JP2018168769A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮機を小型化および軽量化する。【解決手段】ハウジングは、モータ部を収容する略円筒状のモータ収容部１１１を有する第１ハウジング１１０、および、第１ハウジング１１０と締結部材によって締結される第２ハウジングを含む。第１ハウジング１１０は、第２ハウジング側に、モータ収容部より外周側に突出しつつ、内部に締結部材が配置される孔部１１０ｈを有するフランジ部１１０ｆを有する。第１ハウジング１１０に、モータ収容部１１１の内部と圧縮機構の吸入側とを連通させる連通路１１４が設けられている。連通路１１４の少なくとも一部は、第１ハウジング１１０の第２ハウジング側の端面において、モータ収容部１１１の軸心Ｏを通過して孔部１１０ｈに接する２本の仮想接線Ｌ１に挟まれている領域に設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

電動圧縮機の構成を開示した先行文献として、特開２００４−３０１０９１号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された電動圧縮機は、ハウジングと、ハウジング内に収容されている電動モータと、ハウジング内に収容され、電動モータによって駆動される圧縮機構とを備える。ハウジング内に、電動モータを収容するモータ収容室が区画されている。ハウジングには、モータ収容室の下部空間と圧縮機構の吸入室とを連通させる吸入通路が形成されている。

特開２００４−３０１０９１号公報

特許文献１に記載された電動圧縮機においては、吸入通路が形成されている部分のハウジングの外形が、外周側に膨出しているため、ハウジングの体格が大きくなるとともに、ハウジングの重量が増加する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、小型化および軽量化された電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に基づく電動圧縮機は、ハウジングとモータ部と圧縮機構とを備える。モータ部は、ハウジング内に収容されている。圧縮機構は、ハウジング内に収容され、モータ部によって駆動される。ハウジングは、モータ部を収容する略円筒状のモータ収容部を有する第１ハウジング、および、第１ハウジングと締結部材によって締結される第２ハウジングを含む。第１ハウジングは、第２ハウジング側に、モータ収容部より外周側に突出しつつ、内部に締結部材が配置される孔部を有するフランジ部を有する。フランジ部は、第１ハウジングの第２ハウジング側の端面の一部を構成する。第１ハウジングに、モータ収容部の内部と圧縮機構の吸入側とを連通させる連通路が設けられている。上記連通路の少なくとも一部は、上記端面において、モータ収容部の軸心を通過して孔部に接する２本の仮想接線に挟まれている領域に設けられている。

本発明の一形態においては、上記孔部が４つ設けられている。
本発明の一形態においては、上記孔部が複数設けられている。第１ハウジングの外周面に、ハウジングを外部に取り付けるための取付脚が設けられている。取付脚の内部に、取付孔が形成されている。モータ収容部の軸心方向から見て、取付孔の中心軸は、上記複数の孔部のうちの隣り合う孔部の中心同士を結んだ仮想線の少なくとも１つと略並行である。

本発明の一形態においては、上記孔部が４つ設けられている。モータ収容部の軸心方向から見て、４つの上記孔部のうちの隣り合う孔部の中心同士を結んだ４本の仮想線によって正方形が形成され、かつ、上記４本の仮想線のうちの２本の仮想線は、取付孔の中心軸と略平行である。

本発明の一形態においては、モータ収容部の軸心方向から見て、上記端面の外形は、上記正方形の相似形である。

本発明によれば、電動圧縮機を小型化および軽量化できる。

本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の外観を示す正面図である。 図１の電動圧縮機をＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図２のモータハウジングをＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た正面図である。 図１の電動圧縮機をＡ−Ｏ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機について図を参照して説明する。以下の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。以下の実施形態の説明においては、スクロール型の電動圧縮機について説明するが、電動圧縮機の型式は、スクロール型に限られず、たとえば、ベーン型または斜板型などの電動圧縮機でもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の外観を示す正面図である。図２は、図１の電動圧縮機をＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、図２のモータハウジングをＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た正面図である。図４は、図１の電動圧縮機をＡ−Ｏ−Ａ線矢印方向から見た断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機１００は、ハウジング１００ｈと、モータ部１７０と、圧縮機構１６０とを備える。圧縮機構１６０は、回転軸１５０の回転により冷媒ガスを圧縮する。モータ部１７０は、回転軸１５０に連結され、回転軸１５０を通じて圧縮機構１６０を駆動する。モータ部１７０は、モータ駆動回路部１４１によって駆動される。

ハウジング１００ｈは、第１ハウジングであるモータハウジング１１０、インバータハウジング１２０、および、第２ハウジングであるコンプレッサハウジング１３０を含む。モータハウジング１１０、インバータハウジング１２０、および、コンプレッサハウジング１３０の各々は、有底筒状の形状を有している。モータハウジング１１０の一端側にインバータハウジング１２０が連結され、モータハウジング１１０の他端側にコンプレッサハウジング１３０が連結されている。

図２および図４に示すように、ハウジング１００ｈは、圧縮機構１６０、モータ部１７０およびモータ駆動回路部１４１を、この順で回転軸１５０の軸方向に並んだ状態で収容している。モータハウジング１１０の他端側に、固定ブロック１４０が配置されている。モータハウジング１１０と固定ブロック１４０とによって区画されるモータ収容室１０内に、モータ部１７０が配置されている。モータハウジング１１０には外部に開放された図示しない吸入口が開口している。吸入口は、図示しない外部冷媒回路と連通している。モータ収容室１０は、圧縮機構１６０で圧縮される冷媒ガスを外部から吸入する。

モータハウジング１１０とインバータハウジング１２０とによって形成される空間内に、モータ駆動回路部１４１が配置されている。モータ駆動回路部１４１は、モータ部１７０に電気的に接続されている。

モータ部１７０は、ロータ１７１およびステータ１７２を含む。ロータ１７１は、回転軸１５０と連結されている。回転軸１５０は、モータハウジング１１０の底壁および固定ブロック１４０に軸支されている。回転軸１５０における固定ブロック１４０の内側に位置する端部側に偏心ピンが設けられている。偏心ピンは、バランサ一体型ブッシュ１５１と嵌合している。

圧縮機構１６０は、旋回スクロール１６１および固定スクロール１６２を含む。旋回スクロール１６１と固定スクロール１６２との間に、圧縮室２０が区画されている。旋回スクロール１６１は、バランサ一体型ブッシュ１５１と連結されている。旋回スクロール１６１の最外周部と、固定スクロール１６２の最外周部と、コンプレッサハウジング１３０と、固定ブロック１４０とによって、圧縮機構１６０の吸入室６０が区画されている。

固定スクロール１６２の他端側には、中央部に凹部１６２ａが設けられており、鉛直方向の下部に凹部１６２ｂが設けられている。固定スクロール１６２には、吐出口１６２ｈが設けられている。吐出口１６２ｈは、凹部１６２ａの底面に開放されている。固定スクロール１６２には、吐出口１６２ｈを開閉する弁ユニット３１が取り付けられている。

図２および図４に示すように、コンプレッサハウジング１３０は、外周壁１３１および端壁１３２を含む。外周壁１３１および端壁１３２は、一体に構成されている。外周壁１３１は、円筒状の形状を有し、一端側が開放されており、他端側が端壁１３２によって閉塞されている。

端壁１３２は、外周壁１３１の他端側の端部に接続している。端壁１３２の一端側には、中央部に凹部１３３が設けられており、鉛直方向の下部に凹部１３８が設けられている。端壁１３２の凹部１３３は、固定スクロール１６２の凹部１６２ａと対向している。端壁１３２の凹部１３８は、固定スクロール１６２の凹部１６２ｂと対向している。

端壁１３２の鉛直方向上方には、外部に開放された吐出口１３４が設けられている。吐出口１３４は、端壁１３２の外周面にて開放され、電動圧縮機１００の図示しない外部冷媒回路と連通している。

端壁１３２の凹部１３３の内面と、固定スクロール１６２の凹部１６２ａの内面とによって、吐出室３０が区画されている。コンプレッサハウジング１３０内には、吐出室３０と連通し、内部に油分離筒１８０が配置された油分離室４０が設けられている。吐出室３０は、圧縮機構１６０で圧縮された冷媒ガスを油分離室４０に吐出する。油分離室４０は、吐出室３０から吐出された冷媒ガスから潤滑油を分離する。

具体的には、吐出室３０と油分離室４０との間に端壁１３２の一部として仕切部１３５が位置している。仕切部１３５は、円筒形状の油分離室４０の周壁の一部を構成する。そのため、仕切部１３５は、油分離室４０の形状に従って円弧状に湾曲した断面形状を有しており、回転軸１５０の軸方向に膨出している。油分離室４０は、回転軸１５０の軸方向と交差する方向に延在しており、仕切部１３５も油分離室４０に沿って、回転軸１５０の軸方向と交差する方向に延在している。吐出室３０から吐出された冷媒ガスは、仕切部１３５に設けられている連通孔１３６を通じて油分離室４０に流入する。

油分離室４０内において油分離筒１８０の外周面を冷媒ガスが旋回する際に、潤滑油が遠心分離される。油分離室４０で潤滑油を分離された冷媒ガスは、油分離筒１８０の内部を通過して吐出口１３４から外部に吐出される。

固定スクロール１６２の凹部１６２ｂと端壁１３２の凹部１３８とによって、貯油室５０が区画されている。貯油室５０は、端壁１３２に設けられている連通路１３７によって、油分離室４０と連通している。貯油室５０は、図示しない通油路を通じて、モータ収容室１０と連通している。油分離室４０内に溜まった潤滑油は、連通路１３７、貯油室５０および通油路を経由して、モータ収容室１０内に還流する。

ここで、ハウジング１００ｈの詳細な構成について説明する。
モータハウジング１１０、インバータハウジング１２０、および、コンプレッサハウジング１３０の各々は、アルミ合金で構成されている。ただし、モータハウジング１１０、インバータハウジング１２０、および、コンプレッサハウジング１３０の各々の材料は、アルミ合金に限られず、他の金属または合金でもよい。

図２〜図４に示すように、モータハウジング１１０は、モータ部１７０を収容する略円筒状のモータ収容部１１１、モータ収容部１１１の一端側を閉塞する底壁１１２、および、モータ収容部１１１の他端側に設けられた４つのフランジ部１１０ｆを含む。モータ収容部１１１の内周面１１３は、軸心Ｏを中心とした略円形の断面形状を有する。モータハウジング１１０の底壁１１２は、インバータハウジング１２０の開口を塞ぐように配置されている。フランジ部１１０ｆは、モータハウジング１１０のコンプレッサハウジング１３０側の端面の一部を構成している。

図３および図４に示すように、モータハウジング１１０には、モータ収容室１０と圧縮機構１６０の吸入室６０とを連通させる連通路１１４が設けられている。

固定ブロック１４０の他端側に、フランジ部１４０ｆが設けられている。固定ブロック１４０のフランジ部１４０ｆには、連通路１１４に対応する位置に貫通孔１４２が設けられている。本実施形態においては、モータ収容室１０と圧縮機構１６０の吸入室６０とは、貫通孔１４２と連通路１１４とを通じて互いに連通している。

コンプレッサハウジング１３０の一端側に、フランジ部１３０ｆが設けられている。本実施形態においては、モータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆと、コンプレッサハウジング１３０のフランジ部１３０ｆとは、固定ブロック１４０のフランジ部１４０ｆを間に挟んで、互いに連結されている。

ただし、固定ブロック１４０がハウジング１００ｈの内部に完全に収容され、モータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆとコンプレッサハウジング１３０のフランジ部１３０ｆとが直接連結されていてもよい。

図１および図４に示すように、モータハウジング１１０とコンプレッサハウジング１３０とは、ボルト１９０で互いに締結されている。本実施形態においては、４つのボルト１９０で、モータハウジング１１０とコンプレッサハウジング１３０とが互いに締結されている。なお、モータハウジング１１０とコンプレッサハウジング１３０との締結箇所は、４箇所に限られず、５箇所以上であってもよい。

図３および図４に示すように、モータハウジング１１０の４つのフランジ部１１０ｆの各々には、ボルト１９０と螺合する孔部１１０ｈが設けられている。モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、４つの孔部１１０ｈのうちの隣り合う孔部１１０ｈの中心同士を結んだ、２本の仮想線Ｌ２と２本の仮想線Ｌ３とによって正方形が形成されるように、４つの孔部１１０ｈが配置されている。

図３に示すように、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、モータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆの外形は、仮想線Ｌ２，Ｌ３からなる正方形の相似形である。なお、相似形とは、厳密な意味での相似形に限られず、角および辺の一部が湾曲していてもよい。

コンプレッサハウジング１３０のフランジ部１３０ｆには、モータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆと対応する位置に、ボルト１９０が挿通される４つの貫通孔１３０ｈが設けられている。固定ブロック１４０のフランジ部１４０ｆには、モータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆと対応する位置に、ボルト１９０が挿通される４つの貫通孔１４０ｈが設けられている。

なお、本実施形態においては、孔部１１０ｈの内周面にねじ溝が設けられているが、これに限られず、孔部１１０ｈが内周面にねじ溝を設けられていない貫通孔であって、孔部１３０ｈ、貫通孔１４０ｈおよび孔部１１０ｈを挿通したボルト１９０とナットとによって、コンプレッサハウジング１３０のフランジ部１３０ｆと固定ブロック１４０のフランジ部１４０ｆとモータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆとを挟み込む構成であってもよい。

図３に示すように、モータハウジング１１０のフランジ部１１０ｆの他端側の端面において、モータ収容部１１１の軸心Ｏを通過して４つの孔部１１０ｈのうちの１つの孔部１１０ｈに接する２本の仮想接線Ｌ１を引いた場合、連通路１１４の少なくとも一部は、２本の仮想接線Ｌ１に挟まれている領域に設けられている。

好ましくは、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、仮想線Ｌ２，Ｌ３からなる正方形と相似形である、モータ収容部１１１の内周面１１３の接線である２本の仮想線Ｌ４と２本の仮想線Ｌ５とからなる正方形の内側の領域にのみ、連通路１１４が設けられている。

好ましくは、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、仮想線Ｌ２，Ｌ３からなる正方形の内側の領域にのみ、連通路１１４が設けられている。

図１〜図４に示すように、モータハウジング１１０の外周面の鉛直方向の下部に、ハウジング１００ｈを外部に取り付けるための取付脚１１９が設けられている。取付脚１１９の内部には、ボルトが挿通される取付孔１１９ｈが設けられている。図３に示すように、取付孔１１９ｈの中心軸Ｃ１は、略水平方向に延びている。

図３に示すように、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、取付孔１１９ｈの中心軸Ｃ１は、４つの孔部１１０ｈのうちの隣り合う孔部１１０ｈの中心同士を結んだ仮想線Ｌ２と略並行である。

図１および図２に示すように、コンプレッサハウジング１３０の外周面の鉛直方向の上部および下部の各々に、ハウジング１００ｈを外部に取り付けるための取付脚１３９が設けられている。取付脚１３９の内部には、ボルトが挿通される取付孔１３９ｈが設けられている。

図１に示すように、コンプレッサハウジング１３０の外周面の鉛直方向の下部に設けられた取付孔１３９ｈの中心軸Ｃ２は、略水平方向に延びている。コンプレッサハウジング１３０の外周面の鉛直方向の上部に設けられた取付孔１３９ｈの中心軸Ｃ３は、略水平方向に延びている。

本実施形態に係る電動圧縮機１００において、モータ駆動回路部１４１によってモータ部１７０が駆動されると、モータ部１７０が生成した回転力は、回転軸１５０およびバランサ一体型ブッシュ１５１を通じて旋回スクロール１６１に伝達される。旋回スクロール１６１が固定スクロール１６２に対して公転することで、圧縮機構１６０が作動する。圧縮室２０内で圧縮された冷媒ガスは、弁ユニット３１を押し開いて吐出室３０内に流入する。吐出室３０内に流入した冷媒ガスは、連通孔１３６を通過して油分離室４０内に流入する。油分離室４０で潤滑油を分離された冷媒ガスは、油分離筒１８０内を通過して吐出口１３４から外部に吐出される。

冷媒ガスから分離された潤滑油は、油分離室４０から連通路１３７、貯油室５０および通油路を経由して、モータ収容室１０内に還流する。モータ収容室１０内に戻った潤滑油は、連通路１１４および貫通孔１４２を通じて、圧縮機構１６０の吸入室６０に導入され、冷媒ガスと混合された状態で圧縮室２０に取り込まれる。

本実施形態に係る電動圧縮機１００においては、モータハウジング１１０の他端側の端面において、連通路１１４の少なくとも一部は、２本の仮想接線Ｌ１に挟まれている領域に設けられている。２本の仮想接線Ｌ１に挟まれている領域の周りは、モータ収容部１１１より外周側に突出しているフランジ部１１０ｆによって閉じられているので、この領域に連通路１１４を設けてもモータハウジング１１０の気密性が損なわれることは無いため、連通路１１４を設けるためにモータハウジング１１０の体格が大きくなるとともにモータハウジング１１０の重量が増加することを抑制できる。さらに、連通路１１４は、モータハウジング１１０の他端側の端面において、図３の点線で示す円の内側の部分である、モータ収容部１１１内の領域に形成されている。これにより、モータハウジング１１０の気密性がより保たれる。

本実施形態に係る電動圧縮機１００においては、孔部１１０ｈが４つ設けられていることにより、連通路１１４を仮想線Ｌ２，Ｌ３からなる正方形の角部に配置することができる。特に、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、仮想線Ｌ２，Ｌ３からなる正方形の内側の領域にのみ連通路１１４が設けられている場合には、モータハウジング１１０の気密性がより保たれる。

また、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、仮想線Ｌ４，Ｌ５とからなる正方形の内側の領域にのみ連通路１１４が設けられている場合には、連通路１１４を設けるためにモータハウジング１１０の体格が大きくなるとともにモータハウジング１１０の重量が増加することを効果的に抑制できる。

本実施形態に係る電動圧縮機１００においては、モータ収容部１１１の軸心Ｏ方向から見て、取付孔１１９ｈの中心軸Ｃ１は、仮想線Ｌ２と略並行であることにより、ハウジング１００ｈを外部に取り付けた際に、電動圧縮機１００が占める水平方向および垂直方向の幅が広くなることを抑制できる。

さらに、モータハウジング１１０のコンプレッサハウジング１３０側の端面が、仮想線Ｌ２，Ｌ３からなる正方形の相似形であるため、電動圧縮機１００を外部の取付面に接近させて取り付けることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、上記の実施形態においては、フランジ部１１０ｆが４つ設けられているが、モータ収容部１１１を囲繞するような１つのフランジ部が設けられていてもよい。また、上記の実施形態においては、コンプレッサハウジング１３０を第２ハウジングとしたが、モータハウジング１１０と締結される他のハウジング部材を第２ハウジングとしてもよい。例えば、固定ブロック１４０がフランジ部１４０ｆを備えている場合は、固定ブロック１４０を第２ハウジングとしてもよい。

１０ モータ収容室、２０ 圧縮室、３０ 吐出室、３１ 弁ユニット、４０ 油分離室、５０ 貯油室、６０ 吸入室、１００ 電動圧縮機、１００ｈ ハウジング、１１０ モータハウジング、１１０ｆ，１３０ｆ，１４０ｆ フランジ部、１１０ｈ，１３０ｈ 孔部、１１１ モータ収容部、１１２ 底壁、１１３ 内周面、１１４，１３７ 連通路、１１９，１３９ 取付脚、１１９ｈ，１３９ｈ 取付孔、１２０ インバータハウジング、１３０ コンプレッサハウジング、１３０ｈ，１４０ｈ，１４２ 貫通孔、１３１ 外周壁、１３２ 端壁、１３３，１３８，１６２ａ，１６２ｂ 凹部、１３４，１６２ｈ 吐出口、１３５ 仕切部、１３６ 連通孔、１４０ 固定ブロック、１４１ モータ駆動回路部、１５０ 回転軸、１５１ バランサ一体型ブッシュ、１６０ 圧縮機構、１６１ 旋回スクロール、１６２ 固定スクロール、１７０ モータ部、１７１ ロータ、１７２ ステータ、１８０ 油分離筒、１９０ ボルト。

Claims (5)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に収容されたモータ部と、
   前記ハウジング内に収容され、前記モータ部によって駆動される圧縮機構とを備え、
   前記ハウジングは、前記モータ部を収容する略円筒状のモータ収容部を有する第１ハウジング、および、該第１ハウジングと締結部材によって締結される第２ハウジングを含み、
   前記第１ハウジングは、第２ハウジング側に、前記モータ収容部より外周側に突出しつつ、内部に前記締結部材が配置される孔部を有するフランジ部を有し、
   前記フランジ部は、前記第１ハウジングの前記第２ハウジング側の端面の一部を構成し、
   前記第１ハウジングに、前記モータ収容部の内部と前記圧縮機構の吸入側とを連通させる連通路が設けられており、
   前記連通路の少なくとも一部は、前記端面において、前記モータ収容部の軸心を通過して前記孔部に接する２本の仮想接線に挟まれている領域に設けられている、電動圧縮機。
2. 前記孔部が４つ設けられている、請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記孔部が複数設けられており、
   前記第１ハウジングの外周面に、前記ハウジングを外部に取り付けるための取付脚が設けられており、
   前記取付脚の内部に、取付孔が形成されており、
   前記モータ収容部の軸心方向から見て、前記取付孔の中心軸は、複数の前記孔部のうちの隣り合う孔部の中心同士を結んだ仮想線の少なくとも１つと略並行である、請求項１または請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記孔部が４つ設けられており、
   前記モータ収容部の軸心方向から見て、４つの前記孔部のうちの隣り合う孔部の中心同士を結んだ４本の仮想線によって正方形が形成され、かつ、前記４本の仮想線のうちの２本の仮想線は、前記取付孔の前記中心軸と略平行である、請求項３に記載の電動圧縮機。
5. 前記モータ収容部の軸心方向から見て、前記端面の外形は、前記正方形の相似形である、請求項４に記載の電動圧縮機。

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