(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構造にて電源ケーブルの接地を行い、部品点数の増加を抑えると共に、作業性の悪化を回避できる電動圧縮機のアース接続構造を提供する。【解決手段】ハウジング２に形成されたインバータ収容部３２にインバータ回路基板３１を装着する電動圧縮機において、インバータ駆動回路の電源入力側（一次側）に接続される電源ケーブル４８をシールド線によって構成し、このシールド線の芯線の周囲に絶縁体を介して被覆された導電性シールド材４８ｃをインバータ収容部３２に設けられた基板設置用の被取付部位に対してインバータ回路基板３１と共にネジ５９で共締めしてハウジング２に筐体接地する。【選択図】図５
2011236858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に圧縮機構部とこの圧縮機構部を駆動する電動機とを備え、前記ハウジングに前記電動機を作動させるインバータ装置が設けられた電動圧縮機のアース接続構造であって、
前記インバータ装置は、前記ハウジングに形成されたインバータ収容部にインバータ駆動回路が搭載されたインバータ回路基板を装着して構成され、前記インバータ駆動回路の電源入力側に接続される電源ケーブルをシールド線によって構成し、このシールド線の芯線の周囲を絶縁体を介して被覆する導電性シールド材を前記インバータ収容部に設けられた基板設置用の被取付部位に対して前記インバータ回路基板と共にネジで共締めすることで前記ハウジングに筐体接地したことを特徴とする電動圧縮機のアース接続構造。
【請求項２】
前記導電性シールド材は、電線状に撚り合わせてシールド撚り線を形成してその先端部に圧着端子を圧着接続し、前記圧着端子を前記被取付部位に対して前記インバータ回路基板と共にネジで共締めすることを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機のアース接続構造。
【請求項３】
前記インバータ収容部は、作動流体を前記圧縮機構部に導く吸入経路が内部に形成されたハウジングの外側に設けられ、前記インバータ回路基板は、前記インバータ駆動回路のスイッチング素子をモジュール化した駆動回路モジュールを前記インバータ収容部の前記吸入経路との間を隔てる隔壁の設置面に密接させて取り付けられ、前記シールド線は、前記インバータ回路基板の前記駆動回路モジュールが取り付けられている面と反対側に共締めされていることを特徴とする請求項１又は２記載の電動圧縮機のアース接続構造。
【請求項４】
前記インバータ回路基板の前記被取付部位に取り付ける部分には、前記インバータ駆動回路の接地パターンが施されており、前記ネジによる前記被取付部位への共締めにより、前記インバータ回路基板の接地も同時に行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動圧縮機のアース接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構と電動機とが内蔵されているハウジングの外周にインバータ装置が一体に組み付けられて構成される電動圧縮機のアース接続構造に関し、特にインバータ駆動回路の電源入力側に接続される電源ケーブルとしてのシールド線の接地構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される空調装置用圧縮機として、インバータ装置が一体に組み込まれたインバータ一体型電動圧縮機が提案されている（特許文献１，２等参照）。このインバータ一体型電動圧縮機は、電動機と圧縮機構とが内蔵されるハウジングの外周にインバータ収容部を設け、その内部に高電圧電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動機に給電するインバータ装置を組み込み、このインバータ装置により電動機の回転速度を可変制御するようにしている。
このようなインバータ装置は、インバータ駆動回路のスイッチング素子をモジュール化した駆動回路モジュール等が配置されたインバータ回路基板をインバータ収容部の所定位置にネジ止め等によって設置されており、インバータ駆動回路の電源入力側（一次側）には外部の高電圧電源から電力を供給するための電源ケーブルが接続されている。
通常、この電源ケーブルは、芯線の周囲を導電性被膜からなる編組状の導電性シールド材（編組導体）で被覆したシールド線が用いられ、高電圧電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する際に生じるノイズの影響をこの導電性シールド材によって抑えるようにしている。このため、シールド線の導電性シールド材は、浮遊電圧による影響を抑えるために接地する必要があり、従来においては、例えば、特許文献３に示されるように、ハウジングに対して筐体接地（フレームグランド）するようにしている。
この特許文献３に示される構成は、シールド線を用いた電源ケーブルのコネクタ構造に関するもので、コネクタを圧縮機ハウジングに装着することで、電源ケーブルの接続と同時にシールド線と圧縮機ハウジングとを導通接続するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３６７５３
【特許文献２】特開２００７−１６２６６１
【特許文献３】特開２００３−２３９８６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成においては、コネクタ自体の部品点数が多く、構造が複雑になるため、コネクタ組み付け時の作業性が悪くなるという不都合がある。また、圧縮機のハウジングのコネクタ装着部分に大きなスペースが必要となり、圧縮機の小型化が図りにくくなるという不都合がある。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造にて電源ケーブルの接地を行い、部品点数の増加を抑えると共に、作業性の悪化を回避することが可能な電動圧縮機のアース接続構造を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明に係る電動圧縮機のアース接続構造は、ハウジング内に圧縮機構部とこの圧縮機構部を駆動する電動機とを備え、前記ハウジングに前記電動機を作動させるインバータ装置が設けられた電動圧縮機のアース接続構造であって、前記インバータ装置は、前記ハウジングに形成されたインバータ収容部にインバータ駆動回路が搭載されたインバータ回路基板を装着して構成され、前記インバータ駆動回路の電源入力側に接続される電源ケーブルをシールド線によって構成し、このシールド線の芯線の周囲を絶縁体を介して被覆する導電性シールド材を前記インバータ収容部に設けられた基板設置用の被取付部位に対して前記インバータ回路基板と共にネジで共締めすることで前記ハウジングに筐体接地したことを特徴としている。
したがって、電源ケーブルとして用いられるシールド線の導電性シールド材をインバータ回路基板をインバータ収容部に固定するための被取付部位に対してインバータ回路基板と共にネジで共締めするようにしたので、シールド線を接地するためのコネクタ装着部分を新たに設ける必要がなく、既存の構造が利用可能となる。
具体的には、前記シールド用導体を電線状に撚り合わせてシールド撚り線を形成し、その先端部に圧着端子を圧着接続し、この圧着端子を被取付部位に対して前記インバータ回路基板と共にネジで共締めするとよい。
特に、インバータ収容部が、作動流体を圧縮機構部に導く吸入経路が内部に形成されたハウジングの外側に設けられ、インバータ回路基板が、前記インバータ駆動回路のスイッチング素子をモジュール化した駆動回路モジュールを前記インバータ収容部の前記吸入経路との間を隔てる隔壁の設置面に密接させて取り付けられる場合には、前記シールド線は、前記インバータ回路基板の前記駆動回路モジュールが取り付けられている面の反対側に共締めされることが望ましい。
これは、シールド線がインバータ回路基板の駆動回路モジュールが取り付けられている面と同じ側で共締めされると、共締めされるコネクタの厚み分だけ駆動回路モジュールがこれを設置する設置面から浮いてしまい、設置面に密着させることで行われていた駆動回路モジュールの冷却が損なわれるためである。
また、インバータ回路基板の固定用孔に取り付ける部分にインバータ駆動回路の接地パターンが施されている場合には、前記ネジによる被取付部位への共締めにより、インバータ回路基板の接地も同時に行うようにしてもよい。
このような構成によれば、インバータ回路基板の設置もシールド線の接地も同じネジにより同時に行うことが可能となり、設置場所を分散させなくて済むため、インバータ回路基板の収容スペースを大きくする必要がなくなり、また、接地作業も容易となる。
【発明の効果】
【０００６】
以上述べたように、本発明によれば、インバータ装置のインバータ駆動回路の電源入力側（一次側）に接続される電源ケーブルをシールド線によって構成し、このシールド線の芯線の周囲を被覆する導電性シールド材をインバータ回路基板をインバータ収容部に固定するための被取付箇所に対してインバータ回路基板と共にネジで共締めして筐体接地するようにしたので、簡易な構造にて電源ケーブルの接地を行うことができ、部品点数の増加を抑えると共に設置作業を容易に行うことが可能となる。また、導電性シールド材を接地するにあたり、新たな部品を用意する必要がなくなると共に、接地するためのコネクタ装着部分を新たに設ける必要もなくなる。
また、インバータ回路基板が、インバータ駆動回路のスイッチング素子をモジュール化した駆動回路モジュールをインバータ収容部の吸入経路との間を隔てる隔壁の設置面に密接させて取り付けられている場合には、シールド線を、インバータ回路基板の駆動回路モジュールが取り付けられている面の反対側に共締めするようにすれば、駆動回路モジュールの冷却を損なうこともなくなる。
さらに、インバータ回路基板の固定用孔にインバータ駆動回路の接地パターンが施されている場合には、ネジにより、前記インバータ回路基板の接地も同時に行うようにすることで、電源ケーブルのシールド線の接地とインバータ回路基板の接地とを同じネジにより同時に行うことが可能となり、接地作業が容易になると共に、接地場所が分散することがなくなるため、インバータ回路基板の収容スペースを大きく確保する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明に係る電動圧縮機の全体構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、電動圧縮機のインバータ収容部に取り付けられる各部品を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、電動圧縮機の電動機及びインバータを収容するハウジング部分を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図４】図４は、インバータ回路基板を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその側面図である。
【図５】図５は、電動圧縮機のインバータ回路基板を取り付ける圧縮機のインバータ収容部を示す平面図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）はシールド線を取り付ける端子部分の周辺を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１において、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適した電動圧縮機１が示されている。この電動圧縮機１は、アルミ合金で構成されたハウジング２内に、図中左方において圧縮機構３を配設し、また、図中右側において圧縮機構を駆動する電動機４とを配設している。尚、図１では、図中右側を圧縮機の前方、図中左側を圧縮機の後方としている。
【００１０】
ハウジング２の内部には、その中程に固定された軸支部材としてのブロック部材５とハウジング２の前壁部２ａとにベアリング６，７を介して回転可能に支持された駆動軸８が設けられている。このブロック部材５によりハウジング２の内部が圧縮機構３を収納する圧縮機構収容部９ａと電動機４を収納する電動機収容部９ｂとに画成されている。
【００１１】
圧縮機構３は、固定スクロール部材１０と可動スクロール部材１１とを有するスクロールタイプのものが用いられており、固定スクロール部材１０は、ハウジング２の後部内側において固定された円板状の基板１０ａと、この基板１０ａから前方に向かって延設された渦巻状の固定渦巻壁１０ｂとから構成されている。
また、可動スクロール部材１１は、固定スクロール部材１０の前方側に対向配置されているもので、円板状の基板１１ａと、この基板１１ａから後方に向かって立設された渦巻状の可動渦巻壁１１ｂとから構成され、駆動軸８の後端部に設けられた偏心軸８ａにブッシュ１２及びベアリング１３を介して支持されている。尚、１９は、駆動軸８の後端部に設けられるバランスウエイトである。
【００１２】
固定スクロール部材１０と可動スクロール部材１１とは、それぞれの渦巻壁１０ｂ、１１ｂをもって互いに噛み合わされており、それぞれの渦巻壁１０ｂ、１１ｂの先端が相手のスクロール部材の基板１０ａ，１１ａに当接されており、したがって、固定スクロール部材１０の基板１０ａおよび固定渦巻壁１０ｂと、可動スクロール部材１１の基板１１ａおよび可動渦巻壁１１ｂとによって囲まれた空間に圧縮室１５が画成されている。
【００１３】
また、固定スクロール部材１０の外周縁とブロック部材５の後方に延びる外周壁５ａとは付き合わされてピン１６によって位置決めされており、可動スクロール部材１１の外周縁に形成された前方へ延びる外周壁１１ｃとブロック部材５の内側に形成された環状段部５ｂとは、スラスト板１７を介して突き合わされている。さらに、可動スクロール部材１１とブロック部材５との間には可動スクロール部材１１の自転を防止するオルダムリング１８が配設されている。
【００１４】
ブロック部材５の外周壁５ａと可動スクロール部材１１の可動渦巻壁１１ｂの最外周部との間には、後述する吸入口２９から吸入経路３９を介して導入された冷媒を圧縮室１５に吸入する吸入室２０が形成され、また、ハウジング内の固定スクロール部材１０の後方には、圧縮室１５で圧縮された冷媒ガスが固定スクロール部材１０の略中央に形成された吐出孔２１を介して吐出される吐出室２２がハウジング２の後壁部２ｂとの間に画成されている。この吐出室２２に吐出された冷媒ガスは、吐出口２４から図示しない外部冷媒回路へ圧送されるようになっている。
【００１５】
これに対して、ハウジング２内のブロック部材５より前方に形成された電動機収容部９ｂには、電動機４を構成するステータ２５とロータ２８とが設けられている。ステータ２５は、円筒状をなす鉄心２６とこれに巻回されたコイル２７とで構成され、ハウジング２の内面に固定されている。また、ロータ２８は、前記駆動軸８に固装されると共に、ステータ２５の内側において回転可能に収容されたマグネットにより構成され、ステータ２５によって形成される回転磁力により回転されるようになっている。
【００１６】
そして、電動機収容部９ｂに臨むハウジング２の側面には、冷媒ガスを吸入する吸入口２９が形成され、ステータ２５とハウジング２との間の隙間や、図示しないブロック部材５とハウジング２との間、及び固定スクロール部材１０とハウジング２との間に形成される隙間を介して、吸入口２９から電動機収容部９ｂに流入した冷媒を前記吸入室２０に導く吸入経路３９が構成されている。
【００１７】
したがって、電動機４が回転して駆動軸８が回転すると、圧縮機構３において、可動スクロール部材１１が偏心軸８ａにより駆動されるので、可動スクロール部材１１は、固定スクロール部材１０の軸心の周りを公転する。この際、可動スクロール部材１１は、オルダムリング１８からなる自転阻止機構によって自転が阻止されるので、公転運動のみが許容される。
【００１８】
この可動スクロール部材１１の公転運動により、圧縮室１５が両スクロール部材の渦巻壁１０ｂ、１１ｂの外周側から中心側へ容積を徐々に小さくしつつ移動するので、吸入室２０から圧縮室１５に吸入された冷媒ガスは圧縮され、この圧縮された冷媒ガスは固定スクロール部材１０の基板１０ａに形成された吐出孔２１を介して吐出室２２に吐出し、吐出口２４を介して外部冷媒回路へ送出される。
【００１９】
このような電動圧縮機１には、図２にも示されるように、電動機４の給電制御をおこなうためのインバータ駆動回路３０を搭載したインバータ回路基板３１がハウジング２の前方寄りの外表面、即ち、電動機４を収容した部分の上方外表面に形成されたインバータ収容部３２に収容されている。
【００２０】
このインバータ収容部３２は、ハウジング２の外周壁に形成された収容凹部３３にオーリング３４を介して蓋体３５をネジ３６で取り付けることにより構成されるもので、図３にも示されるように、収容凹部３３の四隅にはインバータ回路基板３１を固定するためのボス部（被取付部位）３７が形成され、そこにネジ穴からなる固定用孔３８が穿設されている。また、ハウジング２のインバータ収容部３２と電動機４を収容する電動機収容部９ｂとの間を仕切る隔壁４０のインバータ収容部３２に望む部位には、後述する駆動回路モジュール５４を当接する設置面４１が形成されている。
【００２１】
図４にも示されるように、インバータ駆動回路３０には、ケーブル４２を介してコネクタ４３が一体に接続され、また、電動機４のステータ２５にも、ケーブル４４を介してコネクタ４５が一体に形成されている。インバータ駆動回路３０は、ハウジング２のインバータ収容部３２の後部において隔壁４０に設けられたターミナル（気密端子）４６に上方から前記コネクタ４３を接続し、また、電動機４のステータ２５は、前記ターミナル４６に隔壁４０の下方から前記コネクタ４５を接続し、インバータ駆動回路３０とステータ２５とをターミナル４６を介して電気的に接続し、電動機４に対して駆動電流を供給するようにしている。
【００２２】
このインバータ駆動回路３０は、外部から供給される直流電力を多相交流電力に変換して前記電動機４に供給すると共に、外部からの制御信号に基づき、電動機４の回転速度を制御するようにしているもので、インバータ回路基板３１の裏面、即ち、前記隔壁４０と対峙させる面には、インバータ駆動回路３０のスイッチング素子をモジュール化した駆動回路モジュール５４が固定されている。この駆動回路モジュール５４は、発熱素子が集積されているため、前記隔壁４０に形成された設置面４１に対してグリスを介して密着し、前記吸入経路３９を流れる冷媒によって冷却するようにしている。
【００２３】
また、インバータ駆動回路３０の動作用電圧を供給する電圧線と外部で生成された電動機の要求回転数に関する信号を入力する制御線とを一体にした制御系ケーブル４７と、電動機駆動用の電源を供給する電源ケーブル４８とをインバータ収容部３２を画成するハウジング２の側壁に形成されたケーブル挿通孔４９，５０を介してインバータ収容部３２に導入し、制御系ケーブル４７にあっては、その先端に設けられたコネクタ５１をインバータ回路基板３１に設けられたコネクタ受け５２に接続し、電源ケーブル４８にあっては、その芯線をインバータ回路基板３１に設けられた電源接続コネクタ５３にネジ５６により接続している。
【００２４】
このインバータ回路基板３１に設けられた電源接続コネクタ５３は、インバータ収容部３２においてインバータ回路基板３１を固定するためのボス部３７の近傍に設けられているもので、この例では、図５にも示されるように、インバータ収容部３２の後端側のケーブル挿通孔５０から離れた側に設けられている。
【００２５】
電源ケーブル４８は、直流２線のシールド線４８ａ，４８ｂで構成されている。それぞれのシールド線４８ａ，４８ｂは、電力を供給する芯線の周囲を絶縁内被（絶縁体）を介して編組導体からなる導電性シールド材４８ｃで覆い、さらにその周囲を絶縁外被（絶縁体）で覆うようにしているそれ自体公知のもので、プラス極を構成するシールド線４８ａとマイナス極を構成するシールド線４８ｂは、それぞれの導電性シールド材４８ｃを電線状に撚り合わせて一本の分岐線を形成している。また、それぞれのシールド線４８ａ，４８ｂの芯線と分岐線としての導電性シールド材４８ｃの先端部には、圧着端子５５ａ，５５ｂ，５５ｃが圧着接続されている。
【００２６】
そして、芯線に接続された圧着端子５５ａ，５５ｂにあっては、電源接続コネクタ５３にネジ５６によって締結され、導電性シールド材４８ｃに接続された圧着端子５５ｃにあっては、インバータ回路基板３１を固定するネジ５９により、インバータ回路基板３１と共にボス部３７の固定用孔３８に共締めされている。
【００２７】
インバータ回路基板３１には、その四隅にネジ５９を挿通させるねじ挿通孔５７が形成され、また、電源ケーブル４８の導電性シールド材（分岐線）４８ｃの圧着端子５５ｃを取り付けるねじ挿通孔５７の周縁にかけてインバータ駆動回路３０の接地パターン５８が施されている。このため、導電性シールド材（分岐線）４８ｃの先端に設けられた圧着端子５５ｃは、インバータ回路基板３１の上から接地パターン５８を覆うようにねじ挿通孔５７の周縁に配置され、この圧着端子５５ｃ及びねじ挿通孔５７を通してボス部３７の固定用孔３８に螺合されるネジ５９により接地パターン５８に押し付けられている。
【００２８】
したがって、インバータ回路基板３１の接地パターン５８はネジ５９によってボス部３７を介してハウジング２と電気的に接続され、また、電源ケーブル４８の導電性シールド材（分岐線）４８ｃもネジ５９によってボス部３７を介してハウジング２と電気的に接続され、インバータ回路基板３１と電源ケーブル４８の導電性シールド材４８ｃとは、共に同じねじ５９によって筐体接地されている。
【００２９】
よって、上述の構成によれば、電源ケーブル４８を構成するシールド線４８ａ，４８ｂの導電性シールド材４８ｃが、インバータ回路基板３１を取り付けるねじ５９によって、インバータ回路基板３１と共に共締めされるので、インバータ回路基板３１の取付と同時に導電性シールド材４８ｃの接地を行うことが可能となり、取付作業の簡素化を図ることが可能となる。また、電源ケーブル４８の導電性シールド材４８ｃの接地のために格別に接地場所を設ける必要がないため、インバータ収容部３２の構造の簡素化、インバータ収容部３２の小型化を図ることが可能となる。
【００３０】
さらに、上述の構成においては、インバータ回路基板３１の接地も導電性シールド材４８ｃの接地に利用したネジ５９により同時に行われるので、設置場所を分散させなくて済み、この点からもインバータ回路基板３１の収容スペースの小型化、接地作業の簡易化を図ることが可能となる。
【００３１】
さらにまた、上述の構成においては、電源ケーブル４８のシールド線４８ａ，４８ｂの接地を導電性シールド材４８ｃの先端に設けられた圧着端子５５ｃをインバータ回路基板３１の駆動回路モジュール５４が設けられている側と反対側において、インバータ回路基板３１と共にねじ止めしているので（ボス部３７、インバータ回路基板３１、圧着端子５５ｃ、ネジ５９の順となるようにしているので）、インバータ回路基板３１の隔壁４０からの距離、即ち、駆動回路モジュール５４の設置面４１からの距離が導電性シールド材４８ｃのインバータ回路基板３１との共締めによって変更されることがなく、駆動回路モジュール５４が設置面４１から離れて冷却されにくくなる不都合がなくなる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電動圧縮機
２  ハウジング
４  電動機
３０  インバータ駆動回路
３１  インバータ回路基板
３２  インバータ収容部
３８  ネジ孔
４１  設置面
４８  電源ケーブル
４８ｃ  導電性シールド材
５４  駆動回路モジュール
５５ｃ  圧着端子
５８  接地パターン
５９  ネジ
【図１】
2011236858.tif 000003
【図２】
2011236858.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011236858.tif 000006
【図５】
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