(57)【要約】      （修正有）【課題】耐振動性にすぐれた車載用電気回路ユニットを提供する。【解決手段】回路基板と、電気回路に接続される電気素子と、アッパーケースとロアーケースとからなりその内部に回路基板６および電気素子４，５が収納されるハウジング１と、を備えた車載用電気回路ユニットであって、アッパーケース１１の少なくとも一部が金属により形成され、かつ電気素子がアッパーケース１１の金属により形成された一部に当接した状態で固定された。アッパーケースに電気素子が固定されたことで、電気素子が振動しなくなり、耐振性が向上した。また、電気素子がアッパーケースの金属の部分に固定されたことで、電気素子が発熱を生じても、その熱がこの金属の部分に伝達され放熱される。上記の構成とすることで、耐振動性と電気素子の冷却性も向上した。【選択図】図１
2007309125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路がもうけられた回路基板と、
該電気回路に接続された電気素子と、
アッパーケースとロアーケースとからなりその内部に該回路基板および該電気素子が収納されるハウジングと、
を有する車載用電気回路ユニットであって、
該アッパーケースの少なくとも一部が金属により形成され、かつ該電気素子が該アッパーケースの金属により形成された一部に当接した状態で固定されたことを特徴とする車載用電気回路ユニット。
【請求項２】
前記アッパーケースは、アルミニウムよりなる請求項１記載の車載用電気回路ユニット。
【請求項３】
前記電気素子は、コイル、コンデンサより選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の車載用電気回路ユニット。
【請求項４】
前記回路基板は、前記アッパーケースに固定された請求項１記載の車載用電気回路ユニット。
【請求項５】
前記電気素子は、接続部材を介して前記電気回路に接続された請求項１記載の車載用電気回路ユニット。
【請求項６】
前記ロアーケースは、コンプレッサのハウジングに一体に形成された請求項１記載の車載用電気回路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電気回路ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
アイドルストップ時の車両冷房のために、車両空調用のコンプレッサと一体にそれを駆動するモータを設けた車両用電動コンプレッサが提案されている。この種の車両用電動コンプレッサでは、空調負荷に応じてモータ回転数を細かく制御するために、通常、同期モータ（ブラシレスＤＣモータ）が採用される。
【０００３】
車両搭載のバッテリによりこの同期モータを駆動するには、直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路、このインバータ回路をスイッチング制御するための制御回路、インバータ回路のスイッチングにより派生する高周波電流からインバータ回路のスイッチング素子を保護する平滑コンデンサ、それらを接続する大小の配線などを含む複雑で大電力の高速スイッチングが必要なインバータユニットが必要となっている。
【０００４】
このインバータ回路部と、このインバータユニットから三相ＰＷＭ制御電力が給電される電動コンプレッサとを接続する三相交流配線は、大きなスイッチングノイズを含んでいるためできるだけ短縮することが好ましく、このためインバータユニットを電動コンプレッサと一体化したインバータ一体型電動コンプレッサが提案されている。
【０００５】
インバータユニットを固定した電動コンプレッサは、例えば、特許文献１〜２に開示されている。
【０００６】
特許文献１には、その内部に圧縮機構が収容されたコンプレッサハウジングの外側に回路カバーが接合固定され、コンプレッサハウジングと回路カバーとで囲まれてなる収容空間内に、電動モータを駆動するためのモータ駆動回路が収容された電動コンプレッサが開示されている。この電動コンプレッサは、回路カバーの蓋部材に駆動回路を搭載した回路基板を組み付け、この蓋部材をハウジングに接合固定することでインバータユニットが固定されている。このように、特許文献１に開示された電動コンプレッサは、インバータユニットの組み付けについての考慮はされているが、コイルやコンデンサなど比較的サイズの大きな電気素子の防振や電源コネクタ等についての考慮がなされていなかった。
【０００７】
また、特許文献２には、多相インバータ回路の各アームを構成する少なくとも６個の電力スイッチング素子と、樹脂一体成形されて電力スイッチング素子に接続されるバスバーアセンブリとをそれぞれ金属製のベースプレートにハウジングを介することなく固定してなるインバータアセンブリを、ベースプレートのみと電動コンプレッサのハウジング外周面との締結により、ベースプレートを電動コンプレッサのハウジング外周面に密着しつつ電動コンプレッサに固定する電動コンプレッサが開示されている。特許文献２の電動コンプレッサは、バスバーモジュールにインバータ回路部を組み付けており、インバータ回路部を構成する電気素子の冷却が不十分になるという問題があった。さらに、電気素子の冷却のためにゲル（グリス）をバスバーとの間に塗布することが行われているが、このような構成においてはバスバーモジュールの取り外し時にゲルを除去する必要があり、作業性が低下していた。さらに、部品点数が増加することから、コストが増加するという問題もあった。
【特許文献１】特開２００４−２５１１６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、耐振動性にすぐれた車載用電気回路ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明者らは検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。
【００１０】
本発明の車載用電気回路ユニットは、電気回路がもうけられた回路基板と、電気回路に接続された電気素子と、アッパーケースとロアーケースとからなりその内部に回路基板および電気素子が収納されるハウジングと、を備えた車載用電気回路ユニットであって、アッパーケースの少なくとも一部が金属により形成され、かつ電気素子がアッパーケースの金属により形成された一部に当接した状態で固定されたことを特徴とする。
【００１１】
アッパーケースに電気素子が固定されたことで、電気素子が振動しなくなり、車両の走行時などに回路ユニットが振動しても電気素子が振動しなくなり、これにより電気素子の回路基板からの脱離が抑えられる。つまり、耐振動性が向上した。また、電気素子がアッパーケースの金属の部分に固定されたことで、通電により電気素子が発熱しても、発生した熱がこの金属の部分に伝達されアッパーケースの外周面から放熱される。つまり、特に通電時に発熱する電気素子の冷却性能が向上した。上記の構成とすることで、本発明の電気回路ユニットは、耐振動性と電気素子の冷却性も向上する。
【００１２】
請求項２に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項１に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、アッパーケースは、アルミニウムよりなる。アッパーケースがアルミニウムにより形成されることで、アッパーケース全体で放冷を行うことができるようになり、電気素子の冷却性能が向上する。
【００１３】
請求項３に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項１に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、電気素子は、コイル、コンデンサより選ばれる少なくとも一種である。これらの電気素子は比較的体格が大きく、かつ回路基板から立設してもうけられる。そして、これらの素子をアッパーケースに固定することで、請求項１の効果を特に発揮できる。
【００１４】
請求項４に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項１に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、回路基板は、アッパーケースに固定される。このような構成となることで、電気素子と回路基板がハウジングの内部で固定され、耐振動性が向上する。
【００１５】
請求項５に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項１に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、電気素子は、接続部材を介して電気回路に接続された。このような構成となることで、アッパーケースに固定された電気素子を電気回路に接続することが容易に可能となる。このとき、接続部材は、電気回路の一部を構成する。
【００１６】
請求項６に記載の車載用電気回路ユニットは、請求項１に記載の車載用電気回路ユニットにおいて、ロアーケースは、コンプレッサのハウジングに一体に形成された。コンプレッサは、ハウジングの内部に冷媒が流れており、この冷媒の低温を用いて電気素子が発した熱を冷却することができる。コンプレッサに組み付けられた回路ユニットとしては、たとえば、コンプレッサのインバータ回路を挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、具体的な実施例を用いて本発明を説明する。なお、以下の実施例は本発明の具体的な実施例であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の実施例として、車両に搭載される電動コンプレッサに一体に形成され、電動コンプレッサを制御するインバータユニットを製造した。
【００１９】
（実施例）
本実施例のインバータユニットは、ハウジング１、電源入力端子２、バスバー３、コイル４、コンデンサ５、インバータ制御基板６および絶縁シール部材７をもつ。本実施例のインバータユニットの構成を図１〜２に示した。なお、図１〜２は、それぞれ本実施例のインバータユニットの構成を示す図であり、適宜断面を示した。
【００２０】
ハウジング１は、電動コンプレッサのハウジング（コンプレッサハウジング）に一体に形成されたロアーケース１０と、ロアーケース１０に組み付けられるアッパーケース１１と、から構成される。ハウジング１は、その内部に、電源入力端子２、バスバー３、コイル４、コンデンサ５、インバータ制御基板６および絶縁シール部材７を収納する空間を区画する。ロアーケース１０およびアッパーケース１１は、両者が組み付けられたときにインバータ制御基板６等の部材が収納される空間を区画することができる形状であれば、その空間の形状や外周形状が限定されるものではない。ハウジング１を構成するロアーケース１０およびアッパーケース１１は、アルミニウム合金のダイカスト鋳造によって製作された。
【００２１】
ロアーケース１０及びアッパーケース１１は、絶縁シール部材７を介した状態で組み付けられた。絶縁シール部材７を介したことにより、ロアーケース１０とアッパーケース１１との間の電気絶縁性とシール性（耐透水性等）が確保できた。
【００２２】
電源入力端子２は、外部の電源（車両のバッテリ）からの導線が接続され、外部の電源から電動コンプレッサを駆動する電力が入力される部材である。電源入力端子２は、アッパーケース１１の上面を貫通した状態でアッパーケース１１に固定された部材である。
【００２３】
バスバー３は、電源入力端子２のハウジング１内側の端部に接続された状態で溶接で固定された板状の部材である。バスバー３は、電源入力端子２とコイル４、コンデンサ５およびインバータ制御基板６とを接続し、電源入力端子２に入力された電流（電圧）をこれらの部材に流す部材である。バスバー３は、導電性と熱伝導性が良好であれば、従来公知の材質により形成することができる。
【００２４】
コイル４およびコンデンサ５は、それぞれバスバー３に電気的に接続された状態でアッパーケース１１に固定された部材である。本実施例においては、コイル４およびコンデンサ５は、バスバー３にそれぞれ溶接され固定された。コイル４およびコンデンサ５のアッパーケース１１への固定は、それぞれ固定部材４０，５０でコイル４およびコンデンサ５の外周をアッパーケース１１の内壁面に押しつけることでなされた。固定部材４０，５０は、アッパーケース１１にネジ止めされて固定された。
【００２５】
インバータ制御基板６は、アッパーケース１１に固定された電気回路基板であり、電動コンプレッサの駆動の制御を行う電気回路をもつ基板である。インバータ制御基板６には、電気回路の一部を構成するコイル４およびコンデンサ５以外の図示されない電気素子が組み付けられている。
【００２６】
インバータ制御基板６は、基板６に組み付けられた接続端子６０によりバスバー３に電気的に接続されている。この電気的な接続により、電源入力端子２を介して入力された電流（電圧）が基板６の回路を流れ、電動コンプレッサを制御する。また、インバータ制御基板６は、基板６に組み付けられた図示されない接続端子により電動コンプレッサに電気的に接続されている。この電気的な接続を介して、電動コンプレッサに駆動のための電力を供給でき、この電力を制御することで、電動コンプレッサの駆動の制御を行う。
【００２７】
本実施例のインバータユニットは、アッパーケース１１に電源入力端子２、バスバー３、コイル４、コンデンサ５およびインバータ制御基板６をこの順序で組み付け（固定し）、その後、絶縁シール部材７を配置した状態で、アッパーケース１１をロアーケース１０に組み付ける（固定する）ことで製造できた。
【００２８】
つまり、本実施例のインバータユニットは、電動コンプレッサの制御を行うためのインバータ制御基板６等をアッパーケース１１に組み付けた状態でロアーケース１０に組み付けているため、製造を簡単に行うことができる。
【００２９】
本実施例のインバータユニットは、コイル４やコンデンサ５がハウジングに固定された構成であること以外は、従来公知の電動コンプレッサに用いられるインバータユニットと同様にして動作する。
【００３０】
本実施例のインバータユニットは、基板６に対して立設される電気素子である体格が大型のコイル４およびコンデンサ５がアッパーケース１１に固定されたことで、電動コンプレッサが振動を生じても、コイル４およびコンデンサ５が振動しなくなった。つまり、コイル４およびコンデンサ５が固定されていない状態ではコイル４およびコンデンサ５が振動したときに基板６との接合部に繰り返し応力が集中して破損を生じるおそれがあったが、コイル４およびコンデンサ５がアッパーケース１１に固定されたことで、この破損が生じなくなり、ユニットの耐振動性が向上した。
【００３１】
また、本実施例のインバータユニットは、バスバー３が電源入力端子２、コイル４およびコンデンサ５に溶接という強固な固定方法で組み付けられたことで、機械的な強度が向上し、耐振動性が向上している。
【００３２】
また、本実施例のインバータユニットは、通電され駆動した時に発熱する電気素子であるコイル４およびコンデンサ５がアッパーケース１１に当接（圧接）した状態で固定されたことで、これらの素子が発熱を生じても、発生した熱がアッパーケース１１に伝達され、ハウジング１に拡散する。これにより、コイル４およびコンデンサ５が冷却され、熱による素子の損傷が抑えられる。さらに、アッパーケース１１の全体がアルミニウムにより形成されたことで、コイル４およびコンデンサ５以外の素子が発熱してもハウジング１の全体から放冷されるため、基板６の冷却性能が向上した。
【００３３】
加えて、電動コンプレッサは、コンプレッサハウジングの内部に冷媒が流れており、この冷媒の低温によりコンプレッサハウジングが比較的低温に保たれている。そして、ロアーケース１０がコンプレッサハウジングに一体に形成されたことで、ロアーケース１０も低温に保たれている。アッパーケース１１からロアーケース１０を伝導した熱がこの低温により冷却される。つまり、本実施例のインバータユニットは、電気素子の冷却性にすぐれた構成となっている。
【００３４】
（変形形態例）
本変形形態例は、上記の実施例のインバータユニットの変形形態例であり、その構成を図３に示した。
【００３５】
本変形形態例のインバータユニットは、電源入力端子２、通信端子８およびバスバー３が一体に形成されてひとつのユニットを構成した状態でアッパーケース１１に組み付けられた以外は、上記実施例と同様な構成のインバータユニットである。
【００３６】
本変形形態例のインバータユニットは、アッパーケース１１にバスバー３のユニットを組み付け、その後、コイル４およびコンデンサ５をアッパーケース１１に固定した後にバスバー３に溶接する。そして、インバータ制御基板６を組み付ける。そして、このアッパーケース１１を、絶縁シール部材７を配置した状態で、ロアーケース１０に組み付ける（固定する）ことで製造できた。
【００３７】
本変形形態例のインバータユニットは、ロアーケース１０に突出した電動コンプレッサのコンプレッサ電源入力端子９０と、インバータ制御基板６に組み付けられた電源端子９０と接続される出力端子９５と、を有する。アッパーケース１１とロアーケース１０とを組み付けるときに、電源端子９０と出力端子９５とは接続される。この両端子９０，９５の接続により、インバータ制御基板６の回路が電動コンプレッサを駆動できるようになる。
【００３８】
本変形形態例のインバータユニットは、アッパーケース１１に電源入力端子２などの部材を組み付けるときに、ロアーケース１０側の開口部からひとつの方向に向けて部材の組付けを行うことができる。つまり、製造時の組み付けの作業性が高くなっている。このことから、本変形形態例のインバータユニットは、組み付け性にすぐれたインバータユニットとなっている。
【００３９】
また、それ以外の構成は、上記の実施例のインバータユニットと同様であり、実施例の時と同様な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例のインバータユニットの構成を示した図である。
【図２】実施例のインバータユニットの構成を示した図である。
【図３】変形形態例のインバータユニットの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：ハウジング                    １０：ロアーケース
１１：アッパーケース
２：電源入力端子
３：バスバー
４：コイル
５：コンデンサ
６：インバータ制御基板
７：絶縁シール部材
８：通信端子
９０：コンプレッサ電源入力端子    ９５：出力端子
【図１】
2007309125.tif 000003
【図２】
2007309125.tif 000004
【図３】
2007309125.tif 000005