电动压缩机的制作方法

1.本公开涉及电动压缩机。


背景技术：

2.电动压缩机具备压缩流体的压缩部、驱动压缩部的电动马达、以及驱动电动马达的变换器。另外，电动压缩机具备收容变换器的金属制的壳体。变换器具有进行开关动作的3相的开关元件。另外，变换器有时具有保持3相的开关元件的树脂制的保持件。保持件固定于壳体。
3.例如日本特开2013-26320号公报所公开的电动压缩机具备保持件，该保持件具有金属制的弹簧构件。弹簧构件将开关元件朝向壳体的散热面按压，从而利用散热面将从开关元件产生的热高效地散热。


技术实现要素：

4.发明所要解决的课题
5.例如，若1个弹簧构件将所有的开关元件朝向散热面按压，则开关元件彼此有可能经由弹簧构件而短路。另外，即使在相对于各开关元件各配置1个弹簧构件的情况下，若开关元件彼此的距离近，则开关元件彼此也有可能经由弹簧构件而短路。但是，如果不设置弹簧构件，则无法将开关元件朝向壳体的散热面按压，因此无法利用散热面将从开关元件产生的热高效地散热。
6.用于解决课题的手段
7.本公开的一个方案的电动压缩机具备：压缩部，所述压缩部构成为压缩流体；电动马达，所述电动马达构成为驱动所述压缩部；变换器，所述变换器构成为驱动所述电动马达；以及金属制的壳体，所述壳体收容所述变换器，所述变换器具有：3相的开关元件，所述3相的开关元件构成为进行开关动作；以及树脂制的保持件，所述保持件保持所述3相的开关元件，所述壳体具有与所述3相的开关元件热耦合的散热面，所述保持件具有将所述3相的开关元件中的位于中央的1相的开关元件朝向所述散热面按压的金属制的弹簧构件，所述保持件利用至少2个紧固连结构件固定于所述壳体，所述3相的开关元件在所述2个紧固连结构件之间排列配置，所述3相的开关元件中的位于两端的2相的开关元件分别仅由所述保持件朝向所述散热面按压，所述位于中央的1相的开关元件由所述保持件和所述弹簧构件朝向所述散热面按压。
附图说明
8.图1是将实施方式中的电动压缩机局部剖开而示出的侧剖视图。
9.图2是将图1的电动压缩机的一部分放大而示出的剖视图。
10.图3是将图1的电动压缩机的一部分放大而示出的剖视图。
11.图4是示出保持件及弹簧构件的俯视图。
12.图5是示出开关元件由保持件保持的状态的剖视图。
具体实施方式
13.以下，根据图1～图5对电动压缩机10的实施方式进行说明。电动压缩机10例如用于车辆空气调节装置。
14.(电动压缩机10的整体结构)
15.如图1所示，电动压缩机10具备壳体11。壳体11具有排出壳体构件12、马达壳体构件13以及变换器外壳14。排出壳体构件12、马达壳体构件13以及变换器外壳14为金属材料制，例如为铝制。因此，壳体11为金属制。排出壳体构件12为筒状。马达壳体构件13与排出壳体构件12连结。马达壳体构件13具有板状的端壁13a和从端壁13a的外周部呈筒状延伸的周壁13b。
16.在马达壳体构件13内收容有旋转轴15。另外，在马达壳体构件13内，收容有通过旋转轴15的旋转进行驱动而压缩作为流体的制冷剂的压缩部16和使旋转轴15旋转而驱动压缩部16的电动马达17。压缩部16及电动马达17在旋转轴15的旋转轴线所延伸的方向即轴线方向上排列配置。电动马达17配置于比压缩部16靠近端壁13a处。在马达壳体构件13内的压缩部16与端壁13a之间形成有收容电动马达17的马达室18。
17.压缩部16例如为涡旋式，可以具有固定于马达壳体构件13内的未图示的固定涡旋件和与固定涡旋件相对配置的未图示的可动涡旋件。
18.电动马达17具有筒状的定子19和配置于定子19的内侧的转子20。转子20与旋转轴15一体地旋转。定子19包围转子20。转子20具有止动接合于旋转轴15的转子芯20a和设置于转子芯20a的未图示的多个永磁体。定子19具有筒状的定子芯19a和卷绕于定子芯19a的马达线圈21。
19.周壁13b具有吸入口13h。吸入口13h在周壁13b中的靠近端壁13a的位置开口。吸入口13h与马达室18连通。在吸入口13h连接有外部制冷剂回路22的第1端。排出壳体构件12具有排出口12h。在排出口12h连接有外部制冷剂回路22的第2端。
20.从外部制冷剂回路22经由吸入口13h吸入到马达室18内的制冷剂通过压缩部16的驱动而被压缩部16压缩，并经由排出口12h向外部制冷剂回路22流出。然后，向外部制冷剂回路22流出了的制冷剂经由外部制冷剂回路22的热交换器及膨胀阀，并经由吸入口13h向马达室18内回流。电动压缩机10及外部制冷剂回路22是车辆空气调节装置23的构成要素。
21.变换器外壳14安装于马达壳体构件13的端壁13a。变换器外壳14具有收容变换器30的变换器收容室14a。因此，壳体11在内部收容有变换器30。压缩部16、电动马达17以及变换器30按该顺序在旋转轴15的轴线方向上排列。
22.如图2及图3所示，变换器外壳14具有外壳主体24和盖构件25。外壳主体24具有板状的外壳端壁24a和从外壳端壁24a的外周部呈圆筒状延伸的外壳周壁24b。盖构件25为板状。盖构件25以封闭外壳周壁24b的开口的状态与外壳主体24连结。变换器收容室14a由外壳主体24及盖构件25划分出。
23.(变换器30的结构)
24.变换器30驱动电动马达17。变换器30具有电路基板31。电路基板31收容在变换器收容室14a内。另外，变换器30具有3相的开关元件40。3相的开关元件40安装于电路基板31。
开关元件40为了驱动电动马达17而进行开关动作。在电路基板31安装有作为u相、v相及w相各自的上臂的构成要素的开关元件40和作为u相、v相及w相各自的下臂的构成要素的开关元件40。因此，在电路基板31安装有6个开关元件40。
25.变换器30具有树脂制的保持件50。保持件50保持3相的开关元件40。保持件50收容在变换器收容室14a内。因此，保持件50收容于壳体11。此外，保持件50也保持作为降低来自外部的输入电流所包含的噪声的滤波元件的未图示的电容器、以及与电容器一起构成滤波电路的未图示的线圈。
26.(保持件50的结构)
27.保持件50具有板状的保持件主体部51。保持件主体部51在俯视时呈大致四边形状，例如为长方形。保持件主体部51具有多个保持凹部52，在各保持凹部52内收容有对应的开关元件40。例如，保持件主体部51具有6个保持凹部52。保持凹部52在保持件主体部51的厚度方向上的第1面511开口。
28.在各保持凹部52的底面开设有引线插通孔52h。引线插通孔52h在厚度方向上贯通保持件主体部51，并在保持件主体部51的厚度方向上的第2面512开口。
29.如图4及图5所示，在俯视保持件主体部51的第1面511时，将与保持件主体部51的厚度方向正交的方向设为第1方向x1。另外，在俯视第1面511时，将与保持件主体部51的厚度方向正交且也与第1方向x1正交的方向设为第2方向y1。
30.6个保持凹部52中的3个保持凹部52在第1面511上在第1方向x1上排列配置于第2方向y1上的靠近第1端的位置。另外，6个保持凹部52中的剩余的3个保持凹部52在第1面511上在第1方向x1上排列配置于第2方向y1上的靠近第2端的位置。
31.有时将6个保持凹部52中的位于第2方向y1上的靠近第1端的位置的3个保持凹部52分别记载为“第1保持凹部53a、第2保持凹部53b及第3保持凹部53c”。第1保持凹部53a、第2保持凹部53b及第3保持凹部53c在第1方向x1上按该顺序依次排列。因此，第2保持凹部53b是在第1方向x1上、第1保持凹部53a、第2保持凹部53b及第3保持凹部53c中的配置于中央的保持凹部52。
32.有时将6个保持凹部52中的位于第2方向y1上的靠近第2端的位置的3个保持凹部52分别记载为“第1保持凹部54a、第2保持凹部54b及第3保持凹部54c”。第1保持凹部54a、第2保持凹部54b及第3保持凹部54c在第1方向x1上按该顺序依次排列。因此，第2保持凹部54b是在第1方向x1上、第1保持凹部54a、第2保持凹部54b及第3保持凹部54c中的配置于中央的保持凹部52。
33.在保持件主体部51的四角分别开设有螺栓插通孔55。4个螺栓插通孔55中的2个螺栓插通孔55位于第2方向y1上的靠近第1端的位置，分别配置于在第1方向x1上夹着保持凹部53a、53b、53c的位置。4个螺栓插通孔55中的剩余的2个螺栓插通孔55位于第2方向y1上的靠近第2端的位置，分别配置于在第1方向x1上夹着保持凹部54a、54b、54c的位置。
34.有时将分别配置于在第1方向x1夹着保持凹部53a、53b、53c的位置的2个螺栓插通孔55记载为“一对螺栓插通孔55a”。另外，有时将分别配置于在第1方向x1夹着保持凹部54a、54b、54c的位置的2个螺栓插通孔55记载为“一对螺栓插通孔55b”。“一对螺栓插通孔55a”例如沿着保持件主体部51的第1长边排列。“一对螺栓插通孔55b”例如沿着保持件主体部51的第2长边排列。
35.第2保持凹部53b在保持凹部53a、53b、53c中与2个螺栓插通孔55a的每一个的距离之差最小。另外，第2保持凹部54b在第1保持凹部54a、第2保持凹部54b及第3保持凹部54c中与2个螺栓插通孔55b的每一个的距离之差最小。
36.在各第2保持凹部53b、54b的底面开设有弹簧收容凹部56。在各弹簧收容凹部56收容有金属制的弹簧构件57。因此，保持件50具有弹簧构件57。弹簧构件57例如是板簧。各弹簧构件57利用螺栓57a安装于对应的弹簧收容凹部56的底面。
37.(关于各开关元件40)
38.如图2及图3所示，在各保持凹部52保持有对应的开关元件40。各开关元件40具有引线部40a。在引线部40a被插通于在保持凹部52内开口的引线插通孔52h的状态下，各开关元件40被保持于保持凹部52。各引线部40a的顶端部与电路基板31电连接。各引线部40a的顶端部例如焊接于电路基板31。
39.如图5所示，在以下的说明中，也有时将分别被保持于第1保持凹部53a、第2保持凹部53b及第3保持凹部53c的3个开关元件40分别记载为“第1开关元件41a、第2开关元件41b及第3开关元件41c”。开关元件41a、41b、41c是上臂的构成要素。另外，在以下的说明中，也有时将分别被保持于第1保持凹部54a、第2保持凹部54b及第3保持凹部54c的3个开关元件40分别记载为“第1开关元件42a、第2开关元件42b及第3开关元件42c”。开关元件42a、42b、42c是下臂的构成要素。此外，在以下的说明中，也有时将作为上臂的构成要素的3个开关元件40汇总记载为“3相的开关元件40”。同样地，也有时将作为下臂的构成要素的3个开关元件40汇总记载为“3相的开关元件40”。第2开关元件41b、42b以与对应的弹簧构件57接触的状态分别被保持于第2保持凹部53b、54b。
40.如图2所示，在各螺栓插通孔55压入有圆筒状的套环构件58。各套环构件58具有轴向上的第1端面和第2端面。第1端面从保持件主体部51的第1面511突出。第2端面从保持件主体部51的第2面512突出。作为紧固连结构件的螺栓60能够插通于各套环构件58的内侧。
41.保持件50以各套环构件58与外壳端壁24a的内表面接触的状态配置于外壳端壁24a。各螺栓60贯通电路基板31并且通过各套环构件58的内侧，贯通外壳端壁24a并拧入于端壁13a。由此，保持件50、电路基板31及外壳主体24被单元化，并安装于端壁13a。因此，保持件50利用至少2个、例如4个螺栓60固定于壳体11。
42.各开关元件40经由绝缘片59而与外壳端壁24a的内表面热耦合。因此，外壳端壁24a的内表面成为与3相的开关元件40热耦合的散热面24c。因此，壳体11具有与3相的开关元件40热耦合的散热面24c。如图3所示，分别被保持于第2保持凹部53b、54b的第2开关元件41b、42b被夹入弹簧构件57与绝缘片59之间。各弹簧构件57以与壳体11分离的状态设置于保持件50。
43.如图5所示，开关元件41a、41b、41c配置在分别通过2个螺栓插通孔55a的内侧的2个螺栓60之间。第2开关元件41b是作为上臂的构成要素的3相的开关元件40中的位于中央的1相。开关元件41a、41b、41c中的位于中央的第2开关元件41b配置于离2个螺栓60中的哪一个都远的位置。
44.第1开关元件41a及第3开关元件41c是作为上臂的构成要素的3相的开关元件40中的位于两端的2相。因此，第1开关元件41a配置于比第2开关元件41b靠近2个螺栓60中的一方(第1螺栓60)的位置。另外，第3开关元件41c配置于比第2开关元件41b靠近2个螺栓60中
的另一方(第2螺栓60)的位置。
45.另外，开关元件42a、42b、42c配置在通过2个螺栓插通孔55b的内侧的2个螺栓60之间。第2开关元件42b是作为下臂的构成要素的3相的开关元件40中的位于中央的1相。开关元件42a、42b、42c中的位于中央的第2开关元件42b配置于离2个螺栓60中的哪一个都远的位置。
46.第1开关元件42a及第3开关元件42c是作为下臂的构成要素的3相的开关元件40中的位于两端的2相。因此，第1开关元件42a配置于比第2开关元件42b靠近2个螺栓60中的一方(第1螺栓60)的位置。另外，第3开关元件42c配置于比第2开关元件42b靠近2个螺栓60中的另一方(第2螺栓60)的位置。
47.并且，各第2开关元件41b、42b由弹簧构件57朝向散热面24c按压。因此，各弹簧构件57将开关元件40朝向散热面24c按压。另外，第1开关元件41a、42a及第3开关元件41c、42c分别仅由保持件50朝向散热面24c按压。
48.(作用)
49.接着，对本实施方式的作用进行说明。
50.来自外部电源的直流电压通过各开关元件40的开关动作而被转换为交流电压。转换后的交流电压作为驱动电压被供给到电动马达17。由此，电动马达17进行驱动，通过伴随于电动马达17的驱动的旋转轴15的旋转，从而压缩部16进行驱动而制冷剂由压缩部16压缩。
51.在保持件50，由于各螺栓60的用于将保持件50固定于马达壳体构件13的端壁13a的紧固连结力，如图2中双点划线l1所示那样产生保持件主体部51中的各螺栓60的周围向马达壳体构件13的端壁13a接近那样的翘曲。因此，3相的开关元件40中的位于两端的第1开关元件41a、42a及第3开关元件41c、42c通过螺栓60的紧固连结力而经由保持件50被朝向散热面24c压靠。因此，第1开关元件41a、42a及第3开关元件41c、42c分别仅由保持件50朝向散热面24c按压。因此，利用散热面24c将从第1开关元件41a、42a及第3开关元件41c、42c产生的热高效地散热。
52.3相的开关元件40中的位于中央的第2开关元件41b、42b难以通过螺栓60的用于将保持件50固定于马达壳体构件13的端壁13a的紧固连结力而经由保持件50被朝向散热面24c压靠。因此，各第2开关元件41b、42b由弹簧构件57朝向散热面24c按压。因此，难以通过螺栓60的用于将保持件50固定于端壁13a的紧固连结力而经由保持件50被朝向散热面24c压靠的各第2开关元件41b、42b由弹簧构件57朝向散热面24c按压。因此，3相的开关元件40中的位于中央的各第2开关元件41b、42b由保持件50和弹簧构件57朝向散热面24c按压。因此，利用散热面24c将从各第2开关元件41b、42b产生的热高效地散热。
53.(效果)
54.在上述实施方式中，能够得到以下的作用效果。
55.(1)3相的开关元件40中的位于两端的2相仅由保持件50朝向散热面24c按压，位于中央的1相由保持件50和弹簧构件57朝向散热面24c按压。
56.在此，3相的开关元件40中的位于两端的开关元件40配置于靠近2个螺栓60中的一方的位置。因此，3相的开关元件40中的位于两端的开关元件40即使未由弹簧构件57朝向散热面24c按压，也容易通过螺栓60的紧固连结力而经由保持件50被朝向散热面24c压靠。因
此，3相的开关元件40中的位于两端的2相分别仅由保持件50朝向散热面24c按压，能够利用散热面24c将从开关元件40产生的热高效地散热。
57.另一方面，3相的开关元件40中的位于中央的开关元件40配置于离2个螺栓60中的哪一个都远的位置。因此，3相的开关元件40中的位于中央的开关元件40难以通过用于将保持件50固定于马达壳体构件13的螺栓60的紧固连结力而经由保持件50被朝向散热面24c压靠。因此，仅将3相的开关元件40中的位于中央的开关元件40利用弹簧构件57朝向散热面24c按压。由此，能够利用弹簧构件57将3相的开关元件40中的难以被朝向散热面24c压靠的开关元件40朝向散热面24c按压。因此，3相的开关元件40中的位于中央的1相由保持件50和弹簧构件57朝向散热面24c按压，能够利用散热面24c将从开关元件40产生的热高效地散热。
58.因此，无需利用弹簧构件57将所有的开关元件40朝向散热面24c按压。因此，例如，能够避免在具备将所有的开关元件40朝向散热面24c按压的1个弹簧构件57的装置中可能产生的、开关元件40彼此的经由弹簧构件57的短路。通过以上，既能够确保开关元件40的绝缘性，又能够将从各开关元件40产生的热高效地散热。
59.(2)为了将所有的开关元件40朝向散热面24c按压，无需相对于所有的开关元件40各配置1个弹簧构件57，因此能够削减部件数量。
60.(变更例)
61.此外，上述实施方式能够如以下那样变更来实施。上述实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
62.○
开关元件40相对于保持件50的排列方式没有特别限定。总之，只要弹簧构件57将3相的开关元件40中的位于中央的开关元件40朝向散热面24c按压即可。
63.○
作为为了将保持件50固定于壳体11而使用的2个紧固连结构件，例如也可以采用压入于壳体11的压入销。总之，用于将保持件50固定于壳体11的紧固连结构件不限于螺栓60。
64.○
例如，也可以通过在端壁13a安装罩构件，从而由端壁13a及罩构件划分出变换器收容室14a。在该情况下，端壁13a中的面向变换器收容室14a的端面被用作与3相的开关元件40热耦合的散热面。
65.○
例如，变换器30也可以相对于壳体11配置于旋转轴15的径向外侧。总之，压缩部16、电动马达17及变换器30也可以不按照该顺序在旋转轴15的轴线方向上排列设置。
66.○
压缩部16不限于涡旋式，例如也可以是活塞式或叶片式等。
67.○
电动压缩机10例如也可以构成为搭载于燃料电池车，利用压缩部16对作为向燃料电池供给的流体的空气进行压缩。