JP2017089487A - 電動圧縮装置の設計方法及び電動圧縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮装置のハウジングに発生する振動を効果的に抑制する。【解決手段】電動圧縮装置１０の設計方法において、第１の工程では、ハウジング１６を囲繞するように３本のマウントボルト２２を画成する。第２の工程では、各マウントボルト２２の位置関係に基づき、各マウントボルト２２の重心点９４を被取付面２６上に同定する。第３の工程では、シャフト４６の軸方向視で、重心点９４とシャフト４６の中心点８６とを通過する仮想直線９６を仮設し、電動圧縮装置１０の振動モードの腹が仮想直線９６に沿うように、スクロール圧縮機構６０とハウジング１６との位置関係を設定する。【選択図】図６

Description

本発明は、電動機及びスクロール圧縮機構がハウジング内に収容された電動圧縮装置の設計方法、並びに、当該設計方法により設計された電動圧縮装置に関する。

一般に、電動圧縮装置は、ハウジング内に電動機及びスクロール圧縮機構が収容されてなる（例えば、特許文献１及び２参照）。スクロール圧縮機構は、電動機の回転軸に連結された旋回スクロールと、該旋回スクロールに適合する固定スクロールとを備える。ここで、回転軸の回転動作に伴って旋回スクロールが公転運動した場合、スクロール圧縮機構は、旋回スクロール及び固定スクロールの協働作用下に被圧縮流体を吸入圧縮することができる。

特開平９−５３５６５号公報 特開平１１−１５９３３８号公報

ところで、旋回スクロール及び固定スクロールの協働作用下に被圧縮流体を吸入圧縮する際、電動圧縮装置のハウジングが振動する。この振動は、旋回スクロール及び固定スクロールによって形成される圧縮室に取り込まれる被圧縮流体の圧縮反力と、公転運動の際に旋回スクロールが固定スクロールを径方向に押す押付力との合力である加振力が回転軸に作用することに起因して発生する。従って、このような振動を効果的に抑制できることが望ましい。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、電動圧縮装置のハウジングに発生する振動を効果的に抑制することができる電動圧縮装置の設計方法及び電動圧縮装置を提供することを目的とする。

本発明は、電動機、スクロール圧縮機構及びハウジングを具備する電動圧縮装置の設計方法に関する。前記スクロール圧縮機構は、前記電動機の回転軸の回転動作に伴って公転運動する旋回スクロールと、該旋回スクロールに適合する固定スクロールとを備え、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下に被圧縮流体を吸入圧縮する。前記ハウジングは、前記電動機及び前記スクロール圧縮機構を収容する。

そして、本発明に係る設計方法では、上記の目的を達成するため、ハウジング取付部画成工程、重心点同定工程及び位置関係設定工程を有する。

前記ハウジング取付部画成工程では、前記回転軸と略平行な平面上を延在する被取付面に対して、前記ハウジングを取り付けるハウジング取付部を、前記ハウジングを囲繞するように複数画成する。

前記重心点同定工程では、前記複数のハウジング取付部の位置関係に基づいて、該複数のハウジング取付部の重心点を前記被取付面上に同定する。

前記位置関係設定工程では、前記回転軸の軸方向視で、前記重心点と前記回転軸の中心点とを通過する仮想直線を仮設し、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下における前記電動圧縮装置の振動モードの腹を前記仮想直線に沿わせるように、前記スクロール圧縮機構と前記ハウジングとの位置関係を設定する。

前記重心点と前記中心点とを通る前記仮想直線の向きは、前記複数のハウジング取付部によって前記被取付面に固定される前記電動圧縮装置にとり、取付剛性が比較的高い方向であるとみなすことができる。従って、前記スクロール圧縮機構の動作に起因して、前記電動圧縮装置に加振力が作用する場合に、前記振動モードの腹を前記仮想直線に沿わせるように前記スクロール圧縮機構と前記ハウジングとの位置関係を設定すれば、当該電動圧縮装置に発生する振動を効果的に抑制することができる。

ここで、前記電動圧縮装置では、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールによって形成される圧縮室に取り込まれる前記被圧縮流体の圧縮反力と、前記公転運動の際に前記旋回スクロールが前記固定スクロールを径方向に押す押付力とに起因して、当該電動圧縮装置に加振力が作用する。そこで、前記振動モードの腹の向きを、前記加振力が最大になる向きに設定すれば、前記電動圧縮装置に発生する振動を効果的に抑制することができる。

また、前記電動機は、前記電動圧縮装置に備わる回路基板の制御下に回転動作可能である。この場合、前記ハウジングは、前記電動機及び前記回路基板を収容し、且つ、前記複数のハウジング取付部によって前記被取付面に固定される電動機側ハウジングと、該電動機側ハウジングに連なり、前記スクロール圧縮機構を収容する圧縮機構側ハウジングとから構成される。そして、前記位置関係設定工程では、前記電動機側ハウジングに対する前記圧縮機構側ハウジングの固定角度を調整することにより、最大になる前記加振力の向きを前記仮想直線に沿わせることが望ましい。

上述のように、前記電動機及び前記回路基板を収容する前記電動機側ハウジングが、前記複数のハウジング取付部によって前記被取付面に固定されている。そのため、前記スクロール圧縮機構は、前記複数のハウジング取付部の取り付け箇所（前記電動機の箇所）からオーバーハングした状態で、前記圧縮機構側ハウジングに収容される。これにより、前記スクロール圧縮機構が動作した際、前記加振力が前記回転軸に作用し、前記各ハウジング取付部の取り付け箇所を支点として前記ハウジング全体を回動させる大きな揺れを発生させるおそれがある。このような揺れは、前記ハウジング取付部を介して前記被取付面を揺動させる。

そこで、前記位置関係設定工程において、前記電動機側ハウジングに対する前記圧縮機構側ハウジングの固定角度を予め調整し、最大になる前記加振力の向きを前記仮想直線に沿わせることにより、前記ハウジングの振動及び前記被取付面の揺動を効果的に抑制することができる。

また、前記スクロール圧縮機構は、前記電動機の一端側に配置され、前記回路基板は、前記電動機の他端側に配置される。この場合、前記ハウジング取付部画成工程では、前記回路基板を避けるように、平面視で、３箇所の前記ハウジング取付部を画成すればよい。また、前記重心点同定工程では、３箇所の前記ハウジング取付部を仮想線で結ぶことにより三角形を画成し、該三角形の重心位置を前記被取付面に投影することにより前記重心点を該被取付面上に同定すればよい。

これにより、前記電動圧縮装置内部のレイアウトの関係上、前記スクロール圧縮機構をオーバーハングの状態に設定せざるを得ない場合でも、前記三角形の重心位置を前記被取付面に投影して前記重心点を同定することで、前記仮想直線を容易に設定することができる。

一方、本発明に係る電動圧縮装置において、前記ハウジングは、該ハウジングを囲繞するように複数配置されたハウジング取付部によって、前記回転軸と略平行な平面上を延在する被取付面に固定される。また、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下における前記電動圧縮装置の振動モードの腹が、前記回転軸の軸方向視で、前記複数のハウジング取付部の重心点と前記電動機の回転軸の中心点とを通過する仮想直線に沿うように、前記スクロール圧縮機構が前記ハウジングに位置決め固定されている。

このように設計された前記電動圧縮装置では、前記重心点と前記中心点とを通る前記仮想直線の向きが取付剛性の比較的高い方向である。また、前記振動モードの腹が前記仮想直線に沿わせるように設定されている。これにより、前記スクロール圧縮機構の動作に起因して前記電動圧縮装置に加振力が作用しても、当該電動圧縮装置に発生する振動を効果的に抑制することができる。

ここで、前記ハウジングは、前記電動機を収容し、且つ、前記複数のハウジング取付部によって前記被取付面に固定される電動機側ハウジングと、該電動機側ハウジングに連なり、前記スクロール圧縮機構を収容する圧縮機構側ハウジングとから構成されている。そして、前記圧縮機構側ハウジングは、前記スクロール圧縮機構の振動モードの腹が前記仮想直線に沿うように、前記電動機側ハウジングに対して位置決め固定されていることが好ましい。

前記複数のハウジング取付部は、前記電動機を収容する前記電動機側ハウジングを前記被取付面に固定する。そのため、前記スクロール圧縮機構は、前記複数のハウジング取付部の取り付け箇所（前記電動機の箇所）からオーバーハングした状態で、前記圧縮機構側ハウジングに収容される。これにより、前記スクロール圧縮機構が動作した際、前記加振力が前記回転軸に作用し、前記各ハウジング取付部の取り付け箇所を支点として前記ハウジング全体を回動させる大きな揺れを発生させるおそれがある。このような揺れは、前記ハウジング取付部を介して前記被取付面を揺動させる。

このような場合でも、最大になる前記加振力の向きを前記仮想直線に沿わせることにより、前記ハウジングの振動及び前記被取付面の揺動を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、複数のハウジング取付部の重心点と、回転軸の中心点とを通る仮想直線の向きは、各ハウジング取付部によって被取付面に固定される電動圧縮装置にとり、取付剛性が比較的高い方向であるとみなすことができる。従って、スクロール圧縮機構の動作に起因して、電動圧縮装置に加振力が作用する場合に、振動モードの腹を仮想直線に沿わせるようにスクロール圧縮機構とハウジングとの位置関係を設定すれば、当該電動圧縮装置に発生する振動を効果的に抑制することができる。

本実施の形態に係る設計方法により設計された電動圧縮装置の斜視図である。 図１の電動圧縮装置が被取付面に取り付けられた状態を示す正面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、シャフトに作用する加振力とマウントボルトとの位置関係を示す説明図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、本実施の形態に係る設計方法による振動の抑制対策を図示した説明図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、マウントボルトの他の配置を図示した断面図である。 図７Ａ及び図７Ｂに示す他の配置における加振力の向きを図示した正面図である。

以下、本発明に係る電動圧縮装置の設計方法につき、電動圧縮装置の関係で、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る電動圧縮装置の設計方法（以下、本実施の形態に係る設計方法ともいう。）により設計された電動圧縮装置１０の概略全体斜視図である。この電動圧縮装置１０は、電動機側ハウジング１２及び圧縮機構側ハウジング１４を含むハウジング１６を有する。

電動機側ハウジング１２には、被圧縮流体としての冷媒を内部に導入するための冷媒導入口１８が形成されている。一方、圧縮機構側ハウジング１４には、冷媒を外部に導出するための冷媒導出口２０が形成されている。従って、冷媒導入口１８を有する電動機側ハウジング１２が冷媒の流通方向の上流側であり、冷媒導出口２０を有する圧縮機構側ハウジング１４が冷媒の流通方向の下流側である。

図２に示すように、電動機側ハウジング１２は、ハウジング取付部としてのマウントボルト２２によって、自動車のエンジン又は車体フレーム等のワーク２４の被取付面２６に取り付けられている。図１〜図３に示すように、電動機側ハウジング１２には、上側に１箇所、下側に２箇所の挿通孔２８が形成されている。３本のマウントボルト２２が挿通孔２８を挿通してワーク２４に螺着することにより、電動機側ハウジング１２が被取付面２６に固定される。そのため、ハウジング１６中、電動機側ハウジング１２は、機械的強度が比較的高い部分とみなすことができる。

次に、電動圧縮装置１０の内部構造について、図３を参照しながら説明する。

電動機側ハウジング１２は、冷媒の流通方向の上流側及び下流側の各端部が開口した中空体からなる。上流側の開口は、カバー部材３０によって閉塞されている。一方、下流側の開口は、ミドルハウジング３２で覆われている。ミドルハウジング３２は、ハウジング１６内を電動機側ハウジング１２の中空部分と圧縮機構側ハウジング１４の中空部分とに仕切ると共に、電動機側ハウジング１２と圧縮機構側ハウジング１４とを連結する。

電動機側ハウジング１２内には、内壁と一体的に連なる隔壁部３４が設けられる。この隔壁部３４により、電動機側ハウジング１２内が上流側の回路室３６と下流側の電動機室３８とに区分される。回路室３６には回路基板４０が収容されている。３本のマウントボルト２２は、回路基板４０を収容する回路室３６を避けるように、電動機側ハウジング１２に配置されている。一方、電動機室３８には電動機４２が収容されている。電動機４２は、回路基板４０の制御作用下に回転動作可能である。なお、図１の冷媒導入口１８は電動機室３８に連通している。

電動機４２は、電動機側ハウジング１２内で位置決め固定され且つ環状に形成されたステータ４４と、冷媒の流通方向に沿って延在する回転軸としてのシャフト４６と、シャフト４６に外嵌され且つ該シャフト４６と一体的に回転動作するロータ４８とを有する。ステータ４４は、図示しない電磁コイルを有し、一方で、ロータ４８は、図示しない永久磁石を保持する。回路基板４０から電磁コイルへの通電によって形成される磁界（交番磁界）に対して、永久磁石が吸引乃至反発することにより、ロータ４８は、シャフト４６と一体的に回転動作する。

隔壁部３４の電動機室３８側の端面には、圧縮機構側ハウジング１４に指向して円環状に突出した軸受部５０が設けられる。軸受部５０には、シャフト４６の長手方向に沿って有底の軸受穴５２が形成される。シャフト４６の上流側端部は、軸受穴５２に設けられた中空円筒状の滑り軸受５４に軸支される。また、シャフト４６の下流側端部は、ミドルハウジング３２に設けられた軸受５６に軸支される。

一方、図３及び図４に示すように、圧縮機構側ハウジング１４には、スクロール圧縮機構６０が収容される。なお、前述のように、電動機側ハウジング１２が３本のマウントボルト２２によって被取付面２６に固定されている。そのため、電動圧縮装置１０において、圧縮機構側ハウジング１４及びスクロール圧縮機構６０は、電動機側ハウジング１２からオーバハングした状態で設けられる。

ここで、スクロール圧縮機構６０につき説明すると、該スクロール圧縮機構６０は、旋回スクロール６２と固定スクロール６４とを組み合わせて構成される。

一層具体的には、旋回スクロール６２は、円形の鏡板６６と、該鏡板６６に渦巻き状に立設された旋回翼６８とを有する。鏡板６６には、シャフト４６の偏心ピン部７０が滑り軸受７２を介して連結される。

ここで、ミドルハウジング３２には、図示しない自転防止ピンが設けられると共に、鏡板６６には、図示しない自転防止リング穴が設けられている。この場合、自転防止ピンと自転防止リング穴との係合により自転防止機構が構成される。鏡板６６は、この自転防止機構を中心に公転運動が可能であり、自転防止ピンと自転防止リング穴との係合により、鏡板６６の自転方向への最大変位量が設定される。なお、自転防止機構は、周知であるため（例えば、特開平５−３２１８５０号公報、特開２００９−１５６２１４号公報参照）、その詳細な説明は省略する。

一方、固定スクロール６４は、鏡板６６に対向するように圧縮機構側ハウジング１４内に位置決め固定された円形の鏡板７４と、該鏡板７４に渦巻き状に立設された固定翼７６とを有する。

図４に示すように、旋回翼６８と固定翼７６は、一方の渦巻きの間に他方の渦巻きが進入するようにして組み合わされる。旋回翼６８と固定翼７６との協働によって圧縮室７８が形成されると共に、スクロール圧縮機構６０の外周端に、互いに略１８０°離間した２箇所の冷媒取込口８０が形成される。

そして、図３及び図４を参照すると、電動圧縮装置１０では、回路基板４０からステータ４４の電磁コイルへの通電を開始することにより、シャフト４６が回転動作し、電動機４２の駆動が開始される。シャフト４６の回転動作に伴い、当該シャフト４６に連結された旋回スクロール６２が公転運動を行う。これにより、図４の冷媒取込口８０から冷媒が圧縮室７８に取り込まれ、旋回スクロール６２及び固定スクロール６４の協働作用下に圧縮室７８の容積が低減することに伴い、冷媒が圧縮される。

圧縮された冷媒は、図３及び図４に示すように、内周端に形成された冷媒吐出孔８２に到達し、スクロール圧縮機構６０から図１の冷媒導出口２０を介して外部に吐出される。なお、冷媒吐出孔８２には逆止弁８４が配設される。

電動圧縮装置１０は、基本的には以上のように構成され動作する。次に、本実施の形態に係る設計方法について説明する。

図５Ａ及び図５Ｂは、本実施の形態に係る設計方法の前提に関する説明図であり、回転軸としてのシャフト４６の軸方向から電動圧縮装置１０を見た場合を図示したものである。図５Ａ及び図５Ｂでは、電動圧縮装置１０については、シャフト４６のみ模式化して図示すると共に、マウントボルト２２については、被取付面２６に直交し且つ水平に延びる棒状部材として模式化して図示する。

電動圧縮装置１０は、図１〜図３に示すように、３本のマウントボルト２２によりワーク２４の被取付面２６に固定されている。また、圧縮機構側ハウジング１４及びスクロール圧縮機構６０は、電動機側ハウジング１２からオーバハングした状態で設けられる。

そのため、シャフト４６の回転に伴って、スクロール圧縮機構６０による冷媒の圧縮が開始されると、シャフト４６には、撓み力が発生する。この撓み力は、図４に示すように、旋回スクロール６２及び固定スクロール６４の協働作用下に圧縮室７８に吸入される冷媒の圧縮反力（圧縮室７８の容積低下に伴って圧縮される冷媒の反発力）と、旋回スクロール６２の公転運動の際に旋回スクロール６２が固定スクロール６４を径方向に押す押付力とに起因して、シャフト４６に加わる加振力である。

圧縮反力と押付力との合力である加振力がシャフト４６に作用することにより、当該シャフト４６を中心として電動圧縮装置１０（を構成するハウジング１６）を振動させ、電動圧縮装置１０を固定する被取付面２６を揺動させる。なお、図４では、一例として、水平方向に作用する加振力のベクトルを図示している。この場合、加振力は、シャフト４６を水平方向に回動させ、ハウジング１６及び被取付面２６を水平方向に振動させる。

ここで、図５Ａに矢印で示すように、シャフト４６に上方向の加振力が作用する場合、シャフト４６の軸方向視で、加振力の方向とマウントボルト２２とが直交している。この結果、ハウジング１６に発生する振動を抑えることができず、電動圧縮装置１０は、上下方向に大きく揺れるおそれがある。

一方、図５Ｂに矢印で示すように、シャフト４６に水平方向の加振力が作用する場合、シャフト４６の軸方向視で、加振力の方向とマウントボルト２２とが略一致する。この結果、ハウジング１６に発生する振動を抑えて、電動圧縮装置１０の水平方向の揺れを小さくすることができる。

すなわち、マウントボルト２２は、被取付面２６に対して電動機側ハウジング１２を水平方向に固定している。そのため、電動圧縮装置１０は、水平方向の剛性が高いとみなすことができる。従って、マウントボルト２２が延在し且つ剛性の高い水平方向に加振力の方向を合わせることにより、ハウジング１６に発生する振動を抑えて、被取付面２６の揺動を小さくすることが可能になる。

但し、前述の図１〜図３に示すような電動圧縮装置１０においては、電動機側ハウジング１２が３本のマウントボルト２２によって被取付面２６に取り付けられている。また、圧縮機構側ハウジング１４及びスクロール圧縮機構６０は、電動機側ハウジング１２からオーバハングしている。さらに、スクロール圧縮機構６０の動作に起因して、シャフト４６に加振力が作用する。このような場合、単純に、マウントボルト２２が延びる方向と加振力の方向とを合わせるだけでは、電動圧縮装置１０に発生する振動を効果的に低減することができない。

そこで、本実施の形態に係る設計方法では、電動機側ハウジング１２に対する各マウントボルト２２の位置関係を考慮し、電動圧縮装置１０の剛性が高い方向と、シャフト４６に作用する加振力が最大となる向き（電動圧縮装置１０における振動モードの腹の向き）とを合わせることにより、電動圧縮装置１０の振動を効果的に低減するようにしている。

ここで、本実施の形態に係る設計方法について、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら具体的に説明する。

図６Ａは、シャフト４６の軸方向から見た説明図であり、図６Ｂは、電動圧縮装置１０を側面から見た説明図である。図６Ａでは、電動圧縮装置１０については、シャフト４６、及び、該シャフト４６の中心点８６のみ図示し、一方で、マウントボルト２２は、被取付面２６に直交し且つ水平に延びる棒状部材として模式化している。また、図６Ｂでは、電動圧縮装置１０について、シャフト４６及びスクロール圧縮機構６０を模式化して図示すると共に、シャフト４６の中心線８８を図示している。なお、中心点８６は、図６Ａの軸方向視で、シャフト４６の軸方向の中心線８８と、シャフト４６を上下方向に通る中心線８９との交点である。

本実施の形態に係る設計方法は、例えば、図示しないコンピュータを用いたＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）による電動圧縮装置１０の設計に適用される。

当該設計方法では、先ず、第１の工程（ハウジング取付部画成工程）において、実際の自動車のエンジン又は車体フレーム等に相当する所要（所定）の被取付面２６を規定する。次いで、被取付面２６と略平行な平面を延在するように、シャフト４６の中心線８８を規定する。その上で、図６Ｂに示すように、被取付面２６に電動機側ハウジング１２（図１〜図３参照）を固定するためのマウントボルト２２を、電動機側ハウジング１２を囲繞するように３本配置（画成）する。

次に、第２の工程（重心点同定工程）において、図６Ｂに示すように、側面視で、３本のマウントボルト２２を頂点とし、且つ、各頂点を結ぶ仮想線（図６Ｂでは実線で図示）からなる三角形９０を画成し、当該三角形９０の重心位置９２を特定する。

図６Ａに示すように、マウントボルト２２は、被取付面２６に対して垂直に且つ水平方向に延びている。そのため、前記三角形９０は、被取付面２６上に形成される三角形とみなすこともできる。そこで、第２の工程では、重心位置９２を被取付面２６に投影することにより、各マウントボルト２２を頂点とする三角形９０の重心点９４を被取付面２６上に同定する。

次に、第３の工程（位置関係設定工程）では、図６Ａに示すように、三角形９０の重心点９４（重心位置９２）と、シャフト４６の中心点８６とを通過する仮想直線９６を仮設する。その上で、第３の工程では、図２及び図６Ａに示すように、旋回スクロール６２及び固定スクロール６４の協働作用下に電動圧縮装置１０に作用する加振力が最大になる方向（電動圧縮装置１０に発生する振動の振動モードの腹の向き）が、仮想直線９６に沿うように、スクロール圧縮機構６０とハウジング１６（を構成する電動機側ハウジング１２及び圧縮機構側ハウジング１４）との位置関係を設定する。

すなわち、電動機側ハウジング１２は、３本のマウントボルト２２によって被取付面２６に取り付けられることにより、取付剛性を確保している。そのため、３本のマウントボルト２２から構成される三角形９０の重心位置９２及び重心点９４の箇所では、加振力に起因した揺れが小さくなる。従って、重心点９４と中心点８６とを通過する仮想直線９６の向きと、加振力が最も大きくなる方向とを合わせることにより、電動圧縮装置１０の振動及び被取付面２６の揺動を低減することができる。

そこで、第３の工程では、電動機側ハウジング１２に対して、圧縮機構側ハウジング１４、ミドルハウジング３２及びスクロール圧縮機構６０を一体的に回転させることにより、電動機側ハウジング１２に対する圧縮機構側ハウジング１４の固定角度を調整する。従って、第３の工程では、振動モードの腹の向き（加振力が最大になる向き）が仮想直線９６に沿う回転角度にまで、圧縮機構側ハウジング１４、ミドルハウジング３２及びスクロール圧縮機構６０を一体的に回転させた後に、電動機側ハウジング１２に対して位置決め固定する。このように、振動モードの腹の向きを仮想直線９６に合わせることにより、電動圧縮装置１０の振動及び被取付面２６の揺動を小さくすることができる。

なお、本実施の形態に係る設計方法は、上記の説明に限定されることはなく、種々の変更が可能である。

すなわち、前述の説明では、３本のマウントボルト２２で電動機側ハウジング１２を被取付面２６に固定することにより、圧縮機構側ハウジング１４及びスクロール圧縮機構６０がオーバハングする場合の設計方法について説明した。

本実施の形態に係る設計方法は、図７Ａ及び図７Ｂのようなマウントボルト２２の配置にも適用可能である。

図７Ａでは、側面視で、３本のマウントボルト２２のうち、１本のマウントボルト２２がシャフト４６の中心線８８上に配置され、他の２本のマウントボルト２２が圧縮機構側ハウジング１４に配置される場合を図示したものである。この場合、他の２本のマウントボルト２２は、中心線８８に対して上下方向に略等距離の位置に配置されている。

なお、図７Ａにおいて、二点鎖線で図示したハウジング１６全体を囲繞する略Ｕ字状の部分は、当該ハウジング１６の一部分を模式的に図示したものである。すなわち、図７Ａでは、説明の便宜上、図３の断面図に二点鎖線のＵ字状部分を付加することにより、３本のマウントボルト２２の他の配置形態を模式的に図示している。

従って、図７Ａでは、圧縮機構側ハウジング１４及びスクロール圧縮機構６０のオーバハングは発生しない。また、上記のように３本のマウントボルト２２が配置されるので、３本のマウントボルト２２を頂点とする三角形９８は、中心線８８に対して線対称の二等辺三角形となる。そのため、当該三角形９８の重心位置１００は、中心線８８上に設けられる。

この結果、図７Ａの場合は、図８に示すように、重心位置１００を被取付面２６に投影した重心点１０２と、シャフト４６の中心点８６とを通る仮想直線１０４は、マウントボルト２２と略平行となる。これにより、マウントボルト２２が延びる方向（仮想直線１０４の方向）に、両矢印で示す振動モードの腹の向きを合わせることで、電動圧縮装置１０に発生する振動を容易に低減することができる。

一方、図７Ｂでは、側面視で、４本のマウントボルト２２により電動圧縮装置１０が被取付面２６に固定される。４本のマウントボルト２２のうち、一方の２本のマウントボルト２２は、電動機側ハウジング１２における中心線８８に対して上下方向に略等距離の位置にそれぞれ配置される。他方の２本のマウントボルト２２は、圧縮機構側ハウジング１４における中心線８８に対して上下方向に略等距離の位置にそれぞれ配置される。

従って、図７Ｂにおいても、圧縮機構側ハウジング１４及びスクロール圧縮機構６０のオーバハングは発生しない。また、上記のように４本のマウントボルト２２が配置されることにより、４本のマウントボルト２２を頂点とする四角形１０６が形成される。四角形１０６は、中心線８８に対して線対称の長方形となる。そのため、当該四角形１０６の重心位置１０８は、中心線８８上に設けられる。

この結果、図７Ｂの場合でも、図８に示すように、重心位置１０８を被取付面２６に投影した重心点１１０と、シャフト４６の中心点８６とを通る仮想直線１１２は、マウントボルト２２と略平行となる。これにより、マウントボルト２２が延びる方向（仮想直線１１２の方向）に、両矢印で示す振動モードの腹の向きを合わせることで、電動圧縮装置１０に発生する振動を容易に低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る設計方法によれば、重心点９４、１０２、１１０と中心点８６とを通る仮想直線９６、１０４、１１２の向きは、複数のマウントボルト２２によって被取付面２６に固定される電動圧縮装置１０にとり、取付剛性が比較的高い方向であるとみなすことができる。従って、スクロール圧縮機構６０の動作に起因して、電動圧縮装置１０に加振力が作用する場合に、振動モードの腹を仮想直線９６、１０４、１１２に沿わせるようにスクロール圧縮機構６０とハウジング１６との位置関係を設定すれば、当該電動圧縮装置１０に発生する振動を効果的に抑制することができる。

また、電動圧縮装置１０では、旋回スクロール６２及び固定スクロール６４によって形成される圧縮室７８に取り込まれる冷媒の圧縮反力と、公転運動の際に旋回スクロール６２が固定スクロール６４を径方向に押す押付力とに起因して、シャフト４６に加振力が作用する。そこで、振動モードの腹の向きを、このシャフト４６への加振力が最大になる向きに設定すれば、電動圧縮装置１０に発生する振動を効果的に抑制することができる。

さらに、図３の場合、複数のマウントボルト２２は、電動機４２及び回路基板４０を収容する電動機側ハウジング１２を被取付面２６に固定する。そのため、スクロール圧縮機構６０は、複数のマウントボルト２２の取り付け箇所（電動機４２の箇所）からオーバーハングした状態で、圧縮機構側ハウジング１４に収容される。この結果、スクロール圧縮機構６０が動作した際、加振力がシャフト４６に作用し、各マウントボルト２２の取り付け箇所を支点としてハウジング１６全体を回動させる大きな揺れが発生し得る。このような揺れは、３本のマウントボルト２２を介して被取付面２６を揺動させる。

そこで、第３の工程では、電動機側ハウジング１２に対する圧縮機構側ハウジング１４の固定角度を予め調整し、最大になる加振力の向きを仮想直線９６に沿わせることにより、ハウジング１６の振動及び被取付面２６の揺動を効果的に抑制することができる。

さらにまた、電動圧縮装置１０内部のレイアウトの関係上、スクロール圧縮機構６０をオーバーハングの状態に設定せざるを得ない場合であっても、三角形９０の重心位置９２を被取付面２６に投影して重心点９４を同定することで、電動圧縮装置１０に発生する振動を抑制可能な仮想直線９６を容易に設定することができる。

従って、本実施の形態の設計方法により設計された電動圧縮装置１０では、重心点９４、１０２、１１０と中心点８６とを通る仮想直線９６、１０４、１１２が取付剛性の比較的高い方向であり、振動モードの腹が仮想直線９６、１０４、１１２に沿わせるように設定されている。これにより、スクロール圧縮機構６０の動作に起因して電動圧縮装置１０に加振力が作用しても、電動圧縮装置１０に発生する振動を効果的に抑制することができる。

また、複数のマウントボルト２２は、電動機４２を収容する電動機側ハウジング１２を被取付面２６に固定する。そのため、スクロール圧縮機構６０は、複数のマウントボルト２２の取り付け箇所（電動機４２の箇所）からオーバーハングした状態で、圧縮機構側ハウジング１４に収容される。これにより、スクロール圧縮機構６０が動作した際、加振力がシャフト４６に作用し、各マウントボルト２２の取り付け箇所を支点としてハウジング１６全体を回動させる大きな揺れが発生し得る。このような揺れは、３本のマウントボルト２２を介して被取付面２６を揺動させる。このような場合でも、最大になる加振力の向きを仮想直線９６に沿わせることにより、ハウジング１６の振動及び被取付面２６の揺動を効果的に抑制することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０…電動圧縮装置 １２…電動機側ハウジング
１４…圧縮機構側ハウジング １６…ハウジング
２２…マウントボルト（ハウジング取付部）
２６…被取付面 ３２…ミドルハウジング
４０…回路基板 ４２…電動機
４６…シャフト（回転軸） ６０…スクロール圧縮機構
６２…旋回スクロール ６４…固定スクロール
７８…圧縮室 ８６…中心点
８８、８９…中心線 ９０、９８…三角形
９２、１００、１０８…重心位置 ９４、１０２、１１０…重心点
９６、１０４、１１２…仮想直線 １０６…四角形

Claims (6)

1. 電動機と、
   該電動機の回転軸の回転動作に伴って公転運動する旋回スクロール、及び、該旋回スクロールに適合する固定スクロールを備え、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下に被圧縮流体を吸入圧縮するスクロール圧縮機構と、
   前記電動機及び前記スクロール圧縮機構を収容するハウジングと、
   を具備する電動圧縮装置の設計方法において、
   前記回転軸と略平行な平面上を延在する被取付面に対して、前記ハウジングを取り付けるハウジング取付部を、前記ハウジングを囲繞するように複数画成するハウジング取付部画成工程と、
   前記複数のハウジング取付部の位置関係に基づいて、該複数のハウジング取付部の重心点を前記被取付面上に同定する重心点同定工程と、
   前記回転軸の軸方向視で、前記重心点と前記回転軸の中心点とを通過する仮想直線を仮設し、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下における前記電動圧縮装置の振動モードの腹を前記仮想直線に沿わせるように、前記スクロール圧縮機構と前記ハウジングとの位置関係を設定する位置関係設定工程と、
   を有することを特徴とする電動圧縮装置の設計方法。
2. 請求項１記載の電動圧縮装置の設計方法において、
   前記旋回スクロール及び前記固定スクロールによって形成される圧縮室に取り込まれる前記被圧縮流体の圧縮反力と、前記公転運動の際に前記旋回スクロールが前記固定スクロールを径方向に押す押付力とに起因して、前記電動圧縮装置に加振力が作用し、
   前記振動モードの腹の向きは、前記加振力が最大になる向きであることを特徴とする電動圧縮装置の設計方法。
3. 請求項２記載の電動圧縮装置の設計方法において、
   前記電動機は、前記電動圧縮装置に備わる回路基板の制御下に回転動作可能であり、
   前記ハウジングは、前記電動機及び前記回路基板を収容し、且つ、前記複数のハウジング取付部によって前記被取付面に固定される電動機側ハウジングと、該電動機側ハウジングに連なり、前記スクロール圧縮機構を収容する圧縮機構側ハウジングとから構成され、
   前記位置関係設定工程では、前記電動機側ハウジングに対する前記圧縮機構側ハウジングの固定角度を調整することにより、最大になる前記加振力の向きを前記仮想直線に沿わせることを特徴とする電動圧縮装置の設計方法。
4. 請求項３記載の電動圧縮装置の設計方法において、
   前記スクロール圧縮機構は、前記電動機の一端側に配置され、
   前記回路基板は、前記電動機の他端側に配置され、
   前記ハウジング取付部画成工程では、前記回路基板を避けるように、平面視で、３箇所の前記ハウジング取付部を画成し、
   前記重心点同定工程では、３箇所の前記ハウジング取付部を仮想線で結ぶことにより三角形を画成し、該三角形の重心位置を前記被取付面に投影することにより前記重心点を該被取付面上に同定することを特徴とする電動圧縮装置の設計方法。
5. 電動機と、
   該電動機の回転軸に連設された旋回スクロール、及び、該旋回スクロールに適合される固定スクロールを備え、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下に被圧縮流体を吸入圧縮するスクロール圧縮機構と、
   前記電動機及び前記スクロール圧縮機構を収容するハウジングと、
   を具備する電動圧縮装置において、
   前記ハウジングは、該ハウジングを囲繞するように複数配置されたハウジング取付部によって、前記回転軸と略平行な平面上を延在する被取付面に固定され、
   前記旋回スクロール及び前記固定スクロールの協働作用下における前記電動圧縮装置の振動モードの腹が、前記回転軸の軸方向視で、前記複数のハウジング取付部の重心点と前記電動機の回転軸の中心点とを通過する仮想直線に沿うように、前記スクロール圧縮機構が前記ハウジングに位置決め固定されていることを特徴とする電動圧縮装置。
6. 請求項５記載の電動圧縮装置において、
   前記ハウジングは、前記電動機を収容し、且つ、前記複数のハウジング取付部によって前記被取付面に固定される電動機側ハウジングと、該電動機側ハウジングに連なり、前記スクロール圧縮機構を収容する圧縮機構側ハウジングとから構成され、
   前記圧縮機構側ハウジングは、前記スクロール圧縮機構の振動モードの腹が前記仮想直線に沿うように、前記電動機側ハウジングに対して位置決め固定されていることを特徴とする電動圧縮装置。

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