JP7715066B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

電動圧縮機は、圧縮部と、電動モータと、インバータと、ハウジングと、を備えている。圧縮部は、流体を圧縮する。電動モータは、圧縮部を駆動する。インバータは、電動モータを駆動する。ハウジングは、圧縮部、電動モータ、及びインバータを収容する。ハウジングは、インバータを収容するインバータ収容部と、インバータ収容部の開口部を塞ぐ蓋体と、を有している。

例えば、特許文献１に記載の電動圧縮機は、電力線用コネクタと、通信線用コネクタとを備えている。電力線用コネクタ及び通信線用コネクタは、蓋体に設けられている。電力線用コネクタ及び通信線用コネクタは、インバータに電気的に接続されている。通信線用コネクタには、インターロック用通信線が設けられている。インターロック用通信線は、例えば、電力線用コネクタの接続を確認するために使用される通信線である。インターロック用通信線は、通常インバータを構成する基板上に配策される。

特開２０１４－０３４９６０号公報

ところで、電動圧縮機のユーザの要求によりインターロック用通信線の配置を変更する場合、インターロック用通信線と電気的に接続されるインバータの設計も変更する必要がある。よって、インターロック用通信線の配置を考慮する必要があるため、インバータの設計の自由度が低下する虞がある。

上記課題を解決する電動圧縮機は、流体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動モータと、前記電動モータを駆動するインバータと、前記圧縮部、前記電動モータ、前記インバータを収容するハウジングと、前記ハウジングに設けられ、車両側第１コネクタに接続されることで電力が前記インバータに供給される電力線用コネクタと、前記ハウジングに設けられ、車両側第２コネクタに接続されることで前記圧縮部を駆動するための制御信号が前記インバータに入力される通信線用コネクタと、前記電力線用コネクタ及び前記通信線用コネクタに渡って配策され、前記電力線用コネクタが前記車両側第１コネクタに接続されるとともに、前記通信線用コネクタが前記車両側第２コネクタに接続されることで、車両側インターロック配線と接続されるインターロック用通信線と、を備える電動圧縮機であって、前記電力線用コネクタ及び前記通信線用コネクタは、前記ハウジングの外表面に設けられており、前記インターロック用通信線の一端である第１端子は、前記電力線用コネクタに位置しており、前記インターロック用通信線の他端である第２端子は、前記通信線用コネクタに位置しており、前記インターロック用通信線は、前記第１端子から前記第２端子に至るまで前記外表面上に配策されている。

上記構成によれば、電動圧縮機のユーザの要求により、インターロック用通信線の配置を変更する場合、インバータの設計変更を行う必要がない。すなわち、インターロック用通信線がインバータを構成する基板上に配策されている場合と比較して、インバータの設計の自由度を向上できる。

上記の電動圧縮機において、前記電力線用コネクタと前記通信線用コネクタとを一体的に連結する連結部を備え、前記インターロック用通信線は、前記連結部の内部に配置されるとともに、前記電力線用コネクタと前記通信線用コネクタに接続されているとよい。

上記構成によれば、電力線用コネクタ及び通信線用コネクタの配置と同時にインターロック用通信線の配策を完了することができる。よって、電動圧縮機の製造工程を削減できる。

上記の電動圧縮機において、前記ハウジングは、前記インバータを収容する収容凹部と、前記収容凹部を塞ぐインバータカバーと、を有しており、前記外表面は、前記インバータカバーの外表面であるとよい。

上記構成によれば、インバータカバーを電動圧縮機から取り外した状態でインターロック用通信線を配策できる。よって、インターロック用通信線の配策が容易に実施できる。

この発明によれば、インバータの設計の自由度を向上できる。

電動圧縮機の第１実施形態における概略図である。 第１実施形態のインターロック配線の配策状態を示した斜視図である。

以下、電動圧縮機を具体化した実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、本実施形態の電動圧縮機は、例えば、車両空調装置に用いられる。
＜電動圧縮機＞
図１に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング２０と、圧縮部３０と、電動モータ４０と、インバータ５０と、を備えている。ハウジング２０は、筒状である。ハウジング２０は、金属製である。ハウジング２０は、例えば、アルミニウム製である。なお、ハウジング２０は、その軸方向に分割可能とした複数のハウジング構成体により構成されている。

圧縮部３０は、流体としての冷媒を圧縮する。電動モータ４０は、圧縮部３０を駆動する。インバータ５０は、電動モータ４０を駆動する。ハウジング２０は、圧縮部３０、電動モータ４０、及びインバータ５０を収容している。圧縮部３０、電動モータ４０、及びインバータ５０は、この順序でハウジング２０の軸方向に並んでいる。

電動モータ４０は、インバータ５０から電力が供給されることにより駆動される。圧縮部３０は、図示しない固定スクロール及び可動スクロールから構成されるスクロール式である。圧縮部３０は、電動モータ４０の駆動に伴い、ハウジング２０内に吸入された冷媒を圧縮する。

ハウジング２０は、インバータ収容部２１を有している。インバータ収容部２１は、インバータ５０を収容する収容凹部２１ａを有している。すなわち、ハウジング２０は、インバータ５０を収容する収容凹部２１ａを有している。本実施形態において、収容凹部２１ａは、ハウジング２０の軸方向の外側に向けて開口する開口部２１ｃを有している。インバータ収容部２１は、インバータカバー２１ｂを有している。インバータカバー２１ｂは、開口部２１ｃを塞いでいる。すなわち、ハウジング２０は、収容凹部２１ａを塞ぐインバータカバー２１ｂを有している。インバータカバー２１ｂは、露出面２１ｄを有している。露出面２１ｄは、インバータカバー２１ｂにおける収容凹部２１ａとは反対側に位置する面である。露出面２１ｄは、インバータカバー２１ｂにおける外部に露出する面である。すなわち、露出面２１ｄは、インバータカバー２１ｂの外表面である。インバータ収容部２１は、外部に露出する露出面２１ｄを有している。すなわち、露出面２１ｄは、ハウジング２０の外表面である。

＜電力線用コネクタ、通信線用コネクタ、連結部、インターロック用通信線＞
電動圧縮機１０は、電力線用コネクタ６０と、通信線用コネクタ７０と、連結部８０と、インターロック用通信線９０と、を備えている。

電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０は、インバータ収容部２１に設けられている。すなわち、電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０は、ハウジング２０に設けられている。電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０は、露出面２１ｄに設けられている。すなわち、電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０は、ハウジング２０の外表面に設けられている。

電力線用コネクタ６０は、第１電力端子６１と、第１筐体６２と、を有している。第１筐体６２は、樹脂部材により形成されている。第１筐体６２は、露出面２１ｄに設けられている。第１筐体６２の一部は、インバータカバー２１ｂを貫通している。第１筐体６２は、有底の筒状である。第１筐体６２には、第１接続口６２ａが設けられている。第１電力端子６１は、インバータカバー２１ｂ及び第１筐体６２の底を貫通している。第１電力端子６１は、インバータ５０に電気的に接続されている。第１電力端子６１の第１端は、インバータ５０が有する図示しないスイッチング素子やコンデンサ等に電気的に接続されている。第１電力端子６１の第２端は、第１接続口６２ａの内部に位置している。なお、図１では、説明の便宜上、第１電力端子６１を１本で記載しているが、実際には正極端子及び負極端子を有している。

通信線用コネクタ７０は、第２電力端子７２と、制御端子７３と、第２筐体７４と、を有している。第２筐体７４は、樹脂部材により形成されている。第２筐体７４は、露出面２１ｄに設けられている。第２筐体７４の一部は、インバータカバー２１ｂを貫通している。第２筐体７４は、有底の筒状である。第２筐体７４には、第２接続口７４ａが設けられている。第２電力端子７２及び制御端子７３は、インバータカバー２１ｂ及び第２筐体７４の底を貫通している。第２電力端子７２及び制御端子７３は、インバータ５０に電気的に接続されている。第２電力端子７２及び制御端子７３の各々の第１端は、インバータ５０が有するＣＰＵを備えた制御部に電気的に接続されている。第２電力端子７２及び制御端子７３の各々の第２端は、第２接続口７４ａの内部に位置している。なお、図１では、説明の便宜上、第２電力端子７２を１本で記載しているが、実際には正極端子及び負極端子を有している。すなわち、第２電力端子７２は、インバータ５０の制御部を動作させるための電力を付与するための端子である。また、説明の便宜上、制御端子７３を１本で記載しているが、実際には複数存在している。制御端子７３は、インバータ５０の制御部に入力される制御信号の数だけ存在していればよい。制御端子７３には、圧縮部３０を駆動するための制御信号が導通している。

図１及び図２に示すように、連結部８０は、電力線用コネクタ６０の第１筐体６２と通信線用コネクタ７０の第２筐体７４とを連結している。連結部８０は、各筐体６２，７４に一体形成されている。すなわち、連結部８０は、電力線用コネクタ６０と通信線用コネクタ７０とを一体的に連結している。連結部８０は、樹脂部材により形成されている。連結部８０は、露出面２１ｄに沿って設けられている。

インターロック用通信線９０は、例えば、板状のバスバーである。インターロック用通信線９０は、電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０に渡って配策されている。詳細には、インターロック用通信線９０の一端である第１端子９１は、第１筐体６２の第１接続口６２ａの内側に配置されている。すなわち、インターロック用通信線９０の第１端子９１は、電力線用コネクタ６０に位置している。インターロック用通信線９０の他端である第２端子９２は、第２筐体７４の第２接続口７４ａの内側に配置されている。すなわち、インターロック用通信線９０の第２端子９２は、通信線用コネクタ７０に位置している。インターロック用通信線９０は、第１筐体６２の内部と、連結部８０の内部と、第２筐体７４の内部に渡って配置されている。インターロック用通信線９０は、第１接続口６２ａ及び第２接続口７４ａの内側に位置する部分以外は樹脂部材に覆われた状態となっている。インターロック用通信線９０のうち連結部８０の内部を通過する部分は、露出面２１ｄに沿って延びている。このため、インターロック用通信線９０は、インバータカバー２１ｂを貫通することなく露出面２１ｄ側に配策されている。すなわち、インターロック用通信線９０は、第１端子９１から第２端子９２に至るまでハウジング２０の外表面上に配策されている。インターロック用通信線９０は、電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０と一体形成されている。また、インターロック用通信線９０は、インバータ５０を構成する基板上に配策されていない。なお、図２には、説明の便宜上、第１電力端子６１、第２電力端子７２、及び制御端子７３はあえて図示していない。

＜電動圧縮機と車両との関係＞
本実施形態の電動圧縮機１０は、車両用空調装置に適用される。電動圧縮機１０は、車両１００に搭載される。車両１００は、第１バッテリ１０１と、第２バッテリ１０２と、車両制御装置１０３と、車両側第１コネクタ１０４と、車両側第２コネクタ１０５と、を備えている。車両１００は、第１電力線Ｌ１と、第２電力線Ｌ２と、通常通信線Ｌ３と、第１車両側インターロック配線Ｌ４と、第２車両側インターロック配線Ｌ５と、を備えている。なお、第１バッテリ１０１の電圧は、第２バッテリ１０２の電圧よりも高い。また、第１車両側インターロック配線Ｌ４及び第２車両側インターロック配線Ｌ５は、請求項上の車両側インターロック配線である。

第１電力線Ｌ１は、第１バッテリ１０１と車両側第１コネクタ１０４とを電気的に接続している。第２電力線Ｌ２は、第２バッテリ１０２と車両側第２コネクタ１０５とを電気的に接続している。通常通信線Ｌ３は、車両制御装置１０３と車両側第２コネクタ１０５とを電気的に接続している。

車両側第１コネクタ１０４は、電力線用コネクタ６０の第１接続口６２ａに接続される。第１バッテリ１０１に蓄電された電力は、第１電力線Ｌ１、車両側第１コネクタ１０４、及び電力線用コネクタ６０の第１電力端子６１を介してインバータ５０に供給される。すなわち、電力線用コネクタ６０が車両側第１コネクタ１０４に接続されることで電力がインバータ５０に供給される。

車両側第２コネクタ１０５は、通信線用コネクタ７０に第２接続口７４ａに接続される。第２バッテリ１０２に蓄電された電力は、第２電力線Ｌ２、車両側第２コネクタ１０５、及び通信線用コネクタ７０の第２電力端子７２を介してインバータ５０に供給される。すなわち、通信線用コネクタ７０が車両側第２コネクタ１０５に接続されることで電力がインバータ５０に供給される。

車両制御装置１０３は、電動圧縮機１０の駆動を制御するための制御信号を出力する。車両制御装置１０３から出力された制御信号は、通常通信線Ｌ３、車両側第２コネクタ１０５、及び通信線用コネクタ７０の制御端子７３を介してインバータ５０に供給される。すなわち、通信線用コネクタ７０が車両側第２コネクタ１０５に接続されることで圧縮部３０を駆動するための制御信号がインバータ５０に入力される。

第１車両側インターロック配線Ｌ４の第１端は、車両側第１コネクタ１０４を介して各インターロック用通信線９０の第１端子９１に電気的に接続されている。第１車両側インターロック配線Ｌ４の第２端は、車両制御装置１０３に電気的に接続されている。

第２車両側インターロック配線Ｌ５の第１端は、車両側第２コネクタ１０５を介して各インターロック用通信線９０の第２端子９２に電気的に接続されている。第２車両側インターロック配線Ｌ５の第２端は、車両制御装置１０３に電気的に接続されている。すなわち、インターロック用通信線９０は、電力線用コネクタ６０が車両側第１コネクタ１０４に接続されるとともに、通信線用コネクタ７０が車両側第２コネクタ１０５に接続されることで、車両側インターロック配線と接続される。

車両側第１コネクタ１０４が電力線用コネクタ６０に接続されており、且つ車両側第２コネクタ１０５が通信線用コネクタ７０に接続されている場合を想定する。この場合、車両制御装置１０３の出力した電気信号は、第１車両側インターロック配線Ｌ４及び第２車両側インターロック配線Ｌ５のいずれか一方を介してインターロック用通信線９０に入力される。電気信号は、第１車両側インターロック配線Ｌ４及び第２車両側インターロック配線Ｌ５のいずれか他方を介して車両制御装置１０３に戻る。車両制御装置１０３は、第１車両側インターロック配線Ｌ４及び第２車両側インターロック配線Ｌ５のいずれかに出力した電気信号が戻ってきたときに車両側第１コネクタ１０４及び車両側第２コネクタ１０５が電動圧縮機１０に適切に接続されていると判断する。

車両側第１コネクタ１０４が電力線用コネクタ６０に接続されていない、又は車両側第２コネクタ１０５が通信線用コネクタ７０に接続されていない場合を想定する。この場合、車両制御装置１０３が第１車両側インターロック配線Ｌ４及び第２車両側インターロック配線Ｌ５のいずれか一方に電子信号を出力しても、電気信号は、車両制御装置１０３に戻ってこない。このとき、車両制御装置１０３は、車両側第１コネクタ１０４又は車両側第２コネクタ１０５が電動圧縮機１０に適切に接続されていないと判断する。

すなわち、本実施形態において、電動圧縮機１０のインターロック用通信線９０は、車両側第１コネクタ１０４及び車両側第２コネクタ１０５が電動圧縮機１０に接続されているか否かを車両制御装置１０３が判断するために使用される。なお、車両制御装置１０３は、車両側第１コネクタ１０４及び車両側第２コネクタ１０５の電動圧縮機１０への接続が確認できない場合、例えば、車両用空調装置の動作を停止させるといったインターロック機能を作動させる。

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）インターロック用通信線９０がインバータカバー２１ｂの露出面２１ｄ側に配策されている。このため、電動圧縮機１０のユーザの要求により、インターロック用通信線９０の配置を変更する場合、インターロック用通信線９０をインバータ５０の基板上に配策する必要がないため、インバータ５０の設計変更を行う必要がない。すなわち、インターロック用通信線９０がインバータ５０を構成する基板上に配策される場合と比較して、インバータの設計の自由度を向上できる。

（２）電動圧縮機１０は、電力線用コネクタ６０と通信線用コネクタ７０とを一体的に連結する連結部８０を備えている。そして、インターロック用通信線９０は、連結部８０の内部に配置されるとともに、電力線用コネクタ６０と通信線用コネクタ７０に接続されている。このため、電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０の配置と同時にインターロック用通信線９０の配策を完了することができる。よって、電動圧縮機１０の製造工程を削減できる。

（３）インバータカバー２１ｂの露出面２１ｄに沿ってインターロック用通信線９０が配策されている。このため、インバータカバー２１ｂを電動圧縮機１０から取り外した状態でインターロック用通信線９０を配策できる。よって、インターロック用通信線９０の配策が容易に実施できる。

（４）インターロック用通信線９０がインバータ５０の基板上に配策されていない。このため、インバータ５０の設計時にインターロック用通信線９０の配策を考慮する必要がない。よって、インバータ５０の設計進捗が電動圧縮機１０のユーザの要求により滞ることを抑制できる。

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。

○ 本実施形態によれば、インバータカバー２１ｂの露出面２１ｄに電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０が設けられていたが、これに限らない。例えば、インバータ収容部２１の収容凹部２１ａを形成している周壁のうち外部に露出する面に電力線用コネクタ６０及び通信線用コネクタ７０を設けてもよい。この場合、インターロック用通信線９０は、インバータ収容部２１の収容凹部２１ａを形成している周壁のうち外部に露出する面上に配策する。すなわち、インバータ収容部２１の収容凹部２１ａを形成している周壁のうち外部に露出する面を、ハウジング２０の外表面としてもよい。

○ 本実施形態において、収容凹部２１ａの開口部２１ｃがハウジング２０の軸線に直交する方向に開口するようにインバータ収容部２１を形成してもよい。
○ 本実施形態において、連結部８０を省略してもよい。この場合、インターロック用通信線９０における電力線用コネクタ６０と通信線用コネクタ７０との間の部分は、インバータカバー２１ｂの露出面２１ｄから若干離す。

○ 本実施形態において、インターロック用通信線９０は、板状のバスバーであったが、柔軟性を有する配線であってもよい。
○ 本実施形態において、車両側第１コネクタ１０４及び車両側第２コネクタ１０５の電動圧縮機１０への接続が確認できない場合に車両制御装置１０３が実行するインターロック機能は、適宜変更してもよい。

○ 上記各実施形態において、圧縮部３０は、スクロール式に限らず、例えば、ピストン式やベーン式等であってもよい。
○ 上記各実施形態において、電動圧縮機１０は、燃料電池車に搭載されており、燃料電池に供給される流体としての空気を圧縮部３０により圧縮するものであってもよい。

１０…電動圧縮機、２０…ハウジング、２１ａ…収容凹部、２１ｂ…インバータカバー、２１ｄ…ハウジングの外表面としての露出面、３０…圧縮部、４０…電動モータ、５０…インバータ、６０…電力線用コネクタ、７０…通信線用コネクタ、８０…連結部、９０…インターロック用通信線、９１…インターロック用通信線の第１端子、９２…インターロック用通信線の第２端子、１０４…車両側第１コネクタ、１０５…車両側第２コネクタ、Ｌ４…車両側インターロックとしての第１車両側インターロック配線、Ｌ５…車両側インターロック配線としての第２車両側インターロック配線。

Claims (3)

1. 流体を圧縮する圧縮部と、
   前記圧縮部を駆動する電動モータと、
   前記電動モータを駆動するインバータと、
   前記圧縮部、前記電動モータ、前記インバータを収容するハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、車両側第１コネクタに接続されることで電力が前記インバータに供給される電力線用コネクタと、
   前記ハウジングに設けられ、車両側第２コネクタに接続されることで前記圧縮部を駆動するための制御信号が前記インバータに入力される通信線用コネクタと、
   前記電力線用コネクタ及び前記通信線用コネクタに渡って配策され、前記電力線用コネクタが前記車両側第１コネクタに接続されるとともに、前記通信線用コネクタが前記車両側第２コネクタに接続されることで、車両側インターロック配線と接続されるインターロック用通信線と、を備える電動圧縮機であって、
   前記電力線用コネクタ及び前記通信線用コネクタは、前記ハウジングの外表面に設けられており、
   前記電力線用コネクタは樹脂部材により形成された有底筒状の第１筐体を有する第１接続口を有し、
   前記通信線用コネクタは樹脂部材により形成された有底筒状の第２筐体を有する第２接続口を有し、
   前記インターロック用通信線の一端である第１端子は、前記第１接続口の内部に位置しており、
   前記インターロック用通信線の他端である第２端子は、前記第２接続口の内部に位置しており、
   前記インターロック用通信線は、前記電力線用コネクタ及び前記通信線用コネクタと一体形成され、前記第１端子から前記第２端子に至るまで前記インバータを構成する基板上に配策されることなく前記外表面上に配策されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記電力線用コネクタと前記通信線用コネクタとを一体的に連結する連結部を備え、
   前記インターロック用通信線は、前記連結部の内部に配置されるとともに、前記電力線用コネクタと前記通信線用コネクタに接続されている請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記ハウジングは、
   前記インバータを収容する収容凹部と、
   前記収容凹部を塞ぐインバータカバーと、を有しており、
   前記外表面は、前記インバータカバーの外表面である請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。