逆变器一体型电动压缩机 |
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| 申请号 | CN201080021235.9 | 申请日 | 2010-05-12 | 公开(公告)号 | CN102422023A | 公开(公告)日 | 2012-04-18 |
| 申请人 | 三电有限公司; | 发明人 | 藤村英介; 田口正则; 大里一三; 水野淳; 涉谷诚; | ||||
| 摘要 | 一种逆变器一体型电动 压缩机 ，在压缩机内内置有 电动机 ，在包括对该电动机进行驱动的电动机驱动 电路 的逆变器部上设有控制 基板 ，包括该控制基板的 电子 元器件固定在由压缩机 外壳 围住的收容空间内，其特征是，控制基板通过基板固定部固定在收容空间内，并以位于控制基板与基板固定部之间的方式设有由电绝缘性弹性材料构成的基板防振构件。此外，也可将具有凹状保持部的 框架 构件安装在所述控制基板上，并以位于所述控制基板与所述框架构件之间的方式设有由电绝缘性弹性材料构成的基板防振构件，其中，所述凹状保持部包括成形成凹状的凹部。由此，提供一种可尽量抑制电动机驱动电路的控制基板的振动且性能的可靠性较高的逆变器一体型电动压缩机。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种逆变器一体型电动压缩机，在压缩机内内置有电动机，在包括对该电动机进行驱动的电动机驱动电路的逆变器部上设有控制基板，包括该控制基板的电子元器件被固定在由压缩机外壳围住的收容空间内，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 逆变器一体型电动压缩机技术领域背景技术[0002] 已知有一种如专利文献1中记载的结构，作为在压缩机内组装有包括逆变器的电动机驱动电路的逆变器一体型电动压缩机的结构。在该结构中，为了提高构成电动机驱动电路的一部分的印刷基板的耐振性，印刷基板以夹在从电动机外壳延伸出的结构体与上盖之间的方式固定。 [0003] 另外，在专利文献2中，记载有一种填充绝缘凝胶剂来覆盖基板的车用电动压缩机，以作为应对基板振动等的方案。此外，在专利文献3中，记载有一种电动压缩机，在该电动压缩机中，为了不封入凝胶就可抑制基板的振动，通过将由浇注材料构成的重物安装在基板中央，从而使其具有作为抑制振动构件的功能。 [0004] 现有技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本专利特开2006-177214号公报 [0007] 专利文献2：日本专利特开2006-316754号公报 [0008] 专利文献3：日本专利特开2008-133729号公报 发明内容[0009] 发明所要解决的技术问题 [0010] 通过采用专利文献1～3中记载的结构，能在一定程度上抑制包括逆变器的电动机驱动电路的控制基板的振动。然而，即便采用这些结构，也不能完全抑制控制基板的振动。特别地，由于传递至控制基板的外部振动会使控制基板自身产生挠曲、振动，因而很难完全排除安装在控制基板上的元器件从控制基板脱落的可能性。 [0011] 因此，本发明的课题着眼于上述技术问题，其目的在于提供一种能尽量抑制电动机驱动电路的控制基板的振动且性能的可靠性较高的逆变器一体型电动压缩机。 [0012] 解决技术问题所采用的技术方案 [0013] 为解决上述技术问题，本发明的逆变器一体型电动压缩机在压缩机内内置有电动机，在包括对该电动机进行驱动的电动机驱动电路的逆变器部上设有控制基板，包括该控制基板的电子元器件被固定在由压缩机外壳围住的收容空间内，其特征是，上述控制基板通过基板固定部固定在于上述收容空间内，并以位于上述控制基板与上述基板固定部之间的方式设有由电绝缘性弹性材料构成的基板防振构件。作为基板固定部的例子，能使用例如板状的固定构件(基板固定板)来固定控制基板，但也能不使用其它固定构件，而将压缩机外壳自身作为基板固定部来将控制基板直接固定于其上。 [0014] 根据本发明的逆变器一体型电动压缩机，控制基板通过基板固定部固定在由压缩机外壳围住的收容空间内，并以位于控制基板与基板固定部之间的方式设置由电绝缘性弹性材料构成的基板防振构件，从而能抑制由从外部传递来的振动而引起的控制基板的挠曲、振动。从组装容易性的方面看，该基板防振构件粘接于控制基板或基板固定部较为理想。 [0015] 另外，在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，较为理想的是，具有凹状保持部的框架构件安装在上述控制基板上，并以位于上述控制基板与上述框架构件之间的方式设有由电绝缘性弹性材料构成的基板防振构件，其中，上述凹状保持部包括成形成凹状的凹部。此外，通过将凹状保持部的凹部沿着配置在控制基板上的电子元器件的外形成形成凹状，从而能提高电子元器件的振动防止效果。由于将具有凹状保持部的框架构件安装在控制基板上，并以位于控制基板与框架构件之间的方式设有由电绝缘性弹性材料构成的基板防振构件，从而能更进一步抑制因从外部传递来的振动而引起的控制基板的挠曲、振动。从组装容易性的方面看，该基板防振构件粘接于框架构件或控制基板较为理想。另外，基板防振构件在控制基板的表面侧或背面侧分别设有多个。 [0016] 在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，较为理想的是，利用填充在上述收容空间内的电绝缘性填充材料对上述电子元器件中的至少一部分进行密封。通过将聚氨酯树脂等具有电绝缘性的填充材料填充到上述收容空间内，来使电子元器件中的至少一部分得到密封，从而能确保电动机驱动电路内的电绝缘性，并能更可靠地抑制控制基板的振动。 [0017] 在这种本发明的逆变器一体型电动压缩机中，较为理想的是，上述基板防振构件由比上述电绝缘性填充材料硬的材料构成。具体而言，在使用作为电绝缘性填充材料的聚氨酯树脂的情况下，能采用乙烯丙烯橡胶(EPDM)、硅酮橡胶等合成橡胶、天然橡胶等作为基板防振构件。比电绝缘性填充材料硬是指依照JISK6253标准在使用硬度计测定出的硬度，表示比电绝缘性填充材料的硬度高的值。 [0018] 另外，在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，较为理想的是，在上述控制基板中设有插入孔，该插入孔用于供上述基板防振构件的一部分插入以将上述防振构件固定在上述控制基板上，在上述基板防振构件上设有头部和卡定部，其中，上述头部的直径比上述插入孔的直径小，上述卡定部的直径比上述插入孔的直径大。通过设置这种插入孔，能简便地设定基板防振构件在控制基板上的固定位置。 [0019] 在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，较为理想的是，上述基板防振构件被配置成从上述控制基板观察时呈面对称。由于基板防振构件被配置成从控制基板观察时呈面对称，因此可使控制基板从正反两面被基板防振构件夹住，从而能更可靠地实现防振效果。 [0020] 另外，在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，较为理想的是，上述插入孔由通孔构成，并将设于上述控制基板与上述框架构件之间的基板防振构件和设于上述控制基板与上述基板固定部之间的基板防振构件形成为一体。这样，由于设于控制基板的正反两面的基板防振构件被形成为一体，因此，能减少构成电动压缩机的元器件数量，且即使不将基板防振构件与控制基板粘接等，也能容易地将基板防振构件固定在控制基板上，从而能提高电动压缩机的组装性。较为理想的是，基板防振构件的卡定部分形成为可通过从外部施加压缩力来弹性变形成比插入孔的直径小的直径，并通过消除上述压缩力而再次弹性回复至比插入孔的直径大的直径。通过使用这样形成有卡定部分的基板防振构件，能使基板防振构件与控制基板的固定更容易。 [0021] 在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，上述框架构件也可与上述基板防振构件形成为一体。通过使框架构件与由电绝缘性弹性体构成的基板防振构件形成为一体，从而能减少构成电动压缩机的元器件数量，且即便在框架构件承受来自外部的冲击时，也能由框架构件来吸收该冲击。 [0022] 这种本发明的逆变器一体型电动压缩机可优选使用在车用空调装置中。即，在本发明的逆变器一体型电动压缩机中，由于能使构成电动机驱动电路的控制基板的振动得到较好地抑制，因此，即便是在安装于发动机时要求有较高的耐振动性的车用空调装置中，也能确保所要求的性能的可靠性。 [0023] 发明效果 [0024] 根据本发明的逆变器一体型电动压缩机，构成逆变器部的一部分的控制基板通过基板固定部而被固定，在控制基板上安装有框架构件，并在控制基板与基板固定部之间及在控制基板与框架构件之间设置由电绝缘性弹性体构成的基板防振构件，因此，可有效地防止控制基板的振动。此外，利用被填充到由压缩机外壳围住的收容空间内的电绝缘性填充材料来对电子元器件的至少一部分进行密封，因此，能更进一步提高电动压缩机的耐振动性。附图说明 [0025] 图1是表示本发明一实施方式的逆变器一体型电动压缩机的纵剖视图。 [0026] 图2是表示图1的逆变器部的立体图。 [0027] 图3是表示将图2的控制基板固定在收容空间内的结构的主视图。 [0028] 图4是表示图3的框架构件的俯视图。 [0029] 图5是表示本发明的基板防振构件与插入孔的组合例(A)～(C)的主视图。 [0030] 图6是表示使用本发明的逆变器部的一实施方式的剖视图。 [0031] 图7是表示使用本发明的逆变器部的另一实施方式的剖视图。 具体实施方式[0032] 以下，参照附图对本发明理想的实施方式进行说明。 [0033] 图1表示本发明一实施方式的逆变器一体型电动压缩机1的整体。在图1中，压缩机构2由定涡盘3和动涡盘4构成。动涡盘4在通过自转阻止机构阻止其自转的状态下，能相对于定涡盘3绕转。在压缩机外壳(中间外壳)6内内置安装有电动机7，利用电动机7驱动主轴8(转轴)旋转。通过配设在主轴8一端侧的偏心销9、与该偏心销9可自由旋转地卡合的偏心轴衬10，将主轴8的旋转运动变换成动涡盘4的绕转运动。在本实施方式中，作为被压缩流体而被吸入的制冷剂经由电动机7配置部而被引导至压缩机构2，在压缩机构2中压缩后的制冷剂经由排出孔13、排出室14而从压缩机外壳(后外壳)15送至外部回路。 [0034] 包括电动机7的驱动用电路的逆变器部21设于被压缩机外壳12(前外壳)围住的收容空间内，更详细而言，在压缩机外壳12上形成的相对于制冷剂吸入通路侧的分隔壁22的外表面侧设有逆变器部21。逆变器部21由穿过分隔壁22安装的密封端子23(逆变器21的输出端子)和导线对电动机7供电。另外，在密封端子23设置部处，将制冷剂吸入通路侧与逆变器部21的设置侧密封。这样，通过将逆变器部21设置在分隔壁22的外表面侧，从而能利用分隔壁22来用吸入制冷剂对构成逆变器部21的电子元器件中的至少一部分进行冷却。 [0035] 逆变器部21由具有逆变器功能的IPM(Intelligent Power Module：智能功率模块)25、控制基板26等电子元器件构成，也可由与该逆变器21分体或一体设置的电容器27等其它电子元器件构成。安装有逆变器部21的压缩机外壳12的向外部开口的开口侧，在被盖构件29密封的状态下被覆盖，从而使得电动机驱动电路21得到盖构件29的保护。 [0036] 图2是表示图1的逆变器部21的立体图。除了IPM25、控制基板26之外，逆变器部21还由噪声滤波器30、HV连接器31、LV连接器32等构成。由于在控制基板26上安装有多个电子元器件，因此，当振动的抑制不充分时，容易使电动压缩机性能的可靠性降低。此外，即便在电子元器件中，由于电容器27设置在控制基板26上时所处的高度较高，因此，该电容器27也是容易因受到控制基板的振动影响而脱落的元器件。 [0037] 图3表示将图2的控制基板26固定在由压缩机外壳12围住的收容空间内的结构，压缩机外壳12、基板固定板36、控制基板26及框架构件37按照组装时的配置顺序排列，并被表现为从图2下方观察得到的主视图。控制基板26隔着基板固定板36通过螺栓固定在压缩机外壳12(前外壳)上。在基板固定板36上粘接固定有由圆柱状的EPDM橡胶构成的基板防振构件38，通过使用螺栓将控制基板26与基板固定板36旋紧，可使基板防振构件38与控制基板26压接，从而起到防止控制基板26振动的作用。另外，在框架构件37上以配置成从控制基板26观察处于与基板防振构件38面对称的位置的方式粘接固定有基板防振构件39。这样，通过以夹着控制基板26的方式将粘接固定有各基板防振构件38、39的基板固定板36与框架构件37用螺栓固定，从而可防止控制基板26的挠曲、振动。 [0038] 图4是从图3的上方观察图3的框架构件37的俯视图。框架构件37具有凹状保持部40和通气孔41，其中，上述凹状保持部40包括沿着安装于电路的电路元器件的外形而成形为凹状的凹部，上述通气孔41设于凹状保持部40。若框架构件37如图3所示以覆盖控制基板26的方式安装，则在框架构件37与控制基板26之间形成能填充作为电绝缘性填充材料的聚氨酯树脂的间隙。通过在该间隙中填充聚氨酯树脂来进行密封，从而能更可靠地防止控制基板26、设置在控制基板26上的电容器27等电路元器件的振动。另外，由于通过设置通气孔41来抑制气泡在聚氨酯树脂中的产生、残留，因此，在聚氨酯树脂固化之后，电容器27等电路元器件能被可靠地固定在控制基板26上。此外，由于基板防振构件39由比聚氨酯树脂硬的材料形成，因此，即便在聚氨酯树脂固化之后，也依然能保持控制基板的防振效果。 [0039] 图5是表示本发明的基板防振构件与用于将基板防振构件固定在控制基板上的插入孔的组合例(A)～(C)的主视图。在(A)的例子中，供基板防振构件38、39的头部42、43插入的插入孔44、45配置在从控制基板26观察时呈面对称的位置，基板防振构件38、39通过卡定部46、47与控制基板26卡定。如(A)的例子那样，通过将插入孔44、45配设成从控制基板26观察时呈面对称，来使基板固定板36和框架构件37通过基板防振构件38、39从正反两侧对控制基板26进行按压，从而能防止控制基板26的振动，因此，能实现防振效果的提高。另外，在(B)的例子中，插入孔48由通孔构成，在基板防振构件49的头部50的前端设有直径比插入孔48的直径大的限位部51。通过在使限位部51发生弹性变形来插入到插入孔48之后，使限位部51从控制基板26观察时在卡定部52的相反面上弹性回复，从而实现了基板防振构件49不易从控制基板26的插入孔48中脱落的结构。(C)的例子可对(A)及(B)的例子进一步改进。通过将基板防振构件53的头部54插入到由通孔构成的插入孔48中，从而可将基板防振构件53固定在控制基板26上。通过基板防振构件53的一个卡定部55一旦发生弹性变形而被插入到插入孔48中，并使其从控制基板26观察时在与另一个卡定部56相反一侧的表面上弹性回复，从而与(B)的例子一样，能实现基板防振构件53不易从控制基板26的插入孔48中脱落的结构。另外，在(C)的例子中，与(A)的例子相同，基板固定板36与框架构件37通过基板防振构件53从正反两侧对控制基板26进行按压，从而可防止控制基板26的振动。即，(C)的例子可以说是结合了(A)的例子中的基板防振构件38、39的改进例。 [0040] 图6是表示使用本发明的逆变器部21的一实施方式的剖视图。在本实施方式中，配设有电容器27等电子元器件的控制基板26隔着基板防振构件38固定于作为基板固定部的压缩机外壳12。在这样防止基板的振动的状态下，将聚氨酯树脂等电绝缘性填充材料填充到压缩机外壳12的收容空间内，从而可使包括电容器27等电子元器件的控制基板26得到密封。 [0041] 图7是表示使用本发明的逆变器部21的另一实施方式的剖视图。在本实施方式中，配设有电容器27等电子元器件的控制基板26隔着基板防振构件38固定于作为基板固定部的压缩机外壳12，并从图7的上方覆盖有框架构件37，基板防振构件39位于控制基板26与框架构件37之间。这样，通过使控制基板26以从表面侧及背面侧分别被基板防振构件38及39夹住的方式固定，从而能更有效地防止控制基板26的振动。在这样防止基板的振动的状态下，将聚氨酯树脂等电绝缘性填充材料填充到压缩机外壳12的收容空间内，从而可使包括电容器27等电子元器件的控制基板26得到密封。 [0042] 工业上的可利用性 [0043] 本发明的逆变器一体型电动压缩机实际上能适用于所有类型的压缩机，但尤其优选用作装设于车辆的压缩机，其在很多情况下要装设在狭窄的空间内，且电动机驱动电路容易受到热、振动的影响。 [0044] 符号说明 [0045] 1逆变器一体型电动压缩机 [0046] 2压缩机构 [0047] 3定涡盘 [0048] 4动涡盘 [0049] 6压缩机外壳(中间外壳) [0050] 7电动机 [0051] 8主轴 [0052] 9偏心销 [0053] 10偏心轴衬 [0054] 12压缩机外壳(前外壳) [0055] 13排出孔 [0056] 14排出室 [0057] 15压缩机外壳(后外壳) [0058] 21逆变器部 [0059] 22分隔壁 [0060] 23密封端子 [0061] 25 IPM [0062] 26控制基板 [0063] 27电容器 [0064] 29盖构件 [0065] 30噪声滤波器 [0066] 31 HV连接器 [0067] 32 LV连接器 [0068] 36基板固定板 [0069] 37框架构件 [0070] 38、39、49、53基板防振构件 [0071] 40凹状保持部 [0072] 41通气孔 [0073] 42、43、50、54头部 [0074] 44、45、48插入孔 [0075] 51限位部 [0076] 46、47、52、55、56卡定部 |
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