JP4649157B2

JP4649157B2 - モータ内蔵圧縮機の端子接続部構造

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Publication number: JP4649157B2
Application number: JP2004284424A
Authority: JP
Inventors: 雄大長谷川
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: US20060068626A1; US7344400B2; JP2006097557A

Description

本発明は、電動圧縮機やハイブリッド圧縮機等のモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造に関し、とくに、絶縁性を向上しつつ、製造の容易化、小型化をはかるための端子接続部構造に関する。

モータ内蔵圧縮機においては、通常、圧縮機ボディ内にモータのステータが固定され、ステータへの給電のために、圧縮機ボディの側面等に給電用端子が設けられるとともに、ステータからのワイヤーの端部に設けられたワイヤー側端子がこの給電用端子と接続されている。車両用空調装置に使用されるモータ内蔵圧縮機等では、高電圧モータが使用されているので、安全面から端子部および端子接続部と圧縮機ボディ間を絶縁し、漏電の危険性が無い構造とすることが必要である。とくに車両用空調装置に使用されるモータ内蔵圧縮機は、導電性の高い冷媒を圧縮するので、冷媒が漏電の原因とならないように配慮する必要がある。

従来、端子接続部と圧縮機ボディ間の距離をとることで上記絶縁性を確保していた。しかし、単に十分な距離をとるだけでは、圧縮機全体の小型化をはかる上で障害となるので、端子接続部に樹脂を流し込み注型して絶縁性を確保することも行われている。さらに、特許文献１には、セラミックガイシを介在させて、端子接続部を樹脂チューブで覆うとともにセラミックガイシに樹脂チューブを接続する構造が開示されている。
特開２００１−１８２６５５号公報

ところが、端子接続部と圧縮機ボディ間の距離をとる構造では、上述の如く圧縮機の小型化が困難になる。また、端子接続部に樹脂を流し込み注型する構造では、樹脂の注入作業、樹脂の硬化時間が必要になり、生産性、組立性の向上が困難になる。さらに、特許文献１に記載の構造では、端子接続部がセラミックガイシと樹脂チューブの異種材料で覆われることになるので、素材の熱膨張の違い等から絶縁上効果的なシールが難しくなるおそれがある。また、収縮性樹脂チューブを使用しているが、不均一な収縮が生じると、やはり絶縁上効果的なシールが難しくなるおそれがある。

そこで本発明の課題は、圧縮機の小型化をはかる際にも容易に優れた絶縁性を発揮できるとともに、同時に、生産性、組立性の向上が可能な、モータ内蔵圧縮機の端子接続部構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造は、モータ内蔵圧縮機のモータのステータへの給電端子接続部において、外部からの給電用端子をハーメチックシール構造をもって固定するとともに、内面側に前記給電用端子が貫通する樹脂モールドを施した、圧縮機ボディに取り付けられる蓋体と、ステータからのワイヤーの端部に設けられ前記給電用端子に接続されるワイヤー側端子を格納した樹脂ハウジングとを備えたことを特徴とするものからなる。

このモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造においては、上記蓋体が取り付けられる圧縮機ボディ部が筒状に形成され、上記樹脂ハウジングが該筒状圧縮機ボディ部内に挿入されている構造を採ることができる。

本発明に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造においては、上記樹脂ハウジングと上記樹脂モールドが互いに嵌合し合う嵌合部を設け、樹脂ハウジングが樹脂モールドに嵌合されている構造を採る。

あるいは、上記樹脂モールドが筒状に圧縮機内部側に向けて延び、該樹脂モールド筒状部内に上記樹脂ハウジングが挿入されている構造とする。この場合には、樹脂モールド筒状部内に挿入された樹脂ハウジングが、該樹脂モールド筒状部に係合されるシール板（たとえば、樹脂板）により密閉されている構造とすることもできる。

このような本発明に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造においては、端子接続部は、ハーメチックシール構造を持つ蓋体によって外部に対して気密にシールされるとともに、該蓋体に施された樹脂モールドとワイヤー側端子を格納した樹脂ハウジングとに囲まれることになる。すなわち、端子接続部は、予め成形した樹脂に囲まれることになり、圧縮機ボディ部との距離を大きくとることが難しい場合にあっても、良好な絶縁性が確保され、絶縁性確保と小型化の両立が可能になる。とくに、端子接続部は、樹脂のみによって囲まれることになるので、異種材料で囲まれる場合のような、熱膨張差等による隙間の発生等のおそれも除去できる。また、蓋体は給電用端子が予め組み込まれた部品に作製され、樹脂ハウジングもワイヤー側端子を予め格納した部品に作製され、両部品を所定の位置関係に係合あるいは取り付けるだけで所定の端子接続が可能になるので、組立性が大幅に向上される。さらに、樹脂注入、硬化の必要がないので、主として樹脂硬化時間が省略でき、生産性の向上、とくに時間短縮が可能になる。

このように、本発明に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造によれば、ハーメチックシール構造により外部に対しては優れた気密構造を保ちつつ、端子接続部を予め成形した樹脂で囲むことができ、良好な絶縁性を確保できる。とくに、端子接続部と圧縮機ボディ部との距離を大きくとることが難しい場合、つまり、圧縮機全体の小型化の要求がある場合にあっても、優れた絶縁性を確保できる。また、端子接続部を囲む樹脂部材は予め成形されるので、両側部材を互いに係合させるだけで端子接続を完成させることも可能となるので、組立性を大幅に向上できる。さらに、樹脂注入、硬化を不要化できるので、生産性も大幅に向上できる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本発明に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造は、電動圧縮機、ハイブリッド圧縮機のいずれにも適用可能である。ハイブリッド圧縮機について説明するに、ハイブリッド圧縮機は、たとえば図１に示すように構成されている。

図１において、ハイブリッド圧縮機１はスクロール型の圧縮機からなり、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、固定スクロール１０と、固定スクロール１０とかみ合って複数対の作動空間１２（流体ポケット）を形成する可動スクロール１１と、可動スクロール１１に係合して可動スクロール１１を旋回運動させる駆動軸１３と、第１駆動源としての車両走行用の原動機（図示略）からの駆動力が伝達されるプーリ１４と駆動軸１３との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ１５と、可動スクロール１１の自転を阻止するボールカップリング１６と、ケーシング１７に形成された吸入ポート１８とを備えている。吸入ポート１８から吸入通路１９を通して吸入室２０へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒）は、作動空間１２内に取り込まれ、作動空間１２が体積を減少させつつ固定スクロール１０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間１２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール１０の中央部には吐出穴２１が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴２１、吐出通路２２、吐出ポート２３を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。

一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール３０と、固定スクロール３０とかみ合って複数対の作動空間３２（流体ポケット）を形成する可動スクロール３１と、可動スクロール３１に係合して可動スクロール３１を旋回運動させる駆動軸３３と、可動スクロール３１の自転を阻止するボールカップリング３４とを備えている。この第２圧縮機構３の駆動軸３３を駆動するために、電動モータ３５が内蔵されている。電動モータ３５は、駆動軸３３に固定された回転子３６と、ステータ３７とを有しており、ステータ３７は圧縮機ボディとしてのステータハウジング３８に固定されるとともに、電動モータ３５全体がステータハウジング３８内に収納されている。この第２圧縮機構３においては、吸入ポート１８から第１圧縮機構２の吸入室２０へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒）が、連通路３９を通して第２圧縮機構３の吸入室４０に吸入され、作動空間３２内に取り込まれ、作動空間３２が体積を減少させつつ固定スクロール３０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間３２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール３０の中央部には吐出穴４１が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴４１、吐出通路４２を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。

本実施態様では、第１圧縮機構２の固定スクロール１０と第２圧縮機構３の固定スクロール３０とは背中合わせに配設されており、かつ、本実施態様では両固定スクロール１０、３０は一体化された固定スクロール部材４３として形成されている。

ハイブリッド圧縮機１の第１圧縮機構２のみが稼働される場合には、第２圧縮機構３を駆動する電動モータ３５には給電されず、電動モータ３５は回転しない。従って第２圧縮機構３は作動しない。ハイブリッド圧縮機１が電動モータ３５のみにより駆動される場合には、電動モータ３５がオンされて回転し、電動モータ３５の回転が第２圧縮機構３の駆動軸３３へ伝達され、駆動軸３３により可動スクロール３１が旋回駆動される。このとき、第１圧縮機構２の電磁クラッチ１５には通電されず、第１駆動源としての車両用原動機の回転は第１圧縮機構２へは伝達されない。従って第１圧縮機構２は作動しない。両圧縮機構２、３が同時駆動される場合には、車両用原動機からの駆動力が第１圧縮機構２の可動スクロール１１に伝達されるとともに、電動モータ３５がオンされてその駆動力が第２圧縮機構３の可動スクロール３１に伝達される。

このように構成されたハイブリッド圧縮機１においては、電動モータ３５により駆動される第２圧縮機構３側の吸入室４０に吸入された冷媒およびその中に含有されている冷凍機油は、前記ボールカップリング３４部および軸受４４部を介して、ステータハウジング３８（モータハウジング）内にまで侵入する。したがって、第２圧縮機構３側には液冷媒や冷凍機油が溜まりやすく、それらはステータハウジング３８内にも溜まり、それが端子接続部での漏電のおそれへとつながることになる。

図１において、端子接続部はつぎのように構成されている。電動モータ３５の端子部５０は、ステータハウジング３８の上部あるいは側面に配置されている。この端子部５０は、電動モータ３５への外部からの給電用端子５１と、電動モータ３５のステータ３７のワイヤー５２の端部に設けられたワイヤー側端子５３とを有しており、両端子５１、５３が接続されて端子接続部５４を構成している。本実施態様においては、ステータハウジング３８の上部に、上方に延びる筒状の圧縮機ボディ部５５が形成されており、この圧縮機ボディ部５５内に上記端子接続部５４が配置されている。そして、圧縮機ボディ部５５には、給電用端子５１を固定した蓋体５６が取り付けられており、該蓋体５６により外部に対して端子接続部５４が密閉されている。

ここまでの構成は、従来構造にも共通する構成であるが、本発明においては、端子接続部構造は、たとえば図２に示すように構成される。図２に示す端子接続部構造６１においては、圧縮機ボディとしてのステータハウジングの筒状ボディ部６２の頂部に、外部からの給電用端子６３を、ハーメチックシール構造６４をもって固定するとともに、内面側（圧縮機内部側）に給電用端子６３が貫通する樹脂モールド６５を施した蓋体６６が取り付けられている。本実施態様では、ハーメチックシール構造６４は、ガラスまたはセラミックからなるシール部６７を設け、給電用端子６３を金属製の蓋体本体６８から絶縁するとともに、シール部６７において圧縮機内部側を外部に対して気密にシールする構造からなっている。樹脂モールド６５は、蓋体本体６８の圧縮機内部側に予め成形されたもので、蓋体６６、樹脂モールド６５、それらの貫通して固定された給電用端子６３は、予め一つの部品として作製されている。本実施態様では、樹脂モールド６５の中央部において、貫通する給電用端子６３と樹脂モールド６５との隙間を埋めるために、樹脂６９（たとえば、エポキシ樹脂）が注型されている。この注型も蓋体６６の取付け前に予め行われており、上記の如く一つの部品として作製されている。

本実施態様では、内蔵モータ３５は三相電流の給電により駆動されるようになっており、給電用端子６３は３個設けられて、それぞれに対して図２に示した構造で固定されている。蓋体６６は、Ｏリング７０を介して筒状ボディ部６２の頂部に取り付けられており、固定は、たとえばボルト（図示略）による締結等により行われる。

筒状ボディ部６２内には、ステータ３７からのワイヤー７１の端部に設けられ上記給電用端子６３に接続されるワイヤー側端子７２を格納した樹脂ハウジング７３が設けられている。ワイヤー側端子７２も３個設けられており、各ワイヤー側端子７２が、各給電用端子６３の位置に対応した位置にて、樹脂ハウジング７３内に格納、固定されている。このワイヤー側端子７２を格納した樹脂ハウジング７３も予め一つの部品として作製されている。なお、各給電用端子６３への給電は、コネクタ７４を介して電源（図示略）に接続することにより可能となっている。

本実施態様では、樹脂モールド６５の下部周囲部と樹脂ハウジング７３の上部周囲部とは、互いに係合可能な係合部７５に形成されており、該係合部７５を介して樹脂ハウジング７３を樹脂モールド６５に係合させることにより、樹脂ハウジング７３が樹脂モールド６５に対し所定の位置に固定されると同時に、樹脂ハウジング７３に格納されている各ワイヤー側端子７２が、対応する各給電用端子６３に接続され、所定の端子接続部７６が構成されるようになっている。

このように構成された端子接続部構造６１においては、端子接続部７６は樹脂モールド６５と樹脂ハウジング７３で囲まれることになり、つまり全て樹脂で囲まれることになり、圧縮機ボディに対して優れた絶縁性が得られる。また、これら端子接続部７６を囲む樹脂は全て予め成形されたものであるから、寸法精度等も良く、小型化をはかる際にも（端子接続部７６と圧縮機ボディとの距離がとりにくい場合にあっても）、所望の絶縁性を確保することができる。さらに、樹脂ハウジング７３を樹脂モールド６５に係合させるだけで所定の端子接続が達成されるから、組立性も極めて良好である。さらに、樹脂注入硬化が不要であるから、生産性向上、とくに時間短縮が可能になる。

図３は、本発明の別の実施態様に係る端子接続部構造８１を示している。本実施態様においては、樹脂モールド８２が筒状に圧縮機内部側に向けて延び、該樹脂モールド筒状部８３内に、ワイヤー側端子７２を格納した樹脂ハウジング８４が挿入されている。このような構造においては、端子接続部８５は、筒状の圧縮機ボディ６２に対し、樹脂モールド筒状部８３と樹脂ハウジング８４との樹脂二重構造にて覆われることになり、より高い絶縁性が確保される。その他の構成、作用、効果は図２に示した態様に準じる。

さらに、図４に示すように、上記のような樹脂モールド筒状部８３を備えた樹脂モールド８２とする場合、樹脂モールド筒状部８３の樹脂ハウジング入口側に、シール板８６（たとえば、樹脂シール板）を設け、該入口側にて密閉することも可能である。このようにすれば、圧縮機内部側の冷媒や油に対して、端子接続部８５をシールすることが可能になり、一層高い絶縁性が確保される。その他の構成、作用、効果は図２に示した態様に準じる。

なお、上記各実施態様は、ハイブリッド圧縮機に関して説明したが、本発明に係る構造は、単なる電動圧縮機に対しても適用可能であることは言うまでもない。

本発明に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造は、電動圧縮機やハイブリッド圧縮機等のモータ内蔵圧縮機に適用でき、とくに車両用空調装置等に使用される高電圧モータを使用した圧縮機に好適である。

ハイブリッド圧縮機の構造を示す縦断面図である。本発明の一実施態様に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造の縦断面図である。本発明の別の実施態様に係るモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造の縦断面図である。図３の構造の変形例に係る部分縦断面図である。

符号の説明

１ハイブリッド圧縮機
２第１圧縮機構
３第２圧縮機構
１０、３０固定スクロール
１１、３１可動スクロール
１２、３２作動空間
１３、３３駆動軸
１５電磁クラッチ
１６、３４ボールカップリング
１８吸入ポート
２１、４１吐出穴
２３吐出ポート
３５電動モータ
３６回転子
３７ステータ
３８圧縮機ボディとしてのステータハウジング
３９連通路
４３一体化された固定スクロール部材
５０端子部
５１給電用端子
５２ステータからのワイヤー
５３ワイヤー側端子
５４端子接続部
５５筒状の圧縮機ボディ部
５６蓋体
６１端子接続部構造
６２ステータハウジングの筒状ボディ部
６３外部からの給電用端子
６４ハーメチックシール構造
６５樹脂モールド
６６蓋体
６７シール部
６８蓋体本体
６９樹脂
７０Ｏリング
７１ワイヤー
７２ワイヤー側端子
７３樹脂ハウジング
７４コネクタ
８１端子接続部構造
８２樹脂モールド
８３樹脂モールド筒状部
８４樹脂ハウジング
８５端子接続部
８６シール板

Claims

モータ内蔵圧縮機のモータのステータへの給電端子接続部において、外部からの給電用端子をハーメチックシール構造をもって固定するとともに、内面側に前記給電用端子が貫通する樹脂モールドを施した、圧縮機ボディに取り付けられる蓋体と、ステータからのワイヤーの端部に設けられ前記給電用端子に接続されるワイヤー側端子を格納した樹脂ハウジングとを備え、該樹脂ハウジングが前記樹脂モールドに嵌合されていることを特徴とする、モータ内蔵圧縮機の端子接続部構造。
モータ内蔵圧縮機のモータのステータへの給電端子接続部において、外部からの給電用端子をハーメチックシール構造をもって固定するとともに、内面側に前記給電用端子が貫通する樹脂モールドを施した、圧縮機ボディに取り付けられる蓋体と、ステータからのワイヤーの端部に設けられ前記給電用端子に接続されるワイヤー側端子を格納した樹脂ハウジングとを備え、前記樹脂モールドが筒状に圧縮機内部側に向けて延び、該樹脂モールド筒状部内に前記樹脂ハウジングが挿入されていることを特徴とする、モータ内蔵圧縮機の端子接続部構造。
前記樹脂モールド筒状部内に挿入された樹脂ハウジングが、該樹脂モールド筒状部に係合されるシール板により密閉されている、請求項２に記載のモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造。
前記蓋体が取り付けられる圧縮機ボディ部が筒状に形成され、前記樹脂ハウジングが該筒状圧縮機ボディ部内に挿入されている、請求項１〜３のいずれかに記載のモータ内蔵圧縮機の端子接続部構造。