-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Elektrokompressor für einen Kühlkreislauf, der in einer Automobilklimaanlage
eingesetzt wird, um ein Kältemittel
zu verdichten.
-
Die japanische, offengelegte Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nummer 62-12471 und die japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Nummer
2002-5024 beschreiben beide einen Elektrokompressor mit einem Wechselrichter,
der einen an einer äußeren Oberfläche eines
Kompressorgehäuses
angebrachten Elektromotor antreibt, das einen Verdichtungsmechanismus
aufnimmt. Um die von dem Wechselrichter erzeugte Wärme zu bewältigen,
tauscht in der japanischen, offengelegten Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nummer 62-12471 das durch den Elektrokompressor fließende Kältemittel
mit einer niedrigen Temperatur die Wärme durch das Kompressorgehäuse mit
einer Schaltvorrichtung aus, die den Wechselrichter ausbildet. Solch
eine Konstruktion ist vorteilhaft darin, dass ein Mechanismus zum
Kühlen
des Wechselrichters, wie ein Kühler oder
ein Ventilator nicht erforderlich ist.
-
Jedoch beschreibt die japanische
Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nummer 62-12471 nur, dass die Umschaltvorrichtung an der äußeren Oberfläche des
Elektrokompressorgehäuses
angebracht ist, oder diese berührt.
Es gibt keine Offenbarung wie der Wärmeaustauschwirkungsgrad zwischen
dem Kompressorgehäuse
und der Umschaltvorrichtung verbessert werden kann.
-
Wenn der Wechselrichter an dem Kompressor
angebracht ist, ragt ein Teil des Wechselrichters aus dem Kompressorgehäuse nach
außen.
Dies vergrößert den
Elektrokompressor. Der Freiraum ist beschränkt, wenn der Kompressor in
ein Kraftfahrzeug eingebaut wird. Daher muss eine Vergrößerung des Kompressors
vermieden werden. Um den Elektrokompressor kompakt zu halten, muss
die Höhe
des Wechselrichterteils, das aus dem Kompressorgehäuse herausragt,
verringert werden. Unter den in dem Wechselrichter vorhandenen elektrischen
Bauteilen sind eine Vielzahl von großen Elektrolytkondensatoren
in einem Glättungsschaltkreis
eingesetzt. Um die Höhe
des herausragenden Wechselrichterteils zu verringern, muss die Anordnung
der Elektrolytkondensatoren geändert
werden. In dem Stand der Technik jedoch wurde die Anordnung der
Elektrolytkondensatoren nicht ausreichend berücksichtigt.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Elektrokompressor bereit zu stellen, der kompakt
ist und den Wirkungsgrad zum Austauschen der Wärme zwischen der Umschaltvorrichtung
und dem Kompressorgehäuse
erhöht.
-
Um die obige Aufgabe zu lösen stellt
die vorliegende Erfindung einen Elektrokompressor zur Verwendung
in einem Kühlkreislauf
bereit. Der Elektrokompressor hat ein Gehäuse, das eine äußere Oberfläche aufweist,
einen Elektromotor und einen Verdichtungsmechanismus, der in dem
Gehäuse
aufgenommen ist, um durch den Elektromotor angetrieben zu werden.
Ein Wechselrichter ist an der äußeren Oberfläche des
Gehäuses
angebracht, um den Elektromotor anzutreiben. Der Wechselrichter
hat eine Umschaltvorrichtung, die eine wärmeabstrahlende Oberfläche aufweist.
Eine Nut mit einer kleinen Wand ist an der äußeren Oberfläche des
Gehäuses
ausgebildet. Die Umschaltvorrichtung wird in die Nut eingefügt, so dass
die wärmeabstrahlende
Oberfläche
die Wand der Nut berührt.
-
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung
ist ein Elektrokompressor mit einem Gehäuse, das eine zylindrische
Wand mit einer äußeren Oberfläche und
einer Achse aufweist, einem Elektromotor und einem in dem Gehäuse aufgenommenen Verdichtungsmechanismus.
Bei dem Betrieb wird der Verdichtungsmechanismus durch den Elektromotor angetrieben.
Ein Wechselrichter ist an der äußeren Oberfläche der
zylindrischen Wand angebracht, um den Elektromotor anzutreiben.
Der Wechselrichter hat eine Vielzahl von zylindrischen Elektrolytkondensatoren,
von denen jeder eine Achse aufweist. Die Achsen der Elektrolytkondensatoren
sind zueinander parallel und parallel zu der Achse der zylindrischen Wand.
-
Andere Gesichtspunkte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
offensichtlich werden, die im Zusammenhang mit den begleitenden
Zeichnungen genommen wird, die die Grundlagen der Erfindung auf
dem Weg des Beispiels darstellen.
-
Die Erfindung mag zusammen mit ihren
Aufgaben und Vorteilen mit Bezug auf die folgende Beschreibung der
derzeitig bevorzugten Ausführungsformen
zusammen mit den begleitenden Zeichnungen am besten verstanden werden,
bei denen:
-
1 eine
Querschnittsansicht eines Elektrokompressors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
den Elektrokompressor zeigende Seitenansicht ist;
-
3 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 2 ist;
-
4 eine
perspektivische Explosionsansicht ist, die eine Umschaltvorrichtungsbaugruppe des
Elektrokompressors zeigt;
-
5 eine
perspektivische Explosionsansicht ist, die die Elektrolytkondensatoren
des Elektrokompressors zeigt;
-
6 eine
Querschnittsansicht einer Umschaltvorrichtungsbaugruppe in einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und
-
7 eine
Querschnittsansicht einer Umschaltvorrichtungsbaugruppe in einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Ein Elektrokompressor 10 gemäß einer
bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf
die 1 bis 5 diskutiert. Der Elektrokompressor 10 ist
in einem Kühlkreislauf
einer Automobilklimaanlage eingebaut.
-
Mit Bezug auf 1 und 2 weist
der Elektrokompressor 10 ein Kompressorgehäuse 11 auf,
das ein erstes Gehäuseteil 21 und
ein zweites Gehäuseteil 22 hat.
Das erste Gehäuseteil 21,
das aus einem Aluminiumlegierungsguss besteht, weist eine zylindrische
Wand 23 auf. Das zweite Gehäuseteil 22 besteht
ebenfalls aus einem Aluminiumlegierungsguss. Das erste Gehäuseteil 21 und
das zweite Gehäuseteil 22 sind
aneinander gekuppelt, um einen hohlen Abschnitt 24 in dem
Kompressorgehäuse 11 zu
definieren.
-
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist eine Welle 27 drehbar
in dem ersten Gehäuseteil 21 gelagert. Eine
Achse L der Welle 27 stimmt mit einer Achse des Elektrokompressors 10 überein.
Die zylindrische Wand 23 erstreckt sich um die Welle 27,
so das die Achse der zylindrischen Wand 23 mit der Achse
L der Welle 27 übereinstimmt.
-
Ein Elektromotor 25 und
ein Verdichtungsmechanismus 26 sind in dem hohlen Abschnitt 24 aufgenommen.
Der Elektromotor 25 hat einen Stator 25a, der
an einer inneren Oberfläche 23a der
zylindrischen Wand 23 befestigt ist, und einen Rotor 25b, der
von dem Stator 25a radial nach innen auf der Welle 27 angeordnet
ist. Der elektrische Motor 25 dreht die Welle 27 mit
von dem Stator 25a gelieferten Strom.
-
Wie aus 2 ersichtlich ist, weist das erste Gehäuseteil 21 eine
Ansaugöffnung 31 auf.
Das zweite Gehäuseteil 22 weist
eine Abgabeöffnung 32 auf.
Ein äußerer Kühlkreislauf 61,
der einen Kondensator 62 hat, ein Ausdehnungsventil 63 und
einen Verdampfer 64, verbindet die Ansaugöffnung 31 und die
Abgabeöffnung 32.
Der äußere Kühlkreislauf 61 und
der Elektrokompressor 10 bilden den Kühlkreislauf der Automobilklimaanlage.
-
Wie aus 1 ersichtlich ist, hat der Verdichtungsmechanismus 26 eine
feste Schnecke 26a und eine bewegliche Schnecke 26b.
Wenn die Welle 27 dreht, kreist die bewegliche Schnecke 26b relativ
zu der festen Schnecke 26a, um das Kältegas zu verdichten. Dementsprechend
wird Kältegas
mit niedrigem Druck von dem Verdampfer 64 durch die Ansaugöffnung 31 in
dem Verdichtungsmechanismus 26 gezogen, wenn der Elektromotor 25 den
Verdichtungsmechanismus 26 bei niedriger Temperatur antreibt.
Der Verdichtungsmechanismus 26 verdichtet das gezogene
Kältegas,
um Hochtemperatur – Hochdruckkältegas zu erzeugen,
und sendet das Kältegas durch
die Abgabeöffnung 32 zu
dem Kondensator 62.
-
Mit Bezug auf 3 hat das erste Gehäuseteil 21 eine Halterung 36,
die von einem Teil der äußeren Oberfläche 23b der
zylindrischen Wand 23 vorspringt. Die Halterung 36 hat
Seitenwände 37,
die sich zusammen von der äußeren Oberfläche 23b der zylindrischen
Wand 23 erstrecken, und eine Abdeckung 38, die
an der Oberseite der Seitenwände 37 befestigt
ist, um die Öffnung
der Seitenwände 37 abzudecken.
Eine Haltekammer 35 ist in der Halterung 36 definiert.
-
Die Haltekammer 35 weist
eine untere Oberfläche 35a auf,
die ein Teil der äußeren Oberfläche 23b der
zylindrischen Wand 23 ist. Die Haltekammer 35 weist
ebenfalls Seitenoberflächen 35b auf,
die die inneren Oberflächen
der Seitenwände 37 sind.
Mit anderen Worten sind die untere Oberfläche 35a und Seitenoberflächen 35b der
Haltekammer 35 durch Teile des ersten Gehäuseteils 21 definiert.
Die untere Oberfläche 35a in
der Halterung 36 ist entlang der zylindrischen Wand 23 gekrümmt. Die
Haltekammer 35 weist außerdem eine obere Oberfläche 35c auf,
die die innere Oberfläche
der Abdeckung 38 ist. In der Haltekammer 35 verringert
sich der Abstand zwischen der unteren Oberfläche 35a und der oberen Oberfläche 35c bei
dem Mittelabschnitt der Haltekammer 35 und erhöht sich
bei den Umfangsabschnitten auf jeder Seite (linke und rechte Seiten
wie aus 3 ersichtlich)
der Haltekammer 35.
-
Ein Wechselrichter 41, der
den Elektromotor 25 antreibt, ist in der Halterung 36 aufgenommen. Der
Wechselrichter 41 versorgt den Stator 25a des Elektromotors 25 gemäß einem
Befehl von einem Klimaanlagen ECU (nicht gezeigt) mit Strom.
-
Wie aus 3 bis 5 ersichtlich
ist, hat der Wechselrichter 41 eine erste Schaltkreisplatine 42 und
eine zweite Schaltkreisplatine 43, die zur Verwendung in
einem Stromsystem gedacht sind, und eine dritte Schaltkreisplatine 44,
die zur Verwendung in einem Steuersystem gedacht ist. Eine Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70,
ein Kondensator 46 und elektrische Bauteile des Stromsystems,
die einen Wechselrichterschaltkreis (nicht gezeigt) anordnen, wie
zum Beispiel ein Umwandler, sind mit dem der ersten Schaltkreisplatine 42 verbunden.
Die Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 hat eine Vielzahl von
Umschaltevorrichtungen 45 (sechs in der bevorzugten Ausführungsform).
-
Eine Vielzahl von Elektrolytkondensatoren 47 (fünf in der
bevorzugten Ausführungsform),
die elektrische Bauteile des Stromsystems sind und den Wechselrichter
bestimmen, sind an der Ebene 43a der zweiten Schaltkreisplatine 43 befestigt.
Die Elektrolytkondensatoren 47 sind zylindrisch und bestimmen
einen Glättungsschaltkreis.
Der Glättungsschaltkreis
stabilisiert die Batteriespannung, die einem Stromsystemschaltkreis
des Wechselrichters 41 zugeführt wird. Die Elektrolytkondensatoren 47 beanspruchen
viel Freiraum in der Haltekammer 35. Auf diese Weise wird
die zweite Schaltkreisplatine 43 von der ersten Schaltkreisplatine 42 getrennt,
um den beschränkten
Raum in der Haltekammer 35 der Halterung 36 wirkungsvoll
zu nutzen. Ein Antrieb 48, der an der dritten Schaltkreisplatine 44 angebracht
ist, steuert diskontinuierlich die Schaltvorrichtungen 45 gemäß Befehlen
von zum Beispiel dem Klimaanlagen ECU.
-
Wie aus 3 ersichtlich ist, sind relativ große elektrische
Bauteile, wie zum Beispiel die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 und
der Kondensator 46 mit der niedrigen Oberfläche 42a der
ersten Schaltkreisplatine 42 verbunden. Die niedrige Oberfläche 42a der
ersten Schaltkreisplatine 42 ist zu der unteren Oberfläche 35a der
Haltekammer 35 gerichtet. Die dritte Schaltkreisplatine 44 ist
zwischen der ersten Schaltkreisplatine 42 und der Abdeckung 38 in der
Halterung 36 angeordnet. Die erste Schaltkreisplatine 42 und
die dritte Schaltkreisplatine 44 sind in der Halterung 36 in
einer zwischengelagerten Weise angeordnet. Die erste Schaltkreisplatine 42 ist
mit Schrauben (nicht gezeigt) an dem Kompressorgehäuse 11 befestigt.
Die dritte Schaltkreisplatine 44 ist mit Schrauben (nicht
gezeigt) an der ersten Schaltkreisplatine 42 befestigt.
-
Kunstharzgießen, wie zum Beispiel Einspritzgießen wird
durchgeführt,
um die sechs Umschaltvorrichtungen 45 in die Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 einzubauen.
Das Kunstharzgießen wird
durch das Anordnen der Umschaltvorrichtung 45 in zwei Reihen
und Einfüllen
eines verbindenden Kunstharzes 57 in den Zwischenraum zwischen
den Umschaltvorrichtung 45 durchgeführt, um so die Umschaltvorrichtungen 45 zu
verbinden.
-
Die sechs Umschaltvorrichtungen 45 der Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 haben
jede einen Körper 45a und
drei Anschlüsse 45b,
die sich von einem Ende des Körpers 45a erstrecken.
Unter den drei Anschlüssen 45b sind
zwei gebogen. Der übrige
Anschluss 45b erstreckt sich gerade von dem Ende des Körpers 45a.
Wegen dieser Anordnung ist das (nicht gezeigte) Verdrahtungsmuster
der Schaltkreisplatine 42, mit der die fernen Abschnitte
der Anschlüsse 45b verbunden
sind, nicht dicht.
-
Die sechs Umschaltvorrichtungen 45 sind
in zwei Reihen in der Längsrichtung
der Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 angeordnet.
-
Die gebogenen Anschlüsse 45b der
Umschaltvorrichtung 45 in jeder Reihe sind in der Längsrichtung
ausgerichtet. Der gerade Anschluss 45b ist zwischen den
gebogenen Anschlüssen 45b in
jeder Umschaltvorrichtung 45 angeordnet.
-
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 das
Bauteil, das am meisten aus der ersten Schaltkreisplatine 42 herausragt.
Wenn ein aus der ersten Schaltkreisplatine 42 herausragendes
Bauteil in dem Mittelabschnitt der Halterung 36 angeordnet
ist, wo der Abstand zwischen der unteren Oberfläche 35a und der oberen Oberfläche 35c der
Haltekammer 35 klein ist, muss der Abstand zwischen der
niederen Oberfläche 42a der
ersten Schaltkreisplatine 42 und der äußeren Oberfläche der
zylindrischen Wand 23 erhöht werden. Dies vergrößert die
Halterung 36, die im Gegenzug den Elektrokompressor 10 in
radialer Richtung vergrößert (das
heißt
in der Richtung rechtwinklig zu der Achse L).
-
In der bevorzugten Ausführungsform
jedoch ist die Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 mit der ersten
Schaltkreisplatine 42 in dem Umfangsabschnitt (linke Seite
wie aus 3 ersichtlich
ist) verbunden, wo der Abstand zwischen der unteren Oberfläche 35a und
der oberen Oberfläche 35c der
Haltekammer 35 groß ist.
Diese Anordnung der Umschaltvorrichtungsbaugruppe 70 ermöglicht,
dass die erste Schaltkreisplatine 42 in der Nähe der zylindrischen Wand 23 angeordnet
wird. Als Ergebnis kann die Größe der Halterung 36 verringert
werden, und der Elektrokompressor 10 kann kompakter gemacht
werden.
-
Die Anordnung der Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70,
die ein vorspringendes Bauteil ist, in einer Seite der Haltekammer 35 stellt
einen relativ großen
Freiraum von dem mittleren Abschnitt der Haltekammer 35 zu
der anderen Seite (rechts wie aus 3 ersichtlich
ist) der Haltekammer 35 zwischen der ersten Schaltkreisplatine 42 und
der unteren Oberfläche 35a der
Haltekammer 35 bereit. In diesem Freiraum sind die Elektrolytkondensatoren 47 in
einer Reihe in der Umfangsrichtung der zylindrischen Wand 23 angeordnet,
die viel Platz verbrauchen. Dementsprechend ermöglicht die Anordnung der Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 an
einer Seite des Halters 36 nicht nur, dass die Größe des Elektrokompressors 10 in
der radialen Richtung verringert wird, sondern ermöglicht ebenfalls
eine wirkungsvolle Verwendung des Freiraums in dem Halter 36.
-
Wie aus 3 und 5 ersichtlich
ist, ist die Ebene 43a der zweiten Schaltkreisplatine 43 rechtwinkelig
zu der Achse L des Kumpressorgehäuses 11.
Als Ergebnis sind die Achsen der parallelen Elektrolytkondensatoren 47 parallel
zu der Achse L des Kompressorgehäuses 11.
-
Die zweite Schaltkreisplatine 43 weist
eine flache Oberfläche
und einen gebogenen Abschnitt bei der Mitte auf, entsprechend der
unteren Oberfläche 35a der
Haltekammer 35. Die fünf
Elektrolytkondensatoren 47 sind auf eine Weise mit der
zweiten Schaltkreisplatine 43 verbunden, dass sie eine
Linie bilden, die in der Mitte gebogen ist, um so der Krümmung der
unteren Oberfläche 35a zu
folgen.
-
Ein Kunstharzkondensatorhalter 49 fixiert
die fünf
Elektrolytkondensatoren 47 an das Kompressorgehäuse 11.
Der Kondensatorhalter 49 hat fünf Halteabschnitte 49a,
um die fünf
Elektrolytkondensatoren 47 zu halten. Der Kondensatorhalter 49 ist
so ausgebildet, dass die durch die Halteabschnitte 49a definierte
Linie in der Mitte gebogen ist, entsprechend der gebogenen Linie
der Elektrolytkondensatoren 47.
-
Wenn die Elektrolytkondensatoren 47 in
dem Halteabschnitt 49a gehalten sind, wird der Kondensatorhalter 49 durch
Schrauben 60 (siehe 5)
an dem Kompressorgehäuse 11 befestigt.
Dies hält
die Elektrolytkondensatoren 47 zwischen dem Kondensatorhalter 49 und
der unteren Oberfläche 35a der Haltekammer 35.
-
Eine Kunstharzfolie 50 ist
an der unteren Oberfläche 35a der
Haltekammer 35 angeordnet, um die untere Oberfläche 35a von
dem Kondensator 46 und dem Elektrolytkondensatoren 47 zu
trennen. Die Folie 50 kann aus Gummi hergestellt werden,
so lange sie überragende
elastische und wärmeaufnehmende
Eigenschaften aufweist. Der Kondensator 46 und die Elektrolytkondensatoren 47 berühren nämlich die
untere Oberfläche 35a der
Haltekammer 35 mittels der Folie 50.
-
Wie aus 3 und 4 ersichtlich
ist, ist eine Nut 51 in der äußeren Oberfläche 23b der
zylindrischen Wand 23 des Kompressorgehäuses 11 in der Haltekammer 35 ausgebildet.
Genauer definieren eine erste Wand 52 und eine zweite Wand 53,
die parallel zu der Achse L sind, die Nut 51. Die Seitenwand 37 des
Halters 36, die nahe der Umschaltevorrichtung 45 angeordnet
ist, dient als erste Wand 52. Die zweite Wand 53 erstreckt
sich von der äußeren Oberfläche 23b der
zylindrischen Wand 23 in dem Halter 36. Ein Teil
der äußeren Oberfläche 23b der
zylindrischen Wand 23 (untere Oberfläche 35a der Haltekammer 35)
wirkt als untere Oberfläche 51a der
Nut 51, die die erste Wand 52 und die zweite Wand 53 verbindet.
-
Wie aus 4 ersichtlich ist, ist eine innere Oberfläche 52a der
ersten Wand 52 zu einer inneren Oberfläche 53a der zweiten
Wand 53 in der Nut 51 gerichtet. Die innere Oberfläche 52a und 53a der
ersten und zweiten Wände 52 und 53 sind
relativ zu einer vertikalen Linie S geneigt, die rechtwinkelig zu
einer horizontalen Ebene ist, die sich durch die Achse L der Welle 27 erstreckt,
wie aus 3 ersichtlich
ist.
-
Die Umschaltevorrichtungen 45 weisen
alle eine wärmeabstrahlende
Oberfläche 45c auf,
die zu der zugeordneten inneren Oberfläche 52a oder 53a der
Nut 51 gerichtet ist. Mit anderen Worten weist die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 sechs
wärmeabstrahlende
Oberflächen 45c auf,
drei auf jeder Seite der Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 (4).
-
Die wärmeabstrahlende Oberfläche 45c ist die
Oberfläche
des Körpers 45a von
dem ein leitender Abschnitt eines Transistors, der die Umschaltevorrichtung 45 ausbildet,
freigelegt ist. Der leitende Abschnitt ist in jeder wärmeabstrahlenden
Oberfläche 45c in 4 eingekreist.
-
Wenn die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 in
der Nut 51 aufgenommen ist, berührt die wärmeabstrahlende Oberfläche 45c jeder
Umschaltevorrichtung 45 die entsprechende innere Oberfläche 52a oder 53a der
Nut 51. Genauer berühren
in der Reihe der drei Umschaltevorrichtungen 45, die näher bei der
ersten Wand 52 sind, die wärmeabstrahlenden Oberflächen 45c die
innere Oberfläche 52a der
ersten Wand 52. Außerdem
berühren
in der Reihe der drei Umschaltevorrichtungen 45, die näher an der zweiten
Wand 53 sind, die wärmeabstrahlenden Oberflächen 45c die
innere Oberfläche 53a der
zweiten Wand 53.
-
Eine elastische Folie 54 ist
zwischen den wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 und den inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 angeordnet. Die elastische Folie 54 ist
aus Gummi oder Kunstharz hergestellt. Außerdem weist die Folie 54 eine überlegene
Wärmeleitungseigenschaft
auf.
-
Wenn die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 in
der Nut 51 aufgenommen ist, wird eine flache Befestigungsscheibe 45 an
dem Kompressorgehäuse 11 befestigt,
um die Öffnung
der Nut 51 zu bedecken. Die Befestigungsscheibe 55 funktioniert
als Befestigungsteil und Druckanwendungskörper.
-
Die niedere Oberfläche der
Befestigungsscheibe 55 (wie aus 3 ersichtlich ist) drückt die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 in
eine Richtung parallel zu der vertikalen Linie S. Wie oben beschrieben
wurde, sind die wärmeabstrahlenden Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtung 45 und die inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 relativ zu der vertikalen Linie S geneigt. Dementsprechend
werden die wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 stark durch die Folie 54 gegen
die Oberfläche 52a und 53a der
Nut 51 gedrückt,
wenn die Befestigungsscheibe 55 die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 in
der Richtung parallel zu der vertikalen Linie S drückt. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
wirkt die Befestigungsscheibe 55, um die Umschaltevorrichtungen 45 gegen
die inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 zu drücken.
-
Wie aus 4 ersichtlich ist, erstrecken sich eine
Vielzahl von Einfügelöchern 55a durch
die Befestigungsscheibe 55. Die Anschlüsse 45b der Umschaltevorrichtungen 45 werden
durch die entsprechende Einfügelöcher 55a eingefügt. Dann
wird die Befestigungsscheibe 55 durch Schrauben 58 an
dem Kompressorgehäuse 11 befestigt.
Nachdem die erste Schaltkreisplatine 42 an dem Kompressorgehäuse 11 befestigt
wurde, werden die aus den Einfügelöchern 55a der
Befestigungsscheibe 55 herausragenden Anschlüsse 45b verlötet.
-
Mit Bezug auf 1 bis 3 tritt
ein Kältegasdurchtritt 33 bei
der Nut 51 in das Kompressorgehäuse 11, der die Ansaugöffnung 31 mit
dem Verdichtungsmechanismus 26 verbindet. Genauer ist der Kältegasdurchtritt 33 durch
die innere Oberfläche 23a der
zylindrischen Wand 23 und die äußere Oberfläche des Stators 25a des
Elektromotors 25 bei einer der Nut 51 entsprechenden
Position definiert. Der Kältegasdurchtritt 33 erstreckt
sich parallel zu der Achse L der Welle 27.
-
Das Kältegas mit niederer Temperatur,
das von der Ansaugöffnung 31 zu
dem Verdichtungsmechanismus 26 gerichtet ist, fließt durch
den Kältegasdurchtritt 33,
um die Umschaltevorrichtungen 45 abzukühlen. Ein Wärmeaustausch zwischen den Umschaltevorrichtungen 45 und
der kühleren
Zylinderwand 23 wird hauptsächlich bei Positionen durchgeführt, bei
denen die wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 die entsprechenden inneren Oberflächen 52a und 53a der Nut 51 berühren.
-
Die bevorzugte Ausführungsform
weist die im folgenden beschriebenen Vorteile auf.
-
- (1) Die Nut 51 wird in der äußeren Oberfläche 23b des
Kompressorgehäuses 11 ausgebildet.
Mit anderen Worten werden die unteren Oberflächen 51a und inneren
Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 durch das Kompressorgehäuse 11 bereitgestellt,
dessen Temperatur niedrig ist. Dementsprechend kühlt das Kompressorgehäuse 11 die
Umschaltevorrichtungen 45 leichter als im Vergleich zu,
zum Beispiel, wenn die Umschaltevorrichtungen 45 außerhalb
der Nut 51 angeordnet sind. Dies verbessert den Wärmeaustauschwirkungsgrad
zwischen der Umschaltevorrichtung 45 und dem Kompressorgehäuse 11 im
Vergleich zu dem Wärmeaustausch
der zum Beispiel in der japanischen offengelegten Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nummer 62-12471 beschrieben ist. Außerdem kühlt dies den Wechselrichter 41 auf
eine bevorzugte Weise, verbessert die Lebensdauer des Wechselrichters 41 und
stabilisiert den Betrieb des Wechselrichters 41.
- (2) Die Befestigungsscheibe 55, die mit dem Kompressorgehäuse 11 verbunden
ist, drückt
die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 gegen die inneren
Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51. Als Ergebnis kommen die wärmeabstrahlenden Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 in nahen Kontakt mit den entsprechenden
inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51. Dies verbessert den Wärmeaustauschwirkungsgrad zwischen
den Umschaltevorrichtungen 45 und dem Kompressorgehäuse 11.
- (3) Im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Nut 51 für jede Umschaltevorrichtung 45 bereitgestellt
ist, verringert die Aufnahme der Umschaltevorrichtungen 45 in
einer einzelnen Nut 51 die Herstellungskosten des Kompressorgehäuses 11.
- (4) Die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70, die aus
der Einheit der Umschaltevorrichtungen 45 ausgebildet ist,
wird in die Nut 51 eingefügt. Dementsprechend sind die
Umschaltevorrichtungen 45 in der Nut 51 zur selben
Zeit eingefügt,
wie die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70. Dies vereinfacht
den Zusammenbau des Elektrokompressors 10.
- (5) Die inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 sind relativ zu den vertikalen Linien S der Nut 51 geneigt,
so das der Abstand zwischen den inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 sich verringert, wenn die untere Oberfläche 51a der Nut 51 näher wird.
Dementsprechend geraten die wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 in nahen Kontakt mit den entsprechenden
inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51, als ob ein Keil in das Kompressorgehäuse eingefügt ist.
Dies verbessert außerdem den
Wärmeaustauschwirkungsgrad
zwischen der Umschaltevorrichtung 45 und dem Kompressorgehäuse 11.
- (6) Die elastische Folie 54 ist zwischen den wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 und den entsprechenden inneren
Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 angeordnet. Dementsprechend nimmt eine elastische
Verformung der Folie 54 Abmessungsunterschiede auf und
verbessert die Berührung
zwischen den wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 und der entsprechenden inneren
Oberfläche 52a und 53a der
Nut 51. Außerdem
erhöht
die verbesserte Wärmeleitung
der Folie 54 den Wärmeaustauschwirkungsgrad
zwischen den Umschaltevorrichtungen 45 und dem Kompressorgehäuse 11.
Die elastische Folie 54 schützt ebenfalls die Umschaltevorrichtungen 45 vor
Stößen oder Ähnlichem,
die auf das Kompressorgehäuse 11 angewendet
werden.
- (7) In dem Kompressorgehäuse 11 tritt
der Kältegasdurchtritt 33,
der den Niedrigdruckseite des äußeren Kühlungskreislauf 61 (die
Seite in der der Verdampfer 64 angeordnet ist) mit dem
Verdichtungsmechanismus 26 verbindet, bei der Nut 51 durch.
Dementsprechend kühlt
das Kältegas
niedriger Temperatur, das bei dem Nut 51 durchtritt, wirkungsvoll
die Umschaltevorrichtungen 45.
- (8) Der Wechselrichter 41 ist in der Haltekammer 35 des
Kompressorgehäuses 11 gehalten.
Die untere Oberfläche 35a und
Seitenoberfläche 35b der
Haltekammer 35 sind Teil des Kompressorgehäuses 11.
Dies verringert die Anzahl der Bauteile im Vergleich dazu, wenn
eine Halterung getrennt von dem Kompressorgehäuse 11 vorbereitet
wird (z.B., wenn der Wechselrichter 41 in einem Gehäuse gehalten
wird, und das Gehäuse
an dem Kompressorgehäuse 11 angebracht
wird). Außerdem
ist der Wechselrichter 41 durch das Kompressorgehäuse 11 umgeben,
das eine hohe Steifigkeit aufweist. Dies ist wirkungsvoll, um den Wechselrichter
vor äußeren Stößen zu schützen.
- (9) Die elastische Folie 50 trennt die Elektrolytkondensatoren 47 und
den Kondensator 46 von der unteren Oberfläche 35a der
Haltekammer 35. Dementsprechend nimmt eine elastische Verformung
der Folie 50 Abmessungsunterschiede auf und verbessert
den Kontakt der Elektrolytkondensatoren 47 und des Kondensators 46 gegen
die untere Oberfläche 35a der
Haltekammer 35. Außerdem
erhöht
die Verbesserung der Wärmeleitung
der Folie 50 den Wärmeaustauschwirkungsgrad
der Kondensatoren 46 und 47 mit dem Kompressorgehäuse 11.
Die elastische Folie 50 schützt ebenfalls die Kondensatoren 46 und 47 vor
Stößen oder Ähnlichem,
die auf das Kompressorgehäuse 11 angewendet
werden.
- (10) Die Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 ist mit
der ersten Schaltkreisplatine 42 verbunden, nachdem die
Umschaltevorrichtungsbaugruppe 70 in der Nut 51 angeordnet
wurde. Dementsprechend werden Abmessungsunterschiede von jedem Abschnitt
aufgenommen und die wärmeabstrahlenden Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 kommen durch das Anpassen der Einfügung der
Anschlüsse 45b der
Umschaltevorrichtungen 45 für die erste Schaltekreisplatine 42 in
nahen Kontakt mit den entsprechenden inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51. Dies verbessert außerdem den Wärmeaustauschwirkungsgrad
zwischen den Umschaltevorrichtungen 45 und dem Kompressorgehäuse 11.
- (11) Die Achsen M der Elektrolytkondensatoren 47 sind
parallel zueinander und zu der Achse L der Welle 27 (zylindrische
Wand 23). Zum Beispiel ist die vorspringende Höhe des Wechselrichters 41 (Halterung 36)
der zylindrischen Wand 23 verringert, im Vergleich dazu,
werden die Achsen M der Elektrolytkondensatoren 47 in einer
Richtung rechtwinkelig zu der Achse L der zylindrischen Wand angeordnet
sind, oder wenn die Elektrolytkondensatoren 47 nicht in
der selben Richtung angeordnet sind. Auf diese Weise muss der Elektrokompressor 10 in
radialer Richtung nicht vergrößert werden.
- (12) Die Elektrolytkondensatoren 47 sind in einer Reihe
entlang der äußeren Oberfläche 23b der zylindrischen
Wand 23 angeordnet. Dementsprechend ist die vorspringende
Höhe des
Wechselrichters 41 (Halterung 36) von der zylindrischen Wand 23 verringert,
im Vergleich dazu, wenn zum Beispiel die Elektrolytkondensatoren 47 in
einer gestapelten Weise angeordnet werden.
- (13) Die Elektrolytkondensatoren 47 werden zwischen
dem Kondensatorhalter 49 und der zylindrischen Wand 23 gehalten.
Mit anderen Worten fixiert der Kondensatorhalter 49 die
Elektrolytkondensatoren 47 an das Kompressorgehäuse 11. Wenn
im Vergleich dazu die Elektrolytkondensatoren zum Beispiel indirekt
mit der zweiten Schaltkreisplatine 43 an dem Kompressorgehäuse befestigt
sind, ist das Befestigen der Elektrolytkondensatoren 47 an
dem Kompressorgehäuse 11 gesichert.
Dies verbessert den Schwingungswiderstand der Elektrolytkondensatoren 47.
Auf diese Weise ist der Elektrokompressor 10 der bevorzugten
Ausführungsform
ausgesprochen wünschenswert
unter schwierigen Schwingungsbedingungen, wie zum Beispiel in einem
Kraftfahrzeug.
- (14) Die Elektrolytkondensatoren 47 sind mit der zweiten
Schaltkreisplatine 43 verbunden, die von der ersten Schaltkreisplatine 42 getrennt
ist. Durch das Trennen der zweiten Schaltkreisplatine 43 von
der ersten Schaltkreisplatine 42, wird die Freiheit der
Anordnung für
die zweite Schaltkreisplatine 43 in dem Kompressorgehäuse 11 erhöht. Mit
anderen Worten wird die Freiheit für die Anordnung der Elektrolytkondensatoren 47 erhöht.
- (15) Die Elektrolytkondensatoren 47 sind zwischen der
ersten Schaltkreisplatine 42 und der zylindrischen Wand 23 angeordnet.
Wegen dem Unterschied in den Formen der ersten Schaltkreisplatine 42,
die flach ist, und der zylindrischen Wand 23, die gekrümmt ist,
ist es schwierig elektrische Bauteile in dem Zwischenraum zwischen der
ersten Schaltkreisplatine 42 und der zylindrischen Wand 23 anzuordnen.
In der bevorzugten Ausführungsform
jedoch sind Elektrolytkondensatoren 47 auf eine geeignete
Weise in dem Zwischenraum entlang der äußeren Oberfläche 23b der
zylindrischen Wand 23 angeordnet. Die Anordnung der Elektrolytkondensatoren
in einem Zwischenraum zwischen der ersten Schaltkreisplatine 42 und
der zylindrischen Wand 23, die in anderer Weise toter Raum
sein würde,
ist ausgesprochen wirkungsvoll um die Höhe zu verringern, die der Wechselrichter 41 von
der zylindrischen Wand 23 vorspringt.
-
Es sollte für Fachleute offensichtlich
sein, dass die vorliegende Erfindung auf viele andere spezifische
Arten ausgeführt
werden kann, ohne von dem Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere
sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung in den
folgenden Formen ausgeführt
sein kann.
-
Wie aus 6 ersichtlich ist, kann die Nut 51 so
ausgebildet sein, dass ihre gegenüberstehenden inneren Oberflächen 52a und 53a zueinander
parallel sind. In diesem Fall sind die wärmeabstrahlenden Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 in der Umschaltevorrichtungsbaugruppe 71 parallel
zu der vertikalen Linie S.
-
Wie aus 7 ersichtlich ist, kann eine dritte Wand 59 zwischen
der ersten Wand 52 und der zweiten Wand 53 angeordnet
sein. In diesem Fall weist das Kompressorgehäuse 11 zwei Nuten 51 auf.
Drei der Umschaltevorrichtungen 45 sind in jeder der Nuten 51 angeordnet.
Eine Umschaltevorrichtungsbaugruppe 72, die durch das Einbauen
von drei Umschaltevorrichtungen 45A in eine Umschaltevorrichtungsbaugruppe 72 mit
Kunstharz ausgebildet ist, wird in jede Nut 51 eingefügt.
-
Bei den Ausführungsformen der 1 bis 7 kann die zwischen den wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 und den inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 angeordnete Folie 54 entfernt werden. Außerdem können die
wärmeabstrahlenden
Oberflächen 45c der
Umschaltevorrichtungen 45 in direkte Berührung mit
den entsprechenden inneren Oberflächen 52a und 53a der
Nut 51 kommen.
-
Anstatt die Reihe der Elektrolytkondensatoren 47 in
der Mitte zu biegen, kann die Reihe der Elektrolytkondensatoren 47 linear
sein.
-
Die Elektrolytkondensatoren 47 können aufeinander
gestapelt sein.
-
Bei den Ausführungsformen der 1 bis 7 kann der Kondensatorhalter 49 entfernt
werden und die zweite Schaltkreisplatine 43 kann durch
Schrauben an dem Kompressorgehäuse 11 oder
den anderen Schaltkreisplatinen 42 oder 44 befestigt
sein. Mit anderen Worten können
die Elektrolytkondensatoren 47 durch die zweite Schaltkreisplatine 43 indirekt
mit dem Kompressorgehäuse 11 verbunden
sein. Dies würde
die Anzahl der Bauteile verringern.
-
Bei den Ausführungsformen der 1 bis 7 kann die zweite Schaltkreisplatine 43 entfernt
und Drähte
können
direkt mit den Elektrolytkondensatoren 47 verbunden werden.
Bei diesem Fall können die
Elektrolytkondensatoren 47 leicht an dem Kompressorgehäuse 11 angebracht
werden, indem die Elektrolytkondensatoren zuvor mit Kunstharz zusammengefasst
werden.
-
Bei den Ausführungsformen der 1 bis 7 können
zusätzlich
zu der Ebene 43a der zweiten Schaltkreisplatine 43 die
Elektrolytkondensatoren 47 auf der Ebene auf der anderen
Seite der zweiten Schaltkreisplatine 43 angeordnet werden.
-
Die vorliegende Erfindung kann auf
einen Elektrokompressor angewendet werden, bei dem der Elektromotor
von dem Verdichtungsmechanismus getrennt ist. Bei diesem Fall ist der
Wechselrichter in dem Kompressorgehäuse angeordnet, das den Verdichtungsmechanismus
aufnimmt.
-
Die vorliegende Erfindung kann auf
einen Elektrokompressor angewendet werden, bei dem der Elektromotor
und Verdichtungsmechanismus in verschiedenen Kompressorgehäusen angeordnet
sind. Bei diesem Fall kann der Wechselrichter in dem Kompressorgehäuse angeordnet
sein, das den Elektromotor aufnimmt, oder in einem Kompressorgehäuse, das
den Verdichtungsmechanismus aufnimmt.
-
Die vorliegende Erfindung kann in
einem sogenannten Hybridkompressor ausgeführt werden, der eine Automobilantriebsquelle
oder einen Motor wie zum Beispiel einen anderen Kompressor als Antriebsquelle
verwendet.
-
Der Verdichtungsmechanismus 26 muss nicht
ein Schneckenbauartmechanismus sein, sondern kann ein Kolbenbauart,
Flügelradbauart
oder Spiralbauartenmechanismus sein.
-
Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sind als darstellend und nicht einschränkend zu berücksichtigen,
und die Erfindung ist nicht auf hierin gegebenen Details beschränkt, sondern
kann innerhalb des Bereichs und der Gleichheit der angehängten Ansprüche abgeändert werden.
-
Ein Elektrokompressor der kompakt
ist, und die durch seinen Wechselrichter entstehende Wärmewirkung
voll austauscht. Der Kompressor hat ein Gehäuse, einen Elektromotor und
einen Verdichtungsmechanismus, der in dem Gehäuse aufgenommen ist. Der Verdichtungsmechanismus
wird durch den Elektromotor angetrieben, um ein Kältemittel
zu verdichten. Der Wechselrichter ist an der äußeren Oberfläche des
Gehäuses
angebracht, um den Elektromotor anzutreiben. Der Wechselrichter
hat eine Umschaltevorrichtung, die eine wärmeabstrahlende Oberfläche aufweist.
Eine Nut ist in der äußeren Oberfläche des
Gehäuses
ausgebildet. Die Umschaltevorrichtung ist in die Nut eingefügt, so dass
die wärmeabstrahlende
Oberfläche
die Wand der Nut berührt,
um die Wärme
wirkungsvoll mit dem Kompressorgehäuse auszutauschen.