JP5118449B2

JP5118449B2 - 電動圧縮機の端子装置

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Publication number: JP5118449B2
Application number: JP2007298970A
Authority: JP
Inventors: 正則田口; 昌彦尾坂; 茂幸小山; 英司小林
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-11-19
Also published as: WO2009066619A1; EP2230405A1; CN101868625B; JP2009121432A; CN101868625A; US20100247353A1

Description

本発明は、電動圧縮機の端子装置に関し、とくに、被圧縮流体（例えば、冷媒）に含有される潤滑油の種類を安価なものに変更可能で、かつ、潤滑油を変更した場合にも構造を単純化しつつ良好な絶縁性を確保できるとともに所望の通電性を確保可能な電動圧縮機の端子装置に関する。

従来から、電動圧縮機の内蔵電動機への給電を密封端子装置（ハーメチック端子とも呼ばれている。）を用いて行うようにした構造が知られている（例えば、特許文献１）。このような従来の電動圧縮機の端子装置においては、例えば図５に示すように、圧縮機ハウジング１０１の所定位置に、端子板１０２に複数の端子１０３を密封絶縁状態（例えば、ガラスを介した密封絶縁状態）にて貫通させて保持させた密封端子装置１０４を取り付け、この密封端子装置１０４の各密封端子１０３の内端に、樹脂ハウジング１０５内に複数の入力用雌端子１０６が保持されたクラスタ１０７の各入力用雌端子１０６を嵌合等により電気的に接続し、入力用雌端子１０６に接続された給電用電線１０８を通して内蔵電動機のステータ巻線へと通電を確保するようになっている。通電性の確保のために、入力用雌端子１０６とともに密封端子１０３の接続部には、導電性の高い銅製端子等が使用されている。

また、圧縮機で圧縮する被圧縮流体（例えば、冷媒Ｒ１３４ａ）には、一般に圧縮機の各部潤滑等のために潤滑油が含有されており、電動機内蔵の電動圧縮機では、内蔵電動機冷却等のために、潤滑油含有被圧縮流体が、電動機収容部にも存在され（通過され）端子装置の電動機収容部側に接触するため、この部位に高い絶縁性が要求される。とくに上記のような密封端子１０３の内端にクラスタ１０７が接続される構造では、嵌合やかしめ等による通電部の接続構造が存在するため隙間部分が多くなり、そこに潤滑油含有被圧縮流体が流入して絶縁性が低下しやすくなるので、潤滑油を通しての漏電等を防止するためには、高い絶縁性が要求される。上記のような従来の電動圧縮機においては、通常、家電等に一般的に用いられているポリオールエステル系オイルが潤滑油として使用されており、このポリオールエステル系オイルはオイル自体が比較的高い絶縁性を有しているため、絶縁不良に関する問題は発生していない。
特開２００６−４２４０９号公報

ところが、上記ポリオールエステル系オイルは、高価であるため、潤滑油をより安価なもの、とくにポリアルキレングリコール系オイルに変更したいとの要求がある。しかし、ポリアルキレングリコール系オイルは、ポリオールエステル系オイルに比べて絶縁性能が低いため、図５に示したような従来のクラスタ端子構造のまま潤滑油の種類を変更するのでは、絶縁性能に不安が残る。また、端子装置のコストダウンをはかるために、その接続端子部について、より安価な鉄製部材を使用することも考えられるが、図５に示したようなクラスタ端子構造のまま鉄製部材に変更すると、通電性能に不安が残ることとなる。

そこで本発明の課題は、ポリアルキレングリコール系オイルを被圧縮流体含有潤滑油として用いた場合にも十分に高い絶縁性能を発揮可能で、かつ、クラスタを用いなくて済む構造としつつ高い通電性能を確保可能な、簡単な構造で安価に構成可能な電動圧縮機の端子装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電動圧縮機の端子装置は、潤滑油含有被圧縮流体が存在する圧縮機構駆動用電動機収容部と該電動機への給電回路部との間に配置され該両側部位間を隔離する隔壁と、該隔壁を密封絶縁状態にて貫通して延びる前記電動機への給電用端子部材とを備えた電動圧縮機の端子装置において、前記端子部材を鉄製ボルト状部材に構成するとともに、該端子部材の前記電動機収容部側端部に、前記電動機への給電用引き出し線の端部をかしめて直接接続し、前記端子部材の前記両側部位間にわたる通電部が絶縁ワニスで覆われていることを特徴とするものからなる。

このような電動圧縮機の端子装置においては、端子部材が鉄製ボルト状部材に構成され、従来の銅製の端子部材を使用したクラスタ構造を用いることなく、鉄製ボルト状部材の内端（電動機収容部側端部）に電動機への給電用引き出し線の端部がかしめにより直接接続される。端子部材は通電部材を構成するが、この端子部材が鉄製であっても、その厚みや径を適切に設定することにより、かつ、引き出し線端部とのかしめ接続構造を適切に設定することにより、従来の銅製の端子部材を使用した場合と同等の通電性能を得ることが可能になる。また、クラスタ構造を用いないでも済むことから、潤滑油含有被圧縮流体が進入しやすい不要な隙間部位等の発生を抑えることが可能になり、容易に高い絶縁性能を実現できる。高い絶縁性能を確保できることから、被圧縮流体含有潤滑油として絶縁性能の低いポリアルキレングリコール系オイルを用いた場合にも、必要かつ十分に高い絶縁性を維持できるようになる。さらに、端子部材を鉄製ボルト状部材にするとともに、クラスタを不要化したことにより、端子装置の大幅なコストダウンと構造の簡素化が可能になる。

とくに、上記端子部材の上記電動機収容部側端部に、電動機への給電用引き出し線の端部における通電線（引き出し線の芯線、例えば、その延長部が電動機のステータの巻き線となる通電線）の挿入部と、該挿入部に挿入された通電線をかしめるかしめ操作部とが形成されている構造を採用すれば、鉄製の部材であっても上記直接接続のためのかしめ作業を極めて容易に行うことができるようになり、かつ、容易に所定の電気的接続性能をより確実に実現できるようになる。

また、本発明に係る電動圧縮機の端子装置においては、端子部材の前記両側部位間にわたる通電部が絶縁ワニスで覆われている構造を採用し、これによって、端子部材の所定の通電部を絶縁ワニスで覆うだけの簡単な構造にて、この部分の絶縁性が大幅に向上される。その結果、被圧縮流体含有潤滑油として絶縁性能の低いポリアルキレングリコール系オイルを用いた場合にも、必要かつ十分に高い絶縁性能をより確実に発揮することが可能となる。

上記絶縁ワニスには、例えば電着ワニスを使用できる。電着ワニスとすることにより、簡単に、均一な膜厚で絶縁層を形成でき、所望の範囲にわたって容易に所望の絶縁性が得られる。

上記被圧縮流体に含有される潤滑油としては、例えば、前述したようなより安価なポリアルキレングリコール系オイルが用いられることが好ましい。ポリアルキレングリコール系オイル自体の絶縁性はポリオールエステル系オイルに比べて低いものの、鉄製ボルト状部材からなる端子部材の給電用引き出し線へのかしめによる直接接続構造により、さらには上記絶縁ワニス被覆構造により、十分に高い絶縁性を確保しつつ必要な通電性を確保することが可能になる。

本発明に係る電動圧縮機の端子装置においては、上記隔壁としては、例えば、圧縮機ハウジングから構成することができる。また、圧縮機ハウジングを開放構造に形成しておき、蓋部材、例えば給電回路部の支持部材を兼ねた蓋部材により、圧縮機ハウジング開放部を密閉するようにし、この蓋部材に上記隔壁機能を持たせることも可能である。

また、本発明に係る電動圧縮機の端子装置は、絶縁性能の向上や、端子装置部の構造の簡素化、低コスト化が要求されるあらゆる電動圧縮機に適用可能であるが、とくに大量生産され、全体の低コスト化、使用潤滑油の低コスト化が強く要求される車両用空調装置に用いられる圧縮機に好適なものである。

なお、本発明における電動圧縮機とは、圧縮機構の駆動源として電動機のみを内蔵した電動圧縮機に加え、外部駆動源（例えば、車両のエンジンや、車両走行用の電動機等）のみにより駆動される第１圧縮機構と、内蔵電動機のみにより駆動される第２圧縮機構とを１台の圧縮機内にともに有し、第１圧縮機構と第２圧縮機構を選択的にあるいは同時に駆動できるようにした、いわゆるハイブリッド圧縮機も含み、後者の場合には、その内蔵電動機の端子装置に本発明を適用できる。

本発明に係る電動圧縮機の端子装置によれば、鉄製ボルト状部材からなる端子部材の内端にかしめにより電動機への給電用引き出し線の端部を直接接続したので、従来の銅製の端子部材を使用したクラスタ構造を用いなくて済み、この部分の構造を大幅に簡素化して端子装置の大幅なコストダウンが可能になるとともに、鉄製ボルト状部材からなる端子部材の構造を適切に設定することにより、高い絶縁性能と信頼性の高い通電性能を確保できる。高い絶縁性能を確保できるので、被圧縮流体含有潤滑油として絶縁性能の低いポリアルキレングリコール系オイルを用いた場合にも、必要かつ十分に高い絶縁性を維持できるようになる。

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。
図１は、本発明が適用される電動圧縮機の例を示しており、図２〜図４は、その電動圧縮機に本発明を適用した場合の端子装置の端子部材部分の例を示している。図１において、１は電動圧縮機全体を示しており、該電動圧縮機１は、固定スクロール２と可動スクロール３からなるスクロール型の圧縮機構４を備えており、吸入室５から吸入された被圧縮流体（例えば、冷媒Ｒ１３４ａ）が圧縮機構４で圧縮された後、吐出室６に吐出される。可動スクロール３は、固定スクロール２に対して、クランク機構７を介して、圧縮機ハウジング８に内蔵された電動機９の回転軸１０によって旋回駆動されるようになっている。電動機９は、ステータ１１とロータ１２から構成されており、回転軸１０はロータ１２と一体に回転される。被圧縮流体は、ポリアルキレングリコール系オイルからなる潤滑油を含有しており、この潤滑油含有被圧縮流体は、内蔵電動機９の収容部１３にも通過されるようになっている。

圧縮機ハウジング８の側壁１４には、端子装置１５が設けられており、外部電源（図示略）に接続された給電回路部１６から、端子装置１５を介して、電動機９に所定の給電が行われる。この給電は、潤滑油含有被圧縮流体が存在する圧縮機構駆動用電動機９の収容部１３と該電動機９への給電回路部１６との間に配置され該両側部位間を隔離する隔壁（本実施態様の場合には、圧縮機ハウジング８の側壁１４）を密封絶縁状態にて貫通して延びる電動機９への給電用端子部材１７と、該端子部材１７の内端（電動機収容部側端部）に接続された電動機９への給電用引き出し線１８を介して行われる。給電用引き出し線１８の芯線は、電動機９のステータ１１の巻き線を構成すべく、ステータ１１へと延びている。

上記端子部材１７部分は、図２〜図４に示すように構成されている。図２、図３に示すように、上記端子部材１７は、給電回路部１６側で固定可能なボルト状部材に形成されており、とくに鉄製部材に構成されている。この端子部材１７の内端（電動機収容部側端部）には、給電用引き出し線１８の端部、とくに絶縁被覆チューブ１９で覆われた給電用引き出し線１８の芯線（通電線）である電動機９のステータ１１の巻き線２０の端部が、かしめにより接続されている。端子部材１７の内端部には、露出された巻き線２０の端部の挿入部２１が、本実施態様では断面半月状に形成されており、その挿入部２１に対し、該挿入部２１に挿入された巻き線２０の端部を外側から力を加えてかしめるかしめ操作部２２が形成されている。この端部かしめ構造により、鉄製の端子部材１７であっても、かしめ作業を極めて容易に行うことができるようになり、かつ、端子部材１７の内端への巻き線２０の端部の直接接続を達成して容易に所定の電気的接続性能（通電性）を実現できるようになっている。

ただし、鉄製の端子部材１７自体の導電性は、銅製の部材に比べて劣るので、端子部材１７の太さを適切に設定し、かしめ部の構造を高い圧着力を発揮できる構造としておくことで、銅製の端子部材を使用した場合と同等の所望の通電性を確保できる。

また本実施態様では、図４に示すように、端子部材１７の、電動機収容部１３と給電回路部１６の両側部位間にわたる通電部は、電着ワニスからなる絶縁ワニス２３で覆われており、この区間における端子部材１７の外面は、周囲に対して完全に絶縁されている。したがって、とくに端子部材１７の内端部側部位およびその周辺部位は、たとえ被圧縮流体含有潤滑油に接触したとしても、高い絶縁性能が確保されている。

上記のように構成された電動圧縮機の端子装置によれば、鉄製ボルト状部材からなる端子部材１７の内端にかしめにより電動機９への給電用引き出し線１８の端部が直接接続されていることにより、銅製の端子部材を使用したクラスタ構造を用いる必要がなくなり、この部分の構造の簡素化、端子装置のコストダウンが可能になるとともに、鉄製ボルト状部材からなる端子部材１７の構造を適切に設定することにより、高い絶縁性能と信頼性の高い通電性能が確保される。この高い絶縁性能により、被圧縮流体含有潤滑油として絶縁性能の低いポリアルキレングリコール系オイルを用いた場合にも、必要かつ十分に高い絶縁性を維持できる。

本発明に係る電動圧縮機の端子装置は、電動機を内蔵したあらゆる電動圧縮機に適用可能であり、とくに大量生産され、圧縮機全体の低コスト化、使用潤滑油の低コスト化が要求される車両用空調装置に用いられる圧縮機に好適なものである。

本発明に係る電動圧縮機の端子装置が適用される電動圧縮機の例を示す縦断面図である。図１の電動圧縮機の端子装置に用いられる端子部材の給電用引き出し線とのかしめ接続部分の概略側面図である。図２の端子部材部分の概略横断面図である。図２の端子部材に絶縁ワニスを付与した例を示す概略側面図である。従来の端子装置の概略構成図である。

符号の説明

１電動圧縮機
２固定スクロール
３可動スクロール
４圧縮機構
８圧縮機ハウジング
９電動機
１０回転軸
１１ステータ
１２ロータ
１３電動機収容部
１４隔壁としての圧縮機ハウジングの側壁
１５端子装置
１６給電回路部
１７給電用端子部材
１８給電用引き出し線
１９絶縁被覆チューブ
２０ステータの巻き線
２１挿入部
２２かしめ操作部
２３絶縁ワニス

Claims

潤滑油含有被圧縮流体が存在する圧縮機構駆動用電動機収容部と該電動機への給電回路部との間に配置され該両側部位間を隔離する隔壁と、該隔壁を密封絶縁状態にて貫通して延びる前記電動機への給電用端子部材とを備えた電動圧縮機の端子装置において、前記端子部材を鉄製ボルト状部材に構成するとともに、該端子部材の前記電動機収容部側端部に、前記電動機への給電用引き出し線の端部をかしめて直接接続し、前記端子部材の前記両側部位間にわたる通電部が絶縁ワニスで覆われていることを特徴とする電動圧縮機の端子装置。
前記端子部材の前記電動機収容部側端部に、前記電動機への給電用引き出し線の端部における通電線の挿入部と、該挿入部に挿入された通電線をかしめるかしめ操作部とが形成されている、請求項１に記載の電動圧縮機の端子装置。
前記絶縁ワニスが電着ワニスからなる、請求項１または２に記載の電動圧縮機の端子装置。
前記潤滑油としてポリアルキレングリコール系オイルが用いられている、請求項１〜３のいずれかに記載の電動圧縮機の端子装置。
前記隔壁が圧縮機ハウジングからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の電動圧縮機の端子装置。
前記電動圧縮機が車両用空調装置に用いられる圧縮機からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の電動圧縮機の端子装置。