JP2009150236A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】取付脚部から締結部材を被取付体に締結することによる第１ハウジング構成体の変形を防止することができる電動圧縮機を提供する。
【解決手段】電動圧縮機１０における第１ハウジング構成体１２内には、電動モータ１８、及び圧縮部１９が固設されるとともに、モータ駆動回路４１が、第１ハウジング構成体１２と、第１ハウジング構成体１２に接合された第２ハウジング構成体１３との間に収容されている。電動圧縮機１０において、回転軸１６に沿って圧縮部１９、電動モータ１８、及びモータ駆動回路４１が配設されている。電動圧縮機１０には、ボルトが挿通可能な第１〜第３取付脚部４５〜４７が一体形成されている。第１ハウジング構成体１２には、回転軸１６を挟んで該回転軸１６の径方向に対向する位置に第１取付脚部４５と第２取付脚部４６が一体形成され、第２ハウジング構成体１３には第３取付脚部４７が一体形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸の軸方向に沿って圧縮部、電動モータ、及びモータ駆動回路が配設された電動圧縮機に関する。

このような電動圧縮機としては、例えば、車両用等の空調装置に用いられる電動圧縮機が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の電動圧縮機は、その外郭がアルミニウム合金より筒状に形成されたハウジングと、このハウジングの前端に接合された蓋状の前部ハウジングとから形成されている。また、この電動圧縮機のハウジング内において、軸方向における略中央にはモータ部が、前部には圧縮部が、後部にはモータ駆動回路部が収容されている。モータ部は、ハウジングの内周面に固定されたステータと、ステータの内部に配設されたロータとより構成されている。また、圧縮部はハウジングの内周面に固定されるとともに、モータ部によって回転する回転軸に接続されている。

電動圧縮機のハウジング外面における上下両部にはそれぞれ車両におけるエンジン（被取付体）への取付脚部が２つずつ一体形成されている。すなわち、ハウジング外面の上部には、ハウジングの軸方向に沿った前後に１つずつ取付脚部が形成され、ハウジング外面の下部には、ハウジングの軸方向に沿った前後に１つずつ取付脚部が形成されている。そして、電動圧縮機は、各取付脚部に挿通したボルトを、エンジンから突設されたボス部に締結することによりエンジンに取り付けられている。
特開２００４−３２４４９４号公報

ところで、特許文献１の電動圧縮機において、取付脚部は、ハウジングにおける圧縮部の外側、及びモータ部の外側となる位置に形成され、ハウジングの軸方向に沿って複数箇所に設けられている。そして、各取付脚部からボス部にボルトを締結したとき、ボルトの締付軸力の差や、ボス部の寸法精度等により取付脚部が一体形成されたハウジングが変形してしまう。その結果、ハウジングに固定されたモータ部、及び圧縮部の位置が歪んでしまい、回転軸が軸ずれしてしまうことがあった。この回転軸の軸ずれに伴い騒音が発生したり、回転軸を支持する軸受の耐久性が低下したりする不具合が発生する虞があった。

本発明は、取付脚部から締結部材を被取付体に締結することによる第１ハウジング構成体の変形を防止することができる電動圧縮機を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、電動モータ、及び該電動モータの駆動によって回転軸が回転することにより駆動する圧縮部が第１ハウジング構成体内に固設されるとともに、前記電動モータを駆動するためのモータ駆動回路が、前記第１ハウジング構成体に接合された第２ハウジング構成体内に収容され、前記回転軸の軸方向に沿って前記圧縮部、前記電動モータ、及び前記モータ駆動回路が配設された電動圧縮機であって、前記電動圧縮機を被取付体に取り付けるための締結部材が挿通可能な取付脚部が、前記第１ハウジング構成体における前記回転軸を挟んで該回転軸の径方向に２つ一体形成されるとともに、前記第２ハウジング構成体に１つ一体形成されている。

この発明によれば、第１ハウジング構成体の軸方向においては、複数箇所に取付脚部が配設されないため、第１ハウジング構成体の軸方向においては、締結部材を被取付部へ締結することによる応力が複数箇所に発生することはない。また、第１ハウジング構成体と別体の第２ハウジング構成体に取付脚部が一体形成されることで、電動圧縮機の軸方向においては複数箇所に応力が発生するが、第１ハウジング構成体の軸方向においては、締結部材を被取付部へ締結することによる応力が複数箇所に発生することはない。したがって、取付脚部から締結部材を被取付体に締結することによる第１ハウジング構成体の変形を防止することができる。

また、前記第２ハウジング構成体は、蓋部と該蓋部の周縁から立設された壁部とから有蓋円筒状に形成され、前記第２ハウジング構成体に設けられた取付脚部は前記蓋部に一体形成されていてもよい。

この構成によれば、第２ハウジング構成体に一体形成された取付脚部によって蓋部の剛性を高めることができ、第２ハウジング構成体によりモータ駆動回路を確実に保護することができる。

また、電動圧縮機は、前記回転軸の軸方向に沿って前記圧縮部、前記電動モータ、及び前記モータ駆動回路の順序で配設されていてもよい。
この構成によれば、第２ハウジング構成体に一体形成された取付脚部は、電動圧縮機において、最も振動する圧縮部から最も離れた位置に配設されている。このため、全ての取付脚部が第１ハウジング構成体に一体形成されている場合に比して、圧縮部の振動が締結部材を介して被取付体に伝わりにくくなる。

本発明によれば、取付脚部から締結部材を被取付体に締結することによる第１ハウジング構成体の変形を防止することができる。

以下、本発明を、ハイブリッド自動車に搭載され、空調装置に用いられる電動圧縮機に具体化した一実施形態を図１〜図２にしたがって説明する。なお、以下の説明において電動圧縮機の「前」及び「後」は、図１に示す矢印Ｙ１の方向を前後方向とし、「上」及び「下」は、図１に示す矢印Ｙ２の方向を上下方向とする。

図１に示すように、電動圧縮機１０のハウジングは、ハウジングのほぼ全体を形成する第１ハウジング構成体１２と、第１ハウジング構成体１２の後側（図１では右側）に接合された第２ハウジング構成体１３と、第１ハウジング構成体１２の前側（図１では左側）に接合された第３ハウジング構成体１４とから形成されている。第１ハウジング構成体１２は、底壁１２１と、底壁１２１の周縁に立設された周壁１２２とから有底円筒状をなすとともに、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。第２ハウジング構成体１３は、蓋部１３１と、この蓋部１３１の周縁から立設された壁部１３２とからなる有蓋円筒状をなし、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。さらに、第３ハウジング構成体１４は、前側が蓋となる有蓋円筒状をなし、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。

第１ハウジング構成体１２と第２ハウジング構成体１３とは、４本のボルトＢ１（図１では２本のボルトＢ１のみ図示）によって共締めされるとともに、第１ハウジング構成体１２と第３ハウジング構成体１４とは、４本のボルトＢ２（図１では１本のボルトＢ２のみ図示）によって共締めされている。

第１ハウジング構成体１２と第３ハウジング構成体１４とからなる密閉空間Ｓ内には、回転軸１６が第１ハウジング構成体１２によって回転可能に支持されている。すなわち、回転軸１６は、第１ハウジング構成体１２の前後両側に設けられた軸受１５によって回転可能に支持されている。なお、回転軸１６の中心軸Ｌに沿った方向が第１ハウジング構成体１２（電動圧縮機１０）の軸方向となっている。第１ハウジング構成体１２の周壁１２２は、回転軸１６（中心軸Ｌ）を取り囲むようにして配置されている。

また、第１ハウジング構成体１２内には、電動モータ１８と圧縮部１９とが固設されている。電動モータ１８は、第１ハウジング構成体１２において周壁１２２の内面に固定されたステータ１８ａと、ステータ１８ａの内方において回転軸１６に設けられたロータ１８ｂとからなっている。電動モータ１８は、ステータ１８ａに電力の供給を受けることで回転軸１６を回転させる。

圧縮部１９は、固定スクロール１９ａと可動スクロール１９ｂとを備えたスクロールタイプよりなっている。圧縮部１９は、回転軸１６の回転に応じて可動スクロール１９ｂが固定スクロール１９ａに対して旋回することで、冷媒ガスの圧縮を行う。したがって、電動モータ１８の駆動によって回転軸１６が回転することにより圧縮部１９が駆動すると、外部冷媒回路（図示しない）からの低温低圧の冷媒ガスは、第１ハウジング構成体１２に形成された吸入口３１から、密閉空間Ｓ内の電動モータ１８付近を経由して圧縮部１９に吸入される。圧縮部１９に吸入された冷媒ガスは、圧縮部１９の圧縮作用によって高温高圧の冷媒ガスとなって、第３ハウジング構成体１４に形成された吐出口３２より外部冷媒回路へと排出される。なお、外部冷媒回路からの冷媒ガスが、密閉空間Ｓ内の電動モータ１８付近を経由して圧縮部１９に導入されるようにしたのは、この比較的低温な冷媒ガスによって、電動モータ１８及び後述するモータ駆動回路４１を冷却するためである。

第１ハウジング構成体１２の底壁１２１と第２ハウジング構成体１３との間には、モータ駆動回路４１を収容する収容空間Ｔが区画形成されている。すなわち、収容空間Ｔは、第１ハウジング構成体１２の底壁１２１と、第２ハウジング構成体１３の内周面によって区画形成されている。そして、第２ハウジング構成体１３内である収容空間Ｔ内には、電動モータ１８を駆動するためのモータ駆動回路４１が収容されている。モータ駆動回路４１はインバータよりなり、図示しないエアコンＥＣＵからの指令に基づいて、電動モータ１８のステータ１８ａに電力を供給する。

モータ駆動回路４１は、平板状の基板４３と、この基板４３に実装された複数種類の電気部品４４とからなっている。なお、この電気部品の部材番号「４４」は、後述する電気部品４４ａ〜４４ｅやそれ以外の図示しない電気部品を総称したものである。電気部品４４としてはインバータを構成する周知の部品、すなわち、スイッチング素子４４ａ、電解コンデンサ４４ｂ、トランス４４ｃ、ドライバ４４ｄ、固定抵抗４４ｅ等が挙げられる。電気部品４４のうち、スイッチング素子４４ａは基板４３における第１ハウジング構成体１２側の面に実装されるとともに、スイッチング素子４４ａの第１ハウジング構成体１２側の端面が、第１ハウジング構成体１２の底壁１２１に接触されている。このため、密閉空間Ｓ内に導入された比較的低温な冷媒ガスによって、底壁１２１を介してスイッチング素子４４ａが冷却されるようになっている。

第１ハウジング構成体１２における底壁１２１には、接続端子３０が固定されている。この接続端子３０の一端には基板４３がリード線３３によって電気的に接続されるとともに、接続端子３０の他端にはリード線３４によって電動モータ１８のステータ１８ａが電気的に接続される。そして、上記構成の電動圧縮機１０において、ハウジング内には回転軸１６の軸方向に沿って圧縮部１９、電動モータ１８、及びモータ駆動回路４１がこの順序で配設されている。

上記構成の電動圧縮機１０のハウジングには、ハイブリッド自動車のエンジンＥ（被取付体）に電動圧縮機１０を取り付けるために第１〜第３取付脚部４５〜４７が設けられている。第１ハウジング構成体１２において、周壁１２２外面における上部には、回転軸１６の径方向に沿って細長に延びる筒状の第１取付脚部４５が一体形成されるとともに、第１取付脚部４５内には、回転軸１６の径方向に沿って延びる第１貫通孔４５ａが形成されている。また、第１ハウジング構成体１２において、周壁１２２外面における下部には、回転軸１６の径方向に沿って細長に延びる筒状の第２取付脚部４６が一体形成されるとともに、第２取付脚部４６内には、回転軸１６の径方向に沿って延びる第２貫通孔４６ａが形成されている。

図２に示すように、第１ハウジング構成体１２において、第１取付脚部４５と第２取付脚部４６とは、回転軸１６（第１ハウジング構成体１２）を挟んで上下方向に対向する位置に配設されるとともに、互いの中心軸Ｎ１，Ｎ２が平行をなすように配設されている。第１取付脚部４５と第２取付脚部４６とは中心軸Ｎ１，Ｎ２の延びる方向への長さが同じに形成されるとともに、それぞれ一端面（図２では右端面）が同一の仮想平面Ｈ１上に位置し、他端面（図２では左端面）が同一の仮想平面Ｈ２上に位置している。また、図１に示すように、第１取付脚部４５及び第２取付脚部４６は、第１ハウジング構成体１２の軸方向において、電動モータ１８と圧縮部１９との間に位置するように周壁１２２に配設されている。そして、第１取付脚部４５と第２取付脚部４６とは、第１ハウジング構成体１２（周壁１２２）における回転軸１６を挟んだ径方向に対向する位置に配設されている。

また、第２ハウジング構成体１３において、蓋部１３１の外面中央部には、回転軸１６の径方向に沿って細長に延びる筒状の第３取付脚部４７が一体形成されるとともに、第３取付脚部４７内には、回転軸１６の径方向に沿って延びる第３貫通孔４７ａが形成されている。この第３取付脚部４７は、第１ハウジング構成体１２の軸方向に沿って圧縮部１９から最も離れた位置に配設されている。ここで、第１取付脚部４５の中心軸Ｎ１と第２取付脚部４６の中心軸Ｎ２との間の距離をＭとすると、第３取付脚部４７の中心軸Ｎ３は、第１取付脚部４５と第２取付脚部４６との間の距離Ｍの中間点上に位置するとともに、回転軸１６の中心軸Ｌ上に位置している。

図２に示すように、第３取付脚部４７は、第１取付脚部４５と第２取付脚部４６に対し、互いの中心軸Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３が平行をなすように第２ハウジング構成体１３に配設されている。また、第１〜第３取付脚部４５〜４７は中心軸Ｎ１〜Ｎ３の延びる方向への長さが同じに形成されるとともに、それぞれ一端面（図２では右端面）が同一の仮想平面Ｈ１上に位置し、他端面（図２では左端面）が同一の仮想平面Ｈ２上に位置している。

そして、上記電動圧縮機１０は、第１取付脚部４５からエンジンＥの第１ボス部Ｅ１に、第２取付脚部４６からエンジンＥの第２ボス部Ｅ２に、第３取付脚部４７からエンジンＥの第３ボス部Ｅ３に締結部材としてのボルトＢ３を締結することにより、エンジンＥの側面に取り付けられる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１ハウジング構成体１２の上下両部において、回転軸１６を挟んで径方向に対向する位置に第１取付脚部４５と第２取付脚部４６を一体形成し、第１ハウジング構成体１２とは別体の第２ハウジング構成体１３に第３取付脚部４７を一体形成した。このため、電動圧縮機１０の軸方向においては、ボルトＢ３をボス部Ｅ１〜Ｅ３へ締結することによる応力が複数箇所に発生するが、第１ハウジング構成体１２の軸方向においては、ボルトＢ３を締結することによる応力が複数箇所に発生することはない。したがって、第１〜第３取付脚部４５〜４７からボルトＢ３をボス部Ｅ１〜Ｅ３に締結することによる第１ハウジング構成体１２の変形を防止することができる。よって、第１ハウジング構成体１２内に固設された電動モータ１８及び圧縮部１９の位置が歪むことを防止して、回転軸１６の軸ずれを防止することができ、結果として、回転軸１６の軸ずれに伴う騒音の発生や、回転軸１６を支持する軸受１５の耐久性の低下を防止することができる。

（２）第２ハウジング構成体１３は有蓋筒状をなし、第２ハウジング構成体１３の蓋部１３１に第３取付脚部４７が一体形成されている。このため、第３取付脚部４７によって蓋部１３１の剛性を高めることができ、第２ハウジング構成体１３によりモータ駆動回路４１を確実に保護することができる。

（３）第１ハウジング構成体１２の後端に第２ハウジング構成体１３が接合され、この第２ハウジング構成体１３に第３取付脚部４７が一体形成されている。そして、電動圧縮機１０において、最も振動する圧縮部１９から最も離れた位置に第３取付脚部４７が設けられている。このため、第１〜第３取付脚部４５〜４７が第１ハウジング構成体１２に形成されている場合に比して、圧縮部１９の振動がボルトＢ３を介してエンジンＥに伝わりにくくなる。よって、ハイブリッド車のように、車両駆動用のモータが駆動する一方でエンジンＥが停止している状態が起こったとき、電動圧縮機１０の振動がエンジンＥに伝わりにくくなり、車室内に伝わる電動圧縮機１０の振動を抑えることができる。

（４）電動圧縮機１０には３つの取付脚部４５〜４７が設けられている。このため、背景技術のように取付脚部が４箇所に設けられる場合に比して、電動圧縮機１０の材料費を節約することができる。

（５）第２ハウジング構成体１３には第３取付脚部４７が１つだけ設けられている。このため、第２ハウジング構成体１３の製造が容易であるとともに、第２ハウジング構成体１３に取付脚部が２つ以上設けられる場合と異なり、電動圧縮機１０をエンジンルーム内の形状に対応させて配置しやすくなる。

（６）第１取付脚部４５及び第２取付脚部４６は、第１ハウジング構成体１２において電動モータ１８及び圧縮部１９の固設位置を避けた位置に一体形成されている。このため、第１取付脚部４５及び第２取付脚部４６から第１ボス部Ｅ１及び第２ボス部Ｅ２へのボルトＢ３の締結による、電動モータ１８及び圧縮部１９の歪みを避けることができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 電動圧縮機１０において、電動モータ１８、圧縮部１９、及びモータ駆動回路４１は、回転軸１６の軸方向に沿って電動モータ１８、圧縮部１９、及びモータ駆動回路４１の順序でハウジング内に収容されていてもよい。

○ 第２ハウジング構成体１３に取付脚部を２つ以上設けてもよい。
○ 第２ハウジング構成体１３における壁部１３２に第３取付脚部４７を一体形成してもよい。

○ 締結部材としてのボルトを使用しているが、ボルトに限らず、ねじ等を使用してもよい。
○ 圧縮部１９は、スクロールタイプに限らず、例えば、ピストンタイプやベーンタイプであってもよい。

○ 電動圧縮機１０は、ハイブリッド自動車でなく、エンジンのみで駆動する自動車に搭載してもよい。
○ 電動圧縮機１０は、車両用の空調装置に用いられるものでなく、その他の空調装置に用いられるものであってもよい。

○ 電動圧縮機１０はエンジンＥではなく、被取付体として、ハイブリッド自動車のエンジンルームを形成するボディに取り付けられてもよい。

実施形態の電動圧縮機を示す縦断面図。 実施形態の電動圧縮機のエンジンへの取付状態を示す図。

符号の説明

Ｂ３…締結部材としてのボルト、Ｅ…被取付体としてのエンジン、１０…電動圧縮機、１２…第１ハウジング構成体、１３…第２ハウジング構成体、１３１…蓋部、１３２…壁部、１６…回転軸、１８…電動モータ、１９…圧縮部、４１…モータ駆動回路、４５〜４７…第１〜第３取付脚部。

Claims (3)

1. 電動モータ、及び該電動モータの駆動によって回転軸が回転することにより駆動する圧縮部が第１ハウジング構成体内に固設されるとともに、前記電動モータを駆動するためのモータ駆動回路が、前記第１ハウジング構成体に接合された第２ハウジング構成体内に収容され、前記回転軸の軸方向に沿って前記圧縮部、前記電動モータ、及び前記モータ駆動回路が配設された電動圧縮機であって、
   前記電動圧縮機を被取付体に取り付けるための締結部材が挿通可能な取付脚部が、前記第１ハウジング構成体における前記回転軸を挟んで該回転軸の径方向に２つ一体形成されるとともに、前記第２ハウジング構成体に１つ一体形成されている電動圧縮機。
2. 前記第２ハウジング構成体は、蓋部と該蓋部の周縁から立設された壁部とから有蓋円筒状に形成され、前記第２ハウジング構成体に設けられた取付脚部は前記蓋部に一体形成されている請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記回転軸の軸方向に沿って前記圧縮部、前記電動モータ、及び前記モータ駆動回路の順序で配設されている請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。

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