(57)【要約】【目的】簡単な構成でシールド電線の接地が可能な気密端子を得る。【構成】導電端子ユニット１は金属板４に導電端子ピン５を気密に絶縁固定された導電端子２と、導電端子ピン５に接続されたシールド線３を有している。導電端子ピン５とシールド線の芯線３Ａとの接続部には導電性のカバー７が被せられている。カバー７内部には導電端子ピン５とシールド線の芯線３Ａとの接続部を覆うように電気絶縁性充填材８が充填されている。またシールド線のシールド３Ｃを覆うように導電性充填剤９が充填されている。導電端子ユニット１は金属板４を電動圧縮機の金属ハウジングに取付けられる。【効果】充電部を電気絶縁性充填材により覆うことで水などの浸入による絶縁不良を防ぐことができ、シールドは導電性充填材と金属板を介して接地することができる。【選択図】　　　　図２
2004103272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板に穿たれた複数の孔にそれぞれ挿通された導電端子ピンを気密に絶縁固定した気密端子を有し、
それぞれの導電端子ピンの一端には金属製のシールドを有するシールド線の芯線が接続固定され、
この接続部を充填材で覆い水などの浸入を防ぐ構造とされた気密端子ユニットにおいて、
前記接続部を電気絶縁性充填材で覆うとともに、
導電性充填材によって前記シールドと金属板とを電気的に接続していることを特徴とする気密端子ユニット。
【請求項２】
導電端子ピンとシールド線との接続部を導電性のカバーで覆い、
このカバー内部に充填された電気絶縁性充填材が接続部を覆うとともに導電性充填材がシールドと金属板とを接続していることを特徴とする請求項１に記載の気密端子ユニット。
【請求項３】
シールドと金属板とは導電性充填材及びカバーを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の気密端子ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は例えば密閉容器内の電動機で圧縮機を駆動するいわゆる密閉形や半密閉形の電動圧縮機に使用される気密端子と接続電線を組み合わせた気密端子ユニットに関するものであり、特にノイズ対策のための配線作業を容易にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から密閉容器の気密状態を維持したまま内部と外部を導電的に接続する手段として気密端子が広く使用されている。この気密端子は金属板に穿たれた貫通孔に挿通された導電端子ピンをガラスなどの絶縁材料によって気密に固定しており、密閉容器に穿たれた孔にこの気密端子を取りつけることで密閉容器の内外を導電端子ピンによって電気的に接続することができる。この気密端子によって密閉容器内の電動機に外部からの電力を供給することができる。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１８３２８２号公報
【０００４】
近年、電気自動車や燃料電池自動車のように電動機で駆動される自動車が実用化に移ろうとしている。このような電気駆動型の自動車においてはカーエアコン用の冷媒圧縮機も従来とは駆動方式が違ってくる。つまり従来のようにいわゆるエンジンを持った自動車ではエンジンの回転力を機械的に圧縮機に伝えて駆動するいわゆる開放型の冷媒圧縮機が使用されてきた。このような駆動方式においてはエンジンの駆動力を伝える時の損失は少ないものの、エンジン回転数の増減に圧縮機の回転数が連動するので、圧縮機の回転数を増減させることによる冷房能力の調整は困難であり、複雑な機構を持った可変容量型の冷媒圧縮機を使用する必要がある。
【０００５】
これに対して電気駆動型の自動車においては電動圧縮機を使用することにより走行系とは独立して圧縮機を駆動することが容易になる。そのため可変容量型のような複雑な機構の冷媒圧縮機を用いないでも圧縮機の回転数の制御で冷房能力の調整ができるようになる。また電気駆動型の自動車においては一台の大型モーターの駆動力を使うのではなく、各車軸や車輪に独立した電動機を配置して駆動力の配分を最適化するものもあり、従来の様に走行系の駆動力を共有すること自体も困難であることからも電動圧縮機が使用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような電動圧縮機においては冷媒の漏洩を防ぐために電動機を圧縮機容器内に収納した密閉形または半密閉形の電動圧縮機が使用される。例えば密閉型電動圧縮機は家庭用のエアコンなどで使用されているのと同様のものを使用することができる。しかしこれらの電動圧縮機で使用される電動機は交流電源で使用される誘導電動機であり、これを単純に直流電動機に置き替えることは難しい。そして電気自動車などにおいては駆動用電源はバッテリーなどの直流電源であることから、このような交流電動機を駆動するにはインパータ制御回路による回転制御が必要とされる。
【０００７】
しかしこのインバータ制御回路がスイッチング動作を行うことから給電経路が電気的ノイズの発生源となる。特にインバータ回路から給電用の電線が長く延びていると、この電線がアンテナの役目を果たすので、車内や周囲のラジオなどに雑音が混じったり、場合によっては他の制御回路に影響を及ぼす可能性がある。そこで電動機への給電用電線にいわゆるシールド線を使用してこのシールドを接地することによってノイズの発生を防ぐ必要がある。
【０００８】
またこの電動圧縮機は自動車のエンジンルームに配置されることから端子部分は防水構造とすることが求められる。通常は気密構造を持つコネクタで接続を行ったり、電線を導電端子ピンに接続した後に電気絶縁性の充填材などで端子などの充電部を覆うことでこれら充電部への水の侵入を防いでいる。しかしコネクタによる接続の場合にはシールドを接地させるための構造が必要となるので、コネクタは汎用品が使用できず特殊なものとなり構造が複雑で大型になり取扱いが難しくなる。また充電部を電気絶縁性の充填材で覆う場合には、シールドを接地するためにそれぞれを接地部分に直接または端子などを使用して接続する必要がある。またノイズの漏洩を抑えるためにはシールド線を使用することはもちろん、その端部までを覆う必要が生ずる場合もある。
【０００９】
そのため従来の密閉型電動圧縮機などにおけるコネクタの接続構造ではシールドの接地構造や接続部の防水構造を得ることが難しく、また接続部の構造の大型化や複雑化を招き製造や取扱いが困難になると言う問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の気密端子ユニットにおいては、金属板に穿たれた複数の孔にそれぞれ挿通された導電端子ピンを気密に絶縁固定した気密端子を有し、それぞれの導電端子ピンの一端には金属製のシールドを有するシールド線の芯線が接続固定され、この接続部を充填材で覆い水などの浸入を防ぐ構造とされた気密端子ユニットであり、前記接続部を電気絶縁性充填材で覆うとともに、導電性充填材によって前記シールドと金属板とを電気的に接続していることを特徴としている。本発明によればシールド線のシールドを金属板へ接続することが構造上も作業上も容易になり、したがってシールドの接地が容易になる。
【００１１】
また本発明の他の特徴は、導電端子ピンとシールド線との接続部を導電性のカバーで覆い、このカバー内部に充填された電気絶縁性充填材が接続部を覆うとともに導電性充填材がシールドと金属板とを接続していることにある。本発明によればシールドで覆われていない接続部を導電性のカバーで覆うことにより、接続部からのノイズの漏洩を抑える事ができる。
【００１２】
さらに本発明の他の特徴は、シールドと金属板とは導電性充填材及びカバーを介して電気的に接続されていることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図１及び図２を参照しながら説明する。この気密端子ユニット１は、例えば半密閉形の電動圧縮機に使用されるものであり、密閉容器にネジ留めなどの方法で固定されるものである。この気密端子ユニット１は気密端子２とこの気密端子に接続された３本のリード線３を有している。この気密端子２は金属板４と導電端子ピン５を有しており、金属板４に設けられた３箇所の貫通孔４Ａにそれぞれの前記導電端子ピンがガラスなどの電気絶縁材料６によって気密に封着固定されている。本実施例の貫通孔４Ａは後述する充填材が充填されない側においては、充電部である各導電端子ピンと金属板４との沿面距離を得るために直径を広げられている。
【００１４】
それぞれの導電端子ピン５の一端には前述したリード線３が接続固定されている。このリード線３はいわゆるシールド線であり、図３に断面図を示すように中央の芯線３Ａの周りに内部絶縁層３Ｂがあり、さらに内部絶縁層を導電性の網や箔状のシールド３Ｃが覆い、最外周を外部絶縁体３Ｄが覆っている。芯線３Ａとシールド３Ｃとの間には内部絶縁層３Ｂ上に所定値以上の沿面距離を設けられるとともに後述の電気絶縁性充填材によって両者の電気絶縁が図られる。また本実施例では撚り線状の芯線３Ａは固定金具３Ｅでまとめられており、この固定金具３Ｅを導電端子ピン５に溶接することでそれぞれのリード線３は各導電端子ピンに接続固定されている。
【００１５】
導電端子ピンとリード線の接続部には、これを覆う様に導電性のカバー７が配置されている。このカバー７はリード線の挿入方向を除く３方を金属板４の表面にほぼ密着されており、実施例のカバー７は金属製であり溶接などの方法によって固定され電気的にも金属板に接続されている。このように導電性のカバーでリード線端部を覆うことにより、シールドが取り除かれた芯線先端部まで完全に導電体で覆われる。
【００１６】
本実施例においてはこのカバー７の内部には特性の違う２種類の充填材が充填されている。まず第１の充填材として各導電端子ピンとリード線の接続部にはこれらを覆う様に電気絶縁性充填材８が充填されている。この電気絶縁性充填材８はその体積固有抵抗値が１０１２Ω・ｃｍ以上あるいわゆる絶縁体であり、例えばエポキシ充填材等が使用される。この電気絶縁性充填材８が電力供給部である導電端子ピン５及びリード線３の芯線３Ａを覆い、この芯線３Ａが金属性のカバー７や気密端子２の金属板２に対して実質的に充分な絶縁距離となるようにされている。
【００１７】
電気絶縁性充填材８はリード線３の内部絶縁層３Ｂの端面から所定の距離までを覆うように充填されている。このように給電部を電気絶縁性充填材で覆うことで周囲の導電体との絶縁距離を取るとともに給電部への水や汚れの侵入を防ぐことができる。さらに電気絶縁性充填材８のカバー開口部側表面を覆うように導電性充填材９が充填されている。この導電性充填材９は例えばエポキシ樹脂に導電体である銀やカーボンなどのバインダを分散配合されたものであり、その体積固有抵抗値が１０−０Ω・ｃｍ以下の良導体である。この導電性充填材９は前述の電気絶縁性充填材８によってリード線３の芯線３Ａや気密端子２の導電端子ピン５などの充電部とは接触しないことはもちろんこれらに対する絶縁距離が充分に保たれている。導電性充填材９を充填された部分においては、それぞれのリード線３は外部絶縁体３Ｄの下のシールド３Ｃが導電性充填材９と接触するようにされており、それぞれのシールド３Ｃは導電性充填材９を介して互いに電気的に接続されるとともに、金属性のケース７や金属板と電気的に接続される。そのため、気密端子ユニット１を取付対象となる圧縮機などの金属部分に取り付けることによって、シールド３Ｃの接地が容易になる。また実施例では金属製のカバー７も金属板を通じてシールド３Ｃと共に接地されることで、シールドの無い接続部を接地された導電材料で覆うことができ、この部分からのノイズの漏洩を防ぐことができる。
【００１８】
次に図５及び図６を参照しながらこの気密端子ユニット１の電動圧縮機への取り付けについて説明する。図５は気密端子ユニット１が取り付けられた冷媒用電動圧縮機の一例であり、図６はその電動圧縮機への気密端子取付部を示す拡大断面図である。半密閉型電動圧縮機５１は金属製、例えばアルミニウム製のハウジング５２の内部に電動機とこの電動機によって駆動される圧縮機が配置されており、例えば自動車に搭載される場合にはボディに取り付けることでハウジングの固定と接地位置への電気的接続を同時に行われる。ハウジング５２内は圧縮機などの収納スペースであると同時に冷媒の通路にもなっており、図示しない熱交換器から吸入管５３を介してハウジング内に流入した冷媒は、圧縮機で圧縮された後、電動機などと熱交換して吐出官５４から再び図示しない熱交換器へと送られる。気密端子ユニット１はハウジング内部の電動機へ電力を供給するものであり、ハウジング５２端子取付位置５２Ａに設けられた貫通孔５２Ｂに密着固定される。固定ネジ５５は金属板４の両端近傍に設けられた取付孔４Ｂに挿通されてハウジング５２に螺合されており、気密端子ユニットの金属板４とハウジング５２との間にはリング状のパッキン５６が配設されて開口部の気密を保っている。
【００１９】
気密端子ユニット１の導電端子ピン５のハウジング内部側にはそれぞれに電動機に接続するための導電線５７が接続され、導電端子ピンの外部側は前述したようにリード線３と接続されることで図示しないインバータユニットと接続され電動機に給電可能とされる。また気密端子ユニット１の金属板４はハウジング５２と接触することによって電気的にも接続されており、ハウジング５２を前述したように接地構造としておくことにより金属板４も接地される。そのため前述したように金属板４に対して導電性充填材９で電気的に接続されたそれぞれのリード線３のシールド３Ｃ、及び金属板４に接続固定された金属製のカバー７もそれぞれ接地される。こうしてリード線の芯線３Ａ及びこの芯線と導電端子ピン５の接続部をシールド３Ｃとカバー７で覆うことができ、このシールドとカバーを接地することによりこの給電部からのノイズの漏洩を抑える事ができる。
【００２０】
そのため電動圧縮機の駆動電源にインバータ回路を使用しても周囲の制御機器への影響はもちろん、ラジオ等への雑音もなくすことができる。このように本実施例によれば防水構造とシールド電線のシールドの接地構造を容易且つ確実に得ることができ、小型の気密端子ユニットを得ることができる。また本実施例ではカバーとして導電性の有る金属製のものを使用した例について述べたが、接続部からのノイズの漏洩が大きくない場合にはカバーをプラスチックスなどの絶縁性部材とすることができる。このようにカバーを絶縁物とした場合にもシールドと金属板との間は導電性充填材によって電気的に接続されているので、シールドを接地することができることは言うまでも無い。
【００２１】
次に図７及び図８を参照しながら本発明の他の実施例について説明する。この図７は実施例の気密端子ユニット１１の縦断面図であり、図８にはそのＡ−Ａ断面矢視図を示す。この気密端子ユニット１１は気密端子１２とこの気密端子に接続された３本のリード線１３を有している。気密端子１２は金属板１２Ａに穿たれた貫通孔に挿通されガラス等の電気絶縁性充填材１４やガイシ１５で気密に絶縁固定された導電端子ピン１６からなる。実施例においては金属板１２Ａの片面には金属製のフランジ１２Ｂが溶接などの方法で取り付けられている。金属板１２Ａの周縁部には後述するカバーの位置を決めやすいように段差１２Ｃが設けられており、この段差１２Ｃとフランジ１２Ｂとの間には、気密端子ユニットの後述する取付において取付部分との気密を保つためのリング状のパッキン１７が配設されている。
【００２２】
気密端子１２に配設されたそれぞれの導電端子ピン１６の一端には、前述のリード線３と同様の構造を持ったリード線１３の芯線１３Ａが接続固定されている。芯線１３Ａは前述の例と同様に固定金具１３Ｅによって纏められるとともに、この固定金具１３Ｅを介して溶接などの方法で導電的に固着されている。この導電端子ピンとリード線との接続部を覆う円筒型の導電性カバー１８が配置されており、カバー１８の端部は金属板１２Ａの段差１２Ｃの内側に密着して収まる様にされている。また本実施例においてはカバー１８は金属製とされ、金属板１２Ａに溶接などの方法で導電的に接続固定されている。
【００２３】
このカバー１８内部の図示下方には電気絶縁性充填材１９が充填され、導電端子ピン１６と各リード線１３先端の接続部分を覆っている。この電気絶縁性充填材１９によって上述の充電部を導電体である金属板１２Ａやカバー１８から電気的に充分に離すとともに水の浸入を防いでいる。
【００２４】
さらに電気絶縁性充填材１９の上から導電性充填材２０が充填され、リード線１３のシールド１３Ｃを覆っている。こうしてシールド１３Ｃは導電性充填材２０及び金属性のカバー１８を介して前述の例と同様に金属板１２Ｃに電気的に接続される。またリード線１３にシールド線を使用するとともに、シールドの無い導電端子ピンとリード線との接続部分を金属性のカバー１８によって覆いシールドとカバーを接地することによって、リード線の芯線からのノイズが外部へ漏れることを抑える事ができる。
【００２５】
次にこの実施例の気密端子ユニット１１の取付けについて図９を参照して説明する。図９は冷媒用圧縮機のハウジング６１の部分拡大断面図であり、ハウジング６１に穿たれた貫通孔６１Ａに気密端子ユニット１１が固定されている。貫通孔６１Ａにはハウジング６１の外側から挿入された気密端子ユニット１１が当接するように段差６１Ｂが設けられており、気密端子ユニット１１はフランジ１２Ｂがここに当たることによって位置が決められる。また気密端子ユニットのパッキン１７が挿入部分である貫通孔の壁面と密着することにより取付部分の気密が確保される。
【００２６】
実施例では貫通孔６１Ａに配置された気密端子ユニット１１は金属性の保持具６２によって保持固定される。この保持具６２は気密端子ユニットのカバー１８を挿通する孔を有するとともに金属板１２Ａと当接する構造とされており、両端部に設けられた取付穴に固定ネジ６３を挿通し、この固定ネジ６３をハウジングの固定部６１Ｃに螺合することにより気密端子ユニットは貫通孔６１Ａの段差６１Ｂに押し付けられるようになっている。
【００２７】
こうして固定された気密端子ユニット１１の導電端子ピン１６のハウジング内側端部には電動機巻線と接続するための導電線６４が接続されており、リード線１３の芯線１３Ａを介して図示しない給電部であるインバータ回路に接続されている。またリード線のシールド１３Ｃは導電性充填材２０及び金属性のカバー１８を介して金属板１２Ｃに電気的に接続され、さらに金属性の保持具６２を介して電動圧縮機のハウジング６１に接続される。電動圧縮機を前述したように自動車に搭載する場合にはハウジングは電気的に接地されるため、シールド１３Ｃもまた確実に接地される。またシールド１３Ｃに覆われていない芯線１３Ａと導電端子ピン１６との接続部もその周囲をカバー１８と導電性充填材２０で覆われるので、リード線の芯線からのノイズが外部へ漏れることを確実に抑える事ができる。
【００２８】
なお、上述した各実施例においてはカバーを金属製としたものを例について述べたが、導電性が充分にあり密閉端子の金属板に対する固定ができれば導電性樹脂などを使用してもよいことは言うまでも無い。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の気密端子ユニットによれば簡単な方法でシールド線のシールドを接地することができる。そのため接地されているシールドと導電体によって、スイッチング動作を行うインバータ回路から発生する高周波ノイズの漏洩を抑え、周辺の電子機器の誤動作やラジオのノイズなどの発生を防ぐことができる。さらに導電性のカバーを使用することにより、シールドを除去しなければならない先端部も確実に導電体で覆いノイズの漏洩を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気密端子ユニットの一実施例を示す縦断面図
【図２】図１の気密端子ユニットの横断面図
【図３】本発明の気密端子ユニットに使用されるシールド線
【図４】図３のシールド線の断面図
【図５】本発明の気密端子ユニットが取付けられた半密閉型電動圧縮機の一例
【図６】図５の半密閉型電動圧縮機の気密端子ユニット取付部分を示す拡大断面図
【図７】本発明の気密端子ユニットにおける他の実施例を示す縦断面図
【図８】図７の気密端子ユニットのＡ−Ａ断面矢視図
【図９】図７の気密端子ユニットの半密閉型電動圧縮機への取付部分を示す拡大断面図
【符号の説明】
１、１１：気密端子ユニット
２、１２：気密端子
３、１３：リード線（シールド線）
３Ａ、１３Ａ：芯線
３Ｃ、１３Ｃ：シールド
４、１２Ａ：金属板
５、１６：導電端子ピン
７、１８：カバー
８、１９：電気絶縁性充填材
９、２０：導電性充填材
５１：半密閉型電動圧縮機
５２、６１：ハウジング
６２：保持具
【図１】
2004103272.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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