JP2004176682A - 冷媒用電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【目的】冷媒用電動圧縮機の製造における作業性を向上し、小型化を容易にする。
【構成】本発明の冷媒用電動圧縮機は密閉容器内部に接続端子ユニット１０を配置している。接続端子ユニット１０は電気絶縁性の接続用ハウジング８に電動機のコイルに接続されたリード線９先端の端子が装着固定されている。密閉容器には電動機への給電を行うための密閉端子７が貫通固定される。接続端子ユニット１０は電動機のコイルエンド３Ａ上など密閉端子７装着位置と対向する位置に固定されており、密閉端子７を密閉容器に装着固定することによりリード端子ピン７Ａが接続端子ユニットの貫通孔８Ｂに挿入されてリード線９の端子と接続される。
【効果】密閉端子と電動機巻線との接続においてリード線を容器から引き出す作業などが必要無くなり、狭い空間での接続作業が行えるようになる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は冷媒用電動圧縮機に関するものであり、特に電気自動車や燃料電池自動車などのエアコンへの使用に適した半密閉形電動圧縮機の端子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カーエアコン用の冷媒用圧縮器としてはエンジンの回転をベルトなどを介して伝えることで駆動される開放形圧縮機が使用されていた。この従来の圧縮機は駆動系がエンジンと連動しているので、冷房能力調整のために回転数を変えることは困難であり、冷房能力の調整は電磁クラッチによる駆動力のオン・オフで行うか、複雑な構造の可変容量圧縮機を使用する必要があった。
【０００３】
近年、自動車の動力源として従来の内燃機関に代わり、電気自動車や燃料電池自動車など電気モーターを動力源としたものが実用化を向かえつつある。これらの電動自動車の場合には冷媒圧縮機などの動力として走行系の駆動力を使う必要はなく、走行駆動系とは独立した専用の電動機で直接駆動することにより、エネルギー効率が良くなり回転数の制御による能力調整も容易になる。また機械的な連動をさせる必要が無くなるので圧縮機の配置の自由度が増す。
【０００４】
冷媒用電動圧縮機としては家庭用のルームエアコンや冷蔵庫などに使用される全密閉形電動圧縮機が広く知られている。（例えば特許文献１参照）これは密閉溶接された金属製容器の中に交流電動機と圧縮機を封入したものであり、上述の電気自動車などにおいても電源をインバータなどで制御することにより使用は可能であるが、溶接をするために容器の材質が鉄製とされており、自動車用として使用するにはその重量が問題になる。そこで軽量化のために従来の開放形圧縮機で使用していたアルミ容器を使用しようとすると、アルミニウムは溶接が難しいため鉄製容器の様に溶接による全密閉形電動圧縮機とすることは難しい。そこでアルミ容器をボルトなどで機械的に固定した半密閉形電動圧縮機が使用される。（例えば特許文献２参照）
【０００５】
このような密閉型電動圧縮機では容器内部の電動機を容器外部の電源に対して電気的に接続するための気密端子が必要になる。この気密端子は金属板に貫通孔を設け、この貫通孔に金属製の導電端子ピンをガラスなどの電気絶縁性材料によって気密に貫通固定したものが使用される。この気密端子としては金属板として鉄合金が使用され、ガラスもこの金属板に膨張率が合うように選定されたものが使用されている。（例えば特許文献３参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−２９７７６号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平６−２２１２８２号公報
【０００８】
【特許文献３】
実公昭５６−１６７７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の全密閉形電動圧縮機においてはこの気密端子を鉄製の容器に設けられた貫通孔に溶接によって気密に固定しており、容器の組立て後では溶接作業が困難なため、この気密端子の容器に対する固定は予め行われている。これに対して容器にアルミニウム製の容器を使用する場合には、前述した様に材質的に溶接が困難であるために密閉端子もボルトなどで機械的に固定される。
【００１０】
ここでこの気密端子の取付けに際して気密端子と電動機巻線との接続が問題になる。この点について図５乃至図７を参照しながら説明する。この半密閉形電動圧縮機１０１はアルミニウム製密閉容器１０２中に交流電動機１０３と圧縮機１０４が配置されている。この例の電動圧縮機は圧縮機１０４をスクロール式コンプレッサとした低圧型圧縮機である。また容器１０２は、電動機を納め一端が電動機の回転子軸受けを兼ねる有底円筒部１０２Ａと圧縮機の駆動部分を納める圧縮部１０２Ｂ、圧縮機の固定側を兼ね冷媒の吐出孔を有する高圧部１０２Ｃからなり、それぞれは図示しないボルトで締結されることによって互いに固定され、シール部材によって締結面を気密構造とされている。有底円筒部１０２Ａには閉端部に冷媒吸入孔１０２Ｄが設けられ、図示しない熱交換器などからこの吸入孔１０２Ｄを通って密閉容器１０２内に吸入された冷媒は電動機１０３を冷却しながら隙間を通り、圧縮機１０４で圧縮されて吐出孔１０２Ｅから再び熱交換器へと送られる。
【００１１】
この電動圧縮機１０１において電動機１０３への電源供給は密閉端子１０５を介して行われる。この密閉端子１０５は従来から全密閉形電動圧縮機などにおいて鉄製の容器に使われているのと同じ品であり、この気密端子１０５はボルトなどで機械的に固定するために保持体１０７に固定されている。保持体１０７は気密端子１０５の周縁部よりも内径を小さくされた鉄製の円筒部材であり、一端に気密端子１０５の周縁部を全周にわたって気密に溶接されている。保持体１０７の外周部には密閉容器への固定のためのフランジが設けられ、有底円筒部１０２Ａの取付け孔１０２Ｆにボルトなどで機械的に固定される。
【００１２】
気密端子１０５には導電端子ピン１０５Ａがガラスなどの電気絶縁材料によって気密に貫通固定されており、密閉容器の内部と外部を電気的に接続している。導電端子ピン１０５Ａの容器内部側にはタブ端子１０５Ｂが取付けられ、このタブ端子には電動機巻線から延長されたリード線１０８がリセプタクル１０８Ａを使用して接続されている。
【００１３】
その接続作業は図６に示す様に気密容器の有底円筒部１０２Ａの取付け孔１０２Ｆからリード線１０８を引き出し、気密端子の導電端子ピン１０５Ａのタブ端子１０５Ｂとリセプタクル１０８Ａを接続してから再びリード線１０８を容器内部に押し戻すようにして収納し、保持体ごと固定されるとともに接触面はシール部材で気密状態とされる。
【００１４】
しかしながらこの電動圧縮機１０１においては、リード線１０８を一端引き出した上で再び容器内に押し戻す作業が面倒であるとともに、図７に示す様に押し戻されたリード線１０８を納める場所が必要となる。特に自動車用の電動圧縮機とする場合には小型化が求められるので、接続部分周辺の大型化は問題となる。さらに作業時に容器から引き出すために充分な長さを持ったリード線１０８は、電動機１０３を密閉容器に対して位置決め配置してもリセプタクル１０８Ａを取付けた先端部を取付け孔１０２Ｆに対峙させることは難しく、リード線を引出す作業も手間がかかる。
【００１５】
また従来の全密閉形電動圧縮機のように密閉容器の密閉端子を取り付ける側の端部が蓋状の別部品とされたものにおいても、余分なリード線が必要になるという問題がある。これは予め容器端部に溶接固定された密閉端子に電動機に接続されたリード線を接続する際に作業のために余裕が必要なためで、接続後のリード線は電動機の回転子や冷媒の吸入または吐出孔などに干渉しないように処理する必要がある。またどちらの場合も密閉端子と電動機巻線との接続作業には人手を必要とし作業の自動化が困難である。そのため製造における作業性を向上させ、電動圧縮機の小型化を容易にする接続方法が求められている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の冷媒用電動圧縮機においては、電動機巻線に電気的に接続された端子を有する接続端子ユニットを容器内で且つ密閉端子以外の位置に固定するとともに、密閉端子を容器の所定位置に気密に装着固定することによって予め前記位置に固定された接続端子ユニットの端子と電気的に接続可能にした事を特徴としている。
【００１７】
また他の特徴は容器に気密端子取付け用の開口部を設け、接続端子ユニットをこの開口部に対向するように固定することにある。
【００１８】
さらに他の特徴は、密閉端子を予め容器を構成する部品に固定し、この容器構成部品を対応する部品に取り付けて密閉容器とすることにより密閉端子と接続端子ユニットの端子を電気的に接続する点にある。
【００１９】
さらにこれらのものにおいて、接続端子ユニットを電動機に配置することを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷媒用電動圧縮機の例として図１及び２を参照しながら説明する。図１はこの冷媒用電動圧縮機の断面図であり、図２は主要部品だけを取り出して示す斜視図である。この冷媒用電動圧縮機１は前述の従来例と同様にアルミニウム製の密閉容器２に電動機３とスクロール式圧縮機４を備えた半密閉形電動圧縮機である。本例の密閉容器２も電動機を納める有底円筒部２Ａと圧縮機の駆動部分を納める圧縮部２Ｂ、圧縮機の固定側を兼ね冷媒の吐出孔を有する高圧部２Ｃで構成されており、互いにシール部材を挟んでボルトなどで締結され気密に固定されている。有底円筒部２Ａには気密端子用の開口部として取付け孔２Ｄが設けられ、ボルトなどで固定するためのフランジなどを有した固定部材６に固着された気密端子７が気密に固定されている。なお、この例においてはアルミニウム製の密閉容器を例に説明するが、密閉容器の材質はこれに限るものでは無く、例えば鉄製容器などであっても同様に使用できることは言うまでもない。また気密端子を容器に対して直接固定できるのであれば、必ずしも固定部材を用意する必要はない。
【００２１】
本実施例においては電動機３のコイルエンド３Ａ上に接続用ハウジング８が配置されている。この接続用ハウジング８は電気絶縁性のプラスチックスなどからなり、本実施例では保持部８Ａでコイルエンドを抱える様にして保持固定されており、内部に電動機のコイルと接続されたリード線９の先端部に接続された接続端子（図示せず）が挿入され接続端子ユニット１０を構成している。この接続端子ユニット１０の接続用ハウジング８の一面には、前述の気密端子７の導電端子ピン７Ａと対応する位置に貫通孔８Ｂが設けられており、導電端子ピン７Ａがこの貫通孔８Ｂに挿入されることによりリード線９先端にそれぞれ設けられた前述の接続端子に接続される。
【００２２】
この接続端子ユニット１０は有底円筒部２Ａへの電動機３の挿入固定時に前記取付け孔２Ｄと対向する位置に配置固定されており、気密端子７を所定位置である取付け孔２Ｄへ装着する際に導電端子ピン７Ａが貫通孔８Ｂに挿入されて、気密端子と電動機は電気的に接続される。そのため従来行われていた気密端子接続時のリード線の引出し作業などが不要になり、取扱いや接続作業が容易になる。またリード線９は引き出す必要が無いので無駄に長くする必要が無くなり、容器もリード線の収容部分を大きくする必要が無くなり小型化することができる。
【００２３】
上述した冷媒用電動圧縮機の接続端子ユニット１０においては接続用ハウジング８が保持部８Ａでコイルエンドを抱える様にして固定されたものを例に説明したが、その保持固定方法はこれに限定するものではなく、例えば縛り紐でコイルエンド上に固定してもよいし、電動機固定子に取付用の孔を設けてそこに接続端子ユニットの一部を挿入固定してもよい。さらに必要ならばハウジングと熱応動スイッチなどの保護装置を一体化することもできる。
【００２４】
また接続構造も接続用ハウジングに直接導電端子ピンを挿入接続するものに限るものでは無く、タブ端子とリセプタクルの様に所定の端子同士を接続する構造としてもよく、接続が確実に行うことができ且つコイルエンドなど必要な部分との電気絶縁性が得られるならば接続用ハウジングの形状は実施例のものに限定されないことは言うまでも無い。
【００２５】
また例えば全密閉形の電動圧縮機においても本発明を使用することができる。この例について図３を参照して説明する。なお、図３には説明のために電動圧縮機の容器の一方を固定していない状態を示す。この電動圧縮機２１の密閉容器はその構成部品として鉄製の円筒部２２Ａとその両側開口部にそれぞれ取付けられる吸入端部容器２２Ｂ及び吐出端部容器２２Ｃからなり、それぞれの部品は溶接により固定されて密閉容器とされる。この密閉容器中には前述の例と同様に電動機２３と圧縮機２４が固定されている。また密閉容器内に電力を供給するための密閉端子２５は予め容器、本実施例においては吸入端部容器２２Ｂに設けられた貫通孔に溶接によって気密に固定されている。
【００２６】
また電動機２３のコイルエンド２３Ａ上には接続端子ユニット２６が固定されており、吸入端部容器２２Ｂを装着する際に密閉端子２５をこの接続端子ユニット２６と対向する所定位置に合わせて取り付けることによって両者は電気的に接続される。そしてその後に、吸入端部容器２２Ｂの周縁部を円筒部２２Ａと溶接することによって密閉容器とされる。
【００２７】
この接続端子ユニット２６は例えば図４に示すような形状とされている。おの接続端子ユニット２６は電気絶縁性の接続用ハウジング２７に電動機巻線と接続されたリード線２８の端子２８Ａを配置したものであり、接続用ハウジング２７は端子２８Ａを内部に収納するのではなく、溝状の収納部２７Ａに配置されている。またそれぞれの端子間は溝の間に設けられた隔壁で電気的に絶縁されている。この実施例では接続用ハウジング２７には取付脚部２７Ｂが設けられており、電動機のコイルエンドを挟むようにして固定される。
【００２８】
本実施例においては密閉端子２５を容器の構成部品である吸入端部容器２２Ｂに予め固定されており、この吸入端部容器２３Ｂを対応する部品である円筒部２２Ａに所定の位置関係で取付けることによって密閉端子２５と接続端子ユニット２６の端子２８Ａが接続される。そのため従来の接続方法と比較して接続作業を簡略化することができる。この実施例の接続端子ユニット２６は端子保持部分をコイルエンド２３Ａから離されているが、これは電動機の軸受け２３Ｂがあるため密閉端子２５とコイルエンド２３Ａとの距離が離れているからである。また端子保持部分がコイルエンドに対してややオフセットされているのは、容器の円筒部２２Ａと吸入端部容器２２Ｂの溶接時に熱の影響を受けないように溶接部分から離すためである。そのため電動機と密閉端子の距離が近い場合には接続端子ユニットを小型化できることはもちろんであるし、溶接位置が接続端子ユニットから離れている場合や充分な耐熱性がある場合、または例えば前述の例のように機械的に容器を固定する場合には必ずしもオフセットさせる必要もない。
【００２９】
なお、上述の各実施例においては接続端子ユニットは電動機上に配設されたものを例に説明したが、容器内への固定方法は密閉端子以外の位置であればこれに限るものではなく、例えば容器の内壁に保持部を設けてそこに接続端子ユニットを固定したり、電動機の軸受けなどの構造物に固定してもよい。また作業工程としては、上述したような容器に電動機を予め固定されたものに対して密閉端子を装着接続するもの以外にも、例えば予め密閉端子を固定された容器に電動機を挿入固定とともに電動機に装着固定された接続端子ユニットを密閉端子と接続するようにしてもよい。
【００３０】
また電動圧縮機の例として円筒形容器の端面に密閉端子を設けたものをあげて説明したが、電動圧縮機の密閉端子の位置はここに限るものではなく例えば容器の円筒部側面に設けられる場合もある。このようなものにおいても接続端子ユニットをその密閉端子取付位置と対応する位置に固定しておくことにより、密閉端子の取付時に電気的な接続もできるようになることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の冷媒用電動圧縮機によれば、電動機巻線との接続部を接続端子ユニットとして容器内の所定位置に固定したことによって、電動機と密閉端子との接続作業が簡略化されると共に、接続作業の自動化が可能になる。また電線の取り回しが困難な限られたスペースにおいても容易且つ確実に接続作業を行うことができる。
【００３２】
さらに接続端子ユニットを電動機に配置することにより、接続端子ユニットの容器内への固定を容易にし、特に一方がほぼ閉塞された容器であっても接続端子ユニットを所定位置に配置するすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒用電動圧縮機の一実施例を示す断面図
【図２】図１の冷媒用電動圧縮機に使用される接続端子ユニットの取付けを説明するための斜視図
【図３】本発明の冷媒用電動圧縮機における他の実施例を示す断面図
【図４】図３の冷媒用電動圧縮機に使用される接続端子ユニットを示す斜視図
【図５】従来の冷媒用電動圧縮機の例を示す断面図
【図６】図５の冷媒用電動圧縮機における密閉端子の接続作業を説明するための部分拡大図
【図７】図５の冷媒用電動圧縮機における密閉端子の接続作業を説明するための部分拡大図
【符号の説明】
１、２１：冷媒用電動圧縮機
２：密閉容器
３、２３：電動機
４、２４：圧縮機
７、２５：密閉端子
８、２７：接続用ハウジング
９、２８：リード線
１０、２６：接続端子ユニット
２８Ａ：端子

Claims (4)

1. 密閉容器中に電動機と圧縮機を有し、
   容器に取り付けられた密閉端子を介して容器外部の電源から電動機へと電力が供給される冷媒用電動圧縮機において、
   電動機巻線に電気的に接続された端子を有する接続端子ユニットが容器内で且つ密閉端子以外の位置に固定され、
   前記密閉端子は容器の所定位置に気密に装着固定されることによって予め前記位置に固定された接続端子ユニットの端子と電気的に接続可能にされる事を特徴とする冷媒用電動圧縮機。
2. 容器には気密端子取付け用の開口部が設けられており、
   接続端子ユニットがこの開口部に対向するように固定されていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒用電動圧縮機。
3. 密閉端子は予め容器を構成する部品に固定されており、
   この容器構成部品を対応する部品に取り付けて密閉容器とすることにより密閉端子と接続端子ユニットの端子を電気的に接続される事を特徴とする請求項１に記載の冷媒用電動圧縮機。
4. 接続端子ユニットは電動機に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の冷媒用電動圧縮機。

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