JP5949681B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮部、圧縮部を駆動させる電動モータ、及び電動モータを駆動させるモータ駆動回路を有する電動圧縮機に関する。

この種の電動圧縮機は、例えば特許文献１に開示されている。モータ駆動回路は、平板状の回路基板と、回路基板に電気接続された複数種類の電気部品等とから構成されている。電気部品としては、スイッチング素子、コンデンサ等が挙げられる。コンデンサは複数設けられる。各コンデンサはコンデンサホルダに保持されている。

特開２００７−２６３０６１号公報

ところで、このような電動圧縮機においては、コンデンサが、振動等でコンデンサホルダから外れてしまうことが無いように、コンデンサホルダに対するコンデンサの耐振動性を向上させることが望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コンデンサホルダに対するコンデンサの耐振動性を向上させることができる電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する電動圧縮機は、ハウジング内には、冷媒を圧縮する圧縮部及び該圧縮部を駆動させる電動モータが収容されており、前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路は、回路基板と、前記回路基板に電気接続されたコンデンサとを有しており、前記コンデンサは、樹脂材料製のコンデンサホルダに保持されている電動圧縮機であって、前記コンデンサホルダは、前記コンデンサの側面を覆う側壁と、該側壁から前記回路基板側に向けて延在するとともに前記コンデンサの一端面を係止する第１係止片と、前記側壁から前記回路基板とは反対側に向けて延在するとともに前記コンデンサの他端面を係止する第２係止片とを有しており、前記第２係止片の延在方向の長さは、前記第１係止片の延在方向の長さよりも長くなっており、前記第２係止片を弾性変形させて前記コンデンサを前記コンデンサホルダ内に収容させる。

これによれば、コンデンサをコンデンサホルダに挿入する際には、第２係止片がコンデンサに押圧されて弾性変形するため、コンデンサをコンデンサホルダに挿入し易くなっている。そして、コンデンサがコンデンサホルダ内に収容されると、第１係止片がコンデンサの一端面を係止するとともに、第２係止片が元の位置に復帰することで、第２係止片がコンデンサの他端面を係止する。これにより、コンデンサを、第１係止片と第２係止片とによって挟み込んだ状態でコンデンサホルダ内に保持することができるため、コンデンサホルダに対するコンデンサの耐振動性を向上させることができる。

上記電動圧縮機において、前記第２係止片は、前記コンデンサに対して複数設けられており、前記第１係止片は、前記複数の第２係止片の間に位置して設けられており、前記第１係止片の幅は、前記第２係止片の幅よりも広いことが好ましい。

これによれば、第２係止片がコンデンサに対して複数設けられているため、第２係止片がコンデンサに対して一つ設けられている場合に比べると、コンデンサを保持する保持力を向上させることができる。また、第１係止片の延在方向の長さは、第２係止片の延在方向の長さよりも短く、第１係止片の幅は、第２係止片の幅よりも広いため、第１係止片は、第２係止片よりも弾性変形し難い。よって、コンデンサが第２係止片側からコンデンサホルダ内に挿入される際に、第１係止片が弾性変形し難いため、コンデンサが第１係止片側へ押し出されることを防止することができ、コンデンサの一端面を第１係止片により確実に係止することができる。

上記電動圧縮機において、前記コンデンサは、当該コンデンサから突出されたリードを介して前記回路基板に電気接続されており、前記側壁には、前記リードを前記回路基板の接続箇所へ案内する貫通孔が形成されていることが好ましい。

これによれば、コンデンサを第２係止片側からコンデンサホルダ内に挿入する際に、リードを貫通孔によって回路基板の接続箇所へ案内することができる。その結果、リードと回路基板との接続作業を容易に行うことができる。

上記電動圧縮機において、前記コンデンサは、略直方体形状であり、前記側壁は、前記コンデンサの四面を囲う角筒状であり、前記コンデンサの四面のうちの一面側に位置する前記側壁には、前記貫通孔が形成されており、前記貫通孔が形成された前記側壁に連続し、且つ互いに対向する各側壁には、前記第１係止片及び前記第２係止片がそれぞれ設けられていることが好ましい。

これによれば、貫通孔と第１係止片及び第２係止片とを異なる側壁に形成しているため、貫通孔と第１係止片及び第２係止片とを一つの側壁に形成する場合に比べると、コンデンサをコンデンサホルダ内に挿入し易くすることができる。また、第１係止片及び第２係止片は、互いに対向する各側壁にそれぞれ設けられているため、コンデンサを保持する保持力をさらに向上させることができる。

上記電動圧縮機において、前記コンデンサホルダは、前記ハウジングの一部を構成する取付部材に取り付けられており、前記取付部材には、前記第２係止片と係合し、前記第２係止片の弾性変形量を制限する係合部が形成されていることが好ましい。

これによれば、係合部によって第２係止片の弾性変形量を制限することで、コンデンサホルダのコンデンサの保持力をさらに向上させることができる。

この発明によれば、コンデンサホルダに対するコンデンサの耐振動性を向上させることができる。

実施形態における電動圧縮機を示す部分側断面図。 フィルムコンデンサが保持されたコンデンサホルダ、取付ベース及び回路基板を示す分解斜視図。 フィルムコンデンサ及びコンデンサホルダの縦断面図。 フィルムコンデンサを収容部に対して挿入している状態を示す縦断面図。 別の実施形態におけるフィルムコンデンサ及びコンデンサホルダの斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、電動圧縮機は車両に搭載されている。
図１に示すように、電動圧縮機１０のハウジングＨは、有蓋筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）の吐出ハウジング１１と、有底筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）の吸入ハウジング１２と、有蓋筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）のカバー１３とを有している。吸入ハウジング１２は、吐出ハウジング１１に接合されている。吸入ハウジング１２の周壁には、図示しない吸入ポートが形成されるとともに、吸入ポートは図示しない外部冷媒回路に接続されている。吐出ハウジング１１には吐出ポート１４が形成されるとともに、吐出ポート１４は外部冷媒回路に接続されている。吸入ハウジング１２内には、冷媒を圧縮するための圧縮部１５（図１において破線で示す）と、圧縮部１５を駆動するための電動モータ１６とが収容されている。なお、本実施形態では、特に図示は省略するが、圧縮部１５は、吸入ハウジング１２内に固定された固定スクロールと、固定スクロールに対向配置された可動スクロールとで構成されている。

吸入ハウジング１２の内周面にはステータ１７（固定子）が固定されるとともに、ステータ１７は、吸入ハウジング１２の内周面に固定されたステータコア１７ａのティース（図示せず）にコイル１７ｂが巻回されて構成されている。また、吸入ハウジング１２内には、回転軸１９がステータ１７内に挿通された状態で回転可能に支持されるとともに、この回転軸１９には、ロータ１８（回転子）が止着されている。

吸入ハウジング１２の底壁１２ａには、カバー１３が取り付けられている。吸入ハウジング１２とカバー１３との間には、板状であるアルミニウム製（金属材料製）の取付ベース３１が介在されている。取付ベース３１は、吸入ハウジング１２の底壁１２ａに取り付けられており、吸入ハウジング１２と熱的に結合している。よって、取付ベース３１は、ハウジングＨの一部を構成する取付部材に相当する。

そして、カバー１３と取付ベース３１とによってハウジングＨ内に収容部１３ａが区画されている。収容部１３ａ内には、電動モータ１６を駆動させるためのモータ駆動回路２０が収容されている。本実施形態では、圧縮部１５、電動モータ１６及びモータ駆動回路２０がこの順序で回転軸１９の軸線Ｌが延びる方向（軸方向）に沿って並んで配置されている。

モータ駆動回路２０によって制御された電力が電動モータ１６に供給されることにより、制御された回転速度でロータ１８と共に回転軸１９が回転するとともに、圧縮部１５が駆動されるようになっている。この圧縮部１５の駆動により、外部冷媒回路から吸入ポートを介した吸入ハウジング１２内への冷媒の吸入、吸入ハウジング１２内に吸入された冷媒の圧縮部１５による圧縮、及び圧縮された冷媒の吐出ポート１４を介した外部冷媒回路への吐出が行われるようになっている。

モータ駆動回路２０は、平板状の回路基板２１と、回路基板２１に電気接続された複数種類の電気部品等とから構成されている。回路基板２１は、回転軸１９の軸方向に回路基板２１における電気部品等が搭載される搭載面が直交するように収容部１３ａに収容されている。電気部品としては、例えば、コンデンサとしてのフィルムコンデンサ２２が挙げられる。モータ駆動回路２０は、フィルムコンデンサ２２を複数有する。各フィルムコンデンサ２２は、その外郭が扁平略直方体形状になっている。各フィルムコンデンサ２２は、リード２２ａを有しており、リード２２ａを介して回路基板２１に電気接続されている。

各フィルムコンデンサ２２は、樹脂材料製のコンデンサホルダ２３により保持されている。コンデンサホルダ２３は、各フィルムコンデンサ２２を保持した状態で、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側に取り付けられる。

取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面には、ボス部３１ｆが複数（図１では一つの図示）突設されている。そして、カバー１３に挿通されたボルトＢ１がボス部３１ｆにねじ込まれることで、取付ベース３１がカバー１３に取り付けられる。これにより、カバー１３、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０がモジュール化される。そして、カバー１３、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０がモジュール化された状態において、カバー１３がボルトＢ２によって吸入ハウジング１２に取り付けられる。

図２に示すように、コンデンサホルダ２３には、各フィルムコンデンサ２２の側面を覆う側壁２３ａが形成されている。側壁２３ａは、フィルムコンデンサ２２の四面を囲う角筒状である。そして、フィルムコンデンサ２２の四面のうちの一面側に位置する側壁２３１ａには、フィルムコンデンサ２２のリード２２ａを回路基板２１の接続箇所へ案内する貫通孔２３ｈが形成されている。また、貫通孔２３ｈが形成された側壁２３１ａに連続し、且つ互いに対向する各側壁２３２ａ，２３３ａには、第１係止片４１及び第２係止片４２がそれぞれ設けられている。

第１係止片４１は、側壁２３ａから回路基板２１側に向けて延在するとともに各フィルムコンデンサ２２の一端面２２１を係止している。第２係止片４２は、側壁２３ａから回路基板２１とは反対側に向けて延在するとともに各フィルムコンデンサ２２の他端面２２２を係止している。第２係止片４２の延在方向の長さＬ２は、第１係止片４１の延在方向の長さＬ１よりも長くなっている。第２係止片４２は弾性変形可能になっている。

本実施形態では、一つのフィルムコンデンサ２２に対して、第１係止片４１が二つ設けられるとともに、第２係止片４２が四つ設けられている。具体的には、互いに対向する各側壁２３２ａ，２３３ａには、第１係止片４１が一つ及び第２係止片４２が二つずつ設けられている。また、第１係止片４１は、二つの第２係止片４２の間に位置して設けられている。第１係止片４１の幅Ｈ１は、第２係止片４２の幅Ｈ２よりも広くなっている。

図３に示すように、各第１係止片４１は、コンデンサホルダ２３の側壁２３ａからＬ字状に突設している。第２係止片４２は、コンデンサホルダ２３の側壁２３ａからＬ字状に延びており、その先端４２ｅが鉤状に形成されている。

図２に示すように、取付ベース３１のフィルムコンデンサ２２側の面には、係合部としての凹部５１が形成されている。凹部５１は、第２係止片４２と係合し、第２係止片４２の弾性変形量を制限している。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、フィルムコンデンサ２２をコンデンサホルダ２３に挿入する際には、第２係止片４２がフィルムコンデンサ２２に押圧されて弾性変形するため、フィルムコンデンサ２２をコンデンサホルダ２３に挿入し易くなっている。そして、フィルムコンデンサ２２がコンデンサホルダ２３内に収容されると、第１係止片４１がフィルムコンデンサ２２の一端面２２１に係止する。さらに、第２係止片４２が元の位置に復帰することで、第２係止片４２の先端４２ｅがフィルムコンデンサ２２の他端面２２２に係止する。これにより、フィルムコンデンサ２２が、第１係止片４１と第２係止片４２とによって挟み込まれた状態でコンデンサホルダ２３内に保持されるため、コンデンサホルダ２３に対するフィルムコンデンサ２２の耐振動性が向上する。よって、車両が走行中に振動しても、各フィルムコンデンサ２２がコンデンサホルダ２３から外れてしまうことが防止される。

また、各フィルムコンデンサ２２が第２係止片４２側からコンデンサホルダ２３内に挿入される際に、リード２２ａが貫通孔２３ｈによって回路基板２１の接続箇所へ案内される。その結果、リード２２ａと回路基板２１との接続作業を容易に行うことが可能となる。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）コンデンサホルダ２３は、その側壁２３ａから回路基板２１側に向けて延在するとともにフィルムコンデンサ２２の一端面２２１を係止する第１係止片４１と、側壁２３ａから回路基板２１とは反対側に向けて延在するとともにフィルムコンデンサ２２の他端面２２２を係止する第２係止片４２とを有している。第２係止片４２の延在方向の長さＬ２は、第１係止片４１の延在方向の長さＬ１よりも長くなっている。そして、第２係止片４２を弾性変形させてフィルムコンデンサ２２をコンデンサホルダ２３内に収容させる。これによれば、フィルムコンデンサ２２をコンデンサホルダ２３に挿入する際には、第２係止片４２がフィルムコンデンサ２２に押圧されて弾性変形するため、フィルムコンデンサ２２をコンデンサホルダ２３に挿入し易くなっている。そして、フィルムコンデンサ２２がコンデンサホルダ２３内に収容されると、第１係止片４１がフィルムコンデンサ２２の一端面２２１を係止するとともに、第２係止片４２が元の位置に復帰することで、第２係止片４２がフィルムコンデンサ２２の他端面２２２を係止する。これにより、フィルムコンデンサ２２を、第１係止片４１と第２係止片４２とによって挟み込んだ状態でコンデンサホルダ２３内に保持することができるため、コンデンサホルダ２３に対するフィルムコンデンサ２２の耐振動性を向上させることができる。

（２）第２係止片４２は、フィルムコンデンサ２２に対して複数設けられており、第１係止片４１は、複数の第２係止片４２の間に位置して設けられており、第１係止片４１の幅Ｈ１は、第２係止片４２の幅Ｈ２よりも広い。これによれば、第２係止片４２がフィルムコンデンサ２２に対して複数設けられているため、第２係止片４２が、一つのフィルムコンデンサ２２に対して一つ設けられている場合に比べると、フィルムコンデンサ２２を保持する保持力を向上させることができる。また、第１係止片４１の延在方向の長さＬ１は、第２係止片４２の延在方向の長さＬ２よりも短く、第１係止片４１の幅Ｈ１は、第２係止片４２の幅Ｈ２よりも広いため、第１係止片４１は、第２係止片４２よりも弾性変形し難い。よって、フィルムコンデンサ２２が第２係止片４２側からコンデンサホルダ２３内に挿入される際に、第１係止片４１が弾性変形し難いため、フィルムコンデンサ２２が第１係止片４１側へ押し出されることを防止することができ、フィルムコンデンサ２２の一端面２２１を第１係止片４１により確実に係止することができる。

（３）コンデンサホルダ２３の側壁２３ａに、リード２２ａを回路基板２１の接続箇所へ案内する貫通孔２３ｈを形成した。これによれば、フィルムコンデンサ２２を第２係止片４２側からコンデンサホルダ２３内に挿入する際に、リード２２ａを貫通孔２３ｈによって回路基板２１の接続箇所へ案内することができる。その結果、リード２２ａと回路基板２１との接続作業を容易に行うことができる。

（４）コンデンサホルダ２３におけるフィルムコンデンサ２２の四面のうちの一面側に位置する側壁２３１ａに貫通孔２３ｈを形成し、貫通孔２３ｈが形成された側壁２３１ａに連続し、且つ互いに対向する各側壁２３２ａ，２３３ａに、第１係止片４１及び第２係止片４２をそれぞれ設けた。これによれば、貫通孔２３ｈと第１係止片４１及び第２係止片４２とを異なる側壁２３ａに形成しているため、貫通孔２３ｈと第１係止片４１及び第２係止片４２とを一つの側壁２３ａに形成する場合に比べると、フィルムコンデンサ２２をコンデンサホルダ２３内に挿入し易くすることができる。また、第１係止片４１及び第２係止片４２は、互いに対向する各側壁２３２ａ，２３３ａにそれぞれ設けられているため、フィルムコンデンサ２２を保持する保持力をさらに向上させることができる。

（５）取付ベース３１に、第２係止片４２と係合し、第２係止片４２の弾性変形量を制限する凹部５１を形成した。これによれば、凹部５１によって第２係止片４２の弾性変形量を制限することで、コンデンサホルダ２３のフィルムコンデンサ２２の保持力をさらに向上させることができる。

（６）第２係止片４２は、弾性変形可能になっているため、第１係止片４１に比べて剛性が低い。よって、第２係止片４２におけるフィルムコンデンサ２２に対する保持力は、第１係止片４１におけるフィルムコンデンサ２２に対する保持力よりも小さい。そこで、本実施形態では、一つのフィルムコンデンサ２２に対して、第２係止片４２を四つ設けた。これによれば、フィルムコンデンサ２２の他端面２２２側でフィルムコンデンサ２２を保持する箇所を増やすことができるため、フィルムコンデンサ２２に対する保持力を確保することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図５に示すように、互いに対向する各側壁２３２ａ，２３３ａに、第１係止片４１を二つずつ設けてもよい。なお、第１係止片４１及び第２係止片４２の数は特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、第１係止片４１及び第２係止片４２が、互いに対向する各側壁２３２ａ，２３３ａに設けられていなくてもよい。例えば、第１係止片４１及び第２係止片４２が、貫通孔２３ｈが形成された側壁２３１ａに設けられていてもよい。また、例えば、第１係止片４１及び第２係止片４２の一方が、貫通孔２３ｈが形成された側壁２３１ａに設けられていてもよい。

○ 実施形態において、例えば、取付ベース３１に突部を形成し、突部と第２係止片４２とを係合させることで、第２係止片４２の弾性変形量を制限するようにしてもよい。この場合、突部は係合部に相当する。

○ 実施形態において、例えば、第１係止片４１の幅Ｈ１が、第２係止片４２の幅Ｈ２と同じであってもよい。また、第１係止片４１の幅Ｈ１が、第２係止片４２の幅Ｈ２よりも狭くてもよい。

○ 実施形態において、取付ベース３１を削除してもよい。そして、コンデンサホルダ２３が、吸入ハウジング１２の底壁１２ａに取り付けられていてもよい。この場合、吸入ハウジング１２の底壁１２ａは、コンデンサホルダ２３が取り付けられる取付部材に相当する。さらに、底壁１２ａのコンデンサホルダ２３側の面に凹部５１を形成してもよい。

○ 実施形態において、フィルムコンデンサ２２の数は、特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、コンデンサとして、例えば電解コンデンサを用いてもよい。

○ 実施形態において、例えば、モータ駆動回路２０が回転軸１９の径方向外側に配置されていてもよい。
○ 実施形態において、圧縮部１５は、例えば、ピストンタイプやベーンタイプ等であってもよい。

○ 実施形態において、電動圧縮機１０を、車両以外の空調装置に用いてもよい。
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記コンデンサはフィルムコンデンサであることが好ましい。

（ロ）前記電動モータを構成するロータと一体的に回転する回転軸が前記ハウジング内に収容されており、前記圧縮部、前記電動モータ及び前記モータ駆動回路がこの順序で前記回転軸の軸方向に沿って並んで配置されていることが好ましい。

（ハ）前記電動圧縮機は車両に搭載されていることが好ましい。

Ｈ…ハウジング、１０…電動圧縮機、１５…圧縮部、１６…電動モータ、１８…ロータ、１９…回転軸、２０…モータ駆動回路、２１…回路基板、２２…コンデンサとしてのフィルムコンデンサ、２２ａ…リード、２３…コンデンサホルダ、２３ａ，２３１ａ，２３２ａ，２３３ａ…側壁、２３ｈ…貫通孔、３１…取付部材に相当する取付ベース、４１…第１係止片、４２…第２係止片、５１…係合部としての凹部、２２１…一端面、２２２…他端面。

Claims (5)

1. ハウジング内には、冷媒を圧縮する圧縮部及び該圧縮部を駆動させる電動モータが収容されており、前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路は、回路基板と、前記回路基板に電気接続されたコンデンサとを有しており、前記コンデンサは、樹脂材料製のコンデンサホルダに保持されている電動圧縮機であって、
   前記コンデンサホルダは、
   前記コンデンサの側面を覆う側壁と、
   該側壁から前記回路基板側に向けて延在するとともに前記コンデンサの一端面を係止する第１係止片と、
   前記側壁から前記回路基板とは反対側に向けて延在するとともに前記コンデンサの他端面を係止する第２係止片とを有しており、
   前記第２係止片の延在方向の長さは、前記第１係止片の延在方向の長さよりも長くなっており、
   前記第２係止片を弾性変形させて前記コンデンサを前記コンデンサホルダ内に収容させることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記第２係止片は、前記コンデンサに対して複数設けられており、
   前記第１係止片は、前記複数の第２係止片の間に位置して設けられており、
   前記第１係止片の幅は、前記第２係止片の幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記コンデンサは、当該コンデンサから突出されたリードを介して前記回路基板に電気接続されており、
   前記側壁には、前記リードを前記回路基板の接続箇所へ案内する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記コンデンサは、略直方体形状であり、
   前記側壁は、前記コンデンサの四面を囲う角筒状であり、
   前記コンデンサの四面のうちの一面側に位置する前記側壁には、前記貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔が形成された前記側壁に連続し、且つ互いに対向する各側壁には、前記第１係止片及び前記第２係止片がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
5. 前記コンデンサホルダは、前記ハウジングの一部を構成する取付部材に取り付けられており、
   前記取付部材には、前記第２係止片と係合し、前記第２係止片の弾性変形量を制限する係合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電動圧縮機。