WO2023203951A1 - インバータ一体型電動圧縮機 - Google Patents

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WO2023203951A1
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inverter
hermetic
circuit board
pin
electric compressor
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English (en)
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俊匡 嶋
和哉 松嵜
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サンデン株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes

Definitions

  • the present invention relates to an inverter-integrated electric compressor in which an inverter is attached to an inverter housing.
  • inverter-integrated electric compressors in which the inverter is attached to an inverter accommodating portion formed in the housing, have been used as electric compressors used in vehicle air conditioners.
  • Patent Document 1 the motor is accommodated in the motor chamber of the housing, and a hermetic plate made of glass is provided on the partition wall between the motor chamber and the inverter accommodating portion.
  • the hermetic pins of the hermetic plate and the circuit board of the inverter were connected by connection terminals.
  • connection terminals were attached to the hermetic plate via resin parts, which increased the height of the circuit board from the bulkhead, expanded the height of the inverter housing, and increased the size and weight of the housing. was inviting.
  • the present invention was made in order to solve the conventional technical problems, and an object of the present invention is to provide an inverter-integrated electric compressor that can prevent hermetic plates from cracking and can reduce size and weight. shall be.
  • the inverter-integrated electric compressor of the present invention includes a motor chamber in which a motor is built-in, an inverter accommodating section to which an inverter for feeding power to the motor is attached, and a hermetic plate provided on a partition wall between the motor chamber and the inverter accommodating section. , which connects the hermetic pins of the hermetic plate and the circuit board of the inverter via connection terminals, and is characterized by having a through hole formed in the circuit board into which the connection terminals and the hermetic pins enter.
  • connection terminal is held on the circuit board in a state in which it enters the through hole, and in this state, the connection terminal moves in a plane direction of the circuit board. It is characterized by being possible.
  • connection terminal has a board connection pin for connecting to the circuit board and a fitting part for connecting to the hermetic pin
  • the connecting terminal has a fitting part for connecting to the hermetic pin.
  • the circuit board has a shape that allows the position of the connection terminal to change with respect to the hermetic pin, and the circuit board has an insertion hole through which the board connection pin is inserted. It is characterized by being equipped with a basket.
  • a plurality of hermetic pins and power baskets are provided corresponding to each phase of the motor, and the connection terminals are respectively connected to each hermetic pin, and each connection terminal is connected to each hermetic pin.
  • the distance between the board connecting pins is larger than the distance between the hermetic pins.
  • connection terminal is held in the through hole of the circuit board, and the board connection pin is connected to the power basket. It is characterized in that the fitting part of the connection terminal can be fitted to the pin.
  • the present invention includes a motor room in which a motor is built-in, an inverter housing part to which an inverter for feeding power to the motor is attached, and a hermetic plate provided on a partition wall between the motor room and the inverter housing part, and the hermetic plate is
  • the circuit board has through-holes through which the connection terminals and hermetic pins enter. Interference in the height direction between the board and the hermetic pins and connection terminals is avoided.
  • connection terminal on the circuit board while entering the through hole as in the invention of claim 2
  • connection terminals By holding the connection terminal on the circuit board while entering the through hole as in the invention of claim 2, it is possible to omit the parts that hold the connection terminal, and the number of parts can be reduced. can be achieved.
  • connection terminals By making the connection terminals movable in the plane of the circuit board while being held on the circuit board, variations in the position of the connection terminals relative to the hermetic pins during assembly can be absorbed, allowing for smooth assembly using automatic machines. It becomes possible to realize it.
  • the connecting terminal is provided with a board connecting pin for connecting to the circuit board and a fitting part for connecting to the hermetic pin, and the fitting part is positioned at the position of the connecting terminal with respect to the hermetic pin.
  • the circuit board has an insertion hole through which the board connection pin is inserted, and a power basket to which the board connection pin is connected is provided in the insertion hole, so that the hermetic pin can be easily adjusted during assembly. Variations in the position of the connecting terminals can be well absorbed in one phase, and stable electrical connection between the hermetic pins and the circuit board using the connecting terminals can be realized even by assembly using an automatic machine.
  • connection terminal is movable in the planar direction of the circuit board, for example, even if the position of the power basket on the circuit board differs depending on the model, the displacement of the position can be corrected by the connection terminal. It becomes possible to absorb it by moving the , making it possible to use a common hermetic plate between different models.
  • a plurality of hermetic pins and power baskets are provided corresponding to each phase of the motor, and the connection terminals are respectively connected to each hermetic pin, but the board connection pin of each connection terminal is connected to each power basket.
  • the fitting portion of the connecting terminal can be fitted to the hermetic pin while the connecting terminal is held in the through hole of the circuit board and the board connecting pin is connected to the power basket. This makes it possible to reduce the number of personnel required by using automatic machines to assemble the parts.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an inverter-integrated electric compressor according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a plan view of the electric compressor of FIG. 1 as seen from the inverter housing side excluding the cover. 2 is an enlarged plan view of a connection terminal portion of a circuit board of the electric compressor of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged exploded perspective view of a hermetic plate and a circuit board of the electric compressor of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of a connection terminal of the electric compressor of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 6 is a side view of the connection terminal of FIG. 5; 6 is a rear view of the connection terminal of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a plan view of the connection terminal of FIG. 5;
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for attaching connection terminals to the circuit board of the electric compressor shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged perspective view of the electric compressor of FIG. 1 in a state where connection terminals are attached to the circuit board.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for assembling the circuit board of the electric compressor of FIG. 1 into an inverter accommodating portion.
  • FIG. 2 is a perspective view of the inverter accommodating portion of the electric compressor of FIG. 1 with a circuit board attached thereto.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an inverter-integrated electric compressor 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the electric compressor 1 as viewed from the inverter accommodating portion 13 side excluding the cover 8.
  • the inverter-integrated electric compressor 1 of the embodiment is used, for example, in a refrigerant circuit of an air conditioner for a vehicle, and sucks in refrigerant as the working fluid of the air conditioner, compresses it, and discharges it to a discharge pipe.
  • a so-called horizontal inverter according to the invention includes a three-phase electric motor 2 as a motor, an inverter 3 for driving the electric motor 2, and a scroll compression mechanism 4 as a compression mechanism driven by the electric motor 2. It is an integrated scroll compressor.
  • the electric compressor 1 of the embodiment includes a stator housing 7 that houses an electric motor 2, an inverter 3, and a center casing 6 therein, a cover 8, and a rear casing 9.
  • These stator housing 7, cover 8, and rear casing 9 are all made of metal (made of aluminum in the embodiment), and are integrally joined to form the housing 11 of the electric compressor 1.
  • the stator housing 7 is provided with a partition wall 7A on one end side, and the partition wall 7A defines a motor chamber 12 that accommodates the electric motor 2 and an inverter 3 inside the stator housing 7 (constituting a part of the housing 11). It is partitioned into an inverter accommodating section 13. This inverter accommodating portion 13 is open at one end, and after the inverter 3 is accommodated, this opening is closed by a cover 8 fixed to the stator housing 7 (constituting a part of the housing 11). The other end of the motor chamber 12 is open, and after the electric motor 2 is housed in this opening, the center casing 6 is housed therein. Further, a sub-bearing 16 for rotatably supporting one end (front side) of the drive shaft 14 of the electric motor 2 is attached to the motor chamber 12 side of the partition wall 7A.
  • the center casing 6 is open on the side opposite to the electric motor 2 (the other end side), and this opening is used to accommodate a movable scroll 22 (described later) of the scroll compression mechanism 4, which will also be described later.
  • the rear casing 9, to which the fixed scroll 21 is fixed, is fixed to the stator housing 7, thereby being closed.
  • the center casing 6 is provided with a through hole 17 through which the other end of the drive shaft 14 of the electric motor 2 is inserted.
  • a main bearing 18 that rotatably supports the other end of the drive shaft 14 is attached to the mechanism 4 side.
  • the electric motor 2 is composed of a stator 22 having a coil wound thereon and fixed to the inner side of the circumferential wall of the stator housing 7, and a rotor 23 rotating inside the stator 22.
  • a stator 22 having a coil wound thereon and fixed to the inner side of the circumferential wall of the stator housing 7, and a rotor 23 rotating inside the stator 22.
  • direct current from a vehicle battery (not shown) is converted into three-phase alternating current by an inverter 3, and power is supplied to the coil of the stator 22 of the electric motor 2, so that the rotor 23 is rotationally driven. It is configured.
  • the drive shaft 14 is fixed to this rotor 23.
  • stator housing 7 is formed with a suction port 21, and the refrigerant sucked from the suction port 21 passes through the electric motor 2 in the stator housing 7, flows into the center casing 6, and is compressed by the scroll. It is sucked into the suction part 37 outside the mechanism 4. Thereby, the electric motor 2 is cooled by the suction refrigerant. Further, the refrigerant compressed by the scroll compression mechanism 4 is discharged from a discharge chamber 27 (described later) to a discharge pipe of a refrigerant circuit (not shown) outside the housing 11 from a discharge port 20 formed in the rear casing 9. ing.
  • the scroll compression mechanism 4 is composed of the fixed scroll 21 and the movable scroll 22 described above.
  • the fixed scroll 21 integrally includes a disk-shaped end plate 23 and a spiral wrap 24 formed of an involute shape or a curved line approximating the involute shape and set upright on the surface (one side) of the end plate 23.
  • This wrap 24 is fixed to the rear casing 9 with the surface of the end plate 23 on which it is erected facing the center casing 6 side.
  • a discharge hole 26 is formed in the center of the end plate 23 of the fixed scroll 21, and this discharge hole 26 communicates with a discharge chamber 27 in the rear casing 9.
  • 28 is a discharge valve provided at the opening of the discharge hole 26 on the back (other surface) side of the end plate 23.
  • the movable scroll 22 is a scroll that revolves around the fixed scroll 21, and includes a disk-shaped end plate 31 and an involute-shaped or similar involute structure erected on the surface (one side) of the end plate 31. It is integrally provided with a spiral wrap 32 made of a curved line and a boss 33 formed protrudingly from the center of the back surface (the other surface) of the end plate 31.
  • the movable scroll 22 is arranged so that the protruding direction of the wrap 32 is on the fixed scroll 21 side, the wrap 32 faces the wrap 24 of the fixed scroll 21, and is arranged so as to face each other and engage with each other. form.
  • the wrap 32 of the movable scroll 22 faces the wrap 24 of the fixed scroll 21, and is engaged with the wrap 32 such that the tip of the wrap 32 is in contact with the surface of the end plate 23 and the tip of the wrap 24 is in contact with the surface of the end plate 31, and is movable.
  • the boss 33 of the scroll 22 is fitted with an eccentric portion 36 provided eccentrically from the shaft center at the other end of the drive shaft 14 .
  • 38 is an annular thrust plate.
  • This thrust plate 38 is for partitioning a back pressure chamber 39 formed between the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and the center casing 6 and a suction section 37 outside the scroll compression mechanism 4. , located outside the boss 33 and interposed between the center casing 6 and the movable scroll 22.
  • 41 is a sealing material that is attached to the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and comes into contact with the thrust plate 38, and the back pressure chamber 39 and the suction section 37 are partitioned by this sealing material 41 and the thrust plate 38.
  • 48 is a centrifugal oil separator installed in the discharge chamber 27 of the rear casing 9 (housing 11).
  • the oil separator 48 separates lubricating oil mixed into the refrigerant discharged from the scroll compression mechanism 4 into the discharge chamber 27 from the refrigerant.
  • An inlet 49 is formed in the oil separator 48 , and the refrigerant containing oil that flows in through the inlet 49 swirls within the oil separator 48 .
  • the centrifugal force at this time separates the oil, and the refrigerant heads from the outlet at the upper end to the discharge port 20 and is discharged into the discharge pipe as described above.
  • An oil storage chamber 44 is formed in the rear casing 9 below the oil separator 48 , and the oil separated from the refrigerant by the oil separator 48 flows into this oil storage chamber 44 from the lower end of the oil separator 48 .
  • 43 is a back pressure passage formed from the rear casing 9 to the center casing 6.
  • This back pressure passage 43 is a passage that communicates the oil separator 48 in the discharge chamber 27 (discharge side of the scroll compression mechanism 4) in the rear casing 9 with the back pressure chamber 39, and has an orifice 50 in the embodiment. There is. Thereby, the discharge pressure adjusted to be reduced by the orifice 50 of the back pressure passage 43 is supplied to the back pressure chamber 39 together with the oil in the oil storage chamber 44 separated by the oil separator 48.
  • the pressure (back pressure) within this back pressure chamber 39 generates a back pressure load that presses the movable scroll 22 against the fixed scroll 21. Due to this back pressure load, the movable scroll 22 is pressed against the fixed scroll 21 against the compression reaction force from the pressure chamber 34 of the scroll compression mechanism 4, and the contact between the wraps 24, 32 and the end plates 31, 23 is maintained.
  • the refrigerant can be compressed in the pressure chamber 34.
  • the inverter 3 of the embodiment has a control circuit, a power switching element, and a smoothing capacitor 25 mounted on a single circuit board 51.
  • a glass hermetic plate 52 is attached to the inverter accommodating portion 13 side of the partition wall 7A at a position corresponding to one end side of the circuit board 51, and a conductive hermetic pin 53 is attached to this hermetic plate 52. installed. In this case, three hermetic pins 53 are attached corresponding to each phase of the electric motor 2.
  • each hermetic pin 53 stands up from the partition wall 7A in the inverter accommodating portion 13, and the other end passes through the partition wall 7A and enters the motor chamber 12, and is connected to the coil of the stator 22 of the electric motor 2. has been done.
  • Connecting terminals (three) 54 are connected to one end of each hermetic pin 53, and each connecting terminal 54 is connected to the circuit board 51, so that the hermetic pin 53 is electrically connected to the circuit board 51. It is said that
  • each through hole 56 has a predetermined hole in the longitudinal direction.
  • Three insertion holes 58 are formed in the circuit board 51 at spaced apart positions, into which board connection pins 57 of connection terminals 54 to be described later are inserted. Further, as shown in FIG. 2, the distance between the through holes 58 is larger than the distance between the ends of the through holes 56 on the opposite side from the through hole 58. Further, although not shown in FIG. 1, a metal power basket 59 is attached to each insertion hole 58, respectively.
  • connection terminal 54 is made of a conductive metal plate, and is a connection that connects a pair of side walls 61 and 62 facing each other with a predetermined interval and one longitudinal end of each side wall 61 and 62 and a middle portion thereof. It is provided with walls 63 and 64, and each wall 61 to 64 forms a rectangular shape that is open in the vertical direction when viewed from above. An extending portion 66 is formed extending further toward the other end in the longitudinal direction from the intermediate portion of each side wall 61, 62, and the above-mentioned board connecting pin 57 stands up at the tip of this extending portion 66. It is formed by
  • Each of the side walls 61 and 62 has curved arc portions 61A and 62A that bulge outward to form an elliptical arc shape long in the longitudinal direction of the connection terminal 54. is configured. Furthermore, engagement claws 68 and 69 that protrude outward are formed at the upper end portions of each of the connecting walls 63 and 64, respectively. Further, the width of the connecting terminal 54 in the lateral direction is set smaller than the width of the through hole 56 of the circuit board 51 in the lateral direction.
  • each connection terminal 54 engages with the longitudinal edge of the through hole 56 (FIG. 3).
  • each connection terminal 54 is held on the circuit board 51 (FIG. 10).
  • the connecting terminal 54 is arranged in the plane direction of the circuit board 51 as shown in FIG. It is possible to move within the range indicated by the solid line arrow.
  • the circuit board 51 is assembled by an automatic machine as shown by the arrows in FIG. is accommodated in the inverter accommodating portion 13 and fixed to the housing 11 (stator housing 7) with bolts (not shown) (FIG. 12).
  • each hermetic pin 53 enters and fits into the fitting portion 67 of each connection terminal 54 (FIG. 3). In this way, each hermetic pin 53 enters into the through hole 56 and is simultaneously fitted and connected to each connecting terminal 54, so that the hermetic pin 53 and the circuit board 51 are electrically connected via the connecting terminal 54. become.
  • the fitting portion 67 of the connecting terminal 54 is constituted by arcuate portions 61A and 62A having an elliptical arc shape long in the longitudinal direction of the connecting terminal 54, the position of the connecting terminal 54 with respect to the hermetic pin 53 is Even if the connection terminal 54 and the hermetic pin 53 change in the longitudinal direction (in the direction of the white arrow in FIG. 3), the fitted state between the connection terminal 54 and the hermetic pin 53 is maintained. That is, a change in the position of the connecting terminal 54 with respect to the hermetic pin 53 is allowed within the long arc of the fitting portion 67.
  • the distance between the through holes 58 is set to be larger than the distance between the ends of the through holes 56 on the opposite side from the through hole 58, so that the circuit board 51 can be connected to the connection terminal.
  • the distance between each board connecting pin 57 is larger than the distance between the hermetic pins 53 (FIG. 2). Thereby, the insulation distance between each board connection pin 57 (the insulation distance between each connection terminal 54 on the circuit board 51 side) is ensured.
  • the through holes 56 into which the connection terminals 57 and the hermetic pins 53 enter are formed in the circuit board 51, so that the circuit board 51 and the hermetic pins 53 and the connection terminals 54 are connected in the height direction (inverter accommodation Interference in the height direction of the portion 13 is avoided.
  • the height of the circuit board 51 from the partition wall 7A can be reduced, and by reducing the height dimension of the inverter accommodating portion 13, it is possible to reduce the size and weight of the electric compressor 1. It becomes like this.
  • connection terminal 54 is held on the circuit board 51 while entering the through hole 56, it is possible to omit a special part for holding the connection terminal 54, and the number of parts is reduced. It is possible to reduce the amount of Furthermore, since the connection terminals 54 are movable in the planar direction of the circuit board 51 while being held on the circuit board 51, variations in the position of the connection terminals 54 relative to the hermetic pins 53 during assembly can be absorbed, and the It becomes possible to realize smooth assembly.
  • the connecting terminal 54 is provided with a board connecting pin 57 for connecting to the circuit board 51 and a fitting part 67 for connecting to the hermetic pin 53, and the fitting part 67 is connected to the hermetic pin 53.
  • the circuit board 51 has a shape that allows the position of the connection terminal 54 to change, and the circuit board 51 has an insertion hole 58 through which the board connection pin 57 is inserted, and a power basket 59 into which the board connection pin 57 is connected. , it is possible to absorb variations in the position of the connecting terminal 54 with respect to the hermetic pin 53 during assembly, and even when assembled by an automatic machine, the connection terminal 54 can stably connect the hermetic pin 53 and the circuit board 51. This makes it possible to realize electrical connections.
  • connection terminal 54 is movable in the plane direction of the circuit board 51, for example, even if the position of the power basket 59 on the circuit board 51 differs depending on the model, the displacement of the position can be corrected by the connection terminal. 54 can be moved, and the hermetic plate 52 can be used in common between different models.
  • connection terminals 54 are also connected to each hermetic pin 53, but in the embodiment, each connection
  • the distance between the board connecting pins 57 is set to be larger than the distance between the hermetic pins 53, so that the circuit board It becomes possible to ensure an insulating distance between the connection terminals 54 on the 51 side, and to be able to handle ultra-high voltages.
  • connection terminal 54 held in the through hole 56 of the circuit board 51 and the board connection pin 57 connected to the power basket 59, the fitting portion 67 of the connection terminal 54 is fitted to the hermetic pin 53. This makes it possible to reduce the number of personnel required by using automatic machines for assembly.
  • connection terminals and the like shown in the embodiments are not limited thereto, and can be changed without departing from the spirit of the present invention.
  • Inverter-integrated electric compressor 2 Electric motor (motor) 3 Inverter 4 Scroll compression mechanism (compression mechanism) 7 Stator housing 7A Partition wall 8 Cover 11 Housing 12 Motor chamber 13 Inverter housing portion 51 Circuit board 52 Hermetic plate 53 Hermetic pin 54 Connection terminal 56 Through hole 57 Board connection pin 58 Insertion hole 59 Power basket 67 Fitting portion 68, 69 Engagement nail

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Abstract

【課題】ハーメチックプレートの割れを防止でき、寸法と重量の削減を実現できるインバータ一体型電動圧縮機を提供する。 【解決手段】インバータ一体型電動圧縮機1は、電動モータ2が内蔵されたモータ室12と、電動モータ2に給電するインバータ3が取り付けられるインバータ収容部13と、モータ室12とインバータ収容部13との隔壁7Aに設けられたハーメチックプレート52を備えている。このハーメチックプレート52のハーメチックピン53とインバータ3の回路基板51を、接続端子54を介して接続する。回路基板51に形成され、接続端子54とハーメチックピン53が進入する貫通孔56を備える。

Description

インバータ一体型電動圧縮機
 本発明は、インバータ収容部にインバータが取り付けられたインバータ一体型電動圧縮機に関する。
 従来より車両用の空気調和装置に用いられる電動圧縮機としては、スイッチングノイズを考慮して、ハウジングに形成されたインバータ収容部にインバータを取り付けたインバータ一体型の電動圧縮機が用いられている(例えば、特許文献1参照)。この場合、ハウジングのモータ室にはモータが収容され、モータ室とインバータ収容部との隔壁には、ガラス製のハーメチックプレートが設けられる。そして、このハーメチックプレートのハーメチックピンと、インバータの回路基板とを接続端子で接続する構成であった。
特許第6303957号公報
 しかしながら、従来の構造では接続端子の位置のばらつきにより、ハーメチックピンと接続端子とを接続する組立時に、ハーメチックピンに荷重が加わり、ガラス製のハーメチックプレートが割れてしまうという問題が発生していた。
 また、従来では樹脂部品を介して接続端子をハーメチックプレートに取り付けていたため、隔壁からの回路基板の高さが高くなり、インバータ収容部の高さ寸法が拡大して、ハウジングの寸法と重量の増大を招いていた。
 本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、ハーメチックプレートの割れを防止でき、寸法と重量の削減を実現できるインバータ一体型電動圧縮機を提供することを目的とする。
 本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、モータが内蔵されたモータ室と、モータに給電するインバータが取り付けられるインバータ収容部と、モータ室とインバータ収容部との隔壁に設けられたハーメチックプレートを備え、このハーメチックプレートのハーメチックピンとインバータの回路基板を、接続端子を介して接続するものであって、回路基板に形成され、接続端子とハーメチックピンが進入する貫通孔を備えたことを特徴とする。
 請求項2の発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記発明において接続端子は、貫通孔に進入した状態で回路基板に保持されると共に、その状態で接続端子は、回路基板の平面方向に移動可能とされることを特徴とする。
 請求項3の発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記発明において接続端子は、回路基板に接続するための基板接続ピンと、ハーメチックピンに接続するための嵌合部を有し、この嵌合部はハーメチックピンに対する接続端子の位置の変化を許容する形状とされており、回路基板には、基板接続ピンが挿通される挿通孔が形成され、この挿通孔には基板接続ピンが接続されるパワーバスケットが設けられていることを特徴とする。
 請求項4の発明のインバータ一体型電動圧縮機は、上記発明においてハーメチックピンとパワーバスケットは、モータの各相に対応して複数設けられ、接続端子は各ハーメチックピンにそれぞれ接続されると共に、各接続端子の基板接続ピンが各パワーバスケットにそれぞれ接続された状態で、各基板接続ピン相互の間隔は、各ハーメチックピン相互の間隔より大きくなることを特徴とする。
 請求項5の発明のインバータ一体型電動圧縮機は、請求項3又は請求項4の発明において接続端子が回路基板の貫通孔に保持され、基板接続ピンがパワーバスケットに接続された状態で、ハーメチックピンに接続端子の嵌合部を嵌合可能とされていることを特徴とする。
 本発明によれば、モータが内蔵されたモータ室と、モータに給電するインバータが取り付けられるインバータ収容部と、モータ室とインバータ収容部との隔壁に設けられたハーメチックプレートを備え、このハーメチックプレートのハーメチックピンとインバータの回路基板を、接続端子を介して接続するインバータ一体型電動圧縮機において、回路基板に形成され、接続端子とハーメチックピンが進入する貫通孔を備えた構成とされているので、回路基板と、ハーメチックピン及び接続端子との高さ方向の干渉が回避される。
 これにより、隔壁からの回路基板の高さを低くすることができるようになり、インバータ収容部の高さ寸法の縮小により、電動圧縮機の寸法と重量の削減を図ることができるようになる。
 また、組み付け時のばらつきによるハーメチックプレートの割れも回避することができるようになると共に、異なる機種の間でハーメチックプレートの共通化も図ることが可能となり、コストダウンと開発時間の削減を図ることも可能となる。
 また、請求項2の発明の如く接続端子が、貫通孔に進入した状態で回路基板に保持されるようにすることで、接続端子を保持する部品を省略することが可能となり、部品点数の削減を図ることができる。更に、回路基板に保持された状態で接続端子が、回路基板の平面方向に移動可能とすることで、組立時におけるハーメチックピンに対する接続端子の位置のばらつきを吸収し、自動機による円滑な組立を実現することができるようになる。
 また、請求項3の発明の如く接続端子に、回路基板に接続するための基板接続ピンと、ハーメチックピンに接続するための嵌合部を設け、この嵌合部を、ハーメチックピンに対する接続端子の位置の変化を許容する形状とし、回路基板には、基板接続ピンが挿通される挿通孔を形成し、この挿通孔に基板接続ピンが接続されるパワーバスケットを設けることで、組立時におけるハーメチックピンに対する接続端子の位置のばらつきを一相良好に吸収し、自動機による組立によっても、接続端子によるハーメチックピンと回路基板との安定的な電気的接続を実現することが可能となる。
 更に、接続端子は請求項2の発明の如く回路基板の平面方向に移動可能とされているので、例えば、回路基板のパワーバスケットの位置が機種によって異なる場合にも、当該位置のずれを接続端子の移動で吸収することができるようになり、異機種間でハーメチックプレートの共通化を図ることができるようになる。
 この場合、請求項4の発明の如くハーメチックピンとパワーバスケットはモータの各相に対応して複数設けられ、接続端子は各ハーメチックピンにそれぞれ接続されるが、各接続端子の基板接続ピンが各パワーバスケットにそれぞれ接続された状態で、各基板接続ピン相互の間隔が、各ハーメチックピン相互の間隔より大きくなるようにすることで、回路基板側における接続端子相互の絶縁距離を確保し、超高電圧にも対応可能とすることができるようになる。
 更に、請求項5の発明の如く接続端子が回路基板の貫通孔に保持され、基板接続ピンがパワーバスケットに接続された状態で、ハーメチックピンに接続端子の嵌合部を嵌合可能とすることで、自動機での組立による人員の削減を図ることができるようになる。
本発明を適用した一実施形態のインバータ一体型電動圧縮機の概略断面図である。 図1の電動圧縮機のカバーを除くインバータ収容部側から見た平面図である。 図1の電動圧縮機の回路基板の接続端子部分の拡大平面図である。 図1の電動圧縮機のハーメチックプレートと回路基板の部分の拡大分解斜視図である。 図1の電動圧縮機の接続端子の斜視図である。 図5の接続端子の側面図である。 図5の接続端子の背面図である。 図5の接続端子の平面図である。 図1の電動圧縮機の回路基板に接続端子を取り付ける手順を説明する図である。 図1の電動圧縮機の回路基板に接続端子が取り付けられた状態の拡大斜視図である。 図1の電動圧縮機の回路基板をインバータ収容部に組み付ける手順を説明する図である。 図1の電動圧縮機の回路基板が取り付けられた状態のインバータ収容部の部分の斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図1は本発明を適用した一実施形態のインバータ一体型電動圧縮機1の概略断面図、図2は電動圧縮機1のカバー8を除くインバータ収容部13側から見た平面図である。
 実施例のインバータ一体型電動圧縮機1は、例えば車両用の空調装置の冷媒回路に使用され、空調装置の作動流体としての冷媒を吸入し、圧縮して吐出配管に吐出するものであり、本発明におけるモータとしての三相の電動モータ2と、この電動モータ2を運転するためのインバータ3と、電動モータ2によって駆動される圧縮機構としてのスクロール圧縮機構4を備えた所謂横置き型のインバータ一体型のスクロール圧縮機である。
 実施例の電動圧縮機1は、電動モータ2やインバータ3、センターケーシング6をその内側に収容するステータハウジング7と、カバー8と、リアケーシング9を備えている。これらステータハウジング7、カバー8、リアケーシング9は何れも金属製(実施例ではアルミニウム製)であり、それらが一体的に接合されて電動圧縮機1のハウジング11が構成されている。
 ステータハウジング7は一端側に隔壁7Aを備えており、この隔壁7Aは、ステータハウジング7(ハウジング11の一部を構成する)内を、電動モータ2を収容するモータ室12と、インバータ3を収容するインバータ収容部13とに仕切っている。このインバータ収容部13は一端面が開口しており、この開口はインバータ3が収容された後、ステータハウジング7(ハウジング11の一部を構成する)に固定されるカバー8によって閉塞される。モータ室12も他端面が開口しており、この開口には電動モータ2が収容された後、センターケーシング6が収容される。また、隔壁7Aのモータ室12側には、電動モータ2の駆動軸14の一端部(フロント側)を回転可能に支持するための副軸受16が取り付けられている。
 センターケーシング6は、電動モータ2とは反対側(他端側)が開口しており、この開口はスクロール圧縮機構4の後述する可動スクロール22が収容された後、スクロール圧縮機構4のこれも後述する固定スクロール21が固定されたリアケーシング9がステータハウジング7に固定されることで閉塞される。
 また、センターケーシング6には電動モータ2の駆動軸14の他端部を挿通する貫通孔17が開設されており、この貫通孔17のスクロール圧縮機構4側のセンターケーシング6内には、スクロール圧縮機構4側で駆動軸14の他端部を回転可能に支持する主軸受18が取り付けられている。
 電動モータ2は、コイルが巻装されてステータハウジング7の周壁内側に固定されたステータ22と、その内側で回転するロータ23から構成されている。そして、例えば車両のバッテリ(図示せず)からの直流電流がインバータ3により三相交流電流に変換され、電動モータ2のステータ22のコイルに給電されることで、ロータ23が回転駆動されるよう構成されている。そして、駆動軸14はこのロータ23に固定されている。
 また、ステータハウジング7には、吸入ポート21が形成されており、吸入ポート21から吸入された冷媒は、ステータハウジング7内の電動モータ2を通過した後、センターケーシング6内に流入し、スクロール圧縮機構4の外側の吸入部37に吸入される。これにより、電動モータ2は吸入冷媒により冷却される。また、スクロール圧縮機構4にて圧縮された冷媒は、後述する吐出室27からリアケーシング9に形成された吐出ポート20より、ハウジング11外の図示しない冷媒回路の吐出配管に吐出される構成とされている。
 スクロール圧縮機構4は、前述した固定スクロール21と可動スクロール22から構成されている。固定スクロール21は、円盤状の鏡板23と、この鏡板23の表面(一方の面)に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線から成る渦巻き状のラップ24を一体に備えており、このラップ24が立設された鏡板23の表面をセンターケーシング6側としてリアケーシング9に固定されている。固定スクロール21の鏡板23の中央には吐出孔26が形成されており、この吐出孔26はリアケーシング9内の吐出室27に連通されている。図中において28は、吐出孔26の鏡板23の背面(他方の面)側の開口に設けられた吐出バルブである。
 可動スクロール22は、固定スクロール21に対して公転旋回運動するスクロールであり、円盤状の鏡板31と、この鏡板31の表面(一方の面)に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線から成る渦巻き状のラップ32と、鏡板31の背面(他方の面)の中央に突出形成されたボス33を一体に備えている。この可動スクロール22は、ラップ32の突出方向を固定スクロール21側としてラップ32が固定スクロール21のラップ24に対向し、相互に向かい合って噛み合うように配置され、各ラップ24、32間に圧力室34を形成する。
 即ち、可動スクロール22のラップ32は、固定スクロール21のラップ24と対向し、ラップ32の先端が鏡板23の表面に接し、ラップ24の先端が鏡板31の表面に接するように噛み合い、且つ、可動スクロール22のボス33には、駆動軸14の他端において軸心から偏心して設けられた偏心部36が嵌め合わされている。そして、電動モータ2のロータ23と共に駆動軸14が回転されると、可動スクロール22は自転すること無く、固定スクロール21に対して公転旋回運動するように構成されている。
 可動スクロール22は固定スクロール21に対して偏心して公転旋回するため、各ラップ24、32の偏心方向と接触位置は回転しながら移動し、外側の前述した吸入部37から冷媒を吸入した圧力室34は、内側に向かって移動しながら次第に縮小していく。これにより冷媒は圧縮されていき、最終的に中央の吐出孔26から吐出バルブ28を経て吐出室27に吐出される。
 図1において、38は円環状のスラストプレートである。このスラストプレート38は、可動スクロール22の鏡板31の背面とセンターケーシング6との間に形成された背圧室39と、スクロール圧縮機構4の外側の吸入部37とを区画するためのものであり、ボス33の外側に位置してセンターケーシング6と可動スクロール22の間に介設されている。また、41は可動スクロール22の鏡板31の背面に取り付けられてスラストプレート38に当接するシール材であり、このシール材41とスラストプレート38により背圧室39と吸入部37とが区画される。
 また、48はリアケーシング9(ハウジング11)の吐出室27内に取り付けられた遠心式のオイルセパレータである。このオイルセパレータ48はスクロール圧縮機構4から吐出室27に吐出された冷媒に混入した潤滑用のオイルを当該冷媒から分離するものである。このオイルセパレータ48には流入口49が形成され、この流入口49から流入したオイルを含む冷媒は、オイルセパレータ48内で旋回する。このときの遠心力でオイルは分離され、冷媒は上端の流出口から吐出ポート20に向かい、前述した如く吐出配管に吐出される。
 オイルセパレータ48の下方のリアケーシング9には貯油室44が形成されており、オイルセパレータ48で冷媒から分離されたオイルは、オイルセパレータ48の下端からこの貯油室44に流入する。図中において43は、リアケーシング9からセンターケーシング6に渡って形成された背圧通路である。この背圧通路43はリアケーシング9内の吐出室27内(スクロール圧縮機構4の吐出側)のオイルセパレータ48と背圧室39とを連通する経路であり、実施例ではオリフィス50を有している。これにより、背圧室39には背圧通路43のオリフィス50で減圧調整された吐出圧が、オイルセパレータ48で分離された貯油室44内のオイルと共に供給されるように構成されている。
 この背圧室39内の圧力(背圧)により、可動スクロール22を固定スクロール21に押し付ける背圧荷重が生じる。この背圧荷重により、スクロール圧縮機構4の圧力室34からの圧縮反力に抗して可動スクロール22が固定スクロール21に押し付けられ、ラップ24、32と鏡板31、23との接触が維持され、圧力室34で冷媒を圧縮可能となる。
 次に、図2~図12を更に参照しながら、実施例のインバータ一体型電動圧縮機1のインバータ3周辺の構造について説明する。実施例のインバータ3は、一枚の回路基板51に制御回路やパワースイッチング素子、平滑コンデンサ25が実装されたものである。この場合、回路基板51の一端側に対応する位置の隔壁7Aのインバータ収容部13側には、ガラス製のハーメチックプレート52が取り付けられており、このハーメチックプレート52には導電性のハーメチックピン53が取り付けられている。この場合、ハーメチックピン53は、電動モータ2の各相に対応して三本取り付けられている。
 各ハーメチックピン53の一端側は、インバータ収容部13内において隔壁7Aから起立しており、他端側は隔壁7Aを貫通してモータ室12内に入り、電動モータ2のステータ22のコイルに接続されている。各ハーメチックピン53の一端側には接続端子(三個)54がそれぞれ接続され、各接続端子54が回路基板51に接続されることによりハーメチックピン53は回路基板51に電気的に接続される構造とされている。
 この場合、回路基板51には、接続端子54とハーメチックピン53が後述する如くそれぞれ進入する略長方形状の貫通孔56が三箇所形成されており、更に、各貫通孔56の長手方向に所定の間隔を存した位置の回路基板51には、後述する接続端子54の基板接続ピン57がそれぞれ挿通される挿通孔58が三箇所形成されている。また、図2に示す如く各挿通孔58相互の間隔は、各貫通孔56の挿通孔58とは反対側の端部相互の間隔よりも大きくなるように形成されている。更に、図1では省略しているが、各挿通孔58には金属製のパワーバスケット59がそれぞれ取り付けられている。
 次に、図5~図8を参照して実施例の接続端子54の構造を説明する。接続端子54は導電性の金属板にて構成されており、所定間隔を存して対向する一対の側壁61、62と、各側壁61、62の長手方向の一端側と中間部を連結する連結壁63、64を備え、各壁61~64は上から見て上下方向に開放された長方形状を形作る。各側壁61、62の中間部からは延在部66が更に長手方向の他端側に延在して形成されており、この延在部66の先端部に前述した基板接続ピン57が起立して形成されている。
 各側壁61、62は、接続端子54の長手方向に長い楕円の円弧状を呈するように外側に膨らんだ円弧部61A、62Aが屈曲形成されており、各円弧部61A、62Aにより嵌合部67が構成される。また、各連結壁63、64の上端部には、外側に突出する係合爪68、69がそれぞれ形成されている。また、接続端子54の短手方向の幅は、回路基板51の貫通孔56の短手方向の幅よりも小さく設定されている。
 以上の構成で、回路基板51をハウジング11(ステータハウジング7)のインバータ収容部13に組み付ける手順について説明する。先ず、回路基板51の裏面側(組み付けた際に各壁7A側となる面)を上側として、上から図9中矢印で示すように三つの接続端子54を、基板接続ピン57を下向き(回路基板51側)とした状態で、各貫通孔56にそれぞれ取り付ける。このとき、各接続端子54の基板接続ピン57は回路基板51の裏面側から各挿通孔58に挿通されてパワーバスケット59内に圧入され、接続される。
 また、各接続端子54の連結壁63、64の係合爪68、69は、貫通孔56の長手方向の縁部に係合する(図3)。この状態で、各接続端子54は回路基板51に保持される(図10)。このとき、接続端子54の短手方向の幅は、回路基板51の貫通孔56の短手方向の幅よりも小さく設定されているので、接続端子54は回路基板51の平面方向で図3中実線矢印で示す範囲に移動可能とされる。
 このように三つの接続端子54を各貫通孔56にそれぞれ取り付け、保持させた状態で、裏面(回路基板51の裏面)をハウジング11側として自動機により図11中矢印で示すように回路基板51をインバータ収容部13内に収容し、図示しないボルトにてハウジング11(ステータハウジング7)に固定する(図12)。
 回路基板51をインバータ収容部13内に挿入する過程で、各ハーメチックピン53は各接続端子54の嵌合部67内に進入し、嵌合する(図3)。このようにして各ハーメチックピン53は貫通孔56内に進入し、同時に各接続端子54に嵌合接続されて、ハーメチックピン53と回路基板51は接続端子54を介し、電気的に接続されることになる。
 このとき、接続端子54の嵌合部67は、接続端子54の長手方向に長い楕円の円弧状を呈した円弧部61A、62Aにより構成されているので、ハーメチックピン53に対する接続端子54の位置が、その長手方向(図3中の白抜き矢印の方向)で変化しても、接続端子54とハーメチックピン53の嵌合状態は維持される。即ち、ハーメチックピン53に対する接続端子54の位置の変化は、嵌合部67の長い円弧の範囲で許容される。
 これにより、回路基板51や接続端子54の形状、寸法、それらの取り付け位置のばらつきが生じていても、接続端子54の長手方向のばらつきは嵌合部67の円弧の範囲で吸収され、短手方向のばらつきは、基板接続ピン57を中心として接続端子54が図3の実線矢印の範囲で回転することで、吸収されるようになる。
 また、前述した如く各挿通孔58相互の間隔は、各貫通孔56の挿通孔58とは反対側の端部相互の間隔よりも大きくなるように設定されているので、回路基板51が接続端子54によりハーメチックピン53に接続された状態で、各基板接続ピン57相互の間隔は、ハーメチックピン53相互の間隔よりも大きくなる(図2)。これにより、各基板接続ピン57間の絶縁距離(回路基板51側における各接続端子54相互の絶縁距離)が確保されることになる。
 以上のように、本発明では接続端子57とハーメチックピン53が進入する貫通孔56を回路基板51に形成したので、回路基板51と、ハーメチックピン53及び接続端子54との高さ方向(インバータ収容部13の高さ方向)の干渉が回避される。これにより、隔壁7Aからの回路基板51の高さを低くすることができるようになり、インバータ収容部13の高さ寸法の縮小により、電動圧縮機1の寸法と重量の削減を図ることができるようになる。
 また、組み付け時のばらつきによるハーメチックプレート52の割れも回避することができるようになると共に、異なる機種の間でハーメチックプレート52の共通化も図ることが可能となり、コストダウンと開発時間の削減を図ることも可能となる。
 また、実施例では接続端子54が、貫通孔56に進入した状態で回路基板51に保持されるようにしているので、接続端子54を保持する格別な部品を省略することが可能となり、部品点数の削減を図ることができる。更に、回路基板51に保持された状態で接続端子54が、回路基板51の平面方向に移動可能としているので、組立時におけるハーメチックピン53に対する接続端子54の位置のばらつきを吸収し、自動機による円滑な組立を実現することができるようになる。
 また、実施例では接続端子54に、回路基板51に接続するための基板接続ピン57と、ハーメチックピン53に接続するための嵌合部67を設け、この嵌合部67を、ハーメチックピン53に対する接続端子54の位置の変化を許容する形状とし、回路基板51には、基板接続ピン57が挿通される挿通孔58を形成し、この挿通孔58に基板接続ピン57が接続されるパワーバスケット59を設けているので、組立時におけるハーメチックピン53に対する接続端子54の位置のばらつきを一相良好に吸収し、自動機による組立によっても、接続端子54によるハーメチックピン53と回路基板51との安定的な電気的接続を実現することが可能となる。
 更に、実施例では接続端子54が回路基板51の平面方向に移動可能としているので、例えば、回路基板51のパワーバスケット59の位置が機種によって異なってくる場合にも、当該位置のずれを接続端子54の移動で吸収することができるようになり、異機種間でハーメチックプレート52の共通化を図ることができるようになる。
 この場合、ハーメチックピン53とパワーバスケット59は電動モータ2の各相に対応して実施例では3つずつ設けられ、接続端子54も各ハーメチックピン53にそれぞれ接続されるが、実施例では各接続端子54の基板接続ピン57が各パワーバスケット59にそれぞれ接続された状態で、各基板接続ピン57相互の間隔が、各ハーメチックピン53相互の間隔より大きくなるように設定しているので、回路基板51側における接続端子54相互の絶縁距離を確保し、超高電圧にも対応可能とすることができるようになる。
 更に、実施例では接続端子54が回路基板51の貫通孔56に保持され、基板接続ピン57がパワーバスケット59に接続された状態で、ハーメチックピン53に接続端子54の嵌合部67を嵌合可能としているので、自動機での組立による人員の削減を図ることができるようになる。
 尚、実施例で示した接続端子等の具体的形状は、それに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。
 1 インバータ一体型電動圧縮機
 2 電動モータ(モータ)
 3 インバータ
 4 スクロール圧縮機構(圧縮機構)
 7 ステータハウジング
 7A 隔壁
 8 カバー
 11 ハウジング
 12 モータ室
 13 インバータ収容部
 51 回路基板
 52 ハーメチックプレート
 53 ハーメチックピン
 54 接続端子
 56 貫通孔
 57 基板接続ピン
 58 挿通孔
 59 パワーバスケット
 67 嵌合部
 68、69 係合爪

Claims (5)

  1.  モータが内蔵されたモータ室と、前記モータに給電するインバータが取り付けられるインバータ収容部と、前記モータ室と前記インバータ収容部との隔壁に設けられたハーメチックプレートを備え、該ハーメチックプレートのハーメチックピンと前記インバータの回路基板を、接続端子を介して接続するインバータ一体型電動圧縮機において、
     前記回路基板に形成され、前記接続端子と前記ハーメチックピンが進入する貫通孔を備えたことを特徴とするインバータ一体型電動圧縮機。
  2.  前記接続端子は、前記貫通孔に進入した状態で前記回路基板に保持されると共に、その状態で前記接続端子は、前記回路基板の平面方向に移動可能とされることを特徴とする請求項1に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  3.  前記接続端子は、前記回路基板に接続するための基板接続ピンと、前記ハーメチックピンに接続するための嵌合部を有し、該嵌合部は前記ハーメチックピンに対する前記接続端子の位置の変化を許容する形状とされており、
     前記回路基板には、前記基板接続ピンが挿通される挿通孔が形成され、該挿通孔には前記基板接続ピンが接続されるパワーバスケットが設けられていることを特徴とする請求項2に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  4.  前記ハーメチックピンと前記パワーバスケットは、前記モータの各相に対応して複数設けられ、前記接続端子は前記各ハーメチックピンにそれぞれ接続されると共に、
     前記各接続端子の基板接続ピンが前記各パワーバスケットにそれぞれ接続された状態で、前記各基板接続ピン相互の間隔は、前記各ハーメチックピン相互の間隔より大きくなることを特徴とする請求項3に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  5.  前記接続端子が前記回路基板の貫通孔に保持され、前記基板接続ピンが前記パワーバスケットに接続された状態で、前記ハーメチックピンに前記接続端子の嵌合部を嵌合可能とされていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
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