JP2017066991A - 電動圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転軸の軸心と軸支部材の挿通孔の中心とを一致させ易くすること。【解決手段】軸支部材20は、モータハウジング13と当接するとともにモータハウジング13の周方向に間隔を空けて設けられる複数の当接部25a,25b,25cと、当該複数の当接部25a,25b,25c間に設けられ当接部25a,25b,25cに対してモータハウジング13の径方向内側に凹む逃げ凹部24a,24b,24cとを有する。そして、軸支部材20は、逃げ凹部24a,24b,24c内に凹部31,32,33が位置するようにモータハウジング13に配置される。【選択図】図3

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。
電動圧縮機のハウジング内には、回転軸と、回転軸が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部と、回転軸を回転させる電動モータとが収容されている。回転軸は、ハウジング内に設けられる軸支部材の挿通孔に挿通された状態で軸支部材によって軸支されている(例えば特許文献1参照)。
特開2005−201256号公報
ところで、電動モータのステータコアは、焼き嵌めによってハウジングの内側に嵌め込まれることによりハウジングに組み付けられている。この焼き嵌めは、ハウジングを加熱膨張させてハウジングの内径をステータコアの外径よりも大きくした後、ハウジング内にステータコアを予め定められた焼き嵌め位置まで挿入して、ハウジングの常温への移行に伴う収縮によってハウジングの内周面をステータコアの外周面に圧接させることにより行われる。このとき、ハウジングの内周面に凹部が形成されている場合、ハウジングの内周面のステータコアと当接する部分は、凹部に近くなればなるほどステータコアからハウジングに作用する応力が小さくなる。したがって、ハウジングの内周面のステータコアと当接する部分において、凹部近傍の部分は、他の部分よりもハウジングの径方向外側への変形量が少なくなっている。
ここで、ハウジングの内周面に形成されている凹部が、ハウジングの軸方向において、ステータコアと対向する部分から軸支部材と対向する部分に亘って延びている場合、ハウジングの内周面における軸支部材と対向する部分も、凹部近傍の部分が、凹部から離れた部分よりもハウジングの径方向外側への変形量が少なくなる。よって、軸支部材の外周面は、ハウジングの内周面における凹部近傍の部分でのみ当接することになる。その結果、軸支部材の径方向への位置決めを精度良く行うことができない虞があり、回転軸の軸心と軸支部材の挿通孔の中心とが一致しない状態、すなわち、芯出しされていない状態になってしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転軸の軸心と軸支部材の挿通孔の中心とを一致させ易くすることができる電動圧縮機を提供することにある。
上記課題を解決する電動圧縮機は、筒状のハウジングと、前記ハウジング内に収容される回転軸と、前記回転軸が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部と、前記ハウジング内に収容され、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記ハウジング内に収容され、前記回転軸を回転可能に前記ハウジングに支持する軸支部材と、を備え、前記電動モータは、前記電動モータのステータコアが前記ハウジングに焼き嵌めされており、前記ハウジングの内周面には、前記ハウジングの軸方向において前記ステータコアと対向する部分から前記軸支部材と対向する部分に亘って延びる凹部が設けられた電動圧縮機であって、前記軸支部材は、前記ハウジングと当接するとともに前記ハウジングの周方向に間隔を空けて設けられる複数の当接部と、当該複数の当接部間に設けられ前記当接部に対して前記ハウジングの径方向内側に凹む逃げ凹部とを有するとともに、当該逃げ凹部内に前記凹部が位置するように前記ハウジングに配置される。
これによれば、軸支部材においては、ハウジングにおける凹部の近傍部分との当接が逃げ凹部によって避けられており、当接部がハウジングの内周面に当接する。このため、軸支部材が、ハウジングにおける凹部の近傍部分でのみ当接する場合に比べると、軸支部材の径方向への位置決めを精度良く行うことができる。その結果、回転軸の軸心と軸支部材の挿通孔の中心とを一致させ易くすることができる。
上記電動圧縮機において、前記軸支部材は、前記当接部を三つ以上有することが好ましい。
これによれば、当接部が一つ又は二つの場合に比べると、軸支部材の径方向への位置決めをさらに精度良く行うことができ、回転軸の軸心と軸支部材の挿通孔の中心とをさらに一致させ易くすることができる。
この発明によれば、回転軸の軸心と軸支部材の挿通孔の中心とを一致させ易くすることができる。
実施形態における電動圧縮機を示す側断面図。 図1における2−2線断面図。 図1における3−3線断面図。
以下、電動圧縮機を具体化した一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。なお、本実施形態の電動圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図1に示すように、電動圧縮機10のハウジング11は、有蓋筒状である金属材料製(例えばアルミニウム製)の吐出ハウジング12と、吐出ハウジング12に連結される有底筒状である金属材料製(例えばアルミニウム製)のモータハウジング13とを備える。モータハウジング13には、吸入ポート13hが形成されるとともに、吸入ポート13hは図示しない外部冷媒回路に接続されている。吐出ハウジング12には吐出ポート12hが形成されるとともに、吐出ポート12hは外部冷媒回路に接続されている。
モータハウジング13内には回転軸14が収容されている。また、モータハウジング13内には、回転軸14が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部15と、回転軸14を回転させる電動モータ16とが収容されている。圧縮部15及び電動モータ16は、回転軸14の回転軸線Lが延びる方向(軸方向)に沿って並んで配置されている。電動モータ16は、圧縮部15よりもモータハウジング13の底壁13e(図1の右側)寄りに配置されている。
圧縮部15は、モータハウジング13に固定された固定スクロール15aと、固定スクロール15aに対向配置された可動スクロール15bとで構成されている。固定スクロール15aと可動スクロール15bとは互いに噛み合っている。そして、固定スクロール15aと可動スクロール15bとの間には容積変更可能な圧縮室15cが区画されている。
モータハウジング13内において、圧縮部15と電動モータ16との間には軸支部材20が設けられている。軸支部材20は、軸受保持部20aとベアリング21aを有している。
軸受保持部20aは、底部と側壁とからなる有底筒状の筒部21と、筒部21の側壁から筒部21の径方向(モータハウジング13の径方向)外側に延設し、一部がモータハウジング13に当接する環状のフランジ部22とを有している。筒部21の底部中央には、回転軸14の一端部が挿通される挿通孔20hが形成されている。挿通孔20hは、筒部21の底部を貫通している。
回転軸14の一端部と挿通孔20hの内周面との間には、回転軸14の一端部を回転可能に支持するベアリング21aが設けられている。また、モータハウジング13の底壁13eには、軸支凹部131eが形成されている。回転軸14の他端部と軸支凹部131eとの間には、回転軸14の他端部を回転可能に支持するベアリング21bが設けられている。そして、回転軸14はベアリング21a,21bを介して軸受保持部20a及びモータハウジング13の底壁13eに対して回転可能に支持されている。
電動モータ16は、回転軸14と一体的に回転するロータ17と、ロータ17を取り囲むステータ18とを備えている。ロータ17は、回転軸14に止着されたロータコア17aと、ロータコア17aに設けられた複数の永久磁石17bとを有している。ロータコア17aは、磁性体(電磁鋼板)であるコア板を複数枚積層することで構成されている。ステータ18は、筒状のステータコア18aと、ステータコア18aに捲回されるコイル18bとを有している。ステータコア18aは、磁性体(電磁鋼板)であるコア板を複数枚積層することで構成されている。
ステータコア18aは、焼き嵌めによってモータハウジング13の内側に嵌め込まれることによりモータハウジング13に組み付けられている。この焼き嵌めは、まず、モータハウジング13を加熱膨張させてモータハウジング13の内径をステータコア18aの外径よりも大きくする。その後、モータハウジング13内にステータコア18aを予め定められた焼き嵌め位置まで挿入して、モータハウジング13の常温への移行に伴う収縮によってモータハウジング13の内周面13aをステータコア18aの外周面に圧接させることにより行われる。
モータハウジング13の底壁13eには、有蓋筒状のカバー部材19が取り付けられている。そして、モータハウジング13の底壁13eとカバー部材19とで区画された空間には、電動モータ16を駆動させるためのモータ駆動回路19aが収容されている。モータ駆動回路19aは、底壁13eの外面に密着した状態で取り付けられており、底壁13eと熱的に結合されている。よって、本実施形態では、圧縮部15、電動モータ16及びモータ駆動回路19aが、この順序で、回転軸14の回転軸線Lに沿って並ぶように配置されている。モータハウジング13の底壁13eには、気密端子19bが設けられている。気密端子19bとモータ駆動回路19aとは配線19cを介して電気的に接続されている。
モータハウジング13の内周面13aにおける軸支部材20と対向する部位には、圧縮部15側(モータハウジング13の開口側)の内径が、電動モータ16側の内径よりも広がるように段差13bが設けられている。段差13bは、環状に設けられている。つまり、モータハウジング13内には、段差13bによって、電動モータ16を収容する小径空間と、小径空間よりも大きい空間で本実施形態では圧縮部15が収容される大径空間が形成されることとなる。
モータハウジング13の内周面13aにおける吸入ポート13h側の部位には、モータハウジング13の軸方向に沿って延びる第1凹部31が形成されている。第1凹部31は、モータハウジング13の軸方向において、モータハウジング13の底壁13eからモータハウジング13の開口にかけて延びている。よって、第1凹部31は、モータハウジング13の軸方向においてステータコア18aと対向する部分から軸支部材20と対向する部分に亘って延びる凹部である。
図2及び図3に示すように、モータハウジング13の内周面13aにおいて、第1凹部31からモータハウジング13の周方向に所定の間隔だけ離れた位置には、第2凹部32が形成されている。さらに、モータハウジング13の内周面13aにおいて、第2凹部32からモータハウジング13の周方向に所定の間隔だけ離れた位置には、第3凹部33が形成されている。本実施形態では、第1凹部31、第2凹部32及び第3凹部33は、モータハウジング13の周方向に互いに120度ずつ離れた位置に配置されている。
図1において二点鎖線で示すように、第2凹部32及び第3凹部33は、モータハウジング13の軸方向において、モータハウジング13の底壁13eとステータコア18aにおける底壁13eと対向する端面との間からモータハウジング13の開口にかけて延びている。よって、第2凹部32及び第3凹部33は、モータハウジング13の軸方向においてステータコア18aと対向する部分から軸支部材20と対向する部分に亘って延びる凹部である。
図1及び図2に示すように、第1凹部31とステータコア18aの外周面との間には、箱状のクラスタブロック40が配設されている。クラスタブロック40は、絶縁性を有する材料(例えば樹脂材料)により形成されている。クラスタブロック40におけるステータコア18aと対向する面は、ステータコア18aの外周面に沿うように円弧状をなしており、ステータコア18aの軸方向に延びている。クラスタブロック40は、図示しない支持部によってステータコア18aに支持されている。
クラスタブロック40内には、接続端子40aが配設されている。接続端子40aの一端には、コイル18bから延びるU相、V相、W相の各リード線18cが接続されるとともに、接続端子40aの他端には、気密端子19bが接続されている。そして、モータ駆動回路19aによって制御された電力が、配線19c、気密端子19b、接続端子40a、リード線18cを介してコイル18bに供給され、電動モータ16が駆動する。
モータハウジング13内には、第1凹部31、クラスタブロック40及びステータコア18aの外周面によって、冷媒が流れる第1冷媒通路31aが形成されている。また、モータハウジング13内には、第2凹部32とステータコア18aの外周面とによって、冷媒が流れる第2冷媒通路32aが形成されている。さらに、モータハウジング13内には、第3凹部33とステータコア18aの外周面とによって、冷媒が流れる第3冷媒通路33aが形成されている。第1冷媒通路31aの流路断面積は、第2冷媒通路32a及び第3冷媒通路33aの流路断面積よりも大きくなっている。第2冷媒通路32a及び第3冷媒通路33aの流路断面積は同じになっている。
外部冷媒回路から吸入ポート13hを介してモータハウジング13内に吸入された冷媒は、第1冷媒通路31a、第2冷媒通路32a及び第3冷媒通路33aを流れて、例えば軸受保持部20aのフランジ部22に形成された貫通孔20pを介して圧縮室15cに吸入される。圧縮室15cに吸入された冷媒は、圧縮部15の駆動により圧縮室15c内で圧縮され、吐出ポート12hを介して外部冷媒回路へ吐出される。
図1に示すように、軸受保持部20aのフランジ部22は、モータハウジング13の内周面13aと対向する面に、筒部21の径方向(モータハウジング13の径方向)外側へ突出する規制凸部23を有している。つまり、軸受保持部20aのフランジ部22においてモータハウジング13の内周面13aと対向する面における規制凸部23以外の部分と、規制凸部23とによって段差22bが形成されている。そして、段差22bと段差13bが嵌め合わされることで、軸支部材20が、電動モータ16に向けて移動することが規制されている。つまり、規制凸部23は、モータハウジング13における大径空間内に配置され、フランジ部22においてモータハウジング13の内周面13aと対向する面における規制凸部23以外の部分は、モータハウジング13における小径空間内に配置されることとなる。
ここで、モータハウジング13の内周面13aに第1凹部31、第2凹部32及び第3凹部33が形成されていると、モータハウジング13の内周面13aのステータコア18aと当接する部分は、第1凹部31、第2凹部32及び第3凹部33に近くなればなるほどステータコア18aからモータハウジング13に作用する応力が小さくなる。
図3に示すように、本実施形態では、モータハウジング13の内周面13aに形成されている第1凹部31、第2凹部32及び第3凹部33が、モータハウジング13の軸方向において、ステータコア18aと対向する部分から軸支部材20と対向する部分に亘って延びている。すると、モータハウジング13の内周面13aにおける軸支部材20と対向する部分も、第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分が、2つの凹部近傍の部分の間の部分(第1凹部31近傍部分と第2凹部32近傍部分の間、第2凹部32近傍部分と第3凹部33近傍部分の間及び第3凹部33近傍部分と第1凹部31近傍部分との間)よりもモータハウジング13の径方向外側への変形量が少なくなる。このため、モータハウジング13の内周面13aにおける軸支部材20と対向する部位において、第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分が、他の部分よりもモータハウジング13の径方向内側に位置することとなる。
そこで、本実施形態の軸受保持部20aは、フランジ部22のモータハウジング13の内周面13aと対向する面における規制凸部23以外の部分に、モータハウジング13と当接するとともにモータハウジング13の周方向(フランジ部22の周方向)に間隔を空けて設けられる当接部25a,25b,25cを有している。また、軸受保持部20aは、フランジ部22のモータハウジング13の内周面13aと対向する面における規制凸部23以外の部分に、当接部25a,25b,25c間に設けられ当接部25a,25b,25cに対してモータハウジング13の径方向内側に凹む逃げ凹部24a,24b,24cを有している。
詳述すると、図3に示すように、当接部は、第1当接部25a、第2当接部25b、第3当接部25cからなり、逃げ凹部は、第1逃げ凹部24a、第2逃げ凹部24b、第3逃げ凹部24cとからなる。第1当接部25a、第2当接部25b及び第3当接部25cは、フランジ部22の周方向に互いに120度ずつ離れた位置に配置されている。したがって、第1逃げ凹部24a、第2逃げ凹部24b及び第3逃げ凹部24cも、フランジ部22の周方向に互いに120度ずつ離れた位置に配置されている。
第1当接部25a、第2当接部25b及び第3当接部25cは、規制凸部23よりもモータハウジング13の径方向内側に位置している。
そして、図3に示すように、軸受保持部20aは、第1逃げ凹部24a内に第1凹部31が位置し、第2逃げ凹部24b内に第2凹部32が位置し、第3逃げ凹部24c内に第3凹部33が位置するように、モータハウジング13内に配置されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図3に示すように、モータハウジング13の内周面13aにおける軸支部材20と対向する部位において、第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分が、他の部分よりもモータハウジング13の径方向内側に位置している。ここで、軸支部材20が、例えば、図3において二点鎖線で示す仮想円R1のような真円状である場合、軸支部材20は、モータハウジング13における第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分でのみ当接することになる。よって、軸支部材20の径方向への位置決めを精度良く行うことができない虞があり、回転軸14の軸心と軸支部材20の挿通孔20hの中心とが一致しない状態、すなわち、芯出しされていない状態になってしまう。
そこで、本実施形態では、軸支部材20においては、モータハウジング13における第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分との当接が第1逃げ凹部24a、第2逃げ凹部24b及び第3逃げ凹部24cによって避けられており、第1当接部25a、第2当接部25b及び第3当接部25cがモータハウジング13の内周面13aに当接する。このため、軸支部材20が、モータハウジング13における第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分でのみ当接する場合に比べると、軸支部材20の径方向への位置決めが精度良く行われる。その結果、回転軸14の軸心と軸支部材20の挿通孔20hの中心とが一致させ易くなる。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)軸支部材20は、モータハウジング13と当接するとともにモータハウジング13の周方向に間隔を空けて設けられる複数の当接部25a,25b,25cと、当該複数の当接部25a,25b,25c間に設けられ当接部25a,25b,25cに対してモータハウジング13の径方向内側に凹む逃げ凹部24a,24b,24cとを有する。そして、軸支部材20は、逃げ凹部24a,24b,24c内に凹部31,32,33が位置するようにモータハウジング13に配置される。これによれば、軸支部材20においては、モータハウジング13における第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分との当接が第1逃げ凹部24a、第2逃げ凹部24b及び第3逃げ凹部24cによって避けられており、第1当接部25a、第2当接部25b及び第3当接部25cがモータハウジング13の内周面13aに当接する。このため、軸支部材20が、モータハウジング13における第1凹部31の近傍部分、第2凹部32の近傍部分及び第3凹部33の近傍部分でのみ当接する場合に比べると、軸支部材20の径方向への位置決めを精度良く行うことができる。その結果、回転軸14の軸心と軸支部材20の挿通孔20hの中心とを一致させ易くすることができる。
(2)軸支部材20は、当接部を三つ有する。これによれば、当接部が一つ又は二つの場合に比べると、軸支部材20の径方向への位置決めをさらに精度良く行うことができ、回転軸14の軸心と軸支部材20の挿通孔20hの中心とをさらに一致させ易くすることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、例えば、第2当接部25b及び第3当接部25cを設けずに、第1当接部25aのみを設ける構成にしてもよく、当接部の数は適宜変更してもよい。
○ 実施形態において、例えば、第2凹部32及び第3凹部33を設けずに、第1凹部31のみが設けられている構成であってもよい。また、モータハウジング13の軸方向においてステータコア18aと対向する部分から軸支部材20と対向する部分に亘って延びる凹部が、第1凹部31、第2凹部32及び第3凹部33に加えてさらに設けられている構成であってもよい。要は、凹部の数は適宜変更してもよい。
○ 実施形態において、規制凸部23の外面に、第1逃げ凹部24a、第2逃げ凹部24b、第3逃げ凹部24c、第1当接部25a、第2当接部25b及び第3当接部25cを設ける構成にしてもよい。
○ 実施形態において、第1凹部31は、モータハウジング13の軸方向において、モータハウジング13の底壁13eからモータハウジング13の開口にかけて延びていなくてもよい。要は、第1凹部31は、モータハウジング13の軸方向においてステータコア18aと対向する部分から軸支部材20と対向する部分に亘って延びる凹部であればよい。
○ 実施形態において、第2凹部32及び第3凹部33は、モータハウジング13の軸方向において、モータハウジング13の底壁13eとステータコア18aにおける底壁13eと対向する端面との間からモータハウジング13の開口にかけて延びていなくてもよい。要は、第2凹部32及び第3凹部33は、モータハウジング13の軸方向においてステータコア18aと対向する部分から軸支部材20と対向する部分に亘って延びる凹部であればよい。
○ 実施形態において、第1冷媒通路31a、第2冷媒通路32a及び第3冷媒通路33aの流路断面積の大小関係を適宜変更してもよい。
○ 実施形態において、軸受保持部20aは、筒部21とフランジ部22とからなる構成に限定されず、ベアリング21aを保持でき、ハウジング11に当接することでハウジング11内の位置決めがなされるものであればよい。
○ 実施形態において、圧縮部15は、固定スクロール15aと可動スクロール15bとで構成されるタイプに限らず、例えば、ピストンタイプやベーンタイプなどに変更してもよい。
○ 実施形態において、電動圧縮機10は、車両空調装置に用いられなくてもよく、その他の空調装置に用いられてもよい。
10…電動圧縮機、11…ハウジング、13a…内周面、14…回転軸、15…圧縮部、16…電動モータ、18a…ステータコア、20…軸支部材、24a…逃げ凹部である第1逃げ凹部、24b…逃げ凹部である第2逃げ凹部、24c…逃げ凹部である第3逃げ凹部、25a…当接部である第1当接部、25b…当接部である第2当接部、25c…当接部である第3当接部、31…凹部である第1凹部、32…凹部である第2凹部、33…凹部である第3凹部。

Claims (2)

  1. 筒状のハウジングと、
    前記ハウジング内に収容される回転軸と、
    前記回転軸が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮部と、
    前記ハウジング内に収容され、前記回転軸を回転させる電動モータと、
    前記ハウジング内に収容され、前記回転軸を回転可能に前記ハウジングに支持する軸支部材と、を備え、
    前記電動モータは、前記電動モータのステータコアが前記ハウジングに焼き嵌めされており、
    前記ハウジングの内周面には、
    前記ハウジングの軸方向において前記ステータコアと対向する部分から前記軸支部材と対向する部分に亘って延びる凹部が設けられた電動圧縮機であって、
    前記軸支部材は、前記ハウジングと当接するとともに前記ハウジングの周方向に間隔を空けて設けられる複数の当接部と、当該複数の当接部間に設けられ前記当接部に対して前記ハウジングの径方向内側に凹む逃げ凹部とを有するとともに、当該逃げ凹部内に前記凹部が位置するように前記ハウジングに配置されることを特徴とする電動圧縮機。
  2. 前記軸支部材は、前記当接部を三つ以上有することを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機。
JP2015194034A 2015-09-30 2015-09-30 電動圧縮機 Active JP6531600B2 (ja)

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