JP6443377B2 - 流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、流体機械に関する。

従来から、電動モータ及び電動モータを駆動させる駆動装置を備えた流体機械として電動圧縮機が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、流体が吸入されるハウジングに駆動装置が取り付けられており、ハウジングを介して、流体と駆動装置との間で熱交換が行われることによって、駆動装置が冷却されることが記載されている。

特開２００３−３２４９００号公報

駆動装置には、冷却対象の発熱部品が存在する。当該発熱部品は、熱とともに電磁ノイズを発生する場合がある。発熱部品の電磁ノイズが、当該発熱部品と回路基板との間の空間を伝搬して回路基板に伝わると、回路基板に形成された配線パターンに電磁ノイズが混入し得る。すると、駆動装置の動作に支障が生じ、駆動装置によって駆動される電動モータの制御性の低下が懸念される。この場合、流体機械の運転に支障が生じ得る。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は発熱部品の冷却性の向上と発熱部品から回路基板への電磁ノイズの伝搬の抑制との両立を図ることができる流体機械を提供することである。

上記目的を達成する流体機械は、流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングと、前記ハウジング内に収容されている電動モータと、前記電動モータを駆動させる駆動装置と、を備え、前記駆動装置は、前記ハウジングの外面に対して対向する位置に設けられ、配線パターンが形成された回路基板と、前記回路基板と前記ハウジングの外面との間であって前記回路基板に対して離間した位置に設けられ、電磁ノイズを発生する発熱部品と、少なくとも一部が前記回路基板と前記発熱部品との間に設けられたものであって、前記発熱部品の熱を前記ハウジングに伝達し且つ前記電磁ノイズを吸収又は遮断する金属部材と、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、発熱部品の熱が、金属部材を介して、ハウジングに伝達される。ハウジングは、流体によって冷却される。これにより、流体を用いて発熱部品を冷却することができる。また、金属部材がノイズ源と回路基板との間に設けられているため、電磁ノイズが、金属部材と回路基板との間の空間を介して回路基板の配線パターンに伝わることを抑制できる。これにより、電磁ノイズが配線パターンに伝わることに起因する不都合、例えば、駆動装置にて誤動作が生じたり、電動モータの制御性が低下したりすることを抑制できる。よって、発熱部品の冷却性の向上と、発熱部品から回路基板への電磁ノイズの伝搬の抑制との両立を図ることができる。

上記流体機械について、前記金属部材と前記発熱部品との間には、前記金属部材及び前記発熱部品の双方と接触している絶縁部が設けられているとよい。
かかる構成によれば、発熱部品の熱が絶縁部を介して金属部材に伝達される。これにより、発熱部品と金属部材との短絡を回避しつつ、発熱部品と金属部材との熱交換を行うことができる。

上記流体機械について、前記発熱部品には端子が設けられており、前記金属部材は、前記端子が挿通可能な貫通孔を有し、前記端子は、前記金属部材と絶縁され且つ前記貫通孔に挿通された状態で、前記発熱部品と前記配線パターンとを接続しているとよい。

かかる構成によれば、発熱部品と回路基板との間に金属部材を配置することによって生じる不都合である端子と金属部材との短絡を回避しつつ、発熱部品と配線パターンとを電気的に接続できる。

上記流体機械について、前記発熱部品は、前記回路基板よりも前記ハウジングの外面側に配置されているとよい。
かかる構成によれば、発熱部品をハウジングの外面に接触又は近づけることができるため、発熱部品の熱をハウジングに伝達させることができる。これにより、発熱部品の冷却性の更なる向上を図ることができる。また、発熱部品がハウジングの外面側に配置されるため、発熱部品と回路基板との距離が長くなり易い。このため、回路基板と発熱部品との間に介在する金属部材の厚さを確保し易いため、より好適に電磁ノイズを吸収又は遮断できる。

ここで、発熱部品と回路基板との距離が長くなると、端子の長さが長くなり易い。このため、端子に振動又は衝撃が付与されると、端子が曲がる等といった不都合が生じ得る。これに対して、本構成では、上述した通り、端子は金属部材の貫通孔に挿通されている構成であるため、端子の周囲は、金属部材によって囲まれている。これにより、端子は、金属部材によって補強されているため、端子の長さが長くなることによって生じ易い上記不都合を抑制できる。

上記流体機械について、前記駆動装置は、当該駆動装置に入力される直流電力に含まれる流入ノイズを低減させるフィルタ回路と、前記フィルタ回路によって流入ノイズが低減された直流電力が入力されるものであって、当該直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、を備え、前記発熱部品は、前記フィルタ回路を構成するコイル及びコンデンサの少なくとも一方であるとよい。

かかる構成によれば、フィルタ回路によって流入ノイズが低減されるため、流入ノイズに起因するインバータ回路の誤動作や電動モータの制御性の低下を抑制できる。そして、例えばコイルにおいては、冷却性の向上を通じて温度上昇を抑制でき、より高い電流を流すことが可能となる。また、例えばコンデンサにおいては、温度上昇を抑制することを通じて、耐熱性の低いものを採用することができたり、大きな流入ノイズに耐えることができたりする。

上記流体機械について、前記インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールを備え、前記半導体モジュールは、前記回路基板と前記ハウジングの外面との間に設けられており、前記金属部材は、前記発熱部品と前記回路基板との間に設けられた第１金属部と、前記半導体モジュールと前記ハウジングの外面との間に設けられ、前記半導体モジュールの熱を前記ハウジングに伝達する第２金属部と、を有しているとよい。かかる構成によれば、半導体モジュールの冷却性の向上を図ることができる。

上記流体機械について、前記流体機械は、前記電動モータの駆動によって前記吸入口から吸入された流体を圧縮する圧縮部を備えた電動圧縮機であるとよい。
かかる構成によれば、電動圧縮機において、発熱部品の冷却性の向上と、発熱部品から回路基板への電磁ノイズの伝搬の抑制とを図ることを通じて、電動圧縮機を好適に運転させることができる。

この発明によれば、発熱部品の冷却性の向上と発熱部品から回路基板への電磁ノイズの伝搬の抑制との両立を図ることができる。

流体機械の概要を模式的に示す一部断面図。 インバータ装置を模式的に示す断面図。 インバータ装置の各構成を模式的に示す分解斜視図。

以下、流体機械としての電動圧縮機の第１実施形態について説明する。本実施形態の電動圧縮機は、車両に搭載されており、車載空調装置に用いられている。
図１に示すように、車載空調装置１００は、流体機械としての電動圧縮機１０と、電動圧縮機１０に対して流体としての冷媒を供給する外部冷媒回路１０１とを備えている。外部冷媒回路１０１は、例えば熱交換器及び膨張弁等を有している。車載空調装置１００は、電動圧縮機１０によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１０１によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車内の冷暖房を行う。

車載空調装置１００は、当該車載空調装置１００の全体を制御する空調ＥＣＵ１０２を備えている。空調ＥＣＵ１０２は、車内温度やカーエアコンの設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、電動圧縮機１０に対してＯＮ／ＯＦＦ指令等といった各種指令を送信する。

電動圧縮機１０は、外部冷媒回路１０１から冷媒が吸入される吸入口１１ａが形成されたハウジング１１と、ハウジング１１に収容された圧縮部１２及び電動モータ１３とを備えている。

ハウジング１１は、全体として筒状（詳細には略円筒状）であって、伝熱性を有する材料（例えばアルミニウム等の金属）で形成されている。ハウジング１１には、冷媒が吐出される吐出口１１ｂが形成されている。ハウジング１１内には、冷媒が存在しており、ハウジング１１と冷媒との間で熱交換が行われる。つまり、ハウジング１１は、冷媒によって冷却される。また、ハウジング１１は、グランドに電気的に接続されている。

圧縮部１２は、後述する回転軸２１が回転することによって、吸入口１１ａからハウジング１１内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口１１ｂから吐出させるものである。なお、圧縮部１２の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。

電動モータ１３は、圧縮部１２を駆動させるものである。電動モータ１３は、例えばハウジング１１に対して回転可能に支持された回転軸２１と、当該回転軸２１に対して固定された円筒状のロータ２２と、ハウジング１１に固定されたステータ２３とを有する。回転軸２１の軸線方向と、円筒状のハウジング１１の軸線方向とは一致している。ステータ２３は、円筒状のステータコア２４と、ステータコア２４に形成されたティースに巻回されたコイル２５とを有している。ロータ２２及びステータ２３は、回転軸２１の径方向に対向している。コイル２５が通電されることによりロータ２２及び回転軸２１が回転し、圧縮部１２による冷媒の圧縮が行われる。

図１に示すように、電動圧縮機１０は、電動モータ１３を駆動させる駆動装置としてのインバータ装置３０と、ハウジング１１と協働してインバータ装置３０を収容する収容室Ｓ１を区画するカバー部材３１と、カバー部材３１をハウジング１１に締結する締結部３２と、を備えている。

カバー部材３１は、回転軸２１の軸線方向におけるハウジング１１の両端部のうち吐出口１１ｂとは反対側の取付壁部１１ｃに取り付けられている。そして、圧縮部１２、電動モータ１３及びインバータ回路６０は、回転軸２１の軸線方向に配列されている。すなわち、本実施形態の電動圧縮機１０は所謂インライン型である。

カバー部材３１は、例えばアルミニウム等の金属製であり、全体として有底筒状である。カバー部材３１は、底部と底部の外周縁から立設する側部とからなる本体部３１ａと、側部の底部側の端部とは反対側の端部から側方（回転軸２１の径方向外側）に向けて突出したフランジ部３１ｂとを有している。締結部３２は、フランジ部３１ｂと取付壁部１１ｃとを締結している。

本体部３１ａと取付壁部１１ｃとによってインバータ装置３０が収容される収容室Ｓ１が区画されている。収容室Ｓ１は、金属で区画された空間である。なお、収容室Ｓ１には冷媒は流入しないようになっている。

カバー部材３１には、コネクタ３３が形成されており、当該コネクタ３３を介して、インバータ装置３０と、空調ＥＣＵ１０２及び車載蓄電装置１０３とが電気的に接続されている。インバータ装置３０には、車載蓄電装置１０３から直流電力が供給される。

インバータ装置３０は、取付壁部１１ｃに形成された気密端子（図示略）等を介してコイル２５に電気的に接続されている。インバータ装置３０は、車載蓄電装置１０３からの直流電力を、電動モータ１３が駆動可能な交流電力に変換して、その変換された交流電力をコイル２５に供給することにより、電動モータ１３を駆動させる。

なお、車載蓄電装置１０３は、他の車載機器とインバータ装置３０とで共用されている。他の車載機器とは、例えばパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）などであり、車種に応じて異なり得る。

図２及び図３に示すように、インバータ装置３０は、回路基板４０と、フィルタ回路５０と、インバータ回路６０と、金属部材７０とを備えている。
回路基板４０は、板状（詳細には円板状）である。回路基板４０は、ハウジング１１に対して対向する位置に設けられており、詳細には取付壁部１１ｃにおけるカバー部材３１側の面であるハウジング端面１１ｄに対して対向する位置に設けられている。回路基板４０の基板面とハウジング端面１１ｄとは、回転軸２１の軸線方向に対向している。ハウジング端面１１ｄは、ハウジング１１の外面とも言える。

回路基板４０には、複数の端子孔４１と、当該複数の端子孔４１に挿通される端子と電気的に接続される配線パターン４２とが形成されている。本実施形態では、配線パターン４２は、回路基板４０におけるハウジング端面１１ｄと対向する対向面とは反対側の面に形成されている。但し、これに限られず、上記対向面にも形成されていてもよいし、上記対向面のみに形成されていてもよいし、回路基板４０が多層基板である場合には、複数層に形成されていてもよい。

フィルタ回路５０は、車載蓄電装置１０３からインバータ装置３０に入力される直流電力に含まれる流入ノイズを低減させるものである。フィルタ回路５０は、例えばコモンモードチョークコイル５１と、コンデンサ５２とを有するＬＣ共振回路である。コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２は、電流が流れることによって発熱するとともに電磁ノイズを発生させる。本実施形態では、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２が「発熱部品」に相当する。

図３に示すように、コモンモードチョークコイル５１は、コア５１ａと、コア５１ａに巻回された第１巻線５１ｂ及び第２巻線５１ｃとを有している。
コア５１ａは、例えば所定の厚さを有した多角形（本実施形態では長方形）のリング状に形成されている。換言すれば、コア５１ａは、所定の高さを有した筒状とも言える。なお、本実施形態では、コア５１ａは、１つのパーツで構成されている。但し、これに限られず、コア５１ａは、例えば対称形状の２つのパーツを連結させることによって構成されていてもよいし、３つ以上のパーツで構成されてもよい。

両巻線５１ｂ，５１ｃは、互いの巻回軸方向が一致した状態で対向配置されている。本実施形態では、両巻線５１ｂ，５１ｃの巻数（ターン数）は同一に設定されている。両巻線５１ｂ，５１ｃは、両巻線５１ｂ，５１ｃに同一方向の電流であるコモンモード電流が流れる場合には互いに強め合う磁束が発生する一方、両巻線５１ｂ，５１ｃに互いに逆方向の電流であるノーマルモード電流が流れる場合には互いに打ち消しあう磁束が発生するように巻回されている。

但し、両巻線５１ｂ，５１ｃにノーマルモード電流が流れている状況において、コモンモードチョークコイル５１には漏れ磁束が発生している。すなわち、コモンモードチョークコイル５１は、ノーマルモード電流に対して所定のインダクタンスを有している。換言すれば、コモンモードチョークコイル５１は、コモンモード電流に対してはインピーダンス（詳細にはインダクタンス）が相対的に大きくなり、ノーマルモード電流に対してはインピーダンスが相対的に小さくなるように構成されている。なお、漏れ磁束は、コモンモードチョークコイル５１の周囲に発生しており、両巻線５１ｂ，５１ｃにおける巻回軸方向の両端部に集中し易い。

図２及び図３に示すように、コモンモードチョークコイル５１には、第１巻線５１ｂから引き出された第１入力端子５３及び第１出力端子５４と、第２巻線５１ｃから引き出された第２入力端子５５及び第２出力端子５６とが設けられている。

各端子５３〜５６は、ハウジング端面１１ｄと回路基板４０との対向方向Ｚに延びている。両入力端子５３，５５は、配線パターン４２を介してコネクタ３３に接続されており、当該両入力端子５３，５５には車載蓄電装置１０３からの直流電力が入力される。両出力端子５４，５６は、配線パターン４２を介してインバータ回路６０に接続されている。

ここで、図２に示すように、コモンモードチョークコイル５１は、回路基板４０とハウジング１１（詳細にはハウジング端面１１ｄ）との間であって回路基板４０に対して離間している位置に設けられている。詳細には、コモンモードチョークコイル５１は、回路基板４０よりもハウジング端面１１ｄ側に配置されている。換言すれば、コモンモードチョークコイル５１と回路基板４０との距離は、コモンモードチョークコイル５１とハウジング端面１１ｄとの距離よりも長いとも言える。

電動圧縮機１０は、コモンモードチョークコイル５１を覆う伝熱性の絶縁部５７を有している。絶縁部５７は、コモンモードチョークコイル５１の全体を覆っている。絶縁部５７は、コモンモードチョークコイル５１と接触しているとともに、ハウジング端面１１ｄに接触している。このため、コモンモードチョークコイル５１にて発生する熱は、絶縁部５７を介して取付壁部１１ｃに伝達される。各端子５３〜５６は、絶縁部５７を貫通している。

なお、絶縁部５７は、コモンモードチョークコイル５１と他の部品との短絡を抑制できればよく、例えば絶縁フィルムであってもよいし、絶縁カバーであってもよい。更に、絶縁部５７は、コモンモードチョークコイル５１の表面に形成された絶縁コーティング層であってもよい。

また、絶縁部５７もコモンモードチョークコイル５１（発熱部品）の一部であるとすると、絶縁部５７を有するコモンモードチョークコイル５１が、ハウジング端面１１ｄに直接接触しているとも言える。

図２に示すように、コンデンサ５２は、回路基板４０とハウジング１１（詳細にはハウジング端面１１ｄ）との間であって回路基板４０に対して離間している位置に設けられている。詳細には、コンデンサ５２は、回路基板４０よりもハウジング端面１１ｄ側に配置されている。コンデンサ５２は、回路基板４０に対して離間している。換言すれば、コンデンサ５２と回路基板４０との距離は、コンデンサ５２とハウジング端面１１ｄとの距離よりも長いとも言える。

コンデンサ５２の表面は絶縁されている。詳細には、本実施形態のコンデンサ５２は、絶縁カバーによって覆われた状態でパッケージ化されている。コンデンサ５２は、絶縁された状態でハウジング端面１１ｄに接触している。なお、コンデンサ５２は、例えば直方体形状であるが、これに限られず、コンデンサ５２の具体的な形状は任意である。

コンデンサ５２には、第１端子５８及び第２端子５９が設けられている。コンデンサ５２の第１端子５８及び第２端子５９は、対向方向Ｚに延びており、配線パターン４２を介してコモンモードチョークコイル５１及びインバータ回路６０の双方に接続されている。

なお、上記コンデンサ５２は、Ｘコンデンサである。また、フィルタ回路５０は、上記コンデンサ５２とは別に、コモンモードチョークコイル５１とグランドとに接続されたＹコンデンサ（図示略）を有していてもよい。

かかる構成によれば、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２を含むフィルタ回路５０によって、インバータ装置３０に入力される直流電力に含まれるコモンモードノイズ、及び、所定の周波数帯域のノーマルモードノイズの双方が低減される。本実施形態では、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズが「流入ノイズ」に相当する。

インバータ回路６０は、複数のスイッチング素子を有する半導体モジュール６１を備えている。
半導体モジュール６１は、例えばＩＧＢＴ等といったパワースイッチング素子を複数有するパワーモジュールである。半導体モジュール６１は、回路基板４０とハウジング１１（詳細にはハウジング端面１１ｄ）との間に設けられている。半導体モジュール６１は、端子によって回路基板４０に取り付けられている。本実施形態の半導体モジュール６１は、複数のスイッチング素子が絶縁カバーによって収容された状態でパッケージ化されている。

なお、半導体モジュール６１は、ハウジング端面１１ｄよりも回路基板４０側に配置されていてもよい。すなわち、半導体モジュール６１とハウジング端面１１ｄとの距離は、半導体モジュール６１と回路基板４０との距離よりも長くてもよい。但し、これに限られず、半導体モジュール６１は、回路基板４０よりもハウジング端面１１ｄ側に配置されていてもよいし、回路基板４０とハウジング端面１１ｄとの中間に配置されていてもよい。

インバータ回路６０は、気密端子（図示略）を介してコイル２５に接続されている。インバータ回路６０は、複数のスイッチング素子が所定のパターンでスイッチング動作することにより、フィルタ回路５０から入力される直流電力を電動モータ１３が駆動可能な交流電力に変換する。そして、インバータ回路６０は、その変換された交流電力をコイル２５に出力することにより、電動モータ１３を駆動させる。なお、電動モータ１３が例えば三相モータである場合、インバータ回路６０は三相インバータである。

ちなみに、コモンモードチョークコイル５１、コンデンサ５２及び半導体モジュール６１は並んで設けられている。この場合、半導体モジュール６１とコモンモードチョークコイル５１との間にコンデンサ５２が配置されている。また、半導体モジュール６１とコンデンサ５２との間隔は、コモンモードチョークコイル５１とコンデンサ５２との間隔よりも広く設定されている。

金属部材７０は、例えばアルミニウム等の伝熱性と導電性とを有するもので構成されている。また、本実施形態の金属部材７０は非磁性体であり、その比透磁率は、例えば「０．９〜３」である。

図２及び図３に示すように、金属部材７０は、発熱部品であるコモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と、回路基板４０との間に設けられた第１金属部７１を備えている。

第１金属部７１は、対向方向Ｚを厚さ方向とする板状（例えば矩形板状）であり、回路基板４０側から見てコモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の双方を覆っている。すなわち、第１金属部７１は、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２における回路基板４０側の面を覆っている。

第１金属部７１は、ハウジング端面１１ｄと対向する第１板面７１ａと、回路基板４０と対向する第２板面７１ｂとを有している。
第１板面７１ａは、コモンモードチョークコイル５１を覆う絶縁部５７及びコンデンサ５２の双方に接触している。このため、コモンモードチョークコイル５１の熱は、絶縁部５７を介して、第１金属部７１に伝わる。また、コンデンサ５２の熱も第１金属部７１に伝達される。すなわち、第１金属部７１は、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の熱を吸収する。

一方、第２板面７１ｂは、回路基板４０に対して離間している。このため、第２板面７１ｂと回路基板４０との間には隙間（空気層）が形成されている。これにより、金属部材７０と回路基板４０とが絶縁されているとともに、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２から伝達された熱が、第１金属部７１を介して回路基板４０に伝わることが規制されている。

また、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２にて電磁ノイズが発生した場合、当該電磁ノイズは、第１金属部７１によって遮断される。これにより、第１金属部７１によって、上記電磁ノイズが、回路基板４０の配線パターン４２に伝わることが規制されている。なお、第１金属部７１にて遮断された電磁ノイズは、熱に変換される。

図２及び図３に示すように、第１金属部７１には、各端子５３〜５６，５８，５９が挿通可能な貫通孔７２が形成されている。貫通孔７２は、各端子５３〜５６，５８，５９に対向する位置にそれぞれ形成されている。各貫通孔７２は、各端子５３〜５６，５８，５９よりも一回り大きく形成されている。各貫通孔７２の内面には絶縁層７２ａが形成されている。

コモンモードチョークコイル５１に設けられた各端子５３〜５６は、絶縁層７２ａに接触した状態で、各貫通孔７２及び各端子孔４１に挿通されており、その状態でコモンモードチョークコイル５１と配線パターン４２とを電気的に接続している。これにより、各端子５３〜５６と金属部材７０との短絡が抑制されている。各端子５３〜５６は第１金属部７１によって囲まれている。

同様に、コンデンサ５２に設けられた各端子５８，５９は、絶縁層７２ａに接触した状態で、各貫通孔７２及び各端子孔４１に挿通されており、その状態でコンデンサ５２と配線パターン４２とを電気的に接続している。これにより、各端子５８，５９と金属部材７０との短絡が抑制されている。各端子５８，５９は、第１金属部７１によって囲まれている。

図２及び図３に示すように、第１金属部７１の第１板面７１ａには、当該第１板面７１ａから起立した枠部７３が形成されている。
枠部７３は、コモンモードチョークコイル５１の外形に対応させて形成された第１区画室Ｓ２と、コンデンサ５２の外形に対応させて形成された第２区画室Ｓ３とを区画している。コモンモードチョークコイル５１は第１区画室Ｓ２に収容され、コンデンサ５２は第２区画室Ｓ３されている。枠部７３は、コモンモードチョークコイル５１の側面（コモンモードチョークコイル５１における対向方向Ｚに延設する面）の全体、及び、コンデンサ５２の側面（コンデンサ５２における対向方向Ｚに延設する面）の全体を覆っている。すなわち、本実施形態の金属部材７０は、ハウジング端面１１ｄと接触している部分及び各端子５３〜５６，５８，５９が引き出されている部分を除き、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２を覆っている。なお、コモンモードチョークコイル５１の側面とは、コア５１ａの外周面及び両巻線５１ｂ，５１ｃにおける上記外周面に巻回されている部分で構成されている。

また、絶縁部５７のうちコモンモードチョークコイル５１の側面を覆う部分と、枠部７３とが接触しており、コンデンサ５２の側面と枠部７３とが接触している。これにより、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と、金属部材７０との間で熱交換が行われる箇所の面積が大きくなっている。

図２に示すように、枠部７３の先端面は、ハウジング端面１１ｄに接触している。これにより、金属部材７０の熱は、枠部７３の先端面とハウジング端面１１ｄとの接触箇所を介してハウジング１１に伝わる。但し、これに限られず、枠部７３の先端面と、ハウジング端面１１ｄとは離間していてもよいし、介在物を介して接していてもよい。

金属部材７０は、半導体モジュール６１とハウジング端面１１ｄとの間に設けられた第２金属部７４と、第１金属部７１と第２金属部７４とを接続する接続部７５とを備えている。

第２金属部７４は、対向方向Ｚを厚さ方向とする板状であり、対向方向Ｚから見て半導体モジュール６１よりも大きく形成されている。第２金属部７４は、半導体モジュール６１の熱が伝達されるように構成されている。詳細には、図２に示すように、第２金属部７４は、半導体モジュール６１に接触している。

第２金属部７４の少なくとも一部（本実施形態では全部）は、ハウジング端面１１ｄに直接又は介在物を介して間接的に接している。すなわち、本実施形態では、金属部材７０における第２金属部７４のハウジング端面１１ｄと対向する面全体及び枠部７３の先端面が、ハウジング端面１１ｄに直接又は介在物を介して間接的に接している。このため、金属部材７０がコモンモードチョークコイル５１、コンデンサ５２及び半導体モジュール６１から吸収した熱は、第２金属部７４及び枠部７３等を介して、ハウジング１１に伝達される。すなわち、金属部材７０は、コモンモードチョークコイル５１、コンデンサ５２及び半導体モジュール６１から熱を吸収し、その熱をハウジング１１に伝達するものである。なお、既に説明した通り、ハウジング１１は、吸入口１１ａから吸入される冷媒によって冷却される。

接続部７５は、コンデンサ５２と半導体モジュール６１との間に設けられており、対向方向Ｚに延びている。第１金属部７１と第２金属部７４とは、コンデンサ５２と半導体モジュール６１との間の部分にて対向方向Ｚから見て重なっており、接続部７５は、その重なり部分を接続している。このため、金属部材７０は、全体として、対向方向Ｚから見てクランク形状となっている。接続部７５におけるコンデンサ５２側の側面は、第２区画室Ｓ３を区画するものとして機能している。本実施形態では、第１金属部７１、第２金属部７４及び接続部７５は一体形成されている。

なお、本実施形態では、半導体モジュール６１は、回路基板４０に対して離間しているが、両者の間には金属部材７０は存在しない。また、接続部７５とは第１金属部７１及び第２金属部７４を連結する連結部とも言える。

また、金属部材７０とハウジング１１とが直接又は介在物を介して間接的に接しているため、金属部材７０とハウジング１１とで閉ループを形成することができる。更に、金属部材７０は、ハウジング１１を介してグランドに電気的に接続されている。これにより、金属部材７０は、電磁ノイズを遮断し易い。

以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）流体機械としての電動圧縮機１０は、流体としての冷媒が吸入される吸入口１１ａが形成されたハウジング１１と、ハウジング１１内に収容されている電動モータ１３と、電動モータ１３を駆動させる駆動装置としてのインバータ装置３０とを備えている。インバータ装置３０は、ハウジング１１、詳細にはハウジング１１の外面であるハウジング端面１１ｄに対して対向する位置に設けられ、配線パターン４２が形成された回路基板４０を備えている。インバータ装置３０は、回路基板４０とハウジング端面１１ｄとの間であって回路基板４０に対して離間した位置に設けられ、電磁ノイズを発生するコモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２とを備えている。

かかる構成において、電動圧縮機１０は、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の熱をハウジング１１に伝達し且つこれらの電磁ノイズを遮断する金属部材７０を備えている。金属部材７０は、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と、回路基板４０との間に設けられている第１金属部７１を有している。

かかる構成によれば、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の熱が金属部材７０を介して、ハウジング１１に伝達され、当該ハウジング１１は、冷媒によって冷却される。これにより、冷媒を用いてコモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２を冷却することができる。

また、第１金属部７１がノイズ源と回路基板４０との間に設けられているため、電磁ノイズがノイズ源と回路基板４０との間の空間を介して、回路基板４０の配線パターン４２に伝わることを抑制できる。これにより、電磁ノイズが配線パターン４２に伝わることに起因する不都合、例えば、インバータ装置３０にて誤動作が生じたり、電動モータ１３の制御性が低下したりすることを抑制できる。

（２）金属部材７０の第１金属部７１と、コモンモードチョークコイル５１との間には、第１金属部７１及びコモンモードチョークコイル５１の双方と接触している絶縁部５７が設けられている。かかる構成によれば、コモンモードチョークコイル５１の熱が絶縁部５７を介して第１金属部７１に伝達される。これにより、コモンモードチョークコイル５１と第１金属部７１との短絡を回避しつつ、コモンモードチョークコイル５１と第１金属部７１との熱交換を行うことができる。

（３）コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２には、端子５３〜５６及び端子５８，５９が設けられている。第１金属部７１は、各端子５３〜５６，５８，５９が挿通可能な複数の貫通孔７２を有している。コモンモードチョークコイル５１に設けられた各端子５３〜５６は、第１金属部７１と絶縁され且つ各貫通孔７２に挿通された状態で、コモンモードチョークコイル５１と配線パターン４２とを接続している。同様に、コンデンサ５２に設けられた各端子５８，５９は、第１金属部７１と絶縁され且つ各貫通孔７２に挿通された状態で、コンデンサ５２と配線パターン４２とを接続している。これにより、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と、回路基板４０との間に第１金属部７１を配置することによって生じる不都合である各端子５３〜５６，５８，５９と第１金属部７１との短絡を回避しつつ、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と、配線パターン４２とを電気的に接続できる。

（４）コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２は、回路基板４０よりもハウジング１１（詳細にはハウジング端面１１ｄ）側に配置されている。これにより、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２がハウジング端面１１ｄに近づいている又は直接若しくは介在物を介して間接的に接しているため、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の熱をハウジング１１に伝達させることができる。これにより、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の冷却性の更なる向上を図ることができる。

一方、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と回路基板４０との距離が長くなると、各端子５３〜５６，５８，５９の長さが長くなり易い。また、車両に搭載されている電動圧縮機１０においては、振動又は衝撃が付与され得る。この場合、各端子５３〜５６，５８，５９の長さが長くなると、振動又は衝撃によって曲がり易くなる。

これに対して、本実施形態では、各端子５３〜５６，５８，５９は第１金属部７１の各貫通孔７２に挿通されている構成であるため、各端子５３〜５６，５８，５９の周囲は、第１金属部７１によって囲まれている。これにより、各端子５３〜５６，５８，５９は、第１金属部７１によって補強されている。よって、各端子５３〜５６，５８，５９の長さが長くなった場合であっても、振動等から好適に保護することができる。

（５）インバータ装置３０は、インバータ装置３０に入力される直流電力に含まれる流入ノイズ（詳細にはコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズ）を低減するフィルタ回路５０と、フィルタ回路５０によって流入ノイズが低減された直流電力が入力されるものであって当該直流電力を交流電力に変換するインバータ回路６０とを備えている。コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２は、フィルタ回路５０を構成している。

かかる構成によれば、フィルタ回路５０によって流入ノイズが低減されるため、流入ノイズに起因するインバータ回路６０の誤動作や電動モータ１３の制御性の低下を抑制できる。そして、コモンモードチョークコイル５１においては、冷却性の向上を通じて温度上昇を抑制でき、より高い電流を流すことが可能となる。また、コンデンサ５２においては、温度上昇を抑制することを通じて、耐熱性の低いものを採用することができたり、大きな流入ノイズに耐えることができたりする。

（６）フィルタ回路５０は、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２を含むＬＣ共振回路である。金属部材７０（詳細には第１金属部７１及び枠部７３）は、コモンモードチョークコイル５１の少なくとも一部（本実施形態ではコモンモードチョークコイル５１における回路基板４０側の面及び側面）を覆っている。かかる構成によれば、金属部材７０が、コモンモードチョークコイル５１の漏れ磁束に対してダンピング抵抗として機能する。これにより、フィルタ回路５０のＱ値を下げることができる。したがって、フィルタ回路５０の共振周波数付近のノーマルモードノイズをフィルタ回路５０にて低減することができる。よって、専用のダンピング抵抗を別途設けることなく、低減可能なノーマルモードノイズの周波数帯域の拡大を図ることができ、それを通じて汎用性の向上を図ることができる。

詳述すると、車載蓄電装置１０３は、インバータ装置３０と他の車載機器とで共用されている。このため、他の車載機器にて発生したノイズがノーマルモードノイズとなり得る。この場合、車種に応じて、上記他の車載機器にて発生するノイズの周波数が異なるため、インバータ装置３０に流入するノーマルモードノイズの周波数は車種に応じて変動する。すると、フィルタ回路５０が低減可能なノーマルモードノイズの周波数帯域が狭いと、適用できない車種が生じ、汎用性が低下する。

これに対して、本実施形態では、低減可能なノーマルモードノイズの周波数帯域が広くなっているため、適用可能な車種を増やすことができる。これにより、本電動圧縮機１０の汎用性の向上を図ることができる。

（７）インバータ回路６０は、複数のスイッチング素子を有する半導体モジュール６１を備えている。半導体モジュール６１は、回路基板４０とハウジング端面１１ｄとの間に設けられている。金属部材７０は、第１金属部７１に加えて、半導体モジュール６１とハウジング端面１１ｄとの間に設けられ、半導体モジュール６１の熱をハウジング１１に伝達する第２金属部７４を備えている。かかる構成によれば、半導体モジュール６１の冷却性の向上を図ることができる。

また、一般的に、半導体モジュール６１の高さは、コモンモードチョークコイル５１の高さ及びコンデンサ５２の高さよりも低い。すなわち、半導体モジュール６１における対向方向Ｚの長さは、コモンモードチョークコイル５１における対向方向Ｚの長さ及びコンデンサ５２における対向方向Ｚの長さよりも短い。また、既に説明した通り、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と回路基板４０との間には金属部材７０が設けられている。このため、高さの低い半導体モジュール６１をハウジング１１に接触させようとすると、半導体モジュール６１の端子が長くなってしまい、振動又は衝撃によって端子が断線してしまうおそれがある。一方、本実施形態によれば、半導体モジュール６１の冷却性の向上を図りつつ、第２金属部７４の厚さ（第２金属部７４の対向方向Ｚの長さ）分だけ半導体モジュール６１の端子を短くすることができる。したがって、振動又は衝撃が大きい車両に搭載される電動圧縮機１０に、インバータ回路６０を搭載しても、振動又は衝撃によって半導体モジュール６１の端子が断線してしまうことを抑制できる。

（８）金属部材７０は、第１金属部７１と第２金属部７４とを接続する接続部７５を備えている。これにより、第１金属部７１及び第２金属部７４が一体化されているため、金属部材７０の熱容量の向上を図ることができる。

特に、本実施形態では、第１金属部７１がコモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２から吸収した熱を、接続部７５を介して、第２金属部７４に伝達させることができ、それを通じてハウジング１１に伝達させることができる。これにより、第１金属部７１を好適に冷却することができ、コモンモードチョークコイル５１等の冷却性の更なる向上を図ることができる。

（９）接続部７５は、コンデンサ５２と半導体モジュール６１との間に設けられている。これにより、コンデンサ５２にて発生した電磁ノイズが、コンデンサ５２と半導体モジュール６１との間の空間を通って、半導体モジュール６１に伝搬するのを抑制することができる。よって、半導体モジュール６１のスイッチング素子の誤動作等を抑制できる。

（１０）金属部材７０は、第１金属部７１におけるコモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２側の面である第１板面７１ａから起立した枠部７３を備えており、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２は、枠部７３に囲まれている。これにより、コモンモードチョークコイル５１の側面及びコンデンサ５２の側面から放射される電磁ノイズをより好適に遮断できるとともに、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２の熱を金属部材７０に好適に伝達させることができる。更に、枠部７３の先端面がハウジング端面１１ｄと接触していることにより、金属部材７０の熱を、ハウジング１１に伝達できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ コモンモードチョークコイル５１に代えて、巻線が１つの通常のコイルを採用してもよい。但し、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの双方を低減できる点に着目すれば、コモンモードチョークコイル５１を採用する方が好ましい。

○ 第１金属部７１は、コモンモードチョークコイル５１と回路基板４０との間、及び、コンデンサ５２と回路基板４０との間の双方に設けられていたが、これに限られず、いずれか一方のみに設けられていてもよいし、半導体モジュール６１と回路基板４０との間に設けられていてもよい。この場合、半導体モジュール６１が「発熱部品」に相当する。

○ 第１金属部７１、第２金属部７４及び接続部７５は、一体形成されていたが、これに限られず、複数のパーツから構成されていてもよい。
○ 接続部７５を省略してもよい。すなわち、第１金属部７１と第２金属部７４とは別体であってもよい。

○ 第２金属部７４及び接続部７５の少なくとも一方を省略してもよい。また、第１金属部７１は、コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２と、回路基板４０との間にのみ存在してもよい。要は、金属部材７０は、コモンモードチョークコイル５１、コンデンサ５２及び半導体モジュール６１のうち少なくとも１つから発生した熱をハウジング１１に伝達可能で、且つ少なくとも一部が、コモンモードチョークコイル５１、コンデンサ５２及び半導体モジュール６１のうち少なくとも１つと回路基板４０との間にあればよい。

○ 枠部７３は、コモンモードチョークコイル５１の側面の全体を覆っていたが、これに限られず、少なくとも一部を覆えばよい。コンデンサ５２についても同様である。また、枠部７３は、コモンモードチョークコイル５１又はコンデンサ５２のいずれか一方のみを囲む構成でもよい。

○ 枠部７３の少なくとも一部に、エンボスや貫通孔（又はスリット）が形成されていてもよい。また、枠部７３の少なくとも一部がメッシュ形状となっていてもよい。第１金属部７１及び接続部７５についても同様である。

○ 絶縁部５７と金属部材７０（第１金属部７１及び枠部７３）との間、又は、絶縁部５７とコモンモードチョークコイル５１との間には若干の隙間があってもよい、要は、コモンモードチョークコイル５１と金属部材７０とは、絶縁部５７を介して熱交換可能であればよい。コンデンサ５２についても同様である。

○ 実施形態では、コンデンサ５２は、ハウジング端面１１ｄと直接又は介在物を介して間接的に接していたが、これに限られず、コンデンサ５２が、ハウジング端面１１ｄに対して離間していてもよい。コモンモードチョークコイル５１についても同様である。

○ 第２金属部７４は、半導体モジュール６１及びハウジング端面１１ｄの双方と直接又は介在物を介して間接的に接していたが、これに限られず、第２金属部７４が半導体モジュール６１及びハウジング端面１１ｄの少なくとも一方に対して離間していてもよい。

○ 各端子５３〜５６，５８，５９と金属部材７０との絶縁態様については、実施形態に限られず、任意である。
○ コモンモードチョークコイル５１等は、ハウジング端面１１ｄよりも回路基板４０側に配置されていてもよいし、ハウジング端面１１ｄと回路基板４０との中間に配置されていてもよい。

○ コア５１ａの形状は任意である。例えば、コアとして、ＵＵコア、ＥＥコア及びトロイダルコア等を用いてもよい。また、コアは、完全に閉じたリング状である必要はなく、隙間が形成されている構成であってもよい。

○ 金属部材７０は、非磁性体に限られず、磁性体であってもよい。この場合、電磁ノイズは、金属部材７０に吸収される。要は、金属部材は、電磁ノイズを吸収又は遮断するものであればよい。

○ コモンモードチョークコイル５１及びコンデンサ５２のいずれか一方が、回路基板４０とハウジング端面１１ｄとの間以外に配置されていてもよい。
○ フィルタ回路５０の具体的な回路構成は任意である。また、フィルタ回路５０を省略してもよい。

○ 本実施形態の電動圧縮機１０は、所謂インライン型であったが、これに限られず、インバータ装置３０がハウジング１１の径方向に取り付けられている所謂キャメルバック型であってもよい。この場合、ハウジング１１の側面（詳細には外周面）が「ハウジング端面」に相当する。

○ 電動圧縮機１０は、車載空調装置１００以外に用いられてもよい。例えば、車両に燃料電池が搭載されている場合には、電動圧縮機１０は燃料電池に空気を供給する空気供給装置に用いられてもよい。すなわち、圧縮対象の流体は、冷媒に限られず、空気など任意である。

○ 流体機械は電動圧縮機１０に限られず、任意である。例えば、車両に燃料電池が搭載されている場合には、流体機械は、燃料電池に水素を供給する電動ポンプ装置でもよい。この場合、電動ポンプ装置は、水素タンクの水素を圧縮することなく供給するポンプと、ポンプを駆動させる電動モータとを備えているとよい。

○ 電動圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。
○ 各実施形態と各別例とを適宜組み合わせてもよい。
上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。

１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１１ａ…吸入口、１１ｃ…取付壁部、１１ｄ…ハウジング端面（ハウジングの外面）、１２…圧縮部、１３…電動モータ、３０…インバータ装置（駆動装置）、４０…回路基板、４２…配線パターン、５０…フィルタ回路、５１…コモンモードチョークコイル、５２…コンデンサ、５３〜５６，５８，５９…端子、５７…絶縁部、６０…インバータ回路、６１…半導体モジュール、７０…金属部材、７１…第１金属部、７２…貫通孔、７３…枠部、７４…第２金属部。

Claims (4)

1. 流体が吸入される吸入口が形成されたハウジングと、
   前記ハウジング内に収容されている電動モータと、
   前記電動モータを駆動させる駆動装置と、
   を備え、
   前記駆動装置は、
   前記ハウジングの外面に対して対向する位置に設けられ、配線パターンが形成された回路基板と、
   前記回路基板と前記ハウジングの外面との間であって前記回路基板に対して離間した位置に設けられ、電磁ノイズを発生する発熱部品と、
   少なくとも一部が前記回路基板と前記発熱部品との間に設けられたものであって、前記発熱部品の熱を前記ハウジングに伝達し且つ前記電磁ノイズを吸収又は遮断する金属部材と、
   前記駆動装置に入力される直流電力に含まれる流入ノイズを低減させるフィルタ回路と、
   前記フィルタ回路によって流入ノイズが低減された直流電力が入力されるものであって、当該直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
   を備え、
   前記発熱部品は、前記フィルタ回路を構成するコイルを含み、
   前記インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールを備え、
   前記半導体モジュールは、前記回路基板と前記ハウジングの外面との間に設けられ、端子によって前記回路基板に取り付けられており、
   前記金属部材は、
   前記コイルと前記回路基板との間に設けられた第１金属部と、
   前記半導体モジュールと前記ハウジングの外面との間に設けられ、前記半導体モジュールの熱を前記ハウジングに伝達する第２金属部と、
   前記第１金属部と前記第２金属部とを接続する接続部と、
   を有し、
   前記コイルには端子が設けられており、
   前記第１金属部は、前記コイルの端子が挿通可能な貫通孔を有し、
   前記コイルの端子は、前記第１金属部と絶縁され且つ前記貫通孔に挿通された状態で、前記コイルと前記配線パターンとを接続していることを特徴とする流体機械。
2. 前記第１金属部と前記コイルとの間には、前記第１金属部及び前記コイルの双方と接触している絶縁部が設けられている請求項１に記載の流体機械。
3. 前記コイルは、前記回路基板よりも前記ハウジングの外面側に配置されている請求項１又は請求項２に記載の流体機械。
4. 前記流体機械は、前記電動モータの駆動によって前記吸入口から吸入された流体を圧縮する圧縮部を備えた電動圧縮機である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の流体機械。

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