JP4826212B2 - 電動コンプレッサ - Google Patents

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Description

この発明は、部材締結構造、およびその部材締結構造を有する電動コンプレッサに係る。
電動モータによって駆動される電動コンプレッサの構成においては、外部からモータ室に電力を供給しつつ気密を確保する構成が要求される。このために、ハウジングに取り付けて使用する気密端子が知られている。このような気密端子の例は、特許文献1に示される。特許文献1に開示される構成では、気密端子が螺号部材によってハウジングに固定されることによって取り付けられる。
特開2004−190547号公報
しかしながら、従来の固定方法による取り付け構造では、気密端子の取り付け位置周辺において、取り付け構造のための厚みを大きくする必要があるという問題があった。これは、気密端子の固定に螺号部材が使用されるため、ハウジングに螺号用のねじ穴を設けるための厚みが必要となるからである。
あるいは、このために、気密端子を取り付ける位置が限定されるという問題があった。
たとえば、従来の取り付け構造では、特許文献1の図1に示されるように、気密端子をハウジングの中央から離れた部分にしか配置することができない。ここで、ハウジングの中央とは、螺号部材の軸に垂直な、気密端子の取り付け平面と、その取り付け平面に垂直でかつ電動コンプレッサの駆動軸を含む平面との交線の位置を意味する。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、気密端子の取り付け位置周辺において、ハウジングの厚みを小さいものとすることができる、ハウジングに気密端子を固定する部材締結構造、および、この部材締結構造を有する電動コンプレッサを提供することを目的とする。
上述の問題点を解決するため、この発明に係る電動コンプレッサは、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータと、開口を有するハウジングであって、モータが配置される内部と、外部とを隔絶するハウジングとを備えた電動コンプレッサにおいて、電動コンプレッサは部材締結構造を有し、部材締結構造は、ハウジングと、開口に配置される気密端子と、複数の穴用C型止め輪とを備え、気密端子は、支持部材と複数の導電部材とを有し、穴用C型止め輪は、C字状の本体と、本体の両端にそれぞれ設けられた2つの操作用環とを含み、複数の穴用C型止め輪は、開口の周囲を囲む側壁に沿って周状に形成された止め輪挿入溝に挿入されて支持されるとともに、支持部材の接触平面と接触し、部材締結構造は、気密端子の、ハウジングから離れる方向への移動を、複数の穴用C型止め輪によって規制するものである。
この電動コンプレッサでは、複数の穴用C型止め輪によって、気密端子がハウジングに固定される。
開口の周囲を囲む側壁には、止め輪挿入溝の下方に開口の中央に向かって突出した肩部が設けられ、気密端子は肩部上に配置され、支持部材の上面には、止め輪挿入溝に挿入された複数の止め輪が配置されることによって、気密端子の移動が規制されてもよい。
複数の穴用C型止め輪は、支持部材に、それぞれ単一の接触平面において接触し、接触平面は互いに平行であってもよい。
接触平面は互いに同一であってもよい。
複数の穴用C型止め輪は、少なくともその2つが互いに対向する向きに配置されてもよい。
穴用C型止め輪の向きは、本体の中央から、2つの操作輪の中央を見た方向として定義され、互いに対向する向きは、互いの向きがなす角度が90°より大きい向きであってもよい。
複数の穴用C型止め輪のいずれの端面側からみても、複数の穴用C型止め輪の投影は互いに重ならないものであってもよい。
ハウジング気密端子との間に、ハウジングの内部と外部とを隔絶するシール構造を有してもよい。
シール構造は、気密端子の底面をシールするものであってもよい。
シール構造は、気密端子の側面をシールするものであってもよい。
シール構造はOリングを含む構造であってもよい。
ータは三相モータであり、端子は、3つの導電部材を有し、3つの導電部材は、三相モータの各相にそれぞれ対応してもよい。

この発明によれば、部材締結構造、および、この部材締結構造を有する電動コンプレッサにおいて、穴用C型止め輪によって、被取り付け部材がベース部材に固定されるので、被取り付け部材をベース部材に固定するために螺号部材を使用する必要がない。これによって、螺号用のねじ穴を設けるために必要であった厚みが不要となり、被取り付け部材周辺におけるベース部材の厚みを小さいものとすることができる。これによって、たとえば気密端子を取り付ける位置の自由度を向上させることができる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に、本発明の実施の形態1に係る電動コンプレッサ10の構成を示す。
電動コンプレッサ10は、第1ハウジング190および第2ハウジング25を備える。第1ハウジング190および第2ハウジング25は、ボルト16によって互いに固定される。第1ハウジング190は、円筒状部190fおよび底部190gを含む有底円筒形状であり、底部190gには円筒状の軸支持部190hが設けられる。
電動コンプレッサ10は、固定スクロール11と、旋回スクロール12と、固定スクロール11と旋回スクロール12とにより形成された圧縮室13とを備える。固定スクロール11は、円盤状の固定基盤11aと、固定基盤11aから立設される渦巻状の固定ラップ11bと、固定ラップ最外壁11cとを備える。固定基盤11aの中央には吐出口47が設けられている。電動コンプレッサ10において、圧縮機構部は、固定スクロール11と、旋回スクロール12と、圧縮室13とからなる。
旋回スクロール12は、円盤状の旋回基盤12aと、この旋回基盤12aから立設される渦巻状の旋回ラップ12bとからなり、旋回基盤12aの背面側中央には、ボールベアリング17を保持する有底円筒状の保持部12cが設けられる。
さらに電動コンプレッサ10は、旋回スクロール12に旋回運動(公転運動)を行わせる駆動クランク機構19と、旋回スクロール12の自転を防止するピン20とを備える。ピン20は、軸支持部材15に取り付けられるとともに、旋回スクロール12の環状凹部12dに遊嵌するように設けられる。
駆動クランク機構19は、保持部12cと、駆動軸22のクランクピン22aと、このクランクピン22aをブッシュ18を介して支承するボールベアリング17とにより構成される。
第1ハウジング190には、気密端子101が取り付けられる。この気密端子101およびその周辺は、図1におけるその他の部分の断面図とは異なる断面における断面図として示されている。気密端子101は、気密端子101の周辺においてモータ室27の内部と外部とを気密に保ちつつ、内部から外部へと貫通する導電部材とを有する端子であるが、その構造の詳細については後述する。
駆動軸22は、駆動モータ26の中央を貫通する。駆動モータ26は、圧縮機構部を起動するものであり、駆動軸22と、この駆動軸22に嵌入されたロータ28と、さらにその外周側に設けられ、コイル29が巻回されたステータ30とを備える三相同期モータである。従って、駆動モータ26は、図示しないインバータにより回転数が制御される。
駆動軸22の、駆動クランク機構19側の端は、ボールベアリング22eを介して軸支持部材15によって支持され、その後端は、ボールベアリング22fを介して第1ハウジング190の軸支持部190hにより支持される。また、ボールベアリング22eの後側にはシール22gが設けられ、駆動軸22および軸支持部材15の間をシールする。なお図1において、図面右側すなわち第2ハウジング25側を前とし、図面左側すなわち第1ハウジング190の底部190g側を後ろと規定する。
上述した第1ハウジング190と、第2ハウジング25とにより覆われた部分が電動コンプレッサ10の内部室であり、この内部室を冷媒である流体が流通する。
電動コンプレッサ10の内部室において、第1ハウジング190と軸支持部材15とによって画定される部分がモータ室27であり、また、第1ハウジング190、第2ハウジング25、および軸支持部材15によって画定される部分がクランク室21である。モータ室27とクランク室21とは、図示されない吸入通路によって連通する。
吐出口47に関して圧縮室13と反対側には、固定スクロール11および第2ハウジング25によって画定される吐出室32が設けられる。吐出室32にはリード弁34およびリテーナ36が設けられ、冷媒の逆流すなわち吐出室32から吐出口47に向かう流れの発生を防止する。また、吐出室32は外部と連通する外部開口32aを有する。この外部開口32aによって、電動コンプレッサ10の内部と外部とが連通する。
以上のように構成される電動コンプレッサ10において、冷媒は、外部から、図示されない吸入口を介して、モータ室27に流入する。さらに冷媒は、モータ室27から、図示されない吸入通路を介してクランク室21およびクランク室と連通する圧縮室13に流入する。圧縮室13内において、駆動軸22の回転に伴う旋回スクロール12の旋回によって、冷媒は圧縮され、吐出口47から吐出室32へと流入し、さらに外部開口32aを介して外部へと吐出される。
図4は、図1のIV−IV線における概略断面図であり、気密端子101が取り付けられる位置を示す図である。簡明のため、図4には、気密端子101、第1ハウジング190、およびステータ30のみを示す。気密端子101は、第1ハウジング190の中央、すなわち図4における中央線Cを含んで図4の紙面に垂直な平面から、ある程度の距離Dだけ隔たった位置に設けられる。図4において、距離Dは、中央線Cと第1ハウジング190の端部190xとの距離Wに比較して小さい。
図2および図3に、この発明の実施の形態1に係る気密端子101を含む構成を示す。図3は、図2のIII−III線における断面図である。
図2および図3において、被取り付け部材としての気密端子101が、ベース部材としての第1ハウジング190に取り付けられている。この気密端子101は、第1ハウジング190に取り付けられて、第1ハウジング190の内部すなわち図2における紙面奥方向と、外部すなわち同紙面手前方向とを隔絶するものである。
気密端子101は、絶縁体である支持部材102を含む。支持部材102は、長方形の両短辺にそれぞれ半円を取り付けたトラック型の平板の形状をしており、3本の導電部材111〜113が貫通する3つの孔111a〜113aが設けられている。この孔111a〜113aのうち、孔112aは、支持部材102の長方形状部分の中央に設けられ、孔111aおよび113aは、それぞれ両側の半円状部分における円の中心に設けられ、これらは同一直線上にある。
この3つの孔111a〜113aに、良導体である導電部材111、112、および113が、貫通して支持されている。導電部材111〜113は、それぞれ中実円筒形であり、その径は孔111a〜113aの径と等しい。また、導電部材111〜113の長手方向の中央部分が孔111a〜113aに嵌合して固定される。この導電部材111〜113は、それぞれ、駆動モータ26の三相のひとつに対応するものであり、それぞれ対応する巻線に電気的に接続される。
導電部材111〜113が支持部材102に支持される部分およびその近傍において、導電部材111〜113の周囲に接着剤121〜123が塗布され、上述のように嵌合される支持部材102と導電部材111〜113とを接着してさらに固定する。接着剤121〜123は、たとえば樹脂からなるが、これは支持部材102と導電部材111〜113とを接着または固定できるものであれば、他の材質たとえばゴムあるいはガラス等からなってもよい。
第1ハウジング190には、気密端子101を取り付けるための開口190bが設けられる。第1ハウジング190は、開口190bの周囲を囲む大径壁面190cおよび小径壁面190dと、これらの境界に形成される肩部190aとを有する。第1ハウジング190の外部側寄りに形成される大径壁面190cにおける開口190bの開口面積は、第1ハウジング190の内部側寄りに形成される小径壁面190dにおけるものよりも大きい。
気密端子101は、支持部材102が開口190bと嵌合しつつ支持部材102の内部側表面102aが肩部190aと接するように、外部側から取り付けられる。ここで、図3に示すように、円筒形の導電部材111、112、および113の軸すなわち長手方向は、第1ハウジング190の厚さ方向と一致する。
肩部190aには、外部側、すなわち支持部材102側に向かって開く矩形の溝であるOリング溝141aが設けられる。このOリング溝141aの内部にはOリング141が配置される。Oリング141を、支持部材102の内部側表面102aと第1ハウジング190とが圧接し挟持することによって、気密端子101周辺における第1ハウジング190の内部と外部とがシールされる。
このように、第1ハウジング190と気密端子101との間には、第1ハウジング190の内部と外部とを隔絶するシール構造が形成される。また、気密端子101は、第1ハウジング190から離れる方向と反対方向において、このシール構造に含まれるOリング141と接触する。
気密端子101を第1ハウジング190に固定するために、穴用のC型止め輪であるサークリップ131および132が使用される。ここで、サークリップ131は、周知の構造を有するものであり、C字状の本体131bと、本体131bの両端にそれぞれ設けられた2つの操作用環131cとを含む。操作用環131cに止め輪用ペンチなどの取付工具の先端を係合させて力を加えることにより、本体131bの形状を内側に変形させることができる。このように本体131bを内側に変形させた状態で、開口190bの外部側より挿入することにより、サークリップ131を開口190bに配置する。
サークリップ132も同一の形状を有し、C字状の本体132bと、2つの操作用環132cとを含む。
第1ハウジング190の大径壁面190cには、サークリップ131および132をそれぞれ支持する矩形の止め輪挿入溝である、サークリップ溝131aおよび132aが設けられる。サークリップ131および132は、サークリップ溝131aおよび132aに支持されるとともに支持部材102の外部側表面102bと接触し、支持部材102の外部側への移動を規制する。このようにして、気密端子101の第1ハウジング190から離れる方向への移動、すなわち肩部190aから離れる方向への移動が規制される。
ここで、サークリップ131および132は、それぞれ単一の接触平面131dおよび132dにおいて気密端子101に接触する。
図2に示されるように、2つのサークリップ131および132は、互いに正反対の向きに配置される。ここで、サークリップ131の向きは、本体131bの中央から、2つの操作用環131cの中央を見た向きとして定義される。これはすなわち、図2の矢印Aの向きであり、本体131bの中央からサークリップ131の重心を見た向きでもある。サークリップ132の向きも同様にして定義される。
また、サークリップ131および132は、そのいずれの端面側からみても、サークリップ131および132の投影が互いに重ならない位置に配置される。
このように、開口190bの周囲を囲む側壁には、この側壁に沿って周状に形成されたサークリップ溝131aおよび132a、ならびに、サークリップ溝131aおよび132aの下方に開口190bの中央に向かって突出した肩部190aが設けられる。
図3において、Oリング141が支持部材102と接触して、支持部材102を外部側に押す力を加える。ここで支持部材102の外部側への移動はサークリップ131および132によって規制されているので、反作用としてOリング141は支持部材102の内部側表面102aに押し付けられる。同時にOリング141は第1ハウジング190にも押し付けられるので、気密端子101周辺における第1ハウジング190の内部と外部とがシールされる。
また、支持部材102と導電部材111〜113のそれぞれとを固定する接着剤121〜123によって、導電部材111〜113が支持部材102を貫通する部分の周辺において、気密端子101の内部と外部とがシールされる。
このように、気密端子101は肩部190a上に配置され、気密端子101の上面、すなわち支持部材102の外部側表面102bには、サークリップ溝131aおよび132aに挿入された複数のサークリップ131および132が配置されている。この構造によって、気密端子101の外部側への移動が規制される。
以上説明したように、実施の形態1に係る気密端子101は、サークリップ131および132によって第1ハウジング190に固定されるので、気密端子101を固定するための螺号部材が不要となる。これによって、螺号用のねじ穴を設けるために必要であった第1ハウジング190の厚みが不要となり、気密端子101周辺における第1ハウジング190の厚みを小さいものとすることができる。
また、このため、気密端子101を第1ハウジング190に取り付ける位置の自由度を高めることができる。たとえば、特許文献1の図1に示される例では、気密端子の位置を、ハウジングの厚みが大きい端部または端部近傍の位置とする必要がある。すなわち、本願図4における距離Dに相当する距離が大きくなる位置にしか取り付けることができない。これに対し、本願に係る取り付け構造では、第1ハウジング190の端部190xに限らず、図4のように中央線C寄りの位置、すなわち距離Dが比較的小さい位置に気密端子101を設けることができる。
このように、気密端子101は、気密端子101周辺において必要な、取り付け構造のための厚みをより小さくし、また、気密端子101を第1ハウジング190に取り付ける位置に関して自由度を向上させることができる。
実施の形態1において、サークリップ131および132は、図2に示されるように互いに正反対の向きに配置されるが、これは正反対の向きでなくともよい。たとえば互いに対向する向きであってもよい。ここで、対向する向きとは、サークリップ131の向きとサークリップ132の向きがなす角度が90°より大きくなる向きである。
また、実施の形態1において、サークリップ131および132が気密端子101と接触する接触平面131dおよび132dは同一の平面に含まれるが、これは同一の平面に含まれないものであってもよい。また、同一の平面に含まれないものである場合、互いに平行であってもよい。
また、実施の形態1において、気密端子101は、2つのサークリップ131および132によって固定される。これは3つ以上のサークリップによって固定されるものであってもよい。図5は、気密端子301が3つのサークリップ331〜333によって第1ハウジング390に固定される構成とした例の、図2に相当する図である。
図5において、サークリップ331〜333のそれぞれが互いになす角度は120°であるが、これは互いに対向する向き、すなわちこの角度が90°より大きくなる向きであればよい。また、気密端子301を固定する上で、3つのサークリップ331〜333のうち少なくとも2つが互いに対向する向きであることが好ましいが、これらのいずれの2つも対向しない向きであってもよい。
さらに、4つ以上のサークリップを用いる構成においても同様に、そのうち少なくとも2つが互いに対向する向きであることが好ましいが、これらのいずれの2つも対向しない向きであってもよい。
また、実施の形態1は電動コンプレッサ10の構成に係るものであるが、これは電動コンプレッサに限らず、気密端子がハウジングに固定される構成を含む機械類であれば異なるものに適用されてもよい。また、電動コンプレッサ10の圧縮機構部はスクロール式に限らず、ピストンを用いた斜板式であってもよい。
また、実施の形態1では被取り付け部材としての気密端子101がベース部材としての第1ハウジング190に固定されるが、被取り付け部材およびベース部材はそれぞれこれらに限るものではなく、ある部材が別の部材に締結される構成であればよい。
また、実施の形態1ではシール部材としてOリング141を用いたが、これは、シール機能を有するものであれば他の部材または構造であってもよいし、シール機能が必要とされない場合には省略されてもよい。
実施の形態2.
図6に、この発明の実施の形態2に係る気密端子201を含む構成を示す。図6は、実施の形態1における図3と同様の位置および方向における断面図である。実施の形態1におけるシール構造は、気密端子101の底面をシールするものであるが、実施の形態2におけるシール構造は、気密端子201の側面をシールするものである。以下、実施の形態1と異なる点を説明する。
支持部材202は、長方形の両短辺にそれぞれ半円を取り付けたトラック型の平板において、周辺に肉厚部202cが設けられた形状である。
矩形のOリング溝241aは、実施の形態1と異なり、肩部290aではなく、開口290bの大径壁面290cに設けられる。このOリング溝241aの内部にはOリング241が配置される。Oリング241を支持部材202の外周面202dと第1ハウジング290とが圧接し挟持することによって、気密端子201周辺における第1ハウジング290の内部と外部とがシールされる。このように、気密端子201は、第1ハウジング190から離れる方向と直交する方向において、Oリング241と接触する。
ここで、気密端子201の周辺部には肉厚部202cが形成されているので、外周面202dはOリング241と圧接してシール効果を得るために十分な面積を有する。
気密端子201を第1ハウジング290に固定するために、穴用のC型止め輪であるサークリップ231および232が使用される。サークリップ231および232は、支持部材202の肉厚部202cと接触し、支持部材202の外部側への移動を規制する。
このように、実施の形態2に係る気密端子201は、支持部材202の外周面202dとOリング241とが接触する構成となるので、第1ハウジング290の厚さ方向において、支持部材202とOリング241とを重ねて配置することができる。したがって、気密端子201周辺において、取り付け構造のために必要な厚みをさらに小さくすることができる。
この発明の実施の形態1に係る電動コンプレッサ10の構成を示す図である。 実施の形態1に係る気密端子101が第1ハウジング190に取り付けられた状態を示す図である。 図2のIII−III線における断面図である。 図1のIV−IV線における断面図である。 実施の形態1の変形例の構成を示す、図2に相当する図である。 実施の形態2の係る気密端子201が第1ハウジング290に取り付けられた状態を示す断面図である。
符号の説明
10 電動コンプレッサ、26 駆動モータ(モータ)、27 モータ室(モータが配置される内部)、101、201、301 気密端子(被取り付け部材)、111〜113 導電部材、131、132、231、232、331〜333 サークリップ(穴用C型止め輪)、131a、132a、231a、232a サークリップ溝(止め輪挿入溝)、141、241 Oリング、190、290、390 第1ハウジング(ベース部材)、190a、290a 肩部、190b、290b 開口。

Claims (12)

  1. 圧縮機構部と、
    前記圧縮機構部を駆動するモータと、
    開口を有するハウジングであって、前記モータが配置される内部と、外部とを隔絶するハウジングと
    を備えた電動コンプレッサにおいて、
    前記電動コンプレッサは部材締結構造を有し、
    前記部材締結構造は、前記ハウジングと、前記開口に配置される気密端子と、複数の穴用C型止め輪とを備え、
    前記気密端子は、支持部材と複数の導電部材とを有し、
    前記穴用C型止め輪は、C字状の本体と、前記本体の両端にそれぞれ設けられた2つの操作用環とを含み、
    前記複数の穴用C型止め輪は、前記開口の周囲を囲む側壁に沿って周状に形成された止め輪挿入溝に挿入されて支持されるとともに、前記支持部材の接触平面と接触し、
    前記部材締結構造は、前記気密端子の、前記ハウジングから離れる方向への移動を、前記複数の穴用C型止め輪によって規制する、電動コンプレッサ。
  2. 前記開口の周囲を囲む前記側壁には、前記止め輪挿入溝の下方に前記開口の中央に向かって突出した肩部が設けられ、
    前記気密端子は前記肩部上に配置され、前記支持部材の上面には、前記止め輪挿入溝に挿入された前記複数の穴用C型止め輪が配置されることによって、前記気密端子の移動が規制される、請求項1に記載の電動コンプレッサ。
  3. 前記複数の穴用C型止め輪は、前記支持部材に、それぞれ単一の前記接触平面において接触し、
    前記接触平面は互いに平行である
    請求項1または2に記載の電動コンプレッサ。
  4. 前記接触平面は互いに同一である、請求項3に記載の電動コンプレッサ。
  5. 前記複数の穴用C型止め輪は、少なくともその2つが互いに対向する向きに配置される
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。
  6. 前記穴用C型止め輪の向きは、前記本体の中央から、前記2つの操作用環の中央を見た方向として定義され、
    前記互いに対向する向きは、互いの向きがなす角度が90°より大きい向きである
    請求項5に記載の電動コンプレッサ。
  7. 前記複数の穴用C型止め輪のいずれの端面側からみても、前記複数の穴用C型止め輪の投影は互いに重ならない、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。
  8. 前記ハウジングと前記気密端子との間に、前記ハウジングの内部と外部とを隔絶するシール構造を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。
  9. 前記シール構造は、前記気密端子の底面をシールするものである、請求項8に記載の電動コンプレッサ。
  10. 前記シール構造は、前記気密端子の側面をシールするものである、請求項8に記載の電動コンプレッサ。
  11. 前記シール構造はOリングを含む構造である、請求項8〜10のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。
  12. 前記モータは三相モータであり、
    前記端子は、3つの前記導電部材を有し、
    前記3つの導電部材は、前記三相モータの各相にそれぞれ対応する
    請求項1〜11のいずれか一項に記載の電動コンプレッサ。
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