JP2018537607A - 電気的連結手段を備えた電動圧縮機およびそのための固定子組立体 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気的連結手段を備えた電動圧縮機に関し、本発明の一側面によれば、作動流体を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部が収容される空間を区画する隔壁を備えるハウジングと、前記電動機構部と電気的に連結され、前記隔壁を貫通して配置される複数の通電ピンと、前記複数の通電ピンが固定され、前記ハウジングに対向する対向面を有する固定プレートと、前記隔壁の裏面に配置される制御部とを含む電動圧縮機が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気的連結手段を備えた電動圧縮機およびそのための固定子組立体に係り、より具体的には、圧縮機を駆動するためのモータを内蔵した形態の電動圧縮機およびそのための固定子組立体に関する。

電動圧縮機は、ハウジングの内部に圧縮対象物を圧縮するための圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部、すなわちモータとを内蔵した形態の圧縮機を称する。このような電動圧縮機は、外部から内蔵されたモータを駆動するための電力を受けるための電源ターミナルを備え、前記電源ターミナルは、圧縮機ハウジング内に備えられる制御部と通電するための通電ピンを備える。

３相モータを用いる圧縮機の場合、前記通電ピンは３つ備えられ、一般的には、ステータの外側に３つの通電ピンが並んで配置される。前記通電ピンは、モータハウジングの外側に突出するように配置され、制御部に備えられるターミナルに連結される。したがって、モータハウジングには、前記３つの通電ピンが貫通する３つの貫通ホールが並んで形成される。

一方、圧縮機の内部圧力は、使用される冷媒の種類に応じて異なるが、ＣＯ_２のような冷媒を使用する場合には、超臨界領域で冷凍サイクルが動作するため、圧縮機の内部も超高圧に維持される。このように超高圧冷媒を用いる場合には、そうでない場合に比べてシーリングの重要度が高まるが、上述のような３つの通電ピンが並んで配置されると、前記貫通ホールの間の領域に非常に高い応力が印加される恐れがある。

この高い応力は、貫通ホール周辺のハウジングに変形をもたらし、その結果、冷媒の漏れる危険性が高まる。
これを解消するためには、モータハウジングの材質を変更するか、ハウジングの厚さを増加するなどの剛性の補強が必要になるが、これは、製作費および重量の増加につながるので、適用が容易でない。

同時に、通常は、３つの貫通ホールを個別的に形成するのではなく、１つの大きな貫通ホールを形成し、これに３つの通電ピンが並んで固定された固定プレートを挿入する形態により組立が行われる。このような形態は、圧縮機内部の圧力が高くなるほど、組立てられた固定プレートが離脱する可能性も高いことから、製品の信頼性も低下する問題がある。

本発明は、上述の従来技術の欠点を克服するためになされたものであって、圧縮機内部の圧力にかかわらず十分に通電ピンの周囲をシーリングできる電動圧縮機を提供することを技術的課題とする。

本発明はまた、高圧の冷媒を使用しても、圧縮機ハウジングに加えられる変形を最小化できる電動圧縮機を提供することを他の技術的課題とする。

本発明はさらに、上述のような電動圧縮機のための固定子組立体を提供することをさらなる技術的課題とする。

上記の技術的課題を達成するための、本発明の一側面によれば、作動流体を圧縮する圧縮機構部と、ハウジングの内壁に固定される固定子、および前記固定子の内側に回転可能に配置される回転子を備えて前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部が収容される空間を区画する隔壁を備える前記ハウジングと、前記電動機構部と電気的に連結され、前記隔壁を貫通して前記ハウジングの長手方向に沿って配置される複数の通電ピンと、前記隔壁の裏面に配置される制御部とを含み、前記複数の通電ピンは、前記隔壁上で三角形をなすように配置される電動圧縮機が提供される。

ここで、前記複数の通電ピンが固定され、前記ハウジングに対向する対向面を有する固定プレートをさらに含んでもよい。

また、前記固定プレートは、前記固定子に対して固定される。

また、一側面が前記固定子に固定され、他側面に前記固定プレートが挿入されて固定されるカバーを追加的に含んでもよい。

また、前記固定プレートを前記隔壁に固定する固定手段が追加的に備えられ、前記固定手段は、前記ハウジングの内側で接近可能に配置される。

また、前記固定手段は、複数のボルトを含み、前記ボルトのヘッドが前記ハウジングの内部に位置し得る。

また、前記複数の通電ピンは、一端部が前記固定プレートに固定され、他端部は前記隔壁を貫通して前記制御部側に突出するように配置される。

また、前記複数の通電ピンは、前記固定子に備えられるコイルと直接電気的に連結される。

また、前記通電ピンと前記固定子に備えられるコイルとを電気的に連結するための通電手段が備えられる。

また、前記通電手段は、前記カバーに固定される。

また、前記通電手段は、一側が前記固定子に備えられるコイルに連結され、他側に前記通電ピンの挿入される挿入ホールが形成される。

また、前記複数の通電ピンは、前記電動機構部に備えられる駆動軸を中心として放射状に配置される。

また、前記カバーによって、前記通電ピンのハウジングの内側に配置される端部が前記固定子と前記隔壁との間で固定された状態を維持する。

本発明の他の側面によれば、作動流体を圧縮する圧縮機構部と、固定子、および前記固定子の内側に回転可能に配置される回転子を含み、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部の動作を制御する制御部と、前記電動機構部の固定子が内側に固定され、モータ収容空間と制御部収容空間とを区画する隔壁を含むハウジングと、前記隔壁を貫通して、前記電動機構部および前記制御部を電気的に連結する複数の通電ピンとを含み、前記複数の通電ピンは、前記隔壁上で前記固定子の外径より小さい直径を有する円形領域内に配置される電動圧縮機が提供される。

また、前記隔壁のモータ収容空間側の表面には、前記回転子と結合される回転軸を収容するためのボス部が形成され、前記円形領域は、前記ボス部の外径よりは大きい。

また、前記複数の通電ピンは、円周上に配置される。

また、前記複数の通電ピンは、１２０゜の間隔で配置される。

また、前記複数の通電ピンの個数をｎとする時、前記円形領域を３６０／ｎ゜の間隔でｎ個の領域に区画し、それぞれの区画された領域ごとに１つの通電ピンが配置される。

本発明のさらに他の側面によれば、固定子コアと、前記固定子コアに巻線されたコイルと、前記コイルと電気的に連結され、前記固定子コアの長手方向に沿って延びるように配置される複数の通電ピンと、前記複数の通電ピンを前記固定子コアの一側端部に対向するように固定する固定手段とを含む固定子組立体が提供される。

ここで、前記固定手段は、前記複数の通電ピンが固定される固定プレートを含む。

また、前記固定手段は、前記固定プレートを前記固定子コアの一側端部に対して固定するカバーを含む。

また、前記カバーは、中央の開口したリング形態を有し、前記通電ピンは、前記カバーの一側面に対向するように配置される。

上記のような構成を有する本発明の側面によれば、ハウジングに備えられる隔壁上に通電ピンを配置可能なため、ハウジングの直径の増加を最小化できる。

また、ハウジング内部の冷媒の圧力が固定プレートを隔壁に押し付け、それによって通電ピンとハウジングとの間からの冷媒漏れが遮断可能なため、高圧の冷媒を使用しても、シーリング性能を良好に維持できる。

同時に、前記隔壁上に通電ピンが貫通する貫通孔を任意の位置に配置可能なため、貫通孔の間の領域においてハウジングの変形を最小化できるだけでなく、前記固定プレートが冷媒の圧力に対する補強部材として機能するため、ハウジングの変形をさらに防止できる。

また、固定子に固定される一方、前記固定プレートが挿入されるカバーを追加的に備えることにより、製造過程中に通電ピンを安定して固定子に据え置くことができる。

さらに、固定プレートを隔壁に固定する固定手段をハウジングの内側に接近可能に配置することにより、固定手段の締結をより容易に行うことができ、ハウジングの全体構造も単純化できる。

なお、固定子に備えられるコイルと前記通電ピンとを電気的に連結するための通電手段を別途に備えて、両者の電気的連結をより安定かつ容易に行うことができる。

本発明に係る電動圧縮機の一実施形態を示す断面図である。 図１に示した実施形態における固定子組立体を示す斜視図である。 図２に示した固定子組立体を示す分解斜視図である。 図１に示した実施形態におけるモータハウジングの一側に形成される制御部収納空間を示す図である。 図１に示した実施形態におけるカバーおよび固定プレートが隔壁に対して固定される形態を示す図である。 図１に示した実施形態におけるカバーを示す斜視図である。 図６に示したカバーと固定子との結合状態を示す部分拡大図である。 図１に示した実施形態における通電手段を示す斜視図である。 図８に示した通電手段が配置された状態を示す平面図である。 図８に示した通電手段の変形例を示す図である。 図１０に示した通電手段とコイルとの電気的連結状態を示す部分拡大図である。 図１１に示した通電手段が配置された状態を示す平面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る電動圧縮機の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る電動圧縮機の第１実施形態１００を示す断面図である。第１実施形態１００は、後述する圧縮機構部を収容するメインハウジング１１０と、駆動手段としてのモータを収容するモータハウジング１２０とを含む。そして、モータハウジング１２０の右側端部には、前記モータに供給される電力を制御するための制御部（図示せず）が収容されるための制御部収容空間１２１が形成され、制御部収容空間１２１を覆うための制御部カバー１２２がモータハウジング１２０の端部に締結される。

メインハウジング１１０は、その内部に固定スクロール１３０と旋回スクロール１３２とを含む圧縮機構部が収容される。固定スクロール１３０と旋回スクロール１３２は、従来から知られた形態を採用できるので、その具体的な形態および作動原理に関する説明は省略する。また、前記圧縮機構部は、必ずしも図示のものに限らず、モータによって駆動可能な任意の構造および形態を有する機構部が前記圧縮機構部として使用可能であることはもちろんである。

旋回スクロール１３２は、固定フレーム１３４上に支持された状態で、固定スクロール１３０に対して旋回運動をするように配置され、固定フレーム１３４には回転軸１３６が回転可能に設けられる。回転軸１３６は、旋回スクロール１３２を偏心回転させるように旋回スクロール１３２に連結される。

そして、メインハウジング１１０の左側端部付近には吐出ポート１１２が形成され、吐出ポート１１２は、固定スクロール１３０に形成される吐出ホール１３０ａと連通して、圧縮された冷媒を圧縮機の外部に吐出させる。ここで、吐出ポート１１２は、図１を基準として上下に延びるパイプ形態を有するように形成され、その下部には、冷媒とともに吐出されるオイルを捕集して一時的に貯留するオイル貯留槽１１４が形成される。オイル貯留槽１１４は、オイル流路１１６によって、前記実施形態の内部空間中の低圧空間（吸入空間）と連通して、捕集されたオイルをハウジングの内部にリターンさせる。

モータハウジング１２０は、メインハウジング１１０とは別個に形成され、図示しない任意の手段によって一体に締結される。場合によって、モータハウジング１２０とメインハウジング１１０とが一体に形成される例も考えられる。

モータハウジング１２０の内部には、固定子１４０がモータハウジング１２０の内壁に熱間圧入方式によって固定されている。もちろん、熱間圧入でない任意の他の方式によって固定子が固定されてもよい。固定子１４０は、薄い薄板形状を有する電気鋼板が積層された形態の固定子コア１４２と、固定子コア１４２に巻かれたコイル１４４とを備える。コイル１４４は、その両端部が固定子コア１４２の表面から突出するように形成され、前記突出した部分は、コイルエンド１４４ａと称される。

固定子１４０の中央には回転子１５０が配置される。回転子１５０の外周面は、固定子１４０の内周面と所定間隙をおいて離隔するように配置され、回転子１５０の中央には、上述した回転軸１３６が挿入固定されている。したがって、回転子１５０と回転軸１３６とは一体に回転する。そして、回転軸１３６の右側端部（図１基準）は、モータハウジング１２０の隔壁１４６に形成されるボス部１４８にジャーナルベアリング１４９を介在して設けられる。すなわち、ボス部１４８の内壁にジャーナルベアリング１４９が位置し、ジャーナルベアリング１４９の内側には回転軸１３６のエンド部１３６ａが挿入されて、回転軸１３６がボス部１４８内に回転可能に支持される。

図示の実施形態において、モータハウジング１２０に収容されるモータは、３相電源を用いる３相モータの形態を有し、これによって、３相に対応するコイル１４４が固定子コア１４２にそれぞれ巻かれる。コイル１４４に電流を印加し、意図された回転速度を有するように回転子１５０が回転するように制御する制御部（図示せず）が、モータハウジング１２０の制御部収容空間１２１に収容される。前記制御部は、通常、インバータ回路が内蔵されたＰＣＢ基板の形態を有し、前記ＰＣＢ基板におけるインバータ回路は、コイル１４４と電気的に連結される。

そのための通電ピン１６０が前記固定子側に備えられる。具体的に、３相コイルとそれぞれ連結されるように３つの通電ピン１６０が備えられ、それぞれの通電ピンは、コイル１４４と前記ＰＣＢ基板にそれぞれ電気的に連結される。

ここで、上述した隔壁１４６は、モータハウジング１２０のモータ収容空間と制御部収容空間１２１とを区画するように形成されているので、それぞれの通電ピン１６０を前記モータ収容空間から制御部収容空間１２１内に進入可能にするための通電孔１４６ａが、隔壁１４６に形成される。すなわち、通電ピン１６０は、固定子１４０の半径方向内側で隔壁１４６を通過して制御部に連結されるため、モータハウジング１２０の内径を固定子コア１４２の外径と実質的に同一に形成することが可能になる。これは、従来のモータハウジングが固定子１４０の半径方向外側に通電ピンを配置する点とは異なる点であって、これによって、モータハウジングの直径を減少できる。

一方、固定子１４０のコイルエンド１４４ａの上部面（図１基準では右側端部面）を覆うカバー１７０が追加的に配置され、カバー１７０には、コイル１４４と通電ピン１６０とを電気的に連結するターミナル１８０と、通電ピン１６０が固定される固定プレート１９０と、固定プレート１９０と隔壁１４６との間に配置されるガスケット２００とがそれぞれ配置される。以下、それぞれの構成要素について詳細に説明する。

図２および図３を参照すれば、固定プレート１９０は、略三角形の形態を有しており、その中央部には、モータハウジング１２０のボス部１４８が通過する第１ボス挿入孔１９１が形成される。第１ボス挿入孔１９１は、ボス部１４８の形状に対応するように略円形に形成される。固定プレート１９０の表面には、３つの通電ピン１６０が略正三角形の頂点に位置するように配置され、それぞれの通電ピン１６０の間にはボルト挿入孔１９２およびガイドピン挿入孔１９４が形成される。

ボルト挿入孔１９２は、後述する締結ボルトが通過するためのものであって、略円形断面を有するように形成され、ガイドピン挿入孔１９４は、後述するガスケットが電動圧縮機の組立過程で固定プレート１９０に締結された状態を維持するガイドピン１９６が挿入および固定されるためのものである。そして、それぞれの通電ピン１６０は、固定プレート１９０の内側を貫通するように挿入され、挿入された通電ピン１６０が離脱しないようにするシーリング部１９７が含まれる。シーリング部１９７は、シリコンなどのような柔軟性材質からなってもよいし、前記ボルトによって、固定プレート１９０が隔壁１４６に押しつけられる場合に、隔壁１４６に形成される通電孔１４６ａの内側に押し込まれる（図１参照）。これにより、固定プレート１９０と通電ピン１６０とが直接接触するのを防止して、通電ピン１６０に対して固定プレート１９０が絶縁された状態を維持できる。場合によっては、この絶縁性を高めるために、固定プレート１９０を合成樹脂材で形成する例も考えられる。

一方、ガスケット２００は、固定プレート１９０の上部面（図２および３基準）に位置する。具体的に、ガスケット２００は、通電ピン１６０が通過する通電ピン挿入孔２０２と、前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔２０４と、ガイドピン１９６が挿入されて固定されるガイドピン挿入孔２０６とがそれぞれ形成される。同時に、ガスケット２００の中央には、ボス部１４８が挿入されるための第３ボス挿入孔２０８が形成される。

ボルト挿入孔２０４は、固定プレート１９０に形成されるボルト挿入孔１９２と整列されるように配置されて、固定手段として機能するボルトがハウジングの隔壁１４６に締結できるようにする。そして、ガイドピン挿入孔２０６は、固定プレート１９０に挿入されるガイドピン１９６と対応する位置に形成されるが、その形状は略三角形の形態を有するように形成される。ここで、ボルト挿入孔２０４の内径は、挿入されるボルトの外径よりやや大きく形成されて、ボルトが自由に挿入できるように形成されるのに対し、ガイドピン挿入孔２０６は、ガイドピン１９６に比べて小さく形成されて、ガイドピン１９６が挿入されると、ガイドピン１９６によって、ガスケット２００が固定プレート１９０に対して固定された状態を維持する。

ここで、３つの通電ピン１６０は、上述のように、略正三角形の形態を有するように配置される。すなわち、３つの通電ピン１６０は、回転子１５０の中心Ｏを基準として円周上で略１２０度の等間隔を有するように配置される。そして、３つの通電ピン１６０が配置された３つの点によって形成される円Ｃは、固定子コア１４２の外径よりは小さく、ガスケット２００に形成される第３ボス挿入孔２０８の内径よりは大きい。

ここで、固定子コア１４２の外径と第３ボス挿入孔２０８によって定義されるリング形態の領域を可用領域と称する。前記可用領域は、３つの通電ピン１６０が配置可能な空間として定義され、図示の実施形態において、３つの通電ピン１６０は、上述のように、可用領域内で１２０度の間隔で均一に配置されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、前記可用領域中の任意の位置に配置されていてもよいことはもちろんである。

仮に、３つの通電ピン１６０は、前記可用領域内で不均一に配置されてもよく、前記可用領域中の一方に偏って配置されてもよい。同時に、３つの通電ピン１６０は、回転軸の中心から互いに異なる距離に配置されてもよい。

そして、前記実施形態においては３つの通電ピン１６０が備えられているが、使用される交流電源によっては、異なる数の通電ピン１６０が備えられてもよい。例えば、５相電源が用いられる場合であれば、通電ピン１６０の間の角度を３６０／５＝７２度に設定すればよい。

このように、複数の通電ピン１６０を前記可用領域内に配置することにより、モータハウジング１２０の形状を円形に維持することが可能である。従来の場合、通電ピン１６０が固定子１４０の側面に配置されていて、モータハウジングにも通電ピン１６０が収容されるための別途の空間部を形成する必要があり、これによって、モータハウジング１２０の形状が複雑になる。これは、モータハウジングの加工を困難にする原因となるが、前記実施形態においては、モータハウジング１２０を円形に維持可能で、モータハウジング１２０の製造工程を単純化できるだけでなく、モータハウジングの占める体積も縮小可能になる。

図４に、図１に示す実施形態におけるモータハウジング１２０の一側に形成される制御部収納空間１２１を示す。制御部収納空間１２１は、隔壁１４６によってモータ収納空間と区画され、隔壁１４６には、上述した通電ピン１６０が貫通して挿入されるための通電孔１４６ａが形成されている。図示しないが、前記制御部は、電力半導体などのような素子で構成されるインバータ回路が実現されたＰＣＢ基板を含み、前記ＰＣＢ基板には、通電孔１４６ａを通過した通電ピン１６０と電気的に接続されるための端子が備えられる。前記端子は、任意の弾性手段を有し、突出した通電ピン１６０との電気的接続を安定して維持できる。

図５に、図１に示した実施形態におけるカバー１７０および固定プレート１９０が隔壁１４６に対して固定される形態を示す。固定プレート１９０は、通電ピン１６０が固定された状態で、後述するカバー１７０に挿入されて固定される。そして、カバー１７０は、固定子コア１４２に固定される。カバー１７０と固定プレート１９０は、上述した固定ボルト２１０によって、隔壁１４６に固定される。固定ボルト２１０は、隔壁１４６に挿入されて固定されるねじ山部２１２と、ねじ山部２１２と一体に形成されるヘッド２１４とを有する。

図示のように、ヘッド２１４は、モータハウジング１２０のモータ収容空間の内側に配置される。すなわち、ヘッド２１４は、モータハウジング１２０の内側面で接近可能に配置される。したがって、固定ボルト２１０を締結するためには、モータハウジング１２０の内側空間にドライバなどの工具を挿入して締結する。固定ボルト２１０は、固定プレート１９０を隔壁に対して強く押すと同時に、ガスケット２００が隔壁１４６および固定プレート１９０の間で圧着されるようにする。これにより、通電孔１４６ａを介した漏れを防止する。

また、固定ボルト２１０のヘッド２１４の位置する所は、モータハウジング１２０の外部および制御部収容空間１２１に比べて高圧に維持される所であって、使用される冷媒の圧力が高いほど、外部との圧力差はより大きくなる。これによって、モータハウジング１２０内の圧力が固定プレート１９０およびガスケット２００に作用して、漏れ防止性能がさらに向上する。

固定プレート１９０は、カバー１７０に挿入されて固定される。図６および７を参照すれば、カバー１７０は、固定子コア１４２よりやや小さい内径を有する円形の形態を有するように形成され、固定子コア１４２の一側端部に設けられるボビン１４７の上側に固定される。具体的に、ボビン１４７は、外壁と内壁との間にコイルエンド１４４ａが挿入される空間部を有し、前記内壁に凹部１４７ａを有する。凹部１４７ａは、ボビン１４７の内壁の内側面に沿って複数個が形成され、カバー１７０の底面には、凹部１４７ａに挿入固定されるフック部１７１が形成される。

フック部１７１は、回転軸１３６の長手方向に沿って延び、その端部にクサビ形状のフック１７２が形成される。フック１７２は、凹部１４７ａの内部に弾性的に挿入されて、組立過程でカバー１７０が固定子１４０に対して固定された状態を維持する。

カバー１７０の上部面には複数の空間が区画されている。中央部には、上述したボス部１４８の挿入される第２ボス挿入孔１７３が円形に形成され、第２ボス挿入孔１７３を中心として３つの通電ピン支持部１７４が形成される。通電ピン支持部１７４は、略円形断面を有するように凹んで形成され、通電ピン１６０の一側端部が通電ピン支持部１７４内に収容されて固定される。

３つの通電ピン支持部１７４の間には、ガイドピン支持部１７５とボルト挿入孔１７６とがそれぞれ配置される。ガイドピン支持部１７５もその大きさにおいて差があるが、通電ピン支持部１７４と類似して円形断面を有するように凹んで形成される。ガイドピン支持部１７５の内部には、上述したガイドピン１９６が挿入されて支持される。そして、ボルト挿入孔１７６は、固定ボルト２１０のヘッド２１４より大きく形成されて、固定ボルト２１０が完全に通過できるようにする。これによって、図５に示すように、固定ボルト２１０は、締結された状態でカバー１７０とは接触しないように配置され、カバー１７０ではなく、固定プレート１９０を押すようになる。

それぞれの通電ピン支持部１７４の半径方向外側にターミナル挿入部１７７がそれぞれ形成される。ターミナル挿入部１７７は、カバー１７０の表面に形成される隔壁１７８によって定義される。ターミナル挿入部１７７は、後述するターミナルが挿入できるように、ターミナルの外形が収容可能な形状を有する。具体的に、ターミナル挿入部１７７は、略円弧形態を有するようにカバー１７０の外周部に沿って所定角度にわたって配置され、略中央部で通電ピン支持部１７４に連結される。

ターミナル挿入部１７７を区画する隔壁１７８において、ターミナル挿入部１７７の両端部に対応する部分にはコイル固定溝１７８ａが形成される。コイル固定溝１７８ａは、それぞれのターミナル挿入部１７７の間に配置されるコイル引出孔１７９を介してカバー１７０の上側に引出されたコイル１４４が挿入されて固定できるように形成される。したがって、１つのターミナル挿入部１７７の両端にそれぞれ１つずつのコイル固定溝１７８ａが形成され、それぞれのコイル固定溝１７８ａには、任意の相に相当するコイル１４４の一側端部と隣り合う他の相に相当するコイル１４４の一側端部とがそれぞれ挿入される。

一方、カバー１７０の外周面には複数の突起部１７０ａが放射状に形成され、突起部１７０ａは、ボビン１４７の上部面と接して、カバー１７０がボビン１４７の上側に位置するように支持する。

図８に、図１に示した実施形態における通電手段を示す。ターミナル１８０は、略円弧形態に延びるバスバー１８４と、バスバー１８４の中央部から内側に突出するように形成される通電ピン圧入部１８２とを含む。通電ピン圧入部１８２には、通電ピン１６０が圧入されて固定されるようにするスリーブ１８２ａが形成される。スリーブ１８２ａの内径は、通電ピン１６０の外径より小さく形成されて、通電ピン１６０が一旦挿入されると容易に離脱しないようにする。バスバー１８４は、薄い板材形状を有し、図８においては、一直線の両端部が傾斜して曲がった形態を有するように形成されている。

バスバー１８４の両端には、略「Ｕ」字形状を有するコーキング部１８６が形成される。コーキング部１８６は、コイル１４４の端部と電気的に連結されるための部分であって、コイル１４４の端部をコーキング部１８６内に据え置いた状態で、別途の工具などを用いて、コーキング部１８６を変形させてコイル１４４がターミナル１８０と固定された状態を維持するようにする。ターミナル１８０は、アルミニウムまたは銅のような導電性金属薄板により形成され、これにより、コーキング部１８６を容易に変形できる。

ターミナル１８０は、固定子１４０に備えられるコイル１４４と通電ピン１６０との電気的接続を容易にするために備えられるものであるが、場合によっては、ターミナル１８０を省略し、コイル１４４と通電ピン１６０とが直接連結される場合も考えられる。すなわち、コイル１４４が直接通電ピン１６０に物理的に接触するようにするのである。この場合、通電ピン１６０にコイル１４４が固定されるようにする溝または突起部などが備えられる。

図９は、図８に示した通電手段が配置された状態を示す平面図であって、３相電動機の場合、各相ごとに１つのターミナル１８０、すなわち３つのターミナル１８０を必要とする。図示のように、仮に、Ｕ相に相当するコイル１４４の一側端部が図９中の左側下部に位置するターミナル１８０の一側端部に連結され、Ｗ相のコイルの一側端部がターミナル１８０の他側端部に連結される。同様に、右側下端に位置したターミナル１８０の場合、Ｖ相とＵ相のコイルとそれぞれ連結される。そして、３つのターミナルは、１つの円周上に配置され、半径方向には互いに重畳しないように配置される。また、バスバー１８４の端部は、隣り合う他のターミナル１８０のバスバー１８４と離隔するように配置される。ただし、前記連結方式は例示的なものであって、コイルの巻線方式によって他の形態でも連結可能であることはもちろんである。

図示のように、それぞれのコイル１４４の端部の直上方にターミナル１８０が位置するので、コイルエンド１４４ａからターミナル１８０のコーキング部１８６の間の距離を最小化できる。これによって、コイル１４４の引出線の長さを短縮可能なため、モータハウジング１２０内部の部品の配置を単純化でき、耐久性も向上する。

一方、ターミナル１８０に備えられる２つのコーキング部１８６にコイル１４４の端部がそれぞれ連結された状態で、ターミナル挿入部１７７の内部は、シリコンなどの絶縁材で充填される。このように充填される絶縁材は、ターミナル１８０とコイル１４４とを外部から電気的に絶縁するだけでなく、金属材であるターミナル１８０とコイル１４４の端部が冷媒と接触することを遮断して、腐食が起こらないようにする役割も兼ねる。

以下、前記実施形態の作動について説明する。ただし、以下の説明において、前記圧縮機構部およびモータは、従来存在する任意のものを採用できるので、それに関する説明は省略する。

まず、前記実施形態の組立方法について説明する。メインハウジング１１０の組立は従来の方式に基づいて組立てることができ、モータハウジング１２０の場合、まず、複数枚の電気鋼板を積層して固定子コア１４２を形成する。そして、固定子コア１４２の両端部にボビン１４７を装着した後、３相のコイル１４４を巻線する。

その後、ボビン１４７にカバー１７０を装着する。具体的に、上述のように、ボビン１４７の内部に形成される凹部１４７ａにカバー１７０のフック部１７１が結合されるようにして、ボビン１４７の上側にカバー１７０が固定されるようにする。次に、コイル１４４の両端部をカバー１７０のコイル引出孔１７９を介してカバー１７０の上側に引出した後、ターミナル１８０の両端部にコーキングして固定する。

ターミナル１８０とコイル１４４との連結が完了すると、ターミナル１８０をターミナル挿入部１７７に挿入した状態で、シリコンを充填させてターミナル１８０とコイル１４４との絶縁および固定を完了する。

その後、複数の通電ピン１６０をターミナル１８０の通電ピン支持部１７４内に圧入して固定し、類似の方式によりガイドピン１９６をガイドピン支持部１７５に挿入して固定する。次に、固定プレート１９０を通電ピン１６０とガイドピン１９６が貫通するように配置した後、通電ピン１６０と固定プレート１９０との隙間にシーリング部１９７を形成する。また、ガスケット２００をガイドピン１９６によって固定されるように挟むと、固定子組立体の組立が完了する。

このように固定子組立体に通電ピン１６０が固定された状態で、前記固定子組立体をモータハウジング１２０の内部に熱間圧入法によって固定する。固定子組立体の熱間圧入が完了すると、固定ボルト２１０を用いて、固定プレート１９０を隔壁１４６に対して固定する。ここで、固定プレート１９０は、カバー１７０に対して完全に固定された状態ではないため、固定ボルト２１０が締められながら、固定プレート１９０がカバー１７０から所定間隔だけ離隔可能である。これにより、固定子組立体が熱間圧入方式によってモータハウジング１２０の内部に固定された後にも、熱間圧入された固定子１４０の位置ずれなく、固定プレート１９０の隔壁１４６に対する締結作業を行うことができる。

このような固定プレート１９０の締結作業が完了すると、３つの通電ピン１６０が制御部収容空間１２１に突出した状態で固定される。ここで、上述したＰＣＢ基板を含む制御部を制御部収容空間１２１に内蔵した後、制御部カバー１２２をモータハウジング１２０に締結する。

その後、回転子１５０を固定子コア１４２の内側に装着する。この時、回転子１５０と固定される回転軸１３６の一側端部は、ボス部１４８によって支持される。ここで、ボス部１４８は、上述したカバー１７０の第２ボス挿入孔１７３の内部に挿入される。同様に、ボス部１４８は、固定プレート１９０およびガスケット２００の中央を貫通して回転軸１３６に向かって突出する。

これによって、回転軸１３６は、ボス部１４８が固定プレート１９０より右側（図１基準）に位置する場合に比べてその長さを短縮できる。また、モータハウジング１２０の回転軸１３６の軸方向による長さも、ボス部１４８が固定プレート１９０より右側（図１基準）に位置する場合に比べて小さくなる。図１において、回転軸１３６は、ボス部１４８の内側でスライドベアリングによって支持される。

具体的に、図１に示すように、ボス部１４８は、前記第１乃至第３ボス挿入孔の内部を貫通するように配置される。もし、ボス部１４８がガスケット２００よりも右側（図１基準）に位置する場合、回転軸１３６の端部が第１乃至第３ボス挿入孔を通過してボス部１４８内に挿入されなければならず、この場合、回転軸１３６の長さが長くなるのを避けられなくなる。

このように回転軸１３６の長さが増加すると、回転子１５０のハウジングに対するセンタリング作業が困難になり、変形に対する剛性も弱くなる。

しかし、前記実施形態では、ボス部１４８が前記第１乃至第３ボス挿入孔を貫通してハウジングの内部に引込まれているため、それだけ回転軸の長さを短縮できる。同時に、第１乃至第３ボス挿入孔内にボス部１４８が挿入されることで、固定プレート１９０、カバー１７０およびガスケット２００を追加的に支持して構造的安定性を高め、組立過程中におけるそれらの位置ずれも最小化する。

一方、モータハウジング１２０の内部空間は、吸入された冷媒が前記固定スクロール１３０と旋回スクロール１３２によって定義される圧縮室に流入する前に一時的に留まる低圧空間として機能する。ただし、低圧空間の意味は、圧縮が完了した後の冷媒に比べて相対的に低いことを意味するものであって、低圧空間内の冷媒の圧力は、大気圧に比べて高くてよい。特に、ＣＯ_２のような超臨界サイクルに使用される冷媒は、低圧空間でも大気圧に比べて非常に高い水準に維持される。

反面、制御部収容空間１２１は、大気圧と類似する水準の圧力を有する。したがって、正常な状況であれば、モータハウジング１２０の内部に留まる冷媒およびオイルは、制御部収容空間１２１側に漏れる傾向を有する。しかし、前記実施形態においては、前記漏れの通路となる通電孔１４６ａを固定プレート１９０が覆っている。特に、固定プレート１９０は、低圧空間に位置するので、冷媒による圧力を受けるようになるが、圧力が加えられる方向は、図１を基準として左から右側方向になる。

これによって、固定プレート１９０は、隔壁１４６に向けて強く押され、これは、通電孔１４６ａを密閉する現象を引き起こす。同時に、固定ボルト２１０も、固定プレート１９０を隔壁１４６側に押しているため、シーリング性能はさらに倍加される。

しかも、３つの通電ピン１６０が円周上に沿って均一に配置されているため、通電孔１４６ａの間に十分な距離が確保できる。これによって、従来３つの通電孔が隣接して位置していたのに比べて、圧力による変形の可能性を最小化する。

また、３つの通電ピン１６０がすべて固定子１４０の外径より小さい領域内に位置するので、通電ピン１６０によるモータハウジング１２０の大きさおよび形状が変更されることを最小化する。

一方、本発明は、必ずしも前記実施形態のように限定されて実施されるものではなく、多様な形態に変更されて使用可能であることはもちろんである。仮に、ターミナル１８０も、必ずしも図示の形態に限定されるものではなく、多様な形態に変更可能である。

図１０は、図８に示した通電手段の変形例を示し、変形例２８０は、通電ピン１６０が挿入される通電ピン圧入部２８２と、通電ピン圧入部２８２から下向きに延びるスリーブ２８４とを含む。そして、通電ピン圧入部２８２の両側にそれぞれ第１乃至第３バスバー２８５、２８６、２８７が配置される。ここで、第１バスバー２８５は通電ピン圧入部２８２の一側（図１０基準で時計方向）に位置し、第２および第３バスバー２８６、２８７は他側に位置する。そして、第１および第２バスバー２８５、２８６の間には第１段付部２８８が、第２および第３バスバー２８５、２８６の間には第２段付部２８９が位置する。これによって、第１バスバー２８５は半径方向に最も内側に位置し、順次に第２および第３バスバーが半径方向外側に位置する。

同時に、それぞれのバスバーは、固定子１４０の外形と類似して、すなわち固定子１４０の周りに沿って円弧形態を有するように延びる形態を有する。

そして、前記変形例では、前記実施形態のように計３つのターミナル１８０が配置され、それぞれのターミナル１８０に含まれる、図示のように半径方向に互いに重畳するように配置される。すなわち、第１段付部２８８と第２段付部２８９によって形成された空間に他のターミナル１８０のバスバーが配置されて、前記区間では互いに異なるターミナル１８０に含まれる２つのバスバーが互いに半径方向に重畳して配置される。

また、前記第１乃至第３バスバーには、計４つのコイル固定部２９０が形成される。コイル固定部２９０は、２つのコイル１４４が挟まれて固定できるように複数の歯部を有するように形成される。

図１１を参照すれば、コイル固定部２９０は、コイル１４４の両端部がそれぞれ前記歯部の間に挟まれて固定する役割を有し、図８に示した例におけるコーキング部１８６と類似の役割を果たす。そして、コイル１４４と接するカバー２７０の一部にも、コイル１４４を定位置に位置させるコイルガイド部２７８が形成される。

図１２を参照すれば、カバー２７０は、全体的には図６に示したカバー２７０と類似の形態を有するが、前記第１乃至第３バスバーを収容するためのバスバー収容部２７２が隔壁によって区画されて、カバー２７０の外周部と隣接して配置される。すなわち、バスバー収容部２７２は、カバー２７０の外周側と隣接して配置される狭い溝の形態を有するように形成され、前記隔壁とカバー２７０の外周部が前記溝を定義するように形成される。ここで、前記溝は、前記バスバーの形態に対応するように略円弧状の形態を有するように形成される。

バスバー収容部２７２内には所定間隔をおいてストッパ２７３が形成されるが、具体的に、ストッパ２７３は、扇状の円弧形態を有するように形成され、円周方向に沿って両側端部がそれぞれ１つのバスバーと接触または対向するように配置される。これによって、ストッパ２７３は、第１段付部２８８、または第２段付部２８９のいずれか１つと接してターミナル１８０が定位置に置かれるようにするだけでなく、隣り合うバスバーが互いに接触しないように分離する役割も兼ねる。

そして、バスバー収容部２７２の半径方向内側に３つの通電ピン支持部２７４が配置され、通電ピン支持部２７４の内部にターミナル１８０の通電ピン圧入部２８２が位置する。また、それぞれの通電ピン支持部２７４の間には、図８に示したカバー１７０と同様に、ガイドピン支持部２７５とボルト挿入孔２７６がそれぞれ配置される。同時に、カバー２７０の外周部には、放射状にコイルガイド部２７８が配置される。

前記のようなターミナルの場合、左右に分散したバスバーに複数箇所にわたってコイル１４４が連結されるため、コイルエンド１４４ａからの引出線の長さをより短くできるだけでなく、ハウジングとコイル１４４とが接触することを予防できる。また、通電ピン圧入部２８２を中心としてバスバーが両側に分かれるにつれ、電流が分散してバスバーの面積を縮小できる。

１００ 第１実施形態
１１０ メインハウジング
１１２ 吐出ポート
１１４ オイル貯留槽
１１６ オイル流路
１２０ モータハウジング
１２１ 制御部収容空間
１２２ 制御部カバー
１３０ 固定スクロール
１３０ａ 吐出ホール
１３２ 旋回スクロール
１３４ 固定フレーム
１３６ 回転軸
１３６ａ エンド部
１４０ 固定子
１４２ 固定子コア
１４４ コイル
１４４ａ コイルエンド
１４６、１７８ 隔壁
１４６ａ 通電孔
１４７ ボビン
１４７ａ 凹部
１４８ ボス部
１４９ ジャーナルベアリング
１６０ 通電ピン
１７０ カバー
１７０ａ 突起部
１７１ フック部
１７２ フック
１７３ 第２ボス挿入孔
１７４ 通電ピン支持部
１７５ ガイドピン支持部
１７６，２７６ ボルト挿入孔
１７７ ターミナル挿入部
１７８ａ コイル固定溝
１７９ コイル引出孔
１８０ ターミナル
１８２ 通電ピン圧入部
１８２ａ、２８４ スリーブ
１８４ バスバー
１８６ コーキング部
１９０ 固定プレート
１９１ 第１ボス挿入孔
１９２ ボルト挿入孔
１９４ ガイドピン挿入孔
１９６ ガイドピン
１９７ シーリング部
２００ ガスケット
２０２ 通電ピン挿入孔
２０４、２７６ ボルト挿入孔
２０６ ガイドピン挿入孔
２０８ 第３ボス挿入孔
２１０ 固定ボルト
２１２ ねじ山部
２１４ ヘッド
２７０ カバー
２７２ バスバー収容部
２７３ ストッパ
２７４ 通電ピン支持部
２７５ ガイドピン支持部
２７８ コイルガイド部
２８０ 変形例
２８２ 通電ピン圧入部
２８５ 第１バスバー
２８６ 第２バスバー
２８７ 第３バスバー
２８８ 第１段付部
２８９ 第２段付部
２９０ コイル固定部

Claims (22)

1. 作動流体を圧縮する圧縮機構部と、
   ハウジングの内壁に固定される固定子、および前記固定子の内側に回転可能に配置される回転子を備えて前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、
   前記電動機構部が収容される空間を区画する隔壁を備える前記ハウジングと、
   前記電動機構部と電気的に連結され、前記隔壁を貫通して前記ハウジングの長手方向に沿って配置される複数の通電ピンと、
   前記隔壁の裏面に配置される制御部とを含み、
   前記複数の通電ピンは、前記隔壁上で三角形をなすように配置されることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記複数の通電ピンが固定され、前記ハウジングに対向する対向面を有する固定プレートをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記固定プレートは、前記固定子に対して固定されることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 一側面が前記固定子に固定され、他側面に前記固定プレートが挿入されて固定されるカバーを追加的に含むことを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
5. 前記固定プレートを前記隔壁に固定する固定手段が追加的に備えられ、前記固定手段は、前記ハウジングの内側で接近可能に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
6. 前記固定手段は、複数のボルトを含み、前記ボルトのヘッドが前記ハウジングの内部に位置することを特徴とする請求項５に記載の電動圧縮機。
7. 前記複数の通電ピンは、一端部が前記固定プレートに固定され、他端部は前記隔壁を貫通して前記制御部側に突出するように配置されることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
8. 前記複数の通電ピンは、前記固定子に備えられるコイルと直接電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
9. 前記通電ピンと前記固定子に備えられるコイルとを電気的に連結するための通電手段が備えられることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
10. 前記通電手段は、カバーに固定されることを特徴とする請求項９に記載の電動圧縮機。
11. 前記通電手段は、一側が前記固定子に備えられるコイルに連結され、
    他側に前記通電ピンの挿入される挿入ホールが形成されることを特徴とする請求項９に記載の電動圧縮機。
12. 前記複数の通電ピンは、前記電動機構部に備えられる駆動軸を中心として放射状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
13. 前記カバーによって、前記通電ピンのハウジングの内側に配置される端部が前記固定子と前記隔壁との間で固定された状態を維持することを特徴とする請求項４に記載の電動圧縮機。
14. 作動流体を圧縮する圧縮機構部と、
    固定子、および前記固定子の内側に回転可能に配置される回転子を含み、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、
    前記電動機構部の動作を制御する制御部と、
    前記電動機構部の固定子が内側に固定され、モータ収容空間と制御部収容空間とを区画する隔壁を含むハウジングと、
    前記隔壁を貫通して、前記電動機構部および前記制御部を電気的に連結する複数の通電ピンとを含み、
    前記複数の通電ピンは、前記隔壁上で前記固定子の外径より小さい直径を有する円形領域内に配置されることを特徴とする電動圧縮機。
15. 前記隔壁のモータ収容空間側の表面には、前記回転子と結合される回転軸を収容するためのボス部が形成され、
    前記円形領域は、前記ボス部の外径よりは大きいことを特徴とする請求項１４に記載の電動圧縮機。
16. 前記複数の通電ピンは、円周上に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の電動圧縮機。
17. 前記複数の通電ピンは、１２０゜の間隔で配置されることを特徴とする請求項１６に記載の電動圧縮機。
18. 前記複数の通電ピンの個数をｎとする時、前記円形領域を（３６０／ｎ）゜の間隔でｎ個の領域に区画し、それぞれの区画された領域ごとに１つの通電ピンが配置されることを特徴とする請求項１４に記載の電動圧縮機。
19. 固定子コアと、
    前記固定子コアに巻線されたコイルと、
    前記コイルと電気的に連結され、前記固定子コアの長手方向に沿って延びるように配置される複数の通電ピンと、
    前記複数の通電ピンを前記固定子コアの一側端部に対向するように固定する固定手段とを含むことを特徴とする固定子組立体。
20. 前記固定手段は、前記複数の通電ピンが固定される固定プレートを含むことを特徴とする請求項１９に記載の固定子組立体。
21. 前記固定手段は、前記固定プレートを前記固定子コアの一側端部に対して固定するカバーを含むことを特徴とする請求項２０に記載の固定子組立体。
22. 前記カバーは、中央の開口したリング形態を有し、前記通電ピンは、前記カバーの一側面に対向するように配置されることを特徴とする請求項２１に記載の固定子組立体。
    

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