インバータ一体型電動圧縮機
【課題】少ない部品点数にすることで圧縮機本体に対する着脱が容易であるとともに、電気素子の発熱を効果的に放熱することのできるインバータユニットを備えるインバータ一体型電動圧縮機を提供する。
【解決手段】インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体１０とは独立したハウジング２１内に収容するインバータユニット２０と、インバータユニット２０が着脱自在に設置される設置面１３を備える圧縮機本体１０と、を備える。インバータユニット２０には凸状ガイド２４が、また、圧縮機本体１０の設置面１３には凸状ガイド２４が噛合わされる凹状ガイド１４が設けられる。インバータユニット２０は、ハウジング２１が、圧縮機本体１０の設置面１３に対向する面に放熱板２３を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が放熱板２３に接触するように配置される。
【解決手段】インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体１０とは独立したハウジング２１内に収容するインバータユニット２０と、インバータユニット２０が着脱自在に設置される設置面１３を備える圧縮機本体１０と、を備える。インバータユニット２０には凸状ガイド２４が、また、圧縮機本体１０の設置面１３には凸状ガイド２４が噛合わされる凹状ガイド１４が設けられる。インバータユニット２０は、ハウジング２１が、圧縮機本体１０の設置面１３に対向する面に放熱板２３を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が放熱板２３に接触するように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路を含むインバータユニットが一体化された電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車業界においては、エネルギー環境への対応から、ハイブリッド自動車や電気自動車、あるいは燃料電池自動車のように、電気の動力を利用して走行する車両の開発および市場への投入が急ピッチで進められている。
これらの車両には、従来の空調装置とは異なり、電気を動力とする電動モータによって駆動される電動圧縮機を備えた空調装置が搭載される。また、この電動圧縮機としては、圧縮機構と電動モータをハウジング内に内蔵した密閉型の電動圧縮機であって、インバータ装置を介して電源からの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに給電し、空調負荷に応じて圧縮機の回転数を可変制御できる電動圧縮機が採用される。このインバータ装置と電動モータは三相交流配線により接続されているが、大きなスイッチングノイズを含んでいる。したがって、この配線の長さをできるだけ短くすることが好ましく、そのためにインバータ装置を電動圧縮機と一体化したインバータ一体型電動圧縮機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８１４２号公報
【特許文献２】特開２００７−３０９１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１には、放熱板を兼ねる金属プレート上に、インバータ装置を構成する複数の電力用半導体スイッチング素子（典型的にはＩＧＢＴ）、制御基板、パワー基板およびバスバーアセンブリ等が組み付けられ、この金属プレートが、ハウジングのインバータ収容部に固定設置されるインバータ一体型電動圧縮機が開示されている。特許文献１は、金属プレートに、電動モータのモータ軸線方向に対して直交する方向の幅方向に延在する突状部を設けている。そうすることで、特許文献１は、モータ軸線回りの振動に対する金属プレートの剛性を高め耐振性を向上させることができる。
ところが、特許文献１に開示されたインバータ一体型電動圧縮機は、金属プレートに対する制御基板、パワー基板およびバスバーアセンブリ等の設置がネジ止めされる結果、ネジも含めた部品点数が多く、また組み付けの構造が複雑である。そのために、制御基板、パワー基板が故障した時などに、これら基板を交換するのが容易でないことも指摘されている。
【０００５】
また、特許文献２には、インバータ回路基板と、コイル、コンデンサあるいはスイッチング素子などの電気素子と、アッパーケースとロアーケースとからなり、その内部にインバータ回路基板および電気素子が収納されるハウジングと、アッパーケースの少なくとも一部が金属により形成され、かつ電気素子がアッパーケースの金属により形成された一部に当接した状態で固定されるインバータユニットが開示されている。
特許文献２には、アッパーケースに電気素子が固定されることで、電気素子が振動するのが防止され、耐振性が向上すること、電気素子がアッパーケースの金属の部分に固定されることで、電気素子が発熱しても、その熱がこの金属の部分に伝達され放熱されること、が述べられている。
特許文献２のインバータユニットのように、アッパーケースに金属の部分を設けることは、一見すると、電気素子に生じる熱を外部に放熱させることができそうである。しかし、ハイブリッド自動車のように内燃機関としてのエンジンを備えている場合には、エンジンからの熱がアッパーケースの金属部分に伝達されることにより、電気素子に生じる熱を外部に放熱することは困難である。
【０００６】
本発明は、以上のような課題に基づいてなされたもので、少ない部品点数にすることで圧縮機本体に対する着脱が容易であるとともに、電気素子の発熱を効果的に放熱することのできるインバータユニットを備え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】
【０００７】
部品点数を少なくしながらも圧縮機本体に対する着脱を容易にするために、本発明において、インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体とは独立したハウジング内に収容することでユニット化し、このユニット化されたインバータ装置（インバータユニット）を圧縮機本体の設置面に接するように配置する。
そして、インバータユニットは、ハウジングが、圧縮機本体の設置面に接触する面に放熱部を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が放熱部に接触するように配置される。
さらに、圧縮機本体の設置面及びインバータユニットの放熱部の一方に凸状ガイドを設け、この凸状ガイドと互いに抜け止めされる凹状ガイドを他方に設ける。
この凹状ガイドは、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状とすることができるし、または、表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形よりも径の大きな円形とすることができる。
【０００８】
本発明のインバータ一体型電動圧縮機において、インバータユニットのハウジングは、放熱部を除いて、放熱部よりも熱伝導性の低い材料で構成されていることが好ましい。エンジンで発生した熱がインバータユニットの内部に伝わるのを抑制することで、電気素子の温度上昇を防止するためである。
本発明のインバータ一体型電動圧縮機において、インバータユニットを設置する位置は任意であるが、圧縮機本体の上面、又は、圧縮機本体の側面に配置することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インバータ装置に関する構成をインバータユニットに集約し、かつ圧縮機本体組み付けるのに互いに抜け止めされる凹状ガイドと凸状ガイドを用いるので、ボルトなどの締結具をほとんど用いる必要がなくなるので、部品点数を抑えることができる。しかも、インバータユニットを一体として着脱するのが容易であるから、インバータユニットを構成する基板が故障して交換する作業の負担を軽減できる。
また本発明によれば、発熱が生じる電気素子が放熱板に接触し、かつこの放熱板が圧縮機本体の設置面に接触させるようにインバータユニットが配置される。このため、ハウジング本体に図示を省略した吸入ポートから吸い込まれる低温低圧の冷媒ガスにより、ハウジング本体の設置面を介して放熱板が冷却される。これによって放熱板がヒートシンクとなり、電気素子に生じた発熱が放熱される。したがって、インバータユニットを構成する冷却が必要な発熱系部品を、低温冷媒ガスによって確実に強制冷却することができ、インバータユニットの冷却機能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機の圧縮機本体を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機のインバータユニットを示し、（ａ）は正立状態の斜視図、（ｂ）は倒立状態の斜視図、及び（ｃ）は内部構造を示す図である。
【図３】第１実施形態において、圧縮機本体にインバータユニットを組み付ける手順概要を示す側面図であり、（ａ）は圧縮機本体にインバータユニットを組み付ける前を示し、（ｂ）は圧縮機本体にインバータユニットを組み付けた後を示す。
【図４】第１実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】第２実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】第２実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】圧縮機本体に対するインバータユニットのずれ止めの例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、添付する図１〜図３に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
第１実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０と、インバータユニット２０と、から構成される。
圧縮機本体１０は、ハウジング１１を備える。ハウジング１１は、図示を省略する電動モータと、電動モータにより駆動される圧縮機構とを収容するハウジング本体１２を備える。電動モータ、圧縮機構は、その回転軸Ｃが図１に示すように、ハウジング本体１２の内部に配置されている。ハウジング本体１２には吸入ポート（図示省略）が設けられており、この吸入ポートからハウジング本体１２の電動モータが配置されている側に吸入された低圧冷媒ガスは、電動モータの周りを流通後、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、ハウジング本体１２内に吐出された後、ハウジング本体１２に設けられる吐出ポート（図示省略）から外部へと吐出される。電動モータ、圧縮機構は、公知の構成を広く適用することができるので、ここでの具体的な説明を省略する。なお、以下、圧縮機本体１０において、電動モータ、圧縮機構の回転軸Ｃが沿う方向を前後方向とし、図１の紙面の手前側を前方とし、奥側を後方とする。また、当該紙面の上下方向を圧縮機本体１０の上下方向とし、当該紙面の左右方向を圧縮機本体１０の幅方向とする。
【００１２】
＜設置面１３，凹状ガイド１４＞
アルミニウム合金からなるハウジング本体１２は、下方が円弧面を、また、上面が平坦面をなしており、この平坦面にインバータユニット２０が配置される設置面１３を形成する。設置面１３には、複数の凹状ガイド１４が設けられている。凹状ガイド１４は、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしており、後述するように、インバータユニット２０の凸状ガイド２４が挿入されると、相互にくさび効果を発揮して抜け止めされ、上方へのインバータユニット２０の移動を拘束する。また、凹状ガイド１４は、回転軸Ｃと平行に、設置面１３の前端から後端に向けて形成されており、インバータユニット２０の凸状ガイド２４と協働して、設置面１３へ組み付ける際にインバータユニット２０を案内する。
【００１３】
＜コネクタ保持体１５＞
ハウジング１１は、コネクタ保持体１５を備えている。ハウジング本体１２の後端側に設けられるコネクタ保持体１５は箱状の外形をなしており、一部は設置面１３よりも上方に突出している。この設置面１３よりも上方に突出している部分の前方側の面は、インバータユニット２０が突き当たって前後方向の位置決めを行う当接面１６をなす。
当接面１６には、コネクタ１７が設けられている。このコネクタ１７は、インバータユニット２０側のコネクタ２８と接続されるめす型の構造を有している。インバータユニット２０は、このコネクタ２８及びコネクタ１７を介して、ハウジング１１内に収容される電動モータ２０に三相交流電力を供給する。したがって、図示を省略しているが、コネクタ１７は電動モータと電線により繋がれている。
【００１４】
＜インバータユニット２０＞
インバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０に着脱自在なインバータユニット２０を備えている。
インバータユニット２０は、図２に示すように、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、Insulated Gate Bipolar Transistor）を含むパワー系ユニット２５、制御基板２６などを収容するハウジング２１を備える。ハウジング２１は、ハウジング本体２２と、放熱板２３と、から構成される。箱状のハウジング本体２２の開口部を塞ぐように放熱板２３が設置され、ハウジング２１の内部が封止される。
ハウジング本体２２は、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属材料で構成することもできるが、樹脂、セラミックスなどのように、金属材料よりも熱伝導率の低い材料で構成することが好ましい。これは、ハウジング２１の内部に、外部、例えばエンジンで生じた熱が侵入してＩＧＢＴに伝わるのを阻止したいためである。
ハウジング本体２２の前端面には、コネクタ２８が設けられている。このコネクタ２８は図示しない電線により後述するパワー系ユニット２５と接続されている。
【００１５】
放熱板２３は、アルミニウム合金、銅合金などの熱伝導性の高い金属材料で構成される。放熱板２３は、インバータユニット２０が圧縮機本体１０に組み付けられると、ハウジング本体１２の設置面１３と接触し、放熱板２３と設置面１３の相互の熱交換を促進する。ハウジング２１は、ハウジング本体２２の開口を塞ぐ蓋を放熱板２３としているので、別に蓋を設けるのに比べて、インバータユニット２０を小型化できる。
放熱板２３には複数の凸状ガイド２４が設けられている。凸状ガイド２４は、放熱板２３の外面、つまり設置面１３と接触する面に設けられている。凸状ガイド２４は、ハウジング本体１２に設けられている凹状ガイド１４に対応して形成されており、横断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしている。また、凸状ガイド２４は、圧縮機本体１０に組み付けられた状態で、電動モータ、圧縮機構の回転軸Ｃと平行に、放熱板２３の前端から後端に向けて形成されている。放熱板２３は、凸状ガイド２４を除く部分は平坦面をなしている。
【００１６】
さて、ハウジング２１の内部は、例えば以下のように構成される。
放熱板２３の上にパワー系発熱素子であるＩＧＢＴを含むパワー系ユニット２５が設置される。パワー系ユニット２５は、直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに印加するものである。パワー系ユニット２５は、電力変換することにより発熱するＩＧＢＴが放熱板２３に接触するように配置されている。パワー系ユニット２５はそのリードにより制御基板２６に取り付けられている。パワー系ユニット２５により変換された三相交流電力は、図示を省略した電線を介して、電動モータに供給される。
パワー系ユニット２５の上方には制御基板２６が配置されている。制御基板２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの低電圧で動作する素子を有する回路が実装されており、電動モータに印加される交流電力を制御する機能を有している。
図２には示されていないが、インバータユニット２０の内部には、コンデンサまたはコイルの少なくとも一方を含み、インバータユニットのノイズを抑制するフィルタ部を設けることができる。
制御基板２６は、概略門型の支持フレーム２７を介して放熱板２３に固定されている。この支持フレーム２７は、制御基板２６に取り付けられたパワー系ユニット２５のＩＧＢＴが放熱板２３に接触されるように作製されている。
【００１７】
以上のように構成される圧縮機本体１０、インバータユニット２０は、次のようにして一体化されてインバータ一体型電動圧縮機１を構成する。
互いに前方側が向き合うようにして圧縮機本体１０にインバータユニット２０を対向させた状態でインバータユニット２０の各々の凸状ガイド２４が対応するハウジング本体１２の凹状ガイドに挿入されるように圧縮機本体１０に対するインバータユニット２０の位置決めを行う（図３（ａ））、。位置決めを行った後に、インバータユニット２０を前方に向けて押し込む。凸状ガイド２４が凹状ガイド１４に挿入されて互いに案内されながら、インバータユニット２０はその前端がコネクタ保持体１５の当接面１６に突き当たるまでハウジング本体１２の設置面１３上を摺動する。インバータユニット２０が当接面１６に突き当たるまで移動すると、圧縮機本体１０側のコネクタ１７とインバータユニット２０側のコネクタ２８が接続される（図３（ｂ））。
【００１８】
接続を強固に行うことのできるコネクタ１７とコネクタ２８であれば、インバータユニット２０に振動が加わっても、インバータユニット２０が圧縮機本体１０から離脱するおそれはない。しかし、インバータユニット２０が圧縮機本体１０から離脱するのをより確実に防ぐために、インバータユニット２０の後端に頭部が接触するボルトＢをハウジング本体１２の設置面１３上に締結することができる。このボルトＢは、凹状ガイド１４を介してハウジング本体１２に締結することもできる。
【００１９】
＜効果＞
以上説明したインバータ一体型電動圧縮機１は、インバータ装置に関する構成をインバータユニット２０に集約した。しかも、インバータユニット２０を圧縮機本体１０に組み付けるのに、ハウジング本体１２の凹状ガイド１４にインバータユニット２０の凸状ガイド２４が挿入されると、凹状ガイド１４と凸状ガイド２４は設置面１３に直交する方向へ抜け止めされるので、インバータユニット２０の当該方向への移動が拘束される。したがって、ボルト締めなどを行わなくても、インバータユニット２０は上方への抜け止め、つまり離脱防止がなされる。したがって、インバータユニット２０を圧縮機本体１０に組み付けるのに、ボルトなどの締結具をほとんど用いる必要がなくなるので、部品点数を抑えることができる。しかも、インバータユニット２０は一体として着脱することができるから、インバータユニット２０を構成するパワー系ユニット２５、制御基板２６などのいずれかが故障して交換する作業が容易である。
【００２０】
また、インバータ一体型電動圧縮機１は、発熱要因であるＩＧＢＴを含むパワー系ユニット２５が接触する放熱板２３をハウジング本体１２の設置面１３に接触させるようにインバータユニット２０を配置する。このため、ハウジング本体１２に吸入ポートから吸い込まれ、電動モータの周りを流通する低温低圧の冷媒ガスにより、ハウジング本体１２の設置面１３を介して放熱板２３が冷却される。これによって放熱板２３がヒートシンクとなり、パワー系ユニット２５の発熱が放熱されるため、ＩＧＢＴ等の発熱素子を冷却することができる。特に、凹状ガイド１４と凸状ガイド２４を各々複数設けているので、平坦面同士の接触に比べて、設置面１３と放熱板２３の接触面積が広くなり、放熱板２３の冷却効率が向上する。
したがって、インバータ装置を構成する冷却が必要な発熱系部品（素子）を、低温冷媒ガスによって確実に強制冷却することができ、インバータユニット２０の冷却機能を確保できる。
【００２１】
また、インバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０とインバータ一体型電動圧縮機１との間の電気的な接続をコネクタ１７及びコネクタ２８により行うが、この接続はインバータユニット２０を圧縮機本体１０に組み付ける過程でなされる。したがって、圧縮機本体１０とインバータ一体型電動圧縮機１との間の電気的な接続のための作業を省略することができる。
コネクタ１７とコネクタ２８の接続は電気的な接続を主眼においたものであるが、機械的にコネクタ１７とコネクタ２８を強固に接続することができれば、インバータユニット２０の圧縮機本体１０からの抜け止めに有効である。特に、本実施形態の場合、上方へは凹状ガイド１４と凸状ガイド２４の噛合いにより抜け止めされているので、コネクタ１７とコネクタ２８を強固に接続すれば水平方向への抜け止めも確保される。なお、このコネクタ１７とコネクタ２８の接続は、本発明において必須の要素ではない。
【００２２】
次に、インバータ一体型電動圧縮機１は、ハウジング本体２２を樹脂、セラミックスなど、放熱板２３よりも熱伝導性の低い部材で構成すると、インバータユニット２０内への熱流入を抑えることができるので、インバータユニット２０を構成するパワー系ユニット２５、制御基板２６などが必要以上に加熱されて故障することを防ぐことができる。なお、ここでいう熱伝導性の低い部材は、素材自体の熱伝導性が低い場合に限らない。例えば、金属素材を用いる場合であっても、厚さ方向に空気層を設けた二重構造とすれば、熱伝導性を低くできる。
【００２３】
インバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０の回転軸Ｃと、インバータユニット２０の凸状ガイド２４（凹状ガイド１４）の延長方向と、が平行であるが、本発明はこれに限らない。図４に示すように、圧縮機本体１０の回転軸Ｃに対して直交するように、ハウジング本体１２の設置面１３に凹状ガイド１４を、また、インバータユニット２０の放熱板２３に凸状ガイド２４を設けることができる。この場合も、インバータ一体型電動圧縮機１と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態によるインバータ一体型電動圧縮機２について図５を参照して説明する。
インバータ一体型電動圧縮機２は、圧縮機本体２１０と、インバータユニット２２０と、から構成される。
圧縮機本体２１０の基本的な構成は第１実施形態の圧縮機本体１０と同じであり、当該構成には図１〜図３と同じ符号を付しているが、圧縮機本体２１０はインバータユニット２２０を設置する設置面２１３が、ハウジング本体１２の幅方向の一側面に形成されている。
この設置面２１３には、上下方向に延びる複数の凹状ガイド２１４が設けられている。凹状ガイド２１４の開口形状は、第１実施形態とは異なり、設置面２１３の表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形の幅よりも径の大きな円形をなしている。
またこの設置面２１３には、コネクタ保持体２１５が設けられている。コネクタ保持体２１５は設置面２１３から幅方向に突出しており、上向きの当接面２１６を備えている。コネクタ保持体２１５には、当接面２１６に開口する上向きのコネクタ２１７が設けられている。
【００２５】
インバータユニット２２０は、凸状ガイド２４の形態が異なること、及び、圧縮機本体２１０に対する組み付け位置が異なること、を除いて第１実施形態のインバータユニット２０と同じであり、当該構成には図１〜図３と同じ符号を付している。
インバータユニット２２０の凸状ガイド２２４は、圧縮機本体２１０の凹状ガイド２１４の開口形状に対応して、放熱板２３の表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形の幅よりも径の大きな円形をなしている。
【００２６】
圧縮機本体２１０にインバータユニット２２０を組み付けるには、コネクタ２８が下向きになるようにインバータユニット２２０の姿勢を保持しながら、インバータユニット２２０の各々の凸状ガイド２２４が対応するハウジング本体１２の凹状ガイド２１４に挿入されるように圧縮機本体２１０に対するインバータユニット２２０の位置決めを行う。位置決めを行った後に、インバータユニット２２０を下降させて、凸状ガイド２２４を凹状ガイド２１４に挿入させる。凸状ガイド２２４と凹状ガイド２１４が互いに案内されながら、その前端がコネクタ保持体２１５の当接面２１６に突き当たるまでインバータユニット２２０を下降させる。インバータユニット２２０が当接面２１６に突き当たるまで下降すると、圧縮機本体２１０側のコネクタ２１７とインバータユニット２２０側のコネクタ２８が接続される（図５）。
【００２７】
以上のインバータ一体型電動圧縮機２においても、第１実施形態と同様に、以下の効果を奏する。
（１）部品点数が抑えられ、かつインバータユニット２２０を交換する作業の負担が軽減される。なお、第２実施形態においては、凸状ガイド２２４と凹状ガイド２１４は設置面２１３に直交する方向に抜け止めされるから、インバータユニット２２０を当該方向に支持するためのボルト締めは不要である。
（２）インバータユニット２２０の冷却機能を確保できる。
（３）圧縮機本体２１０とインバータ一体型電動圧縮機２との間の電気的な接続のための作業を省略することができるとともに、コネクタ１７とコネクタ２８を強固に接続すれば鉛直方向への抜け止めが確保される。特に本実施形態の場合には、インバータユニット２２０がコネクタ保持体２１５により鉛直方向に支持されているので、第１実施形態において水平方向への抜け止めをより確実にするために用いたボルトＢがなくても、鉛直上方にインバータユニット２２０が抜け出るおそれはない。
（４）ハウジング本体２２を樹脂、セラミックスなど、放熱板２３よりも熱伝導性の低い部材で構成すると、インバータユニット２０を構成するパワー系ユニット２５、制御基板２６などが必要以上に加熱されて故障することを防ぐことができる。
【００２８】
インバータ一体型電動圧縮機２は、圧縮機本体２１０の回転軸Ｃと、インバータユニット２２０の凸状ガイド２２４（凹状ガイド２１４）の延長方向と、が直交するが、本発明はこれに限らない。図６に示すように、圧縮機本体２１０の回転軸Ｃに対して平行になるように、ハウジング本体１２の設置面２１３に凹状ガイド２１４を、また、インバータユニット２２０の放熱板２２３に凸状ガイド２２４を設けることができる。
【００２９】
以上、本発明によるインバータ一体型電動圧縮機の好ましい実施形態を説明した。
その中で、インバータユニットが設置される圧縮機本体の位置は任意であるが、いずれの位置を選ぶかにあたっては、圧縮機本体からインバータユニットを取り外す際の作業を考慮すべきである。つまり、自動車に設置されたインバータ一体型電動圧縮機は、その周囲に他の部品・部材が数多く存在しているために、インバータユニットを取り外すのに必要なスペースを確保できない領域も存在する。したがって、インバータユニットを取り外すのに必要なスペースが確保できる領域に対応して、インバータユニットを配置するのが好ましい。
【００３０】
また、第１実施形態において、インバータユニット２０の水平方向への抜け止めのために、インバータユニット２０の後端をボルトＢで拘束する例を示しているが、図７に示すように、図示を省略する主電源（バッテリ）からの直流電力の供給を行う電線３０を圧縮機本体１０に係止させるのを利用することができる。
つまり、電線３０の先端に設けられたコネクタ３１はインバータユニット２０に設けられた主電源用のコネクタ（図示省略）と接続される。このコネクタ３１の周囲を取り囲むコの字状の係止体３２をボルトＢなどの締結具により圧縮機本体１０に固定する。つまり、係止体３２はコネクタ３１の抜け止めとインバータユニット２０の抜け止めを兼ねることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、凹状ガイドと凸状ガイドの形態は任意であり、噛合いにより設置面へ直交する方向への抜け止めがなされれば本発明の目的は達成される。また、以上では、凹状ガイドを圧縮機本体側に設け、凸状ガイドをインバータユニット側に設けたが、凹状ガイド及び凸状ガイドを設ける側は任意であり、凹状ガイドをインバータユニット側に設け、凸状ガイドを圧縮機本体側に設けることもできる。さらに、以上では凹状ガイド及び凸状ガイドを複数設けたが、凹状ガイド及び凸状ガイドを一対だけ設けることを本発明は包含する。
【符号の説明】
【００３１】
１，２…インバータ一体型電動圧縮機、
１０，２１０…圧縮機本体、１１…ハウジング、１２…ハウジング本体、１３，２１３…設置面、１４，２１４…凹状ガイド、１５，２１５…コネクタ保持体、１６，２１６…当接面、１７，２１７…コネクタ、
２０，２２０…インバータユニット、２１…ハウジング、２２…ハウジング本体、２３…放熱板、２４，２２４…凸状ガイド、２５…パワー系ユニット、２６…制御基板、２７…支持フレーム、２８…コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路を含むインバータユニットが一体化された電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車業界においては、エネルギー環境への対応から、ハイブリッド自動車や電気自動車、あるいは燃料電池自動車のように、電気の動力を利用して走行する車両の開発および市場への投入が急ピッチで進められている。
これらの車両には、従来の空調装置とは異なり、電気を動力とする電動モータによって駆動される電動圧縮機を備えた空調装置が搭載される。また、この電動圧縮機としては、圧縮機構と電動モータをハウジング内に内蔵した密閉型の電動圧縮機であって、インバータ装置を介して電源からの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに給電し、空調負荷に応じて圧縮機の回転数を可変制御できる電動圧縮機が採用される。このインバータ装置と電動モータは三相交流配線により接続されているが、大きなスイッチングノイズを含んでいる。したがって、この配線の長さをできるだけ短くすることが好ましく、そのためにインバータ装置を電動圧縮機と一体化したインバータ一体型電動圧縮機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８１４２号公報
【特許文献２】特開２００７−３０９１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１には、放熱板を兼ねる金属プレート上に、インバータ装置を構成する複数の電力用半導体スイッチング素子（典型的にはＩＧＢＴ）、制御基板、パワー基板およびバスバーアセンブリ等が組み付けられ、この金属プレートが、ハウジングのインバータ収容部に固定設置されるインバータ一体型電動圧縮機が開示されている。特許文献１は、金属プレートに、電動モータのモータ軸線方向に対して直交する方向の幅方向に延在する突状部を設けている。そうすることで、特許文献１は、モータ軸線回りの振動に対する金属プレートの剛性を高め耐振性を向上させることができる。
ところが、特許文献１に開示されたインバータ一体型電動圧縮機は、金属プレートに対する制御基板、パワー基板およびバスバーアセンブリ等の設置がネジ止めされる結果、ネジも含めた部品点数が多く、また組み付けの構造が複雑である。そのために、制御基板、パワー基板が故障した時などに、これら基板を交換するのが容易でないことも指摘されている。
【０００５】
また、特許文献２には、インバータ回路基板と、コイル、コンデンサあるいはスイッチング素子などの電気素子と、アッパーケースとロアーケースとからなり、その内部にインバータ回路基板および電気素子が収納されるハウジングと、アッパーケースの少なくとも一部が金属により形成され、かつ電気素子がアッパーケースの金属により形成された一部に当接した状態で固定されるインバータユニットが開示されている。
特許文献２には、アッパーケースに電気素子が固定されることで、電気素子が振動するのが防止され、耐振性が向上すること、電気素子がアッパーケースの金属の部分に固定されることで、電気素子が発熱しても、その熱がこの金属の部分に伝達され放熱されること、が述べられている。
特許文献２のインバータユニットのように、アッパーケースに金属の部分を設けることは、一見すると、電気素子に生じる熱を外部に放熱させることができそうである。しかし、ハイブリッド自動車のように内燃機関としてのエンジンを備えている場合には、エンジンからの熱がアッパーケースの金属部分に伝達されることにより、電気素子に生じる熱を外部に放熱することは困難である。
【０００６】
本発明は、以上のような課題に基づいてなされたもので、少ない部品点数にすることで圧縮機本体に対する着脱が容易であるとともに、電気素子の発熱を効果的に放熱することのできるインバータユニットを備え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】
【０００７】
部品点数を少なくしながらも圧縮機本体に対する着脱を容易にするために、本発明において、インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体とは独立したハウジング内に収容することでユニット化し、このユニット化されたインバータ装置（インバータユニット）を圧縮機本体の設置面に接するように配置する。
そして、インバータユニットは、ハウジングが、圧縮機本体の設置面に接触する面に放熱部を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が放熱部に接触するように配置される。
さらに、圧縮機本体の設置面及びインバータユニットの放熱部の一方に凸状ガイドを設け、この凸状ガイドと互いに抜け止めされる凹状ガイドを他方に設ける。
この凹状ガイドは、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状とすることができるし、または、表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形よりも径の大きな円形とすることができる。
【０００８】
本発明のインバータ一体型電動圧縮機において、インバータユニットのハウジングは、放熱部を除いて、放熱部よりも熱伝導性の低い材料で構成されていることが好ましい。エンジンで発生した熱がインバータユニットの内部に伝わるのを抑制することで、電気素子の温度上昇を防止するためである。
本発明のインバータ一体型電動圧縮機において、インバータユニットを設置する位置は任意であるが、圧縮機本体の上面、又は、圧縮機本体の側面に配置することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インバータ装置に関する構成をインバータユニットに集約し、かつ圧縮機本体組み付けるのに互いに抜け止めされる凹状ガイドと凸状ガイドを用いるので、ボルトなどの締結具をほとんど用いる必要がなくなるので、部品点数を抑えることができる。しかも、インバータユニットを一体として着脱するのが容易であるから、インバータユニットを構成する基板が故障して交換する作業の負担を軽減できる。
また本発明によれば、発熱が生じる電気素子が放熱板に接触し、かつこの放熱板が圧縮機本体の設置面に接触させるようにインバータユニットが配置される。このため、ハウジング本体に図示を省略した吸入ポートから吸い込まれる低温低圧の冷媒ガスにより、ハウジング本体の設置面を介して放熱板が冷却される。これによって放熱板がヒートシンクとなり、電気素子に生じた発熱が放熱される。したがって、インバータユニットを構成する冷却が必要な発熱系部品を、低温冷媒ガスによって確実に強制冷却することができ、インバータユニットの冷却機能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機の圧縮機本体を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機のインバータユニットを示し、（ａ）は正立状態の斜視図、（ｂ）は倒立状態の斜視図、及び（ｃ）は内部構造を示す図である。
【図３】第１実施形態において、圧縮機本体にインバータユニットを組み付ける手順概要を示す側面図であり、（ａ）は圧縮機本体にインバータユニットを組み付ける前を示し、（ｂ）は圧縮機本体にインバータユニットを組み付けた後を示す。
【図４】第１実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】第２実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】第２実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】圧縮機本体に対するインバータユニットのずれ止めの例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、添付する図１〜図３に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
第１実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０と、インバータユニット２０と、から構成される。
圧縮機本体１０は、ハウジング１１を備える。ハウジング１１は、図示を省略する電動モータと、電動モータにより駆動される圧縮機構とを収容するハウジング本体１２を備える。電動モータ、圧縮機構は、その回転軸Ｃが図１に示すように、ハウジング本体１２の内部に配置されている。ハウジング本体１２には吸入ポート（図示省略）が設けられており、この吸入ポートからハウジング本体１２の電動モータが配置されている側に吸入された低圧冷媒ガスは、電動モータの周りを流通後、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、ハウジング本体１２内に吐出された後、ハウジング本体１２に設けられる吐出ポート（図示省略）から外部へと吐出される。電動モータ、圧縮機構は、公知の構成を広く適用することができるので、ここでの具体的な説明を省略する。なお、以下、圧縮機本体１０において、電動モータ、圧縮機構の回転軸Ｃが沿う方向を前後方向とし、図１の紙面の手前側を前方とし、奥側を後方とする。また、当該紙面の上下方向を圧縮機本体１０の上下方向とし、当該紙面の左右方向を圧縮機本体１０の幅方向とする。
【００１２】
＜設置面１３，凹状ガイド１４＞
アルミニウム合金からなるハウジング本体１２は、下方が円弧面を、また、上面が平坦面をなしており、この平坦面にインバータユニット２０が配置される設置面１３を形成する。設置面１３には、複数の凹状ガイド１４が設けられている。凹状ガイド１４は、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしており、後述するように、インバータユニット２０の凸状ガイド２４が挿入されると、相互にくさび効果を発揮して抜け止めされ、上方へのインバータユニット２０の移動を拘束する。また、凹状ガイド１４は、回転軸Ｃと平行に、設置面１３の前端から後端に向けて形成されており、インバータユニット２０の凸状ガイド２４と協働して、設置面１３へ組み付ける際にインバータユニット２０を案内する。
【００１３】
＜コネクタ保持体１５＞
ハウジング１１は、コネクタ保持体１５を備えている。ハウジング本体１２の後端側に設けられるコネクタ保持体１５は箱状の外形をなしており、一部は設置面１３よりも上方に突出している。この設置面１３よりも上方に突出している部分の前方側の面は、インバータユニット２０が突き当たって前後方向の位置決めを行う当接面１６をなす。
当接面１６には、コネクタ１７が設けられている。このコネクタ１７は、インバータユニット２０側のコネクタ２８と接続されるめす型の構造を有している。インバータユニット２０は、このコネクタ２８及びコネクタ１７を介して、ハウジング１１内に収容される電動モータ２０に三相交流電力を供給する。したがって、図示を省略しているが、コネクタ１７は電動モータと電線により繋がれている。
【００１４】
＜インバータユニット２０＞
インバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０に着脱自在なインバータユニット２０を備えている。
インバータユニット２０は、図２に示すように、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、Insulated Gate Bipolar Transistor）を含むパワー系ユニット２５、制御基板２６などを収容するハウジング２１を備える。ハウジング２１は、ハウジング本体２２と、放熱板２３と、から構成される。箱状のハウジング本体２２の開口部を塞ぐように放熱板２３が設置され、ハウジング２１の内部が封止される。
ハウジング本体２２は、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属材料で構成することもできるが、樹脂、セラミックスなどのように、金属材料よりも熱伝導率の低い材料で構成することが好ましい。これは、ハウジング２１の内部に、外部、例えばエンジンで生じた熱が侵入してＩＧＢＴに伝わるのを阻止したいためである。
ハウジング本体２２の前端面には、コネクタ２８が設けられている。このコネクタ２８は図示しない電線により後述するパワー系ユニット２５と接続されている。
【００１５】
放熱板２３は、アルミニウム合金、銅合金などの熱伝導性の高い金属材料で構成される。放熱板２３は、インバータユニット２０が圧縮機本体１０に組み付けられると、ハウジング本体１２の設置面１３と接触し、放熱板２３と設置面１３の相互の熱交換を促進する。ハウジング２１は、ハウジング本体２２の開口を塞ぐ蓋を放熱板２３としているので、別に蓋を設けるのに比べて、インバータユニット２０を小型化できる。
放熱板２３には複数の凸状ガイド２４が設けられている。凸状ガイド２４は、放熱板２３の外面、つまり設置面１３と接触する面に設けられている。凸状ガイド２４は、ハウジング本体１２に設けられている凹状ガイド１４に対応して形成されており、横断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしている。また、凸状ガイド２４は、圧縮機本体１０に組み付けられた状態で、電動モータ、圧縮機構の回転軸Ｃと平行に、放熱板２３の前端から後端に向けて形成されている。放熱板２３は、凸状ガイド２４を除く部分は平坦面をなしている。
【００１６】
さて、ハウジング２１の内部は、例えば以下のように構成される。
放熱板２３の上にパワー系発熱素子であるＩＧＢＴを含むパワー系ユニット２５が設置される。パワー系ユニット２５は、直流電力を三相交流電力に変換して電動モータに印加するものである。パワー系ユニット２５は、電力変換することにより発熱するＩＧＢＴが放熱板２３に接触するように配置されている。パワー系ユニット２５はそのリードにより制御基板２６に取り付けられている。パワー系ユニット２５により変換された三相交流電力は、図示を省略した電線を介して、電動モータに供給される。
パワー系ユニット２５の上方には制御基板２６が配置されている。制御基板２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの低電圧で動作する素子を有する回路が実装されており、電動モータに印加される交流電力を制御する機能を有している。
図２には示されていないが、インバータユニット２０の内部には、コンデンサまたはコイルの少なくとも一方を含み、インバータユニットのノイズを抑制するフィルタ部を設けることができる。
制御基板２６は、概略門型の支持フレーム２７を介して放熱板２３に固定されている。この支持フレーム２７は、制御基板２６に取り付けられたパワー系ユニット２５のＩＧＢＴが放熱板２３に接触されるように作製されている。
【００１７】
以上のように構成される圧縮機本体１０、インバータユニット２０は、次のようにして一体化されてインバータ一体型電動圧縮機１を構成する。
互いに前方側が向き合うようにして圧縮機本体１０にインバータユニット２０を対向させた状態でインバータユニット２０の各々の凸状ガイド２４が対応するハウジング本体１２の凹状ガイドに挿入されるように圧縮機本体１０に対するインバータユニット２０の位置決めを行う（図３（ａ））、。位置決めを行った後に、インバータユニット２０を前方に向けて押し込む。凸状ガイド２４が凹状ガイド１４に挿入されて互いに案内されながら、インバータユニット２０はその前端がコネクタ保持体１５の当接面１６に突き当たるまでハウジング本体１２の設置面１３上を摺動する。インバータユニット２０が当接面１６に突き当たるまで移動すると、圧縮機本体１０側のコネクタ１７とインバータユニット２０側のコネクタ２８が接続される（図３（ｂ））。
【００１８】
接続を強固に行うことのできるコネクタ１７とコネクタ２８であれば、インバータユニット２０に振動が加わっても、インバータユニット２０が圧縮機本体１０から離脱するおそれはない。しかし、インバータユニット２０が圧縮機本体１０から離脱するのをより確実に防ぐために、インバータユニット２０の後端に頭部が接触するボルトＢをハウジング本体１２の設置面１３上に締結することができる。このボルトＢは、凹状ガイド１４を介してハウジング本体１２に締結することもできる。
【００１９】
＜効果＞
以上説明したインバータ一体型電動圧縮機１は、インバータ装置に関する構成をインバータユニット２０に集約した。しかも、インバータユニット２０を圧縮機本体１０に組み付けるのに、ハウジング本体１２の凹状ガイド１４にインバータユニット２０の凸状ガイド２４が挿入されると、凹状ガイド１４と凸状ガイド２４は設置面１３に直交する方向へ抜け止めされるので、インバータユニット２０の当該方向への移動が拘束される。したがって、ボルト締めなどを行わなくても、インバータユニット２０は上方への抜け止め、つまり離脱防止がなされる。したがって、インバータユニット２０を圧縮機本体１０に組み付けるのに、ボルトなどの締結具をほとんど用いる必要がなくなるので、部品点数を抑えることができる。しかも、インバータユニット２０は一体として着脱することができるから、インバータユニット２０を構成するパワー系ユニット２５、制御基板２６などのいずれかが故障して交換する作業が容易である。
【００２０】
また、インバータ一体型電動圧縮機１は、発熱要因であるＩＧＢＴを含むパワー系ユニット２５が接触する放熱板２３をハウジング本体１２の設置面１３に接触させるようにインバータユニット２０を配置する。このため、ハウジング本体１２に吸入ポートから吸い込まれ、電動モータの周りを流通する低温低圧の冷媒ガスにより、ハウジング本体１２の設置面１３を介して放熱板２３が冷却される。これによって放熱板２３がヒートシンクとなり、パワー系ユニット２５の発熱が放熱されるため、ＩＧＢＴ等の発熱素子を冷却することができる。特に、凹状ガイド１４と凸状ガイド２４を各々複数設けているので、平坦面同士の接触に比べて、設置面１３と放熱板２３の接触面積が広くなり、放熱板２３の冷却効率が向上する。
したがって、インバータ装置を構成する冷却が必要な発熱系部品（素子）を、低温冷媒ガスによって確実に強制冷却することができ、インバータユニット２０の冷却機能を確保できる。
【００２１】
また、インバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０とインバータ一体型電動圧縮機１との間の電気的な接続をコネクタ１７及びコネクタ２８により行うが、この接続はインバータユニット２０を圧縮機本体１０に組み付ける過程でなされる。したがって、圧縮機本体１０とインバータ一体型電動圧縮機１との間の電気的な接続のための作業を省略することができる。
コネクタ１７とコネクタ２８の接続は電気的な接続を主眼においたものであるが、機械的にコネクタ１７とコネクタ２８を強固に接続することができれば、インバータユニット２０の圧縮機本体１０からの抜け止めに有効である。特に、本実施形態の場合、上方へは凹状ガイド１４と凸状ガイド２４の噛合いにより抜け止めされているので、コネクタ１７とコネクタ２８を強固に接続すれば水平方向への抜け止めも確保される。なお、このコネクタ１７とコネクタ２８の接続は、本発明において必須の要素ではない。
【００２２】
次に、インバータ一体型電動圧縮機１は、ハウジング本体２２を樹脂、セラミックスなど、放熱板２３よりも熱伝導性の低い部材で構成すると、インバータユニット２０内への熱流入を抑えることができるので、インバータユニット２０を構成するパワー系ユニット２５、制御基板２６などが必要以上に加熱されて故障することを防ぐことができる。なお、ここでいう熱伝導性の低い部材は、素材自体の熱伝導性が低い場合に限らない。例えば、金属素材を用いる場合であっても、厚さ方向に空気層を設けた二重構造とすれば、熱伝導性を低くできる。
【００２３】
インバータ一体型電動圧縮機１は、圧縮機本体１０の回転軸Ｃと、インバータユニット２０の凸状ガイド２４（凹状ガイド１４）の延長方向と、が平行であるが、本発明はこれに限らない。図４に示すように、圧縮機本体１０の回転軸Ｃに対して直交するように、ハウジング本体１２の設置面１３に凹状ガイド１４を、また、インバータユニット２０の放熱板２３に凸状ガイド２４を設けることができる。この場合も、インバータ一体型電動圧縮機１と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態によるインバータ一体型電動圧縮機２について図５を参照して説明する。
インバータ一体型電動圧縮機２は、圧縮機本体２１０と、インバータユニット２２０と、から構成される。
圧縮機本体２１０の基本的な構成は第１実施形態の圧縮機本体１０と同じであり、当該構成には図１〜図３と同じ符号を付しているが、圧縮機本体２１０はインバータユニット２２０を設置する設置面２１３が、ハウジング本体１２の幅方向の一側面に形成されている。
この設置面２１３には、上下方向に延びる複数の凹状ガイド２１４が設けられている。凹状ガイド２１４の開口形状は、第１実施形態とは異なり、設置面２１３の表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形の幅よりも径の大きな円形をなしている。
またこの設置面２１３には、コネクタ保持体２１５が設けられている。コネクタ保持体２１５は設置面２１３から幅方向に突出しており、上向きの当接面２１６を備えている。コネクタ保持体２１５には、当接面２１６に開口する上向きのコネクタ２１７が設けられている。
【００２５】
インバータユニット２２０は、凸状ガイド２４の形態が異なること、及び、圧縮機本体２１０に対する組み付け位置が異なること、を除いて第１実施形態のインバータユニット２０と同じであり、当該構成には図１〜図３と同じ符号を付している。
インバータユニット２２０の凸状ガイド２２４は、圧縮機本体２１０の凹状ガイド２１４の開口形状に対応して、放熱板２３の表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形の幅よりも径の大きな円形をなしている。
【００２６】
圧縮機本体２１０にインバータユニット２２０を組み付けるには、コネクタ２８が下向きになるようにインバータユニット２２０の姿勢を保持しながら、インバータユニット２２０の各々の凸状ガイド２２４が対応するハウジング本体１２の凹状ガイド２１４に挿入されるように圧縮機本体２１０に対するインバータユニット２２０の位置決めを行う。位置決めを行った後に、インバータユニット２２０を下降させて、凸状ガイド２２４を凹状ガイド２１４に挿入させる。凸状ガイド２２４と凹状ガイド２１４が互いに案内されながら、その前端がコネクタ保持体２１５の当接面２１６に突き当たるまでインバータユニット２２０を下降させる。インバータユニット２２０が当接面２１６に突き当たるまで下降すると、圧縮機本体２１０側のコネクタ２１７とインバータユニット２２０側のコネクタ２８が接続される（図５）。
【００２７】
以上のインバータ一体型電動圧縮機２においても、第１実施形態と同様に、以下の効果を奏する。
（１）部品点数が抑えられ、かつインバータユニット２２０を交換する作業の負担が軽減される。なお、第２実施形態においては、凸状ガイド２２４と凹状ガイド２１４は設置面２１３に直交する方向に抜け止めされるから、インバータユニット２２０を当該方向に支持するためのボルト締めは不要である。
（２）インバータユニット２２０の冷却機能を確保できる。
（３）圧縮機本体２１０とインバータ一体型電動圧縮機２との間の電気的な接続のための作業を省略することができるとともに、コネクタ１７とコネクタ２８を強固に接続すれば鉛直方向への抜け止めが確保される。特に本実施形態の場合には、インバータユニット２２０がコネクタ保持体２１５により鉛直方向に支持されているので、第１実施形態において水平方向への抜け止めをより確実にするために用いたボルトＢがなくても、鉛直上方にインバータユニット２２０が抜け出るおそれはない。
（４）ハウジング本体２２を樹脂、セラミックスなど、放熱板２３よりも熱伝導性の低い部材で構成すると、インバータユニット２０を構成するパワー系ユニット２５、制御基板２６などが必要以上に加熱されて故障することを防ぐことができる。
【００２８】
インバータ一体型電動圧縮機２は、圧縮機本体２１０の回転軸Ｃと、インバータユニット２２０の凸状ガイド２２４（凹状ガイド２１４）の延長方向と、が直交するが、本発明はこれに限らない。図６に示すように、圧縮機本体２１０の回転軸Ｃに対して平行になるように、ハウジング本体１２の設置面２１３に凹状ガイド２１４を、また、インバータユニット２２０の放熱板２２３に凸状ガイド２２４を設けることができる。
【００２９】
以上、本発明によるインバータ一体型電動圧縮機の好ましい実施形態を説明した。
その中で、インバータユニットが設置される圧縮機本体の位置は任意であるが、いずれの位置を選ぶかにあたっては、圧縮機本体からインバータユニットを取り外す際の作業を考慮すべきである。つまり、自動車に設置されたインバータ一体型電動圧縮機は、その周囲に他の部品・部材が数多く存在しているために、インバータユニットを取り外すのに必要なスペースを確保できない領域も存在する。したがって、インバータユニットを取り外すのに必要なスペースが確保できる領域に対応して、インバータユニットを配置するのが好ましい。
【００３０】
また、第１実施形態において、インバータユニット２０の水平方向への抜け止めのために、インバータユニット２０の後端をボルトＢで拘束する例を示しているが、図７に示すように、図示を省略する主電源（バッテリ）からの直流電力の供給を行う電線３０を圧縮機本体１０に係止させるのを利用することができる。
つまり、電線３０の先端に設けられたコネクタ３１はインバータユニット２０に設けられた主電源用のコネクタ（図示省略）と接続される。このコネクタ３１の周囲を取り囲むコの字状の係止体３２をボルトＢなどの締結具により圧縮機本体１０に固定する。つまり、係止体３２はコネクタ３１の抜け止めとインバータユニット２０の抜け止めを兼ねることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、凹状ガイドと凸状ガイドの形態は任意であり、噛合いにより設置面へ直交する方向への抜け止めがなされれば本発明の目的は達成される。また、以上では、凹状ガイドを圧縮機本体側に設け、凸状ガイドをインバータユニット側に設けたが、凹状ガイド及び凸状ガイドを設ける側は任意であり、凹状ガイドをインバータユニット側に設け、凸状ガイドを圧縮機本体側に設けることもできる。さらに、以上では凹状ガイド及び凸状ガイドを複数設けたが、凹状ガイド及び凸状ガイドを一対だけ設けることを本発明は包含する。
【符号の説明】
【００３１】
１，２…インバータ一体型電動圧縮機、
１０，２１０…圧縮機本体、１１…ハウジング、１２…ハウジング本体、１３，２１３…設置面、１４，２１４…凹状ガイド、１５，２１５…コネクタ保持体、１６，２１６…当接面、１７，２１７…コネクタ、
２０，２２０…インバータユニット、２１…ハウジング、２２…ハウジング本体、２３…放熱板、２４，２２４…凸状ガイド、２５…パワー系ユニット、２６…制御基板、２７…支持フレーム、２８…コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体とは独立したハウジング内に収容するインバータユニットと、
前記インバータユニットが着脱自在に設置される設置面を備える前記圧縮機本体と、を備え、
前記インバータユニットは、
前記ハウジングが、前記圧縮機本体の前記設置面に接触する面に放熱部を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が前記放熱部に接触するように配置され、
前記圧縮機本体の前記設置面及び前記インバータユニットの前記放熱部の一方には凸状ガイドが、また、他方には前記凸状ガイドと互いに抜け止めされる凹状ガイドが設けられる、
ことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項２】
前記凹状ガイドは、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしている、
請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項３】
前記凹状ガイドは、表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形よりも径の大きな円形をなしている、請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項４】
前記インバータユニットの前記ハウジングは、前記放熱部を除いて、前記放熱部よりも熱伝導性が低い、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項５】
前記インバータユニットは、前記圧縮機本体の上面に配置される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項６】
前記インバータユニットは、前記圧縮機本体の側面に配置される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項１】
インバータ装置を構成する部材を圧縮機本体とは独立したハウジング内に収容するインバータユニットと、
前記インバータユニットが着脱自在に設置される設置面を備える前記圧縮機本体と、を備え、
前記インバータユニットは、
前記ハウジングが、前記圧縮機本体の前記設置面に接触する面に放熱部を備えるとともに、発熱要素となる電気素子が前記放熱部に接触するように配置され、
前記圧縮機本体の前記設置面及び前記インバータユニットの前記放熱部の一方には凸状ガイドが、また、他方には前記凸状ガイドと互いに抜け止めされる凹状ガイドが設けられる、
ことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項２】
前記凹状ガイドは、開口断面が上底よりも下底が長い台形形状をなしている、
請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項３】
前記凹状ガイドは、表面側が矩形、それに続く部分が当該矩形よりも径の大きな円形をなしている、請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項４】
前記インバータユニットの前記ハウジングは、前記放熱部を除いて、前記放熱部よりも熱伝導性が低い、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項５】
前記インバータユニットは、前記圧縮機本体の上面に配置される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項６】
前記インバータユニットは、前記圧縮機本体の側面に配置される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３６９９８（Ｐ２０１２−１３６９９８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９３３０（Ｐ２０１０−２８９３３０）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]