(57)【要約】【課題】小形コンパクトで、なおかつ回路部品の放熱性に優れた圧縮機駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部６２と、前記圧縮部６２を駆動するモータ部６３と、前記圧縮部６２と前記モータ部６３とを収納して密閉化された第一の筐体６０と、前記モータ部６３を駆動する駆動回路１が収納された第二の筐体５とを備え、前記第二の筐体５を、前記第一の筐体６０と一体的に形成、もしくは、前記第一の筐体６０の外周部に固定して配設するとともに、前記第二の筐体５の自然冷却効率を高める構成としたもので、交流電源を使用した場合においても、圧縮機制御回路の自然冷却効率を高めることで、圧縮機ユニットの小型化を実現した圧縮機駆動装置を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータ部と、前記圧縮部と前記モータ部とを収納して密閉化された第一の筐体と、前記モータ部を駆動する駆動回路が収納された第二の筐体とを備え、前記第二の筐体を、前記第一の筐体と一体的に形成、もしくは、前記第一の筐体の外周部に固定して配設するとともに、前記第二の筐体の自然冷却効率を高める構成とした圧縮機駆動装置。
【請求項２】
駆動回路は、少なくともコンバータ回路部とインバータ回路部とからなるとともに、前記コンバータ回路部および前記インバータ回路部を、第二の筐体内の側方に配置する構成とした請求項１記載の圧縮機駆動装置。
【請求項３】
第二の筐体に放熱部を設けた請求項１または２記載の圧縮機駆動装置。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機駆動装置を有する空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を駆動する圧縮機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用空気調和機の圧縮機としてはインバータ制御による圧縮機が主流であり、圧縮機とその圧縮機を制御する圧縮機駆動装置が空気調和機を構成する室外ユニットに搭載されて冷凍サイクルを運転している。
【０００３】
図７は従来の分離型空気調和機における室外ユニットの概略構成を示す斜視図である。図７に示すように、室外ユニット１００は、圧縮機構部（図示せず）およびこの圧縮機構部を駆動する電動機部（図示せず）を密閉容器内に収納した圧縮機１１０と、外気との熱交換を行うための室外熱交換器１２０と、熱交換のための外気を送風する送風機１３０により構成されている。また、これらの構成要素は外枠体（図示せず）に収納されている。
【０００４】
また、室外ユニット１００の構成要素部品を駆動するための駆動回路ユニット１４０が、室外ユニット１００の上部空間に圧縮機１１０とは切り離されて配置されている。
【０００５】
駆動回路ユニット１４０は、圧縮機１１０を駆動制御するための圧縮機駆動装置、送風機１３０を駆動制御するための送風機用制御装置、冷凍サイクルを駆動制御するための冷凍サイクル用制御装置、さらには室内ユニットへの配線部などにより構成され、大部分は圧縮機駆動装置である。
【０００６】
一方、図８には、空気調和機の圧縮機として、インバータ制御による圧縮機を駆動するための駆動回路図を示す。図８に示すように、交流商用電源２００を直流に変換するコンバータ回路部となる整流回路部２１０、直流を三相交流に変換して圧縮機１０１の電動機部であるモータ２２０を駆動するインバータ回路部となるスイッチング回路部２３０、さらにスイッチング回路部２３０を駆動するゲートドライブ回路部２４０、さらに通電信号を形成する演算器２５０により構成されている。
【０００７】
ここで、整流回路部２１０はリアクタンス２６０、コンデンサ２７０、さらにはダイオード２８０などの組み合わせによって形成されている。また、スイッチング回路部２３０は、高速スイッチングが可能なＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｒ  ｍｏｄｅ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やパワートランジスタなどよりなるスイッチング素子２９０によって構成されている。
【０００８】
一方、近年、車載空調機にもインバータ制御の圧縮機が搭載され、空調機の小型化軽量化などを目的として、圧縮機と圧縮機制御回路ユニットとを一体化した例が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７４１７８号公報
【特許文献２】特開２００３−１３８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記従来の構成において、車載用のインバータ駆動圧縮機の場合は、直接に直流電源を使用するため、圧縮機用制御ユニット内に整流回路部（コンバータ回路部）を設ける必要がない。そのため、圧縮機用制御ユニットの小型化が可能となり圧縮機本体と一体化して車載することが可能であるが、圧縮機用制御ユニットを圧縮機本体と一体化
した場合、制御ユニット内のパワー回路部品などの発熱部品の冷却が十分になされないといった課題や、圧縮機の振動によって部品の破損が生じるなどの課題が発生していた。
【００１０】
また、制御ユニットの発熱部品を冷却するために圧縮機の吸入冷媒を利用する方法は、冷凍サイクルの安定運転に影響を与えるという課題を有している。
【００１１】
これらの上記の課題を解決するために本発明は、小形コンパクトで、なおかつ回路部品の放熱性に優れた圧縮機駆動装置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】
【００１２】
これらの課題を解決するために本発明の圧縮機駆動装置は、圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータ部と、前記圧縮部と前記モータ部とを収納して密閉化された第一の筐体と、前記モータ部を駆動する駆動回路が収納された第二の筐体とを備え、前記第二の筐体を、前記第一の筐体と一体的に形成、もしくは、前記第一の筐体の外周部に固定して配設するとともに、前記第二の筐体の自然冷却効率を高める構成としたもので、交流電源を使用した場合においても、圧縮機制御回路の自然冷却効率を高めることで、圧縮機ユニットの小型化を実現した圧縮機駆動装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小形コンパクトで、なおかつ回路部品の放熱性に優れた圧縮機駆動装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータ部と、前記圧縮部と前記モータ部とを収納して密閉化された第一の筐体と、前記モータ部を駆動する駆動回路が収納された第二の筐体とを備え、前記第二の筐体を、前記第一の筐体と一体的に形成、もしくは、前記第一の筐体の外周部に固定して配設するとともに、前記第二の筐体の自然冷却効率を高める構成としたもので、交流電源を使用した場合においても、圧縮機制御回路の自然冷却効率を高めることで、圧縮機ユニットの小型化を実現した圧縮機駆動装置を提供できる。
【００１５】
第２の発明は、駆動回路は、少なくともコンバータ回路部とインバータ回路部とからなるとともに、前記コンバータ回路部および前記インバータ回路部を、第二の筐体内の側方に配置する構成としたもので、交流商用電源を用いたインバータ駆動用の駆動回路ユニットを筐体内に一体化して小型化することができる。
【００１６】
また、コンバータ回路部およびインバータ回路部の発熱部品からの発熱を、筐体外部に放熱しやすい構成になっており、自然空冷冷却の冷却効率を向上することができる。
【００１７】
第３の発明は、第二の筐体に放熱部を設けたもので、圧縮機制御回路の発熱部品の放熱効果をより高めることが可能となる。
【００１８】
第４の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機駆動装置を有する空気調和機で、空気調和機の室外機における圧縮機を駆動する駆動回路ユニットの体積を低減し、熱交換器の有効伝熱面積を増加させ、空調能力を増大させることが可能となる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態である圧縮機駆動装置の正面図である。図１に示すように、密閉された第一の筐体である圧縮機本体６０の内部には、冷媒吸入管６１より吸入された冷媒を圧縮する圧縮部６２と圧縮部６２を駆動するモータ部６３が収納配置されている。モータ部６３によって発生する回転力は回転軸（図示せず）を介して圧縮部６２に伝達され、圧縮機構部（図示せず）を回転運動あるいは往復運動させることによって冷媒を圧縮し、上部に設けられた冷媒吐出管６４より冷凍サイクル中に供給される。また、圧縮機本体６０はベース６５によって、例えば室外ユニットなどに配置固定されている。
【００２１】
圧縮機本体６０の上部には、圧縮機駆動用の駆動回路ユニット１を冷媒吐出管６４が貫通し、断熱性と防振性を有する中間部材６７を介して圧縮機本体６０と一体的に固定されている。そのため、圧縮機本体６０からの駆動回路ユニット１への熱影響と振動影響を軽減し、駆動回路ユニット１の安定動作を実現している。また駆動回路ユニット１に設けた出力端子部６８と圧縮機本体６０に設けた入力端子部６９が接続され、圧縮機本体６０のモータ部６３の駆動制御を行っている。また、駆動回路ユニット１により、圧縮機本体６０のモータ部６３がインバータ制御されて回転数可変に制御される。
【００２２】
図２、図３は、駆動回路ユニット１の平面図および断面図である。駆動回路ユニット１は図２に示すように、側板部２と底板部３と天板部４により円筒形状の第二の筐体である筐体５を形成し、筐体５の内部に圧縮機を駆動制御するための駆動回路部品が収納されている。駆動回路部品は、交流商用電源を直流に変換するコンバータ回路部である整流回路部６、直流を交流に変換するインバータ回路部であるスイッチング回路部７、および制御回路部８のそれぞれのブロックに大きく分けられて収納されている。駆動回路ユニットの中央部には、圧縮機からの冷媒吐出配管が貫通する吐出管貫通部９が設けられている。
【００２３】
整流回路部６には、ダイオード１０、コンデンサ１１、リアクタンス１２などが配置されている。また、スイッチング回路部７には、高速スイッチングを行うＩＧＢＴ１３、その素子を駆動するためのドライブ回路１４などが配置されている。また、制御回路部８には制御信号発生器１５やマイコン１６などの制御回路部品が配置されている。整流回路部６が位置する部分の筐体５の側板部２には、商用交流電源の取り込み端子部１７が設けられ、スイッチング回路部７が位置する部分の筐体５の側板部２には、圧縮機の電動機部への出力端子部１８が設けられている。図３においては、各駆動回路部品の接続端子２０が基板１９上に接続される構成としているが、基板１９に直接表面実装して、回路部品の載置面積と載置体積を小さくすることも可能である。
【００２４】
図２に示すように、整流回路部６のダイオード１０やスイッチング回路部７のＩＧＢＴ１３などの発熱部品は側板部２に面して配置され、さらに側板部２とそれらの発熱部品との間には、高熱伝導率材料よりなる熱伝導体２１を介在させている。熱伝導体２１はダイオード１０やＩＧＢＴ１３からの発熱を筐体５外部へ放熱するための部材であり、これらの発熱部品と密着して設けられるように接着性樹脂層２２を設けた構成としている。また、熱伝導体２１の材料は高熱伝導率材料である銅やアルミなどの金属材料、あるいは高熱伝導率の樹脂材料などを用いることができる。熱伝導体２１が弾性を有する樹脂材料で構成した場合には、発熱部品と熱伝導体２１との密着性を確保できるので必ずしも接着性樹脂層２２を設ける必要はなくなる。
【００２５】
本実施の形態における室外ユニットと図７に示す従来の室外ユニットとの違いは、圧縮機の全体構成と駆動回路ユニットの構成である。すなわち、駆動回路ユニット１を、小型コンパクトにして圧縮機本体６０の上部に一体的に搭載している。したがって、従来は駆動回路ユニットにおいて無駄な領域となっていた室外熱交換器８２のうちの非有効伝熱領域８８を有効伝熱面積とすることができ、空調能力を増大させることが可能となる（図４参照）。ここで、駆動回路ユニット１は、圧縮機本体６０の上部、下部あるいは側面部に
固定された構成であっても構わない。
【００２６】
また、上記で説明したように、筐体５に収納されている回路部品は整流回路部６やスイッチング回路部７に発熱部品を有している。駆動回路ユニット１として安定動作を行うためには、これらの発熱を外部に効率的に放熱するとともに、内部のその他の回路部品に熱的な影響を与えないことが重要である。従って、これらの発熱部品を側板部２に面して配置し、高熱伝導率材料の熱伝導体２１で外部に伝導伝熱させて放熱させる構成としている。
【００２７】
この構成により、発熱部品からの発熱を筐体外部に放熱しやすい構成であるので、自然空冷冷却の冷却効率を向上することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図５、図６は、本発明の第２の実施の形態である駆動回路ユニット１の正面図および駆動回路ユニット１を含む圧縮機駆動装置の立体図である。
【００２９】
図６は、駆動回路ユニット１を圧縮機本体６０の上部に設け、実施の形態１で述べたように、駆動回路ユニット１における発熱部品を第二の筐体である筐体５の側板部２に面して配置しており、側板部２の外周面に放熱ヒートシンクの放熱部、すなわちフィン３１を放射状に設け、すくなくとも放熱ヒートシンクのフィン３１の先端部が圧縮機本体６０の外形よりも外部にある構成である。なお、駆動回路ユニット１は圧縮機本体６０の下部に設けても構わない。
【００３０】
従って、放熱ヒートシンクを設けることにより、伝熱面積を増加させることができ、発熱部品の熱をさらに効率的に放熱することができる。
【００３１】
さらに、放熱ヒートシンクのフィン３１の先端部が圧縮機本体６０の外形よりも外部にある構成であるので、圧縮機からの放熱によって発生する上昇気流を利用して、放熱効果を高めることができる。放熱ヒートシンクのフィン３１は側板部２の外周面全周に設けても良いし、発熱部品の配置された領域に選択的に配置しても良い。
【００３２】
また、本発明の駆動回路ユニットを含む圧縮機駆動装置を、空気調和機の室外ユニットに搭載すると、室外ユニットにおける圧縮機を駆動する駆動回路ユニットの体積を低減し、熱交換器の有効伝熱面積を増加させ、空調能力を増大させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
なお、本説明では制御ユニットを分離型空気調和機の圧縮機用として説明したが、本発明の圧縮機制御装置は、交流電源を用いたインバータ制御の全ての駆動回路ユニットに適用可能であり、例えば圧縮機用として冷蔵庫や自販機、あるいは電動機を用いた掃除機やその他の機器に適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機制御装置を模式的に示す正面図
【図２】同駆動回路ユニットの平面図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】（ａ）図１に示した圧縮機を空気調和機の室外ユニットに搭載した上面図（ｂ）図１に示した圧縮機を空気調和機の室外ユニットに搭載した正面図
【図５】本発明の実施の形態２における駆動回路ユニットの平面図
【図６】同圧縮機制御装置の概略構成を示す立体図
【図７】従来の分離型空気調和機における室外ユニットの概略構成を示す斜視図
【図８】インバータ制御による圧縮機を駆動するための駆動回路図
【符号の説明】
【００３５】
１  駆動回路ユニット
５  第二の筐体
６  整流回路部（コンバータ回路部）
７  スイッチング回路部（インバータ回路部）
６０  圧縮機本体（第一の筐体）
６２  圧縮部
６３  モータ部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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