JP7325162B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジング内に圧縮機構とこの圧縮機構を駆動する電動機とを設け、これら圧縮機構と電動機との間に配設されるブロック部材をハウジング内に形成されたブロック支持面に当接させて支持させる電動圧縮機に関する。

電動圧縮機においては、ハウジング内に、作動流体を圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構を駆動させる電動機とが収容され、これら圧縮機構と電動機との間に、駆動軸を支持するブロック部材（軸受部材）がハウジングと一体に、又は、別体に設けられている。

例えば、特許文献１においては、ブロック部材がハウジングと別体の部材として設けられ、ハウジングの内周面に形成されたブロック支持面に当接して支持されるようになっている。

特開２０１１－２３６８５８号公報

しかしながら、ハウジングは、外形の制約上の理由から、また、圧縮機の小型化の要請から、締結ボルトを挿入するボス部や、位置決めピンを取り付けるボス部等の張り出し部がハウジングの外周面から径方向外側へ突出しないように形成されることが好ましい。このような構成においては、ハウジングの内周面に、径方向内側へ張り出すように前記ボス部等の張り出し部が周方向に複数形成され、それぞれの張り出し部は、軸方向に延設されるように形成される。
このため、ブロック部材をハウジングの内周面に形成されたブロック支持面に当接支持させる構成にあっては、張り出し部の存在によりハウジングの内周面が複雑な形状に形成されており、このような張り出し部を避けながらハウジングの内周面にブロック支持面を加工する必要があるので、時間を要し、また、ブロック支持面を精度よく形成することが困難となるため、ブロック部材の着座姿勢が不安定となり、圧縮機の騒音、振動の原因になる不都合が懸念される。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、ハウジング内に配される圧縮機構と電動機との間に配設されるブロック部材をハウジングの内周面に形成されたブロック支持面に安定して着座させ、圧縮機の騒音、振動を低減することが可能な電動圧縮機を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係る電動圧縮機は、電動圧縮機のハウジングの内周面に径方向内側へ張り出すと共に軸方向に延設された張り出し部が設けられ、前記ハウジング内に、圧縮機構と、この圧縮機構を駆動する電動機と、前記圧縮機構と前記電動機との間に配設され、前記電動機の駆動軸を支持するブロック部材とを収容し、前記ブロック部材をハウジングの内周面に形成されたブロック支持面に当接させて支持させる電動圧縮機において、前記張り出し部に、前記ブロック支持面と同一平面となる底面を形成するように径方向外側へ退避させた退避部を設けたことを特徴としている。

したがって、張り出し部には、ブロック支持面と同一平面となる底面を備えた退避部を形成するので、ブロック支持面を退避部を含めて旋盤加工により同時に形成することが可能となり、ブロック支持面を精度よく形成することが可能となる。

特に、旋盤加工を容易にするために、前記張り出し部が前記ハウジングの周方向に複数設けられている場合には、前記退避部を、それぞれの前記張り出し部に形成し、それぞれの退避部を、前記ハウジングの軸心を中心とする仮想円上に形成するとよい。
このような構成においては、それぞれの退避部がハウジングの軸心を中心とする仮想円上に形成されるので、それぞれの退避部を旋盤加工によって同時に形成することが可能となる。

また、退避部の内周面を、ハウジングの内周面と同一面上となるように形成するとよい。
このような構成においては、退避部の形成とハウジングの内周面の形成とを旋盤加工により同時に形成することが可能となり、作業効率を高めることが可能となる。

さらに、前記退避部によって、前記ハウジング内に導入された作動流体を前記圧縮機構へ導く吸入経路の一部が形成されるようにするとよい。
このような構成においては、各張り出し部に設けられる退避部により、ハウジングの周方向に環状の吸入経路を形成することが可能となり、ハウジング内に導入された吸入ガスを安定して圧縮機構に供給することが可能となる。

なお、前記張り出し部の前記退避部に移行する部分にテーパ面を形成するようにするとよい。
このような構成においては、張り出し部にネジ穴を形成する場合に、ネジ穴の深さ寸法を確保しやすいものとなる。

以上述べたように、本発明によれば、圧縮機構とこの圧縮機構を駆動する電動機との間に介在させるブロック部材をハウジングの内周面に形成されたブロック支持部に当接支持させる電動圧縮機において、ハウジングの内周面に設けられた張り出し部に、ブロック支持面と同一平面となる底面を有する径方向外側へ退避させた退避部を設けたので、ブロック支持面を退避部を含めて旋盤加工することが可能となり、ブロック支持面を短時間で精度よく形成することが可能となる。このため、ブロック部材の着座姿勢が安定し、圧縮機の騒音、振動の原因になるブロック部材のガタツキがなくなる。

図１は、本発明に係る電動圧縮機の全体構成例を示す断面図である。 図２は、ブロック部材を収容するシェル部材を開口端側から見た斜視図であり、（ａ）は、軸方向に延設された吸入経路を上部に配置して斜め下側から見た斜視図であり、（ｂ）は、軸方向に延設された吸入経路を上部に配置して斜め右側から見た斜視図である。 図３（ａ）は、シェル部材を開口端側から軸方向に見た図であり、図３（ｂ）は、ブロック部材のブロック支持面と同一平面でシェル部材を切断した断面図である。 図４は、張り出し部に形成された退避部とそれに当接支持されるブロック部材を示す断面図である。

以下、本発明に係る電動圧縮機として、スクロール型の圧縮機構と電動機とを一体化した電動圧縮機の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。

図１において、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適した電動圧縮機１が示されている。この電動圧縮機１は、アルミ合金で構成されたハウジング２内に、図中右側において圧縮機構３を配設し、また、図中左側において圧縮機構を駆動する電動機４を配設している。尚、図１において、図中左側を圧縮機の前方、図中右側を圧縮機の後方としている。

ハウジング２は、圧縮機構３と、電動機４と、これら圧縮機構３及び電動機４をハウジング内で隔てるブロック部材５とを収容する可動機構収容空間６を備えると共に、この可動機構収容空間６とは隔壁７を隔てて軸方向の反対側に設けられ、電動機４に給電するインバータ回路部８を収容するインバータ回路部収容空間１０を備えたシェル部材２１と、このシェル部材２１の可動機構収容空間６の開口側を図示しないガスケットを介して閉塞するように組み付けられたヘッド部材２２と、前記シェル部材２１のインバータ回路部収容空間１０の開口側を閉塞する蓋部材２３とを有して構成されている。

可動機構収容空間６には、隔壁７寄りの部分に電動機４のステータ１１が固定されている。また、ブロック部材５は、ステータ１１に向かって膨出する中間膨出部５ａと、その軸方向後端部から径方向外側へ延設されたフランジ部５ｂとを備えている。このフランジ部５ｂはシェル部材２１の内周面に形成されたブロック支持面２４に当接支持されており、このブロック支持面２４と圧縮機構３との間に挟み込んで固定されている。
そして、このブロック部材５の中間膨出部５ａと隔壁７の中央部には、ベアリング１２，１３を介して駆動軸１４が回転可能に支持されており、この駆動軸１４には、ステータ１１の内側で回転するロータ１５が固装されている。

圧縮機構３は、固定スクロール３１とこれに対向配置された旋回スクロール３２とを有するスクロールタイプのもので、固定スクロール３１は、円板状の端板３１ａと、この端板３１ａの外縁に沿って全周に亘って設けられると共に前方に向かって立設された円筒状の外周壁３１ｂと、その外周壁の内側において前記端板３１ａから前方に向かって延設された渦巻状の渦巻壁３１ｃとから構成されている。

また、旋回スクロール３２は、円板状の端板３２ａと、この端板３２ａから後方に向かって立設された渦巻状の渦巻壁３２ｃとから構成され、端板３２ａの背面に形成されたボス部３２ｂに、駆動軸１４の後端部に設けられると共に駆動軸１４の軸心に対して偏心した偏心軸１４ａがブッシュ１６及びベアリング１７を介して連結され、駆動軸１４の軸心を中心として旋回運動可能に支持されている。

固定スクロール３１と旋回スクロール３２とは、それぞれの渦巻壁３１ｃ、３２ｃをもって互いに噛み合わされ、それぞれの渦巻壁３１ｃ、３２ｃの先端が相手部材の端板３１ａ，３２ａに近接するようになっており、したがって、固定スクロール３１の端板３１ａ及び渦巻壁３１ｃと、旋回スクロール３２の端板３２ａ及び渦巻壁３２ｃとによって囲まれた空間に圧縮室３４が画成されている。

また、固定スクロール３１の外周壁３１ｂとブロック部材５の端面５ｄとの間には、薄板状の環状のスラストレース１８が挟持され、固定スクロール３１とブロック部材５とは、このスラストレース１８を介して突き合わされている。

このスラストレース１８は、耐摩耗性に優れる素材で形成されているもので、その中央部には、旋回スクロール３２のボス部３２ｂが貫挿する中央孔１８ａが形成されている。また、固定スクロール３１、スラストレース１８、及びブロック部材５は、図示しない位置決めピンにより、互いに位置決めされている。

前記旋回スクロール３２の端板３２ａの背面には、凹み部３２ｄを形成するように端板３２ａの周縁に所定巾の環状の摺動面３２ｆが突出形成されている。したがって、旋回スクロール３２は、そのボス部３２ｂをスラストレース１８の中央孔１８ａに挿通させた状態で摺動面３２ｆが全周に亘ってスラストレース１８に摺動可能に密接されるようになっている。

この旋回スクロール３２の摺動面３２ｆは、旋回スクロール３２の公転運動によりスラストレース１８の中央孔１８ａを過ぎることがないように（中央孔１８ａが常に内側となるように）形成されており、また、スラストレース１８からはみ出さないように摺接されている。

ブロック部材５は、中央に段階的に径が大きくなる貫通孔５ｃを有するもので、その内周面には、スラストレース１８から最も離れた前方側から、前記ベアリング１２を収容するベアリング部収容部２５、前記ブッシュ１６と一体をなして駆動軸１４の回転に伴って回転するバランスウエイト２６を収容するウエイト収容部２７、が少なくとも形成されている。
なお、旋回スクロール３２の自転防止機構として、図示しないリングとこれに遊嵌されるピンとが、ブロック部材５及び旋回スクロール３２に設けられている。

ところで、前述した固定スクロール３１の外周壁３１ｂと旋回スクロール３２の渦巻壁３２ｃの最外周部との間には、図示しない吸入口から導入された冷媒を後述する吸入経路を介して吸入する吸入室２８が形成され、また、ハウジング内の固定スクロール３１の背後には、圧縮室３４で圧縮された冷媒ガスが固定スクロール３１の略中央に形成された吐出孔３５を介して吐出される吐出室３６がハウジング２のヘッド部材２２との間に画成されている。吐出室３６に吐出された冷媒ガスは、この圧縮室内に設けられた図示いしないオイル分離器に導入され、ここでガス中のオイルが分離され、図示しない吐出口を介して冷凍サイクルへ送出される。

これに対して、ハウジング２（シェル部材２１）のブロック部材５よりも前方の部分には、電動機４を収容する電動機収容空間４１が形成され、ここに電動機４を構成するステータ１１が固定されている。このステータ１１は、円筒状をなす鉄心１１ｂとこれに巻回されたコイル１１ｃとを有して構成され、ハウジング２の内面に固定されている。また、前記駆動軸１４には、前述した如くステータ１１の内側において回転可能にロータ１５が固装され、このロータ１５が、ステータ１１によって形成される回転磁力により回転できるようになっている。これらステータ１１やロータ１５によって、ブラシレスＤＣモータからなる電動機４が構成されている。

そして、電動機収容空間４１に臨むハウジング２の側面には、冷媒ガスを吸入する図示しない吸入口が形成され、ステータ１１とハウジング２との間の隙間や、ブロック部材５とハウジング２との間、及び固定スクロール３１とハウジング２との間に形成される軸方向に連通する隙間αを介して、吸入口から電動機収容空間４１に流入した冷媒を前記吸入室２８に導く軸方向に連通する吸入経路５０が形成されている。

前記シェル部材２１の内周面に形成されるブロック部材５のブロック支持面２４は、シェル部材２１の開口部よりも内径を小さくして内周壁に段部を形成することで形成されている。このシェル部材２１の内周面には、開口端からブロック支持面２４に向かってヘッド部材２２をねじ留めするためにネジ穴５５が形成された径方向内側へ突出するボルト留め用張り出し部５６が周方向に間隔を空けて複数（この例では、６箇所）形成されている。また、ヘッド部材２２とシェル部材２１とを位置決めする位置決めピンを挿嵌させるピン挿入孔５７が形成された位置決めピン用張り出し部５８が周方向の２箇所に形成されている。これらの張り出し部５６，５８は、ハウジング２と一体に形成されているもので、ハウジング２の内周面に軸方向に延設されたボス状に形成されている。

それぞれの張り出し部５６，５８は、ブロック支持面２４の内径とほぼ一致するようにシェル部材の内面から突出しており、ネジ穴５５又はピン挿入孔５７が形成されている部分よりもブロック支持面寄りの部分に（張り出し部５６，５８の中程からブロック支持面２４にかけて）、径方向外側へ退避するように抉り取られた退避部６０が形成されている。

この退避部６０は、旋盤加工にて形成されるもので、張り出し部６０の前記ブロック支持面２４と同一平面上となる部分に底面が形成されるように径方向外側へ退避させ、ブロック部材５のブロック支持面２４と退避部６０の底面６０ａとを面一に形成している。

この例では、張り出し部５６，５８の退避部６０への移行部分に徐々に径方向外側へ向かうテーパ面６０ｂが形成され、それぞれの退避部６０のテーパ面６０ｂより下方の内周面は、ハウジングの内周面と面一になるように形成されている。また、それぞれの退避部６０は、ハウジングの軸心を中心とする仮想円上に形成されている。

さらに、この例では、ブロック部材５を支持するブロック支持面２４に、このブロック部材５をハウジング２（シェル部材２１）に対して位置決めする位置決めピンを挿入するピン挿入孔６１が形成されている。このピン挿入孔は、ブロック支持面に対して後から穿設されるものであるため、ブロック支持面の平坦度がピン挿入孔６１を形成することによって阻害されないようにするために、ピン挿入孔６１を形成する周辺をブロック支持面から一段低くした凹部６２に形成するようにしている。

以上の構成において、ブロック部材５をハウジング内に収容する場合には、電動機４をハウジング内に収容した後に、ブロック部材５をシェル部材２１の開口部から挿入し、ブロック部材５のフランジ部５ｂをハウジングに形成されたブロック支持面２４に近接させ、図示しない位置決めピンをピン挿入孔６１に挿入して周方向の位置を位置決めしつつ、フランジ部５ｂをブロック支持面２４に当接させる。

その後、シェル部材２１の開口端からバランスウエイト２６や、スラストレース１８、ベアリング１７、旋回スクロール３２、固定スクロール３１を順次挿入し、このシェル部材２１の開口部をヘッド部材２２で閉塞させる。その際、図示しない位置決めピンをピン挿入孔５７に挿入してヘッド部材２２の周方向の位置を位置決めし、シェル部材２１の開口端をヘッド部材２２によって閉塞すると共にボルトをヘッド部材２２を挿通させてネジ穴５５に螺合させ、固定スクロール３２をヘッド部材２２によって背面から押圧し、この固定スクロール３２をスラストレース１８を介してブロック部材５に押し付け、ブロック部材５をブロック支持面２４に当接支持させて固定スクロール３１とブロック支持面２４との間に固定する。

したがって、本構成例によれば、ブロック部材５のブロック支持面２４を形成するに当たり、張り出し部５６，５８に退避部６０を形成するようにしたので、ブロック部材５のブロック支持面２４を退避部６０の底面６０ａと共に旋盤加工で同時に形成することが可能となり、ブロック支持面２４を短時間で精度良く形成することが可能となる。このため、ブロック部材５をブロック支持面２４に当接支持させるに当たり、ブロック部材５の着座姿勢を安定させることが可能となり、ブロック部材５ががたつくことによる圧縮機の騒音および振動を抑えることが可能となる。

また、上述の例では、各張り出し部５６，５８の退避部６０がハウジング２の軸心を中心として同心円上に形成されているので、旋盤加工によって全ての退避部６０を同時に形成することが可能となり、作業効率を高めることが可能となる。

さらに、上述の例では、ハウジング内の内周面に設けられた各張り出し部５６，５８に退避部６０が形成されているので、ブロック部材５の外周面とハウジング２の内壁との間に周方向の間隙βが形成されるので、ブロック部材５の周囲に周方向に連通する環状の吸入経路５１が形成されることになり、ハウジング内に導入された吸入ガスをブロック部材の周囲を通流させて圧縮機構に導くことができるので、吸入ガスを安定して圧縮機構３に供給することが可能となる。

また、上述の構成によれば、張り出し部５６，５８の退避部６０への移行部分にテーパ面６０ｂが形成されているので、ネジ穴５５の深さ寸法が確保しやすくなる（退避部６０によって張り出し部５６、５８の軸方向寸法が小さくなるが、張り出し部５６，５８の退避部６０への移行部分をテーパ面６０ｂとすることで、ネジ穴５５の充分な深さ寸法を確保することが可能となる）

なお、上述の実施形態においては、ハウジング２のインバータ回路部収容空間１０を、電動機収容空間４１をも形成するシェル部材２１に蓋部材２３を取り付けて構成した例を示したが、インバータ回路部収容空間１０を独立したハウジング部材を組み付けて構成するようにしても、ハウジング２の周壁の径方向外側に設けるようにしてもよい。

１ 電動圧縮機
２ ハウジング
４ 電動機
５ ブロック部材
２４ ブロック支持面
５５ ネジ穴
５６，５８ 張り出し部
６０ 退避部
６０ａ 底面
６０ｂ テーパ面

Claims (5)

1. 電動圧縮機のハウジングの内周面に径方向内側へ張り出すと共に軸方向に延設された張り出し部が設けられ、前記ハウジング内に、圧縮機構と、この圧縮機構を駆動する電動機と、前記圧縮機構と前記電動機との間に配設され、前記電動機の駆動軸を支持するブロック部材とを収容し、前記ブロック部材をハウジングの内周面に形成されたブロック支持面に当接させて支持させる電動圧縮機において、
   前記張り出し部に、前記ブロック支持面と同一平面となる底面を形成するように径方向外側へ退避させた退避部を設けたことを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記張り出し部は、前記ハウジングの周方向に複数設けられ、前記退避部は、それぞれの前記張り出し部に形成され、それぞれの前記退避部は、前記ハウジングの軸心を中心とする仮想円上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
3. 前記退避部の内周面は、前記ハウジングの内周面と同一面上となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電動圧縮機。
4. 前記退避部によって、前記ハウジング内に導入された作動流体を前記圧縮機構へ導く吸入経路の一部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動圧縮機。
5. 前記張り出し部の前記退避部に移行する部分にテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電動圧縮機。

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