JP5045550B2 - 電動コンプレッサ - Google Patents

Description

この発明は電動コンプレッサに係り、特に、気密端子の抜け止め構造に関する。

内蔵する電動モータによって駆動される電動コンプレッサにおいて、ハウジングの外部から電動モータに電力を供給しつつ、ハウジング内の気密を保つための部材として気密端子が用いられる。例えば、特許文献１に記載の電動コンプレッサによれば、ハウジングを貫通する開口が設けられ、この開口内に気密端子が組み付けられる。開口は、ハウジングの外部側に位置する大径部と内部側に位置する小径部とを有しており、これらの境界である肩部に、気密端子が係止される。肩部と気密端子との間には、ハウジング内の気密を保つためのＯリングが設けられており、Ｏリングを圧縮した状態で２つのサークリップを取り付けることによって、気密端子が固定される。

特開２００７−１２８７５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動コンプレッサでは、気密端子の組付け時において、Ｏリングを圧縮した状態で気密端子を保持しつつ、２つのサークリップを取り付ける作業が必要となる。また、サークリップは表裏逆向きでの取り付けが不可であるため、その向きの確認作業や修正作業も必要となる。さらに、ハウジングの製造時において、開口の内周面にサークリップ用の溝を形成するための加工も必要となる。すなわち、特許文献１に記載の電動コンプレッサは、気密端子の組付けや部品加工に多くの工数を要するため、製造コストを低減することが困難であるという問題点を有していた。
また、特許文献１に記載の電動コンプレッサのように電動コンプレッサのハウジングにサークリップを用いて、気密端子を取り付ける以外に、前記ハウジングと気密端子とをボルトで固定するものも存在する。この場合も、気密端子の組付け時において、ボルトで固定する作業が必要となる。また、前記ハウジング及び気密端子にボルトで固定するためのボルト貫通孔を形成する必要がある。すなわち、電動コンプレッサのハウジングに気密端子をボルトで固定する場合も特許文献１に記載の電動コンプレッサ同様、気密端子の組付けや部品加工に多くの工数を要するため、製造コストを低減することが困難であるという問題点を有していた。

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、部品点数を削減するとともに、気密端子の組付けや部品加工に要する工数を削減して、製造コストを低減した電動コンプレッサを提供することを目的とする。

この発明に係る電動コンプレッサは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動モータと、圧縮機構部及び電動モータを内部に収容するハウジングと、ハウジングの外部に設けられ、電動モータに電力を供給するインバータと、ハウジングに設けられる貫通孔内に配置され、電動モータとインバータとを電気的に接続するための気密端子と、ハウジングの外部に設けられ、インバータ及び気密端子を覆うインバータカバーとを備える電動コンプレッサにおいて、インバータカバー内には、気密端子に当接可能な当接部材が配置されており、当接部材は、インバータカバーをハウジングに固定することによって、気密端子に当接し、気密端子は、当接部材に当接することによって、ハウジングの貫通孔内に保持されることを特徴とするものである。

気密端子を覆うインバータカバー内に、インバータカバーをハウジングに固定することによって気密端子と当接する当接部材を配置するとともに、気密端子が、当接部材に当接することによってハウジングの貫通孔内に保持されるように構成したので、電動コンプレッサの運転時にハウジング内の内圧が上昇しても、気密端子が貫通孔から抜けることがない。気密端子を貫通孔内に保持するために、サークリップ等の止め具を必要としないので、止め具を取り付ける作業や、止め具用の溝等を設ける加工を行なう必要もなくなる。したがって、電動コンプレッサにおいて、部品点数を削減するとともに、気密端子の組付けや部品加工に要する工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。

気密端子は、ハウジングの貫通孔内に配置される端子本体と、端子本体を貫通して固定され、インバータと電動モータとを電気的に接続する導電部材とを有しており、当接部材は、気密端子の導電部材に当接してもよい。
気密端子は、ハウジングの貫通孔内に配置される端子本体と、端子本体を貫通して固定され、インバータと電動モータとを電気的に接続する導電部材とを有しており、当接部材は、気密端子の端子本体に当接してもよい。端子本体と導電部材との接合部を介することなく端子本体が直接保持されるため、端子本体と導電部材との接合部の破損を防止することが可能となる。

当接部材は、インバータと気密端子とを電気的に接続するコネクタであって、インバータカバーとコネクタとは、互いに別体の部材であってもよい。
当接部材は、インバータと気密端子とを電気的に接続するコネクタであって、インバータとコネクタとは、一体として形成されてもよい。
インバータカバーをハウジングに固定すればインバータと気密端子とが電気的に接続されるため、インバータと気密端子との間の配線作業が不要となり、製造コストがさらに低減される。

この発明によれば、電動コンプレッサにおいて、部品点数を削減するとともに、気密端子の組付けや部品加工に要する工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。

以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係る電動コンプレッサ１を示す。尚、電動コンプレッサ１における前後方向及び上下方向を、図１に示す矢印によって規定する。
電動コンプレッサ１は、モータハウジング２を備えている。モータハウジング２の前方側の端部にはフロントハウジング３が設けられており、モータハウジング２とフロントハウジング３とが、複数のボルト４によって接合されている。モータハウジング２は、後方側に底部２ａを有する略円筒形状の部材であって、その内部には、前方側に開口する空間部５が形成されている。空間部５内には、電動モータ１１と、電動モータ１１によって駆動される圧縮機構部３１とが収容されている。ここで、モータハウジング２及びフロントハウジング３は、電動コンプレッサ１におけるハウジングを構成する。

電動モータ１１は、空間部５内に回転可能に設けられた駆動軸１２を備えている。駆動軸１２の外周面には、中空の円筒形状を有するロータ１３が設けられており、駆動軸１２とロータ１３とが一体として回転するように固定されている。また、ロータ１３の外周部にはステータ１４が配置されており、ステータ１４にはコイル１５が巻回されている。駆動軸１２はロータ１３を貫通しており、その後方側の端部は、モータハウジング２の底部２ａに嵌入されたベアリング１６によって回転可能に支持されている。一方、駆動軸１２の前方側の端部は、電動モータ１１と圧縮機構部３１との間に配置された軸支持部材２１を貫通するとともに、軸支持部材２１に嵌入されたベアリング１７によって回転可能に支持されている。

電動モータ１１は三相同期モータであって、電動モータ１１に三相交流電力を供給するためのインバータ６が、モータハウジング２の外部に設けられている。モータハウジング２の外周面において、その上方側に位置する部位には平坦部２ｂが設けられており、インバータ６は、平坦部２ｂの一部が窪んで形成された載置部２ｃ上に設けられている。また、平坦部２ｂ上には、インバータ６を覆うインバータカバー７が、複数のボルト９（図４参照）によってモータハウジング２に固定されており、その内部にインバータ収容室８が形成されている。インバータ収容室８内において、平坦部２ｂのインバータ６の前方側に位置する部位には、モータハウジング２の外部側であるインバータ収容室８から、内部側である空間部５に貫通する貫通孔２ｄが形成されている。貫通孔２ｄ内には、インバータ６と電動モータ１１とを電気的に接続するための気密端子４１が設けられている。

ここで、気密端子４１周辺の構造について、図２〜４を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、気密端子４１は、モータハウジング２の貫通孔２ｄ内に配置される端子本体４２を備えている。貫通孔２ｄは、モータハウジング２の外部側に位置する大径部２ｅと、内部側に位置し、大径部２ｅより小さい開口面積を有する小径部２ｆとを有している。端子本体４２は、大径部２ｅと小径部２ｆとの間に形成された段差である肩部２ｇ上に配置されている。また、気密端子４１は、端子本体４２を貫通する円筒状の部材である導電部材４３を備えている。導電部材４３は、端子本体４２に設けられた孔４２ｃ内を貫通しており、孔４２ｃの内周面と導電部材４３の外周面４３ａとの間に塗布された絶縁性の接着剤４４によって、端子本体４２と導電部材４３とが一体として固定されている。

導電部材４３の上方側の先端部４３ｂは、インバータ収容室８内に延出している。インバータ収容室８内において、気密端子４１に対向するインバータカバー７の内部壁面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、インバータ６と導電部材４３とを電気的に接続するためのコネクタ４６が嵌入されている。コネクタ４６は、例えば樹脂等の絶縁性の材料からなる部材であって、その下方側の端部には、導電部材４３の先端部４３ｂが挿入される孔である接続部４６ａが形成されている。接続部４６ａ内には図示しない接続端子が設けられており、この接続端子は、図示しないリード線を介してインバータ６に電気的に接続されている。したがって、導電部材４３が接続部４６ａ内に挿入されると、インバータ６と導電部材４３とが電気的に接続されるようになっている。ここで、インバータカバー７内に配置されたコネクタ４６は、インバータカバー７とは別体の当接部材である。

また、導電部材４３の先端部４３ｂは接続部４６ａの底部に当接しており、モータハウジング２の内部側から外部側、すなわち図２の下方側から上方側に移動することを拘束されている。すなわち、インバータカバー７に設けられたコネクタ４６は、インバータカバー７をモータハウジング２に固定することによって気密端子４１の導電部材４３に当接する。気密端子４１の導電部材４３とコネクタ４６とが当接すると、インバータカバー７をモータハウジング２に対して固定するボルト９（図４参照）の押し付け力によって導電部材４３が押さえ付けられる。端子本体４２と導電部材４３とは、これらの間に塗布された接着剤４４によって一体として固定されているため、これらの間の接着力を介して、端子本体４２が貫通孔２ｄの肩部２ｇに押さえ付けられる。このように、気密端子４１がモータハウジング２の貫通孔２ｄ内に保持されるようになっている。

また、端子本体４２の側壁４２ａにおいて、下方側に位置する部位の一部には、大径部２ｅの内周面及び肩部２ｇとの間に隙間を形成する窪み部４２ｂが形成されており、窪み部４２ｂの外周部には、密封手段としてのＯリング４５が設けられている。大径部２ｅと窪み部４２ｂとの間にＯリング４５が挟持されることによって、モータハウジング２の内部側である空間部５と、外部側であるインバータ収容室８とが隔絶されており、モータハウジング２内の気密性が保たれている。また、空間部５内に延出する導電部材４３には、電動モータ１１と導電部材４３とを電気的に接続するためのクラスタブロック４７が接続されている。クラスタブロック４７は、図示しない接続端子及びリード線を有しており、導電部材４３を接続端子に挿入することによって、電動モータ１１と導電部材４３とが電気的に接続される。

ここで、モータハウジング２の上方側からみた気密端子４１を図３に示す。気密端子４１は３つの導電部材４３を備えており、これらの導電部材４３は、それぞれ電動モータ１１の三相の１つに対応している。端子本体４２は、互いに平行に延びる２本の線分の端点同士を半円で結んだトラック型の形状を有しており、３つの導電部材４３は、端子本体４２の両端にある半円の中心同士を結んだ直線上に一列に配置されている。また、図４に示すように、コネクタ４６の接続部４６ａは、３つの導電部材４３に対応する３箇所に設けられている。３箇所の接続部４６ａには、それぞれインバータ６から出力される三相交流電力の各相のうちの１つが供給されるように構成されている。

図１に戻って、軸支持部材２１を貫通した駆動軸１２の前方側の端部には、圧縮機構部３１が接続されている。圧縮機構部３１は、モータハウジング２に対して固定される固定スクロール３２と、固定スクロール３２の後方側に配置され、モータハウジング２に対して旋回可能に設けられる旋回スクロール３３とを有している。駆動軸１２の先端部には、駆動軸１２の軸中心線から偏心した偏心部１２ａが設けられており、駆動軸１２と旋回スクロール３３とが、偏心部１２ａ、ブッシュ２４、及び旋回スクロール３３の後端部に嵌入されたベアリング３５を介して連結されている。

固定スクロール３２は、後方側に突出する固定ラップ３２ａを有しており、旋回スクロール３３は、固定スクロール３２の固定ラップ３２ａに対向するように前方側に突出する旋回ラップ３３ａを有している。固定スクロール３２と旋回スクロール３３との間には、固定ラップ３２ａと旋回ラップ３３ａとによって仕切られた空間である圧縮室３４が形成されている。また、軸支持部材２１の前端部にはピン２３の一端が嵌入されている。ピン２３の他端は、旋回スクロール３３の後端部に形成された凹部３３ｂ内に挿入されており、旋回スクロールの自転が防止している。

また、電動コンプレッサ１の後方側において、モータハウジング２の内部には、モータハウジング２と電動モータ１１とによって閉成された吸入側空間ＩＮが形成されている。吸入側空間ＩＮは、モータハウジング２に設けられた図示しない吸入ポートを介して、外部冷媒回路の一端に接続される。一方、電動コンプレッサ１の前方側において、フロントハウジング３の内部には、フロントハウジング３と圧縮機構部３１とによって閉成された吐出側空間ＯＵＴが形成されている。吐出側空間ＯＵＴは、フロントハウジング３に設けられた吐出ポート３ａを介して、外部冷媒回路の他端に接続される。

吸入側空間ＩＮと圧縮室３４とは、モータハウジング２に形成された図示しない吸入通路を介して連通している。また、固定スクロール３２の中央部には吐出口３２ｂと吐出弁３６とが設けられており、圧縮室３４と吐出側空間ＯＵＴとが、吐出口３２ｂ及び吐出弁３６を介して連通している。

以上のように構成された電動コンプレッサ１において、その外部からインバータ６に直流電力が供給されると、インバータ６は直流電力を三相交流電力に変換する。インバータ６によって変換された三相交流電力は、コネクタ４６、気密端子４１の導電部材４３、及びクラスタブロック４７を順次介して電動モータ１１のコイル１５に供給される。コイル１５に電力が供給されると、駆動軸１２とロータ１３とが一体として回転して、圧縮機構部３１の旋回スクロール３３を旋回させる。

旋回スクロール３３が旋回すると、固定スクロール３２と旋回スクロール３３との間に形成された圧縮室３４の容積が変化して、外部冷媒回路内の冷媒が、吸入側空間ＩＮ及び図示しない吸入通路を介して圧縮室３４内に吸入される。圧縮室３４内に吸入された冷媒は旋回スクロール３３の旋回に伴って圧縮され、固定スクロール３２の吐出口３２ｂ及び吐出弁３６を介して吐出側空間ＯＵＴに吐出される。吐出側空間ＯＵＴに吐出された冷媒は、フロントハウジング３の吐出ポート３ａを介して外部冷媒回路に吐出され、外部冷媒回路内を循環して、再び吸入側空間ＩＮに吸入される。

次に、この発明の実施の形態１に係る電動コンプレッサ１における気密端子４１の組付け方法について説明する。
図２に示すように、まず、モータハウジング２内に電動モータ１１が嵌入される。次いで、端子本体４２の窪み部４２ｂにＯリング４５が設けられ、気密端子４１とＯリング４５とが、貫通孔２ｄの大径部２ｅ内に配置される。気密端子４１が大径部２ｅ内に配置されると、インバータカバー７が複数のボルト９によってモータハウジング２に固定される。インバータカバー７の凹部７ａには、予めコネクタ４６が嵌入されている。ここで、気密端子４１を先にコネクタ４６に取り付けた後に、インバータカバー７をモータハウジング２に固定することも可能である。次いで、空間部５内に延出する導電部材４３の先端部４３ｃにクラスタブロック４７が取り付けられると、インバータ６と電動モータ１１とが電気的に接続される。

このように、気密端子４１を覆うインバータカバー７内に、インバータカバー７をモータハウジング２に固定することによって気密端子４１と当接するコネクタ４６を配置するとともに、気密端子４１が、コネクタ４６に当接することによってモータハウジング２の貫通孔２ｄ内に保持されるように構成したので、電動コンプレッサ１の運転時にモータハウジング２の内圧が上昇しても、気密端子４１が貫通孔２ｄから抜けることがない。気密端子４１を貫通孔２ｄ内に保持するために、サークリップ等の止め具を必要としないので、止め具を取り付ける作業や、止め具用の溝等を設ける加工を行なう必要もなくなる。したがって、電動コンプレッサ１において、部品点数を削減するとともに、気密端子の組付けや部品加工に要する工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。

また、コネクタ４６を、気密端子４１を貫通孔２ｄ内に保持するための当接部材としたので、インバータカバー７をモータハウジング２に固定すれば、インバータ６と気密端子４１とが電気的に接続される。したがって、インバータ６と気密端子４１との間の配線作業が不要となり、製造コストがさらに低減される。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る電動コンプレッサについて説明する。尚、以下の実施の形態において、図１〜４の参照符号と同一の符号は同一または同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図５に、この実施の形態２に係る電動コンプレッサにおける気密端子４１周辺の構造を示す。実施の形態２に係る電動コンプレッサは、実施の形態１におけるコネクタ４６の代わりに、以下に説明するコネクタ５６を用いて構成したものである。

インバータカバー７の凹部７ａには、コネクタ５６が嵌入されている。コネクタ５６は、気密端子４１の導電部材４３が挿入される孔である接続部５６ａを有している。接続部５６ａは、図示しないリード線を介してインバータ６に電気的に接続されており、接続部５６ａ内に導電部材４３が挿入されることによって、インバータ６と導電部材４３とが電気的に接続される。コネクタ５６の底面５６ｂは下方側に延びており、端子本体４２の上面４２ｅに当接している。また、導電部材４３の先端部４３ｂと、接続部５６ａの底部との間には隙間５６ｃが形成されている。すなわち、気密端子４１は、端子本体４２の上面４２ｅに当接するコネクタ５６に押さえ付けられることによって、モータハウジング２の貫通孔２ｄ内に保持された状態となっている。その他の構成については実施の形態１と同様である。

このように、コネクタ５６を端子本体４２に当接させたので、気密端子４１が、端子本体４２と導電部材４３との間に塗布された接着剤４４の接着力を介することなく貫通孔２ｄ内に保持される。したがって、端子本体４２と導電部材４３との接合部の破損を防止することが可能となる。

実施の形態１及び２において、電動コンプレッサはスクロール式の圧縮機構部を備えるものとして説明したが、気密端子を用いて構成される電動コンプレッサであれば他の方式の圧縮機構部とすることも可能であり、スクロール式に限定するものではない。
また、実施の形態１及び２において、コネクタはインバータカバーの内部壁面に設けられた孔に嵌入されたが、インバータカバーとコネクタとが互いに別体の部材であることに限定するものではなく、これらを一体の部材として形成することも可能である。
また、実施の形態１、２において、コネクタを介して気密端子が保持されるように構成されたが、当接部材がコネクタであることに限定するものではなく、インバータカバー自体を気密端子に当接させて気密端子を保持することも可能である。
また、実施の形態１、２において、貫通孔２ｄは、楕円形状に形成されていたが、楕円形状に限らず、円形形状、四角形状などであってもよい。
さらに、実施の形態１、２において、気密端子４１の端子本体４２は、貫通孔２ｄに形成された大径部２ｅと小径部２ｆとの間に形成される段差である肩部２ｇ上に配置されていた。しかし、実施の形態１、２のように軸支持部材２１が気密端子４１と対向するように配置されており、気密端子４１がモータハウジング２の外部から内部へ移動することを規制することができるのであれば、貫通孔に肩部が形成されていなくてもよい。この場合、当然、気密端子４１の導電部材４３がクラスタブロック４７に接続されていてもよい。すなわち、気密端子４１と軸支持部材２１との間にクラスタブロック４７が配置されており、クラスタブロック４７と軸支持部材２１とが対向することによって気密端子４１がモータハウジング２の外部から内部へ移動することを規制するものであってもよい。
また、実施の形態１、２における貫通孔２ｄに形成された肩部２ｇをなくす構成として、気密端子４１につば部を設け、コネクタ４６、５６が気密端子４１に当接することによって、前記つば部がモータハウジング２の平坦部２ｂに押し付けられることによって、気密端子４１がハウジング２の外部から内部へ移動することを規制してもよい。

この発明の実施の形態１に係る電動コンプレッサを示す断面側面図である。 この実施の形態１に係る電動コンプレッサにおける気密端子周辺の構造を示す部分拡大断面側面図である。 この実施の形態１に係る電動コンプレッサにおける気密端子を示す上面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ断面を概略的に示す断面平面図である。 この発明の実施の形態２に係る電動コンプレッサにおける気密端子周辺の構造を示す部分拡大断面側面図である。

符号の説明

１ 電動コンプレッサ、２ モータハウジング（ハウジング）、２ｄ 貫通孔、３ フロントハウジング（ハウジング）、５ 空間部（ハウジングの内部）、６ インバータ、７ インバータカバー、１１ 電動モータ、３１ 圧縮機構部、４１ 気密端子、４２ 端子本体、４３ 導電部材、４６，５６ コネクタ（当接部材）。

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、
   前記圧縮機構部を駆動する電動モータと、
   前記圧縮機構部及び前記電動モータを内部に収容するハウジングと、
   前記ハウジングの外部に設けられ、前記電動モータに電力を供給するインバータと、
   前記ハウジングに設けられる貫通孔内に配置され、前記電動モータと前記インバータとを電気的に接続するための気密端子と、
   前記ハウジングの外部に設けられ、前記インバータ及び前記気密端子を覆うインバータカバーと
   を備える電動コンプレッサにおいて、
   前記インバータカバー内には、前記気密端子に当接可能な当接部材が配置されており、
   前記当接部材は、前記インバータカバーを前記ハウジングに固定することによって、前記気密端子に当接し、
   前記気密端子は、前記当接部材に当接することによって、前記ハウジングの前記貫通孔内に保持されることを特徴とする電動コンプレッサ。
2. 前記気密端子は、
   前記ハウジングの前記貫通孔内に配置される端子本体と、
   前記端子本体を貫通して固定され、前記インバータと前記電動モータとを電気的に接続する導電部材と
   を有しており、
   前記当接部材は、前記気密端子の前記導電部材に当接する請求項１に記載の電動コンプレッサ。
3. 前記気密端子は、
   前記ハウジングの前記貫通孔内に配置される端子本体と、
   前記端子本体を貫通して固定され、前記インバータと前記電動モータとを電気的に接続する導電部材と
   を有しており、
   前記当接部材は、前記気密端子の前記端子本体に当接する請求項１に記載の電動コンプレッサ。
4. 前記当接部材は、前記インバータと前記気密端子とを電気的に接続するコネクタであって、前記インバータカバーと前記コネクタとは、互いに別体の部材である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動コンプレッサ。
5. 前記当接部材は、前記インバータと前記気密端子とを電気的に接続するコネクタであって、前記インバータと前記コネクタとは、一体として形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動コンプレッサ。

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