JP6094497B2 - 電動圧縮機、及び電動圧縮機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動圧縮機、及び電動圧縮機の製造方法に関する。

車両の空調装置として電動圧縮機が使用されている。電動圧縮機は車両のエンジンルーム内に設置され、支持具を介して車両に固定されている。例えば、特許文献１に示すように、支持足が円周溶接により圧縮機本体の重心近傍に固定され、支持足には挿入穴が形成されている。圧縮機を取り付ける車両板金には、圧縮機本体を挿入させるための圧縮機装着穴が形成されており、この圧縮機装着穴に圧縮機本体を挿入させつつ、支持足を車両板金に固定させる。このとき、支持足と車両板金間にゴムマウントを介在させワッシャ付ボルトを挿入穴に挿通させて圧縮機本体を車両板金に支持固定させる。このことにより、車両走行時などにおいて外部振動が車両板金に加わっても、圧縮機本体が大きく加振されることが防止できるとしている。

特開平５−７７６４０号公報

しかし、特許文献１で開示された従来技術においては、ゴムマウント（防振材）の固有振動数と圧縮機本体の入力周波数とが一致すると、圧縮機本体の振動の振幅が大きくなり、この振動は支持足を介して車両板金に伝達され、車内音の増大を招く。この対策として防振材自体の固有振動数を入力周波数と異ならせることが考えられるが、圧縮機本体又は、車両などは、幅広い周波数領域にわたる振動成分を有していることにより、防振材自体の固有振動数を変更したとしても、共振による圧縮機本体の振動を防止することは非常に難しい。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電動圧縮機の振動の振幅に対して固有振動数がずれた防振材を用いることにより、電動圧縮機の振動を抑制することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動モータと、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容するハウジングと、前記ハウジングの外周に設けられ、締結手段によって対象物に固定される取付部が形成された支持部材と、を備えた電動圧縮機において、前記ハウジングは、突部を有し、前記支持部材は、凹部を有し、前記突部は、前記電動モータから離れるにしたがい互いの距離が近くなるように傾斜した一対の外壁面と、前記一対の外壁面の間で延設する先端面と、を有し、前記凹部は、底面と、前記底面から、前記電動モータから離れる方向に向かって延設する一対の第１内壁面と、前記第１内壁面から、前記電動モータに近づく方向に向かって延設するとともに前記電動モータに近づくにしたがって互いの距離が離れるように傾斜する一対の第２内壁面と、を有し、前記支持部材は、前記ハウジングから離間して設けられ、前記突部は、前記凹部内が、前記底面と前記先端面との間の空間を挟んで２つの収容空間に分割されるように、前記凹部内に配置され、前記２つの収容空間には、前記圧縮機構の駆動前の状態において、前記第１内壁面と対向し、かつ、前記第１内壁面及び前記第１内壁面と前記第２内壁面の境界から離間するように別体の防振材が各々設けられ、前記支持部材は、前記突部及び前記凹部が前記防振材を介して係合されることにより、前記ハウジングを支持し、前記収容空間における前記防振材の充填率は、前記圧縮機構を駆動することで高くなることを特徴とする電動圧縮機。

請求項１記載の発明によれば、収容空間には防振材が充填されるとともに、収容空間における防振材の充填率を変更できるように構成されているので、例えば、電動圧縮機の振動の振幅に応じて防振材の充填率を変更させることにより、防振材の固有振動数をずらすことが可能である。なお、防振材が防振材の固有振動数と同じ周波数の振動を圧縮機から受けた場合には、振動が増幅され大きい振動が発生する。これを共振といい、その周波数を共振周波数という。よって、電動圧縮機の振動の振幅に対して固有振動数がずれた防振材を用いることにより、電動圧縮機の振動を抑制することが可能である。なお、充填率とは、防振材を収容する収容空間の容積に占める防振材の体積の割合である。

請求項２記載の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動モータと、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容するハウジングと、前記ハウジングの外周に設けられ、締結手段によって対象物に固定される取付部が形成された支持部材と、を備えた電動圧縮機において、前記ハウジングは、一対の第１の突部を有し、前記支持部材は、第２の突部を有し、前記支持部材は、前記ハウジングから離間して設けられ、前記第２の突部は、前記一対の第１の突部間に前記第２の突部を挟んで２つの収容空間が形成されるように配置され、前記２つの収容空間には、前記圧縮機構の駆動前の状態において、前記一対の第１の突部または前記第２の突部から離間するように別体の防振材が各々設けられ、前記支持部材は、前記防振材を介して前記ハウジングを支持し、前記収容空間における前記防振材の充填率は、前記圧縮機構を駆動することで高くなることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動圧縮機において、前記収容空間及び前記収容空間に収容される前記防振材は、前記ハウジングの外周面を全周にわたり覆うように設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、電動圧縮機の軸心を中心とした外周面の対向する位置にある防振材にそれぞれ径方向の大きな振動が加わった場合には、どちらか一方の側は防振材の充填率が部分的に大きくなることにより剛性がアップし、防振材の固有振動数はずれて、共振による電動圧縮機の大きな振動（振幅大）を防止することができる。よって、電動圧縮機における共振に伴う径方向の振動を全周にわたり抑制することが可能である。

本発明によれば、電動圧縮機の振動の振幅に対して固有振動数がずれた防振材を用いることにより、電動圧縮機の振動を抑制することが可能である。

第１の実施形態に係る電動圧縮機の全体構成を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図２における要部拡大断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図における要部拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ） 第１の実施形態に係る電動圧縮機の振動と充填率の関係を示す模式図である。 第１の実施形態に係る電動圧縮機の振動（振幅）と防振材の充填率及び防振材のばね定数との関係を示すグラフである。 第１の実施形態に係る電動圧縮機における防振材の振動伝達特性を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ） 第１の実施形態に係る電動圧縮機における防振材を全周に設けたことによる作用説明用の模式図である。 第２の実施形態に係る電動圧縮機の要部拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ） 第２の実施形態に係る電動圧縮機の振動と充填率の関係を示す模式図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る電動圧縮機を図１〜図８に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、電動圧縮機１０は、車両のエンジンルーム等に配置され、車室内の温度調整を行う空調装置に適用されている。
電動圧縮機１０は、圧縮機構１１と、電動モータ１２と、圧縮機構１１及び電動モータ１２を収容するハウジング１３と、締結手段としてのボルト１４によって対象物１５に固定される取付部が形成された２つの支持部材２８、２９とを備えている。
図１に示すように、電動圧縮機１０が取り付けられる車両のフレームやエンジン等の対象物１５には、横方向（電動圧縮機１０側）に突出する２つの突出部１５Ａが設けられている。突出部１５Ａの垂直な面（電動圧縮機１０の取付部に対向する面）には、ボルト１４を螺合するための４つのねじ孔（図示せず）が形成されている。

ハウジング１３は、一方の端部（図２の紙面左側）が開口する第１ハウジング１７と、第１ハウジング１７の一方の端部側を閉塞する第２ハウジング１８とからなり、筒状に形成されている。ハウジング１３は、圧縮機構１１及び電動モータ１２を収容する密閉空間１３Ａを有している。第１ハウジング１７及び第２ハウジング１８は、鉄材やアルミ材等の金属材料により形成されている。

密閉空間１３Ａには、圧縮機構１１が設けられている。圧縮機構１１は、主に第１ハウジング１７の内周面１７Ｂに固定された固定スクロール１１Ａと、固定スクロール１１Ａに対向配置された可動スクロール１１Ｂとを備えている。固定スクロール１１Ａと可動スクロール１１Ｂとは、噛合して両者間に圧縮室１１Ｃを形成している。
第１ハウジング１７内には、駆動軸１２Ａが収容されている。駆動軸１２Ａは、他方の端部（図２の紙面右側）が軸受１２Ｂに支持され、一方の端部（図２の紙面左側）が軸受１２Ｃに支持されている。

密閉空間１３Ａにおける圧縮機構１１よりも第１ハウジング１７の内底面１７Ｃ側には、電動モータ１２が配置されている。第１ハウジング１７の内周面１７Ｂにはステータ１２Ｄが固定されている。ステータ１２Ｄには、図示しない駆動回路から三相交流が供給されるようになっている。ステータ１２Ｄの内側には駆動軸１２Ａに固定されたロータ１２Ｅが設けられている。ロータ１２Ｅは、ステータ１２Ｄ内でステータ１２Ｄに供給される電流によって回転駆動される。電動モータ１２は、駆動軸１２Ａ、ステータ１２Ｄ及びロータ１２Ｅによって主に構成されている。

第１ハウジング１７の内底面１７Ｃには、吸入口１９が設けられている。吸入口１９は図示しない配管を介して外部冷媒回路に接続されている。
第２ハウジング１８と固定スクロール１１Ａとの間には、吐出室２０が形成されている。第２ハウジング１８の内底面１８Ａには、吐出口２１が設けられている。吐出口２１は図示しない配管を介して外部冷媒回路に接続されている。
図２に示すように、電動モータ１２が回転して圧縮機構１１を作動させると、圧縮機構１１は、吸入口１９を介して外部冷媒回路より冷媒を吸入し、圧縮する。そして、圧縮機構１１は、吐出口２１を介して外部冷媒回路に圧縮した冷媒を吐出する。

図２に示すように、第１ハウジング１７の外周面１７Ａには、４個のリブ２２〜２５が円周方向に延在して形成されている。リブ２２〜２５は、第１ハウジング１７の外周面１７Ａの全周にわたり外径方向に突出して形成されている。第１ハウジング１７の他方の端部側に位置する２個のリブ２２、２３によって凹部２６が形成されている。凹部２６は、２個のリブ２２、２３の内壁面２２Ａ、２３Ａ及びリブ２２、２３間に位置する第１ハウジング１７の外周面１７Ａの一部（底面２６Ａ）により形成される。第１ハウジング１７の一方の端部側に位置する２個のリブ２４、２５によって凹部２７が形成されている。凹部２７は、２個のリブ２４、２５の内壁面２４Ａ、２５Ａ及びリブ２４、２５間に位置する第１ハウジング１７の外周面１７Ａの一部（底面２７Ａ）により形成される。凹部２６、２７は、圧縮機構１１及び電動モータ１２が位置する部位の第１ハウジング１７の外周面１７Ａに設けられている。

図１に示すように、支持部材２８、２９は、第１ハウジング１７の外周面１７Ａを全周にわたり覆うように設けられている。支持部材２８は、凹部２６に対応する位置に配置され、支持部材２９は、凹部２７に対応する位置に配置されている。支持部材２８、２９は同一形状を有している。支持部材２８、２９は、第１支持部材３０及び第２支持部材３１よりそれぞれ形成されている。第１支持部材３０及び第２支持部材３１は、それぞれ半円筒形状とされており、互いに組み合わされることにより円筒状の支持部材２８、２９を構成する。第１支持部材３０及び第２支持部材３１は、互いに同一形状である。第１支持部材３０の内周面３０Ａには、内径方向に突出する凸部３０Ｂが形成されている。同様に、第２支持部材３１の内周面３１Ａには、内径方向に突出する凸部３１Ｂが形成されている（図４参照）。凸部３０Ｂ、３１Ｂは、支持部材２８、２９に設けられた突部に相当する。第１ハウジング１７の凹部２６、２７内には、第１支持部材３０及び第２支持部材３１の凸部３０Ｂ、３１Ｂが配置される。第１支持部材３０及び第２支持部材３１は、防振性を有する材料、例えば、樹脂又は、繊維強化樹脂等から形成されている。

第１支持部材３０の円周方向の両端部には、それぞれ第１取付部３０Ｃが第１支持部材３０の外周面の接線方向に突設されている。第２支持部材３１の円周方向の両端部には、それぞれ第２取付部３１Ｃが第２支持部材３１の外周面の接線方向に突設されている。図３及び図４に示すように、第１取付部３０Ｃには、金属製の補強部３２がインサート成形され、補強部３２に貫通孔３２Ａが形成されている。同様に、第２取付部３１Ｃにも、金属製の補強部３２がインサート成形され、補強部３２に貫通孔３２Ａが形成されている。第１支持部材３０と第２支持部材３１とが組み合わされると、第１取付部３０Ｃと第２取付部３１Ｃとの貫通孔３２Ａが同軸で連通する。同軸で連通された貫通孔３２Ａにボルト１４をそれぞれ挿入し、対象物１５への第１支持部材３０及び第２支持部材３１の取り付けが行われる。

図２及び図３に示すように、第１ハウジング１７の凹部２６と第１支持部材３０の凸部３０Ｂとによって、分割された２つの収容空間３５、３６が形成されている。収容空間３５、３６は、凹部２６と凸部３０Ｂによって形成されるとともに、凸部３０Ｂを挟んで両側に形成されている。
収容空間３５は、第１支持部材３０の内周面３０Ａ及び凸部３０Ｂのリブ２２側の側面３０Ｄと、第１ハウジング１７のリブ２２の内壁面２２Ａ及び凹部２６の底面２６Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。
収容空間３６は、第１支持部材３０の内周面３０Ａ及び凸部３０Ｂのリブ２３側の側面３０Ｅと、第１ハウジング１７のリブ２３の内壁面２３Ａ及び凹部２６の底面２６Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。

図３に示すように、第１ハウジング１７の凹部２７と第１支持部材３０の凸部３０Ｂとによって、分割された２つの収容空間３７、３８が形成されている。収容空間３７、３８は、凹部２７と凸部３０Ｂによって形成されるとともに、凸部３０Ｂを挟んで両側に形成されている。
収容空間３７は、第１支持部材３０の内周面３０Ａ及び凸部３０Ｂのリブ２４側の側面３０Ｄと、第１ハウジング１７のリブ２４の内壁面２４Ａ及び凹部２７の底面２７Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。なお、収容空間３７は、収容空間３５と同等の形状を有している。
収容空間３８は、第１支持部材３０の内周面３０Ａ及び凸部３０Ｂのリブ２５側の側面３０Ｅと、第１ハウジング１７のリブ２５の内壁面２５Ａ及び凹部２７の底面２７Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。なお、収容空間３８は、収容空間３６と同等の形状を有している。

図４に示すように、第１ハウジング１７の凹部２６と第２支持部材３１の凸部３１Ｂとによって、分割された２つの収容空間３９、４０が形成されている。収容空間３９、４０は、凹部２６と凸部３１Ｂによって形成されるとともに、凸部３１Ｂを挟んで両側に形成されている。
収容空間３９は、第２支持部材３１の内周面３１Ａ及び凸部３１Ｂのリブ２２側の側面３１Ｄと、第１ハウジング１７のリブ２２の内壁面２２Ａ及び凹部２６の底面２６Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。
収容空間４０は、第２支持部材３１の内周面３１Ａ及び凸部３１Ｂのリブ２３側の側面３１Ｅと、第１ハウジング１７のリブ２３の内壁面２３Ａ及び凹部２６の底面２６Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。

図４に示すように、第１ハウジング１７の凹部２７と第２支持部材３１の凸部３１Ｂとによって、分割された２つの収容空間４１、４２が形成されている。収容空間４１、４２は、凹部２７と凸部３１Ｂによって形成されるとともに、凸部３１Ｂを挟んで両側に形成されている。
収容空間４１は、第２支持部材３１の内周面３１Ａ及び凸部３１Ｂのリブ２４側の側面３１Ｄと、第１ハウジング１７のリブ２４の内壁面２４Ａ及び凹部２７の底面２７Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。なお、収容空間４１は、収容空間３９と同等の形状を有している。
収容空間４２は、第２支持部材３１の内周面３１Ａ及び凸部３１Ｂのリブ２５側の側面３１Ｅと、第１ハウジング１７のリブ２５の内壁面２５Ａ及び凹部２７の底面２７Ａとにより囲まれた空間により形成され、断面矩形の形状を有している。なお、収容空間４２は、収容空間４０と同等の形状を有している。
第１支持部材３０及び第２支持部材３１は、互いに組み合わされることにより、収容空間３５と収容空間３９とが連通し、収容空間３６と収容空間４０とが連通する。また、収容空間３７と収容空間４１とが連通し、収容空間３８と収容空間４２とが連通する。そして、それぞれ円筒状の収容空間を形成する。

収容空間３５〜３８内には、それぞれ第１防振材３３が設けられている。収容空間３９〜４２内には、それぞれ第２防振材３４が設けられている。
凸部３０Ｂ、３１Ｂ及び凹部２６、２７が第１防振材３３及び第２防振材３４を介して係合されることにより、第１支持部材３０及び第２支持部材３１が第１ハウジング１７を支持している。
図２及び図３に示すように、第１防振材３３は、収容空間３５〜３８にそれぞれ１個ずつ湾曲した状態で収容されている。図４に示すように、第２防振材３４は、収容空間３９〜４２にそれぞれ１個ずつ湾曲した状態で収容されている。

図３及び図４に示すように、第１防振材３３及び第２防振材３４は、径方向に圧縮変形した状態で装着されている。このとき収容空間３５〜４２においては、第１防振材３３及び第２防振材３４との間に隙間がある状態で装着されている。第１防振材３３及び第２防振材３４は、弾性を有するゴム材より形成され、具体的には、耐熱性及び耐久性の少なくとも一方を有する材料、例えばシリコンゴム又はエチレンプロピレンゴムより形成される。第１防振材３３及び第２防振材３４は、断面矩形の棒状の部材である。第１防振材３３及び第２防振材３４は、互いに組み合わされることにより、第１ハウジング１７の外周面１７Ａを全周にわたり覆うように設けられている。

電動圧縮機１０には、第１支持部材３０及び第２支持部材３１から構成された２つの支持部材２８、２９が装着され、それぞれ２箇所ずつ計４箇所で対象物１５に固定される。
第１支持部材３０及び第２支持部材３１がボルト１４により対象物１５に固定された状態においては、第１支持部材３０及び第２支持部材３１は第１防振材３３及び第２防振材３４を介して第１ハウジング１７を支持している。すなわち、第１支持部材３０及び第２支持部材３１と第１ハウジング１７とは、接触せず、第１防振材３３及び第２防振材３４を介して間接的に連結した状態にある。

電動圧縮機１０の振動の振幅に応じて、各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率は変化する。例えば、電動圧縮機１０の振動の振幅が小さい場合には、各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率は１００％未満となるように設定されている。このとき収容空間３５〜４２と第１防振材３３及び第２防振材３４との間には隙間がある状態であり、第１防振材３３及び第２防振材３４は収容空間３５〜４２において変形可能な状態にある。すなわち、収容空間３５〜４２は、防振材が充填されるとともに、収容空間３５〜４２における防振材の充填率を変更できるように構成されている。また、収容空間３５〜４２は、防振材の充填率の減少によって隙間が生じることを許容している。
電動圧縮機１０の振動の振幅が大きい場合には、各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率は増加する方向に変更され、１００％となる。このとき収容空間３５〜４２と第１防振材３３及び第２防振材３４との間には隙間が無い状態であり、第１防振材３３及び第２防振材３４は収容空間３５〜４２において変形不能な状態にある。
なお、収容空間における防振材の充填率とは、収容空間の容積に占める防振材の体積の割合のことを指す。例えば、軸心ｍを通る断面で考えたときに、収容空間の断面積Ｓ１に対して防振材の占める断面積Ｓ２とすれば、充填率Ｈ＝Ｓ２／Ｓ１×１００％で表すことができる。充填率１００％未満とは、図５（ａ）に示すように、収容空間の断面積Ｓ１に対して第１防振材３３の断面積Ｓ２が小さく（Ｓ１＞Ｓ２）、第１防振材３３が収容空間３５、３６において変形可能な状態（隙間がある状態）を云う。また、充填率１００％とは、図５（ｂ）に示すように、収容空間３５、３６の断面積Ｓ１に対して第１防振材３３の断面積Ｓ２が同等（Ｓ１＝Ｓ２）となり、第１防振材３３が収容空間３５、３６いっぱいに埋められて変形不能な状態（隙間が無い状態）を云う。

また、電動圧縮機１０の振動の振幅に応じて、各収容空間３５〜４２に対応して収容される第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率Ｈが変化し、充填率１００％となったときには、第１防振材３３及び第２防振材３４の共振周波数はずれる。
なお、防振材の固有振動数をＦ０とすると、防振材は固有振動数Ｆ０で最も強く振動し、振幅大となる。すなわち、防振材が固有振動数Ｆ０と同じ周波数の振動（入力振動）を電動圧縮機から受けた場合には、振動が増幅され大きな振動が発生する。これを共振といい、その周波数を共振周波数Ｆ０と云う。防振材の固有振動数Ｆ０と共振周波数Ｆ０とは一致している。

次に、電動圧縮機１０の製造方法について説明する。
まず、第１工程では、予め収容空間３５〜４２における充填率Ｈが異なる複数の防振材が用意される。
次に、第２工程では、複数の防振材の中から、電動圧縮機１０の振動の振幅に対して固有振動数がずれている第１防振材３３及び第２防振材３４を選択する。すなわち、電動圧縮機１０の振動の振幅に対して各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率が１００％となるような防振材を選択する。このとき防振材の固有振動数はＦ０からずれる。
次に、第３工程では、選択した防振材を収容空間３５〜４２に充填し、支持部材２８、２９をハウジング１３に組み付ける。

次に、上記構成を有する電動圧縮機１０についてその作用説明を行う。
図５（ａ）、図５（ｂ）では、電動圧縮機１０の振動の振幅と充填率Ｈの関係を模式的に示している。ここでは、収容空間３５、３６に収容される第１防振材３３について説明する。
図５（ａ）に示すように、電動圧縮機１０の振動の振幅が小さい場合には、ハウジング１７を介して第１防振材３３に作用する荷重Ｋ１は小さいので、第１防振材３３の変形は小さく収容空間３５、３６における第１防振材３３の充填率は１００％未満となる。（Ｓ１＞Ｓ２）すなわち、収容空間３５、３６において第１防振材３３との間に隙間が形成され、第１防振材３３の非接触面が充分に確保され、第１防振材３３の剛性は低く抑えられる。

一方、図５（ｂ）に示すように、電動圧縮機１０の振動の振幅が大きい場合には、ハウジング１７を介して第１防振材３３に作用する荷重Ｋ２は大きいので、第１防振材３３の変形は大きく収容空間３５、３６における第１防振材３３の充填率は１００％となる。（Ｓ１＝Ｓ２）すなわち、収容空間３５、３６において第１防振材３３との間に隙間が形成されず、第１防振材３３は変形不能な状態となり、第１防振材３３の非接触面が無くなり、第１防振材３３の剛性は高くなる。

ところで、電動圧縮機１０の振動の振幅と防振材の充填率Ｈ及び防振材のばね定数の関係は、図６に示すグラフで表される。なお、図６において、電動圧縮機の振動の振幅と防振材の充填率Ｈの関係は実線で示す特性曲線で表し、電動圧縮機の振動の振幅と防振材のばね定数の関係は破線で示す特性曲線で表している。
防振材の充填率Ｈは、電動圧縮機の振幅が大きくなると次第に増加し、振幅Ｐ０で１００％となる。また、防振材のばね定数は、振幅Ｐ０以下では一定の値を維持するが、振幅Ｐ０に近づくと急激に上昇する。防振材のばね定数と剛性（物体の変形のしにくさ）とは比例し、ばね定数が大きくなると防振材の剛性は高くなり、逆に、防振材のばね定数が小さくなると剛性は低くなる。
防振材の固有振動数Ｆ０は、防振材の剛性およびばね定数と比例の関係にあり、剛性が高くなると固有振動数Ｆ０は上昇し、剛性が低くなると固有振動数Ｆ０は低下する。また、防振材の固有振動数Ｆ０は、防振材の質量と反比例の関係にあり、質量が小さくなると固有振動数Ｆ０は上昇し、質量が大きくなると固有振動数Ｆ０は低下する。

図７には、防振材の振動伝達特性を示している。図７では横軸を周波数とし、縦軸を振幅としている。実線で示す特性Ｑ１は、本実施形態の振動伝達特性を表し、破線で示す特性Ｑ２は、充填率Ｈを考慮しない従来の振動伝達特性を表している。
電動圧縮機１０より、周波数Ｆ０に振動成分を有する入力振動Ｒが加えられると、共振周波数Ｆ０で電動圧縮機１０は大きく振動し、振幅が増大する。ところで、本実施形態の場合には、共振周波数Ｆ０での電動圧縮機１０の振幅の増大により、収容空間３５、３６における第１防振材３３の充填率Ｈは１００％となることによって、第１防振材３３の剛性が高くなり、第１防振材３３の共振周波数Ｆ０は共振周波数Ｆ１へとずれて共振周波数が変化する。共振に伴う振幅の増大により第１防振材３３の充填率Ｈが１００％となり、共振周波数Ｆ０が共振周波数Ｆ１へとずれる一連の動きは、瞬時に行われるので、周波数Ｆ０における共振現象は発生せず、特性Ｑ１で示すように電動圧縮機１０の振動の振幅は小さくなる。振動が収まると、収容空間３５、３６における第１防振材３３の充填率Ｈは１００％未満となり、第１防振材３３の共振周波数はＦ１よりＦ０に戻る。
一方、従来の場合には、充填率Ｈを考慮した設計がなされておらず、防振材の充填率Ｈは１００％未満と考えられるので、共振周波数Ｆ０はずれることはなく、特性Ｑ２で示すように共振周波数Ｆ０で電動圧縮機は大きく振動し、振幅が増大する。

第１支持部材３０及び第２支持部材３１の凸部３０Ｂ、３１Ｂは、ハウジング１７の外周面１７Ａを全周にわたり覆うように設けられており、第１ハウジング１７の凹部２６、２７は、ハウジング１７の外周面１７Ａに全周にわたり設けられている。凸部３０Ｂ、３１Ｂ及び凹部２６、２７によって形成される収容空間３５〜４２、並びに、各収容空間３５〜４２に収容される第１防振材３３及び第２防振材３４は、ハウジング１７の外周面１７Ａを全周にわたり覆うように設けられている。
図８（ａ）、図８（ｂ）では、共振に伴う電動圧縮機１０の振動（振幅）と防振材の充填率の関係を模式的に示している。ここでは、収容空間３５、３６に収容される第１防振材３３及び、収容空間３９、４０に収容される第２防振材３４について説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）では、軸心ｍを中心とした外周面１７Ａ上の対向する位置にある収容空間３５、３６及び収容空間３９、４０を示している。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）は、図１において電動圧縮機１０を水平方向に切断したときの部分断面図である。

図８（ａ）に示すように、共振に伴い電動圧縮機１０から径方向の大きな振動（振幅大）が加わり、ハウジング１７を介して第１防振材３３及び第２防振材３４に作用する荷重Ｋ３は、図８（ａ）に示す矢印の方向で水平方向に作用するものとする。このとき、収容空間３５、３６における荷重Ｋ３が最も大きく作用する一部の領域では、第１防振材３３の充填率Ｈは低くなり１００％未満となる。一方、収容空間３９、４０における荷重Ｋ３が最も大きく作用する一部の領域では、第２防振材３４の充填率Ｈは高くなり１００％となる。なお、収容空間３９、４０における荷重Ｋ３が最も大きく作用する一部の領域では、第２防振材３４は荷重Ｋ３を直接受けている状態にある。
すなわち、共振周波数Ｆ０における共振に伴う電動圧縮機１０の振幅の増大により、収容空間３９、４０の一部の領域では、第２防振材３４の充填率Ｈは高くなり１００％となることにより、第２防振材３４の剛性が高くなり、第２防振材３４の共振周波数Ｆ０は共振周波数Ｆ１へとずれて共振周波数が変化する。このことにより、周波数Ｆ０における共振現象は発生せず、電動圧縮機１０の振動の振幅は小さくなる。

図８（ｂ）に示すように、共振に伴い電動圧縮機１０から径方向の大きな振動（振幅大）が加わり、ハウジング１７を介して第１防振材３３及び第２防振材３４に作用する荷重Ｋ４は、図８（ｂ）に示す矢印の方向で水平方向に作用するものとする。なお、荷重Ｋ４は荷重Ｋ３と大きさは同じで作用方向が反対である。このとき、収容空間３５、３６における荷重Ｋ４が最も大きく作用する一部の領域では、第１防振材３３の充填率Ｈは高くなり１００％となる。一方、収容空間３９、４０における荷重Ｋ４が最も大きく作用する一部の領域では、第２防振材３４の充填率Ｈは低くなり１００％未満となる。なお、収容空間３５、３６における荷重Ｋ４が最も大きく作用する一部の領域では第１防振材３３は荷重Ｋ４を直接受けている状態にある。
すなわち、共振周波数Ｆ０における共振に伴う電動圧縮機１０の振幅の増大により、収容空間３５、３６の一部の領域では、第１防振材３３の充填率Ｈは高くなり１００％となることにより、第１防振材３３の剛性が高くなり、第１防振材３３の共振周波数Ｆ０は共振周波数Ｆ１へとずれて共振周波数が変化する。このことにより、周波数Ｆ０における共振現象は発生せず、電動圧縮機１０の振動の振幅は小さくなる。
このように、電動圧縮機１０における共振に伴う径方向の大きな振動が、上下方向、左右方向を含め径方向のどの方向に作用しても、円周方向における収容空間の一部の領域で防振材の充填率が１００％となることにより、電動圧縮機１０の大きな振動を全周にわたり抑制することが可能である。

第１の実施形態に係る電動圧縮機１０によれば以下の効果を奏する。
（１）第１防振材３３及び第２防振材３４の共振周波数（固有振動数）Ｆ０とした場合に、電動圧縮機１０の振動の振幅に応じて各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率Ｈを変化させることにより、第１防振材３３及び第２防振材３４の共振周波数Ｆ０をずらす（入力振動の周波数と異ならせる）ことが可能であり、周波数Ｆ０における共振による電動圧縮機１０の大きな振動（振幅大）を防止することが可能である。よって、電動圧縮機１０の振動の振幅に対して固有振動数がずれた防振材を用いることにより、電動圧縮機の振動を抑制することが可能である。
（２）電動圧縮機１０の振動の振幅が小さい場合には、各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率Ｈは１００％未満で、第１防振材３３及び第２防振材３４が収容空間３５〜４２において変形可能な状態にあり、第１防振材３３及び第２防振材３４の剛性は低く抑えられ、共振周波数はＦ０のままである。一方、電動圧縮機１０の振動の振幅が大きい場合には、各収容空間３５〜４２における第１防振材３３及び第２防振材３４の充填率Ｈは１００％で、第１防振材３３及び第２防振材３４が収容空間３５〜４２において変形不能な状態にあり、第１防振材３３及び第２防振材３４の剛性は高くなり、第１防振材３３及び第２防振材３４の共振周波数はＦ０よりＦ１へずれる。よって、周波数Ｆ０における共振による電動圧縮機１０の大きな振動（振幅大）を防止することができる。
（３）各収容空間３５〜４２及び各収容空間３５〜４２に収容される第１防振材３３及び第２防振材３４は、ハウジング１７の外周面１７Ａを全周にわたり覆うように設けられている。よって、電動圧縮機１０における共振に伴う径方向の大きな振動が、上下方向、左右方向を含め径方向のどの方向に作用しても、円周方向における収容空間の一部の領域で防振材の充填率が１００％となることにより、電動圧縮機１０の大きな振動を全周にわたり抑制することが可能である。
（４）電動圧縮機１０の製造方法は、予め収容空間３５〜４２における充填率Ｈが異なる複数の防振材を用意した後で、複数の防振材の中から、電動圧縮機１０の振動の振幅に対して固有振動数がずれている防振材を選択し、選択した防振材を収容空間３５〜４２に充填し、支持部材２８、２９をハウジング１３に組み付ければ良い。このように、電動圧縮機１０の振動の振幅に対して固有振動数がずれた最も適切な防振材を選択できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電動圧縮機５０を図９〜図１０に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における第１ハウジング１７の外周面１７Ａに形成される凹部２６、２７並びに、第１支持部材３０及び第２支持部材３１の内周面に形成される凸部３０Ｂ、３１Ｂに代えて、第１ハウジング１７の外周面１７Ａに凸部を形成し、第１支持部材及び第２支持部材の内周面に凹部を形成したものであり、その他の基本構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。

図９に示すように、第１ハウジング１７の外周面１７Ａには、凸部５１が円周方向に延在して形成されている。凸部５１は、第１ハウジング１７の外周面１７Ａの全周にわたり外径方向に突出して形成されている。
凸部５１は、凸部５１の基部（外周面１７Ａ側）から先端側へ向けて幅が狭くなる形状（先細りとなった形状）を有し、外周面１７Ａに対して傾斜した一対の外壁面５１Ａ及び外壁面５１Ｂを有している。凸部５１の先端には、外周面１７Ａと平行な先端面５１Ｃが形成されている。凸部５１は、ハウジング１３に設けられた突部に相当する。

第１支持部材５２及び第２支持部材（図示せず）は、第１ハウジング１７の外周面１７Ａを全周にわたり覆うように配置されている。第１支持部材５２及び第２支持部材は、面対称な形状を有している。第１支持部材５２及び第２支持部材は、半円筒形状とされている。第１支持部材５２及び第２支持部材は、互いに組み合わされることにより筒状の支持部材を構成する。

図９に示すように、第１支持部材５２の内周面には、凹部５３が円周方向に延在して形成されている。凹部５３は、第１支持部材５２の内周面の全周にわたり外径方向に向けて凹んだ形状である。
凹部５３は、凹部５３の底部側から開口側へ向けて幅が広くなる形状（末広がりとなった形状）を有している。凹部５３の底部側には底面５４が形成され、底面５４の軸方向の一方の側には、底面５４に連設された３つの内壁面５５、５６、５７が形成されている。内壁面５５は底面５４に連設されると共に、底面５４に対して外径方向に屈曲して形成されている。内壁面５６は内壁面５５に連設されると共に、内壁面５５に対して内径方向に直角に屈曲して形成されている。内壁面５７は内壁面５６に連設されると共に、内壁面５６に対して内径方向に屈曲して形成されている。

底面５４の軸方向の他方の側には、底面５４に連設された３つの内壁面５８、５９、６０が形成されている。内壁面５８は底面５４に連設されると共に、底面５４に対して外径方向に屈曲して形成されている。内壁面５９は内壁面５８に連設されると共に、内壁面５８に対して内径方向に直角に屈曲して形成されている。内壁面６０は内壁面５９に連設されると共に、内壁面５９に対して内径方向に屈曲して形成されている。
底面５４を中心として内壁面５５と内壁面５８とが対応し、内壁面５６と内壁面５９とが対応し、内壁面５７と内壁面６０とが対応している。底面５４と、底面５４の両側に連設された内壁面５５、５６、５７及び内壁面５８、５９、６０により、凹部５３が形成されている。
なお、第２支持部材は、第１支持部材５２と同等の形状を有しており、説明を省略する。

第１支持部材５２の凹部５３と第１ハウジング１７の凸部５１とは、互いに係合するように配置されている。第２支持部材の凹部と第１ハウジング１７の凸部５１とは、互いに係合するように配置されている。
第１支持部材５２及び第２支持部材は、防振性を有する材料、例えば、樹脂、繊維強化樹脂等から形成されている。
図９に示すように、第１支持部材５２の円周方向の両端部には、それぞれ第１取付部６１が第１支持部材５２の外周面の接線方向に突設されている。

第１取付部６１には、金属製の補強部６２がインサート成形され、その補強部６２に貫通孔６２Ａが形成されている。第１支持部材５２と第２支持部材とが組み合わされると、第１取付部６１と第２取付部（図示せず）との貫通孔６２Ａがそれぞれ同軸で連通する。同軸で連通された貫通孔６２Ａにボルト１４を挿入し、対象物１５への取り付けが行われる。

図９に示すように、第１ハウジング１７の凸部５１に対して第１支持部材５２の凹部５３を係合するよう配置したとき、第１ハウジング１７の凸部５１と第１支持部材５２の凹部５３とによって、分割された２つの収容空間６３、６４が形成されている。収容空間６３、６４は、凸部５１を挟んで両側に形成されている。
収容空間６３は、第１支持部材５２の内壁面５５、５６、５７と、第１ハウジング１７の凸部５１の外壁面５１Ａとにより囲まれた空間により形成されている。なお、収容空間６３においては、内壁面５６と外壁面５１Ａとが対向し、平行に配置されている。また、内壁面５６及び外壁面５１Ａは、内壁面５５と直交して配置されている。
収容空間６４は、第１支持部材５２の内壁面５８、５９、６０と、第１ハウジング１７の凸部５１の外壁面５１Ｂとにより囲まれた空間により形成されている。なお、収容空間６４においては、内壁面５９と外壁面５１Ｂとが対向し、平行に配置されている。また、内壁面５９及び外壁面５１Ｂは、内壁面５８と直交して配置されている。

収容空間６３，６４内には、それぞれ第１防振材６５が設けられている。
第１防振材６５は、収容空間６３、６４にそれぞれ１個ずつ湾曲した状態で収容されている。
第１防振材６５は、径方向に圧縮変形した状態で装着されている。このとき収容空間６３、６４においては、第１防振材６５との間に隙間がある状態で装着されている。第１防振材６５は、弾性を有するゴム材より形成され、具体的には、耐熱性及び耐久性の少なくとも一方を有する材料、例えばシリコンゴム又はエチレンプロピレンゴムより形成される。
第１防振材６５は、断面矩形の板状の部材より形成され、内周側の内周面６５Ａと、外周側の外周面６５Ｂと、側面６５Ｃと、側面６５Ｃの反対側に突出形成される２つの突出面６５Ｄ、６５Ｅとを有している。内周面６５Ａと外周面６５Ｂとは平行に形成され、内周面６５Ａ及び外周面６５Ｂは側面６５Ｃと直角となるように形成されている。

収容空間６３内に収容される第１防振材６５は、内周面６５Ａが、凸部５１の外壁面５１Ａと当接するよう配置され、外周面６５Ｂが、凹部５３の内壁面５６と当接するよう配置されて、突出面６５Ｄ、６５Ｅが第１ハウジング１７の外周面１７Ａ側となるように配置される。
収容空間６４内に収容される第１防振材６５は、内周面６５Ａが、凸部５１の外壁面５１Ｂと当接するよう配置され、外周面６５Ｂが、凹部５３の内壁面５９と当接するよう配置されて、突出面６５Ｄ、６５Ｅが第１ハウジング１７の外周面１７Ａ側となるように配置される。

電動圧縮機５０の振動の振幅に応じて、収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは変化する。例えば、電動圧縮機５０の振動の振幅が小さい場合には、収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは１００％未満となるように設定され、電動圧縮機５０の振幅が大きい場合には、収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは１００％となるように設定されている。
また、電動圧縮機５０の振動の振幅に応じて、収容空間６３、６４に対応して収容される第１防振材６５の充填率Ｈが変化し、充填率１００％となったときには、第１防振材６５の共振周波数はずれる。

次に、上記構成を有する電動圧縮機５０について、図１０（ａ）、図１０（ｂ）を用いて作用説明を行う。
図１０（ａ）に示すように、電動圧縮機５０の振動の振幅が小さい場合には、ハウジング１７を介して第１防振材６５に作用する荷重Ｋ５は小さいので、第１防振材６５の変形は小さく収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは１００％未満となる。すなわち、収容空間６３、６４において第１防振材６５との間に隙間が形成され、第１防振材６５の非接触面が充分に確保され、第１防振材６５の剛性は低く抑えられる。

一方、図１０（ｂ）に示すように、電動圧縮機５０の振動の振幅が大きい場合には、ハウジング１７を介して第１防振材６５に作用する荷重Ｋ６は大きいので、第１防振材６５の変形は大きく収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは１００％となる。すなわち、収容空間６３、６４において第１防振材６５との間に隙間が形成されず、第１防振材６５は変形不能な状態となり、第１防振材６５の剛性は高くなる。このとき、第１防振材６５は強く圧縮されることにより、幅方向と直交する方向に大きく変形し、側面６５Ｃが内壁面５５と当接すると共に、突出面６５Ｄが内壁面５７と当接する。但し、突出面６５Ｅはどことも接触していない。

電動圧縮機５０より、周波数Ｆ０に振動成分を有する入力振動Ｒが加えられると、共振周波数Ｆ０で電動圧縮機５０は大きく振動し、振幅が増大する。ところで、本実施形態の場合には、共振周波数Ｆ０での電動圧縮機５０の振幅の増大により、収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは１００％となることによって、第１防振材６５の剛性が高くなり、第１防振材６５の共振周波数Ｆ０は共振周波数Ｆ１へとずれて共振周波数が変化する。共振に伴う振幅の増大により第１防振材６５の充填率Ｈが１００％となり、共振周波数Ｆ０が共振周波数Ｆ１へとずれる一連の動きは、瞬時に行われるので、周波数Ｆ０における共振現象は発生せず、電動圧縮機５０の振動による振幅は小さくなる。振動が収まると、収容空間６３、６４における第１防振材６５の充填率Ｈは１００％未満となり、第１防振材６５の共振周波数はＦ１よりＦ０に戻る。
なお、第２の実施形態に係る電動圧縮機５０による作用効果については、第１の実施形態における（１）〜（４）と同等であり、説明を省略する。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○ 第２の実施形態では、第１防振材６５は断面矩形の板状の部材より形成され、側面６５Ｃの反対側に突出形成される２つの突出面６５Ｄ、６５Ｅを有するとして説明したが、突出面６５Ｄ、６５Ｅに代り側面６５Ｃと平行な面で形成された断面四角形状のものでも良い。この場合には、収容空間の形状も断面四角形状となる。
○ ハウジング及び支持部材には、一方に突部、他方に凹部を有し、ハウジング及び支持部材の間には、突部及び凹部によって収容空間が形成され、収容空間内に防振材が設けられておれば、どのような形状のものでも適用可能である。例えば、防振材は全周ではなく一部に設けられていても良い。また、防振材の形状は、板状或いは棒状のものに限定されるものではなく、収容空間の形状に合せてさまざまなバリエーションが考えられる。例えば、防振材の形状は、円筒状、長円形状、円形状、多角形状でも良い。
○ 第１及び第２の実施形態では、共振に伴う大きな振動が加わったとき、防振材の充填率が１００％となり固有振動数がずれる防振材を使用するとして説明したが、使用されるシステムの条件（車種、場所など）によって、共振周波数における振動の大きさ（共振倍率）は定まっている。よって、使用されるシステム毎に充填率Ｈが異なる防振材を選択可能である。
○ 第１及び第２の実施形態において、防振材におけるゴム材の材質や剛性（ばね定数）を変更して固有振動数を変更したゴム材を使用しても良い。すなわち、車両に応じて防振材の材質や剛性（ばね定数）を変更しても良く、また同一車両でも取り付ける場所により防振材の材質や剛性（ばね定数）を変更しても良い。この場合には、共振周波数が車両及び取り付け場所によって異なり、車両及び取り付け場所に応じた防振材のカスタマイズが必要となる。

１０、５０ 電動圧縮機
１１ 圧縮機構
１２ 電動モータ
１３ ハウジング
１４ ボルト
１５ 対象物
１７ 第１ハウジング
１７Ａ 外周面
２６、２７ 凹部（ハウジングに形成）
２８、２９ 支持部材
３０、５２ 第１支持部材
３０Ｂ、３１Ｂ 凸部（支持部材に形成）
３０Ｃ、６１ 第１取付部
３１ 第２支持部材
３１Ｃ 第２取付部
３３、６５ 第１防振材
３４ 第２防振材
３５〜４２ 収容空間
５１ 凸部（ハウジングに形成）
５３ 凹部（支持部材に形成）
Ｈ 充填率
Ｆ０、Ｆ１ 共振周波数

Claims (3)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動モータと、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容するハウジングと、前記ハウジングの外周に設けられ、締結手段によって対象物に固定される取付部が形成された支持部材と、を備えた電動圧縮機において、
   前記ハウジングは、突部を有し、前記支持部材は、凹部を有し、
   前記突部は、
   前記電動モータから離れるにしたがい互いの距離が近くなるように傾斜した一対の外壁面と、
   前記一対の外壁面の間で延設する先端面と、を有し、
   前記凹部は、
   底面と、
   前記底面から、前記電動モータから離れる方向に向かって延設する一対の第１内壁面と、
   前記第１内壁面から、前記電動モータに近づく方向に向かって延設するとともに前記電動モータに近づくにしたがって互いの距離が離れるように傾斜する一対の第２内壁面と、を有し、
   前記支持部材は、前記ハウジングから離間して設けられ、
   前記突部は、前記凹部内が、前記底面と前記先端面との間の空間を挟んで２つの収容空間に分割されるように、前記凹部内に配置され、
   前記２つの収容空間には、前記圧縮機構の駆動前の状態において、前記第１内壁面と対向し、かつ、前記第１内壁面及び前記第１内壁面と前記第２内壁面の境界から離間するように別体の防振材が各々設けられ、
   前記支持部材は、前記突部及び前記凹部が前記防振材を介して係合されることにより、前記ハウジングを支持し、
   前記収容空間における前記防振材の充填率は、前記圧縮機構を駆動することで高くなることを特徴とする電動圧縮機。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動モータと、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容するハウジングと、前記ハウジングの外周に設けられ、締結手段によって対象物に固定される取付部が形成された支持部材と、を備えた電動圧縮機において、
   前記ハウジングは、一対の第１の突部を有し、
   前記支持部材は、第２の突部を有し、
   前記支持部材は、前記ハウジングから離間して設けられ、
   前記第２の突部は、前記一対の第１の突部間に前記第２の突部を挟んで２つの収容空間が形成されるように配置され、
   前記２つの収容空間には、前記圧縮機構の駆動前の状態において、前記一対の第１の突部または前記第２の突部から離間するように別体の防振材が各々設けられ、
   前記支持部材は、前記防振材を介して前記ハウジングを支持し、
   前記収容空間における前記防振材の充填率は、前記圧縮機構を駆動することで高くなることを特徴とする電動圧縮機。
3. 前記収容空間及び前記収容空間に収容される前記防振材は、前記ハウジングの外周面を全周にわたり覆うように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動圧縮機。

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