JP5708592B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

一般に、電動圧縮機のハウジングには、冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータとが収容されるとともに、ハウジングの外面にはカバーが取り付けられ、ハウジングの外面とカバーとによって、電動モータを駆動させるモータ駆動回路が収容される収容空間が区画されている（例えば特許文献１参照）。

モータ駆動回路は、平板状の回路基板と、回路基板に実装される電気部品等とから構成されている。カバーの本体部には、車両側の外部電源のコネクタが接続される筒状のコネクタ接続部が突設されている。コネクタ接続部の内側には絶縁部材が配設されるとともに、絶縁部材には金属端子が保持されている。金属端子の一端は外部電源に電気的に接続されるとともに、他端は回路基板に電気的に接続されている。また、カバーは、外部からのノイズ及びモータ駆動回路からのノイズをシールドする金属材料製のシールドを有している。シールドは、一枚の金属板を屈曲形成することで本体部及びコネクタ接続部に亘って延びるように配設されている。そして、このシールドによって、外部からのノイズがカバーを介してモータ駆動回路及び金属端子に流れたり、モータ駆動回路からのノイズがカバーを介して外部に漏れてしまったりすることが抑制されている。

特開２０１０−９３２０２号公報

ところで、車両側の外部電源のコネクタの位置は、電動圧縮機が搭載される車両の種類によって様々である。このため、外部電源のコネクタが接続されるコネクタ接続部の位置を、車両の種類毎に変更しなければならない。ここで、シールドは、一枚の金属板を屈曲形成することで本体部及びコネクタ接続部に亘って延びるように配設されている。このため、コネクタ接続部の位置を、外部電源のコネクタの位置に変更するためには、シールドを一から作り直す必要があり、ひいては、カバー自体を一から作り直す必要があった。

本発明の目的は、カバー自体を一から作り直すことなく、コネクタ接続部の位置を車両側の外部電源のコネクタの位置に容易に変更することができるとともに、コネクタ接続部の位置を変更しても金属端子により外部電源と回路基板とを電気的に接続することができる電動圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータとがハウジング内に収容されるとともに、前記ハウジングの外面にカバーが取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記カバーとによって区画された収容空間に前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路が収容されており、前記カバーは、本体部と、該本体部に設けられるとともに外部電源のコネクタが接続されるコネクタ接続部とからなり、前記コネクタ接続部の内部には、一端部が前記外部電源に電気的に接続されるとともに他端部が前記モータ駆動回路の回路基板に電気的に接続される金属端子が保持されている電動圧縮機であって、前記カバーは、電磁ノイズをシールドするとともに前記コネクタ接続部の少なくとも一部を形成する第１シールド部と、電磁ノイズをシールドするとともに前記本体部の少なくとも一部を形成する第２シールド部とが組み付けられてなるシールド、及び、前記第１シールド部と前記第２シールド部とに一体化された樹脂部を有しており、前記第２シールド部には前記金属端子の一端部又は他端部のいずれか一方が挿入可能な挿入孔が形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、第１シールド部と第２シールド部とを別体とすることができるため、第１シールド部の位置を車両側の外部電源のコネクタの位置に合わせた状態で第１シールド部を第２シールドに組み付けることができ、外部電源のコネクタの位置に合わすために、シールドを一から作り直す必要が無い。その結果、カバー自体を一から作り直すことなく、コネクタ接続部の位置を車両側の外部電源のコネクタの位置に容易に変更することができる。さらに、第２シールド部に挿入孔が形成されているため、金属端子の一端部又は他端部のいずれか一方を、挿入孔に挿入することで、コネクタ接続部の位置を変更しても金属端子により外部電源と回路基板とを電気的に接続することができる。また、カバー全体が金属材料により形成されている場合に比べると、カバー自体を軽量化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記金属端子は、前記一端部及び前記他端部を連結するとともに前記一端部及び前記他端部の少なくとも一方に対し延在方向が異なる連結部を有していることを要旨とする。

このような連結部を有した金属端子を備えた電動圧縮機は、本発明の適用対象として特に好適である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記挿入孔に前記連結部が挿入可能になっていることを要旨とする。

この発明によれば、挿入孔に連結部が挿入できずに第２シールド部の外側に連結部が存在している場合に比べると、コネクタ接続部の軸長を短くすることができ、電動圧縮機の小型化に寄与することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記第１シールド部は前記第２シールド部の外側から組み付けられていることを要旨とする。

例えば、第１シールド部を第２シールド部の内側から組み付ける場合、第１シールド部を第２シールド部の内側から挿入孔に挿入して、第１シールド部を第２シールド部から突出させる必要がある。このとき、第１シールド部が複雑な形状であると、第１シールド部が挿入孔を通過することが困難となる場合がある。よって、第１シールド部を第２シールド部の外側から組み付けることで、例えば、第１シールド部が複雑な形状であったとしても、第２シールド部に容易に組み付けることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記第１シールド部と前記第２シールド部とが接触していることを要旨とする。
この発明によれば、例えば、第１シールド部によってシールドされた電磁ノイズが、第２シールド部に流れ易くなり、電磁ノイズをシールドし易くすることができる。

この発明によれば、カバー自体を一から作り直すことなく、コネクタ接続部の位置を車両側の外部電源のコネクタの位置に容易に変更することができるとともに、コネクタ接続部の位置を変更しても金属端子により外部電源と回路基板とを電気的に接続することができる。

（ａ）は実施形態における電動圧縮機を示す部分破断断面図、（ｂ）はモータ駆動回路周辺を一部分拡大した断面図。 （ａ）は第１シールド部と第２シールド部とを接触させる前の状態を示す断面図、（ｂ）は第１シールド部と第２シールド部とを接触させた状態を示す断面図。 別の実施形態における第１シールド部及び第２シールド部を示す断面図。 別の実施形態における第１シールド部及び第２シールド部を示す断面図。 別の実施形態における第１シールド部及び第２シールド部を示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、電動圧縮機１０のハウジングＨは、有蓋筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）の吐出ハウジング１１に、有底筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）の吸入ハウジング１２を接合して形成されている。吸入ハウジング１２の周壁には、図示しない吸入ポートが形成されるとともに、吸入ポートは図示しない外部冷媒回路に接続されている。吐出ハウジング１１には吐出ポート１４が形成されるとともに、吐出ポート１４は外部冷媒回路に接続されている。吸入ハウジング１２内には、冷媒を圧縮するための圧縮部１５（図１（ａ）において破線で示す）と、圧縮部１５を駆動するための電動モータ１６とが収容されている。なお、本実施形態では、特に図示は省略するが、圧縮部１５は、吸入ハウジング１２内に固定された固定スクロールと、固定スクロールに対向配置された可動スクロールとで構成されている。

吸入ハウジング１２の内周面にはステータ１７（固定子）が固定されるとともに、ステータ１７は、吸入ハウジング１２の内周面に固定されたステータコア１７ａのティース（図示せず）にコイル１７ｂが巻回されて構成されている。また、吸入ハウジング１２内には、回転軸１９がステータ１７内に挿通された状態で回転可能に支持されるとともに、この回転軸１９には、ロータ１８（回転子）が止着されている。

図１（ｂ）に示すように、吸入ハウジング１２の底壁１２ａ（図１（ｂ）の右側）には、有蓋筒状のカバー３０が取り付けられている。そして、底壁１２ａ及びカバー３０によって収容空間３０ａが区画されている。収容空間３０ａ内には、電動モータ１６を駆動させるためのモータ駆動回路２０が収容されている。モータ駆動回路２０は、収容空間３０ａにおける底壁１２ａに取り付けられている。よって、本実施形態では、圧縮部１５、電動モータ１６及びモータ駆動回路２０がこの順序で回転軸１９の軸線Ｌが延びる方向（軸方向）に沿って並んで配置されている。

モータ駆動回路２０は、平板状の回路基板２１を有している。回路基板２１は、回転軸１９の軸方向に回路基板２１の実装面が直交するように収容空間３０ａに収容されている。回路基板２１には、電動モータ１６の駆動制御回路（所謂インバータ回路）が設けられるとともに、複数のスイッチング素子（図示せず）及び複数のコンデンサ等の電気部品が電気的に接続されている。

カバー３０は、本体部３１と、本体部３１から突設されるとともに車両側の外部電源のコネクタＣが接続される筒状をなすコネクタ接続部３２とからなる。また、カバー３０は、電磁ノイズをシールドするとともにコネクタ接続部３２の一部を形成する筒状の第１シールド部４１と、電磁ノイズをシールドするとともに本体部３１の一部を形成する第２シールド部４２とが組み付けられてなるシールド４０を有している。

第１シールド部４１は、回転軸１９の軸方向に沿って延びる第１筒部４１ａと、第１筒部４１ａにおける外部電源のコネクタＣが接続される側とは反対側の端部から回転軸１９の径方向外側に延びるフランジ部４１ｂとから構成されている。第２シールド部４２は、回転軸１９の軸方向に沿って延びる第２筒部４２ａと、第２筒部４２ａにおけるコネクタ接続部３２側の端部から回転軸１９の径方向内側に延びる底部４２ｂとから構成されている。底部４２ｂには挿入孔４２ｈが形成されている。底部４２ｂの外面にはフランジ部４１ｂが重なるようにして接触している。

コネクタ接続部３２は、第１シールド部４１の第１筒部４１ａと、第１筒部４１ａの外側に一体化された樹脂部としての第１樹脂部３２ａとから形成されている。本体部３１は、第２シールド部４２及び第１シールド部４１のフランジ部４１ｂと、第２シールド部４２の第２筒部４２ａの外側、底部４２ｂの外側、及びフランジ部４１ｂの外側に連続するように一体化された樹脂部としての第２樹脂部３１ａとから形成されている。第１樹脂部３２ａ及び第２樹脂部３１ａは一体形成されている。よって、カバー３０は、シールド４０に一体化された第１樹脂部３２ａ及び第２樹脂部３１ａを有している。

第１筒部４１ａ（コネクタ接続部３２）の内部には、一端部３３ａが外部電源に電気的に接続されるとともに他端部３３ｂが回路基板２１に電気的に接続される金属端子３３が樹脂材料製の絶縁部材３４を介して保持されている。金属端子３３における一端部３３ａと他端部３３ｂとの間には連結部３３ｃが形成されている。金属端子３３は、一端部３３ａから連結部３３ｃが屈曲して設けられており、さらに、連結部３３ｃから他端部３３ｂが屈曲して設けられている。よって、連結部３３ｃは、一端部３３ａ及び他端部３３ｂに対し、延在方向が異なっている。具体的には、一端部３３ａ及び他端部３３ｂは同じ方向に沿って延びるとともに、連結部３３ｃは、一端部３３ａ及び他端部３３ｂの延在方向に対して直交する方向に延びている。金属端子３３の他端部３３ｂ側及び連結部３３ｃは、カバー３０の外側から挿入孔４２ｈを通過してカバー３０の内側に位置している。

外部電源から金属端子３３を介して回路基板２１に電力が供給されると、モータ駆動回路２０が駆動するとともに、モータ駆動回路２０によって制御された電力が電動モータ１６に供給され、制御された回転速度でロータ１８と共に回転軸１９が回転して圧縮部１５が駆動される。この圧縮部１５の駆動により、外部冷媒回路から吸入ポートを介した吸入ハウジング１２内への冷媒の吸入、吸入ハウジング１２内に吸入された冷媒の圧縮部１５による圧縮、及び圧縮された冷媒の吐出ポート１４を介した外部冷媒回路への吐出が行われる。

次に、カバー３０の製造方法について説明する。
図２（ａ）に示すように、まず、第１シールド部４１の第１筒部４１ａの内側に絶縁部材３４を介して金属端子３３が保持された状態において、金属端子３３の他端部３３ｂが第２シールド部４２の外側から挿入孔４２ｈに挿入されるように、第１シールド部４１を第２シールド部４２に対して配置する。すると、図２（ｂ）に示すように、第１シールド部４１のフランジ部４１ｂが第２シールド部４２の底部４２ｂの外面に接触する。このとき、金属端子３３の他端部３３ｂ、連結部３３ｃ、及び絶縁部材３４の一部は、挿入孔４２ｈを通過して第２シールド部４２の内側に位置している。

そして、第１シールド部４１及び第２シールド部４２を、かしめや溶接等により接続した状態で図示しない金型に配置して、金型内に溶融樹脂を充填して硬化させることで、第１シールド部４１及び第２シールド部４２の外側に第１樹脂部３２ａ及び第２樹脂部３１ａが型成形される。このようにしてカバー３０が形成される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
外部電源のコネクタＣの位置は、電動圧縮機１０が搭載される車両の種類によって様々である。そして、本実施形態では、第１シールド部４１は、その位置が外部電源のコネクタＣの位置に合わせた状態で第２シールド部４２に組み付けられているため、外部電源のコネクタＣの位置に合わすために、シールド４０を一から作り直す必要が無い。その結果、カバー３０自体を一から作り直すことなく、コネクタ接続部３２の位置が外部電源のコネクタＣの位置に容易に変更可能となっている。さらに、第２シールド部４２に挿入孔４２ｈが形成されているため、金属端子３３の他端部３３ｂを挿入孔４２ｈを介して第２シールド部４２を貫通させることで、コネクタ接続部３２の位置を変更しても金属端子３３により外部電源と回路基板２１とが電気的に接続される。

外部からのノイズ及びモータ駆動回路２０からのノイズは、第１シールド部４１及び第２シールド部４２によりシールドされる。よって、外部からのノイズがカバー３０を介してモータ駆動回路２０及び金属端子３３に流れたり、モータ駆動回路２０からのノイズがカバー３０を介して外部に漏れてしまったりすることが抑制されている。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）シールド４０を、第１シールド部４１と第２シールド部４２とを組み付けることで構成した。さらに、第２シールド部４２に、金属端子３３の他端部３３ｂが挿入可能な挿入孔４２ｈを形成した。よって、第１シールド部４１と第２シールド部４２とを別体とすることができるため、第１シールド部４１の位置を外部電源のコネクタＣの位置に合わせた状態で第２シールド部４２に組み付けることができ、外部電源のコネクタＣの位置に合わすために、シールド４０を一から作り直す必要が無い。その結果、カバー３０自体を一から作り直すことなく、コネクタ接続部３２の位置を外部電源のコネクタＣの位置に容易に変更することができる。さらに、第２シールド部４２に挿入孔４２ｈが形成されているため、金属端子３３の他端部３３ｂを、挿入孔４２ｈに挿入することで、コネクタ接続部３２の位置を変更しても金属端子３３により外部電源と回路基板２１とを電気的に接続することができる。

（２）金属端子３３は、一端部３３ａ及び他端部３３ｂを連結するとともに一端部３３ａ及び他端部３３ｂに対し延在方向が異なる連結部３３ｃを有している。このような連結部３３ｃを有した金属端子３３を備えた電動圧縮機１０は特に好適である。例えば、回路基板２１における金属端子３３の他端部３３ｂとの接続位置が予め決まっていたとしても、金属端子３３を屈曲形成することで、金属端子３３の他端部３３ｂを回路基板２１における金属端子３３の他端部３３ｂとの接続位置に接続することが可能となる。その結果、回路基板２１の設置位置を変更する等の手間を省くことができる。

（３）挿入孔４２ｈに金属端子３３の連結部３３ｃが挿通可能になっている。よって、挿入孔４２ｈに連結部３３ｃが挿入できずに第２シールド部４２の外側に連結部３３ｃが存在している場合に比べると、コネクタ接続部３２の軸長を短くすることができ、電動圧縮機１０の小型化に寄与することができる。

（４）第１シールド部４１を第２シールド部４２の外側から組み付けた。例えば、第１シールド部４１を第２シールド部４２の内側から組み付ける場合、第１シールド部４１の第１筒部４１ａを第２シールド部４２の内側から挿入孔４２ｈに挿入して、第１筒部４１ａを第２シールド部４２から突出させる必要がある。このとき、第１筒部４１ａが複雑な形状であると、第１筒部４１ａが挿入孔４２ｈを通過することが困難となる場合がある。よって、第１シールド部４１を第２シールド部４２の外側から組み付けることで、例えば、第１筒部４１ａが複雑な形状であったとしても、第２シールド部４２に第１シールド部４１を容易に組み付けることができる。

（５）第１シールド部４１のフランジ部４１ｂと第２シールド部４２の底部４２ｂとを接触させた。よって、例えば、第１シールド部４１によってシールドされた電磁ノイズが、第２シールド部４２に流れ易くなり、電磁ノイズをシールドし易くすることができる。

（６）カバー３０は、シールド４０に一体化された第１樹脂部３２ａ及び第２樹脂部３１ａを有している。よって、カバー３０全体が金属材料により形成されている場合に比べると、カバー３０自体を軽量化することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図３に示すように、第１シールド部４１を第２シールド部４２の内側から組み付けてもよい。この場合、挿入孔４２ｈは、金属端子３３の一端部３３ａ、及び第１シールド部４１の第１筒部４１ａが通過可能な大きさに形成されている必要がある。

○ 図４に示すように、挿入孔４２ｈに連結部３３ｃが通過しておらず、第２シールド部４２の外側に連結部３３ｃが存在していてもよい。この場合、挿入孔４２ｈは、金属端子３３の他端部３３ｂのみが通過可能な大きさの孔であればよく、挿入孔４２ｈの大きさを極力小さくすることができる。

○ 図５に示すように、第１筒部５１ａが、第２シールド部４２の底部４２ｂに沿って延びた後、回転軸１９の軸方向において、電動モータ１６側に向けて延びるように形成されていてもよい。

○ 実施形態において、第１シールド部４１と第２シールド部４２とが接触していなくてもよい。例えば、第１シールド部４１のフランジ部４１ｂと第２シールド部４２の底部４２ｂとの間に樹脂が介在されていてもよい。

○ 実施形態において、カバー３０全体が金属材料により形成されていてもよい。この場合、第１シールド部自身がコネクタ接続部を形成するとともに、第２シールド部自身が本体部を形成する。

○ 実施形態において、金属端子３３が、例えば直線状に形成されていてもよい。また、一端部３３ａ及び他端部３３ｂのどちらか一方と連結部３３ｃとが直線状に形成されていてもよい。

○ 実施形態において、金属端子３３は、一端部３３ａから連結部３３ｃが湾曲して設けられており、さらに、連結部３３ｃから他端部３３ｂが湾曲して設けられていてもよい。

○ 実施形態において、シールド４０の内側に樹脂が一体化されていてもよい。また、シールド４０の外側及び内側に樹脂が一体化されていてもよい。
○ 実施形態において、カバー３０が、例えば、吸入ハウジング１２の外周面に取り付けられていてもよい。そして、吸入ハウジング１２の外周面とカバー３０とで区画された収容空間にモータ駆動回路２０が収容されていてもよい。

○ 実施形態において、圧縮部１５は、例えば、ピストンタイプやベーンタイプ等であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記圧縮部、前記電動モータ、及び前記モータ駆動回路がこの順序で回転軸の軸方向に沿って並んで配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電動圧縮機。

Ｃ…コネクタ、Ｈ…ハウジング、１０…電動圧縮機、１５…圧縮部、１６…電動モータ、１９…回転軸、２０…モータ駆動回路、２１…回路基板、３０…カバー、３０ａ…収容空間、３１…本体部、３１ａ…樹脂部としての第２樹脂部、３２…コネクタ接続部、３２ａ…樹脂部としての第１樹脂部、３３…金属端子、３３ａ…一端部、３３ｂ…他端部、３３ｃ…連結部、４０…シールド、４１…第１シールド部、４２…第２シールド部、４２ｈ…挿入孔。

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータとがハウジング内に収容されるとともに、前記ハウジングの外面にカバーが取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記カバーとによって区画された収容空間に前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路が収容されており、前記カバーは、本体部と、該本体部に設けられるとともに外部電源のコネクタが接続されるコネクタ接続部とからなり、前記コネクタ接続部の内部には、一端部が前記外部電源に電気的に接続されるとともに他端部が前記モータ駆動回路の回路基板に電気的に接続される金属端子が保持されている電動圧縮機であって、
   前記カバーは、電磁ノイズをシールドするとともに前記コネクタ接続部の少なくとも一部を形成する第１シールド部と、電磁ノイズをシールドするとともに前記本体部の少なくとも一部を形成する第２シールド部とが組み付けられてなるシールド、及び、前記第１シールド部と前記第２シールド部とに一体化された樹脂部を有しており、
   前記第２シールド部には前記金属端子の一端部又は他端部のいずれか一方が挿入可能な挿入孔が形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記金属端子は、前記一端部及び前記他端部を連結するとともに前記一端部及び前記他端部の少なくとも一方に対し延在方向が異なる連結部を有していることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記挿入孔に前記連結部が挿入可能になっていることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記第１シールド部は前記第２シールド部の外側から組み付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
5. 前記第１シールド部と前記第２シールド部とが接触していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電動圧縮機。