(57)【要約】【課題】カバー部材における振動を低減させ、騒音の発生を抑制できるインバータ収納部を提供する。【解決手段】開口部１９を有し、内部にインバータ装置が収容設置される金属製の収容部本体２１と、開口部１９を密閉可能に覆う金属製のカバー２３と、が備えられているインバータ収納部であって、カバー２３の中央部分２７は、剛性が弱められ、固有値が６００Ｈｚ以下になるように薄くされるとともに中央部分２７に振動を低減させる制振材２９が取り付けられている。【選択図】図２
2012117444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し、内部にインバータ装置が収容設置される金属製の収容部本体と、
前記開口部を密閉可能に覆う金属製のカバー部材と、
が備えられているインバータ収納部であって、
前記カバー部材の中央部分は、剛性が弱められ、固有値が６００Ｈｚ以下になるように薄くされるとともに該中央部分に振動を低減させる制振部材が取り付けられていることを特徴とするインバータ収納部。
【請求項２】
前記中央部分の厚さは、前記中央部分の面積の０．０３〜０．０４％の大きさとされていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ収納部。
【請求項３】
配線ケーブル等のケーブル類を取り付けるブラケットを前記中央部分に固定して取り付け、前記ケーブル類を前記制振部材として用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインバータ収納部。
【請求項４】
前記ブラケットは、制振材を介して前記中央部分に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のインバータ収納部。
【請求項５】
圧縮機構および該圧縮機構を作動する電動モータが内蔵されているハウジングと、
該ハウジングの外周に、請求項１ないし４のいずれかのインバータ収容部が備えられていることを特徴とする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、インバータ収納部およびこれを備えているインバータ一体型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される空調装置用の圧縮機として、インバータ装置が一体に組込まれている電動圧縮機が用いられている。
このインバータ一体型電動圧縮機は、電動モータと圧縮機構とが内蔵されるハウジングの外周にインバータ収容部（インバータボックス）が設けられている。インバータ収容部の内部には、高電圧電源ユニットから供給される直流電力を三相交流電力に変換し、電動モータに給電するインバータ装置が組込まれている。
インバータ収容部には、インバータ装置を挿入する開口部を有する本体と、開口部を密閉可能に覆うカバー部材とが備えられている。
【０００３】
このようなインバータ装置は、防湿／防水が必要であり、一部の電装品を樹脂封入したり、インバータ収容部内にジェル材を充填したりするとともに、本体の開口部をカバー部材によって密閉シールし、防水構造としている。
この密閉シールは、開口部の周囲とカバー部材との間に介装された、防水パッキンによって行われるのが通常である。
【０００４】
密閉性を向上させるために剛性の高い金属製、たとえば、特許文献１に示されるように車両部品としてよく用いられているアルミダイカスト製の本体とカバー部材とが用いられているものが提案されている。
また、圧縮機が発生する騒音が外部に伝達されるのを抑制するものとして、特許文献２に示されるように全体を制振鋼板で覆うようにしたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７８５３７号公報
【特許文献２】特開平２−１６３４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本体とカバー部材とが一部直接接触し、あるいは締め付け用のボルトを介して接触するので、両者はメタルタッチしていることになる。このようにメタルタッチとされると、圧縮機等で発生する振動が、本体を介してカバー部材によく伝達されるので、カバー部材が振動する。
カバー部材は、一般に、たとえば、矩形状等の単純な形をしているので、振動によって音が発生し易く、インバータ一体型電動圧縮機全体の騒音レベルを大きくする。
この騒音が外部に伝達されるのを抑制するために、特許文献２に示されるように全体を制振鋼板で覆うようにするのは、コスト的にも重量的にも好ましくない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、カバー部材における振動を低減させ、騒音の発生を抑制できるインバータ収納部およびこれを備えてい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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第一態様は、開口部を有し、内部にインバータ装置が収容設置される金属製の収容部本体と、前記開口部を密閉可能に覆う金属製のカバー部材と、が備えられているインバータ収納部であって、前記カバー部材の中央部分は、剛性が弱められ、固有値が６００Ｈｚ以下になるように薄くされるとともに該中央部分に振動を低減させる制振部材が取り付けられているインバータ収納部である。
【０００９】
騒音全体の大きさは、１０００〜１８００Ｈｚの騒音が支配的であることが分かっている。
本態様によるインバータ収納部では、カバー部材の中央部分の剛性が弱められ、固有値が６００Ｈｚ以下になるように薄くされているので、オーバーオール値に対する割合である占有率が高い支配的な騒音範囲で共振することがない。このため、占有率が低い６００Ｈｚ以下の固有値の近辺で共振したとしても支配的な騒音範囲で共振しないので、全体の騒音を低減することができる。
また、中央部分に振動を低減させる制振部材が取り付けられているので、固有値付近での共振を含め、カバー部材の振動レベルを低減することができる。
これらにより、インバータ収納部からの騒音を低減することができる。
【００１０】
中央部分の厚さを薄くしているので、たとえ、制振部材が取り付けられていてもインバータ収納部の内部寸法および外部寸法を厚さが薄くされていないものと比べて変化することを防止できる。また、軽量化できる。
収容部本体およびカバー部材は金属製であるので、高面圧を要する密閉性の高いシール材を用いることができ、十分なシール性を確保することができる。
なお、ここで「中央部分」とは、収容部本体と接合される周縁部分に対する意味である。制振部材は、大きさによってこの中央部分の全面に設けられてもよいし、小さいものでは、物理的な中心に限らず中央部分の任意の位置に設けることができる。
【００１１】
本態様では、前記中央部分の厚さは、前記中央部分の面積の０．０３〜０．０４％の大きさとされていてもよい。
【００１２】
中央部分の剛性、すなわち、固有値は、面積と厚さとの比率、形状および材料等で決まる。中央部分の厚さを、前記中央部分の面積の０．０３〜０．０４％の大きさとすれば、固有値を６００Ｈｚ以下に収めることができる。
【００１３】
本態様では、配線ケーブル等のケーブル類を取り付けるブラケットを前記中央部分に固定して取り付け、前記ケーブル類を前記制振部材として用いる構成としてもよい。
【００１４】
インバータ装置には、配線ケーブル等のケーブル類が備えられている。このケーブル類は弾力性を有している。
本態様では、ケーブル類を取り付けるブラケットを中央部分に固定して取り付けられているので、中央部分が振動すると、ブラケットを介してケーブル類が揺れることになる。
ケーブル類が揺れると、戻ろうとする力が作用するので、振動を抑えることができる。言い換えれば、ケーブル類が制振部材として機能することになる。
【００１５】
本構成では、前記ブラケットは、制振材を介して前記中央部分に取り付けられていてもよい。
このようにすると、中央部分の振動をより抑えることができる。
【００１６】
本発明の第二態様は、圧縮機構および該圧縮機構を作動する電動モータが内蔵されているハウジングと、該ハウジングの外周に、第一態様にかかるインバータ収容部が備えられているインバータ一体型電動圧縮機である。
【００１７】
このように、防水性を維持して騒音の発生を抑制できるインバータ収容部を用いているので、インバータ一体型電動圧縮機は、厳しい防水要求に耐えるとともに騒音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるインバータ収容部では、カバー部材の中央部分の剛性が弱められ、固有値が６００Ｈｚ以下になるように薄くされ、中央部分に振動を低減させる制振部材が取り付けられているので、インバータ収納部から発生する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態にかかるインバータ一体型電動圧縮機の外観側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】剛性をパラメータとして、１／３オクターブ幅で周波成分を分析した中心周波数と騒音との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第一実施形態にかかるインバータ収容部の他の実施態様を示す図２と同様部分の断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態にかかるインバータ収容部を示す図２と同様部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。
［第一実施形態］
以下に、本発明の第一実施形態にかかるインバータ一体型電動圧縮機１について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態にかかるインバータ一体型電動圧縮機１の外観側面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。
本実施形態においては、インバータ一体型電動圧縮機１は車両用空気調和機に用いられる圧縮機であって、インバータにより駆動回転数が制御されるものとして説明する。
【００２１】
インバータ一体型電動圧縮機１は、その外殻を構成する耐圧構造のハウジング３を備えている。この耐圧構造のハウジング３は、図示省略の電動モータが収容されるモータハウジング５と、図示省略の圧縮機構が収容される圧縮機ハウジング７とをボルト９で一体に締め付け固定することによって構成される。
このモータハウジング５および圧縮機ハウジング７は、耐圧容器として十分強度を確保できるようにアルミダイカスト製とされている。
【００２２】
ハウジング３内に内蔵される図示省略の電動モータおよび圧縮機構は、図示省略のモータ軸を介して連結され、電動モータの回転によって圧縮機構が駆動されるように構成されている。
モータハウジング５の一端側（図１の左側）には、冷媒吸入ポート１１が設けられており、この冷媒吸入ポート１１からモータハウジング５内に吸入された低温低圧の冷媒ガスは、電動モータの周囲をモータ軸線Ｌ方向に沿って流通後、圧縮機構に吸い込まれて圧縮される。
圧縮機構により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、圧縮機ハウジング７内に吐き出された後、圧縮機ハウジング７の一端側（図１の右側）に設けられている吐出ポート１３から外部へと送出されるように構成されている。
【００２３】
ハウジング３には、モータハウジング５の一端側（図１の左側）の下部および圧縮機ハウジング７の下部側の２箇所と、圧縮機ハウジング７の上部側の１箇所との計３箇所に取り付け脚１５が設けられている。
インバータ一体型電動圧縮機１は、この取り付け脚１５が車両のエンジンルーム内に設置されている走行用原動機の側壁等にブラケットおよびボルトを介して固定設置されることにより搭載されるようになっている。
【００２４】
また、モータハウジング５の外周部には、その上方部に略直方体形状をしたインバータ収容部１７が一体に成形されている。
インバータ収容部１７には、一面（図１の上側）が開放された開口部１９を形成する所定高さの周囲壁により囲われたボックス構造とされた収容部本体２１と、収容部本体２１の開口部１９を密閉可能に覆うカバー（カバー部材）２３とが備えられている。
カバー２３は、図示しない、たとえば、樹脂製のシール部材を介して収容部本体３に複数のボルト２４によって固定される。
【００２５】
収容部本体２１およびカバー２３は、アルミダイカスト製である。カバー２３は、図２に示されるように、収容部本体２１に取り付けられる部分である厚肉の周縁部２５と、周縁部２５の内側の中央部分２７と、で構成されている。
中央部分２７の厚さは、図２に一点鎖線で示される従来のものに比べて薄くされている。
中央部分２７は、たとえば、７０ｍｍ×７０ｍｍの正方形とされ、厚さは、１．６ｍｍとされている。すなわち、厚さは、中央部分２７の面積である４９００平方ｍｍの０．０３３％の大きさとされている。
なお、中央部分２７の厚さは、中央部分２７の面積に対してその０．０３〜０．０４％の大きさとされるのが好ましい。
【００２６】
従来用いられていた通常剛性のカバー２３と、本実施形態にかかる中央部分２７の厚さを薄くして剛性を低減（剛性ダウン）したカバー２３と、について１／３オクターブ幅で周波成分を分析した。図３は、その結果を横軸に中心周波数を、縦軸に騒音を取って示している。
こう通常剛性のものは、周波数が１０００〜１６００Ｈｚで騒音が大きくなる、言い換えれば固有値を有するのに対し、本実施形態の中央部分２７の厚さを薄くして剛性を低減したカバー２３では、５００Ｈｚで通常剛性のものよりも騒音が大きくなっている。すなわち、本実施形態の剛性を低減したカバー２３の固有値は５００Ｈｚ前後である。
なお、カバー２３の剛性は、固有値が６００Ｈｚ以下となる大きさとされるのが好ましい。
【００２７】
中央部分２７の開口部１９に面する面には、略全面に亘り制振材（制振部材）２９が取り付けられている。
制振材２９は、高温高比重のブチルゴム製とされている。制振材２９としては、これに限定されず、ゴム系材料、熱硬化性樹脂材料、制振塗料等が用いられる。
なお、本実施形態では、制振材２９は中央部分２７の開口部１９に面する面に取り付けられているが、制振材２９は、図４に示されるように中央部分２７の外側面に取り付けられてもよい。
制振材２９は、中央部分２７の一部を覆うように取り付けられてもよい。
【００２８】
インバータ収容部１７の内部には、高電圧電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに給電するインバータ装置３１が組み込まれ、空調負荷に応じて電動圧縮機の回転数を可変制御できるように構成されている。
インバータ装置３１は、高電圧電源ラインに設けられる図示省略の平滑コンデンサやノーマルモードコイル、コモンモードコイル等の高電圧系部品と、パワー系基板、ＣＰＵ基板、各種接続用の端子等が一体にインサート成形されたインバータモジュール３３と、を備えている。
インバータ装置３１は、図示しない配線ケーブルによって外部の高電圧電源あるいは車両側の上位制御装置である車両側ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）と接続されるように構成されている。
【００２９】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
騒音全体の大きさであるオーバーオール値は、１０００〜１８００Ｈｚの騒音が支配的であることが分かっている。
本実施形態によるインバータ収容部１７では、カバー２３の中央部分２７の厚さが薄くされ、剛性が弱められている。このカバー２３の固有値は６００Ｈｚ以下である約５００ＨＺであるので、オーバーオール値に対する割合である占有率が高い支配的な騒音範囲である１０００〜１８００Ｈｚで共振することがなく、占有率が低い５００Ｈｚ近傍で共振する。
【００３０】
このように、オーバーオール値に対する割合である占有率が低い６００Ｈｚ以下の固有値の近辺で共振したとしても支配的な騒音範囲で共振しないので、全体の騒音を低減することができる。
また、中央部分２７に振動を低減させる制振材２９が取り付けられているので、固有値付近での共振を含め、カバー２３の振動レベルを低減することができる。
これらにより、インバータ収納部１７から発生する騒音を低減することができる。
【００３１】
中央部分２７の厚さを薄くしているので、たとえ、制振材２９が取り付けられていてもインバータ収納部１７の内部寸法および外部寸法を厚さが薄くされていないものと同等以上の大きさにすることができる。
また、比重の大きい金属製である中央部分２７の厚さが薄くされているので、カバー２３を軽量化することができる。
収容部本体２１およびカバー２３はアルミダイカスト製であるので、高面圧を要する密閉性の高いシール材を用いることができ、十分なシール性を確保することができる。
【００３２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態にかかるインバータ一体型電動圧縮機１について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、制振材２９の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態のものと同じ部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
【００３３】
図５は、本実施形態にかかるにかかるインバータ収容部１７を示す図２と同様部分の断面図である。
本実施形態では、インバータ装置３１と外部の高電圧電源あるいは車両側の上位制御装置である車両側ＥＣＵと接続されるに配線ケーブル等のケーブル類は、自由に移動しないようにブラケット３５に取り付けられている。このケーブル類は弾力性を有している。
ブラケット３５は、略矩形状をした板材であり、中央部分２７よりも小さな面積とされている。
【００３４】
ブラケット３５は、図５に示されるように制振材３７を介して中央部分２７にボルト３９によって固定して取り付けられている。
制振材３７は、高温高比重のブチルゴム製とされている。制振材３７としては、これに限定されず、ゴム系材料、熱硬化性樹脂材料、制振塗料等が用いられる。
ブラケット３５は、中央部分２７の略中央部に取り付けられている。ブラケット３５の取付位置は、中央部に限らず任意の位置に取り付けられてもよい。
【００３５】
このように、本実施形態では、弾力性を有するケーブル類が取り付けられているブラケットが中央部分２７に固定して取り付けられているので、中央部分２７が振動すると、ブラケット３５を介してケーブル類が揺れることになる。
ケーブル類が揺れると、弾性によって戻ろうとする力が作用するのでの、ブラケット３５、すなわち、中央部分２７振動を抑えることができる。言い換えれば、ケーブル類が制振部材として機能することになる。
【００３６】
このとき、ブラケット３５と中央部分２７との間に介装されている制振材３７がさらに振動を低減させるので、中央部分２７の振動をより抑えることができる。
なお、制振材３７は、必要に応じ取り付けられるものであり、ケーブル類による制振効果が十分であれば省略されてもよい。
【００３７】
なお、本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  インバータ一体型電動圧縮機
３  ハウジング
１７  インバータ収容部
１９  開口部
２１  収容部本体
２３  カバー
２７  中央部分
２９  制振材
３１  インバータ装置
３５  ブラケット
３７  制振材
【図１】
2012117444.tif 000003
【図２】
2012117444.tif 000004
【図３】
2012117444.tif 000005
【図４】
2012117444.tif 000006
【図５】
2012117444.tif 000007