專(zhuān)利名稱(chēng)：逆變器模塊及逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將逆變器裝置一體裝入到電動(dòng)壓縮機(jī)的殼體中的適合應(yīng)用于車(chē)輛用 空調(diào)裝置的逆變器模塊及逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
作為搭載于混合動(dòng)力車(chē)或電力機(jī)動(dòng)車(chē)等的空調(diào)裝置用的壓縮機(jī)，已知有一體裝入 了逆變器裝置的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)。該逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)通常在內(nèi)置有電動(dòng) 機(jī)和壓縮機(jī)構(gòu)的殼體的外周設(shè)置逆變器收容部(逆變器箱)，并在該逆變器收容部?jī)?nèi)部裝 入逆變器裝置，該逆變器裝置將從電源供給的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并經(jīng)由玻璃密封 端子施加給電動(dòng)機(jī)。上述逆變器裝置通常具備功率系基板，其安裝有開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路由將直流 電力轉(zhuǎn)換成交流電力的IGBT等多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成；控制基板，其安裝有控制通信電 路，該控制通信電路具有CPU等的在低電壓下進(jìn)行動(dòng)作的元件，其中，兩基板配設(shè)成上下兩 段，兩基板通過(guò)收容設(shè)置在逆變器箱或外框部?jī)?nèi)，而一體裝入到壓縮機(jī)殼體的外周部。此種適用于車(chē)輛用空調(diào)裝置的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)由于在嚴(yán)格的溫度條件 及振動(dòng)條件下使用，因此在逆變器裝置中要求高耐振性、防濕性及絕緣性。因此，提出有在 裝入逆變器裝置的逆變器收容部?jī)?nèi)填充凝膠狀樹(shù)脂材料的方法，使控制基板浮在凝膠狀樹(shù) 脂材料中的方法等(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、幻。還提出有在樹(shù)脂箱內(nèi)將金屬基板、控制基板 及接口基板這三層基板配設(shè)成分層狀，在金屬基板的功率半導(dǎo)體面上填充凝膠材料，并從 其表面到控制基板的上表面進(jìn)行樹(shù)脂密封的方法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2006-316754號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2007-315^9號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本專(zhuān)利第3845769號(hào)公報(bào)在上述的功率系基板中，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件通常對(duì)基板進(jìn)行引線(xiàn)接合，需要保護(hù)該 引線(xiàn)接合免于高度的熱循環(huán)、熱沖擊、振動(dòng)等。然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1至3所示的技術(shù)都形成為 在安裝有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的功率系基板的表面上填充凝膠狀樹(shù)脂材料的結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu) 中，雖然能夠確保絕緣性或防濕性，但相對(duì)于高度的熱循環(huán)、熱沖擊、振動(dòng)等，還存在無(wú)法確 保高可靠性的穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度的課題。在逆變器收容部?jī)?nèi)整體填充有凝膠狀樹(shù)脂材料的結(jié)構(gòu)中，由于質(zhì)量重且高價(jià)的凝 膠狀樹(shù)脂材料的使用量增多，因此尤其是對(duì)于要求小型輕量化的車(chē)輛空調(diào)裝置用的逆變器 一體型電動(dòng)壓縮機(jī)而言，難以稱(chēng)為適當(dāng)?shù)慕鉀Q策略。此外，如專(zhuān)利文獻(xiàn)3所示，對(duì)設(shè)置在上 段的控制基板(CPU基板)進(jìn)行樹(shù)脂密封時(shí)，不僅難以維修下段側(cè)的功率系基板，而且對(duì)于 控制基板自身實(shí)際上也存在維修困難的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于此種情況而作出，其目的在于提供一種相對(duì)于逆變器模塊的上下兩張基板，能夠分別確保穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度、防濕性及絕緣性，并實(shí)現(xiàn)輕量化、低成本化的逆變器 模塊及逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)。為了解決上述課題，本發(fā)明的逆變器模塊及逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)采用以下的 方法。S卩，在本發(fā)明的第一形態(tài)的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)通過(guò)樹(shù)脂箱將功率系基板和 控制基板一體化，該功率系基板將從電源供給的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力而施加給電動(dòng) 機(jī)，該控制基板對(duì)施加給所述電動(dòng)機(jī)的交流電力進(jìn)行控制，所述逆變器模塊的特征在于，該 逆變器模塊在所述樹(shù)脂箱的下方部設(shè)置所述功率系基板且在其上方部設(shè)置所述控制基板， 所述功率系基板安裝有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，所述控制基板安裝有CPU等的在低電壓下進(jìn)行動(dòng) 作的控制通信電路，通過(guò)在所述樹(shù)脂箱內(nèi)將熱硬化性樹(shù)脂填充至覆蓋所述功率系基板上表 面的高度位置而對(duì)所述功率系基板進(jìn)行樹(shù)脂密封，并將凝膠狀樹(shù)脂材料從該樹(shù)脂密封面填 充至覆蓋所述控制基板至少一部分的高度位置。本發(fā)明的第一形態(tài)將逆變器模塊形成為在樹(shù)脂箱的下方部設(shè)置功率系基板且在 其上方部設(shè)置控制基板的結(jié)構(gòu)，該樹(shù)脂箱將功率系基板和控制基板一體化。此外，本發(fā)明的 第一形態(tài)在安裝有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的功率系基板的上表面填充熱硬化性樹(shù)脂而對(duì)功率系 基板進(jìn)行樹(shù)脂密封，并將凝膠狀樹(shù)脂材料從該樹(shù)脂密封面填充至覆蓋控制基板一部分的高 度位置。因此，通過(guò)基于熱硬化性樹(shù)脂的樹(shù)脂密封，能夠牢固地加固引線(xiàn)接合有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件的功率系基板。因此，不僅能確保絕緣性和防濕性，而且相對(duì)于高度的熱循環(huán)、熱沖擊、 振動(dòng)等也能夠確保穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度。而且，由于將凝膠狀樹(shù)脂材料從樹(shù)脂密封面填充至覆 蓋控制基板一部分的高度位置，因此對(duì)于控制基板也能夠充分地確保耐振性、絕緣性，從而 能夠可靠地防止控制基板上的部件的振動(dòng)引起的破損、脫落。此外，將凝膠狀樹(shù)脂材料從樹(shù) 脂箱內(nèi)的樹(shù)脂密封面填充至覆蓋控制基板一部分的高度即可，能夠減少填充量，因此能夠 實(shí)現(xiàn)與該減少量相應(yīng)量的輕量化、低成本化，并且能夠根據(jù)需要對(duì)控制基板進(jìn)行維修。此外，本發(fā)明的第一形態(tài)的逆變器模塊也可以形成為將所述凝膠狀樹(shù)脂材料填充 至至少覆蓋CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面的高度位置的結(jié)構(gòu)， 所述CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件安裝在所述控制基板的上表面。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于將凝膠狀樹(shù)脂材料填充至至少覆蓋控制基板的上表面安裝的 CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面的高度位置，因此通過(guò)凝膠狀樹(shù) 脂材料進(jìn)一步覆蓋原來(lái)進(jìn)行了防濕涂層的CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部 件的上表面，從而能夠加倍對(duì)所述部件的防濕效果。因此，能夠進(jìn)一步提高對(duì)控制基板防濕 性的可靠性，有時(shí)也可以省略防濕涂層。此外，上述任一種的逆變器模塊也可以形成為將所述凝膠狀樹(shù)脂材料填充至覆蓋 變壓器或電解電容器等大型部件的下半部分的高度位置的結(jié)構(gòu)，所述變壓器或電解電容器 等大型部件安裝在所述控制基板的上表面。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于將凝膠狀樹(shù)脂材料填充至覆蓋控制基板的上表面安裝的變壓 器或電解電容器等大型部件的下半部分的高度位置，因此使變壓器或電解電容器等大型部 件的下半部分埋沒(méi)在凝膠狀樹(shù)脂材料中，從而能夠通過(guò)凝膠狀樹(shù)脂材料進(jìn)行限制。因此，能 夠提高對(duì)所述大型部件的振動(dòng)抑制效果，從而能夠?qū)?duì)控制基板的耐振性提高一個(gè)等級(jí)。此外，上述的任一種逆變器模塊也可以形成為在所述控制基板的至少一個(gè)以上的部位穿設(shè)用于填充所述凝膠狀樹(shù)脂材料的貫通孔的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在控制基板的至少一個(gè)以上的部位穿設(shè)用于填充凝膠狀樹(shù)脂 材料的貫通孔，因此能夠容易將凝膠狀樹(shù)脂材料從貫通孔填充到功率系基板上的樹(shù)脂密封 面與控制基板之間的空隙，而且能夠根據(jù)凝膠狀樹(shù)脂材料從貫通孔溢流的情況來(lái)確認(rèn)凝膠 狀樹(shù)脂材料向該空隙的充滿(mǎn)。因此，能夠適當(dāng)且容易管理凝膠狀樹(shù)脂材料的填充。此外，本發(fā)明的第二形態(tài)的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)在內(nèi)置有電動(dòng)機(jī)及壓縮機(jī)構(gòu) 的殼體的外周設(shè)置逆變器收容部并在所述逆變器收容部的內(nèi)部一體裝入逆變器裝置，該逆 變器裝置將來(lái)自電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力而施加給所述電動(dòng)機(jī)，所述逆變器一體型 電動(dòng)壓縮機(jī)的特征在于，在所述逆變器收容部?jī)?nèi)一體裝入包含上述任一種逆變器模塊的逆 變器裝置。本發(fā)明的第二形態(tài)通過(guò)形成為上述結(jié)構(gòu)，而在苛刻的溫度條件及振動(dòng)條件下使用 的車(chē)載用的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)中，能夠提高最容易受到使用環(huán)境的影響的逆變器裝 置的耐振強(qiáng)度、防濕性及絕緣性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器裝置的輕量化、低成本化。其結(jié)果是， 能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)的可靠性提高和成本下降、以及向車(chē)輛的搭載性的提
尚ο發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的逆變器模塊，由于能夠通過(guò)基于熱硬化性樹(shù)脂的樹(shù)脂密封牢固地加 固引線(xiàn)接合有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的功率系基板，因此不僅能確保絕緣性或防濕性，而且對(duì)于 高度的熱循環(huán)、熱沖擊、振動(dòng)等也能夠確保穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度。而且，由于將凝膠狀樹(shù)脂材料 從樹(shù)脂密封面填充至覆蓋控制基板一部分的高度位置，因此相對(duì)于控制基板也能夠充分地 確保耐振性、絕緣性，從而能夠可靠地防止控制基板上的部件的振動(dòng)引起的破損、脫落。此 外，將凝膠狀樹(shù)脂材料從樹(shù)脂箱內(nèi)的樹(shù)脂密封面填充至覆蓋控制基板一部分的高度即可， 能夠減少填充量，因此能夠?qū)崿F(xiàn)與該減少量相應(yīng)量的輕量化、低成本化，并且能夠根據(jù)需要 對(duì)控制基板進(jìn)行維修。根據(jù)本發(fā)明的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)，在苛刻的溫度條件及振動(dòng)條件下使用的 車(chē)載用的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)中，能夠提高最容易受到使用環(huán)境影響的逆變器裝置的 耐振強(qiáng)度、防濕性及絕緣性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器裝置的輕量化、低成本化，因此能夠?qū)崿F(xiàn) 逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)的可靠性提高和成本下降、以及向車(chē)輛的搭載性的提高。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)的側(cè)視圖。圖2是裝入到圖1所示的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)中的逆變器模塊的立體圖。圖3是圖2所示的逆變器模塊的縱向剖面相當(dāng)圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。[第一實(shí)施方式]以下，使用圖1至圖3，說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖1示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)的側(cè)視圖。逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)1具備構(gòu)成外殼的殼體2。殼體2通過(guò)利用螺栓5將收容有未圖示的電動(dòng) 機(jī)的電動(dòng)機(jī)殼體3、收容有未圖示的壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)殼體4 一體緊固結(jié)合而構(gòu)成。電動(dòng)機(jī) 殼體3及壓縮機(jī)殼體4是耐壓容器，為鑄鋁制。收容在殼體2內(nèi)部的未圖示的電動(dòng)機(jī)及壓縮機(jī)構(gòu)經(jīng)由電動(dòng)機(jī)軸連結(jié)，通過(guò)電動(dòng)機(jī) 的旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)。在電動(dòng)機(jī)殼體3的一端側(cè)(圖1的右側(cè))設(shè)有制冷劑吸入口 6，從 該制冷劑吸入口 6吸入到電動(dòng)機(jī)殼體3內(nèi)的低溫低壓的制冷劑氣體在電動(dòng)機(jī)的周?chē)仉妱?dòng) 機(jī)軸線(xiàn)L方向流通后，被壓縮機(jī)構(gòu)吸入并壓縮。通過(guò)壓縮機(jī)構(gòu)壓縮后的高溫高壓的制冷劑 氣體在噴出到壓縮機(jī)殼體4內(nèi)之后，從設(shè)置在壓縮機(jī)殼體4的一端側(cè)(圖1的左側(cè))的噴 出口 7向外部送出。在殼體2中，例如在電動(dòng)機(jī)殼體3的一端側(cè)(圖1的右側(cè))的下部及壓縮機(jī)殼體 4的一端側(cè)(圖1的左側(cè))的下部這兩個(gè)部位和壓縮機(jī)殼體4的上部側(cè)一個(gè)部位總計(jì)三個(gè) 部位上設(shè)有安裝腳8A、8B、8C。逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)1通過(guò)利用托架及螺栓將該安裝腳 8A、8B、8C固定設(shè)置在行駛用原動(dòng)機(jī)的側(cè)壁等上而搭載于車(chē)輛側(cè)，該行駛用原動(dòng)機(jī)設(shè)置在車(chē) 輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)。在電動(dòng)機(jī)殼體3的外周部一體成形有逆變器收容部9，該逆變器收容部9在上部 具有規(guī)定的容積。該逆變器收容部9形成為上表面打開(kāi)的由規(guī)定高度的周?chē)诎鼑南湫?狀，且在側(cè)面設(shè)有兩個(gè)電纜取出口 10。逆變器收容部9的上表面由于螺止固定罩部件11而 被密閉。在逆變器收容部9的內(nèi)部收容設(shè)置有逆變器裝置20，該逆變器裝置20將從搭載于 車(chē)輛的未圖示的高電壓電源單元或蓄電池等經(jīng)由高電壓電纜供給的直流電力轉(zhuǎn)換成三相 交流電力，而施加給收容在電動(dòng)機(jī)殼體3內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)。逆變器裝置20包括以下詳細(xì)敘述 的逆變器模塊21、未圖示的平滑電容器(頭電容器)、感應(yīng)線(xiàn)圈等高電壓部件。圖2示出逆 變器模塊21的立體圖，圖3示出圖2所示的逆變器模塊21的縱向剖面相當(dāng)圖。逆變器模塊21具備矩形的樹(shù)脂箱22，該樹(shù)脂箱22通過(guò)嵌入成形而將由鋁制板材 等構(gòu)成的功率系基板23 —體化于底部。在功率系基板23上安裝有開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路 通過(guò)由IGBT等形成的多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件M等構(gòu)成。在樹(shù)脂箱22上，除了功率系基板23 之外，還一體嵌入成形有連接高電壓電源線(xiàn)的P-N端子25、向電動(dòng)機(jī)供給三相交流電力的 U-V-W端子沈、地線(xiàn)27及接地端子觀、將功率系基板23和后述的控制基板31之間連接的 多個(gè)連接端子四等。樹(shù)脂箱22如上所述形成為矩形，P-N端子25向一邊突出，該一邊沿著逆變器收容 部9的設(shè)有電纜取出口 10的側(cè)面，U-V-W端子沈向一邊突出，該一邊與沿著設(shè)有電纜取出 口 10的側(cè)面的一邊相鄰且接近壓縮機(jī)殼體4側(cè)。在樹(shù)脂箱22的四個(gè)角部一體成形有固定 腳部30，該固定腳部30通過(guò)螺栓緊固固定在逆變器收容部9的底面。在該固定腳部30上 以供螺栓貫通的方式設(shè)有上述接地端子觀，通過(guò)螺栓將樹(shù)脂箱22固定在逆變器收容部9的 底面，從而功率系基板23及后述的控制基板31的地線(xiàn)筐體接地于殼體2。在樹(shù)脂箱22內(nèi)的上方部，與功率系基板23之間確保規(guī)定的間隙而配設(shè)控制基板 (CPU基板)31，該控制基板31由多個(gè)連接端子四及地線(xiàn)27支承。在控制基板31上安裝 有控制通信電路，該控制通信電路由CPU等的在低電壓下進(jìn)行動(dòng)作的元件等構(gòu)成，使安裝 在功率系基板23上的開(kāi)關(guān)電路動(dòng)作，而控制施加給電動(dòng)機(jī)的交流電力。在該控制基板31上設(shè)有構(gòu)成控制通信電路的變壓器32、以及電解電容器33等比較大的多個(gè)電裝部件。在控 制基板31上經(jīng)由金屬孔眼34連接有貫通逆變器收容部9的多根控制通信用電線(xiàn)及通信線(xiàn) 35。在具有上述結(jié)構(gòu)的逆變器模塊21中，為了確保功率系基板23及控制基板31的耐 振性、防濕性及絕緣性，而在樹(shù)脂箱22內(nèi)以覆蓋功率系基板23上表面的方式填充環(huán)氧系樹(shù) 脂等熱硬化性樹(shù)脂36，而對(duì)功率系基板23進(jìn)行樹(shù)脂密封。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)熱硬化性樹(shù)脂36 牢固地加固由引線(xiàn)接合的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件22等構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，而確保絕緣性及防濕性， 并且對(duì)于高度的熱循環(huán)、熱沖擊、振動(dòng)等也能確保高可靠性的穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度。如圖3所示，熱硬化性樹(shù)脂36填充至樹(shù)脂箱22的高度方向的大致中間左右的高 度。在該熱硬化性樹(shù)脂36的表面(樹(shù)脂密封面)37上填充有硅凝膠等凝膠狀樹(shù)脂材料38。 凝膠狀樹(shù)脂材料38填滿(mǎn)樹(shù)脂密封面37與控制基板31之間的間隙，并填充至控制基板31 的表面上方幾毫米的高度位置39，而覆蓋控制基板31的上表面安裝的至少CPU等微型計(jì)算 機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面。凝膠狀樹(shù)脂材料38主要吸收控制基板31的振動(dòng)，用于確保其耐振性并確保絕緣 性，但如上所述，通過(guò)填充至覆蓋控制基板31的上表面安裝的至少CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成 部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面的高度，而能得到對(duì)所述電裝部件的防濕效果。該凝膠 狀樹(shù)脂材料38經(jīng)由貫通孔40填充到樹(shù)脂密封面37與控制基板31之間的間隙中，該貫通 孔40穿設(shè)在控制基板31的至少一個(gè)以上的部位。通過(guò)以上說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本實(shí)施方式，起到以下的作用效果。從搭載于車(chē)輛的電源單元經(jīng)由高電壓電纜向電動(dòng)壓縮機(jī)1的逆變器收容部9中設(shè) 置的逆變器裝置20供給的直流電力經(jīng)由逆變器模塊21的P-N端子25向功率系基板23上 的開(kāi)關(guān)電路輸入，通過(guò)由控制基板31控制的開(kāi)關(guān)電路的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成指令頻率的三相交流 電力后，經(jīng)由U-V-W端子沈施加給電動(dòng)機(jī)殼體3內(nèi)的電動(dòng)機(jī)，該開(kāi)關(guān)電路由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元 件對(duì)等構(gòu)成。由此，電動(dòng)機(jī)以控制指令頻率被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，而壓縮機(jī)構(gòu)工作。通過(guò)壓縮機(jī)構(gòu)的工 作，而低溫低壓的制冷劑氣體從制冷劑吸入口 6被吸入到電動(dòng)機(jī)殼體3內(nèi)。該制冷劑在電 動(dòng)機(jī)的周?chē)仉妱?dòng)機(jī)軸線(xiàn)L方向向壓縮機(jī)殼體4側(cè)流動(dòng)而被壓縮機(jī)構(gòu)吸入。被壓縮機(jī)構(gòu)壓 縮成高溫高壓狀態(tài)的制冷劑噴出到壓縮機(jī)殼體4內(nèi)之后，經(jīng)由噴出口 7向電動(dòng)壓縮機(jī)1的 外部送出。在此期間，從制冷劑吸入口 6被吸入電動(dòng)機(jī)殼體3內(nèi)并沿電動(dòng)機(jī)軸線(xiàn)L方向流動(dòng) 的低溫低壓的制冷劑氣體從逆變器模塊21的功率系基板23吸熱，而對(duì)功率系基板23上安 裝的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件M等發(fā)熱部件進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，該逆變器模塊21隔著電動(dòng)機(jī)殼體3的 殼體壁而密接設(shè)置在逆變器收納部9的底面。由此，能確保逆變器裝置20的耐熱性能。另一方面，搭載電動(dòng)壓縮機(jī)1的車(chē)輛的行駛振動(dòng)或其驅(qū)動(dòng)源的振動(dòng)、或電動(dòng)壓縮 機(jī)1自身的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)等直接輸入給裝入到電動(dòng)壓縮機(jī)1中的逆變器裝置20。因此，該振動(dòng) 也傳播給構(gòu)成逆變器裝置20的逆變器模塊21及其功率系基板23或控制基板31、以及設(shè)置 在兩基板23、31上的電裝部件或電路。功率系基板23與樹(shù)脂箱22模塊化成一體，通過(guò)螺栓將固定腳部30牢固地緊固固 定在逆變器收容部9的底面。安裝在功率系基板23表面的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件M等電裝部件及電路由具有絕緣性及防濕性的環(huán)氧系的熱硬化性樹(shù)脂36進(jìn)行樹(shù)脂密封并牢固地加固， 而被可靠地保護(hù)。因此，對(duì)于功率系基板21，也能夠充分確保絕緣性及防濕性，并且對(duì)于高 度的熱循環(huán)、熱沖擊、振動(dòng)等也能夠確保穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度，從而能夠格外地提高耐振性。配設(shè)在功率系基板23上方部的控制基板31的下表面與樹(shù)脂密封面37之間的間 隙被填滿(mǎn)，并且通過(guò)粘結(jié)于凝膠狀樹(shù)脂材料38而被彈性支承，因此能夠通過(guò)凝膠狀樹(shù)脂材 料38吸收施加給控制基板31的振動(dòng)，該凝膠狀樹(shù)脂材料38填充至覆蓋控制基板31 —部 分的高度位置39。因此，能夠充分減少傳播給控制基板31的振動(dòng)，能夠可靠地防止對(duì)控制 基板31進(jìn)行激振引起的基板上的部件的破損或脫落等。其結(jié)果是，對(duì)于構(gòu)成逆變器模塊21的功率系基板23及控制基板31，能夠確保穩(wěn)固 的耐振強(qiáng)度，從而能夠大幅度地提高對(duì)逆變器裝置20耐振性的可靠性。功率系基板23及 控制基板31的各自必要部分都由樹(shù)脂材料36、38覆蓋，因此也能夠充分確保絕緣性、防濕 性。尤其是由于將凝膠狀樹(shù)脂材料38填充至覆蓋控制基板31的上表面安裝的CPU等 微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面的高度位置39，因此原來(lái)被防濕涂層的 CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面又被凝膠狀樹(shù)脂材料38覆蓋，從 而能夠加倍對(duì)所述部件的防濕效果。因此，能夠進(jìn)一步提高對(duì)控制基板31防濕性的可靠 性，有時(shí)也可以省略防濕涂層。將凝膠狀樹(shù)脂材料38從樹(shù)脂箱22內(nèi)的樹(shù)脂密封面37填充至覆蓋控制基板31 — 部分的高度位置39即可，與填充逆變器收容部?jī)?nèi)整體的情況或以埋沒(méi)控制基板31的方式 填充的情況相比，能夠減少凝膠狀樹(shù)脂材料38的填充量。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)與質(zhì)量重且高價(jià) 的凝膠狀樹(shù)脂材料38的減少量相當(dāng)量的輕量化、低成本化。此外，能夠根據(jù)需要對(duì)控制基 板31進(jìn)行維修。此外，在本實(shí)施方式中，在控制基板31的一個(gè)以上的部位穿設(shè)用于填充凝膠狀樹(shù) 脂材料38的貫通孔40，并從該貫通孔40填充凝膠狀樹(shù)脂材料38。因此，能夠容易將凝膠 狀樹(shù)脂材料38填充到功率系基板23上的樹(shù)脂密封面37與控制基板31之間的空隙，而且 能夠根據(jù)凝膠狀樹(shù)脂材料從貫通孔40溢流的情況來(lái)確認(rèn)凝膠狀樹(shù)脂材料38向該空隙的填 滿(mǎn)。因此，能夠適當(dāng)且容易管理凝膠狀樹(shù)脂材料38的填充。通過(guò)將以上所述的包含逆變器模塊21的逆變器裝置20 —體裝入，而在苛刻的溫 度條件及振動(dòng)條件下使用的車(chē)載用的逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)1中，能夠提高最容易受到 使用環(huán)境影響的逆變器裝置20的耐振強(qiáng)度、防濕性及絕緣性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器裝置 20的輕量化及低成本化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)1的可靠性提高和成本下 降、以及向車(chē)輛的搭載性的提高。[其它實(shí)施方式]接下來(lái)，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在上述第一實(shí)施方式中，將凝膠狀樹(shù)脂材料38填充至覆蓋控制基板31的上表面 安裝的CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上表面的高度位置39，但也可以 如下所述進(jìn)行填充。(1)將凝膠狀樹(shù)脂材料38充滿(mǎn)到樹(shù)脂密封面37與控制基板31之間的間隙，將控 制基板31的下表面整體可靠地粘結(jié)在凝膠狀樹(shù)脂材料38上，因此填充至控制基板31的厚度的一半左右的高度。(2)將凝膠狀樹(shù)脂材料38填充至覆蓋控制基板31上設(shè)置的變壓器32、電解電容 器33等大型電裝部件的下半部分的高度位置，從而將所述電裝部件的下半部分埋沒(méi)在凝 膠狀樹(shù)脂材料38中。如上述(1)那樣，通過(guò)填充凝膠狀樹(shù)脂材料38，對(duì)于控制基板31，也能夠得到與第 一實(shí)施方式同等的防振效果，從而能夠確?？刂苹?1的耐振性、絕緣性。這種情況下，雖 然無(wú)法通過(guò)凝膠狀樹(shù)脂材料38覆蓋CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件的上 表面，但由于原來(lái)對(duì)所述部件實(shí)施了防濕涂層，因此防濕性不會(huì)下降。如上述( 那樣，通過(guò)填充凝膠狀樹(shù)脂材料38，能夠?qū)⒖刂苹?1上設(shè)置的變壓 器32或電解電容器33等大型部件的下半部分埋沒(méi)在凝膠狀樹(shù)脂材料38中，從而能夠通過(guò) 凝膠狀樹(shù)脂材料38進(jìn)行限制。由此，能夠提高對(duì)變壓器32或電解電容器33等大型部件的 振動(dòng)抑制效果，從而能夠?qū)?duì)控制基板31的耐振性提高一個(gè)等級(jí)。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式的發(fā)明，而在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)變 形。例如，在上述的實(shí)施方式中，說(shuō)明了將逆變器收容部9與電動(dòng)機(jī)殼體3—體成形的例子， 但未必非要一體成形，也可以形成為將分別成形的逆變器收容箱一體組裝的結(jié)構(gòu)。關(guān)于壓 縮機(jī)構(gòu)，并未特別限定，可以使用任何形式的壓縮機(jī)構(gòu)。而且，逆變器模塊21的形狀、結(jié)構(gòu) 也可以進(jìn)行各種變形。符號(hào)說(shuō)明1逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)2 殼體9逆變器收容部20逆變器裝置21逆變器模塊22樹(shù)脂箱23功率系基板24半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件31控制基板32變壓器33電解電容器36熱硬化性樹(shù)脂37樹(shù)脂密封面38凝膠狀樹(shù)脂材料40貫通孔
權(quán)利要求
1.一種逆變器模塊，通過(guò)樹(shù)脂箱將功率系基板和控制基板一體化，該功率系基板將從 電源供給的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力而施加給電動(dòng)機(jī)，該控制基板對(duì)施加給所述電動(dòng)機(jī)的 交流電力進(jìn)行控制，所述逆變器模塊的特征在于，該逆變器模塊在所述樹(shù)脂箱的下方部設(shè)置所述功率系基板且在其上方部設(shè)置所述控 制基板，所述功率系基板安裝有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，所述控制基板安裝有CPU等的在低電壓 下進(jìn)行動(dòng)作的控制通信電路，通過(guò)在所述樹(shù)脂箱內(nèi)將熱硬化性樹(shù)脂填充至覆蓋所述功率系基板上表面的高度位置 而對(duì)所述功率系基板進(jìn)行樹(shù)脂密封，并將凝膠狀樹(shù)脂材料從該樹(shù)脂密封面填充至覆蓋所述 控制基板至少一部分的高度位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器模塊，其中，所述凝膠狀樹(shù)脂材料填充至至少覆蓋CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部 件的上表面的高度位置，所述CPU等微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成部件或振蕩電路構(gòu)成部件安裝在所述 控制基板的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變器模塊，其中，所述凝膠狀樹(shù)脂材料填充至覆蓋變壓器或電解電容器等大型部件的下半部分的高度 位置，所述變壓器或電解電容器等大型部件安裝在所述控制基板的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的逆變器模塊，其中，在所述控制基板的至少一個(gè)以上的部位穿設(shè)用于填充所述凝膠狀樹(shù)脂材料的貫通孔。
5.一種逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)，在內(nèi)置有電動(dòng)機(jī)及壓縮機(jī)構(gòu)的殼體的外周設(shè)置逆變 器收容部并在所述逆變器收容部的內(nèi)部一體裝入逆變器裝置，該逆變器裝置將直流電力轉(zhuǎn) 換成交流電力而施加給所述電動(dòng)機(jī)，所述逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)的特征在于，在所述逆變器收容部?jī)?nèi)一體裝入包含權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的逆變器模塊的逆 變器裝置。
全文摘要
提供一種對(duì)于逆變器模塊的上下兩張基板，能夠確保穩(wěn)固的耐振強(qiáng)度、防濕性及絕緣性，并實(shí)現(xiàn)輕量化、低成本化的逆變器模塊及逆變器一體型電動(dòng)壓縮機(jī)。在通過(guò)樹(shù)脂箱(22)將功率系基板(23)和控制基板(31)一體化的逆變器模塊(21)中，逆變器模塊(21)形成為在樹(shù)脂箱(22)的下方部設(shè)置安裝有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(24)的功率系基板(23)并在其上方部設(shè)置安裝有控制通信電路的控制基板(31)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)在樹(shù)脂箱(22)內(nèi)將熱硬化性樹(shù)脂(36)填充至覆蓋功率系基板(23)上表面的高度位置而對(duì)功率系基板(23)進(jìn)行樹(shù)脂密封，將凝膠狀樹(shù)脂材料(38)從樹(shù)脂密封面(37)填充至覆蓋控制基板(31)一部分的高度位置。
文檔編號(hào)B60H1/32GK102144354SQ201080002518
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者中神孝志, 中野浩兒, 丹羽和喜, 服部誠(chéng), 淺井雅彥, 藥師寺俊輔, 鷹繁貴之 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社