(57)【要約】【課題】小型化された場合であっても、インバータ収容部とインバータカバーとを直接接触させて両者の電気的な接続を確保すると共にインバータカバーの振動を抑制することのできるインバータ一体型電動圧縮機を提供する。【解決手段】インバータ一体型電動圧縮機は、圧縮機構及び前記圧縮機構を駆動する電動モータを収容する圧縮機ケース５と前記電動モータを駆動するためのインバータを収容する有底筒状のインバータケース６とを有する金属製のハウジング７と、インバータケース６の開口を塞ぐ金属製のインバータカバー９と、を含む。インバータケース６とインバータカバー９とは、インバータケース６の内底部から立ち上がる突出部６６の先端がインバータカバー９の内面に形成された突出部９２に当接することによって電気的に接続されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構、圧縮機構を駆動する電動モータ及び電動モータを駆動するためのインバータが一体化されたインバータ一体型電動圧縮機であって、
前記圧縮機構及び前記電動モータを収容する圧縮機収容部と前記インバータを収容する有底筒状のインバータ収容部とを有する金属製の圧縮機ハウジングと、
前記インバータ収容部の開口を塞ぐ金属製のインバータカバーであって、その周縁部が前記インバータ収容部の周壁部の端面にシール材を介して複数の締結具によって固定された前記インバータカバーと、
を含み、
前記インバータ収容部と前記インバータカバーとは、前記インバータ収容部の内底部から立ち上がる突出部の先端が前記インバータカバーの内面の対応部位に当接することによって電気的に接続されている、
インバータ一体型電動圧縮機。
【請求項２】
前記インバータ収容部は、前記圧縮機収容部の外周面よりも外側に延出した延出部を有して形成され、前記突出部は、前記インバータ収容部における前記延出部の領域に設けられている、請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項３】
前記延出部には、外部装置と前記インバータとを接続するためのコネクタが取り付けられるコネクタ取付部が設けられている、請求項２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項４】
前記インバータカバーの内面において、前記対応部位は、その周囲よりも突出して形成されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項５】
前記インバータカバーは、前記インバータ収容部に前記複数の締結具によって固定されることで前記突出部の先端と前記対応部位との当接部を支点として弾性変形するように形成されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構、圧縮機構を駆動する電動モータ及び電動モータを駆動するためのインバータが一体化されたインバータ一体型電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ一体型電動圧縮機の一例として特許文献１に記載された電動圧縮機が知られている。特許文献１に記載された電動圧縮機は、インバータを収容するインバータ収容部を有する金属製のハウジングと、シール材を介してボルトによって前記インバータ収容部（ハウジング）に固定された金属製のインバータカバーとを有する。前記インバータ収容部と前記インバータカバーとは、前記インバータ収容部に形成された凸部及び前記インバータカバーに形成された凸部の少なくとも一方を介して直接接触することによって電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、主に前記インバータカバーの振動を抑制するため、前記インバータカバーにはリブが設けられていたり、前記インバータカバーが厚肉に形成されていたりする場合が多い。しかし、近年、インバータ一体型電動圧縮機の小型化がますます要求されており、前記インバータからの絶縁距離を考慮しつつ、前記インバータカバーにリブを設けたり、前記インバータカバーを厚肉に形成したりすることが難しくなっている。このため、インバータ一体型電動圧縮機の小型化によって前記インバータカバーの振動を十分に抑制できなくなってしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、小型化された場合であっても、インバータ収容部とインバータカバーとを直接接触させて両者の電気的な接続を確保すると共にインバータカバーの振動をも抑制することの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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、圧縮機構、圧縮機構を駆動する電動モータ及び電動モータを駆動するためのインバータが一体化されたインバータ一体型電動圧縮機は、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容する圧縮機収容部と前記インバータを収容する有底筒状のインバータ収容部とを有する金属製の圧縮機ハウジングと、前記インバータ収容部の開口を塞ぐ金属製のインバータカバーであって、その周縁部が前記インバータ収容部の周壁部の端面にシール材を介して複数の締結具によって固定された前記インバータカバーとを含む。前記インバータ収容部と前記インバータカバーとは、前記インバータ収容部の内底部から立ち上がる突出部の先端が前記インバータカバーの内面の対応部位に当接することによって電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
前記インバータ一体型電動圧縮機は、前記インバータケースの前記突出部の先端と前記インバータカバーの前記対応部位とが当接するように構成されているので、前記インバータケースと前記インバータカバーとの直接接触による両者の電気的な接続が確保されると共に、前記インバータカバーの振動も抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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概略構成を示す図である。
【図２】前記インバータ一体型電動圧縮機の回路構成図の一例を示す図である。
【図３】前記インバータ一体型電動圧縮機のハウジングを構成するインバータケースの内部を示す斜視図である。
【図４】前記インバータケースの開口がインバータカバー９よって閉塞された状態の部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１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概略構成を示す図である。実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機（以下単に「電動圧縮機」という）１は、車両用空調装置の冷媒回路に設けられ、前記車両用空調装置の冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。
【００１０】
図１に示されるように、電動圧縮機１は、圧縮機構２と、圧縮機構２を駆動する電動モータ３と、電動モータ３を駆動するためのインバータ４と、を含む。また、電動圧縮機１は、圧縮機構２及び電動モータ３を収容する圧縮機ケース（圧縮機収容部）５と、インバータ４を収容するインバータケース（インバータ収容部）６と、を有し、圧縮機ケース５とインバータケース６とが図示省略の複数の締結具（例えば、ボルト）によって一体に締結されて電動圧縮機１のハウジング７を構成している。
【００１１】
圧縮機ケース５は、概ね円筒状に形成されている。インバータケース６は、概ね有底円筒状に形成され、その底部側が圧縮機ケース５の一端（図１における左端）に連結されている。圧縮機ケース５の他端（図１における右端）側の開口は、圧縮機カバー８によって閉塞され、インバータケース６の開口は、インバータカバー９によって閉塞されている。圧縮機カバー８は、その周縁部が図示省略の複数の締結具（例えば、ボルト）によって圧縮機ケース５（すなわち、ハウジング７）に固定されており、インバータカバー９は、その周縁部が複数の締結具としての複数のボルト１２（後述する）によってインバータケース６（すなわち、ハウジング７）に固定されている。
【００１２】
本実施形態において、ハウジング７（圧縮機ケース５及びインバータケース６）、圧縮機カバー８及びインバータカバー９は、アルミニウム合金などの導電性の金属材料で形成されている。また、圧縮機ケース５には、前記冷媒を吸入するための吸入ポート５１及び前記冷媒を吐出するための吐出ポート５２が形成されている。
【００１３】
圧縮機構２は、特に制限されるものではないが、例えば固定スクロールと可動スクロールとを含むスクロール型の圧縮機構であり得る。電動モータ３は、その出力軸３ａが圧縮機構２（例えば、前記スクロール型の圧縮機構の可動スクロール）に連結されている。電動モータ３とインバータ４とは、インバータケース６の底部を気密性及び液密性が確保された状態で貫通した配線（図示省略）によって接続されている。
【００１４】
電動圧縮機１において、インバータ４によって電動モータ３が駆動されると、電動モータ３がその出力軸３ａを介して圧縮機構２を駆動する。そして、吸入ポート５１から吸入された冷媒（低圧冷媒）が圧縮機構２によって圧縮され、圧縮された冷媒（高圧冷媒）が吐出ポート５２から吐出される。
【００１５】
また、電動圧縮機１は、図示省略した取付部材を用いて車両に取り付けられるように構成されている。そして、電動圧縮機１が前記車両に取り付けられると、ハウジング７が前記車両のアースに接続される。
【００１６】
図２は、インバータ４を含む電動圧縮機１の回路構成図の一例を示している。
本実施形態において、インバータ４は、平滑コンデンサ（Ｘコンデンサ）４１と、平滑コンデンサと並列に接続される第１及び第２のＹコンデンサ４２ａ、４２ｂと、パワーモジュール４３と、パワーモジュール制御回路４４とを含む。
【００１７】
平滑コンデンサ４１は、前記車両に搭載された電源ユニットＶＢの正極側電源ラインと負極側電源ラインとの間に接続されている。第１のＹコンデンサ４２ａは、前記正極側電源ラインとグランドＧＮＤとの間に接続されている。第２のＹコンデンサ４２ｂは、前記負極側電源ラインとグランドＧＮＤとの間に接続されている。
【００１８】
パワーモジュール４３は、パワースイッチング素子としての絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ１〜Ｑ６と、ダイオードＤ１〜Ｄ６とを含み、ＰＷＭ制御によって電源ユニットＶＢから供給される直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ３に供給する。
【００１９】
パワーモジュール制御回路４４は、前記車両用空調装置の制御ユニット（図示省略）からの制御信号に基づいて、パワーモジュール４３のパワースイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。
【００２０】
なお、図示は省略するが、本実施形態において、インバータ４は、メイン回路を形成するメイン回路基板と、ノイズ除去用のフィルタ回路及び給電安定用の平滑回路を形成するフィルタ回路基板と、で構成されている。前記メイン回路基板は、プリント基板にパワーモジュール４３及びパワーモジュール制御回路４４を構成する各電子部品素子などが実装されて構成され、前記フィルタ回路基板は、プリント基板に平滑コンデンサ４１、第１のＹコンデンサ４２ａ及び第２のＹコンデンサ４２ｂなどが実装されて構成されている。
【００２１】
ここで、前記フィルタ回路基板に実装された平滑コンデンサ４１、第１のＹコンデンサ４２ａ及び第２のＹコンデンサ４２ｂは、一般に、前記メイン回路基板に実装された電子部品素子と比較して大型であり、振動の影響を受け易い。このため、前記フィルタ回路基板又はそこに実装された平滑コンデンサ４１、第１のＹコンデンサ４２ａ及び第２のＹコンデンサ４２ｂは、樹脂でモールドされている。
【００２２】
図３は、インバータケース６の内部を示す斜視図であり、図４は、インバータケース６の開口がインバータカバー９によって閉塞された状態の部分断面斜視図である。なお、図３及び図４においては、説明の便宜上、インバータケース６に収容されるインバータ４などの収容部品が省略されている。
【００２３】
インバータケース６は、圧縮機ケース５に連結される前記底部の周縁から立ち上がる環状の周壁部６１を有している。周壁部６１の端面には、複数（ここでは７つ）のボルト穴６２が形成されている。また、本実施形態において、インバータケース６は、圧縮機ケース５の外周面よりも外側に延出する延出部６３を有している。延出部６３は、圧縮機ケース５の外周面から略矩形状に突出している。
【００２４】
インバータケース６の内底部には、インバータ４（すなわち、前記メイン回路基板及び前記フィルタ回路基板）を取り付けるための複数（ここでは９つ）のネジ穴６４と、外部装置とインバータ４とを接続するためのコネクタ（図示省略）が取り付けられるコネクタ取付孔６５とが形成されている。本実施形態において、前記外部装置は、前記車両に搭載された電源ユニットＶＢ及び前記車両用空調装置の前記制御ユニットである、そして、インバータ４は、前記コネクタを介して電源ユニットＶＢの電源ライン及び前記制御ユニットの信号ラインに接続されるように構成されている。また、インバータケース６には、前記内底部から立ち上がる突出部６６が設けられている。突出部６６は、周壁部６１から離れた位置、すなわち、インバータケース６の中央側領域に配置されており、周壁部６１よりも所定量だけ高く形成されている。
【００２５】
ここで、本実施形態において、９つのネジ穴６４のうちの３つのネジ穴６４ａは、インバータケース６内における延出部６３の領域に配置され、他の６つのネジ穴６４ｂは、インバータケース６内における圧縮機ケース５に対応する領域に配置されている。そして、図示省略するが、前記フィルタ回路基板は、３つのネジ穴６４ａ及び最も延出部６３側のネジ穴６５ｂを利用してインバータケース６に取り付けられ、前記メイン回路基板は、５つのネジ穴６４ｂを利用してインバータケース６に取り付けられる。すなわち、前記フィルタ回路基板は、その大部分がインバータケース６内における延出部６３の領域に配置され、前記メイン回路基板は、インバータケース６内における圧縮機ケース５に対応する領域に配置される。また、コネクタ取付孔６５及び突出部６６は、インバータケース６内における延出部６３の領域に配置されている。
【００２６】
インバータカバー９は、インバータケース６の周壁部６１に対応する周縁部９１が他の部分よりも突出して形成されている。換言すれば、インバータカバー９は、周縁部９１が他の部分より厚肉に形成されている。また、周縁部９１には、インバータケース６の周壁部６１の端面に形成された複数のボルト穴６２のそれぞれに対応するボルト挿通孔が形成されている。さらに、インバータカバー９の周縁部９１の内側（すなわち、インバータカバー９の内面）におけるインバータケース６の突出部６６に対応する部位は、その周囲よりも突出した突出部９２として形成されている。本実施形態において、突出部９２は、周縁部９１とほぼ同じ高さを有している。
【００２７】
インバータケース６の開口は、インバータ４や前記コネクタなどがインバータケース６に取り付けられた後にインバータカバー９によって閉塞される。具体的には、インバータカバー９は、周縁部９１がインバータケース６の周壁部６１の端面に絶縁性ガスケット（シール部材）１１を介して複数（ここでは７つ）のボルト１２によって固定されている（但し、図４にはそのうちの一つのボルトが示されていない）。そして、インバータカバー９がインバータケース６にボルト固定されると、インバータケース６の突出部６６の先端とインバータカバー９の突出部９２とが当接する。
【００２８】
以上のような構成を有する電動圧縮機１によれば、以下のような効果が得られる。
まず、インバータケース６の前記内底部から立ち上がる突出部６６の先端とインバータカバー９の内面に形成された突出部９２とが当接するので、インバータケース６とインバータカバー９とは両者の直接接触によって電気的な接続が確保される。このため、インバータケース６とインバータカバー９との間に電位差が発生することが防止され、外部からのノイズがインバータ４に流れてしまうことやインバータ４で発生したノイズが外部に流れてしまうことが抑制される。また、インバータケース６の突出部６６は、インバータカバー９の周縁部９１より内側の中央側領域に当接するので、この突出部６６との当接によってインバータカバー９の振動が抑えられる。このため、例えば電動圧縮機１の小型化や軽量化などによって、インバータカバー９を厚肉に形成できない場合やインバータカバー９にリブなどの補強を十分に行うことができない場合であっても、インバータカバー９の振動を抑制することができる。換言すれば、本実施形態において、インバータケース６の突出部６６とインバータカバー９の突出部９２とは、インバータケース６とインバータカバー９とを電気的に接続する電気的接続部としての機能に加えて、インバータカバー９の振動を抑制する振動抑制部としての機能をも有している。このため、インバータカバー９の補強を低減することが可能であり、電動圧縮機１の小型化や軽量化に寄与し得る。
【００２９】
特に、本実施形態において、インバータケース６の突出部６６は、インバータケース６の周壁部６１よりも高く形成され、インバータカバー９の突出部９２は、インバータカバー９の周縁部９１とほぼ同じ高さに形成されている。また、インバータカバー９において、周縁部９１より内側の中央側領域は、周縁部９１に比べて薄肉に形成されている。したがって、本実施形態においては、インバータカバー９がインバータケース６にボルト固定されると、インバータケース６の突出部６６の先端がインバータカバー９の突出部９２に確実に当接すると共に、インバータカバー９がインバータケース６の突出部６６とインバータカバー９の突出部９２との当接部を支点として弾性変形する。このため、インバータケース６とインバータカバー９との電気的な接続がより強固に行われ、また、インバータケース６の突出部６６がインバータカバー９を押圧する突っ張り棒として機能するので、インバータカバー９の振動が効果的に抑制される。
【００３０】
ところで、本実施形態のように、インバータケース６が延出部６３を有する場合、インバータカバー９における延出部６３に対応する部位が他の部位よりも振動し易くならざるを得ない。この点、本実施形態において、突出部６６は、インバータケース６内における延出部６３の領域に配置されており、インバータカバー９の振動し易い部位に当接する。このため、インバータカバー９の振動が効果的に抑制される。
【００３１】
なお、上述の実施形態では、インバータケース６の突出部６６がインバータケース６の周壁部６１よりも高く形成され、インバータカバー９の突出部９２がインバータカバー９の周縁部９１と同じ高さに形成されている。しかし、これに限られるものではない。インバータカバー９がインバータケース６にボルト固定された際に、インバータケース６の突出部６６の先端がインバータカバー９の内面に確実に当接するように構成されていればよい。例えば、インバータカバー９の突出部９２が省略され、インバータケース６の突出部６６の高さが、インバータケース６の周壁部６１の前記内底部からの高さとインバータカバー９の周縁部９１の前記内面からの高さとを合算した値よりも大きく形成されてもよいし、インバータケース６の突出部６６の高さとインバータカバー９の突出部９２の高さとを合算した値が、インバータケース６の周壁部６１の前記内底部からの高さとインバータカバー９の周縁部９１の前記内面からの高さとを合算した値よりも大きく形成されてもよい。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形等が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３３】
１…インバータ一体型電動圧縮機、２…圧縮機構、３…電動モータ、４…インバータ、５…圧縮機ケース（圧縮機収容部）、６…インバータケース（インバータ収容部）、７…インバータ一体型電動圧縮機のハウジング、８…圧縮機カバー、９…インバータカバー、１１…絶縁性ガスケット（シール部材）、６１…インバータケースの周壁部、６３…インバータケースの延出部、６５…コネクタ取付孔（コネクタ取付部）、６６…インバータケースの突出部、９１…インバータカバーの周縁部、９２…インバータカバーの突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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