JP2009085181A - 車両空調用電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子部分の絶縁性および気密性を確保することができる車両空調用電動圧縮機を提供する。
【解決手段】 筐体における電動部と制御部とを連通する開口部１１１と、開口部１１１を塞ぐ絶縁端子１１２と、略直線上に並ぶとともに絶縁端子１１２を貫通し、電動部側および制御部側に延びる複数の一の配線１３１と、電動部および制御部の少なくとも一方と電気的に接続される複数の他の配線と、一の配線１３１および他の配線の一方と電気的に接続される板状のオス端子１２２と、一の配線１３１および他の配線の他方と電気的に接続され、板状に延びる板部と、板部の両端に配置され、板部との間にオス端子１２２を保持する保持部とを有するメス端子と、が設けられ、オス端子１２２およびメス端子の板部は、直線に対して鋭角または鈍角に交差して延びるように配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両空調用電動圧縮機に関する。

従来、車載用のインバータ一体型電動圧縮機においては、圧縮部を駆動する電動機が圧力容器内に配置されているため、外部から電動機に電力を供給する端子には、絶縁性の他にも圧力容器の気密性確保も要求されていた。
そのため、当該端子に要求される絶縁性や、気密性を確保するため、種々の端子が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
特開２００７−１２８７５６号公報 特開２００５−１８０２９２号公報

上述の特許文献１に記載の端子では、圧力容器における端子取付け部の開口部を広く形成することにより、端子と圧力容器との間の絶縁距離を確保することができた。しかしながら、端子の板部における受圧面積が大きくなるため、端子の強度確保や、小型化を図る観点から不利になるという問題があった。

上述の特許文献２に記載の端子では、圧力容器における端子取付け部の開口部を狭く形成することにより、端子の板部における受圧面積を小さくでき、端子の強度を確保することができた。しかしながら、端子と圧力容器との間の絶縁距離の確保が不足する恐れがあり、絶縁性が確保できない恐れがあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、端子部分の絶縁性および気密性を確保することができる車両空調用電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の車両空調用電動圧縮機は、筐体内に配置される電動部と、前記筐体外に配置される制御部と、前記筐体における前記電動部と前記制御部とを連通する開口部と、該開口部を塞ぐ絶縁端子と、略直線上に並ぶとともに前記絶縁端子を貫通し、前記電動部側および前記制御部側に延びる複数の一の配線と、前記電動部および前記制御部の少なくとも一方と電気的に接続される複数の他の配線と、前記一の配線および前記他の配線の一方と電気的に接続される板状のオス端子と、前記一の配線および前記他の配線の他方と電気的に接続され、板状に延びる板部と、該板部の両端に配置され、前記板部との間に前記オス端子を保持する保持部とを有するメス端子と、が設けられ、前記オス端子および前記メス端子の板部は、前記直線に対して鋭角または鈍角に交差して延びるように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、オス端子およびメス端子の板部が、上述の直線に対して鋭角または鈍角に交差して延びることにより、オス端子およびメス端子と、開口部との間の絶縁距離を確保した上で、開口部における開口面積の縮小と、上述の直線に沿った長さの短縮とを両立させることができる。
このように、開口部における開口面積の縮小を図ることで、筐体内の圧力流体と絶縁端子とが接触する面積、つまり受圧力面積を縮小することができる。さらに、上述の直線に沿った長さの短縮を図ることにより、絶縁端子を筐体に固定する固定部材の配置間隔を短くすることができる。

例えば、オス端子およびメス端子の板部が上述の直線に対して略直交する方向に延びるように配置された場合には、開口部における上述の直線に沿った長さの短縮を図ることはできるが、開口面積の縮小を図ることはできない。
一方、オス端子およびメス端子の板部が上述の直線に対して略平行に延びるように配置された場合には、開口部における開口面積の縮小を図ることはできるが、上述の直線に沿った長さの短縮を図ることはできない。

さらに、メス端子における板部および保持部の間にオス端子を配置させることにより、メス端子とオス端子とが接触する。つまり、メス端子とオス端子とが電気的に接続され、一の配線と他の配線とが電気的に接続される。

本発明の車両空調用電動圧縮機によれば、オス端子およびメス端子の板部が、直線に対して鋭角または鈍角に交差して延びるように配置することにより、オス端子、メス端子および絶縁端子の近傍における絶縁性および気密性を確保することができるという効果を奏する。

この発明の一実施形態に係る電動圧縮機について、図１から図７を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の構成の概略を説明する断面図である。
本実施形態においては、電動圧縮機（車両用空調用電動圧縮機）１を車両用空気調和機に用いられる圧縮機であって、インバータにより駆動回転数が制御される電動圧縮機に適用して説明する。
電動圧縮機１には、図１に示すように、車両用空気調和機に用いられる冷媒を圧縮するスクロール圧縮部３と、スクロール圧縮部３を駆動する電動部５と、が設けられている。

スクロール圧縮部３には、冷媒を圧縮する固定スクロール（図示せず）および旋回スクロール（図示せず）と、電動部５の回転駆動力を旋回スクロールに伝達する主軸１１と、固定スクロールおよび旋回スクロールを内部に納めるハウジング１３と、主軸１１を支持するアッパーベアリングケース１５と、が設けられている。

電動部５には、旋回スクロールを駆動するステータ６３およびロータ６５と、ステータ６３およびロータ６５を内部に収めるモータケース（筐体）６７と、ステータ６３に供給する交流電流を制御するインバータ部（制御部）６９と、が設けられている。

ステータ６３は、インバータ部６９から供給された交流電流に基づいて、交流磁場を形成してロータ６５を回転させるものである。

モータケース６７には、図１に示すように、内部にステータ６３およびロータ６５を納める円筒状の円筒部（筐体）７７と、インバータ部制御部６９が内部に納められるボックス８３と、が設けられている。
ボックス８３は、内部にインバータ部６９を納めるものである。ボックス８３は円筒部７７の半径方向外側に向かって開口するものである。

図２は、図１のモータケースにおける絶縁端子が取り付けられる部分の構成を説明する断面図である。図３は、図２の絶縁端子の構成を説明する上面視図である。
円筒部７７には、図１から図３に示すように、インバータ部６９と電動部５とを接続するための開口部１１１が設けられている。
開口部１１１には絶縁端子１１２が配置されている。絶縁端子１１２は、耐圧構造を兼ねる金属板１１４と、当該金属板１１４を貫通して電動部５とインバータ部制御部６９とを電気的に接続するピンである一の配線１３１がガラス固化体によって一体に形成されている。ガラス固化体を金属板１１４と一の配線１３１との間に配置することで、金属板１１４と一の配線１３１とが絶縁されている。

絶縁端子１１２における電動部５側の面（図３の下側の面）には、金属板１１４とオス端子１２２との間にガイシ１１５が配置されている。ガイシ１１５は絶縁性を有する材料を用いて略円筒状に形成された部材であって、一の配線１３１がガイシ１１５の内部を挿通して配置されている。さらに、絶縁端子１１２は、円筒部７７に形成された固定ボルト穴１１３に螺合される固定ボルト（図示せず）により、開口部１１１を塞ぐように配置されている。

絶縁端子１１２には、オス端子１２２およびメス端子１２３とから構成される複数の端子部１２１が配置されている。本実施形態においては、３つの端子部１２１が、円筒部７７の径方向（図３のＸ方向）に沿って略直線上に並んで配置された例に適用して説明する。

開口部１１１は、絶縁端子１１２に配置されたオス端子１２２およびメス端子１２３との間に間隔を有する大きさに形成されている。この間隔を形成することで、円筒部７７と端子部１２１との絶縁が保たれている。
本実施形態では、開口部１１１におけるＸ軸線方向の寸法をｄｘ、Ｚ軸線方向の寸法をｄｚと表記する。

図４は、図２の端子部におけるオス端子の構成を説明する模式図である。図５は、図４のオス端子の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。
端子部１２１のオス端子１２２は、図４および図５に示すように、Ｙ軸線方向に沿って延びる一の配線１３１に取付けられた板状の部材である。オス端子１２２は、一の配線１３１におけるインバータ部６９側の端部、および、電動部５側の端部の少なくとも一方に、例えば溶接などにより固定されて電気的に接続されている。
なお、一の配線１３１は絶縁端子１１２を貫通して、インバータ部６９側と電動部５側とに向かって延びる導電性を有する部材であって、例えばピンも含まれる。

オス端子１２２は、図３に示すように、電動圧縮機１における主軸１１の長手方向であるＺ軸線に対して斜めに配置されているとともに、Ｚ軸線と直交するＸ軸線に対しても斜めに配置され、かつ、図３の紙面に対して直交する方向であるＹ軸線に沿って延びるように配置されている。

図６は、図２の端子部におけるメス端子の構成を説明する模式図である。図７は、図６のメス端子の構成を説明するＢ−Ｂ断面視図である。
端子部１２１のメス端子１２３は、図６に示すように、Ｙ軸線に沿って延びる他の配線１３２に取付けられ、他の配線１３２と電気的に接続されている。
なお、他の配線１３２は、インバータ部６９や電動部５に接続された配線である。
メス端子１２３には、図６および図７に示すように、他の配線１３２に沿って延びる板状の板部１２５と、該板部１２５との間にオス端子１２２を保持する保持部１２６と、が設けられている。

板部１２５は、メス端子１２３がオス端子１２２に取付けられた際に、電動圧縮機１における主軸１１の長手方向であるＺ軸線に対して斜めに配置されるとともに、Ｚ軸線と直交するＸ軸線に対しても斜めに配置され、かつ、図３の紙面に対して直交する方向であるＹ軸線に沿って延びるように配置される。
保持部１２６は、図６および図７に示すように、板部１２５の両端を折り曲げて弾性を有するように形成された部材である。図６においては、Ｙ軸線に沿って延びる折り曲げ部により形成された保持部１２６の例が示されている。

このように保持部１２６を形成することにより、オス端子１２２をＹ軸線に沿う方向から、メス端子１２３の板部１２５と保持部１２６との間に滑り込ませることにより、オス端子１２２とメス端子１２３とを電気的に接続させることができる。
さらに、保持部１２６が弾性を有するため、オス端子１２２を板部１２５と保持部１２６との間に容易に保持することができる。

なお、上述のように、一の配線１３１にオス端子１２２を配置するとともに、他の配線１３２にメス端子１２３を配置してもよいし、逆に、一の配線１３１にメス端子１２３を配置するとともに、他の配線１３２にオス端子１２２を配置してもよく、特に限定するものではない。

次に、本実施形態における電動圧縮機１における冷媒の圧縮について説明する。
インバータ外部から供給された直流電流は、図１に示すように、インバータ部６９のパワートランジスタなどの電子素子により周波数が制御され、電動部５に供給される。
電動部５では、周波数が制御された交流電流に基づいてステータ６３が交流磁界を形成する。ロータ６５は、形成された交流磁界との相互作用により回転駆動力を発生する。ロータ６５により発生された回転駆動力は、主軸１１に伝達される。

回転駆動力は主軸１１を介して旋回スクロールに伝達される。旋回スクロールは自転防止部により自転運動が規制された状態で公転駆動される。
旋回スクロールが公転駆動されると、固定スクロールとの間に形成された圧縮室が、冷媒を取り込み圧縮する。具体的には、圧縮室は、固定スクロールおよび旋回スクロールの外周端で冷媒を取り込む。そして、旋回スクロールの公転により取り込んだ冷媒を圧縮する。
圧縮室に圧縮された冷媒は、ハウジング１３の外部に吐出される。

上記の構成によれば、オス端子１２２およびメス端子１２３の板部１２５が、上述の直線に対して鋭角または鈍角に交差して延びることにより、オス端子１２２およびメス端子１２３と、開口部１１１との間の絶縁距離を確保した上で、開口部１１１における開口面積の縮小と、上述の直線に沿った長さの短縮とを両立させることができる。
このように、開口部１１１における開口面積の縮小を図ることで、円筒部７７内の冷媒と絶縁端子１１２とが接触する面積、つまり受圧力面積を縮小することができる。さらに、上述の直線に沿った長さの短縮を図ることにより、絶縁端子１１２を筐体に固定する固定部材である固定ボルトの配置間隔を短くすることができる。つまり、本実施形態の電動圧縮機１における端子部分の絶縁性および気密性を確保することができる。

例えば、オス端子１２２およびメス端子１２３の板部１２５が上述の直線に対して略直交する方向に延びるように配置された場合には、開口部１１１における上述の直線に沿った長さの短縮を図ることはできるが、開口面積の縮小を図ることはできない。
一方、オス端子１２２およびメス端子１２３の板部が上述の直線に対して略平行に延びるように配置された場合には、開口部１１１における開口面積の縮小を図ることはできるが、上述の直線に沿った長さの短縮を図ることはできない。

さらに、メス端子１２３における板部１２５および保持部１２６の間にオス端子１２２を配置させることにより、メス端子１２３とオス端子１２２とが接触する。つまり、メス端子１２３とオス端子１２２とが電気的に接続され、一の配線と他の配線１３２とが電気的に接続することができる。

本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の構成の概略を説明する断面図である。 図１のモータケースにおける絶縁端子が取り付けられる部分の構成を説明する断面図である。 図２の絶縁端子の構成を説明する上面視図である。 図２の端子部におけるオス端子の構成を説明する模式図である。 図２の端子部におけるオス端子の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。 図２の端子部におけるメス端子の構成を説明する模式図である。 図２の端子部におけるメス端子の構成を説明するＢ−Ｂ断面視図である。

符号の説明

１ 電動圧縮機（車両用空調用電動圧縮機）
５ 電動部
６７ モータケース（筐体）
６９ インバータ部（制御部）
７７ 円筒部（筐体）
６９ インバータ部制御部
１１１ 開口部
１１２ 絶縁端子
１２２ オス端子
１２３ メス端子
１２１ 端子部
１３１ 一の配線
１３２ 他の配線
１２５ 板部
１２６ 保持部

Claims (1)

1. 筐体内に配置される電動部と、
   前記筐体外に配置される制御部と、
   前記筐体における前記電動部と前記制御部とを連通する開口部と、
   該開口部を塞ぐ絶縁端子と、
   略直線上に並ぶとともに前記絶縁端子を貫通し、前記電動部側および前記制御部側に延びる複数の一の配線と、
   前記電動部および前記制御部の少なくとも一方と電気的に接続される複数の他の配線と、
   前記一の配線および前記他の配線の一方と電気的に接続される板状のオス端子と、
   前記一の配線および前記他の配線の他方と電気的に接続され、板状に延びる板部と、該板部の両端に配置され、前記板部との間に前記オス端子を保持する保持部とを有するメス端子と、が設けられ、
   前記オス端子および前記メス端子の板部は、前記直線に対して鋭角または鈍角に交差して延びるように配置されていることを特徴とする車両空調用電動圧縮機。

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