JP5600833B2 - 車両用圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、車両用圧縮機に係り、より詳しくは、車両用圧縮機の電動モーターのコネクターを容易に固定できる構造を有する車両用電動圧縮機に関する。

最近、化石燃料の枯渇と環境汚染などの問題による低公害、高燃費の政策によって、化石燃料と電気の両方を駆動源とするハイブリッド自動車や電気自動車が脚光を浴びており、それに関する研究が活発に行われている。

ハイブリッド自動車や電気自動車は、電動モーターによって車両の推進のための動力を得る。それにより、従来の車両空調システムにおいて機械式圧縮機が広く使用されていたのと異なり、最近は、電動式圧縮機を使用する趨勢に変わってきている。

電動式圧縮機は、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する電動モーターと、電動モーターの回転を制御するインバーターとを備えて構成される。それにより、電動モーターの組み立て構造及びサイズが圧縮機全体の組み立て構造に多くの影響を及ぼす。

このような電動式圧縮機の電動モーターは、一般的に円筒状の回転子と、その外周を取り囲むコイルが巻かれた固定子とを備えて構成され、コイルの巻線方式によって分布巻と集中巻などに分けられる。

図１は、一般的な車両圧縮機用電動モーターの概略的な構成を示す図である。図１に示されるように、前記電動モーターは、回転子（図示せず）の外周を取り囲む円筒状の固定子１０が備えられる。前記固定子１０は、前記固定子１０がなす円筒状に対する軸方向に貫通され、その内部に回転子が設けられる。

一方、前記固定子１０にはコイルが巻き取られるが、このために、前記固定子１０の内周には前記固定子１０の軸方向に平行な方向に複数のスロット（図示せず）が形成される。

前記スロットにはコイルが巻き取られ、特に、前記固定子１０の軸方向の両端では、前記スロットに沿って前記固定子１０の軸方向に平行に巻き取られたコイルが前記固定子１０の外部に露出する。このように、前記固定子１０の軸方向の両端で露出したコイルがなす部分を、以下ではエンドターン（Ｅｎｄ−ｔｕｒｎ）２０と言う。

そして、電動モーターの駆動のための３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の電源をインバーターから供給するために、前記エンドターン２０からコイルが延長されてハーネス（Ｈａｒｎｅｓｓ）２０’を構成し、その末端には３個の端子と、これを取り囲むコネクター３０が構成される。前記コネクター３０は、前記電動モーターが車両圧縮機ハウジングの内部に収納される際に、圧縮機ハウジングの一側に形成された開口部を介して露出し、それにより、前記コネクター３０に備えられた端子が開口部の外側に設けられるインバーターと電気的に連結される。

しかし、前述のような従来技術では、次のような問題点がある。

インバーターから電源を入力されるための端子と、それを取り囲むコネクター３０がハーネス２０’の端部に構成されるため、前記コネクター３０が固定されず、それにより、電動モーターを圧縮機ハウジングの内部に組立てる際に、手作業によってコネクター３０が圧縮機ハウジングの開口部に位置するようにしなければならないという問題点があった。

特に、冷媒圧縮のための圧縮部と、電動モーター及びインバーターが直列に配列される車両圧縮機で、圧縮機ハウジングの内部に電動モーターを収容するための圧縮機ハウジングの開口部と、インバーター側に前記コネクターが露出するように開口される圧縮機ハウジングの開口部とが互いに逆方向に形成されるため、コネクターが圧縮機ハウジングの開口部に位置するように手作業を行う工程が非常に煩雑であった。

また、組み立てが完了した後もコネクター３０が固定されず、外部衝撃によってその位置が変更する恐れがあるため、不安定であるという問題点があった。

また、前記のようなハーネス構造においては、コネクター３０が電動モーターの固定子のエンドターンから引き出されているため、前記のようなハーネス構造を考慮して電動モーターの圧縮機ハウジングに収容される電動モーターとインバーターとを接続させるためには、必然的に電動モーターとインバーターとの間に空間が形成されなければならず、これは、電動圧縮機に関連する軸方向の長さにおいて改善の余地があまりないという問題点があった。

本発明の目的は、前述のような従来技術の問題点を解決するためのものであって、組み立ての容易な構造の電源端子コネクターを有する車両用圧縮機を提供することである。

本発明の他の目的は、電動モーターの電源端子コネクターを固定することができる構造を有する車両用圧縮機を提供することである。

本発明の他の目的は、軸方向の長さを改善することができる車両用圧縮機を提供することである。

前述のような目的を達成するための本発明の特徴によれば、本発明による車両用圧縮機には、コイルに電流が印加されると、電磁気力を受けて回転運動する回転子と、前記回転子の外周を取り囲む円筒状に形成され、その内周面には前記回転子の回転軸に平行に延長されて、内部にコイルが巻き取られる複数の巻線スロットが形成される固定子と、前記固定子に巻き取られたコイルの末端に形成される複数の端子を固定し、前記固定子にそのボディーが固定されるコネクターを備えて構成される電動モーターが備えられる。

好ましくは、前記固定子の外周面には、前記回転軸に平行な方向に延長される一つ以上のコネクター固定スロットが形成され、前記コネクターは、前記コネクターと一体に形成され、前記コネクターから延長されて前記固定スロットに嵌め込まれる固定突起を備えて構成される。

好ましくは、車両用圧縮機は、前記コネクターを収納するハウジングボディーをさらに備え、前記ハウジングボディーに開口した一端の反対側の隔壁の一側にはポケット部が形成される。

好ましくは、前記ポケット部は、前記コネクターボディーが載置される開口部と、前記開口部の縁部に外部に向かって突出したボス部とを備えて構成される。

好ましくは、前記圧縮機は、前記ポケット部のボス部と結合される端子連結部をさらに備え、前記端子連結部は、前記端子孔に挿入される端子連結ピンと前記開口部を密封するための密封部を備える。

好ましくは、前記コネクターには、前記複数の端子が固定される複数の端子孔が形成される。

好ましくは、ハウジングボディーの底面から前記コネクターボディーが装着される開口部の長さは、前記コネクターボディーの長さから、前記エンドターンと前記ハウジングボディーの下端との間の長さを引いた長さである。

好ましくは、前記コネクター固定スロットは、固定子の回転軸に平行な方向に前記固定子の全長にわたって延長される。

本発明による車両用圧縮機によれば、次のような効果がある。

すなわち、電源端子コネクターの組み立てが容易であるため、電動モーターを圧縮機ハウジングの内部に組立てる工程が単純化され、組み立てに消費される労動力、時間、コストを節約することができる。

さらに、本発明による車両用圧縮機によれば、電動モーターの電源端子コネクターが固定されて、外部衝撃によっても端子連結が解除されないため、車両圧縮機がより安定的な性能を提供することができる。

また、本発明による車両用圧縮機によれば、ポケット部の形成によって圧縮機の全体としてサイズがコンパクトになり、軸方向の長さにおいて改善をもたらすことができる。

一般的な車両圧縮機用電動モーターの概略的な構成を示す図である。 本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターの外観を概略的に示す図である。 本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターの断面図である。 本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターの上面図である。 本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターと圧縮機ハウジングを示す斜視図である。 本発明の実施形態による車両圧縮機用電動モーターが圧縮機ハウジング内に装着された状態を示す断面図である。 図６のＶ−Ｖ線による一部拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による車両用圧縮機の好ましい実施形態を詳細に説明する。

車両用電動圧縮機は、一般的に、冷媒が機械構成の往復運動によって圧縮される圧縮部と、前記圧縮部に力学的エネルギーを伝達する電動モーターと、電動モーターに電気エネルギーを供給するインバーターとを備えて構成される。

しかし、本発明の要部は、電動モーターの構造にあり、その他の圧縮機の構成は一般的な車両用電動圧縮機の構成とあまり異なっていないため、以下では本発明による車両用電動圧縮機の電動モーターを中心に説明する。

図２は、本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターの外観を概略的に示す図であり、図３は、本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターの断面図であり、図４は、本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターの上面図であり、図５は、本発明の具体的な実施形態による車両圧縮機用電動モーターと圧縮機ハウジングを示す斜視図である。

図２ないし図５に示されるように、本発明の実施形態による車両圧縮機用電動モーター１００は、略円筒状の固定子１０を備えて構成される。前記固定子１０は、図３に示されるように、その内部が円筒状に貫通される。

前記固定子１０の内周面には、前記固定子１０の貫通方向に延長される複数の巻線スロットが形成され、前記巻線スロットにはコイルが前記巻線スロットＳの延長方向に巻き取られる。

巻き取られたコイル束は、前記固定子１０の両端で外部に露出してエンドターン２０を形成する。前記エンドターン２０は、前記固定子１０の両端で前記固定子１０から所定長さだけ露出する。

そして、前記固定子１０の外周面の一側には、後述するコネクター３０のボディーを前記固定子１０に直接固定させるために、前記固定子１０の外周面から所定深さに窪むように形成される固定スロット１１が一つ以上形成される。図面には、二つの固定スロット１１が形成されたものが示されているが、前記固定スロット１１の数は場合によって適切に選択されることができる。

また、前記固定スロット１１は、図示しているように、前記固定子１０の全長にわたって窪むように形成できるが、前記固定子１０の一端から所定距離だけ窪むように形成されてもよい。

さらに、前記固定スロット１１の形状は、図４に示された上面図から確認できるように、前記固定子１０の中心方向に近づくにつれて、その幅が大きくなる形状に形成されて、前記固定スロット１１に嵌め込まれるコネクター３０が離脱しないようにすることができる。

一方、前記電動モーター１００にはコネクター３０が備えられる。前記コネクター３０は、前記コイルエンドターン２０から延長されるコイルの末端に備えられる複数の端子を取り囲んで固定する役割を行う。

前記コネクター３０は、全体としての外観を形成するコネクターボディー３４と、前記コネクターボディー３４と一体に延設される一つ以上の固定突起３１と、コイル端子が内部に固定される複数の端子孔３２とを備えて構成することができる。

前記コネクターボディー３４は、熱可塑性樹脂などの素材を利用して形成することができ、前記コネクターボディー３４の形状は、図３に示すように、略‘Ｌ’字状に形成されて、その上端には前記端子孔３２が形成され、その下端から前記固定突起３１を形成することができる。

すなわち、前記コネクターボディー３４には、前記エンドターン２０を干渉せず、前記コネクター３０が前記固定子１０に直接結合されるように、エンドターン載置部３６を形成することができる。このとき、前記エンドターン載置部３６の高さは、前記エンドターン２０の高さにほぼ対応するように予め決定される。

そして、前記固定突起３１は、前記固定子１０の外周面に形成された前記固定スロット１１の形状に対応するように形成されて、前記固定突起３１が前記固定スロット１１に嵌め込まれる。

ここで、前記コネクター３０の前記固定突起３１が前記固定子１０の外周面に形成された前記固定スロット１１に嵌め込まれることによって、前記コネクター３０は前記固定子１０の軸方向に支持される。

一方、円筒状に貫通された前記固定子１０の内部には回転子４０が設けられる。前記回転子４０は、図４に示されるように、前記固定子１０が円筒状に貫通された空間に設けられる円筒状の部材であって、前記固定子１０に巻き取られたコイルに電流が印加されることによって発生する電磁気力を受けて回転するように、複数の永久磁石を備えて構成することができる。前記回転子４０には回転軸（図示せず）などが連結されて、圧縮機の内部に備えられる圧縮部に回転力を伝達する。

前述のような電動モーター１００は、車両用圧縮機の内部に設けられるが、図５に示すように、圧縮機ハウジング２００の内部に収納される。

前記圧縮機ハウジング２００は、二つ以上のハウジングボディー５０を備えるが、図面にはその一部の構成のみが示されており、複数のハウジングボディー５０が互いに結合して圧縮機の内部を密封する。

一方、前記ハウジングボディー５０は、前記電動モーター１００をその内部に設置するために、その一端が開口している。それにより、前記電動モーター１００は、開口したハウジングボディー５０の一端を介して前記圧縮機ハウジング２００の内部に収納される。このとき、前記電動モーター１００は、前記コネクター３０が固定された一端から前記ハウジングボディー５０の内部に引き込まれる。

一方、前記ハウジングボディー５０の開口した一端の反対側には隔壁５１が形成される。前記隔壁５１は、前記電動モーター１００が収納される空間を外部から遮断する。そして、前記隔壁５１の外側には、前記電動モーター１００に電源を伝達するためのインバーターが設置される。

このとき、前記インバーターから前記電動モーター１００に電源を供給する経路を形成するために、前記隔壁５１の一側にはポケット部６０が形成される。前記ポケット部６０は、前記隔壁５１を貫通して形成され、前記電動モーター１００が前記ハウジングボディー５０の内部に収納された際に、前記コネクター３０の前記端子孔３２が形成されたボディー３４が載置される位置に対応するように形成され、コネクターボディー３４が載置される開口部６１と、前記開口部６１の縁部に外側に向かって突出したボス部６２とを備えて構成される。

すなわち、前記ハウジングボディー５０に、前記コネクター３０を備えた前記電動モーター１００が引き込まれれば、前記ポケット部６０の開口部６１を介してコネクターボディー３４が前記ポケット部６０の開口部６１内に載置され、コネクターボディー３４の上部に形成された前記端子孔３２が前記開口部６１を介して外部に露出する。

このように露出した前記端子孔３２には、前記ポケット部６０のボス部６２と結合される端子連結部８０に形成された連結ピン８１が挿入される。すなわち、前記端子連結部８０には、前記端子孔３２の数に対応する金属材質の端子連結ピン８１と、前記開口部６１を密封するための密封部８２とが備えられ、前記端子連結部８０の連結ピン８１が前記端子孔３２内に挿入されて、前記電動モーター１００のコイル端子と接続し、他端がインバーターと連結することによって、前記電動モーター１００がインバーターから電源を入力され、密封部８２は前記コネクター載置部を蜜閉する構成を有する。

このとき、前記コネクター３０の一端は、前記固定子１０に固定されて軸方向に支持され、他端は、前記ポケット部６０の開口部６１側に支持されるため、図示されているように、前記電動モーター１００と前記インバーターとが直列に配列される構造では、特に、前記コネクター３０がより安定に固定される。

また、本発明においては、前述のように、前記ハウジングボディー５０に開口した一端の反対側の隔壁５１の一側にポケット部６０が形成される構造によって、圧縮機全体の軸方向の長さを改善することができ、これについて説明すれば次の通りである。

図６は、本発明の実施形態による車両圧縮機用電動モーターが圧縮機ハウジング内に装着された状態を示す断面図であり、図７は、図６のＶ−Ｖ線による一部拡大断面図である。

図６に示すように、本発明の圧縮機においては、ハウジングボディー５０にコネクター３０を備える電動モーター１００が引き込まれ、ポケット部６０に載置される。
また、図７に示すように、ポケットぶ６０は、ハウジングボディー５０の底面からコネクターボディー３４が装着される側に突出する開口部６１の長さをＴとすると、このＴは、コネクターボディー３４の長さＴ１から、固定子のエンドターンからハウジングボディー５０の下端との間の長さＥを引いた長さに相当する。

したがって、前記ポケット部の側面にインバーターなどを組立てることができる空間的な余裕が生ずるなど、従来の電動モーターとインバーターが一軸線上に位置する組み立て構造において、軸方向の長さの改善を図ることができる。

本発明の権利範囲は、前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載されたものによって定義され、本発明の技術分野の当業者が特許請求の範囲に記載された権利範囲内で多様な変形や改善ができるということは明らかである。

Claims (8)

1. 電動モーター及び圧縮機ハウジングを含む車両を圧縮機において、
   前記電動モーターは、コイルに電流が印加されると、電磁気力を受けて回転運動する回転子と、
   前記回転子の外周を取り囲む円筒状に形成され、その内周面には前記回転子の回転軸に平行に延長されて、内部にコイルが巻き取られる複数の巻線スロットが形成される固定子と、
   前記固定子に巻き取られたコイルの末端に形成される複数の端子を固定し、前記固定子にそのボディーが固定されるコネクターを備えて構成され、
   前記圧縮機ハウジングは、
   前記電動モーターを内部に設置するために一端が開口されたハウジングボディーと、
   前記ハウジングボディーの開口された一端の反対側の隔壁の一側に形成されるポケット部を備え、
   前記ポケット部は、前記ハウジングボディーから延長されて前記コネクターボディーが収納されるように一側端部が開口され、断面が筒状である開口部と、前記開口部の縁部に外部に向かって突出したボス部とを備え、
   前記ポケット部がハウジングボディーの底面から突出する長さＴは、コネクターボディーの長さＴ１から、固定子のエンドターンからハウジングボディーの下端との間の長さＥを引いた長さに相当することを特徴とする車両用圧縮機。
2. 前記固定子の外周面には、前記回転軸に平行な方向に延長される一つ以上のコネクター固定スロットが形成され、
   前記コネクターは、前記コネクターと一体に形成され、前記コネクターから延長されて前記固定スロットに嵌め込まれる固定突起を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮機。
3. 前記ポケット部のボス部と結合される端子連結部をさらに備え、前記端子連結部は、前記端子孔に挿入される端子連結ピンと前記開口部を密封するための密封部が備えられることを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮機。
4. 前記コネクターには、前記複数の端子が固定される複数の端子孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮機。
5. 前記コネクター固定スロットは、固定子の回転軸に平行な方向に前記固定子の全長にわたって延長されることを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮機。
6. 前記電動モーターの一端側に備えられて、前記回転子の回転を駆動力として冷媒を圧縮する圧縮部と、
   前記電動モーターの他端側に備えられて、前記コネクターによって前記電動モーターに電源を供給するインバーターをさらに備えて構成され、
   前記圧縮部、前記電動モーター、及び前記インバーターは、順次に前記回転軸の軸方向に一列に配列されることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動圧縮機。
7. 前記コネクターは、前記固定スロットに前記固定突起が嵌め込まれて固定されたとき、前記固定子から前記巻線スロットに巻き取られたコイルが、前記固定子の外部に露出して形成されたエンドターンの高さより高く延長されることを特徴とする請求項２に記載の車両用電動圧縮機。
8. 前記コネクターは、前記エンドターンを干渉しないように、前記ボディーの一部が後退して形成されるエンドターン載置部を備えて構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用電動圧縮機。

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