专利名称：用于固定电动压缩机用电气部件的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于固定电动压缩机用电气部件的结构。
背景技术：
日本专利申请公开文献2008-184947公开了一种电动压缩机，该电动压缩机包括用于压缩和排出制冷剂气体的压缩机构、用于驱动该压缩机构的电动马达以及用于控制和驱动该电动马达的驱动电路。在这种电动压缩机中，驱动电路具有电气部件，例如是通常由螺钉固定至冷却构件的开关元件，冷却构件还用作支承构件。在这种固定结构中，在电
气部件固定至冷却构件后，从上方将基板安装至电气部件。在将基板安装至电气部件时，电气部件的引线需要向上穿过形成在基板中的孔。在上述公开文献的电气部件固定结构中，用于对基板进行安装的工作困难并且有很多地方有待改进。尤其是基板的孔的尺寸有限，因而难以将许多引线穿过与其相对应的孔。为了解决以上确定的问题而进行的本发明旨在提供一种允许工人将基板容易地安装至电动压缩机的电气部件固定结构。
发明内容
用于电动压缩机的电气部件固定结构包括具有多个引线的电气部件以及用于定位所述引线的导引构件。所述导引构件由塑料制成并且具有导引孔，所述引线经由所述导引孔穿过。根据以下结合附图、通过示例来说明本发明原理的描述，本发明的其他方面和优
点将变得清楚。
所附权利要求中特别提出了本发明的被认为具有创新性的特征。参照目前优选实施方式的以下描述以及附图可以最好地理解本发明以及本发明的目的和优点，在附图中图I为根据本发明的第一实施方式的电气部件固定结构的截面图；图2为图I的电气部件固定结构的立体示意图；图3A、图3B和图3C分别为根据第一实施方式、第二实施方式以及从第二实施方式衍生出的可选实施方式的电气部件固定结构的导引孔的截面示意图；图4为根据第三实施方式的电气部件固定结构的立体示意图；图5为图4的电气部件固定结构的截面图，其中，在电气部件固定结构的电气部件中所形成的空间内固定有电容器和线圈；图6为图5的电气部件固定结构的一对附接部的局部放大立体示意图；图7为根据本发明的第四实施方式的电气部件固定结构的截面图；图8为根据本发明的第五实施方式的电气部件固定结构的截面图9为根据本发明的第六实施方式的电气部件固定结构的立体示意图；图10为根据本发明的第七实施方式的电气部件固定结构的立体示意图。
具体实施例方式参照图I和图2，根据第一实施方式的用于电动压缩机的电气部件固定结构总体上用附图标记100表示。在图2中，为了方便起见，图示中省略了图I中的用附图标记60表示的基板，并且以简化的形状描绘了图I中的用附图标记32表示的输出端子，但这些输出端子实际上呈已知的母端子的形状。输出端子32连接至电动压缩机的电动马达(未示出)。根据第一实施方式的电气部件固定结构100对电气部件进行固定，该电气部件例如用于电动压缩机的驱动电路。电气部件固定结构100包括冷却构件10和IGBT (绝缘栅双极晶体管)20，IGBT20充当本发明的电气部件，IGBT 20固定至冷却构件10并且具有多 个引线21。例如由铝合金制成的冷却构件10具有相对较高的导热性并且散发由IGBT20在运行中产生的热量。冷却构件10用作IGBT 20的支承构件。具有多个引线的电气部件不限于IGBT，而可以是开关元件，例如是MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)或者是包括开关元件的IPM (智能功率模块)。电气部件还可以是电容器或者线圈。电气部件固定结构100还包括用于对IGBT 20的引线21进行定位的导引构件30。导引构件30由塑料制成，并且在导引构件30中在其面向IGBT 20的一侧上形成有凹部。通过作为固定构件的螺钉70将导引构件30固定至冷却构件10。IGBT 20设置在导引构件30的凹部中。冷却构件10和导引构件30相配合而形成容置整个IGBT 20的电气部件容纳空间50。导引构件30具有内表面34和外表面35，内表面34形成电气部件容纳空间50的一部分并且面向IGBT 20，外表面35为导引构件30的与内表面34相反的表面。IGBT 20设置在位于导引构件30与冷却构件10之间的电气部件容纳空间50中。穿过导引构件30形成有多个导引孔31，每个导引孔31在导引构件30的内表面34与外表面35之间延伸并且具有内表面34的内开口 31A和外表面35的外开口 31B。内开口 31A面向IGBT 20。导引孔31允许引线21从中穿过。因而，通过导引孔31来定位引线21。在第一实施方式中，如图3A所示，导引孔31在其轴向方向上形成为直圆柱形状，因而内开口 31A和外开口 31B为圆形形状并且具有相同的直径，进而具有相同的面积。输出端子32固定至导引构件30并且具有引线33。输出端子32通过任何适合的导线(未示出)连接至电动压缩机的电动马达(未示出)并且设置用于电动马达的U相、V相、W相中的每一个。导引构件30还用作对各个相的输出端子32进行固定的固定构件，并且形成包括用于各个相的输出端子32的输出端子结构的一部分。换言之，形成输出端子结构的一部分的塑料构件通过扩大或者延长成覆盖IGBT 20而被改造成导引构件30。在模制导引构件30期间，将输出端子32的引线33固定至导引构件30。因此，导引构件30中未预先形成用于输出端子32的引线33的导引孔。在导引构件30与IGBT 20之间设置有作为本发明的弹性构件的片簧40。导引构件30通过片簧40迫压IGBT 20抵靠冷却构件10。在第一实施方式中，IGBT 20不是螺纹连接至冷却构件10，并且未使用用于将IGBT 20直接固定至冷却构件10的构件。而是，通过片簧40迫压IGBT 20抵靠冷却构件10，因而IGBT 20被稳固地保持或者固定至冷却构件10和导引构件30。只要片簧40能够适当地迫压IGBT 20抵靠冷却构件10，就能够将片簧40与IGBT20接触的位置或者区域改变成任何地方。当片簧40在IGBT 20的重心的位置20A处或者在包括位置20A的区域处与IGBT20接触时，IGBT 20能够被稳固地紧固。IGBT 20的重心的位置20A位于延伸穿过IGBT 20的重心并且还平行于片簧40迫压IGBT 20的方向的线上。电气部件固定结构100还包括基板60。基板60包括电路(未示出)并且贯穿其中形成有多个引线孔61，引线穿过引线孔61以连接至电路。特别地，IGBT 20的引线21或者输出端子32的引线33穿过引线孔61，如导引构件30的导引孔31的情况那样，引线孔61可以形成为直圆柱形状。虽然图I中未示出，但通过在引线孔61内侧或者周围进行焊接而将引线21固定至基板60。·
导引孔31设置在与基板60的各个引线孔61相对应的位置处。如图I所示，两个导引孔31与其相对应的引线孔61同轴形成。然而，导引孔31不需要与其相对应的引线孔精确地同轴，而是导引孔31和引线孔61可以仅形成为这样的精度使得从外部(或者从图I中的基板60上方)通过导引孔31和引线孔61能够看到电气部件容纳空间50的内部。换言之，导引孔31和引线孔61可以形成为使得直线穿过导引孔31和引线孔61。从图I和图2可以明显看到，同一引线21穿过每个导引孔31及与其相对应的引线孔61。导引孔31的内开口 31A的直径(或者开口面积)比引线孔61的直径(或者开口面积)大。因此，根据第一实施方式将IGBT 20的引线21穿过导引构件30的工作比根据现有技术将IGBT的例如21的引线直接穿过例如60的基板的工作容易。另外，根据第一实施方式，通过导引孔31来定位穿过导引孔31的引线21，使得能够便于将引线21穿过基板60，并因此能够以降低的成本和提高的效率来进行电气部件固定结构100的组装。此外，通过片簧40来固定IGBT 20而不需要使用任何螺钉。因而，根据第一实施方式的电气部件固定结构100能够省去用于对IGBT 20进行固定的螺钉。在现有技术中，总共需要四个螺钉，这四个螺钉包括用于对输出端子32进行固定的两个螺钉以及用于对IGBT 20进行固定的两个螺钉。然而，在图2中示出的第一实施方式中，仅使用三个螺钉来对导引构件30进行固定，使得能够减少制造成本和螺钉的数量，同时保持电气部件固定结构100的强度。另外，相比于通过使用螺钉来固定IGBT 20的情况，通过片簧40来固定的IGBT 20被更均匀地压靠在冷却构件10上并因此被更有效地冷却。通常，不能在IGBT的中心形成有螺钉孔，从而在用螺钉对IGBT进行固定时，不能够对IGBT的中心直接施加压力。然而，根据第一实施方式，能够对重心或者其附近位置直接施加压力以有效地冷却IGBT20。与用螺钉来固定IGBT的情况相比，根据冷却效果的提高，电动压缩机能够运行在更宽的负载范围内。能够在低电压和高电流的情况下保持预期的冷却效果，使得电动压缩机能够运行在较宽的电压范围内，导致未来成本的减少。如上所述，导引构件30形成输出端子结构的一部分。导引构件30用于对输出端子32和IGBT 20进行固定，使得输出端子32和IGBT 20能够被设置成靠近彼此，从而能够降低输出端子32和IGBT 20之间的电感。另外，由金属制成的片簧40能够在高温下保持用于对IGBT 20进行固定的迫压力。如果使用任何塑料固定构件来对IGBT 20进行固定，则与IGBT 20接触的塑料固定构件的强度随着IGBT温度的升高而降低(或者发生蠕变现象)，结果IGBT 20会由于装置的振动而移位。然而，在根据第一实施方式的电气部件固定结构100中，使用由金属制成的片簧40能够防止IGBT 20的移位。参照图3B和图3C，图3B和图3C示出了本发明的第二实施方式，电气部件固定结构用附图标记300表示并且与第一实施方式的不同之处在于导引孔的形状。图3B和图3C分别示出了根据第二实施方式和从第二实施方式衍生出的可选实施方式的导引孔的截面图。导引孔分别用附图标记131、231表示并且分别形成在导引构件130、230中。每个导引孔131、231的形状与根据如图3A中示出的第一实施方式的导引孔31的形状不同。如图3B所示，导引孔131形成为具有倾斜表面131C，倾斜表面131C形成为使得导 引孔131的直径从内开口 131A到外开口 131B逐渐减小。换言之，内开口 131A的面积比外开口 131B的面积大，并且导引孔131的截面面积从内开口 131A到外开口 131B逐渐减小。在内开口 131A处的导引孔131的直径增大的这种结构允许IGBT20的引线21更容易地穿过导引构件130的导引孔131。同时，在外开口 131B处的导引孔131的直径可以减小，使得能够更精确地定位引线21，并因此能够进一步便于将引线21穿过基板60。参照图3C，导引孔231的内表面包括形成在导引孔231的内开口 231A侧上的倾斜表面231D ;以及形成在导引孔231的外开口 231B侧上的圆柱形表面231E。倾斜表面231D形成在从内开口 231A到过渡部231C的位置的范围内，而圆柱形表面231E形成为从过渡部231C的位置到外开口 231B。内开口 231A的直径(或者面积)比外开口 231B的直径(或者面积)大。与图3B中示出的导引孔131的情况一样，根据可选实施方式的导引孔231能够形成为使得导引孔231的内开口 231A被制得较大，而导引孔231的外开口 231B被制得较小，从而能够便于将引线21穿过导引构件230和基板60。参照图4和图5，图4和图5示出了本发明的第三实施方式，用附图标记300表示的电气部件固定结构与第一实施方式的不同之处在于电气部件固定结构300包括用于保持除IGBT 20之外的多个其他电气部件的固定构件和附接部。用附图标记350表示的电气部件容纳空间与根据第一实施方式的电气部件容纳空间50相对应。为了简便起见，图4中省略了图5中示出的基板60和附接部335至338。在第三实施方式中，电气部件容纳空间350中除了容纳有IGBT 20之外还容纳有其他电气部件，比如电容器320和线圈325。如第一实施方式的情况那样，通过片簧40来固定IGBT 20。参照图5，图5以局部截面图的方式示出了电气部件固定结构300，电容器320和线圈325固定在电气部件固定结构300的电气部件容纳空间350中。附图标记330表示导引构件，该导引构件与第一实施方式的对应物30相对应。导引构件330包括用于将电气部件固定至导引构件330的两对附接部335、336和337、338。如图5所示，附接部335、336相配合以形成用于对电容器320进行固定的电容器保持件，而附接部337、338相配合以形成用于对线圈325进行固定的线圈保持件。图6以立体图的方式示出了电容器保持附接部335、336。用于保持线圈325的两个附接部337、338具有与附接部335、336相似的形状，因此，以下描述将重点放在前述附接部335、336。附接部335包括支承部分335A，支承部分335A从导引构件330的内表面334延伸到电气部件容纳空间350中(或者朝向冷却构件10延伸)；以及钩状部分335B，钩状部分335B从支承部分335A的下端朝向另一附接部336的成对的钩状部分336B延伸。类似地，另一附接部336包括支承部分336A和钩状部分336B。如上所述，附接部335、336和337、338分别固定电容器320和线圈325。具体地，附接部335的支承部分335A阻止电容器320水平(或者在平行于内表面334的方向上)移动并且与附接部336分开。类似地，另一附接部336的支承部分336A阻止电容器320水平移动并且与附接部335分开。钩状部335B、336B阻止电容器320竖向(或者在垂直于内表面334的方向上)移动并且将电容器320保持在内表面324与钩状部分335B、336B之间。与附接部335、336的情况一样，附接部337、338阻止线圈325移动。电容器320具有引线321，线圈325具有引线326。与(图I中所示的)第一实施方
式中的IGBT 20的引线21 —样，电容器320的引线321和线圈325的引线326穿过导引构件330的导引孔331，并且还穿过基板60的引线连接孔(未示出)以连接至基板60。第三实施方式的这种结构允许通过单个导引构件330来固定多个电气部件，因而进一步便于将各种引线穿过基板60。而在多个电气部件各自通过例如螺钉的固定构件进行固定的固定结构中，各个电气部件易于被移位，从而不能够确定电气部件之间的相对位置，因此，将引线穿过基板的与这些引线相对应的引线连接孔很麻烦。然而，在根据第三实施方式的电气部件固定结构300中，可以通过贯穿其中形成有导引孔331的导引构件330将多个电气部件固定在预期位置处，使得能够准确地定位电气部件的引线，并因此能够进一步便于将引线穿过基板的与这些引线相对应的引线连接孔。能够对根据第三实施方式的电气部件固定结构300进行如下改型。在第三实施方式中，与通过附接部335、336来固定电容器320的方式一样，可以通过任何附接部来固定IGBT 20。可选地，可以通过片簧来固定电容器320和线圈325。此外，可以通过片簧和附接部的组合来固定电气部件。在第三实施方式中，每个电气部件是通过一对附接部来固定的，但可以通过多于两个的附接部来固定每个电气部件。例如，可以设置三个附接部，以便从三个不同的方向围绕一个电气部件从而保持该部件。参照图7，图7示出了本发明的第四实施方式，电气部件固定结构用附图标记400来表不并且与第一实施方式的不同之处在于片簧440的形状。在图7中，附图标记440表示电气部件固定结构400的弹性构件，该弹性构件包括片簧部440A以及与片簧部440A —体形成的冷却部440B。片簧部440A具有与第一实施方式(图I所示)的片簧40大致相同的结构并且将IGBT 20迫压为抵靠冷却构件10。冷却部440B由弹性构件440的外周部分形成并且延伸至冷却构件10并与冷却构件10接触。只要冷却部440B不与引线21接触，冷却部440B就可以呈任何形状。例如，如图7所示，冷却部440B可以形成为具有预定宽度的腿部的形状。与第一实施方式的情况一样，由IGBT 20产生的一部分热量从IGBT 20被直接传递至冷却构件10。其余热量经由片簧部440A和冷却部440B被传递至冷却构件10。因此，能够通过多个路径来释放由IGBT20产生的热量，使得能够有效地冷却IGBT 20。
参照图8,图8不出了本发明的第五实施方式，用附图标记500表不的电气部件固定结构与第一实施方式的不同之处在于导引构件的内表面上设置有散热装置。散热装置536以层的形式设置在用附图标记530表示的导引构件的内表面534上。散热装置536可以由金属制成并且可以通过任何适合的粘合剂固定至导引构件530。然而，散热装置536不是必需固定至导引构件530，只要其设置成与导引构件530接触即可。散热装置536还与片簧40和冷却构件10接触。在与导引构件530中的各个导引孔531相对应的位置处穿过散热装置536而形成孔536A。如图8所示，尽管散热装置536设置成覆盖整个内表面534，但散热装置不是必需覆盖整个内表面534，而是可以呈任何形状，只要散热装置536设置成与片簧40和冷却构件10 二者接触即可。根据第五实施方式的这种结构允许由IGBT 20产生的一部分热量与第一实施方式的情况一样被直接传递至冷却构件10，而其余热量经由片簧40和散热装置536被传递至冷却构件10。因此，能够通过多个路径来释放IGBT 20的热量，使得能够有效地冷却IGBT20。
参照图9,图9不出了本发明的第六实施方式，用附图标记600表不的电气部件固定结构与第一实施方式的不同之处在于导引孔631在第一实施方式的导引孔31之上进行了改型。为了方便起见，图9中省略了在图2中用虚线描绘的详细图示。如图9所示，第六实施方式的用附图标记630表示的导引构件与第一实施方式的对应物30相对应并且贯穿其中形成有两个呈细长孔形状的导引孔631，这两个导引孔631具有相同的尺寸并且在导引构件630的表面上彼此平行地延伸。导引孔631不限于上述细长形状，而是可以呈任何形状，只要导引孔631能够执行对引线21进行正确定位的功能即可。多个引线21 (在所示出的实施方式中为三个引线21)穿过导引孔631。因而通过导引孔631来定位引线21。与第一实施方式相比较，多个引线21能够共同穿过导引孔631，从而能够进一步便于将引线21穿过导引构件630。另外，减少导引孔的数量有助于简化导引构件630的制造。参照图10，图10示出了本发明的第七实施方式，用附图标记700表示的电气部件固定结构与第一实施方式的不同之处在于对第六实施方式的导引孔的结构进行了进一步改型。用附图标记730表示的导引构件与第一实施方式的对应物30相对应并且贯穿其中形成有单个导引孔731，所有引线21经由该单个导引孔731穿过。如图10所示，导引孔731形成为H形，在该H形中，两个平行孔在它们的中心处通过与这两个平行孔垂直延伸的第三孔连接。导引孔731不限于上述形状，而是可以呈任何形状，只要该导引孔731能够执行对引线21进行正确定位的功能即可。就这样通过导引孔731来定位引线21。与第一实施方式相比，所有引线21能够共同穿过一个导引孔731，从而能够更进一步便于将引线21穿过导引构件730。另外，减少导引孔731的数量有助于简化导引构件730的制造。可以组合上述第一至第七实施方式中的电气部件固定结构的任何部件。例如，电气部件固定结构包括以下部件的组合如第二实施方式中的具有内表面形成倾斜表面的导引孔的导引构件；以及如第三实施方式中的固定除IGBT之外的多个电气部件的导引构件。电气部件固定结构的其他示例可以包括以下部件的组合如第三实施方式中的固定多个电气部件的导引构件；第一实施方式的用于固定一些电气部件的例如40的片簧；以及第四实施方式的用于固定其余电气部件的例如440的弹性构件。在如第三实施方式(图4所示)中的具有对多个电气部件进行固定的导引构件的电气部件固定结构中，可以如第六实施方式(图6所示)的情况那样为IGBT 20设置两个导引孔，并且可以为电容器320和线圈325中的每一个设置一个导引孔。另外，用于IGBT 20、电容器320和线圈325的所有引线可以穿过单个导引孔，例如第七实施方式中的731。在上述第一至第七实施方式中，导引构件和冷却构件不是必需配合为将电气部件完全覆盖。例如，在第一实施方式中，电气部件容纳空间50可以具有比导引孔31大的另外的开口。·
权利要求
1.一种用于电动压缩机的电气部件固定结构，包括 具有多个引线的电气部件；以及 用于定位所述引线的导引构件，其特征在于，所述导引构件由塑料制成并且具有导引孔，所述引线穿过所述导引孔。
2.根据权利要求I所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述导引孔包括外开口和面向所述电气部件的内开口，其中，所述内开口的面积大于所述外开口的面积。
3.根据权利要求2所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述导弓I孔进一步包括形成在所述导弓I孔中的倾斜表面。
4.根据权利要求I所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，进一步包括 基板，所述基板包括电路和引线孔，所述引线穿过所述引线孔，其特征在于，所述引线孔与所述导引孔同轴地形成。
5.根据权利要求I所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，进一步包括 冷却构件，所述冷却构件散发由所述电气部件产生的热，其特征在于，所述电气部件设置在所述导引构件与所述冷却构件之间，并且所述导引构件固定至所述冷却构件。
6.根据权利要求5所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述电气部件完全被所述导引构件和所述冷却构件所容纳。
7.根据权利要求5所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述电气部件固定结构进一步包括设置在所述导引构件与所述电气部件之间的弹性构件，其中，所述导引构件通过所述弹性构件迫压所述电气部件抵靠所述冷却构件。
8.根据权利要求7所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述弹性构件为片黃。
9.根据权利要求7所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述弹性构件与所述冷却构件接触。
10.根据权利要求I所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述导引构件进一步包括附接部，所述附接部将所述电气部件固定至所述导引构件以防止所述电气部件移动。
11.根据权利要求I所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述电气部件固定结构进一步包括固定至所述导引构件的输出端子。
12.根据权利要求I至11中的任一项所述的用于电动压缩机的电气部件固定结构，其特征在于，所述电气部件包括IGBT、电容器和线圈中的至少一个。
全文摘要
本发明提供了一种用于电动压缩机的电气部件固定结构，其包括具有多个引线的电气部件以及用于对这些引线进行定位的导引构件。该导引构件由塑料制成并且具有导引孔，引线从导引孔中穿过。
文档编号F04B39/00GK102889194SQ201210248189
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月17日 优先权日2011年7月19日
发明者江波慎吾, 木下雄介, 都筑正宪 申请人:株式会社丰田自动织机