JP5209259B2

JP5209259B2 - 駆動回路一体型電動圧縮機

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Publication number: JP5209259B2
Application number: JP2007246772A
Authority: JP
Inventors: 英夫池田; 英司小林; 一三大里; 正則田口; 茂幸小山; 俊岡澤
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Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2013-06-12
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Description

本発明は、モータの駆動回路が内蔵された駆動回路一体型電動圧縮機に関し、とくに、発熱部品を効果的に冷却できるようにした駆動回路一体型電動圧縮機に関する。

モータの駆動回路が内蔵された駆動回路一体型電動圧縮機において、吸入冷媒ガスを、発熱部品を有する駆動回路の冷却に利用するようにした構造が各種知られている（例えば、特許文献１〜３）。
特開２０００−２９１５５７号公報特開２００２−１７４１７８号公報特開２００１−２６３２４３号公報

ところが、従来の吸入冷媒ガスを用いた冷却構造は、必ずしも、駆動回路を広い範囲にわたって効果的に冷却できる構造、あるいは、より冷却を強化したい部位等に対して効率よく冷却できる構造になっているとは言い難い。また、モータの駆動回路を冷却した冷媒ガスはモータの設置部を通して圧縮機構部へと吸入され、モータも冷却できるようになっている構造も知られているが、この場合にも、モータを広い範囲にわたって効果的に冷却できる構造、あるいは、冷却とともにモータ軸受部の潤滑をより良好に保つことができる構造になっているとは言い難い。

そこで本発明の課題は、駆動回路一体型電動圧縮機において、発熱部品、とくに駆動回路中の発熱部品を容易に効果的に冷却でき、かつ、モータの設置部側に対しても、モータの冷却や軸受部の潤滑を容易により良好に保つことができるようにした構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る駆動回路一体型電動圧縮機は、圧縮機構部および該圧縮機構部を駆動するモータが収容されているとともに、前記モータの駆動回路が内蔵されている駆動回路一体型電動圧縮機において、前記駆動回路の設置部と前記モータの設置部との間に、前記駆動回路の設置部側に設けられた第１の隔壁とその反対側の前記モータの設置部側に設けられた第２の隔壁とを介して、冷媒ガスが導入される、冷媒ガスの拡がり空間からなる冷媒ガスチャンバが形成され、該冷媒ガスチャンバは、前記駆動回路の設置部に対しては前記第１の隔壁により遮断されているとともに、前記モータの設置部に対しては前記第２の隔壁に設けられた冷媒ガスが通過可能な貫通孔により連通されており、前記圧縮機構部および前記モータを収容した圧縮機ハウジングと、前記駆動回路を収容した駆動回路ハウジングとが別体に構成されており、該駆動回路ハウジング内に前記第１の隔壁が設けられており、該駆動回路ハウジングを前記圧縮機ハウジングに組み付けることにより前記冷媒ガスチャンバが形成されており、前記貫通孔が、少なくとも、前記第２の隔壁上の、前記駆動回路から前記第１の隔壁を貫通して延びるモータへの給電用密封端子の設置部に対応する位置に設けられており、前記貫通孔は複数設けられており、かつ、相対的に大断面積の貫通孔と小断面積の貫通孔が設けられており、前記第２の隔壁上の、前記駆動回路から前記第１の隔壁を貫通して延びるモータへの給電用密封端子の設置部に対応する位置に設けられている貫通孔が、相対的に大断面積の貫通孔に形成されていることを特徴とするものからなる。

このような駆動回路一体型電動圧縮機においては、圧縮機内の駆動回路設置部とモータ設置部との間に、冷媒ガスが導入される、冷媒ガスの拡がり空間からなる冷媒ガスチャンバが形成されるので、導入されてきた冷媒ガスは冷媒ガスチャンバ内を流れつつ、適切に拡がった状態で一旦冷媒ガスチャンバ内に貯留されることになる。したがって、冷媒ガスチャンバ内に存在する冷媒ガスは、冷却すべき部位に対して比較的大きな冷却容量をもつことが可能になり、その冷媒ガスを用いて冷却すべき部位をより効果的に冷却できるようになる。また、この冷媒ガスチャンバは駆動回路の設置部側に設けられた第１の隔壁とその反対側のモータの設置部側に設けられた第２の隔壁とを介して形成されるので、第１の隔壁には駆動回路の冷却にとって最適な構造を、第２の隔壁にはモータの冷却やその軸受部の潤滑にとって最適な構造を、それぞれ独立して容易に採用できるようになり、目標とする構造をより容易にかつより確実に達成できるようになる。

上記本発明に係る駆動回路一体型電動圧縮機においては、圧縮機構部およびモータを収容した圧縮機ハウジングと、駆動回路を収容した駆動回路ハウジングとが別体に構成されており、該駆動回路ハウジング内に上記第１の隔壁が設けられており、該駆動回路ハウジングを前記圧縮機ハウジングに組み付けることにより冷媒ガスチャンバが形成されている構成を採ることができる。このような構成においては、駆動回路ハウジングを圧縮機ハウジングに組み付けるだけで、簡単に所望の形状の冷媒ガスチャンバを形成できる。また、圧縮機ハウジングと駆動回路ハウジングとが別体構成であるので、例えば、圧縮機ハウジング側の胴径に比べ駆動回路ハウジングの胴径を大きくすることも可能であり、それによって第１の隔壁側の冷却用表面積を広く確保して、とくに駆動回路側の冷却効果を高めることが可能になる。互いに組み付けられる圧縮機ハウジングと駆動回路ハウジングとの間の密封シールには、密閉性に優れており安価で寿命も長いガスケットやＯリングを使用すればよい。

また、本発明に係る駆動回路一体型電動圧縮機においては、上記貫通孔が、少なくとも、上記第２の隔壁上の、駆動回路から第１の隔壁を貫通して延びるモータへの給電用密封端子の設置部に対応する位置に設けられている。このように構成すれば、導入されてきた冷媒ガスの少なくとも一部は、冷媒ガスチャンバ内において確実に密封端子の設置部まで導かれた後に、第２の隔壁の貫通孔を通してモータ側に送られるようになり、冷却が要求される密封端子部の冷却をより確実に行うことができるようになる。また、冷媒ガスの大半を密封端子近傍に流すようにすれば、密封端子部を重点的に冷却できるようになるとともに、その冷却効果の増大をはかることも可能になる。

また、上記貫通孔は複数設けられている。これによって、とくにモータ側に対して、より広い範囲にわたってより確実に冷媒ガスを送ることができる。

複数の貫通孔としては、相対的に大断面積の貫通孔と小断面積の貫通孔が設けられている。これによって、第２の隔壁を通してモータ側に冷媒ガスが送られる際に、最適な配分量に設定することが可能になる。

とくに上記第２の隔壁上の、駆動回路から第１の隔壁を貫通して延びるモータへの給電用密封端子の設置部に対応する位置に設けられている貫通孔が、相対的に大断面積の貫通孔に形成されているので、密封端子部の冷却がより強化される。

また、吸入冷媒ガスには通常潤滑油が含まれているので、第２の隔壁上の貫通孔を通してモータ側に送られる冷媒ガスを潤滑に用いることが可能である。とくに、第２の隔壁上に、冷媒ガスチャンバからモータの回転軸の軸受部に連通する貫通孔が設けられている構成とすることにより、モータ回転軸の軸受部をより適切に潤滑することが可能になる。この潤滑の確保により、軸受部からの異音の発生防止や、軸受の寿命向上が期待できる。

また、上記第１の隔壁の冷媒ガスチャンバの形成面上に、凹凸構造が形成されている構成も好ましい。凹凸構造により、駆動回路からの放熱面積、つまり、駆動回路側を冷却するための冷媒ガスチャンバ内における第１の隔壁の表面積を増大でき、その分、冷却効果の増大をはかることができる。

この第１の隔壁の冷媒ガスチャンバの形成面上の凹凸構造は、例えば第１の隔壁に対するリブ構造に形成されていることが好ましい。このようなリブ構造は第１の隔壁と一体的に構成することが可能である。リブ構造とすることにより、表面積の増大による冷媒ガスチャンバ内の冷媒ガスとの熱交換性能の向上とともに、第１の隔壁の強度向上をはかることが可能になる。とくに、このリブ構造を格子状に延びるリブから構成することにより、強度と熱交換性能がさらに向上される。

また、上記第２の隔壁の上記冷媒ガスチャンバの形成面上に、冷媒ガスチャンバ内における冷媒ガスの流れを妨げる突起が設けられている構成も好ましい。このような突起は第２の隔壁と一体的に構成することが可能である。このような突起を設けることにより、冷媒ガスチャンバ内の突起近傍で冷媒ガスが渦を巻き、冷媒ガスの流れる距離が長くなるため冷媒ガスの滞留時間が長くなり、例えば第１の隔壁の冷媒ガスチャンバとは反対側の面に設けられているパワー半導体素子等との熱交換が促進され、より効果的な冷却が可能となる、また、冷媒ガスチャンバ内で隔壁表面近傍を流れる冷媒ガスの量が増加するので、さらなる熱交換の促進が期待できる。さらに、同様の理由で第２の隔壁の冷却がさらに促進されるため、第２の隔壁に対し冷媒ガスチャンバとは反対側に設けられるモータ回転軸の軸受部の冷却促進も可能になり、軸受の寿命延長等を期待できる。この突起は複数配置されていることが好ましい。複数配置しておくことで、冷媒ガスチャンバ内の広い範囲にわたって上記のような冷却性能増大効果を期待できる。

上記駆動回路は、通常、パワー半導体素子を備えたインバータ回路と、該インバータ回路への給電部に配置された平滑コンデンサやノイズフィルタ等のパワー回路部品を有しているが、このパワー回路部品が、インバータ回路に対し仕切り壁で仕切られた領域に配置されている構成も好ましい。このようなパワー回路部品はサイズが比較的大きく、全体としての発熱量が大きくなる可能性があるが、これら部品を仕切り壁で仕切られた別の領域に配置することで、これら部品を周囲から効率よく冷却することが可能になる。

また、上記第１の隔壁が、冷媒ガスチャンバ内に張り出した領域を有し、上記パワー回路部品が、この張り出した領域の冷媒ガスチャンバとは反対側の面上に配置されている構成を採用することもできる。この構成により、比較的サイズの大きいこれら部品の少なくとも一部を上記領域内に納めることが可能になり、それによってこれら部品と第１の隔壁との接触面積の増大、冷媒ガスチャンバによる冷却効果の増大をはかることが可能になる。また、圧縮機の軸方向寸法の短縮も可能になり、圧縮機全体として小型軽量化が可能になる。

また、冷媒ガスチャンバ内に、冷媒ガス案内板が設けられている構成を採用することもできる。冷媒ガス案内板を設ければ、冷媒ガスチャンバ内における冷媒ガスをより確実に望ましい方向や望ましい部位に導くことができ、より効率のよい冷却が可能となる。

とくに、冷媒ガス案内板が、冷媒ガスチャンバ内に導入されてきた冷媒ガスを第１の隔壁に沿わせて案内した後、第２の隔壁側に案内する形状に形成されていることにより、駆動回路側を広い範囲にわたって適切に冷却できるとともに、より確実に密封端子部まで冷媒ガスを導くことができるようになり、全体として冷却効果の増大をはかることができる。

冷媒ガスチャンバ内へは吸入口を通して冷媒ガスが導入されるが、この冷媒ガスの吸入口は、駆動回路を収容した駆動回路ハウジングに形成することもできるし、圧縮機構部およびモータを収容した圧縮機ハウジングに形成することもできる。圧縮機を車両に取り付ける際の圧縮機周りのスペースや、他部品との干渉回避を考慮して、冷媒ガス吸入口の設置位置を決めればよい。

第２の隔壁については、圧縮機構部およびモータを収容した圧縮機ハウジングと一体に形成されている構成とすることが、設計、製造上、妥当である。ただし、第２の隔壁を別体構成とし、それを圧縮機ハウジングに固着することも可能である。

第１の隔壁については、駆動回路を収容した駆動回路ハウジングと一体に形成されている構成とすることができる。ただし、前述の如く圧縮機ハウジングと駆動回路ハウジングとを一体化したハウジングとする場合には、その一体化ハウジングとは別体の第１の隔壁形成部材とし、その部材を挿入、固定できるようにしておくことが、組み付け上、とくに駆動回路の圧縮機内への組み付け上、好ましい。

圧縮機内部における配置構造としては、圧縮機軸方向に、モータの設置部、冷媒ガスチャンバ、駆動回路の設置部がこの順に配置されている構造とすることもできるし、圧縮機径方向に、モータの設置部、冷媒ガスチャンバ、駆動回路の設置部がこの順に配置されている構造とすることもできる。いずれの構造を採用するかは、圧縮機が搭載される周囲の状況に応じて、適宜選択すればよい。

このように、本発明に係る駆動回路一体型電動圧縮機によれば、圧縮機内の駆動回路設置部とモータ設置部との間に、冷媒ガスが導入される、冷媒ガスの拡がり空間からなる冷媒ガスチャンバを形成することにより、とくに駆動回路側を容易に効果的に冷却できるようになり、しかも、モータ側に対しても、モータの冷却や軸受部の潤滑を容易により良好に保つことができるようになる。

また、圧縮機ハウジングと駆動回路ハウジングとを別体構成とし、それらを組み付けることにより冷媒ガスチャンバを形成することにより、簡単に所望の形状の冷媒ガスチャンバを形成できる。

さらに、第２の隔壁の貫通孔の位置や数、第１の隔壁の冷媒ガスチャンバ側や駆動回路設置部側の構造、冷媒ガスチャンバ内に案内板を設ける構造、冷媒ガスチャンバ内への冷媒ガス吸入口の配置構造等を適宜工夫することにより、より適切な冷却構造の達成が可能になる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図３は、本発明の第１実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機を示しており、図１はその要部の概略縦断面図、図２は組み立て状態における外観斜視図、図３はハウジング組み付け前における外観斜視図を、それぞれ示している。ここでは、図１を参照しながら説明する。

図１において、駆動回路一体型電動圧縮機１００は、圧縮機構部２および該圧縮機構部２を駆動するモータ３を収容した圧縮機ハウジング４と、該圧縮機ハウジング４とは別体の、モータ３の駆動回路５を収容した駆動回路ハウジング６とを有しており、両ハウジング４、６が、ガスケットやＯリングからなる密封シール７、ボルト８を介して圧縮機全体のハウジングとして組み付けられている。モータ３は、モータ回転軸９（圧縮機構部２の駆動軸と兼用の回転軸であってもよい。）と、該モータ回転軸９と一体的に回転されるロータ１０と、ロータ１０の周囲に配置されたステータ１１と、ステータ１１に付設されたモータ巻線部１２とを有しており、巻線端部１３を介して駆動回路５から給電される。モータ回転軸９の一端は、軸受ハウジング１４内に設けられた軸受１５により回転自在に支持されている。圧縮機構部２は、モータ３によって駆動され、該駆動により圧縮機ハウジング４内に吸入された冷媒ガスが圧縮され、圧縮された冷媒ガスが吐出口１６から圧縮機外部に吐出される。

駆動回路５は、後述の第１の隔壁の一面上に絶縁材１７を介して固定される基板１８とその上に配置されたパワー半導体素子１９とを備えたインバータ回路２０と、該インバータ回路２０への給電部に配置された平滑コンデンサ２１やノイズフィルタ２２等のパワー回路部品を有している。図８の回路図も参照しながら説明するに、外部電源としての例えばバッテリ２３から、駆動回路ハウジング６に設けられたコネクタ２４、ノイズフィルタ２２、平滑コンデンサ２１を介してインバータ回路２０へ給電される。インバータ回路２０は、６個のパワー半導体素子１９から構成されており、各パワー半導体素子１９は、環流ダイオード２５と、モータ３への給電を制御するトランジスタであるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transister)２６から構成されている。各ＩＧＢＴ２６はモータ制御回路２７からの信号によって制御され、三相形態で制御されたインバータ回路２０からの電圧が、密封端子２８を介してモータ３の巻線部１２に印加される。モータ制御回路２７は、制御回路基板２９上に配置されたマイクロコントローラ３０を有しており、例えばエアコン制御装置３１から制御信号用コネクタ３２を介して送られてくる信号に基づいて制御される。この制御信号用コネクタ３２は、上記給電用のコネクタ２４と一体的に構成してもよい。インバータ回路２０からの電圧はブスバー３３を介して密封端子２８に送られ、ブスバー３３はナット３４により密封端子２８に固定されている。密封端子２８は、後述の第１の隔壁を密封状態で貫通して延びており、該第１の隔壁に、端子ブロック３５、３６、ゴムブッシュ３７を介して固定されている。このように構成された駆動回路５は、駆動回路ハウジング６内に収容され、該駆動回路ハウジング６は、ネジ３８で固定された蓋３９によって密閉されている。

上記のような駆動回路５の設置部とモータ３の設置部との間に、駆動回路５の設置部側に設けられた第１の隔壁４０と、その反対側のモータ３の設置部側に設けられた第２の隔壁４１とを介して、冷媒ガスが導入される、冷媒ガスの拡がり空間からなる冷媒ガスチャンバ４２が形成されている。本実施態様では、第１の隔壁４０は、駆動回路ハウジング６と一体に形成されており、第２の隔壁４１は、圧縮機ハウジング４と一体に形成されている。この冷媒ガスチャンバ４２には、駆動回路ハウジング６に設けられた冷媒ガス吸入口４３から冷媒ガス４４が吸入されて導入され、冷媒ガスチャンバ４２内を流れながら冷媒ガスチャンバ４２内で一旦拡がるようになっている。冷媒ガスチャンバ４２は、駆動回路５の設置部に対しては第１の隔壁４０により遮断されているとともに、モータ３の設置部に対しては第２の隔壁４１に設けられた冷媒ガス４４が通過可能な複数の貫通孔４５、４６、４７により連通されている。これら貫通孔のうち、貫通孔４５は、第１の隔壁４０を貫通して延びる密封端子２８の設置部に対応する位置に設けられており、貫通孔４６は、第２の隔壁４１上で、貫通孔４５とは反対側の位置に設けられている。貫通孔４７は、本実施態様では、モータ回転軸９の軸受１５部に連通するように形成されている。また、密封端子２８の設置部に対応する位置に設けられた貫通孔４５は、他の貫通孔４６、４７に比べ断面積のより大きい貫通孔に形成されている。また、本実施態様では、第１の隔壁４０の冷媒ガスチャンバ４２の形成面上に、凹凸構造を有する凹凸部４８が設けられており、この部分の冷却表面積が増大されている。さらに、本実施態様では、駆動回路５部分におけるインバータ回路２０と、該インバータ回路２０以外の部品である平滑コンデンサ２１やノイズフィルタ２２等の配置部との間には、仕切り壁４９が設けられており、インバータ回路２０に対し仕切り壁４９で仕切られた領域に平滑コンデンサ２１とノイズフィルタ２２が配置されている。

このように構成された駆動回路一体型電動圧縮機１００においては、圧縮機軸方向に、モータ３の設置部、冷媒ガスチャンバ４２、駆動回路５の設置部がこの順に配置されている構造となる。冷媒ガス吸入口４３から吸入された冷媒ガス４４は、比較的大きな容積を有する冷媒ガスチャンバ４２内に導入され、冷媒ガスチャンバ４２内を流れる冷媒ガス４４により、第１の隔壁４０を介して駆動回路５が効果的に冷却され、冷媒ガスチャンバ４２内から第２の隔壁４１上の貫通孔４５、４６、４７を通してモータ３側に吸入された冷媒ガス４４により、モータ３側が冷却され、冷却に利用された冷媒ガス４４が圧縮機構部２で圧縮され、圧縮された冷媒ガスが吐出口１６から圧縮機外部に吐出される。駆動回路５を収容した駆動回路ハウジング６が圧縮機ハウジング４とは別体に構成されているので、第１の隔壁４０を有する駆動回路ハウジング６を圧縮機ハウジング４に組み付けるだけで、容易に所望形状の冷媒ガスチャンバ４２の形成が可能である。所望形状の冷媒ガスチャンバ４２の形成により、確実に駆動回路５を効果的に冷却することが可能になる。また、両ハウジング４、６の別体構成により、主として圧縮機胴径を決める圧縮機ハウジング４に対して駆動回路ハウジング６のみを相対的に大径に形成し、それによって冷媒ガスチャンバ４２の第１の隔壁４０側の冷却面積の増大をはかることも可能であるので、圧縮機１００全体の小型化をはかりつつ、効果的に駆動回路５を冷却することが可能になる。

また、上記実施態様では、密封端子２８の設置部に対応する位置に設けられた貫通孔４５の断面積が他の貫通孔４６、４７に比べ大きく形成されているので、大半の冷媒ガスを密封端子２８の設置部にまで導入させ、しかる後にモータ３側へと送ることが可能である。これにより、発熱部であり、より効果的な冷却が要求される密封端子２８部分を効率よく確実に冷却することができる。

また、第１の隔壁４０の冷媒ガスチャンバ４２の形成面上に凹凸部４８が設けられており、冷媒ガスチャンバ４２と第１の隔壁４０との間の熱交換のための表面積が拡大されているので、この第１の隔壁４０を介して、駆動回路５を広い面積にわたって効率よく冷却することが可能になる。

また、仕切り壁４９によりパワー素子回路２０に対し仕切られた領域に平滑コンデンサ２１とノイズフィルタ２２が配置されているので、熱容量の比較的大きな平滑コンデンサ２１とノイズフィルタ２２を周囲全体から冷却することが可能になり、これらパワー素子回路２０以外の部品に対しても効果的な冷却を行うことができる。

さらに、貫通孔４７を通してモータ回転軸９の軸受１５部に、潤滑油を含む冷媒ガスが導入されるので、この部位の冷却に加え、潤滑も良好な状態に確保されることになり、異音の発生が防止されるとともに、軸受１５の寿命延長も期待できる。

図４は、本発明の第２実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機２００を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様に比べ、第１の隔壁５１が冷媒ガスチャンバ４２内に張り出した領域５２（張り出し部）を有し、パワー素子回路以外の部品、図示例では平滑コンデンサ２１とノイズフィルタ２２が、この張り出した領域５２の冷媒ガスチャンバ４２とは反対側の面上に配置されている。このような張り出し領域５２内に、比較的サイズの大きいこれら部品２１、２２の少なくとも一部を納めることが可能になるので、これら部品２１、２２と第１の隔壁５１との接触面積の増大をはかり、冷媒ガスチャンバ４２による冷却効果の増大をはかることが可能になる。また、圧縮機２００全体の軸方向寸法の短縮も可能になり、圧縮機全体として小型軽量化が可能になる。なお、図４に示した例では軸受１５部に連通する貫通孔４７は設けられていないが、設けられていてもよい。その他の構成、作用、効果は図１に示した第１実施態様に準じる。

図５は、本発明の第３実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の、第１の隔壁５３を備えた駆動回路ハウジング６を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様に比べ、第１の隔壁５３の冷媒ガスチャンバの形成面上に、凹凸構造として、該第１の隔壁５３と一体的に、リブ５４によるリブ構造が形成されており、リブ５４は格子状に延びている。リブ５４があることで、第１の隔壁５３の強度が増すとともに、冷媒ガスとの熱交換が表面積が増えるため促進される。また、リブ５４を格子状にすることで、強度と熱交換性能がさらに向上される。その他の構成、作用、効果は図１に示した第１実施態様に準じる。なお、図５において、５５は密封端子取り付け穴、５６はコネクタ取り付け穴、５７は制御信号用コネクタ取り付け穴を、それぞれ示している。

図６は、本発明の第４実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機３００を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様に比べ、第２の隔壁４１の冷媒ガスチャンバ４２の形成面上に、冷媒ガスチャンバ４２内における冷媒ガスの流れを妨げる突起５８が設けられており、突起５８は冷媒ガスの流れ方向に複数配置されている。これら突起５８は、例えば、第２の隔壁４１と一体的な成形により形成可能である。このような突起５８を設けることにより、冷媒ガスチャンバ４２内の突起５８近傍で冷媒ガス流れに渦５９が生じ、冷媒ガスの流れる距離が長くなって冷媒ガスの滞留時間が長くなり、例えば第１の隔壁４０を通してのパワー半導体素子１９等との熱交換が促進され、より効果的な冷却が可能となる、また、冷媒ガスチャンバ４２内で隔壁（両隔壁４０、４１）の表面近傍を流れる冷媒ガスの量が増加するので、さらなる熱交換の促進が期待できる。さらに、第２の隔壁４１の冷却がさらに促進されるため、第２の隔壁４１を通してのモータ回転軸９の軸受１５の冷却促進も可能になり、軸受１５の寿命延長等も可能になる。その他の構成、作用、効果は図１に示した第１実施態様に準じる。

図７は、本発明の第５実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機４００を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様に比べ、冷媒ガスチャンバ４２内に冷媒ガスを案内する冷媒ガス案内板６１が設けられている。冷媒ガス案内板６１により、冷媒ガス４４は冷媒ガスチャンバ４２内においてより確実に望ましい流れとなり、より効率のよい冷却が可能となる。本実施態様では、冷媒ガス案内板６１は、冷媒ガスチャンバ４２内に導入されてきた冷媒ガス４４をまず第１の隔壁４０に沿わせて案内し、しかる後に、第２の隔壁側４１に案内する形状に形成されている。これによって、駆動回路５側を広い範囲にわたって適切に冷却しつつ、密封端子２８部までより確実に冷媒ガスを導くことができるようになり、とくに駆動回路５側に対し全体の冷却効果の増大、局部的な冷却効果の強化をはかることができる。その他の構成、作用、効果は図１に示した第１実施態様に準じる。

図８は、本発明の第６実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機５００を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様に比べ、冷媒ガス４４の吸入口７１が、圧縮機構部２およびモータ３を収容した圧縮機ハウジング７２側に形成されている。冷媒ガスの吸入口を駆動回路ハウジング側に設けるか、図示例のように圧縮機ハウジング７２側に設けるかについては、圧縮機周りのスペースや、他部品との干渉回避を考慮して適宜決定すればよい。本実施態様では、吸入口７１を圧縮機ハウジング７２側に設けることに伴って、冷媒ガス案内板７３も屈曲した形状に形成されている。図６に示した例では軸受１５部に連通する貫通孔４７は設けられていないが、設けられていてもよい。その他の構成、作用、効果は図１に示した第１実施態様に準じる。

図９は、本発明の第７実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機６００を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様、第５実施態様に比べ、圧縮機ハウジング８１上に駆動回路ハウジング８２が組み付けられており、その間に冷媒ガスチャンバ８３が形成されている。すなわち、圧縮機６００の径方向に、モータ３の設置部、冷媒ガスチャンバ８３、駆動回路５の設置部がこの順に配置されている構造である。モータ３の設置部、冷媒ガスチャンバ８３、駆動回路５の設置部が圧縮機６００の径方向に配置されるか、前述の実施態様のように圧縮機軸方向に配置されるかについては、圧縮機が搭載される周囲の状況に応じて、適宜選択すればよい。その他の構成、作用、効果は図７に示した第５実施態様に準じる。

以上の各実施態様では、本発明で規定したように、圧縮機ハウジングと駆動回路ハウジングが別体構成とされ、両ハウジングが組み付けられることにより冷媒ガスチャンバが形成される構成であったが、本発明に関連して、両ハウジングを一体構成とすることも可能である。図１１は、本発明の第８参考実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機７００を示しており、本実施態様では、前述の第１実施態様に比べ、圧縮機ハウジング４（圧縮機ハウジング部分）と駆動回路ハウジング６（駆動回路ハウジング部分）とが、一体化ハウジング９１として構成されている。この場合、第１の隔壁と第２の隔壁４１をともに一体化ハウジング９１と一体的に形成しておくことは困難であるから、第１の隔壁を一体化ハウジング９１とは別体の第１の隔壁構成用部材９２とし、この部材９２を一体化ハウジング９１に挿入して固定することにより、所望形状の冷媒ガスチャンバ４２を形成するようにすればよい。その他の構成、作用、効果は図１に示した第１実施態様に準じる。

本発明に係る駆動回路一体型電動圧縮機の構造は、駆動源としてモータのみを内蔵した電動圧縮機に適用できることは勿論のこと、外部駆動源によって駆動される第１圧縮機構と内蔵モータによって駆動され、第１圧縮機構とは独立に駆動可能な第２圧縮機構とを一つの圧縮機内に組み込んだ、いわゆるハイブリッド圧縮機にも適用可能である。とくに、車両用に用いられる電動圧縮機として好適に使用できる。

本発明の第１実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。図１の圧縮機の組み立て状態における外観斜視図である。図１の圧縮機のハウジング組み付け前における外観斜視図である。本発明の第２実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。本発明の第３実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の駆動回路ハウジングの斜視図である。本発明の第４実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。本発明の第５実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。本発明の第６実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。本発明の第７実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。本発明における駆動回路の構成例を示す回路図である。本発明の第８参考実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機の要部を示す縦断面図である。

符号の説明

２圧縮機構部
３モータ
４、７２、８１圧縮機ハウジング
５駆動回路
６、８２駆動回路ハウジング
７密封シール
８ボルト
９モータ回転軸
１０ロータ
１１ステータ
１２モータ巻線部
１３巻線端部
１４軸受ハウジング
１５軸受
１６吐出口
１７絶縁材
１８基板
１９パワー半導体素子
２０インバータ回路
２１パワー回路部品としての平滑コンデンサ
２２パワー回路部品としてのノイズフィルタ
２３外部電源としてのバッテリ
２４コネクタ
２５環流ダイオード
２６ＩＧＢＴ
２７モータ制御回路
２８密封端子
２９制御回路基板
３０マイクロコントローラ
３１エアコン制御装置
３２制御信号用コネクタ
３３ブスバー
３４ナット
３５、３６端子ブロック
３７ゴムブッシュ
３８ネジ
３９蓋
４０、５１、５３第１の隔壁
４１第２の隔壁
４２、８３冷媒ガスチャンバ
４３、７１冷媒ガス吸入口
４４冷媒ガス
４５、４６、４７貫通孔
４８凹凸部
４９仕切り壁
５２張り出し領域
５４リブ
５５密封端子取り付け穴
５６コネクタ取り付け穴
５７制御信号用コネクタ取り付け穴
５８突起
５９渦
６１、７３冷媒ガス案内板
９１一体化ハウジング
９２第１の隔壁構成用部材
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００駆動回路一体型電動圧縮機

Claims

圧縮機構部および該圧縮機構部を駆動するモータが収容されているとともに、前記モータの駆動回路が内蔵されている駆動回路一体型電動圧縮機において、前記駆動回路の設置部と前記モータの設置部との間に、前記駆動回路の設置部側に設けられた第１の隔壁とその反対側の前記モータの設置部側に設けられた第２の隔壁とを介して、冷媒ガスが導入される、冷媒ガスの拡がり空間からなる冷媒ガスチャンバが形成され、該冷媒ガスチャンバは、前記駆動回路の設置部に対しては前記第１の隔壁により遮断されているとともに、前記モータの設置部に対しては前記第２の隔壁に設けられた冷媒ガスが通過可能な貫通孔により連通されており、前記圧縮機構部および前記モータを収容した圧縮機ハウジングと、前記駆動回路を収容した駆動回路ハウジングとが別体に構成されており、該駆動回路ハウジング内に前記第１の隔壁が設けられており、該駆動回路ハウジングを前記圧縮機ハウジングに組み付けることにより前記冷媒ガスチャンバが形成されており、前記貫通孔が、少なくとも、前記第２の隔壁上の、前記駆動回路から前記第１の隔壁を貫通して延びるモータへの給電用密封端子の設置部に対応する位置に設けられており、前記貫通孔は複数設けられており、かつ、相対的に大断面積の貫通孔と小断面積の貫通孔が設けられており、前記第２の隔壁上の、前記駆動回路から前記第１の隔壁を貫通して延びるモータへの給電用密封端子の設置部に対応する位置に設けられている貫通孔が、相対的に大断面積の貫通孔に形成されていることを特徴とする駆動回路一体型電動圧縮機。
前記第２の隔壁上に、前記冷媒ガスチャンバから前記モータの回転軸の軸受部に連通する貫通孔が設けられている、請求項１に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記第１の隔壁の前記冷媒ガスチャンバの形成面上に、凹凸構造が形成されている、請求項１または２に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記第１の隔壁の冷媒ガスチャンバの形成面上の凹凸構造が、第１の隔壁に対するリブ構造に形成されている、請求項３に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記リブ構造が格子状に延びるリブから構成されている、請求項４に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記第２の隔壁の前記冷媒ガスチャンバの形成面上に、冷媒ガスチャンバ内における冷媒ガスの流れを妨げる突起が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記突起が複数配置されている、請求項６に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記駆動回路は、パワー半導体素子を備えたインバータ回路と、該インバータ回路への給電部に配置された平滑コンデンサやノイズフィルタ等のパワー回路部品を有し、該パワー回路部品が、インバータ回路に対し仕切り壁で仕切られた領域に配置されている、請求項１〜７のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記駆動回路は、パワー半導体素子を備えたインバータ回路と、該インバータ回路への給電部に配置された平滑コンデンサやノイズフィルタ等のパワー回路部品を有し、かつ、前記第１の隔壁は、前記冷媒ガスチャンバ内に張り出した領域を有し、前記パワー回路部品が、前記張り出した領域の前記冷媒ガスチャンバとは反対側の面上に配置されている、請求項１〜８のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記冷媒ガスチャンバ内に、冷媒ガス案内板が設けられている、請求項１〜９のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記冷媒ガス案内板が、前記冷媒ガスチャンバ内に導入されてきた冷媒ガスを前記第１の隔壁に沿わせて案内した後前記第２の隔壁側に案内する形状に形成されている、請求項１０に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記冷媒ガスチャンバ内への冷媒ガスの吸入口が、前記駆動回路を収容した駆動回路ハウジングに形成されている、請求項１〜１１のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記冷媒ガスチャンバ内への冷媒ガスの吸入口が、前記圧縮機構部および前記モータを収容した圧縮機ハウジングに形成されている、請求項１〜１１のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記第２の隔壁が、前記圧縮機構部および前記モータを収容した圧縮機ハウジングと一体に形成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
前記第１の隔壁が、前記駆動回路を収容した駆動回路ハウジングと一体に形成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
圧縮機軸方向に、前記モータの設置部、前記冷媒ガスチャンバ、前記駆動回路の設置部がこの順に配置されている、請求項１〜１５のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
圧縮機径方向に、前記モータの設置部、前記冷媒ガスチャンバ、前記駆動回路の設置部がこの順に配置されている、請求項１〜１５のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。