JP2011069311A - 圧縮機、組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータのリード線と、このリード線をインバータ回路部に接続するための端子のレイアウトの自由度を高めて、圧縮機の小型化、軽量化に寄与できる圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】ハウジング１１においてモータ２０のサブベアリング４２側の端面１１ｄに開口部５０を設けたことで、ハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃどうしの分割面以外であっても、モータ２０とインバータユニット１２との接続作業が行えるようにした。これにより、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５を、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用空気調和機を構成するスクロール型の圧縮機、組立方法に関する。

空気調和機に多用されているスクロール型の圧縮機は、渦巻状のスクロール壁をそれぞれ有する固定スクロールと旋回スクロールとを備える。そして、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させ、双方のスクロール壁の間に形成される圧縮室の容積を減少させることで、圧縮室内の流体の圧縮を行う。

近年、車両用の空気調和機において、圧縮機を電動のモータにより駆動する方式のものが用いられつつある。このような電動の圧縮機においては、インバータ回路部において、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換し、この交流電流をモータに供給することでモータを回転駆動させて圧縮機を駆動する。

車両用の空気調和機においては、車両のエンジンルーム内に各機器を収容するため、省スペース性が要求されている。そこで、圧縮機と、モータと、インバータ回路部とが一体化された電動の圧縮機が提供されている（例えば、特許文献１、２、３記載。）。

ここで、モータとインバータ回路部とを電気的に接続するために、モータの固定子から延びるリード線が、圧縮機のハウジングに固定された端子に接続され、この端子にインバータ回路部が接続されている。
このとき、車両用の圧縮機においては、固定スクロール、旋回スクロール等を収容するハウジングは、組立性、メンテナンス性等を考慮し、少なくとも固定スクロールおよび旋回スクロールが収容される部分と、モータが収容される部分とに分割されている。そして、リード線と端子との接続部は、接続時における作業性を考慮し、ハウジング分割体どうしの合わせ面の近傍において配置されている。

特開２００３−１４８３４３号公報 特許第３０８６８１９号公報 特開２００８−２１５２３５号公報

ところで、車両用の機器類は、常に小型化、軽量化が要求されており、電動の圧縮機においてもこれは同様である。このような観点からみた場合、上記のように、モータのリード線と端子を、ハウジング分割体どうしの合わせ面の近傍に配置する構成では、リード線や端子のレイアウトの自由度が制限され、圧縮機のさらなる小型化、軽量化の妨げとなることもある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、モータのリード線と、このリード線をインバータ回路部に接続するための端子のレイアウトの自由度を高めて、圧縮機の小型化、軽量化に寄与できる圧縮機、組立方法を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、車載用空気調和機を構成するスクロール型の圧縮機であって、圧縮機の外殻を形成するハウジングと、ハウジング内の一端側に収容されたスクロール式の圧縮機構と、ハウジング内の他端側に収容され、圧縮機構を駆動するモータと、モータの外周部に沿うように設けられ、モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備える。そして、モータに電流を供給するため、当該モータの固定子に一端が接続されたリード線の他端と、ハウジングに固定され、インバータ回路部からモータに電流を供給するための端子とが、ハウジングにおいて他端側の端面に近接して配置され、ハウジングの前記他端側の端面において、少なくともリード線と端子との接続部分に対応する位置に開口部が形成され、開口部を塞ぐ蓋体がハウジングに対して着脱自在に設けられていることを特徴とする。
このように、モータのリード線とインバータ回路部とを接続する端子とを、ハウジングにおいて、圧縮機構が設けられた一端側とは反対側の他端側の端面に近接して配置するようにした。そして、ハウジングの他端側の端面において、少なくともリード線と端子との接続部分に対応する位置に開口部を形成することで、圧縮機の組立時等においては、この開口部からリード線と端子とを接続することができる。一般的に、圧縮機構とモータとを収めたハウジングは、圧縮機構とモータとの間で分割されているが、上記構成により、その分割位置に関わらず、リード線と端子をレイアウトすることができる。
なおここで、開口部は、ハウジングの他端側の端面において、少なくともリード線と端子との接続部分に対応する位置に形成されていれば、ハウジングの他端側の端面の一部に形成しても良いし、ハウジングの他端側の端面の全部に形成しても良い。
ここで、リード線の一端は、モータに対し、開口部が形成された側に接続されているのが好ましい。
また、端子は、モータの外周部に配置するのが好ましい。

また、蓋体は、開口部を塞ぐように設けられるが、ハウジングの他端側の端面において、リード線と端子との接続部分に対応する位置と、インバータ回路部の収容空間の壁面とを含む範囲に設けることも可能である。

本発明は、外殻を形成するハウジングと、ハウジング内の一端側に収容されたスクロール式の圧縮機構と、ハウジング内の他端側に収容され、圧縮機構を駆動するモータと、モータの外周部に沿うよう設けられ、モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備えた圧縮機の組立方法であって、モータに電流を供給するため、当該モータの固定子に一端が接続されたリード線の他端と、ハウジングに固定され、インバータ回路部からモータに電流を供給するための端子とを、ハウジングにおいて他端側の端面に近接して配置しておき、ハウジングの他端側の端面において、少なくともリード線と端子との接続部分に対応する位置に形成された開口部から、リード線と端子とを接続した後、蓋体により開口部を塞ぐことを特徴とする圧縮機の組立方法とすることもできる。

本発明によれば、モータのリード線とインバータ回路部とを接続する端子とを、ハウジングにおいて、圧縮機構が設けられた一端側とは反対側の他端側の端面に近接して配置することができるので、ハウジングの分割位置に関わらず、リード線と端子をレイアウトすることができ、リード線と端子とのレイアウトの自由度を高めることができる。これにより、圧縮機の小型化、軽量化に寄与することが可能となる。

第一の実施の形態における圧縮機を示す図であり、圧縮機の軸線方向に沿った断面図である。 同、側面図である。 第二の実施の形態における圧縮機を示す図であり、圧縮機の軸線方向に沿った断面図である。 同、側面図である。 第三の実施の形態における圧縮機を示す図であり、圧縮機の軸線方向に沿った断面図である。 同、側面図である。 第四の実施の形態における圧縮機を示す図であり、圧縮機の軸線方向に沿った断面図である。 同、側面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
［第一の実施形態］
図１、図２は、本実施の形態における電動圧縮機１０Ａの構成を示すための図である。
図１に示すように、電動圧縮機１０Ａは、ハウジング１１の下部収容室１１ａの一端側にスクロール式の圧縮部（圧縮機構）３０が収容され、他端側にモータ２０が収容されている。また、ハウジング１１には、上方に開口した上部収容室１１ｂが設けられ、この上部収容室１１ｂに、インバータユニット（インバータ回路部）１２が、モータ２０の外周部に沿うよう配置されて収容されている。上部収容室１１ｂの上方への開口は、カバー１７によって覆われている。

図１に示したように、電動圧縮機１０Ａにおいては、下部収容室１１ａのモータ２０が設けられた側の側面に形成された冷媒吸入ポート（図示無し)からハウジング１１内に冷媒が導入され、圧縮部３０が設けられた側（一端側）の端面に形成された冷媒吐出ポートＰ２から、圧縮部３０によって圧縮された冷媒を吐出する。

モータ２０は、主軸４０に一体に設けられた回転子２１と、固定子２２とから構成されている。
主軸４０は、メインベアリング４１、サブベアリング４２を介してハウジング１１に回転自在に支持されている。そして、回転子２１は、メインベアリング４１とサブベアリング４２の間において、主軸４０と一体に設けられている。

固定子２２は、回転子２１の外周側に対向して、ハウジング１１に固定されて設けられている。
固定子２２には、３本のリード線２４が設けられている。これらリード線２４の一端は固定子２２に接続され、他端にはコネクタ２４Ｃが設けられている。ここで、これらリード線２４は、モータ２０に対し、圧縮部３０が設けられた側とは反対側に配置されている。

これらリード線２４のコネクタ２４Ｃは、ハウジング１１に保持されたガラス端子（端子）２５に接続されている。ハウジング１１の下部収容室１１ａと上部収容室１１ｂとを隔てる壁部１１ｃには開口部１３が形成されており、下部収容室１１ａと上部収容室１１ｂとを貫通するガラス端子２５は、開口部１３に設けられた保持プレート１４に支持されている。

ガラス端子２５には、上部収容室１１ｂ側において、インバータユニット１２に設けられた金属製の接続部材１５が接続され、これによってインバータユニット１２とモータ２０の回転子２１とが電気的に接続されている。
インバータユニット１２において、バッテリ（図示無し）から供給された直流電流を交流電流に変換し、この交流電流が、接続部材１５、ガラス端子２５、リード線２４を介して固定子２２に供給されることで、モータ２０の固定子２２と回転子２１および主軸４０とが相対回転する。

圧縮部３０は、主軸４０とともに回転する旋回スクロール３２と、ハウジング１１に固定された固定スクロール３３と、を備える。
旋回スクロール３２、固定スクロール３３は、それぞれ円板状のベース３２ａ、３３ａの一面側に、渦巻状のスクロール壁３２ｂ、３３ｂが立設されている。これら旋回スクロール３２と固定スクロール３３は、スクロール壁３２ｂ、３３ｂを互いに組み合わせて、双方のスクロール壁３２ｂ、３３ｂ間に圧縮室を形成している。

旋回スクロール３２は、主軸４０の中心に対し、予め定められた寸法だけ偏心して設けられている。これにより、旋回スクロール３２は、モータ２０により主軸４０がその軸線周りに回転すると、主軸４０の中心に対し、偏心した寸法を半径とした回転（公転）を行う。なお、旋回スクロール３２が、公転しつつも、自転はしないよう、旋回スクロール３２と主軸４０との間には、オルダムリング３５が介在している。

このような電動圧縮機１０Ａの外殻を形成するハウジング１１は、モータ２０および主軸４０を収容するハウジング本体（ハウジング分割体）１１Ａと、主軸４０を回転自在に保持するメインベアリング４１を保持する主軸ホルダ（ハウジング分割体）１１Ｂと、旋回スクロール３２および固定スクロール３３を収容するスクロールハウジング（ハウジング分割体）１１Ｃとから構成されている。これらハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃは、それぞれ外周側に張り出したフランジ部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃにおいて、ボルト１８により一体に締結されている。

さて、このような電動圧縮機１０Ａにおいて、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５は、モータ２０に対し、圧縮部３０が設けられた側とは反対側の、サブベアリング４２が設けられた側に配置されている。これにより、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５は、ハウジング１１において、サブベアリング４２の保持部１９を有した端面１１ｄの近傍に配置されている。

図１、図２に示すように、ハウジング１１には、端面１１ｄの一部に開口部５０が形成されている。開口部５０は、下部収容室１１ａ内においてガラス端子２５とリード線２４の接続部分に臨む部分に形成されている。そして、この開口部５０は、蓋体５１によって閉塞されている。蓋体５１は、ボルト５１ｂ等の固定手段によってハウジング１１に着脱可能に固定されている。

このような構成によれば、ハウジング１１においてモータ２０のサブベアリング４２側の端面１１ｄに開口部５０を設けたことで、ハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃどうしの分割面以外において、モータ２０とインバータユニット１２との接続作業が行える。これにより、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５を、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置することが可能となり、モータ２０やインバータユニット１２のレイアウトの自由度が高まる。これにより、電動圧縮機１０Ａの設計の際に、小型化を検討できる。

［第二の実施形態］
次に、本発明に係る圧縮機の第二の実施形態について説明する。
ここで、以下に説明する第二の実施形態においては、上記第一の実施形態に対し、蓋体の構成が異なり、他の多くの構成は上記第一の実施形態と共通する。そこで、以下の説明においては、第一の実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第一の実施形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。

図３、図４に示すように、本実施形態の電動圧縮機１０Ｂにおいても、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５は、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置されている。

そして、ハウジング１１には、端面１１ｄの一部に、下部収容室１１ａ内においてガラス端子２５とリード線２４の接続部分に臨む開口部５０が形成されている。そして、この開口部５０は、上部収容室１１ｂの側壁１１ｆを兼ねて形成する蓋体５１’によって閉塞されている。この蓋体５１’は、ボルト５１ｃ等の固定手段によってハウジング１１に着脱可能に固定されている。

このような構成によれば、ハウジング１１においてモータ２０のサブベアリング４２側の端面１１ｄに開口部５０を設けたことで、ハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃどうしの分割面以外において、モータ２０とインバータユニット１２との接続作業が行える。これにより、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５を、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置することが可能となり、レイアウトの自由度が高まる。これにより、電動圧縮機１０Ｂの小型化を検討できる。

［第三の実施形態］
次に、本発明に係る圧縮機の第三の実施形態について説明する。
ここで、以下に説明する第三の実施形態においては、上記第一の実施形態に対し、蓋体の構成が異なり、他の多くの構成は上記第一の実施形態と共通する。そこで、以下の説明においては、第一の実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第一の実施形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。

図５、図６に示すように、本実施形態の電動圧縮機１０Ｃの外殻を形成するハウジング１１は、モータ２０および主軸４０、メインベアリング４１を収容するハウジング本体（ハウジング分割体）１１Ｄと、旋回スクロール３２および固定スクロール３３を収容するスクロールハウジング１１Ｃとから構成されている。これらハウジング本体１１Ｄ、スクロールハウジング１１Ｃは、それぞれ外周側に張り出したフランジ部１６Ｄ、１６Ｃにおいて、ボルト１８により一体に締結されている。

さて、このような電動圧縮機１０Ｃにおいても、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５は、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置されている。

そして、ハウジング１１に、下部収容室１１ａ内においてガラス端子２５とリード線２４の接続部分に臨む側のほぼ全面に開口部５３が形成されている。そして、この開口部５３は、蓋体５４がボルト５５等によって着脱可能に固定されることによって、開口部５３を閉塞して、ハウジング１１の端面１１ｄを形成する。この蓋体５４には、前記のサブベアリング４２を保持する保持部１９が一体に設けられている。

このような構成によれば、ハウジング１１においてモータ２０のサブベアリング４２側のほぼ全面に開口する開口部５３を設けたことで、ハウジング本体１１Ｄ、スクロールハウジング１１Ｃどうしの分割面以外において、モータ２０とインバータユニット１２との接続作業が行える。これにより、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５を、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置することが可能となり、レイアウトの自由度が高まる。これにより、電動圧縮機１０Ｃの小型化を検討できる。

［第四の実施形態］
次に、本発明に係る圧縮機の第四の実施形態について説明する。
ここで、以下に説明する第四の実施形態においては、上記第三の実施形態に対し、蓋体の構成が異なり、他の構成は上記第三の実施形態と共通する。そこで、以下の説明においては、第三の実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第三の実施形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。

図７、図８に示すように、本実施形態の電動圧縮機１０Ｄの外殻を形成するハウジング１１は、モータ２０および主軸４０、メインベアリング４１を収容するハウジング本体１１Ｄと、旋回スクロール３２および固定スクロール３３を収容するスクロールハウジング１１Ｃとから構成されている。

さて、このような電動圧縮機１０Ｄにおいても、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５は、モータ２０側において、サブベアリング４２が設けられた側に配置されている。

そして、ハウジング１１に、下部収容室１１ａ内においてガラス端子２５とリード線２４の接続部分に臨む側のほぼ全面に開口部５３が形成されている。
この開口部５３は、上部収容室１１ｂの側壁１１ｆを兼ねて形成する蓋体５６によって閉塞されている。この蓋体５６は、ボルト５７等の固定手段によってハウジング１１に着脱可能に固定されている。蓋体５６には、前記のサブベアリング４２を保持する保持部１９が一体に設けられている。

このような構成によれば、ハウジング１１においてモータ２０のサブベアリング４２側のほぼ全面に開口する開口部５３を設けたことで、ハウジング本体１１Ｄ、スクロールハウジング１１Ｃどうしの分割面以外において、モータ２０とインバータユニット１２との接続作業が行える。これにより、リード線２４、ガラス端子２５、接続部材１５を、モータ２０に対してサブベアリング４２が設けられた側に配置することが可能となり、レイアウトの自由度が高まる。これにより、電動圧縮機１０Ｄの小型化を検討できる。

なお、上記実施の形態では、電動圧縮機１０Ａ〜１０Ｄの構成について説明したが、本発明の要部に関連する構成以外については、適宜の変更を行うことが可能である。
また、開口部５０、５３の位置や形状、大きさ、蓋体５１、５１’、５４、５６の形状や固定方法等については、適宜の変更が可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…電動圧縮機（圧縮機）、１１…ハウジング、１１Ａ…ハウジング本体（ハウジング分割体）、１１Ｂ…主軸ホルダ（ハウジング分割体）、１１Ｃ…スクロールハウジング（ハウジング分割体）、１１Ｄ…ハウジング本体（ハウジング分割体）、１１ａ…下部収容室、１１ｂ…上部収容室、１１ｄ…端面、１１ｆ…側壁、１２…インバータユニット（インバータ回路部）、２０…モータ、２１…回転子、２２…固定子、２４…リード線、２５…ガラス端子（端子）、３０…圧縮部（圧縮機構）、３２…旋回スクロール、３３…固定スクロール、４０…主軸、４１…メインベアリング、４２…サブベアリング、５０、５３…開口部、５１、５１’、５４、５６…蓋体

Claims (5)

1. 車載用空気調和機を構成するスクロール型の圧縮機であって、
   前記圧縮機の外殻を形成するハウジングと、
   前記ハウジング内の一端側に収容されたスクロール式の圧縮機構と、
   前記ハウジング内の他端側に収容され、前記圧縮機構を駆動するモータと、
   前記モータの外周部に沿うよう設けられ、前記モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備え、
   前記モータに電流を供給するため、当該モータの固定子に一端が接続されたリード線の他端と、前記ハウジングに固定され、前記インバータ回路部から前記モータに前記電流を供給するための端子とが、前記ハウジングにおいて前記他端側の端面に近接して配置され、
   前記ハウジングの前記他端側の端面において、少なくとも前記リード線と前記端子との接続部分に対応する位置に開口部が形成され、
   前記開口部を塞ぐ蓋体が前記ハウジングに対して着脱自在に設けられていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記リード線の前記一端が、前記モータに対し、前記開口部が形成された側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記端子は、前記モータの外周部に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 前記蓋体は、前記ハウジングの前記他端側の端面において、前記リード線と前記端子との接続部分に対応する位置と、前記インバータ回路部の収容空間の壁面とを含む範囲に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
5. 外殻を形成するハウジングと、
   前記ハウジング内の一端側に収容されたスクロール式の圧縮機構と、
   前記ハウジング内の他端側に収容され、前記圧縮機構を駆動するモータと、
   前記モータの外周部に沿うよう設けられ、前記モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備えた圧縮機の組立方法であって、
   前記モータに電流を供給するため、当該モータの固定子に一端が接続されたリード線の他端と、前記ハウジングに固定され、前記インバータ回路部から前記モータに前記電流を供給するための端子とを、前記ハウジングにおいて前記他端側の端面に近接して配置しておき、
   前記ハウジングの前記他端側の端面において、少なくとも前記リード線と前記端子との接続部分に対応する位置に形成された開口部から、前記リード線と前記端子とを接続した後、
   蓋体により前記開口部を塞ぐことを特徴とする圧縮機の組立方法。

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