JP2017180213A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数や作業を増やすことなくインバータ部を保護する。
【解決手段】電動圧縮機１０は、回転軸と、回転軸を回転させる電動モータ１３と、圧縮機構１２と、回転軸と電動モータ１３と圧縮機構１２とを収容するハウジング１４と、電動モータ１３を駆動するモータ駆動回路１６と、ハウジング１４の外面１４ａに取り付けられハウジング１４とともにモータ駆動回路１６を収容する収容空間（収容部２０）を区画するカバー（インバータカバー１５）とを備える。ハウジング１４が有する取付け脚部のうちの第１取付け脚部３３は、第１ボルト挿通孔３４を有する第１端部３３ａがカバーを挟んでハウジング１４とは反対側に位置するように配置され、第２端部３３ｂがハウジング１４に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動圧縮機に係り、詳しくは圧縮機構及び電動モータを収容するハウジングと、前記ハウジングの外面に取り付けられるカバーと、前記ハウジングの外面と前記カバーとの間に配置されるモータ駆動回路とを備えた電動圧縮機に関する。

この種の電動圧縮機は、例えば、特許文献１のように、ハウジングに設けられた取付け脚部のボルト挿通孔にボルトを挿通し、当該ボルトと、車両のエンジン等の被締結部材に設けられた複数のボルト締結部とを螺合することで、被締結部材に固定される。

一方、万が一の衝突により外力を受けても、モータ駆動回路を確実に保護するために保護部材を設けた電動圧縮機が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−３２４４９４号公報 特開２００９−８５０８２号公報

しかしながら、特許文献２に記載の電動圧縮機においては、保護部材や当該保護部材を電動圧縮機に固定するための部材を別途設ける必要があり、部品点数が多くなってしまう。また、保護部材を電動圧縮機に固定するための作業が増えてしまうという問題もある。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、部品点数や作業を増やすことなくインバータ部を保護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、回転軸と、回転軸を回転させる電動モータと、圧縮機構と、前記回転軸と前記電動モータと前記圧縮機構とを収容するハウジングと、前記電動モータを駆動するモータ駆動回路と、前記ハウジングの外面に取り付けられ前記ハウジングとともに前記モータ駆動回路を収容する収容空間を区画するカバーとを備えた電動圧縮機である。そして、前記ハウジングには、ボルトが挿通されるボルト挿通孔を有する取付け脚部が複数設けられ、前記複数の取付け脚部の少なくとも一つは、前記ボルト挿通孔を有する第１端部が前記カバーを挟んで前記ハウジングとは反対側に位置するとともに、第２端部が前記ハウジングに固定されている。前記電動圧縮機は、軸部が前記カバーと対向するように前記第１端部の前記ボルト挿通孔に挿通された前記ボルトによって被締結部材に固定される。

この構成によれば、カバーと対向する位置に、取付け脚部及びボルト挿通孔に挿通されるボルトが配置されるため、不測の事態で、電動圧縮機に外力が加わる状態となった場合であっても、外力がカバーに直接作用せずに、取付け脚部あるいはボルト挿通孔に挿通されたボルトに作用する。そのため、カバーが外力を受ける前に、取付け脚部あるいはボルト挿通孔に挿通されたボルトが外力を受けて変形あるいは破壊されることで、カバーに加わる衝撃が低減される。したがって、カバー及びカバー内に収容されたモータ駆動回路等の電気部品の損傷が抑制される。

また、取付け脚部及びボルト挿通孔に挿通されるボルトは、電動圧縮機を被締結部材に固定するために使用される部材であるため、外力を受けて破壊されると、電動圧縮機が被締結部材から脱落するため、より確実にカバー及びモータ駆動回路を外力から保護することが可能となる。

さらに、電動圧縮機を被締結部材に固定するために使用される部材を、カバーを外力から保護する部材として使用しているため、別途カバーを外力から保護する部材を設ける必要がなく、また、電動圧縮機を被締結部材に固定する作業と電動圧縮機にカバーを外力から保護する部材を固定する作業とを別々に行う必要がない。

したがって、数部品点数や作業を増やすことなくインバータ部を保護できる電動圧縮機を提供することが可能となる。
前記第１端部及び前記第２端部を有する取付け脚部には、前記カバーを覆う被覆部材が固定されていることが好ましい。この構成によれば、カバーにおいて取付け脚部及びボルト挿通孔で覆われていない部分を被覆部材によって覆うことができるため、さらにカバー及びモータ駆動回路を外力から保護することが可能となる。また、取付け脚部と被覆部材とを別体に設ける場合に比べて、部品点数が少なくなる。また、取付け脚部をハウジングの所定位置に固定することにより、被覆部材も同時にカバーを保護する所定位置に配置されるため、取付けの手間も少なくなり、作業効率が良くなる。

前記第１端部及び前記第２端部を有する取付け脚部は、前記モータ駆動回路の高電圧部と前記カバーを介して対向する。この構成によれば、カバーに対して、その内部に存在する高電圧部に向かう方向から外力が作用する場合、カバーと対向する箇所が外力を受ける前に、取付け脚部が外力を受ける状態となる。そのため、カバーを変形あるいは破壊可能な大きさの外力であっても、カバーが外力を受ける前に、取付け脚部が外力を受け、取付け脚部が変形あるいは破壊されることで、カバーに加わる衝撃が低減される。

本発明によれば、部品点数や作業を増やすことなくインバータ部を保護できる。

（ａ）は電動圧縮機を示す一部破断模式図、（ｂ）はインバータ部の模式断面図。 電動圧縮機をインバータカバー側から見た模式図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線における一部省略模式断面図。 エンジンに電動圧縮機を取り付ける場合の位置関係を説明する模式図。 別の実施形態のインバータ部の模式断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１（ａ）及び図３に示すように、電動圧縮機１０は、回転軸１１（図３に図示）と、回転軸１１を回転させる電動モータ１３と、圧縮機構（圧縮部）１２及び回転軸１１と、電動モータ１３と圧縮機構１２とを収容するハウジング１４と、電動モータ１３を駆動するモータ駆動回路１６（図１（ｂ）に図示）と、ハウジング１４の外面１４ａに取り付けられハウジング１４とともにモータ駆動回路１６を収容する収容空間を区画するカバーとしてインバータカバー１５とを備えている。また、ハウジング１４には、インバータカバー１５が固定される側と反対側に、吐出ハウジング１７が設けられている。

詳述すると、図１（ｂ）に示すように、ハウジング１４は、底壁１４ｂと底壁１４ｂの外周縁から吐出ハウジング１７に向かって環状に突出する側壁１４ｃとを有する。ハウジング１４の底壁１４ｂにおける側壁１４ｃが設けられる面とは反対側の面には、環状のリブ１８が突設され、インバータカバー１５は、回転軸１１の軸線方向に延びるボルト１９によりリブ１８においてハウジング１４に固定されている。そして、モータ駆動回路１６は、収容部２０内においてハウジング１４の底壁１４ｂにおける側壁１４ｃが設けられる面とは反対側の面に固定されている。モータ駆動回路１６は、少なくともインバータを備えている。この実施形態では、モータ駆動回路１６は、インバータ部となる。

インバータカバー１５は、板状であり、貫通孔１５ａを有するコネクタ部２１が、ハウジング１４とは反対側に環状に突出するように一体に形成されている。コネクタ部２１の内側には、樹脂材料製の保持部２２がコネクタ部２１に一体化された状態で設けられている。保持部２２内には、図示しない外部電源に電気的に接続されるとともに、モータ駆動回路１６に電気的に接続される金属端子２４が保持されている。

図１（ａ）に示すように、ハウジング１４には、ボルト挿通孔を有する取付け脚部が複数設けられている。この実施形態では、ハウジング１４とは別体の矩形状の第１取付け脚部３３と、ハウジング１４の側壁１４ｃに一体形成された２個の第２取付け脚部３１と、が設けられている。

第１取付け脚部３３は、第１ボルト挿通孔３４と第２ボルト挿通孔３５とを有する。第１ボルト挿通孔３４は、第１取付け脚部３３の第１端部３３ａに設けられ、第２ボルト挿通孔３５は、取付け脚部３３の第２端部３３ｂに設けられている。

第１取付け脚部３３は、第１端部３３ａ（第１ボルト挿通孔３４）がインバータカバー１５を挟んでハウジング１４とは反対側に位置するように配置されるとともに、第２端部３３ｂ（第２ボルト挿通孔３５）がハウジング１４の側壁１４ｃ上に位置するようにハウジング１４上に配置される。つまり、第１取付け脚部３３は、ハウジング１４の側壁１４ｃからインバータカバー１５を挟んでハウジング１４とは反対側の位置まで延設している。

第１取付け脚部３３は、第２ボルト挿通孔３５に挿通されたボルト４０が、ハウジング１４の側壁１４ｃに設けられたボルト締結孔３７に螺合されることにより、ハウジング１４に固定される。

２個の第２取付け脚部３１は、各々第３ボルト挿通孔３２を有する。２個の第２取付け脚部３１は、側壁１４ｃから回転軸１１の径方向外側に突出する。２個の第２取付け脚部３１は、回転軸１１の径方向においてハウジング１４の側壁１４ｃを挟んで各々反対側に設けられている。

図１（ａ）及び図２に示すように、第１取付け脚部３３には、インバータカバー１５を覆う被覆部材３６ａ，３６ｂが一体化されている。被覆部材３６ａ，３６ｂは、金属板を略Ｌ字状に折り曲げた状態に形成され、インバータカバー１５における回転軸１１の周方向の一部分を覆うように第１取付け脚部３３と一体化されている。一体化は、例えば溶接で行われる。

次に前記のように構成された電動圧縮機１０の作用を説明する。
図４に示すように、エンジン５０（被締結部材）には、複数（この実施形態では３個）の台座部のねじ孔５１（ボルト締結孔）が設けられている。

電動圧縮機１０は、エンジン５０に対して、２個の第２取付け脚部３１の第３ボルト挿通孔３２と複数のねじ孔５１のうちの２個のねじ孔５１とが各々対向し、かつ、第１取付け脚部３３の第１ボルト挿通孔３４と複数のねじ孔５１のうちの残りの１個のねじ孔５１とが対向するように配置される。

そして、第１ボルト挿通孔３４および２個の第３ボルト挿通孔３２にボルト４１が挿通され、当該ボルト４１がねじ孔５１と螺合されることで電動圧縮機１０がエンジン５０に固定される。

なお、図３に示すように、第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１は、その軸部４１ａがインバータカバー１５と対向するように第１ボルト挿通孔３４に挿通されている。

上記構成の電動圧縮機１０によれば、インバータカバー１５上に第１取付け脚部３３および第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１が配置されるため、不測の事態で、電動圧縮機１０に外力が加わる状態となった場合であっても、インバータカバー１５に直接作用せずに、第１取付け脚部３３あるいは第１ボルト挿通孔３４に作用する。そのため、インバータカバー１５が外力を受ける前に、第１取付け脚部３３あるいは第１ボルト挿通孔３４が外力を受けて変形あるいは破壊されることで、インバータカバー１５に加わる衝撃が低減される。したがって、インバータカバー１５及びインバータカバー１５内に収容されたモータ駆動回路１６等の電気部品の損傷が抑制される。また、第１取付け脚部３３及び第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１は、電動圧縮機１０を被締結部材であるエンジン５０に固定するために使用される部材であるため、外力を受けて破壊されると、電動圧縮機１０がエンジン５０から脱落するため、より確実にインバータカバー１５及びインバータを含むモータ駆動回路１６を外力から保護することが可能となる。

さらに、第１取付け脚部３３と一体化された被覆部材３６ａ，３６ｂを有し、被覆部材３６ａ，３６ｂは、インバータカバー１５を覆うように設けられている。
これにより、インバータカバー１５において第１取付け脚部３３及び第１ボルト挿通孔３４で覆われていない部分を被覆部材３６ａ，３６ｂによって覆うことができるため、さらにインバータカバー１５及びインバータを含むモータ駆動回路１６を外力から保護することが可能となる。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）電動圧縮機１０は、回転軸１１と、回転軸１１を回転させる電動モータ１３と、圧縮機構１２と、回転軸１１と電動モータ１３と圧縮機構１２とを収容するハウジング１４と、電動モータ１３を駆動するモータ駆動回路１６と、ハウジング１４の外面１４ａに取り付けられハウジング１４とともにモータ駆動回路１６を収容する収容空間（収容部２０）を区画するカバー（インバータカバー１５）とを備える。ハウジング１４には、ボルト４１が挿通されるボルト挿通孔３２，３４，３５を有する取付け脚部３１，３３が設けられるとともに、取付け脚部３１，３３のうちの第１取付け脚部３３は、第１ボルト挿通孔３４を有する第１端部３３ａがインバータカバー１５を挟んでハウジング１４とは反対側に位置するようにハウジング１４上に配置されるとともに、第２端部３３ｂがハウジング１４に固定されている。そして、電動圧縮機１０は、軸部４１ａがインバータカバー１５と対向するように第１端部３３ａの第１ボルト挿通孔３４に挿通されたボルト４１によってエンジン（被締結部材）５０に固定されている。

この構成によれば、インバータカバー１５上に第１取付け脚部３３および第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１が配置されるため、不測の事態で、電動圧縮機１０に外力が加わる状態となった場合であっても、インバータカバー１５に直接作用せずに、第１取付け脚部３３あるいは第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１に作用する。そのため、インバータカバー１５が外力を受ける前に、第１取付け脚部３３あるいは第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１が外力を受けて変形あるいは破壊されることで、インバータカバー１５に加わる衝撃が低減される。したがって、インバータカバー１５及びインバータカバー１５内に収容されたモータ駆動回路１６等の電気部品の損傷が抑制される。

また、第１取付け脚部３３及び第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルト４１は、電動圧縮機１０を被締結部材であるエンジン５０に固定するために使用される部材であるため、外力を受けて破壊されると、電動圧縮機１０がエンジン５０から脱落するため、より確実にインバータカバー１５及びインバータを含むモータ駆動回路１６を外力から保護することが可能となる。

さらに、電動圧縮機１０を被締結部材であるエンジン５０に固定するために使用される部材をインバータカバー１５を外力から保護する部材として使用しているため、別途インバータカバー１５を外力から保護する部材を設ける必要がなく、また、電動圧縮機１０をエンジン５０に固定する作業と電動圧縮機１０にインバータカバー１５を外力から保護する部材を固定する作業とを別々に行う必要がない。

したがって、数部品点数や作業を増やすことなくインバータ部を保護できる電動圧縮機を提供することが可能となる。
（２）第１取付け脚部３３には、インバータカバー１５を覆う被覆部材３６ａ，３６ｂが一体化されている。この構成によれば、インバータカバー１５において第１取付け脚部３３及び第１ボルト挿通孔３４で覆われていない部分を被覆部材３６ａ，３６ｂによって覆うことができるため、さらにインバータカバー１５及びインバータを有するモータ駆動回路１６を外力から保護することが可能となる。また、第１取付け脚部３３と被覆部材３６ａ，３６ｂとを別体に設ける場合に比べて、部品点数が少なくなる。また、第１取付け脚部３３をハウジング１４の所定位置に固定することにより、被覆部材３６ａ，３６ｂも同時にインバータカバー１５を保護する所定位置に配置されるため、取付けの手間も少なくなり、作業効率が良くなる。

（３）ハウジング１４には、インバータカバー１５と対向する側に環状のリブ１８が突設され、リブ１８の内側の収容部２０にインバータを有するモータ駆動回路１６が配置されている。したがって、リブ１８を突設せずに、有底筒状のインバータカバー１５をハウジング１４に設ける構成に比べて、インバータカバー１５の強度を大きくする必要がない。

（４）被覆部材３６ａ，３６ｂはいずれも略Ｌ字状に形成されている。被覆部材３６ａ，３６ｂは、電動圧縮機１０が車両に対して搭載された状態において、インバータカバー１５に外力が直接加わる前に、被覆部材３６ａ，３６ｂが外力を受けることができればよく、搭載位置によっては例えば、平板であったり、湾曲した板であったりしてもよい。しかし、略Ｌ字状の場合は、インバータカバー１５に向かって作用する外力の方向に対する範囲が広がり、インバータカバー１５に向かって作用する外力を受けやすくなる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ インバータを有するモータ駆動回路１６をハウジング１４の底壁１４ｂに直接固定する構成に代えて、ハウジング１４とインバータカバー１５とで区画される収容室内にインバータ又はインバータを有するモータ駆動回路１６が固定されたインバータ保持具４５が、インバータカバー１５又はハウジング１４に固定される構成としてもよい。例えば、図５に示すように、モータ駆動回路１６が固定されるインバータ保持具４５は、ボルト１９が挿通される貫通孔４６を有し、ボルト１９がインバータカバー１５及びインバータ保持具４５の貫通孔４６に挿通され、ハウジング１４のねじ穴に螺合されることにより、インバータ保持具４５及びインバータカバー１５をハウジング１４に固定する構成が考えられる。また、インバータカバー１５に直接インバータ又はインバータを含むモータ駆動回路１６が固定される構成であってもよい。

○ インバータ又はインバータを含むモータ駆動回路１６が固定されたインバータ保持具４５をインバータカバー１５に固定する手段と、インバータカバー１５をハウジング１４に固定する手段は、別手段であってもよい。

○ 第１取付け脚部３３及び第１ボルト挿通孔３４に挿通されるボルトの少なくとも一方が、モータ駆動回路１６における高圧部分とインバータカバー１５を介して対向するように配置されていてもよい。

○ 第１取付け脚部３３は、被覆部材３６ａ，３６ｂを有していなくてもよい。
○ ハウジング１４は、底壁１４ｂに環状のリブ１８が突設された構成に限らない。例えば、ハウジング１４が環状のリブ１８を有しておらず、ハウジング１４の底壁１４ｂに有底筒状のインバータカバーが固定されることで、ハウジング１４の底壁１４ｂとインバータカバーによってモータ駆動回路１６を収容する収容室が区画される構成であってもよい。

○ カバーは、ハウジングに設けられて、ハウジングとカバーによってモータ駆動回路１６を収容する収容室が区画できればよく、例えば、ハウジング１４の側壁１４ｃに設けられてもよい。

○ 被覆部材３６ａ，３６ｂは、必ずしも略Ｌ字状に形成されている必要はない。
○ 第２取付け脚部３１の数は２個に限らず、例えば３個以上であってもよい。
○ 第１取付け脚部３３の数は１個に限らず、２個以上あってもよい。

○ 第１取付け脚部３３は、第２ボルト挿通孔３５がなく、第１ボルト挿通孔３４のみの構成であってもよい。この場合、第１取付け脚部３３とハウジング１４とは一体的に形成されていてもよいし、接着剤や溶接等で固定されていてもよい。

○ 第１〜第３ボルト挿通孔３４，３５，３２には、ねじ山が切ってあってもよい。
○ カバー（インバータカバー１５）は、ハウジング１４にどのような手段で固定してもよく、例えば接着剤や溶接によって固定してもよい。

○ 第１取付け脚部３３の形状はどのような形状でもよい。
○ 第２取付け脚部３１は、ハウジング１４に設けられていればどこに設けられていてもよい。

１０…電動圧縮機、１１…回転軸、１２…圧縮機構、１３…電動モータ、１４…ハウジング、１４ａ…外面、１５…カバーとしてのインバータカバー、１６…モータ駆動回路、３１…取付け脚部としての第２取付け脚部、３２…ボルト挿通孔としての第３ボルト挿通孔、３３…取付け脚部としての第１取付け脚部、３３ａ…第１端部、３３ｂ…第２端部、３４…ボルト挿通孔としての第１ボルト挿通孔、３６ａ，３６ｂ…被覆部材、４１…ボルト、４１ａ…軸部、４５…インバータ保持具、５０…被締結部材としてのエンジン。

Claims (3)

1. 回転軸と、回転軸を回転させる電動モータと、圧縮機構と、前記回転軸と前記電動モータと前記圧縮機構とを収容するハウジングと、前記電動モータを駆動するモータ駆動回路と、前記ハウジングの外面に取り付けられ前記ハウジングとともに前記モータ駆動回路を収容する収容空間を区画するカバーとを備えた電動圧縮機であって、
   前記ハウジングには、ボルトが挿通されるボルト挿通孔を有する取付け脚部が複数設けられ、
   前記複数の取付け脚部の少なくとも一つは、前記ボルト挿通孔を有する第１端部が前記カバーを挟んで前記ハウジングとは反対側に位置するとともに、第２端部が前記ハウジングに固定され、
   前記電動圧縮機は、軸部が前記カバーと対向するように前記第１端部の前記ボルト挿通孔に挿通された前記ボルトによって被締結部材に固定されることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記第１端部及び前記第２端部を有する取付け脚部には、前記カバーを覆う被覆部材が固定されている請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記第１端部及び前記第２端部を有する取付け脚部は、前記モータ駆動回路の高電圧部と前記カバーを介して対向する請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。

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