特開 2023-120940 電動圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023120940

(43)【公開日】2023-08-30

(54)【発明の名称】電動圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/00 20060101AFI20230823BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20230823BHJP

   H05K 7/12 20060101ALI20230823BHJP

【ＦＩ】

F04B39/00 106Z

F04C29/00 T

H05K7/12 E

H05K7/12 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022024095

(22)【出願日】2022-02-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100217076

【弁理士】

【氏名又は名称】宅間 邦俊

(72)【発明者】

【氏名】小林 幹生

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 和也

【テーマコード（参考）】

3H003

3H129

4E353

【Ｆターム（参考）】

3H003AA05

3H003AC03

3H003CF01

3H129AA02

3H129AA05

3H129AB03

3H129BB32

3H129BB33

3H129BB47

3H129CC09

3H129CC27

4E353AA06

4E353BB02

4E353CC02

4E353CC12

4E353CC32

4E353DD08

4E353DR02

4E353DR08

4E353DR24

4E353DR27

4E353DR34

4E353DR46

4E353DR49

4E353EE03

4E353GG09

4E353GG15

4E353GG17

(57)【要約】

【課題】電動モータを駆動する駆動回路の放熱性能及び絶縁性能を向上させる。
【解決手段】圧縮機構及び該圧縮機構の動力源である電動モータを収容したハウジングに、電動モータを駆動するインバータを設置してインバータ一体型とした電動圧縮機において、第二隔壁３６においてインバータのスイッチング素子４１を内包するパッケージ１００の設置対象面３６１を第二隔壁３６に形成された陥凹部３６４の底面として設け、第二隔壁３６の設置対象面３６１に形成されたねじ穴に、パッケージ１００のボルト挿通孔１００Ｃに挿通したボルト１１０のねじ部を螺合させてパッケージ１００を固定し、陥凹部３６４に封止材を充填する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機構及び該圧縮機構の動力源である電動モータを収容したハウジングに、前記電動モータを駆動する駆動回路を設置して駆動回路一体型とした電動圧縮機であって、
前記駆動回路のスイッチング素子を内包するパッケージの前記ハウジングにおける設置対象面が、前記ハウジングに形成された陥凹部の底面として設けられ、前記パッケージが、前記設置対象面に形成されたねじ穴に、前記パッケージのボルト挿通孔に挿通したボルトのねじ部を螺合させて固定され、前記陥凹部に封止材が充填されている、電動圧縮機。

【請求項2】

前記パッケージのうち前記設置対象面と対向する底面と前記設置対象面との間に、前記ボルトのねじ部が挿通される貫通孔を有する絶縁性のスペーサが介挿され、前記パッケージの前記底面と前記設置対象面との間に前記封止材が充填されている、請求項１に記載の電動圧縮機。

【請求項3】

前記スペーサは、該スペーサから前記ボルトのねじ部に沿って前記挿通孔の内部まで延びる筒体をさらに含む、請求項２に記載の電動圧縮機。

【請求項4】

前記スペーサのうち前記パッケージの前記底面と対向する上面、及び、前記スペーサのうち前記設置対象面と対向する底面に、前記スペーサの外周面から前記貫通孔に向けて延びる凹部が形成されている、請求項２又は請求項３に記載の電動圧縮機。

【請求項5】

前記パッケージは、前記スイッチング素子を支持固定するダイパッドと、前記スイッチング素子と前記パッケージの外部の回路基板とを接続するリードと、を有し、前記封止材は、前記設置対象面を基準として、前記リードが前記パッケージの外部へ突出する突出元の位置、及び、前記パッケージが切り欠かれて前記ダイパッドが前記パッケージの外部に露出する位置よりも高い位置まで前記陥凹部に充填されている、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の電動圧縮機。

【請求項6】

前記駆動回路は、前記ハウジングのうち冷媒が導入される冷媒導入空間と隣接する駆動回路収容空間に収容され、前記設置対象面は、冷媒導入空間と回路収容空間とを隔てる隔壁に形成されている、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の電動圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機構及びその動力源である電動モータを収容したハウジングに、電動モータを駆動する駆動回路を設置して駆動回路一体型とした電動圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

電動圧縮機として、例えば特許文献１に記載されるように、インバータのスイッチング素子を内包するパッケージに穿設されたボルト挿通孔にボルトを挿通してベースプレートに螺合させ、パッケージをベースプレートに押圧固定したものが知られている。かかるパッケージの底面に設けられた導電性の放熱板とベースプレートとの間には、放熱板からの放熱促進及び放電抑制を図るべく、良好な熱伝導性を有する絶縁シートを介挿している。また、放熱板からボルトへの絶縁距離を長くするため、ベースプレートの溝部内に配置されてボルト螺合時の押圧力により絶縁シートと溝部底面との間で挟持される基体から、ボルトねじ部に沿ってパッケージのボルト挿通孔内まで筒体を延ばした絶縁部材を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９８７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両空調装置の冷凍サイクルに用いられる電動圧縮機では、電気自動車の大容量バッテリに伴う急速充電への対応や、出力密度向上、損失低減等を目的として、例えば８００Ｖ以上の高電圧化に対応することが求められている。このため、従来以上に、インバータの放熱性能及び絶縁性能の強化が望まれる。

【0005】

しかし、特許文献１に記載された電動圧縮機において、ボルト螺合時の押圧力は、スイッチング素子の機械的な許容応力に従って制限され、また、絶縁部材、ボルト挿通孔及び溝部の寸法には、通常、製造公差が含まれる。したがって、絶縁シートと放熱板及びベースプレートとの間や絶縁部材と溝部底面及び絶縁シートとの間に極僅かな隙間が生じて、インバータの放熱性能及び絶縁性能が電動圧縮機の高電圧化に十分対応できないおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、電動モータを駆動する駆動回路の放熱性能及び絶縁性能を向上させた電動圧縮機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の電動圧縮機では、圧縮機構及び該圧縮機構の動力源である電動モータを収容したハウジングに、電動モータを駆動する駆動回路を設置して駆動回路一体型とされ、駆動回路のスイッチング素子を内包するパッケージのハウジングにおける設置対象面が、ハウジングに形成された陥凹部の底面として設けられ、パッケージが、設置対象面に形成されたねじ穴に、パッケージのボルト挿通孔に挿通したボルトのねじ部を螺合させて固定され、陥凹部に封止材が充填されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の電動圧縮機によれば、電動モータを駆動する駆動回路の放熱性能及び絶縁性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電動圧縮機を適用した冷凍サイクルの一例を示す説明図である。

【図2】電動圧縮機の模式断面図である。

【図3】パッケージを上面側から示す斜視図である。

【図4】パッケージの底面側から示す斜視図である。

【図5】図３のＡ－Ａ線における模式断面図である。

【図6】パッケージの設置に用いる部品を示す模式断面図である。

【図7】スペーサの一例を示す斜視図である。

【図8】パッケージのねじ固定状態を示す模式断面図である。

【図9】パッケージの封止状態を示す模式断面図である。

【図10】パッケージの具体的な設置態様を示す斜視図である。

【図11】スペーサの第１変形例を示す斜視図である。

【図12】図１１のＢ－Ｂ線における断面図である。

【図13】スペーサの第１変形例によるパッケージ封止状態を示す模式断面図である。

【図14】スペーサの第２変形例を示す斜視図である。

【図15】図１４のＣ－Ｃ線における断面図である。

【図16】スペーサの第２変形例によるパッケージ封止状態を示す模式断面図である。

【図17】従来のパッケージのねじ固定状態を示す模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための実施形態について、添付図面を参照して詳述する。
図１は、電動圧縮機を用いた冷凍サイクルの一例を示す。

【0011】

冷凍サイクル１は、冷媒が循環する冷媒配管２に対して、電動圧縮機３、凝縮器４、膨張弁５及び蒸発器６をこの順番で配設して構成された蒸気圧冷凍サイクルである。電動圧縮機３は、低温・低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。凝縮器４は、電動圧縮機３を通過した高温・高圧の気体冷媒を冷却して低温・高圧の液体冷媒にする。膨張弁５は、低温・高圧の液体冷媒を減圧して低温・低圧の液体冷媒にする。蒸発器６は、低温・低圧の液体冷媒を気化させて低温・低圧の気体冷媒にする。このような冷凍サイクル１は、車載式又は定置式を問わず、エアコンディショナーやヒートポンプ等、様々な機器に適用可能である。

【0012】

図２は、電動圧縮機３の一例を示す。電動圧縮機３は、圧縮機構１０及びその動力源である電動モータ２０を収容したハウジング３０に、電動モータ２０の駆動回路であるインバータ４０を設置してインバータ一体型として構成されている。

【0013】

ハウジング３０は、リアハウジング３１、センターハウジング３２、フロントハウジング３３及びインバータカバー３４が、例えばボルト及びワッシャ等の締結具で締結されて形成される内部密閉空間を有する中空体であり、例えばアルミニウム合金等の金属で形成されている。内部密閉空間は、概ね、第一隔壁３５及び第二隔壁３６によって、直列に３つの空間に区画される。具体的には、第一の空間Ｈ１はリアハウジング３１と第一隔壁３５を有するセンターハウジング３２とが締結されることで形成され、第一の空間Ｈ１には圧縮機構１０が収容される。第二の空間Ｈ２は第一隔壁３５を有するセンターハウジング３２と第二隔壁３６を有するフロントハウジング３３とが締結されることで形成され、第二の空間Ｈ２には電動モータ２０が収容される。第三の空間Ｈ３は第二隔壁３６を有するフロントハウジング３３とインバータカバー３４とが締結されることで形成され、第三の空間Ｈ３にはインバータ４０が収容される。

【0014】

リアハウジング３１には、圧縮機構１０により生成された高温・高圧の気体冷媒を第一の空間Ｈ１から外部へ吐出するための吐出ポートＰｏｕｔが設けられている。フロントハウジング３３には、蒸発器で気化した低温・低圧の気体冷媒を外部から第二の空間Ｈ２へ吸入するための吸入ポートＰｉｎが設けられている。センターハウジング３２には、第一の空間Ｈ１と第二の空間Ｈ２とを連通する図示省略の連通路が形成され、吸入ポートＰｉｎを介して第二の空間Ｈ２に吸入した低温・低圧の気体冷媒は連通路を介して第一の空間Ｈ１へ導入される。

【0015】

圧縮機構１０は、電動モータ２０の回転出力により駆動される可動体を有し、この可動体の運動によって第一の空間Ｈ１に導入された低温・低圧の気体冷媒を圧縮し、高温・高圧の気体冷媒を生成する。圧縮機構１０は、電動モータ２０の回転出力を利用するものであれば、いかなる圧縮方式も採用可能である。例えば、圧縮機構１０は、電動モータ２０の回転出力を利用することで旋回スクロールの公転旋回運動を生起させ、これにより固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合いにより形成された圧縮室の容積を変化させるスクロール方式を採用できる。あるいは、圧縮機構１０は、ケーシング内のロータを電動モータ２０の回転出力により回転させて、ケーシングとロータとの間に形成された圧縮室の容積を連続的に変化させるロータリー方式を採用できる。

【0016】

なお、図示省略するが、第一の空間Ｈ１には、圧縮機構１０で生成された高温・高圧の気体冷媒を一時的に貯留して脈動を低減するための吐出室や、高温・高圧の気体冷媒から潤滑油を分離するための気液分離室が設けられてもよい。

【0017】

電動モータ２０は、例えば三相永久磁石同期電動機であり、永久磁石が周方向に順次配設された略円柱状ないし略円筒状のロータ２１と、ステータコイル２２が巻き回されてロータ２１の外周面と対向するティースが周方向に沿って複数配列されたステータ２３と、を有している。ロータ２１の径方向中心には、径方向と垂直方向に延びるモータシャフト２４が固定されている。モータシャフト２４の一端部は、図示省略のすべり軸受を介して、フロントハウジング３３の第二隔壁３６に設けられた支持部３６Ａに回転可能に支持されている。モータシャフト２４の他端部は、センターハウジング３２の第一隔壁３５を貫通して、圧縮機構１０の可動体に連結され、モータシャフト２４は、第一の空間Ｈ１内で第一隔壁３５に配設されたベアリング２５によっても回転可能に支持されている。これにより、ロータ２１は、モータシャフト２４の軸線を回転軸線として、ステータ２３に対して相対的に回転する。ステータ２３には、ステータコイル２２の各相コイルをインバータ４０と電気的に接続するための接続端子２６が立設して第二隔壁３６を気密に貫通し、接続端子２６と第二隔壁３６との間で絶縁が施されている。インバータ４０からの接続端子２６を介した通電によってステータコイル２２に回転磁界が発生すると、ロータ２１に回転力が発生し、モータシャフト２４を介して、圧縮機構１０の可動体に電動モータ２０の回転出力が伝達される。

【0018】

インバータ４０は、６つのスイッチング素子４１を有する三相ブリッジ回路を備え、この三相ブリッジ回路により外部の直流電源から入力した直流電流を三相交流電流に変換して、三相交流電流を電動モータ２０のステータコイル２２に供給する電力変換装置である。三相ブリッジ回路は、２つのスイッチング素子４１が直列に接続された各相アームを外部の直流電源と接続される正側母線及び負側母線の間に並列に接続し、各相アームの２つのスイッチング素子４１間を対応相のステータコイル２２の接続端子２６に接続して構成されている。

【0019】

インバータ４０のうち三相ブリッジ回路の６つのスイッチング素子４１は第二隔壁３６に設置されている。スイッチング素子４１が第二隔壁３６に設置されることで、第二の空間Ｈ２に吸入ポートＰｉｎを介して吸入した低温・低圧の気体冷媒の吸熱効果によりスイッチング素子４１の放熱が促進される。インバータ４０のうち三相ブリッジ回路の６つのスイッチング素子４１以外の部分は第二隔壁３６から立設するボス部３６Ｂにボルト３７でねじ固定されて第二隔壁３６と略平行に且つ離間して延在する回路基板５０上に形成されている。三相ブリッジ回路の６つのスイッチング素子４１を除く導電路は回路基板５０に導電パターンとして形成され、この導電パターンと接続端子２６が電気的に接続されている。回路基板５０には、外部の直流電源の正極及び負極と接続された電源供給線５１と外部から電動圧縮機３の運転指令が伝達される信号線５２とが、挿抜可能なコネクタ５３を介して電気的に接続される。電源供給線５１は、インバータ４０の正側母線及び負側母線の導電パターンに接続され、信号線５２は、回路基板５０に実装されたマイクロコンピュータ等の制御回路５４に接続される。

【0020】

次に、図３～図５を参照して、スイッチング素子４１の具体的態様について説明する。後述するように、スイッチング素子４１はパッケージに内包され、図３はパッケージを上面側から示し、図４はパッケージを底面側から示し、図５はパッケージの断面を示している。

【0021】

スイッチング素子４１は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等、制御回路５４から出力された制御信号に基づいてスイッチング動作を行うパワー半導体素子であり、外部との電気的接続のための電極パッドを備えた半導体チップとして形成される。スイッチング素子４１は、これを、例えばエポキシ樹脂による樹脂モールド等、所定の封止材で封止して形成されたパッケージ１００に内包されている。パッケージ１００は、これを第二隔壁３６に設置するための平坦な設置面を底面１００Ａとして有する略扁平直方体状に形成され、スイッチング素子４１の他にダイパッド１０１及びリード１０２を有している。ダイパッド１０１は、絶縁層を介してスイッチング素子４１を支持固定するとともにスイッチング素子４１で発生した熱を放熱するための金属板であり、ダイパッド１０１の一面１０１Ａにはスイッチング素子４１が支持固定され、ダイパッド１０１の一面１０１Ａと反対側の裏面１０１Ｂはパッケージ１００の底面１００Ａと面一に外部へ露出している。リード１０２は、スイッチング素子４１と回路基板５０上の導電パターンとを電気的に接続するための金属端子であり、ダイパッド１０１と同じリードフレームから打ち抜き形成されてもよい。リード１０２の一端部は、例えばワイヤボンディング等により、スイッチング素子４１の電極パッドと電気的に接続され、リード１０２の他端部はパッケージ１００の外部へ延びて、回路基板５０の導電パターンと接続するためにＬ字状にリードフォーミングがなされている。

【0022】

パッケージ１００には、これを第二隔壁３６に固定するためのボルトを挿通させるために、底面１００Ａからその反対側の上面１００Ｂへ、スイッチング素子４１、ダイパッド１０１及びリード１０２と離間して貫通するボルト挿通孔１００Ｃが予め穿設されている。なお、パッケージ１００がスイッチング素子４１を樹脂モールドして形成される場合には、樹脂モールド時にダイパッド１０１が一面１０１Ａ及び裏面１０１Ｂの両方から押さえピンで押さえられるため、パッケージ１００には、樹脂が切り欠かれてダイパッド１０１の一面１０１Ａ側が外部に露出した切り欠き部１００Ｄが形成される。

【0023】

次に、図６及び図７を参照して、第二隔壁３６に対するパッケージ１００の設置方法について説明する。図６は、パッケージ１００の設置に関する構造を示している。図７は、第二隔壁３６に対するパッケージ１００の設置に用いる部品のうちスペーサの一例を示している。

【0024】

図６に示すように、第二隔壁３６において平坦に形成された、パッケージ１００の設置対象面３６１には、ボルト１１０のねじ部１１０Ａと螺合する雌ねじ穴３６２が形成されている。パッケージ１００は、その底面１００Ａを第二隔壁３６の設置対象面３６１に対向させて、上面１００Ｂ側からボルト挿通孔１００Ｃに挿通したボルト１１０のねじ部１１０Ａを雌ねじ穴３６２に螺合させるねじ固定により、第二隔壁３６に設置される。ボルト１１０は、ねじ部１１０Ａのボルト挿通孔１００Ｃへの挿通が許容され、且つ、頭部１１０Ｂのボルト挿通孔１００Ｃへの挿通が阻止されるものが選定される。

【0025】

第二隔壁３６からは設置対象面３６１を全周について囲む仕切壁３６３が立設し、この仕切壁３６３によって囲まれた領域が陥凹部３６４として形成されている。換言すれば、設置対象面３６１は陥凹部３６４の底面として形成されている。第二隔壁３６の設置対象面３６１を基準とした仕切壁３６３の高さは、パッケージ１００が第二隔壁３６に設置された状態で、リード１０２がパッケージ１００から外部に突出している突出元の位置、及び、切り欠き部１００Ｄによりダイパッド１０１の一面１０１Ａ側が露出している位置のいずれよりも高くなっている。

【0026】

第二隔壁３６の設置対象面３６１には、雌ねじ穴３６２の開口周囲が設置対象面３６１よりも所定深さｄで後退した溝部３６５が形成されている。この溝部３６５の底面３６５Ａには良好な絶縁性を有するスペーサ１２０が配置され、溝部３６５の内周面３６５Ｂにより設置対象面３６１におけるスペーサ１２０の位置決めがなされる。パッケージ１００は、ボルト１１０でねじ固定されることで、スペーサ１２０を介して第二隔壁３６に向けて押圧される。

【0027】

図６及び図７に示すように、スペーサ１２０は、基体１２１及び筒体１２２を備えている。基体１２１は、溝部３６５に内嵌する外周面１２１Ａを有し、溝部３６５の底面３６５Ａと当接する底面１２１Ｂからの厚さが所定厚さｔで一定に形成され、溝部３６５に内嵌した状態で雌ねじ穴３６２に対応する部分にボルト１１０のねじ部１１０Ａが挿通される貫通孔１２１Ｃを有している。基体１２１の所定厚さｔは、溝部３６５の所定深さｄよりも大きい値である。筒体１２２は、基体１２１の底面１２１Ｂの反対側である上面１２１Ｄのうち貫通孔１２１Ｃの周縁からボルト１１０のねじ部１１０Ａの挿通方向に延びて貫通孔１２１Ｃの内周面を延長した内周面１２２Ａを有するとともに、パッケージ１００のボルト挿通孔１００Ｃに内挿可能な外周面１２２Ｂを有している。パッケージ１００を第二隔壁３６に設置するときに、筒体１２２はボルト１１０のねじ部１１０Ａの外周面とボルト挿通孔１００Ｃの内周面との隙間に介挿される。基体１２１は、パッケージ１００がボルト１１０で第二隔壁３６にねじ固定されることで、溝部３６５の底面３６５Ａとパッケージ１００の底面１００Ａとの間に挟持される。

【0028】

図８は、パッケージ１００が第二隔壁３６にボルト１１０でねじ固定された、パッケージ１００のねじ固定状態を示している。図８に示すように、パッケージ１００のねじ固定状態では、パッケージ１００の底面１００Ａと第二隔壁３６の設置対象面３６１との間に、所定厚さｔと所定深さｄとの差分である間隔（ｔ－ｄ）の隙間が生じている。

【0029】

ここで、図１７を参照して、図８に示すように間隔（ｔ－ｄ）の隙間を形成する理由を説明する。図１７は、図８における所定厚さｔと所定深さｄとを同一の値として基体１２１の上面１２１Ｄと第二隔壁３６の設置対象面３６１とを面一にし、パッケージ１００の底面１００Ａと第二隔壁３６の設置対象面３６１及び基体１２１の上面１２１Ｄとの間に良好な熱伝導性を有する絶縁シートＩＳを介挿した、パッケージ１００の従来のねじ固定状態を示している。

【0030】

図１７において、ボルト１１０の螺合時のパッケージ押圧力はスイッチング素子４１の機械的な許容応力に従って制限されている。また、基体１２１の所定厚さｔ及び溝部３６５の所定深さｄには、通常、製造公差が含まれている。この２つの要因の少なくとも一方により、図１７のパッケージ１００のねじ固定状態では、図中の太破線で示すように、パッケージ１００の底面１００Ａと絶縁シートＩＳとの間、絶縁シートＩＳと第二隔壁３６の設置対象面３６１及び基体１２１の上面１２１Ｄとの間、及び、基体１２１の底面１２１Ｂと溝部３６５の底面３６５Ａとの間に、極僅かな隙間が生じている。また、ボルト挿通孔１００Ｃ、スペーサ１２０、溝部３６５及び絶縁シートＩＳの製造公差により、図中の太実線で示すように、ボルト挿通孔１００Ｃの内周面と筒体１２２の外周面１２２Ｂとの間、溝部３６５の内周面３６５Ｂと基体１２１の外周面１２１Ａとの間、及び、絶縁シートＩＳと筒体１２２の外周面１２２Ｂとの間にも極僅かな隙間が生じている。これらの極僅かな隙間は、全て、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂからボルト１１０や第二隔壁３６の設置対象面３６１までの放電経路の一部となり得るが、いずれの放電経路も、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂからボルト１１０や第二隔壁３６の設置対象面３６１までの最短距離と比較すると複雑な経路を辿り、絶縁距離が長くなっている。特にダイパッド１０１の裏面１０１Ｂから最も近いボルト１１０までの放電経路については、スペーサ１２０の存在により絶縁距離が長くなっている。したがって、電動圧縮機３が比較的低電圧で駆動されるものであれば、上記の極僅かな隙間がインバータ４０の絶縁性能や放熱性能に与える影響は僅少である。しかし、電動圧縮機３が例えば８００Ｖ以上の比較的高電圧で駆動される場合には、上記の極僅かな隙間であっても、絶縁破壊が発生したり十分な放熱が困難となったりして、インバータ４０の絶縁性能及び放熱性能が不十分となるおそれがある。したがって、上記の極僅かな隙間を極力削減するために、絶縁シートＩＳに代えて、第二隔壁３６の設置対象面３６１とパッケージ１００の底面１００Ａとの間に流動性（例えば液状）の封止材を充填すべく、図８に示すように間隔（ｔ－ｄ）の隙間を意図的に形成している。

【0031】

図９は、パッケージ１００を流動性の封止材で封止した封止状態を示している。流動性の封止材２００は、例えば樹脂組成物（シリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂）等、良好な絶縁性及び熱伝導性を有する材料であり、図８のパッケージ１００のねじ固定状態で陥凹部３６４にポッティング等で充填される。流動性の封止材２００の充填は、パッケージ１００が第二隔壁３６にねじ固定されたフロントハウジング３３全体あるいは陥凹部３６４を真空引きして行ってもよい。流動性の封止材２００は、陥凹部３６４で設置対象面３６１に広がって表面高さが上昇し、先ず間隔（ｔ－ｄ）の隙間を充填する。

【0032】

図８のパッケージ１００のねじ固定状態では、図中の太破線で示されるように、ボルト１１０の螺合時のパッケージ押圧力の制限と基体１２１の所定厚さｔ及び溝部３６５の所定深さｄの製造公差との２つの要因のうち少なくとも一方により、パッケージ１００の底面１００Ａと基体１２１の上面１２１Ｄとの間、及び、基体１２１の底面１２１Ｂと溝部３６５の底面３６５Ａとの間に極僅かな隙間が生じている。また、図中の太実線で示されるように、ボルト挿通孔１００Ｃ、スペーサ１２０、及び、溝部３６５の製造公差により、ボルト挿通孔１００Ｃの内周面と筒体１２２の外周面１２２Ｂとの間、及び、溝部３６５の内周面３６５Ｂと基体１２１の外周面１２１Ａとの間にも極僅かな隙間が生じている。これらの極僅かな隙間には、粘性等の観点から流動性の封止材２００を適切に選定することで、間隔（ｔ－ｄ）の隙間に充填された流動性の封止材２００が毛細管現象により吸い込まれる。これにより、上記の極僅かな隙間は、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂからの絶縁距離が電動圧縮機３の高電圧化に十分対応したレベルとなるまで封止材２００で充填される。

【0033】

電動圧縮機３が例えば８００Ｖ以上の比較的高電圧で駆動される場合には、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂからの放電先としてパッケージ１００から外部に突出しているリード１０２の突出元が考えられる。また、図９では図示省略するが、上記の放電先として、切り欠き部１００Ｄにより露出したダイパッド１０１の表面側も考えられる。このため、流動性の封止材２００は、上記のように想定される放電先を封止するように陥凹部３６４に充填される。このように充填しても、前述のように、リード１０２がパッケージ１００から外部に突出している突出元の位置、及び、切り欠き部１００Ｄによりダイパッド１０１の一面１０１Ａ側が露出している位置のいずれよりも高い位置まで立設している仕切壁３６３により、周囲への封止材の漏れ広がりを回避できる。

【0034】

陥凹部３６４に充填された流動性の封止材２００は、自然乾燥や加熱又は紫外線照射等によって硬化される。なお、第二隔壁３６の設置対象面３６１を基準とした仕切壁３６３の高さが、パッケージ１００のねじ固定状態におけるボルト１１０の頭部１１０Ｂよりも高くなるようにしてもよい。このようにすれば、流動性の封止材２００の表面高さがボルト１１０の頭部１１０Ｂよりも高くなるまで周囲に漏れ広がることなく封止材２００を充填でき、これにより、ボルト１１０の頭部１１０Ｂへの放電あるいはボルト１１０の頭部１１０Ｂからの放電の可能性も低減することができる。

【0035】

図１０は、フロントハウジング３３からインバータカバー３４及び回路基板５０を取り外した状態の第二隔壁３６におけるパッケージ１００の具体的な設置態様を示している。スイッチング素子４１を個別に内包した６つのパッケージ１００は、互いに離間し、３つのパッケージ１００を一列として並列に二列に並べられ、各列のパッケージ１００が隣の列のパッケージ１００と互いにリード１０２を対向させて、第二隔壁３６にボルト１１０でねじ固定されている。６つのパッケージ１００は、これらと離間した１つの環状の仕切壁３６３で囲まれ、この仕切壁３６３で形成される陥凹部３６４内に封止材２００を充填して硬化させている。回路基板５０や第二隔壁３６のレイアウトにより、６つのパッケージ１００を１つの環状の仕切壁３６３で囲むことが困難である場合には、複数の仕切壁３６３を異なる場所に設けて、各仕切壁３６３で形成された陥凹部３６４内に１つ以上のパッケージ１００を設置してもよい。また、スイッチング素子４１を６つのパッケージ１００に個別に内包する代わりに、モジュール化された１つのパッケージ１００に内包して、これを第二隔壁３６の１つの仕切壁３６３で形成された陥凹部３６４内に設置してもよい。なお、仕切壁３６３の一部として、回路基板５０を囲むフロントハウジング３３の周壁を利用することができる。

【0036】

このように構成される電動圧縮機３では、スペーサ１２０の基体１２１によってパッケージ１００の底面１００Ａと第二隔壁３６の設置対象面３６１との間に間隔（ｔ－ｄ）の隙間を形成し、この隙間に良好な電気絶縁性及び熱伝導性を有する流動性の封止材２００を充填している。ボルト１１０の螺合時のパッケージ押圧力の制限と、ボルト挿通孔１００Ｃ、スペーサ１２０、及び、溝部３６５の製造公差と、の２つの要因の少なくとも一方により生じる極僅かな隙間は、間隔（ｔ－ｄ）の隙間に充填された流動性の封止材２００が毛細管現象により進入することで充填される。また、パッケージ１００から外部へ突出しているリード１０２の突出元や切り欠き部１００Ｄにより露出したダイパッド１０１の一面１０１Ａ側も封止されるまで、封止材２００で充填される。したがって、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂからボルト１１０等の放電先までの絶縁距離やダイパッド１０１の裏面１０１Ｂから第二隔壁３６までの熱抵抗を、電動圧縮機３の高電圧化に十分対応したレベルとすることができる。

【0037】

また、電動圧縮機３では、第二隔壁３６から立設する仕切壁３６３で環状に囲んで形成された陥凹部３６４の底面を設置対象面３６１としてパッケージ１００を設置しているので、陥凹部３６４に流動性の封止材２００を充填しても仕切壁３６３の周囲に漏れ広がらず、封止材２００の使用量を抑制することができる。

【0038】

次に、図１１～図１３を参照して、スペーサ１２０の第１変形例について説明する。図１１は、第１変形例に係るスペーサを示している。図１２は第１変形例に係るスペーサの基体の断面を示している。図１３は、第１変形例に係るスペーサを用いたときのパッケージ１００の封止状態を示している。なお、上記の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、その説明を省略ないし簡略化する。以下の変形例においても同様である。

【0039】

図１１に示すように、本変形例に係るスペーサ１２０ｉは、上記のスペーサ１２０に対して、基体１２１の構成を変更したものである。具体的には、スペーサ１２０ｉでは、基体１２１の上面１２１Ｄを厚さ方向に後退させた凹部１２１Ｅと基体１２１の底面１２１Ｂを厚さ方向に後退させた凹部１２１Ｆとが外周面１２１Ａから中心に向けてそれぞれ１つ以上設けられている。図１２に示すように、凹部１２１Ｅ，１２１Ｆは、基体１２１の上面１２１Ｄから見て、基体１２１の外周面１２１Ａから筒体１２２の外周面１２２Ｂまで延びて、貫通孔１２１Ｃ周囲の周壁１２１Ｇで遮断されている。

【0040】

図１３に示すように、間隔（ｔ－ｄ）の隙間に充填された流動性の封止材２００は、基体１２１の上面１２１Ｄ及び底面１２１Ｂにそれぞれ設けられた凹部１２１Ｅ，１２１Ｆにそれぞれ進入する。基体１２１の上面１２１Ｄに設けられた凹部１２１Ｅでは、流動性の封止材２００がパッケージ１００の底面１００Ａに沿って周壁１２１Ｇまで流れる。また、基体１２１の底面１２１Ｂに設けられた凹部１２１Ｆでは、流動性の封止材２００が溝部３６５の底面３６５Ａに沿って周壁１２１Ｇまで流れる。このように凹部１２１Ｅ，１２１Ｆに流入した流動性の封止材２００は、さらに、基体１２１の上面１２１Ｄとパッケージ１００の底面１００Ａとの間の極僅かな隙間や基体１２１の底面１２１Ｂと溝部３６５の底面３６５Ａとの間の極僅かな隙間へ毛細管現象により吸い込まれる。したがって、基体１２１に凹部１２１Ｅ，１２１Ｆを設けたことで、流動性の封止材２００が、基体１２１の外周面１２１Ａからだけでなく凹部１２１Ｅ，１２１Ｆからも、極僅かな隙間への毛細管現象による吸い込みが促進され、封止材２００の充填効率を向上させることができる。また、間隔（ｔ－ｄ）の隙間に充填された流動性の封止材２００は、基体１２１の上面１２１Ｄに設けられた凹部１２１Ｅを介して、容易にボルト挿通孔１００Ｃの内周面と筒体１２２の外周面１２２Ｂとの間の隙間の入口まで到達して、この隙間への毛細管現象による吸い込みが促進され、この点からも封止材２００の充填効率を向上させることができる。

【0041】

なお、凹部１２１Ｅ，１２１Ｆに代えて、基体１２１の厚さ方向で上面１２１Ｄの凹部１２１Ｅと底面１２１Ｂの凹部１２１Ｆとを連結して、基体１２１の外周面１２１Ａから貫通孔１２１Ｃに向けて延びるスリットとしてもよい。

【0042】

次に、図１４～図１６を参照して、スペーサ１２０の第２変形例について説明する。図１４は、第２変形例に係るスペーサを示している。図１５は、第２変形例に係るスペーサの基体の断面を示している。図１６は、第２変形例に係るスペーサを用いたときのパッケージ１００の封止状態を示している。

【0043】

図１４に示すように、本変形例に係るスペーサ１２０ｉｉは、第１変形例に係るスペーサ１２０ｉに対して筒体１２２を省略したものである。具体的には、スペーサ１２０ｉｉは、基体１２１そのものであり、基体１２１の上面１２１Ｄを厚さ方向に後退させた凹部１２１Ｅと基体１２１の底面１２１Ｂを厚さ方向に後退させた凹部１２１Ｆとが外周面１２１Ａから中心に向けてそれぞれ１つ以上設けられている。ただし、図１５に示すように、凹部１２１Ｅ，１２１Ｆは、上記のスペーサ１２０ｉと異なり、基体１２１の上面１２１Ｄから見て、基体１２１の外周面１２１Ａから貫通孔１２１Ｃまで延びている。

【0044】

図１６に示すように、間隔（ｔ－ｄ）の隙間に充填された流動性の封止材２００は、基体１２１の上面１２１Ｄ及び底面１２１Ｂにそれぞれ設けられた凹部１２１Ｅ，１２１Ｆにそれぞれ進入する。基体１２１の上面１２１Ｄに設けられた凹部１２１Ｅでは、流動性の封止材２００がパッケージ１００の底面１００Ａに沿って貫通孔１２１Ｃまで流れる。また、基体１２１の底面１２１Ｂに設けられた凹部１２１Ｆでは、流動性の封止材２００が溝部３６５の底面３６５Ａに沿って貫通孔１２１Ｃまで流れる。基体１２１に凹部１２１Ｅ，１２１Ｆを設けたことで、流動性の封止材２００が、基体１２１の外周面１２１Ａからだけでなく凹部からも極僅かな隙間へ毛細管現象によって吸い込まれるのは、上記のスペーサ１２０ｉと同様である。これに加えて、スペーサ１２０ｉｉでは、貫通孔１２１Ｃに到達した流動性の封止材２００が、ボルト挿通孔１００Ｃの内周面とねじ部１１０Ａの外周面との間、及び、雌ねじ穴３６２の内周面とねじ部１１０Ａの外周面との間の隙間にも進入し易くなり、ねじ部１１０Ａの外周面の殆ど全てを封止材２００で封止することも可能となる。したがって、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂからボルト１１０までの絶縁距離をさらに長くすることができ、インバータ４０の絶縁性能を向上させることが可能となる。

【0045】

以上、好ましい実施形態及びその変形例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、以下のように種々の変形態様を採り得ることは自明である。

【0046】

上記の実施形態において、陥凹部３６４は、第二隔壁３６から立設する仕切壁３６３により設置対象面３６１を全周で囲んで形成されていたが、これに代えて、第二隔壁３６を後退させて形成してもよい。

【0047】

パッケージ１００はスペーサ１２０，１２０ｉ，１２０ｉｉを用いずに第二隔壁３６の設置対象面３６１にねじ固定されてもよい。このようにしても、陥凹部３６４に充填された流動性の封止材２００が、第二隔壁３６の設置対象面３６１とパッケージ１００の底面１００Ａとの間の極僅かな隙間へ毛細管現象により進入し得る。

【0048】

上記の実施形態において、スペーサ１２０，１２０ｉ，１２０ｉｉは、第二隔壁３６の設置対象面３６１に形成された溝部３６５に配置されていたが、スペーサ１２０，１２０ｉ，１２０ｉｉの位置決めを行わずにパッケージ１００のねじ固定が可能である場合には、溝部３６５を省略してもよい。

【0049】

電動モータ２０は、永久磁石同期電動機以外の交流電動機や直流ブラシ付きモータでもよく、１つ以上のパワー半導体素子を有する駆動回路によって駆動されるものであればよい。したがって、電動モータ２０を駆動する駆動回路はインバータ４０に限られない。

【0050】

上記のパッケージ１００では、スイッチング素子４１を支持固定するダイパッド１０１の裏面１０１Ｂがパッケージ１００の底面１００Ａと面一となって外部に露出していたが、これに限らず、ダイパッド１０１の裏面１０１Ｂに放熱用の金属板を接合して、この金属板の接合面の反対側の面をパッケージ１００の底面１００Ａと面一にして外部に露出させてもよい。

【0051】

スイッチング素子４１を内包したパッケージ１００は、第二隔壁３６の設置対象面３６１に設置されるものとしたが、これに限らず、フロントハウジング３３の周壁の外周面に設置対象面３６１を形成して、この設置対象面３６１に設置してもよい。この場合、回路基板５０はフロントハウジング３３ないしセンターハウジング３２の外周面から立設したボス部にねじ固定されて、第三の空間Ｈ３は、フロントハウジング３３ないしセンターハウジング３２の外周面に形成される。また、スイッチング素子４１を内包したパッケージ１００は、第二隔壁３６に代えて、フロントハウジング３３とは別体のベースプレート上に設置してもよい。ベースプレートは、これにおけるパッケージ１００の設置対象面３６１と反対側の裏面が平坦となっているものであれば、その裏面が、スイッチング素子４１の放熱の観点から、フロントハウジング３３と接合されているとよい。

【0052】

第１変形例に係るスペーサ１２０ｉの基体１２１において、周壁１２１Ｇを設けなくてもよい。これにより、凹部に導入された流動性の封止材２００は貫通孔１２１Ｃにも進入するので、ボルト１１０のねじ部１１０Ａの外周面を覆うようにすることができる。

【0053】

なお、上記の実施形態及び変形例で説明した各技術的思想及びこれに基づく変形態様は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合せて使用することができる。例えば、第１及び第２変形例に係るスペーサ１２０ｉ，１２０ｉｉを用いてパッケージ１００をねじ固定した場合でも、流動性の封止材２００の表面高さがボルト１１０の頭部１１０Ｂよりも高くなるまで封止材２００を充填してもよい。

【符号の説明】

【0054】

３…電動圧縮機、１０…圧縮機構、２０…電動モータ、３０…ハウジング、３３…フロントハウジング、３６…第二隔壁（隔壁）、４０…インバータ（駆動回路）、４１…スイッチング素子、５０…回路基板、１００…パッケージ、１００Ａ…底面、１００Ｃ…ボルト挿通孔、１００Ｄ…切り欠き部、１０１…ダイパッド、１０１Ａ…一面、１０２…リード、１１０…ボルト、１１０Ａ…ねじ部、１２０…スペーサ、１２１…基体、１２１Ａ…外周面、１２１Ｂ…底面、１２１Ｃ…貫通孔、１２１Ｄ…上面、１２１Ｅ，１２１Ｆ…凹部、１２２…筒体、２００…封止材、３６１…設置対象面、３６２…雌ねじ穴、３６４…陥凹部、Ｈ２…第２の空間（冷媒導入空間）、Ｈ３…第３の空間（回路収容空間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】