JP4718936B2 - インバータ内蔵圧縮機 - Google Patents
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Description
このような圧縮機には、モータを内蔵する圧縮機構部外に、モータに供給する電圧を制御することによってモータの動作を制御するインバータが設けられているものがある。
インバータには、モータの駆動電圧として高電圧が供給されている。例えば車載用空気調和装置の圧縮機では、インバータには310V程度の電圧が供給されている。このため、インバータの通電部はケーシング内に収められていて、不用意な接触等による感電事故が防止されている。
このような安全装置としては、例えば後記の特許文献1に記載の電源遮断装置が知られている。
この電源遮断装置は、異常時に電源ラインを遮断する電源遮断手段(ブレーカ)と、電源ラインのターミナル部を保護する保護カバーと、保護カバーの着脱に連動して電源ラインをオン/オフするスイッチ手段と、スイッチ手段のオフ時に電源ラインを遮断するブレーカドライブ手段とを有している。
この電源遮断装置は、保護カバーのうち一つでも装着されていない場合には、ブレーカドライブ手段が電源遮断手段を作動させて電源ラインを遮断する構成とされている。
このため、従来は、圧縮機には、電源を切り忘れた場合の安全装置を、インバータと圧縮機構部とのそれぞれに設ける必要があり、構造が複雑になるとともに、製造コストの増大を招いていた。
すなわち、本発明は、モータと、該モータによって駆動される圧縮機構部と、開口部を有し内部に前記モータが収納されるハウジング本体と、該ハウジング本体に装着されて前記開口部を閉塞する蓋部と、該蓋部を前記ハウジング本体に固定する固定部材と、前記ハウジング本体外に設けられて前記モータの動作を制御するインバータと、該インバータに給電を行う給電部と、前記インバータを覆う保護カバーと、該保護カバーが前記インバータを覆っている状態では前記給電部による前記インバータへの給電を許容し、前記保護カバーが前記インバータから外された状態では前記給電部による前記インバータへの給電を停止させるかもしくは所定の安全対策動作を行う電源制御装置とを有し、前記保護カバーが、前記インバータを覆った状態では前記固定部材の操作部を覆って該固定部材の操作を規制する形状とされているインバータ内蔵圧縮機を提供する。
また、インバータから保護カバーが外された状態では、電源制御装置が給電部からインバータへの給電を停止させるか、もしくは所定の安全対策動作を行わせるので、インバータとの不用意な接触による感電等が防止される。ここで、安全対策動作としては、例えば、インバータ内のコンデンサ等の高電圧部品や高電圧回路を放電させたり、給電部からの高電圧の給電は停止しつつ低電圧の給電は継続してインバータの一部の機能を継続動作させるなどの動作がある。
本発明にかかる圧縮機では、保護カバーがインバータを覆った状態では、保護カバーが固定部材の操作部を覆って固定部材の操作を規制する。例えば、固定部材がボルトである場合には、保護カバーはボルトの頭部を覆ってボルトの操作を規制する。
このため、作業者が固定部材を操作するには、インバータから保護カバーを取り外す必要がある。
なお、この圧縮機の蓋部が複数の固定部材によってハウジング本体に固定されている場合には、保護カバーは、少なくとも一つの固定部材を覆う構成とすればよい。
ここで、電源制御装置は、給電部とインバータとを接続する配線の一部がインバータと保護カバーとにまたがって設けられていて、インバータから保護カバーを取り外すことで配線が切り離されてインバータへの給電が停止される構成としてもよい。
また、電源制御装置は、保護カバーの取り外しを検出するセンサーを有し、このセンサーによって保護カバーの取り外しが検知されたことをもって安全対策動作をとる構成としてもよい。
このように構成される圧縮機では、保護カバーをインバータに装着する際に、保護カバーをインバータに対する装着方向に移動させることで、固定部材カバー部がその面に沿って平行移動して、固定部材に対向する位置に到達する。すなわち、保護カバーに多少の寸法公差や組立公差があっても、固定部材カバー部が他の部品と干渉せず、保護カバーに応力集中が生じないので、長期間使用しても疲労破壊等の損傷が生じにくい。
この場合には、保護カバーが複数方向に屈曲した形状をなしているので、曲げ剛性が高く、固定部材カバー部に力を加えても、固定部材に対向する部位から変位させることが困難であるので、保護カバーを外さない状態で不用意に固定部材を操作してしまうことがない。
また、インバータから保護カバーが外された状態では、電源制御装置が給電部からインバータへの給電を停止させるか、もしくは所定の安全対策動作を行わせるので、インバータとの不用意な接触による感電等が防止される。ここで、安全対策動作としては、例えば、インバータ内のコンデンサ等の高電圧部品や高電圧回路を放電させたり、給電部からの高電圧の給電は停止しつつ低電圧の給電は継続してインバータの一部の機能を継続動作させるなどの動作がある。
このように、この圧縮機では、作業者がハウジング本体から蓋部を取り外してハウジング本体内にアクセスするには、保護カバーを取り外す必要がある。
また、電源制御装置は、保護カバーの取り外しを検出するセンサーを有し、このセンサーによって保護カバーの取り外しが検知されたことをもって安全対策動作をとる構成としてもよい。
この場合には、作業者が固定部材によるハウジング本体と蓋部との固定を解除する際に、ストッパー部の存在を知ることができる。すなわち、この構成では、作業者は、保護カバーを外さなければ蓋部を取り外すことができないということを速やかに理解することができるので、分解作業を速やかに行うことができる。
そこで、上記のように、圧縮機のモータの動作を制御するインバータを、ハウジング本体の冷媒取入口近傍に、ハウジング本体との間での熱伝達を可能にして設けることで、ハウジング本体にインバータの熱を逃がして、インバータを冷却することができる。
このようにインバータを冷却することで、例えば空気調和装置を車両のエンジンルーム内等の高温環境下に設置する場合にも、特別な冷却構造を用いることなしに、インバータを構成する電子部品への熱による影響を低減することができ、圧縮機の信頼性を低コストで向上させることができる。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1から図3を用いて説明する。
本実施形態では、本発明を、図1に示す空気調和装置の冷媒回路を構成する圧縮機1に適用した例を示す。
圧縮機1は、モータと、モータによって駆動される圧縮機構部と、これらを収納するハウジング2と、ハウジング2の外側に設けられてモータの動作を制御するコントローラ3(インバータ回路)と、コントローラ3に給電を行う給電部4と、コントローラ3及び給電部4の動作を制御する電源制御装置5とを有している。
具体的には、ハウジング2は、図1及び図2に示すように、一端に開口部を有する有底円筒形状の第一収納部6(ハウジング本体)と、一端に開口部を有する有底円筒形状の第二収納部7(蓋部)と、第一収納部6と第二収納部7とを開口部同士が向かい合った状態にして着脱可能に固定する固定部材8とを有している。
第二収納部7の一端側には外形が略四角形状をなす外フランジ7aが設けられており、外フランジ7aの各コーナー部には、外フランジ6aにおけるねじ穴の配置と同じ配置にして、それぞれ貫通孔が形成されている。
また、固定部材8としては、外フランジ7aの貫通孔に第二収納部7の他端側から挿通されて第一収納部6の外フランジ6aのねじ穴に螺合されるボルトが用いられている。
すなわち、第一収納部6の冷媒取入口6b近傍部分は、ハウジング2の他の部分に比べて低温とされている。
ここで、圧縮機基台2aは、アルミニウムやアルミニウム基合金等の熱伝導率の高い材質によって構成されている。また、コントローラ3は、保護ケース11内において第一収納部6の冷媒取入口6b近傍位置に配置されている。
ケース本体11aは、熱伝導性を有しており、これによって、コントローラ3と圧縮機基台2aとの間での熱伝達(熱伝導)が許容されている。
蓋部11bは、ケース本体11aに対して例えばねじ等の固定部材によって固定されており、固定部材を全て取り外さなければコントローラ3にアクセスすることができないようになっている。
保護カバー12は、蓋部11bを上面側から覆うカバー本体12aと、ハウジング2の上部に設けられる固定部材8のうちの一方の操作部8aを覆う固定部材カバー部12bとを有している。
接続部12cは、カバー本体12aに対して略直交する板状をなしており、その下端には、第二収納部7の他端側に、カバー本体12a及び接続部12cに略直交させて板状の固定部材カバー部12bが設けられている。
また、接続部12cには、第二収納部7の側方に突出する突出部12dが設けられている。この突出部12dは、第二収納部7の側方に設けられた取付台7bに対して、ねじ等の固定部材13によって固定されている。
蓋部11bの上面(外面)には、蓋部11bに保護カバー12を装着した状態で信号線16a,16bの接点Pに対向する位置に、導体11cが設けられている。この導体11cは、蓋部11bに保護カバー12が装着された状態でのみ信号線16a,16bの接点Pと接触してこれらを導通させるものである。
電源制御装置5は、一対の信号線16a,16bが導通している状態では保護カバー12が蓋部11bを覆っているものと判定し、信号線16a,16bが導通していない状態では保護カバー12が蓋部11bから外されているものと判定する。
本実施形態では、上記の電源制御装置5と保護カバー12とによって、圧縮機の安全装置が構成されている。
また、コントローラ3から保護カバー12が外された状態では、電源制御装置5が給電部4からコントローラ3への給電を停止させるか、もしくは所定の安全対策動作を行わせるので、コントローラ3との不用意な接触による感電等が防止される。ここで、安全対策動作としては、例えば、コントローラ3内のコンデンサ等の高電圧部品や高電圧回路を放電させたり、給電部4からの高電圧の給電は停止しつつ低電圧の給電は継続してコントローラ3の一部の機能を継続動作させるなどの動作がある。
この圧縮機1では、保護カバー12がコントローラ3を覆った状態では、保護カバー12が固定部材8の操作部8aを覆って固定部材8の操作を規制する。すなわち、本実施形態では、保護カバー12は、固定部材8であるボルトの頭部(操作部8a)を覆ってボルトの操作を規制する。
このため、作業者が固定部材8を操作するには、コントローラ3から保護カバー12を取り外す必要がある。
すなわち、保護カバー12に多少の寸法公差や組立公差があっても、固定部材カバー部12bが他の部品と干渉せず、保護カバー12に応力集中が生じないので、長期間使用しても疲労破壊等の損傷が生じにくい。
以下、本発明の第二実施形態にかかる圧縮機について、図4を用いて説明する。
図4に示すように、本実施形態にかかる圧縮機21は、第一実施形態で示した圧縮機1において、安全装置を構成する保護カバー12の代わりに、保護カバー22を用いたことを主たる特徴とするものである。以下、第一実施形態と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
具体的には、保護カバー22は、カバー本体12aの第二収納部7側の端部に、ハウジング2の軸線に略直交する面に沿って下方に延びる(すなわち保護カバー22のコントローラ3に対する装着方向に略平行な)板状のストッパー部22bを有している。
本実施形態では、ストッパー部22bは、接続部22cを介してカバー本体12aに接続されている。
さらに、ストッパー部2bは、水平部22eの先端に接続されており、固定部材8であるボルトのうちの一つによって、第一収納部6及び第二収納部7とともに共締めされて、第一、第二収納部6,7に固定されている。
保護カバー22のカバー本体12aには、コネクタ4bが装着されるコネクタ装着部22fが設けられており、コネクタ4bをコネクタ装着部22fに装着することで、給電ケーブル4aを蓋部11bの給電用の端子と接続することができるようになっている。
また、この圧縮機21では、保護カバー22がコントローラ3を覆った状態では、保護カバー22のストッパー部22bが、第一収納部6から第二収納部7を取り外す際の第二収納部7の移動経路上に張り出している。これにより、保護カバー22がコントローラ3を覆った状態では、第一収納部6から第二収納部7を取り外そうとしても、ストッパー部22bが第二収納部7に干渉して、第二収納部7を取り外すことができない。
このように、この圧縮機21では、作業者が第一収納部6から第二収納部7を取り外してハウジング2内にアクセスするには、保護カバー22を取り外す必要がある。
これにより、この圧縮機21によれば、一つの安全装置で、作業者がコントローラ3にアクセスする場合とハウジング2内にアクセスする場合のいずれの場合においても安全を確保することができ、コストをかけずに高い安全性を確保することができる。
さらに、この圧縮機21では、保護カバ−22と取付台7bとを固定する固定部材13が不要となるので、部品点数が少なくて済み、これによって組立工数も少なくて済むので、製造コストが低い。
これにより、作業者が固定部材8による第一収納部6と第二収納部7との固定を解除する際に、ストッパー部22bの存在を知ることができる。すなわち、この圧縮機21では、作業者は、保護カバー22を外さなければ第二収納部7を取り外すことができないということを速やかに理解することができるので、分解作業を速やかに行うことができる。
3 コントローラ(インバータ)
4 給電部
5 電源制御装置
6 第一収納部(ハウジング本体)
6b 冷媒取入口
7 第二収納部(蓋部)
8 固定部材
8a 操作部
12,22 保護カバー
12a カバー本体
12b 固定部材カバー部
12c,22c 接続部
22b ストッパー部
Claims (6)
- モータと、
該モータによって駆動される圧縮機構部と、
開口部を有し内部に前記モータが収納されるハウジング本体と、
該ハウジング本体に装着されて前記開口部を閉塞する蓋部と、
該蓋部を前記ハウジング本体に固定する固定部材と、
前記ハウジング本体外に設けられて前記モータの動作を制御するインバータと、
該インバータに給電を行う給電部と、
前記インバータを覆う保護カバーと、
該保護カバーが前記インバータを覆っている状態では前記給電部による前記インバータへの給電を許容し、前記保護カバーが前記インバータから外された状態では前記給電部による前記インバータへの給電を停止させるかもしくは所定の安全対策動作を行う電源制御装置とを有し、
前記保護カバーが、前記インバータを覆った状態では前記固定部材の操作部を覆って該固定部材の操作を規制する形状とされているインバータ内蔵圧縮機。 - 前記保護カバーが、前記インバータを覆うカバー本体と、
前記固定部材を覆う固定部材カバー部とを有しており、
該固定部材カバー部が、前記保護カバーの前記インバータに対する装着方向に平行な板状をなしている請求項1記載のインバータ内蔵圧縮機。 - 前記カバー本体と前記固定部材カバー部とが、前記カバー本体の前記インバータに対する装着方向と平行でかつ前記固定部材カバー部と交差する板状の接続部を介して接続されている請求項2記載のインバータ内蔵圧縮機。
- モータと、
該モータによって駆動される圧縮機構部と、
開口部を有し内部に前記モータが収納されるハウジング本体と、
該ハウジング本体に装着されて前記開口部を閉塞する蓋部と、
該蓋部を前記ハウジング本体に固定する固定部材と、
前記ハウジング本体外に設けられて前記モータの動作を制御するインバータと、
該インバータに給電を行う給電部と、
前記インバータを覆う保護カバーと、
該保護カバーが前記インバータを覆っている状態では前記給電部による前記インバータへの給電を許容し、前記保護カバーが前記インバータから外された状態では前記給電部による前記インバータへの給電を停止させるかもしくは所定の安全対策動作を行う電源制御装置とを有し、
前記保護カバーが、前記インバータを覆うカバー本体と、
前記保護カバーが前記インバータを覆った状態では前記ハウジング本体から前記蓋部を取り外す際の該蓋部の移動経路上に張り出すストッパー部とを有しているインバータ内蔵圧縮機。 - 前記ストッパー部が、前記固定部材によって前記ハウジング本体及び前記蓋部とともに固定されている請求項4記載のインバータ内蔵圧縮機。
- 空気調和装置の冷媒回路を構成するインバータ内蔵圧縮機であって、
前記インバータは、前記ハウジング本体のうち、冷媒取入口近傍に熱伝達を可能にして設けられている請求項1から5のいずれかに記載のインバータ内蔵圧縮機。
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