JP2015007390A

JP2015007390A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2015007390A
Application number: JP2013132613A
Authority: JP
Inventors: 順也矢野; Junya Yano; 明夫藤井; Akio Fujii; 順一高畑; Junichi Takahata; 高畑　　順一
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: CN104251212B; EP2818705A1; US10087942B2; JP5861673B2; KR20150000837A; KR101734141B1; CN104251212A; US20140377094A1; EP2818705B1

Abstract

【課題】コンデンサと回路基板との接続作業を容易に行うことができる電動圧縮機を提供すること。
【解決手段】コンデンサホルダ２３における取付ベース３１側の面に位置決めピン４１を複数設けた。さらに、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面に、各位置決めピン４１が係合される係合凹部４２を形成した。これによれば、各位置決めピン４１と各係合凹部４２とが係合されることで、コンデンサホルダ２３が取付ベース３１に対して位置決めされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮部、圧縮部を駆動させる電動モータ、及び電動モータを駆動させるモータ駆動回路を有する電動圧縮機に関する。

この種の電動圧縮機は、例えば特許文献１に開示されている。モータ駆動回路は、平板状の回路基板と、回路基板に電気接続された複数種類の電気部品等とから構成されている。電気部品としては、スイッチング素子、コンデンサ等が挙げられる。コンデンサは複数設けられる。各コンデンサはコンデンサホルダに保持されている。コンデンサホルダは、ハウジングの一部を構成する取付部材（取付ベース）に取り付けられる。

特開２００７−２６３０６１号公報

ところで、各コンデンサと回路基板との接続は、各コンデンサが保持されたコンデンサホルダが取付部材に対して取り付けられた状態で行われる。このとき、取付部材に対するコンデンサホルダの位置が、予め定められた位置からずれてしまっていると、各コンデンサの位置が、回路基板の接続箇所に対してずれてしまい、各コンデンサと回路基板との接続作業が困難なものとなってしまう。

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、コンデンサと回路基板との接続作業を容易に行うことができる電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する電動圧縮機は、ハウジング内には、冷媒を圧縮する圧縮部及び該圧縮部を駆動させる電動モータが収容されており、前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路は、回路基板と、前記回路基板に電気接続されたコンデンサとを有しており、前記コンデンサを保持するコンデンサホルダが、前記ハウジングの一部を構成する取付部材に取り付けられる電動圧縮機であって、前記コンデンサホルダ及び前記取付部材は、一方に突部、他方に前記突部が係合される係合部を有し、前記突部及び前記係合部が係合することにより前記コンデンサホルダが前記取付部材に対して位置決めされる。

これによれば、突部と係合部とが係合されることで、コンデンサホルダが取付部材に対して位置決めされるため、コンデンサホルダの位置が取付部材に対してずれてしまうことを防止することができる。その結果、コンデンサホルダに保持されたコンデンサと回路基板とを接続する際に、コンデンサの位置が、回路基板の接続箇所に対してずれてしまうことを防止することができ、コンデンサと回路基板との接続作業を容易に行うことができる。

上記電動圧縮機において、前記コンデンサホルダ及び前記取付部材は、前記突部及び前記係合部を複数有することが好ましい。
これによれば、突部及び係合部が一つの場合に比べると、コンデンサホルダにおける取付部材に対しての位置決め精度を向上させることができる。

上記電動圧縮機において、前記コンデンサホルダの外周部には、フランジ部が設けられており、前記フランジ部には、前記突部又は前記係合部と、ボルトが挿通可能な挿通孔とが形成されており、前記ボルトにより前記コンデンサホルダが前記取付部材に取り付けられることが好ましい。

これによれば、ボルトによってコンデンサホルダを確実に取付部材に取り付けることができるため、電気部品の中でも重い部品であるコンデンサを確実に固定することができ、耐振動性を向上させることができる。また、フランジ部に、突部又は係合部と挿通孔とが形成されているため、突部又は係合部と挿通孔とをそれぞれ別のフランジ部に形成する場合に比べて、コンデンサホルダの構造を簡素化することができる。

上記電動圧縮機において、前記フランジ部には、前記突部又は前記係合部と前記挿通孔との間に補強部が形成されていることが好ましい。
これによれば、補強部によってフランジ部が補強されるため、コンデンサホルダを取付部材に取り付ける際に、ボルトの締結力によってフランジ部が変形してしまうことを抑制することができる。

上記電動圧縮機において、前記ハウジングは、さらにカバーを含み、前記カバー及び前記取付部材により、前記モータ駆動回路の収容部を前記ハウジング内に構成することが好ましい。

これによれば、カバー及び取付部材によりモータ駆動回路の収容部を構成しているため、カバー、取付部材及びモータ駆動回路をモジュール化することができる。そして、カバーをハウジングから取り外すだけで、取付部材及びモータ駆動回路をハウジングから取り外すことができ、モータ駆動回路のメンテナンス性を向上させることができる。

この発明によれば、コンデンサと回路基板との接続作業を容易に行うことができる。

（ａ）は実施形態における電動圧縮機を示す部分側断面図、（ｂ）はモータ駆動回路周辺を拡大した断面図。フィルムコンデンサが保持されたコンデンサホルダ、及び取付ベースを示す分解斜視図。コンデンサホルダが取付ベースに対して位置決めされている状態を示す分解断面図。取付ベースが取り付けられたカバーを吸入ハウジングに取り付ける前の状態を示す分解断面図。別の実施形態におけるモータ駆動回路周辺を拡大した断面図。別の実施形態におけるモータ駆動回路周辺を拡大した断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４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と、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と、有蓋筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）のカバー１３とを有している。吸入ハウジング１２は、吐出ハウジング１１に接合されている。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、カバー１３が取り付けられている。吸入ハウジング１２とカバー１３との間には、板状であるアルミニウム製（金属材料製）の取付ベース３１が介在されている。取付ベース３１は、吸入ハウジング１２の底壁１２ａに取り付けられており、吸入ハウジング１２と熱的に結合している。よって、取付ベース３１は、ハウジングＨの一部を構成する取付部材に相当する。

そして、カバー１３と取付ベース３１とによってハウジングＨ内に収容部１３ａが区画されている。収容部１３ａ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。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によって制御された電力が電動モータ１６に供給されることにより、制御された回転速度でロータ１８と共に回転軸１９が回転するとともに、圧縮部１５が駆動されるようになっている。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ようになっている。

モータ駆動回路２０は、平板状の回路基板２１と、回路基板２１に電気接続された複数種類の電気部品等とから構成されている。回路基板２１は、回転軸１９の軸方向に回路基板２１における電気部品等が搭載される搭載面が直交するように収容部１３ａに収容されている。電気部品としては、例えば、コンデンサとしてのフィルムコンデンサ２２が挙げられる。モータ駆動回路２０は、フィルムコンデンサ２２を複数有する。各フィルムコンデンサ２２は、その外郭が扁平略直方体形状になっている。各フィルムコンデンサ２２はリード２２ａを有しており、リード２２ａを介して回路基板２１に電気接続される。

各フィルムコンデンサ２２は、樹脂材料製のコンデンサホルダ２３により保持されている。コンデンサホルダ２３には、各フィルムコンデンサ２２を保持可能な保持孔２３ｈが複数形成されている。コンデンサホルダ２３は、各フィルムコンデンサ２２を保持した状態で、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側に取り付けられる。

取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面には、ボス部３１ｆが複数（図１（ｂ）では一つのみ図示）突設されている。そして、カバー１３に挿通されたボルトＢ１がボス部３１ｆにねじ込まれることで、取付ベース３１がカバー１３に取り付けられる。これにより、カバー１３、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０がモジュール化される。そして、カバー１３、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０がモジュール化された状態において、カバー１３がボルトＢ２によって吸入ハウジング１２に取り付けられる。

図２に示すように、コンデンサホルダ２３の外周部には、フランジ部２３ｆが複数（図１（ｂ）では二つ図示）突設されている。各フランジ部２３ｆにおける取付ベース３１側の面には、突部としての位置決めピン４１が形成されている。各位置決めピン４１は円柱状であるとともに、フランジ部２３ｆに一体形成されている。また、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面には、各位置決めピン４１が係合される係合部としての係合凹部４２が形成されている。

各フランジ部２３ｆには、ボルトＢ３が挿通可能な挿通孔２３ａが形成されている。さらに、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面には、各挿通孔２３ａに挿通された各ボルトＢ３がそれぞれねじ込まれる雌ねじ孔３１ｈが形成されている。そして、各ボルトＢ３が各挿通孔２３ａに挿通されるとともに各雌ねじ孔３１ｈにねじ込まれることにより、コンデンサホルダ２３が取付ベース３１に締結されている。また、各フランジ部２３ｆにおける取付ベース３１とは反対側の面には、板状の補強部２３ｂが立設されている。各補強部２３ｂは、各フランジ部２３ｆにおける取付ベース３１とは反対側の面上において、位置決めピン４１と挿通孔２３ａとの間に形成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図３に示すように、各位置決めピン４１と各係合凹部４２とが係合されることで、コンデンサホルダ２３が取付ベース３１に対して位置決めされる。このため、コンデンサホルダ２３の位置が取付ベース３１に対してずれてしまうことが防止される。そして、コンデンサホルダ２３の位置ずれが防止された状態において、各ボルトＢ３によりコンデンサホルダ２３が取付ベース３１に締結される。このとき、各補強部２３ｂによって各フランジ部２３ｆが補強されているため、コンデンサホルダ２３を取付ベース３１に締結する際に、各ボルトＢ３の締結力によって各フランジ部２３ｆが変形してしまうことが抑制されている。

そして、コンデンサホルダ２３の各保持孔２３ｈに保持された各フィルムコンデンサ２２と回路基板２１とを接続する際に、各フィルムコンデンサ２２のリード２２ａの位置が、回路基板２１の接続箇所に対してずれてしまうことが防止され、各フィルムコンデンサ２２と回路基板２１との接続作業が容易なものとなる。

図４に示すように、カバー１３、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０（コンデンサホルダ２３）がモジュール化されるため、カバー１３を吸入ハウジング１２から取り外すだけで、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０を吸入ハウジング１２から取り外すことが可能となる。その結果、モータ駆動回路２０のメンテナンス性が向上する。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）コンデンサホルダ２３における取付ベース３１側の面に位置決めピン４１を複数設けた。さらに、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面に、各位置決めピン４１が係合される係合凹部４２を形成した。これによれば、各位置決めピン４１と各係合凹部４２とが係合されることで、コンデンサホルダ２３が取付ベース３１に対して位置決めされる。よって、コンデンサホルダ２３の位置が取付ベース３１に対してずれてしまうことを防止することができる。その結果、コンデンサホルダ２３に保持された各フィルムコンデンサ２２と回路基板２１とを接続する際に、各フィルムコンデンサ２２の位置が、回路基板２１の接続箇所に対してずれてしまうことを防止することができ、各フィルムコンデンサ２２と回路基板２１との接続作業を容易に行うことができる。

（２）位置決めピン４１及び係合凹部４２を複数設けた。これによれば、位置決めピン４１及び係合凹部４２が一つの場合に比べると、コンデンサホルダ２３における取付ベース３１に対しての位置決め精度を向上させることができる。

（３）コンデンサホルダ２３の外周部にフランジ部２３ｆを設け、フランジ部２３ｆに位置決めピン４１と挿通孔２３ａとを形成した。そして、ボルトＢ３によりコンデンサホルダ２３を取付ベース３１に取り付けた。これによれば、ボルトＢ３によってコンデンサホルダ２３を確実に取付ベース３１に取り付けることができるため、電気部品の中でも重い部品であるフィルムコンデンサ２２を確実に固定することができ、耐振動性を向上させることができる。また、フランジ部２３ｆに、位置決めピン４１と挿通孔２３ａとが形成されているため、位置決めピン４１と挿通孔２３ａとをそれぞれ別のフランジ部に形成する場合に比べて、コンデンサホルダ２３の構造を簡素化することができる。

（４）フランジ部２３ｆにおける位置決めピン４１と挿通孔２３ａとの間に補強部２３ｂを形成した。これによれば、補強部２３ｂによってフランジ部２３ｆが補強されるため、コンデンサホルダ２３を取付ベース３１に取り付ける際に、ボルトＢ３の締結力によってフランジ部２３ｆが変形してしまうことを抑制することができる。

（５）カバー１３及び取付ベース３１により、モータ駆動回路２０の収容部１３ａをハウジングＨ内に構成した。これによれば、カバー１３、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０をモジュール化することができる。そして、カバー１３を吸入ハウジング１２から取り外すだけで、取付ベース３１及びモータ駆動回路２０を吸入ハウジング１２から取り外すことができ、モータ駆動回路２０のメンテナンス性を向上させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図５に示すように、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面に突部としての位置決めピン４１Ａを複数設けるとともに、コンデンサホルダ２３における取付ベース３１側の面に、各位置決めピン４１Ａが係合される係合部としての係合凹部４２Ａが形成されていてもよい。

○ 図６に示すように、取付ベース３１を削除してもよい。そして、コンデンサホルダ２３を吸入ハウジング１２の底壁１２ａに取り付けてもよい。この場合、吸入ハウジング１２の底壁１２ａは、コンデンサホルダ２３が取り付けられる取付部材に相当する。そして、吸入ハウジング１２の底壁１２ａには、各位置決めピン４１が係合される係合部としての係合凹部４２Ｂが形成されている。

○ 実施形態において、例えば、取付ベース３１における吸入ハウジング１２の底壁１２ａとは反対側の面に、コンデンサホルダ２３の外側壁に係合する突部としての立設壁を形成してもよい。この場合、コンデンサホルダ２３の外側壁は、立設壁が係合される係合部に相当する。

○ 実施形態において、位置決めピン４１及び係合凹部４２の数は特に限定されるものではない。例えば、位置決めピン４１及び係合凹部４２を一つだけ形成する場合は、位置決めピン４１を四角柱状や三角柱状に形成する。

○ 実施形態において、各位置決めピン４１が、コンデンサホルダ２３のフランジ部２３ｆに一体形成されていなくてもよく、コンデンサホルダ２３とは別部材であってもよい。

○ 実施形態において、位置決めピン４１と挿通孔２３ａとが同一のフランジ部２３ｆに形成されていなくてもよく、位置決めピン４１と挿通孔２３ａとがそれぞれ別のフランジ部に形成されていてもよい。

○ 実施形態において、フランジ部２３ｆに補強部２３ｂが形成されていなくてもよい。
○ 実施形態において、フィルムコンデンサ２２の数は、特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、コンデンサとして、例えば電解コンデンサを用いてもよい。
○ 実施形態において、例えば、モータ駆動回路２０が回転軸１９の径方向外側に配置されていてもよい。

○ 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、上記各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）前記コンデンサはフィルムコンデンサであることが好ましい。
（ロ）前記電動モータを構成するロータと一体的に回転する回転軸が前記ハウジング内に収容されており、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前記回転軸の軸方向に沿って並んで配置されていることが好ましい。

Ｈ…ハウジング、１０…電動圧縮機、１３…カバー、１３ａ…収容部、１５…圧縮部、１６…電動モータ、１８…ロータ、１９…回転軸、２０…モータ駆動回路、２１…回路基板、２２…コンデンサとしてのフィルムコンデンサ、２３…コンデンサホルダ、２３ａ…挿通孔、２３ｂ…補強部、２３ｆ…フランジ部、３１…取付部材に相当する取付ベース、４１，４１Ａ…突部としての位置決めピン、４２，４２Ａ，４２Ｂ…係合部としての係合凹部、Ｂ３…ボルト。

Claims

ハウジング内には、冷媒を圧縮する圧縮部及び該圧縮部を駆動させる電動モータが収容されており、前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路は、回路基板と、前記回路基板に電気接続されたコンデンサとを有しており、前記コンデンサを保持するコンデンサホルダが、前記ハウジングの一部を構成する取付部材に取り付けられる電動圧縮機であって、
前記コンデンサホルダ及び前記取付部材は、一方に突部、他方に前記突部が係合される係合部を有し、前記突部及び前記係合部が係合することにより前記コンデンサホルダが前記取付部材に対して位置決めされることを特徴とする電動圧縮機。
前記コンデンサホルダ及び前記取付部材は、前記突部及び前記係合部を複数有することを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
前記コンデンサホルダの外周部には、フランジ部が設けられており、
前記フランジ部には、前記突部又は前記係合部と、ボルトが挿通可能な挿通孔とが形成されており、前記ボルトにより前記コンデンサホルダが前記取付部材に取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
前記フランジ部には、前記突部又は前記係合部と前記挿通孔との間に補強部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
前記ハウジングは、さらにカバーを含み、
前記カバー及び前記取付部材により、前記モータ駆動回路の収容部を前記ハウジング内に構成す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。