JP6180810B2

JP6180810B2 - インバータ一体型電動圧縮機

Info

Publication number: JP6180810B2
Application number: JP2013128546A
Authority: JP
Inventors: 服部　誠; 誠服部; 浅井　雅彦; 雅彦浅井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: WO2014203665A1; DE112014002913T5; CN105264229A; CN105264229B; JP2015006028A; US20160111942A1; US10186935B2; DE112014002913B4

Description

本発明は、ハウジングのインバータ収容部に、インバータ装置が一体に組み込まれ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。

ＥＶ車、ＨＥＶ車等に搭載される空調装置用の圧縮機には、インバータ装置が一体に組み込まれた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、車両に搭載の電源ユニットから供給される高電圧の直流電力をインバータ装置で三相交流電力に変換し、電動モータに印加することにより駆動されるものであり、インバータ装置は、ノイズ除去用フィルタ回路を構成するコイルやコンデンサ、電力を変換するスイッチング回路を構成するＩＧＢＴ等の複数の半導体スイッチング素子、フィルタ回路およびスイッチング回路を含むインバータ回路やその制御回路が実装された回路基板等から構成され、ハウジング外周に設けられたインバータ収容部に組み込まれて一体化されている。

車両に搭載されるインバータ一体型電動圧縮機に対しては、電磁ノイズ干渉による他の搭載機器および自身の誤動作等を回避するため、厳しい電磁環境適合性（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ；以下、単にＥＭＣ特性という。）が求められており、各カーメーカが国際規格に基づいて定めた独自の基準を満たすため、電磁ノイズに対しての放射イミュニティ（耐性）試験や入射イミュニティ試験をクリアする必要があった。

かかるＥＭＣ特性を満たすため、特許文献１には、ノイズの影響を受け易い弱電系のハーネスやケーブル、制御回路基板等を、半導体スイッチング素子を含むパワーモジュールやそれを駆動するゲートドライバ等から離して配置するために、基板用ベースにより仕切られたケース内の密閉空間に配置し、制御回路基板のケースＧＮＤを、基板用ベースを介してケースから供給する構成とするとともに、その制御回路基板に接続される外部からの制御配線およびコネクタと、基板コネクタとの間の信号配線に、シャーシＧＮＤに接続されたノイズ除去用のコンデンサを接続することにより、ノイズに対するイミュニティ性能の向上を図ったものが提供されている。

特開２０１１−１３５７０５号公報

特許文献１のものでは、制御回路基板に接続される外部からの制御配線をコネクタ、基板コネクタおよびその間の信号配線を介して接続し、その信号配線にＧＮＤ接続されたノイズ除去用のコンデンサを接続することにより、ノイズ耐性を向上しているが、制御回路基板に対する電源配線および電源ラインを介して入射あるいは放射されるノイズ対策については全く開示されていない。

制御回路基板には、制御配線の他に制御回路を動作させる低電圧の電源配線が接続されており、その電源配線を介してのノイズの入射あるいは放射が懸念されることから、電源配線および電源ラインに対してもノイズ対策が必要となる。しかし、制御回路基板が１枚構成の場合、別々にノイズ対策を採ると、電気的に複雑な接続構造となるため、ノイズ対策が煩雑になり、的確な対策が採りづらくなる等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、通信線および電源線を含む通信ハーネスを介して入射あるいは放射されるノイズを低減し、ノイズイミュニティ性能を向上させることができ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。

上記した課題を解決するために、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるインバータ一体型電動圧縮機は、ハウジングのインバータ収容部内に、インバータ回路基板を含むインバータ装置が一体に組み込まれているインバータ一体型電動圧縮機において、前記インバータ回路基板は、前記インバータ収容部内の上方部位に設置されるメイン基板と、その下方部位に設置される、前記メイン基板よりも小型のサブ基板とに分割され、前記サブ基板は、通信回路が実装され、通信ハーネスがコネクタを介して接続されるとともに、前記メイン基板と接続コネクタを介して接続され、３箇所以上の多角形配置点で前記ハウジング側に固定ネジを介して締め付け固定される基板であって、前記コネクタおよび前記接続コネクタが２箇所の前記固定ネジに近接配置され、そのコネクタ間に、該サブ基板のフレームグランドに繋がるノイズ対策部品と接続された通信ラインが配設されるとともに、他の１箇所の前記固定ネジ近傍を経由する三角ラインに沿って、前記フレームグランドに繋がるノイズ対策部品と接続された電源ラインが配設された基板とされ、前記サブ基板の前記フレームグランドが、前記固定ネジを介して前記ハウジング側に接地された構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、インバータ回路基板をメイン基板とメイン基板よりも小型のサブ基板とに分割し、メイン基板の下方に配置されるサブ基板を、通信回路が実装され、通信ハーネスがコネクタを介して接続されるとともに、メイン基板と接続コネクタを介して接続され、３箇所以上の多角形配置点でハウジング側に固定ネジで固定される基板であって、コネクタおよび接続コネクタが２箇所の固定ネジに近接配置され、両コネクタ間に、サブ基板のフレームグランドに繋がるノイズ対策部品と接続された通信ラインが配設されるとともに、他の１箇所の固定ネジ近傍を経由する三角ラインに沿って、フレームグランドに繋がるノイズ対策部品と接続された電源ラインが配設された基板とし、そのフレームグランドを、固定ネジを介してハウジング側に接地した構成としているため、通信回路が実装され、通信ハーネスと接続される基板をサブ基板としてメイン基板から分離し、そのサブ基板上に配設される通信ラインと電源ラインに対して、各々フレームグランドに繋がるノイズ対策部品を接続したことにより、通信ハーネスを経てインバータ装置に入射されるノイズをサブ基板上で除去し、メイン基板上の制御回路に達しないようにすることができ、また、インバータ装置のスイッチング回路等で発生したノイズを、メイン基板からサブ基板を経て通信ハーネスに至る間にサブ基板上で除去し、外部に放射されないようにすることができ、それらノイズをサブ基板のフレームグランドから固定ネジを介してハウジング側に落とし、アースすることができる。従って、通信ハーネスを構成する通信線および電源線を介して入射あるいは放射されるノイズを低減し、ノイズイミュニティ性能を向上させることができるとともに、サブ基板上で全てのノイズ対策を採ることができることから、その構成をシンプルにし、より的確に電磁ノイズを除去することができる。また、サブ基板をメイン基板の下方でハウジングにより近い位置に一定の距離を保って配置しているため、互いのノイズ干渉を防止し、サブ基板側のノイズ耐性をより強化することができ、しかもインバータ回路基板を２枚に分割したことにより、それぞれの基板面積を小型化し、耐振性を向上することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記サブ基板は、三角形状もしくは四辺形状の基板とされ、その角部の３箇所もしくは４箇所で前記固定ネジにより前記ハウジング側に締め付け固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、サブ基板が、三角形状もしくは四辺形状の基板とされ、その角部の３箇所もしくは４箇所で固定ネジによりハウジング側に締め付け固定されているため、サブ基板を極力小型化するとともに、その幾何学的形状に沿って配設された通信ラインおよび電源ラインを流れるノイズを複数箇所の固定ネジに近接して配設されたノイズ対策部品を介して除去し、そのノイズを各ノイズ対策部品が繋がれているフレームグランドを経て近くの固定ネジからハウジング側に落とし、アースすることができる。従って、小型化されたサブ基板上において、ノイズ対策部品の配置箇所とアース箇所を的確に確保し、ノイズ耐性をより強化することができる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記電源ラインは、前記通信ハーネスが接続される前記コネクタ付近および前記他の１箇所の前記固定ネジ付近に配設された前記ノイズ対策部品を介して前記コネクタと近接する前記固定ネジおよび他の１箇所の前記固定ネジにアース接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、電源ラインが、通信ハーネスが接続されるコネクタ付近および他の１箇所の固定ネジ付近に配設されたノイズ除去部品を介してコネクタと近接する固定ネジおよび他の１箇所の固定ネジにアース接続されているため、サブ基板上に配設された電源ラインに対して、適正位置にノイズ対策部品を配設し、それらノイズ対策部品をサブ基板のフレームグランドを介して最短位置の固定ネジにアース接続することにより、サブ基板を経て入射あるいは放射されるノイズを除去し、速やかにハウジング側にアースすることができる。従って、ノイズ対策を容易化、的確化およびシンプル化し、各カーメーカから求められるノイズイミュニティ性能を確実にクリアすることが可能となる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上述のいずれかのインバータ一体型電動圧縮機において、前記通信ラインは、前記接続コネクタ付近に配設された前記ノイズ対策部品を介して前記接続コネクタと近接する前記固定ネジにアース接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、通信ラインが、接続コネクタ付近に配設されたノイズ対策部品を介して接続コネクタと近接する固定ネジにアース接続されているため、サブ基板上に配設された通信ラインに対して、適正位置にノイズ対策部品を配設し、それらノイズ対策部品をサブ基板のフレームグランドを介して最短位置の固定ネジにアース接続することにより、サブ基板を経て入射あるいは放射されるノイズを除去し、速やかにハウジング側にアースすることができる。従って、ノイズ対策を容易化、的確化およびシンプル化し、各カーメーカから求められるノイズイミュニティ性能を確実にクリアすることが可能となる。

さらに、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記電源ライン上においては、前記固定ネジ付近以外のライン上の途中位置にも少なくとも１個以上の前記ノイズ対策部品が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、電源ライン上において、固定ネジ付近以外のライン上の途中位置にも少なくとも１個以上のノイズ対策部品が設けられているため、三角ライン上に沿って配設される電源ラインに対して、２箇所の固定ネジ付近の間の途中位置に少なくとも１個以上のノイズ対策部品を設けることにより、ノイズ対策部品の数を増すことでノイズ除去性能を更に高めることができる。従って、電源ライン側に対するノイズ耐性をより強化し、全体としてＥＭＣ特性を向上することができる。

本発明によると、通信回路が実装され、通信ハーネスと接続される基板をサブ基板としてメイン基板から分離し、そのサブ基板上に配設される通信ラインおよび電源ラインに対して、各々フレームグランドに繋がるノイズ対策部品を接続したことにより、通信ハーネスを経てインバータ装置側に入射されるノイズをサブ基板上で除去し、メイン基板上の制御回路に達しないようにすることができ、また、インバータ装置側のスイッチング回路等で発生しノイズを、メイン基板からサブ基板を経て通信ハーネスに至る間のサブ基板上で除去し、通信ハーネスから外部に放射されないようにすることができ、それらのノイズをサブ基板のフレームグランドから固定ネジを介してハウジング側に落とし、アースすることができるため、通信ハーネスの通信線および電源線を介して入射あるいは放射されるノイズを低減し、ノイズイミュニティ性能を向上させることができるとともに、サブ基板上で全てのノイズ対策を採ることができることから、その構成をシンプルにし、より的確に電磁ノイズを除去することができる。また、サブ基板をメイン基板の下方でハウジングにより近い位置に一定の距離を保って配置しているため、互いのノイズ干渉を防止し、サブ基板側のノイズ耐性をより強化することができ、しかもインバータ回路基板を２枚に分割したことにより、それぞれの基板面積を小型化し、耐振性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の主要部の構成を示す斜視図である。図１中のａ−ａ縦断面相当図である。上記インバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部に組み込まれるインバータ装置の分解斜視図である。上記インバータ収容部を密閉する蓋体の裏面側斜視図である。上記蓋体に接続される電源ケーブル単体の斜視図である。上記インバータ収容部内に配置されたサブ基板の平面配置図であり、電源ラインおよび通信ライン並びにそれらラインへの入射ノイズの流れを示す図である。図６と同様の平面配置図であり、電源ラインおよび通信ラインからの放射ノイズの流れを示す図である。

以下に、本発明にかかる一実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態の係るインバータ一体型電動圧縮機の主要部の斜視図が示され、図２には、そのａ−ａ縦断面相当図、図３には、インバータ収容部に設置されるインバータ装置の分解斜視図、図４には、インバータ収容部を密閉する蓋体の裏面側斜視図、図５には、電源ケーブル単体の斜視図が示されている。
インバータ一体型電動圧縮機１は、外殻を構成する円筒状とされたハウジング２を備えている。ハウジング２は、電動モータ（図示省略）を内蔵するアルミダイカスト製のモータハウジング３と、圧縮機構（図示省略）を内蔵するアルミダイカスト製の圧縮機ハウジング（図示省略）とを一体に結合することにより構成されるものである。

インバータ一体型電動圧縮機１は、ハウジング２内に内蔵されている電動モータと圧縮機構とが回転軸を介して連結されており、電動モータが後述するインバータ装置７を介して回転駆動されることにより圧縮機構が駆動され、モータハウジング３の後端側面に設けられている吸入ポート４を介してその内部に吸込まれた低圧の冷媒ガスを、電動モータの周囲を経て吸込み、圧縮機構で高圧に圧縮して圧縮機ハウジング内に吐出した後、外部に送出する構成とされている。

モータハウジング３には、内周面側に軸線方向に沿って冷媒を流通させるための複数の冷媒流通路５が形成され、その外周部には、電動圧縮機１の据え付け用脚部６が複数箇所に設けられている。また、ハウジング２（モータハウジング３側）の外周部には、インバータ装置７を一体的に組み込むためのインバータ収容部８が一体に成形されている。このインバータ収容部８は、平面視が矩形形状とされており、底部がモータハウジング３の外周壁に沿う形状で、中央部に冷媒流通路５に対応した凸状の稜線部９Ａが形成されるとともに、その両側部にハウジング外周壁に沿う凹部９Ｂが形成され、周囲にフランジ部１０が立ち上げられた構成とされている。

このモータハウジング３には、圧縮機ハウジングが結合される前端側から後端側に向って抜き勾配が設けられており、また、内周側に設けられている冷媒流通路５が、吸入ポート４側から圧縮機構側に向って断面積が大きくされていることから、インバータ収容部８内の底面に形成される稜線部９Ａ等も前方から後方に向って下向きに傾斜された構成とされている。

インバータ収容部８は、インバータ装置７が組み込まれた後、図４に示す蓋体１１がフランジ部１０に取り付けられることにより密閉される構成とされている。この蓋体１１の内面側には、高電圧ケーブル（電源側ケーブル）１２が設けられている。高電圧ケーブル１２は、図５に示すように、一端側にコネクタ１３が設けられ、他端側に電源側のケーブルと接続されるコネクタ端子１４が設けられたものであり、一端のコネクタ１３が、後述するメイン基板２３上に設けられるＰ−Ｎ端子２９と対応する位置において、蓋体１１の内面にネジ１５で固定設置され、他端のコネクタ端子１４が、端子部分を蓋体１１の外表面側に突出させた状態で外面側から複数のネジ１６で固定設置される構成とされている。

この高電圧ケーブル１２は、電源側ケーブルの一部をなすものであり、電源側ケーブルを介して車両に搭載されている電源ユニットに接続され、その一端に設けられているコネクタ１３が、インバータ装置７のメイン基板２３上に設けられているＰ−Ｎ端子２９に接続されることにより、電源ユニットから給電される高電圧の直流電力をインバータ装置７に入力するためのものである。

インバータ装置７は、公知の如く、車両に搭載されている電源ユニットから給電される高電圧の直流電力を、上位制御装置（ＥＣＵ）からの指令に基づいて所要周波数の三相交流電力に変換して電動モータに印加し、電動モータを回転駆動するものであり、図１ないし図３に示されるように、ハウジング２の外周に設けられているインバータ収容部８に対して一体に組み込まれている。

このインバータ装置７は、ノイズ除去用の公知のフィルタ回路１７を構成するケース入りのコイル１８およびコンデンサ１９等の複数の高電圧系電装部品（以下、単に電装部品と称することもある。）と、直流電力を三相交流電力に変換する公知のスイッチング回路２０を構成するＩＧＢＴ等の発熱性パワートランジスタからなる複数（６個）の半導体スイッチング素子２１と、フィルタ回路１７およびスイッチング回路２０を含むインバータ回路およびそれを制御するマイコン等を含む制御回路２２が実装されている矩形状のメイン基板２３と、上位制御装置と通信ハーネス２４を介して接続される通信回路２５が実装されてメイン基板２３よりも小型のサブ基板２６等とから構成されている。

なお、通信ハーネス２４は、車両側の上位制御装置（ＥＣＵ）とインバータ装置７側の通信回路２５との間で制御信号を送受信する複数本の通信線と、制御回路２２および通信回路２５を動作させる低電圧（通常、１２Ｖ）の電力を車載バッテリから供給する複数本の電源線とから構成されるものであり、後述の通りコネクタ３４を介してサブ基板２６に接続される構成とされている。

インバータ装置７は、公知のものでよいが、ここでは、メイン基板２３として、フィルタ回路１７を構成するコイル１８およびコンデンサ１９等の電装部品を、そのリード端子１８Ａ，１９Ａを半田付けすることによって実装し、また、スイッチング回路２０を構成するＩＧＢＴ等の発熱性パワートランジスタからなる複数（６個）の半導体スイッチング素子２１を、そのリード端子２１Ａ（リード端子２１Ａは、ＩＧＢＴが１個当たり３本有することから、合計１８本となる。）を半田付けすることによって実装したものが用いられている。

つまり、メイン基板２３は、フィルタ回路１７を構成するコイル１８およびコンデンサ１９のリード端子１８Ａ，１９Ａ、並びにスイッチング回路２０を構成する複数の半導体スイッチング素子２１のリード端子２１Ａを、それぞれメイン基板２３のスルーホールに貫通し、それを基板上のパターンに半田付けして実装することにより、メイン基板２３上にフィルタ回路１７およびスイッチング回路２０を設けたものとされている。このメイン基板２３は、矩形状でインバータ収容部８内に収納される大きさとされ、その４隅がインバータ収容部８の四隅に設けられているボス部２７にネジ２８を介して締め付け固定されるようになっている。

フィルタ回路１７を構成する高電圧系電装部品の１つであるコンデンサ１９は、ケースに収容された構成とされており、図２および図３に示されるように、外形が角型形状（直方体形状）とされ、上面がフラットな平面形とされたものである。同様に、円筒状に巻かれたコイル１８は、上面がフラットな平面形とされた半円筒形状のケースに収容された構成とされている。そして、これらのコイル１８およびコンデンサ１９は、矩形状とされたメイン基板２３の一辺に沿って並設されるように実装されている。

このメイン基板２３に実装されたコイル１８およびコンデンサ１９は、インバータ収容部８内でその底面を構成する円筒状ハウジング２の外周壁の軸線方向に沿う一側部の凹部９Ｂとされた底面上に接着剤を介して固定設置されることにより、各々のフラットな上面でメイン基板２３の下面を支え、メイン基板２３にかかる応力や振動を支持可能な構成とされている。また、コイル１８およびコンデンサ１９で下面が支持されたメイン基板２３のコンデンサ１９で支持されている部位の上面側に、高電圧ケーブル１２のコネクタ１３が接続されることにより、電源からの直流電力をインバータ装置７に入力するＰ−Ｎ端子２９が上方に向けて立設された構成とされている。

また、複数（６個）の半導体スイッチング素子２１は、図３に示されるように、インバータ収容部８内において、その底面を構成する円筒状ハウジング２の外周壁の軸線方向に沿う他側部の凹部９Ｂ上に立設された放熱ブロック３０上に固定設置されている。放熱ブロック３０は、熱伝導性材であるアルミ合金製の所定長さを有する直方体形状のブロック体であり、その左右両側の鉛直な側面に半導体スイッチング素子２１が３個ずつ各３本のリード端子２１Ａを鉛直上方に向けてネジ止め固定されることにより、立体的に設置されている。この放熱ブロック３０は、半導体スイッチング素子２１での発熱をハウジング２側に放熱し、半導体スイッチング素子２１を冷却する機能を担っている。

複数（６個）の半導体スイッチング素子２１の合計１８本のリード端子２１Ａは、図１に示されるように、メイン基板２３のコイル１８およびコンデンサ１９で支えられている一辺と対向する他辺側に沿って設けられているスルーホール２３Ａを貫通して上方に突出され、半田付けされることによりメイン基板２３に実装されている。これによって、メイン基板２３の上記一辺と対向する他辺側を、複数の半導体スイッチング素子２１の多数のリード端子２１Ａを介して下方から支持可能な構成とされている。なお、この放熱ブロック３０は、インバータ収容部８内の凹部９Ｂ上にネジ止め固定されているが、モータハウジング３側に一体成形した構成としてもよい。

さらに、メイン基板２３の下方部位において、インバータ収容部８の底面側の後方部位には、図３および図６に示されるように、凸状の稜線部９Ａと接触しないように、通信回路２５が実装されたサブ基板２６が、モータハウジング３と一体成形されている３箇所のボス部３１に固定ネジ３２を介して締め付け固定されている。このサブ基板２６は、メイン基板２３に比較してかなり小さい小型の基板とされており、耐振性を考慮して前端側から後端側にかけて末広がり形状とされた略三角形状の基板とされ、その前端の１点と後端の２点の３箇所で上記の如く固定設置されている。

サブ基板２６は、インバータ収容部８の左右両側に配置されているフィルタ回路１７用のコイル１８およびコンデンサ１９と、スイッチング回路２０用の複数の半導体スイッチング素子２１間のスペースに配設され、上方に配置されているメイン基板２３との間の距離をできるだけ大きくして設置することが望ましい。このサブ基板２６と、上方に配置されているメイン基板２３とは、メイン基板２３側の基板間接続端子３３（図３を参照）をサブ基板２６上の接続コネクタ３５に接続することにより、電気的、機械的に互いに接続可能とされている。

また、サブ基板２６には、図３および図６に示されるように、通信ハーネス２４がコネクタ３４を介して接続されており、そのコネクタ３４の接続部がサブ基板２６の固定ネジ３２に接近した後端辺の一端側に配設され、他端側の固定ネジ３２に接近して上部のメイン基板２３との接続コネクタ３５が配設された構成とされている。一方、通信ハーネス２４は、インバータ収容部８のフランジ部１０に設けられた切欠き部１０Ａに設置されたグロメット３６を介してインバータ収容部８に貫通されており、そのグロメット３６による固定部位から最短距離の位置でコネクタ３４を介してサブ基板２６に接続されている。

インバータ装置７のスイッチング回路２０を経て直流電力から三相交流電力に変換された電力は、メイン基板２３からＵＶＷバスバー３７を介してガラス密封端子３８に出力される構成とされている。ガラス密封端子３８は、インバータ収容部８内の前方部位にモータハウジング３を貫通するように設けられた端子設置穴３Ａ（図３参照）に設置され、ＵＶＷバスバー３７からの三相交流電力をモータハウジング３内の電動モータに対して印加するものであり、このガラス密封端子３８にメイン基板２３上に設置されたＵＶＷバスバー３７が接続されている。

次ぎに、通信ハーネス２４の通信線および電源線を介して外部からインバータ装置７に入射される電磁ノイズおよびインバータ装置７のスイッチング回路２０等で発生し、通信ハーネス２４の通信線および電源線を介して外部に放射される電磁ノイズに対するイミュニティ性能の向上策について、図６および図７を参照して説明する。
通信ハーネス２４が接続されるサブ基板２６は、上述の如く、通信回路２５が実装されたもので、メイン基板２３から分割された小型の略三角形状とされた基板であり、該メイン基板２３の下方部位に距離をおいて配置され、ハウジング２側の３箇所のボス部３１に固定ネジ３２を介して締め付け固定されている。

このサブ基板２６上には、その後端辺の一端側を固定する固定ネジ３２に近接して通信ハーネス２４側のコネクタ３４が配設され、また、他端側を固定する固定ネジ３２に近接してメイン基板２３に対する接続コネクタ３５が配設されており、両コネクタ３４，３５間を結ぶように、基板の後端辺に沿って通信ライン３９が配設されるとともに、他の１箇所の固定ネジ３２の近傍を経由した三角ラインに沿って電源ライン４０が配設された構成とされている。

通信ライン３９は、接続コネクタ３５に近接する位置にサブ基板２６のフレームグランド（ＧＮＤ）（図示省略）に繋がるように設けられているノイズ対策部品（例えば、ダイオード）４１に接続されており、また、電源ライン４０は、コネクタ３４に近接する位置および他の１箇所の固定ネジ３２に近接する位置において、サブ基板２６のフレームグランド（ＧＮＤ）に繋がるように配設されている複数のノイズ対策部品（例えば、チップコンデンサ）４２に接続されている。更に電源ライン４０は、ノイズ対策部品４２以外に、ライン上の途中位置でも、サブ基板２６のフレームグランド（ＧＮＤ）に繋がるように設けられた複数のノイズ対策部品（例えば、チップコンデンサ）４３と接続されている。

一方、サブ基板２６のフレームグランド（ＧＮＤ）は、それぞれサブ基板２６を締め付け固定している３箇所の固定ネジ３２を介してハウジング２側に接地されており、サブ基板２６上の通信ライン３９および電源ライン４０からノイズ対策部品４１，４２，４３を介して除去された電磁ノイズは、フレームグランド（ＧＮＤ）、固定ネジ３２およびハウジング２を介してアースされる構成とされている。

つまり、通信ハーネス２４を経て外部からサブ基板２６に入射されたノイズは、通信ライン３９および電源ライン４０上を図６に示す矢印方向に流れるが、通信ライン３９に接続されているノイズ対策部品４１および電源ライン４０に接続されているノイズ対策部品４２，４３によって除去され、接続コネクタ３５を経てメイン基板２３側の制御回路２２等に入射するのを阻止することができる。

また、インバータ装置７側のスイッチング回路２０等で発生したノイズは、メイン基板２３から基板間接続端子３３、接続コネクタ３５を経てサブ基板２６に入り、通信ライン３９および電源ライン４０上を図７に示す矢印方向に流れ、通信ハーネス２４を経て外部に放射されることになるが、該ノイズをサブ基板２６の通信ライン３９、電源ライン４０上を流れる間に、各ライン３９，４０に接続されているノイズ対策部品４１，４２，４３で除去することにより、外部への放射を阻止することができる。

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。
ハウジング２のインバータ収容部８に一体に組み込まれたインバータ装置７は、電源ユニットから電源側ケーブル（高電圧ケーブル１２等）を介して入力された高電圧の直流電力をスイッチング回路２０により所要周波数の三相交流電力を変換し、ＵＶＷバスバー３７およびガラス密封端子３８を介して電動モータに印加することにより、電動圧縮機１を所要回転数で駆動し、冷媒の圧縮作用を行う。一方、インバータ装置７は、通信ハーネス２４を経て上位制御装置（ＥＣＵ）との間で入出力される制御信号により制御回路２２を介して制御される。

この際、通信ハーネス２４を構成する通信線および低電圧の電力線は、外部からの電磁ノイズを入射するあるいはインバータ装置７側で発生した電磁ノイズを外部に放射するアンテナとして機能することになり、そのノイズの入・放射が原因でインバータ装置７や他の搭載機器が誤動作を起こす虞がある。これを防止するため、かかる電磁ノイズに対する放射イミュニティ試験や入射イミュニティ試験において、各カーメーカが定めている基準を満たす必要がある。

しかるに、本実施形態では、インバータ回路基板をメイン基板２３と、小型のサブ基板２６とに分割し、サブ基板２６をメイン基板２３の下方部位に配置し、その小型化したサブ基板２６を、通信回路２５が実装され、通信線および電源線を含む通信ハーネス２４がコネクタ３４を介して接続されるとともに、メイン基板２３と基板間接続端子３３および接続コネクタ３５を介して接続され、少なくとも３箇所以上の多角形配置点でハウジング２側に固定ネジ３２で締め付け固定される基板であって、コネクタ３４および接続コネクタ３５が２箇所の固定ネジ３２に近接配置され、そのコネクタ３４，３５間に、サブ基板２６のフレームグランドに繋がるノイズ対策部品４１と接続された通信ライン３９が配設されるとともに、他の１箇所の固定ネジ３２近傍を経由する三角ラインに沿って、フレームグランドに繋がるノイズ対策部品４２，４３と接続された電源ライン４０が配設された基板とし、そのフレームグランドを、固定ネジ３２を介してハウジング２側に接地した構成としている。

このため、通信回路２５が実装され、通信ハーネス２４と接続される基板をサブ基板２６としてメイン基板２３から分離し、そのサブ基板２６上に配設される通信ライン３９および電源ライン４０に対して、各々フレームグランド（ＧＮＤ）に繋がるノイズ対策部品４１，４２，４３を接続したことにより、通信ハーネス２４を経て外部からインバータ装置７に入射するノイズをサブ基板２６上で除去し、メイン基板２３上の制御回路２２に達しないようにすることができ、また、インバータ装置７のスイッチング回路２０等で発生しノイズを、メイン基板２３からサブ基板２６を経て通信ハーネス２４に至る間にサブ基板２６上で除去することにより、通信ハーネス２４を介して外部に放射しないようにすることができ、それらのノイズをサブ基板２６のフレームグランド（ＧＮＤ）から固定ネジ３２を介してハウジング２側に落とし、アースすることができる。

これにより、通信ハーネス２４の通信線および電源線を介して入射あるいは放射されるノイズを低減し、ノイズイミュニティ性能を向上させることができるとともに、サブ基板２６上で全てのノイズ対策を採ることができることから、その構成をシンプルにし、より的確に電磁ノイズを除去することができる。また、サブ基板２６をメイン基板２３の下方部位でハウジング２により近い位置に一定の距離を保って配置しているため、互いのノイズ干渉を防止し、サブ基板２６側のノイズ耐性をより強化することができ、しかもインバータ回路基板を２枚の基板２３，２６に分割したことにより、それぞれの基板面積を小型化し、耐振性を向上することができる。

また、サブ基板２６が、略三角形状の基板とされ、その角部の３箇所で固定ネジ３２によりハウジング２側に締め付け固定されているため、サブ基板２６を極力小型化し、その幾何学的形状に沿って配設された通信ライン３９および電源ライン４０を流れるノイズを複数箇所の固定ネジ３２に近接して配設されたノイズ対策部品４１，４２，４３により除去し、そのノイズを各ノイズ対策部品４１，４２，４３が繋がれているフレームグランド（ＧＮＤ）を経て近くの固定ネジ３２からハウジング２側に落とし、アースすることができる。従って、小型化されたサブ基板２６上において、ノイズ対策部品４１，４２，４３の配置箇所とアース箇所を的確に確保し、ノイズ耐性をより強化することができる。

さらに、本実施形態においては、通信ライン３９が、接続コネクタ３５付近に配設されたノイズ対策部品４１を介して接続コネクタ３５と近接する固定ネジ３２にアース接続されており、また、電源ライン４０が、通信ハーネス２４が接続されるコネクタ３４付近および他の１箇所の固定ネジ３２付近に配設されたノイズ対策部品４２を介してコネクタ３４と近接する固定ネジ３２および他の１箇所の固定ネジ３２にアース接続された構成とされている。

このため、サブ基板２６上に配設されている通信ライン３９および電源ライン４０に対して、それぞれ適正位置にノイズ対策部品４１，４２を配設し、それらのノイズ対策部品４１，４２をサブ基板２６のフレームグランド（ＧＮＤ）を介して最短位置の固定ネジ３２にアース接続することにより、サブ基板２６を経て入射あるいは放射されるノイズを除去し、速やかにハウジング２側にアースすることができ、これによって、ノイズ対策を容易化、的確化およびシンプル化し、各カーメーカから求められるノイズイミュニティ性能についても確実にクリアすることが可能となる。

また、本実施形態では、電源ライン４０上において、固定ネジ３２付近以外のライン上の途中位置にも少なくとも１個以上のノイズ対策部品４３が設けられているため、三角ライン上に沿って配設される電源ライン４０に対して、２箇所の固定ネジ３２付近の間の途中位置に少なくとも１個以上のノイズ対策部品４３を設けることにより、ノイズ対策部品４３の数を増すことでノイズ除去性能を更に高めることができる。従って、電源ライン４０側に対するノイズ耐性をより強化し、全体としてＥＭＣ特性を向上することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、サブ基板２６を略三角形状の小型化された基板としているが、必ずしも三角形状に限定されるものではなく、矩形、台形、その他の四辺形状とし、その４箇所の角部で固定ネジ３２により締め付け固定するようにしてもよい。この場合でも、コネクタ３４および接続コネクタ３５を固定ネジ３２近傍に配設し、通信ライン３９および電源ライン４０を上記実施形態と略同様に配設してノイズ除去対策を講ずることができる。

また、ノイズ対策部品４１，４２，４３として、通信ライン３９側にダイオード、電源ライン４０側にチップコンデンサを例示したが、これに限定されるものではなく、同様の機能を有する他の部品であってもよいことはもちろんである。

１インバータ一体型電動圧縮機
２ハウジング
７インバータ装置
８インバータ収容部
２３メイン基板
２４通信ハーネス
２５通信回路
２６サブ基板
３２固定ネジ
３４コネクタ
３５接続コネクタ
３９通信ライン
４０電源ライン
４１，４２，４３ノイズ対策部品

Claims

ハウジングのインバータ収容部内に、インバータ回路基板を含むインバータ装置が一体に組み込まれているインバータ一体型電動圧縮機において、
前記インバータ回路基板は、前記インバータ収容部内の上方部位に設置されるメイン基板と、その下方部位に設置される、前記メイン基板よりも小型のサブ基板とに分割され、
前記サブ基板は、通信回路が実装され、通信ハーネスがコネクタを介して接続されるとともに、前記メイン基板と接続コネクタを介して接続され、３箇所以上の多角形配置点で前記ハウジング側に固定ネジを介して締め付け固定される基板であって、
前記コネクタおよび前記接続コネクタが２箇所の前記固定ネジに近接配置され、そのコネクタ間に、該サブ基板のフレームグランドに繋がるノイズ対策部品と接続された通信ラインが配設されるとともに、他の１箇所の前記固定ネジ近傍を経由する三角ラインに沿って、前記フレームグランドに繋がるノイズ対策部品と接続された電源ラインが配設された基板とされ、
前記サブ基板の前記フレームグランドが、前記固定ネジを介して前記ハウジング側に接地された構成とさ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。
前記サブ基板は、三角形状もしくは四辺形状の基板とされ、その角部の３箇所もしくは４箇所で前記固定ネジにより前記ハウジング側に締め付け固定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一体型電動圧縮機。
前記電源ラインは、前記通信ハーネスが接続される前記コネクタ付近および前記他の１箇所の前記固定ネジ付近に配設された前記ノイズ対策部品を介して前記コネクタと近接する前記固定ネジおよび他の１箇所の前記固定ネジにアース接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記通信ラインは、前記接続コネクタ付近に配設された前記ノイズ対策部品を介して前記接続コネクタと近接する前記固定ネジにアース接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記通信ラインは、前記接続コネクタ付近に配設された前記ノイズ対策部品を介して前記接続コネクタと近接する前記固定ネジにアース接続さ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一体型電動圧縮機。
前記電源ライン上においては、前記固定ネジ付近以外のライン上の途中位置にも少なくとも１個以上の前記ノイズ対策部品が設けられていることを特徴とする請求項３または５に記載のインバータ一体型電動圧縮機。