JP2020045893A

JP2020045893A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2020045893A
Application number: JP2018177606A
Authority: JP
Inventors: 亨伊東; Toru Ito; 吉田　浩; Hiroshi Yoshida; 浩吉田; 沙織栗原; Saori Kurihara; 将宜松田; Masanobu Matsuda; 真之下田; Masayuki Shimoda
Original assignee: Sanden Automotive Components Corp
Current assignee: Sanden Automotive Components Corp
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-26
Also published as: CN112673172A; DE112019004731T5; WO2020059613A1

Abstract

【課題】コストの低減、及び作業性の向上を図る。【解決手段】スイッチング素子が実装されたパワー基板２２と、スイッチング素子を制御する制御基板２３と、可撓性を有する平型の形状であり、パワー基板２２と制御基板２３とを電気的に接続する着脱可能な配線部材２５と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電動圧縮機に関するものである。

特許文献１では、電動圧縮機のインバータ収容部内に、パワー基板と制御基板とが上下二段に分かれて設けられている。

特開２００９−１１４９６１号公報

電動圧縮機では、基板同士を電気的に接続する場合、一方の基板から突き出たリード端子を、他方の基板の貫通孔に通し、半田付けするディップ方式が採用されていた。しかしながら、ディップ方式はコストが高く、また半田付けの工程も必要となる。
本発明の課題は、コストの低減、及び作業性の向上を図ることである。

本発明の一態様に係る電動圧縮機は、
圧縮機に内蔵された電動モータを駆動するために設けられ、スイッチング素子が実装されたパワー基板と、
パワー基板に対向して設けられ、スイッチング素子を制御する制御基板と、
可撓性を有する平型の形状であり、パワー基板と制御基板とを電気的に接続する着脱可能な配線部材と、を備える。

本発明によれば、可撓性を有する平型の配線部材を用いることで、パワー基板と制御基板とを容易に接続することができる。したがって、ディップ方式と比べてコストの低減、及び作業性の向上を図ることができる。

圧縮機の外観図である。インバータの外観図である。基板同士の接続構造を示す図である。第一のコネクタ部の側面図である。配線部材の先端部を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《一実施形態》
《構成》
図１は、圧縮機の外観図である。
圧縮機１１（電動圧縮機）は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられる電動型のスクロール圧縮機である。すなわち、車両に搭載され、内蔵した電動モータによって駆動されるときに、冷媒を吸入し、圧縮してから排出する。
軸方向の前側には、インバータ収容部１２（筐体）が一体的に形成されており、フロントカバー１３によって封止されている。インバータ収容部１２の外壁には、低電圧回路のコネクタ１４と、高電圧回路のコネクタ１５と、が設けられている。なお、圧縮機１１とインバータ収容部１２とは、別体で構成してもよい。

図２は、インバータの外観図である。
インバータ収容部１２の内部には、電動モータを駆動制御するためのインバータ２１が収容されている。インバータ２１は、スイッチング素子（図示省略）が実装されたパワー基板２２と、スイッチング素子を制御し、且つ車両間で信号の授受を行なう制御基板２３と、を備える。電源は直流であり、電動モータは三相交流である。パワー基板２２及び制御基板２３は対向して設けられており、双方の間にはスペーサ２４が設けられている。パワー基板２２及び制御基板２３は、電気的に接続されている。
図３は、基板同士の接続構造を示す図である。
パワー基板２２と制御基板２３とは、配線部材２５によって電気的に接続されている。配線部材２５は、可撓性を有する平型の帯状に形成され、例えばＦＰＣ（Flexible printed circuits）や、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等である。

パワー基板２２における一方の面の外縁部には、パワー基板２２の外側から配線部材２５の一端部をパワー基板２２と平行に差し込み可能な第一のコネクタ部３１が形成されている。制御基板２３における一方の面の外縁部には、制御基板２３の外側から、且つ第一のコネクタ部３１への差し込みと同一方向から、配線部材２５の他端部を制御基板２３と平行に差し込み可能な第二のコネクタ部３２が形成されている。第一のコネクタ部３１、及び第二のコネクタ部３２は、平面視で、配線部材２５の差し込み方向が同一線上となるように設けられている。配線部材２５は、横向きの略Ｕ字状に湾曲させて、一端部が第一のコネクタ部３１に着脱可能に接続され、他端部が第二のコネクタ部３２に着脱可能に接続されている。

図中の（ａ）では、パワー基板２２のうち、制御基板２３に対して背面となる外面側に第一のコネクタ部３１が形成され、制御基板２３のうち、パワー基板２２に対して背面となる外面側に第二のコネクタ部３２が形成されている。
図中の（ｂ）では、パワー基板２２のうち、制御基板２３との対向面となる内面側に第一のコネクタ部３１が形成され、制御基板２３のうち、パワー基板２２に対して背面となる外面側に第二のコネクタ部３２が形成されている。
図中の（ｃ）では、パワー基板２２のうち、制御基板２３に対して背面となる外面側に第一のコネクタ部３１が形成され、制御基板２３のうち、パワー基板２２との対向面となる内面側に第二のコネクタ部３２が形成されている。
図中の（ｄ）では、パワー基板２２のうち、制御基板２３との対向面となる内面側に第一のコネクタ部３１が形成され、制御基板２３のうち、パワー基板２２との対向面となる内面側に第二のコネクタ部３２が形成されている。

図４は、第一のコネクタ部の側面図である。
ここでは、第一のコネクタ部３１について説明するが、第二のコネクタ部３２についても同様であるため、説明は省略する。
図中の（ａ）は、爪部３３を操作して配線部材２５を固定するフリップタイプのコネクタである。爪部３３は、第一のコネクタ部３１に回動可能に支持されている。実線で示すように、第一のコネクタ部３１に対して爪部３３を起こすと、配線部材２５の差し込み及び引き抜きが許容される。点線で示すように、第一のコネクタ部３１に対して爪部３３を差し込み方向の手前側に倒すと、配線部材２５の差し込み及び引き抜きが阻止される。したがって、配線部材２５を差し込んで爪部３３を差し込み方向の手前側に倒すと、配線部材２５が固定される。

図中の（ｂ）は、爪部３３を操作して配線部材２５を固定するフリップタイプのコネクタである。前述した（ａ）とは爪部３３を倒す方向が異なることを除いては、同様の構成を有する。すなわち、点線で示すように、第一のコネクタ部３１に対して爪部３３を差し込み方向の奥側に倒すと、配線部材２５の差し込み及び引き抜きが阻止される。したがって、配線部材２５を差し込んで爪部３３を差し込み方向の奥側に倒すと、配線部材２５が固定される。
図中の（ｃ）は、配線部材２５を挿入するだけでロックできるワンチャックタイプのコネクタである。

フリップタイプの場合、配線部材２５の差し込み、及び引き抜きの際に、爪部３３を起こさなければならない関係で、上方に操作スペースが必要となる。したがって、第一のコネクタ部３１、及び第二のコネクタ部３２の双方に、フリップタイプを採用した場合、操作性の確保が難しい図３の（ｄ）は避けることが好ましく、図３の（ａ）〜（ｃ）の何れかを採用できる。
ワンチャックタイプの場合、配線部材２５の差し込み、及び引き抜きの際に、前述したような爪部３３の操作がないため、レイアウト上の制約が緩い。したがって、第一のコネクタ部３１、及び第二のコネクタ部３２の双方に、ワンチャックタイプを採用した場合、図３の（ａ）〜（ｄ）の何れかを採用できる。

図５は、配線部材の先端部を示す図である。
配線部材２５の先端には、一方の面に端子３４が形成されており、他方の面に補強板３５が形成されている。配線部材２５がコネクタ部に差し込まれると、内部の接点（図示省略）に接触することで、電気的に接続状態となる。補強板３５は、配線部材２５の先端位置から形成され、配線部材２５の延在方向に沿って予め定めた長さＬに設定されている。具体的には、コネクタ部への着脱操作を考慮し、配線部材２５をコネクタ部に差し込んでロックした状態で、コネクタ部の挿入口よりも外側に露出する長さとする。一方、長過ぎると、配線部材２５が面直角方向に加振されたときに、端子３４にクラックが生じることがあるため、予め定めた上限値以下とする。エンジン自動車に搭載される場合は、上限値は例えば７ｍｍ程度である。電気自動車に搭載される場合は、耐振要求が下がるため、上限値を大きくできると考えられる。

《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
電動圧縮機では、基板同士を電気的に接続する場合、一方の基板から突き出たリード端子を、他方の基板の貫通孔に通し、半田付けするディップ方式が採用されていた。しかしながら、ディップ方式はコストが高く、また半田付けの工程も必要となる。
そこで、可撓性を有する平型の配線部材２５を用い、パワー基板２２と制御基板２３とを接続している。これにより、双方を容易に接続することができ、ディップ方式と比べてコストの低減、及び作業性の向上を図ることができる。配線部材２５であるＦＰＣやＦＦＣの耐熱性が向上したことにより、車両に搭載される圧縮機１１のような厳しい条件下でも適用が可能となった。

パワー基板２２における一方の面の外縁部には、パワー基板２２の外側から配線部材２５の一端部をパワー基板２２と平行に差し込み可能な第一のコネクタ部３１が形成されている。また、制御基板２３における一方の面の外縁部には、制御基板２３の外側から、且つ第一のコネクタ部３１への差し込みと同一方向から、配線部材２５の他端部を制御基板２３と平行に差し込み可能な第二のコネクタ部３２が形成されている。そして、第一のコネクタ部３１、及び第二のコネクタ部３２は、平面を見て、配線部材２５の差し込み方向が同一線上にある。これにより、パワー基板２２と制御基板２３とを容易に接続することができる。

第一のコネクタ部３１は、パワー基板２２のうち制御基板２３との対向面に形成され、第二のコネクタ部３２は、制御基板２３のうちパワー基板２２との対向面に形成されている。つまり、夫々、基板の内側にコネクタ部が形成されている。これにより、インバータ２１の大型化を抑制することができる。
配線部材２５の一端部及び他端部には、補強板３５が形成されている。これにより、配線部材２５の差し込み、及び引き抜きの作業性が向上する。また、配線部材２５の長さＬを、上限値以下の範囲で設定することで、耐振性の改善を図り、端子３４にクラックが生じることを抑制できる。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１…圧縮機、１２…インバータ収容部、１３…フロントカバー、１４…コネクタ、１５…コネクタ、２１…インバータ、２２…パワー基板、２３…制御基板、２４…スペーサ、２５…配線部材、３１…第一のコネクタ部、３２…第二のコネクタ部、３３…爪部、３４…端子、３５…補強板

Claims

圧縮機に内蔵された電動モータを駆動するために設けられ、スイッチング素子が実装されたパワー基板と、
前記パワー基板に対向して設けられ、前記スイッチング素子を制御する制御基板と、
可撓性を有する平型の形状であり、前記パワー基板と前記制御基板とを電気的に接続する着脱可能な配線部材と、を備えることを特徴とする電動圧縮機。
前記パワー基板には、一方の面の外縁部に、前記パワー基板の外側から前記配線部材の一端部を前記パワー基板と平行に差し込み可能な第一のコネクタ部が形成され、
前記制御基板には、一方の面の外縁部に、前記制御基板の外側から、且つ前記第一のコネクタ部への差し込みと同一方向から、前記配線部材の他端部を前記制御基板と平行に差し込み可能な第二のコネクタ部が形成され、
前記第一のコネクタ部、及び前記第二のコネクタ部は、平面を見て、前記配線部材の差し込み方向が同一線上にあることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
前記第一のコネクタ部は、前記パワー基板のうち前記制御基板との対向面に形成され、
前記第二のコネクタ部は、前記制御基板のうち前記パワー基板との対向面に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。
前記配線部材の一端部及び他端部には、補強板が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動圧縮機。