WO2010052936A1 - インバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

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WO2010052936A1
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electric compressor
compressor
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motor
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藤村英介
水野淳
渋谷誠
齋藤淳
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サンデン株式会社
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    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
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    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/803—Electric connectors or cables; Fittings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/808—Electronic circuits (e.g. inverters) installed inside the machine

Definitions

  • the present invention relates to an inverter-integrated electric compressor in which a motor drive circuit including an inverter is assembled in a compressor, and particularly to an inverter-integrated electric compressor in which an inverter portion is molded with urethane resin or the like.
  • a molding material such as urethane resin is filled in the space that houses the motor drive circuit in order to protect the components that constitute the inverter unit from heat and vibration. ing.
  • the molding material flows into the gap between the conductive wires in the caulking portion of the HV connector during this filling operation, the molding material expands due to a change in the temperature of the HV connector due to a change in the operating state of the compressor. There is a risk that the connection reliability at the crimped portion of the HV connector is lowered due to repeated contraction.
  • an object of the present invention is to provide an inverter-integrated electric compressor in which the inverter part is molded with urethane resin or the like and the electrical connection part has excellent joining reliability.
  • an inverter-integrated electric compressor includes a motor and an inverter-integrated electric motor in which a motor drive circuit including the inverter is provided in a housing space surrounded by the compressor housing.
  • the crimping portion of the terminal of the conductive wire connected to the inverter is molded together with the inverter by the resin filled in the housing space, and an open gap to the outside in the crimping portion is previously sealed with a gap. It consists of what is characterized by being coat
  • the inverter-integrated electric compressor of the present invention is molded together with the inverter in a state in which the open gap to the outside of the crimped portion of the terminal of the lead wire connected to the inverter is covered or sealed with a gap sealing material.
  • the molding material does not flow into the internal gap of the crimping portion, and the connection reliability of the crimping portion is ensured.
  • the gap sealing material it is preferable to use a material having a small degree of expansion or contraction due to a temperature change of the HV connector. By using such a material, it is possible to sufficiently secure the connection reliability of the caulking portion.
  • the gap sealing material is temporarily in a fluid state by heating or the like and solidified by cooling or the like. It is preferable to use a material to be used. Specifically, a gap sealing material made of solder can be suitably used. For example, the solder is temporarily made to flow with a heated soldering iron, and in this state, the solder is allowed to flow into the opening gap, and the solder is solidified by natural cooling or forced cooling. It is possible to efficiently achieve gap covering and sealing.
  • the leading end cross-sectional portion of the conducting wire is covered with the gap sealing material so as to cover the unevenness of the leading end cross-sectional portion of the conducting wire.
  • the inverter-integrated electric compressor according to the present invention can be applied to virtually any type of compressor, but is often mounted in a narrow space, and the motor drive circuit is affected by heat and vibration. It is easy to use suitably as a compressor mounted on a vehicle.
  • the compressor is configured in such a manner that the open gap to the outside of the crimped portion of the terminal of the conductive wire connected to the inverter is covered and sealed with the gap sealing material in advance. Since the housing space surrounded by the housing is molded with the inverter, the molding material will not enter the crimped part of the terminal of the lead wire connected to the inverter, ensuring the connection stability and connection reliability of the crimped part. Is possible.
  • FIG. 3A is a perspective view in an uncovered state
  • FIG. 3A is a perspective view in an uncovered state
  • FIG. 1 shows an example of a scroll-type electric compressor for a vehicle air conditioner as a basic configuration of an inverter-integrated electric compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 2 denotes a compression mechanism composed of a fixed scroll 3 and a movable scroll 4.
  • the movable scroll 4 is turned with respect to the fixed scroll 3 in a state in which the rotation is prevented via the ball coupling 5.
  • a motor 7 is incorporated in the compressor housing (center housing) 6, and the main shaft 8 (rotary shaft) is rotationally driven by the built-in motor 7.
  • the rotational motion of the main shaft 8 is converted into the turning motion of the movable scroll 4 through the eccentric pin 9 disposed on one end side of the main shaft 8 and the eccentric bush 10 rotatably engaged thereto. ing.
  • a suction port 11 for sucking refrigerant as a fluid to be compressed is provided in the compressor housing (front housing) 12, and the sucked refrigerant is guided to the compression mechanism 2 through the motor 7 arrangement portion.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism 2 is sent to the external circuit through the discharge port 13, the discharge chamber 14, and the discharge port 16 provided in the compressor housing (rear housing) 15.
  • the driving circuit 21 for the motor 7 is provided in the compressor housing 12 (front housing), and more specifically, on the outer surface side of the partition wall 22 with the refrigerant suction path side formed in the compressor housing 12.
  • a motor drive circuit 21 is provided.
  • the motor drive circuit 21 supplies power to the motor 7 via a sealed terminal 23 (an output terminal of the motor drive circuit 21) attached through the partition wall 22 and a lead wire 24.
  • the path side and the motor drive circuit 21 installation side are sealed.
  • the motor drive circuit 21 includes an IPM (Intelligent Power Module) 25 having an inverter function and a control circuit 26, and an electrical component such as a capacitor 27 is provided separately or integrally therewith.
  • the motor drive circuit 21 is connected to an external power source (not shown) via a connector 28 as an input terminal.
  • the opening side to the outside of the compressor housing 12 on which the electric parts including the motor drive circuit 21 are mounted is covered in a state of being sealed with a lid member 29, and these electric parts are protected by the lid member 29. .
  • the above configuration is shown as an electric circuit, for example, as shown in FIG.
  • the electric compressor 1 is provided with a motor drive circuit 21, and an output from the motor drive circuit 21 is fed to each motor winding 41 of the built-in motor 7 via a sealing terminal 23 and a lead wire 24.
  • the motor drive circuit 21 includes a motor drive high voltage circuit 30 and a control low circuit provided with a motor control circuit 44 for controlling each power element 43 (switching element) of the inverter 42 in the motor drive high voltage circuit 30.
  • a voltage circuit 45 is provided, and the control low voltage circuit 45 is configured in the control circuit 26 shown in FIG.
  • Electric power from an external power source 46 (for example, a battery) is supplied to the motor driving high voltage circuit 30 through the high voltage connector 47 and supplied to the inverter 42 via the noise filter 37 and the smoothing capacitor 27. Then, the direct current from the power source 46 is converted into a pseudo three-phase alternating current and then supplied to the motor 7.
  • low voltage power is supplied to the motor control circuit 44 via a control signal connector 49 from an air conditioning control device 48 of the vehicle.
  • the control signal connector 49 and the high voltage connector 47 are illustrated at positions apart from each other, but actually they are provided in the same connector 28 shown in FIG. 1.
  • a shield plate 31 is fixed to the control circuit 26, and the shield plate 31 is interposed between the motor driving high voltage circuit 30 and the control circuit 26 having the control low voltage circuit 45 as shown in FIG.
  • the motor driving high voltage circuit 30 is covered as much as possible to suppress the influence of noise from the motor driving high voltage circuit 30 to the control low voltage circuit 45 side.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the motor drive circuit 21 is housed in the housing space 60 surrounded by the compressor housing (front housing) 12 in the compressor 1 of FIG.
  • a case member 58 and an IPM 25 are accommodated in the accommodation space 60.
  • a high voltage connector 47 formed of a crimp terminal is caulked to the tip of the lead wire 24.
  • the high voltage connector 47 is fixed to the case member 58 with screws, and is electrically connected between the noise filter 37 and the capacitor 27 installed on the back surface of the case member 58.
  • FIG. 4A and 4B show a caulking portion for connecting the high voltage connector 47 and the lead wire 24 shown in FIG. 3.
  • FIG. 4A is a perspective view showing a state in which the caulking portion is not covered, and FIG. It is a perspective view of the state coat
  • the high voltage connector 47 is caulked to the lead wire 24.
  • the caulking portion 61 the plurality of conductive wires 62 bundled by covering the lead wires 24 form an open gap 63 to the outside, and when a molding material made of urethane resin or the like enters the open gap 63, the caulking portion The connection reliability of 61 is lowered. Therefore, as shown in FIG.
  • solder 64 as a gap sealing material is caused to flow into the open gap 63, and in this state, the molding material is filled into the accommodation space 60 of FIG. By molding, the molding material is prevented from flowing into the caulking portion 61.
  • the tip cross-section portion of the conducting wire 62 is completely covered with the solder 64 so that the connection reliability of the caulking portion 61 is sufficiently ensured even when the molding material adheres to this portion. It becomes possible to do.
  • the inverter-integrated electric compressor according to the present invention can be applied to virtually any type of compressor, but is often mounted in a narrow space, and the motor drive circuit is affected by heat and vibration. It is easy to use as a compressor mounted on a vehicle.

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Abstract

【課題】インバータ部がウレタン樹脂等でモールドされ、電気的接続部の接合信頼性に優れたインバータ一体型電動圧縮機を提供する。 【解決手段】モータが内蔵され、インバータを含むモータ駆動回路が圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間内に設けられたインバータ一体型電動圧縮機において、インバータに接続された導線の端子のカシメ部が、収容空間に充填される樹脂によってインバータごとモールドされており、該カシメ部における外部への開放間隙が、予め、間隙封止材により被覆、封止されているインバータ一体型電動圧縮機。

Description

インバータ一体型電動圧縮機
　本発明は、インバータを含むモータ駆動回路が圧縮機内に組み付けられたインバータ一体型電動圧縮機に関し、とくに、インバータ部がウレタン樹脂等でモールドされたインバータ一体型電動圧縮機に関する。
　インバータを含むモータ駆動回路が圧縮機内に組み付けられたインバータ一体型電動圧縮機の構造として、モータ駆動回路が絶縁用樹脂モールド材によって被覆され、該樹脂モールド材中に埋設されるようにした構造が知られている（例えば、特許文献１）。このような圧縮機のインバータ部に高電圧を入力するためのリード線は、例えば、圧着端子からなる高電圧用コネクタ（ＨＶコネクタ）を介してインバータ部の回路基板にビス接続されることによりインバータ部と接続される。
特開２００２－７０７４３号公報
　特許文献１に記載されるインバータ一体型電動圧縮機においては、インバータ部を構成する部品等を熱や振動から保護するために、モータ駆動回路を収容する空間にウレタン樹脂等のモールド材が充填されている。しかし、この充填作業の際に、ＨＶコネクタのカシメ部における導線の間隙にモールド材が流入してしまうと、圧縮機の運転状態が変動することに伴うＨＶコネクタの温度変化によって、モールド材が膨張、収縮を繰り返し、ＨＶコネクタのカシメ部における接続信頼性が低下するおそれがある。
　そこで本発明の課題は、インバータ部がウレタン樹脂等でモールドされており、かつ、電気的接続部の接合信頼性に優れたインバータ一体型電動圧縮機を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機は、モータが内蔵され、インバータを含むモータ駆動回路が圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間内に設けられたインバータ一体型電動圧縮機において、前記インバータに接続された導線の端子のカシメ部が、前記収容空間に充填される樹脂によってインバータごとモールドされており、該カシメ部における外部への開放間隙が、予め、間隙封止材により被覆、封止されていることを特徴とするものからなる。
　本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、インバータに接続された導線の端子のカシメ部における外部への開放間隙が間隙封止材で被覆または封止された状態で、インバータごとモールドされているので、カシメ部の内部間隙にモールド材が流入することがなく、カシメ部の接続信頼性が確保されている。上記間隙封止材としては、ＨＶコネクタの温度変化によって膨張または収縮する度合が小さい材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることにより、上記カシメ部の接続信頼性を十分に確保することが可能となる。
　また、上記開放間隙内が上記間隙封止材によって効率的に被覆、封止されるようにするために、間隙封止材としては、加熱等によって一時的に流動状態を呈し、冷却等によって固化する材料を用いることが好ましい。具体的には、半田からなる間隙封止材が好適に利用可能である。例えば、加熱した半田ごてにより半田を一時的に流動状態とし、この状態で半田を上記開放間隙内に流入させ、自然冷却又は強制冷却によって半田を固化させることにより、カシメ部における外部への開放間隙の被覆および封止を効率的に達成することが可能である。
　また、本発明において、上記開放間隙の内部が被覆、封止されたとしても、導線の先端断面部が露出していると、その先端断面部の凹凸に付着したモールド材が膨張および収縮を繰り返すことにより、導線の先端に応力がかかり、上記カシメ部の接続信頼性が低下するおそれがある。そこで、導線の先端断面部の凹凸を覆い隠すように、上記導線の先端断面部が上記間隙封止材によって被覆されることが好ましい。
　本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機は、実質的にあらゆるタイプの圧縮機に適用可能であるが、とくに、狭いスペースに搭載されることが多く、モータ駆動回路が熱や振動の影響を受けやすい、車両に搭載される圧縮機として好適に用いることが可能である。
　本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機によれば、インバータに接続された導線の端子のカシメ部における外部への開放間隙が予め間隙封止材で被覆、封止された状態にて、圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間がインバータごとモールドされているので、インバータに接続された導線の端子のカシメ部の内部にモールド材が入り込むことがなくなり、カシメ部の接続安定性、接続信頼性を確保することが可能である。
本発明の一実施態様に係るインバータ一体型電動圧縮機の基本構成を示す概略縦断面図である。 図１の圧縮機を含む空調制御機構を電気回路的に示した構成図である。 図１のフロントハウジングで囲まれた収容空間内にモータ駆動回路が収容された状態を示す斜視図である。 図３のＨＶコネクタとリード線を接続するカシメ部を示し、（Ａ）は未被覆状態の斜視図、（Ｂ）は被覆状態の斜視図である。
　以下に、本発明の望ましい実施の形態を、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インバータ一体型電動圧縮機１の基本構成として、車両空調装置用のスクロール型電動圧縮機の例を示している。図１において、２は、固定スクロール３と可動スクロール４からなる圧縮機構を示している。可動スクロール４は、ボールカップリング５を介して自転が阻止された状態で、固定スクロール３に対して旋回されるようになっている。圧縮機ハウジング（センターハウジング）６内には、モータ７が組み込まれており、この内蔵モータ７によって主軸８（回転軸）が回転駆動される。主軸８の一端側に配設された偏心ピン９、それに対して回転自在に係合された偏心ブッシュ１０を介して、主軸８の回転運動が可動スクロール４の旋回運動に変換されるようになっている。本実施態様では、被圧縮流体としての冷媒を吸入する吸入ポート１１が圧縮機ハウジング（フロントハウジング）１２に設けられており、吸入された冷媒は、モータ７配置部を通して圧縮機構２へと導かれ、圧縮機構２で圧縮された冷媒は、吐出孔１３、吐出室１４、圧縮機ハウジング（リアハウジング）１５に設けられた吐出ポート１６を通して外部回路に送られる。
　上記モータ７の駆動用回路２１は、圧縮機ハウジング１２（フロントハウジング）内に設けられており、より詳しくは、圧縮機ハウジング１２に形成された冷媒吸入経路側との仕切壁２２の外面側にモータ駆動回路２１が設けられている。モータ駆動回路２１は、仕切壁２２を貫通させて取り付けられた密封端子２３（モータ駆動回路２１の出力端子）、リード線２４を介してモータ７に給電し、密封端子２３設置部では、冷媒吸入経路側とモータ駆動回路２１設置側とがシールされている。モータ駆動回路２１を仕切壁２２の外面側に設けることによって、仕切壁２２を介して、モータ駆動回路２１を含む電気部品の少なくとも一部が、吸入冷媒と熱交換可能となっており、吸入冷媒によって冷却可能となっている。
　モータ駆動回路２１は、インバータ機能を有するＩＰＭ（Intelligent Power Module）２５と制御回路２６とを含んでおり、それとは別体にあるいは一体にコンデンサ２７等の電気部品が設けられている。このモータ駆動回路２１は、入力端子としてのコネクタ２８を介して外部電源（図示略）と接続される。これらモータ駆動回路２１を含む電気部品を実装した圧縮機ハウジング１２の外部への開口側は、蓋部材２９でシールされた状態で覆
われており、これら電気部品が蓋部材２９により保護されている。
　上記のような構成を電気回路的に示すと、例えば図２のようになる。図２において、電動圧縮機１にはモータ駆動回路２１が設けられており、モータ駆動回路２１からの出力が密封端子２３、リード線２４を介して内蔵モータ７の各モータ巻線４１に給電されることによりモータ７が回転駆動され、圧縮機構２による圧縮が行われる。モータ駆動回路２１は、モータ駆動用高電圧回路３０と、モータ駆動用高電圧回路３０内のインバータ４２の各パワー素子４３（スイッチング素子）を制御するためのモータ制御回路４４を備えた制御用低電圧回路４５を有しており、この制御用低電圧回路４５が図１に示した制御回路２６内に構成されている。外部電源４６（例えば、バッテリー）からの電力が、高電圧用コネクタ４７を通してモータ駆動用高電圧回路３０へ給電され、ノイズフィルタ３７、平滑用のコンデンサ２７を介してインバータ４２に供給され、インバータ４２で電源４６からの直流が疑似三相交流に変換された後、モータ７へと供給される。モータ制御回路４４へは、例えば、車両の空調制御装置４８から、低電圧の電力が制御信号用コネクタ４９を介して供給される。図２では、この制御信号用コネクタ４９と、高電圧用コネクタ４７とは、離れた位置に図示してあるが、実際には、図１に示した同一のコネクタ２８内に装備されている。制御回路２６に、シールドプレート３１が固定され、このシールドプレート３１が、図２に示すように、モータ駆動用高電圧回路３０と制御用低電圧回路４５を備えた制御回路２６との間に介在され、モータ駆動用高電圧回路３０を極力広い範囲にわたって覆い、モータ駆動用高電圧回路３０から制御用低電圧回路４５側へのノイズの影響を抑制している。
　図３は、図１の圧縮機１において、圧縮機ハウジング（フロントハウジング）１２で囲まれた収容空間６０内にモータ駆動回路２１が収容されている状態を示す斜視図である。収容空間６０内にはケース部材５８とＩＰＭ２５が収められている。また、圧着端子からなる高電圧用コネクタ４７は、リード線２４の先端にカシメ接続されている。高電圧用コネクタ４７は、ケース部材５８にビスで固定されており、ケース部材５８の裏面に設置されたノイズフィルタ３７とコンデンサ２７との間で電気的に接続されている。
　図４は、図３の高電圧用コネクタ４７とリード線２４を接続するカシメ部を示しており、（Ａ）はカシメ部を被覆していない状態の斜視図、（Ｂ）はカシメ部を半田で被覆した状態の斜視図である。図４（Ａ）において、高電圧用コネクタ４７はリード線２４にカシメ接続されている。カシメ部６１において、リード線２４の被覆により束ねられた複数の導線６２は、外部への開放間隙６３を形成しており、この開放間隙６３にウレタン樹脂等からなるモールド材が入り込むと、カシメ部６１の接続信頼性が低下する。そこで、図４（Ｂ）に示されるように、開放間隙６３に間隙封止材としての半田６４を流入させ、この状態にてモールド材を図３の収容空間６０内に充填させてインバータ４２ごとモールドすることにより、カシメ部６１へのモールド材の流入が防止される。とくに、図４（Ｂ）のように導線６２の先端断面部を半田６４で完全に被覆することにより、この部分にモールド材が付着した場合にも、カシメ部６１の接続信頼性を十分に確保することが可能となる。
　本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機は、実質的にあらゆるタイプの圧縮機に適用可能であるが、とくに、狭いスペースに搭載されることが多く、モータ駆動回路が熱や振動の影響を受けやすい、車両に搭載される圧縮機として好適に用いることができる。
　　１　インバータ一体型電動圧縮機
　　２　圧縮機構
　　３　固定スクロール
　　４　可動スクロール
　　５　ボールカップリング
　　６　圧縮機ハウジング（センターハウジング）
　　７　モータ
　　８　主軸
　　９　偏心ピン
　１０　偏心ブッシュ
　１１　吸入ポート
　１２　圧縮機ハウジング（フロントハウジング）
　１３　吐出孔
　１４　吐出室
　１５　圧縮機ハウジング（リアハウジング）
　１６　吐出ポート
　２１　モータ駆動回路
　２２　仕切壁
　２３　密封端子
　２４　リード線
　２５　ＩＰＭ
　２６　制御回路
　２７　コンデンサ
　２８　コネクタ
　２９　蓋部材
　３０　モータ駆動用高電圧回路
　３１　シールドプレート
　３７　ノイズフィルタ
　４１　モータ巻線
　４２　インバータ
　４３　パワー素子
　４４　モータ制御回路
　４５　制御用低電圧回路
　４６　外部電源
　４７　高電圧用コネクタ（ＨＶコネクタ）
　４８　空調制御装置
　４９　制御信号用コネクタ
　５８　ケース部材
　６０　収容空間
　６１　カシメ部
　６２　導線
　６３　開放間隙
　６４　間隙封止材としての半田

Claims (4)

  1. 　モータが内蔵され、インバータを含むモータ駆動回路が圧縮機ハウジングで囲まれた収容空間内に設けられたインバータ一体型電動圧縮機において、
    　前記インバータに接続された導線の端子のカシメ部が、前記収容空間に充填される樹脂によってインバータごとモールドされており、該カシメ部における外部への開放間隙が、予め、間隙封止材により被覆、封止されていることを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
  2. 　前記導線の先端断面部も、前記間隙封止材で被覆されている、請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  3. 　前記間隙封止材が半田からなる、請求項１または２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  4. 　車両に搭載される圧縮機からなる、請求項１～３のいずれかに記載のインバータ一体型電動圧縮機。
PCT/JP2009/005980 2008-11-10 2009-11-10 インバータ一体型電動圧縮機 WO2010052936A1 (ja)

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