JP2015090130A - 電動圧縮機の取付構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的簡単な構成としつつ、電動圧縮機から車両への振動伝達を効果的に抑制することのできる電動圧縮機の車両への取付構造を提供する。【解決手段】電動モータ12、電動モータ12によって駆動される圧縮機構13及び電動モータ12を駆動するインバータ14が一体化された電動圧縮機10は、支持ブラケット20を介して車両に取り付け固定される。支持ブラケット20は、電動圧縮機10の下部に固定される圧縮機側ブラケット21と、車両に固定される車両側ブラケット22と、これらの間に配置された三つの弾性部材23とを有する。三つの弾性部材23のうちの二つは、電動圧縮機10の重心位置よりも電動モータ12側に配置され、残りの一つは重心位置よりも圧縮機構13側に配置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、電動モータ、電動モータによって駆動される圧縮機構及び電動モータを駆動するインバータが一体化された電動圧縮機の車両への取付構造に関する。
車両用空調装置に使用される電動圧縮機は、例えばゴム製の弾性支持部材を介して車両に取り付けられており、通常は、四つの弾性支持部材が用いられている。また、電動圧縮機の圧縮機構側を支持する弾性支持部材の共振周波数と、電動圧縮機の電動モータ側を支持する弾性支持部材の共振周波数とを適宜設定し、これによって、電動圧縮機の振動が車両に伝達してしまうこと及び車両振動が電動圧縮機に伝達してしまうことを抑制する後術も知られている(特許文献1等参照)。
ところで、近年、電気自動車やハイブリッド自動車が普及してきており、車室内の静粛性は従来に比べて格段に向上している。電動圧縮機の振動が車両に伝達されると車室内の騒音が増加する。そのため、電動圧縮機から車両への振動伝達をこれまで以上に抑制することが求められている。一方、振動伝達の抑制のために構成を複雑化することはコストアップを招くため好ましくない。
そこで、本発明は、比較的簡単な構成としつつ、電動圧縮機から車両への振動伝達を効果的に抑制することのできる電動圧縮機の取付構造を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、比較的簡単な構成としつつ、電動圧縮機から車両への振動伝達を効果的に抑制することのできる電動圧縮機の取付構造を提供することを目的とする。
本発明の一側面によると、電動モータ、前記電動モータによって駆動される圧縮機構及び前記電動モータを駆動するインバータが一体化された電動圧縮機の車両への取付構造は、前記車両に固定されると共に三つの弾性部材によって前記電動圧縮機を弾性的に支持する支持部材を含み、前記三つの弾性部材のうちの二つは、前記電動圧縮機の重心位置よりも前記電動モータ側に配置され、残りの一つは前記重心位置よりも前記圧縮機構側に配置されている。
前記取付構造によると、電動圧縮機は、当該電動圧縮機の重心位置よりも電動モータ側に配置された二つの弾性部材と圧縮機構側に配置された一つの弾性部材とによって弾性的に支持される。これにより、構成を複雑化させることなく、電動圧縮機の防振領域を従来よりも拡大して電動圧縮機から車両への振動伝達を効果的に抑制することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による電動圧縮機の取付構造の要部構成を示している。図1(a)は、電動圧縮機の取付構造の要部正面図であり、図1(b)は、電動圧縮機の取付構造の要部斜視図である。
図1は、本発明の一実施形態による電動圧縮機の取付構造の要部構成を示している。図1(a)は、電動圧縮機の取付構造の要部正面図であり、図1(b)は、電動圧縮機の取付構造の要部斜視図である。
本実施形態による電動圧縮機の取付構造は、車両用空調装置に使用される電動圧縮機10を電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に取り付けるためのものであって、図1に示すように、車両のボディ(図示省略)に固定されると共に電動圧縮機10を弾性的に支持する支持ブラケット20を含む。すなわち、電動圧縮機10は、支持ブラケット20を介して車両に取り付け固定される。
電動圧縮機10は、ハウジング11を有しており、このハウジング11内には、電動モータ12、電動モータ12によって駆動される圧縮機構13、及び電動モータ12を駆動するためのインバータ14が収容されている(図1(a)参照)。つまり、電動圧縮機10は、いわゆるインバータ一体型の電動圧縮機として構成されている。
ハウジング11内において、電動モータ12と圧縮機構13とは直列に配置され、電動モータ12の出力軸12aは圧縮機構13の駆動軸(図示省略)に直結されている。電動モータ12は、例えば、DCブラシレスモータであり、圧縮機構13は、例えば、固定された固定スクロールと、可動スクロールとで構成されたスクロール型圧縮機構である。インバータ14は、ハウジング11内の一端側(図では左側)に配置されている。但し、これに限るものではなく、インバータ14の配置は任意に設定することができる。
また、ハウジング11には、前記車両空調装置の冷媒配管(図示省略)が接続される吸入ポート15及び吐出ポート16が形成されている。本実施形態において、吸入ポート15は、電動モータ12の上方に開口しており、吐出ポート16は、インバータ14とは反対の他端側(右側)の上部に開口している。
インバータ14によって電動モータ12が駆動されると、電動モータ12がその出力軸12aを介して圧縮機構4(前記可動スクロール)駆動する。これにより、電動圧縮機10は、前記車両空調装置の冷媒(低圧冷媒)を吸入ポート15から吸入して圧縮し、圧縮した冷媒(高圧冷媒)を吐出ポート16から吐出する。
支持ブラケット20は、電動圧縮機10と前記車両のボディとの間、換言すれば、電動圧縮機10の下側に配置され、電動圧縮機10を弾性的に支持する。
図2は、支持ブラケット20の構成を示している。図2(a)は、支持ブラケット20の平面図であり、図2(b)は、支持ブラケット20の斜視図である。
図2は、支持ブラケット20の構成を示している。図2(a)は、支持ブラケット20の平面図であり、図2(b)は、支持ブラケット20の斜視図である。
図1,図2に示すように、支持ブラケット20は、圧縮機側ブラケット21と、車両側ブラケット22と、圧縮機側ブラケット21と車両側ブラケット22との間に配置された三つの弾性部材23(23a〜23c)と、を有する。
圧縮機側ブラケット21は、ボルト31及びナット32によって電動圧縮機10の下部に固定される。車両側ブラケット22は、図示省略したボルト等の締結手段によって車両のボディに固定される。弾性部材23は、例えばゴム製の部材である。
圧縮機側ブラケット21と車両側ブラケット22とは、三つの弾性部材23をその間に挟んで一体化されている。すなわち、支持ブラケット20は、車両に固定されると共に三つの弾性部材23によって電動圧縮機10を弾性的に支持するように(三点で弾性支持するように)構成されている。したがって、本実施形態において、支持ブラケット20が本発明の「支持部材」に相当し、圧縮機側ブラケット21が本発明の「圧縮機側支持部材」に相当し、車両側ブラケット22が本発明の「車両側支持部材」に相当する。
圧縮機側ブラケット21と車両側ブラケット22とは、三つの弾性部材23をその間に挟んで一体化されている。すなわち、支持ブラケット20は、車両に固定されると共に三つの弾性部材23によって電動圧縮機10を弾性的に支持するように(三点で弾性支持するように)構成されている。したがって、本実施形態において、支持ブラケット20が本発明の「支持部材」に相当し、圧縮機側ブラケット21が本発明の「圧縮機側支持部材」に相当し、車両側ブラケット22が本発明の「車両側支持部材」に相当する。
本実施形態において、圧縮機側ブラケット21及び車両側ブラケット22は、型抜きした板金部材を用いて形成されている。圧縮機側ブラケット21は、その平坦面の周縁に突設する三つの舌片部を上方に折り曲げて形成された弾性部材取付部21a〜21cを有している。車両側ブラケット22は、圧縮機側ブラケット21の弾性部材取付部21a〜21cに対応するように、その平坦面の周縁に突出する三つの舌片部を上方に折り曲げて形成された弾性部材取付部22a〜22cを有している。弾性部材取付部21a〜21c及び22a〜22cには、それぞれ貫通孔が形成されている。また、本実施形態では、弾性部材23(23a〜23c)として、いわゆる両ボルトタイプの丸型防振ゴム(円柱状の防振ゴム)を用いている。
各弾性部材23a〜23cは、圧縮機側ブラケット21の各弾性部材取付部21a〜21cと、車両側ブラケット22の各弾性部材取付部22a〜22cとの間に配置される。そして、各弾性部材23a〜23cの一方のボルト部を圧縮機側ブラケット21の各弾性部材取付部21a〜21cの貫通孔に挿通させると共に、他方のボルト部を車両側ブラケット22の各弾性部材取付部22a〜22cの貫通孔に挿通させ、その後、各ボルト部にナット33をねじ結合して締め付けることでこれらを一体化している。
但し、これに限るものではなく、圧縮機側ブラケット21と車両側ブラケット22とが三つの弾性部材23を介して一体化されて支持ブラケット20を構成していればよい。また、弾性部材23として防振スプリングや防振パッドなどを用いてもよい。
但し、これに限るものではなく、圧縮機側ブラケット21と車両側ブラケット22とが三つの弾性部材23を介して一体化されて支持ブラケット20を構成していればよい。また、弾性部材23として防振スプリングや防振パッドなどを用いてもよい。
次に、本実施形態による電動圧縮機の取付構造、特に三つの弾性部材23の配置について、図3〜図6を参照して具体的に説明する。
図3は、電動圧縮機の取付構造の要部正面図(図1(a)に相当)であり、図4は、電動圧縮機の取付構造の要部側面図である。また、図5は、支持ブラケット20の平面図(図2(a)に相当)であり、図6は、図5のA視図である。
図3は、電動圧縮機の取付構造の要部正面図(図1(a)に相当)であり、図4は、電動圧縮機の取付構造の要部側面図である。また、図5は、支持ブラケット20の平面図(図2(a)に相当)であり、図6は、図5のA視図である。
図3〜図5に示すように、本実施形態において、三つの弾性部材23a〜23cのうちの二つの弾性部材23a,23bは、電動圧縮機10の重心位置Gよりも電動モータ12側に配置され、残りの一つの弾性部材23cは、電動圧縮機10の重心位置Gよりも圧縮機構13側に配置されている。また、図3及び図4からも明らかなように、電動圧縮機10の上方から見たときに(すなわち、平面視において)、三つの弾性部材23(23a〜23c)は、電動圧縮機10の外側に位置している。
ここで、電動圧縮機10の重心位置Gよりも電動モータ12側に配置された二つの弾性部材23a,23bは、電動圧縮機10(電動モータ12の出力軸12aの軸線)を挟んで電動圧縮機10の前後両外側に位置しており、電動圧縮機10の重心位置Gよりも圧縮機構13側に配置された一つの弾性部材23cは、電動圧縮機10の圧縮機構13側端面よりも外側(右側方)に位置している。
具体的には、圧縮機構13側に配置された一つの弾性部材23cは、重心位置Gを通って電動圧縮機10の左右方向(長手方向)に延びる水平線Hの下方に位置しており、電動モータ12側に配置された二つの弾性部材23a,23bは、水平線Hを挟んで電動圧縮機10の前後方向に対称に位置している。そして、電動圧縮機10の左右方向(長手方向)において、重心位置Gから電動モータ12側の弾性部材23a,23bによる圧縮機側ブラケット21の支持位置(支持点)までの距離をL1、重心位置Gから圧縮機構13側の弾性部材23cによる圧縮機側ブラケット21の支持位置(支持点)までの距離をL2としたときに、「L1:L2=1:2」となるように各弾性部材23a〜23cが配置されている(図5参照)。
このような配置によって、電動圧縮機10を支持する際の各弾性部材23a〜23cへの荷重配分をほぼ均等化することができ、適切な防振効果が得られると共に各弾性部材223a〜23cの耐久性も向上することになる。
なお、本実施形態において、電動圧縮機10の左右方向(長手方向)は、電動モータ12の出力軸12aの軸線方向に相当し、電動圧縮機10の前後方向は、電動モータ12の出力軸12aの軸線方向に直交する水平方向に相当する。
なお、本実施形態において、電動圧縮機10の左右方向(長手方向)は、電動モータ12の出力軸12aの軸線方向に相当し、電動圧縮機10の前後方向は、電動モータ12の出力軸12aの軸線方向に直交する水平方向に相当する。
また、圧縮機側ブラケット21の各弾性部材取付部21a〜21c及び車両側ブラケット22の各弾性部材取付部22a〜22cは、それぞれ水平面に対して所定角度で傾斜している。具体的には、電動圧縮機10の重心位置Gよりも圧縮機構13側に位置する弾性部材取付部21c及び22cは、水平面に対して角度αで傾斜しており(図3参照)、電動圧縮機10の重心位置Gよりも電動モータ12側に位置する弾性部材取付部21a,21b,22a及び22bは、水平面に対して角度βで傾斜している(図6参照)。このため、各弾性部材23a〜23cは、圧縮機側ブラケット21と車両側ブラケット22の間において、その上部がその下部よりも電動圧縮機10に近づくように傾斜して配置されるようになっている。
このように各弾性部材23a〜23cを傾斜して配置すると、各弾性部材23a〜23cのばね定数(ゴム硬度)を変えることなく、支持ブラケット20全体の固有振動数を低くすることができる。これにより、支持ブラケット20の防振領域を拡大して振動伝達率を小さくすることができる。なお、角度α及び角度βは、電動圧縮機10の仕様や車両の種類などに応じて任意に設定できる。但し、本実施形態では、角度α=角度β=45°としている。
さらに、本実施形態において、圧縮機側ブラケット21の各弾性部材取付部21a〜21c及び車両側ブラケット22の各弾性部材取付部22a〜22cは、上述の各舌片部を重心位置Gの鉛直上方に向かって折り曲げて形成されている。このため、各弾性部材23a〜23cは、その中心軸Ca〜Ccが、重心位置Gを通る鉛直線Vと交差するように傾斜して配置されている(図3、図4参照)。このようにすると、支持ブラケット20による電動圧縮機10の防振効果をさらに安定かつ確実に得ることができる。
なお、各弾性部材23a〜23cの中心軸Ca〜Ccが重心位値Gを通るようにしてもよいことはもちろんである。この場合には、角度α<角度βとなる。
なお、各弾性部材23a〜23cの中心軸Ca〜Ccが重心位値Gを通るようにしてもよいことはもちろんである。この場合には、角度α<角度βとなる。
次に、本実施形態による電動圧縮機の取付構造の効果を比較例と対比して説明する。
図7は、比較例における支持ブラケットを示している。この比較例における支持ブラケットは、本実施形態における支持ブラケット20が電動圧縮機10を三点で弾性支持するように構成されているのに対し、従来技術と同様に、電動圧縮機10を四点で弾性支持するように構成されたものである。
図7は、比較例における支持ブラケットを示している。この比較例における支持ブラケットは、本実施形態における支持ブラケット20が電動圧縮機10を三点で弾性支持するように構成されているのに対し、従来技術と同様に、電動圧縮機10を四点で弾性支持するように構成されたものである。
図8〜図12は、本実施形態による電動圧縮機の取付構造(三点弾性支持)と、比較例(四点弾性支持)との比較結果を示している。
図8,図9は、電動圧縮機10の回転数と吸入ポート15近傍の振動加速度との関係を示すグラフであり、図10,図11は、電動圧縮機10の回転数と吐出ポート16近傍の振動加速度との関係を示すグラフである。また、図12は、電動圧縮機10の回転数と振動伝達率(鉛直方向)との関係を示すグラフである。ここで、吸入ポート15近傍及び吐出ポート16近傍の振動加速度を検出するのは、これらに接続される前記車両空調装置の冷媒配管の振動(及びこれに伴う騒音)を考慮したものである。
図8,図9は、電動圧縮機10の回転数と吸入ポート15近傍の振動加速度との関係を示すグラフであり、図10,図11は、電動圧縮機10の回転数と吐出ポート16近傍の振動加速度との関係を示すグラフである。また、図12は、電動圧縮機10の回転数と振動伝達率(鉛直方向)との関係を示すグラフである。ここで、吸入ポート15近傍及び吐出ポート16近傍の振動加速度を検出するのは、これらに接続される前記車両空調装置の冷媒配管の振動(及びこれに伴う騒音)を考慮したものである。
吸入ポート15近傍及び吐出ポート16近傍の双方において、本実施形態と比較例との間で水平方向の振動加速度のピーク値についてはほとんど差がないが(図8,図10)、鉛直方向の振動加速度のピーク値については本実施形態の方が比較例よりも小さくなることが確認された(図9,図11)。特に吐出ポート16近傍における鉛直方向の振動加速度のピーク値の差は大きい(図11)。したがって、本実施形態は、比較例に対して特に鉛直方向の振動を抑制できることが分かる。
また、本実施形態の方が比較例に対して振動加速度のピークが低回転側にシフトしている(図8〜図11)。つまり、本実施形態の方が比較例よりもその共振周波数を低くすることができる。さらに、図12に示すように、特に鉛直方向の振動に対する防振領域が、本実施形態の方が比較例よりも明らかに広くなっている。したがって、本実施形態は、比較例よりも電動圧縮機10から車両への振動伝達を抑制できることが分かる。
このように、本実施形態によれば、比較的簡単な構成の支持ブラケット20を用いることによって、電動圧縮機10から車両への振動伝達を効果的に抑制することができる。また、従来に比べて弾性部材の個数を少なくすることができ、電動圧縮機の取付構造全体のコストダウンにも寄与する。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形等が可能であることはもちろんである。
例えば、上述の実施形態において、各弾性部材23(23a〜23c)は、その中心軸Ca〜Ccが重心位置Gを通る鉛直線Vと交差するように傾斜して配置されているが、これに限るものではない。図13((a)平面図、(b)斜視図)に示す変形例のように、支持ブラケットを構成してもよい。すなわち、電動圧縮機10の重心位置Gよりも電動モータ12側に配置された二つの弾性部材23a,23bについては、必ずしも重心位置Gを通る鉛直線と交差するように傾斜して配置する必要はなく、電動圧縮機10(水平線H又は電動モータの出力軸の軸線)を挟んで電動圧縮機10の前後方向に対称に(その中心軸Ca,Cbが電動圧縮機に向かうように)配置されていればよい。
例えば、上述の実施形態において、各弾性部材23(23a〜23c)は、その中心軸Ca〜Ccが重心位置Gを通る鉛直線Vと交差するように傾斜して配置されているが、これに限るものではない。図13((a)平面図、(b)斜視図)に示す変形例のように、支持ブラケットを構成してもよい。すなわち、電動圧縮機10の重心位置Gよりも電動モータ12側に配置された二つの弾性部材23a,23bについては、必ずしも重心位置Gを通る鉛直線と交差するように傾斜して配置する必要はなく、電動圧縮機10(水平線H又は電動モータの出力軸の軸線)を挟んで電動圧縮機10の前後方向に対称に(その中心軸Ca,Cbが電動圧縮機に向かうように)配置されていればよい。
10…電動圧縮機、11…ハウジング、12…電動モータ、13…圧縮機構、14…インバータ、15…吸気ポート、16…吐出ポート、20…支持ブラケット(支持部材)、21…圧縮機側ブラケット(圧縮機側支持部材)、22…車両側ブラケット(車両側支持部材)、23…弾性部材、Ca〜Cc…弾性部材の中心軸、G…電動圧縮機の重心位置
Claims (6)
- 電動モータ、前記電動モータによって駆動される圧縮機構及び前記電動モータを駆動するインバータが一体化された電動圧縮機の車両への取付構造であって、
前記車両に固定されると共に三つの弾性部材によって前記電動圧縮機を弾性的に支持する支持部材を含み、
前記三つの弾性部材のうちの二つは、前記電動圧縮機の重心位置よりも前記電動モータ側に配置され、残りの一つは前記重心位置よりも前記圧縮機構側に配置されている、電動圧縮機の取付構造。 - 前記三つの弾性部材は、平面視において前記電動圧縮機の外側に位置している、請求項1に記載の電動圧縮機の取付構造。
- 前記重心位置よりも前記電動モータ側に配置された二つの弾性部材は、前記電動モータの出力軸の軸線を挟んで前記電動圧縮機の両外側に位置し、
前記重心位置よりも前記圧縮機構側に配置された一つの弾性部材は、前記電動圧縮機の前記圧縮機構側の端面よりも外側に位置している、請求項2に記載の電動圧縮機の取付構造。 - 前記三つの弾性部材のそれぞれは、その上部がその下部よりも前記電動圧縮機に近づくように傾斜して配置されている、請求項2又は3に記載の電動圧縮機の取付構造。
- 前記三つの弾性部材は、その中心軸が前記重心位置を通る鉛直線と交差するように傾斜して配置されている、請求項4に記載の電動圧縮機の取付構造。
- 前記支持部材は、
前記電動圧縮機の下部に固定される圧縮機側支持部材と、
前記車両に固定される車両側支持部材と、
を有し、
前記三つの弾性部材が、前記圧縮機側支持部材と前記車両側支持部材との間に配置されている、請求項1〜5のいずれか一つに記載の電動圧縮機の取付構造。
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