JP2016138495A - 電動圧縮機の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を確保しつつ、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。
【解決手段】 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取付構造であって、車両に固定されると共に第１の弾性部材から第４の弾性部材によって、電動圧縮機を弾性的に支持する支持体を含み、第１の弾性部材は、電動圧縮機を鉛直方向に支持するように配置され、第２の弾性部材から第４の弾性部材は、電動圧縮機を鉛直方向に対して傾斜して支持するように配置されている。
【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取付構造に関する。

従来、車両用空調装置に使用される電動圧縮機は、防振上の観点から、例えばゴム製の弾性支持部材を有する取付構造を介して車両に取り付けられている。この取付構造は、通常、電動圧縮機を４箇所で支持するため、４つの弾性支持部材が用いられている（例えば、特許文献１等参照）。
ところで、近年、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車等のいわゆるエコカーと称される車両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。
一方、このような車両においては、例えば、電動圧縮機の設置スペースについて、必要に応じて省スペース化の要求がある。

特開２０００−２３４５８６号公報

しかし、従来例の電動圧縮機の取付構造においては、省スペース化の観点について、特に考慮されていない。
そこで、本発明は、省スペース化を確保しつつ、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、上記電動モータによって駆動される圧縮機構及び上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取付構造であって、
車両に固定されると共に第１の弾性部材から第４の弾性部材によって、電動圧縮機を弾性的に支持する支持体を含み、上記第１の弾性部材は、上記電動圧縮機を鉛直方向に支持するように配置され、上記第２の弾性部材から上記第４の弾性部材は、上記電動圧縮機を上記鉛直方向に対して傾斜して支持するように配置されている。

上記取付構造は、電動圧縮機を上記第１から第４の弾性部材により弾性的に支持すると共に、上記第１から第４の弾性部材の配置により、省スペース化を確保しつつ、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ができる。

本実施形態における電動圧縮機の取付構造の一例を示す正面図である。 上記電動圧縮機の取付構造の一例を示す左側面図である。 上記電動圧縮機の取付構造の一例を示す右側面図である。 上記電動圧縮機の取付構造で用いる支持ブラケットの構成例を示す正面図である。 上記支持ブラケットの構成例を示す図である。 上記支持ブラケットの構成例を示す図である。 上記支持ブラケットの構成例を示す図である。 上記支持ブラケットの構成例を示す図である。 上記支持ブラケットの構成例を示す図である。 上記支持ブラケットの構成例を示す図である。

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、本実施形態における電動圧縮機の取付構造の一例を示す正面図である。図１では、電動圧縮機の取付構造の要部構成を例示している。図２は、上記電動圧縮機の取付構造の一例を示す左側面図である。図３は、上記電動圧縮機の取付構造の一例を示す右側面図である。なお、説明を分かりやすくするため、一部捨象して描いている箇所がある。

本実施形態におけ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を自動車等の車両に取り付けるためのものである。この取付構造は、例えば、図１から図３に示す支持ブラケット２０を含み、車両のボディ（図示省略）に固定されると共に電動圧縮機１を弾性的に支持する。すなわち、電動圧縮機１は、支持ブラケット２０を介して車両に固定される。

図１に示す電動圧縮機１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。つまり、電動圧縮機１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、直列に配置されており、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。図１では、電動モータ１２の軸線Ｈを例示している。この軸線Ｈは、出力軸１２ａを貫いている。また、図１〜図３には、電動圧縮機１の重心位置Ｇが明示されている。
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、上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１３（上記可動スクロール）駆動する。これにより、電動圧縮機１は、上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１と上記車両のボディとの間、換言すれば、電動圧縮機１の下側に配置され、電動圧縮機１を弾性的に支持する。支持ブラケット２０は、車両の進行方向に対して、電動圧縮機１内のインバータ１４が後方側になるように、車両に固定されている。

図１から図３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、車両側ブラケット２２及び４つの弾性部材を有する。４つの弾性部材は、圧縮機側ブラケット２１と車両側ブラケット２２との間に配置されている。ここで、４つの弾性部材は、１つの鉛直支持部材２３ａと３つの傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄで構成される。鉛直支持部材２３ａは、電動圧縮機１を鉛直方向に支持するように配置され、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄは、電動圧縮機１を鉛直方向に対して傾斜して支持するように配置されている。なお、本実施形態では、一例として、鉛直支持部材２３ａが第１の弾性部材に相当し、傾斜支持部材２３ｂが第２の弾性部材に相当する。また、傾斜支持部材２３ｃが第３の弾性部材に相当し、傾斜支持部材２３ｄが第４の弾性部材に相当する。なお、傾斜支持部材２３ｃが第４の弾性部材に相当し、傾斜支持部材２３ｄが第３の弾性部材に相当してもよい。詳細については、図４〜図１０を用いて後述する。

圧縮機側ブラケット２１は、例えば、ボルト３１ａ及びナット３２ａ、ボルト３１ｂ及びナット３２ｂによって電動圧縮機１の下部に固定される。なお、ボルト３１ａ，３１ｂは、例えば六角ボルトであり、ナット３２ａ，３２ｂは、例えば六角ナットである。車両側ブラケット２２は、ボルト及びナット等の締結手段（図示省略）によって車両のボディに固定される。４つの弾性部材は、例えば、ＮＢＲ（Nitrile Butadiene Rubber）等の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、上述した通り、４つの弾性部材をその間に挟んで一体化されている。つまり、支持ブラケット２０は、車両に固定されると共に、省スペース化を確保しつつ圧縮機の振動を抑制するため、１つの鉛直支持部材２３ａと３つの傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄによって電動圧縮機１を弾性的に支持するように（４点で弾性支持するように）構成されている。なお、これらの配置は、振動を効率良く抑制するためのシミュレーション等の解析結果に基づいている。

ここで、本実施形態において、支持ブラケット２０が「支持体」の一例に相当し、圧縮機側ブラケット２１が「圧縮機側支持部材」の一例に相当し、車両側ブラケット２２が「車両側支持部材」の一例に相当する。

次に、本実施形態における電動圧縮機の取付構造、特に４つの弾性部材の配置等について、具体的に説明する。図４は、電動圧縮機の取付構造で用いる支持ブラケットの構成例を示す図であって、具体的には、要部正面図である。

図４では、支持ブラケット２０の主要な構成要素について符号を付して例示している。即ち、支持ブラケット２０は、上述した通り、電動圧縮機１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とを有している。そして、４つの弾性部材が、圧縮機側ブラケット２１と車両側ブラケット２２との間に各々配置されている。なお、図４に示す要部正面図において、４つの弾性部材の内で３つの傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄを例示しているが、図２に示す通り、鉛直支持部材２３ａが圧縮機側ブラケット２１と車両側ブラケット２２との間に配置されている。以下、支持ブラケット２０の細部について説明するが、以下の構造に限定されるものではない。

図５は、支持ブラケットの構成例を示す図であって、具体的には、支持ブラケット２０の要部平面図である。
図５において、支持ブラケット２０の構成要素である圧縮機側ブラケット２１及び車両側ブラケット２２は、例えば、型抜きした板金部材を用いて形成されている。
具体的には、圧縮機側ブラケット２１は、第１の板金部材２１１と第２の板金部材２１２とが、例えば３つのねじ部材（ボルトとナットとの組合せ）５１〜５３で固定されることにより、形成されている。

第１の板金部材２１１は、３つの傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄで電動圧縮機１を傾斜支持できるように、３箇所に所定の角度（例えば略４５度）に折曲げ加工が施されている。この角度の意味付けについては、重心位置Ｇとの関係で後述する。本実施形態では、第１の板金部材２１１において、説明の便宜上、折曲げ加工が施されている３箇所を弾性部材取付部２１ａ〜２１ｃとし、鉛直支持部材２３ａで支持する箇所を弾性部材取付部２１ｄとする。

要約すると、圧縮機側ブラケット２１は、一例として、第１の板金部材２１１と第２の板金部材２１２が接合して形成され、４つの弾性部材を固定するための弾性部材取付部２１ａ〜２１ｄを有している。

また、電動圧縮機１をボルト３１ａ，３１ｂ及びナット３２ａ，３２ｂで固定するため、第１の板金部材２１１の対応する２箇所が垂直に折曲げ加工が施され、第２の板金部材２１２の対応する箇所が垂直に折曲げ加工が施されている（図５参照）。

また、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〜２１ｄに対応するように、弾性部材取付部２２ａ〜２２ｄを有している。弾性部材取付部２１ａ〜２１ｄには、所定の箇所に貫通孔が各々形成されている。一方、弾性部材取付部２２ａ〜２２ｄには、所定の箇所にねじ穴が各々形成されている。本実施形態では、４つの弾性部材として、いわゆる丸型防振ゴム（円柱状の防振ゴム）を用いている。

鉛直支持部材２３ａ、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄは、圧縮機側ブラケット２１の各弾性部材取付部２１ａ〜２１ｄと、車両側ブラケット２２の各弾性部材取付部２２ａ〜２２ｄとの間に各々配置される。この場合、鉛直支持部材２３ａ、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄは、ボルト４１ａ〜４１ｄ及びナット４２ａ〜４２ｄにより、各々の位置でねじ結合により締め付けられる。これにより、車両側ブラケット２２と、４つの弾性部材と、圧縮機側ブラケット２１とが一体化されている。

図６（ａ）は、鉛直支持部材２３ａの取付状態を説明する要部拡大図である。図６（ｂ）は、傾斜支持部材２３ｃの取付状態を説明する要部拡大図である。なお、傾斜支持部材２３ｂ，２３ｄも同様である。
但し、鉛直支持部材２３ａ、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄの取付状態は、図６に示すような構成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４つの弾性部材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、本実施形態では、弾性部材２３として防振スプリングや防振パッド等を用いてもよい。

図７,８は、支持ブラケットの構成例を示す図であって、具体的には、図７は、図１に示す支持ブラケット２０の右側面図であり、図８は、図１に示す支持ブラケット２０の左側面図である。図７,８では、鉛直支持部材２３ａ、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄの取付状態をより分かりやすく例示している。

図９,１０は、支持ブラケットの構成例を示す図であって、具体的には、図９は、図４に示す支持ブラケット２０を上方から見た斜視図（図５のＡ斜視図）である。図１０は、図４に示す支持ブラケット２０を上方から見た斜視図（図５のＢ斜視図）である。図９，１０では、支持ブラケット２０全体の中で、鉛直支持部材２３ａ、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄの取付状態を例示している。

次に、電動圧縮機１の重心位置と、４つの弾性部材との位置関係等について、省スペース化と振動抑制との観点からより詳しく説明する。

ここで、再び図１〜図３に戻り、鉛直支持部材２３ａは、電動圧縮機１の鉛直下方に投影した投影面（図示省略）の内側に配置されている。さらに、鉛直支持部材２３ａは、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄと比較して、電動圧縮機１の重心位置Ｇに近い位置にある。また、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄは、その投影面の外側に配置されている。このような配置にすることによって、従来例のような４点支持と比較して、本実施形態では、電動圧縮機１の取付構造の省スペース化（例えば２〜３割程度）を図ることができる。さらに、本実施形態では、鉛直支持部材２３ａが電動圧縮機１における重心位置Ｇの鉛直下向きの荷重を支えることで、安定性を向上させることができる。

また、鉛直支持部材２３ａと傾斜支持部材２３ｂとは、電動モータ１２の軸線Ｈを挟んで配置され、傾斜支持部材２３ｃ及び２３ｄは、電動モータ１２の軸線Ｈに沿って配置されている。

つまり、傾斜支持部材２３ｃ及び２３ｄは、電動モータ１２の軸線Ｈに沿って電動圧縮機１の前後両外側に位置している。傾斜支持部材２３ｂは、図１に示す電動圧縮機の取付構造の左側面図（図２参照）から見て、電動圧縮機１の圧縮機構１３よりも右外側に位置している。

なお、本実施形態において、電動圧縮機１の前後方向（長手方向）は、電動モータ１２の軸線Ｈ方向に相当し、電動圧縮機１の左右方向は、電動モータ１２の軸線Ｈ方向に直交する水平方向に相当する（図１参照）。

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、上述した通り、各々が水平面に対して所定角度α（例えば略４５度）で傾斜している（図１，２，５等参照）。

このように傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄを傾斜して配置すると、上記シミュレーション等の解析結果から、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄ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は、電動圧縮機１の仕様や車両の種類等に応じて任意に設定できる。但し、本実施形態では、角度α＝４５°としている。

なお、本実施形態において、鉛直支持部材２３ａと傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄとは、材質が異なるようにしてもよい。具体的には、鉛直支持部材２３ａは、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄと比較して荷重負荷が大きい。そのため、鉛直支持部材２３ａのゴム硬度を傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄのゴム硬度より大きくすることにより、本実施形態では、鉛直支持部材２３ａの変形をより抑制できるようにしてもよい。このように、ゴム硬度を変化させることにより、耐久性を向上させることができる。また、本実施形態では、例えば、用途に応じて、鉛直支持部材２３ａと傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄとのゴム硬度を適宜選択することで、振動源の固有振動数の共振点をずらすことができる。

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、重心位置Ｇ付近の方向に向かって折り曲げて形成されている。このため、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄは、その中心軸（図示書略）が、重心位置Ｇ付近の方向に向いて傾斜して配置されている（図１〜図３参照）。このようにすると、上記シミュレーション等の解析結果から、支持ブラケット２０による電動圧縮機１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、傾斜支持部材２３ｂ〜２３ｄの中心軸が重心位値Ｇを通るようにしてもよい。

このように、本実施形態の取付構造によれば、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、省スペース化を確保しつつ、電動圧縮機１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。

以上、本件に開示する一の実施形態について明細書及び図面等を用いて説明したが、本件開示の技術は、上記実施形態に限定されるものではない。つまり、本発明の技術的範囲内において、各種の改良又は変更も本件開示の技術に含まれるのは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…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）、２３ａ…鉛直支持部材（弾性部材）、２３ｂ〜２３ｄ…傾斜支持部材（弾性部材）、Ｇ…電動圧縮機の重心位置

Claims (6)

1. 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取付構造であって、
   車両に固定されると共に第１の弾性部材から第４の弾性部材によって、電動圧縮機を弾性的に支持する支持体を含み、
   前記第１の弾性部材は、前記電動圧縮機を鉛直方向に支持するように配置され、前記第２の弾性部材から前記第４の弾性部材は、前記電動圧縮機を前記鉛直方向に対して傾斜して支持するように配置されている、電動圧縮機の取付構造。
2. 前記第１の弾性部材は、前記電動圧縮機の鉛直下方に投影した投影面の内側に配置され、
   前記第２の弾性部材から前記第４の弾性部材は、前記投影面の外側に配置され、
   前記第１の弾性部材は、前記第２の弾性部材から前記第４の弾性部材と比較して、前記電動圧縮機の重心位置に近い位置にある、請求項１に記載の電動圧縮機の取付構造。
3. 前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とは、前記電動モータの軸線を挟んで配置され、前記第３の弾性部材及び前記第４の弾性部材は、前記軸線に沿って配置されている、請求項２に記載の電動圧縮機の取付構造。
4. 前記支持体は、前記車両の進行方向に対して、前記電動圧縮機内の前記インバータが後方側になるように、前記車両に固定されている、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動圧縮機の取付構造。
5. 前記支持体は、
   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、
   前記第１の弾性部材から前記第４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から請求項４の何れか１項に記載の電動圧縮機の取付構造。
6. 前記第１の弾性部材と、前記第２の弾性部材から前記第４の弾性部材とは、材質が異なる、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電動圧縮機の取付構造。