JP5007169B2

JP5007169B2 - 電動コンプレッサ

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Publication number: JP5007169B2
Application number: JP2007183102A
Authority: JP
Inventors: 年春渡辺; 豊佐藤; 博匡島口; 正樹渡邉
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: CN101548105B; US20100021320A1; US8360752B2; CN101548105A; JP2008232133A; EP2113664A4; WO2008102697A1; EP2113664A1

Description

本発明は、圧縮機構部と電動モータとが一体化された電動コンプレッサに関する。

圧縮機構部とこの圧縮機構部を駆動する電動モータとが一体化された従来の電動コンプレッサには、さらに電動モータを通電制御するためのモータ駆動回路が設けられたものがある。例えば、特許文献１に開示される電動コンプレッサでは、有底筒状のハウジング（本体ケーシング）内に、端部壁側から電動モータと、スクロール式ポンプとして構成される圧縮機構部と、モータ駆動回路部と、がこの順に収納され、ハウジングの端部壁とは軸方向反対側に設けられた開放口がエンドプレートによって閉止されている。なお、ハウジングの外側には、内燃機関の側面に取り付けるための取付ブラケット（取付脚）が複数突設されている。

そして、ハウジングの開放口側に収納されたモータ駆動回路部は、圧縮機構部を挟んで端部壁側に収納された電動モータとハーネスを介して電気的に接続されるが、このとき、そのハーネスには接続ターミナルが介装され、その接続ターミナルは、モータ駆動回路部と圧縮機構部との間に位置してハウジングの内周部に設けられている。
特開２００５−２５６７００号公報

しかしながら、従来の電動コンプレッサでは、接続ターミナルがハウジング内に配置されてモータ駆動回路部と圧縮機構部との間に位置しているため、それらモータ駆動回路部と圧縮機構部との間は、接続ターミナルを配置するためのスペースが必要となり、結果的にハウジングの軸方向長さが長くなって、電動コンプレッサが軸方向に大型化してしまう。

また、接続ターミナルはハウジングの内部に突出した状態で単に取り付けられるため、
入力振動等により容易に揺動される恐れがあり、その接続ターミナルのシールが難しくなる。

さらに、接続ターミナルは、圧縮機構部に対してハウジングの開放口側に突出しているため、その開放口側から圧縮機構部を組み付ける際に、その組付性が悪化してしまう。

そこで、本発明は、ハウジングが軸方向に長大化されるのを避けるとともに、シール性や圧縮機構部の組付性を向上することが可能な電動コンプレッサを得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、導入された流体を圧縮する圧縮機構部（２０）と、該圧縮機構部（２０）を駆動する電動モータ（３０）と、該電動モータ（３０）の通電を制御するモータ駆動回路部（４０）と、圧縮機構部（２０）、電動モータ（３０）、およびモータ駆動回路部（４０）のうち少なくともいずれか一つを収容するハウジング（１１）と、を備え、当該ハウジング（１１）の外側に取り付け用の取付ブラケット（１７）が部分的に突設された電動コンプレッサ（１０）において、前記ハウジング（１１）に、前記取付ブラケット（１７）から連なってハウジング（１１）の径方向外側に膨出する膨出空間部（５０）が設けられ、この膨出空間部（５０）内に、前記電動モータ（３０）と前記モータ駆動回路部（４０）とを電気的に接続する接続ターミナル（４５）が取り付けられるとともに、前記接続ターミナル（４５）は、本体部（４５ａ）と、前記本体部（４５ａ）から突出する前記電動モータ（３０）側の端子部（４５ｃ）と、前記本体部（４５ａ）から突出する前記モータ駆動回路部（４０）側の端子部（４５ｂ）と、を備え、前記接続ターミナル（４５）の電動モータ（３０）側の端子部（４５ｃ）と、前記電動モータ（３０）から電気接続されるハーネス（４４）の端部の端子部（４４ａ）と、は、いずれか一方が二股状に分岐され他方を挟み込む接続構造であり、且つ前記接続ターミナル（４５）を前記膨出空間部（５０）に形成された挿入穴（５５ａ）に挿入して取り付けると、前記接続ターミナル（４５）の電動モータ（３０）側の端子部（４５ｃ）が前記電動モータ（３０）からのハーネス（４４）の端子部（４４ａ）まで突出して二股状の一方に他方が挟持される構造であることを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、前記接続ターミナル（４５）の電動モータ（３０）側の前記端子部（４５ｃ）及びモータ駆動回路部（４０）側の前記端子部（４５ｂ）のうち取付ブラケット（１７）側の端子部は、前記取付ブラケット（１７）を回避するようにハウジング（１１）の径方向中央側に向けて、軸方向斜めに配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、前記ハウジング（１１）は、前記電動モータ（３０）を収容するリアケース（１２）と、前記圧縮機構部（２０）を収容するミドルケース（１３）と、前記モータ駆動回路部（４０）を収容するフロントケース（１４）と、を備え、前記ミドルケース（１３）を介して、前記フロントケース（１４）と、前記リアケース（１２）と、が接続され、前記膨出空間部（５０）は、前記フロントケース（１４）内または、前記フロントケース（１４）と前記ミドルケース（１３）に跨って形成され、前記接続ターミナル（４５）が、前記ミドルケース（１３）に取り付けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ハウジングの径方向外側に膨出する膨出空間部内に接続ターミナルを取り付けたので、接続ターミナルがハウジング内に収納された圧縮機構部やモータ駆動回路部等と干渉しないため、それら圧縮機構部とモータ駆動回路部との間隔を狭めることができるようになり、ひいては、ハウジングの軸方向長さを短縮化させて電動コンプレッサが軸方向に大型化するのを抑制できる。

また、接続ターミナルを取り付けた前記膨出空間部は、取付ブラケットから連なって膨出しているため、強度が高い該取付ブラケットによって膨出空間部自体の強度を高めることができる。このため、強度が高くなった膨出空間部によって接続ターミナルの支持剛性を高くでき、ひいては、その接続ターミナルのシール部の補強が不要となるため容易にシールすることができる。

さらに、前記接続ターミナルはハウジングから膨出させた前記膨出空間部に配置されるため、その接続ターミナルがハウジングの内部に突出するのを抑制でき、圧縮機構部やモータ駆動回路部の組付性が阻害されるのを避けることができる。また、前記接続ターミナルの電動モータ側の端子部と、前記電動モータから電気接続されるハーネスの端部の端子部と、は、いずれか一方が二股状に分岐され他方を挟み込む接続構造となっているため、ワンタッチで作業が行え、作業性の向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載の作用・効果に加え、前記接続ターミナルの電動モータ側の前記端子部及びモータ駆動回路部側の前記端子部のうち取付ブラケット側の端子部を、前記取付ブラケットを回避するように、ハウジングの径方向中央側に向けて軸方向斜めに配置するため、前記接続ターミナルと前記取付ブラケットとを近接配置できハウジングの小型化につながる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の作用・効果に加え、接続ターミナルをミドルケースに取り付けることで、フロントケースの小型化が図れると共に、接続ターミナルとモータ駆動回路部との距離を大きくでき、接続ターミナルとモータ駆動回路部とをつなぐハーネスを鋭く湾曲させずにすむ。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、電動コンプレッサが自動車の空調装置の冷凍サイクルに適用される場合について例示する。この場合、電動コンプレッサで圧縮する流体は冷凍サイクルの冷媒となる。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる電動コンプレッサの全体斜視図、図２は、電動コンプレッサの縦断面図である。

本実施形態にかかる電動コンプレッサ１０では、図１、図２に示すように、軸方向（図
２中左右方向）に３分割されたリヤケース１２、ミドルケース１３、およびフロントケース１４が結合されてハウジング１１が構成されている。そして、図２に示すように、ミドルケース１３内には圧縮機構部２０が収納され、リヤケース１２内には電動モータ３０が収納され、フロントケース１４内には電動モータ３０の通電を制御するモータ駆動回路部４０が収納されている。

そして、図１に示すように、ミドルケース１３に形成された導入ポート１５からハウジング１１内に導入された冷媒を、圧縮機構部２０で圧縮した後にリヤケース１２に形成された吐出ポート１６から排出するようになっている。

圧縮機構部２０は、ベーンを有するロータリー式として構成され、図２に示すように内周が滑らかな非円形状に形成されたシリンダ室２１を有するシリンダブロック２２と、このシリンダ室２１内に回転自在に収納されたコンプレッサロータ２３と、このコンプレッサロータ２３の外周部に出没自在に配置されて先端がシリンダ室２１の内周に摺接し、周方向に所定間隔をもって複数配置されるベーン２４と、シリンダブロック２２の軸方向両側に配置されてシリンダ室２１の軸方向両側を閉塞するとともに、コンプレッサロータ２３が摺動接触する吸入側および吐出側のサイドブロック２５、２６と、を備えて概略構成されている。

図２中左方の吸入側サイドブロック２５には吸入口（図示せず）が形成されており、上記導入ポート１５から導入された冷媒が当該吸入口を介してシリンダ室２１に導入されるようになっている。また、シリンダブロック２２の外周部または右方の吐出側サイドブロック２６には、シリンダ室２１内の圧縮された冷媒が排出される排出口（図示せず）が形成されている。

したがって、圧縮機構部２０では、コンプレッサロータ２３が電動モータ３０の駆動軸３１によって回転されることにより、ベーン２４の出没を伴いつつシリンダ室２１の周方向の容積が変化して、これにより吸入口からシリンダ室２１に吸入された低圧冷媒が圧縮され、この圧縮された高圧冷媒が排出口から排出される。

そして、排出口から排出された高圧冷媒は、ミドルケース１３の内周と圧縮機構部２０との間の通路を経て、電動モータ３０が収納されたリヤケース１２内を通過した後に吐出ポート１６から吐出されるようになっており、このとき、リヤケース１２を通過する冷媒によって電動モータ３０の発熱部が冷却される。

電動モータ３０は、リヤケース１２の内周に圧入固定される円筒状のステータ３２と、
このステータ３２内に回転自在に収納されるロータ３３と、を備えて構成され、ステータ３２の周方向に等間隔をもって設けられた複数のコイル巻回部が通電されることでステータ３２が励磁されてロータ３３が回転する。

ロータ３３の中心部には駆動軸３１が回転方向に係止して挿通されており、当該駆動軸３１の一端部（図中左端部）が圧縮機構部２０のコンプレッサロータ２３の端部（図中右端部）に非円形嵌合部３１Ｓを介して連結されることにより、駆動軸３１の回転がコンプレッサロータ２３に伝達されるようになっている。

フロントケース１４のミドルケース１３側には、図２に示すように、圧縮機構部２０の支持壁１３Ｍの開口端（図中左端）をふさぐ隔壁１４Ｗが設けられるとともに、その反対側が開放されており、その開放側からモータ駆動回路部４０がフロントケース１４内に収納された後に開放側端がエンドプレート１４Ｅで閉塞される。

モータ駆動回路部４０は基板４１を備えている。この基板４１には回路のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ，ＩＧＢＴ等）などの電子部品を含むインバータが実装されている。

そして、モータ駆動回路部４０と電動モータ３０のステータ３２に設けたコイル巻回部とがハーネス４４によって電気的に接続されるが、そのハーネス４４の途中には接続ターミナルとしてのハーメチックターミナル４５が介在される。
つまり、モータ駆動回路部４０からのハーネス（電線）４４ｂと、電動モータ３０からのハーネス（電線）４４ａと、をハーメチックターミナル４５で連結している。

当該ハーメチックターミナル４５は、本体部４５ａと、本体部４５ａから突出する電動モータ３０側の端子部４５ｃと、同じく本体部４５ａから突出するモータ駆動回路部４０側の端子部４５ｂと、を備えている。

本体部４５ａは、円柱状の挿入部４５ｅと、挿入部４５ｅの端部から径方向外側に突出する円盤状のフランジ部４５ｄと、を備えて構成され、前記端子部４５ｃ、４５ｂは、本体部４５ａを貫通して電気的に接続されている。

ところで、ハウジング１１の外側には、電動コンプレッサ１０をエンジンルーム内、例えば、エンジンのシリンダブロック等に取り付けるための取付ブラケット１７が部分的に突設されている。

すなわち、取付ブラケット１７は、ミドルケース１３の上側、下側（図１，図２参照）
、およびリヤケース１２の端部（図２参照）、の合計３箇所に設けられており、各取付ブラケット１７はリブ状となってミドルケース１３あるいはリヤケース１２の外周に一体に突設されている。そして、各取付ブラケット１７にはハウジング１１の軸方向に対して直角方向に貫通して取付ボルト（図示せず）を挿通する取付穴１７ａが形成されている。

ここで、本実施形態では、ハウジング１１に、取付ブラケット１７から連なってハウジング１１の径方向外側、つまり軸直角方向に膨出する膨出空間部５０が設けられており、この膨出空間部５０内に、ハーメチックターミナル４５が取り付けてられている。

つまり、膨出空間部５０に設けられる取付ブラケット１７はミドルケース１３の上側に配設されており、当該取付ブラケット１７からミドルケース１３のフロントケース１４側部分およびそのフロントケース１４の上側全体を、取付ブラケット１７と略同一高さとなるようにその取付ブラケット１７から一体に膨出形成し、その膨出した部分が膨出空間部５０となっている。

また、膨出空間部５０は、図２に示すように、フロントケース１４の隔壁１４Ｗが延長された延長壁５１によってハウジング１１の軸方向に隔成されている。

膨出空間部５０の延長壁５１よりフロントケース１４側の空間５０ｂは、フロントケース１４の内部空間から連続している。

膨出空間部５０の延長壁５１よりミドルケース１３側の空間５０ａは、ミドルケース１３に貫通形成された連通孔６０を通じて、電動モータ３０を収容するリアケース１２の内部空間と連通していると共に、圧縮機構部２０の支持壁１３Ｍによって支持壁１３Ｍの内部空間と隔成されている。

膨出空間部５０内に配置されるハーメチックターミナル４５は、延長壁５１に取り付けられるようになっており、延長壁５１にはハーメチックターミナル４５の挿通穴５１Ｈが貫通形成され、当該ハーメチックターミナル４５は、この挿通穴５１Ｈを介して膨出空間部５０内で延長壁５１の両側に跨って配置されている。

ハーメチックターミナル４５は、延長壁５１の挿通穴５１Ｈに挿入部４５ｅが差し込まれ、フランジ部４５が延長壁５１の挿通穴５１Ｈの周縁部（シール面４２）に密着した状態で延長壁５１に取り付けられており、これにより挿通穴５１Ｈを密閉している。

なお、膨出空間部５０のうち延長壁５１よりミドルケース側の空間５０ａは、連通孔６０を介してリアケース１２の内部空間と連通しているため、圧縮機構部２０で圧縮する冷媒やオイルが進入してくる。

以上のように、本実施形態の電動コンプレッサ１０によれば、ハウジング１１の径方向外側に膨出する膨出空間部５０内にハーメチックターミナル４５が取り付けられているので、そのハーメチックターミナル４５が、ミドルケース１３内に収納された圧縮機構部２０やフロントケース１４内に収納されたモータ駆動回路部４０等と干渉するのが抑制される。

したがって、圧縮機構部２０とモータ駆動回路部４０との軸方向の間隔を狭めることができるようになり、ひいては、ハウジング１１の軸方向長さを短縮化させて電動コンプレッサ１０が軸方向に大型化するのを抑制できる。

また、ハーメチックターミナル４５が取り付けられる膨出空間部５０は、取付ブラケット１７から連なって膨出しているため、強度が高い該取付ブラケット１７によって膨出空間部５０自体の強度を高めることができる。

このため、強度が高くなった膨出空間部５０によってハーメチックターミナル４５の支持剛性を高くでき、ひいては、そのハーメチックターミナル４５をシールする際に、そのシール部の補強が不要となるため簡単にシールを構成できる。

さらに、ハーメチックターミナル４５はハウジング１１から膨出させた膨出空間部５０に配置されるため、そのハーメチックターミナル４５がハウジング１１の内部に突出するのを抑制できるようになり、圧縮機構部２０やモータ駆動回路部４０の組付け時にハーメチックターミナル４５が障害とならないため、それら圧縮機構部２０やモータ駆動回路部４０の組付性が阻害されるのを避けることができる。

（第２実施形態）図３は、本実施形態にかかる電動コンプレッサの接続ターミナル周辺の拡大図である。電動コンプレッサ１０Ａは、上記第１実施形態にかかる電動コンプレッサ１０と同様の構成要素を備えている。よって、以下では、それら同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ａは、膨出空間部５０が第１実施形態と異なり、フロントケース１４とミドルケース１３とに亘って形成されておらず、フロントケース１４内に形成されている。

フロントケース１４の膨出空間部５０の周壁のうち、ミドルケース１３の端面に接合される壁部分５５には、ハーメチックターミナル４５を取り付けるための挿入穴５５ａが形成されている。また、ミドルケース１３に連通孔６０が貫通形成されている。これら挿入穴５５ａ及び連通孔６０を介して、膨出空間部５０とリアケース内部空間とが連通している。

連通孔６０内には、電動モータ３０からのハーネス４４ａが挿入されており、その端子部５３は二股状に分岐している。

そして、ハーメチックターミナル４５を挿入穴５５ａに取り付けると、電動モータ３０側の端子部４５ｃが挿入穴５５ａを介して連通孔６０内まで突出し、電動モータ３０からのハーネス４４の端子部５３に接続される。

以上のように、本実施形態の電動コンプレッサ１０Ａは、電動モータ３０からのハーネス４４ａの端部の端子部５３を二股状に分岐させ、接続ターミナル４５の電動モータ３０側の端子部４５ｃを挟み込む接続構造としたものである。

かかる構造とすることでワンタッチで作業が行えるため、作業性の向上を図ることができる。

（第３実施形態）図４は、本実施形態にかかる電動コンプレッサの接続ターミナル周辺の拡大図である。本実施形態の電動コンプレッサ１０Ｂにおいて、上記第２実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ａと同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ｂは、上記第２実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ａに対して、図４に示すように、ハーメチックターミナル４５の取付ブラケット１７側の端子部４５ｃを、該取付ブラケット１７を回避するようにハウジング１１の径方向中央側に向けて、軸方向斜めに配置したものである。

かかる構造とすることで、余分なハウジング１１のスペースを拡大することなく実装できる。つまり、ハーメチックターミナル４５と取付ブラケット１７とを軸方向に近接配置でき、ハウジング１１の小型化につながる。

（第４実施形態）図５は、本実施形態にかかる電動コンプレッサの接続ターミナル周辺の拡大図である。本実施形態の電動コンプレッサ１０Ｃにおいて、上記第２〜３実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ａ、１０Ｂと同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ｃは、上記第２〜３実施形態にかかる電動コンプレッサ１０Ａ、１０Ｂに対して、ハーメチックターミナル４５をミドルケース１３に取り付けた点で異なる。

つまり、ハーメチックターミナル４５の挿入部４５ｅを挿入する挿入穴５７がミドルケース１３に形成されていると共に、ハーメチックターミナル４５のフランジ部４５ｄを密着させるシール面４２もミドルケース１４に形成されている。

かかる構成とすることで、ハーメチックターミナル４５とフロントケース１４内のモータ駆動回路部４０との距離を大きくすることができ、ハーメチックターミナル４５とモータ駆動回路部４０とを接続するハーネス４４ｂが鋭く湾曲することを防止でき、信頼性が向上する。また、余分なフロントケース１４のスペースを削減でき小型化が図れる。

なお、図３〜図５中、モータ駆動回路部４０からのハーネス４４ｂ及び電動モータからのハーネス４４ａは破断して一部省略して図示している。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、空調装置の冷凍サイクルに用いる電動コンプレッサには限定されないし、電動コンプレッサで扱う流体も冷媒には限定されない。また、圧縮機は偏心ローラタイプのロータリー式でもよいし、ロータリー式以外であってもよい。

本発明の一実施形態にかかる電動コンプレッサの全体斜視図である。本発明の一実施形態にかかる電動コンプレッサの縦断面図である。本発明の第２実施形態にかかるハーメチックターミナル部の拡大図である。本発明の第３実施形態にかかるハーメチックターミナル部の拡大図である。本発明の第４実施形態にかかるハーメチックターミナル部の拡大図である。

符号の説明

１０電動コンプレッサ
１１ハウジング
１７取付ブラケット
２０圧縮機構部
３０電動モータ
４０モータ駆動回路部
４５ハーメチックターミナル（接続ターミナル）
５０膨出空間部

Claims

導入された流体を圧縮する圧縮機構部（２０）と、該圧縮機構部（２０）を駆動する電動モータ（３０）と、該電動モータ（３０）の通電を制御するモータ駆動回路部（４０）と、圧縮機構部（２０）、電動モータ（３０）、およびモータ駆動回路部（４０）のうち少なくともいずれか一つを収容するハウジング（１１）と、を備え、当該ハウジング（１１）の外側に取り付け用の取付ブラケット（１７）が部分的に突設された電動コンプレッサ（１０）において、
前記ハウジング（１１）に、前記取付ブラケット（１７）から連なってハウジング（１
１）の径方向外側に膨出する膨出空間部（５０）が設けられ、この膨出空間部（５０）内に、前記電動モータ（３０）と前記モータ駆動回路部（４０）とを電気的に接続する接続ターミナル（４５）が取り付けられるとともに、
前記接続ターミナル（４５）は、本体部（４５ａ）と、前記本体部（４５ａ）から突出する前記電動モータ（３０）側の端子部（４５ｃ）と、前記本体部（４５ａ）から突出する前記モータ駆動回路部（４０）側の端子部（４５ｂ）と、を備え、
前記接続ターミナル（４５）の電動モータ（３０）側の端子部（４５ｃ）と、前記電動モータ（３０）から電気接続されるハーネス（４４）の端部の端子部（４４ａ）と、は、いずれか一方が二股状に分岐され他方を挟み込む接続構造であり、且つ
前記接続ターミナル（４５）を前記膨出空間部（５０）に形成された挿入穴（５５ａ）に挿入して取り付けると、前記接続ターミナル（４５）の電動モータ（３０）側の端子部（４５ｃ）が前記電動モータ（３０）からのハーネス（４４）の端子部（４４ａ）まで突出して二股状の一方に他方が挟持される構造であることを特徴とする電動コンプレッサ（１０）。
前記接続ターミナル（４５）の電動モータ（３０）側の前記端子部（４５ｃ）及びモータ駆動回路部（４０）側の前記端子部（４５ｂ）のうち取付ブラケット（１７）側の端子部は、前記取付ブラケット（１７）を回避するようにハウジング（１１）の径方向中央側に向けて、軸方向斜めに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサ（１０）。
前記ハウジング（１１）は、前記電動モータ（３０）を収容するリアケース（１２）と、前記圧縮機構部（２０）を収容するミドルケース（１３）と、前記モータ駆動回路部（４０）を収容するフロントケース（１４）と、を備え、
前記ミドルケース（１３）を介して、前記フロントケース（１４）と、前記リアケース（１２）と、が接続され、
前記膨出空間部（５０）は、前記フロントケース（１４）内または、前記フロントケース（１４）と前記ミドルケース（１３）に跨って形成され、
前記接続ターミナル（４５）が、前記ミドルケース（１３）に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動コンプレッサ（１０）。