JP2021106455A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸をロータに好適に固定可能な電動圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の電動圧縮機は、ロータ５ｂがロータ本体５１と、第１、２プレート５３、５４と、締結ピン５６とを有している。ロータ本体５１は、駆動軸心Ｏ方向に積層された複数の電磁鋼板５１０からなる。第１、２プレート５３、５４は、ロータ本体５１を駆動軸心Ｏ方向で挟持する。締結ピン５６は、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とを駆動軸心Ｏ方向に締結する。各電磁鋼板５１０には、固定孔５１ａと貫通孔５１ｂとが形成されている。第１、２プレート５３、５４には、それぞれ第１、２挿通孔５３ａ、５４ａと第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂとが形成されている。また、第１、２プレート５３、５４には、第１挿通孔５３ａと第１連通孔５３ｂとを連通する第１切欠き５３ｇと、第２挿通孔５４ａと第２連通孔５４ｂとを連通する第２切欠き５４ｇとがそれぞれ形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は電動圧縮機に関する。

特許文献１に従来の電動圧縮機が開示されている。この電動圧縮機は、ハウジングと、駆動軸と、モータ機構と、圧縮機構とを備えている。駆動軸、モータ機構及び圧縮機構は、いずれもハウジング内に設けられている。駆動軸はハウジング内において駆動軸心周りで回転可能となっている。モータ機構は、駆動軸を駆動軸心周りで回転させる。圧縮機構は、駆動軸によって駆動され、流体としての冷媒を圧縮する。

より具体的には、モータ機構は、ステータとロータとを有している。ステータはハウジング内に固定されている。ロータには駆動軸が固定されている。ロータはステータ内に配置されており、駆動軸とともに駆動軸心周りに回転可能となっている。ロータは、ロータ本体と、複数の永久磁石と、一対のプレートとを有している。ロータ本体は、駆動軸心方向に積層された複数の鋼板からなる。各永久磁石は、それぞれロータ本体に設けられている。各プレートは、各鋼板よりも肉厚に形成されている。各プレートは、ロータ本体を駆動軸心方向で挟持している。

また、各鋼板及び各プレートには、挿通孔と複数の連通孔とがそれぞれ形成されている。挿通孔には駆動軸が挿通される。各連通孔は、挿通孔の外周側に位置しており、挿通孔の周方向に並んでいる。

この電動圧縮機では、駆動軸は、各鋼板に形成された挿通孔に嵌合することで、ロータ本体、ひいてはロータに固定されている。また、同文献には具体的な記載が存在しないものの、一般的には、ロータ本体と各プレートとは、締結具によって締結される。

この電動圧縮機では、ハウジング内において、ロータ、ひいてはモータ機構が駆動軸を駆動軸心周りに回転させる。これにより、圧縮機構が作動し、冷媒の圧縮が行われる。

特開２０１３-９０４７９号公報

上記従来の電動圧縮機では、各プレートによってロータ本体を駆動軸心方向に挟持することにより、各プレートによって、ロータ本体、つまり各鋼板が駆動軸心方向に拘束されつつ、駆動軸心方向に押圧される。ここで、各鋼板は各プレートよりも肉厚が薄い。これにより、各鋼板に形成された挿通孔は、各鋼板が駆動軸心方向に押圧された際の荷重によって、径方向へ延びるよう変形し得る。特に、各プレートとロータ本体を締結具によって締結する構造においては、締結具の周囲が局所的に強く押圧されることから、各鋼板では、挿通孔の内周面が局所的に内側へ突出し得ることになる。この場合、この電動圧縮機では、挿通孔の内周面において、内側へ突出した部分が駆動軸と干渉することで、各鋼板に形成された挿通孔に駆動軸を好適に嵌合させることができなくなり、駆動軸をロータに好適に固定できない問題が生じる。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、駆動軸をロータに好適に固定可能な電動圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の電動圧縮機は、ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、駆動軸心周りで回転可能な駆動軸と、
前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸を回転させるモータ機構と、
前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸によって駆動され、流体の圧縮を行う圧縮機構とを備えた電動圧縮機であって、
前記モータ機構は、前記ハウジング内に固定される環状のステータと、前記ステータ内に配置されるロータとを有し、
前記ロータは、前記駆動軸心方向に積層された複数の鋼板からなるロータ本体と、前記ロータ本体に設けられた複数の永久磁石と、前記各鋼板よりも肉厚に形成され、前記ロータ本体を前記駆動軸心方向で挟持する一対のプレートと、前記ロータ本体と前記各プレートとを前記駆動軸心方向に締結する締結具とを有し、
前記各鋼板及び前記各プレートには、前記駆動軸が挿通される挿通孔と、前記挿通孔の外周側に位置して前記挿通孔の周方向に並ぶ複数の連通孔と、前記挿通孔の周方向で隣り合う各連通孔同士の間に位置して前記締結具が挿通される締結孔とが形成され、
前記駆動軸は、前記各鋼板に形成された前記挿通孔内に嵌合され、
前記各プレートには、前記各プレートに形成された前記挿通孔と前記連通孔とを連通するとともに、前記ロータ本体と対向する切欠きが形成されていることを特徴とする。

本発明の電動圧縮機では、ロータ本体は駆動軸心方向に積層された複数の鋼板からなり、各鋼板は各プレートよりも肉厚が薄い。そして、この電動圧縮機では、一対のプレートによってロータ本体を駆動軸心方向に挟持しつつ、締結具によって、ロータ本体と各プレートとを駆動軸心方向に締結する。ここで、この電動圧縮機では、各プレートには切欠きが形成されており、この切欠きは、各プレートに形成された挿通孔と連通孔とを連通するとともに、ロータ本体と対向する。

そして、各プレートにおいて切欠きが存在する個所では、ロータ本体に対する駆動軸心方向の拘束力が小さくなる。これにより、この電動圧縮機では、締結具によって、ロータ本体と各プレートとを駆動軸心方向に締結する際、各鋼板は、切欠き側に向かって駆動軸心方向に変形し易くなる。この結果、各鋼板、すなわちロータ本体において、挿通孔の内周面が局所的に内側へ突出し難くなるため、この電動圧縮機では、各鋼板に形成された挿通孔に駆動軸を好適に嵌合させることができる。

したがって、本発明の電動圧縮機によれば、駆動軸をロータに好適に固定できる。

ここで、本発明において、各プレートに設ける切欠きの位置は、既に貫通形成されている挿通孔と連通孔との間の箇所となる。この箇所は、各プレートにおいて、他の箇所よりも比較的剛性が低いため、切欠きを設けることによる各プレート全体の剛性に対する影響は小さい。このため、この電動圧縮機では、ロータ全体としての剛性を殆ど低下させることなく、各鋼板に形成された挿通孔に駆動軸を好適に嵌合させることができる。

切欠きは、駆動軸心方向に各プレートを貫通していることが好ましい。この場合には、各プレートに挿通孔や連通孔を形成する際に、切欠きも同時に形成することが可能となるため、各プレートに対する加工が容易となる。このため、この電動圧縮機では生産性が向上することで、製造コストを低廉化することができる。また、切欠きが駆動軸心方向に各プレートを貫通することにより、この電動圧縮機では、ロータ本体と各プレートとを駆動軸心方向に締結する際、各鋼板が切欠きに向かって駆動軸心方向に変形し易くなるため、各鋼板に形成された挿通孔が径方向へより変形し難くなる。

本発明の電動圧縮機によれば、駆動軸をロータに好適に固定できる。

図１は、実施例の電動圧縮機を示す模式図である。 図２は、実施例の電動圧縮機に係り、図１のＸ部分を示す要部拡大断面図である。 図３は、実施例の電動圧縮機に係り、ロータ本体及び永久磁石を前方側から見た正面図である。 図４は、実施例の電動圧縮機に係り、第１プレートを前方側から見た正面図である。 図５は、実施例の電動圧縮機に係り、第２プレートを後方側から見た背面図である。 図６は、実施例の電動圧縮機に係り、ロータを前方側から見た正面図である。 図７は、実施例の電動圧縮機に係り、ロータに駆動軸が固定されている状態を示す前方側から見た正面図である。 図８は、比較例の電動圧縮機に係り、ロータを前方側から見た正面図である。 図９は、比較例の電動圧縮機に係り、加熱による特定領域の変形を示すロータ本体及び永久磁石を前方側から見た正面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。実施例の電動圧縮機は、具体的には、スクロール型電動圧縮機である。この電動圧縮機は、図示しない車両に搭載されており、車両の冷凍回路を構成している。

図１に示すように、実施例の電動圧縮機は、ハウジング１と、駆動軸３と、モータ機構５と、圧縮機構７とを備えている。ハウジング１は、ハウジング本体１１と、第１カバー１３と、第２カバー１５とを有している。

本実施例では、図１に示す実線矢印によって、電動圧縮機の前後方向及び上下方向を規定している。そして、図２以降では、図１に対応して、電動圧縮機の前後方向及び上下方向を規定している。なお、これらの各方向は説明の便宜上のための一例であり、電動圧縮機は、搭載される車両等に対応して、その姿勢が適宜変更される。

図２に示すように、ハウジング本体１１は、前壁１１ａと周壁１１ｂとを有している。前壁１１ａは、ハウジング本体１１の前端に位置しており、ハウジング本体１１の径方向に延びている。周壁１１ｂは、前壁１１ａと接続しており、前壁１１ａから駆動軸３の駆動軸心Ｏ方向で後方に向かって延びている。これらの前壁１１ａと周壁１１ｂとにより、ハウジング本体１１は、駆動軸心Ｏ方向に延びる略円筒状に形成されている。ここで、駆動軸心Ｏ方向は、電動圧縮機の前後方向と平行である。こうして、ハウジング本体１１は、駆動軸心Ｏ方向、つまり電動圧縮機の前後方向に延びる有底の筒状をなしている。

また、ハウジング本体１１には、吸入口１１ｃと、複数のボルト孔１１ｄとが形成されている。さらに、ハウジング本体１１の内部には、モータ室１１１が形成されている。

吸入口１１ｃは、ハウジング本体１１の径方向に延びており、ハウジング本体１１の外部と、モータ室１１１とを連通している。また、吸入口１１ｃは、配管（図示略）によって蒸発器（図示略）と接続されている。これにより、モータ室１１１内には、蒸発器を経た低温かつ低圧の冷媒ガスが吸入される。冷媒ガスは、本発明における「流体」の一例である。つまり、モータ室１１１は吸入室としても機能する。図１に示すように、各ボルト孔１１ｄは、駆動軸心Ｏ方向に延びており、ハウジング本体１１の後端に開口している。なお、図１では、複数のボルト孔１１ｄのうちの一つを図示している。

第１カバー１３は、駆動軸心Ｏ方向でハウジング本体１１の前方側に位置している。第１カバー１３は図示しない複数のボルトによって、ハウジング本体１１の前壁１１ａに固定されている。第１カバー１３は有底の筒状に形成されており、内部にインバータ回路（図示略）を収容している。

第２カバー１５は、駆動軸心Ｏ方向でハウジング本体１１の後方側に位置している。第２カバー１５は、複数のボルト１５ａによって、ハウジング本体１１の後端に固定されている。なお、図１では、複数のボルト１５ａのうちの一つを図示している。第２カバー１５は有底の筒状に形成されており、内部に吐出室（図示略）が形成されている。吐出室は、配管（図示略）によって凝縮器（図示略）と接続されている。

図１及び図２に示すように、駆動軸３は、モータ室１１１内を含め、ハウジング本体１１の内部に設けられている。図２に示すように、駆動軸３は、駆動軸心Ｏ方向に延びる円柱状をなしており、小径部３ａと、大径部３ｂと、テーパ部３ｃとを有している。小径部３ａは、駆動軸３の前端側に位置している。大径部３ｂは、小径部３ａよりも後方側に位置している。大径部３ｂは、小径部３ａよりも大径に形成されている。テーパ部３ｃは、小径部３ａと大径部３ｂとの間に位置している。テーパ部３ｃは前端で小径部３ａと接続している。そして、テーパ部３ｃは、後方に向かうにつれて拡径しつつ、後端で大径部３ｂに接続している。

駆動軸３は、小径部３ａがラジアル軸受１９を介して、ハウジング本体１１の前壁１１ａに回転可能に支承されている。これにより、駆動軸３は、モータ室１１１内で駆動軸心Ｏ周りに回転可能となっている。

モータ機構５は、モータ室１１１内に設けられている。モータ機構５は、ステータ５ａとロータ５ｂとを有している。ステータ５ａは、モータ室１１１内において、周壁１１ｂの内周面に固定されている。ステータ５ａは、インバータ回路と接続されている。

ステータ５ａは、ステータコア５０１とコイルエンド５０３とを有している。ステータコア５０１は円筒状に形成されている。ステータコア５０１には、コイル５０５が捲回されている。コイルエンド５０３は、ステータコア５０１から駆動軸心Ｏ方向で前後に突出する環状をなしている。

ロータ５ｂは、ステータ５ａ内に配置されている。ロータ５ｂは、ロータ本体５１と、複数のマグネットコア５２と、第１プレート５３と、第２プレート５４と、ロータウェイト５５と、複数の締結ピン５６とを有している。各マグネットコア５２は、本発明における「永久磁石」の一例である。また、第１プレート５３及び第２プレート５４は、本発明における「プレート」の一例である。

ロータ本体５１は、同一形状をなす複数枚の電磁鋼板５１０によって形成されている。各電磁鋼板５１０は、本発明における「鋼板」の一例である。図３に示すように、各電磁鋼板５１０は円盤状に形成されている。各電磁鋼板５１０の中心、すなわちロータ本体５１の中心には、固定孔５１ａが形成されている。また、各電磁鋼板５１０において、固定孔５１ａの外周側には、５個の貫通孔５１ｂが形成されている。さらに、各電磁鋼板５１０において、各貫通孔５１ｂの外周側には、第１ピン孔５５５〜５５８と、１０個の収容孔５１ｃとが形成されている。固定孔５１ａ、各貫通孔５１ｂ、各第１ピン孔５５５〜５５８及び各収容孔５１ｃは、それぞれ電磁鋼板５１０を駆動軸心Ｏ方向に貫通している。ここで、固定孔５１ａ、各貫通孔５１ｂ、各第１ピン孔５１ｃ及び各収容孔５１ｃ同士は互いに離間しており、連通していない。

固定孔５１ａは、駆動軸３の大径部３ｂと整合する丸孔に形成されている。より厳密には、固定孔５１ａは、大径部３ｂよりも僅かに小径をなす丸孔に形成されている。各貫通孔５１ｂは略扇形状に形成されており、固定孔５１ａの周方向に等間隔で配置されている。各第１ピン孔５５５〜５５８は丸孔に形成されており、各貫通孔５１ｂの外周側で固定孔５１ａの周方向に配置されている。ここで、各第１ピン孔５５５〜５５８のうち、第１ピン孔５５５及び第１ピン孔５５６は、各貫通孔５１ｂの外周側であって、固定孔５１ａの周方向で隣り合う各貫通孔５１ｂ同士の間に配置されている。一方、第１ピン孔５５７及び第１ピン孔５５８は、各貫通孔５１ｂの外周側に位置しているものの、固定孔５１ａの周方向で隣り合う各貫通孔５１ｂ同士の間には配置されていない。これにより、固定孔５１ａ、各貫通孔５１ｂ及び各第１ピン孔５５５、５５６は、それぞれ本発明における「挿通孔」「貫通孔」及び「締結孔」の一例である。より詳細には、固定孔５１ａ、各貫通孔５１ｂ及び各第１ピン孔５５５、５５６は、「各鋼板に形成された挿通孔」、「各鋼板に形成された貫通孔」及び「各鋼板に形成された締結孔」の一例である。各収容孔５１ｃは矩形状に形成されており、各貫通孔５１ｂの外周側で固定孔５１ａの周方向に配置されている。なお、各貫通孔５１ｂ、各第１ピン孔５５５〜５５８及び各収容孔５１ｃの形状や個数は適宜設計可能である。また、第１ピン孔５５７及び第１ピン孔５５８についても、それぞれ各貫通孔５１ｂの外周側で各貫通孔５１ｂ同士の間に配置されても良い。

図２に示すように、各電磁鋼板５１０は、駆動軸心Ｏ方向に互いに積層されている。この際、各電磁鋼板５１０同士は、固定孔５１ａ同士を駆動軸心Ｏ方向に整合させているとともに、各貫通孔５１ｂ、各第１ピン孔５５５〜５５８及び各収容孔５１ｃ同士を駆動軸心Ｏ方向に整合させている。こうして、ロータ本体５１が形成されている。つまり、ロータ本体５１では、固定孔５１ａ、各貫通孔５１ｂ、各第１ピン孔５５５〜５５８及び各収容孔５１ｃがそれぞれ駆動軸心Ｏ方向に貫通している。これにより、ロータ本体５１は駆動軸心Ｏ方向に延びる略円筒体をなしている。なお、図２では、説明を容易にするため、各電磁鋼板５１０の板厚の他、各電磁鋼板５１０の個数を簡略化して図示している。

また、これらの固定孔５１ａ及び各貫通孔５１ｂが形成されることにより、図３に示すように、各電磁鋼板５１０、すなわちロータ本体５１において、固定孔５１ａと各貫通孔５１ｂとの間となる個所は、特定領域５１１とされている。一方、ロータ本体５１において、各貫通孔５１ｂよりも外周側となる個所は、外周領域５１２とされている。つまり、各第１ピン孔５５５〜５５８及び各収容孔５１ｃは、外周領域５１２に配置されている。さらに、ロータ本体５１において、各貫通孔５１ｂ同士の間となる個所は、それぞれ接続部５１３とされている。各接続部５１３は、特定領域５１１と外周領域５１２とに接続している。つまり、ロータ本体５１において、特定領域５１１及び外周領域５１２は、互いの間に存在する各貫通孔５１ｂ及び各接続部５１３によって、略円筒体をなしている。ここで、ロータ本体５１の径方向における特定領域５１１の肉厚は、ロータ本体５１の径方向における外周領域５１２の肉厚に比べて薄くなっている。

図２及び図３に示すように、各マグネットコア５２は、駆動軸心Ｏ方向に延びる矩形の柱状に形成されている。各マグネットコア５２における駆動軸心Ｏ方向の長さは、ロータ本体５１における駆動軸心Ｏ方向の長さとほぼ同じに形成されている。各マグネットコア５２は、各収容孔５１ｃにそれぞれ収容されている。これにより、図３に示すように、各マグネットコア５２は、ロータ本体５１の外周領域５１２において、固定孔５１ａの周方向に配置されている。

図２に示すように、第１プレート５３は、ロータ本体５１に対して、駆動軸心Ｏ方向で前方側に位置している。第１プレート５３は、円盤状をなす金属の板材によって形成されている。より具体的には、第１プレート５３は、各電磁鋼板５１０よりも駆動軸心Ｏ方向の肉厚が厚い板材によって形成されている。つまり、第１プレート５３は、各電磁鋼板５１０よりも肉厚である。また、図６及び図７に示すように、第１プレート５３は、各電磁鋼板５１０、すなわちロータ本体５１よりも小径の円盤状をなしている。

図４に示すように、第１プレート５３の中心には、第１挿通孔５３ａが形成されている。また、第１プレート５３において、第１挿通孔５３ａの外周側には、５個の第１連通孔５３ｂが形成されている。さらに、第１プレート５３において、各第１連通孔５３ｂの外周側には、第２ピン孔５３５〜５３８が形成されている。第１挿通孔５３ａ、第１連通孔５３ｂ及び各第２ピン孔５３５〜５３８は、それぞれ第１プレート５３を駆動軸心Ｏ方向に貫通している。ここで、第１連通孔５３ｂと各第２ピン孔５３５〜５３８とは互いに離間しており、連通していない。

第１挿通孔５３ａは丸孔に形成されている。より厳密には、図２及び図７に示すように、第１挿通孔５３ａは、ロータ本体５１の固定孔５１ａ及び駆動軸３の大径部３ｂよりもよりも大径をなす円形に形成されている。第１連通孔５３ｂは、ロータ本体５１の各貫通孔５１ｂと整合する略扇形状に形成されており、第１挿通孔５３ａの周方向に等間隔で配置されている。各第２ピン孔５３５〜５３８は、ロータ本体５１の各第１ピン孔５５５〜５５８と整合する丸孔に形成されており、第１挿通孔５３ａの周方向に配置されている。ここで、各第２ピン孔５３５〜５３８のうち、第２ピン孔５３５及び第２ピン孔５３６は、各第１連通孔５３ｂの外周側であって、第１挿通孔５３ａの周方向で隣り合う各第１連通孔５３ｂ同士の間に配置されている。一方、第２ピン孔５３７及び第２ピン孔５３８は、各第１連通孔５３ｂの外周側に位置しているものの、第１挿通孔５３ａの周方向で隣り合う各第１連通孔５３ｂ同士の間には配置されていない。これにより、第１挿通孔５３ａ、各第１連通孔５３ｂ及び各第２ピン孔５３５、５３６は、それぞれ本発明における「挿通孔」「貫通孔」及び「締結孔」の一例である。より詳細には、第１挿通孔５３ａ、各第１連通孔５３ｂ及び各第２ピン孔５３５、５３６は、「各プレートに形成された挿通孔」、「各プレートに形成された貫通孔」及び「各プレートに形成された締結孔」の一例である。なお、第２ピン孔５３７及び第２ピン孔５３８についても、それぞれ各第１連通孔５３ｂの外周側で各第１連通孔５３ｂ同士の間に配置されても良い。

また、これらの第１挿通孔５３ａ及び各第１連通孔５３ｂによって、図４に示すように、第１プレート５３には、第１拘束部５３ｄと、第１外周部５３ｅと、５個の第１ブリッジ部５３ｆとが形成されている。第１拘束部５３ｄは、第１挿通孔５３ａと各第１連通孔５３ｂとの間に位置している。第１外周部５３ｅは、各第１連通孔５３ｂの外周側に位置している。各第１ブリッジ部５３ｆは、各第１連通孔５３ｂ同士の間にそれぞれ位置している。各第１ブリッジ部５３ｆは、第１拘束部５３ｄと第１外周部５３ｅとに接続している。

また、第１プレート５３には、５つの第１切欠き５３ｇが形成されている。各第１切欠き５３ｇは、本発明における「切欠き」の一例である。各第１切欠き５３ｇは、第１挿通孔５３ａと各第１連通孔５３ｂとの間にそれぞれ位置している。各第１切欠き５３ｇは、第１プレート５３の径方向に延びており、第１挿通孔５３ａと各第１連通孔５３ｂとに接続している。また、各第１切欠き５３ｇは、第１プレート５３を駆動軸心Ｏ方向に貫通している。これにより、第１プレート５３では、第１拘束部５３ｄが各第１切欠き５３ｇによって第１プレート５３の径方向に切り欠かれている。つまり、第１拘束部５３ｄは、各第１切欠き５３ｇによって５個に分割されている。

図２に示すように、第２プレート５４は、ロータ本体５１に対して、駆動軸心Ｏ方向で後方側に位置している。第１プレート５３と同様、第２プレート５４も各電磁鋼板５１０よりも駆動軸心Ｏ方向の肉厚が厚い板材によって形成されている。また、第２プレート５４についても、各電磁鋼板５１０、すなわちロータ本体５１よりも小径の円盤状をなしている。

図５に示すように、第２プレート５４には、第２挿通孔５４ａと、５個の第２連通孔５４ｂと、第３ピン孔５４５〜５４８とが形成されている。各第３ピン孔５４５〜５４８のうち、第３ピン孔５４５及び第３ピン孔５４６は、各第２連通孔５４ｂの外周側であって、第２挿通孔５４ａの周方向で隣り合う各第２連通孔５４ｂ同士の間に配置されている。一方、第３ピン孔５４７及び第３ピン孔５４８は、各第２連通孔５４ｂの外周側に位置しているものの、第２挿通孔５４ａの周方向で隣り合う各第２連通孔５４ｂ同士の間には配置されていない。また、第２プレート５４には、第２拘束部５４ｄと、第２外周部５４ｅと、５個の第２ブリッジ部５４ｆとが形成されている。さらに、第２プレート５４において、第２挿通孔５４ａと各第２連通孔５４ｂとの間には、第２切欠き５４ｇがそれぞれ形成されている。第２挿通孔５４ａ、各第２連通孔５４ｂ及び各第３ピン孔５４５、５４６についても、それぞれ本発明における「各プレートに形成された挿通孔」、「各プレートに形成された貫通孔」及び「各プレートに形成された締結孔」の一例である。また、各第２切欠き５４ｇも、本発明における「切欠き」の一例である。なお、第２挿通孔５４ａ等の構成を含め、第２プレート５４の構成は、第１プレート５３と同様であるため、詳細な説明を省略する。つまり、第２プレート５４においても、第２拘束部５４ｄは、各第２切欠き５４ｇによって第２プレート５４の径方向に切り欠かれている。このため、第２拘束部５４ｄも各第２切欠き５４ｇによって５個に分割されている。また、第３ピン孔５４７及び第３ピン孔５４８についても、それぞれ各第２連通孔５４ｂの外周側で各第２連通孔５４ｂ同士の間に配置されても良い。

図４に示すように、ロータウェイト５５は、略円弧状なす金属の板材によって形成されている。図２に示すように、ロータウェイト５５は、第１、２プレート５３、５４よりも板厚が厚く設定されている。また、図４に示すように、ロータウェイト５５には、第４ピン孔５５ａ、が形成されている。各第４ピン孔５５ａ、５５ｂは、それぞれ第１プレート５３の第２ピン孔５３７、５３８と整合する丸孔に形成されており、ロータウェイト５５を駆動軸心Ｏ方向に貫通している。なお、ロータウェイト５５の形状や板厚は、適宜設計可能である。

図２に示すように、ロータ５ｂでは、駆動軸心Ｏ方向の前方側から、ロータウェイト５５、第１プレート５３、ロータ本体５１及び第２プレート５４がこの順で配置されている。ロータ本体５１には、各マグネットコア５２が既に設けられている。また、ロータ５ｂでは、ロータ本体５１の固定孔５１ａと、第１、２プレート５３、５４の第１、２挿通孔５３ａ、５４ａとを駆動軸心Ｏ方向で整合させるとともに、ロータ本体５１の各貫通孔５１ｂと、第１、２プレート５３、５４の各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂとを駆動軸心Ｏ方向で整合させる。さらに、ロータ５ｂでは、ロータ本体５１の各第１ピン孔５５５〜５５８と、第１、２プレート５３、５４の各第２、３ピン孔５３５〜５３８、５４５〜５４８と、ロータウェイト５５の各第４ピン孔５５ａ、５５ｂとを駆動軸心Ｏ方向で整合させる。そして、この状態において、図６に示すように、各第１〜４ピン孔５５５〜５５８、５３５〜５３８、５４５〜５４８、５５ａ、５５ｂに対して、各締結ピン５６が駆動軸心Ｏ方向に挿通されているとともに、各連結ピンの５６の前端及び後端がかしめられている。

こうして、ロータ５ｂでは、ロータ本体５１と、第１、２プレート５３、５４と、ロータウェイト５５とが駆動軸心Ｏ方向に締結されて一体化されている。つまり、ロータ５ｂでは、ロータ本体５１が第１、２プレート５３、５４によって駆動軸心Ｏ方向の両側から挟持されている。これらにより、ロータ５ｂでは、ロータ本体５１を構成する各電磁鋼板５１０同士が互いに分離することが防止されている。

また、ロータ本体５１が第１、２プレート５３、５４によって駆動軸心Ｏ方向の両側から挟持されることにより、固定孔５１ａと、第１、２挿通孔５３ａ、５４ａとが駆動軸心Ｏ方向で連通した状態となっている。さらに、各貫通孔５１ｂと、各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂとについても、駆動軸心Ｏ方向で連通した状態となっている。ここで、各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂは、ロータウェイト５５によって、第１プレート５３側、つまり、駆動軸心Ｏ方向の前方側の一部が塞がれている。

そして、図６に示すように、ロータ５ｂでは、ロータ本体５１の特定領域５１１に対して、第１プレート５３の第１拘束部５３ｄが駆動軸心Ｏ方向で前方側から面接触している。同様に、特定領域５１１に対して、第２プレート５４の第２拘束部５４ｄが駆動軸心Ｏ方向で後方側から面接触している（図２参照）。これらにより、特定領域５１１、ひいてはロータ本体５１は、第１拘束部５３ｄ及び第２拘束部５４ｄによって、駆動軸心Ｏ方向に拘束されている。一方、図６に示すように、第１プレート５３の各第１切欠き５３ｇは、特定領域５１１とは非接触となっている。詳細な図示を省略するものの、第２プレート５４の各第２切欠き５４ｇについても同様に、特定領域５１１とは非接触となっている。つまり、各第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇが存在する個所では、特定領域５１１は第１プレート５３及び第２プレート５４と非接触となっており、駆動軸心Ｏ方向に拘束されてはいない。

また、ロータ本体５１の外周領域５１２に対して、第１プレート５３の第１外周部５３ｅ及び第２プレート５４の第２外周部５４ｅがそれぞれ駆動軸心Ｏ方向の両側から面接触している。これにより、ロータ本体５１に設けられた各マグネットコア５２は、第１、２プレート５３、５４、より具体的には、第１、２外周部５３ｅ、５４ｅと駆動軸心Ｏ方向で対向している。こうして、第１、２外周部５３ｅ、５４ｅは、各マグネットコア５２が各収容孔５１ｃから駆動軸心Ｏ方向に脱落することを防止している。さらに、ロータ本体５１の各接続部５１３に対して、第１プレート５３の各第１ブリッジ部５３ｆ及び第２プレート５４の各第２ブリッジ部５４ｆが前後方向から面接触している。

図２及び図７に示すように、ロータ５ｂには駆動軸３が嵌合、より具体的には焼き嵌めされて固定されている。ロータ５ｂに駆動軸３を焼き嵌めするに当たっては、ロータ５ｂに対して誘導加熱が行われている。具体的には、誘導加熱によって、固定孔５１ａの周囲、つまり、特定領域５１１を含め、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄを加熱し、固定孔５１ａを熱膨張によって拡径させる。そして、この状態で、固定孔５１ａ及び第１、２挿通孔５３ａ、５４ａに対して、大径部３ｂを駆動軸心Ｏ方向に挿通させる。こうして、固定孔５１ａに対して、大径部３ｂが焼き嵌めされることで、ロータ５ｂに駆動軸３が固定されている。これにより、ロータ５ｂと駆動軸３とが一体化され、駆動軸心Ｏ周りに一体で回転可能となっている。なお、第１、２挿通孔５３ａ、５４ａは、大径部３ｂよりも大径に形成されているため、第１、２挿通孔５３ａ、５４ａには、大径部３ｂが挿通されているのみであり、大径部３ｂの固定はされていない。

図１に示す圧縮機構７としては、公知のスクロール型圧縮機構が採用されている。圧縮機構７は、ハウジング本体１１内において、モータ室１１１よりも後方側で周壁１１ｂの内周面に固定された固定スクロールと、固定スクロールに対向して配置され、駆動軸３によって回転可能な可動スクロールとを有している。固定スクロールと可動スクロールとは噛合して両者間に圧縮室を形成している。なお、固定スクロール、可動スクロール及び圧縮室については、いずれも図示を省略する。

以上のように構成されたこの電動圧縮機では、図２の破線矢印で示すように、蒸発器を経た低温低圧の冷媒ガスが吸入口１１ｃからモータ室１１１内に吸入される。また、インバータ回路によってモータ機構５に給電が行われる。これにより、ロータ５ｂが駆動軸３とともに駆動軸心Ｏ周りで回転し、圧縮機構７が作動する。そして、モータ室１１１内に吸入された冷媒ガスは、第１プレート５３側から、各第１連通孔５３ｂ内、各貫通孔５１ｂ内及び各第２連通孔５４ｂ内を流通して、圧縮機構７に導入される。つまり、この電動圧縮機では、各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂが冷媒ガスを圧縮機構７に導入させる導入通路として機能する。こうして、圧縮機構７に導入された冷媒ガスは、圧縮室で圧縮され、吐出室から吐出口を経て凝縮器に吐出される。

また、この電動圧縮機では、モータ室１１１内の冷媒ガスによって、ステータ５ａ及びロータ５ｂを冷却することが可能となっている。さらに、この電動圧縮機では、各貫通孔５１ｂ内及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂ内を流通する冷媒ガスによっても、ロータ５ｂを好適に冷却することが可能となっている。また、各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂが導入通路として機能するため、ハウジング本体１１内に導入通路を別途に設ける必要がない。

ここで、この電動圧縮機では、ロータ５ｂにおいて、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とが互いにずれることでロータ本体５１から各マグネットコア５２が脱落したり、ロータ本体５１を構成する各電磁鋼板５１０同士が駆動軸心Ｏ方向に離間したりしないことが求められる。このため、この電動圧縮機では、各連結ピン５６によって、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とを駆動軸心Ｏ方向に強固に締結する必要がある。このため、ロータ本体５１、すなわち各電磁鋼板５１０及び第１、２プレート５３、５４では、各連結ピン５６の周囲が局所的に強く押圧されることになる。この点、この電動圧縮機では、各電磁鋼板５１０が第１、２プレート５３、５４よりも肉厚が薄くても、各連結ピン５６によって、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とを駆動軸心Ｏ方向に締結した際に固定孔５１ａの内周面が局所的に内側へ突出し難くなっている。この作用効果について、比較例との対比を基に具体的に説明する。

図８に示すように、比較例の電動圧縮機では、ロータ５ｂの第１プレート５３において、第１挿通孔５３ａと各第１連通孔５３ｂとの間に第１切欠き５３ｇが形成されていない。図示を省略するものの、第２プレート５４においても、第２挿通孔５４ａと各第２連通孔５４ｂとの間に第２切欠き５４ｇが形成されていない。

これにより、比較例の電動圧縮機では、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄが分割されることがなく、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄは、それぞれ略円環状をなしている。そして、これらの第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄが特定領域５１１に面接触している。このように、比較例の電動圧縮機では、特定領域５１１のほぼ全体が第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄによって、駆動軸心Ｏ方向の両側から拘束されている。ロータ５ｂにおける他の構成を含め、比較例の電動圧縮機における他の構成は実施例の電動圧縮機と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

比較例の電動圧縮機では、各連結ピン５６によって、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とを駆動軸心Ｏ方向に締結することにより、ロータ本体５１、すなわち各電磁鋼板５１０が駆動軸心Ｏ方向に押圧される。ここで、各電磁鋼板５１０は第１、２プレート５３、５４よりも肉厚が薄い。また、特定領域５１１のほぼ全体が第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄによって、駆動軸心Ｏ方向の両側から拘束されている。これにより、比較例の電動圧縮機では、特定領域５１１を含め、各電磁鋼板５１０は駆動軸心方向に変形することができなくなる。つまり、各電磁鋼板５１０では、駆動軸心Ｏ方向に押圧された際の荷重に伴う変形を駆動軸心Ｏ方向に逃がすことができなくなる。このため、図９に示すように、固定孔５１ａは、各電磁鋼板５１０が駆動軸心Ｏ方向に押圧された際の荷重によって、径方向へ延びるよう変形することになる。具体的には、第１ピン孔５５５および第１ピン孔５５６については、駆動軸心Ｏに向かう電磁鋼板５１０の径方向において、貫通孔５１ｂが介在することなく電磁鋼板５１０の一部、つまり、接続部５１３がスポーク状に固定孔５１ａまで存在する。これにより、第１ピン孔５５５及び第１ピン孔５５６の周囲に局所的に作用する押圧力に伴うひずみ変形は、接続部５１３、すなわち電磁鋼板５１０におけるスポーク状の領域を伝播し、固定孔５１ａ周りの局所的な突出として現れる。

この結果、比較例の電動圧縮機では、固定孔５１ａの内周面が局所的に内側へ突出し易くなる。ここで、比較例の電動圧縮機では、誘導加熱によって、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄを加熱するため、固定孔５１ａにおける上記の変形がより顕著となる。これらのため、比較例の電動圧縮機では、固定孔５１ａに駆動軸３の大径部３ｂを好適に嵌合させることができなくなり、駆動軸３をロータ５ｂに好適に固定できなくなる。

これに対し、実施例の電動圧縮機では、図３及び図４に示すように、第１、２プレート５３、５４に対して、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄの他に第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇがそれぞれ形成されている。そして、実施例の電動圧縮機では、図２、図６及び図７に示すように、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄが特定領域５１１に接触して特定領域５１１を駆動軸心Ｏ方向の両側から拘束するのに対し、各第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇは、特定領域５１１とは非接触となる。これにより、各第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇは、特定領域５１１を駆動軸心Ｏ方向に拘束しない。このため、実施例の電動圧縮機では、各第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇが存在する分、特定領域５１１に対する第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄの接触面積が小さくなる。特に、実施例の電動圧縮機では、第１、２プレート５３、５４に対して、各第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇがそれぞれ５つずつ形成されている。このため、特定領域５１１に対する第１拘束部５３ｄと全体としての接触面積が十分に小さくなっているとともに、特定領域５１１に対する第２拘束部５４ｄと全体としての接触面積が十分に小さくなっている。この結果、実施例の電動圧縮機では、各連結ピン５６によって、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とを駆動軸心Ｏ方向に締結した際における、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄによる特定領域５１１への駆動軸心Ｏ方向の拘束が低減されている。

これにより、実施例の電動圧縮機では、各連結ピン５６によって、ロータ本体５１と第１、２プレート５３、５４とを駆動軸心Ｏ方向に締結した際、各電磁鋼板５１０は、第１切欠き５３ｇ側や第２切欠き５４ｇ側に向かって駆動軸心Ｏ方向に変形し易くなる。つまり、各電磁鋼板５１０は、駆動軸心Ｏ方向に押圧された際の荷重に伴う変形を駆動軸心Ｏ方向に逃がすことができる。ここで、実施例の電動圧縮機でも、誘導加熱によって第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄを加熱するものの、この際にも、特定領域５１１は、第１切欠き５３ｇ側や第２切欠き５４ｇ側に向かって駆動軸心Ｏ方向に変形し易くなる。このため、図６に示すように、実施例の電動圧縮機では、固定孔５１ａの内周面が局所的に内側へ突出することが抑制されている。この結果、図７に示すように、実施例の電動圧縮機では、固定孔５１ａに大径部３ｂを好適に嵌合させることが可能となっている。

したがって、実施例の電動圧縮機によれば、駆動軸３をロータ５ｂに好適に固定できる。

特に、この電動圧縮機では、第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇがそれぞれ第１、２プレート５３、５４を駆動軸心Ｏ方向に貫通している。このため、この電動圧縮機では、第１、２プレート５３、５４に第１、２挿通孔５３ａ、５４ａ、各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂ及び各第２、３ピン孔５３５〜５３８、５４５〜５４８を形成する際に第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇも同時に形成することが可能となっている。また、例えば、第１、２プレート５３、５４に対して、第１、２挿通孔５３ａ、５４ａと各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂとを連通する凹溝をそれぞれ形成し、この凹溝を第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇとする場合に比べて、第１、２プレート５３、５４に対する加工も容易となっている。このため、この電動圧縮機では生産性が高くなっており、その分、製造コストを低廉化することが可能となっている。

また、各第１切欠き５３ｇは、第１拘束部５３ｄを第１プレート５３の径方向に切り欠いており、各第２切欠き５４ｇは、第２拘束部５４ｄを第２プレート５４の径方向に切り欠いている。これにより、この電動圧縮機では、第１、２プレート５３、５４による各電磁鋼板５１０同士の分離や各収容孔５１ｃからの各マグネットコア５２の脱落防止に必要な拘束力、すなわち剛性を確保しつつ、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄを５つに分割することで、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄ全体としての剛性を好適に低下させることが可能となっている。この点においても、この電動圧縮機では、第１、２拘束部５３ｄ、５４ｄによる特定領域５１１への駆動軸心Ｏ方向の拘束を好適に低減させることが可能となっている。

また、この電動圧縮機では、ロータ本体５１に対し、固定孔５１ａの外周に５個の貫通孔５１ｂが形成されている。そして、第１、２プレート５３、５４では、各貫通孔５１ｂに対応して、第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂがそれぞれ５個ずつ形成されている。これにより、この電動圧縮機では、モータ室１１１内に吸入された冷媒ガスが各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂを好適に流通することができる。こうして、この電動圧縮機では、ロータ５ｂの内部を流通する冷媒ガスの流量を好適に多くすることができ、圧縮機構７に冷媒ガスを好適に導入させることが可能となっている。また、この電動圧縮機では、ロータ５ｂの内部を流通する冷媒ガスの流量が多くなることにより、冷媒ガスによって、ロータ５ｂを十分に冷却することが可能となっている。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例の電動圧縮機では、各第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇが第１、２プレート５３、５４を駆動軸心Ｏ方向に貫通している。しかし、これに限らず、凹溝のように、第１、２プレート５３、５４を駆動軸心Ｏ方向に貫通させずに第１、２切欠き５３ｇ、５４ｇを形成しても良い。

また、固定孔５１ａに加えて、第１挿通孔５３ａ及び第２挿通孔５４ａに対しても駆動軸３の大径部３ｂが固定される構成としても良い。

さらに、固定孔５１ａに駆動軸３の大径部３ｂを焼き嵌めするに当たり、誘導加熱に換えて、加熱炉等を用いてロータ５ｂを加熱しても良い。

また、焼き嵌めに換えて、圧入等によって固定孔５１ａに駆動軸３の大径部３ｂを嵌合させても良い。

さらに、圧縮機構７として、ベーン式圧縮機構や斜板式圧縮機構等を採用しても良い。

また、圧縮機構７は冷媒ガス以外の流体を圧縮しても良い。

さらに、実施例の電動圧縮機では、各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂを冷媒ガスの導入通路として機能させることにより、モータ室１１１内に吸入された冷媒ガスを各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂに流通させつつ、この冷媒ガスによってロータ５ｂの冷却を行っている。しかし、これに限らず、ハウジング１内において、モータ室１１１とは別の場所に冷媒ガスを吸入させることにより、各貫通孔５１ｂ及び各第１、２連通孔５３ｂ、５４ｂについて、ロータ５ｂの軽量化のための肉抜き部として機能させても良い。

また、第１ピン孔５５５〜５５８について、それぞれ各貫通孔５１ｂの外周側には配置せずに、固定孔５１ａの周方向で隣り合う各貫通孔５１ｂ同士の間に配置する構成、つまり、第１ピン孔５５５〜５５８を各接続部５１３に配置する構成としても良い。これに伴い、第２ピン孔５３５〜５３８及び第３ピン孔５４５〜５４８についても、それぞれ各第１ブリッジ部５３ｆ及び各第２ブリッジ部５４ｆに配置する構成としても良い。

本発明は車両等の空調装置に利用可能である。

１…ハウジング
３…駆動軸
５…モータ機構
５ａ…ステータ
５ｂ…ロータ
７…圧縮機構
５１…ロータ本体
５１ａ…固定孔（挿通孔）
５１ｂ…貫通孔（連通孔）
５２…マグネットコア（永久磁石）
５３…第１プレート（プレート）
５３ａ…第１挿通孔（挿通孔）
５３ｂ…第１連通孔（連通孔）
５３ｇ…第１切欠き（切欠き）
５４…第２プレート（プレート）
５４ａ…第２挿通孔（挿通孔）
５４ｂ…第２連通孔（連通孔）
５４ｇ…第２切欠き（切欠き）
５６…締結ピン（締結具）
５１０…電磁鋼板（鋼板）
５３５、５３６…第２ピン孔（締結孔）
５４５、５４６…第３ピン孔（締結孔）
５５５、５５６…第１ピン孔（締結孔）
Ｏ…駆動軸心

Claims (2)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、駆動軸心周りで回転可能な駆動軸と、
   前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸を回転させるモータ機構と、
   前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸によって駆動され、流体の圧縮を行う圧縮機構とを備えた電動圧縮機であって、
   前記モータ機構は、前記ハウジング内に固定される環状のステータと、前記ステータ内に配置されるロータとを有し、
   前記ロータは、前記駆動軸心方向に積層された複数の鋼板からなるロータ本体と、前記ロータ本体に設けられた複数の永久磁石と、前記各鋼板よりも肉厚に形成され、前記ロータ本体を前記駆動軸心方向で挟持する一対のプレートと、前記ロータ本体と前記各プレートとを前記駆動軸心方向に締結する締結具とを有し、
   前記各鋼板及び前記各プレートには、前記駆動軸が挿通される挿通孔と、前記挿通孔の外周側に位置して前記挿通孔の周方向に並ぶ複数の連通孔と、前記挿通孔の周方向で隣り合う各連通孔同士の間に位置して前記締結具が挿通される締結孔とが形成され、
   前記駆動軸は、前記各鋼板に形成された前記挿通孔内に嵌合され、
   前記各プレートには、前記各プレートに形成された前記挿通孔と前記連通孔とを連通するとともに、前記ロータ本体と対向する切欠きが形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記切欠きは、前記駆動軸心方向に前記各プレートを貫通している請求項１記載の電動圧縮機。

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