JP2012202377A - 電動圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】搭載される車両へ振動が伝達して発生する騒音及び作動音が放射して発生する騒音の低減を図る電動圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】車両の取付台座61,62に取り付けられる電動圧縮機101は、冷媒を圧縮する圧縮部2と、圧縮部2の電動式の駆動部3と、圧縮部2を少なくとも覆い且つ樹脂からなる第一ケース部11及び第二ケース部12を有すると共に第二ケース部12と一体に設けられ取付台座61,62に取り付けられる取付足部17,18,19を有する取付ケース10とを備える。取付足部17,18,19は、第二ケース部12に一体に設けられる筒状部材17a,18a,19aと、筒状部材17a,18a,19aそれぞれに挿入されて、筒状部材17a,18a,19aを取付台座61,62に取り付けるボルト51a,51b,51cとを有する。第二ケース部12は、圧縮部2と筒状部材17a,18aとの間に介在する。
【選択図】図1

Description

この発明は、電動圧縮機に係り、特に車両に搭載される電動圧縮機に関する。
エンジン及び電動モータを併用して走行するハイブリッド車両では、エンジンによる駆動と電動モータによる駆動との比率を車両の走行状態に応じて変化させている。このようなハイブリッド車両において、空調装置を構成する冷凍サイクルを動作させる圧縮機として、エンジンから駆動力を得るものを使用すると、圧縮機はエンジンから所要の駆動力を常時得ることができない。このため、ハイブリッド車両では、車両に搭載されたバッテリ等から得られる電力を動力として駆動する電動圧縮機が使用される。そして、電動圧縮機は、車両のボディやエンジンに取り付けられる。
しかしながら、ハイブリッド車両は、アイドル運転時のアイドルストップ等のようにエンジンが停止された状態で電動モータのみにより運転されることがあり、このようなエンジン停止時に電動圧縮機が運転されると、電動圧縮機の運転に起因して、車内及び車外に不快な騒音が発生する。そして、上記騒音には、運転中の電動圧縮機自体が発生する放射音、電動圧縮機の振動がその取付部位を介してボディやエンジンを加振することにより発生する共振音等がある。このため、電動圧縮機の騒音を低減する技術が考案されている。
特許文献1には、圧縮機に取り付けられた円筒金具の貫通穴にねじを挿入して、このねじをエンジンの被取付体のねじ穴にねじ込むことによって、圧縮機が被取付体に取り付けられる構造が記載されている。さらに、円筒金具の外周面には振動を減衰する防振ゴムが巻き付けられている。防振ゴムが巻き付けられた円筒金具は、半円状のカール部を有するベース金具のカール部の内側に配置された状態で、ベース金具を圧縮機にねじ止め固定することによって、圧縮機の外側に固定されている。このとき、ベース金具及び円筒金具の間、並びに、圧縮機及び円筒金具の間には、防振ゴムが介在している。
実開昭64−44810号公報
しかしながら、特許文献1の圧縮機では、防振ゴムによって圧縮機の振動が円筒金具に伝達することが低減され、それにより圧縮機が取り付けられる被取付体つまりエンジンへの振動の伝達を低減して共振音を低減することができるが、圧縮機の内部の圧縮機構の作動音がそのハウジングから放射する放射音を抑えることができないという問題がある。
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、搭載される車両へ振動が伝達して発生する騒音及び作動音が放射して発生する騒音の低減を図る電動圧縮機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、この発明に係る電動圧縮機は、車両の被取付部に取り付けられる電動圧縮機であって、外部から吸入した流体を圧縮したのち吐出する圧縮部と、圧縮部を駆動する電動式の駆動部と、圧縮部を少なくとも覆い且つ樹脂から形成されるケース本体及びケース本体と一体に設けられ被取付部に取り付けられる取付部を有するケースとを備え、取付部は、ケース本体に一体に設けられる筒状体と、筒状体に挿入されて、筒状体を被取付部に取り付ける締結部材とを有し、ケース本体は、圧縮部と筒状体との間に介在する。
ケース本体を形成する樹脂は、圧縮部の筐体を形成する材料が有する振動の減衰特性より大きい振動の減衰特性を有してもよい。
ケース本体は、互いに結合及び分離可能な第一ケース部及び第二ケース部からなり、ケースは、互いに結合した第一ケース部及び第二ケース部を互いに固定するための固定具を有してもよい。
固定具は、第一ケース部に設けられる金属製の第一固定具と第二ケース部に設けられる金属製の第二固定具とからなり、第一固定具及び第二固定具は、互いに連結することによって互いに結合した第一ケース部及び第二ケース部を固定するとともに互いに結合した第一ケース部及び第二ケース部の周囲を取り囲んでもよい。
筒状体は、金属製であり、被取付部及び締結部材の間で締結部材による締結力を支持してもよい。
ケース本体は、ケース本体の内部の圧縮部と筒状体とを電気的に接続し且つ可撓性及び導電性をもつ導電部材を一体に含んでもよい。
ケース本体は、駆動部の少なくとも一部をさらに覆ってもよい。
また、ケースは、ケース本体と別個に駆動部に当接して設けられる第二取付部を有し、第二取付部は、第二筒状体と、第二筒状体及び駆動部の間に介在するように第二筒状体と一体に設けられる樹脂部材と、第二筒状体に挿入されて第二筒状体を被取付部に取り付ける第二締結部材と、第二筒状体及びケース本体を連結する連結部材とを有してもよい。
この発明に係る電動圧縮機によれば、搭載される車両へ振動が伝達して発生する騒音及び作動音が放射して発生する騒音を低減することが可能になる。
この発明の実施の形態1に係る電動圧縮機の取付ケースの分解斜視図である。 図1の取付ケースを備えた状態の電動圧縮機の側面図である。 図2のIII−III線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態2に係る電動圧縮機の取付ケースを備えた状態を図2と同様にして示す側面図である。 この発明の実施の形態1に係る電動圧縮機の取付ケースの変形例を示す分解斜視図である。
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
まず、この発明の実施の形態1に係る電動圧縮機101の構成を説明する。なお、本実施の形態において、電動圧縮機101は、車両に搭載されたエンジンの被取付部である取付台座61及び62に取り付けられ、冷媒を循環させる車両のエアコンの冷凍装置を構成するものとする。
図1を参照すると、電動圧縮機101は、電動圧縮機本体1と、電動圧縮機本体1を取り囲む取付ケース10とを有している。
電動圧縮機本体1は、圧縮部2と圧縮部2を駆動する駆動部3とによって構成されている。
圧縮部2は、外部から流体である冷媒を吸入し吸入した冷媒を圧縮した後に外部に吐出する圧縮機構2a及び圧縮機構2aを内部に含む圧縮機ハウジング4を有し、駆動部3は、外部から電力の供給を受けて動作し圧縮機構2aを駆動する電動式のモータ3a及びモータ3aを内部に含むモータハウジング5を有している。そして、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5は一体となって1つのハウジングを形成している。
ここで、圧縮機ハウジング4は、圧縮部2の筐体を構成している。
圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5はいずれも、円筒状の形状を有してアルミニウム合金等の金属から形成されており、互いに円筒の端部で連結されて一体になっている。つまり、モータハウジング5より大きい直径の円筒で形成されている圧縮機ハウジング4は、円筒状の側部4aと、側部4aのモータハウジング5と反対側を塞ぐ端部4bと、側部4aのモータハウジング5側を塞ぐ端部4cとによって形成されている。また、モータハウジング5は、円筒状の側部5aと、側部5aの圧縮機ハウジング4と反対側を塞ぐ端部5cとによって形成され、側部5aの圧縮機ハウジング4側の端部は、圧縮機ハウジング4の端部4cと連結されている。
また、電動圧縮機本体1は、外部から冷媒を吸入するための吸入管7をモータハウジング5の側部5aに有し、圧縮機構2aで圧縮した冷媒を外部に吐出するための吐出管8を圧縮機ハウジング4の側部4aに有している。吸入管7は、モータハウジング5と一体成形されて、側部5aの端部5c側に配置されており、吐出管8は、圧縮機ハウジング4と一体成形されて、側部4aの端部4b側に配置されている。
また、取付ケース10は、吸入管7及び吐出管8が設けられている側から圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5に被せられる半円筒状の第一ケース部11と、第一ケース部11と反対側から圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5に被せられる半円筒状の第二ケース部12とを有している。
ここで、取付ケース10は、ケースを構成し、第一ケース部11及び第二ケース部12は、ケース本体を構成している。
第一ケース部11及び第二ケース部12は、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5に被せて結合することで、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5の全体を覆う1つの略円筒状の取付ケース10を形成する。具体的には、第一ケース部11及び第二ケース部12はそれぞれ、圧縮機ハウジング4における側部4aの半分、端部4bの半分、及び端部4cの半分とモータハウジング5における側部5aの半分を覆うように形成されている。つまり、取付ケース10は、モータハウジング5の端部5cを除く圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5の全体を覆う(図2参照)。
なお、第一ケース部11及び第二ケース部12はいずれも、樹脂から形成されている。第一ケース部11及び第二ケース部12を形成する樹脂は、金属との密着性がよく、振動の減衰特性が大きい、すなわち制振性があり、そして剛性を有する樹脂から形成されている。このような樹脂には、曲げ弾性率が100MPa(メガパスカル)以上10000MPa以下の材料が使用される。さらに、第一ケース部11及び第二ケース部12を形成する樹脂には、例えば、PP(ポリプロピレン)、PBT(ポリブチレンテレフタレート、すなわちPBT樹脂)、PVC(塩化ビニル樹脂、すなわちポリ塩化ビニル)、PUR(ポリウレタン)、PTFE(フッ素樹脂)、PF(フェノール樹脂)、PC(ポリカーボネート)、PA(ポリアミド、すなわちナイロン)、ABS(ABS樹脂)、炭素樹脂及びこれらの混合物等を使用することができる。また、第一ケース部11及び第二ケース部12を形成する樹脂は、繊維強化プラスチック(FRP)であってもよい。
さらに、第一ケース部11及び第二ケース部12を形成する樹脂は、振動の減衰特性を示す損失係数が、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5を形成する金属より大きくなっており、例えば、0.01〜1であることが好ましい。なお、例えば、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5を形成する金属の例として挙げたアルミニウム合金の損失係数は、0.0001である。
また、第一ケース部11は、圧縮機ハウジング4を覆う第一圧縮機被覆部11aと、モータハウジング5を覆う第一モータ被覆部11bとによって形成されている。
第一圧縮機被覆部11aは、圧縮機ハウジング4の側部4aを覆う被覆側部11a1と、圧縮機ハウジング4の端部4b及び4cをそれぞれ覆う被覆端部11a2及び11a3とによって形成されている。
そして、第一圧縮機被覆部11aの被覆側部11a1、被覆端部11a2及び被覆端部11a3の内側は、覆うべき圧縮機ハウジング4の側部4a、端部4b及び端部4cの外表面の形状に沿い整合する形状で形成され、また、第一モータ被覆部11bの内側は、覆うべきモータハウジング5の側部5aの外表面の形状に沿い整合する形状で形成されている。
また、第一ケース部11における第一圧縮機被覆部11aの被覆側部11a1には、電動圧縮機本体1に取り付けられた際に吐出管8を第一ケース部11の外部に突出させるための貫通穴11a4が形成され、第一モータ被覆部11bには、電動圧縮機本体1に取り付けられた際に吸入管7を第一ケース部11の外部に突出させるための貫通穴11b4が形成されている。
また、第一ケース部11における第一圧縮機被覆部11aの被覆側部11a1の外表面には、被覆側部11a1の周方向に沿って帯状に延びる補強部材13が、一体に設けられている。補強部材13は、金属製の板材から形成されている。さらに、補強部材13は、被覆側部11a1の周方向全体にわたって設けられ、被覆側部11a1の両端から外方に向かって突出するリブ13aを有し、リブ13aにはボルト穴13bが形成されている。
また、第一ケース部11における第一モータ被覆部11bの外表面には、第一モータ被覆部11bの周方向に沿って帯状に延びる補強部材15が、一体に設けられている。補強部材15は、金属製の板材から形成されている。さらに、補強部材15は、第一モータ被覆部11bの周方向全体にわたって設けられ、第一モータ被覆部11bの両端から外方に向かって突出するリブ15aを有し、リブ15aにはボルト穴15bが形成されている。
さらに、第一圧縮機被覆部11a、第一モータ被覆部11b、補強部材13及び補強部材15は、インサート成形等の樹脂成形方法によって一体に形成されている。
また、第二ケース部12は、圧縮機ハウジング4を覆う第二圧縮機被覆部12aと、モータハウジング5を覆う第二モータ被覆部12bとによって形成されている。
第二圧縮機被覆部12aは、圧縮機ハウジング4の側部4aを覆う被覆側部12a1と、圧縮機ハウジング4の端部4b及び4cをそれぞれ覆う被覆端部12a2及び12a3とによって形成されている。
そして、第二圧縮機被覆部12aの被覆側部12a1、被覆端部12a2及び被覆端部12a3の内側は、覆うべき圧縮機ハウジング4の側部4a、端部4b及び端部4cの外表面の形状に沿い整合する形状で形成され、また、第二モータ被覆部12bの内側は、覆うべきモータハウジング5の側部5aの外表面の形状に沿い整合する形状で形成されている。
また、第二ケース部12における第二圧縮機被覆部12aの被覆側部12a1の両側には、円筒状の取付足部17及び18が一体に形成されている。さらに、第二モータ被覆部12bの側方には、円筒状の取付足部19が一体に形成されている。
取付足部17〜19はいずれも同様の構成を有しており、取付足部17〜19はそれぞれ、金属からなる円筒状の筒状体である筒状部材17a〜19aと、筒状部材17a〜19aの円筒状の外表面を取り囲むように形成された樹脂からなる被覆筒部17b〜19bとによって形成されている。そして、被覆筒部17b及び18bが第二圧縮機被覆部12aと同一材料で一体成形され、被覆筒部19bが第二モータ被覆部12bと同一材料で一体成形されている。よって、被覆筒部17b及び18bは、第二圧縮機被覆部12aに含まれてその一部を形成し、被覆筒部19bは、第二モータ被覆部12bに含まれてその一部を形成している。
ここで、取付足部17〜19は、取付部を構成している。
また、第二ケース部12における第二圧縮機被覆部12aの被覆側部12a1の外表面には、被覆側部12a1の周方向に沿って帯状に延びる補強部材14が、一体に設けられている。補強部材14は、金属製の板材から形成されている。さらに、補強部材14は、被覆側部12a1の周方向全体にわたって設けられ、被覆側部12a1の両端から外方に向かって突出するリブ14aを有し、リブ14aにはボルト穴14bが形成されている。そして、補強部材14は、第一ケース部11及び第二ケース部12を結合した際にそのボルト穴14bが補強部材13のボルト穴13bと整合し且つ補強部材13と共に1つの環状の補強部材を形成するように配置されている。
また、第二ケース部12における第二モータ被覆部12bの外表面には、第二モータ被覆部12bの周方向に沿って帯状に延びる補強部材16が、一体に設けられている。補強部材16は、金属製の板材から形成されている。さらに、補強部材16は、第二モータ被覆部12bの周方向全体にわたって設けられ、第二モータ被覆部12bの両端から外方に向かって突出するリブ16aを有し、リブ16aにはボルト穴16bが形成されている。そして、補強部材16は、第一ケース部11及び第二ケース部12を結合した際にそのボルト穴16bが補強部材15のボルト穴15bと整合し且つ補強部材15と共に1つの環状の補強部材を形成するように配置されている。
さらに、第二圧縮機被覆部12a、第二モータ被覆部12b、補強部材14、補強部材16、取付足部17〜19の筒状部材17a〜19a、及び取付足部17〜19の被覆筒部17b〜19bは、インサート成形等の樹脂成形方法によって一体に形成されている。
ここで、補強部材13及び15は第一固定具を構成し、補強部材14及び16は第二固定具を構成している。
また、電動圧縮機101の車両のエンジンへの取付は、取付ケース10を電動圧縮機本体1に取り付けた状態で行われる。つまり、電動圧縮機101は、取付ケース10を電動圧縮機本体1に取り付けた状態をアッセンブリとして圧縮機の製造工場等から車両の製造工場へ出荷され、車両の製造工場で車両のエンジンに取り付けられる。
このとき、アッセンブリとしての電動圧縮機101の組立は、電動圧縮機本体1に取付ケース10の第一ケース部11及び第二ケース部12を被せ、ボルト穴13b及びボルト穴14bにボルト52を通しナット53で締結することで補強部材13及び補強部材14を接合すると共に、ボルト穴15b及びボルト穴16bにボルト52を通しナット53で締結することで補強部材15及び補強部材16を接合することによって行う。これにより、第一ケース部11及び第二ケース部12が結合されて互いに固定される。
また、図3を参照すると、電動圧縮機本体1の圧縮機ハウジング4における側部4aの外表面4a1には凹部4a2が形成されており、取付ケース10の第二ケース部12における被覆側部12a1の内表面12a1aには、内部に向かって突出し且つ凹部4a2と整合する形状を有した突起12a1bが一体成形されている。このため、電動圧縮機101を組み立てる際、凹部4a2に突起12a1bを係合させることによって、第二ケース部12に対する電動圧縮機本体1の位置合わせが行われる。
次に、図1及び図2をあわせて参照すると、アッセンブリとして組み立てられた電動圧縮機101の車両のエンジンへの取付は、エンジンに一体に形成されている取付台座61及び62に取付ケース10の取付足部17、18及び19を固定することによって行われる。具体的には、取付足部17、18及び19のそれぞれに雄ねじを有した締結部材であるボルト51a、51b及び51cを通し、ボルト51a、51b及び51cをそれぞれ、取付台座61の平坦な取付面61aに形成された雌ねじ穴61b、取付台座62の平坦な取付面62aに形成された雌ねじ穴62b、及び取付台座61の取付面61aに形成された雌ねじ穴61cに螺合させ締め付けることによって、取付足部17、18及び19が取付台座61及び62に固定され、電動圧縮機101がエンジンに取付・固定される。
このとき、図3を参照すると、電動圧縮機101の取付足部17及び18において、筒状部材17a及び18aは、その円筒軸方向の長さがそれぞれ、被覆筒部17b及び18bの長さより長くなるように形成されている。そして、筒状部材17aの端部17a1及び17a2がそれぞれ、取付台座61の取付面61a及びボルト51aと当接し、筒状部材17aが、ボルト51aの締め付けによる圧縮力を支持し、被覆筒部17bは、ボルト51aから圧縮力を受けていない。また、筒状部材18aの端部18a1及び18a2がそれぞれ、取付台座62の取付面62a及びボルト51bと当接し、筒状部材18aが、ボルト51bの締め付けによる圧縮力を支持し、被覆筒部18bは、ボルト51bから圧縮力を受けていない。同様に、取付足部19では、筒状部材19aが、ボルト51cの締め付けによる圧縮力を支持し、被覆筒部19bは、ボルト51cから圧縮力を受けていない(図2参照)。
また、電動圧縮機101の取付ケース10における第二ケース部12の被覆側部12a1には、その内表面12a1aから筒状部材17aまで延びるアース部材17cが埋め込まれている。アース部材17cは、樹脂製の第二ケース部12と同様に可撓性を有し且つ導電性を有するように、金属等を材料とする線状又薄い箔状の部材からなり、圧縮機ハウジング4と筒状部材17aとを電気的に接続することができる。よって、取付台座61及び62に取り付けられた電動圧縮機101では、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5(図1参照)が、アース部材17c及び筒状部材17aを介して、取付台座61、さらには、エンジン及び車両に電気的に接続される。
ここで、アース部材17cは、導電部材を構成している。
次に、この発明の実施の形態1に係る電動圧縮機101の動作を説明する。
図1及び図2をあわせて参照すると、電動圧縮機101では、外部から電力が供給されることによってモータ3aが稼動し、それによって、圧縮機構2aが駆動される。これによって、圧縮機構2aは、吸入管7を介して図示しない車両の冷凍回路から冷媒を吸入する。そして、吸入された冷媒は、モータハウジング5内を通過して圧縮機ハウジング4内の圧縮機構2aに吸入され、圧縮機構2aによって圧縮された後に吐出管8から冷凍回路に吐出される。なお、冷凍回路は、電動圧縮機101と、図示しない凝縮器、膨張弁、蒸発器とを備えている。
このとき、運転するモータ3aで発生する作動音がモータハウジング5を介して放射されると共にモータ3aの振動がモータハウジング5を共に振動させる。また、運転する圧縮機構2aで発生する作動音が圧縮機ハウジング4を介して放射されると共に圧縮機構2aの振動が圧縮機ハウジング4を共に振動させる。
取付ケース10における樹脂製の第一モータ被覆部11b及び第二モータ被覆部12bは、モータハウジング5の広い表面積を占める側部5aの全体を覆っているため、モータハウジング5の広い領域でモータハウジング5からの作動音の放射を抑える。
さらに、図3を参照すると、モータ3aの作動時におけるモータハウジング5の振動は、隣接する取付ケース10の第一モータ被覆部11b及び第二モータ被覆部12bに伝達する。
樹脂製の第一モータ被覆部11b及び第二モータ被覆部12bは損失係数が大きいため、第一モータ被覆部11b及び第二モータ被覆部12bに伝達した振動は、第一モータ被覆部11b及び第二モータ被覆部12bの内部で減衰され、第二モータ被覆部12bと一体の被覆筒部19bと接触している筒状部材19aへの伝達が抑えられる。また、被覆筒部19bが、ボルト51c又は取付台座61と接触していても、被覆筒部19bに伝達する振動は、減衰されるため、ボルト51c及び取付台座61に伝達するのが抑えられる。
よって、モータ3aが発生する作動音及び振動は圧縮機構2aに比べ非常に小さいが、モータハウジング5から放射される作動音がより低いレベルに抑えられると共に、モータハウジング5の振動が図示しないエンジンを介して車両へ伝達して発生する共振音がより低いレベルに抑えられる。
また、図1及び図2に戻り、圧縮機構2aは、その作動時に作動音・振動を発生させるが、特に、その吐出側で圧縮した冷媒を吐出する際に大きい作動音及び振動を発生させる。
取付ケース10における樹脂製の第一圧縮機被覆部11a及び第二圧縮機被覆部12aは、圧縮機ハウジング4の表面全体を覆っているため、圧縮機ハウジング4の全領域で圧縮機構2aが発生する作動音の放射を抑える。特に、吐出管8近傍の吐出側で発生する大きい作動音は、圧縮機ハウジング4の端部4b及び側部4aが第一圧縮機被覆部11a及び第二圧縮機被覆部12aによって覆われているため、外部への放射が効果的に抑えられる。
さらに、図3を参照すると、圧縮機構2aの作動時における圧縮機ハウジング4の振動は、隣接する取付ケース10の第一圧縮機被覆部11a及び第二圧縮機被覆部12aに伝達する。
樹脂製の第一圧縮機被覆部11a及び第二圧縮機被覆部12aに伝達した振動は、第一圧縮機被覆部11a及び第二圧縮機被覆部12aの内部で減衰され、第二圧縮機被覆部12aと一体の被覆筒部17b及び18bのそれぞれと接触している筒状部材17a及び18aへの伝達が抑えられる。また、被覆筒部17b及び18bが、ボルト51a若しくは51b又は取付台座61若しくは62と接触していても、被覆筒部17b及び18bに伝達する振動は、減衰されるため、ボルト51a及び51b並びに取付台座61及び62に伝達するのが抑えられる。
よって、圧縮機ハウジング4から放射される作動音が低減されると共に、圧縮機ハウジング4の振動が図示しないエンジンを介して車両へ振動が伝達して発生する共振音が低減される。
また、第一圧縮機被覆部11a及び第二圧縮機被覆部12aは、曲げ弾性率が100MPa(メガパスカル)以上10000MPa以下の樹脂材料から形成されていて剛性が高いため、圧縮機ハウジング4の振動によって第一圧縮機被覆部11a、第二圧縮機被覆部12a、並びに被覆筒部17b及び18bに発生する変形が抑えられる。これにより、取付台座61及び62に対する電動圧縮機本体1の変位が抑えられ、電動圧縮機本体1の振動の振幅の増大が抑制される。
上述で説明したように、この発明に係る電動圧縮機101は、車両のエンジンの取付台座61及び62に取り付けられる電動圧縮機である。電動圧縮機101は、外部から吸入した冷媒を圧縮したのち吐出する圧縮部2と、圧縮部2を駆動する電動式の駆動部3と、圧縮部2を少なくとも覆い且つ樹脂から形成される第一ケース部11及び第二ケース部12を有すると共に第二ケース部12と一体に設けられ取付台座61及び62に取り付けられる取付足部17、18及び19を有する取付ケース10とを備える。取付足部17、18及び19は、第二ケース部12に一体に設けられる筒状部材17a、18a及び19aと、筒状部材17a、18a及び19aそれぞれに挿入されて、筒状部材17a、18a及び19aを取付台座61及び62に取り付けるボルト51a、51b及び51cとを有する。第二ケース部12は、圧縮部2と筒状部材17a及び18aとの間に介在する。
このとき、取付台座61及び62に接触する筒状部材17a、18a及び19aと圧縮部2の圧縮機ハウジング4との間には、振動の減衰特性が大きい樹脂からなる第二ケース部12の被覆筒部17b、18b及び19bが介在する。これによって、圧縮機ハウジング4から発生した振動は全て、第一ケース部11及び第二ケース部12と被覆筒部17b、18b及び19bとを介して筒状部材17a、18a及び19aに伝達することになるが、その途中で第一ケース部11、第二ケース部12並びに被覆筒部17b、18b及び19bによって減衰される。このため、電動圧縮機101から取付台座61及び62を介して、エンジン、さらには車両に伝達する振動を低減することができ、それにより、車両における共振音を低減することが可能になる。また、取付ケース10は、樹脂からなる第一ケース部11及び第二ケース部12によって圧縮機ハウジング4を少なくとも覆うため、圧縮機構2aの作動音が圧縮機ハウジング4から放射することを低減することができる。従って、電動圧縮機101は、搭載される車両へ振動が伝達して発生する共振音及び圧縮機構2aの作動音が圧縮機ハウジング4から放射して発生する放射音の両方を低減することを可能にする。
そして、電動圧縮機101は、騒音を効果的に低減することができるため、容量が小さい圧縮機構2aを適用して高速運転で使用されるような構成とすることができ、これにより、電動圧縮機101の小型化及び低コスト化が可能になる。
さらに、電動圧縮機101は、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5と取付足部17、18及び19とが別体であるため、取付台座61及び62の配置に合わせて圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5を個別に設計する必要がなく、取付台座61及び62の配置が異なる様々な車両へ搭載する場合でも、共通のハウジングを使用することができ、コストの低減が可能になる。
また、電動圧縮機101は、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5が取付ケース10の中に収容されて取付台座61及び62に取り付けられる構成であり、取付ケース10に取付足部17、18及び19が一体となった構成であるため、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5を円筒形等の簡易な形状とすることできる。そして、アルミ合金製の圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5の形状のシンプル化によって、アルミ合金の鋳造の際に生じる巣もれを低減することができ、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5の品質を向上させることが可能になる。
また、電動圧縮機101では、取付ケース10の第二ケース部12を構成する樹脂の種類を変更することによって、第一ケース部11、第二ケース部12並びに被覆筒部17b、18b及び19bを、電動圧縮機101を搭載する車両の共振特性に合わせた制振特性とすることが可能である。
また、電動圧縮機101において、第一ケース部11及び第二ケース部12を形成する樹脂は、圧縮部2の圧縮機ハウジング4を形成する材料が有する振動の減衰特性より大きい振動の減衰特性を有している。これによって、圧縮機ハウジング4から第一ケース部11及び第二ケース部12に伝達した振動を効果的に減衰することができる。
また、電動圧縮機101において、第一ケース部11及び第二ケース部12は、互いに結合及び分離可能であり、取付ケース10は、互いに結合した第一ケース部11及び第二ケース部12を互いに固定するための補強部材13〜16を有している。これによって、電動圧縮機本体1への取付ケース10への取付作業を容易にすることができる。
また、電動圧縮機101において、補強部材13及び15は、金属製で第一ケース部11に設けられ、補強部材14及び16は、金属製で第二ケース部12に設けられ、補強部材13及び14同士、並びに、補強部材15及び16同士は、互いに連結することによって互いに結合した第一ケース部11及び第二ケース部12を固定すると共に互いに結合した第一ケース部11及び第二ケース部12の周囲を取り囲む。これによって、補強部材13〜16は、樹脂製の第一ケース部11及び第二ケース部12の強度及び互いの結合強度を補強し、圧縮部2及び駆動部3の振動による第一ケース部11及び第二ケース部12の変形・損傷を防ぐことができる。
電動圧縮機101において、筒状部材17a、18a及び19aは、金属製であり、取付台座61及び62とボルト51a、51b及び51cの間でボルト51a、51b及び51cによる締結力を支持している。このとき、ボルト51a、51b及び51cの締結による圧縮力を第二ケース部12の被覆筒部17b、18b及び19bに作用させないようにしてこれらに作用する圧縮力を低減することができ、それにより、圧縮力に起因して被覆筒部17b、18b及び19bに生じる疲労及びクリープを低減することが可能になる。また、ボルト51a、51b及び51cの締結力を増大させることができるため、取付台座61及び62に対する筒状部材17a、18a及び19aの取付を強固にすることも可能となる。
また、電動圧縮機101において、第二ケース部12は、第一ケース部11及び第二ケース部12の内部の圧縮部2と筒状部材17aとを電気的に接続し且つ可撓性及び導電性をもつアース部材17cを一体に含んでいる。このとき、筒状部材17aを金属製とすると、電動圧縮機本体1を取付ケース10に収容している電動圧縮機101を取付台座61及び62に取り付けるだけで、圧縮機ハウジング4は、アース部材17c及び筒状部材17aを介して、取付台座61つまり車両と電気的に接続される。よって、電動圧縮機101を車両に搭載する際、アースを引き出す作業が不要となり、工数の減少によりコストを低減することが可能になる。
また、電動圧縮機101において、第一ケース部11及び第二ケース部12は、駆動部3の少なくとも一部も覆っている。これによって、第一ケース部11及び第二ケース部12は、モータ3aの作動音がモータハウジング5から放射することを抑えることができ、電動圧縮機101は、発生する騒音をさらに低減することを可能にする。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る電動圧縮機201は、実施の形態1の電動圧縮機101において、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5を覆っていた取付ケース10の第一ケース部11及び第二ケース部12が、圧縮機ハウジング4のみを覆うようにしたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図4を参照すると、電動圧縮機201の取付ケース210は、実施の形態1の電動圧縮機101と同様にして、第一ケース部211及び第二ケース部212を有しているが、第一ケース部211及び第二ケース部212はそれぞれ、圧縮機ハウジング4における側部4aの半分、端部4bの半分、及び端部4cの半分を覆うように形成されている。そして、第一ケース部211の被覆側部211a1、被覆端部211a2及び被覆端部211a3の内側は、覆うべき圧縮機ハウジング4の側部4a、端部4b及び端部4cの外表面の形状に沿い整合する形状で形成され、第二ケース部212の被覆側部212a1、被覆端部212a2及び被覆端部212a3の内側は、覆うべき圧縮機ハウジング4の側部4a、端部4b及び端部4cの外表面の形状に沿い整合する形状で形成されている。
また、第一ケース部211の被覆側部211a1の外表面には、補強部材13が一体に設けられ、第二ケース部212の被覆側部212a1の外表面には、補強部材14が一体に設けられている。さらに、第一ケース部211の被覆側部211a1には、吐出管8を第一ケース部211の外部に突出させるための貫通穴211a4が形成されている。
また、第二ケース部212の被覆側部212a1の両側には、取付足部17及び18(図1参照)がそれぞれ一体に形成されている。
また、モータハウジング5の端部5cには、取付足部17及び18(図1参照)と同じ方向に延びる円筒状の取付足部220が当接して配置され、取付足部220は、樹脂製の連結部材211b及び212bによって、第一ケース部211及び第二ケース部212とそれぞれ連結されている。そして、取付足部220は、円筒軸方向に互いに分割及び連結可能な第一取付足構成部221及び第二取付足構成部222によって構成されている。
ここで、取付足部220は、第二取付部を構成している。
第一取付足構成部221及び第二取付足構成部222はそれぞれ、金属からなる円筒状の筒状部材221a及び222aと、筒状部材221a及び222aの円筒状の外表面を取り囲むように形成された樹脂からなる被覆筒部221b及び222bとによって形成されている。筒状部材221aは、第二取付足構成部222側で被覆筒部221bより突出し、筒状部材222aは、第一取付足構成部221側で被覆筒部222bより短くなっており、筒状部材221aが被覆筒部222bに嵌合することによって第一取付足構成部221及び第二取付足構成部222が互いに連結される。
ここで、筒状部材221a及び222aは第二筒状体を構成し、被覆筒部221b及び222bは樹脂部材を構成している。
また、連結部材211bは、電動圧縮機本体1に取付ケース210が取り付けられた際にモータハウジング5の側部5aに沿って延びるようにして第一ケース部211及び被覆筒部221bと一体成形され、第一ケース部211及び被覆筒部221bを連結している。連結部材212bは、電動圧縮機本体1に取付ケース210が取り付けられた際にモータハウジング5の側部5aに沿って延びるようにして第二ケース部212及び被覆筒部222bと一体成形され、第二ケース部212及び被覆筒部222bを連結している。そして、連結部材211b及び212bは、電動圧縮機本体1に取付ケース210が取り付けられた際にモータハウジング5を支持・固定している。
さらに、第一ケース部211と、補強部材13と、連結部材211bと、第一取付足構成部221の筒状部材221a及び被覆筒部221bとは、インサート成形等の樹脂成形方法によって一体に形成されている。また、第二ケース部212、その取付足部17及び18の筒状部材17a及び18a(図1参照)並びに被覆筒部17b及び18b(図1参照)と、補強部材14と、連結部材212bと、第二取付足構成部222の筒状部材222a及び被覆筒部222bとは、インサート成形等の樹脂成形方法によって一体に形成されている。
よって、電動圧縮機のアッセンブリとしての電動圧縮機201の組立は、電動圧縮機本体1の圧縮機ハウジング4に取付ケース210の第一ケース部211及び第二ケース部212を被せ、ボルト52及びナット53で補強部材13及び補強部材14を締結すると共に、第一取付足構成部221を第二取付足構成部222に嵌合させることによって行われる。
さらに、組み立てられた電動圧縮機201の取付台座61及び62(図1参照)への取付は、取付足部17の筒状部材17a、取付足部18の筒状部材18a(図1参照)、並びに、取付足部220の筒状部材221a及び222aのそれぞれにボルト51a、51b(図1参照)並びに51cを通し、取付台座61の雌ねじ穴61b、取付台座62の雌ねじ穴62b(図1参照)、並びに取付台座61の雌ねじ穴61cに螺合させ締め付けることによって行われる。
ここで、ボルト51cは、第二締結部材を構成している。
そして、電動圧縮機101の運転時、取付ケース210は、実施の形態1の取付ケース10と同様にして、圧縮機ハウジング4から外部への作動音の放射を抑えると共に、圧縮機ハウジング4の振動が筒状部材17a及び18a並びにボルト51a及び51b(図1参照)(図1参照)を介して取付台座61及び62(図1参照)に伝達するのを抑える。
また、この発明の実施の形態2に係る電動圧縮機201のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
上述で説明したように、実施の形態2における電動圧縮機201によれば、上記実施の形態1の電動圧縮機101と同様な効果が得られる。
また、電動圧縮機201では、取付ケース210は、第一ケース部211及び第二ケース部212と別個に駆動部3に当接して設けられる取付足部220を有し、取付足部220は、筒状部材221a及び222aと、筒状部材221a及び222aと駆動部3との間に介在するように筒状部材221a及び222aと一体に設けられる被覆筒部221b及び222bと、筒状部材221a及び222aに挿入されて筒状部材221a及び222aを取付台座61に取り付けるボルト51cと、筒状部材221a及び222aと第一ケース部211及び第二ケース部212とをそれぞれ連結する連結部材211b及び212bとを有している。これによって、作動音及び振動が大きい圧縮部2に起因する騒音を低減することができる一方、作動音及び振動が小さい駆動部3のモータハウジング5を取付ケース210で覆わないことによって、内部のモータ3aが発生する熱を拡散させ、モータ3aの耐久性を向上させることができる。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201において、第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212は互いに完全に分離するように構成されていたが、これに限定されるものでない。図5に示すように、例えば電動圧縮機101において、第一ケース部11の第一圧縮機被覆部11aに設けられた補強部材13の一方の端部にのみリブ13a及びボルト穴13bが形成され、また、第二ケース部12の第二圧縮機被覆部12aに設けられた補強部材14の一方の端部にのみリブ14a及びボルト穴14bが形成され、補強部材13の他方の端部及び補強部材14の他方の端部が、蝶番313cで互いに連結される構成としてもよい。これによって、電動圧縮機本体1に取付ケース10を取り付ける電動圧縮機101の組立作業をより簡易にすることができる。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201において、取付ケース10,210は、第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212に分割される2分割構造を有していたが、これに限定されるものでなく、非分割構造であってもよい。この場合、取付ケース10,210を一方の端部が開放された筒状の形状とし、電動圧縮機本体1を開放された端部から取付ケース10,210に挿入する構成とし、さらに、取付ケース10,210の外側から取付ケース10,210を貫通し電動圧縮機本体1に係合するピン等を挿入することによって、電動圧縮機本体1を取付ケース10,210に固定してもよい。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201の取付足部17、18、19及び220において、金属製の筒状部材17a、18a、19a、221a及び222aでボルト51a、51b及び51cの締め付けによる圧縮力を支持していたが、これに限定されるものでない。筒状部材17a、18a、19a、221a及び222aを、圧縮機ハウジング4及びモータハウジング5を形成する金属の損失係数より大きい損失係数を有し且つボルト51a、51b及び51cの締め付けによる圧縮力に耐える圧縮強度を有する樹脂製の筒状部材としてもよい。さらに、この場合、取付足部17、18及び19において、上記の樹脂製の筒状部材17a、18a及び19aと第二ケース部12とを同じ樹脂材料からなる1つ部材としてもよい。これにより、部品点数が減少するため、コストを低減することができる。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201の取付足部17、18、19及び220において、樹脂製の被覆筒部17b、18b、19b、221b及び222bはそれぞれ、筒状部材17a、18a、19a、221a及び222aの外表面を取り囲むようにして形成されていたが、これに限定されるものでない。取付足部17、18及び19の場合、被覆筒部17b、18b及び19bは、筒状部材17a、18a及び19aと、圧縮機ハウジング4又はモータハウジング5との間に第二ケース部12の一部として介在していればよい。また、取付足部220の場合、被覆筒部221b及び222bは、筒状部材221a及び222aとモータハウジング5との間に介在していればよい。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201において、取付ケース10,210の第二ケース部12,212に対して電動圧縮機本体1を位置決めするために、圧縮機ハウジング4に凹部4a2を形成し、第二ケース部12,212に突起12a1bを形成していたが、これに限定されるものでなく、凹部及び突起はそれぞれ逆の部材に設けられてもよい。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201において、補強部材13〜16が、結合した第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212を固定してしたが、これに限定されるものでない。第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212のそれぞれに突出するリブを一体成形し、突出するリブ同士をボルト等で締結することによって、結合した第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212を固定してもよい。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201において、補強部材13〜16は、第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212の外表面に設けられていたが、これに限定されるものでなく、第一ケース部11,211及び第二ケース部12,212の内部又は内表面に設けられていてもよい。
また、実施の形態2の電動圧縮機201において、連結部材211b及び212bは樹脂製であったが、これに限定されるものでなく、金属製であってもよい。この場合、金属製の連結部材211b及び212bはそれぞれ、補強部材13及び筒状部材221a、並びに、補強部材14及び筒状部材222aを連結してもよい。
また、実施の形態2の電動圧縮機201において、取付足部220の被覆筒部221b及び222bは、モータハウジング5の端部5cに当接する構成を有していたが、これに限定されるものでなく、モータハウジング5の端部5cが被覆筒部221b及び222bに嵌り込む構成であってもよい。これにより、モータハウジング5が、連結部材211b及び212bだけでなく取付足部220によっても支持され、より強固に固定される。
また、実施の形態1及び2の電動圧縮機101及び201の取付ケース10及び210は、車両に搭載されたエンジンに取り付けられた電動圧縮機に設けられていたが、これに限定されるものではなく、燃料電池車や電気自動車等において、走行用電動モータに取り付けられた電動圧縮機に設けてもよい。また、本発明を適用可能な電動圧縮機は、冷凍回路の冷媒圧縮機に限定されるものではなく、その他の電動圧縮機にも適用可能であり、例えば車両のエアサスペンション装置に用いられるエア圧縮機や、燃料電池車にあっては、水素又は空気をスタックへ圧送するために用いられるポンプ等に適用してもよい。
2 圧縮部、3 駆動部、4 圧縮機ハウジング(圧縮部の筐体)、10,210 取付ケース、11,211 第一ケース部(ケース本体)、12,212 第二ケース部(ケース本体)、13,15 補強部材(第一固定具)、14,16 補強部材(第二固定具)、17,18,19 取付足部(取付部)、17a,18a,19a 筒状部材(筒状体)、17b,18b,19b 被覆筒部、17c アース部材(導電部材)、51a,51b ボルト(締結部材)、51c ボルト(締結部材、第二締結部材)、61,62 取付台座(被取付部)、101,201 電動圧縮機、221a,222a 筒状部材(第二筒状体)、221b,222b 被覆筒部(樹脂部材)、211b,212b 連結部材、220 取付足部(第二取付部)。

Claims (8)

  1. 車両の被取付部に取り付けられる電動圧縮機であって、
    外部から吸入した流体を圧縮したのち吐出する圧縮部と、
    前記圧縮部を駆動する電動式の駆動部と、
    前記圧縮部を少なくとも覆い且つ樹脂から形成されるケース本体及び前記ケース本体と一体に設けられ前記被取付部に取り付けられる取付部を有するケースとを備え、
    前記取付部は、
    前記ケース本体に一体に設けられる筒状体と、
    前記筒状体に挿入されて、前記筒状体を前記被取付部に取り付ける締結部材と
    を有し、
    前記ケース本体は、前記圧縮部と前記筒状体との間に介在する電動圧縮機。
  2. 前記ケース本体を形成する樹脂は、前記圧縮部の筐体を形成する材料が有する振動の減衰特性より大きい振動の減衰特性を有する請求項1に電動圧縮機。
  3. 前記ケース本体は、互いに結合及び分離可能な第一ケース部及び第二ケース部からなり、
    前記ケースは、互いに結合した前記第一ケース部及び前記第二ケース部を互いに固定するための固定具を有する請求項1または2に記載の電動圧縮機。
  4. 前記固定具は、前記第一ケース部に設けられる金属製の第一固定具と前記第二ケース部に設けられる金属製の第二固定具とからなり、
    前記第一固定具及び前記第二固定具は、互いに連結することによって互いに結合した前記第一ケース部及び前記第二ケース部を固定するとともに互いに結合した前記第一ケース部及び前記第二ケース部の周囲を取り囲む請求項3に記載の電動圧縮機。
  5. 前記筒状体は、金属製であり、前記被取付部及び前記締結部材の間で前記締結部材による締結力を支持する請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
  6. 前記ケース本体は、前記ケース本体の内部の前記圧縮部と前記筒状体とを電気的に接続し且つ可撓性及び導電性をもつ導電部材を一体に含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
  7. 前記ケース本体は、前記駆動部の少なくとも一部をさらに覆う請求項1〜6のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
  8. 前記ケースは、前記ケース本体と別個に前記駆動部に当接して設けられる第二取付部を有し、
    前記第二取付部は、
    第二筒状体と、
    前記第二筒状体及び前記駆動部の間に介在するように前記第二筒状体と一体に設けられる樹脂部材と、
    前記第二筒状体に挿入されて前記第二筒状体を前記被取付部に取り付ける第二締結部材と、
    前記第二筒状体及び前記ケース本体を連結する連結部材とを有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
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