JP2022138248A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮機の耐腐食性を向上させること。【解決手段】シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の外周面との間に環状のシール部材５０が設けられている。シール部材５０は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間を径方向に延在している。したがって、例えば、シール部材５０によって堰き止められた水分や塩水が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に溜まってしまうことが抑制されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

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、回転軸の回転によって駆動して流体を圧縮する圧縮部と、電動モータを駆動するインバータと、を備えている。また、電動圧縮機は、電動モータを収容する筒状のハウジングを備えている。ハウジングは、ハウジング端壁、及びハウジング周壁を有している。ハウジング周壁は、ハウジング端壁から回転軸の軸方向に延在している。また、例えば特許文献１のように、電動圧縮機は、インバータを収容する筒状のインバータケースを備えている。インバータケースは、ハウジングに固定されている。インバータケースは、ケース端壁と、シール周壁と、を有している。ケース端壁は、ハウジング端壁に回転軸の軸方向で対向している。シール周壁は、ケース端壁から回転軸の軸方向に延在している。シール周壁は、ハウジング周壁の外周面の一部を囲繞している。そして、シール周壁の内周面とハウジング周壁の外周面との間に環状のシール部材が設けられている。シール部材は、シール周壁の内周面とハウジング周壁の外周面との間をシールしている。これにより、例えば、外部からシール周壁の内周面とハウジング周壁の外周面との間に侵入しようとする水分や塩水がシール部材によって堰き止められる。

特開２０２０－１６５４２３号公報

ところで、シール周壁は、ケース端壁から延在する方向の端に端面を有する。そして、ハウジング周壁が、シール周壁の端面と回転軸の軸方向に対向する対向面を有している場合がある。この場合、シール部材によって堰き止められた水分や塩水が、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間に溜まってしまう場合がある。このように、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間に水分や塩水が溜まってしまうと、ハウジングやインバータケースが水分や塩水によって腐食してしまう虞がある。

上記課題を解決する電動圧縮機は、回転軸と、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記回転軸の回転によって駆動して流体を圧縮する圧縮部と、前記電動モータを駆動するインバータと、ハウジング端壁、及び前記ハウジング端壁から前記回転軸の軸方向に延在するハウジング周壁を有するとともに前記電動モータを収容する筒状のハウジングと、前記インバータを収容するとともに前記ハウジングに固定される筒状のインバータケースと、を備え、前記インバータケースは、前記ハウジング端壁に前記回転軸の軸方向で対向するケース端壁と、前記ケース端壁から前記回転軸の軸方向に延在するとともに前記ハウジング周壁の外周面の一部を囲繞するシール周壁と、を有し、前記シール周壁は、前記ケース端壁から延在する方向の端に端面を有し、前記ハウジング周壁は、前記端面と前記回転軸の軸方向に対向する対向面を有し、前記シール周壁の内周面と前記ハウジング周壁の外周面との間に環状のシール部材が設けられた電動圧縮機であって、前記シール部材は、前記端面と前記対向面との間を前記回転軸の径方向に延在している。

これによれば、シール部材が、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間を回転軸の径方向に延在しているため、例えば、シール部材によって堰き止められた水分や塩水が、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間に溜まってしまうことを抑制することができる。したがって、電動圧縮機の耐腐食性を向上させることができる。

上記電動圧縮機において、前記ハウジング周壁の内部には、前記電動モータを収容するモータ収容室が区画され、前記ハウジング周壁には、外部と前記モータ収容室とを連通するとともに外部から前記ハウジング内に前記流体としての冷媒を吸入する吸入口が形成され、前記シール部材の一部は、前記端面と前記対向面との間から前記ハウジングの外部へ延出しているとよい。

外部から吸入口を介してハウジング内に吸入された冷媒によってハウジングが冷却されて、ハウジングが冷却されることによりシール部材も冷却され、結果として、シール部材が収縮する場合がある。この場合であっても、シール部材の一部が、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間からハウジングの外部へ延出しているため、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間に隙間が生じてしまうことを抑制することができる。したがって、例えば、シール部材によって堰き止められた水分や塩水が、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間に溜まってしまうことを抑制することができる。

上記電動圧縮機において、前記シール部材には、環状の導電体が一体的に設けられ、前記導電体は、前記端面と前記対向面との間に配置されているとよい。
これによれば、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間を通過しようとする電磁ノイズを導電体によって遮蔽することができる。したがって、外部からの電磁ノイズがシール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間を通過して電動圧縮機の内部に侵入したり、電動圧縮機の内部からの電磁ノイズがシール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間を通過して外部へ漏れてしまったりすることを抑制することができる。

上記電動圧縮機において、前記導電体は、前記端面と前記対向面とで挟持されているとよい。
これによれば、導電体がシール周壁の端面とハウジング周壁の対向面とで挟持されていることにより、シール部材におけるシール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間に位置する部位を、シール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間で精度良く位置決めすることができる。したがって、シール部材におけるシール周壁の端面とハウジング周壁の対向面との間のシール性を向上させることができる。

この発明によれば、電動圧縮機の耐腐食性を向上させることができる。

実施形態における電動圧縮機を一部破断して示す側断面図。 電動圧縮機の一部分を拡大して示す断面図。

以下、電動圧縮機を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。本実施形態の電動圧縮機は、例えば、車両空調装置に用いられる。
（電動圧縮機１０の全体構成）
図１に示すように、電動圧縮機１０は、筒状のハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、金属製である。ハウジング１１は、吐出ハウジング１２と、モータハウジング１３と、を有している。吐出ハウジング１２及びモータハウジング１３は、例えば、アルミニウム製である。吐出ハウジング１２は、モータハウジング１３に連結されている。モータハウジング１３は、板状のハウジング端壁１４、及びハウジング端壁１４の外周部から筒状に延びるハウジング周壁１５を有している。ハウジング周壁１５には、外部からモータハウジング１３内に流体としての冷媒を吸入する吸入口１６が形成されている。したがって、ハウジング１１は、吸入口１６を有している。

電動圧縮機１０は、冷媒を圧縮する圧縮部１７と、圧縮部１７を駆動する電動モータ１８と、電動モータ１８を駆動するインバータ１９と、を備えている。また、電動圧縮機１０は、回転軸２０を備えている。回転軸２０は、モータハウジング１３内に収容されている。回転軸２０は、回転軸２０の軸線がハウジング周壁１５の軸線に一致した状態でモータハウジング１３内に収容されている。したがって、ハウジング周壁１５は、回転軸２０の軸方向に延在している。

圧縮部１７及び電動モータ１８は、モータハウジング１３内に収容されている。具体的には、ハウジング周壁１５の内部には、電動モータ１８を収容するモータ収容室１５ａが区画されている。したがって、ハウジング１１は、電動モータ１８を収容する。圧縮部１７及び電動モータ１８は、回転軸２０の軸方向に並んで配置されている。電動モータ１８は、圧縮部１７よりもハウジング端壁１４側に配置されている。電動モータ１８は、回転軸２０を回転させる。圧縮部１７は、回転軸２０の回転によって駆動して冷媒を圧縮する。

圧縮部１７は、例えば、モータハウジング１３内に固定された図示しない固定スクロールと、固定スクロールに対向配置される図示しない可動スクロールとから構成されるスクロール式である。

電動モータ１８は、筒状のステータ２１と、ステータ２１の内側に配置されるロータ２２とから構成されている。ロータ２２は、回転軸２０と一体的に回転する。ステータ２１は、ロータ２２を取り囲んでいる。ロータ２２は、回転軸２０に止着されたロータコア２２ａと、ロータコア２２ａに設けられた図示しない複数の永久磁石と、を有している。ステータ２１は、筒状のステータコア２１ａと、ステータコア２１ａに巻回されたモータコイル２１ｂと、を有している。

吸入口１６には、外部冷媒回路２３の一端が接続されている。吐出ハウジング１２には、吐出口１２ａが形成されている。吐出口１２ａには、外部冷媒回路２３の他端が接続されている。吸入口１６は、外部とモータ収容室１５ａとを連通している。外部冷媒回路２３から吸入口１６を介してモータハウジング１３のモータ収容室１５ａ内に吸入された冷媒は、圧縮部１７の駆動により圧縮部１７で圧縮されて、吐出口１２ａを介して外部冷媒回路２３へ流出する。そして、外部冷媒回路２３へ流出した冷媒は、外部冷媒回路２３の図示しない熱交換器や膨張弁を経て、吸入口１６を介してモータハウジング１３内に還流する。電動圧縮機１０及び外部冷媒回路２３は、車両空調装置２４を構成している。

（インバータケース２５の構成）
電動圧縮機１０は、筒状のインバータケース２５を備えている。インバータケース２５は、インバータ１９を収容する。インバータケース２５は、板状のケース端壁２６と、ケース端壁２６の外周部から筒状に延びるケース周壁２７と、を有している。ケース端壁２６は、ハウジング端壁１４に回転軸２０の軸方向で対向する。そして、インバータケース２５は、ケース端壁２６がハウジング端壁１４に取り付けられることにより、モータハウジング１３に固定されている。したがって、インバータケース２５は、ハウジング１１に固定されている。本実施形態において、圧縮部１７、電動モータ１８、及びインバータ１９は、回転軸２０の軸方向でこの順序に並んで配置されている。

図２に示すように、インバータケース２５は、シール周壁２８を有している。シール周壁２８は、ケース端壁２６の外周部からケース周壁２７とは反対側に向けて円筒状に延びている。シール周壁２８は、ケース端壁２６から回転軸２０の軸方向に延在している。シール周壁２８の内周面は、ハウジング周壁１５の外周面に沿って延びている。そして、シール周壁２８は、ハウジング周壁１５の外周面の一部を囲繞している。シール周壁２８は、シール周壁２８におけるケース端壁２６とは反対側の端面であるケース端面２９を有している。ケース端面２９は、ケース端壁２６から延在する方向の端の端面である。

（電動モータ１８とインバータ１９との電気的接続について）
図１に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング端壁１４及びケース端壁２６を貫通する貫通孔３０を有している。また、電動圧縮機１０は、３つの導電部材３１を備えている。なお、図１では、説明の都合上、導電部材３１を１つのみ図示している。各導電部材３１は、支持板３２を介してケース端壁２６に支持されている。

各導電部材３１は、インバータ１９に電気的に接続されている。各導電部材３１は、インバータケース２５内から貫通孔３０を通過してモータハウジング１３内に突出している。そして、各導電部材３１は、モータハウジング１３内に配置されたクラスタブロック３３を介して、電動モータ１８から引き出された各モータ配線３４とそれぞれ電気的に接続されている。これにより、電動モータ１８とインバータ１９とが各モータ配線３４、クラスタブロック３３、各導電部材３１を介して電気的に接続されている。そして、インバータ１９から各導電部材３１、クラスタブロック３３、及び各モータ配線３４を介して電動モータ１８に電力が供給されることにより、電動モータ１８が駆動する。

（ハウジング周壁１５の構成）
図２に示すように、ハウジング周壁１５の外周面は、第１ハウジング外周面４０、ハウジング対向面４１、及び第２ハウジング外周面４２を有している。第１ハウジング外周面４０は、ハウジング周壁１５の外周面におけるシール周壁２８に囲繞されている部位である。第１ハウジング外周面４０は、ハウジング周壁１５の軸線方向に延びる筒状である。第１ハウジング外周面４０におけるインバータケース２５側の端縁は、ハウジング周壁１５の軸線方向でインバータケース２５のケース端壁２６に対向している。

ハウジング対向面４１は、ハウジング周壁１５の外周面において、ケース端面２９と回転軸２０の軸方向に対向する対向面である。ハウジング対向面４１は、第１ハウジング外周面４０におけるインバータケース２５のケース端壁２６とは反対側に位置する端縁から回転軸２０の径方向外側へ環状に延びている。ハウジング対向面４１は、平坦面状である。

第２ハウジング外周面４２は、ハウジング周壁１５の軸線方向に延びる筒状である。第２ハウジング外周面４２は、ハウジング対向面４１における第１ハウジング外周面４０とは反対側に位置する外周縁からインバータケース２５とは反対側へ延びている。したがって、ハウジング対向面４１は、第１ハウジング外周面４０と第２ハウジング外周面４２とを接続している。ハウジング対向面４１は、第１ハウジング外周面４０と第２ハウジング外周面４２との間で回転軸２０の径方向に延びる環状の段差面である。第２ハウジング外周面４２の外径は、第１ハウジング外周面４０の外径よりも大きい。第２ハウジング外周面４２の外径は、シール周壁２８の外径よりも小さい。

（シール部材５０の構成）
電動圧縮機１０は、環状のシール部材５０を備えている。シール部材５０は、シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の外周面との間に設けられている。シール部材５０は、第１シール部５１と、第２シール部５２と、を有している。第１シール部５１は、筒状である。第２シール部５２は、第１シール部５１に対して外方へ延びる環状のフランジ状である。

第１シール部５１は、シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の第１ハウジング外周面４０との間に配置されている。第１シール部５１は、シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の第１ハウジング外周面４０とによって挟持されている。第１シール部５１の外周部は、シール周壁２８の内周面に密着している。第１シール部５１の内周部は、ハウジング周壁１５の第１ハウジング外周面４０に密着している。したがって、第１シール部５１は、シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の第１ハウジング外周面４０との間をシールしている。よって、電動圧縮機１０において、シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の外周面との間がシール部材５０によってシールされている。

第２シール部５２の大部分は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に配置されている。第２シール部５２の大部分は、ケース端面２９とハウジング対向面４１とによって挟持されている。第２シール部５２におけるケース端面２９と対向する部位は、ケース端面２９に密着している。第２シール部５２におけるハウジング対向面４１と対向する部位は、ハウジング対向面４１に密着している。したがって、第２シール部５２は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間をシールしている。シール部材５０は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間を回転軸２０の径方向に延在している。

第２シール部５２における第１シール部５１とは反対側の端部は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間から突出している。第２シール部５２におけるケース端面２９とハウジング対向面４１との間から突出した部位は、ケース端面２９に沿って延び、且つ一部分が第２ハウジング外周面４２に向けて膨出している。したがって、シール部材５０の一部は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間からハウジング１１の外部へ延出している。シール部材５０の一部は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間からハウジング１１の外部へ露出している。

（導電体５５の構成）
シール部材５０には、環状の導電体５５が一体的に設けられている。導電体５５は、金属製である。シール部材５０と導電体５５とは、インサート成形により一体化されている。導電体５５は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に配置されている。導電体５５は、ケース端面２９に接触している。したがって、導電体５５は、シール周壁２８に電気的に接続されている。導電体５５は、ハウジング対向面４１に接触している。したがって、導電体５５は、モータハウジング１３のハウジング周壁１５に電気的に接続されている。導電体５５は、ケース端面２９とハウジング対向面４１とで挟持されている。導電体５５の内径は、シール周壁２８の内径よりも大きい。導電体５５の外径は、第２ハウジング外周面４２の外径と同じである。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。
例えば、外部からシール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の外周面との間に侵入しようとする水分や塩水は、シール部材５０によって堰き止められる。したがって、水分や塩水が、シール周壁２８の内周面とハウジング周壁１５の外周面との間を介して貫通孔３０に向かって侵入してしまうことが抑制されている。その結果、外部からの水分や塩水が導電部材３１に接触してしまうといった問題が回避されている。また、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間をシール部材５０が、回転軸２０の径方向に延在している。このため、例えば、シール部材５０によって堰き止められた水分や塩水が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に溜まってしまうことが抑制されている。

さらに、導電体５５は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に配置されている。よって、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間を通過しようとする電磁ノイズが導電体５５によって遮蔽される。したがって、外部からの電磁ノイズがケース端面２９とハウジング対向面４１との間を通過して電動圧縮機１０の内部に侵入したり、電動圧縮機１０の内部からの電磁ノイズがケース端面２９とハウジング対向面４１との間を通過して外部へ漏れてしまったりすることが抑制されている。

（効果）
上記実施形態では以下の作用効果を得ることができる。
（１）シール部材５０が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間を回転軸２０の径方向に延在しているため、例えば、シール部材５０によって堰き止められた水分や塩水が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に溜まってしまうことを抑制することができる。したがって、電動圧縮機１０の耐腐食性を向上させることができる。

（２）外部から吸入口１６を介してモータハウジング１３内に吸入された冷媒によってモータハウジング１３が冷却されて、モータハウジング１３が冷却されることによりシール部材５０も冷却され、結果として、シール部材５０が収縮する場合がある。この場合であっても、シール部材５０の一部が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間からハウジング１１の外部へ延出しているため、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に隙間が生じてしまうことを抑制することができる。したがって、例えば、シール部材５０によって堰き止められた水分や塩水が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に溜まってしまうことを抑制することができる。

（３）導電体５５は、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に配置されている。これによれば、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間を通過しようとする電磁ノイズを導電体５５によって遮蔽することができる。したがって、外部からの電磁ノイズがケース端面２９とハウジング対向面４１との間を通過して電動圧縮機１０の内部に侵入したり、電動圧縮機１０の内部からの電磁ノイズがケース端面２９とハウジング対向面４１との間を通過して外部へ漏れてしまったりすることを抑制することができる。

（４）導電体５５は、ケース端面２９とハウジング対向面４１とで挟持されている。これによれば、導電体５５がケース端面２９とハウジング対向面４１とで挟持されていることにより、シール部材５０におけるケース端面２９とハウジング対向面４１との間に位置する部位を、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間で精度良く位置決めすることができる。したがって、シール部材５０におけるケース端面２９とハウジング対向面４１との間のシール性を向上させることができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 実施形態において、シール部材５０の一部が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間からハウジング１１の外部へ延出していなくてもよい。
○ 実施形態において、導電体５５が、ケース端面２９とハウジング対向面４１とで挟持されていなくてもよい。この場合、導電体５５は、例えば、ケース端面２９から離間しており、ハウジング対向面４１からも離間している状態で、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に配置されていてもよい。

○ 実施形態において、導電体５５が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間に配置されていなくてもよく、シール部材５０に環状の導電体５５が一体的に設けられていなくてもよい。

○ 実施形態において、導電体５５の外径が、第２ハウジング外周面４２の外径よりも小さくてもよいし、導電体５５の外径が、第２ハウジング外周面４２の外径よりも大きくてもよい。

○ 実施形態において、ケース端面２９及びハウジング対向面４１が互いに対応する階段状に延びており、シール部材５０が、ケース端面２９とハウジング対向面４１との間で階段状に延びていてもよい。

○ 実施形態において、圧縮部１７は、スクロール式に限らず、例えば、ピストン式やベーン式等であってもよい。
○ 実施形態において、電動圧縮機１０は、車両空調装置２４を構成していたが、これに限らず、例えば、電動圧縮機１０は、燃料電池車に搭載されており、燃料電池に供給される流体としての空気を圧縮部１７により圧縮するものであってもよい。

１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１４…ハウジング端壁、１５…ハウジング周壁、１５ａ…モータ収容室、１６…吸入口、１７…圧縮部、１８…電動モータ、１９…インバータ、２０…回転軸、２５…インバータケース、２６…ケース端壁、２８…シール周壁、２９…端面であるケース端面、４１…対向面であるハウジング対向面、５０…シール部材、５５…導電体。

Claims (4)

1. 回転軸と、
   前記回転軸を回転させる電動モータと、
   前記回転軸の回転によって駆動して流体を圧縮する圧縮部と、
   前記電動モータを駆動するインバータと、
   ハウジング端壁、及び前記ハウジング端壁から前記回転軸の軸方向に延在するハウジング周壁を有するとともに前記電動モータを収容する筒状のハウジングと、
   前記インバータを収容するとともに前記ハウジングに固定される筒状のインバータケースと、を備え、
   前記インバータケースは、
   前記ハウジング端壁に前記回転軸の軸方向で対向するケース端壁と、
   前記ケース端壁から前記回転軸の軸方向に延在するとともに前記ハウジング周壁の外周面の一部を囲繞するシール周壁と、を有し、
   前記シール周壁は、前記ケース端壁から延在する方向の端に端面を有し、
   前記ハウジング周壁は、前記端面と前記回転軸の軸方向に対向する対向面を有し、
   前記シール周壁の内周面と前記ハウジング周壁の外周面との間に環状のシール部材が設けられた電動圧縮機であって、
   前記シール部材は、前記端面と前記対向面との間を前記回転軸の径方向に延在していることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記ハウジング周壁の内部には、前記電動モータを収容するモータ収容室が区画され、
   前記ハウジング周壁には、外部と前記モータ収容室とを連通するとともに外部から前記ハウジング内に前記流体としての冷媒を吸入する吸入口が形成され、
   前記シール部材の一部は、前記端面と前記対向面との間から前記ハウジングの外部へ延出していることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記シール部材には、環状の導電体が一体的に設けられ、
   前記導電体は、前記端面と前記対向面との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記導電体は、前記端面と前記対向面とで挟持されていることを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。

Images