JP2013245555A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ターミナルの金属端子及び電動モータ側クラスタブロックの接続端子と圧縮機容器との絶縁性を高めることができる電動圧縮機を提供する。
【解決手段】電動モータ側のクラスタブロック５０全体を覆うカバー６０を備え、カバーには、ターミナル４０の金属端子４１が挿通可能な第一の挿通穴６１及び電動モータのリード線が挿通可能な第二の挿通穴６２を形成し、第一の挿通穴の外周には、金属端子を覆う円筒状壁６３を設けた構成としてあり、ターミナル及びクラスタブロックの導電部の露出面積を抑え、圧縮機容器との絶縁距離を延長することができ、絶縁性を高めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機構部を駆動させる電動モータと、電動モータを駆動させるためのインバータと、インバータと電動モータの電気的接続を図る電源中継用端子（以下、ターミナルと称す）を備えた電動圧縮機に関するものである。

従来この種の電動圧縮機は、圧縮機容器にインバータと電動モータの電気的接続を図るターミナルが貫装されている。圧縮機容器内において、ターミナルの金属端子には、電動モータのクラスタブロックが接続され、クラスタブロックのハウジングにより、金属端子と電動モータのリード線が接続された接続端子との接続部が覆われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３０７７９８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、電動圧縮機が運転を停止した際に、圧縮機内部に残留した気体冷媒が寝込み、液化した冷媒が圧縮機内部に溜まり、金属端子や接続端子などの導電部が液冷媒に浸漬すると、クラスタブロックのハウジングに覆われていない金属端子露出部や、ハウジングに覆われた金属端子と接続端子との接続部も、ハウジングの製造上あるいは組立上設けられた開放部を通じて、導電部と圧縮機容器とが液冷媒を介して導通してしまい、導電部と圧縮機容器の間を絶縁できなくなってしまう。この状態で電動圧縮機を運転開始すると、導電部に供給した電流が液冷媒を介して圧縮機容器に漏洩してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、導電部と圧縮機容器との間の絶縁性を向上させた電動圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、圧縮機構部を駆動する電動モータと、前記電動モータの駆動を制御するインバータとを備え、前記電動モータとインバータを電気的に接続するターミナルを圧縮機容器の電動モータ収容部分とインバータ収容部分との間を仕切る仕切壁に貫装し、前記ターミナルの金属端子には前記電動モータ収容部側に位置するクラスタブロックが接続された電動圧縮機において、前記クラスタブロック全体を覆うカバーを設け、前記カバーには、前記金属端子が挿通可能な第一の挿通穴及び前記電動モータのリード線が挿通可能な第二の挿通穴を形成し、かつ、前記第一の挿通穴の外周には、前記金属端子の外周を覆って該金属端子と前記圧縮機容器の仕切壁との間の絶縁距離を確保する絶縁保持部を設けた構成としてある。

これにより、ターミナルの金属端子やクラスタブロックの接続端子などの導電部の露出を抑え、さらに圧縮機容器の電動モータ収容部分とインバータ収容部分との間の仕切壁との絶縁距離を延長することができ、絶縁性を高めることができる。

本発明の電動圧縮機は、導電部と圧縮機容器とが液冷媒を介して導通してしまうことを
抑制し、導電部と圧縮機容器との絶縁性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図 同実施の形態１における圧縮機のターミナル接続部を示す拡大断面図 同実施の形態２における圧縮機のターミナル接続部を示す拡大断面図 同実施の形態３における圧縮機のターミナル接続部を示す拡大断面図

第１の発明は、圧縮機構部を駆動する電動モータと、前記電動モータの駆動を制御するインバータとを備え、前記電動モータとインバータを電気的に接続するターミナルを圧縮機容器の電動モータ収容部分とインバータ収容部分との間を仕切る仕切壁に貫装し、前記ターミナルの金属端子には前記電動モータ収容部側に位置するクラスタブロックが接続された電動圧縮機において、前記クラスタブロック全体を覆うカバーを設け、前記カバーには、前記金属端子が挿通可能な第一の挿通穴及び前記電動モータのリード線が挿通可能な第二の挿通穴を形成し、かつ、前記第一の挿通穴の外周には、前記金属端子の外周を覆って該金属端子と前記圧縮機容器の仕切壁との間の絶縁距離を確保する絶縁保持部を設けた構成としてある。

これにより、クラスタブロックの製造上あるいは組立上設けられた開放部をカバーで覆い、且つターミナルの金属端子の露出部を絶縁保持部で覆うので、導電部の露出を抑え、さらに圧縮機容器の電動モータ収容部分とインバータ収容部分との間を仕切る仕切壁との絶縁距離を延長することになり、導電部と圧縮機容器との間の絶縁性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明においてその絶縁保持部は、カバーの第一の挿通穴外周に金属端子の外周を覆う如く設けた円筒状壁で構成してあり、クラスタブロックを覆うカバーに円筒状壁を形成したことによって簡単な構成で絶縁性を向上させることができる。

第３の発明は、第２の発明においてその円筒状壁は、ターミナルのボディと金属端子との絶縁距離を延長するように設けた絶縁部材を覆う構成としてあり、円筒状壁と絶縁部材とで二重に絶縁を行うので、より絶縁性を向上させることができる。

第４の発明は、第１の発明においてその絶縁保持部は、第一の挿通穴が位置するカバーの外壁面上に金属端子外周を覆う如く重ね合わせ配置した絶縁性チューブと絶縁部材とで構成してあり、絶縁性チューブと絶縁部材の二つで絶縁距離を確保できるので、更に絶縁性を向上させることができる。

第５の発明は、第１の発明においてその絶縁保持部は、カバーの第一の挿通穴に嵌め込んだ絶縁性チューブと該絶縁性チューブに重ね合わせて金属端子外周を覆う如く設けた絶縁部材とで構成してあり、絶縁性チューブと絶縁部材の二つで絶縁距離を確保するので、更に絶縁性を向上させることができるとともに、絶縁性チューブを予めカバーに取り付けた状態で組み立てることができて、作業効率があがり、コストを低減することができる。

第６の発明は、第１〜第５の発明においてそのカバーは二分割で構成し、第二の挿通穴は、各々のカバーを組み合わせることで形成した構成としてあり、電動モータ側のリード線をわざわざ挿通穴に通す必要がなく、クラスタブロックへの取付けが簡単で作業工数を減らし、コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１、第２および第３の実施の形態における電動圧縮機を示し、胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の１つの例を示している。

電動圧縮機１はその主容器３内に圧縮機構部４およびこれを駆動する電動モータ５を内蔵し、主容器３の圧縮機構部側開口部３ａおよび電動モータ側開口部３ｂには、それぞれ開口部と向かい合う形で吸入副容器６および吐出副容器７が装着され、主容器３、吸入副容器６、吐出副容器７で密閉の圧縮機容器を形成している。吸入副容器６内には電動モータ５を駆動するインバータ８を内蔵し、電動モータ側開口部３ｂには、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を供給する給油装置９を備えている。

取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油１７などの液を採用している。また、潤滑油１７は冷媒に対して相溶性のあるものとしてある。

しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、液体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動する電動モータ５と前記圧縮機構部４と電動モータを収容していて、該電動モータ収容部分とインバータ収容部分とを仕切壁によって仕切っている圧縮機容器とを備えた電動圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。

本実施の形態の電動圧縮機１の圧縮機構部４は、一つの例としてスクロール方式のものであって、図１に示すように固定スクロール１０と旋回スクロール１１を噛み合わせて形成した圧縮空間１２が、旋回スクロール１１を電動モータ５により駆動軸１３を介して固定スクロール１０に対し旋回運動をさせたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、吸入副容器６に設けた吸入口１４および吐出副容器７に設けた吐出口１５を通じて行う。

これに併せ、吐出副容器７の貯液部１６に貯留されている潤滑油１７が歯車ポンプ１８などを駆動軸１３にて駆動するか主容器３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１３の給油路１９を通じ旋回スクロール１１の旋回駆動に伴い旋回スクロール１１の背面の液溜り２０に供給し、この液溜り２０に供給した潤滑油１７の一部は旋回スクロール１１の外周部のラップ反対面の背圧室２１に、旋回スクロール鏡板１１ａを通じ、絞り１１ｂなどによる所定の制限の基に供給し、さらに旋回スクロール１１に設けた連通穴１１ｃを通じ、固定スクロール１０に設けた凹部１０ａに供給することにより背圧を所定量に調整し、旋回スクロール１１を押圧しバックアップしながら、潤滑油１７を固定スクロール１０と旋回スクロール１１の間に供給して、固定スクロール１０と旋回スクロール１１間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２０に供給した潤滑油１７の別の一部は、偏心ベアリング２４、主ベアリング２２を経ながらこれらを潤滑した後、電動モータ５側に流出し、貯液部１６へと回収される。

さらに、主容器３内の電動モータ側開口部３ｂの端部壁３ｃ側から給油装置９、副ベアリング２３、電動モータ５、主ベアリング２２を持った主軸受部材２５を配置してある。給油装置９は、端部壁３ｃの外面から歯車ポンプ１８を収容してその後に図示しないボルトなどによって取り付けたポンプ板２６との間に保持し、吐出副容器７の内側に貯液部１６に通じる油溜め室２７を形成して油吸入通路２８を介して貯液部１６に通じるようにしてある。副ベアリング２３は端部壁３ｃにて支持し、駆動軸１３の歯車ポンプ１８に連結
している側を軸受するようにしてある。

電動モータ５は固定子５ａを主容器３の内周にボルトあるいは焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１３の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１３を回転駆動できるようにしている。主軸受部材２５は主容器３に挿入あるいは圧入されており、駆動軸１３の圧縮機構部４側を主ベアリング２２により軸受している。主軸受部材２５の外面には前記固定スクロール１０を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材２５と固定スクロール１０との間に前記旋回スクロール１１を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材２５と旋回スクロール１１との間には、旋回スクロール１１の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング２９が設けられている。

駆動軸１３の端面には偏心軸１３ａが一体形成されており、偏心軸１３ａにはブッシュ３０が嵌合して支持されている。ブッシュ３０には旋回スクロール１１が固定スクロール１０と対向するように偏心ベアリング２４を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１１の旋回スクロール鏡板１１ａの背面には筒部１１ｄが突設されており、偏心ベアリング２４は筒部１１ｄ内に収容されている。偏心ベアリング２４の内輪は、ブッシュ３０に嵌合されており、偏心ベアリング２４の外輪は、筒部１１ｄに嵌合されている。

圧縮機構部４は、主容器３と開口どうしを突き合わせて図示しないボルトにて固定した吸入副容器６により覆われている。圧縮機構部４は吸入副容器６の吸入口１４と吐出副容器７の吐出口１５との間に位置し、自身の図示しない吸入孔が吸入副容器６の吸入口１４と吸入通路を通じ接続され、自身の図示しない吐出孔がリード弁を介して吐出室に開口している。吐出室は固定スクロール１０および主軸受部材２５ないしはこれらと主容器３との間に形成した連絡通路を通じて圧縮機構部４と端部壁３ｃとの間の、電動モータ５側に通じている。

電動モータ５のリード線５ｃは、固定スクロール１０および主軸受部材２５ないしはこれらと主容器３との間に形成した連絡通路３１を通じて吸入副容器６側へ引出し、リード線５ｃ端に接続されたクラスタブロック５０は、吸入副容器６によって形成された仕切壁６ａに貫装されたターミナル４０の金属端子４１に接続されている。さらにターミナル４０は吸入副容器６内のインバータ８と接続されている。

上記電動モータ５はインバータ８によって駆動され、駆動軸１３を介して圧縮機構部４を旋回運動させるとともに、歯車ポンプ１８を駆動する。このとき圧縮機構部４は歯車ポンプ１８により貯液部１６の潤滑油１７を供給されて潤滑、シールおよび押圧作用を受けながら、吸入副容器６の吸入口１４さらに自身の固定スクロール１０に設けた図示しない吸入孔を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の図示しない吐出孔から吐出室に吐出する。このときインバータ８は帰還冷媒により冷却される。さらに吐出室に吐出された冷媒は図示しない連絡通路を通じて電動モータ５側に入り、電動モータ５を冷却しながら、さらに衝突、絞りなどの気液分離を図って潤滑油１７の分離を受けながら吐出副容器７の吐出口１５から吐出される。

ここで、本実施の形態では、図１のターミナル接続部を拡大して示した図２に示すように、特に、クラスタブロック５０全体をカバー６０で覆って絶縁性を向上させてある。このカバー６０には、ターミナル４０の金属端子４１が挿通可能な第一の挿通穴６１及び電動モータ５のリード線５ｃが挿通可能な第二の挿通穴６２を形成し、第一の挿通穴６１の外周には、金属端子４１の外周を覆う絶縁保持部、この実施の形態では円筒状壁６３を一体形成して構成してある。

以上のように構成された電動圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

この電動圧縮機１は、運転を停止した際に、圧縮機容器３、６、７内部に残留した気体冷媒が寝込み、液化した冷媒が圧縮機容器内に溜まり、ターミナル４０の金属端子４１およびクラスタブロック５０内の接続端子５１が浸漬する場合がある。

しかしながらこの電動圧縮機１では、クラスタブロック５０のハウジング５２全体をカバー６０で覆っているので、ハウジング５２に設けられた、製造上あるいは組立上の第一開口部５３および第二開口部５４が塞がれ、圧縮機容器の仕切壁６ａとの絶縁距離を延長することができ、絶縁性を高めることができる。さらに、ターミナル４０の金属端子４１の露出部を円筒状壁６３で覆っているので、導電部の露出を抑えることができ、絶縁性を向上することができる。

また、本実施の形態では、ターミナル４０のボディ４２と金属端子４１との絶縁距離を延長する絶縁部材４３を覆うように円筒状壁６３を形成したことにより、圧縮機容器の仕切壁６ａとの絶縁距離をさらに延長することができ、絶縁性をさらに高めることができる。

また、本実施の形態では、カバー６０を二分割で構成し、第二の挿通穴６２を、各々のカバーを組み合わせることで形成できるようにしたことで、電動モータ５のリード線５ｃをわざわざ挿通穴に通す必要がなく、クラスタブロック５０への取付けが簡単で作業工数を減らし、コストを低減すことができる。

また、リード線５ｃの線径に合わせて、穴径を小さくできるので、漏洩電流の経路を小さくすることができ、絶縁抵抗を向上することができる。

（実施の形態２）
図３は実施の形態２におけるターミナル接続部を示し、この実施の形態では、カバー６０の第一の挿通穴６１が位置するカバー外壁面と該外壁面と対向する如く金属端子４１に設けた絶縁部材４３との間に、絶縁性チューブ７０を配置して絶縁保持部を構成してあり、圧縮機容器の仕切壁６ａやこれに取り付けたターミナル４０のボディ４２との間を絶縁保持するようにしてある。その他の構成は実施の形態１と同様であり、同一部分には同一番号を付記して説明は省略する。

このように構成した電動圧縮機１は、実施の形態１と同様、クラスタブロック５０のハウジング５２全体をカバー６０で覆っているので、ハウジング５２に設けられた、製造上あるいは組立上の第一開口部５３および第二開口部５４が塞がれ、カバー６０自身には、接続に必要な最小限の第一の挿通穴６１と第二の挿通穴６２のみの開口しかないので、ターミナル４０のボディ４２や仕切壁６ａとの絶縁距離を延長することができ、絶縁性を高めることができる。さらに、ターミナル４０の金属端子４１の露出部を絶縁性チューブ７０で覆っているので、導電部の露出をより確実に抑えることができ、絶縁性を更に向上することができる。

ここで、上記絶縁性チューブ７０に弾性部材、例えば、水素化ニトリルゴムあるいはフッ素ゴムなどを使用し、両端を絶縁部材４３とカバー６０の外壁面に密着させることで、金属端子４１の露出を防ぐようにしてもよい。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３におけるターミナル接続部を示し、この実施の形態では、実施の形態２で示した絶縁性チューブ７０をカバー６０の第一の挿通穴６１に嵌め込ん
で一体化してある。

以上のように構成することで、絶縁性チューブ７０を予めカバー６０内に配置し、クラスタブロック５０を組付けることができるので、電動モータ５の製造工程あるいはサブラインで絶縁性チューブ７０とカバー６０の組み立て作業が可能となり、作業効率があがり、コストを低減することができる。

以上説明したように本発明にかかる電動圧縮機は、液化冷媒のような微導電体雰囲気での電気的接続部の絶縁性を向上させることができるので、作動流体を冷媒と限ることなく、オイルポンプなどの流体機械の用途に適用できる。

３ 主容器（圧縮機容器）
４ 圧縮機構部
５ 電動モータ
５ｃ リード線
６ 吸入副容器（圧縮機容器）
６ａ 仕切壁
７ 吐出副容器（圧縮機容器）
８ インバータ
９ 給油装置
１０ 固定スクロール
１１ 旋回スクロール
１３ 駆動軸
１４ 吸入口
１５ 吐出口
１８ 歯車ポンプ
４０ ターミナル
４１ 金属端子
４２ ボディ
４３ 絶縁部材（絶縁保持部）
５０ クラスタブロック
５１ 接続端子
５２ ハウジング
５３ 第一開口部
５４ 第二開口部
６０ カバー
６１ 第一の挿通穴
６２ 第二の挿通穴
６３ 円筒状壁（絶縁保持部）
７０ 絶縁性チューブ（絶縁保持部）

Claims (6)

1. 圧縮機構部を駆動する電動モータと、前記電動モータの駆動を制御するインバータとを備え、前記電動モータとインバータを電気的に接続するターミナルを圧縮機容器の電動モータ収容部分とインバータ収容部分との間を仕切る仕切壁に貫装し、前記ターミナルの金属端子には前記電動モータ収容部側に位置するクラスタブロックが接続された電動圧縮機において、前記クラスタブロック全体を覆うカバーを設け、前記カバーには、前記金属端子が挿通可能な第一の挿通穴及び前記電動モータのリード線が挿通可能な第二の挿通穴を形成し、かつ、前記第一の挿通穴の外周には、前記金属端子の外周を覆って該金属端子と前記圧縮機容器の仕切壁との間の絶縁距離を確保する絶縁保持部を設けた電動圧縮機。
2. 絶縁保持部は、カバーの第一の挿通穴外周に金属端子の外周を覆う如く設けた円筒状壁で構成した請求項１記載の電動圧縮機。
3. 円筒状壁は、ターミナルのボディと金属端子との絶縁距離を延長するように設けた絶縁部材を覆う構成とした請求項２記載の電動圧縮機。
4. 絶縁保持部は、第一の挿通穴が位置するカバーの外壁面上に金属端子外周を覆う如く重ね合わせ配置した絶縁性チューブと絶縁部材とで構成した請求項１記載の電動圧縮機。
5. 絶縁保持部は、カバーの第一の挿通穴に嵌め込んだ絶縁性チューブと該絶縁性チューブに重ね合わせて金属端子外周を覆う如く設けた絶縁部材とで構成した請求項１記載の電動圧縮機。
6. カバーは二分割で構成し、第二の挿通穴は、各々のカバーを組み合わせることで形成したる請求項１〜５のいずれか１項記載の電動圧縮機。