JP2015208164A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ効率の低下及び胴回り外形寸法の増大を招くことなく、インバータと電動モータとの間の導通を行うことが可能な電動圧縮機を提供する。
【解決手段】６個／８個の磁極を有するロータ２と、ロータ２の径方向外側に配置され、ロータ側に開口する９個／１２個のスロット３を有するステータ３とを有する電動モータ１０と、電動モータ１０によって駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構２０とを、ケーシング内に収容する電動圧縮機１であって、ケーシング４０の内周面又はステータ３の外周面にて、周方向に離間した４箇所／３箇所に突出形成される突出部４１ｆを備え、ステータ３は突設部４１ｆを介してケーシング４０に固定される、電動圧縮機１。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用空調装置などにおいて冷媒の圧縮に用いられ、圧縮機構、圧縮機構を駆動する電動モータが一体化された電動圧縮機に関する。

この種の電動圧縮機として、例えば特許文献１に記載の電動圧縮機が知られている。特許文献１に記載の電動圧縮機は、複数の磁極を有するロータと、このロータの径方向外側に配置され複数のスロットを有する環状のステータとを有する電動モータと、電動モータによって駆動される圧縮機構とを、ケーシング内に収容している。前記ステータは、本体ケーシング内に嵌挿され、端面における本体ケーシングとの境界部分に圧力を加えてカシメルことによって、本体ケーシングに固定されている。一方、前記ケーシングは電動モータを収容する有底筒状の本体ケーシングと、この本体ケーシングの開口端部を覆うと共に圧縮機構を収容するサブケーシングとに分割されており、サブケーシングの開口側端部には、本体ケーシングとの締結用の締結ボルトを挿入するための複数の貫通孔が周方向に離間して形成されている。また、本体ケーシングの開口側端部には、締結ボルト用の複数のネジ穴が上記貫通孔に対応して形成されている。これら各ケーシングにおいて、貫通孔又はネジ穴が形成される締結部は、貫通孔又はネジ穴が形成されていない部分より肉厚に形成されている。そして、ケーシングの外周面（胴回り）には、電動圧縮機を設置対象物（車両等）に固定するための固定部が突出形成されている。
また、この種の電動圧縮機では、ステータの外周面の周方向に離間した複数個所に突出部が形成され、この突出部を焼嵌め箇所として、焼嵌めによりステータをケーシングに固定させることも一般的に行われている。

特開２０１１−１９６２１２号公報

ところで、この種の電動圧縮機のように、複数のスロットを有したステータの径方向内側に複数の磁極を有したロータが配置される、いわゆるインナーロータタイプの電動モータを備えた電動圧縮機において、各スロット間のティースに巻回されるコイルに適宜位相で電流が入力されると、電磁力が各ティース等に作用する。その結果、各ティース等は、電磁力が負荷されている間、自己に巻回されるコイルに入力される電流の位相等に応じたタイミングで径方向に微小に変形して振動する。このステータ（ティース等）で発生する振動は、カシメや焼嵌め箇所を通じてケーシングに伝達され、さらに、ケーシングの外周面に形成される固定部を通じて、設置対象物（車両等）に伝達される。このため、設置対象物への振動伝達の低減を図るための工夫が求められている。

ここで、この種の電動圧縮機の電動モータとしては、主に６極（磁極）９スロットタイプの電動モータや８極１２スロットタイプの電動モータが採用される。
本願の発明者は、６極（磁極）９スロットタイプの電動モータを想定した場合、電磁力が負荷されている間、ステータは変形して概略正三角形の外形形状をなすこと、及び、その３つの角部の位置が電流の位相等に応じてロータの回転軸線周りに同時に移動していくこと（言い換えると、概略正三角形の変形形状であたかも回転しているかのように振動すること）、を解析により確認した。また、本願の発明者は、同様に、８極（磁極）１２スロットタイプの電動モータを想定した場合、ステータは変形して概略正方形の外形形状をなすこと、及び、その４つの角部の位置がロータの回転軸線周りに同時に移動していくこと、を解析により確認した。
したがって、上記のように、この種の電動圧縮機においては、ステータが磁極数及びスロット数に応じた特定の形状で変形するため、その変形形状に起因して、振動伝達についての悪影響が増加するおそれがある。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、磁極数及びスロット数に対応するステータの特定の変形形状を考慮して、振動伝達を適切に抑制することが可能な電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の一側面による電動圧縮機は、６個の磁極を有するロータと、当該ロータの径方向外側に配置され、ロータ側に開口する９個のスロットを有するステータとを有する電動モータと、当該電動モータによって駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構とを、ケーシング内に収容する電動圧縮機であって、前記ケーシングの内周面又は前記ステータの外周面にて、周方向に離間した４箇所に突出形成される突出部を備え、前記ステータは前記突出部を介して前記ケーシングに固定される、構成とする。
本発明の別の側面による電動圧縮機は、８個の磁極を有するロータと、当該ロータの径方向外側に配置され、ロータ側に開口する１２個のスロットを有するステータとを有する電動モータと、当該電動モータによって駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構とを、ケーシング内に収容する電動圧縮機であって、前記ケーシングの内周面又は前記ステータの外周面にて、周方向に離間した３箇所に突出形成される突出部を備え、前記ステータは前記突出部を介して前記ケーシングに固定される、構成とする。

かかる一側面の電動圧縮機によれば、６極９スロットの電動モータを備え、ステータは、ケーシングの内周面又はステータの外周面にて、周方向に離間した４箇所に突出形成される突出部を介してケーシングに固定される。したがって、例えば、４箇所の突出部を焼嵌め箇所として、ステータをケーシングに固定することができる。このため、ステータが概略正三角形に変形し、その３つの角部の位置が電流の位相等に応じてロータの回転軸線周りに同時に移動していても、ある瞬間において、単に、３つの角部のうちの１つが４箇所の突出部のうちの１つに重なるだけである。
これにより、上記一側面の電動圧縮機によれば、ある瞬間において、３つの角部のうちの２つ又は３つの位置が、同時に突出部の位置と重ならないようにすることができるため、これらの場合と比較して、振動伝達を適切に抑制することができる。
かかる別の側面の電動圧縮機によれば、８極１２スロットの電動モータを備え、ステータは、ケーシングの内周面又はステータの外周面にて、周方向に離間した３箇所に突出形成される突出部を介してケーシングに固定される。したがって、例えば、３箇所の突出部を焼嵌め箇所として、ステータをケーシングに固定することができる。このため、ステータが概略正方形に変形し、その４つの角部の位置がロータの回転軸線周りに同時に移動していても、ある瞬間において、単に、４つの角部のうちの１つが３箇所の突出部のうちの１つに重なるだけである。
これにより、上記別の側面の電動圧縮機によれば、ある瞬間において、４つの角部のうちの２つ〜４つの位置が、同時に突出部の位置と重ならないようにすることができるため、これらの場合と比較して、振動伝達を適切に抑制することができる。

このようにして、磁極数及びスロット数に対応するステータの特定の変形形状を考慮して、振動伝達を適切に抑制することが可能な電動圧縮機を提供することができる。

本発明の第１実施形態による電動圧縮機の断面図である。 図１に示すＡ−Ａ矢視方向から見た第１ケーシングの正面図である。 図２に示すＸ部の拡大図である。 上記実施形態の電動圧縮機のステータユニットを組み立てた状態を示す斜視図である。 図４のステータユニットの分解斜視図である。 上記実施形態の９個のスロットを有するステータの変形形状を説明するための概念図である。 上記実施形態における電動圧縮機を加振させたときの、上側固定部における周波数応答特性を示した図である。 上記実施形態における電動圧縮機を加振させたときの、下側固定部における周波数応答特性を示した図である。 本発明の第２実施形態による電動圧縮機の１２個のスロットを有するステータの変形形状を説明するための概念図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動圧縮機の断面図であり、図２は図１に示すＡ−Ａ矢視方向から見た後述する第１ケーシング４１の正面図である。
本実施形態による電動圧縮機１は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に設けられ、当該車両用空調装置の冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものであり、電動モータ１０と、電動モータ１０によって駆動される圧縮機構２０と、電動モータ１０を駆動するためのインバータ３０と、これら電動モータ１０、圧縮機構２０及びインバータ３０を内部に収容するケーシング４０と、を有する。なお、図２においては、電動モータ１０は図示を省略されている。

本実施形態において、電動圧縮機１は、いわゆるインバータ一体型の圧縮機であり、図１に示すように、電動モータ１０及びインバータ３０をその内側に収容する第１ケーシング４１と、圧縮機構２０をその内側に収容する第２ケーシング４２と、インバータカバー４３と、圧縮機構カバー４４とを有する。そして、これら各ケーシング及びカバー（４１，４２，４３，４４）が、ボルトなどの締結手段（図示省略）によって一体的に締結されて電動圧縮機１のケーシング４０を構成している。

前記第１ケーシング４１は、環状の周壁部４１ａと仕切壁部４１ｂとから構成される。この仕切壁部４１ｂは、第１ケーシング４１内を、電動モータ１０を収容する空間とインバータ３０を収容する空間とに仕切る隔壁をなす。周壁部４１ａの一端側（図１中、左側）の開口を介してインバータ３０が第１ケーシング４１内に収容され、当該開口はインバータカバー４３によって閉塞される。また、周壁部４１ａの他端側（図１中、右側）の開口を介して電動モータ１０が第１ケーシング４１内に収容され、当該開口は第２ケーシング４２（後述の底壁部４２ｂ）によって閉塞される。仕切壁部４１ｂには、その径方向中央部に電動モータ１０の後述する回転軸２ａの一端部を支持するための筒状の支持部４１ｂ１が、周壁部４１ａの他端側に向って突設されている。

また、図２に示すように、第１ケーシング４１の他端側の端部には、第２ケーシング４２との締結用の締結部４１ｃ（ボス）が周壁部４１ａの周方向に離間して複数個所に形成されている。各締結部４１ｃは、当該締結部４１ｃが形成されていない部分の肉厚より厚く形成されている。各締結部４１ｃには、ネジ穴４１ｃ１が形成され、このネジ穴４１ｃ１には、締結ボルト（図示省略）が螺合する。締結部４１ｃは、例えば、周方向に等角度間隔で６箇所に形成されている。

また、本実施形態において、第１ケーシング４１の周壁部４１ａの外周面には、第１ケーシング４１（ケーシング４０）を設置対象物としての車両に固定するための固定部４１ｄが突出形成されている。
具体的には、第１ケーシング４１の固定部４１ｄは、図１及び図２に示すように、上側固定部４１ｄ１と下側固定部４１ｄ２とからなる。各固定部４１ｄ１，４１ｄ２には、例えば、電動モータ１０の後述する回転軸２ａの軸線と直交する方向に貫通孔４１ｅがそれぞれ形成される。この貫通孔４１ｅにボルト（図示省略）を挿通して、車両に形成されたネジ穴にボルトを螺合させることで、ケーシング４０（電動圧縮機１）が車両に固定される。
また、図１に示すように、圧縮機構カバー４４の外周面における第１ケーシング４１の各固定部（４１ｄ１，４１ｄ２）と対応する位置にも、車両への固定用の固定部４４ａ（上側固定部４４ａ１，下側固定部４４ａ２）がそれぞれ形成されている。これらの各固定部（４４ａ１，４４ａ２）にもそれぞれ、ボルト挿通用の貫通孔４４ｂがそれぞれ形成されている。

また、本実施形態においては、図２に示すように、第１ケーシング４１の周壁部４１ａの内周面４１ａ１にて、周方向に離間した４箇所に突出形成される突出部４１ｆを備えている。各突出部４１ｆ（４１ｆ１，４１ｆ２，４１ｆ３，４１ｆ４）は、詳しくは、内周面４１ａ１から径方向内側に向かって、例えば、締結部４１ｃよりも径方向内方に突出して形成されると共に、第１ケーシング４１の全長方向に亘って延設されている。
より具体的には、図２に示すＸ部の拡大図である図３に示すように、突出部４１ｆの突出端面（ロータ側端面）は後述するステータ３（詳しくはバックヨーク３ａ）の外周面の形状と合わせて円弧状に形成され、各突出端面に沿う内径円（図２及び図３に一点鎖線で示す円）と締結部４１ｃの内側面との間には隙間がある。なお、図１に示す断面において、突出部４１ｆは見えていない（図１は突出部４１ｆを通る断面図ではない）。
この突出部４１ｆを介して、電動モータ１０のステータ３がケーシング４０（第１ケーシング４１）に固定される。例えば、突出部４１ｆを焼嵌め箇所として、ステータ３がケーシング４０に固定される。第１ケーシング４１は、各突出部４１ｆの突出端面に沿う内径円（図２及び図３に一点鎖線で示す円）の直径が、焼嵌め代を考慮して、ステータ３（詳しくはバックヨーク３ａ）の外径より小さくなるように形成されている。

本実施形態において、各突出部４１ｆは、具体的には、図２に示すように、締結部４１ｃが形成される周方向の角度位置とずらして配置される。各突出部４１ｆは、より具体的には、各締結部４１ｃの略中間の位置に配置される。

本実施形態において、各突出部４１ｆは、より具体的には、図２に示すように、固定部（４１ｄ１，４１ｄ２，４４ａ１，４４ａ２）が形成される周方向の角度範囲θからずらした角度範囲に形成される。この角度範囲θとは、図２に示すように、後述するロータ２の回転軸線Ｏ周りの角度である。

前記第２ケーシング４２は、第１ケーシング４１の端部において周方向に離間して複数個所に形成される締結部４１ｃを介して第１ケーシング４１に締結される。第２ケーシング４２は、例えば、第１ケーシング４１との締結側とは反対側が開口した、一端開口の筒状に形成されており、当該開口を介して圧縮機構２０が第２ケーシング４２内に収容されるようになっている。第２ケーシング４２の開口は、圧縮機構カバー４４によって閉塞される。第２ケーシング４２は、円筒部４２ａとその一端側の底壁部４２ｂとから構成され、これら円筒部４２ａと底壁部４２ｂとによって区画される空間内に圧縮機構２０が収容される。底壁部４２ｂは、第１ケーシング４１内と第２ケーシング４２内とを仕切る隔壁をなす。また底壁部４２ｂには、その径方向中央部に電動モータ１０の回転軸２ａの他端部を挿通させる貫通孔が開設されると共に、この回転軸２ａの他端側を支持するベアリング４５を嵌合させる嵌合部が形成される。
また、図示を省略するが、第２ケーシング４２の円筒部４２ａには、第１ケーシング４１のネジ穴４１ｃ１と対応した位置に第１ケーシング４２との締結用のボルトを挿通するための複数の貫通孔が形成されている。円筒部４２ａにおいて、貫通孔が形成されている部分は、貫通孔が形成されていない部分の肉厚より厚く形成されている。ボルトが各貫通孔に挿通されて、第１ケーシング４１のネジ穴４１ｃ１に螺合することにより、第１ケーシング４１と第２ケーシング４２とが締結される。

また、図示を省略するが、ケーシング４０には、前記冷媒の吸入ポート及び吐出ポートが形成されており、例えば、吸入ポートから吸入される冷媒は第１ケーシング４１内を通流した後、第２ケーシング４２内に吸入される。これにより、電動モータ１０は吸入冷媒により冷却される。圧縮機構２０にて圧縮された冷媒は、吐出ポートより吐出される。

前記電動モータ１０は、複数の磁極（図示省略）を有するロータ２と、ロータ２の径方向外側に配置される円環状のステータ３と、ステータ３の端部に配置され電気的絶縁性を有するボビン４と、ボビン４及びステータ３に巻回されるコイル５とを含んで構成され、例えば、三相交流モータが適用される。例えば車両のバッテリ（図示省略）からの直流電流は、インバータ３０により交流電流に変換されて電動モータ１０へ給電されている。ステータ３と、ボビン４と、コイル５とを含んで、電動モータ１０のステータユニットが構成される。
本実施形態において、電動モータ１０は、６極９スロットタイプの三相交流モータである。

前記ロータ２は、円筒状に形成され、図示を省略するが、周方向に離間した複数個所に埋設された永久磁石と、各永久磁石を保持するロータコアとを備える。詳しくは、ロータ２には、周方向に離間してＮ極の永久磁石とＳ極の永久磁石とが交互に等間隔に埋設されている。ロータ２は、回転軸２ａに挿入され、ステータ３の径方向内側で回転可能に支持される。回転軸２ａの一端部は、第１ケーシング４１に形成された支持部４１ｂ１に回転可能に支持される。回転軸２ａの他端部は、第２ケーシング４２に形成された貫通孔を挿通して、ベアリング４５によって回転可能に支持される。回転軸２ａは、ロータ２の径方向中央に形成された貫通孔に焼嵌め等により嵌合されて、ロータ２と一体となる。インバータ３０からの給電により、ステータ３に磁界が発生すると、ロータ２に回転力が作用し、これにより、回転軸２ａが回転駆動される。回転軸２ａの他端部は、圧縮機構２０の後述する可動スクロール２２を旋回駆動可能に連結されている。
本実施形態においては、ロータ２には、Ｎ極の永久磁石が３個、Ｓ極の永久磁石が３個埋設されており、６個の磁極を等間隔に有している。

図４は電動モータ１の上記ステータユニットを組み立てた状態を示す斜視図であり、図５はステータユニットの分解斜視図である。
前記ステータ３は、図４及び図５に示すように、バックヨーク３ａと、このバックヨーク３ａの径方向内側に突設される複数のティース３ｂとを有し、例えば、ケイ素鋼板を積層して構成される。各ティース３ｂは、バックヨーク３ａの周方向に互いに所定間隔離間して形成される。各ティース３ｂの間はそれぞれロータ側に開口するスロット部３ｃとなる。バックヨーク３ａは、その外径が第１ケーシング４１の前述した内径円（図２及び図３に一点鎖線で示す円）の直径より大きくなるように形成されている。
本実施形態においては、ステータ３は、９個のティース３ｂと９個のスロット３ｃを交互に等間隔に有している。

また、各スロット部３ｃには、当該スロット部３ｃの形状に合わせて適宜形状（例えば断面概略Ｃ字状）に形成された絶縁フィルム６が挿入される。これにより、コイル５とステータ３との間の電気的な絶縁を保持する。また、各スロット部３ｃには、上記絶縁フィルム６と長手方向の寸法を合わせて適宜形状に形成された絶縁フィルム７も挿入される。これにより、互いに隣接するティース３ｂにそれぞれ巻回されたコイル５どうしの電気的な絶縁を保持する。

前記ボビン４は、ステータ３の端部に配置されものであり、例えば、ステータ３の軸方向両端にそれぞれ配置される。ボビン４は、例えば合成樹脂により形成されており、電気的な絶縁性を有し、上下に２分割されて、インバータ側ボビン４ａ及び圧縮機構側ボビン４ｂとからなる。
そして、これらステータ３、ボビン４、コイル５を含んで、図４に示すステータユニットが構成される。このステータユニットが突出部４１ｆを焼嵌め箇所として第１ケーシング４１に焼嵌めにより固定される。この状態で、突出部４１ｆの突出端面とバックヨーク３ａの外周面とが当接している。各突出部４１ｆとの間において、第１ケーシング４１とバックヨーク３ａとは離間しており、空隙４６（図１参照）が形成されている。

前記圧縮機構２０は、電動モータ１０によって駆動され冷媒を圧縮するものであり、第２ケーシング４２内に収容されて、ロータ２の回転軸２ａの他端側に配置される。
本実施形態において、圧縮機構２０は、スクロール式圧縮機であり、固定スクロール２１と、可動スクロール２２とを含んで構成される。可動スクロール２２が固定スクロール２１に対して旋回駆動することにより、冷媒が圧縮される。
前記固定スクロール２１は、第２ケーシング４２の円筒部４２ａの端部を切り欠いて形成される段付き部に、外周部を当接させて固定される。
前記可動スクロール２２は、固定スクロール２１と底壁部４２ｂとの間に配置され、回転軸２ａの回転により旋回可能に、回転軸２ａの他端部と連結されている。

ここで、本実施形態に係る６極（磁極）９スロットタイプの電動モータ１０において、ステータ３に電磁力が負荷されているときの、ステータ３の変形形状について解析した結果を、図６を参照して説明する。なお、図６は、ステータ３のある瞬間における変形形状を示し、その変形をより明確にするために、変形寸法を拡大（誇張）して示している。

図６に２点鎖線で示すように、ステータ３は、電磁力が負荷されていないとき、円形の外形をなしている。ステータ３は、電磁力が負荷されると、概略正三角形の外形形状をなして変形していることが分かる。また、図示を省略するが、別の瞬間においても、ステータ３は概略正三角形の外径形状をなして変形するが、概略正三角形の３つの角部Ｃの位置が電流の位相等に応じてロータ２の回転軸線Ｏ周りに同時に移動する。ステータ３は、概略正三角形の変形形状であたかも回転しているかのようにして、周方向の各ポイントにおいてそれぞれ径方向に振動している。ステータ３は、その材質及び電磁力の大きさ等に応じた振幅ｒで振動する。
なお、ステータ３と第１ケーシング４１との焼嵌め代は、この振幅ｒや使用時の温度等を考慮して、ステータ３が使用時において第１ケーシング４１内に適切に保持されるように、設定されている。そして、外方への変位が最大（振幅ｒ）となる部分が各角部Ｃである。この角部Ｃが第１ケーシング４１とステータ３との間に形成される空隙４６の領域に位置しているとき、角部Ｃが第１ケーシング４１の周壁部４１ａの内周面に接触しないように、突出部４１ｆの突出長（内径方向の寸法）が設定されている。

次に、本実施形態に係る電動圧縮機１の振動伝達の抑制作用について説明する。
インバータ３０から交流電流が電動モータ１０へ給電されると、ステータ３に電磁力が作用する。このとき、ステータ３は、図６に示すように、概略正三角形の外形形状をなして変形して、ステータ３の外周の各ポイントにおいて振幅ｒで径方向にそれぞれ振動する。この振動は、図２に、破線矢印で示すように、突出部４１ｆを介して第１ケーシング４１に伝達される。例えば、各突出部４１ｆ１，４１ｆ２，４１ｆ３，４１ｆ４に伝達される振動を、それぞれ順に、振動Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４とする。これら各振動Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、それぞれ対応する突出部４１ｆ１，４１ｆ２，４１ｆ３，４１ｆ４を介して破線矢印で示すように、第１ケーシング４１にそれぞれ伝達され、周壁部４１ａの薄肉部を振動させて振動エネルギーを減少させつつ、上側固定部４１ｄ１及び下側固定部４１ｄ２に伝達される。しかし、ステータ３の振動によって生じた振動エネルギーは、この振動伝達過程において、後述の図７及び図８で説明するように、十分に低減されているため、各固定部４１ｄ１，４１ｄ２を介して車両へ伝達されるときには、その振動エネルギーは十分に低減されている。

図７は、電動モータ１を加振させたときの上側固定部４１ｄ１における周波数応答特性を示した図であり、図８は、電動モータ１を加振させたときの下側固定部４１ｄ２における周波数応答特性を示した図である。
各図の横軸は、例えば、各ティース３ｂの先端部に加える振動の周波数を示し、縦軸は、その周波数で加振したときの各固定部４１ｄ１，４１ｄ２の端面における加速度を示している。ティース３ｂへの加振は、各ティース３ｂへの加振の位相を適宜ずらして行われる。図中、四角印は６極９スロットルで４点焼嵌めの電動圧縮機（つまり、本実施形態の電動圧縮機１）における周波数応答を示し、菱形印は６極９スロットルで６点焼嵌めの電動圧縮機（電動圧縮機１において突出部４１ｆを６箇所に等間隔で形成して構成された圧縮機）における周波数応答を示す。

図７及び図８から分かるように、各固定部４１ｄ１，４１ｄ２における加速度は、４点焼嵌めの本実施形態に係る電動圧縮機１の方が６点焼嵌めの電動圧縮機より全周波数領域において低く、振動伝達が低減されていることが分かる。６極９スロットの場合、図６に示したように、ステータ３は概略正三角形の外形形状をなして変形する。したがって、例えば、突出部４１ｆを３×ｎ箇所（ｎは１以上の整数、図６では３箇所）に等間隔で形成した場合、その３つの角部Ｃの位置の全てが、ある瞬間において、突出部４１ｆの位置と同時に重なることがある。
一方、４点焼嵌めである本実施形態の電動圧縮機１においては、ある瞬間において、単に、３つの角部Ｃのうちの１つが４箇所の突出部４１ｆ１，４１ｆ２，４１ｆ３，４１ｆ４のうちの１つに重なるだけである。そして、残りの２つの角部Ｃは、空隙部４６（図１参照）の領域に位置し、第１ケーシング４１を振動させることなくフリーな状態となっている。このため、最大変位で変形している角部Ｃの位置が同時に複数の突出部４１ｆに重なることがないため、ステータ３で発生する振動のケーシング４０への伝達量（振動エネルギー量）を抑制することができる。その結果、４点焼嵌めの電動圧縮機１は、例えば、図７及び図８に一例として挙げた６点焼嵌めの電動圧縮機よりも、振動伝達を低減させることができる上、ケーシング４０自体の振動も抑制することができるため、ケーシング４０の振動による放射音の発生も抑制することができる。

かかる第１実施形態による電動圧縮機１によれば、６極９スロットの電動モータ１０を備え、ステータ２は、ケーシング４０の内周面にて、周方向に離間した４箇所に突出形成される突出部４１ｆを介してケーシング４０に固定される。したがって、例えば、この４箇所の突出部４１ｆを焼嵌め箇所として、ステータ２をケーシング４０に固定することができる。このため、電磁力の作用によりステータ３が概略正三角形に変形し、その３つの角部の位置が電流の位相に応じて同時にロータ２の回転軸線Ｏ周りに変化していても、ある瞬間において、単に、３つの角部のうちの１つが４箇所の突出部の１つに重なるだけである。
これにより、ある瞬間において、３つの角部のうちの２つ又は３つの位置が、同時に突出部４１ｆの位置と重ならないようにすることができるため、これらの場合と比較して、振動伝達を適切に抑制することができる。
このようにして、磁極数及びスロット数に対応するステータの特定の変形形状を考慮して、振動伝達を適切に抑制することが可能な電動圧縮機を提供することができる。

また、本実施形態においては、ケーシング４０の外周面に突出形成され、ケーシング４０を設置対象物に固定するための固定部４１ｄを有する構成とし、突出部４１ｆは、固定部４１ｄが形成される周方向の角度範囲θからずらした角度範囲に形成される構成とした。これにより、ステータ２の振動のケーシング４０への伝達ポイントとなる突出部４１ｆを、固定部４１ｄから遠ざけることができるため、振動伝達経路を可能な限り長くし、振動伝達過程における振動エネルギーの減衰（消費）を図ることで、設置対象物への振動伝達を抑制することができる。
なお、本実施形態においては、突出部４１ｆは、固定部４１が形成される角度範囲θからずらした角度範囲に形成される場合で説明したが、これに限らず、この角度範囲θに一部が形成されてもよい。この場合であっても、６極９スロットの電動モータ１０をケーシング４０に４点焼嵌めにより固定したことにより、設置対象物への振動の伝達を十分に低減することができる。

また、本実施形態においては、ケーシング４０は、電動モータ１０を収容する第１ケーシング４１と、この第１ケーシング４１の端部において周方向に離間して複数個所に形成される締結部４１ｃを介して第１ケーシング４１に締結される第２ケーシング４２とを有し、突出部４１ｆは、締結部４１ｃが形成される周方向の角度位置とずらして配置される構成とした。これにより、ステータ２の振動の第１ケーシング４１への伝達ポイントとなる突出部４１ｆを、締結用のボルト等により強固に締結された部分を避け、第１ケーシング４１の周壁４１ａの薄肉部に配置することができる。このため、周壁４１ａの薄肉部分を振動させて、ステータ２から伝達される振動エネルギーを効果的に消費させて減少させることができる。その結果、車両への振動伝達を効果的に低減させることができる。また、本実施形態においては、締結部４１ｃの略中間部分に突出部４１ｆを形成する構成としたため、効果的に周壁４１ａの薄肉部分を振動させることができ、より効果的に、車両への振動伝達を低減させることができる。

次に、図９は、本発明に係る電動圧縮機の第２実施形態を説明するための図であり、第２実施形態における電動圧縮機のステータの変形形状を説明するための概念図である。なお、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態における電動モータ１０は、８個の磁極を有すると共に１２個のスロット３ｃを有するいわゆる８極１２スロットタイプの三相交流モータである。

本実施形態において、ケーシング４１の内周面にて、周方向に離間した３箇所に突出形成される突出部４１ｆを備えている。図示を省略するが、各突出部４１ｆは、例えば、締結部４１ｃが形成される周方向の角度位置とずらして配置される。具体的には、例えば、突出部４１ｆは、図２を用いて説明すると、突出部４１ｆ１，４１ｆ２が配置されている位置と、下側固定部４ｄ２側の２つの締結部４１ｃの間に配置して構成する。また、これに限らず、突出部４１ｆは、同じく図２を用いて説明すると、突出部４１ｆ３，４１ｆ４が配置されている位置と、上側固定部４ｄ１側の２つの締結部４１ｃの間に配置して構成する。

本実施形態において、ロータ２には、Ｎ極の永久磁石が４個、Ｓ極の永久磁石が４個埋設されており、８個の磁極を等間隔に有している。

また、本実施形態において、ステータ３は、図９に示すように、１２個のティース３ｂと１２個のスロット３ｃを交互に等間隔に有している。

ここで、本実施形態に係る８極（磁極）１２スロットタイプの電動モータ１０において、ステータ３に電磁力が負荷されているときの、ステータ３の変形形状について解析した結果を、図９を参照して説明する。なお、図９は、ステータ３のある瞬間における変形形状を示し、その変形をより明確にするために、変形寸法を拡大（誇張）して示している。

図９に２点鎖線で示すように、ステータ３は、電磁力が負荷されていないとき、円形の外形をなしている。ステータ３は、電磁力が負荷されると、概略正方形の外形形状をなして変形していることが分かる。また、図示を省略するが、別の瞬間においても、ステータ３は概略正方形の外径形状をなして変形するが、概略正方形の４つの角部Ｃの位置が電流の位相等に応じてロータ２の回転軸線Ｏ周りに同時に移動する。ステータ３は、その材質及び電磁力の大きさ等に応じた振幅ｒで振動する。

次に、本実施形態に係る電動圧縮機１の振動伝達の抑制作用について簡単に説明する。
インバータ３０から交流電流が電動モータ１０へ給電されると、ステータ３に電磁力が作用する。このとき、ステータ３は、図９に示すように、概略正方形の外形形状をなして変形して、ステータ３の外周の各ポイントにおいて振幅ｒで径方向にそれぞれ振動する。この振動は、突出部４１ｆを介して第１ケーシング４１に伝達され、その後、周壁部４１ａの薄肉部を振動させて振動エネルギーを減少させつつ、上側固定部４１ｄ１及び下側固定部４１ｄ２に伝達される。しかし、ステータ３の振動によって生じた振動エネルギーは、この振動伝達過程において、十分に低減されているため、各固定部４１ｄ１，４１ｄ２を介して車両へ伝達されるときには、その振動エネルギーは十分に低減されている。
３点焼嵌めである本実施形態の電動圧縮機１においては、ある瞬間において、単に、４つの角部Ｃのうちの１つが３箇所の突出部４１ｆ１のうちの１つに重なるだけである。そして、残りの３つの角部Ｃは、空隙部４６（図１参照）の領域に位置し、第１ケーシング４１を振動させることなくフリーな状態となっている。このため、ステータ３で発生する振動のケーシング４０への伝達量を抑制することができる。その結果、８極１２スロットタイプで３点焼嵌めの電動圧縮機１は、振動伝達を低減させることができる上、ケーシング４０の振動による放射音の発生も抑制することができる。

かかる第２本実施形態による電動圧縮機１によれば、８極１２スロットの電動モータ１０を備え、ステータ２は、ケーシング４０の内周面にて、周方向に離間した３箇所に突出形成される突出部４１ｆを介してケーシング４０に固定される。したがって、例えば、この３箇所の突出部４１ｆを焼嵌め箇所として、ステータ２をケーシング４０に固定することができる。このため、電磁力の作用によりステータ３が概略正方形に変形し、その４つの角部の位置が電流の位相に応じて同時にロータ２の回転軸線Ｏ周りに変化していても、ある瞬間において、単に、４つの角部のうちの１つが３箇所の突出部の１つに重なるだけである。
これにより、ある瞬間において、４つの角部のうちの２つ〜４つの位置が、同時に突出部４１ｆの位置と重ならないようにすることができるため、これらの場合と比較して、振動伝達を適切に抑制することができる。
このようにして、磁極数及びスロット数に対応するステータの特定の変形形状を考慮して、振動伝達を適切に抑制することが可能な電動圧縮機を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記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種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上記各実施形態において、突出部４１ｆは、締結部４１ｃが形成される周方向の角度位置とずらして配置される構成の場合で説明したが、これに限らず、突出部４１ｆの一部がこの角度位置と重複した角度位置に配置されてもよい。この場合でも、６極９スロットの電動モータ１０をケーシング４０に４点焼嵌めにより固定する構成としたこと、及び、８極１２スロットの電動モータ１０をケーシング４０に３点焼嵌めにより固定する構成としたことにより、設置対象物への振動の伝達を十分に低減することができる。

また、上記各実施形態において、突出部４１ｆは、ケーシング４０（第１ケーシング４１）の内周面に形成される場合で説明したが、これに限らず、図示を省略するが、ステータ３の外周面に形成する構成としてもよい。

また、上記各本実施形態においては、突出部４１ｆを焼嵌め箇所として、焼嵌めによりステータ３をケーシング４０に固定する場合で説明したが、固定方法はこれに限らず、例えば、冷やし嵌め、圧入、カシメ等の適宜方法を用いることができる。ステータ３は突出部４１ｆを介してケーシングに固定される構成であればよい。また、締結部４１ｃは６箇所の場合で説明したが、これに限らず、適宜個数を形成することができる。

また、電動圧縮機１の圧縮機構２０としては、スクロール式圧縮機を用いた場合で説明したが、これに限らず、斜板式圧縮機等の適宜形式の電動圧縮機を用いることができる。

１・・・・・電動圧縮機
２・・・・・ロータ
３・・・・・ステータ
３ｃ・・・・スロット
１０・・・・電動モータ
２０・・・・圧縮機構
４０・・・・ケーシング
４１・・・・第１ケーシング
４１ｃ・・・締結部
４１ｄ・・・固定部
４１ｆ・・・突出部
４２・・・・第２ケーシング
４４ａ・・・固定部

Claims (4)

1. ６個の磁極を有するロータと、当該ロータの径方向外側に配置され、ロータ側に開口する９個のスロットを有するステータとを有する電動モータと、当該電動モータによって駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構とを、ケーシング内に収容する電動圧縮機であって、
   前記ケーシングの内周面又は前記ステータの外周面にて、周方向に離間した４箇所に突出形成される突出部を備え、
   前記ステータは前記突出部を介して前記ケーシングに固定される、電動圧縮機。
2. ８個の磁極を有するロータと、当該ロータの径方向外側に配置され、ロータ側に開口する１２個のスロットを有するステータとを有する電動モータと、当該電動モータによって駆動され冷媒を圧縮する圧縮機構とを、ケーシング内に収容する電動圧縮機であって、
   前記ケーシングの内周面又は前記ステータの外周面にて、周方向に離間した３箇所に突出形成される突出部を備え、
   前記ステータは前記突出部を介して前記ケーシングに固定される、電動圧縮機。
3. 前記ケーシングの外周面に突出形成され、当該ケーシングを設置対象物に固定するための固定部を有する構成とし、
   前記突出部は、前記固定部が形成される周方向の角度範囲からずらした角度範囲に形成される、請求項１に記載の電動圧縮機。
4. 前記ケーシングは、少なくとも、前記電動モータを収容する第１ケーシングと、当該第１ケーシングの端部において周方向に離間して複数個所に形成される締結部を介して前記第１ケーシングに締結される第２ケーシングとを有し、
   前記突出部は、前記締結部が形成される周方向の角度位置とずらして配置される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電動圧縮機。