(57)【要約】【課題】ハウジングにおいて強度が弱く振動し易い部位の軸方向両側をエンジンに固定することができ、発生する振動、騒音等を小さくできる車両用のモータ駆動装置を提供すること。【解決手段】車両用のモータ駆動装置１は、電動コンプレッサであり、モータ２、圧縮機構３、ハウジング４及び電力変換制御部５を備えている。ハウジング４の外側には、固定用脚部４５がモータ２の軸方向Ｌに直交する同一方向に向けて複数形成してある。ハウジング４の内側には、冷媒流路４１が形成してある。電力変換制御部５は、ケース内に電力変換基板を収容してなると共に平板形状を有しており、平板形状における板面方向を複数の固定用脚部４５の形成方向Ｄと一致させた状態で、ハウジング４に固定してある。複数の固定用脚部４５のうちの２つは、電力変換制御部５の軸方向Ｌの両側において、電力変換制御部５を間に挟む状態で形成してある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータに連結し該モータによる回転力を受けて作動する回転作動手段と、該回転作動手段と上記モータとを収容するハウジングと、上記モータを駆動する電力変換制御部とを備えた車両用のモータ駆動装置において、
上記ハウジングの外側には、該ハウジングをエンジンに固定するための固定用脚部が、上記モータの軸方向に直交する同一方向に向けて複数形成してあり、
上記ハウジングの内側には、上記冷媒を通過させるための冷媒流路が形成してあり、
上記電力変換制御部は、ケース内に電力変換基板を収容してなると共に平板形状を有しており、かつ該平板形状における板面方向を上記複数の固定用脚部の形成方向と一致させた状態で、上記ハウジングに固定してあり、
上記複数の固定用脚部のうちの２つは、上記電力変換制御部の軸方向の両側において、該電力変換制御部を間に挟む状態で形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、上記固定用脚部は、上記電力変換制御部の軸方向の両側に配設した２つの制御部側脚部と、上記モータを挟んで上記ハウジングにおける上記電力変換制御部の配設側とは反対側に配設した２つの反対側脚部とからなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記回転作動手段は、上記モータの回転力を受けて冷媒を圧縮する回転式の圧縮機構であることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３において、上記冷媒流路は、その冷媒吸引口を上記ハウジングにおいて上記モータを収容する側の一方の端部に形成してなる共に、その冷媒吐出口を上記ハウジングにおいて上記回転作動手段を収容する側の他方の端部に形成してなり、
上記冷媒流路は、上記ハウジングにおける一方の端部から他方の端部へ向けて上記冷媒を通過させるよう構成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記冷媒流路は、上記モータにおけるステータコアの外周に隣接して形成してあると共に、上記モータの周方向における複数箇所に形成してあり、
上記複数の冷媒流路のうち、上記モータの周方向において、上記電力変換制御部と対向する側に形成したメイン冷媒流路の流路抵抗は、残りのサブ冷媒流路の流路抵抗よりも小さくしてあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項５において、上記メイン冷媒流路の断面積を上記サブ冷媒流路の断面積よりも大きくすることにより、当該メイン冷媒流路の流路抵抗を当該サブ冷媒流路の流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記モータにおけるステータコアは、上記ハウジングにおいて上記冷媒流路の一部を形成する支持壁によって支持してあり、
該支持壁は、上記モータの周方向における５箇所以上に形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記電力変換基板は、当該モータ駆動装置の外部における上位制御装置との通信を行う通信回路と、
上記モータを駆動する電力を発生させる電力変換回路と、
上記通信回路のグラウンド電位と上記電力変換回路のグラウンド電位とを絶縁した状態で、当該通信回路と当該電力変換回路との通信の橋渡しを行う絶縁回路とを有しており、
該絶縁回路及び上記通信回路は、上記電力変換基板において上記電力変換回路を配置した全体の領域に比べて、上記冷媒流路の上流側に位置する領域に配置してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項８において、上記電力変換制御部は、上記電力変換回路を上記上位制御装置に接続するための電力用コネクタと、上記通信回路を上記上位制御装置に接続するための通信用コネクタとを有しており、
該通信用コネクタは、上記電力用コネクタの配設位置よりも上記冷媒流路の上流側の位置に配設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項１０】
請求項９において、上記電力用コネクタ及び上記通信用コネクタは、上記電力変換制御部におけるエンジン対向側の端部とは反対側の端部に配設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項において、上記電力変換回路は、上記モータに電力を供給するスイッチング素子と、該スイッチング素子により上記モータに供給する電力波形の平滑化を行うコイル及びコンデンサとを有しており、
該コンデンサは、上記電力変換制御部におけるエンジン対向側の端部とは反対側の端部に配設してあり、当該コンデンサの一部は、上記ハウジングに形成した凹部内に配置してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項において、上記電力変換制御部と上記モータにおけるリード線とは、上記ハウジング内に配設したモータ接続端子によって接続してあり、
該モータ接続端子は、上記ハウジング内の冷媒が外部に流出することを防止する気密構造を有しており、かつ上記ハウジングにおけるエンジン対向側の端部に配設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項１３】
請求項１２において、上記複数の固定用脚部は、上記エンジンから突出形成したエンジン突起部にそれぞれボルトを介して固定され、上記ハウジングは、上記軸方向に直交する断面において、上記エンジン突起部同士の間に位置するエンジン凹部内に突出して配置するハウジング突出部を有しており、
上記モータ接続端子は、上記ハウジング突出部を利用して配設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、上記モータは、３相交流モータであり、
上記モータ接続端子は、３相のモータ巻線をそれぞれ接続するための３つのモータ接続端子からなり、
該３つのモータ接続端子は、上記ハウジングにおけるエンジン対向側の端部において、上記モータの軸方向に並べて配設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項において、上記スイッチング素子は、３相のモータ巻線に電力を供給するための６つの素子部を集積してパッケージ化してあり、
該パッケージ化したスイッチング素子は、上記電力変換制御部において、上記モータ接続端子に隣接して配置してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによる回転力を利用して圧縮機等の回転作動手段を作動させる車両用モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、モータを用いて回転作動手段を作動させるモータ駆動装置としては、例えば、回転作動手段を、車両における空調機器の圧縮機構とし、モータによって圧縮機構を作動させて冷媒を圧縮するよう構成した電動コンプレッサがある。この電動コンプレッサは、エンジンによって圧縮機構を作動させる従来のコンプレッサとは異なり、エンジンの停止中においても、モータを駆動して圧縮機構を作動させることができる。
このような電動コンプレッサとしては、例えば、特許文献１〜３に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の車両用インバータ一体型モータ、特許文献２の車両用インバータ横設型電動コンプレッサ、及び特許文献３の車両用インバータ一体型電動コンプレッサにおいては、ハウジング内にモータ及びコンプレッサを収容し、ハウジングの側壁に、モータを駆動するためのインバータ制御部を配設している。そして、モータに隣接してハウジング内を通過させる低圧冷媒ガスにより、インバータ制御部の冷却を行っている。
【０００４】
また、上記各電動コンプレッサ等は、ハウジングの側部の３箇所又は４箇所に設けた固定用脚部内にボルトをそれぞれ挿通し、各ボルトをエンジンに螺合することによって、エンジンに固定している。そして、特許文献１のハウジングにおいては、インバータ制御部の板面方向を４箇所の固定用脚部を設けた方向と垂直な高さ方向に向けた状態で、当該インバータ制御部をハウジングに配設している。
また、特許文献２、３のハウジングにおいては、インバータ制御部の板面方向を３箇所の固定用脚部を設けた方向と平行な方向に向けた状態で、当該インバータ制御部をハウジングに配設している。また、特許文献２、３のハウジングにおいては、インバータ制御部の側部の１箇所と、モータの収容部分を挟む反対側の側部の２箇所に、固定用脚部を設けている。
【０００５】
しかしながら、ハウジングにおいては、このハウジング内を通過させる低圧冷媒ガスによるインバータ制御部の冷却効果を高めるために、インバータ制御部を配設する部位の壁部の厚みをできるだけ薄くしている。そして、特許文献１においては、ハウジングにおいて壁部の厚みが薄い部位が、エンジンへの取付側と反対側に位置している。また、特許文献２、３においては、ハウジングにおいて壁部の厚みが薄い部位の片方の側部には、固定用脚部が設けられていない。
そのため、特許文献１〜３のいずれにおいても、壁部の厚みが薄い部位が振動し易い状態にあり、電動コンプレッサから生じる振動、騒音等を小さくすることを困難にしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２４９０３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２６１８号公報
【特許文献３】特開２００５−３６７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ハウジングにおいて強度が弱く振動し易い部位の軸方向両側をエンジンに固定することができ、発生する振動、騒音等を小さくすることができる車両用のモータ駆動装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、モータと、該モータに連結し該モータによる回転力を受けて作動する回転作動手段と、該回転作動手段と上記モータとを収容するハウジングと、上記モータを駆動する電力変換制御部とを備えた車両用のモータ駆動装置において、
上記ハウジングの外側には、該ハウジングをエンジンに固定するための固定用脚部が、上記モータの軸方向に直交する同一方向に向けて複数形成してあり、
上記ハウジングの内側には、上記冷媒を通過させるための冷媒流路が形成してあり、
上記電力変換制御部は、ケース内に電力変換基板を収容してなると共に平板形状を有しており、かつ該平板形状における板面方向を上記複数の固定用脚部の形成方向と一致させた状態で、上記ハウジングに固定してあり、
上記複数の固定用脚部のうちの２つは、上記電力変換制御部の軸方向の両側において、該電力変換制御部を間に挟む状態で形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置にある（請求項１）。
【０００９】
本発明の車両用のモータ駆動装置は、モータ、回転作動手段、ハウジング及び電力変換制御部を備えており、ハウジングに対する電力変換制御部の配設構造に工夫を行っている。
具体的には、本発明の電力変換制御部は、その平板形状における板面方向をハウジングにおける複数の固定用脚部の形成方向と一致させた状態で、ハウジングに固定してある。そして、ハウジングの内側には、上記冷媒流路が形成してあり、特にハウジングにおいてインバータ制御部を配設する部位の壁部の厚みは、他の部位の壁部の厚みに比べて薄くなっている。
【００１０】
本発明においては、複数の固定用脚部のうちの２つを、電力変換制御部の軸方向の両側において、この電力変換制御部を間に挟む状態で形成している。そのため、ハウジングにおいて壁部の厚みが薄い部位の軸方向両側を、２つの固定用脚部内に挿通させた各ボルトをエンジンに螺合することによって、このエンジンに固定することができる。
それ故、本発明のモータ駆動装置によれば、ハウジングにおいて強度が弱く振動し易い部位の軸方向両側を、エンジンに固定することができ、当該モータ駆動装置が発生する振動、騒音等を小さくすることができる。
なお、電力変換制御部の軸方向とは、モータの軸方向と同一の方向のことをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記固定用脚部は、上記電力変換制御部の軸方向の両側に配設した２つの制御部側脚部と、上記モータを挟んで上記ハウジングにおける上記電力変換制御部の配設側とは反対側に配設した２つの反対側脚部とから構成することが好ましい（請求項２）。
この場合には、４箇所に形成した固定用脚部によって、ハウジングを一層強固にエンジンに固定することができ、当該モータ駆動装置が発生する振動、騒音等を一層小さくすることができる。
【００１２】
また、上記回転作動手段は、上記モータの回転力を受けて冷媒を圧縮する回転式の圧縮機構とすることが好ましい（請求項３）。
この場合には、モータ駆動装置によって、モータの回転力によって圧縮機構を作動させる電動コンプレッサを構成することができる。そして、発生する振動、騒音等を小さくした電動コンプレッサを構成することができる。
【００１３】
また、上記冷媒流路は、その冷媒吸引口を上記ハウジングにおいて上記モータを収容する側の一方の端部に形成してなる共に、その冷媒吐出口を上記ハウジングにおいて上記回転作動手段を収容する側の他方の端部に形成してなり、上記冷媒流路は、上記ハウジングにおける一方の端部から他方の端部へ向けて上記冷媒を通過させるよう構成することが好ましい（請求項４）。
この場合には、ハウジングの一方の端部から他方の端部に向けて形成した冷媒流路内を、圧縮機構による圧縮前の冷媒を通過させることにより、ハウジングに配設した電力変換制御部を一層効果的に冷却することができる。
【００１４】
また、上記冷媒流路は、上記モータにおけるステータコアの外周に隣接して形成してあると共に、上記モータの周方向における複数箇所に形成してあり、上記複数の冷媒流路のうち、上記モータの周方向において、上記電力変換制御部と対向する側に形成したメイン冷媒流路の流路抵抗は、残りのサブ冷媒流路の流路抵抗よりも小さくすることが好ましい（請求項５）。
この場合には、サブ冷媒流路内よりも、メイン冷媒流路内に積極的に（多く）冷媒を流すことができ、電力変換制御部を一層効果的に冷却することができる。
【００１５】
また、上記メイン冷媒流路の流路抵抗は、該メイン冷媒流路の断面積を上記サブ冷媒流路の断面積よりも大きくすることにより、該サブ冷媒流路の流路抵抗よりも小さくすることができる（請求項６）。
この場合には、メイン冷媒流路の流路抵抗をサブ冷媒流路の流路抵抗よりも容易に小さくすることができる。
【００１６】
また、上記モータにおけるステータコアは、上記ハウジングにおいて上記冷媒流路の一部を形成する支持壁によって支持してあり、該支持壁は、上記モータの周方向における５箇所以上に形成することが好ましい（請求項７）。
この場合には、ステータコアを安定してハウジングに支持することができ、モータ駆動装置が発生する振動、騒音等を一層小さくすることができる。
また、上記支持壁の形成箇所は、多くなりすぎるとその加工が複雑になるため、ステータ巻線を挿通配置するスロット数未満で（例えば、９スロットの場合、８箇所以下で）、周方向において不等ピッチとなるように配置することが好ましい。
【００１７】
また、上記電力変換基板は、当該モータ駆動装置の外部における上位制御装置との通信を行う通信回路と、上記モータを駆動する電力を発生させる電力変換回路と、上記通信回路のグラウンド電位と上記電力変換回路のグラウンド電位とを絶縁した状態で、当該通信回路と当該電力変換回路との通信の橋渡しを行う絶縁回路とを有しており、該絶縁回路及び上記通信回路は、上記電力変換基板において上記電力変換回路を配置した全体の領域に比べて、上記冷媒流路の上流側に位置する領域に配置することが好ましい（請求項８）。
【００１８】
この場合には、動力用制御回路（高電圧回路部分）に比べて耐熱性が低い絶縁回路及び通信回路（低電圧回路部分）を、ハウジングにおける冷媒流路の上流側の領域に配置することにより、絶縁回路及び通信回路を効果的に冷却することができる。そして、特に絶縁回路の周辺の温度を低く維持することができる。
これにより、絶縁回路としては、耐熱性があまり高くない一方、通信速度が速いものを使用することができる。この絶縁回路としては、電気結合を行わずに、光結合又は磁気結合等によって、信号伝達を行うものとすることができる。具体的には、絶縁回路としては、例えば、フォトカプラ等のアイソレータを用いることができる。
【００１９】
また、上記電力変換制御部は、上記電力変換回路を上記上位制御装置に接続するための電力用コネクタと、上記通信回路を上記上位制御装置に接続するための通信用コネクタとを有しており、該通信用コネクタは、上記電力用コネクタの配設位置よりも上記冷媒流路の上流側の位置に配設することが好ましい（請求項９）。
この場合には、電力変換回路（高電圧回路部分）と電力用コネクタとを接続する配線部分と、通信回路（低電圧回路部分）と通信用コネクタとを接続する配線部分とが、電力制御基板上において、交錯してしまうことを防止することができる。そのため、電力変換回路のグラウンド電位と、通信回路のグラウンド電位との絶縁を一層効果的に行うことができる。
【００２０】
また、上記電力用コネクタ及び上記通信用コネクタは、上記電力変換制御部におけるエンジン対向側の端部とは反対側の端部に配設することが好ましい（請求項１０）。
この場合には、電力用コネクタ及び通信用コネクタをエンジンからできるだけ離れた位置に配置することにより、電力用コネクタ及び通信用コネクタに対して、上位制御装置から引き出された各接続部をそれぞれ接続することが容易である。そのため、各コネクタと各接続部とを着脱することが容易であり、モータ駆動装置における組付性及びメンテナンス性を向上させることができる。
【００２１】
また、上記電力変換回路は、上記モータに電力を供給するスイッチング素子と、該スイッチング素子により上記モータに供給する電力波形の平滑化を行うコイル及びコンデンサとを有しており、該コンデンサは、上記電力変換制御部におけるエンジン対向側の端部とは反対側の端部に配設してあり、当該コンデンサの一部は、上記ハウジングに形成した凹部内に配置することが好ましい（請求項１１）。
この場合には、電力変換制御部における上記反対側の端部に対向するハウジングの部位に、電力変換基板において特に大きなスペースを占めるコンデンサを配置し、このコンデンサの一部を、ハウジングにおける凹部内に配置することにより、ハウジングの配置スペースを利用してコンデンサを配置することができる。そのため、モータ駆動装置をコンパクトにすることができる。
【００２２】
また、上記電力変換制御部と上記モータにおけるリード線とは、上記ハウジング内に配設したモータ接続端子によって接続してあり、該モータ接続端子は、上記ハウジング内の冷媒が外部に流出することを防止する気密構造を有しており、かつ上記ハウジングにおけるエンジン対向側の端部に配設することが好ましい（請求項１２）。
この場合には、ハウジングにおけるエンジン対向側の部位を利用して、モータ接続端子を配置することができる。そのため、モータ接続端子の配置が容易である。
【００２３】
また、上記複数の固定用脚部は、上記エンジンから突出形成したエンジン突起部にそれぞれボルトを介して固定され、上記ハウジングは、上記軸方向に直交する断面において、上記エンジン突起部同士の間に位置するエンジン凹部内に突出して配置するハウジング突出部を有しており、上記モータ接続端子は、上記ハウジング突出部を利用して配設することが好ましい（請求項１３）。
この場合には、エンジン凹部内に配置したハウジング突出部を利用して、モータ接続端子を配置することができる。そのため、モータ接続端子の配置を一層容易にすることができる。
【００２４】
また、この場合には、モータを収容するハウジングをできるだけエンジンに近づけることができ、ハウジングをエンジンに固定するための固定用脚部の高さ寸法をできるだけ小さくすることができる。そのため、エンジンに対するハウジングの固定強度を向上させることができ、当該モータ駆動装置が発生する振動、騒音等をより一層小さくすることができる。
【００２５】
また、上記モータは、３相交流モータであり、上記モータ接続端子は、３相のモータ巻線をそれぞれ接続するための３つのモータ接続端子からなり、該３つのモータ接続端子は、上記ハウジングにおけるエンジン対向側の端部において、上記モータの軸方向に並べて配設することが好ましい（請求項１４）。
この場合には、ハウジングにおけるエンジン対向側の部位を利用して、３つのモータ接続端子を、スペース効率よく配置することができる。
【００２６】
また、上記スイッチング素子は、３相のモータ巻線に電力を供給するための６つの素子部を集積してパッケージ化してあり、該パッケージ化したスイッチング素子は、上記電力変換制御部において、上記モータ接続端子に隣接して配置することが好ましい（請求項１５）。
この場合には、電力変換制御部におけるスイッチング素子の配置スペースを小さくすることができる。また、パッケージ化したスイッチング素子をモータ接続端子に隣接して配置することにより、スイッチング素子とモータ接続端子との接続を、できるだけ短い距離で効率よく行うことができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、本発明の車両用のモータ駆動装置にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の車両用のモータ駆動装置１は、図１〜図４に示すごとく、モータ２と、モータ２に連結しモータ２による回転力を受けて作動する回転作動手段３と、回転作動手段３とモータ２とを収容するハウジング４と、モータ２を駆動する電力変換制御部５とを備えている。
ハウジング４の外側には、このハウジング４をエンジン８に固定するための固定用脚部４５が、モータ２の軸方向Ｌに直交する同一方向に向けて複数形成してある。また、図５に示すごとく、ハウジング４の内側には、冷媒Ｃを通過させるための冷媒流路４１が形成してある。
【００２８】
図２、図３に示すごとく、電力変換制御部５は、ケース５１内に電力変換基板５２を収容してなると共に平板形状を有している。また、電力変換制御部５は、平板形状における板面方向を複数の固定用脚部４５の形成方向Ｄと一致させた状態で、ハウジング４に固定してある。そして、複数の固定用脚部４５のうちの２つは、電力変換制御部５の軸方向Ｌの両側において、電力変換制御部５を間に挟む状態で形成してある。
なお、板面方向とは、厚み方向に直交する平面方向のことをいう。
【００２９】
以下に、本例のモータ駆動装置１につき、図１〜図６と共に詳説する。
図２に示すごとく、本例の回転作動手段３は、モータ２の回転力を受けて冷媒Ｃを圧縮する回転式の圧縮機構（圧縮ポンプ）３である。そして、本例のモータ駆動装置１は、モータ２及び圧縮機構３をハウジング４内に収容してなる電動コンプレッサ１である。この電動コンプレッサ１は、車両における空調装置において、冷媒Ｃを圧縮して、高圧の圧縮冷媒Ｃを作り出すために用いるものである。
【００３０】
図６に示すごとく、本例の電力変換制御部５は、ハイブリッド車における駆動用モータを作動させるために用いる高電圧直流電源６４（高電圧バッテリー、約２８０Ｖ）を用いて、モータ２１３を駆動するよう構成してある。そして、本例のモータ２は、３相交流モータ２であり、電力変換制御部５は、パルス幅変調を行って形成した３相交流電圧をモータ２に印加するよう構成したインバータである。
【００３１】
図１、図２に示すごとく、本例の固定用脚部４５は、電力変換制御部５の軸方向Ｌの両側に配設した２つの制御部側脚部４５Ａと、モータ２を挟んでハウジング４における電力変換制御部５の配設側とは反対側に配設した２つの反対側脚部４５Ｂとからなる。そして、ハウジング４は、４箇所に形成した固定用脚部４５によって、エンジン８に固定される。
【００３２】
図３、図５に示すごとく、本例のエンジン８は、複数の気筒を車両の横方向に並べて配設する横置きエンジンである。このエンジン８は、ハウジング４における４つの固定用脚部４５の対向位置に、当該エンジン８の側面から突出形成してなるエンジン突起部８１をそれぞれ有している。また、このエンジン突起部８１は、エンジン８の下部に形成してある。そして、電動コンプレッサ１におけるハウジング４は、各エンジン突起部８１に、各固定用脚部４５内に挿通させたボルト４６を螺合することによって、エンジン８の下部の側面に固定される。
【００３３】
また、図２、図５に示すごとく、本例の電動コンプレッサ１は、エンジン８の前方側の側面に、４つの固定用脚部４５内に挿通した４つのボルト４６によって固定される。そして、４つの固定用脚部４５の形成方向Ｄは、水平方向に向けられ、電力変換制御部５は、電動コンプレッサ１における鉛直方向上側に配置される。
【００３４】
同図に示すごとく、上記ハウジング４には、電力変換制御部５を対面配設するための配設面４３が形成してあり、電力変換制御部５は、防水シール４３１を介して配設面４３に配設してある。また、防水シール４３１は、ハウジング４内における冷媒Ｃが電力変換制御部５へ浸入することを防止すると共に、電力変換制御部５における発熱素子（後述するスイッチング素子６１２）の熱をハウジング４へ効果的に逃がすためのものである。
【００３５】
図３、図４に示すごとく、本例の電力変換制御部５は、上記ケース５１に設けた複数の取付穴５１１内にそれぞれ挿通したビス５１２によって、ハウジング４における配設面４３に取り付けてある。
エンジン対向側に位置する２つの取付穴５１１は、２つの固定用脚部４５（制御部側脚部４５Ａ）同士の間に設けてある。そして、電力変換基板５２においては、エンジン対向側に位置する２つの取付穴５１１同士の間の対応位置に、後述する３相（３つ）のモータ接続端子２３がモータ２の軸方向Ｌに並べて配設してある。
【００３６】
また、図１、図３に示すごとく、本例の冷媒流路４１の冷媒吸引口４１３は、ハウジング４においてモータ２を収容する側の一方の端部に形成してある。また、本例の冷媒流路４１の冷媒吐出口４１４は、ハウジング４において圧縮機構３を収容する側の他方の端部に形成してある。そして、本例の冷媒流路４１は、ハウジング４の一方の端部から他方の端部に向けて形成してある。図３において、冷媒Ｃの流れ方向をＳによって示す。
【００３７】
また、図５に示すごとく、ハウジング４内には、モータ２におけるステータコア２１を支持するステータ支持部４２が形成してある。このステータ支持部４２は、複数の支持壁４２１によってステータコア２１を保持している。そして、本例の冷媒流路４１は、支持壁４２１に囲まれて形成されている。また、冷媒流路４１は、モータ２におけるステータコアの外周に隣接して形成してあると共に、モータ２の周方向における複数箇所に形成してある。
また、本例の支持壁４２１は、ステータコア２１を安定して支持するために、ステータコア２１の周方向における５箇所に形成してあり、本例の冷媒流路４１は５箇所に形成してある。
【００３８】
また、同図に示すごとく、本例の冷媒流路４１は、モータ２の周方向において電力変換制御部５と対向する側に形成したメイン冷媒流路４１１と、残りの複数のサブ冷媒流路４１２とからなる。また、メイン冷媒流路４１１の断面積は、複数のサブ冷媒流路４１２の合計断面積よりも大きくしてある。そして、メイン冷媒流路４１１の流路抵抗は、複数のサブ冷媒流路４１２の合計の流路抵抗よりも小さくなっている。
なお、サブ冷媒流路４１２に流れの抵抗となる抵抗部材を配設することによっても、メイン冷媒流路４１１の流路抵抗を、複数のサブ冷媒流路４１２の合計の流路抵抗よりも小さくすることができる。
【００３９】
また、本例の各サブ冷媒流路４１２は、冷媒Ｃがほとんど流れないように流路抵抗が大きくしてあり、本例の電動コンプレッサ１においては、ハウジング４内を流れる冷媒Ｃのほとんどが、メイン冷媒流路４１１内を流れるよう構成してある。
また、ハウジング４においては、ステータコア２１に配置した３相のモータ巻線２１１からそれぞれ引き出した３相のリード線２２を配置するためのリード線配置空間４１５が形成してある。このリード線配置空間４１５は、複数のサブ冷媒流路４１２のうちの１つに連通している。
【００４０】
また、図５に示すごとく、上記３相（３つ）のリード線２２の端部は、３相のモータ接続端子２３によって、電力変換制御部５における電力変換回路６１のスイッチング素子６１２に接続してある（図６参照）。３相のモータ接続端子２３は、ハウジング４内の冷媒Ｃが外部に流出することを防止する気密構造を有している。本例の３相のモータ接続端子２３は、ハウジング４におけるエンジン対向側の端部に配設してある。
また、３相のモータ接続端子２３は、モータ２の軸方向Ｌに並列に、モータ２の側部に配設してある。そのため、図２に示すごとく、モータ２のステータコア２１におけるモータ巻線２１１のコイルエンド部２１２を、圧縮機構３の一部とオーバーラップさせることができ、モータ２の容量を増大させることができる。
【００４１】
また、図５に示すごとく、ハウジング４は、モータ２の軸方向Ｌに直交する断面において、エンジン突起部８１同士の間に位置するエンジン凹部８２内に突出して配置するハウジング突出部４４を有している。そして、３相のモータ接続端子２３は、ハウジング突出部４４を利用して、モータ２の軸方向Ｌに並べて配設してある。また、本例の電力変換制御部５の一部は、ハウジング突出部４４に隣接して、エンジン凹部８２内に配置してある。
【００４２】
このように、ハウジング４の一部をエンジン凹部８２内に配置することにより、エンジン８に対する電動コンプレッサ１の突出量を小さくすることができる。特に、本例の横置きエンジン８をＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）に搭載し、車両前方側の下部に電動コンプレッサ１を配設した場合には、車両前面衝突時のクラッシャブルスペースを増大させることができ、車両の安全性を高めることができる。
【００４３】
図６に示すごとく、本例の電力変換制御部５は、アルミニウム合金等からなるケース５１内に、電力変換基板５２を収容してなる。電力変換基板５２には、モータ駆動装置１の外部における上位制御装置（上位ＥＣＵ、電子制御ユニット）６６との通信を行う通信回路６２と、モータ２を駆動する電力を発生させる電力変換回路６１とが形成されている。また、電力変換基板５２には、通信回路６２のグラウンド電位と電力変換回路６１のグラウンド電位とを絶縁した状態で、通信回路６２と電力変換回路６１との通信の橋渡しを行う絶縁回路６３も形成されている。
【００４４】
そして、上位制御装置６６から通信回路６２へ送信した出力信号は、絶縁回路６３を介して、電力変換回路６１における制御回路６１１へ送信される。一方、制御回路６１１において検出した入力信号は、絶縁回路６３及び通信回路６２を介して、上位制御装置６６へ送信することができる。
【００４５】
図６に示すごとく、上記電力変換回路６１は、モータ２に電力を供給するスイッチング素子６１２、モータ電流を還流するスイッチング素子６１２を保護するためのダイオード素子６１３、スイッチング素子６１２によりモータ２に供給する電力波形の平滑化を行うコイル６１４及びコンデンサ６１５、並びにスイッチング素子６１２にパルス幅変調を行ったスイッチング信号を送信する制御回路６１１等を用いて構成されている。
また、制御回路６１１は、モータ２に流れる電流等を検出して、いわゆるセンサレス制御を行ってモータ２の回転制御を行うよう構成してある。
また、本例のスイッチング素子６１２は、３相のモータ巻線２１１に電力を供給するための６つの素子部を集積してパッケージ化してある。
【００４６】
そして、電力変換回路６１、すなわち制御回路６１１、スイッチング素子６１２、ダイオード素子６１３、コイル６１４及びコンデンサ６１５等は、高電圧直流電源６４を動力源として動作するよう構成されている。また、３相交流モータ２は、そのモータ巻線２１１から引き出した３つのリード線２２の端子が、スイッチング素子６１２に接続されている。
また、本例の電力変換基板５２においては、複数のコンデンサ６１５が配設してあり、各コンデンサ６１５は、高電圧直流電源６４のプラス側とマイナス側との間に、並列接続されている。
【００４７】
図６に示すごとく、上記通信回路６２は、上位制御装置６６と制御回路６１１との間で、モータ２の回転速度指令、電力制限及び運転状況等のデータの受渡を行うよう構成してある。また、通信回路６２は、低電圧直流電源６５（低電圧バッテリー、約１２Ｖ）を動力源として動作するよう構成されている。
また、上記絶縁回路６３は、フォトカプラ等のアイソレータによって構成してある。そして、絶縁回路６３は、低電圧側を構成する回路部と高電圧側を構成する回路部との間を、光によって信号伝達するよう構成されている。また、絶縁回路６３は、上位制御装置６６から制御回路６１１への出力信号の絶縁状態での橋渡しを行う出力回路部と、制御回路６１１から上位制御装置６６への入力信号の絶縁状態での橋渡しを行う入力回路部とを有している。
【００４８】
このように、同図に示すごとく、電力変換回路６１（制御回路６１１、スイッチング素子６１２、ダイオード素子６１３、コイル６１４及びコンデンサ６１５等）と、絶縁回路６３における高電圧側を構成する回路部とは、電力変換基板５２における高電圧回路部分を構成し、通信回路６２と、絶縁回路６３における低電圧側を構成する回路部とは、電力変換基板５２における低電圧回路部分を構成している。
【００４９】
また、図４、図６に示すごとく、本例の電力変換基板５２においては、絶縁回路６３及び通信回路６２（低電圧回路部分）は、当該電力変換基板５２において電力変換回路６１（高電圧回路部分）を配置した全体の領域に比べて、冷媒流路４１の上流側に位置する領域に配置してある。図４において、冷媒Ｃの流れ方向をＳによって示す。
本例の電力変換基板５２においては、パッケージ化したスイッチング素子６１２は、長方形状を輸しており、その長辺の方向をモータ２の軸方向Ｌに向けて配置してある。また、複数のコンデンサ６１５は、モータ２の軸方向Ｌに並べて配置してある。
【００５０】
図５に示すごとく、複数のコンデンサ６１５は、電力変換制御部５におけるエンジン対向側の端部とは反対側の端部に配設してある。そして、各コンデンサ６１５の一部は、ハウジング４に形成した凹部４７内に配置してある。
また、図４に示すごとく、コイル６１４は、電力変換基板５２において、冷媒流路４１の下流側に位置する領域に配置してあり、絶縁回路６３及び通信回路６２は、コイル６１４の配置領域よりも上流側に位置する配置領域に配置してある。
また、本例のパッケージ化したスイッチング素子６１２は、電力変換基板５２におけるエンジン対向側の端部に配設してあり、３相のモータ接続端子２３に隣接して配置してある。
【００５１】
このように、電力変換回路６１に比べて耐熱性が低い絶縁回路６３及び通信回路６２を、ハウジング４における冷媒流路４１の上流側の領域に配置することにより、ハウジング４内を通過する冷媒Ｃによって、絶縁回路６３及び通信回路６２を効果的に冷却することができる。そして、特に絶縁回路６３の周辺の温度を低く維持することができる。
【００５２】
また、図１、図３、図６に示すごとく、上記電力変換制御部５は、電力変換回路６１を上位制御装置６６に接続するための電力用コネクタ５３と、通信回路６２を上位制御装置６６に接続するための通信用コネクタ５４とを有している。
図３、図４に示すごとく、本例の通信用コネクタ５４は、電力用コネクタ５３の配設位置よりも冷媒流路４１の上流側の位置に配設してある。そして、電力変換回路６１（高電圧回路部分）と電力用コネクタ５３とを接続する配線部分と、通信回路６２（低電圧回路部分）と通信用コネクタ５４とを接続する配線部分とが、電力変換基板５２上において、交錯しないようになっている。同図において、冷媒Ｃの流れ方向をＳによって示す。
また、本例の電力用コネクタ５３及び通信用コネクタ５４は、当該電動コンプレッサ１の組付性及びメンテナンス性を向上させるために、電力変換制御部５におけるエンジン対向側の端部とは反対側の端部に配設してある。
【００５３】
本例の車両用の電動コンプレッサ１は、モータ２、圧縮機構３、ハウジング４及び電力変換制御部５を備えており、ハウジング４に対する電力変換制御部５の配設構造に工夫を行っている。
具体的には、本例の電力変換制御部５は、その平板形状における板面方向をハウジング４における複数の固定用脚部４５の形成方向Ｄと一致させた状態で、ハウジング４における配設面４３に固定してある。そして、ハウジング４の内側には、配設面４３の対応位置に上記メイン冷媒流路４１１が形成してあり、配設面４３の壁部４３２の厚みは、他の部位の壁部の厚みに比べて薄くなっている。
【００５４】
本例においては、複数の固定用脚部４５のうちの２つ（上記２つの制御部側脚部４５Ａ）を、電力変換制御部５の軸方向Ｌの両側において、この電力変換制御部５を間に挟む状態で形成している。そのため、本例においては、ハウジング４において厚みが薄い配設面４３の壁部４３２の形成部位の軸方向両側を、２つの制御部側脚部４５Ａ内に挿通させた各ボルト４６をエンジン８に螺合することによって、このエンジン８に固定することができる。
それ故、本例の電動コンプレッサ１によれば、ハウジング４において強度が弱く振動し易い配設面４３の形成部位の軸方向両側を、積極的にエンジン８に固定することができ、当該電動コンプレッサ１が発生する振動、騒音等を小さくすることができる。
【００５５】
（実施例２）
本例は、図７〜図１１に示すごとく、上記モータ駆動装置１における他の実施態様を示す例である。
図７、図８に示すごとく、上記３相のモータ接続端子２３は、モータ２の軸方向Ｌに直交して並べると共に、電力変換制御部５に対して、エンジン配設側であって冷媒流路４１の下流側の位置に配設することもできる。この構造は、圧縮機構３の出力が小さくモータ２の軸方向Ｌの長さが短い場合に有効である。同図において、冷媒Ｃの流れ方向をＳによって示す。
【００５６】
また、上記モータ駆動装置１は、電動コンプレッサ１とする以外にも、図９に示すごとく、上記回転作動手段３としてのポンプ機構３Ａによって、モータ２を収容するハウジング４の冷媒流路４１内へ冷媒Ｃを吸入するファン７１を回転させるよう構成したウォーターポンプ１Ａとすることもできる。
また、モータ駆動装置１は、図１０に示すごとく、エンジン８の回転力を利用して発電を行うオルタネータ、及びエンジン８の始動を行うスターターモータの機能を一体化したハイブリッド車用の補機１Ｂとすることもできる。この場合には、モータ２と、ハウジング４おける冷媒流路４１内へ冷媒Ｃを吸入する回転作動手段３としてのファン３Ｂとに、エンジン８のクランクにベルト等を介して接続されるプーリ７２を連結して、モータ駆動装置１を構成することができる。
【００５７】
また、上記モータ駆動装置１は、図１１に示すごとく、上記電動コンプレッサ１に、エンジン８の始動を行うスターターの機能を付加して構成することもできる。この場合には、回転作動手段３としての圧縮機構３を作動させるモータ２に、クラッチ７３を介して、エンジン８のクランクにベルト等を介して接続されるプーリ７２を連結して、モータ駆動装置１を構成することができる。
【００５８】
そして、クラッチ７３によって、モータ２とプーリ７２とを連結したときには、モータ駆動装置１は、モータ２の回転によってスターターとして機能することができる。一方、クラッチ７３によるモータ２とプーリ７２との連結状態を解除したときには、モータ駆動装置１は、モータ２の回転によって電動コンプレッサ１として機能することができる。
また、この場合には、モータ駆動装置１によって静かにエンジン８の始動を行うことができ、スターターの寿命を向上させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例１における、電動コンプレッサを正面方向から見た状態で示す説明図。
【図２】実施例１における、電動コンプレッサを正面方向から見た状態で示す断面説明図。
【図３】実施例１における、電動コンプレッサを上面方向から見た状態で示す説明図。
【図４】実施例１における、電動コンプレッサを上面方向から見た状態で示す図で、電力変換基板における部品の配置状態を示す説明図。
【図５】実施例１における、電動コンプレッサを横方向から見た状態で示す断面説明図。
【図６】実施例１における、電動コンプレッサの電力変換基板における回路構成を示す説明図。
【図７】実施例２における、電動コンプレッサを正面方向から見た状態で示す断面説明図。
【図８】実施例２における、電動コンプレッサを上面方向から見た状態で示す断面説明図。
【図９】実施例２における、ウォーターポンプを正面方向から見た状態で示す断面説明図。
【図１０】実施例２における、ハイブリッド車用の補機を正面方向から見た状態で示す断面説明図。
【図１１】実施例２における、スターターの機能を付加した電動コンプレッサを正面方向から見た状態で示す断面説明図。
【符号の説明】
【００６０】
１  モータ駆動装置（電動コンプレッサ）
２  モータ
２１  ステータ
２２  リード線
２３  モータ接続端子
３  回転作動手段（圧縮機構）
４  ハウジング
４１  冷媒流路
４１１  メイン冷媒流路
４１２  サブ冷媒流路
４２  ステータ支持部
４２１  支持壁
４３  配設面
４４  ハウジング突出部
４５  固定用脚部
４５Ａ  制御部側脚部
４５Ｂ  反対側脚部
５  電力変換制御部
５１  ケース
５２  電力変換基板
５３  電力用コネクタ
５４  通信用コネクタ
６１  電力変換回路
６１１  制御回路
６１２  スイッチング素子
６１５  コンデンサ
６２  通信回路
６３  絶縁回路
６６  上位制御装置
８  エンジン
８１  エンジン突起部
８２  エンジン凹部
Ｃ  冷媒
Ｌ  軸方向
Ｄ  形成方向
【図１】
2007282309.tif 000003
【図２】
2007282309.tif 000004
【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】
2007282309.tif 000009
【図８】
2007282309.tif 000010
【図９】
2007282309.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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