DE112018005563T5

DE112018005563T5 - Wechselrichtervorrichtung und elektrischer Verdichter

Info

Publication number: DE112018005563T5
Application number: DE112018005563.9T
Authority: DE
Inventors: Yuji Sasaki; Hirofumi Horiuchi; Jun Takizawa; Eiji Takamura; Teruyuki Wada
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-06-25
Also published as: US20200390000A1; JPWO2019098088A1; CN111543000B; US11375643B2; JP6872036B2; WO2019098088A1; CN111543000A

Abstract

Eine Wechselrichtereinheit umfasst eine Schaltungsplatine (31), die eine Leistungsvorrichtung und einen Kondensator, die eine Wechselrichterschaltung bilden und an einer Vorderfläche vorgesehen sind, und einen Freilegungsbereich hat, der an einer Hinterfläche vorgesehen ist, eine Unterhülle (33), die mit einer Freilegungsöffnung zum Freilegen des Freilegungsbereichs vorgesehen ist und eine umgebende Zone des Freilegungsbereichs stützt, und eine Oberhülle (32), die mit einem gegen die Vorderfläche der Schaltungsplatine gedrückten und die Schaltungsplatine in Richtung der Unterhülle drückenden Rippenaufbau vorgesehen ist und die Unterhülle daran angebracht hat. Die Schaltungsplatine ist zwischen der Oberhülle und der Unterhülle angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung bezieht sich auf eine Wechselrichtervorrichtung und einen elektrischen Verdichter.
Stand der Technik
Das Patentdokument 1 und das Patentdokument 2 offenbaren elektrische Verdichter nach Wechselrichterbauart. Der elektrische Verdichter des Patentdokuments 1 umfasst ein Gehäuse, in das ein Elektromotor und ein Verdichtungsmechanismus eingebaut sind. Ein Wechselrichterunterbringungsabschnitt ist in einem Außenumfang des Gehäuses vorgesehen. Eine Wechselrichtervorrichtung ist in dem Wechselrichterunterbringungsabschnitt angeordnet. Die Wechselrichtervorrichtung wandelt einen von einer Hochspannungsleistungsquelle gelieferten Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom um. Ferner liefert die Wechselrichtervorrichtung einen Dreiphasenwechselstrom an den Elektromotor. Der elektrische Verdichter des Patentdokuments 2 hat einen Verdichtungsmechanismus, einen Elektromotor, der den Verdichtungsmechanismus antreibt, und eine Wechselrichtersteuervorrichtung, die den Elektromotor steuert. Diese Vorrichtungen sind integriert. Die Wechselrichtersteuervorrichtung umfasst eine Steuerplatine und eine Leistungsplatine.
Zitierungsliste
Patentdokumente

[Patentdokument 1] japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-235965
[Patentdokument 2] japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-89525

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Elektrische Komponenten, die eine Wechselrichtervorrichtung bilden, erzeugen Wärme. Es gibt Fälle, bei denen Leistungen der elektrischen Komponenten beeinflusst werden, wenn die Temperaturen der elektrischen Komponenten steigen. Demgemäß wird eine Befähigung zum Abgeben von durch eine Wechselrichtervorrichtung erzeugter Wärme, das heißt Wärmeabfuhr, einer Wechselrichtervorrichtung bei Konstruktion einer Wechselrichtervorrichtung als wichtig erachtet.
Hier wird die Offenbarung eine Wechselrichtervorrichtung und einen elektrischen Verdichter beschreiben, bei denen eine Wärmeabfuhr verbessert werden kann.
Lösung des Problems
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung ist eine Wechselrichtervorrichtung vorgesehen, die eine Schaltungsplatine, die dazu gestaltet ist, eine an einer Vorderfläche vorgesehene Wechselrichterschaltung zu haben und einen an einer Hinterfläche vorgesehenen Wärmeabfuhrabschnitt zu haben, einen ersten Hüllenabschnitt, der dazu gestaltet ist, mit einem Öffnungsabschnitt zum Freilegen des Wärmeabfuhrabschnitts vorgesehen zu sein und eine umgebende Zone des Wärmeabfuhrabschnitts zu stützen, und einen zweiten Hüllenabschnitt umfasst, der dazu gestaltet ist, mit einem gegen die Vorderfläche der Schaltungsplatine gedrückten und die Schaltungsplatine in Richtung der Seite des ersten Hüllenabschnitts drückenden Rippenaufbau vorgesehen zu sein und den ersten Hüllenabschnitt daran angebracht zu haben.
Die Schaltungsplatine ist zwischen dem ersten Hüllenabschnitt und dem zweiten Hüllenabschnitt angeordnet.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Offenbarung werden eine Wechselrichtervorrichtung und ein elektrischer Verdichter beschrieben, bei denen eine Wärmeabfuhr verbessert werden kann.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau eines elektrischen Verdichters darstellt.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Anbringungsaufbau einer Wechselrichtereinheit darstellt.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Innenaufbau der Wechselrichtereinheit darstellt.

Der Teil (a) von 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Schaltungsplatine von einer Vorderseite gesehen. Der Teil (b) von 4 ist eine perspektivische Ansicht der Schaltungsplatine von einer Rückseite gesehen.
Der Teil (a) von 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Oberhülle von der Vorderseite gesehen. Der Teil (b) von 5 ist eine perspektivische Ansicht der Oberhülle von der Rückseite gesehen.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau einer Eingangs-/Ausgangsschaltung darstellt.
Der Teil (a) von 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterhülle von der Vorderseite gesehen. Der Teil (b) von 7 ist eine perspektivische Ansicht der Unterhülle von der Rückseite gesehen.
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zusammenhang zwischen der Unterhülle, der Schaltungsplatine und der Eingangs-/Ausgangsschaltung darstellt.
Der Teil (a) von 9 ist eine Querschnittsansicht, die Betriebswirkungen der Wechselrichtereinheit gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt. Der Teil (b) von 9 ist eine Querschnittsansicht, die Betriebswirkungen der Wechselrichtereinheit gemäß einer Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Querschnittsansicht, die Wasserstoppkennzeichen der Wechselrichtereinheit darstellt.
Beschreibung der Ausführungsform
Eine Wechselrichtervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung umfasst eine Schaltungsplatine, die dazu gestaltet ist, eine an einer Vorderfläche vorgesehene Wechselrichterschaltung und einen an einer Hinterfläche vorgesehenen Wärmeabfuhrabschnitt zu haben, einen ersten Hüllenabschnitt, der dazu gestaltet ist, mit einem Öffnungsabschnitt zum Freilegen des Wärmeabfuhrabschnitts vorgesehen zu sein und eine umgebende Zone des Wärmeabfuhrabschnitts zu stützen, und einen zweiten Hüllenabschnitt, der dazu gestaltet ist, mit einem gegen die Vorderfläche der Schaltungsplatine gedrückten und die Schaltungsplatine in Richtung der Seite des ersten Hüllenabschnitts drückenden Rippenaufbau vorgesehen zu sein und den ersten Hüllenabschnitt daran angebracht zu haben. Die Schaltungsplatine ist zwischen dem ersten Hüllenabschnitt und dem zweiten Hüllenabschnitt angeordnet.
Bei dieser Wechselrichtervorrichtung ist der an der Hinterfläche der mit der Wechselrichterschaltung vorgesehenen Schaltungsplatine umfasste Wärmeabfuhrabschnitt durch den Öffnungsabschnitt des ersten Hüllenabschnitts freigelegt. Demgemäß kann in der Schaltungsplatine erzeugte Wärme effizient von dem Wärmeabfuhrabschnitt zu der Außenseite der Wechselrichtervorrichtung geleitet werden. Darüber hinaus hat der zweite Hüllenabschnitt den Rippenaufbau. Der Rippenaufbau drückt die Schaltungsplatine in Richtung des ersten Hüllenabschnitts. Als Ergebnis wird eine Biegung der Schaltungsplatine eingeschränkt, wenn eine Kraft über den Öffnungsabschnitt auf die Schaltungsplatine wirkt. Demgemäß wird eine Vergrößerung eines Spalts zwischen der Hinterfläche der Schaltungsplatine und einer in Richtung der Hinterfläche der Schaltungsplatine zeigenden Komponente eingeschränkt. Eine Erhöhung des Spalts führt zu einer Erhöhung des Wärmewiderstands. Eine Erhöhung des Wärmewiderstands zwischen der Schaltungsplatine und einer in Richtung der Schaltungsplatine zeigenden Komponente wird durch Einschränken einer Vergrößerung eines Spalts mit dem Rippenaufbau eingeschränkt. Als Ergebnis kann eine Wärmeabfuhr in der Wechselrichtervorrichtung verbessert werden.
Die Wechselrichtervorrichtung kann ferner ein erstes Dichtungsbauteil, das zwischen der Hinterfläche der Schaltungsplatine und einer Vorderfläche des ersten Hüllenabschnitts in Zwischenlage ist, und ein zweites Dichtungsbauteil umfassen, das zwischen der Vorderfläche des ersten Hüllenabschnitts und einer Hinterfläche des zweiten Hüllenabschnitts in Zwischenlage ist. Gemäß dem ersten Dichtungsbauteil kann ein Eindringen von Flüssigkeit oder Gas zwischen der Schaltungsplatine und dem ersten Hüllenabschnitt eingeschränkt werden. Darüber hinaus kann gemäß dem zweiten Dichtungsbauteil ein Eindringen von Flüssigkeit oder Gas zwischen dem ersten Hüllenabschnitt und dem zweiten Hüllenabschnitt eingeschränkt werden.
Der erste Hüllenabschnitt kann an der Hinterfläche des zweiten Hüllenabschnitts angebracht sein und ein Öffnungsabschnitt kann daran vorgesehen sein. Der zweite Hüllenabschnitt kann eine elektrisch mit der Schaltungsplatine verbundene Sammelschiene haben. Die Sammelschiene kann gegen die Vorderfläche der Schaltungsplatine gedrückt sein. Gemäß diesen Gestaltungen kann die Sammelschiene zuverlässig mit der Schaltungsplatine verbunden sein.
Ein elektrischer Verdichter gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung umfasst die vorstehend beschriebene Wechselrichtervorrichtung und eine Ummantelung, die einen die Wechselrichtervorrichtung unterbringenden Wechselrichterunterbringungsabschnitt hat. Der Wechselrichterunterbringungsabschnitt umfasst eine Wärmesenke, mit der der Wärmeabfuhrabschnitt der in der Wechselrichtervorrichtung umfassten Schaltungsplatine thermisch verbunden ist. Der elektrische Verdichter umfasst die vorstehend beschriebene Wechselrichtervorrichtung. Demgemäß ist eine Wärmeabfuhr der Wechselrichtervorrichtung verbessert und somit kann der elektrische Verdichter zuverlässig betrieben werden.
Nachstehend werden die Wechselrichtervorrichtung und der elektrische Verdichter der Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Bei Beschreibung der Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen auf dieselben Elemente angewendet und eine Doppelbeschreibung wird vermieden.
Elektrischer Verdichter
Ein in 1 dargestellter elektrischer Verdichter 1 wird zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen und Schiffen angewendet. Der elektrische Verdichter 1 erzeugt an einen Verbrennungsmotor zu liefernde verdichtete Luft.
Der elektrische Verdichter 1 hat eine Drehwelle 3 und ein Verdichterlaufrad 4. Die Drehwelle 3 ist drehbar innerhalb eines Gehäuses 2 gestützt. Das Verdichterlaufrad 4 ist an einem Spitzenabschnitt 3a der Drehwelle 3 befestigt. Das Gehäuse 2 hat ein Motorgehäuse 8 (Ummantelung) und ein Grundgehäuse 9. Das Motorgehäuse 8 bringt einen Rotorabschnitt 6 und einen Statorabschnitt 7 unter. Das Grundgehäuse 9 schließt eine Öffnung des Motorgehäuses 8 an einer zweiten Endseite. Die zweite Endseite bezeichnet die rechte Seite in 1 und eine dem Verdichterlaufrad 4 entgegengesetzte Seite. Der Rotorabschnitt 6 und der Statorabschnitt 7 sind in einer Statorhülle 20 untergebracht. Die Statorhülle 20 ist in dem Motorgehäuse 8 untergebracht. Ein Verdichtergehäuse 11 ist an einer ersten Endseite des Motorgehäuses 8 vorgesehen. Die erste Endseite bezeichnet die linke Seite in 1, das heißt die Seite des Verdichterlaufrads 4. Das Verdichtergehäuse 11 bringt das Verdichterlaufrad 4 unter. Das Verdichtergehäuse 11 umfasst einen Ansauganschluss 12, einen Schneckenabschnitt 13 und einen Abgabeanschluss 14.
Der Rotorabschnitt 6 ist an einem Mittenabschnitt der Drehwelle 3 in einer Richtung entlang einer Drehachse A angebracht. Der Rotorabschnitt 6 umfasst einen oder eine Vielzahl Permanentmagnet/e (nicht dargestellt), der/die an der Drehwelle 3 angebracht ist/sind. Der Statorabschnitt 7 umgibt den Rotorabschnitt 6. Zusätzlich ist der Statorabschnitt 7 an einer Innenfläche des Motorgehäuses 8 angebracht. Der Statorabschnitt 7 umfasst einen Spulenabschnitt (nicht dargestellt). Wenn ein Wechselstrom an den Spulenabschnitt des Statorabschnitts 7 geliefert wird, tritt eine Wechselwirkung zwischen dem Rotorabschnitt 6 und dem Statorabschnitt 7 auf. Aufgrund der Wechselwirkung drehen sich die Drehwelle 3 und das Verdichterlaufrad 4 einstückig um die Drehachse A. Wenn sich das Verdichterlaufrad 4 dreht, saugt der elektrische Verdichter 1 Außenluft durch den Ansauganschluss 12 an. Angesaugte Luft wird durch den Schneckenabschnitt 13 verdichtet. Ferner gibt der elektrische Verdichter 1 verdichtete Luft durch den Abgabeanaschluss 14 ab. Durch den Abgabeanschluss 14 abgegebene verdichtete Luft wird an den vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotor geliefert.
Der elektrische Verdichter 1 hat Lager 16. Die Lager 16 stützten die Drehwelle 3 drehbar bezüglich des Gehäuses 2. Zusätzlich ist die Drehwelle 3 durch ein Paar Lager 16 gestützt. Ein Lager 16 ist in einem Endabschnitt des Motorgehäuses 8 an der Seite des Verdichterlaufrads 4 vorgesehen. Das andere Lager 16 ist in einem von dem Grundgehäuse 9 zu der Seite des Verdichterlaufrads 4 in einer Richtung entlang der Drehachse A vorstehenden Teil vorgesehen. Das Verdichterlaufrad 4 ist zum Beispiel durch eine an dem Spitzenabschnitt 3a der Drehwelle 3 vorgesehene Wellenendmutter 15 an der Drehwelle 3 angebracht.
Motorgehäuse
Ein Anbringungsaufbau einer in dem elektrischen Verdichter 1 umfassten Wechselrichtereinheit 30 (Wechselrichtervorrichtung) wird beschrieben. Wie in 2 dargestellt, ist die Wechselrichtervorrichtung 30 modularisiert. Die Wechselrichtereinheit 30 ist in dem Motorgehäuse 8 untergebracht. Anders gesagt hat der elektrische Verdichter 1 die Wechselrichtereinheit 30.
Die Wechselrichtereinheit 30 ist in einem Außenumfangsabschnitt des Motorgehäuses 8 angeordnet. Das Motorgehäuse 8 ist aus Metall gefertigt. Das Motorgehäuse 8 ist zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung gebildet. Das Motorgehäuse 8 hat zum Beispiel eine Umfangswand 17 (vgl. 1), eine erste Außenwand 18 und eine zweite Außenwand 19. Die Form der Umfangswand 17 ist eine Zylinderform mit der Drehachse A in der Mitte. Die erste Außenwand 18 ist in der Außenseite der Umfangswand 17 einstückig gebildet. Ein Paar erster Außenwände 18 erstrecken sich auf eine Weise, dass diese senkrecht zu einer Richtung der Drehachse A sind. Ein Paar zweiter Außenwände 19 erstrecken sich auf eine Weise, dass diese parallel zu einer Richtung der Drehachse A sind. Die ersten Außenwände 18 und die zweiten Außenwände 19 bilden einen Wechselrichterunterbringungsabschnitt 21. Der Wechselrichterunterbringungsabschnitt 21 ist durch die ersten Außenwände 18, die zweiten Außenwände 19 und eine Bodenfläche umgeben. Darüber hinaus ist in dem Wechselrichterunterbringungsabschnitt 21 eine Seite einer oberen Fläche offen. Der Wechselrichterunterbringungsabschnitt 21 hat eine Öffnung 21a. Die Wechselrichtereinheit 30 ist innerhalb des Wechselrichterunterbringungsabschnitts 21 durch die Öffnung 21a angeordnet. Die Öffnung 21a ist einstückig mit dem Außenumfangsabschnitt des Motorgehäuses 8 gebildet.
Die Wechselrichtereinheit 30 ist an dem Motorgehäuse 8 unter Verwendung von vier Bolzen B1 (Befestigungsbauteilen) fixiert. Demgemäß hat das Motorgehäuse 8 vier Schraubenlöcher H1, in die die Bolzen B1 geschraubt sind. Die Schraubenlöcher H1 sind jeweils an vier Ecken vorgesehen, bei denen die ersten Außenwände 18 und die zweiten Außenwände 19 aneinandergekoppelt sind.
Das Motorgehäuse 8 hat einen Kühlaufbau zum Kühlen der Wechselrichtereinheit 30. Insbesondere hat das Motorgehäuse 8 eine Wärmesenke 22 und einen Kühlwasserkanal 23 als einen Kühlaufbau. Die Wärmesenke 22 ist an der Bodenfläche des Wechselrichterunterbringungsabschnitts 21 vorgesehen.
Zusätzlich steht die Wärmequelle 22 von der Bodenfläche in Richtung der Öffnung 21a vor. Die Form der Wärmesenke 22 ist eine rechtwinklige Quaderform. Die Wärmesenke 22 hat eine thermische Verbindungsfläche 22a. Die thermische Verbindungsfläche 22a, die eine flache rechtwinklige Flächenform hat, zeigt in Richtung der Wechselrichtereinheit 30. Der Kühlwasserkanal 23 ist ein Durchgangsloch und ist innerhalb der Ummantelung des Motorgehäuses 8 vorgesehen. Der Kühlwasserkanal 23 ist zum Beispiel in der Umgebung der Wärmesenke 22 vorgesehen. Vorgegebenes Kühlwasser wird zum Beispiel von der Außenseite des Motorgehäuses 8 an den Kühlwasserkanal 23 geliefert. Das Kühlwasser zirkuliert in dem Kühlwasserkanal 23 und wird dann an die Außenseite des Motorgehäuses 8 abgegeben. Das Kühlwasser tritt durch das Innere des Motorgehäuses 8. Demgemäß hat das Kühlwasser keinen Zusammenhang mit Wasserstoppkennzeichen der Wechselrichtereinheit 30.
Gemäß einem derartigen Kühlaufbau bewegt sich durch die Wechselrichtereinheit 30 erzeugte Wärme von der Wechselrichtereinheit 30 über die thermische Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22 zu der Wärmesenke 22 des Motorgehäuses 8. Wärme, die sich zu der Wärmesenke 22 bewegt hat, bewegt sich zu dem Kühlwasser, das in dem Kühlwasserkanal 23 strömt. Ferner wird Wärme zusammen mit dem Kühlwasser zu der Außenseite des Motorgehäuses 8 abgegeben.
Wechselrichtereinheit
Die Wechselrichtereinheit 30 wird ausführlich beschrieben. Die Wechselrichtereinheit 30 wandelt einen von einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) gelieferten Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom um. Die Wechselrichtereinheit 30 liefert einen Dreiphasenwechselstrom an den Statorabschnitt 7.
Wie in 3 dargestellt, hat die Wechselrichtereinheit 30 eine Schaltungsplatine 31, eine Oberhülle 32 (zweiter Hüllenabschnitt) und eine Unterhülle 33 (erster Hüllenabschnitt). Die Schaltungsplatine 31 ist ein Wechselrichter. Die Schaltungsplatine 31 wandelt einen Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom um. Die Oberhülle 32 und die Unterhülle 33 sind Harzhüllen. Die Oberhülle 32 und die Unterhülle 33 bilden einen Unterbringungsraum S für die Schaltungsplatine 31 und andere Komponenten (eine Steuerplatine 42, einen Stromsensor 43 und dergleichen). In dem Unterbringungsraum S wird ein Eindringen von Wasser von der Außenseite eingeschränkt. Die Harzhüllen haben einen eine Bewegung von Flüssigkeit zu dem Unterbringungsraum S von der Außenseite verhindernden Aufbau.
Schaltungsplatine
Die Schaltungsplatine 31 ist mit einer Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 (vgl. 6) elektrisch verbunden, die nachstehend beschrieben wird. Die Schaltungsplatine 31 ist zwischen der Harzoberhülle 32 und der Harzunterhülle 33 angeordnet. Als Ergebnis wird die Position der Schaltungsplatine 31 beibehalten. Wie in dem Teil (a) von 4 dargestellt, hat die Schaltungsplatine 31 ein Aluminiumsubstrat 36, eine Leistungsvorrichtung 37 und einen Kondensator 38.
Die Form des Aluminiumsubstrats 36 ist eine rechtwinklige Plattenform. Das Aluminiumsubstrat 36 hat eine Metallplatte 39 und eine Isolierungsschicht 41. Die Metallplatte 39 ist zum Beispiel aus Aluminium gefertigt. Die Isolierungsschicht 41 ist an der Vorderfläche der Metallplatte 39 vorgesehen. Die Leistungsvorrichtung 37 und der Kondensator 38 (elektrische Komponenten) sind in der Isolierungsschicht 41 angeordnet. Die Isolierungsschicht 41 bildet eine Vorderfläche 36a des Aluminiumsubstrats 36. Ein Verdrahtungsmuster (nicht dargestellt), das so vorgesehen ist, dass es eine vorgegebene Funktion erfüllt, ist in der Isolierungsschicht 41 vorgesehen. Die Leistungsvorrichtung 37, der Kondensator 38 und das Verdrahtungsmuster bilden eine Wechselrichterschaltung.
Die Hinterfläche der Metallplatte 39 wird eine Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36. Die Isolierungsschicht 41 ist nicht an der Hinterfläche 36b vorgesehen. Die Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 legt eine Aluminiumfläche frei. Demgemäß bewegt sich Wärme einfacher an der Hinterfläche 36b als an der Vorderfläche 36a, an der die Isolierungsschicht 41 vorgesehen ist. Die Hinterfläche 36b umfasst einen Freilegungsbereich SA (Wärmeabfuhrabschnitt, vgl. Teil (b) von 4), der von der Unterhülle 33 freigelegt ist.
Wie in dem Teil (b) von 4 dargestellt, hat das Aluminiumsubstrat 36 eine Vielzahl Löcher 36h. Die Löcher 36h werden zum Sicherstellen einer elektrischen Verbindung verwendet. Die Löcher 36h sind entlang von Umfangsseiten des Aluminiumsubstrats 36 vorgesehen. Aus Sicht eines elektrischen Aspekts hat das Aluminiumsubstrat 36 einen Wärmeübertragungsabschnitt 36e, einen Verbindungsabschnitt 36f und einen Isolierungsabschnitt 36g. Der Verbindungsabschnitt 36f ist von dem Wärmeübertragungsabschnitt 36e durch den Isolierungsabschnitt 36g elektrisch isoliert. Der Verbindungsabschnitt 36f hat die Löcher 36h.
Oberhülle
Wie in dem Teil (a) von 5 und dem Teil (b) von 5 dargestellt, ist die Form der Harzoberhülle 32 eine Rahmenform. Die Oberhülle 32 hat eine obere Fläche und eine untere Fläche, die offen sind. Die Oberhülle 32 hat einen Rahmenkörper 44, einen Rippenaufbau 46, die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 und einen Verbinder 48.
Der Rahmenkörper 44 hat ein Paar erste Wandabschnitte 44a, ein Paar zweite Wandabschnitte 44b, eine obere Fläche 44c des Rahmenkörpers (Vorderfläche) und eine untere Fläche 44d des Rahmenkörpers (Hinterfläche). Das Paar erster Wandabschnitte 44a ist einander zugewandt. Ferner ist ein erster Wandabschnitt 44a von dem anderen ersten Wandabschnitt 44a durch eine vorgegebene Entfernung getrennt. Das Paar zweiter Wandabschnitte 44b ist einander zugewandt. Das Paar zweiter Wandabschnitte 44b ist jeweils an das Paar erster Wandabschnitte 44a gekoppelt. Der Verbinder 48 für die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 ist in einem zweiten Wandabschnitt 44b vorgesehen.
Die obere Fläche 44c des Rahmenkörpers umgibt eine obere Öffnung. Eine Oberabschnittsabdeckung 49 (vgl. 3), die aus einem Plattenmaterial gefertigt ist, ist an der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers angebracht. Der Außenumfangsabschnitt der Oberabschnittsabdeckung 49 kommt in Berührung mit der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers. Demgemäß schließt die Oberabschnittsabdeckung 49 die obere Öffnung. Eine dritte Dichtungsanordnungsnut 45 ist an der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers vorgesehen. Die dritte Dichtungsanordnungsnut 45 umgibt die obere Öffnung. Ein oberes Dichtungsbauteil 40 (vgl. 3) ist in der dritten Dichtungsanordnungsnut 45 angeordnet. Gemäß dieser Gestaltung wird, wenn die Oberabschnittsabdeckung 49 unter Verwendung von Schrauben B4 gegen die obere Fläche 44c des Rahmenkörpers gedrückt wird, das obere Dichtungsbauteil 40 durch die Oberabschnittsabdeckung 49 zusammengedrückt. Das zusammengedrückte obere Dichtungsbauteil 40 dichtet einen Teil zwischen der Oberabschnittsabdeckung 49 und der Oberhülle 32 gegen Wasser ab.
Die untere Fläche 44d des Rahmenkörpers umgibt eine untere Öffnung 44e (Öffnungsabschnitt). Die Unterhülle 33 (vgl. 3) ist an der unteren Fläche 44d des Rahmenkörpers angebracht. Demgemäß schließt die Unterhülle 33 einen Teil der unteren Öffnung 44e.
Die Oberhülle 32 hat vier Vorsprünge 51. Die Vorsprünge 51 stehen in einer Normalenrichtung des Paars erster Wandabschnitte 44a vor. Die Vorsprünge 51 haben eine Fläche, die mit der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers bündig ist. Darüber hinaus haben die Vorsprünge 51 Löcher 51h, die sich auf eine Weise erstrecken, dass diese senkrecht zu der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers sind. Die Löcher 51h sind einfache Durchgangslöcher, die keine Schraubengewinde haben. Die Innendurchmesser der Löcher 51h sind etwas größer als die Außendurchmesser der Bolzen B1 (vgl. 2).
Rippenaufbau
Die Oberhülle 32 hat den Rippenaufbau 46. Im Allgemeinen ist bei einem Rahmenaufbau, wie beispielsweise der Oberhülle 32, eine Rippe vorgesehen, um die Steifigkeit des Aufbaus zu verbessern. Der Rippenaufbau 46 der Offenbarung ist vorgesehen, um die Steifigkeit der Schaltungsplatine 31 weiter zu verbessern.
Der Rippenaufbau 46 umfasst Hauptrippen 52 und Ergänzungsrippen 53 und weist in einer Draufsicht einen Gitteraufbau auf. Die Leistungsvorrichtung 37 und der Kondensator 38 sind an einer einwärtigen Seite des Gitters vorgesehen. Untere Endflächen 52a der Hauptrippen 52 und untere Endflächen 53a der Ergänzungsrippen 53 (vgl. Teil (b) von 5) liegen an der Vorderfläche 36a des Aluminiumsubstrats 36 an. Anders gesagt kommen die unteren Endflächen 52a und 53a in Berührung mit der Isolierungsschicht 41 der Schaltungsplatine 31. Die unteren Endflächen 52a und 53a stehen aufrecht von der Vorderfläche 36a in der Normalenrichtung der Vorderfläche 36a. Gemäß diesem Aufbau erhöht sich ein Flächenträgheitsmoment bezüglich der Biegung in der Normalenrichtung. Demgemäß kann eine ausreichende Widerstandskraft gegen eine Kraft erzeugt werden, die darauf abzielt, das Aluminiumsubstrat 36 in dessen Normalenrichtung zu biegen.
Die Hauptrippen 52 erstrecken sich zwischen dem Paar erster Wandabschnitte 44a. Enden der Hauptrippen 52 an einer Seite sind an den einen ersten Wandabschnitt 44a gekoppelt. Enden der Hauptrippen 52 an der anderen Seite sind an den anderen ersten Wandabschnitt 44a gekoppelt. Demgemäß zeigt die Hauptrippe 52 in Richtung des zweiten Wandabschnitts 44b. Die Ergänzungsrippen 53 erstrecken sich zwischen einer Hauptrippe 52 und der anderen Hauptrippe 52. Demgemäß zeigt die Ergänzungsrippe 53 in Richtung einer anderen benachbarten Ergänzungsrippe 53 oder des ersten Wandabschnitts 44a.
Eine konkrete Gestaltung des Rippenaufbaus 46 ist nicht auf die vorstehende Gestaltung beschränkt. Der Rippenaufbau 46 kann verschiedene Formen in Übereinstimmung mit der Form der Schaltungsplatine 31, einer Anordnung von in der Schaltungsplatine 31 umfassten elektrischen Komponenten oder dergleichen annehmen. Zum Beispiel kann bei dem Rippenaufbau 46 irgendeine der Hauptrippen 52 und der Ergänzungsrippen 53 weggelassen werden. Auch in diesem Fall kann im Vergleich dazu, wenn der Rippenaufbau 46 nicht vorgesehen ist, eine Widerstandskraft gegen eine Kraft erzeugt werden, die darauf abzielt, das Aluminiumsubstrat 36 in dessen Normalenrichtung zu biegen. Demgemäß kann die Steifigkeit der Schaltungsplatine 31 verbessert werden.
Eingangs-/ Ausgangsschaltung
Die Oberhülle 32 hat die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34, wie in 6 dargestellt. Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 sichert eine elektrische Verbindung zwischen einer außerhalb der Wechselrichtereinheit 30 angeordneten Vorrichtung und der Schaltungsplatine 31. Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 umfasst eine Vielzahl Sammelschienen, die durch Biegen von Metallplatten gebildet sind. Insbesondere hat die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 eine erste Eingangssammelschiene 54, eine zweite Eingangssammelschiene 56, einen Abstandhalter 57 und Ausgangssammelschienen 58. Die erste Eingangssammelschiene 54, die zweite Eingangssammelschiene 56 und die Ausgangssammelschienen 58 sind in der Oberhülle 32 eingebettet. Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 wird zum Beispiel eingebettet, wenn die Oberhülle 32 durch Harzgießen gegossen wird. Gemäß diesem Aufbau wird ein Schritt zum Anbringen der Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 an der Oberhülle 32 bei einer Zusammenbauarbeit der Wechselrichtereinheit 30 überflüssig. Demgemäß kann die Wechselrichtereinheit 30 einfach zusammengebaut werden. Als Ergebnis kann eine Positionsgenauigkeit, die für einen Aufbau benötigt wird, bei dem die Schaltungsplatine 31 an der Wechselrichtereinheit 30 angebracht ist, einfach eingehalten werden.
Ein Ende 54a der ersten Eingangssammelschiene 54 und ein Ende 56a der zweiten Eingangssammelschiene 56 sind innerhalb des Verbinders 48 angeordnet. Enden 54b und 56b an der anderen Seite sind innerhalb des Unterbringungsraums S angeordnet. Insbesondere kommen das andere Ende 54b der ersten Eingangssammelschiene 54 und das andere Ende 56b der zweiten Eingangssammelschiene 56 in Berührung mit der Vorderfläche 36a des Aluminiumsubstrats 36. Insbesondere überlappen die anderen Enden 54b und 56b den Verbindungsabschnitt 36f der Schaltungsplatine 31 (vgl. 8). Ein Loch 54h ist an dem anderen Ende 54b vorgesehen. Ein Loch 56h ist an dem anderen Ende 56b vorgesehen.
Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 der Offenbarung hat zum Beispiel drei Ausgangssammelschienen 58. Ein Ende 58a der Ausgangssammelschiene 58 steht von der unteren Fläche 44d des Rahmenkörpers der Unterhülle 32 nach unten vor. Das andere Ende 58b der Ausgangssammelschiene 58 ist innerhalb des Unterbringungsraums S angeordnet. Gleich der ersten Eingangssammelschiene 54 und dergleichen kommt auch das andere Ende 58b der Ausgangssammelschiene 58 in Berührung mit der Vorderfläche 36a des Aluminiumsubstrats 36. Insbesondere überlappt das andere Ende 58b der Ausgangssammelschiene 58 den Verbindungsabschnitt 36f der Schaltungsplatine 31. Ein Loch 58h ist an dem anderen Ende 58b vorgesehen.
Unterhülle
Wie in dem Teil (a) von 7 und dem Teil (b) von 7 dargestellt, ist die Form der Unterhülle 33 eine Plattenform. Die Unterhülle 33 hat keinen Wandabschnitt, der deutlich aufrecht steht, wie die Oberhülle 32. Die Unterhülle 33 hat eine Unterhülleninnenfläche 33a, eine Unterhüllenaußenfläche 33b und eine Freilegungsöffnung 59 (Öffnungsabschnitt). Die Unterhülleninnenfläche 33a zeigt in Richtung der Oberhülle 32. Die Unterhülleninnenfläche 33a hat eine erste Dichtungsanordnungsnut 61, eine zweite Dichtungsanordnungsnut 62 und Mutteranordnungslöcher 66. Die Unterhülleninnenfläche 33a zeigt in Richtung der Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36. Die Unterhüllenaußenfläche 33b zeigt in Richtung der Bodenfläche des Motorgehäuses 8.
Die Freilegungsöffnung 59 ist ein Durchgangsloch. Die Form der Freilegungsöffnung 59 ist in einer Draufsicht eine rechtwinklige Form. Die Freilegungsöffnung 59 legt den Freilegungsbereich SA an der Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 frei. Demgemäß deckt die Unterhülle 33 den Außenumfangsabschnitt der Schaltungsplatine 31 ab. Jedoch deckt die Unterhülle 33 den Freilegungsbereich SA an der einwärtigen Seite des Außenumfangsabschnitts nicht ab. Die Form der Freilegungsöffnung 59 ist zum Beispiel im Wesentlichen dieselbe wie die Form der thermischen Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22. Die Außenform der Freilegungsöffnung 59 ist zum Beispiel etwas größer als die Außenform der thermischen Verbindungsfläche 22a.
Die erste Dichtungsanordnungsnut 61 ist in der Umgebung der Freilegungsöffnung 59 vorgesehen. Zusätzlich umgibt die erste Dichtungsanordnungsnut 61 die Freilegungsöffnung 59. Ein inneres Dichtungsbauteil 63 (erstes Dichtungsbauteil, vgl. 3) ist in die erste Dichtungsanordnungsnut 61 eingepasst. Die zweite Dichtungsanordnungsnut 62 umgibt einen Bereich, in dem die Mutteranordnungslöcher 66 vorgesehen sind. Ein äußeres Dichtungsbauteil 64 (zweites Dichtungsbauteil, vgl. 3) ist in die zweite Dichtungsanordnungsnut 62 eingepasst.
Wie in 8 dargestellt, zeigen die Mutteranordnungslöcher 66 in Richtung des Verbindungsabschnitts 36f der Schaltungsplatine 31, wenn die Unterhülle 33 an der Oberhülle 32 angebracht ist. Anders gesagt zeigen die Mutteranordnungslöcher 66 in Richtung des anderen Endes 54b der ersten Eingangssammelschiene 54, des anderen Endes 56b der zweiten Eingangssammelschiene 56 und des anderen Endes 58b der Ausgangssammelschiene 58, wenn die Unterhülle 33 an der Oberhülle 32 angebracht ist. Bolzen B3 sind in die Mutteranordnungslöcher 66 geschraubt. Die Bolzen B3 verbinden die Schaltungsplatine 31 elektrisch mit der ersten Eingangssammelschiene 54. Zusätzlich verbinden die Bolzen B3 die Schaltungsplatine 31 elektrisch mit der zweiten Eingangssammelschiene 56. Darüber hinaus verbinden die Bolzen B3 die Schaltungsplatine 31 elektrisch mit den Ausgangssammelschienen 58. Das heißt, die Schaltungsplatine 31 ist zwischen den Bolzen B3 und Muttern N3 in Zwischenlage. Die Muttern N3 sind in die Mutteranordnungslöcher 66 eingepasst.
Nachstehend werden durch die Wechselrichtereinheit 30 ausgeführte Betriebswirkungen beschrieben. Die Wechselrichtereinheit 30 führt drei Betriebswirkungen aus, wie beispielweise Verbesserung der Wärmeabfuhr, Sicherstellen von Wasserstoppkennzeichen und Verbesserung der Zusammenbaubarkeit.
Der Teil (a) von 9 stellt einen Querschnittsaufbau zu der Zeit dar, zu der eine Wechselrichtereinheit 300 gemäß einem Vergleichsbeispiel an dem Motorgehäuse 8 angebracht ist. Die Wechselrichteinheit 300 gemäß dem Vergleichsbeispiel unterscheidet sich von der Wechselrichtereinheit 30 der Offenbarung darin, dass sie keinen Rippenaufbau 46 hat. Wenn die Wechselrichtereinheit 300 an dem Motorgehäuse 8 angebracht ist, ist die Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 thermisch mit der thermischen Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22 verbunden. Hier umfasst eine thermische Verbindung zusätzlich zu direkter (physischer) Berührung eine Verbindung über ein wärmeleitendes Bauteil, wie beispielsweise eine Paste. Zu dieser Zeit ist ein Raum zwischen der Hinterfläche 36b und der thermischen Verbindungsfläche 22a mit einer Paste 101 gefüllt.
Wenn die Bolzen B1 (vgl. 2) befestigt werden, nähert sich die Wechselrichtereinheit 300 dem Motorgehäuse 8 an. Als Ergebnis wird ein Spalt zwischen der Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 und der thermischen Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22 reduziert. Der Spalt ist mit der Paste 101 gefüllt. Wenn der Spalt reduziert ist, empfangen die Hinterfläche 36b der Schaltungsplatine 31 und die thermische Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22 eine Kraft von der Paste 101 in einer Richtung, in der sie voneinander getrennt sind. Da die Wärmesenke 22 eine ausreichende Steifigkeit hat, wird sie gering verformt. Demgemäß wirkt ein großer Teil einer durch den reduzierten Spalt verursachten Kraft auf die Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36. Der Außenumfangsabschnitt des Aluminiumsubstrats 36 ist zwischen der Oberhülle 32 und der Unterhülle 33 angeordnet. Demgemäß wird der Außenumfangsabschnitt des Aluminiumsubstrats 36 nicht verformt. Jedoch besteht eine Möglichkeit, dass ein durch die Freilegungsöffnung 59 freigelegter Teil aufgrund einer Kraft aufwärts gebogen wird. Ferner erhöht sich, wenn eine Biegung auftritt, der Spalt zwischen der Hinterfläche 36b und der thermischen Verbindungsfläche 22a. Der Spalt beeinflusst den Wärmewiderstand von dem Aluminiumsubstrat 36 zu der Wärmesenke 22. Insbesondere erhöht sich auch der Wärmewiderstand, wenn sich der Spalt zwischen der thermischen Verbindungsfläche 22a und der Hinterfläche 36b erhöht.
Dahingegen hat, wie in dem Teil (b) von 9 dargestellt, die Wechselrichtereinheit 30 der Offenbarung den Rippenaufbau 46, der gegen die Vorderfläche 36a des Aluminiumsubstrats 36 gedrückt ist. Der Rippenaufbau 46 hat eine ausreichende Steifigkeit bezüglich einer die Schaltungsplatine 31 biegenden Kraft. Demgemäß wird eine Biegung der Schaltungsplatine 31 eingeschränkt. Als Ergebnis wird auch eine Erweiterung des Spalts zwischen der Hinterfläche 36b und der thermischen Verbindungsfläche 22a eingeschränkt. Demgemäß wird, da ein vorab festgelegter Spalt beibehalten wird, eine Erhöhung des Wärmewiderstands eingeschränkt. Als Ergebnis kann eine Wärmeabfuhr bei der Wechselrichtereinheit 30 verbessert werden.
Bei der Wechselrichtereinheit 30 ist der Freilegungsbereich SA (Wärmeabfuhrabschnitt) an der Hinterfläche 36b der Schaltungsplatine 31, auf der die Wechselrichterschaltung vorgesehen ist, durch die Freilegungsöffnung 59 der Unterhülle 33 freigelegt. Demgemäß kann in der Schaltungsplatine 31 erzeugte Wärme effizient von dem Freilegungsbereich SA zu der Außenseite der Wechselrichtereinheit 30 geleitet werden. Die Außenseite der Wechselrichtereinheit 30 ist zum Beispiel die Wärmesenke 22. Darüber hinaus hat die Oberhülle 32 den Rippenaufbau 46. Der Rippenaufbau 46 drückt die Schaltungsplatine 31 in Richtung der Unterhülle 33. Als Ergebnis wird eine Biegung der Schaltungsplatine 31 eingeschränkt, wenn eine Kraft von dem freigelegten Bereich auf die Schaltungsplatine 31 wirkt. Demgemäß wird eine Vergrößerung eines Spalts zwischen der Hinterfläche 36b der Schaltungsplatine 31 und der thermischen Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22 eingeschränkt, die in Richtung der Hinterfläche 36b der Schaltungsplatine 31 zeigt. Eine Vergrößerung des Spalts führt zu einer Vergrößerung des Wärmewiderstands. Demgemäß wird, da eine Vergrößerung eines Spalts durch den Rippenaufbau 46 eingeschränkt wird, eine Erhöhung des Wärmewiderstands zwischen der Schaltungsplatine 31 und der Wärmesenke 22 eingeschränkt. Ferner wird eine Wärmeabfuhr verbessert.
Kurz gesagt bringt die Wechselrichtereinheit 30 die Schaltungsplatine 31 (Wechselrichter) zwischen der Unterhülle 33 (Harzkomponente, die die Freilegungsöffnung 59 hat) und der Oberhülle 32 unter. Die Leistungsvorrichtung 37 und der Kondensator 38 sind an einer Vorderfläche 31a der Schaltungsplatine 31 montiert. Die Leistungsvorrichtung 37 und der Kondensator 38 bilden einen Dreiphasenwechselrichter. Die Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 ist an der Hinterfläche 36b der Schaltungsplatine 31 freigelegt. Darüber hinaus ist die Hinterfläche 36b von der Wechselrichtereinheit 30 durch die Freilegungsöffnung 59 der Unterhülle 33 freigelegt. Der Freilegungsbereich SA, der ein Teil der freigelegten Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 ist, ist thermisch mit der Wärmesenke 22 verbunden, die in dem Motorgehäuse 8 gebildet ist.
Insbesondere wird die Wechselrichtereinheit 30 in dem Motorgehäuse 8 durch Stecken der Bolzen B1 in die in der Oberhülle 32 vorgesehenen Vorsprünge 51 zusammengebaut. Die Vorsprünge 51 erzeugen eine Kraft, die die Schaltungsplatine 31 in Richtung der Wärmesenke 22 drückt. Aufgrund der Kraft wird die Hinterfläche 36b (Aluminiumfläche) des Aluminiumsubstrats 36 der Wechselrichtereinheit 30 jederzeit in Richtung der thermischen Verbindungsfläche 22a der Wärmesenke 22 gedrückt. Demgemäß kann eine Bewegung von Wärme von der Schaltungsplatine 31 zu der Wärmesenke 22 gefördert werden.
Wie in 3 dargestellt, tritt, wenn die Wechselrichtereinheit 30 zusammengebaut wird, eine Arbeit eines Anordnens der Schaltungsplatine 31 zwischen der Oberhülle 32 und der Unterhülle 33 auf. Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 ist bereits mit der Oberhülle 32 integriert. Es besteht Bedarf, die Schaltungsplatine 31 an dem anderen Ende der Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 und an einer Unterseite des Rippenaufbaus 46 anzuordnen. Demgemäß ist es schwierig, die Schaltungsplatine 31 von einer Oberseite (Seite der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers) der Oberhülle 32 an einer vorgegebenen Position anzuordnen.
Die Harzhülle der Wechselrichtereinheit 30 umfasst die Oberhülle 32 und die Unterhülle 33. Die Oberhülle 32 und die Unterhülle 33 sind voneinander getrennt.
Bei der Wechselrichtereinheit 30 sind die oberen und unteren Flächen der verschiedene Komponenten unterbringenden Oberhülle 32 offen. Als Ergebnis ist es möglich, von beiden Seiten der oberen Fläche und der unteren Fläche auf das Innere der Wechselrichtereinheit 30 zuzugreifen. Ein Beispiel eines Vorgangs, bei dem die Schaltungsplatine 31 in die Wechselrichtereinheit 30 eingefügt wird, die einen derartigen Aufbau hat, wird beschrieben.
Das innere Dichtungsbauteil 63 wird in die erste Dichtungsanordnungsnut 61 der Unterhülle 33 eingepasst. Das äußere Dichtungsbauteil 64 wird in die zweite Dichtungsanordnungsnut 62 eingepasst. Als Nächstes werden die Muttern N3 in die Mutteranordnungslöcher 66 eingepasst. Als Nächstes wird die Schaltungsplatine 31 auf die Unterhülleninnenfläche 33a der Unterhülle 33 gesetzt. Als Nächstes wird die Unterhülle 33 auf der unteren Fläche 44d des Rahmenkörpers der Oberhülle 32 angeordnet. Das heißt, die Schaltungsplatine 31 tritt von der Seite der unteren Fläche 44d des Rahmenkörpers der Oberhülle 32 in die Wechselrichtereinheit 30 ein. Als Ergebnis kann die Schaltungsplatine 31 einfach an einer vorgegebenen Position angeordnet werden, ohne durch die Sammelschienen und den in der Oberhülle 32 vorgesehenen Rippenaufbau 46 gehindert zu werden. Das heißt, die Schaltungsplatine 31 wird an der unteren Seite von verschiedenen Arten von in der Oberhülle 32 vorgesehenen Sammelschienen und an einer unteren Endflächenseite des Rippenaufbaus 64 angeordnet. Ferner wird die Unterhülle 33 unter Verwendung von Bolzen B2 an der Oberhülle 32 fixiert. Die Unterhülle 33 wird befestigt und ist somit an der Oberhülle 32 fixiert. Das heißt, die Schaltungsplatine 31 ist zwischen der Unterhülle 33 und der Oberhülle 32 in Zwischenlage. Als Nächstes werden die Bolzen B3 in die Löcher der Sammelschienen gesteckt. Ferner werden die Bolzen B3 in die Muttern N3 geschraubt, die an der Seite der Hinterfläche 36b der Schaltungsplatine 31 angeordnet sind. Die Sammelschiene wird befestigt und ist somit elektrisch mit der Schaltungsplatine 31 verbunden.
Kurz gesagt hat die Harzhülle die Oberhülle 32 und die Unterhülle 33. Das heißt, die Harzhülle ist dazu gestaltet, vertikal getrennt zu sein. Die Schaltungsplatine 31 ist an der Unterhülle 33 angebracht. Dahingegen sind mehrere die Eingangs-/Ausgangsschaltung 34 bildende Sammelschienen in der Oberhülle 32 eingebettet. Ferner kann, wenn die Oberhülle 32 an die Unterhülle 33 zusammengebaut wird, die Sammelschiene mit der Schaltungsplatine 31 verbunden werden. Demgemäß kann eine Wechselrichterschaltung gebildet werden. Das heißt, bei der Wechselrichtereinheit 30 kann eine Zusammenbaubarkeit eines Systems, bei dem mechanische Elemente und elektrische Elemente integriert sind, durch Modularisierung der Schaltungsplatine 31 verbessert werden. Das heißt, bei der Wechselrichtereinheit 30 kann eine Massenproduktivität durch ein Einsetzverfahren verbessert werden.
Die Wechselrichtereinheit 30 ist als eine Einheit gebildet. Das heißt, die Wechselrichtereinheit 30 hat eine mechanische Schnittstelle und eine elektrische Schnittstelle. Die Wechselrichtereinheit 30 ist über diese Schnittstellen mit Komponenten verbunden, die den elektrischen Verdichter 1 bilden, und weist die Funktionen auf. Die mechanische Schnittstelle bezeichnet die Vorsprünge 51 (die nachstehend beschrieben werden) zum Fixieren der Wechselrichtereinheit 30 an dem Motorgehäuse 8. Die elektrische Schnittstelle bezeichnet die erste Eingangssammelschiene 54, die zweite Eingangssammelschiene 56 und die Ausgangssammelschienen 58 (die nachstehend beschrieben werden). Demgemäß sind eine Bindung und eine Verbindung über jede der Schnittstellen sichergestellt und somit weist die Wechselrichtereinheit 30 eine Funktion als ein Bestandteil des elektrischen Verdichters 1 auf. Demgemäß kann eine Zusammenbaubarkeit der Wechselrichtereinheit 30 bezüglich des Motorgehäuses 8 verbessert werden.
Wie in 10 dargestellt, hat die Wechselrichtereinheit 30 Wasserstoppkennzeichen. Das heißt, eine Arbeit zum Sicherstellen der Wasserstoppkennzeichen, wie beispielsweise ein Dichtungsbauteil zwischenzulegen, wird nicht benötigt, wenn die modularisierte Wechselrichtereinheit 30 an dem Motorgehäuse 8 angebracht wird. Das heißt, da die Wechselrichtervorrichtung 30 Wasserstoppkennzeichen hat, können eine mechanische Bindung und eine elektrische Verbindung geprüft werden. Eine mechanische Bindung bezeichnet zum Beispiel eine Bindung zwischen der Wechselrichtereinheit 30 und dem Motorgehäuse 8. Eine elektrische Bindung bezeichnet zum Beispiel, dass die erste Eingangssammelschiene 54, die zweite Eingangssammelschiene 56 und die Ausgangssammelschienen 58 mit der Schaltungsplatine 31 verbunden sind.
Wasserstoppkennzeichen der Wechselrichtereinheit 30 sind eine Befähigung zum Einschränken von Eindringen von Flüssigkeit (zum Beispiel Regenwasser) in einen geschlossenen Raum (Unterbringungsraum S), der durch die Oberabschnittsabdeckung 49, die Oberhülle 32, die Unterhülle 33 und die Schaltungsplatine 31 umgeben ist. Bei der Wechselrichtereinheit 30 sind Eindringwege von Flüssigkeit zu dem geschlossenen Raum Verbindungsabschnitte zwischen den Komponenten. Die Verbindungsabschnitte zwischen den Komponenten umfassen zum Beispiel einen Verbindungsabschnitt zwischen der Oberabschnittsabdeckung 49 und der Oberhülle 32, einen Verbindungsabschnitt zwischen der Unterhülle 33 und der Schaltungsplatine 31 und einen Verbindungsabschnitt zwischen der Oberhülle 32 und der Unterhülle 33. Bei der Wechselrichtereinheit 30 sind allen Verbindungsabschnitten entsprechende Dichtungsbauteile angeordnet.
Das obere Dichtungsbauteil 40 ist in dem Verbindungsabschnitt zwischen der Oberabschnittsabdeckung 49 und der Oberhülle 32 angeordnet. Das obere Dichtungsbauteil 40 ist in die dritte Dichtungsanordnungsnut 45 eingepasst, die an der oberen Fläche 44c des Rahmenkörpers der Oberhülle 32 vorgesehen ist. Das innere Dichtungsbauteil 63 ist in dem Verbindungsabschnitt zwischen der Unterhülle 33 und der Schaltungsplatine 31 angeordnet. Gemäß dieser Anordnung umgibt das innere Dichtungsbauteil 63 die Freilegungsöffnung 59. Demgemäß schränkt das innere Dichtungsbauteil 63 ein Eindringen von Flüssigkeit zwischen der Hinterfläche 36b des Aluminiumsubstrats 36 und der Unterhülleninnenfläche 33a ein. Das äußere Dichtungsbauteil 64 ist in dem Verbindungsabschnitt zwischen der Oberhülle 32 und der Unterhülle 33 angeordnet. Gemäß dieser Anordnung umgibt des äußere Dichtungsbauteil 64 die Schaltungsplatine 31. Demgemäß schränkt das äußere Dichtungsbauteil 64 ein Eindringen von Flüssigkeit zwischen der unteren Fläche 44d des Rahmenkörpers der Oberhülle 32 und der Unterhülleninnenfläche 33a ein.
Ein Wasserstoppaufbau kann zwischen der Wechselrichtereinheit 30 und dem Motorgehäuse 8 vorgesehen sein oder nicht vorgesehen sein. Wenn ein Wasserstoppaufbau nicht vorgesehen ist, kann Wasser zwischen der Wechselrichtereinheit 30 und dem Motorgehäuse 8 eindringen. Jedoch bewegt sich selbst bei diesem Fall Wasser nicht in die Wechselrichtereinheit 30. Eingedrungenes Wasser wird zum Beispiel durch ein in dem Motorgehäuse 8 vorgesehenes Abflussloch 71 zu der Außenseite abgegeben.
Kurz gesagt wird bei der Wechselrichtereinheit 30 ein Eindringen von Wasser und Luft in die Harzhülle durch Vorsehen eines Dichtungsbauteils zwischen der Schaltungsplatine 31 und der Unterhülle 33 verhindert. Keine Schraube wird zum Fixieren der Schaltungsplatine 31 an der Unterhülle 33 verwendet. Das heißt, der in der Oberhülle 32 vorgesehene Rippenaufbau 46 drückt einen Nichtmontierbereich an der Vorderfläche 31a. Aufgrund dieses Drückens wird das an der einwärtigen Seite zwischen der Unterhülle 33 und der Schaltungsplatine 31 angeordnete innere Dichtungsbauteil 63 zusammengedrückt. Als Ergebnis weist das zusammengedrückte innere Dichtungsbauteil 63 Wasserstoppkennzeichen auf. Demgemäß ist bei der Wechselrichtereinheit 30 ein Risiko eines Eindringens von Wasser und Luft in die Hülle reduziert. Als Ergebnis kann bei der Wechselrichtereinheit 30 eine Zuverlässigkeit der Schaltungsplatine 31 verbessert werden.
Vorstehend wurde die Ausführungsform der Offenbarung beschrieben, aber die Offenbarung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: elektrischer Verdichter
2: Gehäuse
3: Drehwelle
3a: Spitzenabschnitt
4: Verdichterlaufrad
6: Rotorabschnitt
7: Statorabschnitt
8: Motorgehäuse (Ummantelung)
9: Grundgehäuse
11: Verdichtergehäuse
12: Ansauganschluss
13: Schneckenabschnitt
14: Abgabeanschluss
15: Wellenendmutter
16: Lager
17: Umfangswand
18: erste Außenwand
19: zweite Außenwand
21: Wechselrichterunterbringungsabschnitt
22: Wärmesenke
22a: thermische Verbindungsfläche
23: Kühlwasserkanal
30: Wechselrichtereinheit
31: Schaltungsplatine
31a: Vorderfläche
32: Oberhülle (zweiter Hüllenabschnitt)
33: Unterhülle (erster Hüllenabschnitt)
33a: Unterhülleninnenfläche (Vorderfläche)
33b: Unterhüllenaußenfläche (Hinterfläche)
34: Eingangs-/Ausgangsschaltung
36: Aluminiumsubstrat
36a: Vorderfläche
36b: Hinterfläche
36h: Loch
36e: Wärmeübertragungsabschnitt
36f: Verbindungsabschnitt
36g: Isolierungsabschnitt
37: Leistungsvorrichtung
38: Kondensator
39: Metallplatte
40: oberes Dichtungsbauteil
41: Isolierungsschicht
42: Steuerplatine
43: Stromsensor
44: Rahmenkörper
44a: erster Wandabschnitt
44b: zweiter Wandabschnitt
44c: obere Fläche des Rahmenkörpers (Vorderfläche)
44d: untere Fläche des Rahmenkörpers (Hinterfläche)
44e: untere Öffnung (Öffnungsabschnitt)
45: dritte Dichtungsanordnungsnut
46: Rippenaufbau
48: Verbinder
49: Oberabschnittsabdeckung
51: Vorsprung
51h: Loch
52: Hauptrippe
52a: untere Endfläche
53: Ergänzungsrippe
53a: untere Endfläche
54: erste Eingangssammelschiene
54h: Loch
56: zweite Eingangssammelschiene
56h: Loch
57: Abstandhalter
58: Ausgangssammelschiene
58h: Loch
59: Freilegungsöffnung (Öffnungsabschnitt)
61: erste Dichtungsanordnungsnut
62: zweite Dichtungsanordnungsnut
63: inneres Dichtungsbauteil (erstes Dichtungsbauteil)
64: äußeres Dichtungsbauteil (zweites Dichtungsbauteil)
66: Mutteranordnungsloch
71: Abflussloch
101: Paste
300: Wechselrichtereinheit
A: Drehachse
B1: Bolzen
B2: Bolzen
B3: Bolzen
H1: Schraubenloch
N3: Mutter
S: Unterbringungsraum
SA: Freilegungsbereich (Wärmeabfuhrabschnitt)

Claims

Wechselrichtervorrichtung mit: einer Schaltungsplatine (31), die dazu gestaltet ist, eine an einer Vorderfläche vorgesehene Wechselrichterschaltung und einen an einer Hinterfläche vorgesehenen Wärmeabfuhrabschnitt (SA) zu haben; einem ersten Hüllenabschnitt (33), der dazu gestaltet ist, mit einem Öffnungsabschnitt (59) zum Freilegen des Wärmeabfuhrabschnitts (SA) vorgesehen zu sein und eine umgebende Zone des Wärmeabfuhrabschnitts (SA) zu stützen; und einem zweiten Hüllenabschnitt (32), der dazu gestaltet ist, mit einem gegen die Vorderfläche der Schaltungsplatine (31) gedrückten und die Schaltungsplatine (31) in Richtung der Seite des ersten Hüllenabschnitts (33) drückenden Rippenaufbau (46) vorgesehen zu sein und den ersten Hüllenabschnitt (33) daran angebracht zu haben, wobei die Schaltungsplatine (31) zwischen dem ersten Hüllenabschnitt (33) und dem zweiten Hüllenabschnitt (32) angeordnet ist.
Wechselrichtervorrichtung gemäß Anspruch 1 ferner mit: einem ersten Dichtungsbauteil (63), das dazu gestaltet ist, zwischen der Hinterfläche der Schaltungsplatine (31) und einer Vorderfläche des ersten Hüllenabschnitts (33) in Zwischenlage zu sein; und einem zweiten Dichtungsbauteil (64), das dazu gestaltet ist, zwischen der Vorderfläche des ersten Hüllenabschnitts (33) und einer Hinterfläche des zweiten Hüllenabschnitts (32) in Zwischenlage zu sein.
Wechselrichtervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Hüllenabschnitt (33) an der Hinterfläche des zweiten Hüllenabschnitts (32) angebracht ist und ein Öffnungsabschnitt (59) daran vorgesehen ist, wobei der zweite Hüllenabschnitt (32) eine elektrisch mit der Schaltungsplatine (31) verbundene Sammelschiene (54, 56, 58) hat, und wobei die Sammelschiene (54, 56, 58) gegen die Vorderfläche der Schaltungsplatine (31) gedrückt ist.
Elektrischer Verdichter mit: der Wechselrichtervorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3; und einer Ummantelung (8), die dazu gestaltet ist, einen die Wechselrichtervorrichtung (30) unterbringenden Wechselrichterunterbringungsabschnitt (21) zu haben, wobei der Wechselrichterunterbringungsabschnitt (21) eine Wärmesenke (22) umfasst, mit der der Wärmeabfuhrabschnitt (SA) der Schaltungsplatine (31) in der Wechselrichtervorrichtung (30) thermisch verbunden ist.