JP5130005B2 - 電動コンプレッサ - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングに圧縮機構部と共にモータを内蔵した電動コンプレッサに関する。

この種の従来の電動コンプレッサとしては、特許文献１に開示されたものがある。この電動コンプレッサ１００は、図７に示すように、ハウジング１０１を有する。ハウジング１０１は、円筒形状で、且つ、円筒形状の一方の側面が閉塞された第１ハウジング部材１０２と、この第１ハウジング部材１０２の他方の開口側に配置された円筒状の第２ハウジング部材１０３と、この第２ハウジング部材の他方の開口側を配置されたサブハウジング部材１０４とを備えている。このハウジング１０１内には、圧縮機構部１１０とこの圧縮機構部１１０を駆動するモータ１１１とが内蔵されている。

サブハウジング部材１０４は、第２ハウジング部材１０３の開口を閉塞する側壁１２０と、この側壁１２０の周縁より突設された周壁部１２１とから構成されている。側壁１２０は、２つのハーフ壁部１２０ａ，１２０ｂと、これらを仕切る分離壁部１２０ｃとから構成されている。一方のハーフ壁部１２０ａの内面側には、圧縮機構部１１０からの冷媒を吐出する冷媒吐出通路１２２が通っている。他方のハーフ壁部１２０ｂの内面側には、圧縮機構部１１０に冷媒を吸入する冷媒吸入通路１２３が通っている。

サブハウジング部材１０４には、側壁１２０と周壁部１２１で囲まれたモータ制御収容室１２４が設けられている。モータ制御収容室１２４には、モータ１１１を駆動制御するモータ制御部１２５が収容されている。モータ制御部１２５の発熱部品１２６は、冷媒吸入通路１２３側で、且つ、ハーフ壁部１２０ｂに密着状態で配置されている。そして、ハウジング１０１内に吸入された冷媒との熱交換によって発熱部品１２６を冷却するようになっている。
特許第３７４４５２２号公報

しかしながら、従来の電動コンプレッサ１００では、モータ制御部１２５の発熱部品１２６が単にハーフ側壁１２０ｂの外面に密着するように収容されているので、モータ制御収容室１２４の高さＨとしては、モータ制御部１２５の部品収容高さに相当する高さを確保する必要であった。従って、電動コンプレッサ１００が圧縮機構部１１０とモータ１１１の並列方向Ｎに大型化するという問題がある。

そこで、本発明は、圧縮機構部とモータの並列方向に極力小型化できる電動コンプレッサを提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、ハウジング内に圧縮機構部とモータが並列状態で収容され、前記圧縮機構部と前記モータの並列方向に直交する面を閉塞する前記ハウジングの側壁の内面には、前記圧縮機構部に冷媒を吸入させる冷媒吸入通路が設けられた電動コンプレッサであって、前記ハウジングの前記側壁の外面には、電子部品を収容する収容凹部が前記モータを制御する回路基板の側端部に隣接して設けられ、前記収容凹部は、前記冷媒吸入通路が通っている内面に対応する前記側壁の外面に設けられ、前記側壁の内面には、前記冷媒吸入通路に突出する突壁部が設けられ、前記突壁部の位置に対応する前記側壁の外面に前記収容凹部が設けられ、前記収容凹部が設けられた前記突壁部は、肉厚がほぼ均一になるように設けられ、前記電子部品が前記回路基板の圧縮機構部側の表面から他側の裏面に亘って配置されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、側壁の外面を基準とすると、電子部品をその部品高さより低い高さで収容できるため、その分モータ制御収容室の高さを低くできる。従って、電動コンプレッサを圧縮機構部とモータの並列方向に極力小型化できる。また、冷媒と電子部品が側壁の肉厚のみを介して近接配置されるため、電子部品の冷却性が向上する。

加えて、側壁の外面を基準とすると、突壁部によって側壁の肉厚を確保しつつ、収容凹部の底面深さを深くできるため、電子部品をその部品高さより更に低い高さで収容でき、その分モータ制御収容室の高さを更に低くできる。従って、電動コンプレッサを圧縮機構部とモータの並列方向に更に小型化できる。

さらに、電子部品の全域をほぼ均一に冷却できるため、効率の良い冷却が可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の一実施の形態を示し、図１はカバーを取り外した電動コンプレッサの前面図、図２はカバー及びその直ぐ内側に配置された電子部品を取り外した電動コンプレッサの前面図、図３はフロント樹脂ハウジングを取り外した電動コンプレッサの前面図、図４は図１のＡ−Ａ線断面図、図５は図１のＢ−Ｂ線断面図、図６は図１のＣ−Ｃ線断面図である。

図１〜図６に示すように、電動コンプレッサ１は、ハウジング２を有する。このハウジング２は、円筒状のコンプレッサハウジング部材３と、このコンプレッサハウジング部材３の一方の開口側の側面に配置されたフロントハウジング部材４と、コンプレッサハウジング部材３の他方の側面に配置されたリアハウジング部材（図示せず）とから構成されている。

フロントハウジング部材４は、アルミ合金製のフロントハウジング本体４Ａとこのフロントハウジング本体４Ａの外側に固定された合成樹脂製のフロント樹脂ハウジング４Ｂとから構成されている。又、コンプレッサハウジング部材３及びリアハウジング部材（図示せず）は、一体物であり、アルミ合金製である。

圧縮機構部１０は、コンプレッサハウジング部材３の内部に収容されている。圧縮機構部１０は、ほぼ楕円形状の内周面が形成されたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１の側面に配置されたフロントサイドブロック１２及びリアサイドブロック１３とを備えている。これらブロック１１，１２，１３内にシリンダ室１４が形成されている。これらブロック１１，１２，１３はアルミ合金製である。

シリンダ室１４内にはロータ１５が収容されている。このロータ１５の中心には回転軸１６が貫通され、ロータ１５と回転軸１６は固定されている。この回転軸１６は、フロントサイドブロック１２とリアサイドブロック１３に回転自在に支持されている。回転軸１６のリアサイドブロック１３側は、リアサイドブロック１３より外部に突出されている。

ロータ１５の外周の等間隔位置には、ベーン１７が突出・後退自在にそれぞれ設けられている。各ベーン１７は、ロータ１５の回転時には背圧及び自らの遠心力によってシリンダ室１４の内壁に当接しつつ移動する。この隣り合うベーン１７間によって、シリンダ室１４内には複数の圧縮室が形成される。各圧縮室は、ロータ１５の回転に応じてその容積を拡大し、冷媒を吸入する吸入工程と、容積を縮小し、吸入した冷媒を圧縮し、且つ、吐出する圧縮行程を繰り返す。

フロントサイドブロック１２とフロントハウジング部材４には、冷媒吸入通路１８ａ、吸入ポート（図示せず）等から成る冷媒吸入経路１８が形成されている。リアサイドブロック１３とコンプレッサハウジング部材３とリアハウジング部材（図示せず）には、冷媒吐出通路、吐出ポート等から成る冷媒吐出経路（図示せず）が形成されている。そして、圧縮室の吸入工程時には、冷媒吸入経路１８を介して冷媒がシリンダ室１４の圧縮室に吸引され、圧縮行程の後半時には、シリンダ室１４の圧縮室で圧縮された冷媒が冷媒吐出経路（図示せず）より排出される。

モータ（図示せず）は、リアハウジング部材（図示せず）の内部に収容されている。つまり、モータ（図示せず）は、圧縮機構部１０に並列状態で配置されている。モータ（図示せず）の回転軸（図示せず）は、圧縮機構部１０の回転軸１６に連結されている。モータ（図示せず）は、モータ制御部２０によって駆動される。

モータ制御部２０は、フロントハウジング部材４内に搭載されいている。フロントハウジング部材４のフロントハウジング本体４Ａは、ハウジング２の圧縮機構部１０とモータ（図示せず）の並列方向Ｎに直交する面を閉塞する側壁２１を有し、側壁２１上にフロント樹脂ハウジング４Ｂに囲まれたモータ制御収容室２２が構成されている。このモータ制御収容室２２の開口面は、カバー（図示せず）で閉塞されている。このモータ制御収容室２２にモータ制御部２０が収容されている。

モータ制御部２０は、フロント樹脂ハウジング４Ｂに支持された回路基板３０、発熱性が高い大型スイッチング素子３１や、発熱性が高い２つの第１電子部品であるインダクター３２や、同じく発熱性が高い１つの第２電子部品であるコモンモードチョーク３３などから構成されている。大型スイッチング素子３１は、部品高さが低いため、側壁２１の外面に密着状態で配置されている。インダクター３２とコモンモードチョーク３３は共に部品高さが高く、インダクター３２に較べてコモンモードチョーク３３の方が高い。そして、部品高さのあるインダクター３２及びコモンモードチョーク３３は次のようにして収容されている。

つまり、側壁２１の外面で、且つ、内面側に冷媒吸入通路１８ａが通っている箇所には、冷媒吸入通路１８ａに突出する突壁部２１ａが２つ設けられている。この突壁部２１ａが設けられた箇所の側壁２１の外面には、第１収容凹部２３が２つ設けられている。この各第１収容凹部２３に各インダクター３２の下部が収容された状態で配置されている。各第１収容凹部２３が設けられた突壁部２１ａは、強度的に必要最小限で、且つ、ほぼ均一な肉厚になるよう設けられている。具体的には、突壁部２１ａの冷媒吸入通路１８ａ側の外面は、第１収容凹部２３の底面に倣った形状とされている。

側壁２１の外面で、且つ、内面側に冷媒吸入通路１８ａが通っていない箇所には、第２収容凹部２４が１つ設けられている。この第２収容凹部２４にコモンモードチョーク３３の下部が収容された状態で配置されている。第２収容凹部２４は、側壁２１の外面を基準として第１収容凹部２３よりも深く形成されている。これにより、部品高さの低いインダクター３２とこれよりも高いコモンモードチョーク３３は、側壁２１の外面からの突出高さがほぼ同じになっている。

上記構成において、冷媒吸入経路１８を通って冷媒が圧縮機構部１０のシリンダ室１４に吸引され、圧縮機構部１０のシリンダ室１４で圧縮された冷媒が冷媒吐出経路（図示せず）を通って排出される。ここで、冷媒吸入経路１８を通って吸入される冷媒は低温であるため、フロントハウジング本体４Ａは低温とされ、大型スイッチング素子３１、インダクター３２、コモンモードチョーク３３等との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、スイッチング素子３１、インダクター３２、コモンモードチョーク３３等が冷却される。

上記構成によれば、側壁２１の外面には、インダクター３２やコモンモードチョーク３３を収容する第１収容凹部２３及び第２収容凹部２４が設けられているので、側壁２１の外面を基準とすると、インダクター３２やコモンモードチョーク３３をその部品高さより低い高さで収容できるため、その分だけモータ制御収容室２２の高さＨを低くできる。従って、電動コンプレッサ１を圧縮機構部１０とモータ（図示せず）の並列方向Ｎに小型化できる。

この実施の形態では、第１収容凹部２３は、冷媒吸入通路１８ａが通っている内面に対応する側壁２１の外面に設けられたので、冷媒とインダクター３２が側壁２１の肉厚のみを介して近接配置されるため、インダクター３２の冷却性が向上する。

この実施の形態では、側壁２１の内面には、冷媒吸入通路１８ａに突出する突壁部２１ａが設けられ、突壁部２１ａの位置に対応する側壁２１の外面に第１収容凹部２３が設けられている。従って、側壁２１の外面を基準とすると、突壁部２１ａによって第１収容凹部２３の底面深さを深くできるため、インダクター３２をその部品高さより更に低い高さで収容できるため、その分だけモータ制御収容室２２の高さＨを更に低くできる。従って、電動コンプレッサ１を圧縮機構部１０とモータ（図示せず）の並列方向Ｎに更に小型化できる。

尚、この実施の形態では、側壁２１の内面側に突壁部２１ａが設けたが、突壁部２１ａを設けることなく第１収容凹部２３を設けても良いことはもちろんである。

この実施の形態では、第１収容凹部２３が設けられた突壁部２１ａは、その肉厚がほぼ均一になるように設けられているので、インダクター３２の全域をほぼ均一に冷却できるため、効率の良い冷却が可能である。特に、この実施の形態では、第１収容凹部２３が設けられた突壁部２１ａの肉厚を強度的に必要最小限の肉厚に設定したため、側壁２１としての強度を確保しつつ効率の良い冷却が可能である。

尚、この実施の形態では、第１収容凹部２３及び第２収容凹部２４に発熱性の高い電子部品であるインダクター３２及びコモンモードチョーク３３を収容状態で配置したが、発熱性の低い電子部品を収容状態で配置しても電動コンプレッサ１を圧縮機構部１０とモータ（図示せず）の並列方向Ｎに小型化できる。

本発明の一実施の形態を示し、カバーを取り外した電動コンプレッサの前面図である。 本発明の一実施の形態を示し、カバー及びその直ぐ内側に配置された電子部品を取り外した電動コンプレッサの前面図である。 本発明の一実施の形態を示し、フロント樹脂ハウジングを取り外した電動コンプレッサの前面図である。 本発明の一実施の形態を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施の形態を示し、図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施の形態を示し、図１のＣ−Ｃ線断面図である。 従来例の電動コンプレッサの断面図である。

符号の説明

１ 電動コンプレッサ
２ ハウジング
１０ 圧縮機構部
１８ａ 冷媒吸入通路
２１ 側壁
２１ａ 突壁部
２３ 第１収容凹部（収容凹部）
２４ 第２収容凹部（収容凹部）
３２ インダクター（電子部品）
３３ コモンモードチョーク（電子部品）

Claims (1)

1. ハウジング（２）内に圧縮機構部（１０）とモータが並列状態で収容され、前記圧縮機構部（１０）と前記モータの並列方向（Ｎ）に直交する面を閉塞する前記ハウジング（２）の側壁（２１）の内面には、前記圧縮機構部（１０）に冷媒を吸入する冷媒吸入通路（１８ａ）が設けられた電動コンプレッサ（１）であって、
   前記ハウジング（２）の前記側壁（２１）の外面には、電子部品（３２），（３３）を収容する収容凹部（２３），（２４）が前記モータを制御する回路基板（３０）の側端部に隣接して設けられ、
   前記収容凹部（２３），（２４）は、前記冷媒吸入通路（１８ａ）が通っている内面に対応する前記側壁（２１）の外面に設けられ、
   前記側壁（２１）の内面には、前記冷媒吸入通路（１８ａ）に突出する突壁部（２１ａ）が設けられ、前記突壁部（２１ａ）の位置に対応する前記側壁（２１）の外面に前記収容凹部（２３），（２４）が設けられ、
   前記収容凹部（２３），（２４）が設けられた前記突壁部（２１ａ）は、肉厚がほぼ均一になるように設けられ、前記電子部品（３２），（３３）が前記回路基板（３０）の圧縮機構部（１０）側の表面から他側の裏面に亘って配置されていることを特徴とする電動コンプレッサ（１）。

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