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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen hermetischen Anschluss sowie einen elektrischen Kompressor und ein Anschlussverfahren, bei dem der hermetische Anschluss verwendet wird. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Offenbarung einen hermetischen Anschluss, der an einem Fahrzeug montiert werden soll, sowie einen elektrischen Kompressor und ein Anschlussverfahren, in dem der hermetische Anschluss verwendet wird.
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Stand der Technik
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Ein hermetischer Anschluss umfasst eine äußere Umfangsbasis (Öse) aus Metall und eine Leitung, die in einem Einführungsloch der äußeren Umfangsbasis hermetisch versiegelt ist, wobei zwischen der Leitung und der äußeren Umfangsbasis ein Glasisolator eingefügt ist. Der hermetische Anschluss wird zum Beispiel verwendet, um eine elektrische Ausrüstung oder ein elektrisches Element, das in einem hermetischen Behälter untergebracht ist, mit elektrischem Strom zu versorgen und ein Signal von der elektrischen Ausrüstung oder dem Element nach außen zu leiten.
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Ein hermetischer Anschluss, der für einen Kompressor eines Kühlschranks oder einer Klimaanlage verwendet wird, ist zum Beispiel in
WO2010/117000 (PTL 1) offenbart. Eine äußere Umfangsbasis dieses hermetischen Anschlusses umfasst einen oberen Plattenabschnitt, einen zylindrischen Abschnitt, der sich von der äußeren Umfangsbasis des oberen Plattenabschnitts nach unten erstreckt, einen Flanschabschnitt, der sich vom unteren Ende des zylindrischen Abschnitts schräg nach außen erweitert, und drei kleine zylindrische Abschnitte, die jeweilige Leitungsdichtungslöcher bilden, die sich vom oberen Plattenabschnitt nach innen erstrecken. Eine Leitung ist über einen Glasisolator in jedem der Leitungsdichtungslöcher der äußeren Umfangsbasis hermetisch abgedichtet.
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Einige Hybridfahrzeuge sind so konfiguriert, dass sie ihren Motor abschalten, wenn sie an einer Ampel oder anderswo angehalten werden, um die Auswirkungen des Motors auf die Umwelt zu verringern. Wenn in einem solchen Hybridfahrzeug ein vom Motor angetriebener Kompressor verwendet wird, wird die Klimaanlage bei jedem Anhalten des Hybridfahrzeugs abgeschaltet, was im Sommer und Winter, insbesondere bei großer Hitze und Kälte, verheerend ist.
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Für Hybrid- und Elektrofahrzeuge wird ein Kompressor verwendet, der von einem Elektromotor angetrieben wird, und nicht ein Kompressor, der von einem Motor angetrieben wird. Wie ein Kompressor einer Klimaanlage für den Innenbereich wird für Hybrid- und Elektrofahrzeuge ein Kompressor mit einem Kompressionsmechanismus verwendet, der zusammen mit einem Elektromotor in einem hermetischen Behälter untergebracht ist.
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Der elektrische Kompressor, der in ein Fahrzeug eingebaut werden soll, nimmt vorzugsweise so wenig Platz wie möglich ein und hat eine geringe Größe und ein geringes Gewicht in Anbetracht seiner Installation in einem engen Maschinenraum. Der Elektromotor wird durch Strom angetrieben, der über einen hermetischen Anschluss zugeführt wird, der in einem Anschlussbefestigungsloch des hermetischen Behälters angebracht ist. Die meisten hermetischen Anschlüsse, die für einen elektrischen Kompressor verwendet werden, der in ein Fahrzeug eingebaut werden soll, haben Stifte, die in einer einzigen Reihe angeordnet sind, was für die Platzersparnis vorteilhaft ist, wie beispielsweise in
CN206098769U (PTL 2) offenbart wird.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In einem elektrischen Kompressor, der in ein Fahrzeug eingebaut werden soll, ist ein hermetischer Anschluss in einem Anschlussbefestigungsloch eines hermetischen Behälters angebracht, in dem Kältemittel, Schmieröl und ein Elektromotor enthalten sind. Der Elektromotor wird von einer Stromquelle über den hermetischen Anschluss mit Strom versorgt, um das Kältemittel zu verdichten und umzuwälzen, das für den Wärmeaustausch zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Fahrzeugs verwendet wird. Für einige elektrische Kompressoren, die in einem Fahrzeug montiert werden, wird synthetisches Öl auf PAG-Basis (Polyalkylenglykol) als Schmieröl verwendet. Das synthetische Öl auf PAG-Basis hat eine geringe elektrische Isolierfähigkeit und ist elektrisch leitfähig. Der herkömmliche hermetische Anschluss ist so konfiguriert, dass das Öl in den Raum zwischen den Leitungselementen eindringen kann, was für die elektrische Isolierung nicht vorteilhaft ist.
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Bei einigen herkömmlichen hermetischen Anschlüssen für einen elektrischen Kompressor, der in ein Fahrzeug eingebaut werden soll, wird zur Verbesserung der elektrischen Isolierung eine elektrisch isolierende Beschichtung aus Silikonkautschuk auf die Oberfläche der äußeren Umfangsbasis und einer äußeren Leitung, die sich außerhalb des hermetischen Behälters befindet, aufgebracht. Silikonkautschuk ist jedoch nicht kältemittel- und ölbeständig und eignet sich daher nicht für die Innenseite des hermetischen Behälters. Selbst wenn eine innere Leitung des hermetischen Anschlusses mit Gummi beschichtet ist, hat eine elektrische Steckdose, in die der hermetische Anschluss eingesetzt wird, keine wasserdichte Struktur, so dass nicht verhindert werden kann, dass Öl in die Steckdose eindringt.
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Die vorliegende Offenbarung stellt einen hermetischen Anschluss für einen elektrischen Kompressor zur Montage an einem Fahrzeug bereit, der verhindert, dass Öl mit einer Elektrodenoberfläche in Kontakt kommt, sowie einen elektrischen Kompressor und ein Verbindungsverfahren, bei dem der hermetische Anschluss verwendet wird.
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Lösung des Problems
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Ein hermetischer Anschluss gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Leitungselement; eine äußere Umfangsbasis, die das Leitungselement hält; einen elektrischen Isolator, der zwischen dem Leitungselement und der äußeren Umfangsbasis angeordnet ist und das Leitungselement und die äußere Umfangsbasis elektrisch voneinander isoliert; und ein Abdeckelement, das an mindestens einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis befestigt ist. Ein Ende des Leitungselements hat einen freiliegenden Abschnitt, der von dem elektrischen Isolator freiliegt. Das Abdeckelement hat eine Umfangswand, die den freiliegenden Abschnitt des Leitungselements umgibt.
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In dem hermetischen Anschluss kann das Abdeckelement aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, das kältemittelbeständig und ölbeständig ist.
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In dem hermetischen Anschluss kann das Abdeckelement durch ein aushärtendes Harz an der äußeren Umfangsbasis befestigt werden.
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In dem hermetischen Anschluss kann sich die Umfangswand des Abdeckelements in einer rechteckigen Form erstrecken und den freiliegenden Abschnitt umgeben.
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In dem hermetischen Anschluss kann die Umfangswand des Abdeckelements ganz oder teilweise abnehmbar sein.
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Ein elektrischer Kompressor gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: den oben beschriebenen hermetischen Anschluss; einen Kompressionsmechanismus; einen Elektromotor, der den Kompressionsmechanismus antreibt; ein Verbindungskabel, das den Elektromotor mit dem hermetischen Anschluss verbindet; eine Wechselrichtervorrichtung, die den Elektromotor antreibt; einen hermetischen Behälter, der den Elektromotor und den Kompressionsmechanismus aufnimmt; ein Wechselrichtergehäuse, das mit dem hermetischen Behälter verbunden ist und die Wechselrichtervorrichtung aufnimmt; einen Verbindungsabschnitt, der das Verbindungskabel mit dem freiliegenden Abschnitt elektrisch verbindet; und ein Dichtungsharz, das eine Innenseite der Umfangswand ausfüllt. Der freiliegende Abschnitt und der Verbindungsabschnitt sind in dem Dichtungsharz eingekapselt.
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Im elektrischen Kompressor kann der Verbindungsabschnitt einen Verbinder umfassen, der an einem Ende des Verbindungskabels angeordnet ist und das Verbindungskabel mit dem freiliegenden Abschnitt des Leitungselements verbindet.
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Ein Anschlussverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Anschlussverfahren zum Verbinden des hermetischen Anschlusses, wie oben beschrieben, mit einem Verbindungskabel eines elektrischen Kompressors. Der elektrische Kompressor umfasst: einen Kompressionsmechanismus; einen Elektromotor, der den Kompressionsmechanismus antreibt; das Verbindungskabel, das den Elektromotor mit dem hermetischen Anschluss verbindet; eine Wechselrichtervorrichtung, die den Elektromotor antreibt; einen hermetischen Behälter, der den Elektromotor und den Kompressionsmechanismus aufnimmt; ein Wechselrichtergehäuse, das mit dem hermetischen Behälter verbunden ist und die Wechselrichtervorrichtung aufnimmt; und einen Verbindungsabschnitt, der das Verbindungskabel mit dem freiliegenden Abschnitt elektrisch verbindet. Das Anschlussverfahren umfasst: Verbinden des Verbindungskabels für den Elektromotor durch den Verbindungsabschnitt mit dem freiliegenden Abschnitt des von der Umfangswand des hermetischen Anschlusses umgebenen Leitungselements; Füllen einer Innenseite der Umfangswand mit einem Dichtungsharz, um den freiliegenden Abschnitt und den Verbindungsabschnitt in dem Dichtungsharz einzukapseln; und Aushärten des Dichtungsharzes.
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Das Anschlussverfahren kann auch den Zusammenbau von Teilen des Elektromotors vor dem Aushärten des Dichtungsharzes umfassen.
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Gemäß dem Anschlussverfahren kann ein Teil oder die Gesamtheit der Umfangswand abnehmbar sein, das Verbindungsverfahren kann ferner das Anbringen eines abgenommenen Teils oder der Gesamtheit der Umfangswand nach dem Verbinden durch den Verbindungsabschnitt umfassen, und das Füllen der Innenseite der Umfangswand mit dem Dichtungsharz kann nach dem Anbringen des abgenommenen Teils oder der Gesamtheit der Umfangswand durchgeführt werden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein hermetischer Anschluss für einen elektrischen Kompressor, der an einem Fahrzeug zu montieren ist, bereitgestellt werden der verhindert, dass Öl mit einer Elektrodenoberfläche in Kontakt kommt, sowie ein elektrischer Kompressor und ein Verbindungsverfahren, bei dem der hermetische Anschluss verwendet wird.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen hermetische Anschluss gemäß der vorliegenden Offenbarung, (a) ist eine Draufsicht, die die Innenseite zeigt, (b) ist eine vordere Teilquerschnittsansicht entlang der Linie Ib-Ib von (a), (c) ist eine Bodenansicht, die die Außenseite zeigt, und (d) ist eine Seitenansicht.
- 2 zeigt einen hermetischen Anschluss gemäß der vorliegenden Offenbarung, (a) ist eine Draufsicht, die die Innenseite zeigt, (b) ist eine vordere Teilquerschnittsansicht entlang der Linie Ilb-Ilb von (a), (c) ist eine Bodenansicht, die die Außenseite zeigt, und (d) ist eine Seitenansicht.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Anschlussprozess für einen hermetischen Anschluss gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht eines elektrischen Kompressors gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 5 zeigt einen Zustand, in dem ein hermetischer Anschluss gemäß der vorliegenden Offenbarung angebracht ist, (a) ist eine Draufsicht von der Innenseite eines hermetischen Behälters für einen elektrischen Kompressor, und (b) ist eine Teilquerschnittsansicht entlang der Linie V-V von (a).
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine hermetischer Anschluss gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst: ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Leitungselement; eine äußere Umfangsbasis, die das Leitungselement hält; einen elektrischen Isolator, der zwischen dem Leitungselement und der äußeren Umfangsbasis angeordnet ist und das Leitungselement und die äußere Umfangsbasis voneinander elektrisch isoliert; und ein Abdeckelement, das an einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis befestigt ist. Ein Ende des Leitungselements hat einen freiliegenden Abschnitt, der von dem elektrischen Isolator frei liegt. Das Abdeckelement hat eine Umfangswand, die den freiliegenden Teil des Leitungselements umgibt.
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Das Abdeckelement kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, das kältemittel- und ölbeständig ist. Die Umfangswand des Abdeckelements kann je nach Bedarf teilweise oder ganz abnehmbar sein. Wenn der hermetische Anschluss für einen elektrischen Kompressor verwendet wird, ist das Abdeckelement innerhalb eines hermetischen Behälters angeordnet, in dem ein Elektromotor untergebracht ist.
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Das Abdeckelement ist so befestigt, dass es mindestens eine Oberfläche der äußeren Umfangsbasis und einen Teil der Innenseite des Leitungselements abdeckt. Die Innenseite des Leitungselements oder eine mit dem Leitungselement verbundene Elektrode liegt frei und ist in der Innenseite der Umfangswand angeordnet. Die Innenseite der Umfangswand, die den freiliegenden Abschnitt des Leitungselements oder der mit dem Leitungselement verbundenen Elektrode umgibt, ist mit einem elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial gefüllt, das Kältemittel- und Ölbeständigkeit aufweist, und das Dichtungsmaterial ist gehärtet. Auf diese Weise ist der elektrisch leitende Abschnitt der Innenseite, der einen Verbindungsabschnitt eines mit dem Leitungselement verbundenen Verbindungskabels für einen Elektromotor enthält, vollständig mit dem elektrischen Isolator bedeckt.
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Zur Umhüllung mit dem elektrischen Isolator wird das Verbindungskabel des Elektromotors zunächst mit dem freiliegenden Abschnitt des hermetischen Anschlusses elektrisch verbunden. Anschließend wird Dichtungsharz in das Innere der Umfangswand bis zum oberen Ende der Umfangswand eingebracht und dann ausgehärtet. Auf diese Weise können der Verbindungsabschnitt des Verbindungskabels und der freiliegende Abschnitt des Leitungselements vollständig mit dem elektrischen Isolator bedeckt werden. Die Umhüllung mit dem Dichtungsharz kann das Eindringen von Öl mit geringer elektrischer Isolierfähigkeit in das Leitungsteil vollständig verhindern, so dass der elektrisch leitende Abschnitt des hermetischen Anschlusses nicht mit Öl in Berührung kommen kann.
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Ein Anschlussverfahren des hermetischen Anschlusses gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren zum Verbinden eines Verbindungskabels für einen Elektromotor, der einen Kompressionsmechanismus eines an einem Fahrzeug zu montierenden elektrischen Kompressors antreibt, an den freiliegenden Abschnitt des Leitungselements der Innenseite, der innerhalb der Umfangswand angeordnet ist, oder an den freiliegenden Abschnitt des Leitungselements einschließlich einer mit dem Leitungselement verbundenen Elektrodenplatte.
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Insbesondere wird gemäß einem Anschlussverfahren in der vorliegenden Ausführungsform ein Verbindungskabel für einen Elektromotor zunächst mit dem freiliegenden Abschnitt des von der Umfangswand des hermetischen Anschlusses umgebenen Leitungselements verbunden. Anschließend wird die Innenseite der Umfangswand mit einem Dichtungsharz gefüllt und das Dichtungsharz wird gehärtet. Auf diese Weise werden der freiliegende Abschnitt und der Verbindungsabschnitt des Verbindungskabels vollständig von dem Dichtungsharz umhüllt.
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Die Umfangswand des hermetischen Anschlusses kann teilweise oder ganz abnehmbar sein. Ein Teil der Umfangswand, der einer Seitenfläche des freiliegenden Abschnitts zugewandt ist, kann abnehmbar sein, so dass das Verbindungskabel für den Elektromotor an dem freiliegenden Abschnitt angebracht werden kann, ohne von der Umfangswand unterbrochen zu werden, was die Arbeit zum Anschließen des Verbindungskabels erleichtert. Nachdem die Arbeiten zum Anschließen des Verbindungskabels abgeschlossen sind, wird die abgenommene Umfangswand wieder angebracht. Nach einem Verfahren, das dem oben beschriebenen ähnlich ist, wird die Innenseite der Umfangswand mit einem Dichtungsharz gefüllt, um den freiliegenden Abschnitt und den Verbindungsabschnitt des Verbindungskabels durch das Harz vollständig abzudichten.
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Ein elektrischer Kompressor, der in der vorliegenden Ausführungsform in ein Fahrzeug eingebaut wird, umfasst einen Kompressionsmechanismus, einen Elektromotor, der den Kompressionsmechanismus antreibt, einen Wechselrichter, der den Elektromotor antreibt, einen hermetischen Behälter, der den Elektromotor und den Kompressionsmechanismus aufnimmt, ein Wechselrichtergehäuse, das mit dem hermetischen Behälter verbunden ist und den Wechselrichter aufnimmt, und einen hermetischen Anschluss, der in dem hermetischen Behälter angeordnet ist, um den Wechselrichter und den Elektromotor elektrisch miteinander zu verbinden.
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Der hermetische Anschluss umfasst ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Leitungselement, eine äußere Umfangsbasis, die das Leitungselement hält, einen elektrischen Isolator, der das Leitungselement und die äußere Umfangsbasis elektrisch voneinander isoliert, und ein Abdeckelement, das an mindestens einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis befestigt ist. Das Abdeckelement umfasst eine Umfangswand, die einen freiliegenden Abschnitt des Leitungselements umgibt. Das Verbindungskabel für den Elektromotor ist über den Verbindungsabschnitt mit dem freiliegenden Abschnitt verbunden. Die Innenseite der Umfangswand ist mit einem Dichtungsharz gefüllt, und der freiliegende Abschnitt und der Verbindungsabschnitt des Verbindungskabels sind in dem Dichtungsharz eingekapselt.
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Ein hermetischer Anschluss 10 in einer Ausführungsform umfasst, wie in 1 gezeigt, ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Leitungselement 11, eine äußere Umfangsbasis 12, die das Leitungselement 11 hält, einen elektrischen Isolator 13, der zwischen dem Leitungselement 11 und der äußeren Umfangsbasis 12 angeordnet ist und das Leitungselement 11 und die äußere Umfangsbasis 12 voneinander elektrisch isoliert, und ein Abdeckelement 14a, das an einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis 12 durch ein härtendes Harz befestigt ist. Das Abdeckelement 14a hat eine Umfangswand 14b, die einen freiliegenden Abschnitt 15 umgibt.
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Das Abdeckelement 14 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, das kältemittel- und ölbeständig ist. Die Umfangswand 14b kann bei Bedarf teilweise abnehmbar sein. Wenn das Abdeckelement 14 für einen elektrischen Kompressor verwendet wird, wird das Abdeckelement 14 innerhalb eines hermetischen Behälters angeordnet, in dem ein Elektromotor untergebracht ist. Das Abdeckelement 14 bedeckt mindestens einen Teil einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis 12 und des Leitungselements 11 auf der Innenseite.
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Die Innenseite des Leitungselements 11 liegt an der Innenseite der Umfangswand 14b frei. Das Leitungselement 11 kann eine Elektrodenplatte aufweisen (nicht dargestellt). Das Abdeckelement 14a ist so angeordnet, dass die Umfangswand 14b den freiliegenden Abschnitt 15 des Leitungselements 11 oder einen freiliegenden Abschnitt der mit dem Leitungselement 11 verbundenen Elektrodenplatte umgibt.
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Das Abdeckelement 14a ist so angeordnet, dass es mit dem elektrischen Isolator einen elektrischen Verbindungsabschnitt der Innenseite vollständig abdeckt, der einen Verbindungsabschnitt eines Verbindungskabels oder Verbinders für einen Elektromotor enthält, der elektrisch mit dem Leitungselement 11 verbunden ist. Insbesondere wird die Innenseite der Umfangswand 14b mit einem elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial gefüllt, das Kältemittel- und Ölbeständigkeit aufweist, nachdem der Verbindungsabschnitt des Kabels für den Elektromotor mit dem Leitungselement 11 verbunden wurde. Auf diese Weise ist der elektrisch leitende Abschnitt der Innenseite, einschließlich des Verbindungsabschnitts des Verbindungskabels oder Verbinders für den Elektromotor, der elektrisch mit dem Leitungselement 11 verbunden ist, vollständig mit dem elektrischen Isolator bedeckt.
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Ein hermetischer Anschluss 20 in der vorliegenden Offenbarung umfasst, wie in 2 gezeigt, ein Leitungselement 21 mit einer Elektrodenplatte 21a und einer Leitung 21b aus einem elektrisch leitenden Material, eine äußere Umfangsbasis 22, die das Leitungselement 21 hält, einen elektrischen Isolator 23, der zwischen dem Leitungselement 21 und der äußeren Umfangsbasis 22 angeordnet ist und das Leitungselement 21 und die äußere Umfangsbasis 22 voneinander elektrisch isoliert, und ein Abdeckelement 24, das an einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis 22 durch ein härtendes Harz befestigt ist.
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Das Abdeckelement 24 umfasst Umfangswände 24b, 24d, die einen freiliegenden Abschnitt 25 des Leitungselements 21 umgeben. Das Abdeckelement 24 (24a, 24b, 24c, 24d) in 2 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material mit Kältemittel- und Ölbeständigkeit. Von den Umfangswänden 24b, 24d kann die Umfangswand 24d bei Bedarf abnehmbar sein.
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Wenn das Abdeckelement 24 für einen elektrischen Kompressor verwendet wird, wird das Abdeckelement 24 innerhalb eines hermetischen Behälters angeordnet, in dem ein Elektromotor untergebracht ist. Das Abdeckelement 24 ist so befestigt, dass es das Leitungselement 21 der Innenseite mit Ausnahme des freiliegenden Abschnitts 25 und eines Teils der äußeren Umfangsbasis 22 abdeckt. An der Innenseite der Umfangswände 24b, 24d ist die Leitung 21b der Innenseite oder eine mit der Leitung 21b verbundene Elektrodenplatte 21a so angebracht, dass sie frei liegt. In 2 (a) ist das durch das Abdeckelement 24 verdeckte Leitungselement 21 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
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Die Umfangswände 24b, 24d sind so angeordnet, dass sie einen freiliegenden Abschnitt der Leitung 21 b oder einen freiliegenden Abschnitt 25 der mit der Leitung 21 b verbundenen Elektrodenplatte 21a umgeben. Die Innenseite der Umfangswände 24b, 24d ist mit einem elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial gefüllt, das kältemittel- und ölbeständig ist, und das Dichtungsmaterial ist gehärtet, um dadurch den elektrisch leitenden Abschnitt der Innenseite, der einen Verbindungsabschnitt eines Verbindungskabels oder Verbinders für einen Elektromotor enthält, der elektrisch mit dem Leitungselement 21 verbunden ist, vollständig mit dem elektrischen Isolator abzudecken.
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Ein Anschlussverfahren zum Verbinden des hermetischen Anschlusses in der vorliegenden Offenbarung ist ein Anschlussverfahren, das das Leitungselement des hermetischen Anschlusses in der vorliegenden Offenbarung mit einem Verbindungskabel oder einem Verbinder für einen Elektromotor eines an einem Fahrzeug zu montierenden elektrischen Kompressors verbindet und einen Verbindungsabschnitt des Verbindungskabels oder Verbinders sowie den freiliegenden Abschnitt des Leitungselements mit einem elektrischen Isolator abdichtet.
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Wie in einem Flussdiagramm in 3 gezeigt, wird gemäß dem Anschlussverfahren in der vorliegenden Ausführungsform zunächst das Verbindungskabel für den Elektromotor mit dem freiliegenden Abschnitt des von der Umfangswand des hermetischen Anschlusses umgebenen Leitungselements verbunden (Schritt des elektrischen Verbindens 31), dann wird die Innenseite der Umfangswand mit einem Dichtungsharz gefüllt (Schritt des Füllens Harz 32), und das Dichtungsharz wird gehärtet (Schritt des Aushärtens des Harzes 33). Danach werden der hermetische Anschluss und die Motorteile wie Stator und Rotor zu einem elektrischen Kompressor zusammengebaut (Schritt des Zusammenbauens des Motors 34).
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Gemäß dem Anschlussverfahren in der vorliegenden Ausführungsform ist der elektrisch leitende Abschnitt (z. B. ein freiliegender Metallteil) der Innenseite des hermetischen Anschlusses, der im Inneren des hermetischen Behälters des Elektromotors angeordnet ist, einschließlich des Verbindungsanschlusses des Verbindungskabels oder des Verbinders, vollständig in das Dichtungsharz eingekapselt.
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Die Umfangswand des hermetischen Anschlusses kann teilweise abnehmbar sein. Ein Teil der Umfangswand, der einer Seitenfläche des freiliegenden Abschnitts zugewandt ist, kann abnehmbar sein, so dass das Verbindungskabel für den Elektromotor leicht an den freiliegenden Abschnitt angeschlossen werden kann, ohne durch die Umfangswand unterbrochen zu werden. Nach Abschluss der Arbeiten zum Anschließen des Verbindungsabschnitts des Verbindungskabels oder Verbinders wird die abgenommene Umfangswand wieder angebracht. Im Anschluss an das oben beschriebene Verfahren wird die Innenseite der Umfangswand mit einem Dichtungsharz gefüllt, um den freiliegenden Abschnitt oder den Verbindungsanschluss des Verbindungskabels oder Verbinders für den Elektromotor mit dem Harz vollständig abzudichten.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Übersicht über einen elektrischen Zahnkranz-Kompressor als Beispiel für einen elektrischen Kompressor beschrieben, der an einem Fahrzeug montiert werden soll. Ein elektrischer Kompressor 40, der an einem Fahrzeug montiert werden soll, umfasst einen hermetischen Behälter, der aus einem vorderseitigen hermetischen Behälter 41 und einem rückseitigen hermetischen Behälter 42 besteht, die hermetisch und integral aneinander befestigt sind, zum Beispiel durch Befestigungsbolzen. Die hermetischen Behälter 41, 42 sind in der Regel aus einem metallischen Material wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der hermetische Behälter 42 hat einen Saugeinlass 43 für Kältemittel und Öl, und der hermetische Behälter 41 hat einen Auslass 44. Der Saugeinlass 43 und der Auslass 44 sind jeweils mit einem externen Kältemittelkreislauf verbunden (nicht dargestellt).
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In einem Innenraum 42a der hermetischen Behälter 41, 42 sind ein Zahnkranz-Kompressionsmechanismus 45 und ein Elektromotor 46 untergebracht, der den Kompressionsmechanismus 45 antreibt. Der Elektromotor 46 umfasst eine Drehwelle 47, die über ein Lager drehbar im hermetischen Behälter 42 gehalten wird, einen Rotor 48, der an der Drehwelle 47 befestigt ist, und einen Stator 49, der um den Rotor 48 angeordnet und an der Innenwand des hermetischen Behälters 42 befestigt ist. Der Rotor 48 umfasst eine Vielzahl von Permanentmagneten 401, und der Stator 49 umfasst eine Spule 402 mit Wicklungen für drei Phasen.
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Der Kompressionsmechanismus 45 umfasst als Hauptteile einen stationäre Zahnkranz 403, der an der Innenwand der hermetischen Behälter 41, 42 befestigt ist, und einen beweglichen Zahnkranz 404, der dem stationären Zahnkranz 403 gegenüberliegt. Zwischen dem stationären Zahnkranz 403 und dem beweglichen Zahnkranz 404 befindet sich eine Kompressionskammer 405, die eine variable Kapazität zur Verdichtung des Kältemittels aufweist. Der bewegliche Zahnkranz 404 ist über ein Lager und eine Exzenterbuchse 406 mit einem Exzenterzapfen 407 der Drehwelle 47 verbunden. Der bewegliche Zahnkranz 404 kann beim Drehen der Drehwelle 47 in Schwingung versetzt werden, um die Kapazität der Kompressionskammer 405 zu verändern und dadurch Kältemittel zu verdichten.
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An einem Teil der äußeren Umfangswand des hermetischen Behälters 42 ist ein Wechselrichtergehäuse 409 angeordnet, in dem eine Wechselrichtervorrichtung 408 untergebracht ist. Im Wechselrichtergehäuse 409 sind die Wechselrichtervorrichtung 408, die als externe Stromversorgung dient, und ein hermetischer Anschluss 410 in einem Einführungsloch des hermetischen Behälters 42 angebracht. Im Wechselrichtergehäuse 409 ist der hermetische Anschluss 410 über einen Verbinder 411 für den Wechselrichter elektrisch mit der Wechselrichtervorrichtung 408 verbunden. Im Inneren 42a des hermetischen Behälters 42 ist der hermetische Anschluss 410 auch elektrisch mit der Spule 402 des Stators 49 durch einen Verbindungsabschnitt 412 verbunden, der durch ein Verbindungskabel oder einen Verbinder für den Elektromotor 46 gebildet wird. Wenn die Spule 402 des Elektromotors 46 von der Wechselrichtervorrichtung 408 über den hermetischen Anschluss 410 mit Strom versorgt wird, wird der Rotor 48 gedreht und die Drehwelle 47 betätigt den Kompressionsmechanismus 45.
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Der elektrische Kompressor 40, der in der vorliegenden Ausführungsform in ein Fahrzeug eingebaut wird, umfasst, wie in 4 gezeigt, den Kompressionsmechanismus 45, den Elektromotor 46, der den Kompressionsmechanismus 45 antreibt, die Wechselrichtervorrichtung 408, die den Elektromotor 46 antreibt, die hermetischen Behälter 41, 42, in denen der Elektromotor 46 und der Kompressionsmechanismus 45 untergebracht sind, das Wechselrichtergehäuse 409, das mit den hermetischen Behältern 41, 42 verbunden ist und die Wechselrichtervorrichtung 408 aufnimmt, und den hermetischen Anschluss 410, der in den hermetischen Behältern 41, 42 angeordnet ist, um die Wechselrichtervorrichtung 408 und den Elektromotor 46 elektrisch miteinander zu verbinden.
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Der hermetische Anschluss 410 umfasst, wie in 1 oder 2 gezeigt, ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Leitungselement 11, 21, eine äußere Umfangsbasis 12, 22, die das Leitungselement 11, 21 hält, einen elektrischen Isolator 13, 23, der zwischen dem Leitungselement 11, 21 und der äußeren Umfangsbasis 12, 22 angeordnet ist und das Leitungselement und die äußere Umfangsbasis elektrisch voneinander isoliert, und ein Abdeckelement 14, 24, das an einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis 12, 22 befestigt ist.
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Das Abdeckelement 14, 24 hat eine Umfangswand 14b oder Umfangswände 24b, 24d, die den freiliegenden Abschnitt 15, 25 des Leitungselements 11, 21 umgeben. An den freiliegenden Abschnitt 15, 25 ist ein Verbindungskabel oder ein Verbinder für den Elektromotor 46 durch den Verbindungsabschnitt 412 angeschlossen. Die Innenseite der Umfangswand ist mit einem Dichtungsharz gefüllt, das Kältemittel- und Ölbeständigkeit aufweist. Der elektrische Kompressor, der in ein Fahrzeug eingebaut werden soll, wird so bereitgestellt, dass der freiliegende Abschnitt 15, 25 und der Verbindungsabschnitt 412 in das Dichtungsharz eingekapselt und mit diesem bedeckt sind, so dass der freiliegende Abschnitt 15, 25 und der Verbindungsabschnitt 412 nicht mit Kältemittel und Schmieröl in Kontakt kommen können.
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Ein hermetischer Anschluss 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist an einem hermetischen Behälter 502 angebracht, wie in 5 gezeigt. Ein Elektromotor ist im hermetischen Behälter 502 untergebracht. Der Elektromotor ist elektrisch mit einem Leitungselement 51 des hermetischen Anschlusses 50 durch einen Verbindungsabschnitt 512 verbunden, der durch ein Verbindungskabel oder einen Verbinder für den Elektromotor gebildet wird. Die Innenseite einer Umfangswand 54d ist mit einem Dichtungsharz 54c gefüllt, das kältemittel- und ölbeständig ist, und ein elektrisch leitender Abschnitt wie der Verbindungsabschnitt 512 ist vollständig in das Dichtungsharz eingekapselt. Der elektrisch leitende Abschnitt, wie z. B. der Verbindungsabschnitt 512, ist mit dem gehärteten Dichtungsharz bedeckt, so dass der elektrisch leitende Abschnitt nicht mit Kältemittel und Schmieröl in Kontakt kommt. Der hermetische Anschluss 50, deren Leitungselement in ein Einführungsloch 510 des hermetischen Behälters 502 eingeführt ist, wird beispielsweise mit Schrauben 500 am hermetischen Behälter 502 befestigt. In 5 (a) sind das Leitungselement 51 und der Verbindungsabschnitt 512 des mit dem Leitungselement 51 verbundenen Verbinders, der durch das Abdeckelement 54 verdeckt ist, durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
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Beispiele
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Der hermetische Anschluss 10 des Beispiels 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst, wie in 1 gezeigt, ein Leitungselement 11 aus einer Fe-Cr-Legierung, eine äußere Umfangsbasis 12 aus Eisen, die das Leitungselement 11 hält, einen elektrischen Isolator 13 aus Natriumbariumglas, der zwischen dem Leitungselement 11 und der äußeren Umfangsbasis 12 angeordnet ist und das Leitungselement 11 und die äußere Umfangsbasis 12 voneinander elektrisch isoliert, und ein Abdeckelement 14a aus elektrisch isolierendem Kunststoff, das mit einem wärmehärtenden Epoxidharz an einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis 12 befestigt ist.
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Das Abdeckelement 14a hat eine rechteckige Umfangswand 14b, die den freiliegenden Teil 15 des Leitungselements 11 umgibt. Das Abdeckelement 14a besteht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial mit Kältemittel- und Ölbeständigkeit. Wenn das Abdeckelement 14a für einen elektrischen Kompressor verwendet wird, ist das Abdeckelement 14a innerhalb eines hermetischen Behälters angeordnet, in dem ein Elektromotor untergebracht ist.
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Der innere Abschnitt des Leitungselements 11 erstreckt sich durch das Abdeckelement 14a, und das Abdeckelement 14a ist an der äußeren Umfangsbasis 12 befestigt, um einen Teil der äußeren Umfangsbasis abzudecken. Der innere Abschnitt des Leitungselements 11 liegt in der Umfangswand 14b frei. Das Abdeckelement 14a bedeckt mit dem elektrischen Isolator vollständig den inneren elektrisch leitenden Abschnitt, der einen Anschlussabschnitt eines Verbindungskabels oder Verbinders für den Elektromotor enthält, der elektrisch mit dem Leitungselement 11 verbunden ist. Die äußere Umfangsbasis 12 hat ein Loch 100 zur Befestigung.
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Der hermetische Anschluss 20 des Beispiels 2 gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst, wie in 2 gezeigt, drei Leitungselemente 21, eine äußere Umfangsbasis 22 aus Eisen, einen elektrischen Isolator 23 aus Natriumbariumglas und ein Abdeckelement aus Kunststoff.
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Jedes der drei Leitungselemente 21 besteht aus einem Leiter 21b aus einer Fe-Cr-Legierung und einer Elektrodenplatte 21a, die mit einer Seite des Leiters 21 b verbunden ist. Der Leiter 21b des Leitungselements 21 erstreckt sich durch die äußere Umfangsbasis 22. Das Leitungselements 21 wird von der äußeren Umfangsbasis 22 gehalten. Der elektrische Isolator 23 ist zwischen der Leitung 21b und der äußeren Umfangsbasis 22 angeordnet und isoliert die Leitung 21b und die äußere Umfangsbasis 22 elektrisch voneinander.
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Das Abdeckelement 24 ist auf der äußeren Umfangsbasis 22 angeordnet und bedeckt die Leitungen 21 b und den Isolator 23. Der von der äußeren Umfangsbasis 22 und dem Abdeckelement 24 umgebene Innenraum ist mit einem aushärtenden Harz 24c gefüllt. Das Abdeckelement 24 ist durch das aushärtende Harz 24c an der äußeren Umfangsbasis 22 befestigt.
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Das Abdeckelement 24 umfasst Umfangswände 24b, 24d, die sich in einer rechteckigen Form erstrecken und den freiliegenden Teil 25 der Elektrodenplatte 21a umgeben. Die Umfangswand 24d kann gleitend von der Umfangswand 24b abgenommen werden. Somit kann beim Schritt des elektrischen Anschließens die Arbeit des Anschließens an das Leitungselement 21 bei abgenommener Umfangswand 24d durchgeführt werden. Die Anschlussarbeiten werden erleichtert, da es keine Unterbrechung durch die Umfangswand 24d gibt.
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Die Umfangswände 24b, 24d sind so angeordnet, dass sie den freiliegenden Teil 25 der mit der Leitung 21b verbundenen Elektrodenplatte 21a umgeben. Die Innenseite der Umfangswände 24b, 24d ist mit einem elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial gefüllt, das Kältemittel- und Ölbeständigkeit aufweist, und das Dichtungsmaterial ist gehärtet. Der elektrisch leitende Abschnitt der Innenseite, einschließlich des Anschlussabschnitts des Verbindungskabels oder Verbinders für einen Elektromotor, der elektrisch mit dem Leitungselement 21 verbunden ist, ist vollständig mit dem elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial bedeckt. Auf diese Weise können die Umfangswände 24b, 24d des Abdeckelements 24 angeordnet werden, um den elektrisch leitenden Abschnitt mit dem elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial abzudecken. Die äußere Umfangsbasis 22 hat ein Loch 200 zur Befestigung.
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Gemäß einem Anschlussverfahren nach Beispiel 3 der vorliegenden Offenbarung wird ein Anschlussabschnitt eines Verbindungskabels oder einer Stromschiene oder dergleichen für einen Elektromotor zunächst mit dem freiliegenden Abschnitt des Leitungselements verbunden, der von der Umfangswand des hermetischen Anschlusses, die sich in einer rechteckigen Form erstreckt, des hermetischen Anschlusses umgeben ist (Schritt des elektrischen Verbindens 31). Anschließend wird die Innenseite der Umfangswand mit einem Epoxidharz ausgefüllt (Schritt des Füllens mit Harz 32). Das Epoxidharz wird gehärtet (Schritt des Aushärtens von Harz 33). Danach werden der hermetische Anschluss und die Motorteile, wie z. B. der Stator, zu einem Elektromotor zusammengebaut, der einen elektrischen Kompressor antreibt, der in ein Fahrzeug eingebaut werden soll (Schritt des Zusammenbaus des Motors 34).
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Der elektrische Kompressor 40, der in Beispiel 4 gemäß der vorliegenden Offenbarung an einem Fahrzeug zu montieren ist, umfasst, wie in 4 gezeigt, einen Kompressionsmechanismus 45, einen Elektromotor 46, der den Kompressionsmechanismus 45 antreibt, eine Wechselrichtervorrichtung 408, die den Elektromotor 46 antreibt, hermetische Behälter 41, 42, die den Elektromotor 46 und den Kompressionsmechanismus 45 aufnehmen, ein Wechselrichtergehäuse 409, das mit dem hermetischen Behälter verbunden ist und die Wechselrichtervorrichtung 408 aufnimmt, und einen hermetischen Anschluss 410, der in dem hermetischen Behälter angeordnet ist, um die Wechselrichtervorrichtung 408 und den Elektromotor 46 elektrisch miteinander zu verbinden.
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Der hermetische Anschluss 410 umfasst, wie in 2 gezeigt, ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Leitungselement 21, eine äußere Umfangsbasis 22, die das Leitungselement 21 hält, einen elektrischen Isolator 23, der zwischen dem Leitungselement 21 und der äußeren Umfangsbasis 22 angeordnet ist und das Leitungselement und die äußere Umfangsbasis elektrisch voneinander isoliert, und ein Abdeckelement 24, das an einer Oberfläche der äußeren Umfangsbasis 22 befestigt ist.
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Das Abdeckelement 24 umfasst Umfangswände 24b, 24d, die sich in einer rechteckigen Form erstrecken und den freiliegenden Abschnitt 25 des Leitungselements 21 umgeben. An den freiliegenden Abschnitt 25 ist über den Verbindungsabschnitt 412 ein formbarer Verbinder für den Elektromotor 46 angeschlossen. Die Innenseite der Umfangswände 24b, 24d ist mit einem Dichtungsharz gefüllt, das kältemittelbeständig und ölbeständig ist. Der elektrische Kompressor, der an einem Fahrzeug montiert werden soll, ist somit so beschaffen, dass der freiliegende Abschnitt 25 und der Verbindungsabschnitt 412 vollständig in das Dichtungsharz eingekapselt sind, so dass der freiliegende Abschnitt 25 und der Verbindungsabschnitt 412 nicht mit Kältemittel und Schmieröl in Kontakt gebracht werden können.
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5 zeigt einen Umfangsabschnitt des Teils, in den der hermetische Anschluss 410 aus Beispiel 4 eingesetzt ist. Der hermetische Anschluss 410 ist mit dem hermetischen Behälter 502 verbunden. Ein Elektromotor ist im hermetischen Behälter 502 untergebracht. Das Leitungselement ist elektrisch mit dem Formtypverbinder 511 für den Elektromotor verbunden. Die Innenseite der rechteckigen Umfangswand 54d ist mit einem Dichtungsharz 54c gefüllt, das Kältemittel- und Ölbeständigkeit aufweist. Der elektrisch leitende Abschnitt einschließlich des Verbindungsabschnitts 512 ist in Dichtungsharz 54c eingekapselt. Das Dichtungsharz 54c bedeckt den elektrisch leitenden Abschnitt, so dass der elektrische Abschnitt nicht mit Kältemittel und Schmieröl in Kontakt kommt. Der hermetische Anschluss 410 wird in das Einführungsloch 510 des hermetischen Behälters 502 eingeführt und mit den Befestigungsschrauben 500 befestigt.
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Das Leitungselement des hermetischen Anschlusses gemäß der vorliegenden Offenbarung hat eine Oberfläche, die mit einer gewünschten Beschichtung versehen werden kann. Für das Leitungselement und die äußere Umfangsbasis kann jedes Material verwendet werden, solange das Material ein Metallmaterial ist, das für den hermetischen Anschluss verwendet werden kann. Das Material ist nicht auf eine Fe-Cr-Legierung beschränkt, und es können beispielsweise Fe-Ni-Legierung, Kohlenstoffstahl, Kupferlegierung, Aluminiumlegierung oder ähnliches verwendet werden.
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Der im Zusammenhang mit den Beispielen beschriebene elektrische Isolator kann aus jedem beliebigen Material bestehen, solange das Material in der Lage ist, das Leitungselement und die Metallbasis elektrisch voneinander zu isolieren und das Leitungselement und die Metallbasis hermetisch abzudichten. Der elektrische Isolator ist in den Beispielen nicht auf Natrium-Barium-Glas beschränkt, und es kann jedes beliebige Glasmaterial, ein Harz-Dichtungsmaterial oder ein Keramikmaterial verwendet werden. Beispielsweise kann ein Teil des elektrischen Isolators bei Bedarf aus einem anderen Glaselement gebildet werden. Ein Teil des gesamten Glaselements kann erforderlichenfalls durch ein Harzmaterial wie Epoxidharz ersetzt werden.
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Obwohl das Voranstehende eine Beschreibung von Ausführungsformen in der vorliegenden Offenbarung ist, ist es so zu verstehen, dass die hierin offengelegten Ausführungsformen in jeder Hinsicht zur Veranschaulichung dienen und nicht als Einschränkung zu verstehen sind. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung durch die Ansprüche definiert wird und alle Modifikationen und Variationen umfasst, die in Bedeutung und Umfang den Ansprüchen entsprechen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung kann für hermetische Anschlüsse verwendet werden, insbesondere für ein hermetisches Anschluss zum Einbau in ein Fahrzeug.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 20, 50, 410
- hermetischer Anschluss;
- 11, 21, 51
- Leitungselement;
- 12, 22
- äußere Umfangsbasis;
- 13, 23
- elektrischer Isolator;
- 14, 14a, 24, 54
- Abdeckelement;
- 14b, 24b, 24d, 54d
- Umfangswand;
- 15, 25
- freiliegender Teil;
- 21a
- Elektrodenplatte;
- 21b
- Leitung;
- 24c
- aushärtendes Harz;
- 31
- Schritt des elektrischen Verbindens;
- 32
- Schritt des Füllens mit Harz;
- 33
- Schritt des Aushärtens von Harz;
- 34
- Schritt des Zusammenbaus des Motors;
- 40
- elektrischer Kompressor;
- 41, 42, 502
- hermetischer Behälter;
- 42a
- innen;
- 43
- Ansaugöffnung;
- 44
- Ausstoßöffnung;
- 45
- Kompressionsmechanismus;
- 46
- Elektromotor;
- 47
- Drehwelle;
- 48
- Rotor;
- 49
- Stator;
- 54c
- Dichtungsharz;
- 100, 200
- Loch;
- 401
- Dauermagnet;
- 402
- Spule;
- 403
- stationäre Schnecke;
- 404
- bewegliche Schnecke;
- 405
- Kompressionskammer;
- 406
- Exzenterbuchse;
- 407
- Exzenterstift;
- 408
- Invertervorrichtung;
- 409
- Invertergehäuse;
- 411, 511
- Verbinder;
- 412, 512
- Verbindungsteil;
- 500
- Schraube;
- 510
- Einführungsloch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010117000 [0003, 0006]
- CN 206098769 U [0006]
