JP2024024310A - 電動コンプレッサ構造及び電動コンプレッサ用プロテクタ - Google Patents

電動コンプレッサ構造及び電動コンプレッサ用プロテクタ Download PDF

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Abstract

【課題】電動コンプレッサのプロテクタを介して、電動コンプレッサのハウジングに伝達される外力によって、ハウジングが破損及び変形することを抑制できるようにする。【解決手段】電動コンプレッサ1は、圧縮機構と、電動部3,4と圧縮機構2及び前記電動部3,4を収容するハウジング10と、ハウジング10に固定される固定面部41,42を有しており、ハウジング10の外側で電動部3,4と対向する位置に配置されているプロテクタ40と、を備えている。プロテクタには、プロテクタ40の外側から荷重が作用したときに変形を誘発する変形誘発部が、電動部3,4に対向する位置に設けられている。【選択図】図4

Description

本発明は、電動コンプレッサ構造及び電動コンプレッサ用プロテクタに関する。
例えば、車両に搭載されるコンプレッサは、例えば、車両の空気調和システムに用いられるもので、通常、車両前部に設けられた動力コンパートメント(エンジンコンパートメント又はモータコンパートメント)の内部に配置されている。ここで、例えばエンジンを有する車両用のコンプレッサには、当該エンジンの動力を用いて駆動されるものと、エンジンの動力を用いずに駆動されるものがある。エンジンの動力を用いないコンプレッサとしてが、電力により駆動する電動コンプレッサが知られている。
電動コンプレッサは、一般的に、圧縮機構と、モータと、これらを収容するハウジングと、モータの駆動を制御するインバータと、を有しており、当該モータを電力により回転させ、気体等を圧縮するように構成されている。電動コンプレッサには、例えば、特許文献1に開示さているように、モータを駆動するためのインバータを、コンプレッサの筐体内部に配置し、空調システムの小型化及び軽量化、並びに配線長の短縮化等による高効率化を図っているものが知られている。
一方、電動コンプレッサが設置される場所(施設)によっては、電動コンプレッサが衝撃荷重を受ける場合がある。例えば、電動コンプレッサが車両前部に設けられる場合には、車両が前突や側突を受けると、電動コンプレッサにも衝撃荷重が伝達される可能性がある。これに対して、例えば、電動コンプレッサを剛性の高い車体構成部材によって囲まれるように配置し、衝撃荷重が伝達されにくい構造とすることが可能である。また、車体構造をより堅牢な構造とすることで電動コンプレッサを衝撃荷重から保護することが可能である。しかし、このような場合、レイアウト上の制約や、車体剛性向上による重量増加等が起こる可能性がある。
これに対して、例えば特許文献1に開示される電動コンプレッサのように、電動コンプレッサのハウジングの外側に、カバー部材が設けられているものが知られている。当該カバー部材は、電動コンプレッサが外力を受けた際、カバー部材のハウジングへの固定部に作用する荷重を、いわゆるテコの原理を用いて抑制している。これにより、電動コンプレッサを外力から保護しようとしている。
特開2016-160824号公報
ところが、上記例のような電動コンプレッサでは、車両のオフセット衝突時等、カバー部材に作用する衝撃荷重が大きい場合には、カバー部材のハウジングへの固定部や、電動コンプレッサを支持する支持ボスに伝達される荷重が増大する。このような場合では、固定部や支持ボスを中心に、ハウジングが変形する可能性がある。当該変形の量が大きくなると、ハウジングが破損する可能性もある。そのため、上記例のようなカバー部材を取り付けるような保護構造では、電動コンプレッサを衝撃荷重から保護する上で、改善の余地があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電動コンプレッサのプロテクタを介して、電動コンプレッサのハウジングに伝達される外力によって、ハウジングが破損及び変形することを抑制できるようにすることである。
上記目的を達成するための本発明に係る電動コンプレッサ構造は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を電力により駆動する電動部と、前記圧縮機構及び前記電動部を収容するハウジングと、前記ハウジングに固定される固定面部を有しており、前記ハウジングの外側で前記電動部と対向する位置に配置されているプロテクタと、を備えている。当該電動コンプレッサにおいて、前記プロテクタには、前記プロテクタの外側から荷重が作用したときに変形を誘発する変形誘発部が、前記電動部に対向する位置に設けられている。
本発明によれば、電動コンプレッサのプロテクタを介して、電動コンプレッサのハウジングに伝達される外力によって、ハウジングが破損及び変形することを抑制することが可能である。
本発明に係る電動コンプレッサの外観を示す斜視図である。 図1の電動コンプレッサの分解斜視図である。 図1の電動コンプレッサの正面図である。 図3の電動コンプレッサからプロテクタを外した状態を示す正面図である。 図1の電動コンプレッサを車両前部に搭載した状態を概略的に示す概略平面図である。 図5の車両及び電動コンプレッサを矢印A方向から見た概略側面図である。 図3の電動コンプレッサを概略的に示す概略正面図である。 図3の電動コンプレッサを左側から見た概略側面図である。 図2のプロテクタを単体で示す正面図である。 図9のX-X矢視断面図である。 図9のY-Y矢視断面図である。 図9の側面図で、(a)は左側面部で、(b)は右側面図である。 図7の変形例を示す概略正面図である。
以下、本発明に係る電動コンプレッサの一実施形態について、図面(図1~図13)を参照しながら説明する。なお、図において、矢印Fr方向は、電動コンプレッサ1が搭載される車両の前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部(前端)及び後部(後端)」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印R及び矢印Lは、電動コンプレッサ1を搭載する車両の乗員が、車両前方を見たときの右側及び左側を示している。また、実施形態の説明において、ハウジング外側は、ハウジング10の内部から外側に向かう方向を示している。
本実施形態の電動コンプレッサ1は、図4に示すように、例えば空気等の冷媒を圧縮する圧縮機構2と、圧縮機構2を電力により駆動する電動部3,4と、圧縮機構2及び電動部を収容するハウジング10と、を有し、さらに、図1~図4に示すように、ハウジング10の外側に着脱可能に取り付けられているプロテクタ40を有している。ここで、電動部3,4は、円筒または円柱状の長尺の回転軸(図示せず)を有するモータ3と、該モータ3の駆動を制御するインバータ4と、を含んでいる。また、本実施形態の電動コンプレッサ1は、車両前部に設けられた動力コンパートメント80の内部に配置されている。
先ず、本実施形態の電動コンプレッサ1が配置される動力コンパートメント80が設けられている車両前部構造について説明する。動力コンパートメント80は、車幅方向両側に設けられている前輪86の間に配置されている。当該車両前部構造は、図5に示すように、サイドメンバ83と、ラジエータ85と、バンパメンバ84と、2つの動力源(第1動力源81及び第2動力源82)と、を有している。
サイドメンバ83は、図5に示すように、車両前後方向に延びる部材で、動力コンパートメント80の車幅方向の両外側に配置されている。また、サイドメンバ83は、前輪86の車幅方向内側に配置されており、車体骨格を構成する剛性の高い部材である。バンパメンバ84は、サイドメンバ83の前端部に配置され、車幅方向に延びている。ラジエータ85は、バンパメンバ84の後部に配置されており、車両前方から見たとき、略長方形状をなしている。
また、本実施形態では、図5に示すように、第1動力源81及び第2動力源82は、車幅方向に並んで配置され、ラジエータ85に対して、車両後方に間隔を空けて配置されている。本実施形態では、第1動力源81はエンジンまたは電動モータ3であって、第2動力源82は電動モータ3である。
本実施形態の電動コンプレッサ1は、ハウジング10の内部において、圧縮機構2と、モータ3と、インバータ4とが、回転軸の長手方向に並んで配置されている。ハウジング10は、該回転軸の長手方向に延びている略円筒状の部材である。プロテクタ40は、ハウジング10に取り付けられる板状の部材で、ハウジング10に固定される固定面41,42を有している。また、プロテクタ40は、ハウジング10の外側において、電動部3,4と対向する位置に配置されている。プロテクタ40には、プロテクタ40の外側から荷重が作用したときに変形を誘発する変形誘発部が、電動部3,4に対向する位置に設けられている。プロテクタ40の変形誘発部は、プロテクタ40の他の部分よりも強度及び剛性が低く設定される部分であり、例えば、脆弱な構造となるような、段差部51~54、切欠き部(例えば隙間49)、開口部(例えば挿通部61,62)、薄肉部等がある。変形誘発部の詳細については、後で説明する。
本実施形態では、電動コンプレッサ1は、図5及び図6に示すように、第1動力源81に着脱可能に取り付けられている。電動コンプレッサ1と第1動力源81との接続については、後で説明する。また、電動コンプレッサ1は、ラジエータ85の車両後方に間隔を空けて配置されている。ここで、プロテクタ40は、車両前後方向で、ハウジング10の前部に取り付けられている。電動コンプレッサ1を車両前方から見たときに、ハウジング10内のインバータ4及びモータ3の一部に重なるように配置されている。
このように電動コンプレッサ1のプロテクタ40に変形誘発部を設けることによって、プロテクタ40に外力が作用したときに、プロテクタ40の変形を誘発し、外力をプロテクタ40の変形エネルギーとして吸収することが可能となり、その結果、プロテクタ40からハウジング10に伝達される衝撃エネルギーを抑制することが可能となる。
すなわち、上記構成によれば、電動コンプレッサ1のプロテクタ40を介して電動コンプレッサ1のハウジング10に伝達される外力によって、ハウジング10が破損及び変形することを抑制することが可能になる。
以下、電動コンプレッサ1の構成部材について説明する。先ず、電動部を構成するモータ3及びインバータ4について説明する。モータ3は、回転軸と、回転子(図示せず)と、固定子(図示せず)と、を有している。回転軸は、ハウジング10に設けられた少なくとも2つの軸受(図示せず)によって回転可能に支持されており、この例では、車幅方向に沿って水平に延びている。回転子は、回転軸を径方向外側から取り囲むように配置され、回転軸と共に回転するように構成されている。固定子は、回転子を径方向外側から取り囲むように配置され、ハウジング10の内壁に取り付けられている。
インバータ4は、外部の電源から供給される電力によって、回転子のコイル及び固定子のコイルに電流を流し、モータ3の駆動を制御している。インバータ4は、図4に示すように、モータ3に対して、車幅方向の左側に配置されている。また、インバータ4には、2つのコネクタ(例えば高電圧配線用コネクタ5及び低電圧配線用コネクタ6)が設けられている。例えば、高電圧配線用コネクタ5は、高電圧用配線が接続され、モータ3を駆動するための電力が供給される。低電圧用配線が接続され、モータ3の駆動を制御するための電気信号(制御信号)を送受信可能に構成される。各コネクタ5,6は、回転軸の長手方向に沿って、ハウジング10の端部から突出している。この例では、高電圧配線用コネクタ5及び低電圧配線用コネクタ6は、ハウジング10の左端部から左方向に突出している。
続いて、ハウジング10について説明する。図4に示すように、ハウジング10は、モータ3の回転軸の長手方向に延びる略円筒状であり、ハウジング10の外側部には、プロテクタ40が取り付けられる部分及び車体に取り付けられる部分が設けられている。この例では、第1動力源81に取り付けられており、車幅方向に延びている。
本実施形態のハウジング10の内部は、少なくとも3つの領域に区画されている。この例では、ハウジング10は、図4に示すように、圧縮機構2を収容する圧縮機構収容部32と、モータ3を収容するモータ収容部33と、インバータ4を収容するインバータ収容部34と、を有しており、図4において、各部は、破線で示している。また、3つの収容部は、モータ3の回転軸の長手方向(車幅方向)に並んで配置されている。また、インバータ収容部34とモータ収容部33との間に、これらの領域を仕切る仕切部37が設けられており、仕切部37は、インバータ収容部34に冷媒が流入されないようにシールされている。
続いて、ハウジング10の外部の形状について説明する。ハウジング10は、第1動力源81に取り付けられている状態で、車幅方向に延びる円筒状である。ハウジング10は、例えばハウジング固定用ボルト71等の連結部材を介して、車両を構成する部材にハウジング10を連結するための連結部11~14を有している。また、連結部11~14は、複数設けられてもよい。この場合、複数の連結部11~14は、圧縮機構2と電動部3,4が並ぶ第1方向(この例では、車幅方向)に沿って互いに間隔を空けて配置されるとよい。また、連結部11~14は、圧縮機構2と電動部3、4が並ぶ第1方向に交差する第2方向(この例では、車両上下方向)において、ハウジング10の両側に設けられてもよい。
本実施形態では、図6に示すように、この例の連結部11~14は、第1動力源81にハウジング固定用ボルト(連結部材)71によって、締結されている。本実施形態では、ハウジング10の円筒状の本体には、第1連結部11、第2連結部12、第3連結部13及び第4連結部14が設けられている。
第1連結部11及び第2連結部12は、図1~図4に示すように、ハウジング固定用ボルト71が挿通可能な筒形状を有している。この例の第1連結部11及び第2連結部12は、車両後方に向かうに従い車両下方に傾斜して延びている筒形状であり、円筒状のハウジング10の本体の下部に設けられている。また、第1連結部11及び第2連結部12は、車幅方向(第1方向)に対して互いに間隔を空けて配置さており、第1連結部11は、第2連結部12の右側に間隔を空けて配置され、車両上下方向の位置はほぼ同じに設定されている。
第3連結部13及び第4連結部14は、図4に示すように、車両正面視において、ハウジング固定用ボルト71が挿通可能な筒形状を有している。この例では、第3連結部13及び第4連結部14は、図6に示すように、車両後方に向かうに従い車両下方に傾斜して延びている筒形状であり、車幅方向に延びる円筒状のハウジング10の本体の上部に設けられている。また、第3連結部13及び第4連結部14は、車幅方向(第1方向)に対して互いに間隔を空けて配置さており、第4連結部14は、第3連結部13の左側に間隔を空けて配置され、第3連結部13よりもやや上方に配置されている。
第1連結部11には、ハウジング固定用ボルト71が挿通する第1孔11aが設けられ、第1連結部11の前端における第1孔11aの周縁には、座面11bが形成されている。ハウジング固定用ボルト71が第1孔11aを貫通し、ハウジング固定用ボルト71の頭部座面が、第1連結部11の座面11bに当接し、且つ、第1連結部11の後端が第1動力源81の受部81aに当接した状態で、ハウジング固定用ボルト71を締め付けることによって、第1連結部11と受部81aとが締結されている(図6参照)。第2連結部12には、第1連結部11と同様に、第2孔12a及び座面12bが設けられ、ハウジング固定用ボルト71によって、第2連結部12の後端と第1動力源81の受部81aとが締結されている。第3連結部13には、第3孔13a及び座面13bが設けられ、第4連結部14には、第4孔14a及び座面14bが設けられており、ハウジング固定用ボルト71によって、第3連結部13及び第4連結部14の各後端が第1動力源81の受部81aに締結されている。
第1連結部11及び第3連結部13は、車両前方から電動コンプレッサ1を見たときに、車両上下方向に間隔を空けて並んで配置されている。この例では、第3連結部13は、第1連結部11の上方に配置されている。また、第4連結部14は、第2連結部12に対して、車両上下方向で、上方に間隔を空けて配置され、車幅方向で、やや左側にずれて配置されている。また、第1連結部11、第2連結部12、第3連結部13及び第4連結部14の傾斜方向は、互いに平行である。また、第1連結部11、第2連結部12、第3連結部13及び第4連結部14の座面11b,12b,13b,14bは、電動コンプレッサ1が車両に取り付けられている状態で、車両上方に向かうに従い車両後方に傾斜し、互いに平行である。また、車幅方向において、第1連結部11と第2連結部12との間、並びに、第3連結部13と第4連結部14との間には、凡その位置として、モータ収容部33が配置されるとよい。モータ3の固定子は、比較的剛性が高いため、モータ3の固定子の部分と第1動力源81とが、第1動力源81に連結される第1連結部11~第4連結部14を介して、剛性の高い構造体を構成することが可能となる。
また、本実施形態では、プロテクタ40の固定面部41,42は、車幅方向(第1方向)に並ぶ連結部11~14の間で、車両上下方向(第1方向に交差する方向)にずれた位置で固定されている。この例では、ハウジング10に設けられた第1取付部21及び第2取付部22に、プロテクタ40の固定面部41,42が取り付けられている。プロテクタ40の固定面部41、42等については、後で説明する。
第1取付部21は、車幅方向(第1方向)において、第1連結部11と第2連結部12との間に配置されており、第1連結部11及び第2連結部12よりもやや上方にずれて配置されている。第2取付部22は、車幅方向において、第3連結部13と第4連結部14との間に配置されており、第3連結部13及び第4連結部14よりもやや下方にずれて配置されている。第1取付部21及び第2取付部22は、ハウジング10の本体の外周面から突出しており、突出方向は、車両前方に向かうに従い上方に傾斜している(図2)。また、第1取付部21及び第2取付部22の傾斜方向は、第1連結部11の傾斜方向に平行である。
第1取付部21及び第2取付部22の前部には、座面21b,22bが設けられ、プロテクタ40の固定面部41,42が当接可能である。この例では、第1取付部21には、プロテクタ固定用ボルト72が螺合する第1ボルト孔21aが設けられ、第1取付部21の前端における第1ボルト孔21aの周縁には、座面21bが形成されている。当該座面21bには、プロテクタ40の後述する第1固定面部41が当接する。第2取付部22には、第2ボルト孔22aが設けられ、第2取付部22の前端における第2ボルト孔22aの周縁には、座面22bが形成されている。当該座面22bには、プロテクタ40の後述する第2固定面部42が当接する。第1取付部21及び第2取付部22の座面21b,22bは、電動コンプレッサ1が車両に取り付けられている状態で、車両上方に向かうに従い車両後方に傾斜し、互いに平行である。第1取付部21及び第2取付部22の座面21b,22bの傾斜方向は、プロテクタ40の第1固定面部41及び第2固定面部42の傾斜方向に対応している。
また、ハウジング10には、プロテクタ40が当接するハウジング側当接部28が設けられている。ハウジング側当接部28は、この例では、図4に示すように、車両上下方向において、第2連結部12と第4連結部14との間に配置され、車幅方向(モータ3の回転軸の長手方向)で、第2取付部22の左側に間隔を空けて配置されている。ハウジング側当接部28は、プロテクタ40に向かって突出し、先端には、平面が形成されている。当該平面は、プロテクタ40の後述する第2外側面部46に当接するように構成されている。また、ハウジング10の本体の外面には、後述するプロテクタ側当接部64が当接する受部28aを設けてもよい(図4)。
また、ハウジング10は、冷媒が流入する冷媒流入口24と、冷媒が排出される冷媒排出口25とを有している。冷媒流入口24は、ハウジング10の外周面に設けられており、この例では、車幅方向で、第2取付部22とハウジング側当接部28との間に配置されている。冷媒排出口25は、ハウジング10の外周面における右側の端部で、圧縮機構2の付近に配置されている。また、ハウジング10の外周面には、外周面から突出する位置決め突起26が設けられている。位置決め突起26は、プロテクタ40の位置を決めるためのもので、後述する位置決め部57に挿入される。位置決め突起26は、第1取付部21と第2取付部22との間で、第1取付部21の近くに配置されている。
続いて、プロテクタ40に形状等について詳細に説明する。プロテクタ40は、複数の面部及び複数の段差部を有している板状の部材である。本実施形態では、プロテクタ40を構成する複数の面部には、第1固定面部41、第2固定面部42、第1外側面部45、第2外側面部46、及び第3外側面部47が含まれている。さらに、プロテクタ40は、第1フランジ部65及び第2フランジ部66を有している。また、複数の段差部には、第1段差部51、第2段差部52、第3段差部53、及び第4段差部54が含まれている。以下、各面部及び各段差部について説明する。
先ず、第1固定面部41について説明する。第1固定面部41は、図1~図3に示すように、電動コンプレッサ1が車両に取り付けられている状態において、プロテクタ40の下部で車幅方向の右側に設けられている部分である。図9に示すように、第1固定面部41は、車両上下方向に延び、右上側は、円弧形状をなしている。また、第1固定面部41の右側端は、車両上下方向に延び、第1固定面部41の下端は、車幅方向に延びている。第1固定面部41には、プロテクタ固定用ボルト72が貫通する第1取付孔41aが形成されている。第1取付孔41aは、第1固定面部41の車両上下方向の中間部に配置され、ハウジング10の第1取付部21に対応するように配置されている。プロテクタ固定用ボルト72は、第1取付孔41aを貫通し、第1ボルト孔21aに螺合される。このとき、プロテクタ固定用ボルト72の頭部座面が、第1取付孔41aの周囲に設けられた座面に当接した状態で、プロテクタ固定用ボルト72を締め付けることによって、第1固定面部41が、第1取付部21の座面21bに締結(固定)される。上記したように第1固定面部41は、電動コンプレッサ1が車両に取り付けられている状態において、車両上方に向かうに従い車両後方に傾斜しており、当該傾斜方向は、ハウジング10の第1取付部21の座面21bの傾斜方向に対応している。
また、第1固定面部41には、図9に示すように、ハウジング10の位置決め突起26が貫通する位置決め部57が設けられている。位置決め部57は、車両上下方向に延びる略長方形状で、図1及び図3に示すように、位置決め突起26は、位置決め部57の長孔に所定のはめあい交差を有して挿入されている。
第2固定面部42は、図9に示すように、電動コンプレッサ1が車両に取り付けられている状態において、プロテクタ40の上部で車幅方向の右側に設けられている部分である。第2固定面部42は、第1固定面部41に対して、車両上方に間隔を空けて配置されている。第1固定面部41と第2固定面部42との間には、隙間49が形成されている。第2固定面部42の右上側は、円弧形状をなしている。また、第2固定面部42の下端は、車幅方向に延びている。第2固定面部42には、プロテクタ固定用ボルト72が貫通する第2取付孔42aが形成され、第2取付孔42aは、ハウジング10の第2取付部22に対応するように配置されている。第2固定面部42は、プロテクタ固定用ボルト72によって第2取付部22に締結(固定)されている。また、第2固定面部42は、第1固定面部41と同様に傾斜している。なお、隙間49は、プロテクタ40がハウジングに取り付けられているときに、冷媒流入口24にアクセス可能に形成されている。
本実施形態では、図6及び図8に示すように、第1外側面部45、第2外側面部46及び第3外側面部47は、ハウジング10の内部から外部に向かうハウジング10外側方向で、第1固定面部41及び第2固定面部42よりも、外方側に位置している。電動コンプレッサ1が図1に示すように、車両に取り付けられるときは、第1外側面部45、第2外側面部46及び第3外側面部47は、第1固定面部41及び第2固定面部42よりも車両前方側に配置されている。
先ず、第1外側面部45について説明する。図9~図12に示すように、第1外側面部45は、第1固定面部41の車幅方向における右側に配置され、車両前後方向で、第1固定面部41よりも車両前方に配置されている。図1及び図3に示すように、第1外側面部45には、車両前後方向に貫通する第1挿通部61が設けられている。第1挿通部61は、第2連結部12に対応するように配置されている。これにより、プロテクタ40がハウジング10に取り付けられた状態でも、第1挿通部61を介して、第2連結部12のハウジング固定用ボルト71を締め付けることができる。また、第1挿通部61を設けられる部分は、第1外側面部45の剛性が低下する。すなわち、第1挿通部61は、上記した変形誘発部の一部として設けられている。
また、第1固定面部41と第1外側面部45との間には、第1段差部51が設けられている。第1段差部51は、図10及び図11に示すように、第1固定面部41の左端から左方向に向かうに従い車両前方に傾斜して延び、第1外側面部45に接続するように形成されている。この例では、第1固定面部41及び前記第1外側面部45は、緩やかな傾斜を有する第1段差部51によって滑らかに連続するように接続されている。第1段差部51は、第1固定面部41及び第1外側面部45よりも剛性が低く設定されている。すなわち、第1段差部51は、上記した変形誘発部として設けられている。
また、第1外側面部45は、図6及び図8に示すように、ハウジング10に対して間隔を空けて配置されている。この例では、第1外側面部45は、ハウジング10の第2連結部12の座面12bに対して間隔を空けて配置されている。また、第1外側面部45の端部には、第1フランジ部65が設けられている。第1フランジ部65は、ハウジング10に近づく方向で、第1外側面部45に直交するように延びており、いわゆる自由端となっている。
第2外側面部46は、図1~図3に示すように、第2固定面部42の車幅方向における右側に配置され、車両前後方向で、第2固定面部42よりも車両前方に配置されている。また、図3に示すように、第2外側面部46は、車幅方向に延びており、第2外側面部46における車幅方向の左側部における車両上下方向の上部は、高電圧用配線コネクタ5に、重なるように配置されている。なお、図7で模式的に示すように、プロテクタ40は、高電圧用コネクタ5を保護できればよい。第2外側面部46には、第1外側面部45と同様に、車両前後方向に貫通する第2挿通部62が設けられている。第2挿通部62は、第4連結部14に対応するように配置されている。これにより、第1挿通部61と同様に、第2挿通部62を介して、第4連結部14のハウジング固定用ボルト71を締め付けることができる。また、第2挿通部62を設けられる部分は、第2外側面部46の剛性が低下する。すなわち、第2挿通部62も、上記した変形誘発部の一部として設けられている。なお、本実施形態では、第2外側面部46は、高電圧用配線コネクタ5に重なるように配置されているが、プロテクタ40の例えば第2側面部46を、高電圧用配線コネクタ5及び低電圧用配線コネクタ6の両方に重なるように配置してもよい。
また、第2固定面部42と第2外側面部46との間には、第2段差部52が設けられている。第2段差部52は、図10及び図11に示すように、第2固定面部42の左端から左方向に向かうに従い車両前方に傾斜して延び、第2外側面部46に接続している。第2固定面部42及び第2外側面部46は、緩やかな傾斜を有する第2段差部52によって滑らかに連続するように接続されている。また、第2外側面部46は、ハウジング10に対して間隔を空けて配置されている。この例では、第2外側面部46は、ハウジング10の第4連結部14の座面14bに対して間隔を空けて配置されている。また、図8に示すように、第2外側面部46の端部には、第1外側面部45と同様に、第2フランジ部66が設けられている。第2フランジ部66は、ハウジング10に近づく方向で、第2外側面部46に直交するように延びており、いわゆる自由端となっている。第2フランジ部66が第2外側面部46から延びる距離は、第1フランジ部65が第1外側面部45から延びる距離よりも長く設定されている。
続いて、第3外側面部47について説明する。図9に示すように、第3外側面部47は、第1外側面部45と第2外側面部46とを繋ぐように延びている部分である。電動コンプレッサ1が車両に取り付けられた状態で、第3外側面部47は、第1外側面部45及び第2外側面部46の右側部を繋ぐように、車両上下方向に延びている。本実施形態では、3つの外側面部45~47と、2つの固定面部41,42と、隙間49とによって、二股形状(U字形状)をなしている。第3外側面部47は、第1外側面部45及び第2外側面部46と同様に、ハウジング10に対して間隔を空けて配置され、第1外側面部45及び第2外側面部46よりも、さらに車両前方に配置されている。第3外側面部47に外力F3(図8)が作用する場合、ハウジング10との距離が大きい分だけ変形量を多く確保できる。また、本実施形態では、隙間49の左側部(二股形状の底部に相当する部分)の上部には、車両上方に窪む窪み部56が設けられている。窪み部56は、延びる方向が互いに異なる第2段差部52と第4段差部54を、分離するように形成されている。このように窪み部56を設けることにより、第2段差部52及び第4段差部54を個々に変形させやすくなる。
第3外側面部47は、図9~図12に示すように、第3段差部53を介して第1外側面部45に接続され、第4段差部54を介して第2外側面部46に接続されている。先ず、第3外側面部47と第1外側面部45と接続について説明する。第3外側面部47の下端及び右側の下部は、L字状の第3段差部53を介して第1外側面部45に接続されている。第3段差部53は、全体として第1外側面部45から車両前方に湾曲しながら突出している。第3外側面部47の下方側に配置される第3段差部53は、車幅方向に延びており、第1外側面部45の上部から車両前方に向かうに従い上方に傾斜して延び、第3外側面部47の下部に滑らかに接続されている。第3外側面部47の右側の下部に配置される第3段差部53は、車両上下方向に延びており、第1外側面部45の左側部から車両前方に向かうに従い車幅方向の左側に傾斜して延び、第3外側面部47の右側の下部に滑らかに接続されている。
続いて、第3外側面部47と第2外側面部46と接続について説明する。図9~図11に示すように、第3外側面部47の上部は、第4段差部54を介して第2外側面部46に接続されている。第4段差部54は、第2外側面部46から車両前方に湾曲しながら突出している。第4段差部54は、車幅方向に延びており、第2外側面部46の下部から車両前方に向かうに従い下方に傾斜して延び、第3外側面部47の上部に滑らかに接続されている。
また、第3段差部53及び第4段差部54は、第1外側面部45、第2外側面部46及び第3外側面部47よりも剛性が低く設定されている。すなわち、第3段差部53及び第4段差部54も、上記した変形誘発部の一部として設けられている。
また、図9に示すように、第3外側面部47における車両上下方向の中間部では、上端及び下端に比べて、車幅方向の長さが小さく設定される幅狭部48が設けられている。そのため、第3外側面部47の幅狭部48は、上端及び下端に比べて剛性が低く設定されている。すなわち、幅狭部48は、上記した変形誘発部の一部として設けられている。
また、本実施形態のプロテクタ40には、図8に示すように、プロテクタ側当接部64が設けられている。詳細な図示は省略しているが、プロテクタ側当接部64は、ハウジング10に向かって突出し、プロテクタ40がハウジング10に固定されているときに、ハウジング10の本体の外面に当接するように構成されている。プロテクタ側当接部64は、例えば、ハウジング10の本体に設けられた受部28aに当接するように構成してもよい。なお、ハウジング側当接部28を設けずに、プロテクタ側当接部をハウジング側当接部28に対応する位置に当接するように設けてもよい。この場合、2つのプロテクタ側当接部が、ハウジング10に当接する。
本実施形態のプロテクタ40は、上記したように、ハウジング10内部から外部に向かうハウジング10外側方向で、固定面部(第1固定面部41及び第2固定面部42)より外方側に位置する外側面部(第1外側面部45、第2外側面部46、第3外側面部47)を有しており、外側面部45~47には、変形誘発部が設けられている。固定面部41,42より外側に外側面部45~47を設けることで、外力を外側面部45~47で受け止めやすくしつつ、外力が外側面部45~47に伝達されるときに、変形誘発部の周辺を変形させ、外力を外側面部45~47の変形エネルギーとして消費させ、外力を吸収させることが可能となる。その結果、外力が、ハウジング10に伝達されることを抑制することが可能となる。
また、ハウジング10は、上記したように、ハウジング固定用ボルト71等の連結部材を介して、例えばエンジン等、車両を構成する第1動力源81にハウジング10を連結するための連結部11~14を有し、連結部11~14には、プロテクタ40に対向する座面11b~14bが設けられている。ここで、変形誘発部は、座面12b,14bと対向する位置に、連結部材が挿通可能な挿通部61,62を含んでいる。上記したように挿通部61,62は、連通部12,14に対応する位置に配置されている。このように構成することにより、挿通部61,62の周辺の変形を誘発し、外力を挿通部の周辺の変形エネルギーとして吸収することができる。また、プロテクタ40をハウジング10に固定した状態で、ハウジング10をハウジング固定用ボルト71で、車両に連結することが可能になるため、電動コンプレッサ1を車両に取り付けやすくすることも可能となる。
また、本実施形態では、複数の連結部(第1連結部11~第4連結部14)が設けられ、複数の連結部、例えば第1連結部11及び第2連結部12は、圧縮機構2と電動部とが並ぶ第1方向(例えば車幅方向)に沿って、間隔を空けて配置されている。固定面部(例えば第1固定面部41)は、第1方向に並ぶ第1連結部11及び第2連結部12の間の位置で、且つ、第1方向に交差する方向(上下方向)にずれた位置に固定されている。これにより、固定面部41,42からハウジング10に伝達された外力を、固定面部の並び方向両側の各座面21b,22bから車体側に伝達(分散)でき、ハウジング10から電動部に伝達される荷重を抑制できる。
また、プロテクタ40は、板状であり、上記したように、変形誘発部は、固定面部41,42と外側面部45,46との間に設けられた段差部(第1段差部51及び第2段差部52)を含んでいる。このように構成することにより、外力を受けたときに、第1段差部51及び第2段差部52の周辺で変形を誘発することが可能となり、さらに、プロテクタ40の固定面部41,42から外側面部45,46まで、1枚の板状に形成されていることで、段差部51,52により形成される固定面部41,42と外側面部45,46との位置がずれている分だけ、外側面部45,46が変形し易くなる。その結果、第1段差部51及び第2段差部52により外力を効果的に吸収することができる。
また、連結部11~14は、第1方向に交差する第2方向(車幅方向に交差する車両上下方向)において、ハウジング10の両側部に設けられている。この例では、第1連結部11と第3連結部13、または、第2連結部12と第4連結部14に相当する。また、この例では、固定面部41,42及び外側面部45,46は、プロテクタ40の第2方向の両側部のそれぞれに配置されている。すなわち、第1固定面部41及び第1外側面部45が、第2方向(車両上下方向)の下部に配置され、第2固定面部42及び第2外側面部46が、第2方向(車両上下方向)の上部に配置されている。さらに、第2方向の両側の固定面部41,42の間に、又は、第2方向の両側の前記外側面部45,46の間に、隙間49が形成されている。このように構成することにより、第1固定面部41と第2固定面部42は、互いに間隔を空けて配置され、第1外側面部45及び第2外側面部46も接触する面積を小さくすることができる。一方側の外側面部(例えば第1外側面部45)に外力が伝達されたときに、他方の外側面部(例えば、第2外側面部46)への外力の伝達を抑制でき、一方側の外側面部45,46の変形を促進することができる。
また、本実施形態のプロテクタ40は、第2方向(車両上下方向)の両側の外側面部(例えば、第1外側面部45及び第2外側面部46)を繋ぐ接続部(例えば、第3外側面部47)を有している。また、第1固定面部41と第2固定面部42との間の隙間は、両側の外側面部、両側の固定面部、及び、接続部に渡るように形成されている。すなわち、プロテクタ40は、隙間によって二股形状をなしている。一方側の外側面部に外力が伝達されたときに、例えば長方形状の板状に形成される部材との対比において、他方の外側面部に外力が伝達されにくくなるため、一方側の外側面部の変形を促進することができる。
また、本実施形態では、変形誘発部を構成する第1挿通部61が、ハウジング10に対して間隔を空けて配置されており、プロテクタ40は、固定面部41,42の面内に設けられ、ハウジング10に固定される固定部(この例では、第1固定面部41の第1取付孔41aの孔中心)と、固定部に対して間隔を空け、電動部の端部側に配置され、ハウジング10に当接するプロテクタ側当接部64と、を有している。ここで、電動部の端部側とは、モータ3及びインバータ4が配置される方向(車幅方向)の端部であり、この例では、左側の端部である。すなわち、図4において受部28aが示される位置である。図9に示すように、第1挿通部61は、第1固定面部41の固定部(孔中心)とプロテクタ側当接部64の中心とを結ぶ仮想線L1上または仮想線L1よりも外側(この例では、下方側)にずれて配置されている。仮想線L1は、電動コンプレッサ1が車両に取り付けられているときに、車幅方向の左側に向かうに従い車両上方に傾斜するように延びており、仮想線L1と水平線とで、左側になす角度は、鋭角である。また、仮想線L1よりも外側とは、プロテクタ40の上下方向の端部のうち、仮想線L1に近い方の端部に近づく方向である。なお、図9に仮想線L2では、第2固定面部42の固定点と受部64aとを結んでいるが、当該受部64aに、プロテクタ側当接部64を設けてもよい。この場合、第2挿通部62は、仮想線L2上または仮想線L2よりも外側(上方側)にずれて配置されているとよい。
また、プロテクタ40が、第1固定面部41の固定部と、プロテクタ側当接部64で支持され、これら以外の部分が、ハウジング10に対して間隔を空けて配置されるので、例えば、第1フランジ部65の付近で外力が作用したとき、支持される部分で折れ曲がることによって、外力を吸収することができる。
ハウジング10が略円筒状の場合、図8に示すように、プロテクタ40が、ハウジング10の円筒における接線(すなわち、ハウジング10の円形状の中心C(仮想回転中心点)とハウジング10の外周面とを結んだ直線に直交する直線)方向に延びているので、プロテクタ40が、外側に延びるほど(上下方向寸法が大きくなるほど)、プロテクタ40の端部とハウジング10との径方向距離(図8のD1)が長くなり、第1外側面部45の変形代が大きくなる。なお、第1挿通部61が設けられているので、第1挿通部61における変形が大きくなるため、外力をより吸収できる。これは、第2固定面部42においても、同様である。
また、図8に示すように、第2フランジ部66における変形は、第2フランジ部66の長さを例えば第1フランジ部65よりも長くすることで、プロテクタ40に外力F2が作用するとき、第2フランジ部66と第2外側面部46とにより形成される角度αが大きく(開く)ように変形するため、第2フランジ部66が第1外側面部45から離れるように変形して衝撃を吸収することもできる。
また、本実施形態では、プロテクタ40は、ハウジング10よりも車両外側に配置されており、車両を構成する部材(この例では、第1動力源81)に対する連結部材(ハウジング固定用ボルト71)の挿通方向は、車両前後方向または車幅方向に対して、傾斜している。連結部材の挿通方向は、例えば第1連結部11等の傾斜方向と同様に、車両後方に向かうに従い車両下方に傾斜して延びている。例えば、本実施形態で車両前部が、前方側から後方側に作用する衝撃荷重を受けるとき、連結部材の連結方向(傾斜方向)は、当該荷重を受ける方向に対して、傾斜することになる。そのため、連結部材(ハウジング固定用ボルト71)及び連結部(例えば、第1~第4連結部11~14)の少なくとも一方を破損させやすくなり、それらの部材の破損により、電動コンプレッサ1は、車両を構成する部材(第1動力源81)から離脱し、例えば衝撃荷重(外力)を受ける方向に対して例えば上方側に向かって移動するので、電動部2,3の破損を、抑制することができる。この例では、電動コンプレッサ1は、前突時において、バンパメンバ84と第1動力源81との間に、挟まれにくくなる。
なお、本実施形態では、連結部材の挿通方向は、車両後方に向かうに従い車両下方に傾斜して延びているが、これに限らない。例えば、車両後方に向かうに従い車両上方に傾斜してもよい。また、車両前後方向に対して、車幅方向の一方(右側または左側)に傾斜してもよい。すなわち、車両後方に向かうに従い、車幅方向の一方に傾斜してもよい。図6に示すように、車両を構成する部材における電動コンプレッサ1と対向する側面が、挿通方向と交差する方向に傾斜していることが好ましい。これにより、対応する側面がガイド部として機能し、電動コンプレッサ1を所望の位置へ移動させやすくなる。すなわち、車両を構成する部材における電動コンプレッサ1と対向する側面が、挿通方向と交差する方向に傾斜していることにより、衝撃荷重を受けたときに、電動コンプレッサ1を意図する方向に移動させやすくすることが可能となる。
本実施形態の電動コンプレッサ1は、衝突時に保護部(電動部)への衝撃を減らすことによって、保護部(電動部)の破損を抑制することが可能となる。また、プロテクタ40を座屈させて衝突時の衝撃を逃がすことにより、プロテクタ40の板厚及び形状を小さくすることが可能となり、軽量化が可能となる。さらに、電動コンプレッサ1の車両への組付性を確保しつつ、必要な容量を確保することができる。
さらに、プロテクタ40をハウジング10に取り付けた状態で、電動コンプレッサ1を車両に組み付けることができるので、車両の製造ラインにおいて、第1動力源等に電動コンプレッサ1を組み付ける工程のタクトタイムを短縮させることが可能となる。さらに、プロテクタ40が一つの質量体(マス)として機能することによって、電動コンプレッサ1の振動レベルを引き下げることができるので、例えば、電動コンプレッサ1の共振点と車体側(第1動力原等)との共振点をずらしてNV性能の向上させることも可能となる。
本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
本実施形態では、電動コンプレッサ1は、車両前後方向で、ラジエータ85と第1動力源81との間に配置されているが、これに限らない。例えば、電動コンプレッサ1は、動力コンパートメント80の内部において、車幅方向で、第1動力源81とサイドメンバ83との間に配置されてもよい。この場合、プロテクタ40は、サイドメンバ83に対向するように配置するとよい。すなわち、本実施形態では、電動コンプレッサ1のハウジング10とプロテクタ40とが車両前後方向に配置されているが、これに限らず、車幅方向に並んで配置されてもよく、また、車両上下方向に並んで配置されてもよい。
また、本実施形態の電動コンプレッサ1は、車両に搭載されているが、これに限らない。例えば、工場施設等に配置されてもよい。
また、本実施形態では、プロテクタ40において、第1固定面部41と第2固定面部42との間に隙間を設けているが、これに限らない。例えば、隙間に相当する部分を薄肉にしてよい。また、本実施形態では、ハウジング側当接部28を設けているが、これに限らない。ハウジング側当接部28に相当する位置に、ハウジング側当接部28の代わりに、プロテクタ側当接部64を設けてもよい。
また、本実施形態では、圧縮機構2、モータ3、インバータ4が、直線状に並んでいるがこれに限らない。例えば、図13に示すように、圧縮機構2、モータ3、インバータ4が、略L字状に配置されてもよい。この場合、プロテクタ40をモータ3及びインバータ4を保護するように配置すればよい。この場合、インバータ4のコネクタも、プロテクタ40で保護するように構成するとよい。
1 電動コンプレッサ
2 圧縮機構
3 モータ
4 インバータ
5 第1コネクタ
6 第2コネクタ
10 ハウジング
11 第1連結部
11a 第1孔
11b 座面
12 第2連結部
12a 第2孔
12b 座面
13 第3連結部
13a 第3孔
13b 座面
14 第4連結部
14a 第4孔
14b 座面
21 第1取付部
21a 第1ボルト孔
21b 座面
22 第2取付部
22a 第1ボルト孔
22b 座面
24 冷媒流入口
25 冷媒排出口
26 位置決め突起
28 ハウジング側当接部
28a 受部
32 圧縮機収容部
33 モータ収容部
34 インバータ収容部
37 仕切部
40 プロテクタ
41 第1固定面部
41a 第1取付孔
42 第2固定面部
42a 第2取付孔
45 第1外側面部
46 第2外側面部
47 第3外側面部(接続部)
48 幅狭部(変形誘発部)
51 第1段差部(変形誘発部)
52 第2段差部(変形誘発部)
53 第3段差部(変形誘発部)
54 第4段差部(変形誘発部)
56 窪み部
57 位置決め部
61 第1挿通部(変形誘発部)
62 第2挿通部(変形誘発部)
64 プロテクタ側当接部
65 第1フランジ部
66 第2フランジ部
71 ハウジング固定用ボルト(連結部材)
72 プロテクタ取付用ボルト
80 動力コンパートメント
81 第1動力源
82 第2動力源
83 サイドメンバ
84 バンパメンバ
85 ラジエータ
86 前輪

Claims (10)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、
    前記圧縮機構を電力により駆動する電動部と、
    前記圧縮機構及び前記電動部を収容するハウジングと、
    前記ハウジングに固定される固定面部を有しており、前記ハウジングの外側で前記電動部と対向する位置に配置されているプロテクタと、を備えている電動コンプレッサにおいて、
    前記プロテクタには、前記プロテクタの外側から荷重が作用したときに変形を誘発する変形誘発部が、前記電動部に対向する位置に設けられていることを特徴とする、電動コンプレッサ構造。
  2. 前記プロテクタは、前記ハウジング内部から外部に向かうハウジング外側方向で、前記固定面部より外方側に位置する外側面部を有しており、
    前記外側面部には、前記変形誘発部が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の電動コンプレッサ構造。
  3. 前記ハウジングは、連結部材を介して、車両を構成する部材に前記ハウジングを連結するための連結部を有し、
    前記連結部には、前記プロテクタに対向する座面が設けられ、
    前記変形誘発部は、前記座面と対向する位置に、前記連結部材が挿通可能な挿通部を含んでいることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の電動コンプレッサ構造。
  4. 前記ハウジングには、複数の前記連結部が設けられ、
    複数の前記連結部は、前記圧縮機構と前記電動部とが並ぶ第1方向に沿って間隔を空けて配置され、
    前記固定面部は、前記第1方向に並ぶ前記連結部の間の位置で、且つ、前記第1方向に交差する方向にずれた位置に固定されていることを特徴とする、請求項3に記載の電動コンプレッサ構造。
  5. 前記プロテクタは、板状の部材であり、
    前記変形誘発部は、前記固定面部と前記外側面部との間に設けられた段差部を含んでいることを特徴とする、請求項2に記載の電動コンプレッサ構造。
  6. 前記連結部は、前記圧縮機構と前記電動部とが並ぶ第1方向に交差する第2方向において、前記ハウジングの両側部に設けられ、
    前記固定面部及び前記外側面部は、前記プロテクタの前記第2方向の両側部のそれぞれに配置され、
    前記第2方向の両側の前記固定面部の間に、又は、前記第2方向の両側の前記外側面部の間に、隙間が形成されていることを特徴とする、請求項5に記載の電動コンプレッサ構造。
  7. 前記プロテクタは、前記第2方向の両側の前記外側面部を繋ぐ接続部を有し、
    前記隙間は、両側の前記外側面部、両側の前記固定面部、及び、前記接続部に渡るように形成されており、
    前記プロテクタは、前記隙間によって二股形状をなしていることを特徴とする、請求項6に記載の電動コンプレッサ構造。
  8. 前記変形誘発部は、前記ハウジングに対して間隔を空けて配置され、
    前記プロテクタは、
    前記固定面部の面内に設けられ、前記ハウジングに固定される固定部と、
    前記固定部に対して間隔を空け、前記電動部の端部側に配置され、前記ハウジングに当接する当接部と、を有し、
    前記変形誘導部は、前記固定部と前記当接部とを結ぶ仮想線上または前記仮想線よりも外側に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の電動コンプレッサ構造。
  9. 前記ハウジングは、連結部材を介して、車両を構成する部材に前記ハウジングを連結するための連結部を有し、
    前記連結部には、前記プロテクタに対向する座面が設けられ、
    前記プロテクタは、前記ハウジングよりも車両外側に配置され、
    前記プロテクタには、車両外側から荷重が作用したときに変形を誘発する変形誘発部が、前記電動部に対向する位置に設けられ、
    前記変形誘発部は、前記座面と対向する位置に、前記連結部材が挿通可能な挿通部を含んでおり、
    前記車両を構成する部材に対する前記連結部材の挿通方向は、前記車両前後方向または車幅方向に対して、傾斜していることを特徴とする、請求項1に記載の電動コンプレッサ構造。
  10. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を電力により駆動する電動部と、前記圧縮機構及び前記電動部を収容するハウジングと、有している電動コンプレッサを保護するための電動コンプレッサ用のプロテクタにおいて、
    前記プロテクタは、前記ハウジングの外側で前記電動部と対向する位置に配置されており、
    前記ハウジングに固定される固定面と、
    前記プロテクタの外側から荷重が作用したときに変形するように構成され、前記電動部に対向する位置に設けられている変形誘発部と、
    を有していることを特徴とする、電動コンプレッサ用プロテクタ。
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