JP5291285B2 - 電動圧縮機の密封端子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを内蔵した電動圧縮機に係わり、電動モータと外部との間の電気接続に使用される密封端子装置に関する。

この種の電動圧縮機は、そのハウジング内に圧縮ユニット及び電動モータをそれぞれ内蔵し、電動モータにより圧縮ユニットを駆動して作動流体の吸入、圧縮及び吐出プロセスを実行する（特許文献１）。
このような電動圧縮機にあっては、電動モータと外部との間の電気的な接続のために密封端子装置が使用されており、この密封端子装置は複数の密封端子を含み、これら密封端子はハウジングの壁を気密に貫通し、ハウジングの内外に突出する両端部を有する。
特開平11-324920号公報

上述の密封端子はハウジングの壁にガラス及び金属ホルダを介して固定されており、このガラスは密封端子と金属ホルダとの間や、密封端子とハウジングの壁との間の電気的な絶縁性を確保ししつ、ハウジング内の気密性を維持する。
上述したガラスの使用は、金属ホルダとガラスとの密着性を確保するうえで、金属ホルダにニッケルメッキ処理が必要になり、しかも、金属ホルダや密封端子のガラス溶着に多大な手間がかかる等、ハウジングの壁に対する密封端子装置の取り付けは容易ではない。

また、密封端子間はガラスのみによって電気的に絶縁されているだけあるので、密封端子間の距離を小さくすると、密封端子間の電気絶縁性を低下し、密封端子装置の小形化を図ることができない。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、周囲に対する密封端子の電気絶縁性を十分に確保しつつ取り付けが容易となり、しかも、その小形化をも可能となる電動圧縮機の密封端子装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の密封端子装置は、電動圧縮機におけるハウジングの壁を挟み込む内外のホルダ半体からなり、これらホルダ半体がそれぞれ電気絶縁性を有する端子ホルダと、この端子ホルダにハウジングの壁を貫通して設けられ、電動モータから延びるリード線と外部との間の電気接続に使用される複数の密封端子と、ハウジングの壁と端子ホルダとの間及び端子ホルダと密封端子との間をシールするシール手段と、密封端子と周囲との間の電気絶縁度合いを増加させる絶縁手段とを具備し、
各密封端子は、導電性を有したロッド形状の端子本体と、この端子本体の一端に設けられ、端子ホルダからハウジング内に露出する内側接続端と、リード線の端に備えられ、内側接続端が差し込まれることで、リード線と密封端子とを電気的に接続するコネクタと、端子本体の他端に設けられ、端子ホルダからハウジング外に露出して外部のリードとの電気的な接続に使用される外側接続端とを含み、
前記絶縁手段は、コネクタ内の内側接続端及び外側接続端を除いて密封端子の外面を被覆する電気絶縁層と、端子ホルダに形成され、密封端子間及び壁と密封端子との間の少なくとも一方の沿面距離を増加させる部位とを備え、
前記部位は、壁の外面に当接する外側のホルダ半体の当接面に形成され、外側のホルダ半体内に位置する端子本体を囲繞して露出させ且つ壁に隣接した空洞と、ハウジングの壁に形成され、遊びを存して各密封端子をそれぞれ貫通させる貫通孔とを含んでいる（請求項１）。

絶縁手段の部位は、端子ホルダの外面に形成され、密封端子間を延びる溝を更に含むことができる（請求項２）。

上述の空洞、貫通孔及び溝は、密封端子間及び密封端子とハウジングの壁との間の沿面距離の増加に寄与し、周囲に対する密封端子の電気絶縁度合いを向上させる。
具体的には、電気絶縁層は、密封端子の外面に絶縁ワニスを塗布するか、又は、端子本体がアルミニウムからなる場合、その外面をアルマイト処理して得られる。

上述の電気絶縁層は、密封端子間のみならず、密封端子とハウジングの壁との間の電気絶縁度合いを増加させる。しかも、電動圧縮機が冷凍回路の冷媒の圧縮に使用される場合、電気絶縁層は冷媒と直に接触する密封端子の外表面を減少させることから、冷媒の介在に起因する短絡もまた防止する。
更に、密封端子は、端子本体に内側接続端側に位置して設けられたフランジと、外側接続端としての螺子とを有し、ハウジングの壁に端子ホルダを締結する前記フランジをヘッドとした締結ボルトを兼用しているのが好ましく（請求項３）、この場合、端子ホルダは、密封端子の回り止めをなすための前記フランジに対するストッパ面を有しているのが更に好ましい（請求項４）。

請求項１，２の電動圧縮機の密封端子装置は、密封端子間や密封端子とハウジングの壁との間の電気的な絶縁度合いを、前記電気絶縁層や沿面距離増加部位としての空洞や貫通孔、更には溝を含んだ絶縁手段の採用により増加させているので、周囲に対する密封端子の絶縁性を十分に確保できる。それ故、密封端子間の離間距離を短くすることができ、密封端子装置全体の小形化が可能となる。

また、請求項３，４の密封端子装置は、密封端子が締結ボルトを兼用し、そして、端子ホルダに密封ボルトの回り止めをなすストッパ面が形成されているので、ハウジングの壁に対する密封端装置の取り付けを容易に行うことができる。

図１（ａ），（ｂ）は電動圧縮機をそれぞれ示す。
（ａ），（ｂ）の電動圧縮機は何れも、その金属製のハウジング２内に圧縮ユニット４及び電動モータ６を内蔵し、図１での場合、圧縮ユニット４はスクロールユニットとして示されている。
（ａ）の電動圧縮機は、電動モータ６のためのインバータ等を含む給電制御基板８がハウジング２内に収容され、そして、給電制御基板８と電動モータ６との間がハウジング２の区画壁により仕切られている点で、（ｂ）の電動圧縮機とは異なる。

しかしながら、（ａ），（ｂ）の電動圧縮機は何れも、電動モータ６と給電制御基板８等の外部との間の電気接続に使用される密封端子装置１０を備えており、この密封端子装置１０は何れも、ハウジング２の前記区画壁や外壁等のハウジング壁に取り付けられている。
図２〜図４は実施例を説明するに先立ち、実施例の前提となる密封端子装置１０の基本構成を示す。

図２に示されるように密封端子装置１０は端子ホルダ１２を備え、この端子ホルダ１２はホルダ半体１４，１６からなる。これらホルダ半体１４，１６は何れも図３から明らかなように３角形状をなし、セラミック又は合成樹脂等の電気絶縁材料からなる。なお、本実施例の場合、端子ホルダ１２、即ち、ホルダ半体１４，１６は何れも合成樹脂からなる。

ホルダ半体１４，１６はハウジング壁２ａを挟んで配置され、ホルダ半体１４は電動モータ６側、つまり、ハウジング壁２ａの内側に位置付けられ、そして、ホルダ半体１６はハウジング壁２ａの外側に位置付けられている。
そして、密封端子装置１０は複数、具体的には３本の密封端子１８を有し、これら密封端子１８は端子ホルダ１２、即ち、ホルダ半体１４，１６をハウジング壁２ａに締結するための締結ボルトとしても機能する。

より詳しくは、各密封端子１８は導電性のロッド部材からなり、一端部に外側接続端として螺子２０を有し、他端部にフランジ２２を有する。フランジ２２と密封端子１８の他端との間は所定の長さが確保され、内側接続端を形成する。
一方、端子ホルダ１２にはその周方向に等間隔を存して３つの挿通孔２４が形成されており、これら挿通孔２４は３角形状をなすホルダ半体１４，１６の各角部をそれぞれ貫通する。また、各挿通孔２４はホルダ半体１４の内端面側の内端部に拡径した凹所２６を有し、この凹所２６内に密封端子１８のフランジ２２を受け入れ可能となっている。

また、ハウジング壁２ａには、端子ホルダ１２の挿通孔２４のレイアウトに対して３個の貫通孔２８が形成され、貫通孔２８の径は挿通孔２４よりも大である。
従って、図２から明らかなようにハウジング壁２ａに対し、ホルダ半体１４，１６間にハウジング壁２ａを挟み込むようにして端子ホルダ１２を配置し、各密封端子１８をホルダ半体１４側から、その螺子２０を先頭として端子ホルダ１２及びハウジング壁２ａの対応する挿通孔２４及び貫通孔２８を通じて差し込むことで、フランジ２２が凹所２６の底に当接した状態で、螺子２０をホルダ半体１６の外端面から突出させることができる。

この後、突出した螺子２０にナット３０を螺合し、ナット３０をホルダ半体１６に対して締付ければ、密封端子１８のフランジ２２との間に、ハウジング壁２ａを挟み込んだ状態でホルダ半体１４，１６が互いに締結され、これにより、ハウジング壁２ａに対する端子ホルダ１２の取り付けがなされる。
端子ホルダ１２の取り付け状態において、各密封端子１８の内側接続端はホルダ半体１４の内面面から突出し、これら内側接続端はリード線を介して電動モータ６に電気的に接続され、一方、各密封端子１８の螺子２０（外側接続端）は給電制御基板８に電気的に接続される。

また、図２に示されているように、ハウジング壁２ａに対するホルダ半体１４の当接面には囲繞溝が形成され、この囲繞溝は３本の挿通孔２４を外側から囲むようにホルダ半体１４の外周縁に沿って延びている。囲繞溝にはＯリング３２が装着され、このＯリング３２は、ホルダ半体１４とハウジング壁２ａとの間を気密にシールする。
更に、各挿通孔２４の凹所２６にはその底面に密封端子１８を囲む環状溝が形成され、この環状溝にＯリング３４が装着されている。このＯリング３４は密封端子１８のフランジ２２によりホルダ半体１４に押し付けられ、密封端子１８とホルダ半体１４との間を気密にシールする。従って、電動圧縮機が冷凍回路における冷媒の圧縮に使用される場合、冷媒が密封端子装置１０を通じてハウジング２外に漏出することはない。

更に、図２に示されるようにハウジング壁２ａの貫通孔２８には密封端子１８の外側にスリーブ３６が嵌合されている。このスリーブ３６は実施例を構成するものではないが、電気絶縁性を有し、密封端子１８とハウジング壁２ａとの電気的な接続を遮断する。
一方、端子ホルダ１２内には密閉端子１８毎に、その密閉端子１８を囲む空洞３８が形成されており、これら空洞３８はハウジング壁２ａ側のホルダ半体１６の当接面に形成した凹所からなり、ハウジング壁２ａに隣接して位置付けられている。

更に、図３及び図４に示されるようにホルダ半体１６の外端面には三叉路形状の溝４０が形成され、この溝４０は端子ホルダ１２の周方向に隣接する密封端子１８間をそれぞれ延びている。なお、図４中の１点鎖線は密封端子１８の軸線を示す。
上述の溝４０は、隣接する密封端子１８間の沿面距離を長くすることから、これら密封端子１８間での電気絶縁度合いを増加させる。

また、上述の空洞３８及び後述の貫通孔２８は、密閉端子１８とハウジング壁２ａとの間の沿面距離や隣接する密封端子１８間の沿面距離を長くするから、密封端子１８とハウジング壁２ａとの間及び密封端子１８間での電気絶縁度合いもまた増加させることになる。
この結果、密封端子１８間の絶縁性を低下させることなく、これら密封端子１８の離間距離を短くでき、密封端子装置１０の小形化を可能にする。

次に、第１及び第２実施例の密封端子装置について以下に説明するが、これら第１及び第２実施例の説明にあたり、上述した基本構成の部材及び部位と同様な機能を発揮する部材及び部位には同一の参照符号を付して、それらの説明は省略する。
図５は第１実施例の密封端子装置を示す。
なお、図５には密閉端子１８が１個しか示されていないが、第１実施例の場合にあっても、密封端子１８は３個備えられている。
また、第１実施例では、前述のスリーブ３６は取り除かれ、図５に示されるように貫通孔２８は遊びを存し、対応する密封端子１８を貫通させている。

第１実施例の場合、各密封端子１８はその両端部、つまり、電気的な接続に使用される前述の内側接続端及び外側接続端を除く図５中のＡ領域での外表面が電気絶縁層４２により覆われている。この電気絶縁層４２は例えば、密封端子１８のＡ領域に絶縁ワニスを塗布して形成されるか、密封端子１８がアルミニウムからなる場合、そのＡ領域にアルマイト処理を施して形成され、この場合、電気絶縁層４２は酸化アルミニウム被膜となる。

なお、図５には、電動モータ６から延びるリード線６ａのコネクタ４４と密封端子１８の内側接続端との接続や、給電制御基板８からのリード８ａと密封端子１８の外側接続端との接続をも併せて示されている。コネクタ４４は電気絶縁層４２とオーバラップしており、そして、リード８ａは前述のナット３０とコネクタナット４６との間に挟持されている。

上述した電気絶縁層４２は、隣接する密封端子１８間に介在する電気絶縁バリアとなり、密封端子１８間における電気絶縁度合いを増加させる。また、電動圧縮機が冷凍回路の冷媒の圧縮に使用される場合、電気絶縁層４２は、冷媒に直に接触する密封端子１８の表面積を無くし、これにより、冷媒が介在した密封端子１８の短絡もまた確実に防止され、その絶縁性を大幅に向上させることができる。

図６及び図７は第２実施例の密封端子装置１０を示す。
第２実施例の密封端子１８もまた前述した電気絶縁層４２により被覆され、そして、第２実施例は密封端子１８に対する回り止め機構を更に備えている。即ち、図７から明らかなように、密封端子１８のフランジ２２は六角形状をなし、一方、連通孔２４の凹所２６は長円形状をなす。フランジ２２の最大径Ｄは、凹所２６の短軸側の幅Ｗよりも長く、これにより、凹所２６の長軸に沿う平坦な内壁面２６ａはフランジ２２、つまり、密封端子１８の回り止めをなすストッパ面を形成している。

本発明は上述の第１，２実施例にも制約されるものではなく、例えば、Ｏリング３２及び空洞３８はホルダ半体１４，１６側のそれぞれに設けてもよいなど、種々の変形が更に可能である。

電動圧縮機をそれぞれ示し、（ａ）はハウジング内に給電制御基板が配置されるタイプの圧縮機を示し、（ｂ）は給電制御基板がハウジング外に配置されるタイプの圧縮機を示す。 基本構成の密封端子装置を示した断面図である。 図２中、III方向からの矢視図である。 図３中の溝を拡大して示した断面図である。 第１実施例の密封端子装置を示した断面図である。 第２実施例の密封端子装置を示した断面図である。 図６中、VII方向からの矢視図である。

符号の説明

２ ハウジング
２ａ ハウジング壁
４ 圧縮ユニット
６ 電動モータ
１２ 端子ホルダ
１４，１６ ホルダ半体
１８ 密封端子
２０ 螺子
２２ フランジ
２６ａ 内壁面（ストッパ面）
２８ 貫通孔（絶縁手段）
３０ ナット
３２，３４ Ｏリング（シール手段）
３８ 空洞（絶縁手段）
４０ 溝（絶縁手段）
４２ 電気絶縁層（絶縁手段）

Claims (4)

1. ハウジング内に圧縮ユニットを収容する一方、この圧縮ユニットを駆動する電動モータを収容した電動圧縮機において、
   前記ハウジングの壁を挟み込む内外のホルダ半体からなり、これらホルダ半体がそれぞれ電気絶縁性を有する端子ホルダと、
   前記端子ホルダに前記壁を貫通して設けられ、前記電動モータから延びるリード線と外部との間の電気接続に使用される複数の密封端子と、
   前記壁と前記端子ホルダとの間及び前記端子ホルダと前記密封端子との間をシールするシール手段と、
   前記密封端子と周囲との間の電気絶縁度合いを増加させる絶縁手段と
   を具備し、
   前記各密封端子は、
   導電性を有したロッド形状の端子本体と、
   前記端子本体の一端に設けられ、前記端子ホルダから前記ハウジング内に露出する内側接続端と、
   前記リード線の端に備えられ、前記内側接続端が差し込まれることで、前記リード線と前記密封端子とを電気的に接続するコネクタと、
   前記端子本体の他端に設けられ、前記端子ホルダから前記ハウジング外に露出して前記外部のリードとの電気的な接続に使用される外側接続端と
   を含み、
   前記絶縁手段は、
   前記コネクタ内の前記内側接続端及び前記外側接続端を除いて前記密封端子の外面を被覆する電気絶縁層と、
   前記端子ホルダに形成され、前記密封端子間及び前記壁と前記密封端子との間の少なくとも一方の沿面距離を増加させる部位と
   を備え、
   前記部位は、
   前記壁の外面に当接する外側のホルダ半体の当接面に形成され、前記外側のホルダ半体内に位置する前記端子本体を囲繞して露出させ且つ前記壁に隣接した空洞と、
   前記壁に形成され、遊びを存して各密封端子をそれぞれ貫通させる貫通孔とを含む、
   ことを特徴とする電動圧縮機の密封端子装置。
2. 前記部位は、前記端子ホルダの外面に形成され、前記密封端子間を延びる溝を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機の密封端子装置。
3. 前記密封端子は、前記端子本体に前記内側接続端側に位置して設けられたフランジと、前記外側接続端としての螺子とを有し、前記壁に前記端子ホルダを締結する前記フランジをヘッドとした締結ボルトを兼用していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動圧縮機の密封端子装置。
4. 前記端子ホルダは、前記密封端子の回り止めをなすための前記フランジに対するストッパ面を有することを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機の密封端子装置。

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