JP2013177826A - Electric compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載用空気調和機に用いられる電動圧縮機に関する。 The present invention relates to an electric compressor used for an in-vehicle air conditioner.
空気調和機に多用されているスクロール型の圧縮機は、渦巻状のスクロール壁をそれぞれ有する固定スクロールと旋回スクロールとを備える。そして、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させ、双方のスクロール壁の間に形成される圧縮室の容積を減少させることで、圧縮室内の流体の圧縮を行う。 A scroll-type compressor often used in an air conditioner includes a fixed scroll and a turning scroll each having a spiral scroll wall. Then, the orbiting scroll is revolved with respect to the fixed scroll to reduce the volume of the compression chamber formed between both scroll walls, thereby compressing the fluid in the compression chamber.
近年、車両用の空気調和機において、電動機により駆動する方式の電動圧縮機が用いられつつある。このような電動圧縮機においては、インバータ装置において、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換し、この交流電流を電動機に供給することで電動機を回転駆動させて圧縮機を駆動する。 In recent years, an electric compressor driven by an electric motor is being used in an air conditioner for a vehicle. In such an electric compressor, in the inverter device, the direct current supplied from the battery is converted into an alternating current, and the alternating current is supplied to the electric motor, so that the electric motor is rotationally driven to drive the compressor.
車両用の空気調和機においては、車両のエンジンルーム内に各機器を収容するため、省スペース性が要求されている。そこで、圧縮機と、電動機と、インバータ装置とが一体化されたハウジングに組み付けられた電動圧縮機が提供されている(例えば、特許文献1)。このインバータ一体型の電動圧縮機は、インバータ装置を収容する収容室を備えるが、その開口部を蓋で塞ぐ。この蓋は一般に比較的薄い板状の部材により構成されている。ところが、インバータ装置が駆動することにより激しい振動が生じ、それが蓋に伝播すると、いわゆるタイコ現象により振動が増幅されて周囲にノイズとして放散されやすい。 In an air conditioner for a vehicle, space saving is required in order to accommodate each device in the engine room of the vehicle. Then, the electric compressor assembled | attached to the housing in which the compressor, the electric motor, and the inverter apparatus were integrated is provided (for example, patent document 1). The inverter-integrated electric compressor includes a storage chamber that stores the inverter device, and the opening is closed with a lid. This lid is generally composed of a relatively thin plate-like member. However, when the inverter device is driven, intense vibration is generated and propagates to the lid, so that the vibration is amplified by a so-called Tyco phenomenon and is easily dissipated as noise to the surroundings.
特許文献1は、インバータ収容部の開口を塞ぐ蓋を制振鋼板で作製することで、周囲への振動、ノイズの放散を防ぐことを提案している。
ところが、比較的単純な偏平形状の蓋であれば制振鋼板を用いることは容易であるが、そうでない場合には相当の加工が必要となり、制振鋼板を用いることは現実的でなくなる。また、制振鋼板は高価である。したがって、多様な形状に対応できる製造容易性、コストを考慮すると、蓋が鋳造で作製されることが好ましい。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、製造容易性を備えるとともに、周囲へのノイズの放散を防ぐことのできるインバータ一体型の電動圧縮機を提供することを目的とする。
However, if the lid has a relatively simple flat shape, it is easy to use the vibration-damping steel plate, but if not, considerable processing is required, and it is not practical to use the vibration-damping steel plate. Moreover, the damping steel plate is expensive. Therefore, in consideration of manufacturability and cost that can cope with various shapes, it is preferable that the lid is manufactured by casting.
The present invention has been made based on such a problem, and an object thereof is to provide an inverter-integrated electric compressor that is easy to manufacture and that can prevent noise from being diffused to the surroundings.
かかる目的のもとなされた本発明のインバータ一体型の電動圧縮機は、電動機および圧縮機構が収容されているハウジングの外周に、電動モータに駆動電力を供給するインバータ装置を収容するインバータ収容部を備える。
本発明によるインバータ収容部は、収容室を備える収容本体と、収容本体の開口を塞ぐ蓋とを備え、収容室に対向する蓋の背面にリブが設けられることを特徴としている。
本発明の電動圧縮機は、リブを設けて蓋の剛性を上げることで、蓋の振動を抑制する。また、リブは蓋とともにダイカストにより一体的に製造できるので、製造が容易であるとともに、コストもほとんど上がらない。
An inverter-integrated electric compressor according to the present invention, which is based on this object, has an inverter housing portion that houses an inverter device that supplies driving power to an electric motor on the outer periphery of a housing in which the motor and the compression mechanism are housed. Prepare.
The inverter accommodating part by this invention is equipped with the accommodating main body provided with an accommodating chamber, and the lid | cover which closes the opening of an accommodating main body, and the rib is provided in the back surface of the lid | cover facing an accommodating chamber.
The electric compressor of the present invention suppresses vibration of the lid by providing ribs to increase the rigidity of the lid. Further, since the rib can be integrally manufactured together with the lid by die casting, the manufacturing is easy and the cost is hardly increased.
本発明の電動圧縮機は、収容本体と蓋が複数の締結具により締め付け固定され、蓋に締結具用の複数のボスが設けられる場合、リブの少なくとも一端はボスに繋げることが好ましい。ボスが設けられる部分は、他の部分よりも剛性が高い。この剛性の高いボスにリブを繋ぐことで、リブを設けることによる制振効果を向上できる。この制振効果の向上は、対向するボスをリブで繋ぐ、つまりリブの両端をボスに繋げることにより顕著となる。 In the electric compressor of the present invention, when the housing main body and the lid are fastened and fixed by a plurality of fasteners and a plurality of bosses for the fasteners are provided on the lid, it is preferable that at least one end of the rib is connected to the boss. The portion where the boss is provided has higher rigidity than the other portions. By connecting the rib to this highly rigid boss, the vibration damping effect by providing the rib can be improved. The improvement of the vibration damping effect becomes significant by connecting the opposing bosses with ribs, that is, connecting both ends of the ribs to the bosses.
本発明の電動圧縮機は、複数のリブを設ける場合、複数のリブを交差して設けることができる。互いにリブが交差していると、一方が他方を、また、他方が一方を保持することによって、制振効果をより向上できる。 In the electric compressor of the present invention, when a plurality of ribs are provided, the plurality of ribs can be provided so as to intersect each other. When the ribs cross each other, the vibration damping effect can be further improved by holding one side and the other side.
本発明の電動圧縮機によると、リブを設けて蓋の剛性を上げることで、蓋の振動を抑制する。また、リブは蓋とともにダイカストにより一体的に製造できるので、製造が容易であるとともに、コストもほとんど上がらない。 According to the electric compressor of the present invention, vibration of the lid is suppressed by providing a rib to increase the rigidity of the lid. Further, since the rib can be integrally manufactured together with the lid by die casting, the manufacturing is easy and the cost is hardly increased.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1に示すように、電動圧縮機10は、その外郭をなすハウジング11を備える。ハウジング11は、スクロール式の圧縮機構30を収容する圧縮機側ハウジング12と、電動機20を収容する電動機側ハウジング13と、図示を省略するインバータ装置を収容するインバータ収容部14とからなる。これらのハウジングの構成要素は、アルミニウム合金をダイカスト(Die Casting)することで製造される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the
電動圧縮機10は、電動機側ハウジング13の側面に形成された冷媒吸入ポート(図示無し)からハウジング11内に冷媒が導入され、圧縮機側ハウジング12の端面に形成された冷媒吐出ポートP2から、圧縮機構30によって圧縮された冷媒を吐出する。
The
電動機20は、主軸40に一体に設けられたロータ21と、ステータ22とから構成されている。電動圧縮機10は、ステータ22の周囲にロータ21が配置されているところに特徴の一つがある。
ロータ21は、永久磁石を収容するためのスリットが形成された電磁鋼板を積層した積層体と、この積層体(電磁鋼板)のスリットに配置された永久磁石と、からなるところは公知技術と同じである。ロータ21の軸心周りには軸方向を貫通する軸孔21aが形成されている。主軸40の電動機側軸40aはこの軸孔21aを貫通している。
ロータ21は、圧入、その他の方法により主軸40(電動機側軸40a)と固定されることで、主軸40を一体に回転させる。
The
The
The
ステータ22は、ロータ21の周囲に配置されている。ステータ22は、コイルが巻き回された一般的な構成を有しており、円筒状の外観をなしている。ステータ22は、電動機側ハウジング13に圧入、その他の方法により固定される。ステータ22の内側には、ロータ21が微小間隔を隔てて配置されている。
The
主軸40は、メインベアリング41、サブベアリング42を介してハウジング11に回転自在に支持されている。メインベアリング41には、大径とされた主軸40のジャーナル部40bが支持され、サブベアリング42には電動機側軸40aが支持される。そして、ロータ21は、メインベアリング41とサブベアリング42の間において、主軸40と一体に組み付けられている。
The main shaft 40 is rotatably supported by the
圧縮機構30は、主軸40とともに回転する旋回スクロール32と、ハウジング11に固定された固定スクロール33と、を備える。
旋回スクロール32、固定スクロール33は、それぞれ円板状の端板32a、33aの一面側に、渦巻状のスクロール壁32b、33bが立設されている。これら旋回スクロール32と固定スクロール33は、スクロール壁32b、33bを互いに組み合わせて、双方のスクロール壁32b、33b間に圧縮室35を形成している。
The
In the orbiting
主軸40の圧縮機構30側の端部(一端)には、主軸40の中心軸から予め定められた寸法だけ偏心した位置に、偏心軸40cが突出形成されている。この偏心軸40cに、ドライブブッシュ44、ドライブベアリング45を介し、旋回スクロール32が回転自在に保持されている。これにより、旋回スクロール32は、主軸40の中心に対し、予め定められた寸法だけ偏心しており、主軸40がその軸線周りに回転すると、旋回スクロール32は、主軸40の中心に対し、偏心した寸法を半径とした回転(公転)を行う。これにより、圧縮室35の容積が減少し、冷媒が圧縮される。なお、旋回スクロール32が、公転しつつも、自転はしないよう、旋回スクロール32と主軸40との間には、オルダムリング36が介在している。
また、旋回スクロール32と主軸40との間には、主軸40に対して偏心した旋回スクロール32によるアンバランスを解消するため、バランサ46が設けられている。
At the end (one end) of the main shaft 40 on the
In addition, a
さて、インバータ収容部14は、インバータボックス(収容本体)15と、インバータカバー(蓋)16とを備えている。インバータボックス15は、一方が開口する箱型の形状をなしており、その内部に図示を省略したインバータ装置が収容される。インバータ装置は、電動機20に供給する電力を制御する。インバータボックス15の開口端はインバータカバー16により封止され、インバータカバー16と対向するインバータボックス15の底板15fは、電動機側ハウジング13と接することによりその開口を閉じる。インバータボックス15は、ボルトB1により電動機側ハウジング13に固定され、インバータカバー16はボルトB2によりインバータボックス15に固定される。
また、インバータボックス15の底板15fには、サブベアリング42を支持するボス17が電動機20に向けて形成されている。サブベアリング42は、ボス17により支持、固定されながら主軸40(電動機側軸40a)を回転自在に支持する。
Now, the
A
図2に、インバータボックス15を開口側から視た平面図を示している。
インバータボックス15は、電動圧縮機10の軸方向に立ち上る側壁15aと、側壁15aの内側に設けられる収容室15cと、側壁15aに沿って複数個所に設けられるボス15dと、を備えている。各ボス15dには、ボルトB2がねじ込まれるねじ孔15eが形成されている。側壁15aの頂面15bに載せられたインバータカバー16を、ボルトB2により側壁15aに締め付け固定することで、収容室15cを気密に封止する。
In FIG. 2, the top view which looked at the
The
本実施形態は、ボス15dが合計で8箇所に設けられており、各々のボス15dに図2に示す番号(No.1〜8)を時計回りに付ける。なお、ボス15dが設けられる個数はあくまで一例にすぎない。
ボス15dは、インバータボックス15の側壁15aの内側に設けられており、収容室15cに向けて突出している。インバータボックス15の外周に不要な突出部分を設けないためである。ただし、No.4及びNo.8のボス15dは、側壁15aの外側に設けられている。これは、以下の理由による。仮に、No.4のボス15dが図6(B)に示すように側壁15aの内側に設けられているものとする。そして、No.3のボス15dとNo.4のボス15dにおいてインバータカバー16をボルトB2で締め付け固定したとすると、締め付けによりNo.3のボス15dとNo.4のボス15dの間に生ずる荷重は、No.3のボス15dとNo.4のボス15dの中心、つまり二つのボルトB2の中心を結んだ作用線L2に沿って作用する。ところがこの作用線L2は、図6(B)に示すように側壁15aの頂面15bからずれており、ボルトB2の締め付けによるインバータボックス15と頂面15bとの間の面圧が十分に得られない。
In the present embodiment, the
The
これに対して、No.3のボス15dが側壁15aの内側、No.4のボス15dが側壁15aの外側に互い違いに配置する本実施形態の場合、図6(A)に示すように、No.3のボス15dとNo.4のボス15dの中心を結んだ作用線L1は、側壁15aの頂面15bを横切る。したがって、ボルトB2による締め付け力によるインバータカバー16と頂面15bの間の面圧を大きくできるので、インバータボックス15とインバータカバー16のシール性を向上できる。
したがって、本実施形態によると、インバータ収容部14の内部の気密状態が高く保たれるので、水分、その他の浸入を回避したい物質による被害を食い止めることができる。
On the other hand, in the case of this embodiment in which the No. 3
Therefore, according to this embodiment, since the airtight state inside the
次に、インバータボックス15に装着された状態で収容室15cに臨むインバータカバー16の天板16aには、図3に示すように、インバータボックス15の頂面15bに付き合わされる座面16bがその周縁に沿って形成されている。座面16bは天板16aから微小量だけ突出している。そしてこの座面16bに沿って、複数個所にボス16dが設けられている。各々のボス16dはインバータボックス15のボス15dに対応しており、ボルトB2でインバータカバー16をインバータボックス15に締め付け固定するには、対応するボス15dとボス16dを位置合わせして、ネジ孔16e,15eを貫通してボルトB2をねじ込む。
Next, on the
また、インバータカバー16には、複数のリブ16cが天板16aに形成されている。このリブ16cは電動圧縮機10の特徴部分であり、リブ16cはインバータカバー16の振動を抑えることにより、インバータカバー16からのノイズ放散を抑制する。つまり、天板16aが平坦だとインバータボックス15に固定されるインバータカバー16が、インバータ装置の駆動に伴い、太鼓現象を引き起こすおそれがある。これに対してリブ16cを設けることで天板16aの剛性を上げ、振動の発生を抑制する。
リブ16cは、二つのボス16dとボス16dの間を繋いでいる。ボス16dが設けられた部分は、ボス16dのない座面16bに比べて剛性が高いので、リブ16cを設けることによる効果が顕著になる。
リブ16cを設ける形態は任意である。図3に示すように、各リブ16cが他のリブ16cと係りないように設けることもできるし(起点となるボス16d周りを除く)、図4に示すように、リブ16c同士を交差して設けることもできる。
また、リブ16cは直線状に限らず、図5に示すように曲線(円)の部分を含んでもよいし、曲線状のみからなってもよい。また、図5に示すように、複数の直線状のリブ16cが繋がることで、間接的にボス16dに繋がる円形のリブ16cを設けることができる。
以上のリブ16cは、両端が対向するボス16dに繋がっている例を示している。これは好ましい形態であり、本発明は、一方端のみがボス16dに繋がっていてもよいし、両端ともにボス16dには繋がらずに座面16bに繋がっていてもよい。
なお、以上のようにリブ16cを備えるインバータカバー16は、ダイカストによる一体成形で格別な作業を加えることなく作製することができる。
The
The
The form which provides the
Further, the
The
In addition, the
以上のように構成された電動圧縮機10において、冷凍サイクルを循環した後の低圧冷媒ガスは、図示しない冷媒吸入口から電動機側ハウジング13内に吸入され、電動機側ハウジング13内を流通して圧縮機構30に吸い込まれる。圧縮機構30で圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、圧縮機側ハウジング12の端部に設けられている冷媒吐出ポートP2から吐出配管を経て冷凍サイクルへと循環される。
この過程で、インバータ装置(図示省略)により制御されながら電力が電動機20に供給されると、ロータ21が回転駆動される。そうすると、ロータ21に対して固定された主軸40が、ロータ21と一体的に回転駆動され、旋回スクロール32が旋回運動する。そして、主軸40は、他の部分よりも大径とされたジャーナル部40bがメインベアリング41で支持され、かつ、ステータ22の内部に保持されるサブベアリング42に電動機側軸40aが支持されながら、回転駆動される。
In the
In this process, when electric power is supplied to the
そして、インバータ装置が動作することで振動を発するが、インバータカバー16の天板16aには背面側に複数のリブ16cが形成されているので、インバータカバー16を介して周囲に放散されるノイズを低減できる。
また、No.3のボス15dが側壁15aの内側、No.4のボス15dが側壁15aの外側に配置することにより、インバータ収容部14内の気密性を高いレベルで維持することができるので、浸水によってインバータ装置が機能を失うおそれは著しく低い。
The inverter device operates to generate vibration, but the
Moreover, since the No. 3
上記実施の形態では、インバータ収容部14が圧縮機構30及び電動機20と同軸上に配置された電動圧縮機10に本発明を適用した例について説明したが、これはあくまで一例であり、インバータ収容部14が電動機20の側方に設けられるインバータ一体型の電動圧縮機に本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、スクロール型の圧縮機構30について説明したが、これもあくまで一例であり、ロータリー型の圧縮機構、あるいは、スクロール型とロータリー型を組み合わせた多段式の圧縮機構を備える電動圧縮機について本発明を適用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
In the said embodiment, although the
In the above-described embodiment, the scroll
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
10 電動圧縮機
11 ハウジング
12 圧縮機側ハウジング
13 電動機側ハウジング
14 インバータ収容部
15 インバータボックス
15a 側壁
15b 頂面
15c 収容室
15d ボス
15e,16e ねじ孔
16 インバータカバー
16a 天板
16b 座面
16c リブ
16d ボス
17 ボス
20 電動機
21 ロータ
21a 軸孔
22 ステータ
30 圧縮機構
32 旋回スクロール
33 固定スクロール
35 圧縮室
40 主軸
40a 電動機側軸
40b ジャーナル部
40c 偏心軸
41 メインベアリング
42 サブベアリング
B1,B2 ボルト
L1,L2 作用線
DESCRIPTION OF
Claims (3)
インバータ収容部は、収容室を備える収容本体と、収容本体の開口を塞ぐ蓋とを備え、前記収容室に対向する蓋の背面にリブが設けられる、
ことを特徴とする電動圧縮機。 On the outer periphery of the housing in which the electric motor and the compression mechanism are accommodated, an inverter accommodating portion that accommodates an inverter device that supplies driving electric power to the electric motor,
The inverter accommodating portion includes an accommodating main body including an accommodating chamber and a lid that closes an opening of the accommodating main body, and a rib is provided on a back surface of the lid facing the accommodating chamber.
An electric compressor characterized by that.
請求項1に記載の電動圧縮機。 The housing main body and the lid are fastened and fixed by a plurality of fasteners, a plurality of fastener bosses are provided on the lid, and at least one end of the rib is connected to the boss.
The electric compressor according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電動圧縮機。 A plurality of the ribs are provided crossing each other;
The electric compressor according to claim 1 or 2.
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