JP2009293523A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸系振動がハウジングに伝播することにより誘起される電動圧縮機の騒音を低減し、振動、騒音が少なく、かつ生産性が高い電動圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】圧縮機ハウジング３およびモータハウジング４から構成されるハウジング２と、ハウジング２の圧縮機ハウジング３側に設けられる圧縮機構２０と、ハウジング２のモータハウジング４側に設けられる電動モータ１０と、電動モータ１０により回転され、圧縮機構２０を駆動する回転軸１５と、軸受１８を介して回転軸１５を支持する軸受支持部材１７とを備え、軸受支持部材１７がハウジング２に固定されている電動圧縮機１において、モータハウジング４の内周面に軸受支持部材１７を固定支持する座面４０が設けられ、該座面４０と軸受支持部材１７との間に薄板状防振材４４を挟み込んで軸受支持部材１７がモータハウジング４に締め付け固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用空調装置に適用して好適な電動モータを内蔵した電動圧縮機に関するものである。

近年、車両用空調装置に用いられる圧縮機として、インバータを一体に組み込んだモータ内蔵の電動圧縮機が生産されている。この電動圧縮機は、圧縮機ハウジングとモータハウジングとが一体に結合されたハウジングを備え、該ハウジングの圧縮機ハウジング側に設けられる圧縮機構と、モータハウジング側に設けられる電動モータとを回転軸によって連結し、ハウジング内に内蔵された電動モータにより圧縮機構を駆動する、いわゆる半密閉構造の電動圧縮機とされている。

上記の半密閉型電動圧縮機では、軸受を介して回転軸を支持する軸受支持部材をモータハウジングまたはモータハウジングと圧縮機ハウジングとの間にボルト等を介して直接締め付け固定している。一方、密閉ハウジングの内周面に回転軸を支持する主軸受部材を密閉ハウジングの外側からスポット溶接して固定支持する密閉型電動圧縮機において、密閉ハウジングの内周面と主軸受部材の外周面との間に制振鋼板からなる円筒状薄板を介在させることにより、密閉ハウジングの振動、騒音を抑制するようにしたものが特許文献１に示されている。

特開平３−２４２４９２号公報

しかしながら、軸受支持部材をモータハウジングまたはモータハウジングと圧縮機ハウジングとの間にボルト等を介して直接締め付け固定した電動圧縮機では、モータロータおよび回転軸等の軸系振動が軸受支持部材とモータハウジングとの接触面を介して、外殻部品であるモータハウジングの振動を誘起するため、これがモータハウジングを含む電動圧縮機全体の振動とそれに伴う騒音増大の一要因となっている。

また、特許文献１に示されるものは、密閉ハウジングの内周面と主軸受部材の外周面との間に制振鋼板を介装し、密閉ハウジングの外側からスポット溶接により固定支持する構成のため、密閉ハウジングおよび主軸受部材と制振鋼板との間の密着性を十分に確保することは難しく、制振鋼板による制振機能を十分発揮させることができなかった。また、制振鋼板を所定の形状に打ち抜き、それを円筒状に加工して密閉ハウジングと主軸受部材との間に挿入し、スポット溶接しなければならず、生産性の悪い構成となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、軸系振動がハウジングに伝播することにより誘起される電動圧縮機の騒音を低減し、振動、騒音が少なく、かつ生産性が高い電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる電動圧縮機は、圧縮機ハウジングおよびモータハウジングから構成されるハウジングと、該ハウジングの前記圧縮機ハウジング側に設けられる圧縮機構と、前記ハウジングの前記モータハウジング側に設けられる電動モータと、該電動モータにより回転され、前記圧縮機構を駆動する回転軸と、軸受を介して前記回転軸を支持する軸受支持部材とを備え、前記軸受支持部材が前記ハウジングに固定されている電動圧縮機において、前記モータハウジングの内周面に前記軸受支持部材を固定支持する座面が設けられ、該座面と前記軸受支持部材との間に薄板状防振材を挟み込んで前記軸受支持部材が前記モータハウジングに締め付け固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、モータハウジングの内周面に軸受支持部材を固定支持する座面が設けられ、該座面と軸受支持部材との間に薄板状防振材を挟み込んで軸受支持部材がモータハウジングに締め付け固定されているため、軸受支持部材を介してモータハウジングに伝播されるモータロータおよび回転軸等の軸系振動を、軸受支持部材とモータハウジングの座面との間に挟み込まれている薄板状防振材により減衰し、低減することができる。これによって、外殻部品であるモータハウジングを含む電動圧縮機全体の振動とそれに伴う騒音を抑制することができる。また、薄板状防振材を軸受支持部材と座面との間に挟み込んで締め付け固定する構成のため、薄板状防振材を軸受支持部材および座面と確実に密着させて組み込むことができ、従って、薄板状防振材による防振機能を高めることができるとともに、その製造、組み立てを容易化し生産性を高めることができる。

さらに、本発明の電動圧縮機は、上記の電動圧縮機において、前記薄板状防振材は、制振鋼板により構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、薄板状防振材が制振鋼板により構成されているため、軸受支持部材をモータハウジング側に固定支持する際に、座面と軸受支持部材との間に制振鋼板を挟み込んで均一に締め付け固定することができる。従って、軸受支持部材を含む圧縮機全体の組み立て精度を高精度に維持することができる。

さらに、本発明の電動圧縮機は、上述のいずれかの電動圧縮機において、前記薄板状防振材は、前記モータハウジング側から前記圧縮機ハウジング側への冷媒流通を許容する冷媒流路を形成したリング形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、薄板状防振材がモータハウジング側から圧縮機ハウジング側への冷媒流通を許容する冷媒流路を形成したリング形状とされているため、薄板状防振材に形成された冷媒流路を介してモータハウジングに吸入された冷媒を圧縮機ハウジング側へと流通させ、圧縮機構に吸い込ませることができる。従って、薄板状防振材がハウジング内での冷媒流通を阻害することはなく、冷媒の吸入圧損による効率の低下等を確実に防止することができる。

さらに、本発明の電動圧縮機は、上述のいずれかの電動圧縮機において、前記薄板状防振材は、表裏同一形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、薄板状防振材が表裏同一形状とされているため、組み立てに際して表裏を判別する必要がなくなる。従って、組み立てを容易化し、生産性を高めることができるとともに、誤組み立てを確実に防止することができる。

本発明によると、軸受支持部材を介してモータハウジングに伝播されるモータロータおよび回転軸等の軸系振動を、軸受支持部材とモータハウジングの座面との間に挟み込まれている薄板状防振材により減衰し、低減することができるため、外殻部品であるモータハウジングを含む圧縮機全体の振動とそれに伴う騒音を抑制することができる。また、薄板状防振材を軸受支持部材と座面との間に挟み込んで締め付け固定する構成のため、薄板状防振材を軸受支持部材および座面と確実に密着させて組み込むことができ、従って、薄板状防振材による防振機能を高めることができるとともに、その製造、組み立てを容易化し生産性を高めることができる。

以下に、本発明の実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の圧縮機構側を取り外した状態の正面図が示され、図２および図３には、圧縮機構を含む図１におけるＡ−Ａ断面相当図およびＢ−Ｂ断面相当図が示されている。電動圧縮機１は、外殻を構成する円筒状のハウジング２を備えている。このハウジング２は、それぞれお椀状に成形されたアルミダイカスト製の圧縮機ハウジング３とモータハウジング４とから構成され、そのフランジ部３Ａ，４Ａ同士を、Ｏリング６を介してボルト５で一体に結合することにより構成されている。

モータハウジング４の外周上面には、インバータ収容部７が一体に設けられ、高電圧電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータハウジング４内に設けられている電動モータ１０にガラス密封端子８を介して給電する図示省略のインバータ装置が収容設置されている。なお、インバータ装置は、公知のものでよく、ここでは詳細な説明を省略する。

モータハウジング４内に設けられる電動モータ１０は、ステータ１１とロータ１２とから構成され、ステータ１１は、モータハウジング４の内周面に圧入等により固定されている。ステータ１１とモータハウジング４との間には、円周方向の複数箇所に軸方向に貫通する冷媒流路１３が設けられており、この冷媒流路１３を介してモータハウジング４の後端部（図２，３の右端部）に設けられている冷媒吸入ポート（図示省略）からモータハウジング４の底面と電動モータ１０の端面との間の空間１４に吸入された冷媒を軸方向に沿って前方側（図２，３の左側）へと流通させることができるようになっている。

ロータ１２には、回転軸（クランク軸）１５が一体に結合されており、この回転軸１５の後端がモータハウジング４の底面部に設けられている軸受１６により回転自在に支持されるとともに、前端部が軸受支持部材１７に設けられている主軸受（軸受）１８により回転自在に支持されている。回転軸１５の前端には、回転軸中心から所定寸法ρだけ偏心した位置にクランクピン１５Ａが設けられている。なお、軸受支持部材１７は、後述のようにモータハウジング４に固定支持されている。

一方、圧縮機ハウジング３内には、スクロール圧縮機構２０が設けられている。このスクロール圧縮機構２０は、一対の固定スクロール２１と旋回スクロール２２とを噛み合わせて構成される公知の圧縮機構であり、両スクロール２１，２２間に形成される圧縮室２３が旋回スクロール２２の公転旋回運動により外周側から中心側へと容積を減少しながら移動されることで冷媒ガスを圧縮するものである。

固定スクロール２１は、圧縮機ハウジング３の底面側にボルト２４により固定設置されており、その端板背面と圧縮機ハウジング３の底面との間に吐出チャンバ２５が形成されている。この吐出チャンバ２５には、圧縮室２３から吐出孔２６、吐出弁２７を介して高温高圧に圧縮された冷媒ガスが吐出され、この冷媒ガスは、吐出チャンバ２５から吐出ポート２８を経て外部へと吐き出されるように構成されている。

旋回スクロール２２は、その端板背面が上記軸受支持部材１７のスラスト面により支持されるとともに、端板背面に設けられているボス部２９にニードルベアリング３０、ドライブブッシュ３１を介して回転軸１５のクランクピン１５Ａが連結され、回転軸１５の回転により旋回半径ρで固定スクロール２１に対して公転旋回駆動されるように構成されている。旋回スクロール２２は、端板背面と上記軸受支持部材１７との間に介装されたオルダムリング３２により自転が阻止されるようになっている。なお、ドライブブッシュ３１には、旋回スクロール２２の旋回駆動に伴うアンバランス荷重を相殺するためのバランスウェイト３３が一体に設けられている。

さらに、上記構成の電動圧縮機１において、電動モータ１０のロータ１２および回転軸（クランク軸）１５等の軸系振動が軸受支持部材１７を介してハウジング（モータハウジング４）２側に伝播するのを抑制するため、以下の構成が採用されている。
モータハウジング４は、図２、図３から明らかなように、その開口部側の内径が圧縮機ハウジング３と内径と同径となるように拡大されている。そして、この内径が拡大された部分の内周面に、図１、図３に示されるように、円周方向に沿って等間隔で６箇所に座面４０が一体に成形されている。この６箇所の座面４０のうち対角上に配置されている４箇所の座面４０には、それぞれボルト４１用のネジ孔４２が設けられており、他の２箇所の座面４０には、ピン孔を介して位置決めピン４３が立設されている。

軸受支持部材１７は、上記座面４０に対して位置決めピン４３により位置決めされ、座面４０との間に薄板状防振材（制振鋼板）４４を介装してボルト４１により締め付け固定されるようになっている。この軸受支持部材１７には、図１に示されるように、モータハウジング４側からスクロール圧縮機構２０側へと冷媒を導くため、外周側領域に複数の冷媒流通孔１９が穿設されている。

また、薄板状防振材４４は、シート状の防振材であれば如何なる構成のものであってもよいが、特に、２枚の鋼板の間に粘弾性を有するゴム、樹脂等をサンドイッチし、振動エネルギーを熱エネルギーに変換して振動を減衰する制振鋼板により構成するのが組み立て精度を確保する上で最適である。薄板状防振材４４は、図４に示されるように、制振鋼板をリング状に打ち抜いて構成したものであり、その外周側には、円周方向に沿って等間隔で６箇所にボルト４１および位置決めピン４３に嵌合される凹部４５が設けられ、更に内周側には、６箇所の凹部４５の間に上記冷媒流通孔１９に対応して凹状に冷媒流路４６が形成されている。これによって、薄板状防振材４４は、表裏同一形状とされている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。
上記電動圧縮機１において、インバータ装置を介して電動モータ１０が回転駆動されると、冷凍サイクル側から冷媒吸入ポートを経て空間１４内に低圧冷媒ガスが吸入される。この冷媒は、ステータ１１とモータハウジング４間の冷媒流路１３を通り、モータハウジング４の壁面を介してインバータ装置を冷却した後、電動モータ１０と軸受支持部材１７との間の空間に流通し、さらには軸受支持部材１７の冷媒流通孔１９および軸受支持部材１７とモータハウジング４および圧縮機ハウジング３との間の隙間を通ってスクロール圧縮機構２０の圧縮室２３へと吸入される。

この間、冷媒ガス中に含まれているミスト状の潤滑油は、冷媒ガスと共に主軸受１８の軸受隙間やオルダムリング３２のリング溝等から軸受支持部材１７と旋回スクロール２２の背面との間の空間内へと侵入し、主軸受１８や旋回スクロール２２のスラスト面、更にはニードルベアリング３０、ドライブブッシュ３１等の摺動箇所を潤滑する。

圧縮室２３に吸入された低圧冷媒ガスは、旋回スクロール２２の公転旋回運動に伴い圧縮室１３が容積を減少しながら中心側へと移動することにより圧縮される。そして、圧縮室２３が固定スクロール２１の中心部に設けられている吐出孔２６に連通されると、吐出孔２６から吐出弁２７を押し開いて吐出チャンバ２５内に吐き出される。この高温高圧冷媒ガスは、吐出ポート２８を経て冷凍サイクル側へと送出され、冷凍サイクル内を循環した後、再び冷媒吸入ポートから電動圧縮機１内に吸い込まれる。

電動圧縮機１が上記の圧縮作用をなすことにより発生するロータ１２や回転軸１５等の軸系振動は、主軸受１８から軸受支持部材１７を介して該軸受支持部材１７を支持するモータハウジング４へと伝播され、モータハウジング４の振動、騒音の要因となる。しかるに、本実施形態では、軸受支持部材１７を固定支持するモータハウジング４の座面４０と軸受支持部材１７との間に、制振鋼板により構成された薄板状防振材４４を挟み込んで軸受支持部材１７を固定支持しているため、モータハウジング４側に伝播される振動を薄板状防振材４４により減衰し、低減することができる。従って、外殻部品であるモータハウジング４を含む電動圧縮機１全体の振動とそれに伴う騒音を抑制することができる。

また、薄板状防振材４４を軸受支持部材１７とモータハウジング４の座面４０との間に挟み込んで締め付け固定する構成のため、薄板状防振材４４を確実に軸受支持部材１７および座面４０と密着させて組み込むことができる。従って、薄板状防振材４４による防振機能を高めることができるとともに、その製造、組み立てを容易化し生産性を高めることができる。

さらに、薄板状防振材４４を制振鋼板により構成しているため、軸受支持部材１７をモータハウジング４側に固定支持する際に、座面４０と軸受支持部材１７との間に制振鋼板を挟み込んで均一に締め付け固定することができる。従って、軸受支持部材１７を含む圧縮機全体の組み立て精度を高精度に維持することができる。

また、座面４０をモータハウジング４の内周面に設け、この座面４０に対して軸受支持部材１７を固定する構成としているため、軸受支持部材１７を圧縮機ハウジング３とは無関係にモータハウジング４側に固定することができ、その後に圧縮機ハウジング３とモータハウジング４とを結合することができる。従って、圧縮機ハウジング３とモータハウジング４との結合を容易化することができる。

また、薄板状防振材４４がモータハウジング４側から圧縮機ハウジング３側への冷媒流通を許容する冷媒流路４６を備えたリング形状とされているため、薄板状防振材４４に形成された冷媒流路４６を介してモータハウジング４に吸入された冷媒を圧縮機ハウジング３側へと流通させ、スクロール圧縮機構２０に吸い込ませることができる。従って、薄板状防振材４４がハウジング２内での冷媒流通を阻害することはなく、冷媒の吸入圧損による効率の低下等を確実に防止することができる。

さらに、薄板状防振材４４を表裏同一形状としているため、組み立てに際して表裏を判別する必要がなくなる。従って、組み立てを容易化し、生産性を高めることができるとともに、誤組み立てを確実に防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、圧縮機構としてスクロール圧縮機構２０を用いた例について説明したが、圧縮機構は、他形式のロータリ圧縮機構等であってもよく、特に形式について制限されるものではない。また、インバータ装置を一体に組み込んだ電動圧縮機１について説明したが、インバータ装置を別置きとした電動圧縮機にも適用できることはもちろんである。さらに、座面４０や固定用ボルト４１については、構造上必要に応じてその数を増減させてもよい。

本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の圧縮機構側を取り外した状態の正面図である。 図１における圧縮機構を含むＡ−Ａ断面相当図である。 図１における圧縮機構を含むＢ−Ｂ断面相当図である。 図１に示す電動圧縮機の軸受支持部材とモータハウジングの座面との間に介装される薄板状防振材（制振鋼板）の平面図である。

符号の説明

１ 電動圧縮機
２ ハウジング
３ 圧縮機ハウジング
４ モータハウジング
１０ 電動モータ
１５ 回転軸（クランク軸）
１７ 軸受支持部材
１８ 主軸受（軸受）
２０ スクロール圧縮機構（圧縮機構）
４０ 座面
４４ 薄板状防振材
４６ 冷媒流路

Claims (4)

1. 圧縮機ハウジングおよびモータハウジングから構成されるハウジングと、該ハウジングの前記圧縮機ハウジング側に設けられる圧縮機構と、前記ハウジングの前記モータハウジング側に設けられる電動モータと、該電動モータにより回転され、前記圧縮機構を駆動する回転軸と、軸受を介して前記回転軸を支持する軸受支持部材とを備え、前記軸受支持部材が前記ハウジングに固定されている電動圧縮機において、
   前記モータハウジングの内周面に前記軸受支持部材を固定支持する座面が設けられ、該座面と前記軸受支持部材との間に薄板状防振材を挟み込んで前記軸受支持部材が前記モータハウジングに締め付け固定されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記薄板状防振材は、制振鋼板により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記薄板状防振材は、前記モータハウジング側から前記圧縮機ハウジング側への冷媒流通を許容する冷媒流路を形成したリング形状とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動圧縮機。
4. 前記薄板状防振材は、表裏同一形状とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動圧縮機。
   

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