JP2016102447A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低廉化を実現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の圧縮機構１３は、回転軸１９によって回転可能に設けられ、複数個のベーン溝が形成されたロータ４５と、各ベーン溝に出没可能に設けられたベーン４７ｂと、ロータ４５を内包する有底筒状のカップ部材７と、カップ部材７の開口を閉塞するサイドプレート５とによって構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は電動圧縮機に関する。

特許文献１、２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。

特許文献１の圧縮機は、回転軸と、回転軸を回転可能なモータ機構と、モータ機構を収容するフロントハウジング部材と、フロントハウジング部材の開口を閉塞するリアハウジング部材と、両ハウジング部材に固定される圧縮機構とを備えている。フロントハウジング部材は内部に吸入圧領域を形成し、リアハウジング部材は内部に吐出圧領域を形成している。

特許文献１の圧縮機構は、ロータと、５枚のベーンと、ロータを内包する筒状のシリンダと、シリンダの両端を閉塞するフロントサイドブロック及びリアサイドブロックによって構成されている。ロータは、回転軸によって回転可能に設けられ、５個のベーン溝が形成されている。各ベーンは、それぞれベーン溝に出没可能に設けられている。シリンダと両サイドブロックによりシリンダ室が形成される。

特許文献２の圧縮機は、回転軸と、回転軸を回転可能なモータ機構と、モータ機構を収容するモータハウジング部材と、モータハウジング部材の開口を閉塞するコンプレッサハウジング部材と、コンプレッサハウジング部材に固定されるフロントハウジング部材と、コンプレッサハウジング部材に内包される圧縮機構を備えている。モータハウジング部材は内部に吐出圧領域を形成し、フロントハウジング部材は内部に吸入圧領域を形成している。

特許文献２の圧縮機構部は、ロータと、複数枚のベーンと、ロータを内包する筒状のシリンダブロックと、コンプレッサハウジング部材に一体形成されてシリンダブロックの一端を閉塞するリヤサイドブロックと、シリンダブロックの他端を閉塞するフロントサイドブロックとによって構成されている。ロータは、回転軸によって回転可能に設けられ、複数個のベーン溝が形成されている。各ベーンは、それぞれベーン溝に出没可能に設けられている。シリンダブロックと両サイドブロックによりシリンダ室が形成される。

特開２００６−９６８８号公報 特開２０１０−３８０１４号公報

しかし、特許文献１の圧縮機では、シリンダとは別に設けられた隔壁部材が、フロントハウジング部材及びリアハウジング部材に固定されて、フロントハウジング部材の内部に形成された吸入圧領域を区画しており、組付が複雑である。特許文献２では、モータハウジング部材とフロントハウジング部材との間にサイドブロックが挟持されており、組付が複雑である。また、これらの圧縮機では、部品点数が多いことから、各部品の加工コスト、管理コスト及び組付けコストも嵩んでしまう上、シール性を確保するために、シール箇所を増やしたり、耐圧性の高いシールを用いる必要がある。このため、これらの圧縮機では、製造コストの低廉化が困難である。

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、製造コストの低廉化を実現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、回転軸と、
前記回転軸を回転可能なモータ機構と、
前記モータ機構を収容するとともに、吸入口を有して内部に吸入圧領域を形成する有底筒状の第１ハウジングと、
前記第１ハウジングの開口側に接合され、吐出口を有して内部に吐出圧領域を形成する第２ハウジングと、
前記第２ハウジングに固定指示されて前記吸入圧領域と前記吐出圧領域とを区画し、前記回転軸によって駆動されるとともに内部に圧縮室を形成する圧縮機構とを備え、
前記圧縮室は、前記吸入圧領域と接続されるとともに前記吐出圧領域と接続され、前記吸入圧領域に吸入された冷媒ガスを前記圧縮室にて圧縮して前記吐出圧領域に吐出し、
前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングにより圧縮機の外郭が形成され、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの接合部分で前記第１ハウジング内の前記吸入圧領域と外部とを封止することを特徴とする。

本発明の電動圧縮機では、圧縮機構がユニットとして、第２ハウジングに固定されるため、組付が容易である。つまり、圧縮機構は、第２ハウジングに組付けた後、第１ハウジングを組付ければよい。

また、この電動圧縮機では、部品点数が少ないことから、各部品の加工コスト、管理コスト及び組付けコストの削減が可能である。また、圧縮機構が外部に露出せず、第１ハウジングと第２ハウジングとの接合部分が吸入圧領域であることにより、圧縮機構から外部への漏れに対し、簡素な構成で容易にシールされる。

したがって、本発明の電動圧縮機によれば、製造コストの低廉化を実現することが可能である。

圧縮機構は、回転軸によって回転可能に設けられ、複数個のベーン溝が形成されたロータと、各ベーン溝に出没可能に設けられたベーンと、ロータを内包する有底筒状のカップ部材と、カップ部材の開口を閉塞するサイドプレートとによって構成され得る。そして、ロータ、各ベーン、カップ部材、サイドプレートによって複数の圧縮室が形成され得る。この場合、有底筒状のカップ部材が単一のサイドプレートと固定されることにより内部にシリンダ室を形成する。このため、従来よりも少ない部品を第２ハウジングに固定すれば足りる。このため、比較的容易にシリンダ室が気密を保つようにすることができる。

カップ部材の外周には、内部に吐出圧空間を形成して吐出圧空間内の吐出ガスを吐出圧領域に導くカバー部材が設けられていることが好ましい。この場合、カバー部材がカバー部材内の吐出圧空間を第１ハウジング内に対して隔離して吐出圧領域に連通させることが可能となる。このため、第１ハウジングが径方向に延びる底壁と、底壁と一体をなして軸方向に筒状に延びる筒部とを有する場合、その筒部が真円状でない場合でも、第１ハウジング内のモータ室を吸入圧領域に兼用することが容易になる。

サイドプレートには軸方向に延びる軸孔が形成され得る。そして、回転軸は、第１ハウジングの底壁と軸孔とに軸支されていることが好ましい。この場合、回転軸の両端を軸支し、回転軸が好適に回転可能となる。

本発明の電動圧縮機によれば、製造コストの低廉化を実現することが可能である。

図１は、実施例１の電動圧縮機の軸方向の断面図である。 図２は、実施例１の電動圧縮機の軸直角方向の断面図である。 図３は、実施例１の電動圧縮機に係り、カップ部材及びカバー部材を分解して示す斜視図である。 図４は、実施例２の電動圧縮機の軸方向の断面図である。

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の電動圧縮機（以下、単に圧縮機という。）は、図１に示すように、回転軸１９と、モータ機構３と、第１ハウジング１と、第２ハウジング９と、圧縮機構１３とを備えている。以下、図１において、第１ハウジング１側を前方とし、第２ハウジング９側を後方とする。

第１ハウジング１は、前端側から後端側まで軸方向に延び、前端側が底壁１ａによって閉塞されているとともに後端側に開口１ｂを有する有底筒状をなしている。第１ハウジング１は内部に吸入圧領域を兼ねるモータ室１ｃを形成している。第１ハウジング１は、図２に示すように、円筒状をなす円筒部１ｄと、円筒部１ｄから外側に膨出した膨出部１ｅとを有している。図１に示すように、第１ハウジング１には外部とモータ室１ｃとを連通する吸入口１ｆが形成されている。吸入口１ｆには配管によって車両用空調装置の蒸発器が接続されている。

モータ機構３は、モータ室１ｃ内において、ステータ１５及びモータロータ１７を有している。ステータ１５は第１ハウジング１の内周面に固定されている。第１ハウジング１の膨出部１ｅには、モータ室１ｃを気密に維持可能な気密端子１６が軸方向に設けられている。各気密端子１６の外端は図示しない給電装置と接続されており、各気密端子１６の内端はクラスタブロック２を介してリード線１６ａによってステータ１５に接続されている。モータロータ１７は、軸方向に延びる回転軸１９を挿通しており、ステータ１５内に配置されている。第１ハウジング１の底壁１ａには軸支部１ｇが軸方向に突設されており、軸支部１ｇには軸受装置２１が設けられている。回転軸１９の前端部は軸受装置２１によって軸支されている。

また、第１ハウジング１の後端に第２ハウジング９が複数本のボルト１４によって固定されている。第２ハウジング９は、後端側が底壁９ｄによって閉塞されているとともに前端側に開口９ｅを有する有底筒状をなしている。第１ハウジング１の開口１ｂに第２ハウジング９の開口９ｅが当接し、第１ハウジング１及び第２ハウジング９が両者間にはＯリング４を介して閉塞されている。第２ハウジング９の開口９ｅ側には、軸方向と直交する径方向に延びる平板状のサイドプレート５が嵌合されている。サイドプレート５の外周面と第２ハウジング９の内周面との間にはＯリング２３が設けられている。サイドプレート５にはブロック３５が固定されている。

サイドプレート５の前方には、有底筒状のカップ部材７が複数本のボルト２５によって固定されている。カップ部材７は底部２７とシリンダ形成部２９とを有している。底部２７は、モータ室１ｃ側に位置し、径方向に延びている。底部２７には、回転軸１９を挿通させる軸孔２７ａが貫設されている。軸孔２７ａには、回転軸１９を好適に摺動させる図示しないめっきが形成されている。

シリンダ形成部２９は、底部２７と一体をなして軸方向に筒状に延びている。シリンダ形成部２９は、各ボルト２５によってサイドプレート５と固定されることにより、サイドプレート５とともに内部にシリンダ室３１を形成している。シリンダ室３１は、図２に示すように、軸方向と直交する断面形状が真円である。シリンダ室３１の軸心は軸心Ｏから偏心している。シリンダ室３１の前端側の前面、内周面及び後端側の後面には、ロータ４５やベーン４７ａ、４７ｂを好適に摺動させる図示しないめっきが形成されている。

また、図１に示すように、底部２７には、軸方向に開口してモータ室１ｃに連通する吸入通路３３が形成されている。吸入通路３３は、シリンダ形成部２９内に軸方向に延び、図２に示すように、シリンダ室３１の外周面から凹設された吸入ポート３３ａによってシリンダ室３１に連通している。

シリンダ形成部２９には、図３に示すように、外周側に開口する吐出圧空間３７が凹設されている。吐出圧空間３７は、図１及び図２に示すように、シリンダ室３１の外周面から凹設された吐出ポート３７ａによってシリンダ室３１に連通している。吐出圧空間３７内では、吐出ポート３７ａを開閉する吐出リード弁３９と、吐出リード弁３９の開度を規制するリテーナ４１とがボルト４３によってシリンダ形成部２９に固定されている。吐出圧空間３７は後述する油分離室３５ａと連通する吐出通路３７ｂを有している。

シリンダ室３１内では、ロータ４５が回転軸１９によって回転可能に設けられている。ロータ４５は回転軸１９に圧入又はキー連結されている。ロータ４５は軸方向と直交する断面形状が真円である。ロータ４５の軸心は軸心Ｏと一致している。ロータ４５には、図２に示すように、２個のベーン溝４５ａ、４５ｂが形成されている。ベーン溝４５ａ、４５ｂは、軸心Ｏを含む仮想の基準面と平行である。各ベーン溝４５ａ、４５ｂには、平板形状のベーン４７ａ、４７ｂが出没可能に設けられている。各ベーン４７ａ、４７ｂの底面と各ベーン溝４５ａ、４５ｂとの間はそれぞれ背圧室４９ａ、４９ｂとされている。シリンダ室３１の前面、シリンダ室３１の内周面、シリンダ室３１の後面及びロータ４５の外周面及び各ベーン４７ａ、４７ｂによって２個の圧縮室５０ａ、５０ｂが形成されている。

また、図１に示すように、カップ部材７の底部２７の後面には、環状溝２７ｂが軸心Ｏ周りに凹設されている。また、サイドプレート５の前面には、環状溝２７ｂと前後で対面する環状溝５ａが軸心Ｏ周りに凹設されている。

シリンダ形成部２９とサイドプレート５の前面との間にはＯリング５１が設けられている。第２ハウジング９とサイドプレート５との間には吐出室９ａが形成されている。吐出室９ａが吐出圧領域である。第２ハウジング９には外部と吐出室９ａとを連通する吐出口９ｂが形成されている。吐出口９ｂには配管によって車両用空調装置の凝縮器が接続されている。

ブロック３５には、円柱状をなして軸直角方向に延びる油分離室３５ａが形成されている。油分離室３５ａには円筒状の筒部材５３が固定されている。筒部材５３の上端は吐出室９ａに開口しており、油分離室３５ａの下端は油排出口３５ｂによって吐出室９ａに開口している。サイドプレート５及びブロック３５には、吐出通路３７ｂを油分離室３５ａに連通する通路５ｂ、３５ｃが形成されている。これら油分離室３５ａ及び筒部材５３によってオイルセパレータが構成されている。

サイドプレート５には、回転軸１９を挿通させる軸孔５ｃが貫設されている。軸孔５ｃには、回転軸１９を好適に摺動させる図示しないめっきが形成されている。回転軸１９の後端部は軸孔５ｃによって軸支されている。こうして、回転軸１９は、第１ハウジング１の底壁１ａとサイドプレート５の軸孔５ｃとによって両端が軸支され、好適に回転可能となっている。

サイドプレート５とブロック３５との間には、軸孔５ｃと連通する給油室５５が形成されている。また、サイドプレート５の底部には吐出室９ａと連通する油溝９ｃが凹設されている。サイドプレート５には、油溝９ｃと連通して軸心Ｏに近づくように上方に延びる第１通路５ｄが形成されている。また、サイドプレート５には、給油室５５と第１通路５ｄの上端とを連通する第２通路５ｅと、給油室５５と環状溝５ａとを連通する第３通路５ｆとが形成されている。また、第１通路５ｄ内には絞り部材５７が嵌合されている。絞り部材５７には、第１通路５ｄより小径をなす絞り流路５７ａが貫設されている。

図３に示すように、カップ部材７の外周側にはカバー部材１１が設けられている。カバー部材１１には内フランジ１１ａが形成されており、内フランジ１１ａには３個の固定片１１ｂが形成されている。カバー部材１１は、図１に示すように、各固定片１１ｂに螺合する軸方向に延びる３本のボルト６０によってカップ部材７に固定されている。カップ部材７のシリンダ形成部２９の外周面とカップ部材７の内周面との間にはＯリング５９、６１が設けられている。Ｏリング５９、６１は吐出圧空間３７の前後に配置されている。こうして、カバー部材１１は、図２に示すように、カップ部材７のシリンダ形成部２９を包囲して吐出圧空間３７をモ−タ室１ｃから隔離している。ロータ４５、ベーン４７ａ、４７ｂ、カップ部材７、サイドプレート５及びカバー部材１１が圧縮機構１３を構成している。

この圧縮機では、図１に示すステータ１５に給電が行われれば、モータ機構３が作動し、回転軸１９が軸心Ｏ周りで回転する。このため、圧縮機構１３が作動し、ロータ４５がカップ部材７及びサイドプレート５内で回転する。これにより、各圧縮室５０ａ、５０ｂが容積の拡大と縮小とを繰り返す。このため、各圧縮室５０ａ、５０ｂは、モータ室１ｃから吸入通路３３及び吸入ポート３３ａを経て低圧の冷媒ガスを吸入する吸入行程を行う。また、吸入行程後、各圧縮室５０ａ、５０ｂ内で冷媒ガスを圧縮する圧縮行程を行う。さらに、圧縮行程後、各圧縮室５０ａ、５０ｂ内の高圧の冷媒ガスを吐出ポート３７ａ、吐出圧空間３７、通路５ｂ、３５ｃを経て吐出室９ａに吐出する吐出行程を行う。こうして、車室内の空調が行われる。

この間、通路５ｂ、３５ｃから油分離室３５ａに吐出された高圧の冷媒ガスから遠心力によって潤滑油を分離する。潤滑油は吐出室９ａ内に貯留される。そして、潤滑油は、吐出室９ａ内が高圧であるため、油溝９ｃ、絞り部材５７の絞り流路５７ａ、第１通路５ｄ、第２通路５ｅ、給油室５５、第３通路５ｆを経て環状溝５ａに供給される。環状溝５ａは各背圧室４９ａ、４９ｂに連通しているため、ベーン４７ａ、４７ｂに背圧を付与する。このため、ベーン４７ａ、４７ｂがシリンダ室３１の内周面に好適に付勢され、高い圧縮効率で仕事が行われる。

この圧縮機では、圧縮機構１３がユニットとして、第１ハウジング１でなく、第２ハウジング９に固定されるため、組付が容易である。つまり、圧縮機構１３は、第２ハウジング９に組付けた後、第１ハウジング１を組付ければよい。モータ機構３は、圧縮機構１３を第２ハウジング９に組み付ける前に圧縮機構１３に組み付けてもよく、第２ハウジング９に組み付けた後にモータ機構３を組み付け、その後、第１ハウジング１を組み付けてもよい。

また、この圧縮機では、部品点数が少ないことから、各部品の加工コスト、管理コスト及び組付けコストの削減が可能である。また、圧縮機構１３が外部に露出せず、第１ハウジング１と第２ハウジング９との接合部分が吸入圧領域であることにより、圧縮機構１３から外部への漏れに対し、簡素な構成で容易にシールされる。

より具体的には、この圧縮機では、圧縮機構１３が有底筒状をなすカップ部材７を有し、このカップ部材７が単一のサイドプレート５と固定されることにより内部にシリンダ室３１を形成している。このため、従来よりも少ない部品を第１ハウジング１に固定すれば足りる。このため、比較的容易にシリンダ室３１がモータ室１ｃに対して気密を保つようにすることができる。また、この圧縮機では、部品点数が少ないことから、各部品の加工コスト、管理コスト及び組付けコストを軽減することができる。

また、この圧縮機では、カップ部材７で第１ハウジング１内を区画しているため、第１ハウジング１と第２ハウジング９との接合部を吸入圧雰囲気とすることができる。このため、圧縮機の外部へ冷媒ガスが漏れにくく、耐圧性の高いガスケット等のシールを施す必要が少ない。

したがって、この圧縮機によれば、製造コストの低廉化を実現することが可能である。

さらに、この圧縮機では、カップ部材７の外周にカバー部材１１が設けられているため、カバー部材１１がシリンダ形成部２９の吐出圧空間３７を吸入圧領域であるモ−タ室１ｃから隔離して吐出室９ａに連通させることが可能となっている。このため、第１ハウジング１の円筒部１ｄが真円状でない場合でも、第１ハウジング１内のモータ室１ｃを吸入圧領域に兼用することが容易になっている。

また、この圧縮機では、カバー部材１１が吐出圧空間３７を閉塞するため、吐出リード弁３９の振動や騒音が外部に伝達されることを遮断することができる。

さらに、この圧縮機は、第１ハウジング１が電動圧縮機に特有な配線の必要性によって真円でない。この場合、一般的な圧縮機では、吐出室とモータ室とを平板状の壁で区画することが困難となったり、壁の周りから冷媒ガスが漏れないようにシールすることが困難となったりするが、この圧縮機では、カップ部材７を採用していることから、これらの困難を容易に解決することができる。

また、仮に、吐出圧空間３７を区画するように周方向の一部のみをカバー部材１１で覆うとすると、径方向にボルト締めするスペースを要し、径方向に大型化する。この点、この圧縮機では、軸方向に延びるボルト６０によってカバー部材１１をカップ部材７に締結しているため、モータ機構３のステータ１５とカップ部材７との間にあるスペース内にそれらのボルト６０の頭部を配置することができる。このため、この圧縮機では、径方向にも、軸方向にも大型化せず、吐出圧領域と吸入圧領域とを区画することができる。

（実施例２）
実施例２の圧縮機は、図４に示すように、第１ハウジング４及び第２ハウジング６を採用している。第１ハウジング４は、実施例１の第１ハウジング１よりも軸長が短い。逆に、第２ハウジング６は、実施例１の第２ハウジング９よりも軸長が長い。第１ハウジング４と第２ハウジング６との間にはＯリング１０が設けられている。

第２ハウジング９内に圧縮機構１２が嵌合されている。圧縮機構１２は有底筒状のカップ部材８を採用している。カップ部材８はサイドプレート５の前方に複数本のボルト２５によって固定されている。カップ部材８は底部２８とシリンダ形成部３０とを有している。底部２８は、モータ室１ｃ側に位置し、径方向に延びている。底部２８と第２ハウジング６の内周面との間にはＯリング３４が設けられている。底部２８には、回転軸１９を挿通させる軸孔２８ａが貫設されている。シリンダ形成部３０には、第２ハウジング６内に開口する吐出圧空間３７が凹設されている。ロータ４５、ベーン４７ａ、４７ｂ、カップ部材８及びサイドプレート５が圧縮機構１２を構成している。他の構成は実施例１と同様である。

この圧縮機においても、カップ部材８を採用していることから、実施例１のカバー部材１１による作用効果を除き、本発明の作用効果を奏することができる。また、この圧縮機では、実施例１のカバー部材１１を省略できることから、より製造コストの低廉化を実現することができる。

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、カップ部材７、８の底部２７、２８に形成される軸孔２７ａ、２８ａは可及的に回転軸１９と気密を維持していれば足りる。また、回転軸１９と軸孔２７ａ、２８ａ、５ｃとの間には、めっきの他、滑り軸受や転がり軸受を採用することもできる。

本発明は車両等の空調装置に利用可能である。

１９…回転軸
３…モータ機構
１…第１ハウジング
１ｂ…開口
９ａ…吐出圧領域（吐出室）
９…第２ハウジング
５０ａ、５０ｂ…圧縮室
１３、１２…圧縮機構
４５…ロータ
４５ａ、４５ｂ…ベーン溝
４７ａ、４７ｂ…ベーン
７…カップ部材
５…サイドプレート
３７…吐出圧空間
１１…カバー部材
５ｃ…軸孔
１ａ…底壁

Claims (4)

1. 回転軸と、
   前記回転軸を回転可能なモータ機構と、
   前記モータ機構を収容するとともに、吸入口を有して内部に吸入圧領域を形成する有底筒状の第１ハウジングと、
   前記第１ハウジングの開口側に接合され、吐出口を有して内部に吐出圧領域を形成する第２ハウジングと、
   前記第２ハウジングに固定指示されて前記吸入圧領域と前記吐出圧領域とを区画し、前記回転軸によって駆動されるとともに内部に圧縮室を形成する圧縮機構とを備え、
   前記圧縮室は、前記吸入圧領域と接続されるとともに前記吐出圧領域と接続され、前記吸入圧領域に吸入された冷媒ガスを前記圧縮室にて圧縮して前記吐出圧領域に吐出し、
   前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングにより圧縮機の外郭が形成され、
   前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの接合部分で前記第１ハウジング内の前記吸入圧領域と外部とを封止することを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記圧縮機構は、前記回転軸によって回転可能に設けられ、複数個のベーン溝が形成されたロータと、前記各ベーン溝に出没可能に設けられたベーンと、前記ロータを内包する有底筒状のカップ部材と、前記カップ部材の開口を閉塞するサイドプレートとによって構成され、
   前記ロータ、各前記ベーン、前記カップ部材、前記サイドプレートによって複数の前記圧縮室が形成される請求項１記載の電動圧縮機。
3. 前記カップ部材の外周には、内部に吐出圧空間を形成して前記吐出圧空間内の吐出ガスを前記吐出圧領域に導くカバー部材が設けられている請求項２記載の電動圧縮機。
4. 前記サイドプレートには前記軸方向に延びる軸孔が形成され、
   前記回転軸は、前記第１ハウジングの底壁と前記軸孔とに軸支されている請求項２又は３記載の電動圧縮機。

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