JP5531186B2 - 駆動回路一体型電動圧縮機 - Google Patents
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Description
すなわち、吸入冷媒ガスがパワー半導体素子の熱で過熱されるおそれがあるため、圧縮機の圧縮効率が低下するおそれがある。また、吸入ガスが過熱されると、圧縮ガスの温度も上昇するので、圧縮機内部の各部における耐熱性の問題が生じる可能性があり、それによって圧縮機の寿命が低下するおそれがある。さらに、吸入ガスが、パワー半導体素子を冷却するために形成された熱交換ルートを通ることとなるため、圧縮機内部の冷媒経路における圧力損失が増加し、やはり圧縮効率を低下させるおそれがある。
また、別の態様として、本発明に係る駆動回路一体型電動圧縮機は、パワー半導体素子を備えたモータ駆動回路が一体的に組み込まれた駆動回路一体型電動圧縮機において、前記駆動回路のパワー半導体素子を吐出冷媒ガスで冷却するように構成し、前記パワー半導体素子が炭化珪素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)またはダイヤモンドを使用してなるワイドバンドギャップ半導体素子であり、該パワー半導体素子が設けられた回路基板は、背面が圧縮機の壁を介して吐出冷媒ガスで冷却されるように構成されており、前記パワー半導体素子および前記駆動回路を収容する駆動回路ハウジングが、圧縮機内において内蔵モータに対し軸方向に配置されており、前記パワー半導体素子と他の電子部品との間に熱遮蔽部材が設けられていることを特徴とするものからなる。
すなわち、従来のような吸入冷媒ガスによる冷却ではなく、圧縮機の圧縮機構部を経た後の吐出冷媒ガスを利用してパワー半導体素子を冷却するように構成したものである。
図1は、本発明の第1実施態様に係る駆動回路一体型電動圧縮機100を示している。図1において、1は駆動回路ハウジング、2は圧縮部ハウジング、3は吸入ハウジングを示しており、本実施態様では、吸入ハウジング3内に、ステータ4、ロータ5、モータ巻線6で構成されるモータ13が内蔵されている。このモータ13によって、軸受23により回転自在に支持された駆動シャフト7が回転駆動され、圧縮部8(圧縮機構部)が作動される。圧縮部8は、例えばスクロール型に構成されている。
2 圧縮部ハウジング
3 吸入ハウジング
4 ステータ
5 ロータ
6 モータ巻線
7 駆動シャフト
8 圧縮部
9 吸入口
10 吐出口
11、12 密封端子
13 モータ
14 パワー回路基板
15 パワー半導体素子
16 絶縁材
17 制御回路基板
18 マイクロコントローラ
19 平滑コンデンサ
20 ノイズフィルタ
21 蓋
22 コネクタ
23 軸受
24 リード線
25 吐出チャンバ
26 壁
27 樹脂
28 ボルト
30 モータ駆動回路
31 吸入ガスチャンバ
32 駆動回路ハウジング
33 吐出ガス通路
41 インバータ
42 外部電源
43 制御信号用コネクタ
44 空調制御装置
45 モータ制御回路
46 SiC−MOSFET
47 SiC−SBD
100、200、300 駆動回路一体型電動圧縮機
Claims (13)
- パワー半導体素子を備えたモータ駆動回路が一体的に組み込まれた駆動回路一体型電動圧縮機において、前記駆動回路のパワー半導体素子を吐出冷媒ガスで冷却するように構成し、前記パワー半導体素子が炭化珪素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)またはダイヤモンドを使用してなるワイドバンドギャップ半導体素子であり、該パワー半導体素子が設けられた回路基板は、背面が圧縮機の壁を介して吐出冷媒ガスで冷却されるように構成されており、前記パワー半導体素子および前記駆動回路を収容する駆動回路ハウジングが、圧縮機内において内蔵モータに対し軸方向に配置されており、前記パワー半導体素子が樹脂で覆われることにより、該パワー半導体素子から他の電子部品への熱放射が防止されていることを特徴とする駆動回路一体型電動圧縮機。
- 前記パワー半導体素子を覆う樹脂が、前記回路基板よりも熱伝導性の低い低熱伝導性の樹脂である、請求項1に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- パワー半導体素子を備えたモータ駆動回路が一体的に組み込まれた駆動回路一体型電動圧縮機において、前記駆動回路のパワー半導体素子を吐出冷媒ガスで冷却するように構成し、前記パワー半導体素子が炭化珪素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)またはダイヤモンドを使用してなるワイドバンドギャップ半導体素子であり、該パワー半導体素子が設けられた回路基板は、背面が圧縮機の壁を介して吐出冷媒ガスで冷却されるように構成されており、前記パワー半導体素子および前記駆動回路を収容する駆動回路ハウジングが、圧縮機内において内蔵モータに対し軸方向に配置されており、前記パワー半導体素子と他の電子部品との間に熱遮蔽部材が設けられていることを特徴とする駆動回路一体型電動圧縮機。
- 前記熱遮蔽部材が、前記回路基板よりも熱伝導性の低い低熱伝導性の熱遮蔽部材である、請求項3に記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 前記回路基板がセラミックからなる、請求項1〜4のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 使用冷媒がCO2である、請求項1〜5のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 使用冷媒がHFC1234yfである、請求項1〜5のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 前記駆動回路のパワー半導体素子を冷却する吐出冷媒ガスが、内蔵モータ、圧縮部をこの順に通過した後の吐出冷媒ガスである、請求項1〜7のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 前記駆動回路のパワー半導体素子を冷却する吐出冷媒ガスが、圧縮部、内蔵モータをこの順に通過した後の吐出冷媒ガスである、請求項1〜7のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 前記駆動回路のパワー半導体素子を冷却する吐出冷媒ガスが、圧縮部を通過した後内蔵モータ部を通過する吐出冷媒ガスである、請求項1〜7のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- スクロール型圧縮機からなる、請求項1〜10のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 車両に搭載される圧縮機からなる、請求項1〜11のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
- 車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機からなる、請求項1〜12のいずれかに記載の駆動回路一体型電動圧縮機。
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