JP2023023969A - 電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電動圧縮機に関するものである。
インバータ装置と電動圧縮機とが一体とされたインバータ一体型電動圧縮機が知られている。インバータ一体型電動圧縮機は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される空調装置の冷媒を圧縮する圧縮機として用いられる。車両に搭載された電源ユニットから供給される高電圧の直流電力がインバータ装置によって所要周波数の三相交流電力に変換され、この三相交流電力を用いて電動圧縮機が駆動される。
インバータ一体型電動圧縮機として、モータや圧縮機構等が収容されるハウジングと、インバータが収容されるハウジングとが、電動圧縮機の軸方向に並んで接続されるものが知られている(例えば、特許文献1)。
インバータ一体型電動圧縮機として、モータや圧縮機構等が収容されるハウジングと、インバータが収容されるハウジングとが、電動圧縮機の軸方向に並んで接続されるものが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1には、モータや圧縮機構等が収容される円筒状のハウジングと、インバータが収容されるインバータケースとが軸方向(圧縮機に設けられた駆動軸が延在する方向)に並んで配置されているインバータ一体型電動圧縮機が記載されている。この装置では、インバータケースの端部にハウジング側に突出する円筒状の突出部が形成されており、この突出部がハウジングに挿入されることで、インバータケースとハウジングとが接続している。また、インバータケースの突出部の外周面に、周方向の全域に亘って溝が形成されており、この溝に収容されるOリングによって、インバータケースとハウジングとの接続部分からのハウジング内の冷媒の漏洩を抑制している。
しかしながら、特許文献1の電動圧縮機は、インバータケースの突出部の外周面に、Oリングを収容する溝が形成されている。このため、製造時に、インバータケースの突出部の外周面に溝を形成する加工を施す必要がある。溝を形成する際には、突出部の半径方向の外側から加工装置(例えば、旋盤加工を行う加工装置)を外周面に当接させる必要がある。このとき、突出部の半径方向の外側に何らかの構造物が存在すると、加工装置と構造物とが干渉してしまう可能性がある。このため、例えば、インバータケースの内部容積を増大させるために、インバータケースを突出部の半径方向の外側に拡張した場合には、拡張部分と加工装置とが干渉してしまう可能性がある。このため、インバータケースを突出部の半径方向の外側に拡張することができなかった。よって、インバータケースの内部容積を増大させることができなかった。また、インバータケースの内部容積を増大させる場合には、インバータケースの軸方向の長さを長くする必要があった。インバータケースの軸方向の長さを長くすると、電動圧縮機全体の大型化してしまうという問題があった。このように、設計の自由度に制約があった。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、設計の自由度を向上させることができる電動圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の電動圧縮機は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る電動圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構を駆動するモータと、前記モータを駆動するインバータと、内部に前記冷媒が充填され、前記モータを収容するモータ収容部と、所定方向に並んで設けられた前記モータ収容部と接続し、前記インバータを収容するインバータ収容部と、を備え、前記モータ収容部は、前記所定方向に延在する第1中心軸線を中心とする筒状の第1接続部を有し、前記インバータ収容部は、前記所定方向に延在する第2中心軸線を中心とする筒状の第2接続部を有し、前記第1接続部の外周面と前記第2接続部の内周面とは接触している。
本開示の一態様に係る電動圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構を駆動するモータと、前記モータを駆動するインバータと、内部に前記冷媒が充填され、前記モータを収容するモータ収容部と、所定方向に並んで設けられた前記モータ収容部と接続し、前記インバータを収容するインバータ収容部と、を備え、前記モータ収容部は、前記所定方向に延在する第1中心軸線を中心とする筒状の第1接続部を有し、前記インバータ収容部は、前記所定方向に延在する第2中心軸線を中心とする筒状の第2接続部を有し、前記第1接続部の外周面と前記第2接続部の内周面とは接触している。
本開示によれば、設計の自由度を向上させることができる。
以下に、本開示に係る電動圧縮機の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る電動圧縮機1は、モータ17によって駆動するスクロール圧縮機構7と、モータ17を駆動するインバータ30とが一体とされたインバータ一体型の電動圧縮機である。また、電動圧縮機1は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される空調装置の冷媒を圧縮するために用いられる。
本実施形態に係る電動圧縮機1は、モータ17によって駆動するスクロール圧縮機構7と、モータ17を駆動するインバータ30とが一体とされたインバータ一体型の電動圧縮機である。また、電動圧縮機1は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される空調装置の冷媒を圧縮するために用いられる。
なお、以下の説明において、「中心軸線C」と称した場合には、モータ17とスクロール圧縮機構7とを接続する駆動軸18が回転する際の中心軸線を意味している。また、「軸方向」と称した場合には、中心軸線Cが延在する方向のことを意味する。また、図1から図3における紙面右側を軸方向の「一側」または「一端側」と称し、紙面左側を軸方向の「他側」または「他端側」と称する。また、中心軸線Cと交差する方向を「半径方向」と称する。
図1及び図2に示すように、インバータ一体型とされた電動圧縮機1は、外殻を為すハウジング2を備えている。
ハウジング(モータ収容部)2は、円筒状の本体部3と、本体部3の軸方向の一端側を閉鎖する閉鎖部4と、を有している。本体部3の軸方向の他端側は、後述するロワーケース(インバータ収容部)40によって閉鎖されている。すなわち、ハウジング2とロワーケース40とによって、ハウジング2の内部に閉空間を形成している。ハウジング2の内部(詳細には、本体部3の内側)には、図2に示すように、後述するスクロール圧縮機構7及びモータ17等が収容されている。また、ハウジング2の内部には、ガス状の冷媒が充填されている。
ハウジング(モータ収容部)2は、円筒状の本体部3と、本体部3の軸方向の一端側を閉鎖する閉鎖部4と、を有している。本体部3の軸方向の他端側は、後述するロワーケース(インバータ収容部)40によって閉鎖されている。すなわち、ハウジング2とロワーケース40とによって、ハウジング2の内部に閉空間を形成している。ハウジング2の内部(詳細には、本体部3の内側)には、図2に示すように、後述するスクロール圧縮機構7及びモータ17等が収容されている。また、ハウジング2の内部には、ガス状の冷媒が充填されている。
本体部3は、中心軸線Cに沿って延在する円筒状の部材である。本実施形態の本体部3は、中心軸線が駆動軸18の中心軸線Cと一致している。本体部3の軸方向の両端には円形の開口が形成されている。本体部3の一端側の開口は、蓋状の閉鎖部4によって閉鎖されている。本体部3と閉鎖部4とは、図1及び図2に示すように、複数のボルト9で結合されている。本体部3の他端側の開口は、ロワーケース40によって閉鎖されている。本体部3とロワーケース40とは、図1に示すように、複数のボルト38で結合されている。本体部3の他側の端部には、ロワーケース40と係合する第1接続部51が設けられている。第1接続部51の詳細は後述する。
円筒状の本体部3の一端側には、図2に示すように、一対の固定スクロール5および旋回スクロール6からなる公知のスクロール圧縮機構(圧縮機構)7が組み込まれている。スクロール圧縮機構7により圧縮された高圧の冷媒ガスは、吐出口8および吐出口8の出口に設けられた吐出弁(図示省略)を介して吐出チャンバー10内に吐出される。吐出チャンバー10内に吐出された冷媒ガスは、閉鎖部4に設けられている吐出ポート(図示省略)を経て、ハウジング2の外部へと吐出されるようになっている。
固定スクロール5は、閉鎖部4にボルト11で固定されている。旋回スクロール6は、オルダムリンク(図示省略)やピンリング方式(図示省略)等の自転阻止手段を介して、スラスト軸受(図示省略)に旋回可能に支持されている。固定スクロール5および旋回スクロール6を噛み合わせることにより、固定スクロール5と旋回スクロール6との間に圧縮室14を形成している。旋回スクロール6が公転旋回駆動することによって、圧縮室14内を外周側から中心側へと容積を減少させながら冷媒ガスを移動させる。これにより、スクロール圧縮機構7は、冷媒ガスを圧縮する。
円筒状の本体部3の他端側には、ステータ15と、ロータ16からなるモータ17が組み込まれている。ロータ16には、駆動軸18が一体的に結合されている。駆動軸18は、本体部3内の中央部付近に設置された第1軸受20及びロワーケース40に設けられた第2軸受21により回転自在に支持されている。駆動軸18は、モータ17の駆動力によって、中心軸線Cを中心として回転する。駆動軸18は、一端側に設けられたクランクピン19が、バランスブッシュ22
および旋回軸受23を介して旋回スクロール6に連結されている。これにより、駆動軸18は、モータ17の駆動力を旋回スクロール6、すなわちスクロール圧縮機構7に伝達している。
および旋回軸受23を介して旋回スクロール6に連結されている。これにより、駆動軸18は、モータ17の駆動力を旋回スクロール6、すなわちスクロール圧縮機構7に伝達している。
ステータ15は、円環状に打抜き成形された電磁鋼板を所要枚数積層して構成される固定子鉄心27を備えている。固定子鉄心27の内周面には、半径方向内側に突出するティース部が複数設けられている。ティース部には、絶縁ボビン25を介してコイルが巻かれている。
ロータ16は、円環状に打ち抜き成形された磁性鋼板を複数枚積層することで形成されている。ロータ16は、両端面にバランスウェイト29が設けられている。ロータ16は、中心部に駆動軸18が結合している。また、ロータ16は、外周部にモータ極数に対応した数の永久磁石(図示省略)が埋め込まれている。
ロータ16は、円環状に打ち抜き成形された磁性鋼板を複数枚積層することで形成されている。ロータ16は、両端面にバランスウェイト29が設けられている。ロータ16は、中心部に駆動軸18が結合している。また、ロータ16は、外周部にモータ極数に対応した数の永久磁石(図示省略)が埋め込まれている。
次に、インバータ30及びロワーケース(インバータ収容部)40について説明する。
電動圧縮機1は、図3に示すように、モータ17を駆動するインバータ30と、内部にインバータ30を収容するロワーケース40と、を備えている。なお、図2では図示の関係上、インバータ30を省略して図示している。
電動圧縮機1は、図3に示すように、モータ17を駆動するインバータ30と、内部にインバータ30を収容するロワーケース40と、を備えている。なお、図2では図示の関係上、インバータ30を省略して図示している。
インバータ30は、外部のバッテリ等から給電される直流電力を所要周波数の三相交流電力に変換し、ロワーケース40を貫通するハーメチック端子(図示省略)を介してモータ17に印加することにより、モータ17を駆動するものである。
また、インバータ30は、例えば、電力用半導体スイッチング素子(以下、「スイッチング素子31」と称する。)であるIGBT等の複数個のパワートランジスタで構成されるスイッチング回路が実装されたパワー基板(図示省略)と、外部から入力される制御信号に基づいて、スイッチング回路を制御するCPU等の低電圧で動作する素子で構成される制御通信回路が実装された制御基板(図示省略)と、ノイズ除去用のフィルタ回路を構成するキャパシタ33及びコイル34等の電装部品と、を有する。
ロワーケース40は、図2及び図3に示すように、軸方向(所定方向)に並んで設けられたハウジング2と接続している。ロワーケース40は、内部にインバータ収容空間43が形成されている。インバータ収容空間43には、上述のインバータ30が収容されている。ロワーケース40は、インバータ収容空間43の軸方向の他端側を規定する蓋部41と、インバータ収容空間43の軸方向の一端側及び半径方向の端部側を規定する基部42と、を有している。蓋部41と基部42とは、複数のボルト50で固定されている。
蓋部41は、インバータ収容空間43の軸方向の他端側を規定する平板状の平板部46と、平板部46の半径方向の外端部から略直角に曲折して延びる円筒状のフランジ部47と、を一体的に有している。
基部42は、インバータ収容空間43の軸方向の一端側を規定する設置部44と、インバータ収容空間43の半径方向の端部側を規定する略四角形状の枠体である枠部45と、を一体的に有している。枠部45は、設置部44の半径方向の外端部から略直角に曲折して延びている。枠部45の一側の端部は、蓋部41のフランジ部47の他側の端部と接触している。
設置部44は、板状の部材である。設置部44は、スイッチング素子31、キャパシタ33及びコイル34が設置されている。設置部44は、スイッチング素子31が設置される第1設置部44aと、キャパシタ33が設置される第2設置部44bと、コイル34が設置される第3設置部(外側部)44cと、を有している。
第1設置部44aは、第2設置部44bよりも、軸方向の他端側に位置している。第1設置部44aと第2設置部44bとは、第1段部44dを介して接続されている。また、第2設置部44bは、第3設置部44cよりも、軸方向の他端側に位置している。第2設置部44bと第3設置部44cとは、第2段部44eを介して接続されている。
このように、第1設置部44aと第2設置部44b及び第2設置部44bと第3設置部44cは、各々、段部を介して接続されている。これに伴って、インバータ収容空間43の軸方向の長さも、第1設置部44aが規定する部分が一番短く、第2設置部44bが規定する部分が二番目に短く、第3設置部44cが規定する部分が一番長くなっている。
このように、第1設置部44aと第2設置部44b及び第2設置部44bと第3設置部44cは、各々、段部を介して接続されている。これに伴って、インバータ収容空間43の軸方向の長さも、第1設置部44aが規定する部分が一番短く、第2設置部44bが規定する部分が二番目に短く、第3設置部44cが規定する部分が一番長くなっている。
第1設置部44aは、板状の部材であって、中心軸線C上に設けられている。第1設置部44aの他側の面(インバータ収容空間43に面する面)には、図3に示すように、スイッチング素子31が複数固定されている。
また、第1設置部44aの一側の面は、ハウジング2の内部に形成された空間(詳細には、空間24)に面している。また、第1設置部44aの一側の面には、一端側に突出する軸受固定部48が一体的に設けられている。軸受固定部48は、中心軸線Cを中心とする円筒状の部分を有している。円筒状の部分の内周面には、第2軸受21が固定されている。
また、第1設置部44aの一側の面は、ハウジング2の内部に形成された空間(詳細には、空間24)に面している。また、第1設置部44aの一側の面には、一端側に突出する軸受固定部48が一体的に設けられている。軸受固定部48は、中心軸線Cを中心とする円筒状の部分を有している。円筒状の部分の内周面には、第2軸受21が固定されている。
第2設置部44bは、板状の部材であって、第1設置部44aよりも一端側に設けられている。第2設置部44bの他側の面(インバータ収容空間43に面する面)には、図3に示すように、例えば、キャパシタ33等の電装部品が固定されている。第2設置部44bの一側の面には、後述する第2接続部55の一部が設けられている。
第3設置部44cは、板状の部材であって、第1設置部44a及び第2設置部44bよりも一端側に設けられている。第3設置部44cは、後述する第2接続部55よりも半径方向の外側に設けられている。また、第2設置部44bは、第2接続部55の他側の端部よりも、軸方向の一端側に設けられている。
第3設置部44cの他側の面(インバータ収容空間43に面する面)には、図3に示すように、例えば、コイル34等の電装部品が固定されている。第3設置部44cの一側の面には、略全域にHVコネクタ36が取付けられている。
第3設置部44cの他側の面(インバータ収容空間43に面する面)には、図3に示すように、例えば、コイル34等の電装部品が固定されている。第3設置部44cの一側の面には、略全域にHVコネクタ36が取付けられている。
ロワーケース40には、図1及び図2に示すように、冷凍サイクルからの低圧冷媒ガスを吸入するための吸入ポート(吸入部)28が設けられている。吸入ポート28は、ロワーケース40に設けられているものの、吸入ポート28の下流端に形成された開口28aは、ハウジング2の内部の空間に開口している。具体的には、吸入ポート28の下流端に形成された開口28aは、ロワーケース40とモータ17の他側の端部との間の空間24に開口している。また、開口28aは、開口28aを平面視した際に、軸受固定部48と第1段部44dとの間に位置するように配置されている。吸入ポート28は、吸入した低圧の冷媒ガスをハウジング2の内部(詳細には、ロワーケース40とモータ17の他側の端部との間の空間24)へ導いている。空間24へ導入された低圧冷媒ガスは、モータ17に形成された冷媒流路(図示省略)を介して、スクロール圧縮機構7へ導かれ、スクロール圧縮機構7で圧縮される。なお、本実施形態では、吸入ポート28の開口28aが、軸受固定部48と第1段部44dとの間に配置されている例について説明したが、開口28aの配置はこれに限定されない。軸受固定部48は、中心軸線C上に設けられ、ロワーケース40から離れているので、軸受固定部48と重複するように開口28aを配置しても、吸入された冷媒の流れを軸受固定部48が阻害し難いので、軸受固定部48を避けるように開口28aを設けなくてもよい。したがって、例えば、吸入ポート28の開口28aを、平面視で軸受固定部48と重複するように配置してもよい。
次に、本体部3とロワーケース40との接続部分について詳細に説明する。
図2及び図3に示すように、本体部3の一側の端部には、第1接続部51が設けられている。第1接続部51は、本体部3の一部であって、円筒状とされている。すなわち、第1接続部51は、中心軸線(第1中心軸線)Cを中心とする円筒状を為している。
本体部3は、外周面から半径方向外側に突出する突出部52を有している。第1接続部51は、突出部52よりも軸方向の一端側に設けられている。第1接続部51の外周面には、複数(本実施形態では2本)の溝53が形成されている。各溝53は、第1接続部51の周方向の全域に亘って形成されている。複数の溝53は、軸方向に所定の間隔で並んで配置されている。各溝53の内部には、図2に示すように、円環状のOリング(弾性部材)60が1つずつ配置されている。溝53は、例えば、旋盤加工装置によって形成される。なお、図3では、図示の関係上Oリングを省略して図示している。
図2及び図3に示すように、本体部3の一側の端部には、第1接続部51が設けられている。第1接続部51は、本体部3の一部であって、円筒状とされている。すなわち、第1接続部51は、中心軸線(第1中心軸線)Cを中心とする円筒状を為している。
本体部3は、外周面から半径方向外側に突出する突出部52を有している。第1接続部51は、突出部52よりも軸方向の一端側に設けられている。第1接続部51の外周面には、複数(本実施形態では2本)の溝53が形成されている。各溝53は、第1接続部51の周方向の全域に亘って形成されている。複数の溝53は、軸方向に所定の間隔で並んで配置されている。各溝53の内部には、図2に示すように、円環状のOリング(弾性部材)60が1つずつ配置されている。溝53は、例えば、旋盤加工装置によって形成される。なお、図3では、図示の関係上Oリングを省略して図示している。
ロワーケース40は、設置部44の他側の面から突出する第2接続部55を有している。第2接続部55は、軸方向から見た際に、第1設置部44a及び第2設置部44bと重複するように設けられている。第2接続部55は、設置部44と一体的に設けられている。
第2接続部55は、中心軸線(第2中心軸線)Cを中心とする円筒状を為している。第2接続部55は、直径が第1接続部51の直径よりも大きい。
ロワーケース40とハウジング2とが接続されている状態において、第2接続部55の内周面は、第1接続部51の外周面と接触している。また、第2接続部55の内周面は、溝53に配置されたOリング60と接触している。また、第2接続部55の軸方向の一端部(先端部)は、突出部52に当接している。第2接続部55の軸方向の他端部(基端部)は、設置部44に接続している。
第2接続部55は、中心軸線(第2中心軸線)Cを中心とする円筒状を為している。第2接続部55は、直径が第1接続部51の直径よりも大きい。
ロワーケース40とハウジング2とが接続されている状態において、第2接続部55の内周面は、第1接続部51の外周面と接触している。また、第2接続部55の内周面は、溝53に配置されたOリング60と接触している。また、第2接続部55の軸方向の一端部(先端部)は、突出部52に当接している。第2接続部55の軸方向の他端部(基端部)は、設置部44に接続している。
このように、ハウジング2(詳細には、本体部3)とロワーケース40との接続部分は、第1接続部51が第2接続部55に挿入されている。また、ハウジング2とロワーケース40との接続部分は、軸方向に延在する第1接続部51の内周面と第2接続部55の外周面とが面接触することで、ハウジング2の内部の冷媒が漏洩しないように密閉されている。さらに、第1接続部51の内周面に形成された溝53に収容されたOリング60が、第1接続部51及び第2接続部55に押圧されて変形することで密閉されている。
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
例えば、図4及び図5に示す比較例に係る電動圧縮機100のように、ハウジング102の第1接続部151の方がロワーケース140の第2接続部155よりも半径方向の外側に位置し、第2接続部155の外周面にOリング160を収容する溝153を設けた場合には、ロワーケース140の第2接続部155の外周面に溝を形成する加工を行う必要がある。この場合には、第2接続部155の半径方向の外側から加工装置(例えば、旋盤加工装置)等を外周面に到達させる必要がある。このとき、例えば、HVコネクタ136のように、ロワーケース140から取り外せるものは、取り外した状態で加工を施せば加工装置と干渉はしない。しかしながら、ロワーケース140の一部のように、分離不可能な構造物(例えば、本実施形態の第3設置部44c)が第2接続部155の半径方向の外側に存在すると、加工装置と構造物とが干渉してしまう可能性がある。このため、比較例に係る電動圧縮機100では、第2接続部155の半径方向の外側に構造物(特に、ロワーケース140と分離不可能な構造物)を設けることが難しい。
例えば、図4及び図5に示す比較例に係る電動圧縮機100のように、ハウジング102の第1接続部151の方がロワーケース140の第2接続部155よりも半径方向の外側に位置し、第2接続部155の外周面にOリング160を収容する溝153を設けた場合には、ロワーケース140の第2接続部155の外周面に溝を形成する加工を行う必要がある。この場合には、第2接続部155の半径方向の外側から加工装置(例えば、旋盤加工装置)等を外周面に到達させる必要がある。このとき、例えば、HVコネクタ136のように、ロワーケース140から取り外せるものは、取り外した状態で加工を施せば加工装置と干渉はしない。しかしながら、ロワーケース140の一部のように、分離不可能な構造物(例えば、本実施形態の第3設置部44c)が第2接続部155の半径方向の外側に存在すると、加工装置と構造物とが干渉してしまう可能性がある。このため、比較例に係る電動圧縮機100では、第2接続部155の半径方向の外側に構造物(特に、ロワーケース140と分離不可能な構造物)を設けることが難しい。
一方、本実施形態では、ロワーケース40の第2接続部55は、内周面によって、本体部3とロワーケース40との接続部分を密封している。これにより、第2接続部55の外周面に密封のための加工を施す必要がない。したがって、第2接続部55の半径方向の外側に構造物(例えば、第3設置部44c)を設けた場合であっても、当該構造物と加工装置とが干渉しない。よって、第2接続部55の半径方向外側に構造物を設けることができる。以上から、ロワーケース40を第2接続部55の半径方向外側に拡張することができる。すなわち、比較例に係るロワーケース140よりも、第3設置部44cで規定されるインバータ収容空間43の軸方向の長さを、軸方向の一端側に増大させることができる。よって、電動圧縮機1の軸方向の長さを増大させることなく、ロワーケース40の内部に形成されたインバータ収容空間43の容積を増大させることができる。また、ロワーケース40がハウジング2から軸方向の一端側に突出する突出長さを増大させることなく、ロワーケース40の内部に形成されたインバータ収容空間43の容積を増大させることができる。また、ロワーケース40のインバータ収容空間43の容積を増大させない場合には、ロワーケース40を第2接続部55の半径方向の外側に拡張することができる分、電動圧縮機1の軸方向の長さを短くすることができる。
このように、設計の自由度を向上させることができるので、半径方向及び軸方向において製造上の制約なくロワーケース40の内部容積を増大させることができる。また、電動圧縮機1の搭載先(本実施形態では、一例として車両)のレイアウトに合わせた形状とすることができるので、搭載先に搭載し易くすることができる。
このように、設計の自由度を向上させることができるので、半径方向及び軸方向において製造上の制約なくロワーケース40の内部容積を増大させることができる。また、電動圧縮機1の搭載先(本実施形態では、一例として車両)のレイアウトに合わせた形状とすることができるので、搭載先に搭載し易くすることができる。
また、本実施形態では、第1接続部51の外周面に溝53が形成され、溝53に第2接続部55の内周面と接触するOリング60が収容される溝53が形成されている。これにより、Oリング60が第2接続部55の内周面と接触することで弾性変形する。したがって、本体部3とロワーケース40との接続部分からの冷媒の漏洩をより抑制することができる。
また、本体部3の第1接続部51に溝53を形成しているので、ロワーケース40に溝53を形成する必要がない。これにより、確実に、ロワーケース40の第2接続部55の外周面に密封のための加工を施す必要がない構造とすることができる。
また、本実施形態では、ロワーケース40の第2接続部55がハウジング2の第1接続部51よりも半径方向の外側に位置している。すなわち、第2接続部55が半径方向の外側から第1接続部51に当接している。このため、第2接続部55の外周面が、露出している。これにより、第2接続部55が外部に露出している分、ロワーケース40の外周面の面積が大きくなる。よって、ロワーケース40の外周面に吸入ポート28を設けることができる。
すなわち、比較例に係るロワーケース140の場合には、図4に示すように、ロワーケース140の外周面の面積が十分でないので、ロワーケース140の外周面に吸入ポート128を設けることが難しい。このため、比較例に係る電動圧縮機100は、ハウジング102の外周面に吸入ポート128を設けている。ハウジング102に吸入ポート128を設けたことで、図5に示すように、吸入ポート128の位置が、モータ117と重なる位置となる。このため、吸入ポート128から吸入される冷媒がモータ117と衝突し易い。
一方、図2に示す本実施形態のようにロワーケース40に吸入ポート28を設けることで、ハウジング2に吸入ポート28を設ける場合と比較して、吸入ポート28を電動圧縮機1の軸方向の他端側に設けることができる。これにより、吸入ポート28をモータ17と重ならない位置に設けることができる。したがって、吸入ポート28から吸入される冷媒がモータ17と衝突し難い。よって、吸入ポート28から吸入される冷媒の圧力損失を低減することができる。
すなわち、比較例に係るロワーケース140の場合には、図4に示すように、ロワーケース140の外周面の面積が十分でないので、ロワーケース140の外周面に吸入ポート128を設けることが難しい。このため、比較例に係る電動圧縮機100は、ハウジング102の外周面に吸入ポート128を設けている。ハウジング102に吸入ポート128を設けたことで、図5に示すように、吸入ポート128の位置が、モータ117と重なる位置となる。このため、吸入ポート128から吸入される冷媒がモータ117と衝突し易い。
一方、図2に示す本実施形態のようにロワーケース40に吸入ポート28を設けることで、ハウジング2に吸入ポート28を設ける場合と比較して、吸入ポート28を電動圧縮機1の軸方向の他端側に設けることができる。これにより、吸入ポート28をモータ17と重ならない位置に設けることができる。したがって、吸入ポート28から吸入される冷媒がモータ17と衝突し難い。よって、吸入ポート28から吸入される冷媒の圧力損失を低減することができる。
また、ロワーケース40に吸入ポート28が設けられているので、吸入ポート28が本体部3に設けられる場合と比較して、吸入ポート28から吸入される低温の冷媒がインバータ30の近くを流通する。したがって、より好適に、冷媒でインバータ30を冷却することができる。
また、比較例に係る電動圧縮機100は、図5に示すように、第1接続部151の方が第2接続部155よりも半径方向の外側に位置している。このため、外側に位置する第1接続部151の端部はロワーケース140に近い角部付近に位置することになり、水分(凝縮水)等の異物が角部に留まり易く、第1接続部151、及び第1接続部151と接触する部材は腐食し易い。
一方、本実施形態では、図2に示すように、第2接続部55の方が第1接続部51よりも半径方向の外側に位置している。このため、外側に位置する第2接続部55の端部はロワーケース40から離れて位置し、角部からも離れており、水分(凝縮水)等の異物が留まり難く、第2接続部55、及び第2接続部55と接触する部材の腐食を抑制することができる。
一方、本実施形態では、図2に示すように、第2接続部55の方が第1接続部51よりも半径方向の外側に位置している。このため、外側に位置する第2接続部55の端部はロワーケース40から離れて位置し、角部からも離れており、水分(凝縮水)等の異物が留まり難く、第2接続部55、及び第2接続部55と接触する部材の腐食を抑制することができる。
また、比較例に係る電動圧縮機100は、図5に示すように、第1接続部151の方が第2接続部155よりも半径方向の外側に位置している。第1接続部151は、軸方向に長い円筒状の本体部103の端部であるので、変形し易い。
一方、本実施形態では、図2に示すように、第2接続部55の方が第1接続部51よりも半径方向の外側に位置している。第2接続部55は、軸方向の長さが比較的短いので、剛性が高い。このため、第2接続部55が第1接続部51から離れるように変形する事態が生じ難い。したがって、第2接続部55と第1接続部51との間に隙間が形成され難くすることができるので、冷媒の漏洩をより抑制することができる。
一方、本実施形態では、図2に示すように、第2接続部55の方が第1接続部51よりも半径方向の外側に位置している。第2接続部55は、軸方向の長さが比較的短いので、剛性が高い。このため、第2接続部55が第1接続部51から離れるように変形する事態が生じ難い。したがって、第2接続部55と第1接続部51との間に隙間が形成され難くすることができるので、冷媒の漏洩をより抑制することができる。
なお、本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、第1設置部44aにスイッチング素子31が設置され、第2設置部44bにキャパシタ33が設置され、第3設置部44cにコイル34が設置される例について説明したが、ロワーケース40内に設置されるインバータを構成する部品の配置はこれに限定されない。ロワーケース40内に設置されるインバータを構成する部品の配置は、種々の条件によって適宜変更してもよい。
例えば、上記実施形態では、第1設置部44aにスイッチング素子31が設置され、第2設置部44bにキャパシタ33が設置され、第3設置部44cにコイル34が設置される例について説明したが、ロワーケース40内に設置されるインバータを構成する部品の配置はこれに限定されない。ロワーケース40内に設置されるインバータを構成する部品の配置は、種々の条件によって適宜変更してもよい。
また、上記実施形態では、第1接続部51に2本の溝53が形成される例について説明したが、本開示はこれに限定されない。溝53の数は、単数であってもよく、また、3本以上の複数であってもよい。
また、上記実施形態では、第1接続部51の中心軸線と、第2接続部55の中心軸線とが一致する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。第1接続部51の中心軸線と、第2接続部55の中心軸線とは、一致していなくてもよい。
以上説明した実施形態に記載の電動圧縮機は、例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係る電動圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構(7)を駆動するモータ(17)と、前記モータを駆動するインバータ(30)と、内部に前記冷媒が充填され、前記モータを収容するモータ収容部(2)と、所定方向に並んで設けられた前記モータ収容部と接続し、前記インバータを収容するインバータ収容部(40)と、を備え、前記モータ収容部は、前記所定方向に延在する第1中心軸線(C)を中心とする筒状の第1接続部(51)を有し、前記インバータ収容部は、前記所定方向に延在する第2中心軸線(C)を中心とする筒状の第2接続部(55)を有し、前記第1接続部の外周面と前記第2接続部の内周面とは接触している。
本開示の一態様に係る電動圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構(7)を駆動するモータ(17)と、前記モータを駆動するインバータ(30)と、内部に前記冷媒が充填され、前記モータを収容するモータ収容部(2)と、所定方向に並んで設けられた前記モータ収容部と接続し、前記インバータを収容するインバータ収容部(40)と、を備え、前記モータ収容部は、前記所定方向に延在する第1中心軸線(C)を中心とする筒状の第1接続部(51)を有し、前記インバータ収容部は、前記所定方向に延在する第2中心軸線(C)を中心とする筒状の第2接続部(55)を有し、前記第1接続部の外周面と前記第2接続部の内周面とは接触している。
上記構成では、モータ収容部の第1接続部の外周面と、インバータ収容部の第2接続部の内周面とが接触している。これにより、モータ収容部とインバータ収容部との接続部分からの冷媒の漏洩を抑制することができる。モータ収容部とインバータ収容部との接続部分を密封することができる。
例えば、インバータ収容部の第2接続部の外周面に何らかの加工を施す場合には、第2接続部の半径方向(第2中心軸線と交差する方向)の外側から加工装置等を外周面に到達させる必要がある。このとき、第2接続部の半径方向の外側に何らかの構造物が存在すると、加工装置と構造物とが干渉してしまう可能性がある。このため、インバータ収容部の第2接続部の外周面に何らかの加工を施す場合には、第2接続部の半径方向の外側に構造物を設けることが難しい。
一方、上記構成では、インバータ収容部の第2接続部は、内周面によって、モータ収容部とインバータ収容部との接続部分を密封している。これにより、第2接続部の外周面に密封のための加工を施す必要がない。したがって、第2接続部の半径方向の外側に構造物を設けた場合であっても、当該構造物と加工装置とが干渉しない。よって、第2接続部の半径方向外側に構造物を設けることができる。以上から、インバータ収容部を第2接続部の半径方向外側に拡張することができる。よって、電動圧縮機の所定方向の長さを増大させることなく、インバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、インバータ収容部がモータ収容部から所定方向に突出する突出長さを増大させることなく、インバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、インバータ収容部の内部容積を増大させない場合には、インバータ収容部を第2接続部の半径方向の外側に拡張することができる分、電動圧縮機の所定方向の長さを短くすることができる。
このように、設計の自由度を向上させることができるので、半径方向及び所定方向において製造上の制約なくインバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、電動圧縮機の搭載先のレイアウトに合わせた形状とすることができるので、搭載先に搭載し易くすることができる。
例えば、インバータ収容部の第2接続部の外周面に何らかの加工を施す場合には、第2接続部の半径方向(第2中心軸線と交差する方向)の外側から加工装置等を外周面に到達させる必要がある。このとき、第2接続部の半径方向の外側に何らかの構造物が存在すると、加工装置と構造物とが干渉してしまう可能性がある。このため、インバータ収容部の第2接続部の外周面に何らかの加工を施す場合には、第2接続部の半径方向の外側に構造物を設けることが難しい。
一方、上記構成では、インバータ収容部の第2接続部は、内周面によって、モータ収容部とインバータ収容部との接続部分を密封している。これにより、第2接続部の外周面に密封のための加工を施す必要がない。したがって、第2接続部の半径方向の外側に構造物を設けた場合であっても、当該構造物と加工装置とが干渉しない。よって、第2接続部の半径方向外側に構造物を設けることができる。以上から、インバータ収容部を第2接続部の半径方向外側に拡張することができる。よって、電動圧縮機の所定方向の長さを増大させることなく、インバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、インバータ収容部がモータ収容部から所定方向に突出する突出長さを増大させることなく、インバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、インバータ収容部の内部容積を増大させない場合には、インバータ収容部を第2接続部の半径方向の外側に拡張することができる分、電動圧縮機の所定方向の長さを短くすることができる。
このように、設計の自由度を向上させることができるので、半径方向及び所定方向において製造上の制約なくインバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、電動圧縮機の搭載先のレイアウトに合わせた形状とすることができるので、搭載先に搭載し易くすることができる。
また、本開示の一態様に係る電動圧縮機は、前記第1接続部の前記外周面には、前記第2接続部の前記内周面と接触する弾性部材(60)が収容される溝(53)が形成されている。
上記構成では、第1接続部の外周面に溝が形成され、溝に第2接続部の内周面と接触する弾性部材が収容される溝が形成されている。これにより、弾性部材が第2接続部の内周面と接触することで弾性変形する。したがって、モータ収容部とインバータ収容部との接続部分からの冷媒の漏洩をより抑制することができる。
また、モータ収容部の第1接続部に溝を形成しているので、インバータ収容部に溝を形成する必要がない。これにより、確実に、インバータ収容部の第2接続部の外周面に密封のための加工を施す必要がない構造とすることができる。
また、モータ収容部の第1接続部に溝を形成しているので、インバータ収容部に溝を形成する必要がない。これにより、確実に、インバータ収容部の第2接続部の外周面に密封のための加工を施す必要がない構造とすることができる。
また、本開示の一態様に係る電動圧縮機は、前記インバータ収容部の外周面には、前記モータ収容部の内部へ前記冷媒を導く吸入部(28)が設けられている。
上記構成では、インバータ収容部に吸入部が設けられている。これにより、吸入部がモータ収容部に設けられている場合と比較して、吸入部から吸入される低温の冷媒がインバータの近くを流通する。したがって、より好適に、冷媒でインバータを冷却することができる。
また、本開示の一態様に係る電動圧縮機は、前記インバータ収容部は、前記第2接続部の半径方向の外側に位置する外側部(44c)を有し、前記外側部は、前記第2接続部の前記モータ収容部側とは反対側の端部よりも、前記モータ収容部側に位置している。
上記構成では、インバータ収容部が、第2接続部の半径方向の外側に位置する外側部が設けられている。これにより、外側部を設けた分、インバータ収容部を半径方向外側に拡張させることができる。よって、電動圧縮機の所定方向の長さを増大させることなく、インバータ収容部の内部容積を増大させることができる。また、インバータ収容部の内部容積を増大させない場合には、インバータ収容部を第2接続部の半径方向の外側に拡張することができる分、電動圧縮機の所定方向の長さを短くすることができる。
1 :電動圧縮機
2 :ハウジング
3 :本体部
4 :閉鎖部
5 :固定スクロール
6 :旋回スクロール
7 :スクロール圧縮機構
8 :吐出口
9 :ボルト
10 :吐出チャンバー
11 :ボルト
14 :圧縮室
15 :ステータ
16 :ロータ
17 :モータ
18 :駆動軸
19 :クランクピン
20 :第1軸受
21 :第2軸受
22 :バランスブッシュ
23 :旋回軸受
24 :空間
25 :絶縁ボビン
27 :固定子鉄心
28 :吸入ポート
28a :開口
29 :バランスウェイト
30 :インバータ
31 :スイッチング素子
33 :キャパシタ
34 :コイル
36 :HVコネクタ
38 :ボルト
40 :ロワーケース
41 :蓋部
42 :基部
43 :インバータ収容空間
44 :設置部
44a :第1設置部
44b :第2設置部
44c :第3設置部
44d :第1段部
44e :第2段部
45 :枠部
46 :平板部
47 :フランジ部
48 :軸受固定部
50 :ボルト
51 :第1接続部
52 :突出部
53 :溝
55 :第2接続部
60 :Oリング
2 :ハウジング
3 :本体部
4 :閉鎖部
5 :固定スクロール
6 :旋回スクロール
7 :スクロール圧縮機構
8 :吐出口
9 :ボルト
10 :吐出チャンバー
11 :ボルト
14 :圧縮室
15 :ステータ
16 :ロータ
17 :モータ
18 :駆動軸
19 :クランクピン
20 :第1軸受
21 :第2軸受
22 :バランスブッシュ
23 :旋回軸受
24 :空間
25 :絶縁ボビン
27 :固定子鉄心
28 :吸入ポート
28a :開口
29 :バランスウェイト
30 :インバータ
31 :スイッチング素子
33 :キャパシタ
34 :コイル
36 :HVコネクタ
38 :ボルト
40 :ロワーケース
41 :蓋部
42 :基部
43 :インバータ収容空間
44 :設置部
44a :第1設置部
44b :第2設置部
44c :第3設置部
44d :第1段部
44e :第2段部
45 :枠部
46 :平板部
47 :フランジ部
48 :軸受固定部
50 :ボルト
51 :第1接続部
52 :突出部
53 :溝
55 :第2接続部
60 :Oリング
Claims (4)
- 冷媒を圧縮する圧縮機構を駆動するモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
内部に前記冷媒が充填され、前記モータを収容するモータ収容部と、
所定方向に並んで設けられた前記モータ収容部と接続し、前記インバータを収容するインバータ収容部と、を備え、
前記モータ収容部は、前記所定方向に延在する第1中心軸線を中心とする筒状の第1接続部を有し、
前記インバータ収容部は、前記所定方向に延在する第2中心軸線を中心とする筒状の第2接続部を有し、
前記第1接続部の外周面と前記第2接続部の内周面とは接触している電動圧縮機。 - 前記第1接続部の前記外周面には、前記第2接続部の前記内周面と接触する弾性部材が収容される溝が形成されている請求項1に記載の電動圧縮機。
- 前記インバータ収容部の外周面には、前記モータ収容部の内部へ前記冷媒を導く吸入部が設けられている請求項1または請求項2に記載の電動圧縮機。
- 前記インバータ収容部は、前記第2接続部の半径方向の外側に位置する外側部を有し、
前記外側部は、前記第2接続部の前記モータ収容部側とは反対側の端部よりも、前記モータ収容部側に位置している請求項1から請求項3のいずれかに記載の電動圧縮機。
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