专利名称：电动压缩机的制作方法
电动压缩机技术领域
本公开内容涉及一种电动压缩机。电动压缩机包括压缩机构、电动马达和驱动电路，电动马达用于驱动压缩机构，驱动电路用于控制电动马达。
背景技术：
此类型的电动压缩机的驱动电路容纳在金属壳体内。驱动电路具有外部连接器以便电连接至作为外部电源的车辆电池。电路板上的电气部件通过外部连接器接收电能。电路板上安装有用于驱动电动马达的逆变器电路和用于执行逆变器电路的切换控制的切换元件。此外，电路板上还安装有滤波线圈和滤波电容器。滤波线圈和滤波电容器是使切换元件免受瞬时过量电流的损害并减少噪声的滤波元件。
如上文描述的，驱动电路的电路板上安装有大量电路和电气部件。由于滤波线圈和滤波电容器的尺寸很大，故而电路板上涂覆有粘接剂以减少振动，并且电路板具有带有用于使用螺栓固定电路板的辅助功能的零件。结果，电路板倾向于很大。
因此，为了减少电路板的尺寸，例如日本专利公报特开No. 2007-309125公开了一种安装在电动压缩机上的车载电路单元。电路板和电气元件容纳在由上箱体和下箱体形成的壳体内。电力输入端子固定至上箱体。电力输入端子是电连接至外部电源的外部连接器。 电力输入端子还通过汇流条连接至滤波线圈、滤波电容器和作为电路板的逆变器控制板。
车载电路单元的滤波线圈利用固定构件固定至上箱体的上表面。滤波电容器利用其他固定构件固定至上箱体的侧面。因此，与例如滤波线圈和滤波电容器安装在逆变器控制板的一个部件侧上的情况相比较，减少了该部件侧的尺寸。即减小了逆变器控制板的尺寸。
然而，根据上述文献中公开的电动压缩机，滤波线圈和滤波电容器在压靠上箱体内壁的同时固定至上箱体或固定至壳体。因此，当滤波线圈和滤波电容器的涂层由于从外部施加的振动而磨损时，难以保持与滤波线圈和滤波电容器接触的壳体的电绝缘。发明内容
因此，本发明的目标是减小电路板的尺寸，并且保持电动压缩机中的电路板部件与壳体的绝缘。
本文公开的电动压缩机包括压缩机构、电动马达和驱动电路，电动马达驱动压缩机构，驱动电路用于控制电动马达。驱动电路包括外部连接器电路板和滤波元件。外部连接器由绝缘材料制成，并且具有连接端子，该连接端子构造为电连接至外部电源。电路板电连接至连接端子。滤波元件电连接至电路板。驱动电路容纳在金属壳体内。滤波元件与外部连接器一体地模制成型，以便防止滤波元件与壳体接触。
根据此构型，外部连接器防止滤波元件与金属壳体接触。这确保了滤波元件与壳体的电绝缘。此外，滤波元件还与外部连接器一体地形成。因此，与所有滤波元件安装在电路板的同一部件侧上的情况相比较，减少了电路板的尺寸。
根据一个方面，滤波元件包括线圈和电容器至少其中之一。
根据此构型，线圈和电容器中的至少一个与外部连接器一体地形成。因此，滤波元件嵌入外部连接器内，而外部连接器居于滤波元件与壳体之间。因此，例如防止从外部施加的振动损坏滤波元件。
根据一个方面，电动压缩机还包括导电构件和板连接器，导电构件延伸穿过壳体并且电连接至电动马达，板连接器设置在壳体内并且电连接至电路板。导电构件连接至板连接器，使得电动马达电连接至电路板。板连接器与外部连接器结合为一体。
根据此构型，允许一体地结合关于电路板的绝大部分构件。因此，容易地将驱动电路安装在壳体内。
根据结合仅以示例方式图示本发明原理的附图进行的如下描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
本发明的被认为是新颖的特征在所附权利要求中具体阐述。借助于参照对本发明优选实施方式进行的描述以及附图，本发明连同其目标和优点可以获得最佳理解，图中
图1(a)是图示了根据第一实施方式的电动压缩机的局部剖切的局部横截面图1(b)是图示了图1(a)中示出的逆变器单元的放大图2是图示了根据第二实施方式的逆变器单元的横截面图；并且
图3是图示了根据第三实施方式的逆变器单元的横截面图。
具体实施方式
图1(a)和图1(b)示出了第一实施方式。这些图中，电动压缩机10的轴向方向—— 即电动压缩机10的旋转轴17的轴线L所延伸的方向——是左右方向。
如图1(a)中示出，电动压缩机10包括第一壳体11和第二壳体12。第二壳体12 具有带封闭端的圆筒形状，而第一壳体11封闭第二壳体12的敞开端或者在图1(a)中看的左端。第一壳体11也具有带封闭端的圆筒形状。第二壳体12容纳电动马达16和压缩机构15，电动马达16设置在靠近底壁12a的位置，压缩机构15则设置在靠近第一壳体11的位置。即，第二壳体12是用于容纳电动马达16的马达壳体。第二壳体12的内部是用于容纳电动马达16的马达容纳空间13。在本实施方式中，电动压缩机10是涡旋式压缩机。
电动马达16的定子18固定至第二壳体12的内圆周表面。定子18具有定子铁心 18a和绕定子铁心18a卷绕的马达线圈18b。旋转轴17由第二壳体12通过轴承(未示出) 可旋转地支撑。电动马达16的转子19固定至旋转轴17而与旋转轴17—体地旋转。当驱动电动马达16以使旋转轴17旋转时，致动了压缩机构15以压缩例如车辆空气调节器的制冷剂。
具有带封闭端的盒形状的逆变器盖20紧固至图1 (a)中第二壳体12右侧的底壁 12a。第一壳体11、第二壳体12和逆变器盖20由铝制成，并且形成电动压缩机10的壳体H。 底壁1 和逆变器盖20限定电路容纳空间21。电路容纳空间21容纳逆变器单元22，而逆变器单元22是用于驱动电动马达16的驱动电路。即底壁1 起到使容纳电动马达16的马达容纳空间13与容纳逆变器单元22的电路容纳空间21相互隔开的分隔壁的作用。逆变器盖20是紧固至第二壳体12以覆盖用作第二壳体12的壁的底壁12a的电路盖。
更具体地，如图1(a)和图1(b)中示出的，第二壳体12的底壁1 从第二壳体12 的圆周壁的轴向端稍微向内(在图中看向左)。即第二壳体12具有从底壁12a沿轴向向外(在图中看向右)延伸的圆周壁12c。圆周壁12c的敞开端(在图中看的右端)连结至逆变器盖20的敞开端(在图中看的左端)。以此方式，底壁12a、圆周壁12c和逆变器盖20 限定电路容纳空间21。在本实施方式中，压缩机构15、电动马达16和逆变器单元22以所述顺序沿着旋转轴17的轴向方向设置。逆变器盖20具有电力输入口 20a，该电力输入口 20a使电路容纳空间21暴露于外部。
如图1(b)中示出的，板状除热构件23连结至底壁12a而沿着底壁1 延伸。逆变器单元22附连至除热构件23。除热构件23由具有高热导率的铝制成，并且热联接至底壁12a。板支撑构件M固定至除热构件23以支撑逆变器单元22的电路板25。S卩，虽然与除热构件23相独立，但电路板25通过板支撑构件M热联接至除热构件23。电路板25设置为垂直于电动压缩机10的轴向方向。
电路板25电连接至滤波元件，滤波元件是滤波线圈27和滤波电容器观。滤波电容器观接触除热构件23。即，滤波电容器观在不接触底壁12a、圆周壁12c和逆变器盖20 中任意一个的情况下安装至电路板25。因此，防止了滤波电容器观与壳体H接触。尽管为了简化描述而进行了省略，但电路板25电连接至逆变器电路(未示出)和切换元件(未示出)，其中逆变器电路是用于电动马达16的驱动控制电路。
电路板25借助于密封端子30电连接至马达线圈18b，其中密封端子30延伸穿过第二壳体12的底壁12a。在图中看，密封端子30位于电路板25上方。密封端子30被固定为延伸穿过在底壁1 上形成的绝缘构件34。密封端子30具有马达连接器31、板连接器 32和导电构件33，马达连接器31通过引线31a电连接至马达线圈18b，板连接器32通过连接构件35电连接至电路板25，而导电构件33使马达连接器31连接至板连接器32。导电构件33延伸穿过绝缘构件34。S卩，绝缘构件34在使导电构件33与底壁1 绝缘的同时将导电构件33固定至底壁12a。以此方式，导电构件33延伸穿过形成壳体H的一部分的底壁 12a。
电路板25具有外部连接器40，所述外部连接器40拟电连接至作为外部电源的车辆电池。外部连接器40由树脂材料即绝缘材料制成，并且具有拟电连接至外部的外部连接端子41。外部连接端子41位于电力输入口 20a内部。即，外部连接器40的外壳由树脂材料形成。外部连接端子41在电力输入口 20a内部设置为面向电路容纳空间21的外部。外部连接器40通过连接构件43电连接至电路板25的电力输入部。外部连接器40具有端子保持部44，该端子保持部44沿着底壁1 从外部连接端子41延伸至连接构件43，而且端子保持部44接触逆变器壳体20。由于将逆变器单元22和外部连接器40支撑并保持在底壁1 与逆变器盖20之间，故而逆变器单元22和外部连接器40抗振。
滤波线圈27嵌入外部连接器40中的树脂内。外部连接器40具有树脂线圈保持部42，该树脂线圈保持部42位于外部连接端子41的一侧上并且相对地靠近电路容纳空间 21，线圈保持部42中保持有滤波线圈27。
本实施方式的外部连接器40是通过模制成型而与滤波线圈27结合为一体的模制成型树脂产品。制造外部连接器40的方法如下。在将滤波线圈27放置在用于制造外部连接器40的模具(未示出)中的情况下，将熔融树脂灌注至模具内随后硬化。结果，使滤波线圈27嵌入线圈保持部42内。
滤波线圈27通过结合于端子保持部44内的汇流条电连接至电路板25和外部连接端子41。
现在将描述逆变器单元22的操作。
电力通过外部连接端子41从车辆电池供给至逆变器单元22。随后，驱动控制电路控制电动马达16的操作以驱动压缩机构15。在电力的这种供给过程中，滤波线圈27和滤波电容器观保护切换元件免受瞬时过量电流的损害并减少外来噪声。
如上文描述的，滤波线圈27嵌入树脂外部连接器40内。滤波电容器观在与除热构件23接触的同时安装在电路板25上。以此方式，滤波线圈27和滤波电容器观与电动压缩机10的壳体H绝缘。
上文描述的第一实施方式具有如下优点。
(1)在电动压缩机10中，作为滤波元件的滤波电容器观安装在电路板25上并且不与壳体H接触。壳体H由底壁12a、圆周壁12c和逆变器盖20形成。作为另一滤波元件的滤波线圈27通过模制成型与外部连接器40结合为一体。即，外部连接器40用树脂与滤波线圈27 —体地模制成型，使得滤波线圈27嵌入外部连接器40。因此，防止滤波线圈27 与壳体H(底壁12a、圆周壁12c和逆变器盖20)接触。因此，在电动压缩机10中，确保了壳体H与滤波元件(滤波线圈27和滤波电容器18)之间的电绝缘。电路板25的部件侧上仅安装滤波电容器观。与电路板25的同一部件侧上既安装滤波电容器观又安装滤波线圈 27的情况相比较，这减少了电路板25的尺寸。
(2)滤波线圈27通过模制成型与外部连接器40结合为一体。滤波线圈27通过外部连接器40的连接构件43电连接至电路板25。滤波电容器28焊接至电路板25。因此， 与滤波线圈27和滤波电容器28均焊接至电路板25的情况相比较，本实施方式中已经减少了焊接点的数量。
(3)作为滤波元件的滤波线圈27通过模制成型与外部连接器40结合为一体，从而由外部连接器40保持。即，外部连接器40的树脂零件位于滤波线圈27与逆变器盖20之间。因此，例如可以防止从外部施加的振动损害滤波线圈27。以此方式，外部连接器40减少了滤波线圈27的振动。由于滤波线圈27无需通过设计为用于减少振动的粘接剂或螺栓附连至电路板25，故而减少了电路板25的尺寸。
(4)作为滤波元件的滤波线圈27和滤波电容器观中，滤波电容器观通过被保持为在安装在电路板25上的同时与除热构件23接触而得以支撑。滤波线圈27嵌入至外部连接器40内。因此，滤波线圈27和滤波电容器观的位置在不使用任意固定构件的情况下得以确定。因此，与滤波线圈和滤波电容器的位置均通过固定构件确定的情况相比较，已经减少了电动压缩机10内的逆变器单元22的部件数量。
(5)逆变器单元22用于控制电动压缩机10的电动马达16的操作。滤波线圈27 是相对较重的电气部件。因此，当压缩机构15或电动马达16操作时，滤波线圈27很可能振动。在本实施方式中，滤波线圈27通过模制成型与外部连接器40结合为一体，这减少了滤波线圈27的振动。
图2示出了第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，滤波线圈27和滤波电容器观均通过模制成型与外部连接器50结合为一体。为与第一实施方式的相应部件相似或相同的那些部件给定类似或相同的参考数字。
如图2中示出的，与第一实施方式的外部连接器40类似，第二实施方式的外部连接器50包括一体地形成的外部连接端子51、线圈保持部52和端子保持部M。此外，用于保持滤波电容器观的电容器保持部55与外部连接器50—体地形成。线圈保持部52、端子保持部M和电容器保持部55沿着第二壳体12的底壁1 延伸。和端子保持部M结合为一体的连接构件53与电路板25电连接。滤波线圈27和滤波电容器观通过结合在端子保持部M的汇流条电连接至电路板25和外部连接端子41。
因此，第二实施方式具有如下优点。
(6)作为滤波元件的滤波线圈27和滤波器观通过模制成型与树脂外部连接器50 结合为一体。滤波线圈27和滤波电容器观不接触壳体H。即，防止滤波线圈27和滤波电容器观与底壁12a、圆周壁12c和逆变器盖20中的任意一个接触。因此，确保了壳体H与滤波元件(线圈27和滤波电容器28)之间的电绝缘。在此实施方式中，滤波线圈27和滤波电容器观均没有安装在电路板25的部件侧上。因此，与滤波电容器观和滤波线圈27 中至少任意一个安装在电路板25的同一部件侧上的情况相比较，已经在尺寸上减少了本实施方式的电路板25。
(7)滤波线圈27和滤波电容器观均通过模制成型与外部连接器50结合为一体。 滤波线圈27和滤波电容器28通过外部连接器50的连接构件53电连接至电路板25。因此，与滤波线圈27和滤波电容器28中至少任意一个焊接至电路板25的情况相比较，在本实施方式中已经减少了焊接点的数量。
(8)作为滤波元件的滤波线圈27和滤波电容器观均通过模制成型与外部连接器 50结合为一体。即，外部连接器50的树脂零件位于滤波线圈27与逆变器盖20之间，以及滤波电容器观与逆变器盖20之间。因此，例如防止从外部施加的振动损害滤波线圈27和滤波电容器28。即，无需通过设计为用于减少振动的粘接剂或螺栓将滤波线圈27和滤波电容器观附连至电路板25。因此，减少了电路板25的尺寸。
(9)作为滤波元件的滤波线圈27和滤波电容器观均通过模制成型与外部连接器 50结合为一体。即，滤波线圈27和滤波电容器观的位置在不使用固定构件的情况下得以确定。因此，与滤波线圈27的位置或滤波电容器观的位置借助于使用固定构件确定的情况相比较，减少了电动压缩机10内的逆变器单元22的部件数量。
(10)逆变器单元22用于控制电动压缩机10的电动马达16的操作。滤波线圈27 和滤波电容器观是相对较重的电气部件。因此，当压缩机构15或电动马达16操作时，滤波线圈27和滤波电容器观很可能振动。在本实施方式中，滤波线圈27和滤波电容器观均结合至外部连接器50内。因此，滤波线圈27和滤波电容器观的振动均减少。
图3示出了第三实施方式。第三实施方式的电容器保持部65与密封端子30的板连接器32—体地形成。即，第三实施方式的外部连接器60与第二实施方式的不同之处在于，密封端子30与外部连接器60结合为一体。为与第二实施方式的相应部件相似或相同的那些部件给定类似或相同的参考数字。
与第二实施方式类似，如图3中示出的，第三实施方式的外部连接器60包括一体地形成的外部连接端子61、线圈保持部62和端子保持部64。滤波线圈27和滤波电容器28通过模制成型与外部连接器60结合为一体。和端子保持部64结合为一体的连接构件63 与电路板25电连接。
除了第二实施方式的优点以外，第三实施方式还具有如下优点。
(11)板连接器32与外部连接器60结合为一体。因此，电路容纳空间21内容纳的绝大多数部件一一即关于电路板25的绝大多数部件一一结合为一体。这允许将逆变器单元22容易地安装在电动压缩机10内。
本实施方式可以进行如下修改。
在第一实施方式中，板连接器32可以与外部连接器40结合为一体。
仅滤波电容器可以通过模制成型与外部连接器结合为一体。滤波线圈以任意方式安装至电路板25，只要防止滤波线圈与底壁12a、圆周壁12c和逆变器盖20中任意一个接触即可。
只要保持绝缘性能，则外部连接器40、50、60无需由树脂形成。例如，必要时可以使用陶瓷。
权利要求
1.一种电动压缩机，包括 压缩机构；电动马达，所述电动马达驱动压缩机构；和驱动电路，所述驱动电路用于控制所述电动马达，其中所述驱动电路包括外部连接器，所述外部连接器由绝缘材料制成，所述外部连接器具有连接端子，所述连接端子构造为电连接至外部电源；电路板，所述电路板电连接至所述连接端子；和滤波元件，所述滤波元件电连接至所述电路板， 所述驱动电路容纳在金属壳体内，并且所述滤波元件与所述外部连接器一体地模制成型，以便防止所述滤波元件与所述壳体接触。
2.如权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述滤波元件包括线圈和电容器至少其中之一。
3.如权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述线圈和所述电容器均与所述外部连接器结合为一体。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动压缩机，还包括导电构件，所述导电构件延伸穿过所述壳体，并且电连接至所述电动马达；和板连接器，所述板连接器设置在所述壳体内，并且电连接至所述电路板，其中所述导电构件连接至所述板连接器，使得所述电动马达电连接至所述电路板，并且所述板连接器与所述外部连接器结合为一体。
5.如权利要求4所述的电动压缩机，其中所述壳体具有分隔壁，所述分隔壁限定用于容纳所述电动马达的容纳空间和用于容纳所述驱动电路的电路容纳空间，并且所述导电构件延伸穿过所述分隔壁。
6.如权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述电容器安装在所述电路板上，并且被保持为与连结至所述壳体的除热构件接触。
7.如权利要求1至3中任一项所述的电动压缩机，其中所述壳体包括马达壳体和电路盖，所述马达壳体用于容纳所述电动马达，所述电路盖连结至所述马达壳体以覆盖所述马达壳体的壁，所述壁和所述电路盖限定用于容纳所述驱动电路的电路容纳空间，所述电路板由支撑构件相对于所述壁支撑，并且所述电路板与所述壁分离，并且所述外部连接器设置为与所述电路盖接触，使得所述驱动电路和所述外部连接器被支撑在所述壁与所述电路盖之间。
8.如权利要求1至3中任一项所述的电动压缩机，其中，所述外部连接器的外壳由树脂形成。
全文摘要
一种电动压缩机，包括压缩机构、电动马达和驱动电路，电动马达用于驱动压缩机构，驱动电路用于控制电动马达。驱动电路包括外部连接器，该外部连接器由绝缘材料制成。外部连接器具有连接端子，该连接端子构造为电连接至外部电源。驱动电路还包括电路板和滤波元件，该电路板电连接至连接端子，滤波元件电连接至电路板。驱动电路容纳在金属壳体内。滤波元件与外部连接器一体地模制成型，从而防止滤波元件与壳体接触。
文档编号F04B39/00GK102536738SQ20111038522
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月28日 优先权日2010年12月2日
发明者木下雄介, 水藤健, 江波慎吾 申请人:株式会社丰田自动织机