JP2008082220A - 電動コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】電動コンプレッサにおいて、インバータハウジング２００ａおよびコンプレッサハウジング１０の間に隙間が生じ難くする。
【解決手段】コンプレッサハウジング１０およびインバータハウジング２００ａの間にパッキン部材７０を設け、このパッキン部材７０は、環状基部７１および突出部７２から構成されているので、インバータ装置２００の高さ寸法Ｌ１にバラツキが生じても、このバラツキに応じてパッキン部材７０の突出部７２の先端側を弾性変形させることができる。これに伴い、インバータ装置２００の高さ寸法Ｌ１にバラツキが生じても、このバラツキをパッキン部材７０の突出部７２が吸収することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動モータにより流体を圧縮する電動コンプレッサに関する。

従来、電動コンプレッサにおいては、コンプレッサおよび電動モータを収納するコンプレッサハウジングの外表面にインバータ回路に配置し、このインバータ回路を覆うようにインバータハウジングを配置し、さらにこのインバータハウジングをコンプレッサハウジングに対して締結したものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の電動コンプレッサでは、コンプレッサハウジングおよびインバータハウジングの間の隙間から水分などの異物が侵入するのを防ぐために、コンプレッサハウジングおよびインバータハウジングの間を接着したものがある。
特開２００４−１９０５４７号公報

しかし、上述の電動コンプレッサでは、コンプレッサハウジングおよびインバータハウジングの間が接着されていると、インバータ回路に故障等が発生しても、インバータ回路だけを交換し難いといった問題がある。

これに対して、図１７に示すように、インバータハウジング２がコンプレッサハウジング１との間にインバータ回路４を狭持させて、コンプレッサハウジング１に対して着脱可能に締結することも考えられる。この場合、インバータハウジング２とインバータ回路４とが接触した状態で、インバータハウジング２がコンプレッサハウジング１との間において断面円形のパッキン３が弾性変形してハウジング１、２の間を密閉するように構成する。

しかし、インバータ回路４の高さ寸法Ｌ１にバラツキがあり、この高さ寸法Ｌ１がインバータ回路４の収納スペースの高さ寸法Ｌ２（すなわち、コンプレッサハウジング１の外表面１ａおよびインバータハウジング２の天井面２ａの間の寸法）よりも大きいと、コンプレッサハウジング１の外表面１ａとインバータハウジング２の天井面２ａとが接触した状態でも、パッキン３に関わらず、ハウジング１、２の間に隙間が生じてしまう。

本発明は、上記点に鑑み、コンプレッサハウジングおよびインバータハウジングの間に隙間が生じに難くした電動コンプレッサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、第１、第２のハウジングの間に配置され、電気回路装置を囲むように環状に形成され、かつ第１、第２のハウジングとの間を密閉する環状パッキン（７０）と、を備え、環状パッキン（７０）は、第１、第２のハウジングのうち一方のハウジング側に配置される環状基部（７１）と、環状基部から第１、第２のハウジングのうち他方のハウジング側に突出するように形成される環状突出部（７２）と、を備え、環状パッキン（７０）は、環状突出部が他方のハウジング側に接触して弾性変形した状態で他のハウジングとの間を密閉するものであることを第１の特徴とする。

したがって、電気回路装置（すなわち、インバータ回路４）の高さ寸法（Ｌ１図１参照）にバラツキがあっても、このバラツキに応じて環状パッキンの環状突出部７２を弾性変形させることにより、このバラツキを環状パッキンの突出部が吸収することができる。このため、第１、第２ハウジングの間に隙間が生じ難くすることができる。

なお、電気回路装置の高さ寸法とは、電気回路装置のうち第１、第２のハウジングの間の寸法のことである。

本発明では、環状突出部は、他方のハウジング側に接触して、電気回路装置に対して反対側に傾斜して弾性変形した状態で他のハウジングとの間を密閉するものであることを第２の特徴とする。

ここで、環状突出部が他方のハウジング側に接触して、電気回路装置側に傾斜して弾性変形した状態で他のハウジングとの間を密閉する場合には、環状突出部に対して電気回路装置の反対側（すなわち、第２のハウジングの外側）から圧力が加わると、環状突出部がこの圧力により弾性変形して、第１、第２ハウジングの間に隙間が生じる可能性がある。

これに対して、上述の如く、環状突出部は、他方のハウジング側に接触して、電気回路装置に対して反対側に傾斜していると、環状突出部に対して電気回路装置の反対側から圧力が加わっても、環状突出部がこの圧力により弾性変形し難くすることができ、第１、第２ハウジングの間に隙間が生じ難くなる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜図３に本発明の第１実施形態に係る車両空調装置用の電動コンプレッサ１００を示す。図１は、電動コンプレッサ１００を側方から視た部分断面図であり、図２は電動コンプレッサ１００を上側から視た図、図３は図２中Ｃ−Ｃ断面図である。

本実施形態の電動コンプレッサ１００は、凝縮器、減圧器、および蒸発器とともに、冷媒を循環する車両空調装置用の冷凍サイクル装置を構成している。電動コンプレッサ１００は、インバータ装置２００が一体化されたもので、自動車のエンジンルーム内において、エンジンの側壁に固定されている。

具体的には、電動コンプレッサ１００は、図１に示すように、コンプレッサハウジング１０、ステータ２０、ロータ３０、回転軸４０、軸受け５０、およびコンプレッサ６０を備えている。

コンプレッサハウジング１０は、図１に示すように、鉄、アルミニウム等の金属材料から略筒状に成形されたものであり、コンプレッサハウジング１０の外表面の上側には、取付け凹部１１が設けられている。取付け凹部１１には、インバータ装置２００が収納されている。インバータ装置２００は、ステータ２０に対して制御電流を供給する電気回路装置である。インバータ装置２００は、取付け凹部１１の底面に対してビス等により締結されている。

インバータ装置２００の上側には、インバータ装置２００を覆うようにインバータハウジング２００ａが配置されており、インバータハウジング２００ａは、図１および図３に示すように、断面コ字状に形成されている。インバータハウジング２００ａは、コンプレッサハウジング１０の取付け凹部１１との間でインバータ装置２００を狭持する。インバータハウジング２００ａは、図２に示す４つのボルトＢａによりコンプレッサハウジング１０に対して着脱可能に締結されている。

ここで、インバータハウジング２００ａおよびコンプレッサハウジング１０の間には、図１および図３に示すように、ゴム等の弾性部材からなるパッキン部材７０が設けられており、パッキン部材７０は、インバータ装置２００を囲むように環状に形成されている。パッキン部材７０は、耐水性に優れ、耐油性に優れ、かつ耐熱性に優れたゴム、樹脂材料からなるもので、例えば、H-NBR（水素添加ニトリルゴム）を用いることができる。なお、パッキン部材７０の具体的な形状は後述する。

コンプレッサハウジング１０は、図１に示すように、冷媒吸入孔１２（鎖線で示す）、冷媒吐出孔１３、および取付脚部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを備えている。冷媒吸入孔１２は、蒸発器側からの冷媒を吸入する孔部であり、冷媒吐出孔１３は、凝縮器に向けて冷媒を吐出する孔部である。

取付脚部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、ボルト孔を有する略角筒状に形成されている。取付脚部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにはボルトが貫通され、このボルトにより走行用のエンジンの垂壁（すなわち、車体側）に対してコンプレッサハウジング１０が締結・固定される。

ここで、取付脚部１４ａ、１４ｂは、取付け凹部１１を挟むように配置されており、取付脚部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、上側に膨らむように形成されている。また、取付脚部１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、下側に膨らむように形成されている。

ステータ２０は、コンプレッサハウジング１０内に収納され、コンプレッサハウジング１０に対して支持されている。ステータ２０は、ステータコア、ステータコイル等から構成され、インバータ装置２００から流れる制御電流により回転磁界を発生させる。

ロータ３０は、永久磁石から構成され、回転軸４０に対して支持されており、ロータ３０は、ステータ２０からの回転磁界により回転力を発生する。軸受け５０は、図示しない他の軸受けとともに、コンプレッサハウジング１０に対して支持され、回転軸４０を回転自在に支持する。

なお、ステータ２０、回転軸４０、およびロータ３０は、特許請求の範囲に記載の電動モータを構成している。また、コンプレッサ６０は、ロータリ型コンプレッサであって、回転軸４０からの回転力により回転して冷媒を吸入、圧縮、吐出する。

次に、パッキン部材７０の具体的な形状について説明する。図４に図１中のＡ部分の拡大図を示す。

パッキン部材７０は、環状基部７１および突出部７２から構成されており、環状基部７１は、断面略四角形で、かつインバータ装置２００を囲むように環状に形成されている。環状基部７１には、インバータハウジング２００ａの突出部２１０が嵌合される孔部７１ａが設けられている。

ここで、突出部２１０は、インバータ装置２００を囲むように環状に形成されている。突出部２１０は、インバータ装置２００側に配置され、コンプレッサハウジング１０側に突出するように形成される。突出部２１０は、インバータ装置２００側からパッキン部材７０の環状基部７１を支える。突出部２１０は、請求項７に記載の支持部に相当する。

パッキン部材７０の突出部７２としては、環状基部７１からコンプレッサハウジング１０側に突出し、かつインバータ装置２００と反対側に傾斜するように形成されている。ここで、本実施形態の突出部７２としては、弾性変形する前から、インバータ装置２００と反対側に傾斜するように形成されている。

次に、コンプレッサハウジング１０に対するインバータハウジング２００ａの組み付けについて説明する。

まず、インバータハウジング２００ａの突出部２１０を環状基部７１の孔部７１ａ内に圧入して、インバータハウジング２００ａに対してパッキン部材７０を固定する。

次に、インバータハウジング２００ａおよびパッキン部材７０をコンプレッサハウジング１０に対して押し付ける。このとき、コンプレッサハウジング１０およびインバータハウジング２００ａの間にインバータ装置２００が狭持されることになる。すなわち、インバータハウジング２００ａがインバータ装置２００に接触した状態になる。

なお、図１では、インバータハウジング２００ａがインバータ装置２００に対して非接触である状態のものが示されているが、実際にはインバータハウジング２００ａがインバータ装置２００に対して接触している。

ここで、パッキン部材７０の突出部７２の先端側は、コンプレッサハウジング１０に押し付けられて図５の斜線の状態から、実線状態に弾性変形して、インバータ装置２００と反対側に傾斜する。これにより、パッキン部材７０が弾性変形して、インバータハウジング２００ａおよびコンプレッサハウジング１０の間を密閉することができる。その後、インバータハウジング２００ａがインバータ装置２００に接触した状態で、４つのボルトＢａによりインバータハウジング２００ａをコンプレッサハウジング１０に対して締結する。

以上説明した本実施形態によれば、パッキン部材７０は、環状基部７１および突出部７２から構成されているので、インバータ装置２００の高さ寸法Ｌ１にバラツキが生じても、このバラツキに応じてパッキン部材７０の突出部７２の変形量を変える。

すなわち、インバータ装置２００の高さ寸法Ｌ１が大きくなるほど、突出部７２を小さく弾性変形させる一方、高さ寸法Ｌ１が小さくなるほど、突出部７２の先端側を大きく弾性変形させる。これに伴い、インバータ装置２００の高さ寸法Ｌ１にバラツキが生じても、このバラツキをパッキン部材７０の突出部７２が吸収することができるので、インバータハウジング２００ａおよびコンプレッサハウジング１０の間に隙間が生じ難くすることができる。

なお、インバータ装置２００の高さ寸法Ｌ１とは、インバータ装置２００のうち、インバータハウジング２００ａおよびコンプレッサハウジング１０の間の寸法を意味する。

また、当該車両（すなわち、電動コンプレッサ１００が搭載されている）の一部が水に浸かり、水圧がインバータハウジング２００ａに加わる場合がある。この場合、インバータハウジング２００ａの外側の圧力が高くなりその圧力が突出部７２に与えられると、突出部７２の先端部とインバータハウジング２００ａとの間に摩擦力（すなわち、反力）が生じる。ここで、本実施形態の場合には、突出部７２がインバータ装置２００側に傾斜するように弾性変形している場合に比べて、突出部７２の先端部とインバータハウジング２００ａとの間に生じる摩擦力が大きくなる。したがって、インバータハウジング２００ａの外側の圧力が高くなっても、その圧力により、突出部７２が変形し難くなるので、異物がインバータハウジング２００ａ内に侵入し難い。

本実施形態のパッキン部材７０の突出部７２としては、弾性変形してインバータ装置２００と反対側に傾斜するように形成されている。これに対して、図６中の実線で示すように、突出部７２としては、環状基部７１からコンプレッサハウジング１０側に真っ直ぐに突出している場合には、パッキン部材７０をコンプレッサハウジング１０に対して押し付けたとき、図６中の鎖線で示すように、突出部７２が中間部で折れ曲がり、くの字状に屈曲しやすい。

これに対して、本実施形態では、弾性変形する前から、インバータ装置２００と反対側に傾斜するように形成されている。このため、パッキン部材７０をコンプレッサハウジング１０に対して押し付けたとき、パッキン部材７０の突出部７２の先端側は、コンプレッサハウジング１０に押し付けられて、インバータ装置２００と反対側に弾性変形し易い。

なお、上述の第１実施形態では、インバータハウジング２００ａに対してパッキン部材７０を圧入により固定した例について説明したが、これに限らず、コンプレッサハウジング１０に対してパッキン部材７０を圧入により固定するようにしてもよい。

この場合、パッキン部材７０の突出部７２としては、インバータハウジング２００ａ側に突出するように形成されるものを用いることが必要になる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、インバータハウジング２００ａの突出部２１０をインバータ装置２００側に設けた例について説明したが、これに限らず、図７に示すように、一定面積以上のシール座面Ｓを確保できるのであれば、インバータ装置２００に対して反対側寄りに突出部２１０（支持部）を配置しても良い。シール座面Ｓは、インバータハウジング２００ａのうち環状基部７１に対して接触する部分である。

また、図８に示すように、コンプレッサハウジング１０に突出部２１０を設ける場合には、一定面積以上のシール座面Ｓを確保できるのであれば、インバータ装置２００に対して反対側寄りに突出部２１０を配置しても良い。この場合のシール座面Ｓは、コンプレッサハウジング１０のうち環状基部７１に対して接触する部分である。

（第３実施形態）
上述の第１実施形態では、インバータハウジング２００ａに対してパッキン部材７０を圧入により固定した例について説明したが、これに限らず、図９に示すように、パッキン部材７０の凹部を削除し、このパッキン部材７０をインバータハウジング２００ａに対して接着剤により固定するようにしてもよい。

（第４実施形態）
上述の第１実施形態では、インバータハウジング２００ａに対してパッキン部材７０を接着剤により固定した例について説明したが、これに限らず、図１０に示すように、パッキン部材７０の凹部を削除し、パッキン部材７０をコンプレッサハウジング１０に対して接着剤により固定するようにしてもよい。

（第５実施形態）
上述の第１実施形態では、インバータハウジング２００ａの突出部をパッキン部材７０に圧入して固定した例について説明したが、これに限らず、図１１に示すように、コンプレッサハウジング１０に対してインバータ装置２００を囲むように形成される環状溝部１５を設け、この環状溝部１５内にパッキン部材７０の環状基部７１を圧入して固定してもよい。これにより、パッキン部材７０の位置ずれを防ぎつつ、パッキン部材７０の形状を安定化させることができる。

（第６実施形態）
上述の第５実施形態では、コンプレッサハウジング１０の環状溝部に、パッキン部材７０の環状基部７１を圧入して固定した例について説明したが、これに限らず、図１２に示すように、コンプレッサハウジング１０に対してインバータ装置２００側に配置される壁部１６を設けるようにしてもよい。

この壁部１６は、インバータハウジング２００ａ側に突出し、かつインバータ装置２００を囲むように環状に形成されている。これにより、パッキン部材７０の環状基部７１をインバータ装置２００側から支えることができ、パッキン部材７０の形状を安定化させることができる。

なお、上述の第６実施形態では、コンプレッサハウジング１０に対して壁部１６を設けるようにした例について説明したが、これに限らず、壁部１６をインバータハウジング２００ａに設けるようにしてもよい。

（第７実施形態）
本第７実施形態では、図１３中のＢａに示すように、上述の第６実施形態のコンプレッサハウジング１０の壁部１６にスリット（孔部）１６ａを設け、またパッキン部材７０の環状基部７１の突出部７１ｃを設け、壁部１６のスリット１６ａ内にパッキン部材７０の環状基部７１の突出部７１ｃを圧入してコンプレッサハウジング１０にパッキン部材７０を固定するようにする。これにより、コンプレッサハウジング１０に対してパッキン部材７０の位置決めを行うことができる。

（第８実施形態）
上述の第６実施形態では、コンプレッサハウジング１０に壁部１６を設けるようにした例について説明したが、これに代えて、図１４中のＢｂに示すように、壁部１６をインバータハウジング２００ａに設けるようにしてもよい。

ここで、インバータハウジング２００ａの壁部１６にスリット１６ａを設け、またパッキン部材７０の環状基部７１の突出部７１ｃを設け、壁部１６のスリット１６ａ内にパッキン部材７０の環状基部７１の突出部７１ｃを圧入して、インバータハウジング２００ａにパッキン部材７０を固定するようにする。

（第９実施形態）
上述の第６実施形態では、コンプレッサハウジング１０に対してインバータ装置２００側に配置される壁部１６を設け、パッキン部材７０の環状基部７１をインバータ装置２００側から支えるようにした例について説明したが、これに限らず、図１５に示すように、断面「く」の字状の支持部１６ｂをコンプレッサハウジング１０のうちインバータ装置２００側に接着剤等により固定して、この支持部１６ｂによりパッキン部材７０の環状基部７１をインバータ装置２００側から支えるようにする。

この場合、パッキン部材７０の環状基部７１に窪み７１ｄが設けられており、支持部１６ｂのうちインバータハウジング２００ａ側に突出する突出部分１６０がこの窪み７１ｄに嵌るようにする。これにより、コンプレッサハウジング１０に対してパッキン部材７０の位置決めをより良好に行うことができる。

（第１０実施形態）
本第１０実施形態では、図１６に示すように、パッキン部材７０の環状基部７１に孔部７１ｅを設け、この孔部７１ｅにリング部材（環状補強部材）７００を填め込む。ここで、リング部材７００としては、パッキン部材７０に比べて剛性の大きい金属、樹脂などからなる材料からなるものである。したがって、リング部材７００がパッキン部材７０の形状を環状に安定化させることができる。

本発明の第１実施形態の電動コンプレッサの部分的内部構成を示す破断図である。 図１の電動コンプレッサの上面図である。 図１の電動コンプレッサの側面図である。 図１中のＡ部分の拡大図である。 図４中のパッキン部材の作動を説明するための図である。 図４中のパッキン部材の作動を説明するための図である。 本発明の第２実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 上述の第２実施形態の変形例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第４実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第５実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第６実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第７実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第８実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第９実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 本発明の第１０実施形態のパッキン部材を示す断面図である。 従来技術の電動コンプレッサの構成を示す図である。

符号の説明

２００ａ…インバータハウジング、１０…コンプレッサハウジング、
７０…パッキン部材、７１…環状基部、７２…突出部、
２００…インバータ装置。

Claims (12)

1. 第１のハウジング（１０）と、
   前記第１のハウジング内に収納され、流体を圧縮するコンプレッサ（６０）と、
   前記第１のハウジング内に収納され、前記コンプレッサを駆動する電動モータ（２０、３０、４０）と、
   前記第１のハウジングの外表面に装着され、前記電動モータに電力を付与して前記電動モータを駆動させる電気回路装置（２００）と、
   前記電気回路装置を覆うように形成され、前記第１のハウジングに対して着脱可能に取り付けられ、かつ前記第１のハウジングとの間で前記電気回路装置を狭持する第２のハウジング（２００ａ）と、
   前記第１、第２のハウジングの間に配置され、前記電気回路装置を囲むように環状に形成され、かつ前記第１、第２のハウジングとの間を密閉する環状パッキン（７０）と、を備える電動コンプレッサであって、
   前記環状パッキン（７０）は、前記第１、第２のハウジングのうち一方のハウジング側に配置される環状基部（７１）と、前記環状基部から前記第１、第２のハウジングのうち他方のハウジング側に突出するように形成される環状突出部（７２）と、を備え、
   前記環状パッキン（７０）は、前記環状突出部が前記他方のハウジング側に接触して弾性変形した状態で前記他のハウジングとの間を密閉するものであることを特徴とする電動コンプレッサ。
2. 前記環状突出部は、前記他方のハウジング側に接触して、前記電気回路装置に対して反対側に傾斜して弾性変形した状態で前記他のハウジングとの間を密閉するものであることを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサ。
3. 前記環状突出部は、前記弾性変形に先だって、前記電気回路装置に対して反対側に傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動コンプレッサ。
4. 前記環状基部の形状を環状に安定させるために前記環状基部には、環状補強部材（７００）が装着されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動コンプレッサ。
5. 前記第１、第２のハウジングのうち一方のハウジングには、前記電気回路装置を囲むように環状に形成される環状溝部（１５）が設けられ、
   前記環状基部は、前記環状溝部内に填め込まれていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動コンプレッサ。
6. 前記第１、第２のハウジングのうち一方のハウジングには、前記環状基部を支える支持部（１６ｂ、２１０）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動コンプレッサ。
7. 前記支持部（２１０）は、前記他方のハウジング側に突出し、かつ前記電気回路装置側から前記環状基部を支えることを特徴とする請求項６に記載の電動コンプレッサ。
8. 前記支持部（１６ｂ）には、前記環状基部側に突出する突出部（１６０）が形成されており、
   前記環状基部は、前記支持部が嵌合するように形成される窪み（７１ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の電動コンプレッサ。
9. 前記第１、第２のハウジングのうち一方のハウジングには、孔部（１６ａ）が設けられており、
   前記環状基部には、前記一方のハウジングの孔部に嵌合する突出部（７１ｃ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動コンプレッサ。
10. 前記第１、第２のハウジングのうち一方には、他方のハウジングに向けて突出し、かつ前記環状基部を前記電気回路装置側から支える壁部（１６）が設けられており、
    前記孔部（１６ａ）は、前記壁部（１６）に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電動コンプレッサ。
11. 前記環状基部および前記環状突出部は、弾性部材により一体に成形されたものであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電動コンプレッサ。
12. 前記環状パッキンは、耐油性を有し、かつ耐熱性を有するものであることを特徴とする請求項１０に記載の電動コンプレッサ。

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