JP2013167171A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐振動性、信頼性を得ることのできる電動圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】電動圧縮機のインバータ回路部を構成するコンデンサ６２Ａは、平型端子７０Ａと平型端子７１Ａとが、互いに直交するよう、Ｔ字状に配置されている。これに対応して、ケース６７のコンデンサ固定部６７ｂに形成された端子挿入孔７２Ａ、７３Ａも、その長手方向が互いに直交するよう、Ｔ字状に配置されている。これにより、平型端子７０Ａ、７１Ａがコンデンサ固定部６７ｂの端子挿入孔７２、７３に挿入されてはんだ付けされるコンデンサ６２Ａにおいて、互いに直交する２方向への取付剛性を確保する。
【選択図】図６

Description

本発明は、車載用空気調和機を構成する電動圧縮機に関する。

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、モータにより駆動する方式の電動圧縮機が用いられつつある。このような電動圧縮機においては、インバータ回路において、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、コンデンサ、コイル、インバータ回路等からなる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、２参照。）。

特開２００３−２６２１８７号公報 特許第４６９０７６９号公報

しかしながら、車両用の空気調和機は、走行時における路面から入力される振動や、エンジン、圧縮機、モータ等の動作時の振動、走行駆動系の振動等の影響があり、厳しい振動環境に晒される。特に、電動圧縮機はハイブリッドカー等のエンジンに直付けされることがあり、この場合、振動環境は一層厳しいものとなる。

このような振動環境下では、信頼性を高めるために電動圧縮機に高い耐振動性が求められるが、インバータ回路部を構成する電子素子や、これらのはんだ付け部が破損することがあり、これらの対策が求められている。
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、高い耐振動性、信頼性を得ることのできる電動圧縮機を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明は、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、モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備え、インバータ回路部を構成するコンデンサが、当該コンデンサを保持するホルダーを介して基板に実装され、コンデンサの一対の平型端子と、ホルダーに形成され、端子が挿入される端子挿入孔とが、それぞれ互いに直交するようＴ字状に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、Ｔ字状に配置された一対の平型端子をホルダーの端子挿入孔に挿入することで、互いに直交する二方向においてコンデンサのホルダーへの取付剛性を確保することができる。

また、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、モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備え、インバータ回路部を構成するコンデンサが、当該コンデンサを保持するホルダーを介して基板に実装され、コンデンサに、当該コンデンサをホルダーまたはハウジングに固定するための取付部が設けられていることを特徴とする圧縮機とすることもできる。

このような取付部は、コンデンサのハウジングから外方に突出するステー状とし、これを、ホルダーやハウジングに固定することができる。
この他、取付部として、コンデンサにおいて、端子と平行にホルダーに向けて突出した突出部が設けられ、ホルダーに突出部が挿通される挿通孔が形成された構成とすることもできる。突出部を挿通孔に挿入し、突出部と挿通孔をはんだ付けしたり、挿通孔を貫通した突出部をホルダーやハウジングに固定することで、コンデンサを固定できる。
ここで、突出部は、ダミー端子とすることもできる。

本発明によれば、コンデンサの取付剛性を高めることができ、端子自体や端子のはんだ付け部が破損するのを防ぐことができ、高い耐振動性、信頼性を得ることが可能となる。

本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。 インバータ回路部を示す斜視図である。 インバータ回路部の構成を示す斜視展開図である。 コンデンサ・コイルユニットを示す斜視図である。 コンデンサおよびコイルのホルダを示す斜視図である。 第一の実施形態におけるコンデンサの取付構造を示す図である。 第二の実施形態におけるコンデンサの取付構造を示す図である。 第三の実施形態におけるコンデンサを示す図である。 第四の実施形態におけるコンデンサの取付構造を示す図である。

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は、各実施の形態における電動圧縮機（スクロール型圧縮機）１０の基本的な構成を示すための図である。以下に示す構成は、各実施形態に共通する。
図１に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング１１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は、モータ２０側の端部に開口部１１ａが形成されており、この開口部１１ａを塞ぐように、インバータ回路ハウジング５０が設けられ、ハウジング１１の一部を構成している。

電動圧縮機１０においては、ハウジング１１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。
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。

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。

インバータ回路ハウジング５０は、ハウジング１１の開口部１１ａを閉塞する底板（隔壁）５０ａと、底板５０ａの周囲から底板５０ａに直交して立ち上がる周壁５０ｂとを備え、モータ２０側とは反対側に開口している。このインバータ回路ハウジング５０は、ボルト５３によってハウジング１１に締結されている。
周壁５０ｂの開口には蓋５４がビス５５等により装着可能とされている。

図２、図３に示すように、このようなインバータ回路ハウジング５０内には、インバータ回路部６０が収容されている。
インバータ回路部６０は、インバータ素子６１ａ等が実装されたパワー基板６１と、コンデンサ６２およびコイル６３を備えたコンデンサ・コイルユニット６４と、制御基板６５と、これらパワー基板６１、コンデンサ・コイルユニット６４、制御基板６５を電気的に接続するバスバー６６と、を有している。

図４に示すように、コンデンサ・コイルユニット６４は、絶縁性材料からなるケース（ホルダー）６７に、コンデンサ６２とコイル６３とが保持されている。
図５（ａ）に示すように、ケース６７には、略円筒状のコイル収容部６７ａが形成され、ここに略円柱状のコイル６３が収容されている。コイル収容部６７ａには、コイル６３のリードが挿入されてはんだ付けされるリード挿入孔６８、６９が形成されている。
コイル収容部６７ａに隣接して、コンデンサ６２を固定するコンデンサ固定部６７ｂが設けられている。コンデンサ固定部６７ｂは、プレート状で、コンデンサ６２の平型端子７０、７１が挿入されてはんだ付けされる端子挿入孔７２、７３を有する。

図５（ｂ）に示すように、ケース６７には、リード挿入孔６８、６９および端子挿入孔７２、７３にそれぞれ一端が臨んだリード部材７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄが内蔵されている。これらリード部材７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄは、他端が、ケース６７外に露出し、パワー基板６１、バスバー６６に電気的に接続される。

また、ケース６７には、これをインバータ回路ハウジング５０の底板５０ａに形成するためのブラケット部６７ｃが形成され、ブラケット部６７ｃにはボルト孔７７が形成されている。このボルト孔７７に図示しないボルトを挿通させ、インバータ回路ハウジング５０の底板５０ａに形成されたボルト穴にねじ込むことで、ケース６７が固定される。

さて、上記したような基本構成を有する電動圧縮機１０において、図６に示すように、本実施形態におけるコンデンサ６２Ａは、平型端子７０Ａと平型端子７１Ａとが、互いに直交するよう、Ｔ字状に配置されている。
これに対応して、ケース６７のコンデンサ固定部６７ｂに形成された端子挿入孔７２Ａ、７３Ａも、その長手方向が互いに直交するよう、Ｔ字状に配置されている。

上述したような構成により、平型端子７０Ａ、７１Ａがコンデンサ固定部６７ｂの端子挿入孔７２Ａ、７３Ａに挿入されてはんだ付けされるコンデンサ６２Ａは、平型端子７０Ａ、７１Ａが互いに直交するよう配置されている。これにより、コンデンサ６２Ａにおいて平型端子７０Ａ、７１Ａが設けられた先端面に沿って互いに直交する２方向（図中、Ｘ、Ｙ方向）への取付剛性を確保することができる。したがって、振動等によって、はんだ付け部分や平型端子７０Ａ，７１Ａ自体が破損するのを防ぐことができ、その信頼性を高めることができる。

以下、本発明の電動圧縮機の他の複数の実施形態について説明するが、電動圧縮機１０の構成は上記と共通であるため、各実施形態で特徴的な構成のみを説明する。
［第二の実施形態］
図７に示すように、本実施形態におけるコンデンサ６２Ｂは、平型端子７０Ｂ、７１Ｂが互いに平行に配置され、その近傍に、ダミー端子（取付部）８０が設けられている。
これに対応し、ケース６７のコンデンサ固定部６７ｂには、端子挿入孔７２Ｂ、７３Ｂが互いに平行に配置され、その近傍に、ダミー端子８０の挿入孔８１が形成されている。

このような構成によれば、平型端子７０Ｂ、７１Ｂに加え、ダミー端子８０によってもコンデンサ６２Ｂがケース６７のコンデンサ固定部６７ｂに固定されるので、コンデンサ６２Ｂの取付剛性が高まる。したがって、振動等によって、はんだ付け部分や平型端子７０Ｂ，７１Ｂ自体が破損するのを防ぐことができる。

なお、本実施の形態において、ダミー端子８０は、平型端子７０Ｂ、７１Ｂの接地側と同電位とすることもできる。
また、ダミー端子８０は、単なる突起とし、コンデンサ６２Ａのハウジングと同じ絶縁性材料からなるものとすることもできる。

［第三の実施形態］
図８に示すように、本実施形態におけるコンデンサ６２Ｃは、コンデンサ固定部６７ｂに対向する側以外の側面に、外方に突出するステー（取付部、突出部）８５が設けられ、このステー８５に貫通孔８６が形成されている。
この貫通孔８６に図示しないボルトを挿入し、図３に示したインバータ回路ハウジング５０の底板５０ａに形成された図示しないボルト穴にねじ込むことで、コンデンサ６２Ｃがインバータ回路ハウジング５０に固定される。
なお、ステー８５は、インバータ回路ハウジング５０ではなく、ケース６７に固定するようにしても良い。
このような構成においても、コンデンサ６２Ｃの取付剛性が高まる。したがって、振動等によって、はんだ付け部分や平型端子７０，７１自体が破損するのを防ぐことができる。

［第四の実施形態］
図９に示すように、本実施形態におけるコンデンサ６２Ｄは、コンデンサ固定部６７ｂに対向する側に、平型端子７０、７１と同じ方向に突出するステー（取付部、突出部）８７が設けられ、このステー８７に貫通孔８８が形成されている。
コンデンサ固定部６７ｂには、ステー８７を挿通させる挿通孔８９が形成され、ステーは８７は、この挿通孔８９を通して、コンデンサ固定部６７ｂの一方の側から他方の側に突出するようになっている。
そして、貫通孔８８に図示しないボルトを挿入し、コンデンサ固定部６７ｂと共締めすることで、コンデンサ６２Ｄがケース６７に固定される。
このような構成においても、コンデンサ６２Ｄの取付剛性が高まる。したがって、振動等によって、はんだ付け部分や平型端子７０，７１自体が破損するのを防ぐことができる。

なお、上記各実施の形態で示した構成は、本発明の主旨の範囲内であれ適宜変更することができる。
例えば、コンデンサ６２Ａ〜６２Ｄの形状や、インバータ回路部６０内における配置等は、上記したものに限るものではない。また、電動圧縮機１０において、コンデンサ６２Ａ〜６２Ｄの取付構造以外の構成は、上記した以外の適宜構成に変えることができる。
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したり、各実施形態を適宜組み合わせた構成とすることが可能である。

１０ 電動圧縮機
１１ ハウジング
２０ モータ
３０ 圧縮部（圧縮機構）
４０ 主軸
５０ インバータ回路ハウジング
５０ａ 底板
６０ インバータ回路部
６１ パワー基板
６２、６２Ａ〜６２Ｄ コンデンサ
６３ コイル
６４ コンデンサ・コイルユニット
６５ 制御基板
６６ バスバー
６７ ケース（ホルダー）
６７ａ コイル収容部
６７ｂ コンデンサ固定部
６７ｃ ブラケット部
６８ リード挿入孔
７０、７０Ａ、７０Ｂ、７１、７１Ａ、７１Ｂ 平型端子
７２、７２Ａ、７２Ｂ、７３、７３Ａ、７３Ｂ 端子挿入孔
８０ ダミー端子（取付部）
８５、８７ ステー（取付部、突出部）
８９ 挿通孔

Claims (4)

1. 車載用空気調和機を構成するスクロール型の電動圧縮機であって、
   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、
   前記モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備え、
   前記インバータ回路部を構成するコンデンサが、当該コンデンサを保持するホルダーを介して基板に実装され、
   前記コンデンサの一対の平型端子と、前記ホルダーに形成され、前記端子が挿入される端子挿入孔とが、それぞれ互いに直交するようＴ字状に配置されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 車載用空気調和機を構成するスクロール型の電動圧縮機であって、
   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、
   前記モータを回転駆動させるインバータ回路部と、を備え、
   前記インバータ回路部を構成するコンデンサが、当該コンデンサを保持するホルダーを介して基板に実装され、
   前記コンデンサに、当該コンデンサを前記ホルダーまたは前記ハウジングに固定するための取付部が設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
3. 前記取付部として、前記コンデンサにおいて、前記端子と平行に前記ホルダーに向けて突出した突出部が設けられ、
   前記ホルダーに前記突出部が挿通される挿通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記突出部が、ダミー端子であることを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。

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