JP2013249741A

JP2013249741A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2013249741A
Application number: JP2012123270A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukasaku; 博史深作
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-12
Also published as: US20130323097A1; CN103452802A; KR20130135085A; KR101463134B1; DE102013209665A1

Abstract

【課題】シール部材を介したノイズの漏洩を抑制することができるとともに、モータ駆動回路の冷却性を良好なものとすることができる電動圧縮機を提供すること。
【解決手段】シールド部４３の筒部４３ａを、シール部材５１の内側に配置されるように底壁１２ａに向けて延ばした。さらに、筒部４３ａの外周面４３２ａにおける先端４３１ａ側を、鍔部１２ｆの内周面に当接させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

電動圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータとを収容する金属材料製のハウジングを有するとともに、ハウジングには、電動モータを駆動させるためのモータ駆動回路を収容する収容空間を区画形成するカバーが取り付けられている。ハウジングとカバーとの間にはシール部材が介在されている。このシール部材により、ハウジングとカバーとの間を介してごみや水が収容空間内に侵入してしまうことが防止されている。

ところで、カバーを金属材料製とすると、電動圧縮機自体の重量が重くなる。そこで、カバーを樹脂化することでカバーを軽量化させ、電動圧縮機自体の重量が重くなることを極力抑えることが考えられている。しかし、カバーを樹脂化すると、外部からのノイズがカバーを介してモータ駆動回路に流れたり、モータ駆動回路からのノイズがカバーを介して外部に漏れてしまったりする虞がある。

そこで、特許文献１のインバータケース（カバー）は、その本体が樹脂によって形成されており、その内側にインサート成形等によって金属メッキが施されている。このように、インバータケースの本体の内側に金属メッキが施されていることによって、外部からのノイズが金属メッキにより遮断されて、樹脂により形成された本体を介して収容空間内に侵入してしまうことが抑制される。また、モータ駆動回路からのノイズが金属メッキにより遮断されて、樹脂により形成された本体を介して外部に漏れてしまうことが抑制される。

特開２００２−１５５８６２号公報

しかしながら、特許文献１のように、本体が樹脂によって形成されており、本体の内側に金属メッキが施されているカバーであったとしても、外部からのノイズがシール部材を介して収容空間内に侵入してモータ駆動回路に流れてしまったり、モータ駆動回路からのノイズがシール部材を介して外部に漏れてしまったりする虞がある。

また、モータ駆動回路からは熱が発生するとともに、モータ駆動回路から発生した熱はカバーに伝わる。ここで、特許文献１のように、本体が樹脂によって形成されたカバーは、金属材料製のカバーに比べて放熱し難い。そして、特に、カバーとハウジングとの間にはシール部材が介在されているため、モータ駆動回路からカバーに伝わった熱がハウジングへ放熱し難くなっている。その結果として、収容空間に収容されたモータ駆動回路の冷却性が悪化してしまう。

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、シール部材を介したノイズの漏洩を抑制することができるとともに、モータ駆動回路の冷却性を良好なものとすることができる電動圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、金属材料製のハウジング内に圧縮部及び電動モータが収容されるとともに、前記ハウジング、及び当該ハウジングに取り付けられるカバーによって区画された収容空間に前記電動モータを駆動させるためのモータ駆動回路が収容され、前記カバーは、樹脂部と、電磁ノイズをシールドする金属材料製のシールド部とから構成されており、前記ハウジングと前記カバーとの間に弾性を有するシール部材が介在される電動圧縮機であって、前記シールド部には、前記ハウジングに向けて延びるとともに前記シール部材の内側に配置される延設部が設けられており、前記延設部は前記ハウジングに当接していることを要旨とする。

この発明によれば、延設部をシール部材の内側に配置しない場合に比べると、シール部材を介した外部からのノイズは延設部により遮断され易くなるとともに、モータ駆動回路からシール部材に向かうノイズも延設部により遮断され易くなるため、シール部材を介したノイズ漏洩を抑制することができる。また、延設部をハウジングに当接させない場合に比べると、モータ駆動回路からカバーに伝わった熱を、延設部を介してハウジングへ放熱することができる。その結果として、収容空間に収容されたモータ駆動回路の冷却性を良好なものとすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記延設部は、ばね性を有していることを要旨とする。
この発明によれば、ハウジングに対してカバーを組み付ける際に、延設部が撓むことで、ハウジングとカバーとの寸法公差を吸収することができるため、延設部をハウジングに接触させ易くすることができ、さらには、カバーとハウジングとの組み付けを容易なものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記延設部は、前記シール部材の内周面全周に亘って設けられていることを要旨とする。
この発明によれば、延設部が、シール部材の内周面の一部に設けられている場合に比べると、シール部材を介したノイズ漏洩を抑制し易くすることができるとともに、モータ駆動回路からカバーに伝わった熱を、延設部を介してハウジングへ放熱し易くすることができる。

この発明によれば、シール部材を介したノイズの漏洩を抑制することができるとともに、モータ駆動回路の冷却性を良好なものとすることができる。

（ａ）は実施形態における電動圧縮機を示す部分破断断面図、（ｂ）はカバー周辺を一部分拡大した断面図。図１（ｂ）における１−１線断面図。別の実施形態におけるカバー周辺を一部分拡大した断面図。

以下、本発明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。
図１（ａ）に示すように、電動圧縮機１０のハウジングＨは、有蓋筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）の吐出ハウジング１１に、有底筒状をなすアルミニウム製（金属材料製）の吸入ハウジング１２を接合して形成されている。吸入ハウジング１２の周壁には、図示しない吸入ポートが形成されるとともに、吸入ポートは図示しない外部冷媒回路に接続されている。吐出ハウジング１１には吐出ポート１４が形成されるとともに、吐出ポート１４は外部冷媒回路に接続されている。吸入ハウジング１２内には、冷媒を圧縮するための圧縮部１５（図１（ａ）において破線で示す）と、圧縮部１５を駆動するための電動モータ１６とが収容されている。なお、本実施形態では、特に図示は省略するが、圧縮部１５は、吸入ハウジング１２内に固定された固定スクロールと、固定スクロールに対向配置された可動スクロールとで構成されている。

吸入ハウジング１２の内周面にはステータ１７（固定子）が固定されるとともに、ステータ１７は、吸入ハウジング１２の内周面に固定されたステータコア１７ａのティース（図示せず）にコイル１７ｂが巻回されて構成されている。また、吸入ハウジング１２内には、回転軸１９がステータ１７内に挿通された状態で回転可能に支持されるとともに、この回転軸１９には、ロータ１８（回転子）が止着されている。

図１（ｂ）に示すように、吸入ハウジング１２の底壁１２ａには、底壁１２ａの外周縁全周から回転軸１９の軸線Ｌの延びる方向（軸方向）に沿って外方（図１（ｂ）の右側）へ延びる環状の鍔部１２ｆが形成されている。鍔部１２ｆの開口端側には、有蓋筒状をなすカバー４１が取り付けられている。そして、底壁１２ａ、鍔部１２ｆ及びカバー４１によって収容空間４１ａが区画されている。収容空間４１ａ内には、電動モータ１６を駆動させるためのモータ駆動回路４０が収容されている。モータ駆動回路４０は、収容空間４１ａにおける底壁１２ａに取り付けられている。よって、本実施形態では、回転軸１９の軸方向に沿って、圧縮部１５、電動モータ１６及びモータ駆動回路４０がこの順序で並設されている。

カバー４１は、有蓋筒状をなすとともにカバー４１の本体を構成する樹脂部４２と、薄板状をなすアルミニウム製（金属材料製）のシールド部４３とからなる。カバー４１は、シールド部４３を芯金として樹脂材料により型成形されてなる。よって、カバー４１は、その主体が樹脂材料となっている。シールド部４３は樹脂部４２の内側に配置されている。

樹脂部４２は、回転軸１９の軸方向に沿って延びる環状の外周部形成筒部４２ａと、外周部形成筒部４２ａに連なるとともに外周部形成筒部４２ａの延設方向に対して直交する方向に沿って延びる蓋形成部４２ｂと、蓋形成部４２ｂに連なるとともに回転軸１９の軸方向に沿って延びる環状のコネクタ形成部４２ｃとから形成されている。

シールド部４３は、回転軸１９の軸方向に沿って延びる環状の筒部４３ａと、筒部４３ａに連なるとともに筒部４３ａの延設方向に対して直交する方向に沿って延びる蓋部４３ｂと、蓋部４３ｂに連なるとともに回転軸１９の軸方向に沿って延びる環状のコネクタ部４３ｃとから形成されている。筒部４３ａは、樹脂部４２の外周部形成筒部４２ａの内周面に沿って延びている。蓋部４３ｂは、樹脂部４２の蓋形成部４２ｂの内底面に沿って延びている。コネクタ部４３ｃは、樹脂部４２のコネクタ形成部４２ｃの内周面に沿って延びている。よって、シールド部４３は、樹脂部４２の内側全体に亘って配置されており、樹脂部４２を介したノイズ（電磁ノイズ）を遮断（シールド）している。

コネクタ部４３ｃの内側には、樹脂材料製の保持部４５がコネクタ部４３ｃに一体化された状態で設けられている。保持部４５には、図示しない外部電源に電気的に接続される金属端子４６が保持されている。金属端子４６はモータ駆動回路４０と電気的に接続されている。

鍔部１２ｆの開口端と外周部形成筒部４２ａの開口端との間には、弾性を有するゴム材料製のシール部材５１が介在されている。シール部材５１は環状をなしている。また、シールド部４３の筒部４３ａは、底壁１２ａ（吸入ハウジング１２）に向けて延びるとともにシール部材５１の内側に配置されている。よって、本実施形態では、筒部４３ａは、シール部材５１の内側に配置される延設部に相当し、延設部はシールド部４３に設けられている。筒部４３ａの先端４３１ａは、シール部材５１における鍔部１２ｆ側の端面５１１よりも底壁１２ａ側へ突出している。そして、筒部４３ａの外周面４３２ａにおける先端４３１ａ側は、鍔部１２ｆの内周面に接触（当接）している。

図２に示すように、筒部４３ａは、シール部材５１の内周面５１ａ全周に亘って設けられている。そして、筒部４３ａの外周面４３２ａは、シール部材５１の内周面５１ａに接触している。シール部材５１は、径方向外側に弾性変形することで筒部４３ａ周りに装着されるようになっている。この筒部４３ａの外周面４３２ａとシール部材５１の内周面５１ａとの接触により、シール部材５１が筒部４３ａの外周面４３２ａに沿って密着配置され、シール部材５１が収容空間４１ａの周縁に沿う形状に保持されている。シール部材５１において、弾性変形する前の状態の内径は、筒部４３ａの外径よりも小さくなっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
筒部４３ａの延設方向の先端４３１ａが、シール部材５１における鍔部１２ｆ側の端面５１１よりも底壁１２ａ側へ突出している。これにより、シール部材５１を介した外部からのノイズが筒部４３ａにより遮断されるとともに、モータ駆動回路４０からシール部材５１に向かうノイズも筒部４３ａにより遮断されるため、シール部材５１を介したノイズ漏洩が抑制される。また、筒部４３ａの外周面４３２ａにおける先端４３１ａ側が、鍔部１２ｆの内周面に接触している。これにより、モータ駆動回路４０からシールド部４３に伝わった熱が、筒部４３ａを介してハウジングＨへ放熱される。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）シールド部４３の筒部４３ａを、シール部材５１の内側に配置されるように底壁１２ａに向けて延ばした。これにより、筒部４３ａがシール部材５１の内側に配置されていない場合に比べると、シール部材５１を介した外部からのノイズが筒部４３ａにより遮断され易くなるとともに、モータ駆動回路４０からシール部材５１に向かうノイズも筒部４３ａにより遮断され易くなるため、シール部材５１を介したノイズ漏洩を抑制することができる。また、筒部４３ａの外周面４３２ａにおける先端４３１ａ側を、鍔部１２ｆの内周面に当接させた。よって、モータ駆動回路４０からシールド部４３に伝わった熱を、筒部４３ａを介してハウジングＨへ放熱させることができる。その結果として、収容空間４１ａに収容されたモータ駆動回路４０の冷却性を良好なものとすることができる。

（２）筒部４３ａを、シール部材５１の内周面５１ａ全周に亘って設けた。よって、筒部４３ａが、シール部材５１の内周面５１ａの一部に設けられている場合に比べると、シール部材５１を介したノイズ漏洩を抑制し易くすることができるとともに、モータ駆動回路４０からシールド部４３に伝わった熱を、筒部４３ａを介してハウジングＨへ放熱し易くすることができる。

（３）シールド部４３に、延設部に相当する筒部４３ａを形成した。これによれば、シールド部４３によって、樹脂部４２を介したノイズ漏洩の抑制に加えて、シール部材５１を介したノイズ漏洩の抑制も行うことができる。よって、ハウジングＨに延設部を設けるよりもシールド部４３に延設部を設けたほうが簡便である。

（４）筒部４３ａの外周面４３２ａを、シール部材５１の内周面５１ａに接触させた。よって、筒部４３ａの外周面４３２ａとシール部材５１の内周面５１ａとの接触により、シール部材５１が筒部４３ａの外周面４３２ａに沿って密着配置され、シール部材５１が収容空間４１ａの周縁に沿う形状に保持される。このため、鍔部１２ｆの開口端と外周部形成筒部４２ａの開口端との間のシール性を確保し易くすることができる。

（５）本実施形態によれば、シールド部４３に伝わった熱を、筒部４３ａを介してハウジングＨへ放熱させることができるため、モータ駆動回路４０を構成する発熱体である電子部品を、収容空間４１ａにおけるカバー４１側に配置することが可能となる。よって、電子部品におけるレイアウトの自由度が向上する。

（６）延設部に相当する筒部４３ａを、シール部材５１の内側に配置した。よって、シール部材５１の外側に延設部が配置されていないため、電動圧縮機１０において、ハウジングＨの外周側及びカバー４１の外周側の形状が複雑なものとなってしまうことがない。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図３に示すように、筒部４３ａの先端４３１ａ側がばね性を有していてもよい。筒部４３ａの先端４３１ａ側には、筒部４３ａの内側に屈曲する屈曲部６１と、屈曲部６１よりも筒部４３ａの先端４３１ａ側であって、筒部４３ａの外側に膨らむようにして弧状に湾曲させた弧状湾曲部６２とが形成されている。そして、弧状湾曲部６２の外側が、鍔部１２ｆの内周面に接触すると、屈曲部６１側を基点として、筒部４３ａの先端４３１ａ側が筒部４３ａの内側に撓むようになっている。これによれば、吸入ハウジング１２にカバー４１を組み付ける際に、筒部４３ａの先端４３１ａ側が撓むことで、吸入ハウジング１２とカバー４１との寸法公差を吸収することができるため、筒部４３ａを鍔部１２ｆに接触させ易くすることができ、さらには、カバー４１と吸入ハウジング１２との組み付けを容易なものとすることができる。

○ 実施形態において、例えば、延設部に相当する円筒部材が、カバー４１とは別体に形成されていてもよい。そして、例えば、円筒部材が筒部４３ａに組み付けられることで、延設部に相当する円筒部材がカバー４１に設けられていてもよい。

○ 実施形態において、筒部４３ａの延設方向の先端４３１ａが、シール部材５１における鍔部１２ｆ側の端面５１１と同じ位置まで延びていてもよい。すなわち、筒部４３ａは、少なくともシール部材５１の内周面５１ａを覆う位置まで延びていればよい。

○ 実施形態において、筒部４３ａがシール部材５１の内周面５１ａの一部に設けられていてもよい。この場合、筒部４３ａは、シール部材５１の内周面５１ａにおいて、ノイズの影響がある箇所に設けられていればよい。

○ 実施形態において、筒部４３ａがシール部材５１の内周面５１ａに接触していなくてもよい。
○ 実施形態において、モータ駆動回路４０が、収容空間４１ａにおけるカバー４１に取り付けられていてもよい。

○ 実施形態において、カバー４１が、例えば、吸入ハウジング１２の外周面に取り付けられていてもよい。
○ 実施形態において、カバー４１は、シールド部４３を芯金として樹脂材料により型成形されていたが、これに限らない。例えば、樹脂部４２に係止突起が形成されるとともに、シールド部４３に係止突起が係止可能な係止孔が形成されており、係止突起を係止孔に係止させることで、樹脂部４２とシールド部４３とを組み付けて、カバー４１を構成するようにしてもよい。

○ 実施形態において、シールド部４３は、例えば、鉄や銅等の導電性材料であってもよい。
○ 実施形態において、圧縮部１５、電動モータ１６及びモータ駆動回路４０がこの順序で回転軸１９の軸方向に沿って並んで配置されていたが、配置の順序はこれに限定されない。例えば、モータ駆動回路、圧縮部及び電動モータがこの順序で回転軸１９の軸方向に沿って並んで配置されていてもよい。

○ 実施形態において、圧縮部１５は、例えば、ピストンタイプやベーンタイプ等であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記電動モータを構成するロータと一体的に回転する回転軸が前記ハウジング内に収容されており、前記圧縮部、前記電動モータ及び前記モータ駆動回路がこの順序で前記回転軸の軸方向に沿って並んで配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電動圧縮機。

Ｈ…ハウジング、１０…電動圧縮機、１５…圧縮部、１６…電動モータ、１８…ロータ、１９…回転軸、４０…モータ駆動回路、４１…カバー、４１ａ…収容空間、４２…樹脂部、４３…シールド部、４３ａ…延設部に相当する筒部、５１…シール部材、５１ａ…内周面。

Claims

金属材料製のハウジング内に圧縮部及び電動モータが収容されるとともに、前記ハウジング、及び当該ハウジングに取り付けられるカバーによって区画された収容空間に前記電動モータを駆動させるためのモータ駆動回路が収容され、前記カバーは、樹脂部と、電磁ノイズをシールドする金属材料製のシールド部とから構成されており、前記ハウジングと前記カバーとの間に弾性を有するシール部材が介在される電動圧縮機であって、
前記シールド部には、前記ハウジングに向けて延びるとともに前記シール部材の内側に配置される延設部が設けられており、
前記延設部は前記ハウジングに当接していることを特徴とする電動圧縮機。
前記延設部は、ばね性を有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。
前記延設部は、前記シール部材の内周面全周に亘って設けら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。