JP6760182B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、流体を圧縮する圧縮部と、回転軸を回転させる電動モータと、電動モータを駆動させる駆動回路とを備えた電動圧縮機に関する。

電動圧縮機のハウジングは、圧縮部及び電動モータを収容している。電動モータは、筒状のステータと、ステータの内側に配置されるロータと、を備えている。ステータは、ステータコアと、ステータコアに捲回されたコイルとを有している。ステータコアにおける回転軸の軸線方向での端面からは、環状のコイルエンドが突出している。コイルエンドからは、モータ配線が引き出されている。ハウジングには貫通孔が形成されている。貫通孔には導電部材が挿通されている。導電部材の一端は、駆動回路に電気的に接続されている。

ハウジング内には、モータ配線と回路配線とを接続するコネクタが配置されている。コネクタは、モータ配線に接続されるとともに導電部材の他端と電気的に接続される接続端子と、接続端子を内部に収容する絶縁性のクラスタブロックと、から構成されている。駆動回路から導電部材、接続端子及びモータ配線を介して電動モータに電力が供給されると、電動モータが駆動し、電動モータの駆動に伴う回転軸の回転によって、圧縮部が駆動して流体としての冷媒が圧縮部により圧縮される。

例えば特許文献１の電動圧縮機では、導電部材の他端が、回転軸の軸方向から見て、ステータのコイルエンドの内側に位置しておりクラスタブロックの一部がコイルエンドの内周側に位置している。これによれば、電動圧縮機の体格の小型化が図られる。

特開２０１４−３４９１８号公報

しかしながら、特許文献１のように、クラスタブロックの一部が、コイルエンドの内周側に位置している場合、車両の走行中の振動によって、クラスタブロックが回転軸の軸線方向で電動モータ側へ移動して、クラスタブロックがロータと接触してしまう場合がある。クラスタブロックがロータと接触した状態で、ロータが回転すると、異音が発生してしまう。

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、クラスタブロックとロータとの接触を回避することができる電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する電動圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容される回転軸と、前記ハウジング内に収容されるとともに前記回転軸を回転させる電動モータと、前記ハウジング内に収容されるとともに前記回転軸が回転することにより駆動して流体を圧縮する圧縮部と、前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、前記電動モータは、筒状のステータと、前記ステータの内側に配置されるロータとからなり、前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアにおける前記回転軸の軸線方向での端面から突出するコイルエンドと、を有し、前記コイルエンドから引き出されるモータ配線と、前記ハウジングに形成された貫通孔に挿通されるとともに一端が前記駆動回路に電気的に接続される導電部材と、前記ハウジング内に配置されるとともに前記モータ配線と前記導電部材とを接続するコネクタと、を備えた電動圧縮機であって、前記コネクタは、前記モータ配線に接続されるとともに前記導電部材の他端と電気的に接続される接続端子と、前記接続端子を内部に収容する絶縁性のクラスタブロックと、から構成されており、前記クラスタブロックには、前記導電部材が挿入される導電部材挿入孔と、前記モータ配線が挿通されるモータ配線挿通孔と、が形成されており、前記導電部材の他端は、前記回転軸の軸線方向から見て、前記ステータの内側に位置しており、前記クラスタブロックは、前記導電部材の他端が前記導電部材挿入孔に挿入されるとともに、前記接続端子と電気的に接続された状態において、前記回転軸の軸線方向で前記ロータの端部と対向するロータ対向部と、前記回転軸の軸線方向で前記ステータの端部と対向するステータ対向部と、を有し、前記回転軸の軸線方向において、前記ステータ対向部と前記ステータの端部との隙間は、前記ロータ対向部と前記ロータの端部との隙間よりも小さい。

これによれば、クラスタブロックが回転軸の軸線方向で電動モータ側へ移動しても、クラスタブロックのロータ対向部よりも先にステータ対向部がステータの端部に接触するため、クラスタブロックとロータとの接触を回避することができる。

上記電動圧縮機において、前記導電部材の他端が前記導電部材挿入孔に挿入されるとともに、前記接続端子と電気的に接続された状態において、前記モータ配線挿通孔は、前記回転軸の軸線方向から見て、前記コイルエンドと重なる位置にあるとよい。

これによれば、クラスタブロックの一部が、回転軸の軸線方向でステータのコイルエンドの端部と対向するステータ対向部とすることができる。よって、回転軸の軸線方向でステータの端部と対向するステータ対向部を、クラスタブロックに新たに設けるのではなく、クラスタブロックにおける既存の部位をステータ対向部として機能させているため、クラスタブロックの構成を簡素化することができる。

上記電動圧縮機において、前記導電部材挿入孔に対する前記導電部材の挿入方向と、前記モータ配線挿通孔に対する前記モータ配線の挿通方向とが直交しているとよい。
これによれば、導電部材挿入孔に対する導電部材の挿入方向と、モータ配線挿通孔に対するモータ配線の挿通方向とが斜交している場合に比べると、導電部材における導電部材挿入孔に対する挿入、及びモータ配線におけるモータ配線挿通孔に対する挿通を容易なものとすることができる。また、クラスタブロックの形状を、ステータ対向部とステータの端部との隙間および、ロータ対向部とロータの端部との隙間の管理が容易なものとすることができる。

この発明によれば、クラスタブロックとロータとの接触を回避することができる。

実施形態における電動圧縮機を示す側断面図。 電動圧縮機の一部を拡大して示す側断面図。

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。本実施形態の電動圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図１に示すように、電動圧縮機１０のハウジング１１は、有底筒状の吐出ハウジング１２と、吐出ハウジング１２に連結される有底筒状のモータハウジング１３とを有している。吐出ハウジング１２及びモータハウジング１３は金属材料製（例えばアルミニウム製）である。モータハウジング１３は、底壁１３ｅと、底壁１３ｅの外周縁から筒状に延設する側壁１３ａとを有している。

モータハウジング１３内には、回転軸１４が収容されている。また、モータハウジング１３内には、回転軸１４が回転することにより駆動して流体としての冷媒を圧縮する圧縮部１５と、回転軸１４を回転させて圧縮部１５を駆動させる電動モータ２０とが収容されている。圧縮部１５及び電動モータ２０は、回転軸１４の回転軸線Ｌが延びる方向である軸線方向に並んで配置されている。電動モータ２０は、圧縮部１５よりもモータハウジング１３の底壁１３ｅ側に配置されている。

モータハウジング１３内において、圧縮部１５と電動モータ２０との間には軸支部材１６が設けられている。軸支部材１６の中央部には、回転軸１４の一端部が挿通される挿通孔１６ｈが形成されている。挿通孔１６ｈと回転軸１４の一端部との間にはベアリング１７ａが設けられている。回転軸１４の一端部は、ベアリング１７ａを介して軸支部材１６に回転可能に支持されている。

モータハウジング１３の底壁１３ｅには、筒状の軸受部１８が突設されている。軸受部１８の内側には回転軸１４の他端が挿入されている。軸受部１８と回転軸１４の他端との間にはベアリング１７ｂが設けられている。回転軸１４の他端は、ベアリング１７ｂを介して軸受部１８に回転可能に支持されている。

圧縮部１５は、モータハウジング１３に固定された固定スクロール１５ａと、固定スクロール１５ａに対向配置された可動スクロール１５ｂとを有している。固定スクロール１５ａと可動スクロール１５ｂとは互いに噛み合っている。そして、固定スクロール１５ａと可動スクロール１５ｂとの間には容積変更可能な圧縮室１５ｃが区画されている。

モータハウジング１３の底壁１３ｅには、有底筒状のカバー１９が取り付けられている。そして、モータハウジング１３の底壁１３ｅとカバー１９とによって、電動モータ２０を駆動させる駆動回路３０を収容する収容空間１９ａが形成されている。モータハウジング１３の底壁１３ｅは、ハウジング１１の一部であるとともにハウジング１１内と収容空間１９ａとを隔てる隔壁として機能している。圧縮部１５、電動モータ２０、及び駆動回路３０は、この順序で、回転軸１４の軸線方向に並んで配置されている。

電動モータ２０は、筒状のステータ２２と、ステータ２２の内側に配置されるロータ２１とからなる。ロータ２１は、回転軸１４と一体的に回転する。ステータ２２は、ロータ２１を取り囲んでいる。ロータ２１は、回転軸１４に止着されたロータコア２１ａと、ロータコア２１ａに設けられた複数の永久磁石（図示せず）とを有している。ステータ２２は、筒状のステータコア２３と、ステータコア２３に捲回されたコイル２４とを有している。さらに、ステータ２２は、ステータコア２３における回転軸１４の軸線方向での両端面２３ｅから突出する環状のコイルエンド２４ｅを有している。コイルエンド２４ｅは、コイル２４の一部である。

側壁１３ａには、吸入ポート１３ｈが形成されている。吸入ポート１３ｈは、モータハウジング１３内に冷媒を吸入する。吸入ポート１３ｈは、回転軸１４の軸線方向でステータコア２３におけるモータハウジング１３の底壁１３ｅ側の端面２３ｅと底壁１３ｅとの間に配置されている。吸入ポート１３ｈ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内には、吐出室１２ａが形成されている。吐出ハウジング１２には、吐出室１２ａに連通する吐出ポート１２ｈが形成されている。吐出ポート１２ｈは、外部冷媒回路に接続されている。

吸入ポート１３ｈからモータハウジング１３内に吸入された冷媒は、可動スクロール１５ｂの旋回（吸入動作）によって、圧縮室１５ｃに吸入される。圧縮室１５ｃ内の冷媒は、可動スクロール１５ｂの旋回（吐出動作）によって圧縮されて、吐出室１２ａに吐出される。吐出室１２ａに吐出された冷媒は、吐出ポート１２ｈを介して外部冷媒回路へ流出し、吸入ポート１３ｈを介してモータハウジング１３内に還流する。

モータハウジング１３の底壁１３ｅに対向配置されるコイルエンド２４ｅからは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル２４に対応して３つのモータ配線２８が引き出されている。各モータ配線２８は、コイルエンド２４ｅから引き出されたコイル２４の一部が絶縁チューブによって被覆された状態でコイルエンド２４ｅから引き出されている。３つのモータ配線２８は、回転軸１４の周方向に延びる方向がそれぞれ同一になるようにコイルエンド２４ｅから引き出されている。

モータハウジング１３の底壁１３ｅには、貫通孔１３ｂが形成されている。貫通孔１３ｂは、底壁１３ｅに対して回転軸１４の軸線方向でコイルエンド２４ｅの内周側と対向する位置に形成されている。

貫通孔１３ｂには、気密端子３１が設けられている。気密端子３１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル２４に対応して３つの導電部材３２を有している。各導電部材３２は、直線状に延びる円柱状の金属端子である。各導電部材３２は、貫通孔１３ｂに挿通されるとともに一端が駆動回路３０に電気的に接続されている。各導電部材３２の他端は、収容空間１９ａから貫通孔１３ｂを介してモータハウジング１３内に突出している。

気密端子３１は、各導電部材３２を支持する支持プレート３３を有している。各導電部材３２は、支持プレート３３を貫通した状態で支持プレート３３に支持されている。各導電部材３２と支持プレート３３との間には、図示しないガラス製の絶縁部材が介在されている。支持プレート３３は、収容空間１９ａ内に配置され、底壁１３ｅの外面における貫通孔１３ｂの周囲に対して図示しない螺子によって取り付けられている。

モータハウジング１３内には、コネクタ３９が配置されている。コネクタ３９は、モータ配線２８と導電部材３２とを接続する。コネクタ３９は、接続端子４１と、接続端子４１を内部に収容する樹脂製である絶縁性のクラスタブロック４０と、から構成されている。クラスタブロック４０は、コネクタ３９のハウジングである。接続端子４１は、導電部材３２の他端と電気的に接続されている。クラスタブロック４０内には、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル２４に対応して３つの接続端子４１が収容されている。接続端子４１は、モータ配線２８と導電部材３２とを電気的に接続する。

図２に示すように、クラスタブロック４０には、導電部材３２が挿入される導電部材挿入孔４３と、モータ配線２８が挿通されるモータ配線挿通孔４２と、が形成されている。
クラスタブロック４０は、モータ配線挿通孔４２がモータハウジング１３の内周面に向けて開口されるようにモータハウジング１３内に配置されている。クラスタブロック４０は、導電部材挿入孔４３が回転軸１４の軸線方向に延びるようにモータハウジング１３内に配置されている。

導電部材３２の他端は、回転軸１４の軸線方向から見て、ステータ２２のコイルエンド２４ｅの内側に位置している。導電部材挿入孔４３は、回転軸１４の軸線方向でコイルエンド２４ｅの内周側と対向する位置に配置されて、クラスタブロック４０の一部が、コイルエンド２４ｅの内周側に位置している。そして、クラスタブロック４０は、導電部材３２の他端が導電部材挿入孔４３に挿入されるとともに、接続端子４１と電気的に接続された状態において、回転軸１４の軸線方向でロータ２１の端部と対向するロータ対向部４４を有している。本実施形態において、「ロータ２１の端部」とは、回転軸１４の軸線方向でモータハウジング１３の底壁１３ｅに対向するロータコア２１ａの端部である。

導電部材３２の他端が導電部材挿入孔４３に挿入されるとともに、接続端子４１と電気的に接続された状態において、モータ配線挿通孔４２は、回転軸１４の軸線方向から見て、コイルエンド２４ｅと重なる位置にある。そして、クラスタブロック４０は、回転軸１４の軸線方向でステータ２２の端部と対向するステータ対向部４５を有している。本実施形態において、「ステータ２２の端部」とは、回転軸１４の軸線方向でモータハウジング１３の底壁１３ｅに対向するコイルエンド２４ｅの端部である。

クラスタブロック４０は、その大部分が、回転軸１４の軸線方向でコイルエンド２４ｅとモータハウジング１３の底壁１３ｅとの間であって、且つ回転軸１４の軸線方向でコイルエンド２４ｅの内周側と対向する位置に配置されている。回転軸１４の軸線方向において、ステータ対向部４５とステータ２２の端部との隙間Ｓ１は、ロータ対向部４４とロータ２１の端部との隙間Ｓ２よりも小さい。

モータ配線２８は、モータ配線挿通孔４２を介してクラスタブロック４０内に挿通されて、接続端子４１に接続されている。導電部材３２は、導電部材挿入孔４３を介してクラスタブロック４０内に挿入され、接続端子４１に接続されている。これにより、モータ配線２８と導電部材３２とが接続端子４１を介して電気的に接続されている。導電部材挿入孔４３に対する導電部材３２の挿入方向と、モータ配線挿通孔４２に対するモータ配線２８の挿通方向とは直交している。

駆動回路３０によって制御された電力は、導電部材３２、接続端子４１及びモータ配線２８を介して電動モータ２０に供給される。これにより、電動モータ２０が駆動し、電動モータ２０の駆動に伴う回転軸１４の回転によって、圧縮部１５が駆動して冷媒が圧縮部１５により圧縮される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
例えば、車両の走行中の振動によって、クラスタブロック４０が回転軸１４の軸線方向で電動モータ２０側へ移動したとする。このとき、回転軸１４の軸線方向において、ステータ対向部４５とステータ２２の端部との隙間Ｓ１は、ロータ対向部４４とロータ２１の端部との隙間Ｓ２よりも小さいため、ロータ対向部４４よりも先にステータ対向部４５がステータ２２の端部に接触する。これにより、クラスタブロック４０とロータ２１との接触が回避される。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）回転軸１４の軸線方向において、ステータ対向部４５とステータ２２の端部との隙間Ｓ１は、ロータ対向部４４とロータ２１の端部との隙間Ｓ２よりも小さい。これによれば、クラスタブロック４０が回転軸１４の軸線方向で電動モータ２０側へ移動しても、クラスタブロック４０のロータ対向部４４よりも先にステータ対向部４５がステータ２２の端部に接触するため、クラスタブロック４０とロータ２１との接触を回避することができる。

（２）モータ配線挿通孔４２は、回転軸１４の軸線方向から見て、コイルエンド２４ｅと重なる位置にある。これにより、クラスタブロック４０の一部が、回転軸１４の軸線方向でステータ２２の端部と対向するステータ対向部４５となっている。よって、回転軸１４の軸線方向でステータ２２の端部と対向するステータ対向部を、クラスタブロック４０に新たに設けるのではなく、クラスタブロック４０における既存の部位をステータ対向部４５として機能させているため、クラスタブロック４０の構成を簡素化することができる。

（３）導電部材挿入孔４３に対する導電部材３２の挿入方向と、モータ配線挿通孔４２に対するモータ配線２８の挿通方向とは直交している。これによれば、導電部材挿入孔４３に対する導電部材３２の挿入方向と、モータ配線挿通孔４２に対するモータ配線２８の挿通方向とが斜交している場合に比べると、導電部材３２における導電部材挿入孔４３に対する挿入、及びモータ配線２８におけるモータ配線挿通孔４２に対する挿通を容易なものとすることができる。また、クラスタブロック４０の形状を、ステータ対向部４５とステータ２２の端部との隙間Ｓ１および、ロータ対向部４４とロータ２１の端部との隙間Ｓ２の管理が容易なものとすることができる。

（４）本実施形態によれば、クラスタブロック４０とロータ２１との接触が回避されるため、クラスタブロック４０がロータ２１と接触した状態でロータ２１が回転して、異音が発生してしまうことを回避することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、導電部材挿入孔４３に対する導電部材３２の挿入方向と、モータ配線挿通孔４２に対するモータ配線２８の挿通方向とが斜交していてもよい。

○ 実施形態において、ステータ２２の端部が、ステータコア２３とコイル２４とを絶縁するインシュレータの一部であってもよいし、コイルエンド２４ｅを保護するカバー部材の端部であってもよい。

○ 実施形態において、ロータ２１の端部が、ロータ２１のバランスウェイトの端部であってもよいし、バランスウェイトを締結するリベット端部であってもよい。
○ 実施形態において、モータ配線２８、導電部材３２、及び接続端子４１の数は、特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、圧縮部１５、電動モータ２０及び駆動回路３０がこの順序で回転軸１４の回転軸線Ｌに沿って並んで配置されていなくてもよい。例えば、カバー１９がモータハウジング１３の側壁１３ａに取り付けられており、モータハウジング１３の側壁１３ａとカバー１９とで区画された空間に駆動回路３０が収容されていてもよい。

○ 実施形態において、圧縮部１５は、固定スクロール１５ａと可動スクロール１５ｂ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、圧縮部１５は、例えば、流体としての空気を圧縮してもよい。
○ 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。

１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１３ｂ…貫通孔、１４…回転軸、１５…圧縮部、２０…電動モータ、２１…ロータ、２２…ステータ、２３…ステータコア、２３ｅ…端面、２４ｅ…コイルエンド、２８…モータ配線、３０…駆動回路、３２…導電部材、３９…コネクタ、４０…クラスタブロック、４１…接続端子、４２…モータ配線挿通孔、４３…導電部材挿入孔、４４…ロータ対向部、４５…ステータ対向部。

Claims (3)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に収容される回転軸と、
   前記ハウジング内に収容されるとともに前記回転軸を回転させる電動モータと、
   前記ハウジング内に収容されるとともに前記回転軸が回転することにより駆動して流体を圧縮する圧縮部と、
   前記電動モータを駆動させる駆動回路と、を備え、
   前記電動モータは、筒状のステータと、前記ステータの内側に配置されるロータとからなり、
   前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアにおける前記回転軸の軸線方向での端面から突出するコイルエンドと、を有し、
   前記コイルエンドから引き出されるモータ配線と、
   前記ハウジングに形成された貫通孔に挿通されるとともに一端が前記駆動回路に電気的に接続される導電部材と、
   前記ハウジング内に配置されるとともに前記モータ配線と前記導電部材とを接続するコネクタと、を備えた電動圧縮機であって、
   前記コネクタは、
   前記モータ配線に接続されるとともに前記導電部材の他端と電気的に接続される接続端子と、
   前記接続端子を内部に収容する絶縁性のクラスタブロックと、から構成されており、
   前記クラスタブロックには、前記導電部材が挿入される導電部材挿入孔と、前記モータ配線が挿通されるモータ配線挿通孔と、が形成されており、
   前記導電部材の他端は、前記回転軸の軸線方向から見て、前記ステータの内側に位置しており、
   前記クラスタブロックは、
   前記導電部材の他端が前記導電部材挿入孔に挿入されるとともに、前記接続端子と電気的に接続された状態において、前記回転軸の軸線方向で前記ロータの端部と隙間を介して対向するロータ対向部と、前記回転軸の軸線方向で前記ステータの端部と隙間を介して対向するステータ対向部と、を有し、
   前記回転軸の軸線方向において、前記ステータ対向部と前記ステータの端部との隙間は、前記ロータ対向部と前記ロータの端部との隙間よりも小さいことを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記導電部材の他端が前記導電部材挿入孔に挿入されるとともに、前記接続端子と電気的に接続された状態において、前記モータ配線挿通孔は、前記回転軸の軸線方向から見て、前記コイルエンドと重なる位置にあることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記導電部材挿入孔に対する前記導電部材の挿入方向と、前記モータ配線挿通孔に対する前記モータ配線の挿通方向とが直交してい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。