JP2009156189A - 電動圧縮機の製造方法、電動圧縮機及びその部品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、冷媒の漏れが確実に防がれる電動圧縮機を提供することである。
【解決手段】電動圧縮機の製造方法は、アルミニウム合金のケーシング部材３１と端子ユニット３７とを結合する結合管３６を製造するステップを具備する。ケーシング部材３１は、電動モータと電動モータによって駆動される圧縮機構とを収容するケーシングの少なくとも一部を形成する。端子ユニット３７を介して電動モータに電力が供給される。端子ユニット３７は、貫通孔６１ａが設けられた鉄合金の第１部材６０と、貫通孔６１ａに通された電極６４と、電極６４と第１部材６０の間の隙間を封止するガラス６６とを備える。結合管３６を製造するステップは、鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とを冶金的接合法により結合するステップを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷凍システム及び空調システムの電動圧縮機に関し、特に、車両用の冷凍システム及び空調システムの電動圧縮機に関する。

車両には、軽量化のためにアルミニウム材料が多用される。例えば、車両用空調システムの電動圧縮機には、アルミニウム材料の密閉容器が用いられる。密閉容器は、圧縮機構と圧縮機構を駆動する電動モータとを収容する。そのため、冷媒の漏れが防がれる。密閉容器には、電動モータに給電するためのターミナルが設けられる。

特許文献１によれば、鉄系材料で構成されるターミナルをアルミニウム系材料で構成される密閉容器に溶接することが困難であることが知られている。特許文献１は、ターミナルと密閉容器の間にシール材又はガスケットを介在させて、ターミナルを密閉容器に締結する方法を開示している。

特許文献２は、ターミナルと密閉容器の間にガスケットを介在させて、ターミナルを密閉容器に締結する方法を開示している。

特開２００５−２２０７９４号公報 特開２００５−１５５３６９号公報

本発明の目的は、冷媒の漏れが確実に防がれる電動圧縮機の製造方法、電動圧縮機及びその部品を提供することである。

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による電動圧縮機の製造方法は、アルミニウム合金のケーシング部材（３１）と端子ユニット（３７）とを結合する結合管（３６）を製造するステップを具備する。ケーシング部材（３１）は、電動モータ（３４）と電動モータ（３４）によって駆動される圧縮機構（３５）とを収容するケーシング（３０）の少なくとも一部を形成する。端子ユニット（３７）を介して電動モータ（３４）に電力が供給される。端子ユニット（３７）は、貫通孔（６１ａ）が設けられた鉄合金の第１部材（６０）と、貫通孔（６１ａ）に通された電極（６４）と、電極（６４）と第１部材（６０）の間の隙間を封止するガラス（６６）とを備える。結合管（３６）を製造するステップは、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップを含む。

鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップにおいて、鉄合金管（４０）の内側面（４０ａ）とアルミニウム合金管（５０）の外側面（５０ａ）とが密着するように、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを結合することが好ましい。

鉄合金管（４０）は、鉄合金管（４０）の鉄合金管端（４０ｂ）に近づくにしたがって鉄合金管（４０）の厚さが次第に薄くなっている鉄合金管端部（４３）を備えることが好ましい。アルミニウム合金管（５０）は、アルミニウム合金管（５０）のアルミニウム合金管端（５０ｂ）に近づくにしたがってアルミニウム合金管（５０）の厚さが次第に薄くなっているアルミニウム合金管端部（５４）を備えることが好ましい。鉄合金管端部（４３）は、内側面（４０ａ）を備える。アルミニウム合金管端部（５０）は、外側面（５０ａ）を備える。鉄合金管端部（４３）は、鉄合金管端部厚肉部（４３ｂ）と、鉄合金管端（４０ｂ）と鉄合金管端部厚肉部（４３ｂ）の間に位置する鉄合金管端部薄肉部（４３ａ）とを備える。アルミニウム合金管端部（５４）は、アルミニウム合金管端部厚肉部（５４ｂ）と、アルミニウム合金管端（５０ｂ）とアルミニウム合金管端部厚肉部（５４ｂ）の間に位置するアルミニウム合金管端部薄肉部（５４ａ）とを備える。鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップにおいて、鉄合金管端部厚肉部（４３ｂ）及びアルミニウム合金管端部薄肉部（５４ａ）が重なり、鉄合金管端部薄肉部（４３ａ）及びアルミニウム合金管端部厚肉部（５４ｂ）が重なるように、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを結合することが好ましい。

本発明による電動圧縮機の製造方法は、端子ユニット（３７）を結合管（３６）に結合するステップを更に具備することが好ましい。第１部材（６０）は、貫通孔（６１ａ）が設けられた円板部分（６１）と、円板部分（６１）に結合された鍔部分（６２）とを備えることが好ましい。鍔部分（６２）は、外側円錐面（６２ａ）を備える。鉄合金管（４０）は、内側面（４０ａ）を備えた管部分（４２）と、大径側が管部分（４２）に結合した円錐部分（４１）とを備えることが好ましい。端子ユニット（３７）を結合管（３６）に結合するステップにおいて、円錐部分（４１）の内側面（４１ａ）と外側円錐面（６２ａ）とが密着するように、第１部材（６０）と鉄合金管（４０）とを溶接により結合する。

本発明による電動圧縮機の製造方法は、ケーシング部材（３１）を結合管（３６）に溶接により結合するステップを更に具備することが好ましい。

鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップにおいて、鉄合金管（４０）を溶融アルミニウムに漬けて鉄合金管（４０）にアルミニウム皮膜を形成し、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とをアルミニウムを主成分とするろう材を用いてろう付けして結合することが好ましい。

鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップにおいて、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）との間に合金層が形成されるように鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを互いに押し付けた状態で相対的に回転させて結合することが好ましい。

鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップにおいて、火薬の爆発により発生するガス圧で、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを結合することが好ましい。

鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを冶金的接合法により結合するステップにおいて、鉄合金管（４０）とアルミニウム合金管（５０）とを互いに押し付けた状態で真空中で加熱して結合することが好ましい。

本発明による電動圧縮機の製造方法は、圧縮機構（３５）に二酸化炭素冷媒を供給するステップを更に具備することが好ましい。

本発明による電動圧縮機の部品は、鉄合金管（４０）と、鉄合金管（４０）に冶金的接合法により結合されたアルミニウム合金管（５０）とを具備する。

鉄合金管（４０）の内側面（４０ａ）とアルミニウム合金管（５０）の外側面（５０ａ）とが密着していることが好ましい。

鉄合金管（４０）は、鉄合金管（４０）の鉄合金管端（４０ｂ）に近づくにしたがって鉄合金管（４０）の厚さが次第に薄くなっている鉄合金管端部（４３）を備えることが好ましい。アルミニウム合金管（５０）は、アルミニウム合金管（５０）のアルミニウム合金管端（５０ｂ）に近づくにしたがってアルミニウム合金管（５０）の厚さが次第に薄くなっているアルミニウム合金管端部（５４）を備えることが好ましい。鉄合金管端部（４３）は、鉄合金管端部厚肉部（４３ｂ）と、鉄合金管端（４０ｂ）と鉄合金管端部厚肉部（４３ｂ）の間に位置する鉄合金管端部薄肉部（４３ａ）とを備える。アルミニウム合金管端部（５４）は、アルミニウム合金管端部厚肉部（５４ｂ）と、アルミニウム合金管端（５０ｂ）とアルミニウム合金管端部厚肉部（５４ｂ）の間に位置するアルミニウム合金管端部薄肉部（５４ａ）とを備える。鉄合金管（４０）及びアルミニウム合金管（５０）は、鉄合金管端部厚肉部（４３ｂ）及びアルミニウム合金管端部薄肉部（５４ａ）が重なり、鉄合金管端部薄肉部（４３ａ）及びアルミニウム合金管端部厚肉部（５４ｂ）が重なるように、結合されることが好ましい。

本発明による電動圧縮機の部品は、端子ユニット（３７）を更に具備することが好ましい。端子ユニット（３７）は、貫通孔（６１ａ）が設けられた鉄合金の第１部材（６０）と、貫通孔（６１ａ）に通された電極（６４）と、電極（６４）と第１部材（６０）の間の隙間を封止するガラス（６６）とを備える。第１部材（６０）は、貫通孔（６１ａ）が設けられた円板部分（６１）と、円板部分（６１）に結合された鍔部分（６２）とを備える。鍔部分（６２）は、外側円錐面（６２ａ）を備える。鉄合金管（４０）は、アルミニウム合金管（５０）に冶金的接合法により結合された管部分（４２）と、大径側が管部分（４２）に結合した円錐部分（４１）とを備えることが好ましい。第１部材（６０）及び鉄合金管（４０）は、円錐部分（４１）の内側面（４１ａ）と外側円錐面（６２ａ）とが密着するように、溶接により結合される。

本発明による電動圧縮機は、圧縮機構（３５）と、圧縮機構（３５）を駆動する電動モータ（３４）と、圧縮機構（３５）及び電動モータ（３４）を収容したアルミニウム合金のケーシング（３０）と、端子ユニット（３７）と、結合管（３６）とを具備する。端子ユニット（３７）を介して電動モータ（３４）に電力が供給される。端子ユニット（３７）は、貫通孔（６１ａ）が設けられた鉄合金の第１部材（６０）と、貫通孔（６１ａ）に通された電極（６４）と、電極（６４）と第１部材（６０）の間の隙間を封止するガラス（６６）とを備える。結合管（３６）は、鉄合金管（４０）と、鉄合金管（４０）に冶金的接合法により結合されたアルミニウム合金管（５０）とを備える。鉄合金管（４０）は、第１部材（６０）に溶接により結合される。アルミニウム合金管（５０）は、ケーシング（３０）に溶接により結合される。

圧縮機構（３５）は、二酸化炭素冷媒を圧縮することが好ましい。

本発明による電動圧縮機は、車両（１０）に搭載されることが好ましい。

本発明によれば、冷媒の漏れが確実に防がれる電動圧縮機の製造方法、電動圧縮機及びその部品が提供される。

添付図面を参照して、本発明による電動圧縮機の製造方法、電動圧縮機及びその部品を実施するための最良の形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両１０を示す。車両１０は、電気自動車又はハイブリッド車である。車両１０は、車輪１１と、電動モータ１２と、バッテリ１３と、空調システム１４を備える。電動モータ１２は、バッテリ１３から電力を供給されて車輪１１を駆動する。空調システム１４は、電動圧縮機２０と、第１熱交換器２１と、膨張弁２２と、第２熱交換器２３を備える。電動圧縮機２０、第１熱交換器２１、膨張弁２２及び第２熱交換器２３は、冷凍サイクルを形成するように接続されている。電動圧縮機２０及び第１熱交換器２１は、配管２４を介して接続されている。第１熱交換器２１及び膨張弁２２は、配管２５を介して接続されている。膨張弁２２及び第２熱交換器２３は、配管２６を介して接続されている。第２熱交換器２３及び電動圧縮機２０は、配管２７を介して接続されている。なお、空調システム１４は、冷凍システムであってもよい。

電動圧縮機２０は、バッテリ１３から電力を供給されて冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を第１熱交換器２１に配管２４を介して送り出す。冷媒は、第１熱交換器２１において冷却される。冷却された冷媒は、膨張弁２２を通過したのち、第２熱交換器２３に流入する。冷媒は、第２熱交換器２３において外部から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は、配管２７を介して電動圧縮機２０に戻る。

電動モータ１２は、発電機を兼ねており、車両１０の減速時に制動エネルギーを利用して発電し、バッテリ１３を充電する。したがって、エネルギーが有効利用される。

車両１０がハイブリッド車である場合、車両１０は、車輪１１を駆動するためのエンジン（不図示）を更に備える。

図２は、第１の実施形態に係る電動圧縮機２０の断面図を示す。電動圧縮機２０は、ケーシング３０と、電動モータ３４と、圧縮機構３５と、結合管３６と、端子ユニット３７を備える。圧縮機構３５は、配管２７が接続された吸込口３５ａと、配管２４が接続された吐出口３５ｂを備える。電動モータ３４及び圧縮機構３５は、ケーシング３０に収容されている。ケーシング３０は、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金製であり、筒状のケーシング部材３２と、ケーシング部材３２の一端を閉じるケーシング部材３１と、ケーシング部材３２の他端を閉じるケーシング部材３３とを備える。結合管３６は、端子ユニット３７をケーシング部材３１に結合している。電動モータ３４及び圧縮機構３５は、ケーシング３０、結合管３６及び端子ユニット３７によって密閉されている。

圧縮機構３５は、端子ユニット３７を介してバッテリ１３から電力が供給され、圧縮機構３５を駆動する。圧縮機構３５は、配管２７を介して戻された冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を配管２４を介して第１熱交換器２１に送り出す。

図３を参照して、端子ユニット３７は、複数の貫通孔６１ａが設けられたベース部材６０と、各貫通孔６１ａに通された電極６４と、各貫通孔６１ａに配置されてベース部材６０と電極６４の間の隙間を封止するガラス６６を備える。ベース部材６０は、鉄を主成分とする鉄合金により形成されている。鉄合金は、鉄、鋼、又は、ステンレス鋼を言う。ガラス６６は、電極６４がベース部材６０から絶縁されるように電極６４をベース部材６０に固定している。ベース部材６０は、円板部分６１と、円板部分６１に結合された鍔部分６２を備える。複数の貫通孔６１ａは、円板部分６１を貫通している。鍔部分６２は、円板部分６１から遠いほど径が大きいリング形状を有し、外側円錐面６２ａを備えている。

結合管３６は、鉄合金管４０と、アルミニウム合金管５０を備える。鉄合金管４０は、鉄を主成分とする鉄合金により形成されている。鉄合金は、鉄、鋼、又は、ステンレス鋼を言う。アルミニウム合金管５０は、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金により形成されている。鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とは、軸Ｓを共有するように冶金的接合法により結合されている。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０は、継ぎ合わされた状態で結合されている。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０は、冶金的接合法により結合されている。鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とは、ろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、及び拡散接合法のいずれかにより、互いに密着するように冶金的接合法により結合される。したがって、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０の間から冷媒が漏れることが防がれる。ろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、及び拡散接合法によれば、鉄合金材とアルミニウム合金材とを強固に且つ密着するように結合することが可能である。ろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、及び拡散接合法は、後で説明される。

アルミニウム合金の熱膨張係数が鉄合金の熱膨張係数より大きいため、鉄合金管４０の内側面４０ａがアルミニウム合金管５０の外側面５０ａに密着していることが好ましい。電動圧縮機２０が冷媒の圧縮を開始して結合管３６の温度が上昇すると、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０が互いに押し付けられるため、更に冷媒が漏れにくくなる。

なお、鉄合金管４０の外側面がアルミニウム合金管５０の内側面に密着するように鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とが冶金的接合法で結合されている場合であっても、鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０との結合部から冷媒が漏れることが防がれる。

鉄合金管４０は、円錐部分４１と、管部分４２を備える。円錐部分４１の大径側が管部分４２に結合されている。管部分４２は、内側面４０ａを備える。円錐部分４１は、内側円錐面としての内側面４１ａを備える。ベース部材６０及び鉄合金管４０は、外側円錐面６２ａ及び内側面４１ａが密着するように溶接されている。円板部分６１は鉄合金管４０の外に配置され、鍔部分６２は鉄合金管４０の中に配置される。したがって、鉄合金管４０の中の圧力が外の圧力より高くなると、ベース部材６０及び鉄合金管４０が互いに押し付けられるため、さらに冷媒が漏れにくくなる。

アルミニウム合金管５０は、小径部分５１と、小径部分５１より径が大きい大径部分５３と、小径部分５１及び大径部分５３の間に配置された接続部分５２を備える。接続部分５２は、小径部分５１及び大径部分５３を接続している。小径部分５１は、外側面５０ａを備える。アルミニウム合金管５０及びケーシング部材３１は、大径部分５３がケーシング部材３１を貫通している貫通孔３１ａに嵌った状態で溶接されている。ケーシング部材３１及び大径部分５３にまたがるように溶接ビード７０が形成されている。

アルミニウム合金管５０が小径部分５１及び大径部分５３を備えるため、結合管３６の外側に段差が形成されにくい。

図４は、第１の実施形態に係る電動圧縮機の製造方法のフローチャートを示す。電動圧縮機の製造方法は、ステップＳ１と、ステップＳ２と、ステップＳ３と、ステップＳ４と、ステップＳ５と、ステップＳ６を含む。ステップＳ１において、電動圧縮機２０の部品としての結合管３６を製造する。ステップＳ２において、端子ユニット３７を結合管３６に結合する。結合管３６及び端子ユニット３７を含む構造体は、電動圧縮機２０の部品である。ステップＳ３において結合管３６をケーシング部材３１に結合する。ステップＳ４において、電動モータ３４の動力線の端子部を端子ユニット３７と結合する。ステップＳ５において電動モータ３４及び圧縮機構３５を密閉する。ステップＳ６において、圧縮機構３５に冷媒を供給する。

ステップＳ１において、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を冶金的接合法により結合する。鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０との結合は、ろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、又は拡散接合法により行われる。

鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とを、ろう付け法により結合する方法を説明する。鉄合金管４０を溶融アルミニウムに漬けて表面としての内側面４０ａにアルミニウム皮膜を形成する。その後、アルミニウムを主成分とするろう材を用いて鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０とをろう付けする。

鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０とを摩擦圧接法により結合する方法を説明する。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０が軸Ｓを共有するように、内側面４０ａと外側面５０ａとを接触させる。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を互いに押し付けた状態で、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を軸Ｓまわりに相対的に回転する。このとき、内側面４０ａと外側面５０ａとの摩擦により外側面５０ａから酸化皮膜が除去される。さらに、外側面５０ａが摩擦熱のために半溶融状態になり、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を結合する合金層が鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０の間に形成される。ここで、合金層は、鉄とアルミニウムを含む。この形成された合金層により鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とは結合する。

鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を爆発圧接法により結合する方法を説明する。鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とに、それぞれ必要な表面処理を行ない、油等の汚れや酸化皮膜を除去する。その後、火薬の爆発により発生するガス圧で、鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とを結合する。

鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を拡散接合法により結合する方法を説明する。鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とに、それぞれ必要な表面処理を行ない、油等の汚れや酸化皮膜を除去する。その後、内側面４０ａ及び外側面５０ａが密着するように鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とを継ぎ合わせる。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を互いに押し付けた状態で、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を真空中で加熱する。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０の境界領域において鉄とアルミニウムとが相互拡散し、境界領域に鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を結合する結合領域が生成される。ここで、境界領域は、内側面４０ａ及び外側面５０ａを含む。この生成された結合領域により鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とは結合する。

ろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、及び拡散接合法によれば、鉄合金材とアルミニウム合金材とを強固に且つ密着するように結合することが可能である。また、管と管とを結合する場合には、管と管とを強固に且つ密着するように結合することは容易である。

ろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、及び拡散接合法の各々により鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を結合する際、必要に応じて鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とに、それぞれ必要に応じ表面処理を行う。

ステップＳ２において、外側円錐面６２ａ及び内側面４１ａが密着するようにベース部材６０と鉄合金管４０を溶接結合する。このような鉄合金材どうしの溶接による結合は容易である。鉄合金管４０及びベース部材６０は、強固に且つ密着するように結合される。図３を参照して、結合管３６及び端子ユニット３７を結合するためには、鍔部分６２の最大外径Ｄが円錐部分４１の最小内径ｄ１より大きく、且つ、最大外径Ｄが小径部分５１の最小内径ｄ２より小さいことが有利である。最大外径Ｄは、ベース部材６０の最大外径でもある。最小内径ｄ１は、鉄合金管４０の最小内径でもある。最小内径ｄ２は、アルミニウム合金管５０の最小内径でもある。

ステップＳ３において、アルミニウム合金管５０の一部としての大径部分５３が貫通孔３１ａに嵌った状態でアルミニウム合金管５０及びケーシング部材３１を溶接により結合する。このとき、溶接ビード７０が形成される。このようなアルミニウム合金材同士の溶接は容易である。アルミニウム合金管５０及びケーシング部材３１は、強固に且つ密着するように結合される。

ステップＳ５において、電動モータ３４及び圧縮機構３５がケーシング３０、結合管３６及び端子ユニット３７によって密閉されるように、ケーシング部材３１をケーシング部材３２に結合し、ケーシング部材３３をケーシング部材３２に結合する。

ステップＳ６において、圧縮機構３５に冷媒を供給する。環境に与える影響の少ない二酸化炭素を冷媒として用いることが好ましい。

図３を参照して、アルミニウム合金管５０の寸法の一例を説明する。二酸化炭素冷媒を用いる場合の要求耐圧を１５ＭＰａ、小径部分５１の外径Ｅを５０ｍｍとすると、端子ユニット３７及び鉄合金管４０から構成される構造体の受圧面積は１９．６３ｃｍ^２となり、鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０の間に作用するせん断力Ｆは２９，４５０Ｎとなる。ここで、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０の接合面に許容されるせん断応力τを２０ＭＰａとすると、次式より、要求される接合面の面積Ａは１４．７３ｃｍ^２となる。
Ａ＝Ｆ／τ
一方、次式より、接合面の長さＬは０．９４ｃｍとなる。
Ｌ＝Ａ／（πＥ）
安全率と接合効率を考慮すると、長さＬは２．０ｃｍ程度となる。これらの寸法は、実用的な範囲におさまっていると言える。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電動圧縮機２０において、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０の形状のみが第１の実施形態に係る電動圧縮機２０と異なる。図５を参照して、本実施形態に係る鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を説明する。以下に説明されない点については、本実施形態に係る鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０は、第１の実施形態に係る鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０と同じである。

鉄合金管４０の管部分４２は、鉄合金管４０の端４０ｂに近づくにしたがって鉄合金管４０の厚さが次第に薄くなっている端部４３を備える。端部４３は、内側面４０ａを備える。端部４３は、厚肉部４３ｂと、端４０ｂと厚肉部４３ｂの間に位置する薄肉部４３ａを備える。厚肉部４３ｂは、薄肉部４３ａよりも厚い。アルミニウム合金管５０は、内径ｄ２が軸Ｓに沿って一定となる形状を有する。アルミニウム合金管５０は、アルミニウム合金管５０の端５０ｂに近づくにしたがってアルミニウム合金管５０の厚さが次第に薄くなっている端部５４を備える。端部５４は、内側面４０ａに密着した外側面５０ａを備える。端部５４は、厚肉部５４ｂと、端５０ｂと厚肉部５４ｂの間に位置する薄肉部５４ａを備える。厚肉部５４ｂは、薄肉部５４ａより厚い。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０は、厚肉部４３ｂ及び薄肉部５４ａが重なり、薄肉部４３ａ及び厚肉部５４ｂが重なるように接合されている。厚肉部４３ｂ及び薄肉部５４ａは、軸Ｓに沿う位置が一致している。薄肉部４３ａ及び厚肉部５４ｂは、軸Ｓに沿う位置が一致している。アルミニウム合金管５０は、端部５４の反対側の部分が貫通孔３１ａに嵌った状態で、ケーシング部材３１に溶接により結合されている。

鉄合金とアルミニウム合金のヤング率は大きく異なるが、鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０が端部４３及び端部５４において結合されているので、結合管３６において応力集中が防止される。

本実施形態に係る電動圧縮機２０の製造方法は、第１の実施形態に係る電動圧縮機２０の製造方法と同様である。

上記各実施形態においては、端子ユニット３７がケーシング部材３１に冶金的に結合される。ここで、端子ユニット３７は溶接により冶金的に鉄合金管４０に結合され、アルミニウム合金管５０は溶接により冶金的にケーシング部材３１に結合される。上述のろう付け法、摩擦圧接法、爆発圧接法、及び拡散接合法により、鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とが冶金的接合法により結合される。したがって、電動圧縮機２０からの冷媒の漏れが確実に防がれる。さらに、冶金的接合法による結合は、振動による緩みがない点、及び、電動圧縮機２０の組立工数が低減される点において、締結よりも有利である。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０を冶金的接合法により結合することは、耐熱性及び強度の点で有利である。鉄合金管４０とアルミニウム合金管５０とを上述の冶金的接合法で結合する場合、ろう付け法の一つである無鉛はんだを用いたはんだ付け工法にてろう付けすることよりも有利である。鉄合金管４０及びアルミニウム合金管５０の冶金的結合は、アルミニウム合金管５０をケーシング部材３１に溶接するときの熱に耐え得る。

上記各実施形態においては、ケーシング３０がアルミニウム合金製であるため、電動圧縮機２０が軽量化される。したがって、車両１０の燃費が向上する。

上記各実施形態によれば、端子ユニット３７として市場で普及している普及品を用いることが可能である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両の概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る電動圧縮機の断面図である。 図３は、第１の実施形態に係る電動圧縮機の端子周辺を示す断面図である。 図４は、第１の実施形態に係る電動圧縮機の製造方法を示すフローチャートである。 図５は、第２の実施形態に係る電動圧縮機の端子周辺を示す断面図である。

符号の説明

１０…車両
１１…車輪
１２…電動モータ
１３…バッテリ
１４…空調システム
２０…電動圧縮機
２１…第１熱交換器
２２…膨張弁
２３…第２熱交換器
２４〜２７…配管
３０…ケーシング
３１〜３３…ケーシング部材
３１ａ…貫通孔
３４…電動モータ
３５…圧縮機構
３５ａ…吸込口
３５ｂ…吐出口
３６…結合管
４０…鉄合金管
４０ａ…内側面
４０ｂ…端
４１…円錐部分
４１ａ…内側面
４２…管部分
４３…端部
４３ａ…薄肉部
４３ｂ…厚肉部
５０…アルミニウム合金管
５０ａ…外側面
５０ｂ…端
５１…小径部分
５２…接続部分
５３…大径部分
５４…端部
５４ａ…薄肉部
５４ｂ…厚肉部
３７…端子ユニット
６０…ベース部材
６１…円板部分
６１ａ…貫通孔
６２…鍔部分
６２ａ…外側円錐面
６４…電極
６６…ガラス
７０…溶接ビード

Claims (18)

1. アルミニウム合金のケーシング部材と端子ユニットとを結合する結合管を製造するステップを具備し、
   前記ケーシング部材は、電動モータと前記電動モータによって駆動される圧縮機構とを収容するケーシングの少なくとも一部を形成し、
   前記端子ユニットを介して前記電動モータに電力が供給され、
   前記端子ユニットは、貫通孔が設けられた鉄合金の第１部材と、前記貫通孔に通された電極と、前記電極と前記第１部材の間の隙間を封止するガラスとを備え、
   前記結合管を製造する前記ステップは、
   鉄合金管とアルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合するステップを含む
   電動圧縮機の製造方法。
2. 前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
   前記鉄合金管の内側面と前記アルミニウム合金管の外側面とが密着するように、前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
   請求項１の電動圧縮機の製造方法。
3. 前記鉄合金管は、前記鉄合金管の鉄合金管端に近づくにしたがって前記鉄合金管の厚さが次第に薄くなっている鉄合金管端部を備え、
   前記アルミニウム合金管は、前記アルミニウム合金管のアルミニウム合金管端に近づくにしたがって前記アルミニウム合金管の厚さが次第に薄くなっているアルミニウム合金管端部を備え、
   前記鉄合金管端部は、前記内側面を備え、
   前記アルミニウム合金管端部は、前記外側面を備え、
   前記鉄合金管端部は、鉄合金管端部厚肉部と、前記鉄合金管端と前記鉄合金管端部厚肉部の間に位置する鉄合金管端部薄肉部とを備え、
   前記アルミニウム合金管端部は、アルミニウム合金管端部厚肉部と、前記アルミニウム合金管端と前記アルミニウム合金管端部厚肉部の間に位置するアルミニウム合金管端部薄肉部とを備え、
   前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
   前記鉄合金管端部厚肉部及び前記アルミニウム合金管端部薄肉部が重なり、前記鉄合金管端部薄肉部及び前記アルミニウム合金管端部厚肉部が重なるように、前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
   請求項２の電動圧縮機の製造方法。
4. 前記端子ユニットを前記結合管に結合するステップを更に具備し、
   前記第１部材は、前記貫通孔が設けられた円板部分と、前記円板部分に結合された鍔部分とを備え、
   前記鍔部分は、外側円錐面を備え、
   前記鉄合金管は、前記内側面を備えた管部分と、大径側が前記管部分に結合した円錐部分とを備え、
   前記端子ユニットを前記結合管に結合する前記ステップにおいて、
   前記円錐部分の内側面と前記外側円錐面とが密着するように、前記第１部材と前記鉄合金管とを溶接により結合する
   請求項２又は３の電動圧縮機の製造方法。
5. 前記ケーシング部材を前記結合管に溶接するステップを更に具備する
   請求項２乃至４のいずれかに記載の電動圧縮機の製造方法。
6. 前記鉄合金管は、前記鉄合金管の鉄合金管端に近づくにしたがって前記鉄合金管の厚さが次第に薄くなっている鉄合金管端部を備え、
   前記アルミニウム合金管は、前記アルミニウム合金管のアルミニウム合金管端に近づくにしたがって前記アルミニウム合金管の厚さが次第に薄くなっているアルミニウム合金管端部を備え、
   前記鉄合金管端部は、鉄合金管端部厚肉部と、前記鉄合金管端と前記鉄合金管端部厚肉部の間に位置する鉄合金管端部薄肉部とを備え、
   前記アルミニウム合金管端部は、アルミニウム合金管端部厚肉部と、前記アルミニウム合金管端と前記アルミニウム合金管端部厚肉部の間に位置するアルミニウム合金管端部薄肉部とを備え、
   前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
   前記鉄合金管端部厚肉部及び前記アルミニウム合金管端部薄肉部が重なり、前記鉄合金管端部薄肉部及び前記アルミニウム合金管端部厚肉部が重なるように、前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
   請求項１の電動圧縮機の製造方法。
7. 前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
   前記鉄合金管を溶融アルミニウムに漬けて前記鉄合金管にアルミニウム皮膜を形成し、
   前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とをアルミニウムを主成分とするろう材を用いてろう付けし、前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
   請求項１乃至６のいずれかに記載の電動圧縮機の製造方法。
8. 前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
   前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管との間に合金層が形成されるように前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを互いに押し付けた状態で相対的に回転させ前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
   請求項１乃至６のいずれかに記載の電動圧縮機の製造方法。
9. 前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
   火薬の爆発により発生するガス圧で、前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
   請求項１乃至６のいずれかに記載の電動圧縮機の製造方法。
10. 前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを冶金的接合法により結合する前記ステップにおいて、
    前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを互いに押し付けた状態で真空中で加熱して前記鉄合金管と前記アルミニウム合金管とを結合する
    請求項１乃至６のいずれかに記載の電動圧縮機の製造方法。
11. 前記圧縮機構に二酸化炭素冷媒を供給するステップを更に具備する
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の電動圧縮機の製造方法。
12. 鉄合金管と、
    前記鉄合金管に冶金的接合法により結合されたアルミニウム合金管と
    を具備する
    電動圧縮機の部品。
13. 前記鉄合金管の内側面と前記アルミニウム合金管の外側面とが密着した
    請求項１２の電動圧縮機の部品。
14. 前記鉄合金管は、前記鉄合金管の鉄合金管端に近づくにしたがって前記鉄合金管の厚さが次第に薄くなっている鉄合金管端部を備え、
    前記アルミニウム合金管は、前記アルミニウム合金管のアルミニウム合金管端に近づくにしたがって前記アルミニウム合金管の厚さが次第に薄くなっているアルミニウム合金管端部を備え、
    前記鉄合金管端部は、鉄合金管端部厚肉部と、前記鉄合金管端と前記鉄合金管端部厚肉部の間に位置する鉄合金管端部薄肉部とを備え、
    前記アルミニウム合金管端部は、アルミニウム合金管端部厚肉部と、前記アルミニウム合金管端と前記アルミニウム合金管端部厚肉部の間に位置するアルミニウム合金管端部薄肉部とを備え、
    前記鉄合金管及び前記アルミニウム合金管は、前記鉄合金管端部厚肉部及び前記アルミニウム合金管端部薄肉部が重なり、前記鉄合金管端部薄肉部及び前記アルミニウム合金管端部厚肉部が重なるように、冶金的接合法により結合された
    請求項１２又は１３の電動圧縮機の部品。
15. 端子ユニットを更に具備し、
    前記端子ユニットは、貫通孔が設けられた鉄合金の第１部材と、前記貫通孔に通された電極と、前記電極と前記第１部材の間の隙間を封止するガラスとを備え、
    前記第１部材は、前記貫通孔が設けられた円板部分と、前記円板部分に結合された鍔部分とを備え、
    前記鍔部分は、外側円錐面を備え、
    前記鉄合金管は、前記アルミニウム合金管に冶金的接合法により結合された管部分と、大径側が前記管部分に結合した円錐部分とを備え、
    前記第１部材及び前記鉄合金管は、前記円錐部分の内側面と前記外側円錐面の外側とが密着するように、溶接により結合された
    請求項１２乃至１４のいずれかに記載の電動圧縮機の部品。
16. 圧縮機構と、
    前記圧縮機構を駆動する電動モータと、
    前記圧縮機構及び前記電動モータを収容したアルミニウム合金のケーシングと、
    端子ユニットと、
    結合管と
    を具備し、
    前記端子ユニットを介して前記電動モータに電力が供給され、
    前記端子ユニットは、貫通孔が設けられた鉄合金の第１部材と、前記貫通孔に通された電極と、前記電極と前記第１部材の間の隙間を封止するガラスとを備え、
    前記結合管は、鉄合金管と、前記鉄合金管に冶金的接合法により結合されたアルミニウム合金管とを備え、
    前記鉄合金管は、前記第１部材に溶接により結合され、
    前記アルミニウム合金管は、前記ケーシングに溶接により結合された
    電動圧縮機。
17. 前記圧縮機構は、二酸化炭素冷媒を圧縮する
    請求項１６の電動圧縮機。
18. 車両に搭載された
    請求項１６又は１７の電動圧縮機。

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