JP5582749B2

JP5582749B2 - インバータ一体型電動圧縮機

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Publication number: JP5582749B2
Application number: JP2009219175A
Authority: JP
Inventors: 貴之渡辺; 洋行上谷; 貴之鷹繁; 石川　　雅之; 竹志平野; 友貴一瀬
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: EP2482441A4; US20120045353A1; EP2482441A1; JP2011069247A; EP2482441B1; US9157425B2; EP2482441A9; WO2011037136A1

Description

本発明は、圧縮機およびモータを内蔵したハウジングの外周にインバータボックスが設けられ、その内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。

電気自動車やハイブリッド車に搭載される空調装置用の圧縮機には、インバータ一体型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、圧縮機およびモータが内蔵されているハウジングの外周にインバータボックスを設け、その内部に電源からの直流電力を交流電力に変換し、モータに印加するインバータ装置が組み込まれた構成とされており、車両側制御装置（ＥＣＵ）から送信される制御信号に基づき回転数が可変制御されるようになっている。

インバータ装置は、直流電力を交流電力に変換し、モータに印加する電力用半導体素子（例えば、ＩＧＢＴ）等のパワーデバイスおよびＥＣＵからの制御信号に基づきモータに印加する交流電力を制御するマイコンを含む制御回路が実装された制御基板からなるインバータ回路と、パワーデバイスに直流電力を供給する配線系路に設けられるノイズ除去用のフィルタ回路とから構成されている。このノイズ除去用フィルタ回路は、一般にヘッドキャパシタ（平滑コンデンサ）、インダクタコイル、コモンモードコイル等の高電圧部品により構成されている。

また、インバータ回路を構成する電力制御用のパワーデバイスとして、駆動回路（ゲートドライバ）や自己保護機能が一体に組み込まれているインテリジェントパワーモジュール（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ；ＩＰＭ）を用いたインバータ一体型電動圧縮機が知られている（例えば、特許文献１，２等を参照）。

特開２００３−１５３５５２号公報（図１−図３参照）特開２００９−９７５０３号公報（図１−図４参照）

しかしながら、特許文献１，２に示されるものは、パワーデバイスとしてＩＰＭを搭載するに当って、最適なレイアウト構成を開示するものではない。ＩＰＭは、一般に変換された交流電力をモータ側に出力するＵＶＷ出力端子および電源側からの直流電力を入力するＰＮ入力端子を一側に集中配列し、他側にマイコンとの接続端子が集中配列された構成とされている。これに対して、高電圧系の配線系路および低電圧系の配線系路を如何にレイアウトするかが、配線系路の長短や配線の簡素化を左右し、ひいては制御精度、ノイズ干渉等の問題に影響を及ぼすところ、従来、これらの点について余り考慮されていないのが実情であった。

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、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）に接続される配線系路を最適レイアウト化し、配線系路を簡素化するとともに、外乱によるノイズ干渉を抑制し、制御性を向上す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、圧縮機およびモータを内蔵したハウジング外周にインバータボックスが設けられ、その内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おいて、前記インバータ装置は、インバータ回路を構成するインテリジェントパワーモジュールを備え、前記インテリジェントパワーモジュールは、一側にＵＶＷ出力端子とＰＮ入力端子とが同列上に配列され、その反対側にマイコンとの接続端子が配列された構成とされ、前記ＵＶＷ出力端子および前記ＰＮ入力端子と対向する位置側において、前記インバータ装置から前記モータに電力を印加するガラス密封端子と、電源からの高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子とが同じ側に配置され、前記インテリジェントパワーモジュールの上方に、前記ＵＶＷ出力端子、前記ＰＮ入力端子および前記マイコン接続端子が接続されるとともに、該マイコン接続端子の接続位置の近傍にマイコンが搭載された制御基板が配置され、前記ＵＶＷ出力端子と前記ガラス密封端子とが、前記制御基板上に設けられたパターンを介して接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、インバータ装置がインバータ回路を構成するインテリジェントパワーモジュール（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ；ＩＰＭ）を備え、このＩＰＭの一側にＵＶＷ出力端子とＰＮ入力端子とが同列上に配列されており、そのＵＶＷ出力端子およびＰＮ入力端子と対向する位置側において、インバータ装置からモータに電力を印加するガラス密封端子と、電源からの高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子とが同じ側に配置されたレイアウト構成とされているため、ＩＰＭとモータ間を接続する電力供給および電流検出用の配線系路長、並びにＩＰＭのＰＮ入力端子と高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子との間を接続する高電圧系の配線系路長をそれぞれ可及的に短くすることができるとともに、高電圧系の配線系路をＩＰＭのＵＶＷ出力端子およびＰＮ入力端子が配列されている一側側にまとめて配設することができる。従って、ＩＰＭとモータ間およびＩＰＭとＰＮ端子間の配線系路をそれぞれ簡素化し、その引き回しを容易化することができ、更にその間の回路抵抗を極力小さくし、電流検出精度を高めることができるとともに、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くして、インバータ装置の制御性および信頼性を向上することができる。また、ＩＰＭはＵＶＷ出力端子およびＰＮ入力端子が配列された一側と反対側にマイコンとの接続端子が配列された構成とされており、その上方にＵＶＷ出力端子、ＰＮ入力端子およびマイコン接続端子が接続されるとともに、該マイコン接続端子の接続位置の近傍にマイコンが搭載された制御基板が配置された構成とされているため、ＩＰＭと制御基板上のマイコン間の配線系路を可及的に短くすることができるとともに、制御基板側の低電圧系配線系路と高電圧系配線系路とをＩＰＭを挟んで左右に分離することができ、しかもインバータ装置の平面面積を小さくすることにより、それを収容して一体に組み込むインバータボックスの大きさ（平面面積）を小さくすることができる。従って、低電圧系と高電圧系間の相互のノイズ干渉を抑制し、インバータ装置の誤動作等を防止することができるとともに、インバータ一体型電動圧縮機をコンパクト化することができる。さらに、ＵＶＷ出力端子とガラス密封端子とが、制御基板上に設けられたパターンを介して接続されているため、ＩＰＭとモータ間の配線系路をより簡素化、短縮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、上記のインバータ一体型電動圧縮機において、前記ガラス密封端子は、前記インバータボックス内において前記モータが内蔵されている前記ハウジングの後方端部位に配設され、該ガラス密封端子の前方部位に前記インテリジェントパワーモジュールが前記ＵＶＷ出力端子を対向させて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス密封端子が、インバータボックス内においてモータが内蔵されているハウジングの後方端部位に配設され、該ガラス密封端子の前方部位にインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）がＵＶＷ出力端子を対向させて配置されているため、ガラス密封端子がハウジングの後方端部位に配設されたレイアウト構成の場合、その前方部位にＵＶＷ出力端子を対向させてＩＰＭを配置することにより、ガラス密封端子とＩＰＭのＵＶＷ出力端子とを互いに対向させて配置することができる。従って、この場合も、ＩＰＭとモータ間の配線系路長を短くし、ＩＰＭとモータ間の配線系路を簡素化することができるとともに、電流検出精度を高め、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置の制御性および信頼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、前記ガラス密封端子は、前記インバータボックス内において前記モータが内蔵されている前記ハウジングの該モータ前方端と対応する部位に配設され、該ガラス密封端子の後方部位に前記インテリジェントパワーモジュールが前記ＵＶＷ出力端子を対向させて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス密封端子が、インバータボックス内においてモータが内蔵されているハウジングの該モータ前方端と対応する部位に配設され、該ガラス密封端子の後方部位にインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）がＵＶＷ出力端子を対向させて配置されているため、ガラス密封端子がハウジングのモータ前方端と対応する部位に配設されたレイアウト構成の場合、その後方部位にＵＶＷ出力端子を対向させてＩＰＭを配置することにより、ガラス密封端子とＩＰＭのＵＶＷ出力端子とを互いに対向させて配置することができる。従って、この場合にも、ＩＰＭとモータ間の配線系路長を短くし、ＩＰＭとモータ間の配線系路を簡素化することができるとともに、電流検出精度を高め、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置の制御性および信頼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、前記ガラス密封端子は、前記インバータボックス内において前記モータが内蔵されている前記ハウジングの側方部位に配設され、該ガラス密封端子に沿ってその内方部位に前記インテリジェントパワーモジュールが前記ＵＶＷ出力端子を対向させて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス密封端子が、インバータボックス内においてモータが内蔵されているハウジングの側方部位に配設され、該ガラス密封端子に沿ってその内方部位にインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）がＵＶＷ出力端子を対向させて配置されているため、ガラス密封端子がハウジングの側方部位に配設されたレイアウト構成の場合、その内方部位にＵＶＷ出力端子を対向させてＩＰＭを配置することにより、ガラス密封端子とＩＰＭのＵＶＷ出力端子とを互いに対向させて配置することができる。従って、この場合にも、ＩＰＭとモータとの間の配線系路長を短くし、ＩＰＭとモータ間の配線系路を簡素化することができるとともに、電流検出精度を高め、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置の制御性および信頼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、前記インテリジェントパワーモジュールの前記ＰＮ入力端子と、前記高電圧ケーブルが接続される前記ＰＮ端子との間の配線系路に、前記インバータ装置のフィルタ回路構成部品が接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）のＰＮ入力端子と、高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子との間の配線系路に、インバータ装置のフィルタ回路構成部品が接続された構成とされているため、ノイズ除去用のフィルタ回路を構成するヘッドキャパシタ、インダクタコイル、コモンモードコイル等の高電圧部品を接続する配線系路長を可及的に短くすることができる。従って、その間の配線系路を簡素化し、その引き回しを容易化することができるとともに、その間の回路抵抗を小さくし、インダクタンス成分を抑えることによってフィルタ性能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、前記インテリジェントパワーモジュールは、前記ＵＶＷ出力端子および前記ＰＮ入力端子の配列側が、前記ハウジングの後方端側に設けられている冷媒吸入ポート側に向けて配置され、該インテリジェントパワーモジュールを含む高電圧系の回路構成部品が前記冷媒吸入ポートの近傍に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）が、ＵＶＷ出力端子およびＰＮ入力端子の配列側をハウジングの後方端側に設けられている冷媒吸入ポート側に向けて配置され、該インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）を含む高電圧系の回路構成部品が冷媒吸入ポートの近傍に配置された構成とされているため、ＩＰＭを含む高電圧系の回路構成部品を冷媒吸入ポートからハウジング内に吸入される低温の低圧冷媒ガスを介して冷却することができる。従って、インバータ装置の発熱部品を効率よく冷却することができ、冷却性能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、前記フィルタ回路構成部品は、前記ハウジングの後方端に組み付けられているジャンクションボックス内に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、フィルタ回路構成部品が、ハウジングの後方端に組み付けられているジャンクションボックス内に設けられた構成とされているため、フィルタ回路を構成するヘッドキャパシタ、インダクタコイル、コモンモードコイル等の高電圧部品をジャンクションボックス内に設置し、それを一括してハウジング側に組み付けることができる。これにより、インバータ装置の組み立て性を向上することができるとともに、レイアウトの自由度、小型化および仕様変更等への対応性を高めることができる。また、フィルタ回路構成部品側からインバータ回路側へのノイズ伝搬を低減し、ノイズ干渉による誤動作等を抑制することができる。なお、この発明は、特に、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）がＵＶＷ出力端子をハウジングの後方端に向けて配置されている場合に有効なレイアウトとなる。

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、前記フィルタ回路構成部品は、前記ハウジングの側面に組み付けられているジャンクションボックス内に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、フィルタ回路構成部品が、ハウジングの側面に組み付けられているジャンクションボックス内に設けられた構成とされているため、フィルタ回路を構成するヘッドキャパシタ、インダクタコイル、コモンモードコイル等の高電圧部品をジャンクションボックス内に設置し、それを一括してハウジング側に組み付けることができる。これにより、インバータ装置の組み立て性を向上することができるとともに、レイアウトの自由度、小型化および仕様変更等への対応性を高めることができる。また、フィルタ回路構成部品側からインバータ回路側へのノイズ伝搬を低減し、ノイズ干渉による誤動作等を抑制することができる。なお、この発明は、特に、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）がＵＶＷ出力端子をハウジングの側面側に向けて配置されている場合に有効なレイアウトとなる。

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、前記フィルタ回路構成部品は、前記インバータボックスの上面に設けられている蓋体兼用のジャンクションボックス内に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、フィルタ回路構成部品が、インバータボックスの上面に設けられている蓋体兼用のジャンクションボックス内に設けられた構成とされているため、フィルタ回路を構成するヘッドキャパシタ、インダクタコイル、コモンモードコイル等の高電圧部品を蓋体兼用のジャンクションボックス内に設置し、それを一括してハウジング側に組み付けることができる。従って、インバータ装置の組み立て性を向上することができるとともに、レイアウトの自由度、小型化および仕様変更等への対応性を高めることができる。また、フィルタ回路構成部品側からインバータ回路側へのノイズ伝搬を低減し、ノイズ干渉による誤動作等を抑制することができる。

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、前記ジャンクションボックス内に設けられているフィルタ回路構成部品を含む配線系路と前記インテリジェントパワーモジュールとは、差込式端子を備えたハーネスを介して配線接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、ジャンクションボックス内に設けられているフィルタ回路構成部品を含む配線系路とインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）とが、差込式端子を備えたハーネスを介して配線接続された構成とされているため、ジャンクションボックス内に設けられているフィルタ回路構成部品含む配線系路とＩＰＭとの間を、差込式端子と呼ばれている直付け端子を備えたハーネスを介して配線することができ、従って、配線系路の簡略化、小型化、低コスト化および配線の容易化を図ることができる。なお、電気自動車の場合、エンジン車に比べて振動、温度が共に低く、従って、差込式端子を用いても配線外れ等のトラブルの心配もなく、十分に信頼性を確保することができる。

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、前記インテリジェントパワーモジュールおよび前記制御基板は、金属製ベースプレート上に実装され、該ベースプレートを介して前記インバータボックス内において前記ハウジング壁に固定設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）および制御基板が、金属製ベースプレート上に実装され、該ベースプレートを介してインバータボックス内においてハウジング壁に固定設置された構成とされているため、ＩＰＭの電力用半導体素子等の発熱部品を、アルミ等の金属製ベースプレートをヒートシンクとし、ハウジング壁を介して冷媒により冷却することができる。これにより、インバータ装置の発熱部品を効率よく冷却することができ、冷却性能を向上することができる。

本発明によると、ＩＰＭとモータ間を接続する電力供給および電流検出用の配線系路長並びにＩＰＭのＰＮ入力端子と高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子との間を接続する高電圧系の配線系路長をそれぞれ可及的に短くすることができるともに、高電圧系の配線系路をＩＰＭのＵＶＷ出力端子およびＰＮ入力端子が配列されている一側側にまとめて配設することができるため、ＩＰＭとモータ間およびＩＰＭとＰＮ端子間の配線系路をそれぞれ簡素化することができ、更にその間の回路抵抗を極力小さくし、電流検出精度を高めることができるとともに、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置の制御性および信頼性を向上することができる。また、ＩＰＭと制御基板上のマイコン間の配線系路を可及的に短くすることができるとともに、制御基板側の低電圧系配線系路と高電圧系配線系路とをＩＰＭを挟んで左右に分離することができ、しかもインバータ装置の平面面積を小さくすることにより、それを収容して一体に組み込むインバータボックスの大きさ（平面面積）を小さくすることができるため、低電圧系と高電圧系間の相互のノイズ干渉を抑制し、インバータ装置の誤動作等を防止することができるとともに、インバータ一体型電動圧縮機をコンパクト化することができる。さらに、ＵＶＷ出力端子とガラス密封端子とを制御基板上に設けられたパターンを介して接続できるため、ＩＰＭとモータ間の配線系路をより簡素化、短縮化することができる。

本発明の第１実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部破断側面図である。図１に示すインバータ一体型電動圧縮機に組み込まれるインバータモジュールの平面視図（Ａ）とその側面図（Ｂ）である。図１に示すインバータ一体型電動圧縮機の一部部品を取り外した状態の概略平面視図である。本発明の第２実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部部品を取り外した状態の平面視図である。本発明の第３実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部部品を取り外した状態の平面視図である。本発明の第４実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部部品を取り外した状態の平面視図である。本発明の第５実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部破断側面図である。本発明の第６実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部破断側面図である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の一部破断側面図が示され、図２には、それに組み込まれるインバータモジュールの平面視図（Ａ）とその側面図（Ｂ）が示され、図３には、その一部部品を取り外した状態の概略平面視図が示されている。インバータ一体型電動圧縮機１は、図示省略の圧縮機およびモータを内蔵するハウジング２を備えている。

ハウジング２は、圧縮機を内蔵する圧縮機ハウジング３と、モータを内蔵するモータハウジング４とをボルト５を介して結合し、一体化したものであり、それぞれアルミダイカスト製品とされている。ハウジング２には、外周の複数箇所（本例では、３箇所）に圧縮機据付け用の脚部６が一体成形されているとともに、モータハウジング４の後方端側（図１の右方端側）に低圧冷媒ガスを吸入する冷媒吸入ポート７が設けられ、更に圧縮機ハウジング３の前方端側（図１の左方端側）に圧縮された冷媒ガスを吐出する冷媒吐出ポート８が設けられている。

また、ハウジング２の外周（モータハウジング４側の外周）には、インバータ装置１１を一体に組み込むためのインバータボックス９が一体成形されている。インバータボックス９は、インバータ装置１１を収容設置した後、上面が蓋体１０により密閉されるように構成されている。このインバータボックス９は、平面視が略矩形状で周囲が上方への立上げ壁とされ、その上面が蓋体１０を固定するフランジ面９Ａとされているとともに、底面がインバータ装置１１を設置するフラット面とされたハウジング外周壁とされている。

インバータボックス９内に収容設置されるインバータ装置１１は、図２に示されるように、実装用の金属製ベースプレート１３、インテリジェントパワーモジュール（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ；以下、ＩＰＭという。）１４および制御基板１５を、スペーサ１６を介して一体化したインバータモジュール（インバータ回路）１２を備えている。金属製ベースプレート１３は、矩形状のアルミ合金製板材からなり、インバータボックス９内の底面、すなわちフラット面とされているモータハウジング４の外周壁に密着するようにビス等を介して締め付け固定されるようになっている。

ＩＰＭ１４は、インバータ回路を構成する電力制御用のパワーデバイスで、ＩＧＢＴ等の複数個の電力用半導体素子からなるスイッチング回路と一体的に駆動回路（ゲートドライバ）や自己保護機能が組み込まれたモジュールであり、金属製ベースプレート１３上に絶縁材等を介して実装（ビス止め）されている。該ＩＰＭ１４は、長方形状のモジュールであり、長手方向の一側に、変換された交流電力をモータ側に出力するＵＶＷ出力端子１７と、電源側からの直流電力を入力するＰＮ入力端子１８とが同列上に集中配列され、反対側に、制御基板１５に搭載されているマイコン２０に接続されるマイコン接続端子１９が同列上に集中配列された構成とされている。

制御基板１５は、車両側制御装置（ＥＣＵ）からの制御信号を受信し、それに基づいてモータに印加する交流電力を制御するマイコン２０を含む制御回路が実装されている矩形状の基板である。この制御基板１５上に搭載されるマイコン２０は、ＩＰＭ１４に対してマイコン接続端子１９が配列されている側の近傍に対向配置されている。また、制御基板１５は、複数のスペーサ１６を介して金属製ベースプレート１３と一体化され、２段構造のインバータモジュール１２を構成している。

ＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７は、制御基板１５のスルーホールに貫通され、制御基板１５上のパターン２１と半田付けされている。同様に、ＰＮ入力端子１８は、制御基板１５のスルーホールに貫通され、図示省略のパターンと半田付けされることにより、高圧電源からの高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子と高電圧系の配線系路を介して接続されている。更に、マイコン接続端子１９は、制御基板１５のスルーホールに貫通され、図示省略のパターンと半田付けされてマイコン２０に接続されることにより、ＥＣＵに繋がる低電圧系の配線系路を構成している。

インバータ装置１１により変換された交流電力は、ガラス密封端子２２を介してモータハウジング４内に内蔵されているモータに印加されるようになっている。ガラス密封端子２２は、図１，図３に示されるように、インバータボックス９内においてモータハウジング４を貫通するようにその後方端部位に配設され、モータハウジング４内においてモータとハーネスを介して接続されている。

このガラス密封端子２２のＵＶＷ端子２３は、図３に示されるように、ガラス密封端子２２の前方部位に対向して配置されているＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７と対向配置されており、ＵＶＷ出力端子１７と接続されている制御基板１５のパターン２１に対して半田または溶接されることにより接続され、高電圧系の配線系路を構成している。

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。
高圧電源から高電圧ケーブルを介してインバータ装置１１に供給された直流電力は、ＰＮ端子、高電圧系の配線系路を経てインバータモジュール（インバータ回路）１２のＰＮ入力端子１８に入力される。この直流電力は、ＥＣＵからの制御信号に基づいてＩＰＭ１４により所定周波数の交流電力に変換された後、ＵＶＷ出力端子１７からガラス密封端子２２のＵＶＷ端子２３を介してモータに印加される。

これによって、モータが駆動され、該モータの回転軸に連結されている圧縮機が回転駆動される。圧縮機の駆動により冷媒吸入ポート７から低圧の冷媒ガスがハウジング２内に吸入され、この冷媒ガスは、モータハウジング４内のモータ周りを圧縮機ハウジング３側へと流通された後、圧縮機に吸い込まれる。この間、インバータモジュール１２を構成しているＩＰＭ１４の電力用半導体素子（ＩＧＢＴ）等の発熱部品は、モータハウジング４の外周壁に密着されているアルミ合金製板材からなる金属製ベースプレート１３をヒートシンクとし、冷媒ガスを介して冷却される。

圧縮機により圧縮された高圧の冷媒ガスは、圧縮機ハウジング３内に吐出され、冷媒吐出ポート８を介して冷凍サイクル側へと送出される。このようなインバータ一体型電動圧縮機１において、インバータ装置１１を構成しているＩＰＭ１４は、インバータボックス９内でモータが内蔵されているモータハウジング４の後方端部位に配設されているガラス密封端子２２と対向して配置され、ＩＰＭ１４の一側に配列されているＵＶＷ出力端子１７とガラス密封端子２２のＵＶＷ端子２３とが互いに対向配置されたレイアウト構成とされている。更に、このＵＶＷ出力端子１７とＵＶＷ端子２３とは、制御基板１５上の高電圧系の配線系路を構成するパターン２１を介して接続されている。

このため、ＩＰＭ１４とモータ間を接続する電力供給および電流検出用等の配線系路長を可及的に短くすることができ、従って、ＩＰＭ１４とモータ間の配線系路を簡素化することができる。また、その間の回路抵抗を極力小さくし、電流検出精度を高めることができるとともに、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置１１の制御性および信頼性を向上することができる。

また、ＩＰＭ１４は、ＵＶＷ出力端子１７およびＰＮ入力端子１８と反対側に制御基板１５に搭載されているマイコン２０との接続端子１９が配列され、このマイコン接続端子１９の近傍に、制御基板１５上に搭載されているマイコン２０が対向配置された構成とされているため、ＩＰＭ１４と制御基板１５上のマイコン２０との間の配線系路長を可及的に短くすることができるとともに、制御基板１５側おける低電圧系配線系路と高電圧系配線系路とをＩＰＭ１４を挟んで左右に分離することができる。従って、相互のノイズ干渉を抑制し、インバータ装置１１の誤動作等を防止することができる。

また、制御基板１５がＩＰＭ１４の上方に配置されて一体化され、２段構造のインバータモジュール１２を構成しているため、その平面面積を小さくすることにより、インバータ装置１１を収容し、一体に組み込むインバータボックス９の大きさ（平面面積）を小さくすることができる。これによって、インバータ一体型電動圧縮機１をコンパクト化することができる。

さらに、ＩＰＭ１４および制御基板１５が、アルミ合金製の板材からなる金属製ベースプレート１３上に実装され、この金属製ベースプレート１３を介してインバータボックス９内においてモータハウジング４の壁面に固定設置されているため、ＩＰＭ１４の電力用半導体素子等の発熱部品を、金属製ベースプレート１３をヒートシンクとし、モータハウジング壁を介して冷媒により冷却することができる。従って、インバータ装置１１の発熱部品を効率よく冷却することができ、冷却性能を向上することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、ガラス密封端子２２Ａの配設位置が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、モータに交流電力を印加するガラス密封端子２２Ａが、図４に示されるように、インバータボックス９内においてモータが内蔵されているモータハウジング４の前方端部位に配設されており、このガラス密封端子２２Ａの後方部位に、ＩＰＭ１４がＵＶＷ出力端子１７を対向させて配置された構成とされている。

このように、ガラス密封端子２２Ａが、インバータボックス９内においてモータハウジング４の前方端部位、すなわちハウジング２に内蔵されているモータの前方端と対応する部位に配設され、このガラス密封端子２２Ａの後方部位に、ＩＰＭ１４がそのＵＶＷ出力端子１７を対向させて配置されているため、ガラス密封端子２２Ａがモータハウジング４の前方端部位に配設されたレイアウト構成の場合も、その後方部位にＵＶＷ出力端子１７を対向させてＩＰＭ１４を配置することによって、ガラス密封端子２２ＡのＵＶＷ端子２３ＡとＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７とを互いに対向させて配置することができる。

従って、本実施形態によっても、第１実施形態と同様、ＩＰＭ１４とモータ間を接続する高電圧系の配線系路長を短くし、ＩＰＭ１４とモータ間の配線系路を簡素化することができるとともに、電流検出精度を高め、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置１１の制御性および信頼性を向上することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、ガラス密封端子２２Ｂの配設位置が異なっている。その他の点については、第１および第２実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、モータに交流電力を印加するガラス密封端子２２Ｂが、図５に示されるように、インバータボックス９内においてモータが内蔵されているモータハウジング４の側方部位に配設されており、このガラス密封端子２２Ｂに沿ってその内方部位に、ＩＰＭ１４がＵＶＷ出力端子１７を対向させて配置された構成とされている。

このように、ガラス密封端子２２Ｂが、インバータボックス９内においてモータハウジング４の側方部位に配設され、このガラス密封端子２２Ｂに沿ってその内方部位に、ＩＰＭ１４がそのＵＶＷ出力端子１７を対向させて配置されているため、ガラス密封端子２２Ｂがモータハウジング４の側方部位に配設されたレイアウト構成の場合にも、その内方部位にＵＶＷ出力端子１７を対向させてＩＰＭ１４を配置することにより、ガラス密封端子２２ＢのＵＶＷ端子２３ＢとＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７とを互いに対向させて配置することができる。

従って、本実施形態によっても、上記第１および第２実施形態と同様、ＩＰＭ１４とモータ間を接続する高電圧系の配線系路長を短くし、ＩＰＭ１４とモータ間の配線系路を簡素化することができるとともに、電流検出精度を高め、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置１１の制御性および信頼性を向上することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、ノイズ除去用のフィルタ回路構成部品を収容設置するジャンクションボックス２５を備えている点が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、図６に示されるように、ハウジング２（モータハウジング４）の後方端（図６の右方端）にジャンクションボックス２５を組み付け、該ジャンクションボックス２５に電源からの高電圧ケーブル２６を接続するとともに、インバータ装置１１のノイズ除去用フィルタ回路構成部品２７，２８，２９等を収容設置した構成としている。

高電圧ケーブル２６は、ジャンクションボックス２５内に設けられているＰＮ端子３０に接続されている。このＰＮ端子３０は、ＩＰＭ１４の一側においてＵＶＷ出力端子１７と同列上に配列されているＰＮ入力端子１８と対向する位置側に配置されており、高電圧系の配線系路および制御基板１５上のパターン（図示省略）等を介してＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８と電気的に接続されている。

ＰＮ端子３０からＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８に至る高電圧系の配線系路には、インバータ装置１１のノイズ除去用フィルタ回路の構成するインダクタコイル２７、コモンモードコイル２８およびヘッドキャパシタ（平滑コンデンサ）２９等の高電圧部品が接続された構成とされており、これらのフィルタ回路構成部品２７，２８，２９は、ジャンクションボックス２５内に収容設置されている。

また、モータハウジング４の後方端にジャンクションボックス２５を組み付け、その内部にＰＮ端子３０およびノイズ除去用のフィルタ回路構成部品２７，２８，２９等を収容設置した構成とすることにより、高電圧ケーブル２６が接続されたＰＮ端子３０からＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８に至る迄の間の高電圧系の配線系路を、ＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７とガラス密封端子２２との間を接続している高電圧系の配線系路が配設されているＩＰＭ１４の一側側にまとめて配設した構成とすることができる。

さらに、上記構成により、フィルタ回路構成部品２７，２８，２９や電力用半導体素子（ＩＧＢＴ）等の発熱部品を有するＩＰＭ１４を含む高電圧系路側の構成部品をモータハウジング４の後方端側に設けられている冷媒吸入ポート７の近傍に集中的に配置した構成とすることができる。

以上のように、ＩＰＭ１４の一側においてＵＶＷ出力端子１７と同列上に配列されているＰＮ入力端子１８と対向する位置側に、電源からの高電圧ケーブル２６が接続されるＰＮ端子３０を配置したレイアウト構成とすることにより、高電圧ケーブル２６が接続されるＰＮ端子３０とＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８との間の高電圧系の配線系路長を可及的に短くすることができる。このため、ＰＮ端子３０とＰＮ入力端子１８との間の配線系路を簡素化し、その引き回しを容易化することができる。

また、高電圧ケーブル２６が接続されるＰＮ端子３０とＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８との間の配線系路に、インバータ装置１１のフィルタ回路構成部品２７，２８，２９が接続された構成とされているため、ノイズ除去用のフィルタ回路を構成するインダクタコイル２７、コモンモードコイル２８、ヘッドキャパシタ２９等の高電圧部品を接続する配線系路長を可及的に短くすることができる。従って、その間の配線系路を簡素化し、その引き回しを容易化することができるとともに、その間の回路抵抗を小さくし、インダクタンス成分を抑えることによってフィルタ性能を向上することができる。

また、ＩＰＭ１４の一側に配列されているＵＶＷ出力端子１７およびＰＮ入力端子１８と対向するようにガラス密封端子２２および高電圧ケーブル２６が接続されるＰＮ端子３０が同じ側に配置されている。このため、高電圧系の配線系路を、ＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７およびＰＮ入力端子１８が配列されている一側側にまとめて配設することができる。これによって、高電圧系の配線系路長を極力短くし、配線系路を簡素化することができるとともに、外乱によるノイズ干渉の影響を受け難くし、インバータ装置１１の制御性、信頼性を向上することができる。

さらに、ＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７およびＰＮ入力端子１８が配列されている一側を、モータハウジング４の後方端側に設けられている冷媒吸入ポート７側に向けて配置し、ＩＰＭ１４を含む高電圧系の回路構成部品を冷媒吸入ポート７の近傍に配置した構成としているため、ＩＰＭ１４を含む高電圧系の回路構成部品を冷媒吸入ポート７からモータハウジング４内に吸入される低温の低圧冷媒ガスを介して冷却することができる。従って、インバータ装置１１の発熱部品を効率よく冷却することができ、冷却性能を向上することができる。

また、ノイズ除去用のフィルタ回路を構成するインダクタコイル２７、コモンモードコイル２８、ヘッドキャパシタ２９等の高電圧部品がモータハウジング４の後方端に組み付けられているジャンクションボックス２５内に設けられているため、フィルタ回路構成部品２７，２８，２９を一括してハウジング２（モータハウジング４）に組み付けることができ、従って、インバータ装置１１の組み立て性を向上することができるとともに、レイアウトの自由度、小型化および仕様変更等への対応性を高めることができる。また、フィルタ回路構成部品２７，２８，２９側からインバータモジュール（インバータ回路）１２側へのノイズ伝搬を低減し、ノイズ干渉による誤動作等を抑制することができる。

なお、本実施形態では、フィルタ回路構成部品を収容するジャンクションボックス３１をハウジング２（モータハウジング４）の後方端（図６の右方端）に組み付けた構成としているが、図５に示されるように、ＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７およびＰＮ入力端子１８が配列されている一側をハウジング２（モータハウジング４）の側面側に向けて配置しているものに対しては、ジャンクションボックス３１をハウジング２（モータハウジング４）の側面に組み付けた構成としてもよく、これによっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第４実施形態に対して、ノイズ除去用のフィルタ回路構成部品を収容するジャンクションボックス３１を蓋体１０と兼用としている点が異なる。その他の点については、第１および第４実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、図７に示されるように、インバータボックス９に締め付け固定される蓋体１０をジャンクションボックス３１に兼用し、その内部にインバータ装置１１のノイズ除去用フィルタ回路を構成するインダクタコイル２７Ａ，コモンモードコイル２８Ａおよびヘッドキャパシタ２９Ａ等の高電圧部品を収容設置した構成としている。

この場合、高電圧ケーブル２６は、ジャンクションボックス３１内に設けられているＰＮ端子３０Ａに接続されることになる。また、このＰＮ端子３０Ａは、ＩＰＭ１４の一側においてＵＶＷ出力端子１７と同列上に配列されているＰＮ入力端子１８と対向する位置側に配置され、高電圧系の配線系路および制御基板１５上のパターン（図示省略）を介してＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８と電気的に接続されることになる。その他の構成は第４実施形態と同様である。

このように、インダクタコイル２７Ａ，コモンモードコイル２８Ａおよびヘッドキャパシタ２９Ａ等のフィルタ回路構成部品をインバータボックス９の上面に設けられる蓋体兼用のジャンクションボックス３１内に設けた構成とすることによっても、フィルタ回路を構成するインダクタコイル２７Ａ、コモンモードコイル２８Ａ、ヘッドキャパシタ２９Ａ等の高電圧部品を蓋体兼用のジャンクションボックス３１内に設置し、それを一括してモータハウジング４に組み付けることができる。従って、上記第４実施形態と同様、インバータ装置１１の組み立て性を向上することができるとともに、レイアウトの自由度、小型化および仕様変更等への対応性を高めることができる。また、フィルタ回路構成部品２７Ａ，２８Ａ，２９Ａ側からインバータモジュール（インバータ回路）１２側へのノイズ伝搬を低減し、ノイズ干渉による誤動作等を抑制することができる。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第５実施形態に対して、ジャンクションボックス３１内に設けられているフィルタ回路構成部品を含む高電圧系の配線系路とインバータモジュール（インバータ回路）１２との間の接続構成が異なっている。その他の点については、第１および第５実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、図８に示されるように、蓋体兼用のジャンクションボックス３１内に設けられているフィルタ回路構成部品２７Ａ，２８Ａ，２９Ａを含む高電圧系の配線系路とインバータモジュール（インバータ回路）１２との間を、例えばファストン端子（「ファストン」は、ザファイテッカーコーポレイションの登録商標）等の差込式端子３２を両端に備えたハーネス３３で接続した構成としている。

つまり、蓋体兼用のジャンクションボックス３１内および制御基板１５上に、それぞれ相手方端子（図示省略）を設け、この相手方端子に対して、両端の差込式端子３２と呼ばれている直付け端子を差し込むことによって、ジャンクションボックス３１内の高電圧系の配線系路と、インバータモジュール（インバータ回路）１２の制御基板１５との間をハーネス３３で接続し、制御基板１５上のパターン（図示省略）を介してＩＰＭ１４のＰＮ入力端子１８と接続される構成としている。

このように、ジャンクションボックス３１内に設けられているフィルタ回路構成部品を含む高電圧系の配線系路とＩＰＭ１４との間を、両端に差込式端子３２を備えたハーネス３３および制御基板１５を介して接続される構成とすることにより、蓋体兼用のジャンクションボックス３１内に設けられているフィルタ回路構成部品とＩＰＭ１４との間を、差込式端子３２と呼ばれている直付け端子を備えたハーネス３３を介して配線することができ、このため、配線系路の簡略化、小型化、低コスト化および配線の容易化を図ることができる。なお、電気自動車の場合、エンジン車に比べて振動、温度が共に低く、差込式端子３２を用いても配線外れ等のトラブルの心配もなく、十分に信頼性を確保することができる。

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、上記実施形態では、インバータボックス９をモータハウジング３側に一体成形した例について説明したが、インバータボックス９を別体で成形し、モータハウジング４側に一体的に組み付けるようにした構成としてもよいことはもちろんである。

また、上記実施形態では、モータハウジング４の後方側に冷媒吸入ポート７を設け、低圧冷媒ガスをモータハウジング４側から吸入して圧縮機ハウジング３側に流通させるようにし、冷媒ガスが吸入されるモータハウジング４側の外周にインバータボックス９を設けた構成としているが、逆に圧縮機ハウジング３側から冷媒を吸入し、圧縮した冷媒をモータハウジング４側から吐出するようにした圧縮機においては、圧縮機ハウジング３側にインバータボックス９を設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、フィルタ回路構成部品２７ないし２９，２７Ａないし２９ＡおよびＰＮ端子３０，３０Ａをジャンクションボックス２５，３１内に設けた例について説明したが、これらのフィルタ回路構成部品は、インバータボックス９内に収容設置してもよく、この場合も、ＩＰＭ１４のＵＶＷ出力端子１７、ＰＮ入力端子１８並びにガラス密封端子２２，２２Ａ，２２Ｂ等とのレイアウト構成については、上記実施形態と同一構成とされることは云うまでもない。

１インバータ一体型電動圧縮機
２ハウジング
３圧縮機ハウジング
４モータハウジング
７冷媒吸入ポート
９インバータボックス
１１インバータ装置
１２インバータモジュール（インバータ回路）
１３金属製ベースプレート
１４インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）
１５制御基板
１７ＵＶＷ出力端子
１８ＰＮ入力端子
１９マイコン接続端子
２０マイコン
２２，２２Ａ，２２Ｂガラス密封端子
２５，３１ジャンクションボックス
２６高電圧ケーブル
２７，２７Ａフィルタ回路構成部品（インダクタコイル）
２８，２８Ａフィルタ回路構成部品（コモンモードコイル）
２９，２９Ａフィルタ回路構成部品（ヘッドキャパシタ）
３０，３０ＡＰＮ端子
３２差込式端子
３３ハーネス

Claims

圧縮機およびモータを内蔵したハウジング外周にインバータボックスが設けられ、その内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おいて、
前記インバータ装置は、インバータ回路を構成するインテリジェントパワーモジュールを備え、
前記インテリジェントパワーモジュールは、一側にＵＶＷ出力端子とＰＮ入力端子とが同列上に配列され、その反対側にマイコンとの接続端子が配列された構成とされ、
前記ＵＶＷ出力端子および前記ＰＮ入力端子と対向する位置側において、前記インバータ装置から前記モータに電力を印加するガラス密封端子と、電源からの高電圧ケーブルが接続されるＰＮ端子とが同じ側に配置され、
前記インテリジェントパワーモジュールの上方に、前記ＵＶＷ出力端子、前記ＰＮ入力端子および前記マイコン接続端子が接続されるとともに、該マイコン接続端子の接続位置の近傍にマイコンが搭載された制御基板が配置され、
前記ＵＶＷ出力端子と前記ガラス密封端子とが、前記制御基板上に設けられたパターンを介して接続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。
前記ガラス密封端子は、前記インバータボックス内において前記モータが内蔵されている前記ハウジングの後方端部位に配設され、該ガラス密封端子の前方部位に前記インテリジェントパワーモジュールが前記ＵＶＷ出力端子を対向させて配置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。
前記ガラス密封端子は、前記インバータボックス内において前記モータが内蔵されている前記ハウジングの該モータ前方端と対応する部位に配設され、該ガラス密封端子の後方部位に前記インテリジェントパワーモジュールが前記ＵＶＷ出力端子を対向させて配置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。
前記ガラス密封端子は、前記インバータボックス内において前記モータが内蔵されている前記ハウジングの側方部位に配設され、該ガラス密封端子に沿ってその内方部位に前記インテリジェントパワーモジュールが前記ＵＶＷ出力端子を対向させて配置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。
前記インテリジェントパワーモジュールの前記ＰＮ入力端子と、前記高電圧ケーブルが接続される前記ＰＮ端子との間の配線系路に、前記インバータ装置のフィルタ回路構成部品が接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記インテリジェントパワーモジュールは、前記ＵＶＷ出力端子および前記ＰＮ入力端子の配列側が、前記ハウジングの後方端側に設けられている冷媒吸入ポート側に向けて配置され、該インテリジェントパワーモジュールを含む高電圧系の回路構成部品が前記冷媒吸入ポートの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記フィルタ回路構成部品は、前記ハウジングの後方端に組み付けられているジャンクションボックス内に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記フィルタ回路構成部品は、前記ハウジングの側面に組み付けられているジャンクションボックス内に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記フィルタ回路構成部品は、前記インバータボックスの上面に設けられている蓋体兼用のジャンクションボックス内に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記ジャンクションボックス内に設けられているフィルタ回路構成部品を含む配線系路と前記インテリジェントパワーモジュールとは、差込式端子を備えたハーネスを介して配線接続されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
前記インテリジェントパワーモジュールおよび前記制御基板は、金属製ベースプレート上に実装され、該ベースプレートを介して前記インバータボックス内において前記ハウジング壁に固定設置されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。