JP2019157784A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合う二つのハウジングで発生する電位差を安定して減少させることが可能な電動圧縮機を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構の駆動源となる電動モータと、電動モータを駆動するためのインバータと、圧縮機構、電動モータ及びインバータを収容する複数の金属製のハウジングを備え、隣り合う二つのハウジングが絶縁性のガスケット６０を介して接続された電動圧縮機１であって、隣り合う二つのハウジングの一方である第一ハウジング１０に一端側が固定され、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つのハウジングの他方である第二ハウジング２０に他端側が接触する金属プレート４０を備え、隣り合う二つのハウジングは金属プレート４０を介して金属的に接続され、金属プレート４０は、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用の空調装置等に用いる電動圧縮機であり、圧縮機構と、圧縮機構を駆動する電動モータと、電動モータを駆動するためのインバータが一体化された電動圧縮機に関する。

電動圧縮機としては、例えば、特許文献１に記載されているように、電動モータとインバータを収容するハウジングと、ハウジングに取り付けるインバータカバーと、ハウジングとインバータカバーとの間に配置される絶縁性シール部材を備えるものがある。
そして、特許文献１に記載されている電動圧縮機では、ハウジングとインバータカバーを、ハウジング及びインバータカバーのうち少なくとも一方に形成された凸部を介して接触させることで、ハウジングとインバータカバーを電気的に接続させている。これにより、ハウジングとインバータカバーを直接的に金属接触させることで、ハウジングとインバータカバー（二つのハウジング）で発生する電位差を減少させる。

特開２０１５−１７５７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている電動圧縮機では、ハウジング、インバータカバー、絶縁性シール部材の公差にばらつきがある場合や、凸部の位置によって、凸部の強度低下や、接触不良等の不具合が発生する可能性がある。このため、二つのハウジングで発生する電位差を、安定して減少させることが困難であるという問題点がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、隣り合う二つのハウジングで発生する電位差を安定して減少させることが可能な、電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構の駆動源となる電動モータと、複数の金属製のハウジングを備え、隣り合う二つのハウジングが絶縁性のガスケットを介して接続された電動圧縮機である。ハウジングは、圧縮機構、電動モータ及びインバータを収容する。これに加え、電動圧縮機は、隣り合う二つのハウジングの一方に一端側が固定され、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つのハウジングの他方に他端側が接触する金属プレートを備える。そして、隣り合う二つのハウジングは、金属プレートを介して金属的に接続されている。また、金属プレートは、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されている。

本発明の一態様によれば、隣り合う二つのハウジングが、金属プレートを介して電気的に接続される。これに加え、金属プレートが、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されているため、隣り合う二つのハウジングやガスケットの公差にばらつきがある場合であっても、接触不良等の不具合を抑制することが可能となる。
その結果、隣り合う二つのハウジングの間に発生する電位差を、安定して減少させることが可能な、電動圧縮機を提供することが可能となる。

本発明の第一実施形態における電動圧縮機の構成を表す分解図である。 第一実施形態の電動圧縮機が備える金属プレートを表す平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３のＩＶ線に沿った斜視図である。 図４のＶ線に沿った斜視図である。 隣り合う二つのハウジングを接続した接続部分の断面図である。 本発明の第二実施形態における電動圧縮機の構成を表す分解図である。 第二実施形態の電動圧縮機が備える金属プレートを表す平面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図９のＸ線に沿った斜視図である。 図１０のＸＩ線に沿った斜視図である。 隣り合う二つのハウジングを接続した接続部分の断面図である。

図面を参照して、本発明の第一実施形態を以下において説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係や、各層の厚さの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
さらに、以下に示す第一実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」になり、「右」が「左」になることは勿論である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１中に表すように、電動圧縮機１は、圧縮機構（図示せず）と、電動モータ（図示せず）と、インバータ（図示せず）と、複数のハウジング（第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、第三ハウジング３０）と、金属プレート４０を備える。
圧縮機構は、外部から吸入した冷媒を圧縮して外部へ吐出する機構であり、第一ハウジング１０の内部に収容されている。したがって、第一ハウジング１０は、圧縮機構を収容するコンプレッサケースを形成している。また、第一ハウジング１０には、冷媒の吸入ポート（図示せず）と、冷媒の吐出ポート（図示せず）が形成されている。

電動モータは、圧縮機構の駆動源であり、第二ハウジング２０の内部に収容されている。したがって、第二ハウジング２０は、電動モータを収容するモータケースを形成している。
インバータは、電動モータを駆動する構成であり、第三ハウジング３０の内部に収容されている。したがって、第三ハウジング３０は、インバータを収容するインバータケースを形成している。
第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、第三ハウジング３０は、それぞれ、アルミニウム等の金属製材料を用いて形成されている。
また、第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、第三ハウジング３０は、複数本の固定ボルト５０を用いて締結されている。さらに、第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、第三ハウジング３０は、それぞれ、収容する対象物（圧縮機構、電動モータ、インバータ）を包囲する内周面を備えている。

各固定ボルト５０は、電動モータの回転軸の周方向に沿って、間隔を空けて配置されている。
隣り合う第一ハウジング１０と第二ハウジング２０は、絶縁性のガスケット６０を介して接続されている。また、図示を省略するが、隣り合う第二ハウジング２０と第三ハウジング３０も、絶縁性のガスケットを介して接続されている。なお、ガスケット６０には、固定ボルト５０が貫通する貫通孔が形成されている。
第三ハウジング３０は、インバータを収容する収容空間を備えている。収容空間は、インバータカバー７０によって閉塞されている。

金属プレート４０は、金属製の板状部材である。
また、金属プレート４０は、図２から図５中に表すように、取り付け部４２と、ビード部４４を備えている。
取り付け部４２は、金属プレート４０の一端側に形成されており、ボルト挿通孔４２ａが形成されている。
ボルト挿通孔４２ａは、金属プレート４０を貫通する貫通孔であり、取り付けボルト８０の軸部が貫通する。
取り付けボルト８０は、金属プレート４０を第一ハウジング１０に取り付けるボルトである。したがって、金属プレート４０の一端側は、隣り合う二つのハウジング（第一ハウジング１０と第二ハウジング２０）のうち、一方のハウジング（第一ハウジング１０）に固定される。

ビード部４４は、金属プレート４０の他端側に形成されており、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つの固定ボルト５０ａ，５０ｂのうち一方（固定ボルト５０ａ）の近傍で、他方のハウジング（第二ハウジング２０）に接触する。
ここで、固定ボルト５０ａの近傍とは、例えば、固定ボルト５０ａと固定ボルト５０ｂとの中間の位置よりも、固定ボルト５０ａに近い位置である。

第一実施形態では、一例として、ビード部４４が第二ハウジング２０に接触する位置、すなわち、固定ボルト５０ａの近傍の位置を、ビード部４４と固定ボルト５０ａの軸部との距離が、５［ｍｍ］以内となる位置に設定する。
なお、固定ボルト５０ａの近傍の位置は、上記の位置に限定するものではない。すなわち、ビード部４４と固定ボルト５０ａの軸部との距離が、例えば、固定ボルト５０ａから、固定ボルト５０ａと固定ボルト５０ｂとの中間の位置までの距離の、１／４以内となる位置に設定してもよい。また、例えば、ビード部４４と固定ボルト５０ａの軸部との距離が、固定ボルト５０ａから、固定ボルト５０ａと固定ボルト５０ｂとの中間の位置までの距離の、１／２以内となる位置に設定してもよい。

また、ビード部４４は、平面部４４ａと、傾斜面部４４ｂと、突出面部４４ｃを備える。
平面部４４ａは、取り付け部４２と連続している。
傾斜面部４４ｂは、平面部４４ａと連続しており、平面部４４ａに対し、平面部４４ａから離れるにつれて、第二ハウジング２０へ近づく方向へ傾斜している。
突出面部４４ｃは、傾斜面部４４ｂと連続しており、平面部４４ａよりも第二ハウジング２０の側へ突出している。

また、ビード部４４は、図６中に示すように、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、ガスケット６０と第二ハウジング２０とに挟まれた状態で、第二ハウジング２０と接触する。
したがって、金属プレート４０の他端側は、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つのハウジングの他方のハウジングに接触する。
また、ガスケット６０と第二ハウジング２０とに挟まれた状態のビード部４４は、傾斜面部４４ｂ及び突出面部４４ｃが弾性変形して、隣り合う二つのハウジングを離間させる方向への復元力を有することとなる。
したがって、金属プレート４０は、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、弾性変形する形状に形成されている。

（動作・作用）
図１から図６を参照して、第一実施形態の電動圧縮機１で行う動作の一例と、作用を説明する。
電動圧縮機１の使用時には、インバータによって電動モータが駆動され、電動モータが有する駆動軸を介して、圧縮機構が駆動する。圧縮機構が駆動すると、冷媒（低圧冷媒）を、吸入ポートから吸入して圧縮し、圧縮した冷媒（高圧冷媒）を、吐出ポートから吐出する。
ここで、第一実施形態の電動圧縮機１は、金属プレート４０の一端側が、一方のハウジングである第一ハウジング１０に固定されている。これに加え、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、金属プレート４０の他端側が、他方のハウジングである第二ハウジング２０に接触している。
このため、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０は、金属プレート４０を介して電気的に接続されることとなり、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との間に発生する電位差を、減少させることが可能となる。

すなわち、金属プレート４０が、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との間に発生する電位差を解消する電気的接続部を形成することとなる。
また、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０を、電気的に接続する金属プレート４０が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されている。
このため、第一ハウジング１０、第二ハウジング２０、ガスケット６０の公差にばらつきがある場合であっても、接触不良等の不具合を抑制することが可能となる。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（第一実施形態の効果）
第一実施形態の電動圧縮機１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）金属プレート４０の一端側が、隣り合う二つのハウジングの一方に固定され、金属プレート４０の他端側が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つのハウジングの他方に接触する。これに加え、隣り合う二つのハウジングが、金属プレート４０を介して金属的に接続されており、金属プレート４０が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されている。
このため、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０が、金属プレート４０を介して電気的に接続される。これに加え、金属プレート４０が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されているため、隣り合う二つのハウジングや、ガスケット６０の公差にばらつきがある場合であっても、接触不良等の不具合を抑制することが可能となる。

その結果、隣り合う二つのハウジングの間に発生する電位差を、安定して減少させることが可能な、電動圧縮機１を提供することが可能となる。
また、隣り合う二つのハウジングの間に発生する電位差を、安定して減少させることが可能となるため、漏電等を抑制することが可能となり、電動圧縮機１の安全性を向上させることが可能となる。
さらに、隣り合う二つのハウジングの間に発生する電位差を、安定して減少させることが可能となるため、隣り合う二つのハウジングの間に存在する抵抗値を確認するために作成する、試作品の製造コストを低減させることが可能となる。

（２）金属プレート４０が、金属プレート４０の他端側に形成され、且つ他方のハウジング（第二ハウジング２０）へ向けて突出するビード部４４を備える。これに加え、ビード部４４が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、ガスケット６０と他方のハウジング（第二ハウジング２０）とに挟まれた状態で、第二ハウジング２０と接触する。
このため、ビード部４４により、金属プレート４０のうち、ガスケット６０と第二ハウジング２０とに挟まれる部分に、金属プレート４０の厚さ方向に沿った高さを出すことが可能となる。これにより、ビード部４４を第二ハウジング２０とガスケット６０との間に配置し、固定ボルト５０を用いて、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０を締結すると、傾斜面部４４ｂ及び突出面部４４ｃが弾性変形する。そして、ガスケット６０と第二ハウジング２０とに挟まれた状態のビード部４４が、隣り合う二つのハウジングを離間させる方向への復元力を有することとなる。
その結果、ビード部４４とガスケット６０及び第二ハウジング２０との接触状態を安定して確保することが可能となる。これにより、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との接触圧が過剰となることや、ガスケット６０の面圧が低下してシール性能が低下することを、抑制することが可能となる。

（３）一方のハウジングと他方のハウジングが、間隔を空けて配置された複数本の固定ボルト５０を用いて締結されている。これに加え、金属プレート４０の他端側が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つの固定ボルト５０のうち一方の近傍で、他方のハウジングに接触する。
その結果、金属プレート４０の他端側が、電動圧縮機１が備えるハウジングの周方向に連続しない構成となるため、金属プレート４０のガスケット６０への押し付け力（ガスケット６０の締付圧力）の低下を抑制することが可能となる。

（第一実施形態の変形例）
（１）第一実施形態では、金属プレート４０の一端側が第一ハウジング１０に固定され、金属プレート４０の他端側が第二ハウジング２０に接触する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、金属プレート４０の一端側が第二ハウジング２０に固定され、金属プレート４０の他端側が第三ハウジング３０に接触する構成としてもよい。
この場合、第二ハウジング２０と第三ハウジング３０を、金属プレート４０を介して電気的に接続することで、第二ハウジング２０と第三ハウジング３０との間に発生する電位差を安定して減少させることが可能となり、ノイズの混入や発生が抑制される。これにより、すなわち、外部からインバータへのノイズの流入や、インバータで発生したノイズの外部への流出を抑制することが可能となる。
（２）第一実施形態では、金属プレート４０の一端側が第一ハウジング１０に固定され、金属プレート４０の他端側が第二ハウジング２０に接触する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、金属プレート４０の一端側が第二ハウジング２０に固定され、金属プレート４０の他端側が第一ハウジング１０に接触する構成としてもよい。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図７中に表すように、電動圧縮機１は、圧縮機構（図示せず）と、電動モータ（図示せず）と、インバータ（図示せず）と、複数のハウジング（第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、第三ハウジング３０）と、金属プレート４０を備える。
圧縮機構と、電動モータと、インバータと、第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、第三ハウジング３０の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
金属プレート４０は、金属製の板状部材であり、図８から図１１中に表すように、取り付け部４２と、接触部４６を備えている。
取り付け部４２は、金属プレート４０の一端側に形成されており、ボルト挿通孔４２ａが形成されている。

ボルト挿通孔４２ａは、金属プレート４０を貫通する貫通孔であり、取り付けボルト８０が貫通する。
取り付けボルト８０は、第一実施形態と同様、金属プレート４０を第一ハウジング１０に取り付けるボルトである。したがって、金属プレート４０の一端側は、隣り合う二つのハウジング（第一ハウジング１０と第二ハウジング２０）のうち、一方のハウジング（第一ハウジング１０）に固定される。
接触部４６は、金属プレート４０の他端側に形成されており、取り付け部４２を支点とした板バネとして機能する形状に形成されている。
具体的には、図１２中に示すように、接触部４６は、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、他方のハウジングが備える内周面２０ａから押された状態で弾性変形する形状に形成されている。

したがって、金属プレート４０の他端側は、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、他方のハウジングが備える内周面２０ａから押された状態で弾性変形した状態で、他方のハウジングに接触する。
また、接触部４６のうち、金属プレート４０の他端を形成する案内部４８は、第二ハウジング２０が備える内周面２０ａよりも、第二ハウジング２０の中心軸側へ傾斜している。
また、図１２中に示すように、金属プレート４０の全体は、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、二つのハウジングの外側に露出していない。

（動作・作用）
図７から図１２を参照して、第二実施形態の電動圧縮機１で行う動作の一例と、作用を説明する。
電動圧縮機１の使用時には、インバータによって電動モータが駆動され、電動モータが有する駆動軸を介して、圧縮機構が駆動する。圧縮機構が駆動すると、冷媒（低圧冷媒）を、吸入ポートから吸入して圧縮し、圧縮した冷媒（高圧冷媒）を、吐出ポートから吐出する。

ここで、第二実施形態の電動圧縮機１は、金属プレート４０の一端側が、一方のハウジングである第一ハウジング１０に固定されている。これに加え、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、金属プレート４０の他端側が、他方のハウジングである第二ハウジング２０に接触している。
このため、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０は、金属プレート４０を介して電気的に接続されることとなり、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との間に発生する電位差を、減少させることが可能となる。

すなわち、金属プレート４０が、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との間に発生する電位差を解消する電気的接続部を形成することとなる。
また、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０を、電気的に接続する金属プレート４０が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されている。
このため、第一ハウジング１０、第二ハウジング２０、ガスケット６０の公差にばらつきがある場合であっても、接触不良等の不具合を抑制することが可能となる。
なお、上述した第二実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第二実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（第二実施形態の効果）
第二実施形態の電動圧縮機１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）金属プレート４０の他端側が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、他方のハウジングが備える内周面２０ａから押された状態で弾性変形した状態で、他方のハウジングに接触する。
その結果、金属プレート４０の他端側を、継続的に他方のハウジングへ接触させることが可能となるため、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との間に発生する電位差を、安定して減少させることが可能な、電動圧縮機１を提供することが可能となる。

（２）金属プレート４０の全体が、隣り合う二つのハウジングを接続したときに、二つのハウジングの外側に露出していない。
その結果、金属プレート４０が外気に触れることを抑制することが可能となるため、金属プレート４０の腐食を抑制することが可能となり、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０との間に発生する電位差を、安定して減少させることが可能となる。

（３）接触部４６のうち、金属プレート４０の他端を形成する案内部４８が、第二ハウジング２０が備える内周面２０ａよりも、第二ハウジング２０の中心軸側へ傾斜している。
その結果、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０とを組み合わせる際に、案内部４８が、内周面２０ａよりも、第二ハウジング２０の中心軸側へ入り込むため、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０とを組み合わせる作業が容易となる。

１…電動圧縮機、１０…第一ハウジング、２０…第二ハウジング、２０ａ…第二ハウジングの内周面、３０…第三ハウジング、４０…金属プレート、４２…取り付け部、４２ａ…ボルト挿通孔、４４…ビード部、４４ａ…平面部、４４ｂ…傾斜面部、４４ｃ…突出面部、４６…接触部、４８…案内部、５０…固定ボルト、６０…ガスケット、７０…インバータカバー、８０…取り付けボルト

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構の駆動源となる電動モータと、前記電動モータを駆動するためのインバータと、前記圧縮機構、前記電動モータ及び前記インバータを収容する複数の金属製のハウジングと、を備え、隣り合う二つの前記ハウジングが絶縁性のガスケットを介して接続された電動圧縮機であって、
   前記隣り合う二つのハウジングの一方に一端側が固定され、前記隣り合う二つのハウジングを接続したときに隣り合う二つのハウジングの他方に他端側が接触する金属プレートを備え、
   前記隣り合う二つのハウジングは、前記金属プレートを介して金属的に接続され、
   前記金属プレートは、前記隣り合う二つのハウジングを接続したときに弾性変形する形状に形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記金属プレートは、前記他端側に形成され、且つ前記他方のハウジングへ向けて突出するビード部を備え、
   前記ビード部は、前記隣り合う二つのハウジングを接続したときに、前記ガスケットと前記他方のハウジングとに挟まれた状態で他方のハウジングと接触することを特徴とする請求項１に記載した電動圧縮機。
3. 前記一方のハウジングと前記他方のハウジングは、間隔を空けて配置された複数本の固定ボルトを用いて締結され、
   前記金属プレートの他端側は、前記隣り合う二つのハウジングを接続したときに、隣り合う二つの前記固定ボルトのうち一方の近傍で前記他方のハウジングに接触することを特徴とする請求項２に記載した電動圧縮機。
4. 前記ハウジングは、収容する対象物を包囲する内周面を備え、
   前記金属プレートの他端側は、前記隣り合う二つのハウジングを接続したときに、前記他方のハウジングが備える内周面から押された状態で弾性変形することを特徴とする請求項１に記載した電動圧縮機。
5. 前記金属プレートの全体は、前記隣り合う二つのハウジングを接続したときに、前記二つのハウジングの外側に露出していないことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した電動圧縮機。

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