(57)【要約】【課題】金属部をハウジングに接した状態で設けることができる。【解決手段】電動圧縮機のハウジングには、モータを駆動させるインバータ２０が設けられている。インバータ２０は、平板状のベース２１と、回路基板５１とを有している。回路基板５１には、コンデンサ、コイル、ＩＰＭ５４などの素子が接続されている。素子はベース２１に載置されている。ベース２１は、金属製の金属部２２と、樹脂製の樹脂部３１とを有している。樹脂部３１は、金属部２２と一体成形されている。樹脂部３１は、金属部２２と、ベース２１をハウジングに固定するためのネジが挿通されるカラー５５とを一体化している。樹脂部３１、金属部２２及びカラー５５のそれぞれのハウジングとの対向面は、面一となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータとをハウジングに収容した電動圧縮機に設けられ、前記モータを駆動させる電動圧縮機用インバータであって、
回路基板と、
前記回路基板に接続された素子が載置されるベースと、
前記ベースを前記ハウジングに固定するネジが挿通される螺合部と、を備え、
前記ベースは、電力用半導体素子が載置される金属部と、該金属部と前記螺合部とを一体化するとともに前記金属部と一体成形された樹脂部とを有し、
前記螺合部の前記ハウジングとの対向面と、前記金属部の前記ハウジングとの対向面とは、ともに前記ハウジングの面に接していることを特徴とする電動圧縮機用インバータ。
【請求項２】
前記螺合部の前記ハウジングとの対向面、前記金属部の前記ハウジングとの対向面および前記樹脂部の前記ハウジングとの対向面は面一であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機用インバータ。
【請求項３】
前記金属部は、押出成形、または鍛造によって製造された銅又はアルミニウムの部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機用インバータ。
【請求項４】
前記樹脂部には、前記素子の位置決め部が一体成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機用インバータ。
【請求項５】
前記樹脂部には、前記モータと電気的に接続されるコネクタ端子が一体成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機用インバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動圧縮機用インバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、インバータは、電動圧縮機のハウジングの外部に設けられる。特許文献１において、ハウジングの外部に設けられたインバータは、樹脂製の筐体と、筐体の内部に収容されたインバータ回路を有している。インバータ回路は、回路基板と、回路基板に実装された電力制御用半導体を有している。電力制御用半導体にはヒートシンクが固定されている。ヒートシンクは、筐体に設けられた開口部内に配設され、ハウジングと接している。電力制御用半導体が発する熱は、ヒートシンクからハウジングに伝導し、ハウジングに伝導した熱は、ハウジング内の冷媒と熱交換を行う。これにより、電力制御用半導体が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５３５５２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、開口部にヒートシンクを設ける際に、ヒートシンクがハウジングから若干離間して設けられる場合がある。この場合、ヒートシンクからハウジングへの熱の伝導が阻害され、電力制御用半導体を効率よく冷却できないおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、金属部をハウジングに接した状態で設けることができる電動圧縮機用インバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電動圧縮機用インバータは、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータとをハウジングに収容した電動圧縮機に設けられ、前記モータを駆動させる電動圧縮機用インバータであって、回路基板と、前記回路基板に接続された素子が載置されるベースと、前記ベースを前記ハウジングに固定するネジが挿通される螺合部と、を備え、前記ベースは、電力用半導体素子が載置される金属部と、該金属部と前記螺合部とを一体化するとともに前記金属部と一体成形された樹脂部とを有し、前記螺合部の前記ハウジングとの対向面と、前記金属部の前記ハウジングとの対向面とは、ともに前記ハウジングの面に接していることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、金属部と樹脂部が一体成形されているため、金属部と樹脂部とを一つの部材としてハウジングに固定することができる。このため、樹脂部をハウジングに固定したあとに、別体の金属部をハウジングに固定する場合に比べて、金属部をハウジングに接しさせやすい。
【０００８】
上記電動圧縮機用インバータについて、前記螺合部の前記ハウジングとの対向面、前記金属部の前記ハウジングとの対向面および前記樹脂部の前記ハウジングとの対向面は面一であることが好ましい。これによれば、金属部の対向面とハウジングの面との接触が螺合部によって阻害されることが抑制される。
【０００９】
上記電動圧縮機用インバータについて、前記金属部は、押出成形、または鍛造によって製造された銅又はアルミニウムの部材であることが好ましい。これによれば、電力用半導体素子が発した熱が金属部に伝導しやすい。
【００１０】
上記電動圧縮機用インバータについて、前記樹脂部には、前記素子の位置決め部が一体成形されていることが好ましい。これによれば、樹脂部と位置決め部を一体成形することができるため、樹脂部と位置決め部を別個で製造する場合に比べてベースの製造が容易になる。
【００１１】
上記電動圧縮機用インバータについて、前記樹脂部には、前記モータと電気的に接続されるコネクタ端子が一体成形されていることが好ましい。これによれば、樹脂部とコネクタ端子を一体成形することができるため、樹脂部とコネクタ端子を別個で製造する場合に比べてベースの製造が容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属部をハウジングに接した状態で設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電動圧縮機の一部を破断して示す側面図。
【図２】電動圧縮機用インバータを示す分解斜視図。
【図３】ベースを示す分解斜視図。
【図４】コンデンサを示す一部破断断面図。
【図５】コイルを示す一部破断断面図。
【図６】電動圧縮機用インバータを電動圧縮機に取り付けた状態を示す一部破断断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、電動圧縮機用インバータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング１１を有している。ハウジング１１は、有底円筒状の第１ハウジング１２と、第１ハウジング１２の開口部に設けられる有蓋円筒状の第２ハウジング１３とを有している。ハウジング１１は、第１ハウジング１２と第２ハウジング１３とを連結することで構成されている。第１ハウジング１２には、第１ハウジング１２内に冷媒を流入させる流入口１６が第１ハウジング１２の径方向に貫通して設けられている。第１ハウジング１２には、冷媒を圧縮する圧縮部１７と、圧縮部１７を駆動するモータ１８とが収容されている。第１ハウジング１２の軸方向の外面１４（第１ハウジング１２の軸方向の端面）には、モータ１８を駆動させる電動圧縮機用インバータとしてのインバータ２０が設けられている。インバータ２０は、第１ハウジング１２の外面１４に設けられたカバー１５に覆われている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、インバータ２０は、平板状のベース２１と、回路基板５１とを有している。回路基板５１には、コンデンサ７１、コイル５３、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）５４などの素子が接続されている。素子は、ベース２１に載置（固定）されている。なお、各素子のうち、ＩＰＭ５４は最も発熱量の多い素子である。
【００１６】
ベース２１は、金属製の金属部２２と、樹脂製の樹脂部３１とを有している。金属部２２は、矩形板状をなしており、厚み方向の一方の面の中央には厚み方向に向けて若干突出した突出部２３が設けられている。また、金属部２２の厚み方向の面のうち、突出部２３が設けられた面とは反対側の面は、平坦面２２ａ（図６参照）となっている。金属部２２は、押出成形または鍛造によって製造された銅又はアルミニウムの部材である。金属部２２の突出部２３には、ＩＰＭ５４が載置されている。ＩＰＭ５４は、図示しない端子が回路基板５１に接続されている。
【００１７】
樹脂部３１は、金属部２２と一体成形されている。樹脂部３１は、平板状をなしており、厚み方向の一方の面（突出部２３が設けられた面と同一方向の面）には、素子の位置決め部としての凹部３４及びモータ１８と電気的に接続されるコネクタ端子３５が一体成形されている。凹部３４は樹脂製である。コネクタ端子３５は、モータ１８と電気的に接続される図示しない接続部を有している。凹部３４と、コネクタ端子３５は、金属部２２を挟んで設けられている。樹脂部３１の厚み方向の面のうち、凹部３４が設けられた面とは反対側の面は平坦面３１ａ（図６参照）となっている。また、樹脂部３１の厚み方向の面のうち、凹部３４が設けられた面とは反対側の面と、金属部２２の厚み方向の面のうち、突出部２３が設けられた面とは反対側の面とは、面一となっている。即ち、平坦面２２ａと平坦面３１ａとは面一になっている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、凹部３４は、円弧状に湾曲しており、直線状に延びている。また、凹部３４は、四つ設けられており、四つの凹部３４は並設されている。
各凹部３４には、一つずつコンデンサ７１が設けられている。したがって、本実施形態において、凹部３４は、コンデンサ７１の位置決め部として機能している。本実施形態のコンデンサ７１は、電解コンデンサである。コンデンサ７１は、円柱状の本体部７２と、本体部７２の軸方向の一端から延びる二本のリード７３とを有している。リード７３は、本体部７２の軸方向に突出するとともに、直角に屈曲している。リード７３は、回路基板５１に向けて屈曲している。各コンデンサ７１は、リード７３が設けられた端面が同一方向を向いた状態で並設されるとともに軸方向の端部の一方が共通のコンデンサホルダ５７に保持されている。各コンデンサ７１は、リード７３の先端が回路基板５１側を向くように配置される。コンデンサ７１が同一方向を向いた状態で並んで設けられることで、複数のコンデンサ７１のリード７３は、コンデンサ７１の並設方向に沿って仮想直線Ｌ１上に並んでいる。コンデンサ７１と凹部３４との間には、ポッティング材５８が設けられている。
【００１９】
図３及び図５に示すように、コイル５３は、樹脂部３１において、凹部３４よりもコネクタ端子３５側で、かつ、凹部３４と斜めに並んで設けられている。コイル５３は、二本のリード５９を有している。コイル５３は、リード５９の延びる方向が回路基板５１側を向くように配置されている。樹脂部３１とコイル５３との間には、ポッティング材６０が設けられている。
【００２０】
図２、図４及び図５に示すように、コンデンサ７１及びコイル５３は、ケース４０によって覆われている。したがって、ケース４０は、コンデンサ７１とコイル５３の共通のケースである。ケース４０は、板状の基部４５の周縁から基部４５の厚み方向に向けて立設部４６が延設されている。基部４５は、矩形状のコンデンサ被覆部４５ａと、円形状のコイル被覆部４５ｂとを有している。コンデンサ７１は、コンデンサ被覆部４５ａと、コンデンサ被覆部４５ａの周縁から立設した立設部４６によって囲まれている。コイル５３は、コイル被覆部４５ｂと、コイル被覆部４５ｂの周縁から立設した立設部４６によって囲まれている。
【００２１】
コンデンサ被覆部４５ａとコイル被覆部４５ｂとは連設されている。コンデンサ被覆部４５ａには、コンデンサ７１のリード７３が挿通される第１の挿通孔４１がコンデンサ被覆部４５ａの厚み方向に貫通して設けられている。本実施形態では、８個の第１の挿通孔４１が設けられ、各第１の挿通孔４１は仮想直線Ｌ２上に並んで設けられている。第１の挿通孔４１のピッチは、単一のコンデンサ７１のリード７３のピッチと同一である。また、コイル被覆部４５ｂには、コイル５３のリード５９が挿通される第２の挿通孔４２がコイル被覆部４５ｂの厚み方向に貫通して２個設けられている。第２の挿通孔４２のピッチは、コイル５３のリード５９のピッチと同一である。また、コンデンサ被覆部４５ａには、厚み方向に貫通する第１の貫通孔４３が、各コンデンサ７１の間の領域と対向する位置に設けられており、第１の貫通孔４３からポッティング材５８を視認することができる。更にコイル被覆部４５ｂには、厚み方向に貫通する第２の貫通孔４４がコイル５３の中心と対向する位置に設けられており、第２の貫通孔４４からポッティング材６０を視認することができる。
【００２２】
ケース４０の第１の挿通孔４１を挿通したコンデンサ７１のリード７３及びケース４０の第２の挿通孔４２を挿通したコイル５３のリード５９は、回路基板５１に接続されている。
【００２３】
樹脂部３１の厚み方向の面のうち凹部３４が設けられた面の周縁には、回路基板５１をベース２１に固定するためのネジＳ１が螺合される円筒状の第１のボス３８が設けられている。また、樹脂部３１の第１のボス３８が設けられた面と同一面上には、円筒状の第２のボス３９が設けられている。第１のボス３８と第２のボス３９は、樹脂製であり、樹脂部３１と一体成形されている。第２のボス３９の内周には、円筒状をなす金属製のカラー５５が設けられている。螺合部としてのカラー５５には、ベース２１をハウジング１１に固定するためのネジＳ２が挿通されている。樹脂部３１によって金属部２２とカラー５５とは一体化されている。
【００２４】
図６に示すように、カラー５５の軸方向の端面のうち、平坦面３１ａ側の端面５５ａは、樹脂部３１の凹部３４が設けられた面とは反対側の面と面一となっている。即ち、平坦面３１ａと端面５５ａとは面一になっている。
【００２５】
上記したインバータ２０は、カバー１５及び第２のボス３９を挿通したネジＳ２が第１ハウジング１２に螺合されることでハウジング１１に固定されている。ベース２１は、金属部２２の平坦面２２ａ及び樹脂部３１の平坦面３１ａが第１ハウジング１２の外面１４と対向している。したがって、金属部２２の平坦面２２ａが金属部２２のハウジング１１と対向する対向面となり、樹脂部３１の平坦面３１ａが樹脂部３１のハウジング１１と対向する対向面となる。また、カラー５５の軸方向の端面５５ａが、ハウジング１１と対向する対向面となる。金属部２２の平坦面２２ａ、樹脂部３１の平坦面３１ａ及びカラー５５の軸方向の端面５５ａは、面一となっているため、各面はハウジング１１の外面１４と面接触している。なお、図示はしていないが、金属部２２と外面１４との間には、熱伝導部材（TIM:thermal interface material）が設けられている。すなわち、金属部２２と外面１４が接している状態とは金属部２２と外面１４が直接接触している場合に限られず、上記した熱伝導部材のような介在物を介して接触している場合も含む。
【００２６】
次に、本実施形態のインバータ２０の作用について説明する。
金属部２２と樹脂部３１とを一体化したベース２１を有するインバータ２０をハウジング１１に取り付けるときには、金属部２２と樹脂部３１とを一つの部材としてハウジング１１に取り付けることができる。このため、金属部２２と樹脂部３１が別体としてハウジング１１に固定される場合に比べて、金属部２２の位置決め（金属部２２の平坦面２２ａと外面１４との位置合わせ）が容易であり、金属部２２をハウジング１１の外面１４に面接触させやすい。なお、ベース２１の製造時の寸法公差として、金属部２２が樹脂部３１から突出する方向の寸法公差を設定することで金属部２２が樹脂部３１に没入することが抑制され、金属部２２とハウジング１１の外面１４とを面接触させやすい。
【００２７】
また、第２のボス３９を樹脂製とすると、ネジＳ２による締結力により第２のボス３９が破損するおそれがあり、カラー５５によって第２のボス３９を補強する必要がある。カラー５５が金属部２２よりもハウジング１１側に突出していると金属部２２とハウジング１１の外面１４を接触させることができないが、カラー５５の軸方向の端面５５ａと金属部２２の平坦面２２ａとを面一とすることで、カラー５５によって金属部２２とハウジング１１の外面１４との面接触が阻害されることを抑制している。
【００２８】
したがって、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）樹脂部３１と金属部２２とを一体成形しているため、インバータ２０を第１ハウジング１２の外面１４に設けるときに樹脂部３１と金属部２２とを一体として固定することができ、ハウジング１１の外面１４と金属部２２とを面接触させやすい。また、カラー５５の軸方向の端面５５ａ、金属部２２の平坦面２２ａおよび樹脂部３１の平坦面３１ａを面一とすることで、カラー５５によって金属部２２の平坦面２２ａとハウジング１１の外面１４との面接触が阻害されることが抑制される。
【００２９】
（２）金属部２２として、押出成形または鍛造によって製造されたアルミニウム又は銅の部材を用いているため、ＩＰＭ５４が発した熱を効率よくハウジング１１に伝導させることができる。
【００３０】
（３）樹脂部３１には、コンデンサ７１の凹部３４が一体成形されている。このため、樹脂部３１と各凹部３４を別個で製造する場合に比べて、ベース２１の製造が容易になる。
【００３１】
（４）樹脂部３１には、コネクタ端子３５が一体成形されている。このため、樹脂部３１とコネクタ端子３５を別個で製造する場合に比べてベース２１の製造が容易になる。
（５）ベース２１は、発熱量の多いＩＰＭ５４が搭載される部分のみを金属部２２とし、他の部分を樹脂部３１としている。このため、ベース２１全体を金属とする場合に比べて、ベース２１の軽量化及び製造コストの低減が図られる。
【００３２】
（６）金属部２２とハウジング１１との間にのみ熱伝導部材を設ければよく、ベース２１全体を金属製とし、ベース２１全体とハウジング１１の外面１４との間に熱伝導部材を設ける場合に比べて、熱伝導部材の使用量が少なく、製造コストの低減が図られる。
【００３３】
（７）ケース４０に設けられた第１の貫通孔４３及び第２の貫通孔４４からポッティング材５８，６０を視認することで、ポッティングが適切に行われているか否かを視認することができる。
【００３４】
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○コンデンサ７１の数は、増やしてもよいし、減らしてもよい。この場合、コンデンサ７１の数に合わせて、リード７３が挿通される第１の挿通孔４１の数を変更する。
【００３５】
○樹脂部３１の平坦面３１ａと、金属部２２の平坦面２２ａ及びカラー５５の軸方向の端面５５ａとは、面一でなくてもよい。この場合、金属部２２の平坦面２２ａ及びカラー５５の軸方向の端面５５ａを、樹脂部３１の平坦面３１ａから突出させるとともに第１ハウジング１２に突出分に対応する凹みを設け、金属部２２の平坦面２２ａとカラー５５の軸方向の端面５５ａがともに第１ハウジング１２の外面１４と面接触するようにする。
【００３６】
○ＩＰＭ５４が載置される位置に加えて、コンデンサ７１や、コイル５３、すなわち、発熱する素子が載置される位置に金属部を設けてもよい。
○金属部２２は、銅やアルミニウム以外の金属であってもよい。
【００３７】
○コネクタ端子３５は、樹脂部３１と別体であってもよい。
○コンデンサ７１の凹部３４は、樹脂部３１と別体であってもよい。
○コイル５３など、コンデンサ７１以外の素子の位置決め部は、樹脂部３１に設けてもよい。
【００３８】
○ハウジング１１は、四角筒状などの形状であってもよい。
○コンデンサ７１は、フィルムコンデンサなどでもよい。
○コンデンサ７１は、柱状であればよく、四角柱状などの多角柱状でもよい。
【００３９】
○コイル５３はなくてもよい。
次に、上記実施形態及び変形例から把握することができる技術的思想について以下に追記する。
【００４０】
（イ）金属部のハウジングとの対向面は、樹脂部のハウジングとの対向面と面一、若しくは樹脂部のハウジングとの対向面からハウジングに向けて突出している。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ２…ネジ、１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１７…圧縮部、１８…モータ、２０…インバータ、２１…ベース、２２…金属部、３１…樹脂部、３５…コネクタ端子、５１…回路基板、５３…コイル、５４…ＩＰＭ、５５…カラー、７１…コンデンサ。
【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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