JP2022142993A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタ構造に関わらず、気密検査用の連通路を形成しやすい電動圧縮機を提供する。【解決手段】樹脂製のコネクタハウジング５は、ハウジングの動力側開口１７ａを通ってスイッチング素子と接続される動力用バスバーと、ハウジングの通信側開口１７ｂを通って制御部と接続される通信用バスバー７２を一体に有する。コネクタハウジング５は、動力側開口１７ａを塞ぐ動力側閉塞部と、通信側開口１７ｂを塞ぐ通信側閉塞部と、両閉塞部を接続するブリッジ部５１ａと、動力用外部電源と動力用バスバーとを接続する端子台５２と、通信用外部電源と通信用バスバー７２とを接続する連結筒部５３と、連結筒部５３にて開口し、通信用ハーネスと連結筒部５３との連結により外部から遮蔽される空気抜き開口５４ａと、ブリッジ部５１ａの内部を通りつつ空気抜き開口５４ａと動力側開口１７ａとを連通する連通路５４と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は電動圧縮機に関する。

電動圧縮機は、一般に、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータ機構と、モータ機構を駆動制御するインバータと、ハウジングとを備えている。ハウジングは、圧縮機構を収容する圧縮機ハウジングと、モータ機構を収容するモータハウジングと、インバータを気密的に収容するインバータボックスとを有している。このようなインバータを備えた電動圧縮機の生産ラインでは、インバータボックス内への水分や異物の混入を防ぐために、インバータボックス内の気密性が検査される。

特許文献１には、インバータボックス内の気密性の検査を容易に行えるようにした電動圧縮機が開示されている。この電動圧縮機では、インバータボックスの外側にコネクタが設けられており、インバータボックスの外壁に形成された開口を介してコネクタとインバータとが電気的に接続されている。そして、このコネクタに、外部からインバータボックスの開口まで通じる連通路を設けて、インバータボックス内と外部とを連通している。この電動圧縮機では、連通路を介してインバータボックス内を真空引き等することにより、インバータボックス内の気密性を検査している。

特開２０１９－２０３４４８号公報

ところで、電動圧縮機におけるインバータは、モータ機構に供給する電力を変換するスイッチング素子と、スイッチング素子の動作を制御する制御部とを有している。そして、スイッチング素子には、インバータボックスの外壁に形成された動力側開口を介して、高電圧コネクタとしての動力用コネクタが電気的に接続される。また、制御部には、インバータボックスの外壁に形成された通信側開口を介して、低電圧コネクタとしての通信用コネクタが電気的に接続される。

ここで、動力用コネクタは、ノイズ対策や絶縁対策が必要となる分だけ、通信用コネクタよりも大型かつ複雑な構造になる。耐ノイズ性や絶縁性を維持しつつ動力用コネクタ内に上記連通路を設けるのは生産性が悪く、連通路を設けたとしても動力用コネクタに接続して気密性を確認するには大型のホースが必要となり、作業性が悪い。このため、上記従来の電動圧縮機では、構造が比較的簡素な通信用コネクタに上記連通路を設けている。

しかし、構造が比較的簡素で、しかも比較的小型な通信用コネクタにおいては、小型であるゆえに気密性を確保しつつ上記連通路を内部に設けることが困難な場合が多い。例えば、通信用コネクタにおける外部電源側コネクタとの接続部位からインバータボックスの通信側開口までの距離が長くなるような場合、上記連通路を内部に設けるのは困難である。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、コネクタ構造に関わらず、気密検査用の連通路を形成しやすい電動圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の電動圧縮機は、
冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動するモータ機構と、
前記モータ機構に供給する電力を変換するスイッチング素子と前記スイッチング素子の動作を制御する制御部とを有し、前記モータ機構を駆動制御するインバータと、
前記圧縮機構、前記モータ機構及び前記インバータを内部に収容するとともに、動力側開口及び通信側開口を有するハウジングと、
前記動力側開口及び前記通信側開口を閉塞するように前記ハウジングの外表面に取り付けられたコネクタと、を備え、
前記コネクタは、
樹脂製のコネクタハウジングと、
前記コネクタハウジングに保持され、前記動力側開口を通って前記スイッチング素子と電気的に接続される動力用バスバーと、
前記コネクタハウジングに保持され、前記通信側開口を通って前記制御部と電気的に接続される通信用バスバーと、を備え、
前記コネクタハウジングは、
前記動力側開口を塞ぐ動力側閉塞部と、
前記通信側開口を塞ぐ通信側閉塞部と、
前記動力側閉塞部と前記通信側閉塞部とを接続するブリッジ部と、
動力用ハーネスとの連結により動力用外部電源と前記動力用バスバーとの電気的な接続を可能とする動力側連結部と、
通信用ハーネスとの連結により通信用外部電源と前記通信用バスバーとの電気的な接続を可能とする通信側連結部と、
前記通信側連結部にて開口し、前記通信用ハーネスと前記通信側連結部との連結により外部から遮蔽される連結部側開口と、
前記ブリッジ部の内部を通りつつ前記連結部側開口と前記動力側開口とを連通する連通路と、を有することを特徴とする。

この電動圧縮機では、インバータを収容するハウジングの外表面に取り付けられたコネクタのコネクタハウジングが動力用バスバー及び通信用バスバーを保持している。このコネクタハウジングは、通信側連結部と、連結部側開口とを有している。通信側連結部には、通信用外部電源に接続された通信用ハーネスが連結される。これにより、通信用外部電源と通信用バスバーとの電気的な接続が可能になる。そして、この通信側連結部内に連結部側開口が開口している。また、この連結部側開口と動力側開口とが連通路により互いに連通されている。

このため、通信用ハーネスを通信側連結部に連結する前には、連結部側開口が開放されて、動力側開口、連通路及び連結部側開口を介してインバータを収容するハウジング内と外部とが連通される。これにより、電動圧縮機の製造ラインで、インバータを収容するハウジング内の真空引き等による気密検査を行うことができる。

しかも、コネクタハウジングが樹脂製であり、連通路がコネクタハウジング内に設けられている。樹脂部材で区画された連通路であれば、連通路の気密性を確保することが容易である。このため、通信用コネクタの構造に関わらず、気密性を確保しつつ連通路を形成することができる。

したがって、本発明によれば、コネクタ構造に関わらず、気密検査用の連通路を形成しやすい電動圧縮機を提供することが可能になる。

コネクタハウジングは金属製のプレートを一体に有することが好ましく、また、このプレートがハウジングに固定されていることが好ましい。コネクタハウジングに一体とされたプレートがハウジングに固定されているので、ハウジングの動力側開口及び通信側開口における必要な気密性を確保することが容易になる。

動力側連結部は、動力用ハーネスが締結される端子台であることが好ましい。端子台は大きな電流を流したり高い電圧を印加したりするのに適した構造であるが、端子台に気密検査用の開口を形成しても動力用ハーネスとの締結により外部から遮断することは難しいため、本発明の効果がより顕著になる。

本発明によれば、コネクタ構造に関わらず、気密検査用の連通路を形成しやすい電動圧縮機を提供することが可能になる。

図１は、実施例の電動圧縮機を模式的に示す側面図である。 図２は、実施例の電動圧縮機を模式的に示す正面図である。 図３は、実施例の電動圧縮機に係り、コネクタハウジング、動力用コネクタ、通信用コネクタ及びプレートを示す要部拡大斜視図である。 図４は、実施例の電動圧縮機に係り、インバータボックス側から見たコネクタの背面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。実施例の電動圧縮機は、車両の空調装置を構成している。

（実施例）
実施例の電動圧縮機は、図１及び図２に示すように、圧縮機構１と、モータ機構２と、インバータ３と、ハウジング４と、コネクタ１０とを備えている。コネクタ１０は、コネクタハウジング５と、動力用コネクタ６と、通信用コネクタ７と、プレート８とを備えている。

以下の説明では、図１の紙面右側を電動圧縮機の前側とし、図１の紙面左側を電動圧縮機の後側とする。また、図１の紙面上側を電動圧縮機の上側とし、図１の紙面下側を電動圧縮機の下側とする。そして、図２以降では、図１に対応させて前後方向及び上下方向を表示する。なお、実施例における前後方向及び上下方向は一例である。実施例の電動圧縮機は、搭載される車両に対応して、その取付姿勢が適宜変更される。

圧縮機構１は、スクロール型圧縮機構であり、図示しない吸入口から吸入した冷媒を圧縮し、図示しない吐出口から高圧の冷媒を吐出する。モータ機構２は圧縮機構１を駆動する。インバータ３はモータ機構２を駆動制御する。

ハウジング４は、圧縮機ハウジング１１と、モータハウジング１３と、インバータボックス１５とを有している。圧縮機ハウジング１１、モータハウジング１３及びインバータボックス１５はアルミニウム合金製である。圧縮機ハウジング１１内に圧縮機構１が収容され、モータハウジング１３内にモータ機構２が収容されている。インバータボックス１５内にインバータ３が収容されている。圧縮機ハウジング１１、モータハウジング１３及びインバータボックス１５は一体に組付けられている。モータハウジング１３に前記吸入口が形成され、圧縮機ハウジング１１に前記吐出口が形成されている。

インバータボックス１５は、モータハウジング１３側に位置する前部ケース１７と、後方側に位置する後部ケース１９とからなる。前部ケース１７と後部ケース１９とは両者間に図示しないガスケットを介して図示しないボルトによって接合され、内部にインバータ室１５ａを形成している。インバータ室１５ａ内にインバータ３が設けられている。前部ケース１７の前壁には、動力側開口１７ａと、通信側開口１７ｂとが形成されている。動力側開口１７ａ及び通信側開口１７ｂは、前部ケース１７の前壁を貫通している。

インバータ３は、スイッチング素子３１と、制御部３２とを有している。スイッチング素子３１は、モータ機構２に供給する電力を変換する。制御部３２は、スイッチング素子３１のスイッチング動作を制御する。すなわち、スイッチング素子３１は、モータ機構２を駆動するためにオン／オフのスイッチング動作を行う。インバータ３の出力側には、モータ機構２の図示しないモータの各相のコイルが接続されている。制御部３２は、スイッチング素子３１へ３相のＰＷＭ信号を出力してスイッチング素子３１の制御を行う。そして、制御部３２から出力されたＰＷＭ信号に基づいて、スイッチング素子３１がスイッチング動作を行うことにより、車両に搭載された動力用外部電源としてのバッテリ等の直流電源９５(図１参照）からの直流電力が交流電力に変換される。こうして、交流電力がモータの各相のコイルに供給されることにより、モータ機構２が駆動する。

図１に示すように、コネクタ１０は、コネクタハウジング５によって動力側開口１７ａと通信側開口１７ｂを閉塞するよう、前部ケース１７に設けられている。図２及び図３に示すように、コネクタハウジング５は、樹脂製の樹脂部５１よりなり、樹脂部５１が動力用コネクタ６及び通信用コネクタ７を一体に保持している。樹脂部５１は、端子台５２と、連結筒部５３とを一体に有している。動力用コネクタ６は端子台５２の部位に配置され、通信用コネクタ７は連結筒部５３の部位に配置されている。端子台５２は本発明での動力側連結部に相当し、連結筒部５３は本発明での通信側連結部に相当する。

動力用コネクタ６は、プラス側端子６１ａと、マイナス側端子６１ｂとを有している。プラス側端子６１ａは、プラス側ケーブル９６ａを介して、直流電源９５と電気的に接続される。同様に、マイナス側端子６１ｂは、マイナス側ケーブル９６ｂを介して、直流電源９５と電気的に接続される。プラス側ケーブル９６ａ及びマイナス側ケーブル９６ｂは本発明における動力用ハーネスの一部に相当する。

図３及び図４に示すように、動力用コネクタ６は、プラス側バスバー６２ａと、マイナス側バスバー６２ｂとを有している。プラス側バスバー６２ａは、プラス側端子６１ａと、インバータ３のスイッチング素子３１とを電気的に接続している。同様に、マイナス側バスバー６２ｂは、マイナス側端子６１ｂとスイッチング素子３１とを電気的に接続している。より詳細には、プラス側バスバー６２ａはインバータ３の正極母線と接続され、マイナス側バスバー６２ｂはインバータ３の負極母線と接続され、正極母線と負極母線との間にスイッチング素子３１が接続されている。プラス側バスバー６２ａ及びマイナス側バスバー６２ｂは、いずれも動力側開口１７ａを挿通することで、コネクタハウジング５側からインバータ室１５ａ側に延びている。プラス側バスバー６２ａ及びマイナス側バスバー６２ｂと動力側開口１７ａとの間の隙間は、動力側開口１７ａの内周面に密着された環状のグロメット６３と樹脂製の絶縁部６４とで封止されている。絶縁部６４は樹脂部５１の一部であって、動力側開口１７ａを閉塞しており、本発明の動力側閉塞部に相当する。プラス側バスバー６２ａ及びマイナス側バスバー６２ｂは、本発明の動力用バスバーに相当する。

連結筒部５３には、図１に示すように、外部通信用コネクタ９１が連結される。外部通信用コネクタ９１は、通信用ケーブル９２を介して、通信用外部電源としての車載の制御装置９３と接続される。図２及び図３に示すように、連結筒部５３は、一端が開口する筒状側壁５３ａを有している。筒状側壁５３ａの他端は、筒状側壁５３ａと一体に形成された底面５３ｂで塞がれている。外部通信用コネクタ９１および通信用ケーブル９２は本発明における通信用ハーネスの一部に相当する。

通信用コネクタ７は、連結筒部５３と対応する部位に、通信用接続端子７１と、通信用バスバー７２とを有している。通信用接続端子７１は、連結筒部５３の底面５３ｂから連結筒部５３内に突出している。連結筒部５３に外部通信用コネクタ９１が連結されることで、通信用接続端子７１と外部通信用コネクタ９１とが電気的に接続される。通信用バスバー７２は、通信用接続端子７１と制御部３２とを電気的に接続している。

通信用バスバー７２は、通信用接続端子７１と、インバータ３の制御部３２とを電気的に接続している。通信用バスバー７２は、通信側開口１７ｂを挿通することで、コネクタハウジング５側からインバータ室１５ａ側に延びている。図４に示すように、通信用バスバー７２と通信側開口１７ｂとの間の隙間は、通信側開口１７ｂの内周面に密着された環状のグロメット７３と樹脂製の絶縁部７４とで封止されている。絶縁部７４は樹脂部５１の一部であって、動力側開口１７ｂを閉塞しており、本発明の通信側閉塞部に相当する。

図１及び図２に示すように、コネクタハウジング５は、樹脂部５１により区画された連通路５４を有している。連通路５４は樹脂部５１の一部であるブリッジ部５１ａの内部を通っている。ブリッジ部５１ａは絶縁部６４と絶縁部７４とを接続している。図３に示すように、連通路５４の一端は、連結筒部５３の底面５３ｂに開口する空気抜き開口５４ａとされている。空気抜き開口５４ａは、本発明における連結部側開口に相当する。図４に示すように、連通路５４の他端５４ｂは動力側開口１７ａに通じている。詳しくは、連通路５４の他端は５４ｂは、動力側開口１７ａ内に埋められた絶縁部６４に開口している。こうして、空気抜き開口５４ａと動力側開口１７ａとが連通路５４により連通されている。また、連結筒部５３と外部通信用コネクタ９１とが連結されれば、連結筒部５３と外部通信用コネクタ９１とは密着状態とされ、両者の間は封止される。これにより、空気抜き開口５４ａは、外部から遮蔽される。

連通路５４の製造は以下のようにして行うことができる。すなわち、まず、樹脂の射出成型やブロー成型等により、連通路５４の形状を有する筒状体を成形する。そして、この筒状体を成形型内に配置しつつ、樹脂部５１の全体を射出成型することにより、樹脂部５１よりなるとともに、樹脂部５１で区画された連通路５４を有するコネクタハウジング５を形成することができる。

コネクタハウジング５は金属製のプレート８に一体成形されている。プレート８には３個のボルト挿通孔８ａが形成されており、各ボルト挿通孔８ａにそれぞれ挿通された３個の締結ボルト８１により、インバータボックス１５の前部ケース１７にプレート８が固定されている。こうして、コネクタ１０が前部ケース１７の外表面に取り付けられ、コネクタ１０により動力側開口１７ａ及び通信側開口１７ｂが閉塞されている。

以上のように構成された電動圧縮機では、バッテリ等の直流電源９５からプラス側ケーブル９６ａ及びマイナス側ケーブル９６ｂ並びに動力用コネクタ６を介してインバータ３に比較的高電圧の電力が供給される。これにより、インバータ３がモータ機構２を駆動制御するため、圧縮機構１が作動し、車両の空調装置が作動する。

この電動圧縮機では、インバータ３を収容するインバータボックス１５の外表面に取り付けられたコネクタハウジング５が動力用コネクタ６及び通信用コネクタ７を保持している。このコネクタハウジング５は、連結筒部５３と、空気抜き開口５４ａとを有している。連結筒部５３には、制御装置９３に接続された外部通信用コネクタ９１が連結される。これにより、外部通信用コネクタ９１と通信用コネクタ７との電気的な接続が可能になる。そして、この連結筒部５３内に空気抜き開口５４ａが開口している。また、この空気抜き開口５４ａと動力側開口１７ａとが連通路５４により互いに連通されている。

このため、外部通信用コネクタ９１を連結筒部５３に連結する前には、空気抜き開口５４ａが開放されて、動力側開口１７ａ、連通路５４及び空気抜き開口５４ａを介してインバータ室１５ａと外部とが連通される。これにより、電動圧縮機の製造ラインで、インバータ室１５ａ内の真空引き等による気密検査を行うことができる。

しかも、コネクタハウジング５が樹脂部５１よりなり、連通路５４が樹脂部５１により区画されている。樹脂部５１で区画された連通路５４であれば、連通路５４の気密性を確保することが容易である。このため、通信用コネクタ７の構造に関わらず、気密性を確保しつつ連通路５４を形成することができる。

したがって、本発明によれば、コネクタ構造に関わらず、気密検査用の連通路を形成しやすい電動圧縮機を提供することが可能になる。

特に、この電動圧縮機では、動力用コネクタ６が端子台５２を有する構造である。この場合、動力用コネクタ６における気密性を維持しつつ、動力用コネクタ６内に空気抜き開口を形成することが容易でない。そうすると、通信用コネクタ７側に空気抜き開口５４ａを形成することになるが、通信用コネクタ７は比較的密集した構造を有するため、通信用コネクタ７の全体に亘って連通路５４を形成することが容易でない場合がある。

この点、この電動圧縮機では、気密性を維持しやすい通信用コネクタ７に空気抜き開口５４ａを形成するとともに、この空気抜き開口５４ａを樹脂部５１で区画された連通路５４により動力側開口１７ａに連通させている。このため、比較的容易に、気密性を維持しつつ空気抜き開口５４ａ及び連通路５４を製造することができる。

この圧縮機では、コネクタハウジング５はプレート８に一体成形され、このプレート８がインバータボックス１５に固定されている。コネクタハウジング５に一体とされたプレート８がインバータボックス１５に固定されているので、動力側開口１７ａ及び通信側開口１７ｂにおける必要な気密性を確保することが容易になる。また、動力用コネクタ６及び通信用コネクタ７を各々インバータボックス１５に固定する場合と比較して、締結ボルト等の固定手段の部品点数を削減できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例の電動圧縮機では、圧縮機構１として、スクロール型圧縮機構を採用したが、本発明では、ベーン型圧縮機構、斜板式圧縮機構等、他の形式の圧縮機構を採用することも可能である。

また、実施例の電動圧縮機では、コネクタハウジング５がインバータボックス１５の前部ケース１７に固定されているが、コネクタハウジング５は、動力側開口１７ａと通信側開口１７ｂがインバータボックス１５の後部ケース１９やモータハウジング１３に形成されているなら、それらに固定されてもよい。

また、実施例の電動圧縮機では、動力用コネクタ６として、端子台５２を有する構造を採用したが、動力用コネクタは、その他の構造としてよい。

本発明は車両の空調装置等に利用可能である。

１…圧縮機構
２…モータ機構
３…インバータ
４…ハウジング
５…コネクタハウジング
６…動力用コネクタ
７…通信用コネクタ
８…プレート
１０…コネクタ
１７ａ…動力側開口
１７ｂ…通信側開口
３１…スイッチング素子
３２…制御部
５１ａ…ブリッジ部
５２…端子台（動力側連結部）
５３…連結筒部（通信側連結部）
５４…連通路
５４ａ…空気抜き開口（連結部側開口）
６２ａ…プラス側バスバー（動力用バスバー）
６２ｂ…マイナス側バスバー（動力用バスバー）
６４…絶縁部（動力側閉塞部）
７２…通信用バスバー
７４…絶縁部（通信側閉塞部）
９１…外部通信用コネクタ（通信用ハーネス）
９２…通信用ケーブル（通信用ハーネス）
９３…制御装置（通信用外部電源）
９５…直流電源（動力用外部電源）
９６ａ…プラス側ケーブル（動力用ハーネス）
９６ｂ…マイナス側ケーブル（動力用ハーネス）

Claims (3)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、
   前記圧縮機構を駆動するモータ機構と、
   前記モータ機構に供給する電力を変換するスイッチング素子と前記スイッチング素子の動作を制御する制御部とを有し、前記モータ機構を駆動制御するインバータと、
   前記圧縮機構、前記モータ機構及び前記インバータを内部に収容するとともに、動力側開口及び通信側開口を有するハウジングと、
   前記動力側開口及び前記通信側開口を閉塞するように前記ハウジングの外表面に取り付けられたコネクタと、を備え、
   前記コネクタは、
   樹脂製のコネクタハウジングと、
   前記コネクタハウジングに保持され、前記動力側開口を通って前記スイッチング素子と電気的に接続される動力用バスバーと、
   前記コネクタハウジングに保持され、前記通信側開口を通って前記制御部と電気的に接続される通信用バスバーと、を備え、
   前記コネクタハウジングは、
   前記動力側開口を塞ぐ動力側閉塞部と、
   前記通信側開口を塞ぐ通信側閉塞部と、
   前記動力側閉塞部と前記通信側閉塞部とを接続するブリッジ部と、
   動力用ハーネスとの連結により動力用外部電源と前記動力用バスバーとの電気的な接続を可能とする動力側連結部と、
   通信用ハーネスとの連結により通信用外部電源と前記通信用バスバーとの電気的な接続を可能とする通信側連結部と、
   前記通信側連結部にて開口し、前記通信用ハーネスと前記通信側連結部との連結により外部から遮蔽される連結部側開口と、
   前記ブリッジ部の内部を通りつつ前記連結部側開口と前記動力側開口とを連通する連通路と、を有することを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記コネクタハウジングは金属製のプレートを一体に有し、
   前記プレートが前記ハウジングに固定されている請求項１記載の電動圧縮機。
3. 前記動力側連結部は、前記動力用ハーネスが締結される端子台である請求項１又は２記載の電動圧縮機。

Images