JP2009091987A - 車両空調用電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷媒漏れを防止することができる車両空調用電動圧縮機を提供する。
【解決手段】 型に溶融した金属を射出注入して形成され、内部に冷媒を圧縮する圧縮部が納められる筐体７７のうち、冷媒と接する内周面７７Ａ、および、当該内周面に隣接する外周面のうち一方にのみ加工部１２３を形成することを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両空調用電動圧縮機に関する。

従来、車両空調用インバータ一体型電動コンプレッサ（車両空調用電動圧縮機）においては、固定スクロールおよび旋回スクロールを用いたスクロール形圧縮機を電動モータで駆動する形式が多く用いられている（例えば、特許文献１から７参照。）。

上述の電動コンプレッサにおいては、電動機に電力を供給するインバータ部品を内部に納めるインバータ用筐体と、電動モータや圧縮部などを内部に納める圧力筐体と、がアルミニウム等を材料として用いたダイカスト法などにより一体に形成されていた。
このようなインバータ用筐体の内部には、インバータ部品の取り付けに用いる多数のネジ穴が形成されることが多い。
特開２００７−１６２６６１号公報 特許第３８０２４７７号公報 特許第３８４３８０９号公報 特開２００５−１８８４４１号公報 特開２００７−１２８７５６号公報 特開２００５−１８０２９２号公報

上述したようにインバータ用筐体内部に多数のネジ穴を形成すると、圧力筐体における当該ネジ穴と対向する加工面と、当該ネジ穴との間で引け巣が連通し、圧力筐体内の冷媒が引け巣を通じて外部に漏れる恐れがあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、冷媒漏れを防止することができる車両空調用電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の車両空調用電動圧縮機は、型に溶融した金属を射出注入して形成され、内部に冷媒を圧縮する圧縮部が納められる筐体のうち、前記冷媒と接する内周面、および、当該内周面に隣接する外周面のうち一方にのみ加工部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、筐体の内周面側に形成された加工部、および、外周面側に形成された加工部が隣接することが防止され、筐体の内側から外側に冷媒が漏れることを防止できる。
つまり、加工部に隣接する内周面または外周面に加工を施さないことで、当該内周面または外周面に、引け巣などの巣が少ないチル層などを含む黒皮面を残すことができる。そのため、上述の巣が、筐体の内部から外部まで連通する確率を低下させ、冷媒の漏れの発生確率を低下させることができる。

上記発明においては、前記加工部と前記内周部との間の厚さ、または、前記加工部と前記外周部との間の厚さは、前記内周面と前記外周面との間の厚さ以上であることが望ましい。

本発明によれば、筐体における加工部と内周部との間の肉厚、または、加工部と外周部との間の肉厚を確保することができ、冷媒の漏れを防止することができる。
つまり、筐体の肉厚を確保することにより、上述の巣が、筐体の内部から外部まで連通する確率を低下させ、冷媒の漏れの発生確率を低下させることができる。

上記発明においては、前記筐体は、前記圧縮部が納められる圧力筐体と、前記圧縮部を駆動する電動機を制御する電装部品が納められる電装筐体と、が一体に設けられ、前記圧力筐体から溶融した金属が射出注入されることが望ましい。

本発明によれば、圧力筐体から溶融した金属を射出注入して、筐体を形成することにより、圧力筐体における巣の発生確率を低下させることができる。そのため、上述の巣が、圧力筐体の内部から外部まで連通する確率を低下させ、冷媒の漏れの発生確率を低下させることができる。

上記発明においては、前記圧力筐体は少なくとも底面を有する略円筒状に形成された部材であって、前記底面には径方向に延びる複数のリブ部が設けられ、前記筐体には、前記冷媒が外部から前記圧力筐体内に流入する吸入孔が、前記複数のリブ部の間に連通して設けられていることが望ましい。

本発明によれば、吸入孔とリブ部との干渉が防止され、圧力筐体の強度を確保することができる。つまり、リブ部が、吸入孔を通って内部に流入する冷媒流れを遮らないため、リブ部の形状に制約が課されることがない。そのため、リブ部の形状を、圧力筐体の強度を確保するために必要な形状とすることができ、圧力筐体の強度を確保することができる。
さらに、吸入孔とリブ部との干渉を避けるために、圧力筐体の中心軸線方向に吸入孔とリブ部との配置位置をずらした場合と比較して、圧力筐体における中心軸線方向の寸法を短縮することができる。

上記発明においては、前記底面の中心部には、前記圧縮部の回転軸を支持するボス部が設けられ、前記吸入孔は、前記ボス部に向かって延びる貫通孔であることが望ましい。

本発明によれば、吸入孔を通って圧力筐体に流入する冷媒に、潤滑油などの潤滑剤が含まれている場合には、潤滑剤が冷媒とともにボス部に向かって流れ、回転軸とボス部との間に供給される。そのため、回転軸とボス部との間の潤滑が確保される。

上記発明においては、前記圧力筐体には、前記冷媒が前記圧力筐体内から外部に流出する吐出孔が設けられ、前記吸入孔および前記吐出孔は、前記筐体に対して略同一方向に向かって開口していることが望ましい。

本発明によれば、吸入孔の開口方向、および、吐出孔の開口方向が別々の場合と比較して、両開口方向が略同一方向であるため、圧力筐体における幅方向、つまり中心軸線に対して交差する方向の寸法を短縮することができる。

上記発明においては、前記吸入孔は、前記圧力筐体を取り付け対象に取り付けた際に、前記圧力筐体の中心軸線よりも上方に位置することが望ましい。

本発明によれば、圧力筐体を取り付け対象に取り付ける際に、圧力筐体の内部に貯留された液体状の潤滑剤が、吸入孔から外部に流出することが防止される。

本発明の車両空調用電動圧縮機によれば、筐体の内周面側に形成された加工部、および、外周面側に形成された加工部が隣接することが防止され、筐体の内側から外側に冷媒が漏れることを防止できるという効果を奏する。

この発明の一実施形態に係る電動圧縮機について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の構成の概略を説明する断面図である。
本実施形態においては、電動圧縮機（車両用空調用電動圧縮機）１を車両用空気調和機に用いられる圧縮機であって、インバータにより駆動回転数が制御される電動圧縮機に適用して説明する。
電動圧縮機１には、図１に示すように、車両用空気調和機に用いられる冷媒を圧縮するスクロール圧縮部（圧縮部）３と、スクロール圧縮部３を駆動する電動部５と、が設けられている。

スクロール圧縮部３には、冷媒を圧縮する固定スクロール（図示せず）および旋回スクロール（図示せず）と、電動部５の回転駆動力を旋回スクロールに伝達する主軸（回転軸）１１と、固定スクロールおよび旋回スクロールを内部に納めるハウジング（筐体、圧力筐体）１３と、後述する主軸１１を支持するアッパーベアリングケース（筐体、圧力筐体）１５と、が設けられている。

主軸１１は、電動部５からスクロール圧縮部３に向かって延びる円柱状の部材であり、スクロール圧縮部３により発生された回転駆動力を回転駆動力を旋回スクロールに伝達して、旋回スクロールを旋回駆動するものである。

電動部５には、主軸１１を駆動するステータ６３およびロータ６５と、ステータ６３およびロータ６５を内部に収めるモータケース（筐体、圧力筐体）６７と、ステータ６３に供給する交流電流を制御するインバータ部（電装部品）６９と、が設けられている。

図２は、図１のモータケースの構成を説明する斜視図である。
モータケース６７には、図２に示すように、内部にステータ６３およびロータ６５を納める円筒状の円筒部（筐体，圧力筐体）７７と、インバータ部６９が内部に納められるボックス（電装筐体）８３と、が設けられている。

図３は、図２のモータケースの構成を説明するボックスの開口部側からみた図である。図４は、図２のモータケースの構成を説明する円筒部の開口部側からみた図である。
ボックス８３には、図３に示すように、インバータ部６９の固定に用いられる複数のネジ穴（加工部）１０１が形成されている。
ネジ穴１０１は、図３に示すように、ボックス８３の端部に形成され、ボックス８３における円筒部７７と対向する面には、図４に示すように、ネジ穴１０１の加工代を確保し、他の部分と同程度の肉厚（板厚）を確保する肉盛り部１０２が形成されている。肉盛り部１０２は、加工が施されない黒皮面とされている。

図５は、図１のモータケースにおける端子部が取り付けられる部分の構成を説明する断面図である。
円筒部７７には、図１および図５に示すように、インバータ部６９と電動部５とを接続するための開口部１１１が設けられ、開口部１１１を塞ぐ端子部１１２を固定する固定ボルトが螺合される固定ボルト穴（加工部）１１３が形成されている。

固定ボルト穴１１３は、ボックス８３から円筒部７７に向かって延びる穴であって、ボックス８３に開口した穴である。
円筒部７７における固定ボルト穴１１３に対応する位置の内周面７７Ａには、固定ボルト穴１１３の加工代を確保し、他の部分と同程度の肉厚（板厚）を確保する突起部１１４が形成されている。突起部１１４は、加工が施されない黒皮面とされている。

このようにすることで、突起部１１４により、固定ボルト穴１１３を形成するのに必要なネジ深さを吸収することができる。そのため、端子部１１２を円筒部７７に接近して配置することができ、電動圧縮機１の小型化を図ることができる。

図６は、図３のモータケースにおける吸入部の構成を説明する断面図である。
円筒部７７の一方の端部には底面７９が設けられ、底面７９の近傍には、図４および図６に示すように吸入部１２１が設けられている。
底面７９の中央部には、図４に示すように、主軸１１の端部を支持する円筒状のサブボス部（ボス部）９１が設けられ、サブボス部９１から６本のリブ部９３が等間隔に半径方向外側に向かって延びている。

吸入部１２１は、外部の冷媒配管が接続される部分であって、円筒部７７の内部に冷媒が流入する部分である。
吸入部１２１は、図４に示すように、電動圧縮機１が取り付け対象に取り付けられた状態において、電動圧縮機１の中心軸線、あるいは主軸１１の中心軸線よりも上方に配置されている。

このようにすることで、電動圧縮機１を取り付け対象に取り付ける際に、円筒部７７の内部に貯留された潤滑油が、吸入孔１２２から外部に流出することを防止できる。

吸入部１２１には、図６に示すように、冷媒が流通する吸入孔１２２と、外部の冷媒配管の固定に用いられる取付けボルト穴（加工部）１２３と、が設けられている。

吸入孔１２２は、円筒部７７の内側と外側とを繋ぐ貫通孔であって、冷媒が外部から円筒部７７の内部に流入する流路である。
吸入孔１２２は、図４に示すように、リブ部９３の間に開口するとともに、サブボス部９１に向かって延びるように形成されている。さらに、吸入孔１２２は、図示しない吐出部の吐出孔と略平行に延びるように形成されている。

取付けボルト穴１２３は、外部の冷媒配管の固定に用いられるボルトが螺合される穴である。取付けボルト穴１２３は、図６に示すように、吸入孔１２２と略平行に延びる穴であって、円筒部７７の外側から内側に向かって延びる穴である。
円筒部７７における取付けボルト穴１２３と対応する内周面７７Ａには、取付けボルト穴１２３の加工代を確保し、他の部分と同程度の肉厚（板厚）を確保する肉盛り部１２４が設けられている。肉盛り部１２４は、加工が施されない黒皮面とされている。

モータケース６７は、例えば、溶融されたアルミニウム合金を金属金型に射出注入して形成するダイキャスト法により形成されている。溶融されたアルミニウム合金の注入口（湯口）は、底面７９に設けられていることが望ましい。
このようにすることで、圧力容器を構成する円筒部７７に巣が形成されにくくなる。

次に、本実施形態における電動圧縮機１における冷媒の圧縮について説明する。
インバータ外部から供給された直流電流は、図１に示すように、インバータ部６９の電子素子により周波数が制御され、電動部５に供給される。
電動部５では、周波数が制御された交流電流に基づいてステータ６３が交流磁界を形成する。ロータ６５は、形成された交流磁界との相互作用により回転駆動力を発生する。ロータ６５により発生された回転駆動力は、主軸１１に伝達される。

回転駆動力は主軸１１を介してスクロール圧縮部３の旋回スクロールに伝達される。旋回スクロールは自転防止部（図示せず）により自転運動が規制された状態で公転駆動される。

旋回スクロールが公転駆動されると、固定スクロールとの間に形成された圧縮室が、外周端から中心側に向かって移動するにつれて容積が小さくなり、取り込んだ冷媒を圧縮する。
圧縮室に圧縮された冷媒は、固定スクロールの吐出孔を介して吐出室に吐出され、吐出室内からハウジングの外部に吐出される。

上記の構成によれば、円筒部７７等の外周面側に形成されたネジ穴１０１等に、内周面側の加工面などが隣接することが防止され、円筒部７７等の内側から外側に冷媒が漏れることが防止できる。
つまり、ネジ穴１０１等に隣接する内周面に加工を施さない肉盛り部１０２を設けることで、当該内周面に、引け巣などの巣が少ないチル層などを含む黒皮面を残すことができる。そのため、上述の巣が、円筒部７７等の内部から外部まで連通する確率を低下させ、冷媒の漏れの発生確率を低下させることができる。

肉盛り部１０２等を設けることで、円筒部７７等におけるネジ穴１０１等と内周部との間の肉厚を確保することができ、冷媒の漏れを防止することができる。
つまり、円筒部７７等の肉厚を確保することにより、上述の巣が、円筒部７７等の内部から外部まで連通する確率を低下させ、冷媒の漏れの発生確率を低下させることができる。

円筒部７７から溶融した金属を射出注入して、モータケース６７等を形成することにより、円筒部７７における巣の発生確率を低下させることができる。そのため、上述の巣が、円筒部７７の内部から外部まで連通する確率を低下させ、冷媒の漏れの発生確率を低下させることができる。

吸入孔１２２がリブ部９３の間に開口しているため、吸入孔１２２とリブ部９３との干渉が防止され、円筒部７７の強度を確保することができる。つまり、リブ部９３が、吸入孔１２２を通って内部に流入する冷媒流れを遮らないため、リブ部９３の形状に制約が課されることがない。そのため、リブ部９３の形状を、円筒部７７の強度を確保するために必要な形状とすることができ、円筒部７７の強度を確保することができる。
さらに、吸入孔１２２とリブ部９３との干渉を避けるために、円筒部７７の中心軸線方向に吸入孔１２２とリブ部９３との配置位置をずらした場合と比較して、円筒部７７における中心軸線方向の寸法を短縮することができる。

サブボス部９１に向かって延びるように吸入孔１２２が形成されているため、吸入孔１２２を通って円筒部７７に流入する冷媒に含まれる潤滑油が、冷媒とともにサブボス部９１に向かって流れ、主軸１１とサブボス部９１との間に供給される。そのため、主軸１１とサブボス部９１との間の潤滑を確保することができる。

吸入孔１２２の開口方向、および、吐出孔の開口方向が別々の場合と比較して、吸入孔１２２および吐出孔開口方向が略同一方向であるため、円筒部７７における幅方向、つまり電動圧縮機１の中心軸線に対して直交する方向の寸法を短縮することができる。

なお、上述の実施形態では、円筒部７７などの外周にネジ穴１０１などの加工部を形成し、内周面７７Ａの黒皮面を残す例に適用して説明したが、このような例に限られることなく、円筒部７７などの外周面に黒皮面を残し、内周に加工部を形成してもよく、特に限定するものではない。

本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の構成の概略を説明する断面図である。 図１のモータケースの構成を説明する斜視図である。 図２のモータケースの構成を説明するボックスの開口部側からみた図である。 図２のモータケースの構成を説明する円筒部の開口部側からみた図である。 図１のモータケースにおける端子部が取り付けられる部分の構成を説明する断面図である。 図３のモータケースにおける吸入部の構成を説明する断面図である。

符号の説明

１ 電動圧縮機（車両用空調用電動圧縮機）
３ スクロール圧縮部（圧縮部）
１１ 主軸（回転軸）
１３ ハウジング（筐体、圧力筐体）
１５ アッパーベアリングケース（筐体、圧力筐体）
６７ モータケース（筐体、圧力筐体）
６９ インバータ部（電装部品）
７７ 円筒部（筐体，圧力筐体）
７７Ａ 内周面
８３ ボックス（電装筐体）
１０１ ネジ穴（加工部）
１１３ 固定ボルト穴（加工部）
９１ サブボス部（ボス部）
９３ リブ部
１２２ 吸入孔
１２３ 取付けボルト穴（加工部）

Claims (7)

1. 型に溶融した金属を射出注入して形成され、内部に冷媒を圧縮する圧縮部が納められる筐体のうち、
   前記冷媒と接する内周面、および、当該内周面に隣接する外周面のうち一方にのみ加工部を形成することを特徴とする車両空調用電動圧縮機。
2. 前記加工部と前記内周部との間の厚さ、または、前記加工部と前記外周部との間の厚さは、前記内周面と前記外周面との間の厚さ以上であることを特徴とする請求項１記載の車両空調用電動圧縮機。
3. 前記筐体は、前記圧縮部が納められる圧力筐体と、前記圧縮部を駆動する電動機を制御する電装部品が納められる電装筐体と、が一体に設けられ、
   前記圧力筐体から溶融した金属が射出注入されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両空調用電動圧縮機。
4. 前記圧力筐体は少なくとも底面を有する略円筒状に形成された部材であって、前記底面には径方向に延びる複数のリブ部が設けられ、
   前記筐体には、前記冷媒が外部から前記圧力筐体内に流入する吸入孔が、前記複数のリブ部の間に連通して設けられていることを特徴とする請求項３記載の車両空調用電動圧縮機。
5. 前記底面の中心部には、前記圧縮部の回転軸を支持するボス部が設けられ、
   前記吸入孔は、前記ボス部に向かって延びる貫通孔であることを特徴とする請求項４記載の車両空調用電動圧縮機。
6. 前記圧力筐体には、前記冷媒が前記圧力筐体内から外部に流出する吐出孔が設けられ、
   前記吸入孔および前記吐出孔は、前記筐体に対して略同一方向に向かって開口していることを特徴とする請求項４または５に記載の車両空調用電動圧縮機。
7. 前記吸入孔は、前記圧力筐体を取り付け対象に取り付けた際に、前記圧力筐体の中心軸線よりも上方に位置することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の車両空調用電動圧縮機。

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