１２を介して給電するＵ−Ｖ−Ｗ端子２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと、が設けられている。

また、ハウジング（モータハウジング４）２の外周には、その低圧側部位の吸入ポート８が設けられている側の側面に、インバータ装置２０の一部を成す高電圧系部品３０が収容される収容ケース４０を固定設置するための設置面（フランジ面）１６が一体成形されている。この設置面（フランジ面）１６は、一定の幅を有するフランジが略四方形状を成すように形成されており、収容ケース（第２収容部）４０が防水用のＯリング１７を介してフランジ面とメタルタッチするようにボルト１８により締め付け固定される構成とされている。

収容ケース（第２収容部）４０内に収容設置される高電圧系部品３０は、図１２に示されるように、高電圧電源ユニットから高電圧ケーブル３１，３２を介して端子台３３に接続され、この端子台３３からインバータモジュール２１のＰ−Ｎ端子２３Ａ，２３Ｂに高電圧の直流電力を供給する高電圧ライン３４に設けられるコモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６および平滑コンデンサ３７等からなり、インバータ装置２０のコモンモードノイズやスイッチングノイズ、電流リップル等を低減するためのものである。

収容ケース（第２収容部）４０は、図８ないし図１１に示されるように、高電圧系部品３０を収容する空間４１を備えたアルミダイカスト製の略四方形状のケースであり、周囲にハウジング２側の設置面（フランジ面）１６にＯリング１７を介して接触（メタルタッチ）されるフランジ面４２が設けられているとともに、その四コーナー部にハウジング２に対しボルト１８を介して締め付け固定される取り付け部４３が一体に形成されている。

高電圧系部品３０を収容する空間４１には、平滑コンデンサ３７を収容設置する四角形状の平滑コンデンサ設置部４４と、ノーマルモードコイル３６を収容設置する楕円形状のノーマルモードコイル設置部４５と、コモンモードコイル３５を収容設置する楕円形状のコモンモードコイル設置部４６と、高電圧ケーブル３１，３２が接続される端子台３３を設置する設置ボス（設置面）４７と、コモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、および平滑コンデンサ３７間を電気的に接続する高電圧ライン３４を構成するバスバーアセンブリ（バスバー）３４Ａの設置ボス（設置面）４８と、が設けられている。

上記のノーマルモードコイル設置部４５およびコモンモードコイル設置部４６は、収容ケース４０をハウジング２に設置した状態において、吸入ポート８に近い側の側部（図８の左側）に設けられている。また、平滑コンデンサ設置部４４、ノーマルモードコイル設置部４５、およびコモンモードコイル設置部４６の底面は、それぞれ平らな設置面とされており、さらに、端子台３３およびバスバーアセンブリ３４Ａが設置される設置ボス（設置面）４７および４８には、それぞれ端子台３３およびバスバーアセンブリ３４Ａをネジ止めするネジ穴４９，５０が加工されている。

また、収容ケース４０の圧縮機ハウジング５側に面する側面（図８の右側面）には、高電圧ケーブル３１，３２に設けられているコネクタ３８がボルト３９を介して締め付け固定されるコネクタ接続面５１が設けられている。このコネクタ接続面５１には、高電圧ケーブル３１，３２が貫通される貫通穴５２，５３が設けられるとともに、ボルト３９を締め付けるネジ穴５４が加工されている。また、収容ケース４０の外表面は、図１１に示されるように、外部からの輻射等による入熱を可及的に減少するため、表面積を増大することになるリブや減肉部を設けないすっきりしたフラットな表面とされるとともに、ダイカスト製品にもかかわらず外表面のショットブラスト処理が省略された構成とされている。

上記した収容ケース（第２収容部）４０の空間４１には、図４ないし図７に示されるように、直方体ケースで外形が包まれた平滑コンデンサ３７が四角形状の平滑コンデンサ設置部４４にシリコン系接着剤を介して固定設置され、また楕円筒形状のノーマルモードコイル３６が樹脂製ケース５５に収容されて楕円形状のノーマルモードコイル設置部４５にシリコン系接着剤を介して固定設置され、さらに楕円筒形状のコモンモードコイル３５が樹脂製ケース５６に収容されて楕円形状のコモンモードコイル設置部４６にシリコン系接着剤を介して固定設置される。

これらのコモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、および平滑コンデンサ３７は、設置ボス４８に対してネジ５７により固定設置されるバスバーアセンブリ３４Ａを介して、図１２に示されるように、電気的に配線接続される。なお、コモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、および平滑コンデンサ３７の各端子とバスバーアセンブリ３４Ａとは溶接により接続される。

また、収容ケース（第２収容部）４０の空間４１には、設置ボス４７にネジ５８を介して端子台３３が固定設置される。この端子台３３には、コモンモードコイル３５の２本の端子が接続されるとともに、収容ケース４０のコネクタ接続面５１にコネクタ３８がボルト３９を介して接続され、貫通穴５２，５３を通して収容ケース４０の内部に延長される高電圧ケーブル３１，３２に端部に設けられている端子がビス止め等により接続される。

上記のように、収容ケース４０の空間４１内には、コモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６および平滑コンデンサ３７等の高電圧系部品３０と、端子台３３と、バスバーアセンブリ３４Ａと、高電圧ケーブル３１，３２とが組み込まれ、これらが一体の組み立て品（サブアッシー品）としてハウジング２の設置面（フランジ面）１６にＯリング１７を介してボルト１８により締め付け固定される構成とされている。また、収容ケース４０の空間４１の隙間には、高電圧系部品３０を固定するとともに、収容部品間の電気的絶縁を確保するため、放熱性を有するシリコン系接着剤が充填され、該シリコン系接着剤の充填後にハウジング２に組み付けられるようになっている。

収容ケース４０の圧縮機ハウジング５側に面する側面（図８の右側面）にコネクタ３８を介して接続される高電圧ケーブル３１，３２は、圧縮機ハウジング５の外周側面のスペースを利用してモータ軸線Ｌ方向から配線されている。なお、収容ケース４０内に設置された高電圧系部品３０の出力端（平滑コンデンサ３７の出力端）とインバータ収容部９内に設置されたインバータモジュール２１のＰ−Ｎ端子２３Ａ，２３Ｂとは、上記した中継バスバー１４を介して電気的に接続されるようになっている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
車両に搭載されている電源ユニットから高電圧ケーブル３１，３２を介して電動圧縮機１に供給される高電圧の直流電力は、コネクタ３８を介して収容ケース（第２収容部）４０内に設置されている端子台３３に入力される。この直流電力は、端子台２６に接続されているコモンモードコイル３５を経由し、その下流にバスバーアセンブリ３４Ａを介して接続されているノーマルモードコイル３６、平滑コンデンサ３７を経た後、中継バスバー１４を介してインバータモジュール２１のＰ−Ｎ端子２３Ａ，２３Ｂに入力される。この間に、コモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６および平滑コンデンサ３７により公知の如くコモンモードノイズやスイッチングノイズ、電流リップルが低減される。

インバータモジュール（インバータ回路部）２１のＰ−Ｎ端子２３Ａ，２３Ｂに入力された直流電力は、図示省略の上位制御装置からＣＰＵ基板に送信される指令信号に基づいて制御されるパワー基板上の半導体スイッチング素子のスイッチング動作により、指令周波数の三相交流電力に変換される。この三相交流電力は、インバータモジュール２１に設けられているＵ−Ｖ−Ｗ端子２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃからガラス密閉端子１２を介してハウジング２内の電動モータ３に給電される。これによって、電動モータ３が指令周波数で回転駆動され、圧縮機構が動作される。

圧縮機構の動作により、吸入ポート８から低温低圧の冷媒ガスがハウジング（モータハウジング４）２内に吸い込まれる。この冷媒は、電動モータ３の周囲をモータ軸７の軸線Ｌ方向に流動されて圧縮機構に吸入され、高温高圧状態に圧縮された後、ハウジング（圧縮機ハウジング５）２内の吐出チャンバに吐き出される。そして、この高圧冷媒は、吐出ポートから外部へと送出される。この間、吸入ポート８からハウジング（モータハウジング４）２の一端側においてその内部に吸い込まれ、モータ軸線Ｌ方向に流動される低温低圧の冷媒ガスは、モータハウジング４の壁面を介してインバータ収容部（第１収容部）９内の接触面１０に接触されて設置されているインバータモジュール２１のパワー系基板上の半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）等の発熱部品を強制的冷却する。

同様に、ハウジング（モータハウジング４）２の外周に設けられている設置面１６にフランジ面４２がメタルタッチするように固定設置されている収容ケース（第２収容部）４０は、フランジ面４２を伝熱面としてヒートシンクとなるハウジング（モータハウジング４）２を介して冷却され、内部に収容されているコモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６および平滑コンデンサ３７等の高電圧系部品３０を冷却することができる。

特に、収容ケース４０は、吸入ポート８が設けられている側の外周側面に設置されているので、吸入ポート８から吸入された温度の低い冷媒ガスによりハウジング２を介して効率よく冷却される。このため、収容ケース４０内に収容設置されている高電圧系部品３０の冷却効率を一段と高めることができる。また、収容ケース４０内において、コモンモードコイル３５およびノーマルモードコイル３６は、吸入ポート８に近い側に収容されているため、発熱量の多いコモンモードコイル３５およびノーマルモードコイル３６を効率よく冷却することができ、その冷却効果を高めることができる。

従って、インバータ装置２０を構成する発熱部品に対して、それぞれを効率よく冷却することができ、各発熱部品の耐熱性能を高め、インバータ装置２０の信頼性を向上することができる。また、収容ケース４０内には、高電圧系部品３０の固定と絶縁を兼ねて放熱性を有するシリコン系接着剤が充填されている。これによって、高電圧系部品３０を収容ケース４０内にそれぞれ絶縁性を確保して収容設置できるだけでなく、高電圧系部品３０から放出される熱をシリコン系接着剤および収容ケース４０を介して放熱することができるため、高電圧系部品３０の放熱性能を十分に確保することができる。

なお、高電圧系部品３０の冷却効果は、伝熱面となる設置面１６およびフランジ面４２の面積の大小により左右される。従って、フランジ面積を大きくし、伝熱面積を増加することによって冷却効果を高めることができる。

また、インバータ装置２０をハウジング２の外周に一体に組み込むためのインバータ収容部を、パワー系基板とＣＰＵ基板とをモジュール化したインバータモジュール２１が収容設置されるインバータ収容部（第１収容部）９と、インバータモジュール２１に直流電力を供給する高電圧ライン３４に設けられるコモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、平滑コンデンサ３７等の高電圧系部品３０が収容設置される収容ケース（第２収容部）４０との２つの収容部に分け、それぞれを別個にハウジング２の外周に設けるようにしているため、コモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、平滑コンデンサ３７等の高電圧系部品３０から放出される電磁ノイズを収容ケース（第２収容部）４０により覆って遮蔽し、該電磁ノイズがインバータ収容部（第１収容部）９に収容設置されているインバータモジュール２１へと伝搬するのを遮断することができる。従って、インバータ装置２０の自己ノイズによる誤動作を防止し、信頼性を向上することができる。

この際、高電圧ケーブル３１，３２、端子台３３、バスバーアセンブリ３４Ａ、および高電圧系部品３０等を纏めて収容ケース４０に収容設置し、一体の組み立て品（サブアッシー品）としてハウジング２の外周に組み付けることができる。従って、高電圧ケーブル３１，３２、端子台３３、バスバーアセンブリ３４Ａ、および高電圧系部品３０等の組み立て性を改善することができるとともに、これらの部品から放出される電磁ノイズを上記の通り遮蔽し、インバータ収容部９内に設けられているインバータモジュール２１との間での電磁ノイズ干渉を防止することができる。また、比較的大きい高電圧系部品３０を高電圧ケーブル３１，３２と共に一体にコンパクトに纏めてハウジング２の外周に組み込むことができるため、圧縮機全体としてコンパクト化および軽量化を図ることができる。

さらに、インバータモジュール２１が収容されるインバータ収容部９がハウジング２の外周上面部に設けられ、高電圧系部品３０等が収容される収容ケース４０がハウジング２の外周側面部に設けられているので、インバータ収容部９と収容ケース４０とをハウジング２の外周の上面部と側面部とに互いに隣接して配置することができる。このため、インバータ収容部９に収容されるインバータモジュール２１と収容ケース４０に収容される高電圧系部品３０との間を電気的に接続する中継バスバー１４の長さを短くすることができるとともに、ハウジング２の外周を取り囲むようにインバータ装置２０をコンパクトに組み込むことができる。

また、インバータ収容部９がハウジング２と一体に成形されているため、このハウジング２と一体成形されたインバータ収容部９内にインバータモジュール２１を組み込むことによって、インバータモジュール２１を堅牢に保護し、収容ケース４０内に収容されている高電圧系部品３０から確実に遮蔽することができる。さらに、収容ケース４０が高電圧系部品３０を収容するケースとしてハウジング２とは別体とされ、ハウジング２の外周に固定設置される構成としているため、収容ケース４０をコモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、および平滑コンデンサ３７等を纏めて収容設置し、電磁ノイズを遮蔽するのに最適な構造の収容ケース４０とすることができる。従って、高電圧系部品３０を一括してハウジング２の外周にコンパクトに組み込むことができるとともに、高電圧系部品３０から放出される電磁ノイズを確実に遮蔽することができる。

また、収容ケース４０がアルミ製とされ、コモンモードコイル３５およびノーマルモードコイル３６が樹脂製ケース５５，５６を介してアルミ製の収容ケース４０内に収容設置されているため、高電圧系部品３０等を軽量でかつ高強度のアルミ製収容ケース４０により覆って堅牢に保護することができる。また、コモンモードコイル３５およびノーマルモードコイル３６を樹脂製ケース５５，５６に収容して設置しているため、これらのコイルをアルミ製収容ケース４０内に絶縁性を確保して設置するための作業を容易化することができるとともに、コイル３５，３６を変更する場合、樹脂製ケース５５，５６の変更により対応が可能なため、アルミ製収容ケース４０の共通化を図ることができる。

なお、樹脂製ケース５５，５６は、上記のように、コイル３５，３６毎に独立したケースとしてもよいが、１つのケースに仕切りを設けて複数個の収納部を設け、複数個のコイル３５，３６を１つのケースに収納する構成としてもよい。この場合、樹脂製ケースの数を減少することができるとともに、樹脂製ケースを接着固定する作業をより簡素化することができる。

また、収容ケース４０内に収容設置されるコモンモードコイル３５、ノーマルモードコイル３６、および平滑コンデンサ３７をバスバーアセンブリ３４Ａにより電気的に接続しているため、バスバーアセンブリ３４Ａに複数個の高電圧系部品３０の接続端子を溶接することにより、高電圧系部品３０間を簡素に接続することができる。従って、収容ケース４０内に余計なスペースを確保する必要がなく、収容ケース４０をコンパクトにすることができる。また、収容ケース４０に収容部品を設置するためのネジ穴４９，５０や設置ボス（設置面）４７，４８を設けているため、それに相当する分のネジ穴や設置面をハウジング２側から省略することができる。これによって、ハウジング２側にネジ穴や設置面を加工することにより増大する冷媒漏れ等のリスクを低減することができる。

さらに、収容ケース４０の外表面をリブや減肉部を設けずフラットな外表面とし、その表面積を可及的に減少するとともに、ダイカスト製品にもかかわらず外表面をショットブラスト処理しないようにしている。このような表面積減少手段および／または入熱阻止手段を施すことにより、収容ケース４０に対する外部からの輻射等による入熱を可及的に減少することができる。これによって、収容ケース４０に対する冷却効果を一段と高めることができる。なお、入熱阻止手段として外表面を研磨加工または切削加工してもよい。

また、収容ケース４０内に収容設置されている高電圧系部品３０とインバータ収容部９内に収容設置されているインバータモジュール２１とを中継バスバー１４を介して電気的に接続しているため、収容ケース４０の設置位置を変える場合、中継バスバー１４の変更によって容易に対応することができる。従って、収容ケース４０のハウジング２に対する設置位置の自由度を上げ、車両に対する搭載性を高めることができる。なお、中継バスバー１４を溶接にて接続することにより、特殊ボルトを用いなくても取り外し困難な構成とすることができる。

さらに、収容ケース４０に対してハウジング２の高圧側部位（圧縮機ハウジング５側）からモータ軸線Ｌ方向に沿って高電圧ケーブル３１，３２が接続されるようにしているため、ハウジング２の圧縮機構が内蔵されている高圧側部位の外周スペースを利用してモータ軸線Ｌ方向に高電圧ケーブル３１，３２を配線することができる。これにより、インバータ一体型電動圧縮機１の周りに確保すべき搭載に必要なスペースを小さくし、車両への搭載性を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態において、インバータ一体型電動圧縮機１の圧縮機構は、如何なる形式の圧縮機構であってよい。また、インバータ収容部９をハウジング（モータハウジング４）２と一体に成形した例について説明したが、インバータ収容部９をハウジング２と別体とし、ハウジング２に組み付ける構成としてもよい。

１ インバータ一体型電動圧縮機
２ ハウジング
３ 電動モータ
４ モータハウジング
５ 圧縮機ハウジング
８ 吸入ポート
９ インバータ収容部（第１収容部）
１４ 中継バスバー
１６ 設置面（フランジ面）
１７ Ｏリング
２０ インバータ装置
２１ インバータモジュール（インバータ回路部）
３０ 高電圧系部品
３１，３２ 高電圧ケーブル
３３ 端子台
３４ 高電圧ライン
３４Ａ バスバーアセンブリ（バスバー）
３５ コモンモードコイル
３６ ノーマルモードコイル
３７ 平滑コンデンサ
４０ 収容ケース（第２収容部）
４７，４８ 設置ボス（設置面）
４９，５０ ネジ穴
５５，５６ 樹脂製ケース
Ｌ モータ軸線

Claims (12)

1. 前方側に圧縮機構、後方側に電動モータが内蔵されている筒状のハウジングの外周にインバータ収容部が設けられ、その内部に高電圧電源からの直流電力を三相交流電力に変換して前記電動モータに給電するインバータ装置が設けられているインバータ一体型電動圧縮機において、
   前記インバータ収容部は、半導体スイッチング素子等が実装されたパワー系基板と、制御通信回路等が実装されたＣＰＵ基板とを備えたインバータモジュールが収容される第１収容部と、前記インバータモジュールに高電圧電源からの直流電力を供給する高電圧ラインに設けられるコモンモードコイル、ノーマルモードコイル、平滑コンデンサ等の高電圧系部品が収容される第２収容部とに分離され、それぞれが別個に前記ハウジングの筒状部の外周に設けられており、
   前記第２収容部は、前記ハウジングの筒状部の低圧側部位である前記後方端側に設けられている吸入ポート近傍の外周側面に沿って設けられていることを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
2. 前記第１収容部は、前記ハウジング外周の上面部に設けられ、前記ハウジングと一体に成形されていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
3. 前記第２収容部は、前記高電圧系部品の収容ケースとして前記ハウジングとは別体とされ、前記高電圧系部品を収容して前記ハウジングの外周側面に一体的に固定設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
4. 前記収容ケースには、前記高電圧系部品および高電圧ケーブルが接続される端子台が収容設置され、該収容ケースが前記高電圧ケーブルと共に一体の組み立て品として前記ハウジングの外周側面に固定設置されていることを特徴とする請求項３に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
5. 前記収容ケースは、アルミ製とされ、前記コモンモードコイルおよび前記ノーマルモードコイルは、樹脂製ケースを介して前記アルミ製収容ケース内に収容設置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
6. 前記収容ケース内には、前記高電圧系部品の固定と絶縁を兼ねて放熱性を有するシリコン系接着剤が充填されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
7. 前記収容ケース内に収容設置された複数個の前記高電圧系部品は、バスバーを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
8. 前記収容ケースには、収容部品を設置するためのネジ穴および設置面が設けられていることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
9. 前記収容ケースには、前記吸入ポートに近い側に前記コモンモードコイルおよび前記ノーマルモードコイルが設置されていることを特徴とする請求項３ないし８のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
10. 前記収容ケースは、前記ハウジング外周の固定設置面にメタルタッチ部を残し、Ｏリングを介して固定設置されていることを特徴とする請求項３ないし９のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
11. 前記収容ケースの外表面には、その表面積減少手段および／または入熱阻止手段が施されていることを特徴とする請求項３ないし１０のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
12. 前記収容ケースには、前記ハウジングの高圧側部位からモータ軸線方向に沿って前記高電圧ケーブルが接続されていることを特徴とする請求項４ないし１１のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
    

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