JP7619303B2 - 電動圧縮機 - Google Patents
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Description
これによれば、シャント抵抗から発生する熱が、樹脂部を介して隔壁に伝達されることにより、ハウジングに放熱される。その結果、シャント抵抗を冷却することができる。ここで、シャント抵抗は、レイアウト上、スイッチング素子に比較的近い位置に配置される電子部品である。したがって、シャント抵抗から発生する熱を放熱するために寄与する樹脂部は、各リード部に向かう電解液の堰き止めも行う上で好適である。
<電動圧縮機10>
図1に示すように、電動圧縮機10は、筒状のハウジング11を備えている。ハウジング11は、吐出ハウジング12と、モータハウジング13と、インバータカバー14と、を有している。吐出ハウジング12、モータハウジング13、及びインバータカバー14は金属材料製であり、例えば、アルミニウム製である。吐出ハウジング12は、吐出口12hを有している。電動圧縮機10は、回転軸15と、圧縮部16と、電動モータ17と、インバータ30と、を備えている。
圧縮部16は、流体としての冷媒を圧縮する。圧縮部16は、モータハウジング13の周壁13bの内側に配置されている。圧縮部16は、回転軸15の回転によって駆動する。圧縮部16は、例えば、図示しない固定スクロール及び旋回スクロールから構成されるスクロール式である。固定スクロールは、モータハウジング13の周壁13bの内周面に固定されている。旋回スクロールは、回転軸15の回転に伴って固定スクロールに対して公転する。
電動モータ17は、モータハウジング13の周壁13bの内側に配置されている。圧縮部16及び電動モータ17は、回転軸15の軸方向に並んで配置されている。電動モータ17は、圧縮部16よりもモータハウジング13の端壁13a寄りに配置されている。したがって、モータハウジング13の周壁13bの内側の空間における圧縮部16と端壁13aとの間は、電動モータ17を収容するモータ室18になっている。よって、ハウジング11は、モータ室18を有している。モータ室18は、吸入口13hに連通している。
インバータカバー14は、板状である。インバータカバー14は、モータハウジング13の延在壁13cの開口を閉塞した状態で延在壁13cに固定されている。そして、モータハウジング13の端壁13a及び延在壁13cと、インバータカバー14とによってインバータ室19が区画されている。したがって、ハウジング11は、インバータ室19を有している。インバータ室19は、インバータ30を収容する。モータハウジング13の端壁13aは、モータ室18とインバータ室19とを隔てる隔壁である。圧縮部16、電動モータ17、及びインバータ30は、この順序で、回転軸15の軸方向に並んで配置されている。
電動モータ17は、回転軸15を回転させることにより圧縮部16を駆動する。電動モータ17は、筒状のステータ20と、筒状のロータ21と、を有している。ロータ21は、ステータ20の内側に配置されている。ロータ21は、回転軸15と一体的に回転する。ロータ21は、回転軸15に固定されたロータコア21aと、ロータコア21aに設けられた図示しない複数の永久磁石と、を有している。ステータ20は、ロータ21を取り囲んでいる。ステータ20は、筒状のステータコア20aと、ステータコア20aに巻回されたモータコイル22と、を有している。
吸入口13hには、外部冷媒回路23の第1端が接続されている。吐出口12hには、外部冷媒回路23の第2端が接続されている。外部冷媒回路23を流れる冷媒は、吸入口13hを介してモータ室18内に吸入される。モータ室18内に吸入された冷媒は、圧縮部16の駆動により圧縮部16で圧縮される。圧縮部16で圧縮された冷媒は、吐出口12hを介して外部冷媒回路23へ吐出される。吐出口12hから外部冷媒回路23へ吐出された冷媒は、外部冷媒回路23の熱交換器や膨張弁を経て、吸入口13hを介してモータ室18内に還流する。電動圧縮機10及び外部冷媒回路23は、車両空調装置24を構成している。
図2に示すように、インバータ30は、回路基板31を有している。インバータ30は、電動モータ17を駆動する。回路基板31には、シャント抵抗32と、コンデンサ33と、スイッチング素子34と、が実装されている。回路基板31は、シャント抵抗32、コンデンサ33、及びスイッチング素子34が実装される実装面31aを有している。回路基板31の実装面31a上において、シャント抵抗32は、コンデンサ33とスイッチング素子34との間に位置している。回路基板31は、実装面31aがモータハウジング13の端壁13aに対向した状態で、インバータ室19内に収容されている。回路基板31の厚み方向は、回転軸15の軸方向に一致している。したがって、回路基板31の厚み方向は、ハウジング11の軸方向に一致している。
シャント抵抗32は、回路基板31の実装面31aとモータハウジング13の端壁13aとの間に配置されている。シャント抵抗32は、図示しない外部電源からインバータ30に入力される入力電流を検出するために用いられる。したがって、シャント抵抗32は、電動モータ17へ流れる電流を検出する。シャント抵抗32は、電流が流れると発熱する発熱素子である。したがって、シャント抵抗32は、電動モータ17の駆動に伴い発熱する。本実施形態の発熱素子は、シャント抵抗32である。
コンデンサ33は、回路基板31の実装面31aとモータハウジング13の端壁13aとの間に配置されている。コンデンサ33における実装面31aからの突出長さH1は、シャント抵抗32における実装面31aからの突出長さH2よりも長い。したがって、コンデンサ33は、シャント抵抗32よりも背の高い電子部品である。
スイッチング素子34は、回路基板31に複数実装されている。具体的には、回路基板31には、複数のスイッチング素子34をモジュール化したパワーモジュール36が実装されている。パワーモジュール36は、回路基板31の実装面31aとモータハウジング13の端壁13aとの間に配置されている。
図1に示すように、電動圧縮機10は、搭載対象であるエンジンE1に固定されている。図3は、インバータ室19を延在壁13cの開口側から平面視した状態を示している。また、図3では、シャント抵抗32、コンデンサ33、及びパワーモジュール36を二点鎖線で仮想的に示している。図2及び図3に示すように、電動圧縮機10は、コンデンサ33がシャント抵抗32よりも鉛直方向上方に位置し、且つパワーモジュール36がシャント抵抗32よりも鉛直方向下方に位置するように車両に搭載されている。図2に示すように、回転軸15の径方向は、鉛直方向に一致している。回路基板31の延びる方向は、鉛直方向に一致している。防爆弁33aは、各リード部38に対して鉛直方向上方に位置している。
図2及び図3に示すように、モータハウジング13は、隔壁である端壁13aの一部としての突出壁40を有している。突出壁40は、モータハウジング13の端壁13aにおけるインバータ室19側の面からシャント抵抗32に向かって突出している。突出壁40は、モータハウジング13に一体形成されている。したがって、突出壁40は、金属材料製であり、例えば、アルミニウム製である。
図2に示すように、電動圧縮機10は、樹脂部45を備えている。樹脂部45は、突出壁40とシャント抵抗32との間に介在されている。具体的には、樹脂部45は、突出壁40の先端面40cとシャント抵抗32との間に介在されている。したがって、回路基板31は、樹脂部45を介して突出壁40に支持されている。樹脂部45は、突出壁40の先端面40cとシャント抵抗32との間の隙間を埋めている。また、樹脂部45は、シャント抵抗32における上方に位置する部分、及びシャント抵抗32における下方に位置する部分をそれぞれ覆っている。樹脂部45は、シャント抵抗32全体を覆っている。樹脂部45は、端壁13aとシャント抵抗32とを熱的に接続する。
図3に示すように、電動圧縮機10は、端壁13aを貫通しつつ電動モータ17と回路基板31とを電気的に接続する複数の導電ピン46を有している。端壁13aには、各導電ピン46が貫通する貫通孔47が形成されている。遮蔽壁44は、コンデンサ33と複数の導電ピン46との間を遮るよう位置している。したがって、遮蔽壁44は、防爆弁33aと複数の導電ピン46との間を遮るよう位置している。
次に、本実施形態の作用について説明する。
シャント抵抗32から発生する熱は、樹脂部45を介してモータハウジング13の端壁13aに伝達されることにより、モータハウジング13に放熱される。その結果、シャント抵抗32が冷却される。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)インバータ室19内には、防爆弁33aと各リード部38との間を遮るよう位置する遮蔽壁44が設けられている。遮蔽壁44は、モータハウジング13の端壁13aとシャント抵抗32とを熱的に接続する樹脂部45を少なくとも含む。これによれば、シャント抵抗32から発生する熱が、樹脂部45を介してモータハウジング13の端壁13aに伝達されることにより、ハウジング11に放熱される。その結果、シャント抵抗32を冷却することができる。また、防爆弁33aが開弁して、コンデンサ33の内部の電解液35がコンデンサ33の外部へ飛散したとしても、各リード部38に向かう電解液35が、樹脂部45を少なくとも含む遮蔽壁44によって堰き止められる。したがって、コンデンサ33から飛散した電解液35が、各リード部38に付着してしまうことを回避し易くすることができる。その結果、各リード部38同士が電解液35を介して短絡してしまうことが回避される。よって、シャント抵抗32から発生する熱を放熱するために寄与する樹脂部45によって、各リード部38に向かう電解液35の堰き止めも行うことができる。以上により、シャント抵抗32の冷却と、各リード部38同士の電解液35を介した短絡の回避と、の双方を好適に達成することができる。また、突出壁40は金属製なので放熱性に優れる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 実施形態において、モータハウジング13は、立設壁41を有していない構成であってもよい。
○ 実施形態において、電動圧縮機10は、搭載対象であるエンジンE1に固定されていたが、これに限らず、例えば、車両のボディに固定されていてもよい。要は、電動圧縮機10の搭載対象は特に限定されるものではない。
Claims (5)
- 流体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動する電動モータと、
前記電動モータを駆動するとともに回路基板を有するインバータと、
前記電動モータを収容するモータ室、及び前記インバータを収容するインバータ室を有するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記モータ室と前記インバータ室とを隔てる隔壁を有しており、
前記回路基板には、
前記電動モータの駆動に伴い発熱する発熱素子と、
内部の電解液の噴出口となる防爆弁を有するコンデンサと、
前記回路基板に電気的に接続される複数のリード部を有するスイッチング素子と、が実装されている電動圧縮機であって、
前記回路基板上において、前記発熱素子は、前記コンデンサと前記スイッチング素子との間に位置しており、
前記インバータ室内には、前記防爆弁と前記複数のリード部との間を遮るよう位置する遮蔽壁が設けられ、
前記遮蔽壁は、前記隔壁と前記発熱素子とを熱的に接続する樹脂部を少なくとも含むことを特徴とする電動圧縮機。 - 前記遮蔽壁は、前記隔壁の一部であるとともに前記発熱素子に向かって突出する突出壁を含むことを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機。
- 前記ハウジングは、前記コンデンサを収容する収容空間を前記インバータ室内にて区画する区画壁を有し、
前記区画壁は、前記遮蔽壁の少なくとも一部を成すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動圧縮機。 - 搭載対象に固定された状態において、
前記防爆弁は、前記遮蔽壁に対して鉛直方向上方に位置しており、
前記複数のリード部は、前記遮蔽壁に対して鉛直方向下方に位置していることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の電動圧縮機。 - 前記回路基板には、前記電動モータへ流れる電流を検出するシャント抵抗が実装されており、
前記発熱素子は、前記シャント抵抗であることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
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