特許第6443110号(P6443110)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6443110
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】電動圧縮機
(51)【国際特許分類】
   F04B 39/00 20060101AFI20181217BHJP
   F04B 39/12 20060101ALI20181217BHJP
   F04C 29/00 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
   F04B39/00 106A
   F04B39/12 J
   F04C29/00 T
【請求項の数】3
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2015-29832(P2015-29832)
(22)【出願日】2015年2月18日
(65)【公開番号】特開2016-151238(P2016-151238A)
(43)【公開日】2016年8月22日
【審査請求日】2017年5月12日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】木下 雄介
(72)【発明者】
【氏名】水藤 健
(72)【発明者】
【氏名】矢野 順也
(72)【発明者】
【氏名】小出 達也
【審査官】 原田 愛子
(56)【参考文献】
【文献】 特開2014−058910(JP,A)
【文献】 特開平10−255934(JP,A)
【文献】 特開2013−160092(JP,A)
【文献】 特開2018−053825(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F04B 39/00
F04B 39/12
F04C 29/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸、圧縮部及び電動モータを収容するハウジングと、
前記ハウジングの外面に取り付けられる有底筒状のカバーと、
前記ハウジングの外面と前記カバーとの間に配置されるモータ駆動回路と、
外部電源からの電力を前記モータ駆動回路の回路基板に供給する配線と、を備え、
前記圧縮部、前記電動モータ及び前記モータ駆動回路が前記回転軸の軸方向に沿って並んで配置されており、且つ、前記配線の第1端部と前記回路基板との接続位置と前記配線の第2端部と前記外部電源との接続位置とが前回転軸の軸方向と直交する方向において互いにずれた位置に配置される電動圧縮機であって、
前記配線は、
前記第1端部を有する第1バスバー部材と、
前記第2端部を有する第2バスバー部材と、を備え、
前記第1バスバー部材における前記第1端部とは反対側の端部である第1接続部と前記第2バスバー部材における前記第2端部とは反対側の端部である第2接続部とが、接続端子を介して電気的に接続されており、
前記カバーには、
当該カバーの外周面から前記回転軸の軸方向に対して直交する方向に延びる筒状の延設部と、
前記延設部に連続するとともに前記回転軸の軸方向に延びる筒状のコネクタ接続部と、が突設されており、
前記第1バスバー部材と前記接続端子とは第1樹脂部によってモールドされており、
前記第1バスバー部材、前記接続端子及び前記第1樹脂部によって構成された第1インナーコネクタは、前記延設部の内周面に対して前記延設部の延設方向に摺動可能な状態で前記延設部に嵌合しており、且つ前記コネクタ接続部の内周面に対して前記延設部の延設方向に当接しており、
前記第2バスバー部材は第2樹脂部によってモールドされており、
前記第2バスバー部材及び前記第2樹脂部によって構成された第2インナーコネクタは、前記コネクタ接続部の内周面に対して前記回転軸の軸方向に摺動可能な状態で前記コネクタ接続部に嵌合しており、且つ前記第1インナーコネクタに対して前記回転軸の軸方向に当接しており、
前記接続端子は、前記第2インナーコネクタが前記第1インナーコネクタに対して前記回転軸の軸方向に当接している状態において前記第1接続部と前記第2接続部とを電気的に接続するものであることを特徴とする電動圧縮機。
【請求項2】
記第2端部は、前記コネクタ接続部の内部に配置されており、
前記第1端部の先端及び前記第2端部の先端は同一方向に向いていることを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機。
【請求項3】
前記接続端子は、前記第2接続部が挿通される挿通部を有し、
前記第2接続部における前記挿通部に対する挿通方向が、前記第2バスバー部材が延びる方向と同一方向であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献1に開示されているように、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ている。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区画される収容空間には、電動モータを駆動させるモータ駆動回路が収容されている。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を備えている。回路基板は、バスバー(配線)を介して車両側の外部電源と電気的に接続されている。そして、外部電源からバスバーを介して回路基板に電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2011−144788号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、車両に対する電動圧縮機の搭載スペースの制約等によっては、バスバーの第1端部と回路基板との接続位置と、バスバーの第2端部と外部電源との接続位置とが、回路基板の平面方向において互いにずれた位置に配置される場合がある。この場合、回路基板から外部電源までのバスバーの取り回しが困難となる場合がある。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回路基板から外部電源までの配線の取り回しを容易なものとすることができる電動圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する電動圧縮機は、圧縮部及び電動モータを収容するハウジングと、前記ハウジングの外面に取り付けられるカバーと、前記ハウジングの外面と前記カバーとの間に配置されるモータ駆動回路と、外部電源からの電力を前記モータ駆動回路の回路基板に供給する配線と、を備え、前記配線の第1端部と前記回路基板との接続位置と、前記配線の第2端部と前記外部電源との接続位置とが、前記回路基板の平面方向において互いにずれた位置に配置される電動圧縮機であって、前記配線は、前記第1端部を有する第1配線部材と、前記第2端部を有する第2配線部材と、を備え、前記第1配線部材における前記第1端部とは反対側の端部である第1接続部と前記第2配線部材における前記第2端部とは反対側の端部である第2接続部とが電気的に接続されている。
【0007】
これによれば、配線を、第1配線部材の第1接続部と第2配線部材の第2接続部とを電気的に接続することにより構成したため、配線が第1端部から第2端部にかけて一体形成されている場合に比べて、回路基板から外部電源までの配線の取り回しを容易なものとすることができる。
【0008】
上記電動圧縮機において、前記カバーには、前記第2端部が内部に配置される筒状のコネクタ接続部が突設されており、前記第1端部の先端及び前記第2端部の先端は同一方向に向いていることが好ましい。
【0009】
例えば、第1端部の先端及び第2端部の先端が同一方向に向いており、配線が第1端部から第2端部にかけて一体形成されている場合を考える。この場合、第1端部を回路基板との接続位置に配置するとともに第2端部を外部電源との接続位置に配置するためには、配線全体をカバーの内側に挿入可能な大きな孔をカバーに形成する必要がある。カバーに大きな孔が形成されると、カバーの強度が低下し、コネクタ接続部が基端部を基点として振動し易くなってしまう。そこで、例えば、第1端部が回路基板との接続位置に配置されるように第1配線部材をカバーの内側に配置するとともに、第2配線部材の第2接続部を、第1配線部材の第1接続部に電気的に接続する。これにより、第1端部を回路基板との接続位置に配置するとともに第2端部を外部電源との接続位置に配置するために、配線全体をカバーの内側に挿入可能な大きな孔をカバーに形成する必要が無く、カバーの強度を確保することができる。その結果、コネクタ接続部における基端部を基点とした振動を抑止し易くすることができる。
【0010】
上記電動圧縮機において、前記第1接続部と前記第2接続部とは接続端子を介して電気的に接続されていることが好ましい。
これによれば、第1接続部と第2接続部とが直接接触することで電気的に接続されている場合に比べて、第1接続部と第2接続部との電気接続状態を確実なものとすることができる。
【0011】
上記電動圧縮機において、前記接続端子は、前記第1接続部に一体的に設けられるとともに前記第2接続部が挿通される挿通部を有し、前記第2接続部における前記挿通部に対する挿通方向が、前記第2配線部材が延びる方向と同一方向であることが好ましい。
【0012】
例えば、接続端子が第2接続部に一体的に設けられており、第1接続部が挿通される挿通部を接続端子が有しており、第1接続部における挿通部に対する挿通方向が、第2配線部材が延びる方向とは異なる場合を考える。この場合、外部電源が第2端部に接続されたときに、外部電源からの荷重が第2配線部材に伝達されて、第2配線部材が移動し、接続端子の位置が変位すると、挿通部に挿通されていた第1接続部が、接続端子の位置が変位してしまうことに追従して変形してしまう虞がある。そこで、接続端子を第1接続部に一体的に設け、第2接続部が挿通される挿通部を接続端子が有し、第2接続部における挿通部に対する挿通方向を、第2配線部材が延びる方向と同一方向とする。これによれば、外部電源からの荷重が第2配線部材に伝達されて、第2配線部材が移動しようとしても、外部電源からの荷重を接続端子によって受け止めることができる。
【発明の効果】
【0013】
この発明によれば、回路基板から外部電源までの配線の取り回しを容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】(a)は実施形態における電動圧縮機を示す側断面図、(b)は電動圧縮機の一部を拡大して示す部分断面図。
図2】電動圧縮機の一部を示す分解断面図。
図3】別の実施形態における電動圧縮機の一部を拡大して示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、電動圧縮機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。なお、電動圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図1(a)に示すように、電動圧縮機10のハウジング11は、有蓋筒状である金属材料製(例えばアルミニウム製)の吐出ハウジング12と、吐出ハウジング12に連結される有底筒状である金属材料製(例えばアルミニウム製)の吸入ハウジング13とを備える。吸入ハウジング13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12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。
【0016】
吸入ハウジング13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。また、吸入ハウジング13内には、回転軸17が回転可能に支持されている。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13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を備える。また、電動モータ16は、吸入ハウジング13の内周面に固定されるステータ16a(固定子)と、回転軸17に止着されたロータ16bとを備える。
【0017】
吸入ハウジング13における吐出ハウジング12とは反対側の端壁13aの外面には、有蓋筒状である金属材料製(例えばアルミニウム製)のカバー20が取り付けられている。そして、端壁13aの外面とカバー20とによって区画される収容空間20a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18が配置されている。すなわち、モータ駆動回路18は、端壁13aの外面とカバー20との間に配置されている。そして、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18がこの順序で回転軸17の回転軸線Lが延びる方向(回転軸17の軸方向)に沿って並んで配置されている。
【0018】
モータ駆動回路18は、平板状の回路基板19を有している。回路基板19は、回路基板19の実装面が延びる方向(回路基板19の平面方向)が、回転軸17の軸方向に対して直交するように配置されている。回路基板19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19aが電気的に接続されている。
【0019】
カバー20には、外部電源60の外部コネクタ60aが接続される筒状のコネクタ接続部21が突設されている。コネクタ接続部21は、カバー20の外周面から回転軸17の軸方向に対して直交する方向に延びる延設部20bに連続し、回転軸17の軸方向に沿って電動モータ16側へ延びている。コネクタ接続部21は、カバー20に一体形成されている。延設部20bの内部と収容空間20aとは連通している。
【0020】
電動圧縮機10は、外部電源60からの電力をモータ駆動回路18の回路基板19に供給する配線としてのバスバー30を備えている。バスバー30は、回路基板19と接続される第1端部31aを有する第1配線部材としての第1バスバー部材31と、外部電源60と接続される第2端部32aを有する第2配線部材としての第2バスバー部材32とを備える。
【0021】
図1(b)に示すように、第1バスバー部材31は、第1端部31aを有するとともに直線状に延びる第1延在部311と、第1延在部311に対して直交する方向に延びる第2延在部312とから形成されている。第2延在部312における第1延在部311とは反対側の端部は、第1バスバー部材31における第1端部31aとは反対側の端部である第1接続部31bとなっている。第1接続部31bには、接続端子33が一体的に設けられている。第1接続部31bと接続端子33とは電気的に接続されている。接続端子33は、挿通部33aを有する。
【0022】
第1バスバー部材31及び接続端子33は、第1樹脂部41によりモールドされて一体化されている。第1バスバー部材31は、第1延在部311における第1端部31a寄りの部位を除いた部位が、第1樹脂部41によってモールドされている。接続端子33は、第1樹脂部41の収容凹部41aに収容されている。接続端子33の挿通部33aの開口向きは、第1延在部311が延びる方向と一致しており、挿通部33aは、収容凹部41aから第1延在部311が延びる方向へ臨んでいる。本実施形態において、第1バスバー部材31、接続端子33及び第1樹脂部41は、第1インナーコネクタ51を構成している。
【0023】
第2バスバー部材32は直線状に延びている。第2端部32aは、コネクタ接続部21の内部に配置されている。第2バスバー部材32における第2端部32aとは反対側の端部である第2接続部32bは、接続端子33の挿通部33aに挿通されている。具体的には、第2接続部32bは、挿通部33aに挿通されて挿通部33aにかしめられている。そして、第1接続部31bと第2接続部32bとは接続端子33を介して電気的に接続されている。第2バスバー部材32は、第2端部32a寄りの部位と、第2接続部32b寄りの部位とを除いた部位が、第2樹脂部42によってモールドされている。本実施形態において、第2バスバー部材32及び第2樹脂部42は、第2インナーコネクタ52を構成している。
【0024】
第1インナーコネクタ51は、収容空間20aから延設部20bの内部にかけて配置されている。また、第2インナーコネクタ52は、コネクタ接続部21の内部の延設部20b寄りに配置されている。第1バスバー部材31とカバー20とは、第1樹脂部41により絶縁されている。また、第2バスバー部材32とコネクタ接続部21とは、第2樹脂部42により絶縁されている。
【0025】
第1バスバー部材31の第1延在部311及び第2バスバー部材32は、回転軸17の軸方向に沿って電動モータ16側へ延びている。よって、本実施形態では、第1端部31aの先端及び第2端部32aの先端は同一方向に向いている。コネクタ接続部21は、第2バスバー部材32(第2端部32a)の延びる方向と同一方向に延びている。すなわち、コネクタ接続部21は、第2端部32aの先端が向いている方向と同一方向に延びている。第2接続部32bにおける挿通部33aに対する挿通方向は、第2バスバー部材32(第2端部32a)が延びる方向と同一方向である。
【0026】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図2に示すように、第1端部31aが回路基板19との接続位置に配置されるように第1インナーコネクタ51(第1バスバー部材31)をカバー20の内側に配置する。さらに、第2インナーコネクタ52をコネクタ接続部21における延設部20bとは反対側の開口を介して、コネクタ接続部21の内部に挿入する。そして、第2バスバー部材32の第2接続部32bを挿通部33aに挿通し、第2接続部32bを接続端子33を介して第1接続部31bに電気的に接続する。これにより、第1端部31aが回路基板19との接続位置に配置されるとともに第2端部32aが外部電源60との接続位置に配置される。
【0027】
続いて、第1端部31aと回路基板19とを電気的に接続するとともに、外部電源60の外部コネクタ60aをコネクタ接続部21に接続して第2端部32aと外部電源60とを電気的に接続する。これにより、外部電源60からの電力がバスバー30を介して回路基板19に供給される。
【0028】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)バスバー30は、第1バスバー部材31と、第2バスバー部材32とを備えている。第1バスバー部材31における第1端部31aとは反対側の端部である第1接続部31bと、第2バスバー部材32における第2端部32aとは反対側の端部である第2接続部32bとが電気的に接続されている。これによれば、バスバー30は、第1バスバー部材31の第1接続部31bと第2バスバー部材32の第2接続部32bとを電気的に接続することにより構成される。よって、バスバー30が第1端部31aから第2端部32aにかけて一体形成されている場合に比べて、回路基板19から外部電源60までのバスバー30の取り回しを容易なものとすることができる。
【0029】
(2)例えば、第1端部31aの先端及び第2端部32aの先端が同一方向に向いており、バスバー30が第1端部31aから第2端部32aにかけて一体形成されている場合を考える。この場合、第1端部31aを回路基板19との接続位置に配置するとともに第2端部32aを外部電源60との接続位置に配置するためには、バスバー30全体をカバー20の内側に挿入可能な大きな孔をカバー20に形成する必要がある。カバー20に大きな孔が形成されると、カバー20の強度が低下し、コネクタ接続部21が基端部を基点として振動し易くなってしまう。そこで、例えば、第1端部31aが回路基板19との接続位置に配置されるように第1バスバー部材31をカバー20の内側に配置するとともに、第2バスバー部材32の第2接続部32bを、第1バスバー部材31の第1接続部31bに電気的に接続する。これにより、第1端部31aを回路基板19との接続位置に配置するとともに第2端部32aを外部電源60との接続位置に配置するために、バスバー30全体をカバー20の内側に挿入可能な大きな孔をカバー20に形成する必要が無く、カバー20の強度を確保することができる。その結果、コネクタ接続部21における基端部を基点とした振動を抑止し易くすることができる。
【0030】
(3)第1接続部31bと第2接続部32bとは接続端子33を介して電気的に接続されている。これによれば、第1接続部31bと第2接続部32bとが直接接触することで電気的に接続されている場合に比べて、第1接続部31bと第2接続部32bとの電気接続状態を確実なものとすることができる。
【0031】
(4)例えば、接続端子33が第2接続部32bに一体的に設けられており、第1接続部31bが挿通される挿通部を接続端子33が有しており、第1接続部31bにおける挿通部に対する挿通方向が、第2バスバー部材32が延びる方向とは異なる場合を考える。この場合、外部電源60が第2端部32aに接続されたときに、外部電源60からの荷重が第2バスバー部材32に伝達されて、第2バスバー部材32が移動し、接続端子33の位置が変位すると、挿通部に挿通されていた第1接続部31bが、接続端子33の位置が変位してしまうことに追従して変形してしまう虞がある。そこで、接続端子33を第1接続部31bに一体的に設け、第2接続部32bが挿通される挿通部33aを接続端子33が有し、第2接続部32bにおける挿通部33aに対する挿通方向を、第2バスバー部材32が延びる方向と同一方向とする。これによれば、外部電源60からの荷重が第2バスバー部材32に伝達されて、第2バスバー部材32が移動しようとしても、外部電源60からの荷重を接続端子33によって受け止めることができる。
【0032】
(5)例えば、バスバー30全体をカバー20の内側に挿入可能な大きな孔がカバー20に形成されていると、その孔を塞ぐプレートや、プレートとカバー20との間をシールするシール部材等が必要となる。しかし、本実施形態では、バスバー30全体をカバー20の内側に挿入可能な大きな孔をカバー20に形成する必要が無いため、プレートやシール部材等が不要となり、部品点数を削減することができる。
【0033】
(6)バスバー30を、第1バスバー部材31と第2バスバー部材32とから構成したため、第1バスバー部材31及び第2バスバー部材32の材質を適宜変更することができる。よって、例えば、第1端部31aのメッキと、第2端部32aのメッキとを互いに異なる材質とする必要がある場合においても、第1バスバー部材31、もしくは第2バスバー部材32を適宜取り換えるだけで良いため、バスバー30全体を別のものと取り換える場合に比べると、交換作業をスムーズに行うことができる。
【0034】
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、コネクタ接続部21Aが、カバー20とは別部材であってもよい。コネクタ接続部21Aは樹脂製である。コネクタ接続部21Aは、カバー20の延設部20bに取り付けられている。コネクタ接続部21Aは、回転軸17の軸方向に沿って電動モータ16側へ延びている。第2バスバー部材32は、第2端部32a寄りの部位と、第2接続部32b寄りの部位とを除いた部位が、コネクタ接続部21Aによってモールドされている。そして、コネクタ接続部21Aが、延設部20bに取り付けられることで、第2接続部32bが接続端子33を介して第1接続部31bに電気的に接続される。
【0035】
○ 実施形態において、第2接続部32bは、挿通部33aに挿通されて挿通部33aにかしめられていたが、これに限らず、例えば、第2接続部32bが挿通部33aに挿通されて第2接続部32bと挿通部33aとが溶接されることにより、第1接続部31bと第2接続部32bとが接続端子33を介して電気的に接続されていてもよい。
【0036】
○ 実施形態において、接続端子33が第2接続部32bに一体的に設けられており、第1接続部31bが挿通される挿通部を接続端子33が有していてもよい。
○ 実施形態において、第2接続部32bにおける挿通部33aに対する挿通方向が、第2端部32aが延びる方向とは異なる方向であってもよい。
【0037】
○ 実施形態において、接続端子33を設けなくてもよく、第1接続部31bと第2接続部32bとが直接接触することで電気的に接続されていてもよい。
○ 実施形態において、例えば、第1バスバー部材31の第1延在部311が回転軸17の軸方向に沿って電動モータ16側へ延びており、第2バスバー部材32が、回転軸17の軸方向に沿って電動モータ16とは反対側へ延びていてもよい。つまり、第1端部31aの先端及び第2端部32aの先端が異なる方向に向いていてもよい。
【0038】
○ 実施形態において、第2バスバー部材32が屈曲形成されていてもよい。
○ 実施形態において、配線として、ケーブルを適用してもよい。
○ 実施形態において、カバー20は、樹脂製であってもよい。
【0039】
○ 実施形態において、カバー20が吸入ハウジング13の周壁に固設されており、吸入ハウジング13の周壁とカバー20とによって区画される収容空間20aにモータ駆動回路18が収容されていてもよい。
【0040】
○ 実施形態において、圧縮部15、電動モータ16及びモータ駆動回路18がこの順序で回転軸17の軸方向に沿って並んで配置されていたが、これに限らず、例えば、回転軸17の軸方向に沿って、電動モータ16、圧縮部15及びモータ駆動回路18の順序で並ぶように配置されていてもよい。
【0041】
○ 実施形態において、圧縮部15は、固定スクロールと可動スクロールとで構成されるタイプに限らず、例えば、ピストンタイプやベーンタイプなどに変更してもよい。
○ 実施形態において、電動圧縮機10は、車両空調装置に用いられなくてもよく、その他の空調装置に用いられてもよい。
【0042】
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回転軸の軸方向に沿って並んで配置されており、前記回路基板の平面方向は、前記回転軸の軸方向に対して直交している。
【符号の説明】
【0043】
10…電動圧縮機、11…ハウジング、15…圧縮部、16…電動モータ、18…モータ駆動回路、19…回路基板、20…カバー、21,21A…コネクタ接続部、30…配線としてのバスバー、31…第1配線部材としての第1バスバー部材、31a…第1端部、31b…第1接続部、32…第2配線部材としての第2バスバー部材、32a…第2端部、32b…第2接続部、33…接続端子、33a…挿通部、60…外部電源。
図1
図2
図3