(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、回転軸、前記回転軸が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部、及び、前記回転軸を回転させて前記圧縮部を駆動するモータが収容されたハウジングと、
前記ハウジングの外面に設けられ、直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部と、を備え、
前記インバータ部は、コイル及びコンデンサを有するフィルタ回路と、前記フィルタ回路が接続される基板と、を有し、
前記コイル及び前記コンデンサは、前記ハウジングの外面と前記基板との間に、前記ハウジングの外面と直接又は間接的に接した状態で前記基板の延設方向に並んで配置され、
前記コイルは、一部が前記コンデンサの端子間に配置され、
前記ハウジングには内部に冷媒を流入させる流入口が設けられ、前記コイルは、前記コンデンサよりも前記流入口側に配置されていることを特徴とする電動コンプレッサ。
【請求項２】
前記コンデンサの端子は、前記基板の延設方向に延びる第１延設部と、前記基板に向かって延びる第２延設部を有し、前記第１延設部の一端がコンデンサ本体部に接続され、前記第２延設部の一端が前記基板に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動コンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動コンプレッサとして、ハウジング内に圧縮部及びモータが収納されるとともにインバータ部が一体化された電動コンプレッサが知られており、インバータ部はスイッチング素子、コンデンサ、コイル等を具備している（例えば特許文献１）。詳しくは、高電圧入力部には電力の安定供給、リップル電流流出防止等のためのフィルタ回路が設けられ、フィルタ回路を構成するコンデンサやコイルがインバータ部に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２３５３１２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、電動コンプレッサにおけるフィルタ回路では、ハウジング内に導入する冷媒を有効活用することで熱を取り除くことが行われている。そのために、フィルタ回路を構成するコンデンサやコイルをハウジングに直接又は間接的に接するように配置する方法が一般的に採られているが、この場合、フィルタ回路の規模が大きくなってしまい、ひいては電動コンプレッサの規模が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、小型化を図ることができる電動コンプレッサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、内部に、回転軸、前記回転軸が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部、及び、前記回転軸を回転させて前記圧縮部を駆動するモータが収容されたハウジングと、前記ハウジングの外面に設けられ、直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部と、を備え、前記インバータ部は、コイル及びコンデンサを有するフィルタ回路と、前記フィルタ回路が接続される基板と、を有し、前記コイル及び前記コンデンサは、前記ハウジングの外面と前記基板との間に、前記ハウジングの外面と直接又は間接的に接した状態で前記基板の延設方向に並んで配置され、前記コイルは、一部が前記コンデンサの端子間に配置されることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、コイルは一部がコンデンサの端子間に配置されているので、コイル及びコンデンサの占有面積を小さくして小型化を図ることができる。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電動コンプレッサにおいて、前記ハウジングには内部に冷媒を流入させる流入口が設けられ、前記コイルは、前記コンデンサよりも前記流入口側に配置されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、コンデンサに比べコイルがより高温になりやすいが、コイルはコンデンサよりも流入口側に配置されているので、コイルを効率よく冷却することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電動コンプレッサにおいて、前記コンデンサの端子は、前記基板の延設方向に延びる第１延設部と、前記基板に向かって延びる第２延設部を有し、前記第１延設部の一端がコンデンサ本体部に接続され、前記第２延設部の一端が前記基板に接続されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、コンデンサをハウジングに対し大きな放熱面積を確保でき放熱性に優れている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電動コンプレッサの一部を破断して示す側面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】インバータ部の一部平面図。
【図４】インバータ部のブロック図。
【図５】比較例におけるインバータ部の一部平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を車載用の電動コンプレッサに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動コンプレッサ１０は、回転軸１１と、圧縮部１２と、モータ１３と、インバータ部１４を備える。回転軸１１の軸線方向に、圧縮部１２、モータ１３、モータ１３を駆動するインバータ部１４の順に配置されている。電動コンプレッサ１０はハウジング１６を備えている。回転軸１１と圧縮部１２とモータ１３とは、ハウジング１６内に収納されている。
【００１４】
ハウジング１６は、有底円筒状の第１ハウジング１７と、第１ハウジング１７の開口部に設けられる有底円筒状の第２ハウジング１８とを有している。第１ハウジング１７と第２ハウジング１８とはアルミ材料よりなる。ハウジング１６は、第１ハウジング１７と第２ハウジング１８とを連結することで構成されている。第１ハウジング１７には、第１ハウジング１７の内部に冷媒を流入させる流入口１９が第１ハウジング１７の径方向に貫通して設けられている。さらに詳述すると、第１ハウジング１７は、底壁３５と底壁３５の外周縁から筒状に延設する側壁３６とを有する。流入口１９は、側壁３６の底壁３５側に設けられている。
【００１５】
回転軸１１は、第１ハウジング１７の底壁３５に設けられるベアリングボックス２１内のベアリングにより回転可能に支持されている。本実施形態においては、第１ハウジング１７の内部に、回転軸１１、回転軸１１が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部１２、及び、回転軸１１を回転させて圧縮部１２を駆動するモータ１３が収容されている。
【００１６】
モータ１３は、ロータ２２とステータ２３を有する。ロータ２２は回転軸１１に固定されている。ステータ２３はロータ２２の外周側に配置されており、第１ハウジング１７に固定されている。ステータ２３はステータコア２３ａにコイル２３ｂが巻回されている。
【００１７】
第１ハウジング１７の底壁３５の外面１７ａ（底壁３５の側壁３６が設けられる面とは反対側の面）には、モータ１３を駆動させるインバータ部１４が設けられている。インバータ部１４は、第１ハウジング１７の底壁３５の外面１７ａに設けられたカバー２４に覆われている。
【００１８】
カバー２４は、第１ハウジング１７と協働してインバータ部１４を収容するインバータ収容室３７を形成する。
図４に示すように、インバータ部１４は、インバータ回路２５と、フィルタ回路２６と、フィルタ回路２６が接続される基板２９（図１参照）とを有する。インバータ回路２５は、上下のアームを構成する複数のパワースイッチング素子を備えており、正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に各相上アームを構成するパワースイッチング素子と、各相下アームを構成するパワースイッチング素子が直列接続されている。正極母線Ｌｐ、負極母線Ｌｎには直流電源としてのバッテリ４０が接続される。フィルタ回路２６は、バッテリ４０とインバータ回路２５との間に設けられている。フィルタ回路２６は、コンデンサ及びコイルを有する。フィルタ回路２６は、フィルタ機能を有し、電力の安定供給及びリップル電流流出防止のために用いられる。
【００１９】
本実施形態では、インバータ回路２５を構成する複数のパワースイッチング素子は、モジュール化され、図１に示すようにインバータモジュール２０となっている。フィルタ回路２６は、コイル２７及びコンデンサ２８を有する。インバータモジュール２０、コイル２７、コンデンサ２８及び基板２９は、インバータ収容室３７内に収容されている。第１ハウジング１７の底壁３５の外面１７ａは回転軸１１の径方向に延在し、基板２９も回転軸１１の径方向に延在するように配置され、第１ハウジング１７の底壁３５の外面１７ａと基板２９とは対向している。
【００２０】
図４に示すように、インバータ回路２５には３相交流モータ１３が接続される。そして、上下のアームを構成するパワースイッチング素子を有するインバータ回路２５は、パワースイッチング素子のスイッチング動作に伴いバッテリ４０からの直流電力を交流電力に変換してモータ１３に供給する。即ち、パワースイッチング素子のスイッチング動作により３相交流モータ１３の各相の巻線が通電されて３相交流モータ１３を駆動することができる。
【００２１】
このように、電動コンプレッサ１０に備えられるインバータ部１４は、第１ハウジング１７の底壁３５の外面１７ａに設けられ、直流電力を交流電力に変換してモータ１３に供給する。
【００２２】
図１，２に示すように、インバータモジュール２０とコイル２７とコンデンサ２８とは基板２９に接続されている。コンデンサ２８として例えばフィルムコンデンサが用いられる。
【００２３】
インバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８は、ハウジング１６の底壁３５の外面１７ａと基板２９との間に、基板２９の延設方向に並んで配置されている。
また、インバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８は、ハウジング１６の底壁３５の外面１７ａと直接又は間接的に接した状態で配置されている。つまり、ハウジング１６の底壁３５の外面１７ａに対しインバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８が、直接、または、グリスや伝熱部材等の介在物を介して間接的に接している。
【００２４】
図２，３に示すように、コイル２７は、一部分がコンデンサ２８の端子３１，３１間に、配置されるように設けられている。
詳述すると、本実施形態では、コイル２７は、角部Ｓ１を有するコイル本体部２７ａと一対の端子２７ｂとを備える。一対の端子２７ｂは、コイル本体部２７ａにおけるコンデンサ２８側に引き出され、回転軸１１の軸線方向に延びて基板２９に接続されている。
【００２５】
一方、コンデンサ２８は、図１，２に示すように、コンデンサ本体部３０と、一対の端子３１を有する。端子３１は、コンデンサ本体部３０から基板２９の延設方向（本実施形態では回転軸１１の径方向）に延びる第１延設部３１ａと、第１延設部３１ａから基板２９に向かって延びる第２延設部３１ｂを有する。第１延設部３１ａの第１端部は、第２延設部３１ｂの第１端部と接続されている。第２延設部３１ｂの第２端部は、基板２９に接続されている。つまり、端子３１は、Ｌ字状に屈曲形成されている。また、本実施形態のコンデンサ２８は、第１ハウジング１７の底壁３５の外面１７ａ上に第１延設部３１ａが回転軸１１の径方向に延びるとともに第２延設部３１ｂが回転軸１１の軸線方向でかつ底壁３５から離れる方向に延びるように配置される。
【００２６】
そして、コイル本体部２７ａの一つの角部Ｓ１は、一対の第１延設部３１ａ間に配置されている。言い換えると、コイル本体部２７ａの一部は、一対の第１延設部３１ａの延設する方向と交わる方向（回転軸の径方向と交わる方向）で一対の第１延設部３１ａと重なるように配置されている。
【００２７】
また、コイル２７は、コンデンサ２８よりも流入口１９側に配置されている。
次に、作用について説明する。
図１において冷媒の流れを一点鎖線で示す。流入口１９から冷媒が第１ハウジング１７の内部に導入される。そして、冷媒は、モータ１３におけるロータ２２の外周面とステータコア２３ａの内周面との間の隙間を通して回転軸１１の軸方向に流れて圧縮部１２に導かれる。また、流入口１９から吸入された冷媒が第１ハウジング１７の底壁３５に沿って流れる際において、冷媒は、第１ハウジング１７の底壁３５を冷却する。第１ハウジング１７の底壁３５には、インバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８が、直接又は間接的に接した状態で配置されているため、インバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８から発せられた熱は第１ハウジング１７の底壁３５に伝達される。つまり、インバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８と、冷媒との間で第１ハウジング１７の底壁３５を介して熱交換が行われる。これによって、インバータモジュール２０、コイル２７及びコンデンサ２８を効率よく冷却することができる。
【００２８】
さらに、コンデンサ２８に比べコイル２７がより高温になりやすいことを考慮し、コイル２７を、コンデンサ２８よりも流入口１９側に配置しているため、コイル２７を効率よく冷却することができる。
【００２９】
また、図３に示すように、コンデンサ２８の一対の端子３１，３１間にコイル２７の一部を配置している。本実施形態のように車両に搭載される電動コンプレッサ１０の場合、インバータ回路２５からのノイズによって他の車載機器に悪影響を及ぼさないようにするとともに他の車載機器からのノイズからインバータ回路２５を保護する必要があり、バッテリ４０とインバータ回路２５との間にフィルタ回路２６が設けられる。特に、図４に示すように、バッテリ４０をインバータ回路２５と他の車載機器４１（例えば、インバータやコンバータ）とで共用した場合、他の車載機器４１の仕様は、車種に応じて異なるため、問題となるノイズの周波数帯域が車種に応じて異なる場合がある。このため、電動コンプレッサ１０としては、複数の車種に適用できるように、フィルタ回路２６の共振周波数を適宜設定する必要がある。したがって、電動コンプレッサ１０のフィルタ回路としては、コイル２７及びコンデンサ２８を有するフィルタ回路２６が必要となる。
【００３０】
一方、その背反として、コイルが必須となるため、フィルタ回路２６の規模は、大きくなってしまう。
特に、電動コンプレッサにおけるフィルタ回路では、ハウジング内に導入する冷媒を有効活用することで熱を取り除くことが行われており、フィルタ回路を構成するコンデンサ及びコイルをハウジングに直接又は間接的に接するように配置する。この場合、基板の延設方向に沿ってコンデンサとコイルを並べて配置する必要があり、さらにフィルタ回路２６の規模が大きくなってしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態では、コンデンサ２８の一対の端子３１，３１間にコイル２７の一部を配置している。これにより、インバータ回路２５の規模を小型化することが可能となる。
【００３２】
図５は、比較例である。コンデンサ１０１はコンデンサ２８と同様の構成であり、コイル１００はコイル２７と同様の構成である。図５に示すように比較例のコイル１００は、コンデンサ１０１の一対の端子１０１ｂ間に設けられていない。ここで、コンデンサ本体部１０１ａにおけるコイル本体部１００ａから最も離れた部分と、コイル本体部１００ａにおけるコンデンサ本体部１０１ａから最も離れた部分を結ぶ直線をＬ２とする。
【００３３】
これに対し、図３に示す本実施形態において、コンデンサ本体部３０におけるコイル本体部２７ａから最も離れた部分と、コイル本体部２７ａにおけるコンデンサ本体部３０から最も離れた部分を結ぶ直線をＬ１として、図５のＬ２と比較すると、本実施形態では、図５の構成と比較して、ΔＬ分だけ短くできることがわかる。
【００３４】
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）電動コンプレッサ１０の構成として、コイル２７及びコンデンサ２８は、ハウジングの外面１７ａと基板２９との間に、ハウジングの外面１７ａと直接又は間接的に接した状態で基板２９の延設方向に並んで配置され、コイル２７は、一部がコンデンサ２８の端子３１，３１間に配置されている。よって、コイル２７は一部がコンデンサ２８の端子３１，３１間に配置されているので、コイル２７及びコンデンサ２８の占有面積を小さくして小型化を図ることができる。
【００３５】
（２）ハウジング１６には内部に冷媒を流入させる流入口１９が設けられ、コイル２７は、コンデンサ２８よりも流入口１９側に配置されている。よって、コンデンサ２８に比べコイル２７がより高温になりやすいが、コイル２７はコンデンサ２８よりも流入口１９側に配置されているので、コイル２７を効率よく冷却することができる。
【００３６】
（３）コンデンサ２８の端子３１は、基板２９の延設方向に延びる第１延設部３１ａと、基板２９に向かって延びる第２延設部３１ｂを有し、第１延設部３１ａの一端がコンデンサ本体部３０に接続され、第２延設部３１ｂの一端が基板２９に接続されている。よって、コンデンサ２８をハウジング１６に対し大きな放熱面積を確保でき放熱性に優れている。
【００３７】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・コイルの形状は矩形（四角形）であったが、これに限定されるものではない。例えば、丸型（円形）等であってもよい。
【００３８】
・カバー２４及びインバータ部１４は、第１ハウジング１７の側壁３６に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０…電動コンプレッサ、１１…回転軸、１２…圧縮部、１３…モータ、１４…インバータ部、１６…ハウジング、１７ａ…外面、１９…流入口、２６…フィルタ回路、２７…コイル、２８…コンデンサ、２９…基板、３０…コンデンサ本体部、３１…端子、３１ａ…第１延設部、３１ｂ…第２延設部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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