JP2015017577A

JP2015017577A - 電動圧縮機

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Publication number: JP2015017577A
Application number: JP2013146194A
Authority: JP
Inventors: 哲也高部; Tetsuya Takabe
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: JP6258615B2; US20160190894A1; CN105431633A; WO2015005413A1; DE112014003253B4; DE112014003253T5; CN105431633B

Abstract

【課題】電動圧縮機において、ハウジングとインバータカバーとの電気的な接続を確保しつつ、ハウジングとインバータカバーとの間のシール性の低下を抑制する。
【解決手段】インバータ一体型の電動圧縮機において、金属製のインバータカバー７は、その周縁部がボルト８によって電動圧縮機のハウジングを構成する金属製のインバータケース６に締結固定されている。インバータケース６とインバータカバー７との間は、その間に配置された環状の絶縁性ガスケット９によってシールされている。また、インバータケース６とインバータカバー７とは、インバータケース６側に形成された凸部６３によって電気的に接続されており、凸部６３は、ボルト８及び絶縁性ガスケット９よりもインバータケース６の内外方向の内側に位置している。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮機構、圧縮機構を駆動する電動モータ、及び電動モータを駆動するためのインバータが一体化された電動圧縮機に関する。

この種の電動圧縮機として、例えば特許文献１に記載の電動圧縮機が知られている。特許文献１に記載の電動圧縮機は、金属材料製のハウジング内に圧縮部及び電動モータが収容されるとともに、前記電動モータを駆動させるためのインバータを内部に収容するインバータカバーがボルトによってハウジングに固設されている。前記インバータカバーは、前記インバータを囲むように配置される金属板を有しており、当該金属板は、その先端面が前記ハウジングと前記インバータカバーとの間に配置されたシール部材よりも前記ハウジング側に突出するハウジング側端部を有している。
そして、前記ハウジングと前記インバータカバーとは、前記ボルトを介して電気的に接続されると共に、前記ハウジングと前記金属板の前記ハウジング側端部の先端面との接触部位を介して電気的に接続されるように構成されている。

特開２０１２−１９３６６０号公報

しかし、特許文献１に記載の電動圧縮機において、前記金属板の前記ハウジング側端部は環状に連続して形成され、しかも、当該環状のハウジング側端部は、前記インバーカバーを前記ハウジングに固設する前記ボルトよりも外側に位置している。このため、前記ボルトを締め付けることによって生じる前記シール部材への押付力が、特に前記ハウジング側端部より外側領域において作用し難くなって、前記ハウジングと前記インバータカバーとの間のシール性が低下してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、ハウジングとインバータカバーとの電気的な接続を確保しつつ、ハウジングとインバータカバーとの間のシール性の低下を抑制す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。

本発明の一側面によると、圧縮機構及び当該圧縮機構を駆動する電動モータを内部に収容すると共に、前記電動モータを駆動するためのインバータをその内側に収容するインバータ収容部を有した金属製のハウジングと、前記インバータ収容部に収容された前記インバータを覆うように設けられた金属製のインバータカバーであって、その周縁部がボルトによって前記ハウジングに締結固定されたインバータカバーと、前記ハウジングと前記インバータカバーとの間に配置されて両者の間をシールする絶縁性シール部材と、を含む電動圧縮機は、前記ハウジングと前記インバータカバーとを電気的に接続する電気的接続部を有し、当該電気的接続部は、前記ボルト及び前記絶縁性シール部材よりも前記インバータ収容部の内外方向の内側に位置している。

前記電動圧縮機は、ハウジングとインバータカバーとを電気的に接続する電気的接続部を有しており、当該電気的接続部は、インバータカバーをハウジングに締結固定するボルト、及び、ハウジングとインバータカバーとの間をシールする絶縁性シール部材よりもインバータ収容部の内外方向の内側に位置している。このため、ハウジングとインバータカバーとの電気的な接続を安定して確保できると共に、電気的接続部の存在によるハウジングとインバータカバーの間のシール性の低下を抑制できる。

実施形態による電動圧縮機の概略構成を示す図である。前記電動圧縮機におけるインバータケースとインバータカバーの分解斜視図である。前記電動圧縮機の要部拡大図である。前記電動圧縮機の要部拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電動圧縮機の外観の概略を示している。
本実施形態による電動圧縮機１は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に設けられ、当該車両用空調装置の冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。電動圧縮機１は、いわゆるインバータ一体型の電動圧縮機であり、図１に示すように、圧縮機構２及び圧縮機構２を駆動する電動モータ３を内部に収容する本体ケース４と、電動モータ３を駆動するためのインバータ５をその内側に収容するインバータケース（インバータ収容部）６と、を有する。そして、本体ケース４とインバータケース６が、ボルトなどの接合手段（図示省略）によって互いに接合されて電動圧縮機１のハウジングを構成している。

本実施形態において、インバータケース６は、本体ケース４との接合側とは反対側が開口した、一端開口の箱型又は筒状に形成されており、当該開口を介してインバータ５がインバータケース６内に収容（装着）されるようになっている。インバータケース６の開口は、インバータカバー７によって閉塞され、これにより、インバータケース６内に収容されたインバータ５がインバータカバー７によって覆われる。ここで、インバータカバー７は、その周縁部がボルト８によってインバータケース６（すなわち、電動圧縮機１のハウジング）に締結固定されている。

本体ケース４、インバータケース６、及びインバータカバー７は、アルミニウム等の金属製材料で形成されている。また、ここでの図示は省略するが、本体ケース４には、前記冷媒の吸入ポート及び吐出ポートが形成されており、圧縮機構２は、本体ケース４に固定された固定スクロールと、固定スクロールに対向配置された可動スクロールとで構成されている。

電動モータ３は、インバータ５によって駆動されて、その駆動軸３ａを介して圧縮機構２（より具体的には、前記可動スクロール）を駆動する。これにより、前記冷媒（低圧冷媒）を前記吸入ポートから吸入して圧縮し、圧縮した冷媒（高圧冷媒）を前記吐出ポートから吐出する。

また、電動圧縮機１は、図示省略した取付部を介して車両に取り付けられるように構成されており、車両に取り付けられることによって、電動圧縮機１のハウジング（本体ケース４及び／又はインバータケース６）が車両のアースに接続されるようになっている。

図２は、インバータケース６とインバータカバー７の分解斜視図であり、図３は、電動圧縮機１の要部拡大図であり、図４は、電動圧縮機１の要部拡大断面図である。
図２に示すように、インバータケース６は、その底部の周縁から立ち上がる環状の周壁部６１を有しており、周壁部６１の端面（先端面）には、ボルト８がねじ係合する複数のボルト穴６２（ここでは、七つのボルト穴６２ａ〜６２ｇ）が形成されている。また、インバータケース６の周壁部６１の内側には、インバータ５を構成する各種の電子部品を搭載した回路基板５１，５２が図示省略したネジによって取り付け固定されている。すなわち、本実施形態においては、電動圧縮機１のハウジングを構成するインバータケース６の周壁部６１の内側にインバータ５が収容されている。

ここで、インバータ５を構成する各種の電子部品を二つの回路基板５１，５２に分けて搭載したのは、例えば、平滑コンデンサやノズルフィルタ用コンデンサなどの振動の影響を受けやすい電子部品を一方の回路基板に集約することで、効率的かつ効果的な耐震補強等を可能にするためである。但し、これに限るものではなく、インバータ５を構成する全ての電子部品を一つの回路基板に搭載し、当該一つの回路基板をインバータケース６内に収容するようにしてもよい。

インバータカバー７の周縁部には、インバータケース６の周壁部６１の端面に形成されたボルト穴６２ａ〜６２ｇに対応するボルト挿通孔７１（７１ａ〜７１ｇ）が形成されている。そして、インバータカバー７は、インバータケース６の周壁部６１の端面の形状に合わせて形成された環状の絶縁性ガスケット（シール部材）９を介して、ボルト８（ここでは七つのボルト８）によってインバータケース６に締結固定される。

これにより、絶縁性ガスケット９は、前記ハウジング（インバータケース６）とインバータカバー７との間に配置されると共に、前記ハウジング及びインバータカバー７の双方に押し付けられて、これらの間をシールする。

本実施形態において、絶縁性ガスケット９には、インバータカバー７と同様、インバータケース６に形成されたボルト穴６２ａ〜６２ｇに対応するボルト挿通孔９１（９１ａ〜９１ｇ、但し、図２においては９１ｆが示されていない）が形成されており、各ボルト挿通孔９１ａ〜９１ｇには、インバータカバー７をインバータケース６に締結固定する各ボルト８が挿通される。つまり、インバータカバー７が電動圧縮機１のハウジング（インバータケース６）に締結固定された状態において、絶縁性ガスケット９の内縁部９ａは、ボルト８よりもインバータケース６の内外方向の内側に位置し、絶縁性ガスケット９の外縁部９ｂは、ボルト８よりもインバータケース６の内外方向の外側に位置するようになっている。
ここで、本実施形態において「ボルト８よりもインバータケース６の内外方向の内側」とは、隣り合うボルト８（ボルト穴６２又はボルト挿通孔７１としてもよい）の中心同士をインバータケース６（インバータカバー７としてもよい）の外形に沿わせるように結んでできる環状線の内側に位置することをいい、「ボルト８よりもインバータケース６の内外方向の外側」とは、前記環状線の外側に位置することをいう。

また、インバータカバー７は、七つのボルト８の少なくとも一つを介して電動圧縮機１のハウジングに電気的に接続されることとなり、前記ハウジングとインバータカバー７との間に電位差が発生することが防止されてノイズの混入や発生が抑制される。すなわち、外部からのノイズがインバータ５に流れてしまうことやインバータ５で発生したノイズが外部に流れてしまうことが抑制される。

但し、前記ハウジングとインバータカバー７とをボルト８のみによって電気的に接続する構成の場合には、何らかの理由で（例えばボルト８が部分的に腐食して）、ボルト８による前記ハウジングとインバータカバー７との導通性（導電性）が十分に確保できなくなると、前記ハウジングとインバータカバー７との間に電位差が発生してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、ボルト８以外にも前記ハウジングとインバータカバー７とを電気的に接続する電気的接続部を設け、これにより、ボルト８によって前記ハウジングとインバータカバー７との導電性が十分に確保できなくなった場合であっても、前記ハウジングとインバータカバー７との間に電位差が発生することを防止するようにしている。すなわち、本実施形態においては、インバータケース６の周壁部６１に端面に、インバータカバー７をインバータケース６に固定した際にその上部（上面）がインバータカバー７の対向面（底面）に当接する凸部６３を形成し、この凸部６３を介して電動圧縮機１のハウジングとインバータカバー７とを電気的に接続させる。

ここで、凸部６３が、ボルト８及び／又は絶縁性ガスケット９よりもインバータケース６の内外方向の外側に位置する（もろろん、凸部６３がボルト８と絶縁性ガスケット９の間に位置する場合も含む）と、ボルト８の締め付けによって生じる絶縁性ガスケット９への押付力（絶縁性ガスケット９の締付圧力）が、特に絶縁性ガスケット９の外縁側領域において作用し難くなってしまい、これによって、前記ハウジング（インバータケース６）とインバータカバー７の間のシール性が低下するおそれがある。また、凸部６３が、ボルト８及び絶縁性ガスケット９よりもインバータケース６の内外方向の外側に位置すると、凸部６３が腐食等して、当該凸部６３による前記ハウジングとインバータカバー７との導電性が十分に確保できなくなる可能性もある。

そのため、本実施形態では、ボルト８及び絶縁性ガスケット９よりもインバータケース６の内外方向の内側に位置するように凸部６３を形成し、これにより、前記ハウジングとインバータカバー７との電気的な接続を安定して確保すると共に、凸部６３の形成、すなわち、電気的接続部を設けたことによる、前記ハウジングとインバータカバー７との間のシール性の低下を抑制している。

具体的に、本実施形態における凸部６３は、図２に示すように、インバータケース６の周壁部６１の端面において、ボルト穴６２ｆの近傍であって当該ボルト穴６３ｆよりも内側（すなわち、インバータ収容側）となる位置に形成されている。さらに言えば、図３及び図４に示すように、本実施形態における凸部６３は、インバータケース６の周壁部６１の端面においてボルト穴６２ｆよりも内側となる位置であって、かつ、環状の絶縁性ガスケット９の内縁部９ａよりも内側に位置するように形成されている。

つまり、本実施形態において、電動圧縮機１のハウジング（インバータケース６）とインバータカバー７とを電気的に接続する凸部６３は、インバータカバー７をインバータケース６に締結固定するボルト８、及び、インバータケース６とインバータカバー７との間をシールする絶縁性ガスケット９よりもインバータケース６の内外方向の内側に位置している。
また、凸部６３は、複数のボルト締結部（ボルト締結箇所）のうちの一つの近傍に設けられている。換言すれば、電動圧縮機１のハウジング（インバータケース６）とインバータカバー７とは、複数のボルト８以外にも、電動圧縮機１のハウジングの周方向に連続しないように両者の間に一箇所だけ設けられた電気的接続部によって電気的に接続されている。

以上のように、本実施形態によれば、複数のボルト８以外に、電動圧縮機１のハウジング（インバータケース６）とインバータカバー７とを電気的に接続する凸部６３が設けられており、しかも、凸部６３は、ボルト８及び絶縁性ガスケット９よりもインバータケース６の内外方向の内側に位置している。
このため、ボルト８による前記ハウジングとインバータカバー７と間の導電性が低下した場合であっても前記ハウジングとインバータカバー７との間の電気的な接続を安定して確保することができる。また、凸部６３を設けたことによる絶縁性ガスケット９へ押付力（絶縁性ガスケット９の締付圧力）の低下、ひいては、前記ハウジングとインバータカバー７との間のシール性の低下を抑制できる。

また、環状の絶縁性ガスケット９は、各ボルト８が挿通するボルト挿通孔９１（９１ａ〜９１ｇ）を有しており、インバータケース６の内外方向において、その内縁部９ａがボルト８よりも内側でかつ凸部６３よりも外側に位置し、その外縁部９ｂがボルト８よりも外側に位置している。換言すれば、絶縁性ガスケット９は、その各ボルト挿通孔９１ａ〜９１ｇにボルト８が挿通されており、ボルト８よりもインバータケース６の内外方向の内側及び外側の双方にて前記ハウジングとインバータカバー７との間をシールしている。そして、絶縁性ガスケット９の内縁部９ａは凸部６３よりも外側に位置しており、凸部６３による絶縁性ガスケット９のシール性能への影響が抑制されている。これにより、前記ハウジングとインバータケース７との間のシール性の低下を抑制できると共に、絶縁性ガスケット９へ押付力を効果的に作用させることができる。また、ボルト８よりも外側にて前記ハウジングとインバータカバー７と間がシールされており、ボルト８の腐食等も抑制される。

また、凸部６３は、ボルト締結部の近傍に一箇所だけ設けられており、電動圧縮機１のハウジングの周方向に連続していない。このため、絶縁性ガスケット９へ押付力（絶縁性ガスケット９の締付圧力）の低下をさらに抑制できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形等が可能であることはもちろんである。以下にいくつか例示しておく。

例えば、上述の実施形態において、絶縁性ガスケット９の各ボルト挿通孔９１ａ〜９１ｇにボルト８が挿通されて、ボルト８よりもインバータケース６の内外方向の内側及び外側の双方にて前記ハウジングとインバータカバー７との間をシールしている。しかし、これに限るものではない。絶縁性ガスケット９は、凸部６３よりも外側に位置していればよく、例えばボルト８と凸部６３の間に配置されてもよい。このようにしても、凸部６３を設けたことによる絶縁性ガスケット９へ押付力（絶縁性ガスケット９の締付圧力）の低下を抑制できる。但し、ボルト８の腐食等を防止するという観点からは、絶縁性ガスケット９が、少なくともボルト８よりもインバータケース６の内外方向の外側にて前記ハウジングとインバータカバー７との間をシールする部分を含むのが好ましい。

また、上述の実施形態では、凸部６３がボルト穴６３ｆの近傍、すなわち、複数のボルト締結部（ボルト締結箇所）のうちの一つの近傍にのみ設けられている。しかし、これに限るものではなく、凸部６３は、複数のボルト締結部の全部又は二つ以上のそれぞれの近傍に設けられてもよい。すなわち、凸部６３は、複数のボルト締結部の少なくとも一つの近傍に設けられていればよい。この場合も、電動圧縮機１のハウジングとインバータカバー７とを電気的に接続する電気的接続部が、圧縮機１のハウジングの周方向に連続せず、絶縁性ガスケット９へ押付力の低下を抑制することができる。

また、上述の実施形態では、電動圧縮機１のハウジングとインバータカバー７とを電気的に接続する電気的接続部としての凸部６３が、ハウジング（インバータケース６）側に形成されている。しかし、これに限るものではなく、電気的接続部としての凸部がインバータカバー７側に形成されてもよいし、ハウジング側及びインバータカバー７側の双方に形成されてもよい。

１…電動圧縮機、２…圧縮機構、３…電動モータ、４…本体ケース（ハウジング）、５…インバータ、６…インバータケース（ハウジング）、７…インバータカバー、８…ボルト、９…絶縁性ガスケット（シール部材）、９ａ…絶縁性ガスケットの内縁部、９ｂ…絶縁性ガスケットの外縁部、６３…凸部（電気的接続部）、９１（９１ａ〜９１ｇ）…ボルト挿通孔（ボルト挿通部）

Claims

圧縮機構及び当該圧縮機構を駆動する電動モータを内部に収容すると共に、前記電動モータを駆動するためのインバータをその内側に収容するインバータ収容部を有した金属製のハウジングと、
前記インバータ収容部に収容された前記インバータを覆うように設けられた金属製のインバータカバーであって、その周縁部がボルトによって前記ハウジングに締結固定されたインバータカバーと、
前記ハウジングと前記インバータカバーとの間に配置されて両者の間をシールする絶縁性シール部材と、
を含む電動圧縮機であって、
前記ハウジングと前記インバータカバーとを電気的に接続する電気的接続部を有し、
当該電気的接続部は、前記ボルト及び前記絶縁性シール部材よりも前記インバータ収容部の内外方向の内側に位置している、電動圧縮機。
前記絶縁性シール部材は、前記ボルトよりも前記インバータ収容部の内外方向の外側において前記ハウジングと前記インバータカバーとの間をシールする部分を含む、請求項１に記載の電動圧縮機。
前記絶縁性シール部材は、環状に形成されると共に前記ボルトが挿通するボルト挿通部を有し、前記インバータ収容部の内外方向において、その内縁部が前記ボルトよりも内側でかつ前記電気的接続部の外側に位置し、その外縁部が前記ボルトよりも外側に位置している、請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
前記電気的接続部は、ボルト締結部の近傍に設けられている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
前記ハウジングと前記インバータカバーとは、前記電気的接続部として前記ハウジングに形成された凸部及び前記インバータカバーに形成された凸部の少なくとも一方を介して接触し、これにより、電気的に接続している、請求項１〜４のいずれか一つに記載の電動圧縮機。