WO2007074852A1

WO2007074852A1 - 電動圧縮機

Info

Publication number: WO2007074852A1
Application number: PCT/JP2006/326008
Authority: WO
Inventors: Takehiro Hasegawa
Original assignee: Sanden Corporation
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2007-07-05
Also published as: US20090269221A1; EP1967732A1; CN101346547A; EP1967732A4; CN101346547B; US8231365B2; JP2007177718A; JP4549968B2

Abstract

　圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータからのワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジングに収容した電動圧縮機において、前記接続部を、圧縮機ハウジングに係止されるハウジング側カプラと、該ハウジング側カプラに係止される給電用外部端子側カプラと、ステータからのワイヤの端部を保持するとともに前記給電側カプラに嵌合され、かつ前記ハウジング側カプラに係止されるステータ側カプラとから形成したことを特徴とする電動圧縮機。このような電動圧縮機においては、良好な生産性を確保しつつ、モータ用端子接続部の耐振性を向上し、端子接続部の切断、瞬断の発生を防止できる。

Description

明細書

電動圧縮機

技術分野

[0001] 本発明は、圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機に関し、とくに車両用冷凍システム等に好適な、ノヽイブリツド圧縮機を含む電動圧縮機における、モータ端子接続部の構造に関する。

背景技術

[0002] 圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機、とくに車両用冷凍システム等に用いられる電動圧縮機においては、通常、高電圧モータを使用しているので、安全面等力もモータの端子部およびその接続部とモータハウジング部および圧縮機ハウジング部（つまり、ボディ部）との間が絶縁され、漏電のおそれのない構造が必要とされる。このような電動圧縮機においては、通常、内蔵されている電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータカのワイヤの端部との接続部が設けられ、該接続部が圧縮機ハウジング内、とくに、外方に向けて延びる中空突出部内に収容される構造を採用することが多い。

[0003] また、高電圧モータを使用した車両用冷凍システム等に用いられる電動圧縮機にあっても、上記接続部としては、一般的な家電用圧縮機と同様に設計されていることが多ぐ端子接続部が端子に付設されたパネ力のみで保持され、とくに耐振対策が施されていないことが多い。たとえば、一般的な家電用圧縮機用の端子と力ブラを使用し、端子接続部がパネ力のみで押さえつけられているだけで、ボルト等の固定手段を用いて固定されていないことが多い。したがって、このパネ力を超える大きな荷重が加わると、端子接続部の切断や、瞬断 (瞬間的に離間し電気的な接続が瞬間的に切断される現象）が発生する可能性がある。とくに振動による外力が加わりやすい車両搭載の電動圧縮機では、このような問題が生じやすくなる。ただし、このような構造は、単純な構造なので、生産性とコストは良好である。

[0004] 一方、モータ端子接続部の耐振性を向上するための構造として、たとえば図 4に示すように、給電用外部端子 101とステータカものワイヤ端部 102の端子との端子同士の接続部の周囲に、エポキシ等の榭脂 103を注入し、接続部を注型した構造も知られている。この榭脂 103により、圧縮機ハウジング 104と端子との間を絶縁するようにしている。この構造では、端子周囲を榭脂注型するので、振動による切断の可能性は少なくなるが、端子 (金属製)と榭脂とでは線膨張係数が異なるため、周囲の温度によっては端子を切断する方向に変形する可能性がある。また、構造が単純なためコストは低いが、生産ライン上で榭脂を硬化させる時間が必要となるため、生産性は悪い。

[0005] このような接続部に関する問題は、圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した単純な電動圧縮機のみならず、内蔵電動モータと、それとは別の外部駆動源 (たとえば、車両走行用エンジン)とを圧縮機構の駆動源としたハイブリッド圧縮機においても、同様に存在する。

[0006] たとえば、車両用冷凍システム等に使用するハイブリッド圧縮機として、車両用原動機のみにより駆動されるスクロール型の第 1圧縮機構と、内蔵電動モータのみにより駆動されるスクロール型の第 2圧縮機構とを、両圧縮機構の固定スクロールを背中合わせにして一体的に組み込んだハイブリッド圧縮機が提案されている（特許文献 1)。このようなハイブリッド圧縮機により、それぞれの圧縮機構を単独で、あるいは同時に運転することが可能になり、そのときの要求に応じて最適な吐出性能を得ることが可能となる。このようなハイブリッド圧縮機においても、内蔵電動モータのための端子接続部において、上記のような問題が存在する。

特許文献 1 :特開 2003— 161257号公報

[0007] なお、上記のような問題を解消するために、本出願人により未だ出願未公開の段階であるが、耐振手段を設けることにより、モータ用端子接続部の耐振性を向上し、端子接続部の切断、瞬断の発生を防止でき、し力も良好な生産性を確保可能な電動圧縮機の提案もなされてヽる (特許文献 2)。

特許文献 2 :特願 2004— 373156号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] そこで本発明の課題は、電動モータを内蔵した電動圧縮機において、良好な生産性を確保しつつ、モータ用端子接続部の耐振性を向上し、端子接続部の切断、瞬断の発生を防止可能な電動圧縮機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータカものワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジングに収容した電動圧縮機において、前記接続部を、圧縮機ハウジングに係止されるハウジング側力ブラと、該ハウジング側力ブラに係止される給電用外部端子側力ブラと、ステータからのワイヤの端部を保持するとともに前記給電側力ブラに嵌合され、かつ前記ハウジング側力ブラに係止されるステータ側力ブラとから形成したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、各力ブラ同士を係止させることにより容易に端子接続部を形成することができるので、前述したようなエポキシ榭脂の注型工程を有する場合に比べ、榭脂注型工程を不要化でき、榭脂の準備や硬化時間が不要になり、生産性を向上できる。

[0010] 上記課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータカものワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジングに収容した電動圧縮機において、前記接続部を、圧縮機ハウジングに係止されるハウジング側力ブラと、該ハウジング側力ブラに係止される給電用外部端子側力ブラと、ステータからのワイヤの端部を保持するとともに前記給電側力ブラに嵌合され、かつ前記ハウジング側力ブラに係止されるステータ側力ブラとから形成したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、各力ブラ同士を係止させることにより容易に端子接続部を形成することができるので、前述したようなエポキシ榭脂の注型工程を有する場合に比べ、榭脂注型工程を不要化でき、榭脂の準備や硬化時間が不要になり、生産性を向上できる。

[0011] 上記接続部には、振動起因する、断線、電気的瞬断、絶縁部材の破損の少なくとも一つを機械的に防止する耐振手段が設けられることが好ましい。また、このような端子接続部の耐振性向上構造を、採用することにより、圧縮機外部から加わる振動による端子接続部の切断や瞬断、さらには周囲の絶縁部材の損傷が効果的に防止、抑制され、振動がある使用環境条件下においても、安定した接続状態が維持される。 [0012] 上記耐振手段としては、ハウジング側力ブラとハウジングとの間に介装された Oリングを備えてヽる構造を採ることができる。

[0013] また、上記耐振手段としては、給電用外部端子側力ブラを圧縮機のハウジング内に向けて押圧可能な弾性部材を備える手段を採用できる。また、弾性部材としては、たとえば波ヮッシャを使用することができる。また、この波ヮッシャと上記タブノヽウジングとの間に平ヮッシャが介装されている構造を採ることもできる。

[0014] 上記接続部は、上記電動モータを収納し上記ステータが固定されるハウジングに形成され外方に向けて延びる中空突出部内に配置されて、る形態とすることができる。この中空突出部は、圧縮機外部に対して実質的に密閉されている形態とすることができる。

[0015] 本発明に係る端子接続部の耐振性向上構造は、電動モータを内蔵する電動圧縮機であれば、かなるタイプの電動圧縮機にも適用可能であり、 V、わゆるハイブリッド圧縮機にも適用可能である。たとえば、電動圧縮機が、上記内蔵電動モータとは別の第 1駆動源のみにより駆動される第 1圧縮機構と、第 2駆動源としての上記内蔵電動モータのみにより駆動される第 2圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機カゝらなる場合にも適用できる。

[0016] このようなハイブリッド圧縮機においては、たとえば、上記第 1圧縮機構および第 2 圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されている構成を採用できる。この背中合わせに配置された両固定スクロールは一体形成された固定スクロール部材カもなる構造とすることもできる。また、上記第 1駆動源としては、車両用原動機、たとえば、車両走行用のエンジンや、上記内蔵電動モータとは別の電動モータを使用することができる。

発明の効果

[0017] このような本発明に係る電動圧縮機によれば、圧縮機外部から加わる振動による端子接続部の切断や瞬断、さらには周囲の絶縁部材の損傷が効果的に防止、抑制され振動がある使用環境下においても、安定した接続状態が維持される。また、前述したようなエポキシ榭脂の注型工程を有する場合に比べ、榭脂注型工程を不要化できるので、榭脂の準備時間や硬化時間が不要になり、生産性を向上できる。図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の一実施態様に係る電動圧縮機としてのハイブリッド圧縮機の縦断面図である。

[図 2]図 1のハイブリッド圧縮機の端子接続部の拡大縦断面図である。

[図 3]図 1のハイブリッド圧縮機の端子接続部を形成する際の工程図である。

[図 4]従来の樹脂で注型した場合の端子部の縦断面図である。

符号の説明

[0019] 1 ハイブリッド圧縮機

2 第 1圧縮機構

3 第 2圧縮機構

10、 30 固定スクロール

11、 31 可動スクロ -ル

12、 32 作動空間

13、 33 駆動軸

14 プーリ

15 電磁クラッチ

16、 34 ボール力プリング

17 ケーシング

18 吸入ポート

19 吸入通路

20、 40 吸入室

21、 41 吐出穴

22、 42 吐出通路

23 吐出ポート

35 電動モータ

36 回転子

37 ステータ

38 ステータハウジンザ 39 連通路

43 固定スクロール部材

50 端子部

51 給電用外部端子

52 ワイヤ

53 接続部

54 中空突出部

55 ノヽーメチックシーノレ

56 係止部

57 ハウジング側カプラ

58、 59 溝

60、 61 Oリング

62 給電用外部端子側力ブラ

63 ステータ側カプラ

64、 65 爪

66、 67 溝

68、 69 係止部

70 支持部

71 中空部

72、 73 爪

74、 75 係止部

76 波ヮッシャ

77 平ヮッシャ

発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の電動圧縮機の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。

図 1は、本発明の一実施態様に係る電動圧縮機を示しており、とくに、本発明をノヽイブリツド圧縮機に適用した場合を示している。図 2は、図 1に示したハイブリッド圧縮機の内蔵電動モータの端子接続部の構造を示したものであるが、この図 2に示した構造は、ハイブリッド圧縮機に限らず、単に内蔵電動モータのみを振動源として有する電動圧縮機にも適用できる構造である。

[0021] まず、図 1に示したハイブリッド圧縮機について説明するに、ハイブリッド圧縮機 1はスクロール型の圧縮機からなり、第丄圧縮機構 ₂と第 ₂圧縮機構 ₃とを備えている。第ェ圧縮機構 2は、固定スクロール 10と、固定スクロール 10とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット） 12を形成する可動スクロール 11と、可動スクロール 11に係合して可動スクロール 11を旋回運動させる駆動軸 13と、第 1駆動源としての車両走行用の原動機（図示略)からの駆動力が伝達されるプーリ 14と駆動軸 13との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ 15と、可動スクロール 11の自転を阻止するボールカップリング 16と、ケーシング 17に形成された吸入ポート 18とを備えている。吸入ポート 18から吸入通路 19を通して吸入室 20へと吸入された被圧縮流体 (たとえば、冷媒ガス）は、作動空間 12内に取り込まれ、作動空間 12が体積を減少させつつ固定スクロール 10の中心へ向けて移動されることにより、作動空間 12内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール 10の中央部には吐出穴 21が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴 21、吐出通路 22、吐出ポート 23を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。

[0022] 一方、第 2圧縮機構 3は、固定スクロール 30と、固定スクロール 30とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット） 32を形成する可動スクロール 31と、可動スクロール 3 1に係合して可動スクロール 31を旋回運動させる駆動軸 33と、可動スクロール 31の自転を阻止するボールカップリング 34とを備えて、る。この第 2圧縮機構 3の駆動軸 33を駆動するために、電動モータ 35が内蔵されている。電動モータ 35は、駆動軸 3 3に固定された回転子 36と、ステータ 37とを有しており、ステータ 37は、ステータハウジング 38に、または圧縮機ハウジングの一部として形成されたステータハウジング 38 に固定されるとともに、電動モータ 35全体がステータハウジング 38内に収納されている。この第 2圧縮機構 3においては、吸入ポート 18から第 1圧縮機構 2の吸入室 20へと吸入された被圧縮流体 (たとえば、冷媒ガス）が、連通路 39を通して第 2圧縮機構 3 の吸入室 40に吸入され、作動空間 32内に取り込まれ、作動空間 32が体積を減少させつつ固定スクロール 30の中心へ向けて移動されることにより、作動空間 32内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール 30の中央部には吐出穴 41が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴 41、吐出通路 42を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。

[0023] 本実施態様では、第 1圧縮機構 2の固定スクロール 10と第 2圧縮機構 3の固定スクロール 30とは背中合わせに配設されており、かつ、両固定スクロール 10、 30は一体化された固定スクロール部材 43として形成されている。

[0024] ノ、イブリツド圧縮機 1の第 1圧縮機構 2のみが稼動される場合には、第 2圧縮機構 3 を駆動する電動モータ 35には電力は供給されず、電動モータ 35は回転しない。したがって、第 2圧縮機構 3は作動しない。ハイブリッド圧縮機 1が電動モータ 35のみにより駆動される場合には、電動モータ 35がオンされて回転し、電動モータ 35の回転が第 2圧縮機構 3の駆動軸 33に伝達され、駆動軸 33により可動スクロール 31が旋回駆動される。このとき、第 1圧縮機構 1の電磁クラッチ 15には通電されず、第 1駆動源としての車両用原動機の回転は第 1圧縮機構 2へは伝達されない。したがって、第 1圧縮機構 2は駆動しない。両圧縮機構 2、 3が同時駆動される場合には、車両用原動機力の駆動力が第 1圧縮機構の可動スクロール 11に伝達されるとともに、電動モータ 35がオンされてその駆動力が第 2圧縮機構 3の可動スクロール 31に伝達される。

[0025] このように構成されたノ、イブリツド圧縮機 1においては、電動モータ 35の端子部 50 は、搭載形態におけるハイブリッド圧縮機 1の上部に配置されている。この端子接続部 50の詳細は図 2、図 3に示すように、構成されている。端子部 50は、電動モータ 35 の給電用外部端子 51と電動モータ 35のステータ 37からのワイヤ 52の端部の接続部 53を有している。接続部 53は、ステータハウジング 38に形成され外方に向けて延びる中空突出部 54内に配置されており、給電用外部端子 51は、この中空突出部 54を実質的に密閉可能なハーメチックシール 55に取り付けられている。

[0026] 本実施態様では、中空突出部 54の内壁には、係止部 56が設けられており、該係止部 56には円筒状のハウジング側力ブラ 57が係止されている。ハウジング側力ブラ 57の外面には周方向に延びる溝 58、 59が設けられており、溝 58、 59には Oリング 6 0、 61が嵌合されている。ハウジング側力ブラ 57には、給電用外部端子側力ブラ 62 が係止されている。給電用外部端子側力ブラ 62には、ステータ 37からのワイヤ 52を保持するとともにハウジング側力ブラ 57に係止されるステータ側カブラ 63が嵌合されてヽる。上記各カプラ 57、 62、 63ίま樹月旨力らなっており、各カプラ 57、 62、 63ίま弾性変形可能に形成されて!ヽる。

[0027] 本実施態様では、上記接続部 53は、以下のようにして形成することができる。まず、中空突出部 54内にハウジング側力ブラ 57を挿入する。この際、予めハウジング側力ブラ 57の外面に設けられた溝 58、 59に Οリング 60、 61を嵌合しておく。中空突出部 54内に挿入されたノ、ウジング側力ブラ 57の一端部は、中空突出部 54の内壁に設けられた係止部 56に係合し所定の位置に係止される。さら〖こ、ステータ側カブラ 63 の外縁に形成された爪 64、 65と、ハウジング側カプラ 57に形成された溝 66、 67の位置を合わせ、この状態でステータ側カブラ 63をノヽゥジング側カブラ 57の一端側 ( 図 2の下方)から挿入する（図 3 (A) )。次に、ステータ側カブラ 63を矢印方向に 90度回転させる（図 3 (B) )。これにより、ステータ側カブラ 63の爪 64、 65力ハウジング側力ブラ 57の係止部 68、 69に嵌合し係止される。そして、次に中空突出部 54の上方（図 2の上側）力も給電用外部端子側力ブラ 62の支持部 70を、ステータ側カブラ 63の中空部 71に挿入し、給電用外部端子側力ブラ 62の爪 72、 73を、ノ、ウジング側カブラ 57の係止部 74、 75に係止させる（図 3 (C) )。さらに、給電用外部端子側力ブラ 62 の上部に波ヮッシャ 76を載置し、中空突出部 54をハーメチックシール 55でシールする。

[0028] 本実施態様においては、上述のように、ハウジング側力ブラ 57を中空突出部 54 (圧縮機ハウジング）に係止させ、さらに各力ブラを互いに係止させるだけで容易に接続部 53を形成することができるので、前述したようなエポキシ榭脂の注型工程を有する場合に比べ、榭脂注型工程を不要化でき、榭脂の準備や硬化時間が不要になり、生産性を向上できる。また、本実施態様においては、各力ブラはそれぞれ弾性変形可能に樹脂から形成されて!ヽるので、組み付け作業性を向上できる。

[0029] また、本実施態様においては、接続部 53の耐振手段としては、以下のような各種構造が採用されている。まず、ハウジング側力ブラ 57の外周面と中空突出部 54との間に、 Οリング 60、 61が介装されている。この Οリング 60、 61は、主として、接続部の水平方向の防振の役目を担う。

[0030] また、ハウジング側力ブラ 57を、圧縮機ハウジング内に向けて、本実施態様ではステータハウジング 38の中空突出部 54内に向けて、押圧可能な弾性部材としての波ヮッシャ 76が設けられている。この弾性部材は波ヮッシャ 76以外の押圧力を発揮する部材、たとえば他のスプリング部材であってもよい。ハウジング側力ブラ 57は中空突出部 54内に形成された係止部 56に突き当たり、ハーメチックシール 55に対する波ヮッシャ 76の押圧力により保持される。この波ヮッシャ 76設置により、ハウジング側力ブラ 57の上下方向の防振機能を発揮させることができる。この波ヮッシャ 76とハウジング側カプラ 57との間には、波ヮッシャ 76の押圧力により、ハウジング側カプラ 57 の表面が変形するのを防止するために、平ヮッシャ 77が介装されて、ることが好ましい。

[0031] このように、上述したような各種耐振手段の少なくとも一つを備えることで、モータ用端子接続部の耐振性が向上され、端子接続部の切断、瞬断の発生を防止あるいは抑制される。

産業上の利用可能性

[0032] 本発明は、圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵したあらゆる電動圧縮機に適用可能であり、とくに内蔵電動モータとそれとは別の駆動源により各圧縮機構を駆動できるようにしたハイブリッド圧縮機カゝらなる電動圧縮機にも適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータカものワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジングに収容した電動圧縮機において、前記接続部を、圧縮機ハウジングに係止されるハウジング側力ブラと、該ハウジング側力ブラに係止される給電用外部端子側力ブラと、ステータカのワイャの端部を保持するとともに前記給電側力ブラに嵌合され、かつ前記ハウジング側力ブラに係止されるステータ側カブラとから形成したことを特徴とする電動圧縮機。

[2] 前記ハウジング側力ブラ、給電用外部端子側力ブラ、ステータ側カブラのうち少なくとも一つの力ブラが弾性変形可能に形成されている、請求項 1の電動圧縮機。

[3] 前記接続部および Zまたは接続部周辺に、振動に起因する断線、電気的な瞬断、絶縁部材の破損の少なくともひとつを機械的に防止する耐振手段が設けられている

、請求項 1の電動圧縮機。

[4] 前記耐振手段が、前記ハウジング側力ブラとハウジングとの間に介装された Oリングを備えている、請求項 3の電動圧縮機。

[5] 前記耐振手段が、前記給電用外部端子側力ブラを圧縮機のハウジング内に向けて押圧可能な弾性部材を備えて!/、る、請求項 3の電動圧縮機。

[6] 前記弾性部材が波ヮッシャカもなる、請求項 5の電動圧縮機。

[7] 前記接続部が、前記電動モータを収納し前記ステータが固定される圧縮機ハウジングに形成され外方に向けて延びる中空突出部内に配置されている、請求項 1の電動圧縮機。

[8] 前記中空突出部が、圧縮機外部に対して実質的に密閉されている、請求項 7の電動圧縮機。

[9] 前記電動圧縮機が、前記内蔵電動モータとは別の第 1の駆動源のみにより駆動される第 1圧縮機構と、第 2駆動源としての前記電動モータのみにより駆動される第 2圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機力もなる、請求項 1の電動圧縮機。

[10] 前記第 1圧縮機構および第 2圧縮機構がスクロール型圧縮機構カゝらなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されて、る、請求項 9の電動圧縮機。

[11] 背中合わせに配置された両固定スクロールが一体形成された固定スクロール部材力もなる、請求項 10の電動圧縮機。

[12] 前記第 1駆動源が車両用原動機力なる、請求項 9の電動圧縮機。