专利名称：驱动压缩机电机的逆变器装置及制造该装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动压缩机电机的逆变器装置，该设备是冰箱、空调或类似物的组成部分。
背景技术：
一种逆变器装置是用于驱动安置在冰箱、空调或类似物中的压缩机电机。
该逆变器装置由印刷板、安置在印刷板上的整流电路、安置在印刷板上的一个或多个平滑电容器，以及安置在印刷板上的开关电路组成。
整流电路对AC电源的电压进行整流。平滑电容器使从整流电路输出的DC电压平滑。开关电路将经平滑电容器平滑的DC电压转换为AC电压。
该印刷板包括在一个外壳中，并用螺丝在其上固定。该外壳包括在电子部件盒中。
近来，构成上述整流电路和开关电路的部件已经很紧凑，并且在印刷板上的部件高度也已经显著降低。
一种圆柱形电解电容器作为平滑电容器使用。因为电解电容器具有比其他部件更高的高度，所以当将它安置在印刷板上时，它就比其他部件凸出更高。由于这个原因，电子部件盒的高度就是根据电解电容器的高度来确定。因而，虽然整流电路和开关电路的部件变得紧凑，但由于电解电容器的存在，还是很难减小整个装置的尺寸。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有低高度的逆变器装置，以便可以减小整个装置的尺寸。
本发明的逆变器装置包括印刷板；安置在印刷板上的整流电路用于对AC电压整流；至少一个用于使从整流电路输出的电压平滑的圆柱电容器，该电容器在首端具有排气部分，当内部气压升高时，该部分就会开启；安置在印刷板上的开关电路用于将经电容器平滑的电压转换为AC电压。
外壳，具有用于容纳印刷板的第一部位和用于容纳侧向放置的电容器的第二部位，并且确保在排气部分的前面有让包括在第二部位中的电容器排气部分能够开启所需的空间。
图1是本发明第一实施例的电路框图；图2是第一实施例的分解透视图；图3是示出第一实施例结构的俯视图；图4是沿图3的线A-A从箭头方向观察的截面图；图5是示出当第一实施例的外壳用树脂填充的情况的透视图；图6是示出当电解电容器包括在第一实施例外壳中的情况的透视图；图7是示出本发明第二实施例的主要部分结构的透视图；图8是示出本发明第三实施例的主要部分结构的透视图；图9是示出本发明第四实施例的主要部分结构的透视图；图10是沿图9的线B-B从箭头方向观察的截面图；图11是示出本发明第五实施例的主要部分结构的透视图；图12是示出本发明第六实施例的主要部分结构的透视图；图13是示出本发明第七实施例的主要部分结构的透视图；图14是示出本发明第八实施例的主要部分结构的透视图；图15到18是示出本发明第九实施例的主要部分结构的截面图；最佳实施本发明的方式[1]将描述第一实施例。
如图1所示，逆变器装置2与商用AC电源1相连。逆变器电路2的输出端与压缩机电机CM相连。
逆变器2由用于对商用AC电源1的电压进行整流的整流电路3；用于使从整流电路3输出电压平滑的平滑电容器，例如电解电容器4和5；通过开启和关闭多个开关元件将经平滑电容器4和5平滑的DC电压转换为三相AC电压的开关电路6；用于降低商用AC电源1电压的变压器7；由变压器7次级侧上的电压操作的控制器8；以及用于检测电机CM转子旋转位置的旋转位置检测传感器9组成。
控制器8以对应于旋转位置检测传感器9检测结果的顺序开启和关闭开关电路6的开关元件。该驱动控制使得开关电路6输出预定频率的三相AC电压。电机CM就由该输出进行操作。
图2到4示出逆变器装置2的详细结构。图2是分解透视图，图3是俯视图，而图4是沿图3的线A-A从箭头方向观察的截面图。
整流电路3、开关电路6、变压器7和控制器8是安置在具有矩形切块部分30a的印刷板30上。用于连接印刷板30上上述电子部件的印刷电路印刷在印刷板30下表面上。切块部分30a具有大致对应于侧向放置电解电容器4和5的情况中所占据的面积。
印刷板30和电解电容器4和5一起包括在外壳10中。电解电容器4和5成圆柱形，并且在其首端具有排气部分4a和5a，用于在内部气压由于周围温度升高，或类似情况下而升高时，排放气体。排气部分4a和5a为了闭合电解电容器4和5的首端而由膜部件制成，每个膜部件具有多个从中心延伸到外围的切口。当电解电容器4和5的内部气压升高时，膜部件就能弹性地变形来开启。由于该开启，在电解电容器4或5的高压气体就得以释放。
从电解电容器4另一端(尾部)拉出引线4b，并从电解电容器5另一端(尾部)拉出引线5b。
该外壳10由矩形底板11；形成在底板11外围上的框架形侧壁12；形成在底板11上的隔板13和14用于将底板11的上表面分隔为第一部位21和第二部位22；以及形成在第一部位21中的印刷板支撑部件15组成。隔板14的一端与隔板13的凹槽13a相配，并且其另一端与侧壁12的凹槽12a相配，因此，夹持了隔板14。
用于存放印刷板30的第一部位21具有大致与印刷板30相同的外形。当印刷板30包括在第一部位21中时，它就得到印刷板支撑部件15的支撑。通过这个支撑，在印刷板30和外壳10底板11之间就保留有间隙。
用于容纳侧向放置的电解电容器4和5的第二部位22具有大致与印刷板30切块部分30a相同的外形。在电解电容器4和5包括在第二部位22中之后，就附加隔板14。隔板14较低部分具有凹槽14a来使电解电容器4的引线4b和电解电容器5的引线5b通过。
引线4b和5b通过隔板14的凹槽14a引导到第一部位21，在第一部位21中大致成直角弯曲，并与印刷板30的印刷电路相连。
在当电解电容器4和5包括在第二部位22中的情况中，在对应于电解电容器4和5的排气部分4a和5a的位置(在排气部分4a和5a与侧壁12内表面之间)配置了空间23。空间23具有使构成排气部分4a和5a的膜部件能弹性变形并开启所需的深度D。
如图5所示，树脂，例如聚氨酯树脂24，填充在印刷板30下表面和外壳10底板11之间的间隙中以及在印刷板30上方达到某一厚度，例如1.6mm或更厚。印刷板30上某些电子部分埋在了聚氨酯树脂24中。
因为聚氨酯树脂24如上进行填充，所以，安置在印刷板30上的电子部分可以避免湿气和灰尘的侵蚀。另外，印刷板30可以电气绝缘。而且，确保印刷板30在外壳10固定。
第二部位22中包括的电解电容器4和5的引线4b和5b通过隔板14的凹槽14a插入到第一部位21中，并且如图6所示埋入在聚氨酯树脂24中。因为引线4b和5b在第一部位21侧上以这种方式保留，所以，具有恒定深度D的空间23总是在排气部分4a和5a与侧壁12内表面之间保持。由于具有恒定深度D的空间23的存在，电解电容器4和5的排气部分4a和5a可以在没有损坏的任何时刻开启来排放高压气体。
具体地说，因为电解电容器4和5侧向放置在外壳10中，所以，就可以降低用于存放外壳10的电子部件盒的高度。因而，就可以减小整个装置的尺寸。
将描述第二实施例。
如图7所示，与侧壁12部分的上端整体形成定位部件25，该侧壁12与电解电容器4和5的排气部分4a和5a相对。
定位部件与电解电容器4和5的周围表面接触，因而限定了电解电容器4和5的浮动和位置偏差。该限定进一步确保了能保持具有恒定深度D的空间23。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
定位部件25可以独立于侧壁12形成，并在需要的时候，附加在侧壁12上。
第三实施例如图8所示，使用了4个电解电容器41、42、43和44来替代电解电容器4和5。在本实施例中，在第二部位22中并排形成用于分别定位电解电容器的凹槽26。凹槽26具有弧形表面，该表面具有与电解电容器圆周表面相同的曲率。凹槽26限定了电解电容器在径向上的移动。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
第四实施例如图9所示，去除了隔板13和14，并且在第二部位中也填充有聚氨酯树脂24。该结构的目的在于将电解电容器4和5固定在外壳10上。
在这种情况下，填充在电解电容器4和5周围的聚氨酯树脂24的量限定为能确保电解电容器4和5的排气部分4a和5a可开启。
更准确地说，如图10中所示，外壳10的底板11上的聚氨酯树脂24厚度设定为从1.6mm到大约电解电容器4和5直径φ的1/3的预定范围中。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
第五实施例如图11所示，盖27与电解电容器4的一端(排气部分4a)相配。因此，在排气部分4a和盖27内底部之间保持了具有恒定深度D的空间23。在电解电容器5的一端(排气部分5a)也有相同的盖27相配。因此，在排气部分5a和盖27内底部之间保持了具有恒定深度D的空间23。
上述具有盖27的电解电容器4和5包括在第二部位22中。
没有配置隔板13和14。不仅在外壳10的第一部位21而且在第二部位22中都填充有聚氨酯树脂24。在第二部位22中填充聚氨酯树脂24的目的是将电解电容器4和5固定在外壳10上。
即使当第二部位22填充有聚氨酯树脂24时，聚氨酯树脂24也没有进入盖27中。在各个盖27内保持了具有恒定深度D的空间23，该空间是排气部分4a和5a开启所需的空间。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
第六实施例如图12所示，在外壳10的侧壁12中形成凹槽12b。电解电容器4和5的首端(排气部分4a和5a)分别放置在凹槽12B中。
没有配置隔板13和14。不仅在外壳10的第一部位21而且在第二部位22中都填充有聚氨酯树脂24。在第二部位22中填充聚氨酯树脂24的目的是将电解电容器4和5固定在外壳10上。
即使当第二部位22填充有聚氨酯树脂24时，因为电解电容器4和5的首端(排气部分4a和5a)放置在凹槽12b上并暴露在外壳外侧，所以，聚氨酯树脂24没有封闭电解电容器4和5的排气部分4a和5a。因为在电解电容器4和5的排气部分4a和5a前面既没有聚氨酯树脂24，也没有侧壁12，所以，就确保有足够的空间允许排气部分4a和5a开启。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
第七实施例如图13所示，在外壳10的内壁12中形成开口12c。电解电容器4和5的首端(排气部分4a和5a)分别与开口12c相配。
没有配置隔板13和14。不仅在外壳10的第一部位21而且在第二部位22中都填充有聚氨酯树脂24。在第二部位22中填充聚氨酯树脂24的目的是将电解电容器4和5固定在外壳10上。
即使当第二部位22填充有聚氨酯树脂24时，因为电解电容器4和5的首端(排气部分4a和5a)与开口12c相配并暴露在外壳外侧，所以，聚氨酯树脂24没有封闭电解电容器4和5的排气部分4a和5a。因为在电解电容器4和5的排气部分4a和5a前面既没有聚氨酯树脂24，也没有侧壁12，所以，就确保有足够的空间允许排气部分4a和5a开启。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
第八实施例如图14所示，在第二部位22中配置了逐渐向侧壁12增高的倾斜构件28。电解电容器4和5安置在倾斜构件28上，因此，在侧壁12和电解电容器4和5之间保持了具有恒定深度D的空间23。
没有配置隔板13和14。不仅在外壳10的第一部位21而且在第二部位22中都填充有聚氨酯树脂24。在第二部位22中填充聚氨酯树脂24的目的是将电解电容器4和5固定在外壳10上。
即使当第二部位22填充有聚氨酯树脂24时，因为电解电容器4和5的首端(排气部分4a和5a)位于倾斜构件28的最高部位，所以，聚氨酯树脂24没有封闭电解电容器4和5的排气部分4a和5a。因而，在电解电容器4和5的排气部分4a和5a前面确保有足够的空间允许排气部分4a和5a开启。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
第九实施例第一步，如图15所示，电解电容器4和5包括在第二部位22中。在这种情况，就在电解电容器4和5的首端(排气部分4a和5a)和侧壁12的内表面之间确保了具有恒定深度D的空间23。
第二步，如图16所示，在空间23中插入模具(jig)40。在这种情况，对模具进行充分按压直到模具40的较低端完全与外壳10底板11接触。模具40的宽度等于空间23的深度D。
第三步，如图17所示，在当模具40与空间23相配的情况下，在第一部位21和第二部位22中填充聚氨酯树脂24。在第二部位22中填充聚氨酯树脂24的目的是将电解电容器4和5固定在外壳10上。
第四步，如图18所示，在已填充的聚氨酯树脂24完全凝固之后，取出模具40。
在取出模具40之后，就提供了不含有聚氨酯树脂24的空间23。换句话说，在电解电容器4和5的排气部分4a和5a前面就确保有足够的空间允许排气部分4a和5a开启。
该实施例的其他结构和功能与第一实施例相同。
在上述实施例中，使用了两个或四个电解电容器作为平滑电容器。然而，电解电容器的数目并没有限制。而且，填充在外壳中的树脂也并不局限于聚氨酯树脂24，而是可以使用另一种类型的树脂。
本发明并不局限于上述实施例，而且，在不改变本发明本质的情况下，还可以进行各种修改。
工业应用性本发明不仅能应用于驱动压缩机电机，还能适用于另一种类型设备的电机。
权利要求
1.一种逆变器装置，其特征在于，包括印刷板；安置在所述印刷板上的整流电路，用于对交流电压整流；至少一个用于使从所述整流电路输出的电压平滑的圆柱形电容器，所述电容器在首端具有排气部分，当内部气压升高时，所述部分就会开启；安置在所述印刷板上的开关电路，用于将经所述电容器平滑的电压转换为交流电压；和外壳，具有用于容纳所述印刷板的第一部位和用于容纳所述侧向放置的电容器的第二部位，并且确保在所述排气部分的前面有让包括在所述第二部位中的电容器排气部分能够开启所需的空间。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括在所述外壳第一部位中以及在所述第一部位中所含有的印刷板上方部分填充的树脂。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括在所述外壳第一部位中以及在所述第一部位中所含有的印刷板上方部分填充有预定厚度的树脂。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳具有矩形底板；环绕在所述底板外围部分上的侧壁；形成在所述底板上的隔板，用于将所述底板的上表面分隔为第一部位和第二部位。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括用于限制包括在所述外壳第二部位中的所述电容器的浮动和位置偏差的定位部件。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括在所述第二部位包括有所述电容器的情况下，在所述外壳的第二部位中填充有树脂。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括与所述电容器首端相配的盖，在其中具有所述电容器排气部分开启所需的空间；和在所述第二部位包括有所述电容器的情况下，在所述外壳的第二部位中填充有树脂。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，为了确保包括在所述第二部位中的电容器排气部分开启所需的空间，所述外壳允许所述电容器的首端暴露在外壳之外。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括配置在所述第二部位中的倾斜构件，用于设定包括在所述第二部位中的电容器首端高于其次端；和在所述第二部位包括有所述电容器的情况下，在所述外壳的第二部位中填充有树脂。
10.一种用于制造如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括下述包括在所述外壳中容纳所述电容器的第一步骤；将模具插入在所述外壳提供的空间中的第二步骤；当插入所述模具的情况下，用树脂填充所述外壳的第三步骤；和在已填充树脂凝固后取出所述模具的第四步骤。
全文摘要
在印刷板(30)上安置有整流电路(3)和开关电路(6)。在外壳(10)中容纳有印刷板(30)和一个或更多的电容器(4,5)。电容器(4,5)在外壳(10)中侧向地放置。
文档编号H02M5/458GK1367950SQ00811217
公开日2002年9月4日 申请日期2000年7月27日 优先权日1999年8月2日
发明者金泽秀俊, 高桥幸伸, 福长英聪 申请人:东芝开利株式会社