JP2003214340A - 電動圧縮機とインバータの接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ及びインバータを一体で具備する電動
圧縮機において、安価で小型で且つ組み付け性に優れた
ハーメチック端子部を提供する。 【解決手段】 インバータとモータを電気的に接続す
る、本発明のハーメチック端子部は、ハーメチック端子
と、制御装置のケースに一体に形成されていて制御装置
に電気的に接続する弾性構造体と、前記モータに接続す
るピン部とを具備しており、前記弾性構造体と前記ピン
部を介して前記モータと前記制御装置が接続することを
特徴とする。前記弾性構造体は、先端部がインバータに
接続していて電気抵抗の小さな材料から製作される構造
体と、構造体の内部に設置されていてやはり電気抵抗の
小さな材料から製作される弾性のある弾性体とを具備す
る。ハーメチック端子部のピン部を弾性体に挿入するこ
とにより、これらの接続は容易に実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式圧縮機に係
り、特別には電動式圧縮機と該圧縮機を制御する制御装
置の接続装置に関する。更により特別には、電動式圧縮
機と該圧縮機を制御するインバータとの間のハーメチッ
クシールに関する。

【０００２】

【従来の技術】空調等の冷凍用電動圧縮機において、小
型化等のニーズから、モータを具備する電動圧縮機とそ
の制御装置であるインバータを一体化したものが使用さ
れている。この様な従来の、インバータと電動圧縮機が
一体になったタイプの圧縮機において、インバータと電
動圧縮機の接続構造に関して種々のものが提案されてい
る。

【０００３】特許公報第３０８６８１９号においては、
電動圧縮機の容器の一部として、インバータと電動圧縮
機を一体に形成し、専用の入力端子を用いずに電動圧縮
機とインバータを接続する構造が提案されている。しか
し、インバータと電動圧縮機の一体化時の溶接によりイ
ンバータの温度が高くなり、素子の耐熱温度を超える。
従って、インバータ部に耐圧構造を有した入力端子を形
成する際、そのための専用装置が必要になり、そのため
大幅なコストアップになる課題があった。

【０００４】また図４に示すような従来のインバータ３
００と電動圧縮機２０１が一体化されたものでは、イン
バータ３００と電動圧縮機２０１は、専用の入力端子で
あるハーメチックシール２４０を介して接続されてお
り、ハーメチックシール２４０とインバータ３００の接
続はリード線２６１を介し行われる。一般的に、このリ
ード線２６１のハーメチックシール２４０との接続は、
レセプタクル２６２を介しており、リード線２６１とイ
ンバータ３００の接続は、ねじ２６３による固定が用い
られる。この様な構成による接続では、接続部の寸法が
大きくなり、また接続作業のためにスペースが必要であ
る等、組み付け性が悪いという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電動圧縮機と該圧縮機の制御装置の接続部分は良好な
電気的接続を確実に確保するために、圧着端子をねじで
締めつける等の方法で行われており、締め付け部の寸
法、締めつけ作業のための空間が必要であった。また、
従来の技術では、電気接続部の接続を確実にするため
に、慎重な作業及びそのために必要なある程度の作業時
間が必要であった。

【０００６】本発明は、上述した事情に鑑みなされたも
ので、装置自体の機能や性能を阻害することなく、安価
で小型で且つ組み付け性に優れた電気接続部を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明に係る電動圧縮機は、上述した目的を達成するため
に、冷媒ガスを圧縮し吐出するポンプと、前記ポンプに
駆動軸を介して連結して前記ポンプを駆動するモータ
と、前記ポンプ及び前記モータを収容するハウジング
と、前記モータに電気的に接続していて前記ハウジング
と一体に形成される制御装置と、前記圧縮機ハウジング
と前記制御装置との間に介在されるハーメチック端子部
と、を具備しており、前記ハーメチック端子部は、ハー
メチック端子と、制御装置のケースに一体に形成されて
いて制御装置に電気的に接続する弾性構造体と、前記モ
ータに接続するピン部と、を具備しており、前記弾性構
造体と前記ピン部を介して前記モータと前記制御装置が
接続することを特徴とする。

【０００８】この様な接続部を有することにより、本発
明は、コネクタの様に弾性構造体にピン部を差し込むよ
うに容易に嵌合可能であるので、制御装置の圧縮機への
組み付け工数の低減が可能である。また、接続がコネク
タのように嵌合する形状であるので、接続スペースが少
なくてすむ。更に該接続部は、制御装置において平面的
に小さな面積しか占有しないので、制御装置の寸法を小
さくすることに寄与し、制御装置の寸法が小さくなった
分圧縮機における別の部品の配置等の自由度が増し、結
局圧縮機自体の形状設計上の自由度が増大する。

【０００９】前記弾性構造体は、制御装置を構成するプ
リント板に電気接続されても良く、あるいは制御装置を
構成するセラミック基板に電気接続されても良い。更に
前記弾性構造体は、導電性で且つ弾性を有する弾性体
と、該弾性体を収容し且つ電気的に接続する導電性の構
造体とを具備しても良い。前記弾性構造体は、制御装置
を構成するケースに保持されても良い。この様な構成を
有することにより、制御装置の圧縮への組み付けがより
容易になると共に、該制御装置の小型化にも寄与する。

【００１０】本発明の請求項６に従い、制御装置とハー
メチック端子部は、断熱体を介して接続しても良い。こ
の場合、更にハーメチック端子部は、ハーメチック端子
部のピン部が貫通可能な最小の断熱体の開口を介して、
前記制御装置に接続しても良い。これにより、圧縮機内
部で発生する熱は、圧縮機より低い稼動温度であること
が一般的な制御装置へ伝達することが防止される。これ
により、圧縮機からの熱の影響がより軽減された状態
で、制御装置はより安定して作動可能である。

【００１１】更に、断熱体と制御装置、及びハーメチッ
ク端子部との接続部にＯリング等のシール機構を具備し
て防水機能を提供しても良い。これにより圧縮機のハウ
ジング及び制御装置のハウジングの防水性はより完全な
ものになり、圧縮機の適用範囲が広がり、従って圧縮機
の機能的向上が計られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係わる電動圧縮機を用い
た冷凍サイクルの一般的な構成において、本発明の電動
圧縮機により圧縮され吐出された冷媒は、放熱器で冷却
されて流出する。放熱器から流出した冷媒はその後、レ
シーバにおいて気液分離され、更に減圧器において減圧
され、減圧された冷媒を加熱する蒸発器を通り、圧縮機
に環流する。

【００１３】図１に従い、本発明に係わる圧縮機の第１
の実施の形態を説明する。本発明に係わる圧縮機１は、
圧縮機部分及びインバータ１００を具備する。圧縮機部
分は、モータ１０と、ポンプ２０と、モータ１０及びポ
ンプ２０を内蔵するハウジング２と、を具備する。ハウ
ジング２は、モータ１０を収容するように囲む後部ハウ
ジング４と、後部ハウジング４に接続していて後部ハウ
ジング４と協働してモータ１０及びポンプ２０を収容す
る前部ハウジング３とを具備する。モータ１０は、イン
バータ１００によりステータモータ１１に交流電圧を印
加して回転磁界を形成することにより、ロータモータ１
２更に該回転の中心である駆動軸１３を回転する。ポン
プ２０は、駆動軸と同軸で連結し駆動軸の回転により回
転する回転軸２３と、前部ハウジング３から伸張してい
て回転しない固定スクロール２１と、回転軸に連結して
いて回転するロータ２２とを具備する。固定スクロール
２１とロータ２２の間には空間が形成され、ロータ２２
の公転に従い空間の体積を減少し空間内に閉じこめられ
た冷媒ガスを圧縮する。

【００１４】ポンプ２０は、冷媒ガスを吸入口２５より
吸入し更に圧縮し、その後冷媒ガスは、吐出弁２４、シ
ャフト内部孔２６、モータ１０、吐出口２７の経路で通
過し、それによりモータ１０は冷却される。

【００１５】電源からの電圧を圧縮機のモータ１０に供
給すると共に速度制御するインバータ１００は、圧縮機
１のハウジング２に一体で形成される。

【００１６】インバータ１００とモータ１０は、ハウジ
ング２と共に圧縮機の圧力容器を一体に形成するハーメ
チック端子部４０を介して電気的に接続される。ハーメ
チック端子部４０はピン部４１を具備しており、ピン部
４１の一方の端部はモータ１０のリード線に接続してお
り、ピン部４１のもう一方の端部は本発明の弾性構造体
５０と弾性的に嵌合して接続する。弾性構造体５０は、
インバータ１００の出力部を形成し、インバータ構造体
を形成するケース１０１にインサート成形により固定さ
れ、信号部品１０３を搭載したプリント板１０２に、か
しめ及びはんだ接続される。弾性構造体５０のインバー
タのケース１０１への設置方法はインサート成形に限ら
ず、例えば接着、形状的な嵌合等のその他の方法でも良
く、プリント板等への接続もかしめ及びはんだによら
ず、その他の既知な方法で実施されても良い。

【００１７】セラミック基板１１１に搭載された大電流
部品１１２は、図示されないボンディング等既知の方法
によりプリント板に接続され、前記プリント板を介して
弾性構造体５０に接続されている。信号部品１０３の信
号により大電流部品１１２をＯＮ−ＯＦＦし、これによ
りモータ１０への供給電力が調整され、モータ１０の回
転数が制御される。

【００１８】前記ハーメチック端子４５とケース１０１
間には樹脂により構成される断熱体４２が挿入されてお
り、インバータ１００とハーメチック端子４５を断熱し
ている。ハーメチック端子４５と断熱体４２の間にはＯ
リング４４、及びケース１０１と断熱体４２の間にはＯ
リング４３がそれぞれ設置されており、モータ１０のハ
ウジング２及びインバータ１００のケース１０１の防水
構造を形成する。断熱体４２にはハーメチック端子部４
０のピン部４１が貫通可能な最小限の孔が形成されてお
り、断熱体４２の断熱効果を維持する。

【００１９】図２には、弾性構造体５０の頂部平面図及
び側部断面図を示す。弾性構造体５０は、インバータ１
００のケース１０１にインサート成形されており、弾性
構造体５０のプリント板への接続は、先端部５３（本図
面の例では６個）をプリント板１０２に接触するように
折り曲げてかしめ、更に先端部５３をはんだ付けするこ
とにより、プリント板１０２に固定すると共に電気接続
することにより実施される。かしめ及びはんだ付け以外
の方法で実施されても良い。

【００２０】弾性構造体５０は、先端部５３が伸張して
いて電気抵抗の小さな材料（例えば、銅等）から製作さ
れる構造体５１と、構造体５１の内部に設置されていて
ハーメチック端子部４０のピン部４１を弾性構造体５０
に弾性的に嵌合するやはり電気抵抗の小さな材料から製
作される弾性体５２と、前記先端部５３とを具備する。
弾性体５２は内部に、ピン部４１が嵌合するための開口
５６を有しており、開口５６は、一般的に円形のピン部
４１の外径より少し小さな直径を有しており、弾性体５
２が弾性を有していて開口５６が拡がることが出来るの
で、ピン部４１が開口５６に挿入された時に、ピン部４
１の弾性体５２に対する弾性的な嵌合を可能にする。弾
性構造体５０は、図２に示すように底部に開口５５を有
しており、開口５５は開口５６に整列していてピン部４
１の直径より大きな直径を有するので、開口５５はピン
部４１の通過を妨げない。構造体５１の底部は、弾性体
５２を下から支えるように作用する。なお、ピン部４１
の断面形状は、上記の円形状の他に、四角形、楕円形等
の別の形状であっても良い。開口５６はピン部４１に弾
性的に嵌合する形状であれば、やはり円形に限る必要は
ないが、ピン部４１の形状と同じ形状であることが好ま
しい。開口５５もやはりピン部４１の通過を妨げない形
状であれば円形以外の別の形状でも良い。本実施の形態
では、先端部５３は構造体５１から伸張しているが、先
端部５３は弾性体５２から伸張しても良い。この場合電
流は、インバータ、先端部５３、弾性体５２、ピン部４
１、モータ１０のリード線の順で流れる。またこの場合
には、構造体５１は非導電性材料であって良い。

【００２１】構造体５１は弾性を有していて、且つ導電
性を有する任意の既知の材料であっても良く、この場合
は円筒形状であっても良い。また、材料自体は弾性が少
ない銅等の導電性金属等の薄い板で弾性を有する形状
（例えば中央の膨らんだ樽状等）又は弾性を有する構造
で形成されても良い。

【００２２】図１に示すように、ケース１０１内には、
大電流部品１１２を搭載したセラミック基板１１１と、
信号部品１０３等を搭載したプリント板１０２とが一般
的に二段で配置されており、組み立てられたケース１０
１をインバータ１００内の所定の位置に設置し、適当数
のボルト１０５を締めつけることにより、インバータ１
００内にその全ての構成部品が収納され、最終的に蓋１
０６が閉じられる。

【００２３】この場合、弾性構造体５０の開口５６を上
から（図１における方向では）ハーメチック端子部４０
のピン部４１に下ろし、ピン部４１を開口５６に挿入す
るように嵌合させる手順により、ピン部４１と弾性構造
体５０、従ってモータ１０とインバータ１００の電気的
接続は非常に容易に実施され、更に弾性体５２が弾性的
にピン部４１に嵌合することにより電気的接続は確実に
確保される。これとは別に、ピン部４１が開口を有し、
弾性構造体５０の一部を挿入するような構成であっても
良い。

【００２４】図３は、第２の実施の形態を示す。図１の
実施の形態と同様な構成部分については、図１と同じ参
照番号により指示する。この実施の形態において弾性構
造体５０’は、図１の第１の実施の形態と同様に、イン
バータ１００のケース１０１にインサート成形されてい
るが、弾性構造体５０’は、ベアチップ等のチップ部品
を搭載するセラミック基板１１１’に直接接続する。こ
の点において第１の実施の形態とは異なるが、他は第１
の実施の形態と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係わる圧縮機の第１の実施の
形態の側部断面図である。

【図２】図２は、弾性構造体５０の頂部平面図及び側部
断面図である。

【図３】図３は、本発明に係わる圧縮機の第２の実施の
形態の側部断面図である。

【図４】図４、従来の圧縮機の一つの実施の形態の側部
断面図である。

【符号の説明】

１…電動圧縮機 ２…ハウジング １０…モータ ２０…ポンプ ４０…ハーメチック端子部 ４１…ピン部 ４２…断熱体 ４５…ハーメチック端子 ５０…弾性構造体 ５１…構造体 ５２…弾性体 １００…インバータ １０１…ケース １０２…プリント板 １１１…セラミック基板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと制御装置を一体に具備する電動
   圧縮機であって、 冷媒ガスを圧縮し吐出するポンプと、 前記ポンプに駆動軸を介して連結して前記ポンプを駆動
   するモータと、 前記ポンプ及び前記モータを収容するハウジングと、 前記モータに電気的に接続していて前記ハウジングと一
   体に形成される制御装置と、 前記圧縮機ハウジングと前記制御装置との間に介在され
   るハーメチック端子部と、を具備する電動圧縮機におい
   て、 前記ハーメチック端子部は、ハーメチック端子と、制御
   装置のケースに一体に形成されていて制御装置に電気的
   に接続する弾性構造体と、前記モータに接続するピン部
   と、を具備しており、 前記弾性構造体と前記ピン部を介して前記モータと前記
   制御装置が接続することを特徴とする圧縮機。
2. 【請求項２】 前記弾性構造体は、制御装置を構成する
   プリント板に接続されていることを特徴とする請求項１
   に記載の圧縮機。
3. 【請求項３】 前記弾性構造体は、制御装置を構成する
   セラミック基板に接続されていることを特徴とする請求
   項１に記載の圧縮機。
4. 【請求項４】 前記弾性構造体は、導電性で且つ弾性を
   有する弾性体と、前記弾性体を収容し且つ電気的に接続
   する導電性の構造体とを具備することを特徴とする請求
   項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機。
5. 【請求項５】 前記弾性構造体は、制御装置を構成する
   ケースに保持されることを特徴とする請求項１から４の
   いずれか一項に記載の圧縮機。
6. 【請求項６】 前記制御装置と前記ハーメチック端子部
   は、断熱体を介して接続することを特徴とする請求項１
   から５のいずれか一項に記載の圧縮機。
7. 【請求項７】 前記ハーメチック端子部は、前記ハーメ
   チック端子部の前記ピン部が貫通可能な前記断熱体の開
   口を介して、前記制御装置に接続することを特徴とする
   請求項６に記載の圧縮機。
8. 【請求項８】 前記断熱体は、制御装置及びハーメチッ
   ク端子部と係合して防水機能を提供することを特徴とす
   る請求項６又は７に記載の圧縮機。