JP2017129057A - 電動コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】車両に加わる外力から電動コンプレッサを確実に保護する。
【解決手段】ハウジングの電動モータ５の回転方向に間隔をおいた箇所にそれぞれ形成された一対の取付脚７ａの間に、ハウジングと一体にリブ７ｅを突設した。このリブ７ｅは、先端７ｇがハウジングの外形よりも最も外側の位置に配置される突起部７ｆと、突起部７ｆと各取付脚７ａとの間をそれぞれ接続する一対の接続部７ｈとを有している。リブ７ｅの突起部７ｆは、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａの貫通孔７ｂの中心間を結ぶ直線Ｃ上よりも電動モータ５の回転軸方向Ｘにオフセットして配置した。回転軸方向Ｘにオフセットさせた突起部７ｆは、例えば、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａのハウジングに対する接続部分の存在範囲Ｗａ内で、かつ、ハウジングに対する圧縮機構３や電動モータ５の圧入部分の範囲Ｗｂ，Ｗｃ内に配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される冷凍サイクル用のコンプレッサに係り、特に、電動モータを動力源とする電動コンプレッサに関する。

車両の冷凍サイクルに用いるコンプレッサは、一般に、エンジンルームに配置されてエンジンブロック等に取り付けられる。このような車載型のコンプレッサの中には、冷媒の圧縮機構の動力源として電動モータを有する電動コンプレッサがあり、電動モータやその駆動回路には電源からの電力が供給される。この電力は、車両の動力アシスト又は動力としてモータを用いるハイブリッド車両（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）では、５０〜４００Ｖの高電圧となる。

そこで、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）において、衝突等により車両に過大な外力が加わった場合に電動コンプレッサのハウジングの損傷で高電圧の漏電が生じないように、カバーで電動コンプレッサを保護することが既に提案されている。その提案では、電動コンプレッサのハウジングの駆動回路が収容される部分にカバーを取り付け、カバーに達した外力をカバーによって駆動回路側から反らすことで、駆動回路を保護するようにしている（例えば、特許文献１）。

特許第４９５８９８８号公報

上述した提案の技術では、外力を一旦カバーで受けることから、度合いはともあれ構造的には、カバーやカバーを取り付けた電動コンプレッサのハウジングが、車外から加わった外力を受けることになる。したがって、カバーによる外力の方向変換機能が外力の大きさに対して十分でないと、それを補う剛性を電動コンプレッサのハウジングが有していない場合は、駆動回路を確実に外力から保護することができない。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、車両に加わる外力から電動コンプレッサを確実に保護することができる電動コンプレッサを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の電動コンプレッサは、
冷媒の圧縮機構と該圧縮機構を駆動する電動モータとをハウジングに収容した電動コンプレッサにおいて、
前記ハウジングに一体に形成されて該ハウジングにおける前記電動モータの周方向に間隔をおいた箇所にそれぞれ配置され、前記ハウジングの取付対象にそれぞれ当接させて取り付けられる一対の取付脚と、
前記ハウジングの前記一対の取付脚間の部分から該ハウジングの外方に突設され、先端が前記ハウジングの外形よりも外側に配置されるリブと、
を備える。

本発明によれば、車両に加わる外力から電動コンプレッサを確実に保護することができる。

本発明の一実施形態に係る電動コンプレッサを示す正面図である。 図１に示す電動コンプレッサの車両における配置を示す説明図である。 図１のＡ方向矢視図である。 図３のリブ及び取付脚の形状を示すハウジングの要部拡大斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電動コンプレッサを示す側面図である。

図１に示す本実施形態の電動コンプレッサ１は、圧縮機構３及び電動モータ５が収容されるハウジング７を有しており、ハウジング７には電動モータ５の駆動回路９も収容される。なお、ハウジング７に収容された圧縮機構３及び電動モータ５は圧入によって、ハウジング７の内部に電動モータ５の回転軸方向Ｘにおいて固定される。

圧縮機構３は、詳細な図示を省略するが、例えば、シリンダブロック内でのロータの回転により両者間に形成される空間の容積を変化させることで、空間内の冷媒を圧縮するものである。

電動モータ５は、圧縮機構３のロータを回転させるもので、電動モータ５には圧縮機構３のロータの回転軸が接続されている。電動モータ５の駆動回路９は、不図示の直流電源の電力を交流に変換して電動モータ５に供給するインバータ回路とそのコントローラ等を有している。電動モータ５やその駆動回路９には、５０〜４００Ｖの高電圧が不図示の直流電源から供給される。

上述した電動コンプレッサ１は、図２の説明図に拡大して示すハイブリッド車両（ＨＥＶ）１０のエンジンルーム１１内の説明図のように、左右のサイドメンバー１３，１３間にモータジェネレータ１５と共に収容されたエンジン１７に対して固定される。この状態で電動コンプレッサ１は、車両１０の前方のラジエータ１９との間に間隔をおいて、エンジンルーム１１内に収容される。

このような車両１０では、他の車両との衝突等によってエンジンルーム１１に外部からの過大な力（外力）が加わると、例えば、左右のサイドメンバー１３，１３の前端間に架設したバンパーエプロン２１やこれに取り付けたラジエータ１９の変形や移動により、それらの後方に収容された電動コンプレッサ１に外力の衝撃が伝わる。

そこで、本実施形態１では、図１に示すように、エンジン１７に対して電動コンプレッサ１を固定するためにハウジング７に一体形成した３箇所の取付脚７ａを利用して、外力の衝撃から電動コンプレッサ１を保護するようにしている。

以下、ハウジング７の図１中上下両側に形成した一対の取付脚７ａを例に取って、電動コンプレッサ１のエンジン１７に対する固定や外力の衝撃からの保護について説明する。

図３は、図１に示すＡ方向から見た電動コンプレッサ１の矢視図である。図３に示す一対の取付脚７ａは、ハウジング７の電動モータ５の回転方向Ｒ（図３参照）に間隔をおいた箇所にそれぞれ形成されている。各取付脚７ａは、取付ボルト２５を挿通する貫通孔７ｂを中心に有する筒状に形成されている。貫通孔７ｂは、エンジン１７が固定されたマウント２７（請求項中の取付対象に相当）に当接される当接部７ｃと後述する取付ボルト２５の頭部２５ａが挿入される係止部７ｄとにそれぞれ開口している。

当接部７ｃは、ハウジング７をマウント２７から離間させるためにハウジング７の外形よりも外側に突出した位置に配置されている。係止部７ｄは、ハウジング７の外形よりも内側の位置に配置されている。なお、ハウジング７の図１中右側に形成したもう一つの取付脚７ａも同様に構成されている。

各取付脚７ａにおいてハウジング７をエンジン１７のマウント２７に取り付けるのに用いられる取付ボルト２５は、取付脚７ａの係止部７ｄに係止される頭部２５ａを一端に有しており、他端にはねじ部２５ｂを有している。ねじ部２５ｂは、頭部２５ａに連設された軸部２５ｃの先端に形成されている。ねじ部２５ｂは、取付ボルト２５の軸部２５ｃをねじ部２５ｂ側から取付脚７ａの貫通孔７ｂに挿通して、頭部２５ａを係止部７ｄに係止させた状態で、当接部７ｃから突出する。そして、当接部７ｃが当接したエンジン１７のマウント２７に締結される。

このように、各取付脚７ａに挿通した取付ボルト２５のねじ部２５ｂをエンジン１７のマウント２７に締結することで、電動コンプレッサ１がエンジン１７に対して固定される。エンジン１７に対して固定された電動コンプレッサ１は、図２に示すように、エンジン１７の前方に配置され、ラジエータ１９との間に間隔をおいてエンジンルーム１１内に収容される。

そして、図３に示すように、ハウジング７の、電動モータ５の回転方向Ｒに間隔をおいた箇所にそれぞれ形成された一対の取付脚７ａの間には、ハウジング７と一体にリブ７ｅが突設されている。

リブ７ｅは、先端７ｇ（請求項中のリブの先端に相当）がハウジング７の外形よりも最も外側の位置に配置される突起部７ｆと、突起部７ｆと各取付脚７ａとの間をそれぞれ接続する一対の接続部７ｈとを有している。各接続部７ｈの先端は、図４の斜視図に示すように、突起部７ｆから各取付脚７ａに向かうにつれてハウジング７からの突出高さが低くなるテーパ面７ｉによって構成されている。

なお、リブ７ｅの突起部７ｆは、図１に示すように、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａの貫通孔７ｂの中心間を結ぶ直線Ｃ上よりも電動モータ５の回転軸方向Ｘにオフセットして配置されている。回転軸方向Ｘにオフセットさせた突起部７ｆは、例えば、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａのハウジング７に対する接続部分の存在範囲Ｗａ内に配置することが望ましい。また、回転軸方向Ｘにオフセットさせた突起部７ｆは、ハウジング７に対する圧縮機構３や電動モータ５の圧入部分の範囲Ｗｂ，Ｗｃ内に配置することが望ましい。

また、ハウジング７の図１中右側に形成したもう一つの取付脚７ａには、突起部７ｊが突設されている。この突起部７ｊの先端７ｋは、リブ７ｅの突起部７ｆの先端７ｇと同じく、ハウジング７の外形よりも最も外側の位置に配置される。

そして、各取付脚７ａの貫通孔７ｂに挿通した取付ボルト２５を用いて電動コンプレッサ１のハウジング７をエンジン１７のマウント２７に取り付けると、突起部７ｆ，７ｊの先端７ｇ，７ｋは、図２に示すエンジンルーム１１において電動コンプレッサ１のハウジング７よりも前方、即ち、ラジエータ１９側に配置される。

したがって、本実施形態の電動コンプレッサ１では、他の車両との衝突等によって車両１０のエンジンルーム１１に外部からの過大な力（外力）が加わって、車両１０のバンパーエプロン２１やこれに取り付けたラジエータ１９が変形したり移動すると、ラジエータ１９がハウジング７に接触する前に、突起部７ｆ，７ｊの先端７ｇ，７ｋに接触する。

このうち、図３に示すリブ７ｅの突起部７ｆの先端７ｇに伝わった外力は、接続部７ｈを経てリブ７ｅに連なる各取付脚７ａに伝わる。このとき、リブ７ｅの突起部７ｆは、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａの、ハウジング７に対する接続部分の存在範囲Ｗａ内に配置されているので、各取付脚７ａに伝わった外力は、各取付脚７ａの当接部７ｃを経て当接部７ｃの当接相手である高剛性のマウント２７に伝わる。

そして、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａに伝わった外力は、ラジエータ１９が接触した図３のリブ７ｅの突起部７ｆから取付脚７ａを経てマウント２７によって受けられ、ハウジング７の電動モータ５やその駆動回路９を収容した部分が直接その外力を受けることはない。このため、エンジンルーム１１に加わった外力から電動コンプレッサ１を保護することができる。

なお、リブ７ｅの突起部７ｆは、ハウジング７に対する圧縮機構３や電動モータ５の圧入部分の範囲Ｗｂ，Ｗｃ内に配置されている。よって、リブ７ｅの突起部７ｆの先端７ｇに伝わった外力の一部がハウジング７に伝わっても、ハウジング７自身の剛性に加えて、ハウジング７に圧入された圧縮機構３や電動モータ５の剛性によって、ハウジング７を損傷から保護することができる。

また、取付脚７ａに接触したラジエータ１９からマウント２７に至る外力の伝達経路に存在する当接部７ｃが、ハウジング７をマウント２７に取り付ける取付ボルト２５のねじ部２５ｂのマウント２７に対する締結位置に対して、取付ボルト２５の軸部２５ｃの径方向にずれている。

このため、取付ボルト２５のねじ部２５ｂの締結による軸力がかかるマウント２７上の位置とは異なる位置（当接部７ｃの当接部分）に、ラジエータ１９から伝わる外力による応力が集中するようにして、外力による応力でねじ部２５ｂが損傷しやすくなるのを防ぐことができる。

また、本実施形態の電動コンプレッサ１では、車両１０のエンジンルーム１１に加わった外力を受けるために、リブ７ｅの突起部７ｆの先端７ｇをハウジング７の外形よりも外側に突出した位置に配置しても、それに合わせて、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａの係止部７ｄをハウジング７の外形よりも外側の位置に配置する必要がない。

このため、取付ボルト２５として標準規格品を用いると、ねじ部２５ｂをエンジン１７のマウント２７に締結した取付ボルト２５の頭部２５ａがハウジング７の外形よりも内側に配置される場合でも、リブ７ｅに連なる各取付脚７ａの係止部７ｄを頭部２５ａの位置に合わせて配置することができる。

なお、上述した実施形態では、電動コンプレッサ１のハウジング７を３箇所の取付脚７ａにおいてエンジン１７のマウント２７に取り付ける構成を例に取って説明したが、取付脚７ａは、ハウジング７の、電動モータ５の回転方向Ｒに間隔をおいた箇所にそれぞれ形成された一対の取付脚７ａを含んでいれば、３箇所以外の複数であっても良い。

また、本発明は、上述した実施形態のような、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）１０のエンジンルーム１１内の左右のサイドメンバー１３，１３間に収容される電動コンプレッサ１に限らず、他の車両との衝突等によって過大な外力が加わる可能性がある場所に収容される電動コンプレッサに広く適用可能である。

本発明は、冷媒の圧縮機構を電動モータで駆動する電動コンプレッサにおいて利用することができる。

１ 電動コンプレッサ
３ 圧縮機構
５ 電動モータ
７ ハウジング
７ａ 取付脚
７ｂ 貫通孔
７ｃ 当接部
７ｄ 係止部
７ｅ リブ
７ｆ，７ｊ 突起部
７ｇ 突起部先端（リブ先端）
７ｋ 突起部先端
７ｈ 接続部
７ｉ テーパ面
９ 駆動回路
１０ 車両
１１ エンジンルーム
１３ サイドメンバー
１５ モータジェネレータ
１７ エンジン
１９ ラジエータ
２１ バンパーエプロン
２５ 取付ボルト
２５ａ 頭部
２５ｂ ねじ部
２５ｃ 軸部
２７ マウント（取付対象）
Ｒ 電動モータ回転方向
Ｗａ 取付脚接続部分存在範囲
Ｗｂ 圧縮機構圧入部分の範囲
Ｗｃ 電動モータ圧入部分の範囲
Ｘ 電動モータ回転軸方向

Claims (3)

1. 冷媒の圧縮機構（３）と該圧縮機構（３）を駆動する電動モータ（５）とをハウジング（７）に収容した電動コンプレッサ（１）において、
   前記ハウジング（７）に一体に形成されて該ハウジング（７）における前記電動モータ（５）の回転方向（Ｒ）に間隔をおいた箇所にそれぞれ配置され、前記ハウジング（７）の取付対象（２７）にそれぞれ当接させて取り付けられる一対の取付脚（７ａ）と、
   前記ハウジング（７）の前記一対の取付脚（７ａ）間の部分から該ハウジング（７）の外方に突設され、先端（７ｇ）が前記ハウジング（７）の外形よりも外側に配置されるリブ（７ｅ）と、
   を備える電動コンプレッサ（１）。
2. 前記リブ（７ｅ）は、前記電動モータ（５）の回転軸方向（Ｘ）において、前記取付脚（７ａ）の前記ハウジング（７）に対する接続部分の存在範囲（Ｗａ）内に配置されている請求項１記載の電動コンプレッサ（１）。
3. 前記圧縮機構（３）及び前記電動モータ（５）のうち少なくとも一方は前記ハウジング（７）に圧入されており、前記リブ（７ｅ）は、前記電動モータ（５）の回転軸方向（Ｘ）において、前記ハウジング（７）に対する前記圧縮機構（３）及び前記電動モータ（５）のうち少なくとも一方の圧入部分の範囲（Ｗｂ，Ｗｃ）内に配置されている請求項１又は２記載の電動コンプレッサ（１）。

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