JP2014214669A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機構が高い効率を維持可能な電動圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明の電動圧縮機では、電動機構３と圧縮機構５と駆動回路７とを備えている。電動機構３は、ハウジング１に収容されている。ハウジング１は、円筒状の本体部１ｂと、本体部１ｂから外径方向へ膨出する膨出部１ｃと、隔壁５３とを有している。本体部１ｂ内には、ステータ収容室１１ｂが形成されている。ステータ収容室１１ｂ内には電動機構３のステータ１５が収容されている。膨出部１ｃ内には、クラスタブロック収容室１１ｃが形成されている。クラスタブロック収容室１１ｃ内にはクラスタブロック２３が収容されている。隔壁５３は、ステータ収容室１１ｂ及びクラスタブロック収容室１１ｃを径方向で区画している。本体部１ｂ及び隔壁５３は、ステータコア１５ｂを支持している。
【選択図】図１

Description

本発明は電動圧縮機に関する。

特許文献１に従来の電動圧縮機（以下、単に圧縮機という。）が開示されている。この圧縮機は、電動機構と、電動機構に駆動され、冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、電動機構を駆動するための駆動回路とを備えている。

電動機構はハウジングに収容されている。電動機構は、ステータとロータと駆動軸とリード線とクラスタブロックとを有している。ステータは、ステータコアと、ステータコアに設けられたコイルとを有している。ロータはステータ内に回転可能に設けられている。駆動軸はロータに固定されている。駆動軸は圧縮機構を駆動する。リード線はコイルに接続されている。クラスタブロックはリード線を駆動回路に電気接続する。

ハウジングは、円筒状の本体部と、本体部から外径方向へ膨出している膨出部とを有している。本体部の前方には圧縮機構が収容されている。また、本体部の後方には、ステータが収容されるステータ収容室が内部に形成されている。本体部のステータ収容室内にステータコアが支持されている。ステータコアの本体部に対する支持は一般的に焼嵌め又は圧入が採用される。膨出部は本体部と一体をなしている。膨出部は、クラスタブロック収容室を内部に形成している。クラスタブロックはクラスタブロック収容室内に収容されている。

この圧縮機では、ハウジングの後方側に駆動回路が設けられ、この駆動回路からコイルに給電を行うことにより、電動機構が駆動軸を回転し、圧縮機構が作動する。このため、この圧縮機がハイブリッド車両に搭載されれば、エンジン停止時であっても、車室内を空調することが可能である。

特開２０１０−５９８０９号公報

しかし、上記従来の圧縮機では、膨出部が本体部の外径方向に位置するハウジングを採用しているため、ステータコアをハウジングのステータ収容室内に焼嵌めする際、ステータコアの外周面に作用する応力が不均一となり、固定後のステータコアの真円度が低くなり易い。ステータコアをハウジング内に圧入する場合も同様である。このため、電動機構が高い効率を維持し難い。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、電動機構が高い効率を維持可能な電動圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の電動圧縮機は、電動機構と、前記電動機構によって駆動され、冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、前記電動機構を駆動するための駆動回路とを備え、
前記電動機構は、ハウジングに収容されるとともに、ステータコア及び前記ステータコアに設けられたコイルを有するステータと、前記ステータ内に回転可能に設けられたロータと、前記ロータに固定され、前記圧縮機構を駆動する駆動軸と、前記コイルに接続されたリード線と、前記リード線を前記駆動回路に電気接続するためのクラスタブロックとを有し、
前記ハウジングは、前記ステータが収容されるステータ収容室を内部に形成する円筒状の本体部と、前記本体部から外径方向へ膨出し、前記クラスタブロックが収容されるクラスタブロック収容室を内部に形成する膨出部と、前記ステータ収容室及び前記クラスタブロック収容室を径方向で区画する隔壁とを有し、前記本体部及び前記隔壁にて前記ステータコアを支持するとともに、前記リード線が前記ステータ収容室及び前記クラスタブロック収容室に跨って配置されていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の圧縮機では、ハウジングの本体部と隔壁とがステータコアを支持することにより、ステータ収容室内にステータを収容する際におけるハウジングの変形を抑制する。このため、ステータコアの外周面に作用する応力が均一となり易く、固定後のステータコアの真円度を高く維持することができる。

したがって、本発明の圧縮機では、電動機構が高い効率を維持することができる。

隔壁のステータ収容室側の壁面は、本体部と同軸の円筒面であることが好ましい（請求項２）。この場合、ステータコアの外周面に作用する応力をより均一にすることができる。

ステータ収容室とクラスタブロック収容室との間には、圧縮機構側でリード線を挿通させる挿通路が形成され得る。隔壁は、挿通路を除いてステータ収容室とクラスタブロック収容室とを仕切っていることが好ましい（請求項３）。この場合、隔壁によって本発明の作用効果を奏するとともに、クラスタブロックから圧縮機構側に延びるリード線を挿通路に挿通させて圧縮機構側でコイルに接続できる。このため、クラスタブロックより駆動回路側でリード線をコイルに接続するよりも、圧縮機の軸方向の長さを短くすることができ、車両等への搭載性を向上させることができる。

リード線はコネクタによってコイルに接続されていることが好ましい（請求項４）。この場合、リード線を容易にコイルに接続することができる。このため、圧縮機の組み付けが容易になる。

クラスタブロックは、取付部材を介してステータコアに固定され得る。隔壁には、ステータ収容室とクラスタブロック収容室とを連通し、取付部材を挿通させる駆動軸の軸方向に延びるスリットが形成されていことが好ましい（請求項５）。この場合、隔壁によって本発明の作用効果を奏するとともに、取付部材をスリットに挿通させることで、クラスタブロックをステータコアに固定した状態で組み付けることができる。このため、ステータとクラスタブロックとを同時にハウジングに収容することができ、圧縮機の組み付けが容易になる。

ハウジングには、ステータコアとの間に冷媒を駆動軸の軸方向に流通させる複数の冷媒流路が形成され得る。スリット及び各冷媒流路はハウジングの周方向で互いに等角度隔てられていることが好ましい（請求項６）。この場合、ステータコアの外周面に作用する応力をより確実に均一にすることができるため、固定後のステータコアの真円度をより高く維持することができる。

ハウジングには、ステータコアとの間に冷媒を駆動軸の軸方向で流通させる複数の冷媒流路が形成され得る。スリット及び各冷媒流路はハウジングの周方向で互いに等幅に形成されていることが好ましい（請求項７）。この場合、ステータコアの外周面に作用する応力をより確実に均一にすることができるため、固定後のステータコアの真円度をより高く維持することができる。

圧縮機構、電動機構及び駆動回路がこの順で駆動軸の軸方向に沿って並んで配置され得る。リード線は圧縮機構側に位置するコイルに接続されていることが好ましい（請求項８）。このような配置の圧縮機は、本発明の適用対象として特に好適である。

本発明の電動圧縮機によれば、電動機構が高い効率を維持することが可能である。

実施例１の圧縮機の断面図である。 実施例１の圧縮機に係り、ロータ及び駆動軸を外した状態を示す図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 実施例２の圧縮機の断面図である。 実施例２の圧縮機に係り、ロータ及び駆動軸を外した状態を示す図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
実施例１の圧縮機は、ハイブリッド車両に搭載されて車室内の温度調整を行う空調装置に用いられる。この圧縮機は、図１に示すように、ハウジング１と電動機構３と圧縮機構５と駆動回路７とを備えている。

ハウジング１は、有底筒状のメインハウジング１０と、メインハウジング１０の前方に位置してメインハウジング１０の開口を塞ぐエンドハウジング１２と、メインハウジング１０の後端に固定されたカバー１４とからなる。

メインハウジング１０内には、固定ブロック９が支持されている。固定ブロック９より前方に位置するメインハウジング１０の前方部分とエンドハウジング１２とによりハウジング１の前方部分が構成されている。前方部分内には圧縮機構収容室１１ａが形成され、圧縮機構収容室１１ａ内に圧縮機構５が収容されている。

また、固定ブロック９より後方に位置するハウジング１の後方部分により円筒状の本体部１ｂ及び膨出部１ｃが構成されている。本体部１ｂ内には、圧縮機構収容室１１ａと軸方向で連続するステータ収容室１１ｂが形成されている。ステータ収容室１１ｂ内に電動機構３のステータ１５が収容されている。膨出部１ｃは、ステータ収容室１１ｂの外径方向に位置するクラスタブロック収容室１１ｃを形成している。クラスタブロック収容室１１ｃ内にはリード線２１及びクラスタブロック２３が収容されている。

カバー１４は、メインハウジング１０との間に駆動回路室７ｂを形成するようにメインハウジング１０の後端に固定されている。駆動回路室７ｂ内には駆動回路７が収容されている。よって、本実施形態では、圧縮機構５、電動機構３及び駆動回路７がこの順で後述する駆動軸１９の軸方向に沿って並んで配置されている。

電動機構３は、ステータ１５とロータ１７と駆動軸１９とリード線２１とクラスタブロック２３とを有している。ステータ１５、ロータ１７及び駆動軸１９は、ステータ収容室１１ｂ内に収容されている。図２に示すように、ステータ１５は、ステータコア１５ｂ及びステータコア１５ｂに設けられたコイル２５を有している。また、ステータ１５の外周面にはメインハウジング１０との間で複数の冷媒流路１５ａが形成されている。各冷媒流路１５ａは、ロータ１７の中心軸線Ｏを中心にして、等角度間隔の位置に設けられている。図１に示すように、ロータ１７はステータ１５内に設けられている。ロータ１７には駆動軸１９が固定され、ロータ１７はステータ１５内で駆動軸１９と一体的に回転可能になっている。

固定ブロック９の中央部分は後方に突出しており、その中心には軸孔９ａが形成されている。軸孔９ａの前方側では、軸封装置２７及び軸受装置２９ａが固定ブロック９に固定されている。駆動軸１９の前方側は、軸孔９ａを挿通している。メインハウジング１０の後端の内部には、円筒状のボス部３１ａが前方側に向かって突設している。ボス部３１ａには軸受装置２９ｂが設けられている。駆動軸１９は、後述する圧縮機構５を駆動する。

リード線２１の前端側にはコネクタ３３が設けられている。リード線２１は、コネクタ３３によってコイル２５に接続されている。リード線２１の後端側は、クラスタブロック２３の内部に収容された接続端子２３ａを介してクラスタブロック２３に接続されている。クラスタブロック２３は、接続端子２３ｂを介して駆動回路７に接続されている。

圧縮機構５は、メインハウジング１０の内周面に固定された固定スクロール３５と、固定スクロール３５に対向配置された可動スクロール３７とを有している。固定スクロール３５は、複数本のピン３９によって固定ブロック９に固定されている。固定ブロック９と固定スクロール３５との間に可動スクロール３７が配置されている。固定スクロール３５と可動スクロール３７とは噛合して両者間に圧縮室４１を形成している。

可動スクロール３７の後面の中央部分には、円筒状のボス部３１ｂが後方側に向かって突設されている。また、可動スクロール３７の後面の外周域には複数個の自転防止孔４３が凹設されている。各自転防止孔４３には自転防止リング４５が固定されている。固定ブロック９の前面には、複数本の自転防止ピン４０が前方側に向けて突設されている。各自転防止ピン４０はそれぞれ自転防止リング４５内を転動するようになっている。

駆動軸１９の前端部には、偏心軸部１９ａが突出して形成されている。偏心軸部１９ａは、固定ブロック９と可動スクロール３７との間に設けられたバランサ付きブッシュ４７に対し、回動可能に挿入されている。バランサ付きブッシュ４７とボス部３１ｂとの間には軸受装置２９ｃが設けられている。

固定スクロール３５とエンドハウジング１２との間に吐出室４９が形成されている。固定スクロール３５には、圧縮室４１を吐出室４９と連通する吐出ポート４９ａが形成されている。また、固定スクロール３５の前端面には、吐出ポート４９ａを開閉する図示しない吐出リード弁と、この吐出リード弁のリフト量を規制するリテーナ５１とが固定されている。エンドハウジング１２には、吐出孔４９ｂが貫設されている。

図１及び図２に示すように、メインハウジング１０における本体部１ｂと膨出部１ｃとの間には、隔壁５３が設けられている。隔壁５３のステータ収容室１１ｂ側には、ステータ収容室１１ｂと同軸の円筒面５３ａが形成されている。隔壁５３は、ステータ収容室１１ｂ内に設けられたステータコア１５ｂを支持している。

また、図１に示すように、隔壁５３には、圧縮機構５側でクラスタブロック収容室１１ｃとステータ収容室１１ｂとを連通する挿通路５５が形成されている。隔壁５３は、挿通路５５を除いてステータ収容室１１ｂとクラスタブロック収容室１１ｃとを仕切っている。リード線２１は、挿通路５５を挿通し、クラスタブロック収容室１１ｃ及びステータ収容室１１ｂに跨って配置されている。

メインハウジング１０の後端には吸入孔４９ｃが形成されている。こうして、ステータ収容室１１ｂは、吸入孔４９ｃに接続される配管によって図示しない蒸発器と接続されている。蒸発器は配管によって図示しない膨張弁と接続され、膨張弁は配管によって図示しない凝縮器と接続されている。一方、吐出室４９は吐出孔４９ｂに接続される配管によって凝縮器に接続されている。圧縮機、蒸発器、膨張弁及び凝縮器は車両用の空調装置の冷凍回路を構成している。

この圧縮機では、車両の運転者が空調装置に対する操作を行うことにより、外部のバッテリ等から駆動回路７に給電され、駆動回路７から接続端子２３ｂ、クラスタブロック２３、リード線２１及びコネクタ３３を介してコイル２５に給電される。このため、電動機構３が作動する。つまり、中心軸線Ｏを中心にしてロータ１７が回転し、駆動軸１９が回転する。このため、圧縮機構５が作動する。つまり、可動スクロール３７が駆動軸１９の周りを公転し、圧縮室４１が徐々に容積を縮小する。このため、蒸発器からの冷媒は、ステータ収容室１１ｂから圧縮室４１に吸入される。この際、ステータ収容室１１ｂ内の冷媒は、電動機構３を冷却する。圧縮室４１内で圧縮された冷媒は、吐出室４９に吐出され、凝縮器へ排出される。こうして、エンジン停止時であっても、車室内を空調することが可能である。

この圧縮機は次のように組み付けられる。まず、メインハウジング１０を加熱し、メインハウジング１０全体を外径方向へ膨張させる。これにより、メインハウジング１０における本体部１ｂの内径がステータ１５の外径よりもやや大きくなる。このため、この状態で本体部１ｂのステータ収容室１１ｂにステータ１５を挿入する。そして、メインハウジング１０を常温に戻し、本体部１ｂを収縮させる。こうして、本体部１ｂ内にステータ１５を焼嵌めする。

この際、この圧縮機では、図１及び図２に示すように、本体部１ｂと膨出部１ｃとの間に設けられた隔壁５３がステータ収容室１１ｂ内にステータ１５を焼嵌めする際における本体部１ｂの変形を抑制する。このため、ステータコア１５ｂの外周面に作用する応力が均一となり易い。特に、この圧縮機では、隔壁５３のステータ収容室１１ｂ側の壁面がステータ収容室１１ｂと同軸の円筒面５３ａであるため、ステータコア１５ｂの外周面に作用する応力がより均一になっている。このため、焼嵌め後のステータコア１５ｂの真円度を高く維持することができる。

したがって、この圧縮機では、電動機構３が高い効率を維持することができる。

そして、リード線２１は、コネクタ３３によってコイル２５に接続される。コネクタ３３はリード線２１を容易にコイル２５に接続させるため、この圧縮機の組み付けが容易になっている。

また、この圧縮機では、挿通路５５に挿通させているリード線２１を圧縮機構５側でコイル２５に接続できる。このため、クラスタブロック２３より駆動回路７側でリード線２１をコイル２５に接続するよりも、この圧縮機の軸方向の長さを短くすることができ、車両等への搭載性を向上させることが可能である。

（実施例２）
実施例２の圧縮機では、図３に示すように、隔壁５４に軸方向に延びるスリット５７が形成されている。このスリット５７は、ステータ収容室１１ｂとクラスタブロック収容室１１ｃとを連通している。

また、クラスタブロック２３は、樹脂製の取付部材５９を介してステータコア１５ｂに固定されている。取付部材５９はスリット５７内に位置している。

さらに、この圧縮機では、本体部１ｂの内周面に複数の冷媒流路６１が形成されている。スリット５７及び各冷媒流路６１は、本体部１ｂの周方向で互いに等角度隔てられている。また、スリット５７及び各冷媒流路６１は、本体部１ｂの周方向で互いに等幅に形成されている。他の構成は実施例１と同様である。

この圧縮機では、取付部材５９をスリット５７に挿通させることで、クラスタブロック２３をステータコア１５ｂに固定した状態で組み付けることができる。このため、ステータ１５とクラスタブロック２３とを同時にハウジング１０に収容することができ、この圧縮機の組み付けが容易である。

さらに、この圧縮機では、図４に示すように、スリット５７及び各冷媒流路６１が第２ハウジング１１ｂの周方向で互いに等角度隔てられている。また、スリット５７及び各冷媒流路６１が第２ハウジング１１ｂの周方向で互いに等幅に形成されている。このため、ステータコア１５ｂの外周面に作用する応力をより確実に均一にすることができる。このため、固定後のステータコア１５ｂの真円度をより高く維持することができる。他の作用効果は実施例１と同様である。

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例１、２の圧縮機では、カバー１４が本体部１ｂの後方に設けられ、圧縮機構５、電動機構３及び駆動回路７がこの順で駆動軸１９の軸方向に沿って並んで配置されているが、カバー１４を本体部１ｂの上方に設けてもよい。

本発明は車両等の空調装置に利用可能である。

１…ハウジング（１０…メインハウジング、１２…エンドハウジング、１４…カバー）
１ｂ…本体部
１ｃ…膨出部
３…電動機構
５…圧縮機構
７…駆動回路
１１ｂ…ステータ収容室
１１ｃ…クラスタブロック収容室
１５…ステータ
１５ａ、６１…冷媒流路
１５ｂ…ステータコア
１７…ロータ
１９…駆動軸
２１…リード線
２３…クラスタブロック
２５…コイル
３３…コネクタ
５３、５４…隔壁
５３ａ…円筒面
５５…挿通路
５７…スリット
５９…取付部材

Claims (8)

1. 電動機構と、前記電動機構によって駆動され、冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、前記電動機構を駆動するための駆動回路とを備え、
   前記電動機構は、ハウジングに収容されるとともに、ステータコア及び前記ステータコアに設けられたコイルを有するステータと、前記ステータ内に回転可能に設けられたロータと、前記ロータに固定され、前記圧縮機構を駆動する駆動軸と、前記コイルに接続されたリード線と、前記リード線を前記駆動回路に電気接続するためのクラスタブロックとを有し、
   前記ハウジングは、前記ステータが収容されるステータ収容室を内部に形成する円筒状の本体部と、前記本体部から外径方向へ膨出し、前記クラスタブロックが収容されるクラスタブロック収容室を内部に形成する膨出部と、前記ステータ収容室及び前記クラスタブロック収容室を径方向で区画する隔壁とを有し、前記本体部及び前記隔壁にて前記ステータコアを支持するとともに、前記リード線が前記ステータ収容室及び前記クラスタブロック収容室に跨って配置されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記隔壁の前記ステータ収容室側の壁面は、前記本体部と同軸の円筒面である請求項１記載の電動圧縮機。
3. 前記ステータ収容室と前記クラスタブロック収容室との間には、前記圧縮機構側で前記リード線を挿通させる挿通路が形成され、
   前記隔壁は、前記挿通路を除いて前記ステータ収容室と前記クラスタブロック収容室とを仕切っている請求項１又は２記載の電動圧縮機。
4. 前記リード線はコネクタによって前記コイルに接続されている請求項３記載の電動圧縮機。
5. 前記クラスタブロックは、取付部材を介して前記ステータコアに固定され、
   前記隔壁には、前記ステータ収容室と前記クラスタブロック収容室とを連通し、前記取付部材を挿通させる前記駆動軸の軸方向に延びるスリットが形成されている請求項１又は２記載の電動圧縮機。
6. 前記ハウジングには、前記ステータコアとの間に前記冷媒を前記駆動軸の軸方向に流通させる複数の冷媒流路が形成され、
   前記スリット及び各前記冷媒流路は前記ハウジングの周方向で互いに等角度隔てられている請求項５記載の電動圧縮機。
7. 前記ハウジングには、前記ステータコアとの間に前記冷媒を前記駆動軸の軸方向で流通させる複数の冷媒流路が形成され、
   前記スリット及び各前記冷媒流路は前記ハウジングの周方向で互いに等幅に形成されている請求項５又は６記載の電動圧縮機。
8. 前記圧縮機構、前記電動機構及び前記駆動回路がこの順で前記駆動軸の軸方向に沿って並んで配置されており、
   前記リード線は前記圧縮機構側に位置する前記コイルに接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の電動圧縮機。

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