JP2008232096A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮機の内蔵モータへの給電部について、部品点数を削減し、組立工程の簡素化をはかる。
【解決手段】モータを内蔵し、モータのステータへの給電部を有する電動圧縮機において、ステータの巻線に給電し外部からの給電用端子に接続されるステータ側端子を、ステータ自体に樹脂モールドにより一体に固定し、この部分の部品点数を削減し、組立工程を簡素化したことを特徴とする電動圧縮機。さらに、端子接続部を収容する空間内に樹脂注型を行うことにより、一層の部品点数の削減、組立工程の簡素化をはかることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機構駆動用のモータを内蔵した電動圧縮機に関し、とくに車両用冷凍システム等に好適な、ハイブリッド圧縮機を含む電動圧縮機における、モータのステータへの給電部の構造に関する。

圧縮機構駆動用のモータを内蔵した電動圧縮機、とくに車両用冷凍システム等に用いられる電動圧縮機においては、通常、高電圧モータを使用しているので、安全面等からモータの端子部およびその接続部とモータハウジング部や圧縮機ハウジング部（つまり、ボディ部）との間が絶縁され、漏電のおそれのない構造が必要とされる。このような電動圧縮機においては、通常、内蔵されているモータのステータから延びるワイヤ（引き出し線）の端部に設けられたステータ側端子が、外部からの給電用端子（以下、外部給電用端子と言うこともある。）に接続され、その接続部がハウジング部に対し絶縁されて状態で、圧縮機内、とくに接続部を収容したハーメチックアダプタ内で固定、保持される。接続部の固定保持に際しては、とくに車両用冷凍システム等に用いられる場合には、絶縁性に加え耐振性も考慮して、相当複雑な内部構造を採用することが多い。

例えば特許文献１には、図５に示すようなハイブリッド圧縮機からなる電動圧縮機の内蔵モータへの給電部について、図５、図６に示すような耐振性向上を主目的とした構造が提案されている。図５に示す電動圧縮機としてのスクロール型ハイブリッド圧縮機１においては（この図５に示す圧縮機は、本発明が適用可能なハイブリッド圧縮機として、本発明の説明においても使用する。）、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３が一台の圧縮機内に一体的に構成されている。第１圧縮機構２は、固定スクロール４と、該固定スクロール４とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）５を形成する可動スクロール６とを有し、可動スクロール６が車両用原動機等によって駆動される駆動軸により旋回運動される。第１圧縮機構２で圧縮された流体（例えば、冷媒）は、固定スクロール４の中央部に形成された吐出穴７から吐出室８を介して外部回路へ流出される。一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール９と、該固定スクロール９とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）１０を形成する可動スクロール１１とを有し、可動スクロール１１が、内蔵されたモータ１２により駆動軸１３を介して旋回運動される。このモータ１２は、駆動軸１３に固定された回転子１４と、ステータ１５とを有しており、ステータ１５は、ステータハウジング１６に、または圧縮機ハウジングの一部として形成されたステータハウジング１６に固定されている。第２圧縮機構３で圧縮された流体（例えば、冷媒）は、固定スクロール９の中央部に形成された吐出穴１７から吐出室８を介して外部回路へ流出される。第１圧縮機構２と第２圧縮機構３は、個別にかつ選択的に、あるいは同時に駆動できるようになっている。図示例のハイブリッド圧縮機１では、第１圧縮機構２の固定スクロール４と第２圧縮機構３の固定スクロール９は背中合わせに一体的に配置されており、圧縮機１全体がコンパクトに構成されている。

上記モータ１２への給電部１８は、例えば図５、図６に示すように構成される。
ステータ１５からの引き出し線１９の端部に設けられたステータ側端子２０と、外部給電用端子２１との接続部が、ステータハウジング１６に取り付けられたハーメチックアダプタ２２とハーメチックプレート２３で形成される空間内に収容され、ハーメチックプレート２３はハーメチックアダプタ２２にＯ−リング２４でシールされつつボルト（図示略）で固定されている。上記接続部を絶縁保持し、耐振性を持たせるために、上記空間内に、外部給電用端子２１を保持するタブハウジング２５、ステータ側端子２０を保持しタブハウジング２５と互いに嵌合されるリセプタクルハウジング２６とからなるカプラ構造が構成されている。ハーメチックアダプタ２２とタブハウジング２５との間には防振リング２７が、タブハウジング２５とリセプタクルハウジング２６との間には防振リング２８、防振ラバー２９が介装されており、タブハウジング２５とハーメチックプレート２３との間には波ワッシャ３０と平ワッシャ３１が介装されている。外部給電用端子２１（例えば、３本）は、外部リード線３２を介して電源側へと接続される。
特願２００４−３７３１５６号

上記に例示したように、従来の電動圧縮機の内蔵モータへの給電部においては、部品点数が多いため、組立に時間を要することとなっている。

そこで本発明の課題は、このような問題点に着目し、電動圧縮機の内蔵モータへの給電部について、部品点数を削減し、組立工程の簡素化をはかることにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電動圧縮機は、モータを内蔵し、モータのステータへの給電部を有する電動圧縮機において、ステータの巻線に給電し外部からの給電用端子に接続されるステータ側端子を、ステータ自体に樹脂モールドにより一体に固定したことを特徴とするものからなる。

すなわち、前述の如く従来構造においては、ステータの巻線から引き出し線を引き出し、その端部にステータ側端子を接続し、そのステータ側端子をリセプタクルハウジングで保持することとしていたが、本発明では、ステータ側端子を樹脂モールドにより絶縁性を確保しながらステータ自体に一体に固定するようにした構造を採用したものである。これによって、樹脂モールド中でステータへの給電線の端部に直接ステータ側端子を接続することが可能になり、少なくともステータの巻線からの引き出し線が不要になるか、引き出し線があったとしても樹脂モールド中に埋設できるので外部に露出することはなくなる。さらに、ステータ側端子を樹脂モールドによりステータ自体に強固に固定できるため、単にステータをステータハウジングに組み付け、固定するだけで、ステータ側端子を所定の位置、所定の姿勢に保持することが可能になり、少なくともステータ側端子の保持を目的とした従来の部材（つまり、前述の従来構造ではリセプタクルハウジング）も不要となる。したがって、ステータからステータ側端子に至るまでの部分を、一体化された一部品として扱うことが可能になり、この間の部品点数（組立を要する部品点数）が削減され、組立工程が簡素化される。

このような本発明に係る電動圧縮機においては、ステータの巻線とステータ側端子とが、上記樹脂モールド中で直接接続されていることが好ましい。この構造によって、確実にステータ引き出し線を廃止できる。

また、ステータの巻線部全体が樹脂で被覆され、該被覆樹脂と上記ステータ側端子の樹脂モールド部が一体に成形されている構造とすることもできる。つまり、ステータの巻線部全体と上記樹脂モールド部を共に樹脂で一体成形する構造である。このように構成すれば、ステータの巻線部の絶縁性が向上されるとともに、巻線部中の引回し線も望ましい位置に確実に固定しておくことが可能になり、さらに、ステータ全体とステータ側端子を保持する樹脂モールド部とを、一層確実に一部品として扱うことが可能になり、組立が一層容易になる。

また、本発明に係る電動圧縮機においては、従来構造と同様に、ステータ側端子と外部給電用端子との接続部を収容する空間を形成するハーメチックアダプタを有する構造とすることができるが、本発明における部品点数削減の目的のために、ハーメチックアダプタが、ステータを固定するステータハウジングと一体に構成されている構造とすることが好ましい。例えばステータハウジングがアルミまたはアルミ合金で鋳造される場合には、ハーメチックアダプタ部分まで一体に鋳造すればよい。

さらに部品点数を削減するために、上記ハーメチックアダプタ内の空間に樹脂が注型される構造とすることができる。このような樹脂注型を行えば、注型樹脂により、ハーメチックアダプタ内に延びる外部給電用端子を絶縁性を確保しながら保持固定することが可能になるので、従来構造におけるタブハウジングの廃止が可能になる。そして、注型樹脂により保持固定された外部給電用端子を、上記ステータ側に所定の姿勢に保持固定されたステータ側端子に接続させればよいことになるので、従来構造におけるタブハウジングとリセプタクルハウジングとの嵌合カプラ構造も不要となり、結局、タブハウジングとリセプタクルハウジングの廃止が可能となって、部品点数が一層削減される。

上記のような樹脂注型を行う場合には、上記ハーメチックアダプタの内周面に、注型樹脂を固定保持する溝が形成されていることが好ましい。このように構成すれば、該溝に注型樹脂に対してアンカー効果を持たせることができ、端子接続部に荷重が作用する場合にあっても、例えば外部給電用端子側から端子接続部に荷重が作用したり、圧縮機内部側から注型樹脂部に圧力がかかる場合にあっても、それらの負荷を注型樹脂を介してハーメチックアダプタ部に負担させることが可能になり、注型樹脂部を所望の形態に維持して端子や端子接続部をより安定的に保持することが可能になる。つまり、注型樹脂部があたかもハーメチックアダプタ部と一体化されたような構造とすることができる。

上記ハーメチックアダプタに、外部給電用端子を保持するハーメチックプレートが取り付けられている場合には、該ハーメチックプレートにも注型樹脂を固定保持する溝が形成されている構造とすることもでき、該溝にも上記同様注型樹脂に対してアンカー効果を持たせることができる。ハーメチックアダプタとハーメチックプレートの両方にこのような溝を設けておくことにより、端子接続部に作用する荷重等をハーメチックアダプタ側とハーメチックプレート側とに分担させることができ、端子や端子接続部のより安定した保持が可能になる。つまり、注型樹脂部があたかもハーメチックアダプタ部とハーメチックプレート部の両方と一体化されたような構造とすることができる。

また、内周面に溝を有するハーメチックアダプタに、外部給電用端子を保持するハーメチックプレートが取り付けられている場合においては、ハーメチックプレートと注型樹脂との間に空隙が形成されている構造を採用することも可能である。この場合には、樹脂注型後にハーメチックプレートが取り付けられる。このような空隙を設定しておけば、内圧等により注型樹脂に作用する荷重は、ハーメチックアダプタ内周面の溝部のみで負担され、ハーメチックプレートには伝達されないことになるので、ハーメチックプレート自体の取付け固定力は小さくて済み、ハーメチックプレートをハーメチックアダプタに固定するためのボルト等の本数を減らすことが可能となる。

本発明は、モータを内蔵し、モータのステータへの給電部を有するあらゆる電動圧縮機に適用可能であり、適用対称となる電動圧縮機には、上記内蔵モータとは別の第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての上記内蔵モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが一台の圧縮機内に並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機も含まれる。すなわち、前述の図５に示したようなハイブリッド圧縮機も含まれる。

とくに、図５に示したような第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されているコンパクトな構成のハイブリッド圧縮機に対しても、本発明は好適なものである。

このように、本発明に係る電動圧縮機によれば、電動圧縮機の内蔵モータへの給電部において、ステータ側端子の樹脂モールドによるステータへの一体固定化により、とくにステータからステータ側端子までの部分の部品点数を削減し、組立工程の簡素化をはかることができる。

また、上記構造に加えてハーメチックアダプタ部内への樹脂注型構造を採用すれば、内蔵モータへの給電部全体にわたって大幅な部品点数の削減が可能になり、組立工程を大幅に簡素化することができる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明に一実施態様に係る電動圧縮機のモータへの給電部の構造を示しており、図５に示した電動圧縮機としてのスクロール型ハイブリッド圧縮機１のモータ１２への給電部１８に本発明を適用した一例を示している。スクロール型ハイブリッド圧縮機１の圧縮機構部の構成については前述した通りである。なお、図１〜図３においては、端子を１本だけ示してあるが、実際には、モータの相数に応じた本数（例えば、３相モータの場合には３本）設けられている。

図１に示す実施態様においては、電動圧縮機に内蔵された、回転子４１とステータ４２を有するモータ４３のステータ側端子４４が、ステータ４２自体に樹脂モールド部４５によって一体に固定されている。このステータ側端子４４は、ハーメチックプレート４６に固定保持された外部給電用端子４７に接続され、端子接続部４８は、ステータハウジング４９と一体に構成されたハーメチックアダプタ部５０内に収容されている。ハーメチックプレート４６は、Ｏ−リング５１等のシール材、ボルト等（図示略）を介してハーメチックアダプタ部５０に取り付けられている。

上記樹脂モールド部４５の構造を図２、図３にその成形過程とともに示す。図２に示すように、ステータ側端子４４はＬ字状に折れ曲がった部材に構成されており、ステータ側端子４４のステータ４２側先端部４４ａは、板状に形成されている。樹脂モールド部４５には、初期状態において堀り込み部５２が形成されており、この堀り込み部５２内に、樹脂モールド部４５内に埋設されたステータ側端子４４の先端部４４ａが露出されている。この状態で、ステータ４２の巻線５３の端部５３ａが、直接、例えばヒュージングによって先端部４４ａに接続され、接続後に、先端部４４ａは、例えば矢印５４で示す方向に折り曲げられる。本実施態様では、ステータ４２の巻線部全体が樹脂で被覆されており、この被覆樹脂と上記樹脂モールド部４５とが一体に成形されて、上記巻線５３の端部５３ａのみが、先端部４４ａへの接続のために露出されている。接続後に折り曲げられた先端部４４ａの上から、絶縁確保のため、上記堀り込み部５２に対して樹脂が充填され、図３に示すように、ステータ４２の巻線５３やそのステータ側端子４４の先端部４４ａへの接続部が露出しない（完全に埋設された）樹脂モールド部４５が完成される。

このようにステータ４２から樹脂モールド部４５に部分的に埋設されたステータ側端子４４に至るまでの部分が一体化部品として構成され、それが図１に示したようにステータハウジング４９内の所定位置に組付けられる。そして、外部給電用端子４７を固定保持したハーメチックプレート４６がハーメチックアダプタ部５０に取り付けられ、外部給電用端子４７とステータ側端子４４とが接続される。この状態で、絶縁性を確保するために、端子接続部４８を囲むように、ハーメチックプレート４６とハーメチックアダプタ部５０とで形成される空間内に樹脂が注型される。本実施態様では、ハーメチックアダプタ部５０の内周面に溝５５が形成されており、注型樹脂５６は溝５５内まで充満した状態で硬化されている。また、ハーメチックプレート４６の内面側にも溝５７が形成されており、注型樹脂５６は溝５７内まで充満した状態で硬化されている。両溝５５、５７部分に注型樹脂５６に対するアンカー効果を持たせることができる。

このように構成された本実施態様においては、ステータ４２の巻線５３の端部５３ａを、直接ステータ側端子４４の先端部４４ａに接続し、接続部を樹脂モールド部４５中に埋設した形態とすることにより、従来の引き出し線は不要となり、その分、部品点数が削減され、組立が簡素化される。また、ステータ側端子４４を樹脂モールド部４５によりステータ４２自体と一体化できるので、単にステータ４２を所定位置に組み付けるだけでステータ側端子４４を所定位置、所定姿勢に固定、保持することが可能になり、組立作業が容易化される。さらに、ステータ４２の巻線部全体が樹脂で被覆されており、被覆樹脂と樹脂モールド部４５とが一体に成形されていることにより、ステータ４２の巻線の引回し形態が被覆樹脂中で安定して所定の形態に維持されるとともに、これらの部位において電気的な部位が全く露出しないことになるので、優れた絶縁性が確保される。

また、ハーメチックアダプタ部５０がステータハウジング４９と一体化されることにより、個別に構成されていた場合に比べ、部品点数が削減され、組立が簡素化される。このハーメチックアダプタ部５０内に端子接続部４８が収容されて、その周囲に樹脂注型されることにより、優れた絶縁性が確保されつつ、従来構造におけるタブハウジングとリセプタクルハウジングの両部材、およびそれらの嵌合構造が不要となり、部品点数が一層削減されるるとともに、組立が一層簡素化される。

さらに、ハーメチックアダプタ部５０の内周面側とハーメチックプレート４６の内面側の溝５５、５７部分に注型樹脂５６に対するアンカー効果を持たせることにより、注型樹脂５６に作用する内圧や、外部給電用端子４７を保持しているハーメチックプレート４６側から注型樹脂５６に作用する可能性のある外力等を、溝５５、５７部分を介してハーメチックアダプタ部５０とハーメチックプレート４６に分担させることが可能になる。その結果、注型樹脂５６がより安定して形態保持されるとともに、ハーメチックプレート４６に作用する力を軽減し、その固定用ボルト等の本数を減らすことが可能になる。したがって、一層部品点数の削減、組立の簡素化をはかることが可能となる。

図４は、本発明の別の実施態様に係る電動圧縮機のモータへの給電部の構造を示している。本実施態様においては、図１に示した実施態様に比べ、ハーメチックアダプタ部５０内への注型樹脂６１と、外部給電用端子４７を保持しているハーメチックプレート６２との間に、空隙６３が形成されている。ハーメチックアダプタ部５０の内周面側には、図１に示した実施態様同様、溝５５が形成されているが、ハーメチックプレート６２の内面側には溝は形成されていない。本実施態様では、ハーメチックプレート６２は樹脂注型後に組み付けられる。

このような構成においては、注型樹脂６１に作用する内圧による荷重は注型樹脂６１、溝５５部分を介してハーメチックアダプタ部５０側で分担されるが、注型樹脂６１とハーメチックプレート６２との間には空隙６３が存在するので、内圧等はハーメチックプレート６２には伝達されないことになる。その結果、ハーメチックプレート６２の固定力は小さくてもよいことになり、ハーメチックプレート６２を固定するボルト等の本数を減らすことが可能になる。したがって、一層部品点数の削減、組立の簡素化をはかることが可能となる。

なお、上記各実施態様は、図５に示したような、第１圧縮機構および第２圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されているコンパクトな構成のハイブリッド圧縮機に対して本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、モータを内蔵し、モータのステータへの給電部を有するあらゆる電動圧縮機に適用可能である。

本発明は、内蔵モータのステータへの給電部を有するあらゆる電動圧縮機に適用可能であり、とくに、大量生産され、部品点数の削減、組立工程の簡素化が強く要求される車両用の電動圧縮機、例えば車両空調装置用の電動圧縮機に好適なものである。

本発明の一実施態様に係る電動圧縮機のモータへの給電部の構造を示す断面図である。 図１の構造における樹脂モールド部の作成過程の一ステップを示す斜視図である。 図２の次のステップを示す樹脂モールド部の斜視図である。 本発明の別の実施態様に係る電動圧縮機のモータへの給電部の構造を示す断面図である。 ハイブリッド圧縮機の一例を示すとともにその給電部の従来構造例を示す部分縦断面図である。 図５の給電部の拡大断面図である。

符号の説明

１ スクロール型ハイブリッド圧縮機
２ 第１圧縮機構
３ 第２圧縮機構
４、９ 固定スクロール
６、１１ 可動スクロール
４１ 回転子
４２ ステータ
４３ モータ
４４ ステータ側端子
４４ａ 端子のステータ側先端部
４５ 樹脂モールド部
４６、６２ ハーメチックプレート
４７ 外部給電用端子
４８ 端子接続部
４９ ステータハウジング
５０ ハーメチックアダプタ部
５１ Ｏ−リング
５２ 堀り込み部
５３ ステータの巻線
５３ａ 巻線の端部
５４ 折り曲げ方向
５５、５７ 溝
５６、６１ 注型樹脂
６３ 空隙

Claims (10)

1. モータを内蔵し、モータのステータへの給電部を有する電動圧縮機において、ステータの巻線に給電し外部からの給電用端子に接続されるステータ側端子を、ステータ自体に樹脂モールドにより一体に固定したことを特徴とする電動圧縮機。
2. ステータの巻線と前記ステータ側端子とが、前記樹脂モールド中で直接接続されている、請求項１に記載の電動圧縮機。
3. ステータの巻線部全体が樹脂で被覆され、該被覆樹脂と前記ステータ側端子の樹脂モールド部が一体に成形されている、請求項１または２に記載の電動圧縮機。
4. 前記ステータ側端子と前記外部給電用端子との接続部を収容するハーメチックアダプタが、ステータを固定するステータハウジングと一体に構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の電動圧縮機。
5. 前記ハーメチックアダプタ内の空間に樹脂が注型されている、請求項４に記載の電動圧縮機。
6. 前記ハーメチックアダプタの内周面に、注型樹脂を固定保持する溝が形成されている、請求項５に記載の電動圧縮機。
7. 前記ハーメチックアダプタに、前記外部給電用端子を保持するハーメチックプレートが取り付けられており、該ハーメチックプレートにも注型樹脂を固定保持する溝が形成されている、請求項６に記載の電動圧縮機。
8. 前記ハーメチックアダプタに、前記外部給電用端子を保持するハーメチックプレートが取り付けられており、該ハーメチックプレートと注型樹脂との間に空隙が形成されている、請求項６に記載の電動圧縮機。
9. 前記電動圧縮機が、前記内蔵モータとは別の第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての前記内蔵モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが一台の圧縮機内に並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機からなる、請求項１〜８のいずれかに記載の電動圧縮機。
10. 前記第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されている、請求項９に記載の電動圧縮機。

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