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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-014098 , eingereicht am 29. Januar, 2014, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Befestigungsstruktur für einen Kompressor, die benutzt wird, um den Kompressor an einem Befestigungszielelement zu befestigen.
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Eine Befestigungsstruktur für einen elektrischen Kompressor wird herkömmlicherweise in Patentliteratur 1 offenbart. Die Befestigungsstruktur wird verwendet, um einen elektrischen Kompressor, der ein Kältemittel komprimiert und das Kältemittel in eine Kühlkreislaufvorrichtung abgibt, an einer Brennkraftmaschine (d.h., einem Motor) zu befestigen, die eine Antriebskraft zum Fahren eines Fahrzeugs in einem Hybridfahrzeug ausgibt.
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Gemäß der Befestigungsstruktur für einen elektrischen Kompressor von Patentliteratur 1 ist ein Elektromotor des elektrischen Kompressors auf einer Baryzentrumseite des Motors als ein Kompressionsmechanismusteil lokalisiert und eine Kurbelwelle des Motors und eine Mittelachse des elektrischen Kompressors sind parallel zueinander. Somit kann eine an den Elektromotor angelegte Anregungskraft von dem Motor unterdrückt werden.
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Patentliteratur 1:
JP 2008-138685 A -
Gemäß Untersuchungen durch Erfinder der vorliegenden Offenbarung ist eine Schwingungskomponente, die eine Befestigungsoberfläche ohne weiteres dazu bringt, Geräusche zu erzeugen, jedoch eine Schwingungskomponente in einer Richtung senkrecht zu der Befestigungsoberfläche, die sich auf eine Schwingung der Befestigungsoberfläche eines Befestigungszielelements bezieht, an dem der Kompressor befestigt ist. Außerdem können Schwingungskomponenten in einer radialen Richtung, bei Betrachtung in einer axialen Richtung einer Drehmittelachse, sogar nicht in dem Kompressor sein, und die Schwingungskomponenten in der radialen Richtung können ohne weiteres eine Verteilung aufweisen.
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Beispielsweise wird in einem Fall, in dem ein Kompressor an einem Motor für ein Hybridfahrzeug befestigt ist, wie in Patentliteratur 1, eine Schwingung des Kompressors an die Befestigungsoberfläche des Motors zu übertragen, an welcher der Kompressor befestigt ist, wenn der Kompressor beispielsweise betrieben wird, während der Motor angehalten wird. In diesem Fall kann die Befestigungsoberfläche des Motors, an welcher der Kompressor befestigt ist, wie eine Membran arbeiten, und kann ein Auftreten von großen Geräuschen zur Folge haben.
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US 5 513 967 A beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen der Form von Spiralelementen für stationäre und bewegliche Spiraleinheiten eines Spiralverdichters, mit welchem ein Spalt zwischen den Spiralelementen in der Endstufe des Kompressionszyklus des Kältemittels, in dem das bewegliche Spiralelement bezüglich des stationären Spiralelements eine Umlaufbewegung ausführt, im wesentlichen auf Null reduziert werden kann.
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US 6 217 297 B1 bezieht sich auf einen Anbringungsaufbau eines elektrischen, motorgetriebenen Kompressors, welcher auf ein Hybridfahrzeug angewandt wird, welcher einen Verbrennungsmotor und einen elektrischen Motor zum Antrieb des Fahrzeugs aufweist. Da bei diesem Anbringungsaufbau der elektrische Motor näher an dem Zentrum der Gravitation positioniert ist, in welchem die Schwingung des Verbrennungsmotors klein ist, wird eine Schwingungskraft, welche auf den elektrischen Motor wirkt, klein.
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Gemäß der
US 6 352 247 B1 hat ein Kompressor eine Kompressionseinheit und einen Motor, welcher mit der Kompressionseinheit zum Antreiben der Kompressionseinheit verbunden sind. Ein erstes elastisches Stützelement trägt die Kompressionseinheit und ist am Fahrzeug befestigt und ein zweites elastisches Stützelement stützt den Motor und ist am Fahrzeug befestigt, wodurch die Vibration der Kompressionseinheit vom ersten Stützelement und die Vibration des Fahrzeugs vom zweiten Stützelement absorbiert und daran gehindert wird, auf den Kompressor übertragen zu werden.
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Die US 2012/ 0 251 361 A1 beschreibt einen motorgetriebenen Kompressor, welcher einen Elektromotor, einen Kompressionsmechanismus, der Gas komprimiert, indem er vom Elektromotor angetrieben wird, und einen Körper umfasst, der den Elektromotor und den Kompressionsmechanismus aufnimmt. Der motorgetriebene Kompressor umfasst ferner einen Schwingungssteuerabschnitt, der eine Wellenform in einer Phase erzeugt, die der Schwingungswellenform entgegengesetzt ist.
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US 2013/ 0 017 100 A1 zeigt einen motorgetriebenen Kompressor, welcher ein inneres Gehäuseelement, das einen Kompressionsmechanismus und einen Motormechanismus in einem abgedichteten Zustand aufnimmt, sowie ein äußeres Gehäuseteil umfasst. Das äußere Gehäuseteil besteht aus vibrationsabsorbierendem und wärmeisolierendem Material und ist mit dem inneren Gehäuseelement so kombiniert, dass das äußere Gehäuseelement das innere Gehäuseelement aufnimmt und in Bezug auf das Saugelement und das Auslasselement in einem berührungslosen Zustand gehalten wird.
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US 2013/ 0 251 557 A1 beschreibt einen motorgetriebenen Kompressor, der einen Elektromotor, einen Kompressionsmechanismus, der von dem Elektromotor angetrieben wird, um Kältemittel zu komprimieren, ein Gehäuse, das den Elektromotor und den Kompressionsmechanismus aufnimmt, und einen Träger mit einer Halterung umfasst, die mit einem Befestigungselement an einem Objekt zu befestigen ist.
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Die vorliegende Offenbarung widmet sich dem oben beschriebenen Problem und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Befestigungsstruktur für einen Kompressor bereitzustellen, mit der ein Auftreten von Geräuschen, die durch eine Schwingung einer Befestigungsoberfläche eines Befestigungszielelement auftreten, ungeachtet einer Anzahl von Drehungen oder einem Druckzustand der festen Schnecke und der beweglichen Schnecke wirksam verringert bzw. unterdrückt werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Kompressor, der ein Fluid komprimiert und das Fluid abgibt, an einer Befestigungsoberfläche eines Befestigungszielelement mittels einer Befestigungsstruktur für einen Kompressor befestigt.
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Der Kompressor ist ein Kompressor vom Schneckentyp und weist ein Gehäuse, das an der Befestigungsoberfläche befestigt ist, eine feste Schnecke, die innerhalb des Gehäuses befestigt ist und einen festseitigen Zahn mit einer Schneckenform aufweist, und eine bewegliche Schnecke auf, die einen beweglichseitigen Zahn aufweist, der eine Schneckenform aufweist und mit dem festseitigen Zahn in Eingriff kommt und sich mit Bezug auf die feste Schnecke dreht. Eine Mittelachse, um welche sich die bewegliche Schnecke dreht, ist parallel zu der Befestigungsoberfläche. Eine Schwingungsrichtung, die in einer radialen Richtung des Kompressors enthalten ist, in der eine Schwingungskomponente am größten wird, ist bei Betrachtung in einer axialen Richtung der Mittelachse von einer Normalenrichtung unterschiedlich.
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In dem Kompressor vom Schneckentyp, der als ein Kompressor verwendet wird, können Schwingungskomponenten in einer radialen Richtung ohne weiteres eine Verteilung aufweisen. Dann ist gemäß der Befestigungsstruktur für einen Kompressor des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung die Schwingungsrichtung, die in der radialen Richtung des Kompressors enthalten ist, bei der die Schwingungskomponente am größten wird, von der Normalenrichtung unterschiedlich. Daher kann die Schwingungskomponente, mit der die Befestigungsoberfläche ohne weiteres Geräusche verursacht, am Übertragen an die Befestigungsoberfläche gehindert werden.
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Als Ergebnis ist es möglich, die Befestigungsstruktur für einen Kompressor bereitzustellen, mit der das Auftreten von Geräuschen, die durch eine Schwingung der Befestigungsoberfläche des Befestigungszielelements auftreten, unterdrückt werden kann.
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Die Befestigungsoberfläche ist eine Oberfläche, an der ein Kompressor befestigt ist, mit anderen Worten, eine Oberfläche, in der Geräusche durch eine Schwingung des Kompressors auftreten können. Daher ist die Befestigungsoberfläche nicht darauf beschränkt, eine flache Oberfläche zu sein, und kann eine gekrümmte Oberfläche oder eine gebogene Oberfläche sein. Beispielsweise kann die Befestigungsoberfläche eine gekrümmte Oberfläche sein, die ausgebildet ist, um eine Bogenform bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse aufzuweisen.
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Des Weiteren kann in einem Fall, in dem ein lokal hervorstehender Abschnitt oder ein lokal ausgesparter Abschnitt in einem Befestigungsteil für einen Kompressor ausgebildet ist, die Befestigungsoberfläche eine Oberfläche sein, die einen derartigen Abschnitt ausschließt. Außerdem kann in einem Fall, in dem das Befestigungsteil bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse hervorstehende Abschnitte und ausgesparte Abschnitte aufweist, die Befestigungsoberfläche eine virtuelle Oberfläche sein, in der die hervorstehenden Abschnitte und die ausgesparten Abschnitte abgeflacht sind.
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Gemäß einer Befestigungsstruktur für einen Kompressor eines zweiten Aspekts der vorliegenden Offenbarung wird, bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse, eine Evolventenkurve, die durch einen Mittelabschnitt zwischen einer Innenwandoberfläche und einer Außenwandoberfläche des festseitigen Zahn gezogen wird, als eine Basisevolventenkurve definiert, eine Mitte eines Grundkreises der Basisevolventenkurve wird als ein zentraler Punkt definiert, eine gerade Linie, die durch den zentralen Punkt und einen Verbindungspunkt zwischen dem Grundkreis und der Basisevolventenkurve läuft, wird als eine erste Linie definiert, eine gerade Linie, die sich in einer Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche erstreckt und durch den zentralen Punkt läuft, wird als eine zweite Linie definiert, und ein Winkel zwischen der ersten Linie und der zweiten Linie von der ersten Linie zu der zweiten Linie in einer Schneckenrichtung von einer Mitte zu einem Außenumfangsende des festseitigen Zahn hin wird als ein Befestigungswinkel definiert. Der Befestigungswinkel kann eingestellt werden, um höher als oder gleich 65 Grad und niedriger als oder gleich 155 Grad oder höher als oder gleich 245 Grad und niedriger als oder gleich 355 Grad zu sein.
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Demgemäß können in der Befestigungsoberfläche aufgetretene Geräusche ungeachtet einer Anzahl von Drehungen oder einem Druckzustand der festen Schnecke und der beweglichen Schnecke wirksam verringert werden.
- 1 ist eine externe perspektivische Ansicht, die einen Motor veranschaulicht, an dem ein Kompressor befestigt ist, gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine axiale Schnittansicht, die den Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer in 2 gezeigten Linie III-III unter einer Bedingung genommen ist, wobei der Kompressor an dem Motor befestigt ist.
- 4 ist eine erläuternde Ansicht zum Erläutern eines Befestigungswinkels des Kompressors gemäß der ersten Ausführungsform.
- 5 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Befestigungswinkel des Kompressors und einer Belastungsamplitude gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
- 6 ist eine erläuternde Ansicht zum Erläutern einer Befestigungsoberfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform.
- 7 ist eine erläuternde Ansicht zum Erläutern einer weiteren Befestigungsoberfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird bezugnehmend auf Zeichnungen beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Befestigungsstruktur für einen Kompressor der vorliegenden Offenbarung in einem Fall angewendet, in dem ein Kompressor 1, der ein Fluid als Kältemittel komprimiert und das Fluid in eine Kühlkreislaufvorrichtung für ein Fahrzeug abgibt, an einer Außenoberfläche (d.h., einer Befestigungsoberfläche Ef) einer Brennkraftmaschine (d.h., eines Motors) befestigt ist, die Antriebskraft zum Fahren eines Fahrzeug in einem Hybridfahrzeug ausgibt, wie in 1 gezeigt. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Befestigungszielelement, an dem der Kompressor 1 befestigt ist, ein Motor EG.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Kühlkreislaufvorrichtung durch einen Kühler, ein Expansionsventil, einen Verdampfer und den Kompressor 1 konfiguriert, die kreisförmig verbunden sind. Der Kühler bringt ein von dem Kompressor 1 abgegebenes Hochtemperaturkältemittel dazu, Wärme zu strahlen. Das Expansionsventil verringert einen Druck des aus dem Kühler strömenden Kältemittels. Der Verdampfer verdampft ein Niederdruckkältemittel, dessen Druck im Expansionsventil verringert wird. Die Kühlkreislaufvorrichtung stellt in einer Fahrzeugklimaanlage eine Temperatur von Luft ein, die in einen Fahrzeuginnenraum zu blasen ist.
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Das Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug, das Antriebskraft zum Fahren von sowohl dem Motor EG als auch einem Elektromotor zum Fahren erlangt. In dem Hybridfahrzeug wird der Motor EG abhängig von einer Fahrlast des Fahrzeugs gestartet oder gestoppt, um Fahrzustände beispielsweise zwischen einem Fahrzustand, in dem Antriebskraft von sowohl dem Motor EG als auch dem Elektromotor zum Fahren erlangt wird, und einem Fahrzustand, in dem Antriebskraft nur vom dem Elektromotor zum Fahren erlangt wird, während der Motor angehalten wird, umzuschalten. Demgemäß kann ein Kraftstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs verbessert werden.
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Eine Konfiguration des Kompressors 1 wird detailliert bezugnehmend auf 2 und 3 beschrieben. Der Kompressor 1 weist ein Gehäuse 10 auf, das mit einem Befestigungsabschnitt 11a ausgestattet ist, der an den Motor EG zu befestigen ist. Das Gehäuse 10 bringt darin einen Kompressionsmechanismus vom Schneckentyp 20, einen Elektromotor 30 und eine Welle 25 unter. Das heißt, der Kompressor 1 ist ein elektrischer Kompressor vom Schneckentyp. Der Kompressionsmechanismus vom Schneckentyp 20 wird hier nachstehend einfach als ein Kompressionsmechanismus 20 bezeichnet. Der Elektromotor 30 dreht den Kompressionsmechanismus 20. Die Welle 25 ist eine Antriebswelle, die eine Drehantriebskraft von dem Elektromotor 30 zu dem Kompressionsmechanismus 20 überträgt.
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Jeder Pfeil, der oben und unten in 2 und 3 angibt, gibt jeweils die Richtung oben und unten unter einer Bedingung an, wobei der Kompressor 1 an dem Motor EG befestigt ist. Daher ist der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Kompressor vom horizontalen Typ, der angeordnet ist, so dass sich eine Drehachse der Welle 25 in einer horizontalen Richtung erstreckt und der Kompressionsmechanismus 20 und der Elektromotor 30 in der horizontalen Richtung angeordnet sind.
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Das Gehäuse 10 weist eine gasdichte Behälterstruktur auf, die durch koppelnde metallische Elemente miteinander konfiguriert ist. Genauer gesagt weist das Gehäuse 10 der vorliegenden Ausführungsform ein vorderes Gehäuse 11, ein mittleres Gehäuse 12 und ein hinteres Gehäuse 13 auf. Das vordere Gehäuse 11 ist ausgebildet, um eine mit einem Boden versehene zylindrische Form (d.h., eine Tassenform) aufzuweisen. Das mittlere Gehäuse 12 ist innerhalb des vorderen Gehäuses 11 angeordnet und teilt einen Innenraum des Gehäuses 10. Das hintere Gehäuse 13 dichtet eine Öffnungsseite des vorderen Gehäuses 11 ab.
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Das vordere Gehäuse 11, das mittlere Gehäuse 12 und das hintere Gehäuse 13 sind miteinander durch ein Verfahren, wie beispielsweise Einpressen und Verschrauben, gekoppelt, um ein einzelnes Element zu sein. Ferner sind das vordere Gehäuse 11, das mittlere Gehäuse 12 und das hintere Gehäuse 13 aneinander durch ein einzelnes Element verbunden, das durch einen O-Ring, eine Dichtung oder dergleichen konfiguriert ist. Daher kann ein Lecken von Kältemittel von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem vorderen Gehäuse 11, dem mittleren Gehäuse 12 und dem hinteren Gehäuse 13 unterdrückt werden.
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Eine Außenwandoberfläche des vorderen Gehäuses 11 ist mit mehr als einem (z.B., vier in der vorliegenden Ausführungsform) Befestigungsabschnitt 11a ausgestattet, der an dem Motor EG befestigt ist. Die Befestigungsabschnitte 11a sind ausgebildet, um eine Säulenform aufzuweisen, die sich von der Außenwandoberfläche des Gehäuses 10 zu der Befestigungsoberfläche Ef für den im Motor EG bereitgestellten Kompressor 1 erstreckt. Jeder der Befestigungsabschnitte 11a weist einen Mittelabschnitt auf, der mit einem Durchgangsloch 11b ausgestattet ist, das sich in einer longitudinalen Richtung des Befestigungsabschnitts 11a erstreckt.
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Der Kompressor 1 wird an dem Motor EG durch Verschrauben eines Bolzens B1, der in das Durchgangsloch 11b eingesetzt wird, mit einem Bolzenloch B2 befestigt, das mit der Befestigungsoberfläche Ef bereitgestellt wird. Die Befestigungsoberfläche Ef ist eine Oberfläche, an welcher der Kompressor 1 befestigt ist, mit anderen Worten, eine Oberfläche, in der Geräusche durch eine Schwingung des Kompressors 1 auftreten können. Daher ist die Befestigungsoberfläche Ef nicht auf eine Oberfläche beschränkt, die mit dem Gehäuse 10 des Kompressors 1 in Kontakt ist.
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Das heißt, dass in einem Fall, in dem ein lokal hervorstehenden Abschnitt bereitgestellt wird, um das Bolzenloch B2 zu bilden, die Befestigungsoberfläche Ef eine Oberfläche ist, die den lokal hervorstehenden Abschnitt ausschließt, wie in 3 gezeigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Befestigungsoberfläche Ef eine flache Oberfläche.
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Ein Raum, der im Allgemeinen eine Säulenform aufweist, ist innerhalb des vorderen Gehäuses 11 ausgebildet und der Elektromotor 30 ist in dem Raum angeordnet, wie in 2 gezeigt. Die Elektromotor 30 weist einen Stator 31 als einen Stator und einen Rotor 32 als einen Rotor auf.
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Der Stator 31 ist an einer inneren Umfangsseitenoberfläche eines zylindrischen Abschnitts des vorderen Gehäuses 11 befestigt. Der Stator 31 weist einen Statorkern 31a, der aus einem Magnetmaterial hergestellt ist, und eine Statorspule 31b auf, die um den Statorkern 31a gewickelt ist. Der Stator 31 erzeugt ein sich drehendes Magnetfeld zum Drehen des Rotors 32, wenn elektrische Leistung von einem Controller der Statorspule 31b zugeführt wird.
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Der Rotor 32 weist einen Dauermagneten auf und ist an einer Innenseite (d.h., einer Innenumfangsseite) des Stators 31 angeordnet. Der Rotor 32 ist ausgebildet, um eine zylindrische Form aufzuweisen, die sich in einer Drehachsenrichtung erstreckt. Der Rotor 32 weist ein Drehmittelloch auf, in dem eine aus Metall hergestellte Welle 25 durch Einpressen fixiert ist.
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Die Welle 25 ist ausgebildet, um eine längere Länge in einer axialen Richtung im Vergleich zu dem Rotor 32 aufzuweisen. Ein Endabschnitt der Welle an einer Seite in der axialen Richtung wird drehbar in einem motorseitigen Lager 25a getragen, das in einem Mittelabschnitt des vorderen Gehäuses 11 an einer Bodenoberflächenseite angeordnet ist. Andererseits wird die andere Endseite der Welle in der axialen Richtung (d.h., einer Seite, die an den Kompressionsmechanismus 20 angrenzt) drehbar in einem Lager der Kompressionsmechanismusseite 25b getragen, das im Allgemeinen in einem Mittelabschnitt des mittleren Gehäuses 12 angeordnet ist, das ausgebildet ist, um im Allgemeinen eine diskoide Form aufzuweisen.
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Daher drehen sich der Rotor 32 und die Welle 25 einstückig miteinander, wenn elektrische Leistung der Statorspule 31b zugeführt wird und wenn das sich drehende Magnetfeld erzeugt wird. Eine Außenumfangsseitenoberfläche des mittleren Gehäuses 12 wird an der Innenumfangsseitenoberfläche des zylindrischen Abschnitts des vorderen Gehäuses 11 eingepresst. Mit anderen Worten wird das mittlere Gehäuse 12 an der Innenseite des vorderen Gehäuses 11 eingepresst und die Außenumfangsseitenoberfläche des mittleren Gehäuses 12 liegt an der Innenumfangsseitenoberfläche des vorderen Gehäuses 11 an. Demgemäß teilt das mittlere Gehäuse 12 den Innenraum des Gehäuses 10 in einen Raum, in dem der Elektromotor 30 angeordnet ist, und einen Raum, in dem der Kompressionsmechanismus 20 angeordnet ist.
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Die Kompressionsmechanismus 20 weist ein Paar von Schnecken auf. Genauer gesagt ist das Paar von Schnecken eine bewegliche Schnecke 21 und eine feste Schnecke 22. Die bewegliche Schnecke 21 und die feste Schnecke 22 weisen jeweils einen Basisabschnitt, der eine Form einer flachen Platte aufweist, und einen Zahn auf, der von dem Basisabschnitt in axialer Richtung der Welle 25 hervorsteht und eine Schneckenfbrm aufweist.
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Genauer gesagt weist die bewegliche Schnecke 21 einen beweglichseitigen Basisabschnitt 21a, der eine diskoide Form aufweist, und einen beweglichseitigen Zahn 21b auf, der von dem beweglichseitigen Basisabschnitt 21a zu einer Seite der festen Schnecke 22 hervorsteht. Die feste Schnecke 22 weist einen festseitigen Basisabschnitt 22a, der eine diskoide Form aufweist, und einen festseitigen Zahn 22b auf, der von dem festseitigen Basisabschnitt 22a zu einer Seite der beweglichen Schnecke 21 hervorsteht.
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Die feste Schnecke 22 ist an dem vorderen Gehäuse 11 auf eine Art und Weise befestigt, so dass eine Außenumfangsseitenoberfläche des festseitigen Basisabschnitts 22a an der Innenumfangsseitenoberfläche des zylindrischen Abschnitts des vorderen Gehäuses 11 eingepresst ist. Mit anderen Worten wird die feste Schnecke 22 in das vordere Gehäuse 11 auf eine Art und Weise eingepasst, so dass der festseitige Basisabschnitt 22a innerhalb des vorderen Gehäuses 11 eingepresst ist. Andererseits ist die bewegliche Schnecke 21 in einem Raum angeordnet, der zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und der festen Schnecke 22 ausgebildet ist.
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Eine Plattenoberfläche des beweglichseitigen Basisabschnitts 21a und eine Plattenoberfläche des festseitigen Basisabschnitts 22a sind einander zugewandt, und der beweglichseitige Zahn 21b und der festseitige Zahn 22b sind miteinander in Eingriff. Demgemäß weist der Zahn von einer der beweglichen Schnecke 21 und der festen Schnecke 22 einen Spitzenabschnitt auf, der an dem Basisabschnitt der anderen der beweglichen Schnecke 21 und der festen Schnecke 22 anliegt.
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Als Ergebnis sind der beweglichseitige Zahn 21b und der festseitige Zahn 22b an mehreren Stellen miteinander in Kontakt, und Betriebskammern V, die bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse CL der Welle 25 eine Sichelform aufweisen, sind zwischen dem beweglichseitigen Zahn 21b und dem festseitigen Zahn 22b ausgebildet. In 2 und 3 ist lediglich eine der Betriebskammern V ist bezeichnet, und Zeichen für andere Betriebskammern werden weggelassen, um die Zeichnungen zu verdeutlichen.
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Der oben beschriebene Endabschnitt der Welle 25 an der anderen Seite in der axialen Richtung (d.h., an der Seite, die an den Kompressionsmechanismus 20 angrenzt) ist mit einem exzentrischen Abschnitt 25c versehen, der mit Bezug auf die Mittelachse CL der Welle 25 exzentrisch ist. Eine Oberfläche des beweglichseitigen Basisabschnitts 21 an einer Seite, die an das mittlere Gehäuse 12 angrenzt, weist einen Mittelabschnitt auf, in dem ein Lager 25d für den exzentrischen Abschnitt eingesetzt ist, das den exzentrischen Abschnitt 25c drehbar trägt.
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Ein Drehungsunterdrückungsmechanismus 26, der ein Nadellochtyp ist und eine Drehung der beweglichen Schnecke 21 um den exzentrischen Abschnitt 25c unterdrückt, wird zwischen der beweglichen Schnecke 21 und dem mittleren Gehäuse 12 bereitgestellt. Demgemäß dreht sich die bewegliche Schnecke 21 (d.h., schwenkt) mit Bezug auf die feste Schnecke 22, um die Mittelachse CL der Welle 25 als eine drehende Mitte, ohne sich um den exzentrischen Abschnitt 25c zu drehen, wenn sich die Welle 25 dreht.
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Die oben beschriebenen Betriebskammern V bewegen sich von einer Außenumfangsseite zu einer Mittenseite um die Drehachse, um deren Kapazität durch das Revolvieren zu verringern. Das mittlere Gehäuse 12 der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem ansaugseitigen Kommunikationsdurchgang (nicht gezeigt) ausgestattet, durch den die Betriebskammern V, die eine maximale Kapazität durch Bewegen zu einer äußersten Umfangsseite aufweisen, und eine Ansaugöffnung, die im vorderen Gehäuse 11 ausgebildet ist und Kältemittel von außen saugt, miteinander kommunizieren.
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Ein Abgabeloch 22c, das ein in den Betriebskammern V komprimiertes Kältemittel abgibt, ist in einem Mittelabschnitt des festseitigen Basisabschnitts 22a der festen Schnecke 22 ausgebildet. Das Abgabeloch 22 kommuniziert mit einer Abgabekammer 13a, in die ein in den Betriebskammern V komprimiertes Hochdruckkältemittel strömt. Ein Führungsventil (lead valve) 27, das eine Rückströmung des Kältemittels von der Abgabekammer 13a zu den Betriebskammern V durch das Abgabeloch 22c unterdrückt, ist in der Abgabekammer 13a angeordnet.
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Die Abgabekammer 13a ist durch einen Raum zwischen der festen Schnecke 22 und dem hinteren Gehäuse 13 ausgebildet. Ein Kältemittelauslass der Abgabekammer 13a kommuniziert mit einem Ölabscheider 40, der innerhalb des hinteren Gehäuses 13 ausgebildet ist. Der Ölabscheider 40 der vorliegenden Ausführungsform ist vom Zentrifugaltyp, der das Kältemittel und das Kühlmaschinenöl unter Verwendung von Zentrifugalkraft voneinander trennt.
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Das durch den Ölabscheider getrennte Kühlmaschinenöl wird in einen Gleitabschnitt des Kompressionsmechanismus 20 und den Elektromotor 30 durch einen Öldurchgang 40a eingeführt, der im hinteren Gehäuse 13, der festen Schnecke 22 und dem mittleren Gehäuse 12 ausgebildet ist. Andererseits wird ein durch den Ölabscheider 40 getrenntes Hochdruckkältemittel in eine Abgabeöffnung 13b eingeführt, die im hinteren Gehäuse 13 bereitgestellt wird und das Hochdruckkältemittel an eine Außenseite des Gehäuses 10 (genauer gesagt an eine Kältemitteleinlassseite des Kühlers) abgibt.
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Eine Befestigungsstruktur zum Befestigen des Kompressors
1 an der Befestigungsoberfläche Ef des Motors EG gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird hier nachstehend mit Bezug auf
4 beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Mittelachse CL der Welle
25 parallel zu der Befestigungsoberfläche Ef. Ein in
4 gezeigter Befestigungswinkel α des Kompressors
1 wird eingestellt, um die folgenden Ausdrücke
F1 und
F2 zu erfüllen.
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Genauer gesagt wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Befestigungswinkel des Kompressors 1 eingestellt, um etwa 110° zu sein. Der Befestigungswinkel α wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform wie folgt definiert.
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Bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse CL der Welle 25 wird eine Evolventenkurve, die durch einen Mittelabschnitt zwischen einer Innenwandoberfläche und einer Außenwandoberfläche des festseitigen Zahns 22b gezogen wird, als eine Basisevolventenkurve lv0 definiert, ein Grundkreis der Basisevolventenkurve lv0 wird als ein Grundkreis C0 definiert, eine Mitte des Grundkreises C0 wird als ein zentraler Punkt O definiert, eine gerade Linie, die durch den zentralen Punkt O und einen Verbindungspunkt P0 zwischen dem Grundkreis C0 und der Basisevolventenkurve lv0 läuft, wird als eine erste Linie L1 definiert, eine gerade Linie, die sich in einer Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef erstreckt und durch den zentralen Punkt O des Grundkreises C0 läuft, wird als eine zweite Linie L2 definiert. Dann wird, wie in 4 gezeigt, der Befestigungswinkel α als ein Winkel zwischen der ersten Linie L1 und der zweiten Linie L2 von der ersten Linie L1 zu der zweiten Linie L2 in einer Schneckenrichtung von einer Mittenseite zu einer Außenumfangsseite des festseitigen Zahns 22b definiert.
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Ein Betrieb des Kompressors 1 der vorliegenden Ausführungsform mit der oben beschriebenen Struktur wird beschrieben. Die bewegliche Schnecke 21 dreht sich mit Bezug auf die feste Schnecke 22, wenn sich der Rotor 32 und die Welle 25 mittels elektrischer Leistung drehen, die dem Elektromotor 30 zugeführt wird. Demgemäß bewegen sich die Betriebskammern V des Kompressionsmechanismus 20 von der Außenumfangsseite zu der Mittenseite um die Drehachse, während deren Kapazität verringert wird.
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Zu diesem Zeitpunkt kommuniziert die Ansaugöffnung mit den Betriebskammern V, welche die maximale Kapazität durch Bewegung zu der äußersten Umfangsseite aufweisen, und ein Niederdruckkältemittel wird von außen in die Betriebskammern V gesaugt. Das Kältemittel in den Betriebskammern V wird durch die Betriebskammern V komprimiert, die sich verändern, während deren Kapazität verringert wird.
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Das Führungsventil 27 wird geöffnet, wenn sich die Betriebskammern V zu der Mittenseite bewegen und mit dem Abgabeloch 22c kommunizieren, und wenn ein Druck des Kältemittels in den Betriebskammern V einen Ventilöffnungsdruck überschreitet, strömt ein Hochdruckkältemittel in den Betriebskammern V dabei in die Abgabekammer 13a durch das Abgabeloch 22c. Das aus der Abgabekammer 13a strömende Hochdruckkältemittel wird von der Abgabeöffnung 13b abgegeben, nachdem das Kühlmaschinenöl im Ölabscheider 40 getrennt wird.
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Wie oben beschrieben nimmt, gemäß einem Kompressor vom Schneckentyp als der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform, der Druck des Kältemittels in den Betriebskammern V zu, wenn die Betriebskammern V von der Außenumfangsseite zu der Mittenseite bewegt werden. Bei dieser Gelegenheit nimmt ein an dem Elektromotor 30 erforderliches Antriebsdrehmoment zu, wenn der Druck des Kältemittels in den Betriebskammern V erhöht wird.
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Das für den Elektromotor 30 erforderliche Antriebsdrehmoment verändert sich periodisch, da sich die Betriebskammern V in Verbindung mit einer Drehung der Welle 25 periodisch verändern. Eine periodische Änderung des Antriebsdrehmoments führt zu einer Schwingung einer Gesamtheit des Kompressors 1.
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Ferner werden im Kompressor vom Schneckentyp Schwingungskomponenten in der radialen Richtung bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse CL ungleichmäßig, und die Schwingungskomponenten können ohne weiteres eine Verteilung in der radialen Richtung aufweisen, da sich die Betriebskammern V um die Drehachse bewegen.
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Daher wird die Schwingung als Ganzes von dem Kompressor 1 an die Befestigungsoberfläche Ef beispielsweise gesendet, wenn der Kompressor 1 betrieben wird, während der Motor EG angehalten wird. Ein großes Geräusch kann verursacht werden, wenn die Befestigungsoberfläche Ef wie eine Membran arbeitet. Außerdem ist gemäß Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Offenbarung eine Schwingungskomponente, welche die Befestigungsoberfläche Ef ohne weiteres dazu bringt, Geräusche zu erzeugen, eine Schwingungskomponente in einer Richtung senkrecht zu der Befestigungsoberfläche Ef. Mit anderen Worten wurde herausgefunden, dass eine Schwingungskomponente in der radialen Richtung, die am meisten zu Geräuschen beiträgt, die in der Befestigungsoberfläche Ef verursacht werden, eine Schwingungskomponente ist, die in der Richtung senkrecht zu der Befestigungsoberfläche Ef sendet. Basierend auf den Ergebnissen wurde herausgefunden, dass die in der Befestigungsoberfläche Ef verursachten Geräusche unterdrückt werden können, in dem der Kompressor 1 derart angeordnet wird, dass eine Richtung der Richtungen, in denen der Kompressor 1 schwingt, wenn er betrieben wird, in welcher der Kompressor 1 am größten schwingt (d.h., eine Schwingungsrichtung, in der die Schwingungskomponente am größten ist), nicht mit der Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef koinzidiert.
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Dann wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Kompressor 1 an der Befestigungsoberfläche Ef des Motors EG mit einem Befestigungswinkel α befestigt, der eingestellt wird, um die obigen Ausdrücke F1 und F2 zu erfüllen (genauer gesagt eingestellt, um etwa 110° zu sein). Daher kann die Schwingungsrichtung, die in der radialen Richtung des Kompressors 1 enthalten ist und in der die Schwingungskomponente am größten wird, von der Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef (die der Richtung senkrecht zu der Befestigungsoberfläche Ef entspricht) unterschiedlich sein.
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Mit anderen Worten kann die Schwingungsrichtung, die in der radialen Richtung des Kompressors 1 enthalten ist und in der die Schwingungskomponente am größten wird, von der Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef unterschiedlich (d.h., nicht parallel zu) sein. Als Ergebnis kann gemäß der Befestigungsstruktur für den Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Übertragung der Schwingungskomponente, die ohne weiteres Geräusche in der Befestigungsoberfläche Ef verursacht, von dem Kompressor 1 zu der Befestigungsoberfläche Ef unterdrückt werden und die durch die Schwingung der Befestigungsoberfläche Ef verursachten Geräusche kann unterdrückt werden.
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Genauer gesagt verändert sich gemäß der Befestigungsstruktur der vorliegenden Ausführungsform eine Belastungsamplitude F der Schwingungskomponente in der Richtung senkrecht zu der Befestigungsoberfläche Ef, wie in 5 gezeigt, wenn der Befestigungswinkel α geändert wird. Wie in 5 gezeigt, wird die Belastungsamplitude F am größten, wenn der Befestigungswinkel α etwa 20° oder 200° ist, da die Schwingungsrichtung (d.h., eine Richtung, in welcher der Kompressor 1 am größten schwingt), die in der radialen Richtung des Kompressors 1 enthalten ist und in der die Schwingungskomponente am größten wird, mit der Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef koinzidiert.
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Im Gegensatz dazu kann die Belastungsamplitude F um mehr als oder gleich 5 % durch Einstellen des Befestigungswinkels α verringert werden, um den obigen Ausdruck F1 oder Ausdruck F2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu erfüllen. Das heißt, dass durch die Schwingung der Befestigungsoberfläche Ef verursachte Geräusche unterdrückt werden können.
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Der Befestigungswinkel α kann eingestellt werden, um den folgenden Ausdruck F3 oder Ausdruck F4 zu erfüllen, um eine wirksame geräuschverringernde Wirkung zu erzielen.
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Ferner kann ein Befestigungsfehler des Befestigungswinkels α innerhalb etwa 10 % mit Bezug auf einen Zielwert sein, um die wirksame geräuschverringernde Wirkung zu erzielen. Beispielsweise wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Befestigungswinkel vorzugsweise eingestellt, um ein Zielwert 110° ± 10° zu sein. Wie aus 5 offensichtlich, ist es im Wesentlichen das Gleiche, 100° als den Zielwert einzustellen und 290° als den Zielwert einzustellen. Daher wird der Befestigungswinkel vorzugsweise eingestellt, um 290° ± 10° zu sein, wenn 290° als der Zielwert eingestellt wird.
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Wie oben beschrieben, schwingt im Kompressor vom Schneckentyp die Gesamtheit des Kompressors 1 durch Erhöhen eines Drucks des Kältemittels in den Betriebskammern V, die sich zu der Mittenseite bewegen, wodurch er durch einen Druck des Kältemittel in den Betriebskammern V weniger beeinflusst wird, die sich zu der Außenumfangsseite bewegen.
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Im Gegensatz dazu wird gemäß der Befestigungsstruktur für den Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform der Befestigungswirikel α basierend auf einer Form der Mittenseite der festen Schnecke 22 eingestellt. Demgemäß können Geräusche, die in der Befestigungsoberfläche Ef verursacht werden, ungeachtet einer Anzahl an Drehungen und einem Druckzustand der festen Schnecke 22 und der beweglichen Schnecke 21 wirksam verringert werden. Der Druckzustand ist beispielsweise ein Druckunterschied zwischen einem Kältemitteldruck an einer Seite, die an die Abgabeöffnung 13b angrenzt, und einem Kältemitteldruck an einer Seite, die an die Ansaugöffnung angrenzt.
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Der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein elektrischer Kompressor und ist in einem Hybridfahrzeug angebracht. Demgemäß kann der Kompressor 1 betrieben werden, während der Motor EG angehalten wird. Ein durch den Kompressor 1 verursachtes Geräusch kann für einen Fahrgast lästig sein, wenn der Kompressor 1 betrieben wird, da kein Motorgeräusch verursacht wird, wenn der Motor EG angehalten wird. Daher ist die Befestigungsstruktur für einen Kompressor gemäß der vorliegenden Ausführungsform extrem wirksam, um das Geräusch zu unterdrücken, wenn ein elektrischer Kompressor als der Kompressor 1 verwendet wird.
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Außerdem ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Kompressor 1 an dem Motor EG durch Verschrauben oder dergleichen unter einer Bedingung befestigt, ohne Zwischenschalten eines Polsterelements, wie beispielsweise Gummi, direkt miteinander in Kontakt zu sein. Durch eine derartige Befestigungsstruktur wird die Schwingung des Kompressors 1 ohne weiteres an eine Seite der Befestigungsoberfläche Ef übertragen. Daher ist die Befestigungsstruktur für einen Kompressor gemäß der vorliegenden Ausführungsform extrem wirksam, um Geräusche zu unterdrücken.
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(Andere Modifikationen)
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Es sei zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und bestimmt ist, verschiedene Modifikation innerhalb eines Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung abzudecken, wie hier nachstehend beschrieben.
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(1) Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Befestigungsstruktur für einen Kompressor der vorliegenden Offenbarung in einem Fall angewendet, in dem der Kompressor 1 für den Kühlkreislaufvorrichtung an der Befestigungsoberfläche Ef des Motors EG befestigt ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, diesen Fall anzuwenden.
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Beispielsweise ist der Kompressor 1 nicht darauf beschränkt, für eine Kühlkreislaufvorrichtung verwendet zu werden. Des Weiteren ist die Befestigungszielelement nicht auf den Motor EG beschränkt und kann beispielsweise ein Elektromotor zum Fahren sein, der Antriebskraft zum Fahren eines Fahrzeugs in einem Hybridfahrzeug ausgibt. Außerdem ist er nicht darauf beschränkt, für ein Fahrzeug verwendet zu werden, und kann ein spezifiziertes Befestigungselement sein, das abhängig von einer Verwendung eingestellt wird.
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(2) Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist der elektrische Kompressor an dem Befestigungszielelement (d.h., dem Motor EG) befestigt. Der Kompressor ist jedoch nicht darauf beschränkt, ein elektrischer Typ zu sein. Beispielsweise kann der Kompressor ein motorangetriebener Kompressor sein, der Antriebskraft von einem Motor erlangt.
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(3) Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Befestigungsoberfläche Ef eine flache Oberfläche. Die Befestigungsoberfläche Ef ist jedoch eine Oberfläche, an welcher der Kompressor 1 befestigt ist und ist eine Oberfläche, die Geräusche durch eine Schwingung des Kompressors 1 verursacht. Daher ist die Befestigungsoberfläche Ef nicht darauf beschränkt, eine flache Oberfläche zu sein, und kann eine gekrümmte Oberfläche oder eine gebogene Oberfläche sein.
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Beispielsweise kann, wie in 6 gezeigt, die Befestigungsoberfläche Ef eine gekrümmte Oberfläche sein, die bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse CL eine Bogenform aufweist. In diesem Fall koinzidiert eine Richtung, in der sich die zweite Linie L2 erstreckt, mit der Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef, wie in 6 gezeigt. Die Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef entspricht der Richtung senkrecht zu der Befestigungsoberfläche Ef. Mit anderen Worten ist die Richtung, in der sich die zweite Linie L2 erstreckt, als eine Normalenrichtung von einer flachen Oberfläche definiert, die durch einen Punkt in der gekrümmten Befestigungsoberfläche am nächsten zu dem Kompressor 1 läuft.
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Ferner kann, wie in 7 gezeigt, die Befestigungsoberfläche Ef eine virtuelle Oberfläche sein (d.h., eine durch ein doppelt gestrichelte Kettenlinie in 7 gezeigte Oberfläche), von der angenommen wird, dass sie die gleichen Geräusche wie eine flache Oberfläche verursacht, in der Unebenheiten in einem Fall eingeebnet sind, in der eine tatsächliche Befestigungsoberfläche Unebenheiten bei Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse CL aufweist. In diesem Fall koinzidiert die Richtung, in der sich die zweite Linie L2 erstreckt, mit der Normalenrichtung der Befestigungsoberfläche Ef, wie in 7 gezeigt.
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6 und 7 sind Zeichnungen, die der 4 entsprechen, und einem Teil, der einer Angelegenheit entspricht, die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurde, kann das gleiche Bezugszeichen zugewiesen werden.
