特許 7035999 電動圧縮機

(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】

(24)【登録日】2022-03-07

(45)【発行日】2022-03-15

(54)【発明の名称】電動圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/00 20060101AFI20220308BHJP

【ＦＩ】

F04B39/00 106Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018244242

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020105955

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-03-19

(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】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木下 雄介

(72)【発明者】

【氏名】江波 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】矢野 順也

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０４０５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１９４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２８３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０５２８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性を有する材料からなり、圧縮機構を駆動するモータを収容するモータハウジングと、
前記モータに給電するインバータ装置と、
前記モータハウジングとともに前記インバータ装置を収容する空間を形成するカバーと、
前記カバーを前記モータハウジングに固定する締結部材と、を備え、
前記インバータ装置は、
回路パターンが形成された基板と、
前記基板に実装された電子部品と、
絶縁材料からなり、前記電子部品を収容するとともに前記基板を支持するホルダーと、
前記ホルダーと一体的に形成されるとともに前記回路パターンに電気的に接続されており、前記モータハウジングに電気的に接続されるように配置されたバスバーと、
前記締結部材を挿通させた状態で前記カバーと前記バスバーとの間に介在するように配置された筒状部材と、を有し、
前記筒状部材は、前記締結部材による締付け力によって前記バスバーを前記モータハウジングに向けて押圧する、電動圧縮機。

【請求項2】

前記バスバーは、
前記回路パターンにハンダにより接続される被接続部と、
前記筒状部材と前記モータハウジングとの間に配置されており、前記筒状部材に押圧される被押圧部と、を有する、請求項１に記載の電動圧縮機。

【請求項3】

前記被接続部は、前記締結部材の締結方向と平行な方向に延びる形状を有し、
前記被押圧部は、前記締結部材の締結方向と直交する方向に延びる形状を有する、請求項２に記載の電動圧縮機。

【請求項4】

前記筒状部材は、
前記締結部材を挿通させる筒部と、
前記筒部における前記カバー側の端部から前記筒部の径方向の外向きに張り出す鍔部と、を有し、
前記ホルダーは、前記鍔部と前記バスバーとの間に介在する介在部をさらに有する、請求項１から３のいずれかに記載の電動圧縮機。

【請求項5】

前記筒状部材は、前記締結部材を挿通させる筒部を有し、
前記ホルダーは、前記筒部の外周面に接する状態で前記カバーと前記バスバーとの間に介在する介在部をさらに有し、
前記筒部の外周面には、粗面加工が施されている、請求項１から３のいずれかに記載の電動圧縮機。

【請求項6】

前記カバーは、導電性を有する材料からなり、
前記筒状部材は、導電性を有する材料からなる、請求項１から５のいずれかに記載の電動圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電動圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の空気調和装置に用いられる電動圧縮機が知られている。たとえば、特開２００４－２２８１２６号公報（以下、「特許文献１」という。）には、シールドがインサート形成された枠状の樹脂部材に回路基板が配置され、さらに樹脂部材がモータハウジングに組み付けられつつ、シールドが回路基板のグランドパターンとモータハウジングとを電気的に接続している電動圧縮機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２２８１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載される電動圧縮機では、回路基板に実装されたパワートランジスタやコンデンサなどの電子部品がモータハウジングの外周面に当接するよう配置されている。このため、基板に対する電子部品の相対変位の抑制が十分ではなく、耐震性に問題がある。

【0005】

一方、近年、車両に搭載される電子機器の増加等に伴い、ＥＭＣ等の規格が厳しくなってきている。このため、インバータ装置には、より確実なノイズ対策が求められる。

【0006】

本発明の目的は、インバータ装置における耐震性を向上することとノイズの低減との双方を達成可能な電動圧縮機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に従った電動圧縮機は、導電性を有する材料からなり、圧縮機構を駆動するモータを収容するモータハウジングと、前記モータに給電するインバータ装置と、前記モータハウジングとともに前記インバータ装置を収容する空間を形成するカバーと、前記カバーを前記モータハウジングに固定する締結部材と、を備える。前記インバータ装置は、回路パターンが形成された基板と、前記基板に実装された電子部品と、絶縁材料からなり、前記電子部品を収容するとともに前記基板を支持するホルダーと、前記ホルダーと一体的に形成されるとともに前記回路パターンに電気的に接続されており、前記モータハウジングに電気的に接続されるように配置されたバスバーと、前記締結部材を挿通させた状態で前記カバーと前記バスバーとの間に介在するように配置された筒状部材と、を有する。前記筒状部材は、前記締結部材による締付け力によって前記バスバーを前記モータハウジングに向けて押圧する。

【0008】

本電動圧縮機では、電子部品を収容するホルダーが基板を支持しており、そのホルダーと一体的に形成されたバスバーが基板の回路パターンに接続されているため、電子部品の基板に対する相対変位を抑制し耐震性を向上することが可能となる。さらに、本電動圧縮機では、締結部材の締付け力によって筒状部材がバスバーをモータハウジングに向けて押圧するため、バスバーがモータハウジングに電気的に強固に接続される。このため、回路パターンに電気的に接続されたバスバーを介して基板で発生したノイズがモータハウジングへ有効に流れる。よって、本電動圧縮機では、インバータ装置における耐震性を向上することとノイズの低減との双方が達成される。

【0009】

また、前記バスバーは、前記回路パターンにハンダにより接続される被接続部と、前記筒状部材と前記モータハウジングとの間に配置されており、前記筒状部材に押圧される被押圧部と、を有していてもよい。

【0010】

この場合において、前記被接続部は、前記締結部材の締結方向と平行な方向に延びる形状を有し、前記被押圧部は、前記締結部材の締結方向と直交する方向に延びる形状を有することが好ましい。

【0011】

この態様では、締結部材の締結方向と平行な方向における基板やホルダーの寸法公差を被接続部と回路パターンとの接続箇所で吸収することが可能となる。

【0012】

また、前記筒状部材は、前記締結部材を挿通させる筒部と、前記筒部における前記カバー側の端部から前記筒部の径方向の外向きに張り出す鍔部と、を有し、前記ホルダーは、前記鍔部と前記バスバーとの間に介在する介在部をさらに有していてもよい。

【0013】

この態様では、筒部のみならず鍔部および介在部を介しても締結部材による締付け力がバスバーに作用するため、バスバーが強固にモータハウジングに接続される面積が増大する。

【0014】

また、前記筒状部材は、前記締結部材を挿通させる筒部を有し、前記ホルダーは、前記筒部の外周面に接する状態で前記カバーと前記バスバーとの間に介在する介在部をさらに有し、前記筒部の外周面には、粗面加工が施されていてもよい。

【0015】

この態様でも、筒部のみならず介在部を介しても締結部材による締付け力がバスバーに作用するため、バスバーが強固にモータハウジングに接続される面積が増大する。

【0016】

また、前記カバーは、導電性を有する材料からなり、前記筒状部材は、導電性を有する材料からなることが好ましい。

【0017】

このようにすれば、筒状部材およびバスバーを介してカバーからモータハウジングに至るアース経路が確保される。

【発明の効果】

【0018】

以上に説明したように、この発明によれば、インバータ装置における耐震性を向上することとノイズの低減との双方を達成可能な電動圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態の電動圧縮機を概略的に示す断面図である。

【図2】図１に示される電動圧縮機のバスバーおよび筒状部材の近傍を概略的に示す図である。

【図3】図１に示される電動圧縮機の変形例のバスバーおよび筒状部材の近傍を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態の電動圧縮機を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示される電動圧縮機のバスバーおよび筒状部材の近傍を概略的に示す図である。本実施形態の電動圧縮機１は、車両の空気調和装置等に用いられる。

【0022】

図１および図２に示されるように、電動圧縮機１は、ハウジング１０と、圧縮機構２０と、モータ３０と、カバー４０と、締結部材８０と、インバータ装置１００と、を有している。

【0023】

ハウジング１０は、圧縮機構２０やモータ３０を収容している。ハウジング１０は、導電性を有する材料（アルミニウム等）からなる。ハウジング１０は、モータハウジング１２と、吐出ハウジング１６と、を有している。

【0024】

モータハウジング１２は、ハウジング本体１３と、接続部１４と、を有している。

【0025】

ハウジング本体１３は、圧縮機構２０やモータ３０を収容している。ハウジング本体１３内には、ハウジング本体１３外から吸入ポート（図示略）を通じて作動媒体が流入する。

【0026】

接続部１４は、ハウジング本体１３に接続されている。接続部１４は、締結部材８０を接続する部位である。

【0027】

圧縮機構２０は、ハウジング本体１３内に収容されている。圧縮機構２０は、ハウジング本体１３内に流入した作動媒体を圧縮する。圧縮機構２０には、シャフト２２が接続されている。

【0028】

吐出ハウジング１６は、ハウジング本体１３にボルト等により接続されている。吐出ハウジング１６には、圧縮機構２０から吐出された作動媒体を吐出する吐出ポートが設けられている。

【0029】

モータ３０は、圧縮機構２０を駆動する。モータ３０は、ハウジング本体１３内に配置されたステータコイル３２と、ステータコイル３２の内側に配置されたロータ３４と、を有している。モータ３０は、シャフト２２を回転させることにより、圧縮機構２０を駆動する。

【0030】

カバー４０は、モータハウジング１２とともにインバータ装置１００を収容するインバータ装置収容空間Ｓを形成している。カバー４０は、金属からなる。カバー４０は、天板４２と、周壁４４と、を有している。

【0031】

天板４２は、ハウジング本体１３とシャフト２２の軸方向に対向する位置に配置されている。天板４２は、平板状に形成されている。

【0032】

周壁４４は、天板４２の外縁部からモータハウジング１２に向かって延びるとともに、シャフト２２の中心軸と平行な軸周りに連続的につながる形状を有している。周壁４４は、接続部１４に外嵌されている。周壁４４と接続部１４とに間には、シール材が設けられている。

【0033】

締結部材８０は、カバー４０をモータハウジング１２の接続部１４に固定する部材である。本実施形態では、接続部１４に雌ねじ部が設けられており、締結部材８０として、その雌ねじ部に螺合するボルトが用いられている。具体的に、締結部材８０は、天板４２の外側面にシールワッシャ８２を介して接する頭部と、接続部１４の雌ネジ部に螺合する雄ねじ部を有する軸部と、を有している。

【0034】

インバータ装置１００は、モータ３０に給電する。インバータ装置１００は、インバータ装置収容空間Ｓに収容されている。インバータ装置１００は、基板１１０と、電子部品１２０と、ホルダー１３０と、バスバー１４０と、筒状部材１５０と、を有している。

【0035】

基板１１０には、回路パターンが形成されている。基板１１０は、シャフト２２の中心軸と直交する姿勢で配置されている。

【0036】

電子部品１２０は、基板１１０に実装されている。本実施形態では、基板１１０には、電子部品１２０として、ＩＰＭ１２１やコンデンサ１２２等が実装されている。コンデンサ１２２は、放熱部材１２３を介してハウジング本体１３に接触している。

【0037】

基板１１０には、高電圧用コネクタ１２４や低電圧用コネクタ１２５が接続されている。高電圧用コネクタ１２４および低電圧用コネクタ１２５は、天板４２の外側面に取付けられている。

【0038】

ホルダー１３０は、絶縁材料からなる。本実施形態では、ホルダー１３０は、樹脂からなる。ホルダー１３０は、電子部品１２０（コンデンサ１２２や図示しないコイル）を収容している。なお、図１および図２では、説明のため、ホルダー１３０の一部が省略されている。ホルダー１３０は、基板１１０を支持している。具体的に、ホルダー１３０は、基板１１０を支持する支持部１３２を有している。支持部１３２は、基板１１０の厚さ方向において基板１１０を基準として天板４２が位置する側とは反対側から基板１１０を支持している。

【0039】

バスバー１４０は、基板１１０の回路パターンに電気的に接続されている。バスバー１４０は、ホルダー１３０に一体的に形成されている。本実施形態では、バスバー１４０は、ホルダー１３０にインサート成形されている。バスバー１４０は、モータハウジング１２に当接しかつ電気的に接続されるように配置されている。これにより、バスバー１４０を介して基板１１０からモータハウジング１２に至るアース経路が確保される。なお、図１および図２では、一の箇所で基板１１０とモータハウジング１２とを接続するバスバー１４０が示されているが、本実施形態の電動圧縮機１は、前記一の箇所とは異なる箇所で基板１１０とモータハウジング１２とを接続するバスバー１４０を有している。バスバー１４０は、被接続部１４２と、被押圧部１４４と、を有している。

【0040】

被接続部１４２は、基板１１０の回路パターンにハンダで接続されている。より具体的には、被接続部１４２は、回路パターンのうちのグランドパターンにハンダで接続されている。被接続部１４２は、締結部材８０の締結方向と平行な方向に沿って延びる形状を有している。本実施形態では、被接続部１４２は、基板１１０を貫通した状態で回路パターンにハンダで接続されている。被接続部１４２は、板状に形成されている。

【0041】

被押圧部１４４は、モータハウジング１２の接続部１４に当接しかつ電気的に接続されるように配置されている。被押圧部１４４は、締結部材８０の締結方向と直交する方向に延びる形状を有している。被押圧部１４４は、板状に形成されている。

【0042】

筒状部材１５０は、締結部材８０を挿通させた状態でカバー４０とバスバー１４０との間に介在するよう配置されており、バスバー１４０をモータハウジング１２に向けて押圧するための部材である。具体的に、筒状部材１５０は、締結部材８０による締付け力によって被押圧部１４４を接続部１４に向けて押圧する。筒状部材１５０は、ホルダー１３０と一体的に形成されている。本実施形態では、筒状部材１５０は、ホルダー１３０にインサート成形されている。筒状部材１５０は、金属からなる。

【0043】

筒状部材１５０は、筒部１５２を有している。筒部１５２は、締結部材８０の挿通を許容する形状を有している。具体的に、筒部１５２は、円筒状に形成されている。筒部１５２の一方側（図２における上側）の端部は、カバー４０の天板４２に接している。ただし、筒部１５２と天板４２との間に金属からなる部材（スペーサなど）が介在していてもよい。筒部１５２の他方側（図２における下側）の端部は、被押圧部１４４に接している。

【0044】

以上に説明したように、本電動圧縮機１では、電子部品１２０を収容するホルダー１３０が基板１１０を支持しており、そのホルダー１３０と一体的に形成されたバスバー１４０が基板１１０の回路パターンに接続されているため、電子部品１２０の基板１１０に対する相対変位を抑制し耐震性を向上することが可能となる。さらに、本電動圧縮機１では、締結部材８０の締付け力によって筒状部材１５０がバスバー１４０をモータハウジング１２に向けて押圧するため、バスバー１４０がモータハウジング１２に電気的に強固に接続される。このため、回路パターンに接続されたバスバー１４０を介して基板１１０で発生したノイズがモータハウジング１２へ有効に流れる。よって、本電動圧縮機１では、インバータ装置１００における耐震性を向上することとノイズの低減との双方が達成される。

【0045】

また、本実施形態では、被接続部１４２は、締結部材８０の締結方向と平行な方向に延びる形状を有し、被押圧部１４４は、締結部材８０の締結方向と直交する方向に延びる形状を有している。このため、締結部材８０の締結方向と平行な方向における基板１１０やホルダー１３０の寸法公差を被接続部１４２と回路パターンとの接続箇所で吸収することが可能となる。

【0046】

また、カバー４０および筒状部材１５０が導電性を有する材料からなるため、筒状部材１５０およびバスバー１４０を介してカバー４０からモータハウジング１２に至るアース経路が確保される。

【0047】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0048】

例えば、図３に示されるように、筒状部材１５０は、鍔部１５４をさらに有し、ホルダー１３０は、介在部１３４をさらに有していてもよい。

【0049】

鍔部１５４は、筒部１５２における天板４２側（図３における上側）の端部から筒部１５２の径方向の外向きに張り出す形状を有している。鍔部１５４は、円環状に形成されている。

【0050】

介在部１３４は、鍔部１５４と被押圧部１４４との間に介在している。介在部１３４は、筒部１５２を包囲する円筒状に形成されている。筒部１５２の外周面には、当該筒部１５２とホルダー１３０との結合を強固にするよう粗面加工が施されることが好ましい。

【0051】

この態様では、筒部１５２のみならず鍔部１５４および介在部１３４を介しても締結部材８０による締付け力がバスバー１４０に作用するため、バスバー１４０が強固にモータハウジング１２に接続される面積が増大する。

【0052】

あるいは、図３に示される態様から鍔部１５４が省略され、介在部１３４は、天板４２と被押圧部１４４との間に介在するとともに、筒部１５２に接触しかつ筒部１５２を包囲する円筒状に形成されていてもよい。この場合において、筒部１５２の外周面には、粗面加工が施される。この態様でも、上記と同様の効果が得られる。

【0053】

また、インバータ装置１００は、基板１１０の回路パターンとモータハウジング１２の接続部１４とを接続するバスバー１４０の他、基板１１０の回路パターンとは異なるダミーパターンと接続部１４とを接続する制振専用のバスバー（図示略）を有していてもよい。

【0054】

また、筒状部材１５０は、ホルダー１３０にインサート成形されるのではなく、ホルダー１３０への嵌合によってホルダー１３０と一体化されてもよい。この態様において、筒部１５２の外周面には、ホルダー１３０との結合を強固にするよう粗面加工が施されることが好ましい。

【0055】

また、複数のバスバー１４０のうち一部が回路パターンと電気的に接続されていなくてもよい。例えば、一部のバスバー１４０が、基板１１０に回路パターンと一緒に形成されつつ回路パターンから離間した導電層とハンダにより接続されていてもよい。このようなバスバーは、アース経路としては機能しないが、基板１１０とホルダー１３０とを物理的に結合するため、基板に対する電子部品の相対変異が充分抑制され、インバータ装置１００の耐震性が向上する。

【符号の説明】

【0056】

１ 電動圧縮機、１０ ハウジング、１２ モータハウジング、１３ ハウジング本体、１４ 接続部、１６ 吐出ハウジング、２０ 圧縮機構、２２ シャフト、３０ モータ、３２ ステータコイル、３４ ロータ、４０ カバー、４２ 天板、４４ 周壁、８０ 締結部材、１００ インバータ装置、１１０ 基板、１２０ 電子部品、１３０ ホルダー、１３２ 支持部、１３４ 介在部、１４０ バスバー、１４２ 被接続部、１４４ 被押圧部、１５０ 筒状部材、１５２ 筒部、１５４ 介在部、Ｓ インバータ装置収容空間。

【図1】

【図2】

【図3】