JP4036148B2 - 電動モータ及び電動コンプレッサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータ、及び電動モータと圧縮機構とが一体化されてなる電動コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両空調装置に用いられる電動モータ一体型の電動コンプレッサにおいては、電動モータを構成する円環状のステータコアを、円筒状をなすハウジングの内側に、焼き嵌めや圧入等の手法を用いて締嵌してなるものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。締嵌によるステータコアの固定は簡便で、電動コンプレッサの低コスト化を図り得る。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−５６４６３号公報（第５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記電動コンプレッサの軽量化を図るためにハウジングをアルミニウム製とした場合、鉄製のステータコアとの熱膨張率の違いから、ハウジングによるステータコアの締め具合が電動コンプレッサの温度変化によって変動してしまう（熱膨張率：アルミニウム＞鉄）。ハウジングとステータコアとの締め代は、電動コンプレッサが高温となった場合でも緩まないように予め設定されている。このため、逆に、電動コンプレッサが低温となった場合には、前記締め具合が過大にきつくなって、両者のいずれかにヒビ割れ等の不具合が発生する問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮したとしても、ヒビ割れ等の不具合が発生することを防止可能な電動モータ及び電動コンプレッサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の電動モータは、締嵌により圧接するハウジングの内周面とステータコアの外周面との間に、両周面間の円環状領域での接触を離断するようにして複数の空隙部が設けられている。そして、電動モータの温度変化により、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮した場合には、ハウジングにおいて空隙部に対応する部位であるバネ様部が、前述した熱膨張率の差に起因した応力の作用によって弾性変形される。さらに、空隙部は、ステータコアの外周面に形成されたステータコア側凹部とハウジングの内周面に形成されたハウジング側凹部とで構成されており、ステータコア側凹部とハウジング側凹部は互いに開口が向かい合うように配置されており、空隙部を構成する前記ハウジング側凹部は、隣接するハウジング側凹部のうちの一方側に対して近づけ、他方のハウジング側凹部に対して離間するように設けられている。バネ様部の弾性変形によって、ハウジングとステータコアとの膨張差又は収縮差が吸収され、ハウジングによるステータコアの締め過ぎを回避でき、該ハウジング又はステータコアにヒビ割れ等の不具合が発生することを防止できる。
請求項２の発明は請求項１において、前記ステータコアにはコイルが分布巻きされている。ステータコアにコイルが分布巻きされた電動モータは、例えば、ステータコアにコイルが集中巻きされた電動モータと比較して低騒音である。
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記ステータコア側凹部のうちの一部のステータコア側凹部は、他のステータコア側凹部よりも周方向の長さが短く設定されている。
請求項４の発明は、ハウジングの内側に、ハウジングとは異なる熱膨張率を有する材質からなる環状のステータコアが締嵌されてなる電動モータにおいて、締嵌により圧接するハウジングの内周面とステータコアの外周面との間には、両周面間の円環状領域での接触を離断するようにして空隙部が設けられており、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮した場合には、ハウジングにおいて空隙部に対応する部位であるバネ様部が弾性変形するように構成され、ステータコアの外周面には、ステータコア側凹部が形成され、ステータコア側凹部には、ステータコアのティースに巻回されたコイルの間に対応する位置に肉取り部が形成され、空隙部はステータコア側凹部と肉取り部とで構成されている。
【０００７】
請求項５の発明は請求項４において、前記空隙部は、前記ステータコアの軸線周りに複数が設けられている。つまり、ハウジングには、ステータコアの軸線周りの複数箇所に、バネ様部が配置されている。従って、ハウジングとステータコアとが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合、ハウジングは複数箇所のバネ様部で分担して弾性変形されることとなる。よって、例えば、空隙部が一箇所のみの場合、言い換えればハウジングが一箇所のバネ様部において集中的に弾性変形される場合と比較して、ハウジングによるステータコアの締め過ぎを確実に回避することができるし、一部における過大な弾性変形に起因したハウジングの破損も防止できる。
【０００８】
請求項６の発明は請求項５において、前記空隙部は、前記ステータコアの軸線周りに３つ以上が設けられている。つまり、ハウジングとステータコアとは、ステータコアの軸線周りにおいて３箇所以上で当接されている。従って、ハウジングとステータコアとの当接部、言い換えればハウジングにおけるステータコアの支持箇所である当接部は、ステータコアの軸線周りに３箇所以上が配置されていることとなる。よって、例えば、空隙部が２つ言い換えればハウジングとステータコアとの当接部が軸線周りに２箇所である場合と比較して、ハウジングによるステータコアの支持が３箇所以上で行われることとなって、該支持が安定される。従って、電動モータの製造時においてステータコアの軸線とハウジングの軸線とを一致させ易く、電動モータの製造が容易となる。
【０００９】
請求項７の発明は請求項５又は６において、前記複数の空隙部は、前記ハウジングと前記ステータコアとの当接部が前記ステータコアの軸線周りにおいて等角度間隔で配置されるように設けられている。従って、例えば、当接部が不等角度間隔で配置されている場合と比較して、ハウジングによるステータコアの支持をより安定化させることができる。また、ハウジングとステータコアとが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合において、各バネ様部を均等に弾性変形させることができ、一部のバネ様部の過大な弾性変形に起因したハウジングの破損もより防止できる。
【００１０】
請求項８の発明は請求項５又は６において、前記複数の空隙部は、前記ハウジングとステータコアとの当接部が前記ステータコアの軸線周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けられている。従って、周方向のピッチが狭い当接部間に位置するバネ様部は、周方向のピッチが広い当接部間に位置するバネ様部よりも、弾性変形し難くなっている。つまり、ハウジングとステータコアとが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合、複数のバネ様部の弾性変形量は不均等となる。しかし、裏返せば、複数のバネ様部はバネ定数つまり固有振動数が異なることとなり、例えば、ステータコアの振動を受けて全てのバネ様部が同時に共振することを防止できる。よって、該共振に起因した電動モータの振動騒音の発生を低減することができる。
【００１２】
請求項９の発明は請求項１〜８のいずれか一項において、電動モータの大径化及びモータ効率の低下の防止と、ハウジングにおいてバネ様部の確実な弾性変形との高次元での両立を達成可能な構成について言及するものである。即ち、前記凹部の底面において、少なくともステータコアの周方向に関して両端部に位置する領域は、ステータコアの軸線を中心とした第１仮想円筒面上に存在するよう形成されている。ステータコアの軸線を中心とし、ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触領域を含む円筒面を第２仮想円筒面とする。そして、前記第１仮想円筒面と第２仮想円筒面との半径差は、第２仮想円筒面の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５となっている。
【００１３】
つまり、電動モータの大型化につながるステータコアの大径化を防止しつつモータ効率の低下を防止するためには、第２仮想円筒面と第１仮想円筒面の半径差をできるだけ小さくし、磁気飽和の要因となる凹部を浅くする必要がある。また、ハウジングのバネ様部を確実に弾性変形させるためには、前記半径差を大きくし、ハウジングの弾性変形を許容するスペースを確保する必要がある。両者の兼ね合いで好適なのが、前述した「１０００分の５〜１０００分の１５」の範囲なのである。
【００１４】
請求項１０の発明は請求項４〜９のいずれか一項において、前記空隙部は、ハウジングの内周面に凹部を形成することで設けられている。従って、例えば、ハウジングを鋳造等により製作する場合、既存の鋳型の形状を一部変更することで、従来の電動モータに対して簡単に空隙部を設定することができる。
【００１５】
請求項１１の発明は請求項１〜１０のいずれか一項において、前記ハウジングの内周面の凹部は、前記バネ様部を径方向外側に膨出することで形成されている。従って、バネ様部の径方向への膨出によって、ハウジングはほぼ一定の肉厚で周方向に波打つ形状となるため、例えば、バネ様部の肉厚をハウジングにおけるバネ様部以外の部位の肉厚よりも薄くすることでハウジングの内周面の凹部を設ける場合と比較して、該ハウジングの剛性を高めることができる。これは電動モータの耐久性向上につながる。
【００１６】
請求項１２の発明は請求項１１において、前記バネ様部を径方向外側に膨出させることは、前記ステータコアの軸線周りで５箇所以下とされている。従って、ハウジングとステータコアとが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合においても、該ハウジングによるステータコアの締め付け力が強くなり過ぎることを防止できる。
【００１７】
つまり、例えば、前記ステータコアの軸線周りにバネ様部（空隙部）を６箇所以上設け、該複数のバネ様部の内の６箇所以上についてそれぞれ径方向外側に膨出させると、ハウジングの剛性が高くなり過ぎて各バネ様部が弾性変形し難くなる。従って、ハウジングとステータコアとが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合、該ハウジングによるステータコアの締め付け力が強くなり過ぎてしまうのである。
【００１８】
請求項１３の発明は請求項１〜１２のいずれか一項において、前記ステータコアの軸線を中心とし前記ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触領域を含む仮想円筒面において、ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触領域の面積が非接触領域の面積よりも狭くなるように、前記空隙部が形成されている。このように、ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触面積を狭く設定することで、ハウジングにはバネ様部が広い領域に確保されることとなる。従って、バネ様部による弾性変形が効果的に行われ、ステータコアの締め過ぎを確実に回避でき、ヒビ割れ等の不具合が発生することをより確実に防止できる。
【００１９】
請求項１４の発明は請求項１３において、前記ハウジングによるステータコアの締め過ぎを確実に回避するのに特に好適な、仮想円筒面における接触領域の面積の割合について言及するものである。即ち、前記仮想円筒面において、接触領域の面積が占める割合は３割以下である。
【００２１】
請求項１５の発明の電動コンプレッサは、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電動モータと、前記ハウジング内に収容され、電動モータにより駆動されてガス圧縮を行う圧縮機構とからなっている。従って、本発明の電動コンプレッサにおいても、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発明の作用効果が奏せられる。
【００２２】
請求項１６の発明は請求項１５において、前記空隙部は、ハウジング内においてステータコアの軸線方向の両端側にそれぞれ形成された空間を連通している。
空隙部は、一方の空間側に配設された圧縮機構と、他方の空間に対応してハウジングに設けられた、外部配管の接続用の口とを接続するガス通路として利用されている。従って、空隙部を通過するガスによって電動モータが冷却され、電動モータの昇温に起因した効率低下を防止することができる。この電動モータの冷却は、空隙部を、外部配管の接続用の口たる吸入口から圧縮機構へ向かう低温な吸入ガスの通路として利用した場合に特に効果的となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両空調装置用の電動コンプレッサにおいて具体化した第１〜第７実施形態について説明する。なお、第２〜第７実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００２４】
○第１実施形態
（電動コンプレッサの概要）
図１に示すように、電動コンプレッサの外郭をなすコンプレッサハウジング１１は、第１ハウジング構成体１１ａと第２ハウジング構成体１１ｂの二つのハウジング構成体からなっている。第１ハウジング構成体１１ａは、円筒状をなす周壁２５の図面右方側に底が形成された有底円筒状をなし、アルミニウム（本実施形態においてアルミニウムは、アルミニウム合金も含むものとする）のダイカスト鋳物によって製作されている。第２ハウジング構成体１１ｂは、図面左方側が蓋となる有蓋円筒状をなし、アルミニウムのダイカスト鋳物によって製作されている。第１ハウジング構成体１１ａと第２ハウジング構成体１１ｂとを接合固定することで、コンプレッサハウジング１１内には密閉空間３０が形成されている。なお、図１の左方を電動コンプレッサの前方とし右方を後方とする。
【００２５】
アルミニウム製のコンプレッサハウジング１１は、例えば鉄製よりも軽量であり、このコンプレッサハウジング１１を備えた電動コンプレッサは、車両の燃費向上等、車載用として特に好適なものとなる。また、各ハウジング構成体１１ａ，１１ｂを鋳造によって製作することで、例えば各ハウジング構成体１１ａ，１１ｂをプレス加工によって製作する場合と比較して、コンプレッサハウジング１１の形状の設定の自由度が大きくなる。従って、例えば、電動コンプレッサを車両に取り付けるための取付足（図示しない）を、コンプレッサハウジング１１（ハウジング構成体１１ａ及び／又は１１ｂ）に一体形成することが容易となり、電動コンプレッサの部品点数を低減可能となる。
【００２６】
前記コンプレッサハウジング１１の密閉空間３０内では、回転軸１３が第１ハウジング構成体１１ａによって、前後のベアリング２２，２３を介して回転可能に支持されている。この回転軸１３の回転中心軸線Ｌが、電動コンプレッサの中心軸線をなしている。第１ハウジング構成体１１ａの周壁２５は、電動コンプレッサの中心軸線Ｌを中心とした円筒内面（内周面２５ａ）を有している。
【００２７】
前記コンプレッサハウジング１１の密閉空間３０内には、電動モータＭの要素と圧縮機構Ｃとが収容されている。電動モータＭは、第１ハウジング構成体１１ａにおいて周壁２５の内周面２５ａに固定されたステータ１２と、ステータ１２の内方において回転軸１３に設けられたロータ１４とからなるブラシレスＤＣタイプである。電動モータＭは、ステータ１２のコイル１５に電力の供給を受けることで回転軸１３を回転させる。
【００２８】
前記密閉空間３０内においてステータ１２の軸線Ｌ方向の両端側には、それぞれ空間３０ａ，３０ｂが形成されている。即ち、ステータ１２よりも前方側には、圧縮機構Ｃとの間に前方空間３０ａが、ステータ１２よりも後方側には後方空間３０ｂがそれぞれ区画形成されている。第１ハウジング構成体１１ａには、後方空間３０ｂに対応して吸入口１８が設けられている。吸入口１８は、図示しない外部冷媒回路の配管を接続するための電動コンプレッサの口である。
【００２９】
前記圧縮機構Ｃは、固定スクロール２０と可動スクロール２１とを備えたスクロールタイプよりなっている。可動スクロール２１は、回転軸１３の回転に応じて固定スクロール２０に対して旋回することで、冷媒ガスの圧縮を行う。従って、電動モータＭの駆動によって圧縮機構Ｃが動作されると、外部冷媒回路からの低温低圧の冷媒ガスは、吸入口１８から後方空間３０ｂ及び電動モータＭ並びに前方空間３０ａを経由して圧縮機構Ｃに吸入される。圧縮機構Ｃに吸入された冷媒ガスは、圧縮機構Ｃの圧縮作用によって高温高圧の冷媒ガスとなって、第２ハウジング構成体１１ｂに形成された吐出口１９より外部冷媒回路へと排出される。
【００３０】
なお、外部冷媒回路と圧縮機構Ｃとの間での冷媒ガスの流通が、電動モータＭを経由して行われるようにしたのは、この冷媒ガスを利用して電動モータＭを冷却するためである。特に、冷凍サイクルの低圧側のガスたる吸入冷媒ガスを電動モータＭを経由させることで、電動モータＭの冷却が効果的に行われる。
【００３１】
（電動モータ）
図１及び図２に示すように、前記電動モータＭのステータ１２は、ステータコア１６にコイル１５が巻回されてなる。ステータコア１６は、プレス加工等によって成形された珪素鋼板が、軸線Ｌ方向に複数枚が積層されてなる。つまり、ステータコア１６は、電動モータＭのハウジングでもあるコンプレッサハウジング１１とは、異なる熱膨張率を有する材質からなっている（熱膨張率：アルミニウム＞珪素鋼）。ステータコア１６は、軸線Ｌを中心とした円環状をなすバックヨーク１６ａと、このバックヨーク１６ａの内周縁から内方に向かって延出形成された、複数（本実施形態では６つ）のティース１６ｂとからなっている。ステータコア１６においてティース１６ｂには、コイル１５が集中巻きされている。
【００３２】
前記ステータ１２は、第１ハウジング構成体１１ａにおいて周壁２５の内周面２５ａに、ステータコア１６を以て締嵌により固定されている。第１ハウジング構成体１１ａに対するステータ１２の挿入位置は、周壁２５の内周面２５ａにおいて奥側に設けられた段差２５ｂに、ステータコア１６の後端面が当接することで規定されている。
【００３３】
さて、前述したステータ１２と周壁２５との締嵌には、焼き嵌めや圧入等の周知の手法が用いられている。従って、従来技術において述べたように、例えば、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとが、円環状領域つまり全周において接触する構成では、周壁２５とステータコア１６との熱膨張率の違いから、周壁２５によるステータコア１６の締め具合が電動コンプレッサの温度変化によって変動してしまう。周壁２５とステータコア１６との締め代は、電動コンプレッサが高温となった場合でも緩まないように予め設定されている。このため、逆に、電動コンプレッサが低温となった場合には、前記締め具合が過大にきつくなって、ヒビ割れ等の不具合が発生する問題を生じてしまう。
【００３４】
従って、本実施形態においては、電動コンプレッサが低温となった場合においても、周壁２５がステータコア１６を締め過ぎないように、次のような特徴的な構成が備えられている。
【００３５】
（本実施形態の特徴点）
図１及び図２に示すように、前記締嵌により圧接する周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの間には、両周面１６ｃ，２５ａ間の軸線Ｌを中心とした円環状領域での接触を離断するようにして空隙部３２が設けられている。空隙部３２は、軸線Ｌ方向（図２の紙面表裏方向）に延在されており、該空隙部３２は、密閉空間３０内において前方空間３０ａと後方空間３０ｂとを連通する吸入ガス通路の一部をなしている。
【００３６】
図２に示すように、前記空隙部３２は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに複数（本実施形態においては６つ）が設けられている。空隙部３２は、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられている。即ち、空隙部３２は、凹部１７と周壁２５との間に形成される空間によって構成されている。ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を複数形成することで、該外周面１６ｃには角柱状の凸部３１が複数残存している。
【００３７】
前記ステータコア１６の外周面１６ｃは、各凸部３１の円弧凸面たる先端面３１ａを以て、周壁２５の内周面２５ａに当接されている。ステータコア１６における凸部３１の先端面３１ａと、周壁２５の内周面２５ａにおいて凸部３１の先端面３１ａに対する接触領域とが、ステータコア１６と周壁２５との当接部３３を構成している。
【００３８】
前記複数の凸部３１は、軸線Ｌ周りにおいて等角度間隔で配置されている。従って、当接部３３は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに複数（本実施形態においては６つ）が等角度間隔で設けられている。よって、隣接する当接部３３間のピッチＰは何れの箇所も同じとなっている。つまり、複数の空隙部３２は、周壁２５とステータコア１６との当接部３３がステータコア１６の軸線Ｌ周りにおいて等角度間隔で配置されるように設けられていると言える。
【００３９】
前記凹部１７の底面は、ステータコア１６の周方向に関して両端側に位置する領域１７ａ、言い換えれば、凸部３１に隣接する領域１７ａが、ステータコア１６の軸線Ｌを中心とした第１仮想円筒面Ｓ１上に存在するよう円弧面に形成されている。凹部１７の底面においてステータコア１６の周方向の中央部には、前記第１仮想円筒面Ｓ１を窪ませるようにして、凹曲面状に肉取り部１７ｂが設けられている。
【００４０】
前記肉取り部１７ｂは、ステータコア１６において磁束密度が比較的低くなる、ティース１６ｂの基端付近に対応した部位の肉盗みであり、ステータコア１６の軽量化を主たる目的とする。また、凹部１７の底面に肉取り部１７ｂを形成することは、空隙部３２における吸入冷媒ガスの通過断面積の増大につながり、圧縮機構Ｃの吸入効率の向上及び電動モータＭの冷却効率の向上も期待できる。
【００４１】
ここで、前記ステータコア１６の軸線Ｌを中心とするとともに、軸線Ｌ方向の長さがステータコア１６と同じでかつ、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃ（凸部３１の先端面３１ａ）との接触領域（当接部３３）を含む円筒面を、第２仮想円筒面Ｓ２とする。そして、この第２仮想円筒面Ｓ２と第１仮想円筒面Ｓ１との半径差、言い換えれば第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さは、第２仮想円筒面Ｓ２の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５に設定されている。本実施形態の電動コンプレッサは、前記第２仮想円筒面Ｓ２の半径が約５０ｍｍに設定されているため、第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さは、０．２５〜０．７５ｍｍ程度となっている。なお、図１及び図２において凸部３１の突出高さは、誇張して描いてある。
【００４２】
前記空隙部３２は、第２仮想円筒面Ｓ２において、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの接触領域の面積を、非接触領域の面積よりも狭くするように設定されている。特に、本実施形態では、第２仮想円筒面Ｓ２において接触領域が占める面積の割合は、３割以下となっている。
【００４３】
上記構成の本実施形態においては、次のような作用効果を奏する。
（１）第１ハウジング構成体１１ａの周壁２５の内周面２５ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃとの間に、両周面１６ｃ，２５ａ間の円環状領域での接触を離断するようにして空隙部３２が設けられている。従って、電動コンプレッサの低温化によって、アルミニウム製の周壁２５と珪素鋼製のステータコア１６とが、両者１６，２５間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に収縮されると、周壁２５において空隙部３２に対応する部位たる湾曲板状のバネ様部２５ｄが、この空隙部３２側へ板バネの様に弾性変形されることとなる。
【００４４】
このバネ様部２５ｄの弾性変形によって、周壁２５とステータコア１６との収縮差が吸収されて、周壁２５によるステータコア１６の締め過ぎが回避される。よって、周壁２５又はステータコア１６にヒビ割れ等の不具合が発生することを防止でき、これは電動コンプレッサの耐久性向上につながる。
【００４５】
（２）空隙部３２は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに複数が設けられている。つまり、コンプレッサハウジング１１の周壁２５には、ステータコア１６の軸線Ｌ周りの複数箇所に、バネ様部２５ｄが配置されている。従って、周壁２５とステータコア１６とが、電動コンプレッサの低温化によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合、周壁２５は複数のバネ様部２５ｄで分担して弾性変形されることとなる。よって、例えば、空隙部３２が一箇所のみに設定されている場合、言い換えれば周壁２５が一箇所のバネ様部２５ｄにおいて集中的に弾性変形される場合と比較して、周壁２５によるステータコア１６の締め過ぎを確実に回避することができる。また、周壁２５の一部（一箇所のバネ様部２５ｄ）における過大な弾性変形に起因した、周壁２５（コンプレッサハウジング１１）の破損も防止できる。
【００４６】
（３）空隙部３２は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに３つ以上が設けられている。つまり、コンプレッサハウジング１１の周壁２５とステータコア１６とは、ステータコア１６の軸線Ｌ周りにおいて３箇所以上で当接されている。従って、周壁２５におけるステータコア１６の支持箇所である当接部３３は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに３箇所以上が配置されていることとなる。よって、例えば、空隙部３２が２つ、言い換えれば周壁２５とステータコア１６との当接部３３が軸線Ｌ周りに２箇所である場合と比較して、周壁２５によるステータコア１６の支持が３箇所以上で行われることとなって、該支持が安定される。
【００４７】
従って、電動コンプレッサの製造時においてステータコア１６の軸線Ｌと周壁２５の軸線Ｌとを一致させ易く、例えば、回転軸１３をコンプレッサハウジング１１（ベアリング２２，２３）に対して組み付ける際に、回転軸１３と一体のロータ１４がステータコア１６に干渉し難くなる等、電動コンプレッサの製造が容易となる。
【００４８】
（４）コンプレッサハウジング１１の周壁２５とステータコア１６との当接部３３は、軸線Ｌ周りにおいて等角度間隔で配置されている。従って、例えば当接部３３が不等角度間隔で配置されている場合と比較して、周壁２５によるステータコア１６の支持をより安定化させることができる。また、周壁２５とステータコア１６とが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合において、各バネ様部２５ｄを均等に弾性変形させることができ、一部のバネ様部２５ｄの過大な弾性変形に起因した周壁２５の破損もより防止できる。
【００４９】
（５）空隙部３２は、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられている。従って、従来の電動コンプレッサに本発明を適用する場合、ステータコアを製作するための既存のプレス型の形状を一部変更することで、簡単に空隙部３２を設定することができる。
【００５０】
（６）第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さは、第２仮想円筒面Ｓ２の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５となっている。従って、電動コンプレッサの大径化及び電動モータＭのモータ効率の低下の防止と、周壁２５においてバネ様部２５ｄの確実な弾性変形との高次元での両立が達成可能になる。
【００５１】
つまり、電動コンプレッサの大型化につながるステータコア１６の大径化を防止しつつ電動モータＭのモータ効率の低下を防止するためには、第２仮想円筒面Ｓ２と第１仮想円筒面Ｓ１との半径差を小さくして、磁気飽和の要因となる凹部１７（肉取り部１７ｂ以外の領域１７ａ）を浅くする必要ある。また、周壁２５のバネ様部２５ｄを確実に弾性変形させるためには、前記半径差つまり第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さを大きくして、周壁２５の弾性変形を許容するスペース（凹部１７の深さ）を確保する必要がある。両者の兼ね合いで好適なのが、前述した「１０００分の５〜１０００分の１５」の範囲なのである。
【００５２】
（７）周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの間においては、接触領域の面積が非接触領域の面積よりも狭くなるように、空隙部３２が形成されている。このように、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの接触面積を狭く設定することで、周壁２５にはバネ様部２５ｄが広い領域に確保されることとなる。従って、バネ様部２５ｄによる弾性変形が効果的に行われ、ステータコア１６の締め過ぎを確実に回避でき、ヒビ割れ等の不具合が発生することをより確実に防止できる。
【００５３】
特に、前記第２仮想円筒面Ｓ２において、接触領域の面積が占める割合を３割以下とすることで、周壁２５によるステータコア１６の締め過ぎの回避がより確実となる。
【００５４】
（８）空隙部３２は、吸入口１８と圧縮機構Ｃとを接続する吸入冷媒ガス通路の一部をなしている。従って、空隙部３２を通過する低温な吸入冷媒ガスによって電動モータＭが効果的に冷却され、電動モータＭの昇温に起因した効率低下を防止することができる。
【００５５】
（９）空隙部３２に吸入冷媒ガス通路を兼ねさせることができたのは、空隙部３２の通過断面積の多くを占める肉取り部１７ｂの存在が大きい。ここで、例えば、周壁２５の内周面２５ａ側にのみ凹部を設けて空隙部３２を形成する場合、前記肉取り部１７ｂに相当する冷媒ガスの通過断面積を確保しようとすると、その分だけ周壁２５が大径となって電動コンプレッサが大型化してしまう。
【００５６】
しかし、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を設けて空隙部３２を形成する本実施形態においては、ティース１６ｂに対応する位置（磁気飽和を生じない位置）に肉取り部１７ｂを設けることで、この肉取り部１７ｂを有することでのステータコア１６の大径化つまり電動コンプレッサの大型化はない。また、ステータコア１６において、ティース１６ｂに対応する位置に肉取り部１７ｂを設けても磁気飽和が生じないのは、ティース１６ｂに対してコイル１５が集中巻きされるステータ構造によるものである。
【００５７】
従って、例えば、ティース１６ｂにコイル１５を分布巻きするステータ構造では、ステータコア１６への肉取り部１７ｂの形成によって磁気飽和が生じる虞があるため、それを防止するためには、肉取り部１７ｂの分だけステータコア１６を大径とする必要がある。つまり、ティース１６ｂに対してコイル１５が集中巻きされる構造の電動モータＭを有した電動コンプレッサにおいては、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を設けて空隙部３２を形成する手法を採用することで、その大型化なくして空隙部３２に吸入冷媒ガス通路を兼ねさせる態様の実現が可能となる。
【００５８】
○第２実施形態
図３においては第２実施形態を示す。本実施形態において電動モータＭのステータコア１６は、第１実施形態のそれと比較して、ティース１６ｂが小型でかつ数が多く（本実施形態では２４本）なっている。これは、ステータコア１６のティース１６ｂに対するコイル１５の巻回構造に、分布巻きを採用したからである。ティース１６ｂにコイル１５が分布巻きされた電動モータＭは、集中巻きされた電動モータと比較して低騒音である。
【００５９】
また、本実施形態において空隙部３２は、ステータコア１６の外周面１６ｃではなく、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられている。凹部３６は、軸線Ｌ周りに複数（本実施形態においては６つ）が等角度間隔で形成されている。各凹部３６は、コンプレッサハウジング１１の密閉空間３０において、前方空間３０ａと後方空間３０ｂとを連通すべく、ステータコア１６の軸線Ｌ方向の全長よりも長く形成されている。
【００６０】
前記周壁２５の内周面２５ａは、凹部３６を複数形成することで凸部３７が複数残存し、この各凸部３７の円弧凹面たる先端面３７ａを以て、ステータコア１６の円筒外面たる外周面１６ｃに当接されている（当接部３３）。各凹部３６の底面３６ａは全体が凹曲面状をなしている。従って、周壁２５の内周面２５ａは周方向に波打つ形状をなしており、該周壁２５はバネ様部２５ｄが、当接部３３に対応する部位よりも薄肉となっている。
【００６１】
上記構成の本実施形態においては第１実施形態の（１）〜（４）、（７）及び（８）と同様な作用効果も奏する他、次のような作用効果も奏する。
（１０）空隙部３２は、第１ハウジング構成体１１ａにおいて周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられている。従って、従来の電動コンプレッサに本発明を適用する場合、第１ハウジング構成体１１ａを製作するための既存の鋳型の形状を一部変更することで、簡単に空隙部３２を設定することができる。
【００６２】
（１１）ステータコア１６のティース１６ｂにコイル１５を分布巻きする本実施形態のステータ構造では、仮にステータコア１６の外周面１６ｃに前記第１実施形態のような凹部１７を形成すると、磁気飽和が生じる虞がある。従って、磁気飽和を防止するためには、凹部１７が形成された分だけステータコア１６を大径とする必要がある。しかし、本実施形態においては、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで空隙部３２が設けられているため、例えば、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成して空隙部３２を設ける場合と比較して、ステータコア１６を小径とすることつまり電動モータＭを小型化することが可能になる。
【００６３】
○第３〜第５実施形態
図４〜図６においては、上記第２実施形態の変更例である第３〜第５実施形態を示す。第３〜第５実施形態において空隙部３２は、軸線Ｌ周りに５つ以下（第３実施形態では３つ（図４参照）、第４実施形態では４つ（図５参照）、第５実施形態では５つ（図６参照））が設けられている。
【００６４】
つまり、前記コンプレッサハウジング１１の周壁２５とステータコア１６とは、ステータコア１６の軸線Ｌ周りにおいて５箇所以下で当接されている。従って、周壁２５におけるステータコア１６の支持箇所である当接部３３は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに５箇所以下（第３実施形態では３箇所（図４参照）、第４実施形態では４箇所（図５参照）、第５実施形態では５箇所（図６参照））が配置されていることとなる。
【００６５】
また、第３〜第５の各実施形態において、前記周壁２５の内周面２５ａに形成された凹部３６は、バネ様部２５ｄを径方向外側に膨出させることで形成されている。従って、周壁２５の外周面２５ｃは、例えば円周面をなしていた上記第２実施形態とは異なり、内周面２５ａと同様に周方向へ波打つ形状をなしている。つまり、周壁２５は、ほぼ一定の肉厚で周方向に波打つ形状をなしており、該周壁２５の肉厚は、当接部３３に対応する部位とバネ様部２５ｄとでほぼ同じとなっている。
【００６６】
上記構成の第３〜第５実施形態においては、上記作用効果（１）〜（４）、（７）、（８）、（１０）及び（１１）と同様な作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
【００６７】
（１２）周壁２５の内周面２５ａの凹部３６は、該周壁２５のバネ様部２５ｄを径方向外側に膨出することで形成されている。従って、バネ様部２５ｄの径方向への膨出によって、周壁２５がほぼ一定の肉厚で周方向に波打つ形状となるため、例えば、バネ様部２５ｄの肉厚を当接部３３に対応する部位の肉厚よりも薄くすることで周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を設ける場合と比較して、該周壁２５（第１ハウジング構成体１１ａ）の剛性を高めることができる。これは電動コンプレッサの耐久性向上につながる。
【００６８】
（１３）周壁２５において、バネ様部２５ｄを径方向外側に膨出させることは、ステータコア１６の軸線Ｌ周りで５箇所以下とされている。従って、周壁２５とステータコア１６とが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合においても、該周壁２５によるステータコア１６の締め付け力が強くなり過ぎることを防止できる。
【００６９】
つまり、周壁２５に外側への膨出部を形成した場合、該膨出部を形成しない場合よりも周壁２５の剛性が低下するにも拘わらず、例えば、前記ステータコア１６の軸線Ｌ周りにバネ様部２５ｄ（空隙部３２）を６箇所以上設け、該複数のバネ様部２５ｄの内の６箇所以上についてそれぞれ径方向外側に膨出させると、周壁２５の剛性が高くなり過ぎて各バネ様部２５ｄが弾性変形し難くなる。従って、周壁２５とステータコア１６とが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合、該周壁２５によるステータコア１６の締め付け力が強くなり過ぎてしまうのである。
【００７０】
○第６実施形態
図７においては、上記第４実施形態（空隙部３２が４つ設けられた態様）の変更例たる第６実施形態を示す。本実施形態においては、前記周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで、周壁２５とステータコア１６との間に空隙３２ａが設けられている。この凹部３６は、周壁２５のバネ様部２５ｄにおいて凹部３６に対応する一部を、径方向外側に膨出することで形成されている。また、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を設けることで、周壁２５とステータコア１６との間に空隙３２ｂが形成されている。なお、凹部１７からは肉取り部１７ｂ（第１実施形態（図２参照））が削除されている。
【００７１】
前記ステータコア１６側の凹部１７は、周壁２５側の凹部３６よりも周方向に長く設定されている。凹部３６は、凹部１７の一部に開口が向かい合わせとなるように配置されている。従って、凹部３６により設けられた空隙３２ａは、凹部１７により設けられた空隙３２ｂの一部を半径方向外側へ膨出するような形態で該空隙３２ｂに連続されている。つまり、両空隙３２ａ，３２ｂによって一つの空隙部３２が構成されている。
【００７２】
前記各空隙部３２は、隣接する空隙部３２のうちの一方側に対して、互いの空隙３２ａを近づけるようにして設けられている。従って、各空隙部３２は、隣接する空隙部３２のうちの他方に対しては、互いの空隙３２ａが周方向に大きく離間して配置されている。よって、周壁２５が、複数のバネ様部２５ｄの膨出によって周方向に波打つ形状は、各波の頂点が軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されている。
【００７３】
上記構成の本実施形態においては、上記作用効果（１）〜（８）、（１０）、（１２）及び（１３）と同様な作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
【００７４】
（１４）各空隙部３２は、バネ様部２５ｄの一部を半径方向外側に膨出することで形成された凹部３６による空隙３２ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられた空隙３２ｂとで構成されている。従って、バネ様部２５ｄの所定の弾性変形特性を実現するにあたり、該バネ様部２５ｄの全体を径方向外側に膨出する必要がない。よって、例えば、電動コンプレッサの外観形状の凹凸を抑えたい要求、詳しくは周壁２５の外周面２５ｃの形状が波打つことを抑えたい要求に答えつつ、周壁２５の剛性が外側への膨出部によって低下する度合いが必要以上となることを、周壁２５において該膨出部を一部に限定することで防止することと、バネ様部２５ｄの所定の弾性変形特性を実現することとを両立することができ、適切な締め付け力を得ることができる。
【００７５】
○第７実施形態
図８においては、上記第６実施形態の変更例たる第７実施形態を示す。本実施形態においては、複数（本実施形態においては４つ）の凹部１７のうちの一部（本実施形態においては２つ）について、残りの凹部１７よりも周方向の長さが短く設定されている。従って、ステータコア１６の凸部３１つまり周壁２５とステータコア１６との当接部３３は、軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されている。よって、隣接する当接部３３間のピッチＰは、箇所によって異なることとなっている（Ｐ１＞Ｐ２）。ピッチＰが「Ｐ２」で狭い当接部３３間に位置するバネ様部２５ｄは、ピッチＰが「Ｐ１」で広い当接部３３間に位置するバネ様部２５ｄよりも、弾性変形し難くなっている。
【００７６】
上記構成の本実施形態においては、上記作用効果（１）〜（３）、（５）〜（８）、（１０）及び（１２）〜（１４）と同様な作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
【００７７】
（１５）複数の空隙部３２は、周壁２５とステータコア１６との複数の当接部３３が、軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けられている。従って、周壁２５とステータコア１６とが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合、複数のバネ様部２５ｄの弾性変形量は不均等となる。しかし、裏返せば、複数のバネ様部２５ｄはバネ定数つまり固有振動数が異なることとなり、例えば、ステータコア１６の振動を受けて全てのバネ様部２５ｄが同時に共振することを防止できる。よって、該共振に起因した電動コンプレッサの振動騒音の発生を低減することができる。
【００７８】
本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施可能である。
○コンプレッサハウジング１１（周壁２５）は、ステータコア１６と異なる熱膨張率を有する材料であれば、アルミニウム以外の金属材料からなっていてもよいし、金属材料以外の例えば樹脂材料からなっていてもよい。
【００７９】
○上記各実施形態において、コンプレッサハウジング１１（周壁２５）とステータコア１６とは、電動コンプレッサの低温化による両者１６，２５の収縮によって締め具合がきつくなる熱膨張率の大小関係を有していた。これを変更し、コンプレッサハウジング１１とステータコア１６とを、電動コンプレッサの高温化による両者の膨張によって締め具合がきつくなる熱膨張率の大小関係を有するように構成してもよい。つまり、コンプレッサハウジング１１を、ステータコア１６よりも熱膨張率が小さい材質からなるものとしてもよい。
【００８０】
○上記第１及び第２実施形態において空隙部３２は６つ、上記第３実施形態において空隙部３２は３つ、上記第４、第６、第７実施形態において空隙部３２は４つ、上記第５実施形態において空隙部３２は５つ設けられていたが、空隙部３２は３〜６を設けることに限らず、１つ、２つ又は７つ以上を設けるようにしてもよい。
【００８１】
○上記第１〜第５実施形態を変更し、複数の空隙部３２を、周壁２５とステータコア１６との当接部３３が軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けること。このようにすれば、上記作用効果（１５）と同様な作用効果を奏する。
【００８２】
○上記第２〜第７実施形態においてコイル１５は分布巻きとされていたが、これを変更して集中巻きとすること。
○上記第６及び第７実施形態においては、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられた空隙３２ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられた空隙３２ｂとが周方向に連続することで、一つの空隙部３２が構成されていた。これを変更し、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられた空隙３２ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられた空隙３２ｂとを周方向に分離し、両空隙３２ａ，３２ｂをそれぞれ独立した空隙部とすること。つまりこの態様を適用した上記第６及び第７実施形態においては、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに８つの空隙部３２が設けられることとなる。
【００８３】
○圧縮機構Ｃを、ピストンタイプやベーンタイプやヘリカルタイプ等、スクロールタイプ以外に変更すること。
○本発明を、上記各実施形態のような電動モータと回転機械（上記各実施形態においては圧縮機構Ｃ）とが一体化されてなる電動機器ではなく、単なる電動モータにおいて具体化すること。
【００８４】
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記載すると、前記空隙部は、前記ステータコアの外周面に凹部を形成することで設けられた空隙と、前記ハウジングの内周面に凹部を形成することで設けられた空隙とで構成されている電動モータ。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮したとしても、ヒビ割れ等の不具合が発生することを防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の電動コンプレッサの縦断面図。
【図２】 図１の１−１線断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図３】 第２実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図４】 第３実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図５】 第４実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図６】 第５実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図７】 第６実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図８】 第７実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【符号の説明】
１１…ハウジングとしてのコンプレッサハウジング、１５…コイル、１６…ステータコア、１６ｃ…ステータコアの外周面、１７…ステータコアの外周面に形成された凹部、１７ａ…凹部の底面においてステータコアの周方向の両端側に位置する領域、１８…外部配管の接続用の口としての吸入口、２５…コンプレッサハウジングの一部を構成する周壁、２５ａ…ハウジングの内周面としての周壁の内周面、２５ｄ…バネ様部、３０ａ，３０ｂ…ハウジング内においてステータコアの軸線方向の両端側にそれぞれ形成された空間、３２…空隙部、３３…当接部、３６…ハウジングの内周面に形成された凹部、Ｃ…圧縮機構、Ｌ…ステータコアの軸線、Ｍ…電動モータ、Ｓ１…第１仮想円筒面、Ｓ２…第２仮想円筒面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータ、及び電動モータと圧縮機構とが一体化されてなる電動コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両空調装置に用いられる電動モータ一体型の電動コンプレッサにおいては、電動モータを構成する円環状のステータコアを、円筒状をなすハウジングの内側に、焼き嵌めや圧入等の手法を用いて締嵌してなるものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。締嵌によるステータコアの固定は簡便で、電動コンプレッサの低コスト化を図り得る。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−５６４６３号公報（第５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記電動コンプレッサの軽量化を図るためにハウジングをアルミニウム製とした場合、鉄製のステータコアとの熱膨張率の違いから、ハウジングによるステータコアの締め具合が電動コンプレッサの温度変化によって変動してしまう（熱膨張率：アルミニウム＞鉄）。ハウジングとステータコアとの締め代は、電動コンプレッサが高温となった場合でも緩まないように予め設定されている。このため、逆に、電動コンプレッサが低温となった場合には、前記締め具合が過大にきつくなって、両者のいずれかにヒビ割れ等の不具合が発生する問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮したとしても、ヒビ割れ等の不具合が発生することを防止可能な電動モータ及び電動コンプレッサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の電動モータは、締嵌により圧接するハウジングの内周面とステータコアの外周面との間に、両周面間の円環状領域での接触を離断するようにして複数の空隙部が設けられている。そして、電動モータの温度変化により、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮した場合には、ハウジングにおいて空隙部に対応する部位であるバネ様部が、前述した熱膨張率の差に起因した応力の作用によって弾性変形される。さらに、空隙部は、ステータコアの外周面に形成されたステータコア側凹部とハウジングの内周面に形成されたハウジング側凹部とで構成されており、ステータコア側凹部とハウジング側凹部は互いに開口が向かい合うように配置されており、空隙部を構成する前記ハウジング側凹部は、隣接するハウジング側凹部のうちの一方側に対して近づけ、他方のハウジング側凹部に対して離間するように設けられている。バネ様部の弾性変形によって、ハウジングとステータコアとの膨張差又は収縮差が吸収され、ハウジングによるステータコアの締め過ぎを回避でき、該ハウジング又はステータコアにヒビ割れ等の不具合が発生することを防止できる。
請求項２の発明は請求項１において、前記ステータコアにはコイルが分布巻きされている。ステータコアにコイルが分布巻きされた電動モータは、例えば、ステータコアにコイルが集中巻きされた電動モータと比較して低騒音である。
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記ステータコア側凹部のうちの一部のステータコア側凹部は、他のステータコア側凹部よりも周方向の長さが短く設定されている。
請求項４の発明は、ハウジングの内側に、ハウジングとは異なる熱膨張率を有する材質からなる環状のステータコアが締嵌されてなる電動モータにおいて、締嵌により圧接するハウジングの内周面とステータコアの外周面との間には、両周面間の円環状領域での接触を離断するようにして空隙部が設けられており、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮した場合には、ハウジングにおいて空隙部に対応する部位であるバネ様部が弾性変形するように構成され、ステータコアの外周面には、ステータコア側凹部が形成され、ステータコア側凹部には、ステータコアのティースに巻回されたコイルの間に対応する位置に肉取り部が形成され、空隙部はステータコア側凹部と肉取り部とで構成されている。
【０００７】
請求項５の発明は請求項４において、前記空隙部は、前記ステータコアの軸線周りに複数が設けられている。つまり、ハウジングには、ステータコアの軸線周りの複数箇所に、バネ様部が配置されている。従って、ハウジングとステータコアとが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合、ハウジングは複数箇所のバネ様部で分担して弾性変形されることとなる。よって、例えば、空隙部が一箇所のみの場合、言い換えればハウジングが一箇所のバネ様部において集中的に弾性変形される場合と比較して、ハウジングによるステータコアの締め過ぎを確実に回避することができるし、一部における過大な弾性変形に起因したハウジングの破損も防止できる。
【０００８】
請求項６の発明は請求項５において、前記空隙部は、前記ステータコアの軸線周りに３つ以上が設けられている。つまり、ハウジングとステータコアとは、ステータコアの軸線周りにおいて３箇所以上で当接されている。従って、ハウジングとステータコアとの当接部、言い換えればハウジングにおけるステータコアの支持箇所である当接部は、ステータコアの軸線周りに３箇所以上が配置されていることとなる。よって、例えば、空隙部が２つ言い換えればハウジングとステータコアとの当接部が軸線周りに２箇所である場合と比較して、ハウジングによるステータコアの支持が３箇所以上で行われることとなって、該支持が安定される。従って、電動モータの製造時においてステータコアの軸線とハウジングの軸線とを一致させ易く、電動モータの製造が容易となる。
【０００９】
請求項７の発明は請求項５又は６において、前記複数の空隙部は、前記ハウジングと前記ステータコアとの当接部が前記ステータコアの軸線周りにおいて等角度間隔で配置されるように設けられている。従って、例えば、当接部が不等角度間隔で配置されている場合と比較して、ハウジングによるステータコアの支持をより安定化させることができる。また、ハウジングとステータコアとが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合において、各バネ様部を均等に弾性変形させることができ、一部のバネ様部の過大な弾性変形に起因したハウジングの破損もより防止できる。
【００１０】
請求項８の発明は請求項５又は６において、前記複数の空隙部は、前記ハウジングとステータコアとの当接部が前記ステータコアの軸線周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けられている。従って、周方向のピッチが狭い当接部間に位置するバネ様部は、周方向のピッチが広い当接部間に位置するバネ様部よりも、弾性変形し難くなっている。つまり、ハウジングとステータコアとが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合、複数のバネ様部の弾性変形量は不均等となる。しかし、裏返せば、複数のバネ様部はバネ定数つまり固有振動数が異なることとなり、例えば、ステータコアの振動を受けて全てのバネ様部が同時に共振することを防止できる。よって、該共振に起因した電動モータの振動騒音の発生を低減することができる。
【００１２】
請求項９の発明は請求項１〜８のいずれか一項において、電動モータの大径化及びモータ効率の低下の防止と、ハウジングにおいてバネ様部の確実な弾性変形との高次元での両立を達成可能な構成について言及するものである。即ち、前記凹部の底面において、少なくともステータコアの周方向に関して両端部に位置する領域は、ステータコアの軸線を中心とした第１仮想円筒面上に存在するよう形成されている。ステータコアの軸線を中心とし、ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触領域を含む円筒面を第２仮想円筒面とする。そして、前記第１仮想円筒面と第２仮想円筒面との半径差は、第２仮想円筒面の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５となっている。
【００１３】
つまり、電動モータの大型化につながるステータコアの大径化を防止しつつモータ効率の低下を防止するためには、第２仮想円筒面と第１仮想円筒面の半径差をできるだけ小さくし、磁気飽和の要因となる凹部を浅くする必要がある。また、ハウジングのバネ様部を確実に弾性変形させるためには、前記半径差を大きくし、ハウジングの弾性変形を許容するスペースを確保する必要がある。両者の兼ね合いで好適なのが、前述した「１０００分の５〜１０００分の１５」の範囲なのである。
【００１４】
請求項１０の発明は請求項４〜９のいずれか一項において、前記空隙部は、ハウジングの内周面に凹部を形成することで設けられている。従って、例えば、ハウジングを鋳造等により製作する場合、既存の鋳型の形状を一部変更することで、従来の電動モータに対して簡単に空隙部を設定することができる。
【００１５】
請求項１１の発明は請求項１〜１０のいずれか一項において、前記ハウジングの内周面の凹部は、前記バネ様部を径方向外側に膨出することで形成されている。従って、バネ様部の径方向への膨出によって、ハウジングはほぼ一定の肉厚で周方向に波打つ形状となるため、例えば、バネ様部の肉厚をハウジングにおけるバネ様部以外の部位の肉厚よりも薄くすることでハウジングの内周面の凹部を設ける場合と比較して、該ハウジングの剛性を高めることができる。これは電動モータの耐久性向上につながる。
【００１６】
請求項１２の発明は請求項１１において、前記バネ様部を径方向外側に膨出させることは、前記ステータコアの軸線周りで５箇所以下とされている。従って、ハウジングとステータコアとが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合においても、該ハウジングによるステータコアの締め付け力が強くなり過ぎることを防止できる。
【００１７】
つまり、例えば、前記ステータコアの軸線周りにバネ様部（空隙部）を６箇所以上設け、該複数のバネ様部の内の６箇所以上についてそれぞれ径方向外側に膨出させると、ハウジングの剛性が高くなり過ぎて各バネ様部が弾性変形し難くなる。従って、ハウジングとステータコアとが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮された場合、該ハウジングによるステータコアの締め付け力が強くなり過ぎてしまうのである。
【００１８】
請求項１３の発明は請求項１〜１２のいずれか一項において、前記ステータコアの軸線を中心とし前記ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触領域を含む仮想円筒面において、ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触領域の面積が非接触領域の面積よりも狭くなるように、前記空隙部が形成されている。このように、ハウジングの内周面とステータコアの外周面との接触面積を狭く設定することで、ハウジングにはバネ様部が広い領域に確保されることとなる。従って、バネ様部による弾性変形が効果的に行われ、ステータコアの締め過ぎを確実に回避でき、ヒビ割れ等の不具合が発生することをより確実に防止できる。
【００１９】
請求項１４の発明は請求項１３において、前記ハウジングによるステータコアの締め過ぎを確実に回避するのに特に好適な、仮想円筒面における接触領域の面積の割合について言及するものである。即ち、前記仮想円筒面において、接触領域の面積が占める割合は３割以下である。
【００２１】
請求項１５の発明の電動コンプレッサは、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電動モータと、前記ハウジング内に収容され、電動モータにより駆動されてガス圧縮を行う圧縮機構とからなっている。従って、本発明の電動コンプレッサにおいても、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発明の作用効果が奏せられる。
【００２２】
請求項１６の発明は請求項１５において、前記空隙部は、ハウジング内においてステータコアの軸線方向の両端側にそれぞれ形成された空間を連通している。
空隙部は、一方の空間側に配設された圧縮機構と、他方の空間に対応してハウジングに設けられた、外部配管の接続用の口とを接続するガス通路として利用されている。従って、空隙部を通過するガスによって電動モータが冷却され、電動モータの昇温に起因した効率低下を防止することができる。この電動モータの冷却は、空隙部を、外部配管の接続用の口たる吸入口から圧縮機構へ向かう低温な吸入ガスの通路として利用した場合に特に効果的となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両空調装置用の電動コンプレッサにおいて具体化した第１〜第７実施形態について説明する。なお、第２〜第７実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００２４】
○第１実施形態
（電動コンプレッサの概要）
図１に示すように、電動コンプレッサの外郭をなすコンプレッサハウジング１１は、第１ハウジング構成体１１ａと第２ハウジング構成体１１ｂの二つのハウジング構成体からなっている。第１ハウジング構成体１１ａは、円筒状をなす周壁２５の図面右方側に底が形成された有底円筒状をなし、アルミニウム（本実施形態においてアルミニウムは、アルミニウム合金も含むものとする）のダイカスト鋳物によって製作されている。第２ハウジング構成体１１ｂは、図面左方側が蓋となる有蓋円筒状をなし、アルミニウムのダイカスト鋳物によって製作されている。第１ハウジング構成体１１ａと第２ハウジング構成体１１ｂとを接合固定することで、コンプレッサハウジング１１内には密閉空間３０が形成されている。なお、図１の左方を電動コンプレッサの前方とし右方を後方とする。
【００２５】
アルミニウム製のコンプレッサハウジング１１は、例えば鉄製よりも軽量であり、このコンプレッサハウジング１１を備えた電動コンプレッサは、車両の燃費向上等、車載用として特に好適なものとなる。また、各ハウジング構成体１１ａ，１１ｂを鋳造によって製作することで、例えば各ハウジング構成体１１ａ，１１ｂをプレス加工によって製作する場合と比較して、コンプレッサハウジング１１の形状の設定の自由度が大きくなる。従って、例えば、電動コンプレッサを車両に取り付けるための取付足（図示しない）を、コンプレッサハウジング１１（ハウジング構成体１１ａ及び／又は１１ｂ）に一体形成することが容易となり、電動コンプレッサの部品点数を低減可能となる。
【００２６】
前記コンプレッサハウジング１１の密閉空間３０内では、回転軸１３が第１ハウジング構成体１１ａによって、前後のベアリング２２，２３を介して回転可能に支持されている。この回転軸１３の回転中心軸線Ｌが、電動コンプレッサの中心軸線をなしている。第１ハウジング構成体１１ａの周壁２５は、電動コンプレッサの中心軸線Ｌを中心とした円筒内面（内周面２５ａ）を有している。
【００２７】
前記コンプレッサハウジング１１の密閉空間３０内には、電動モータＭの要素と圧縮機構Ｃとが収容されている。電動モータＭは、第１ハウジング構成体１１ａにおいて周壁２５の内周面２５ａに固定されたステータ１２と、ステータ１２の内方において回転軸１３に設けられたロータ１４とからなるブラシレスＤＣタイプである。電動モータＭは、ステータ１２のコイル１５に電力の供給を受けることで回転軸１３を回転させる。
【００２８】
前記密閉空間３０内においてステータ１２の軸線Ｌ方向の両端側には、それぞれ空間３０ａ，３０ｂが形成されている。即ち、ステータ１２よりも前方側には、圧縮機構Ｃとの間に前方空間３０ａが、ステータ１２よりも後方側には後方空間３０ｂがそれぞれ区画形成されている。第１ハウジング構成体１１ａには、後方空間３０ｂに対応して吸入口１８が設けられている。吸入口１８は、図示しない外部冷媒回路の配管を接続するための電動コンプレッサの口である。
【００２９】
前記圧縮機構Ｃは、固定スクロール２０と可動スクロール２１とを備えたスクロールタイプよりなっている。可動スクロール２１は、回転軸１３の回転に応じて固定スクロール２０に対して旋回することで、冷媒ガスの圧縮を行う。従って、電動モータＭの駆動によって圧縮機構Ｃが動作されると、外部冷媒回路からの低温低圧の冷媒ガスは、吸入口１８から後方空間３０ｂ及び電動モータＭ並びに前方空間３０ａを経由して圧縮機構Ｃに吸入される。圧縮機構Ｃに吸入された冷媒ガスは、圧縮機構Ｃの圧縮作用によって高温高圧の冷媒ガスとなって、第２ハウジング構成体１１ｂに形成された吐出口１９より外部冷媒回路へと排出される。
【００３０】
なお、外部冷媒回路と圧縮機構Ｃとの間での冷媒ガスの流通が、電動モータＭを経由して行われるようにしたのは、この冷媒ガスを利用して電動モータＭを冷却するためである。特に、冷凍サイクルの低圧側のガスたる吸入冷媒ガスを電動モータＭを経由させることで、電動モータＭの冷却が効果的に行われる。
【００３１】
（電動モータ）
図１及び図２に示すように、前記電動モータＭのステータ１２は、ステータコア１６にコイル１５が巻回されてなる。ステータコア１６は、プレス加工等によって成形された珪素鋼板が、軸線Ｌ方向に複数枚が積層されてなる。つまり、ステータコア１６は、電動モータＭのハウジングでもあるコンプレッサハウジング１１とは、異なる熱膨張率を有する材質からなっている（熱膨張率：アルミニウム＞珪素鋼）。ステータコア１６は、軸線Ｌを中心とした円環状をなすバックヨーク１６ａと、このバックヨーク１６ａの内周縁から内方に向かって延出形成された、複数（本実施形態では６つ）のティース１６ｂとからなっている。ステータコア１６においてティース１６ｂには、コイル１５が集中巻きされている。
【００３２】
前記ステータ１２は、第１ハウジング構成体１１ａにおいて周壁２５の内周面２５ａに、ステータコア１６を以て締嵌により固定されている。第１ハウジング構成体１１ａに対するステータ１２の挿入位置は、周壁２５の内周面２５ａにおいて奥側に設けられた段差２５ｂに、ステータコア１６の後端面が当接することで規定されている。
【００３３】
さて、前述したステータ１２と周壁２５との締嵌には、焼き嵌めや圧入等の周知の手法が用いられている。従って、従来技術において述べたように、例えば、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとが、円環状領域つまり全周において接触する構成では、周壁２５とステータコア１６との熱膨張率の違いから、周壁２５によるステータコア１６の締め具合が電動コンプレッサの温度変化によって変動してしまう。周壁２５とステータコア１６との締め代は、電動コンプレッサが高温となった場合でも緩まないように予め設定されている。このため、逆に、電動コンプレッサが低温となった場合には、前記締め具合が過大にきつくなって、ヒビ割れ等の不具合が発生する問題を生じてしまう。
【００３４】
従って、本実施形態においては、電動コンプレッサが低温となった場合においても、周壁２５がステータコア１６を締め過ぎないように、次のような特徴的な構成が備えられている。
【００３５】
（本実施形態の特徴点）
図１及び図２に示すように、前記締嵌により圧接する周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの間には、両周面１６ｃ，２５ａ間の軸線Ｌを中心とした円環状領域での接触を離断するようにして空隙部３２が設けられている。空隙部３２は、軸線Ｌ方向（図２の紙面表裏方向）に延在されており、該空隙部３２は、密閉空間３０内において前方空間３０ａと後方空間３０ｂとを連通する吸入ガス通路の一部をなしている。
【００３６】
図２に示すように、前記空隙部３２は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに複数（本実施形態においては６つ）が設けられている。空隙部３２は、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられている。即ち、空隙部３２は、凹部１７と周壁２５との間に形成される空間によって構成されている。ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を複数形成することで、該外周面１６ｃには角柱状の凸部３１が複数残存している。
【００３７】
前記ステータコア１６の外周面１６ｃは、各凸部３１の円弧凸面たる先端面３１ａを以て、周壁２５の内周面２５ａに当接されている。ステータコア１６における凸部３１の先端面３１ａと、周壁２５の内周面２５ａにおいて凸部３１の先端面３１ａに対する接触領域とが、ステータコア１６と周壁２５との当接部３３を構成している。
【００３８】
前記複数の凸部３１は、軸線Ｌ周りにおいて等角度間隔で配置されている。従って、当接部３３は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに複数（本実施形態においては６つ）が等角度間隔で設けられている。よって、隣接する当接部３３間のピッチＰは何れの箇所も同じとなっている。つまり、複数の空隙部３２は、周壁２５とステータコア１６との当接部３３がステータコア１６の軸線Ｌ周りにおいて等角度間隔で配置されるように設けられていると言える。
【００３９】
前記凹部１７の底面は、ステータコア１６の周方向に関して両端側に位置する領域１７ａ、言い換えれば、凸部３１に隣接する領域１７ａが、ステータコア１６の軸線Ｌを中心とした第１仮想円筒面Ｓ１上に存在するよう円弧面に形成されている。凹部１７の底面においてステータコア１６の周方向の中央部には、前記第１仮想円筒面Ｓ１を窪ませるようにして、凹曲面状に肉取り部１７ｂが設けられている。
【００４０】
前記肉取り部１７ｂは、ステータコア１６において磁束密度が比較的低くなる、ティース１６ｂの基端付近に対応した部位の肉盗みであり、ステータコア１６の軽量化を主たる目的とする。また、凹部１７の底面に肉取り部１７ｂを形成することは、空隙部３２における吸入冷媒ガスの通過断面積の増大につながり、圧縮機構Ｃの吸入効率の向上及び電動モータＭの冷却効率の向上も期待できる。
【００４１】
ここで、前記ステータコア１６の軸線Ｌを中心とするとともに、軸線Ｌ方向の長さがステータコア１６と同じでかつ、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃ（凸部３１の先端面３１ａ）との接触領域（当接部３３）を含む円筒面を、第２仮想円筒面Ｓ２とする。そして、この第２仮想円筒面Ｓ２と第１仮想円筒面Ｓ１との半径差、言い換えれば第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さは、第２仮想円筒面Ｓ２の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５に設定されている。本実施形態の電動コンプレッサは、前記第２仮想円筒面Ｓ２の半径が約５０ｍｍに設定されているため、第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さは、０．２５〜０．７５ｍｍ程度となっている。なお、図１及び図２において凸部３１の突出高さは、誇張して描いてある。
【００４２】
前記空隙部３２は、第２仮想円筒面Ｓ２において、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの接触領域の面積を、非接触領域の面積よりも狭くするように設定されている。特に、本実施形態では、第２仮想円筒面Ｓ２において接触領域が占める面積の割合は、３割以下となっている。
【００４３】
上記構成の本実施形態においては、次のような作用効果を奏する。
（１）第１ハウジング構成体１１ａの周壁２５の内周面２５ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃとの間に、両周面１６ｃ，２５ａ間の円環状領域での接触を離断するようにして空隙部３２が設けられている。従って、電動コンプレッサの低温化によって、アルミニウム製の周壁２５と珪素鋼製のステータコア１６とが、両者１６，２５間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に収縮されると、周壁２５において空隙部３２に対応する部位たる湾曲板状のバネ様部２５ｄが、この空隙部３２側へ板バネの様に弾性変形されることとなる。
【００４４】
このバネ様部２５ｄの弾性変形によって、周壁２５とステータコア１６との収縮差が吸収されて、周壁２５によるステータコア１６の締め過ぎが回避される。よって、周壁２５又はステータコア１６にヒビ割れ等の不具合が発生することを防止でき、これは電動コンプレッサの耐久性向上につながる。
【００４５】
（２）空隙部３２は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに複数が設けられている。つまり、コンプレッサハウジング１１の周壁２５には、ステータコア１６の軸線Ｌ周りの複数箇所に、バネ様部２５ｄが配置されている。従って、周壁２５とステータコア１６とが、電動コンプレッサの低温化によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合、周壁２５は複数のバネ様部２５ｄで分担して弾性変形されることとなる。よって、例えば、空隙部３２が一箇所のみに設定されている場合、言い換えれば周壁２５が一箇所のバネ様部２５ｄにおいて集中的に弾性変形される場合と比較して、周壁２５によるステータコア１６の締め過ぎを確実に回避することができる。また、周壁２５の一部（一箇所のバネ様部２５ｄ）における過大な弾性変形に起因した、周壁２５（コンプレッサハウジング１１）の破損も防止できる。
【００４６】
（３）空隙部３２は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに３つ以上が設けられている。つまり、コンプレッサハウジング１１の周壁２５とステータコア１６とは、ステータコア１６の軸線Ｌ周りにおいて３箇所以上で当接されている。従って、周壁２５におけるステータコア１６の支持箇所である当接部３３は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに３箇所以上が配置されていることとなる。よって、例えば、空隙部３２が２つ、言い換えれば周壁２５とステータコア１６との当接部３３が軸線Ｌ周りに２箇所である場合と比較して、周壁２５によるステータコア１６の支持が３箇所以上で行われることとなって、該支持が安定される。
【００４７】
従って、電動コンプレッサの製造時においてステータコア１６の軸線Ｌと周壁２５の軸線Ｌとを一致させ易く、例えば、回転軸１３をコンプレッサハウジング１１（ベアリング２２，２３）に対して組み付ける際に、回転軸１３と一体のロータ１４がステータコア１６に干渉し難くなる等、電動コンプレッサの製造が容易となる。
【００４８】
（４）コンプレッサハウジング１１の周壁２５とステータコア１６との当接部３３は、軸線Ｌ周りにおいて等角度間隔で配置されている。従って、例えば当接部３３が不等角度間隔で配置されている場合と比較して、周壁２５によるステータコア１６の支持をより安定化させることができる。また、周壁２５とステータコア１６とが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合において、各バネ様部２５ｄを均等に弾性変形させることができ、一部のバネ様部２５ｄの過大な弾性変形に起因した周壁２５の破損もより防止できる。
【００４９】
（５）空隙部３２は、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられている。従って、従来の電動コンプレッサに本発明を適用する場合、ステータコアを製作するための既存のプレス型の形状を一部変更することで、簡単に空隙部３２を設定することができる。
【００５０】
（６）第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さは、第２仮想円筒面Ｓ２の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５となっている。従って、電動コンプレッサの大径化及び電動モータＭのモータ効率の低下の防止と、周壁２５においてバネ様部２５ｄの確実な弾性変形との高次元での両立が達成可能になる。
【００５１】
つまり、電動コンプレッサの大型化につながるステータコア１６の大径化を防止しつつ電動モータＭのモータ効率の低下を防止するためには、第２仮想円筒面Ｓ２と第１仮想円筒面Ｓ１との半径差を小さくして、磁気飽和の要因となる凹部１７（肉取り部１７ｂ以外の領域１７ａ）を浅くする必要ある。また、周壁２５のバネ様部２５ｄを確実に弾性変形させるためには、前記半径差つまり第１仮想円筒面Ｓ１からの凸部３１の突出高さを大きくして、周壁２５の弾性変形を許容するスペース（凹部１７の深さ）を確保する必要がある。両者の兼ね合いで好適なのが、前述した「１０００分の５〜１０００分の１５」の範囲なのである。
【００５２】
（７）周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの間においては、接触領域の面積が非接触領域の面積よりも狭くなるように、空隙部３２が形成されている。このように、周壁２５の内周面２５ａとステータコア１６の外周面１６ｃとの接触面積を狭く設定することで、周壁２５にはバネ様部２５ｄが広い領域に確保されることとなる。従って、バネ様部２５ｄによる弾性変形が効果的に行われ、ステータコア１６の締め過ぎを確実に回避でき、ヒビ割れ等の不具合が発生することをより確実に防止できる。
【００５３】
特に、前記第２仮想円筒面Ｓ２において、接触領域の面積が占める割合を３割以下とすることで、周壁２５によるステータコア１６の締め過ぎの回避がより確実となる。
【００５４】
（８）空隙部３２は、吸入口１８と圧縮機構Ｃとを接続する吸入冷媒ガス通路の一部をなしている。従って、空隙部３２を通過する低温な吸入冷媒ガスによって電動モータＭが効果的に冷却され、電動モータＭの昇温に起因した効率低下を防止することができる。
【００５５】
（９）空隙部３２に吸入冷媒ガス通路を兼ねさせることができたのは、空隙部３２の通過断面積の多くを占める肉取り部１７ｂの存在が大きい。ここで、例えば、周壁２５の内周面２５ａ側にのみ凹部を設けて空隙部３２を形成する場合、前記肉取り部１７ｂに相当する冷媒ガスの通過断面積を確保しようとすると、その分だけ周壁２５が大径となって電動コンプレッサが大型化してしまう。
【００５６】
しかし、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を設けて空隙部３２を形成する本実施形態においては、ティース１６ｂに対応する位置（磁気飽和を生じない位置）に肉取り部１７ｂを設けることで、この肉取り部１７ｂを有することでのステータコア１６の大径化つまり電動コンプレッサの大型化はない。また、ステータコア１６において、ティース１６ｂに対応する位置に肉取り部１７ｂを設けても磁気飽和が生じないのは、ティース１６ｂに対してコイル１５が集中巻きされるステータ構造によるものである。
【００５７】
従って、例えば、ティース１６ｂにコイル１５を分布巻きするステータ構造では、ステータコア１６への肉取り部１７ｂの形成によって磁気飽和が生じる虞があるため、それを防止するためには、肉取り部１７ｂの分だけステータコア１６を大径とする必要がある。つまり、ティース１６ｂに対してコイル１５が集中巻きされる構造の電動モータＭを有した電動コンプレッサにおいては、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を設けて空隙部３２を形成する手法を採用することで、その大型化なくして空隙部３２に吸入冷媒ガス通路を兼ねさせる態様の実現が可能となる。
【００５８】
○第２実施形態
図３においては第２実施形態を示す。本実施形態において電動モータＭのステータコア１６は、第１実施形態のそれと比較して、ティース１６ｂが小型でかつ数が多く（本実施形態では２４本）なっている。これは、ステータコア１６のティース１６ｂに対するコイル１５の巻回構造に、分布巻きを採用したからである。ティース１６ｂにコイル１５が分布巻きされた電動モータＭは、集中巻きされた電動モータと比較して低騒音である。
【００５９】
また、本実施形態において空隙部３２は、ステータコア１６の外周面１６ｃではなく、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられている。凹部３６は、軸線Ｌ周りに複数（本実施形態においては６つ）が等角度間隔で形成されている。各凹部３６は、コンプレッサハウジング１１の密閉空間３０において、前方空間３０ａと後方空間３０ｂとを連通すべく、ステータコア１６の軸線Ｌ方向の全長よりも長く形成されている。
【００６０】
前記周壁２５の内周面２５ａは、凹部３６を複数形成することで凸部３７が複数残存し、この各凸部３７の円弧凹面たる先端面３７ａを以て、ステータコア１６の円筒外面たる外周面１６ｃに当接されている（当接部３３）。各凹部３６の底面３６ａは全体が凹曲面状をなしている。従って、周壁２５の内周面２５ａは周方向に波打つ形状をなしており、該周壁２５はバネ様部２５ｄが、当接部３３に対応する部位よりも薄肉となっている。
【００６１】
上記構成の本実施形態においては第１実施形態の（１）〜（４）、（７）及び（８）と同様な作用効果も奏する他、次のような作用効果も奏する。
（１０）空隙部３２は、第１ハウジング構成体１１ａにおいて周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられている。従って、従来の電動コンプレッサに本発明を適用する場合、第１ハウジング構成体１１ａを製作するための既存の鋳型の形状を一部変更することで、簡単に空隙部３２を設定することができる。
【００６２】
（１１）ステータコア１６のティース１６ｂにコイル１５を分布巻きする本実施形態のステータ構造では、仮にステータコア１６の外周面１６ｃに前記第１実施形態のような凹部１７を形成すると、磁気飽和が生じる虞がある。従って、磁気飽和を防止するためには、凹部１７が形成された分だけステータコア１６を大径とする必要がある。しかし、本実施形態においては、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで空隙部３２が設けられているため、例えば、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成して空隙部３２を設ける場合と比較して、ステータコア１６を小径とすることつまり電動モータＭを小型化することが可能になる。
【００６３】
○第３〜第５実施形態
図４〜図６においては、上記第２実施形態の変更例である第３〜第５実施形態を示す。第３〜第５実施形態において空隙部３２は、軸線Ｌ周りに５つ以下（第３実施形態では３つ（図４参照）、第４実施形態では４つ（図５参照）、第５実施形態では５つ（図６参照））が設けられている。
【００６４】
つまり、前記コンプレッサハウジング１１の周壁２５とステータコア１６とは、ステータコア１６の軸線Ｌ周りにおいて５箇所以下で当接されている。従って、周壁２５におけるステータコア１６の支持箇所である当接部３３は、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに５箇所以下（第３実施形態では３箇所（図４参照）、第４実施形態では４箇所（図５参照）、第５実施形態では５箇所（図６参照））が配置されていることとなる。
【００６５】
また、第３〜第５の各実施形態において、前記周壁２５の内周面２５ａに形成された凹部３６は、バネ様部２５ｄを径方向外側に膨出させることで形成されている。従って、周壁２５の外周面２５ｃは、例えば円周面をなしていた上記第２実施形態とは異なり、内周面２５ａと同様に周方向へ波打つ形状をなしている。つまり、周壁２５は、ほぼ一定の肉厚で周方向に波打つ形状をなしており、該周壁２５の肉厚は、当接部３３に対応する部位とバネ様部２５ｄとでほぼ同じとなっている。
【００６６】
上記構成の第３〜第５実施形態においては、上記作用効果（１）〜（４）、（７）、（８）、（１０）及び（１１）と同様な作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
【００６７】
（１２）周壁２５の内周面２５ａの凹部３６は、該周壁２５のバネ様部２５ｄを径方向外側に膨出することで形成されている。従って、バネ様部２５ｄの径方向への膨出によって、周壁２５がほぼ一定の肉厚で周方向に波打つ形状となるため、例えば、バネ様部２５ｄの肉厚を当接部３３に対応する部位の肉厚よりも薄くすることで周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を設ける場合と比較して、該周壁２５（第１ハウジング構成体１１ａ）の剛性を高めることができる。これは電動コンプレッサの耐久性向上につながる。
【００６８】
（１３）周壁２５において、バネ様部２５ｄを径方向外側に膨出させることは、ステータコア１６の軸線Ｌ周りで５箇所以下とされている。従って、周壁２５とステータコア１６とが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合においても、該周壁２５によるステータコア１６の締め付け力が強くなり過ぎることを防止できる。
【００６９】
つまり、周壁２５に外側への膨出部を形成した場合、該膨出部を形成しない場合よりも周壁２５の剛性が低下するにも拘わらず、例えば、前記ステータコア１６の軸線Ｌ周りにバネ様部２５ｄ（空隙部３２）を６箇所以上設け、該複数のバネ様部２５ｄの内の６箇所以上についてそれぞれ径方向外側に膨出させると、周壁２５の剛性が高くなり過ぎて各バネ様部２５ｄが弾性変形し難くなる。従って、周壁２５とステータコア１６とが熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合、該周壁２５によるステータコア１６の締め付け力が強くなり過ぎてしまうのである。
【００７０】
○第６実施形態
図７においては、上記第４実施形態（空隙部３２が４つ設けられた態様）の変更例たる第６実施形態を示す。本実施形態においては、前記周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで、周壁２５とステータコア１６との間に空隙３２ａが設けられている。この凹部３６は、周壁２５のバネ様部２５ｄにおいて凹部３６に対応する一部を、径方向外側に膨出することで形成されている。また、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を設けることで、周壁２５とステータコア１６との間に空隙３２ｂが形成されている。なお、凹部１７からは肉取り部１７ｂ（第１実施形態（図２参照））が削除されている。
【００７１】
前記ステータコア１６側の凹部１７は、周壁２５側の凹部３６よりも周方向に長く設定されている。凹部３６は、凹部１７の一部に開口が向かい合わせとなるように配置されている。従って、凹部３６により設けられた空隙３２ａは、凹部１７により設けられた空隙３２ｂの一部を半径方向外側へ膨出するような形態で該空隙３２ｂに連続されている。つまり、両空隙３２ａ，３２ｂによって一つの空隙部３２が構成されている。
【００７２】
前記各空隙部３２は、隣接する空隙部３２のうちの一方側に対して、互いの空隙３２ａを近づけるようにして設けられている。従って、各空隙部３２は、隣接する空隙部３２のうちの他方に対しては、互いの空隙３２ａが周方向に大きく離間して配置されている。よって、周壁２５が、複数のバネ様部２５ｄの膨出によって周方向に波打つ形状は、各波の頂点が軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されている。
【００７３】
上記構成の本実施形態においては、上記作用効果（１）〜（８）、（１０）、（１２）及び（１３）と同様な作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
【００７４】
（１４）各空隙部３２は、バネ様部２５ｄの一部を半径方向外側に膨出することで形成された凹部３６による空隙３２ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられた空隙３２ｂとで構成されている。従って、バネ様部２５ｄの所定の弾性変形特性を実現するにあたり、該バネ様部２５ｄの全体を径方向外側に膨出する必要がない。よって、例えば、電動コンプレッサの外観形状の凹凸を抑えたい要求、詳しくは周壁２５の外周面２５ｃの形状が波打つことを抑えたい要求に答えつつ、周壁２５の剛性が外側への膨出部によって低下する度合いが必要以上となることを、周壁２５において該膨出部を一部に限定することで防止することと、バネ様部２５ｄの所定の弾性変形特性を実現することとを両立することができ、適切な締め付け力を得ることができる。
【００７５】
○第７実施形態
図８においては、上記第６実施形態の変更例たる第７実施形態を示す。本実施形態においては、複数（本実施形態においては４つ）の凹部１７のうちの一部（本実施形態においては２つ）について、残りの凹部１７よりも周方向の長さが短く設定されている。従って、ステータコア１６の凸部３１つまり周壁２５とステータコア１６との当接部３３は、軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されている。よって、隣接する当接部３３間のピッチＰは、箇所によって異なることとなっている（Ｐ１＞Ｐ２）。ピッチＰが「Ｐ２」で狭い当接部３３間に位置するバネ様部２５ｄは、ピッチＰが「Ｐ１」で広い当接部３３間に位置するバネ様部２５ｄよりも、弾性変形し難くなっている。
【００７６】
上記構成の本実施形態においては、上記作用効果（１）〜（３）、（５）〜（８）、（１０）及び（１２）〜（１４）と同様な作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
【００７７】
（１５）複数の空隙部３２は、周壁２５とステータコア１６との複数の当接部３３が、軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けられている。従って、周壁２５とステータコア１６とが、熱影響によって締め具合がきつくなる方向に収縮された場合、複数のバネ様部２５ｄの弾性変形量は不均等となる。しかし、裏返せば、複数のバネ様部２５ｄはバネ定数つまり固有振動数が異なることとなり、例えば、ステータコア１６の振動を受けて全てのバネ様部２５ｄが同時に共振することを防止できる。よって、該共振に起因した電動コンプレッサの振動騒音の発生を低減することができる。
【００７８】
本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施可能である。
○コンプレッサハウジング１１（周壁２５）は、ステータコア１６と異なる熱膨張率を有する材料であれば、アルミニウム以外の金属材料からなっていてもよいし、金属材料以外の例えば樹脂材料からなっていてもよい。
【００７９】
○上記各実施形態において、コンプレッサハウジング１１（周壁２５）とステータコア１６とは、電動コンプレッサの低温化による両者１６，２５の収縮によって締め具合がきつくなる熱膨張率の大小関係を有していた。これを変更し、コンプレッサハウジング１１とステータコア１６とを、電動コンプレッサの高温化による両者の膨張によって締め具合がきつくなる熱膨張率の大小関係を有するように構成してもよい。つまり、コンプレッサハウジング１１を、ステータコア１６よりも熱膨張率が小さい材質からなるものとしてもよい。
【００８０】
○上記第１及び第２実施形態において空隙部３２は６つ、上記第３実施形態において空隙部３２は３つ、上記第４、第６、第７実施形態において空隙部３２は４つ、上記第５実施形態において空隙部３２は５つ設けられていたが、空隙部３２は３〜６を設けることに限らず、１つ、２つ又は７つ以上を設けるようにしてもよい。
【００８１】
○上記第１〜第５実施形態を変更し、複数の空隙部３２を、周壁２５とステータコア１６との当接部３３が軸線Ｌ周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けること。このようにすれば、上記作用効果（１５）と同様な作用効果を奏する。
【００８２】
○上記第２〜第７実施形態においてコイル１５は分布巻きとされていたが、これを変更して集中巻きとすること。
○上記第６及び第７実施形態においては、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられた空隙３２ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられた空隙３２ｂとが周方向に連続することで、一つの空隙部３２が構成されていた。これを変更し、周壁２５の内周面２５ａに凹部３６を形成することで設けられた空隙３２ａと、ステータコア１６の外周面１６ｃに凹部１７を形成することで設けられた空隙３２ｂとを周方向に分離し、両空隙３２ａ，３２ｂをそれぞれ独立した空隙部とすること。つまりこの態様を適用した上記第６及び第７実施形態においては、ステータコア１６の軸線Ｌ周りに８つの空隙部３２が設けられることとなる。
【００８３】
○圧縮機構Ｃを、ピストンタイプやベーンタイプやヘリカルタイプ等、スクロールタイプ以外に変更すること。
○本発明を、上記各実施形態のような電動モータと回転機械（上記各実施形態においては圧縮機構Ｃ）とが一体化されてなる電動機器ではなく、単なる電動モータにおいて具体化すること。
【００８４】
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記載すると、前記空隙部は、前記ステータコアの外周面に凹部を形成することで設けられた空隙と、前記ハウジングの内周面に凹部を形成することで設けられた空隙とで構成されている電動モータ。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ハウジングとステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮したとしても、ヒビ割れ等の不具合が発生することを防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の電動コンプレッサの縦断面図。
【図２】 図１の１−１線断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図３】 第２実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図４】 第３実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図５】 第４実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図６】 第５実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図７】 第６実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【図８】 第７実施形態の電動コンプレッサにおいて要部を示す横断面図でありロータ及び回転軸を外した状態の図。
【符号の説明】
１１…ハウジングとしてのコンプレッサハウジング、１５…コイル、１６…ステータコア、１６ｃ…ステータコアの外周面、１７…ステータコアの外周面に形成された凹部、１７ａ…凹部の底面においてステータコアの周方向の両端側に位置する領域、１８…外部配管の接続用の口としての吸入口、２５…コンプレッサハウジングの一部を構成する周壁、２５ａ…ハウジングの内周面としての周壁の内周面、２５ｄ…バネ様部、３０ａ，３０ｂ…ハウジング内においてステータコアの軸線方向の両端側にそれぞれ形成された空間、３２…空隙部、３３…当接部、３６…ハウジングの内周面に形成された凹部、Ｃ…圧縮機構、Ｌ…ステータコアの軸線、Ｍ…電動モータ、Ｓ１…第１仮想円筒面、Ｓ２…第２仮想円筒面。
Claims (16)
- ハウジングの内側に、該ハウジングとは異なる熱膨張率を有する材質からなる環状のステータコアが締嵌されてなる電動モータにおいて、
前記締嵌により圧接する前記ハウジングの内周面と前記ステータコアの外周面との間には、両周面間の円環状領域での接触を離断するようにして複数の空隙部が設けられており、前記ハウジングと前記ステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮した場合には、前記ハウジングにおいて前記空隙部に対応する部位であるバネ様部が弾性変形するように構成され、
前記空隙部は、前記ステータコアの外周面に形成されたステータコア側凹部と前記ハウジングの内周面に形成されたハウジング側凹部とで構成されており、前記ステータコア側凹部と前記ハウジング側凹部は互いに開口が向かい合うように配置されており、
前記空隙部を構成する前記ハウジング側凹部は、隣接するハウジング側凹部のうちの一方側に対して近づけ、他方のハウジング側凹部に対して離間するように設けられていることを特徴とする電動モータ。 - 前記ステータコアにはコイルが分布巻きされている請求項１に記載の電動モータ。
- 前記ステータコア側凹部のうちの一部のステータコア側凹部は、他のステータコア側凹部よりも周方向の長さが短く設定されている請求項１又は２に記載の電動モータ。
- ハウジングの内側に、該ハウジングとは異なる熱膨張率を有する材質からなる環状のステータコアが締嵌されてなる電動モータにおいて、
前記締嵌により圧接する前記ハウジングの内周面と前記ステータコアの外周面との間には、両周面間の円環状領域での接触を離断するようにして空隙部が設けられており、前記ハウジングと前記ステータコアとが両者間の熱膨張率の差に起因して締め具合がきつくなる方向に膨張又は収縮した場合には、前記ハウジングにおいて前記空隙部に対応する部位であるバネ様部が弾性変形するように構成され、
前記ステータコアの外周面には、ステータコア側凹部が形成され、
前記ステータコア側凹部には、前記ステータコアのティースに巻回されたコイルの間に対応する位置に肉取り部が形成され、
前記空隙部は前記ステータコア側凹部と前記肉取り部とで構成されている電動モータ。 - 前記空隙部は、前記ステータコアの軸線周りに複数が設けられている請求項４に記載の電動モータ。
- 前記空隙部は、前記ステータコアの軸線周りに３つ以上が設けられている請求項５に記載の電動モータ。
- 前記複数の空隙部は、前記ハウジングと前記ステータコアとの当接部が前記ステータコアの軸線周りにおいて等角度間隔で配置されるように設けられている請求項５又は６に記載の電動モータ。
- 前記複数の空隙部は、前記ハウジングと前記ステータコアとの当接部が前記ステータコアの軸線周りにおいて不等角度間隔で配置されるように設けられている請求項５又は６に記載の電動モータ。
- 前記凹部の底面において、少なくとも前記ステータコアの周方向に関して両端側に位置する領域は、前記ステータコアの軸線を中心とした第１仮想円筒面上に存在するよう形成されており、前記ステータコアの軸線を中心とし前記ハウジングの内周面と前記ステータコアの外周面との接触領域を含む円筒面を第２仮想円筒面とすると、前記第１仮想円筒面と前記第２仮想円筒面との半径差は、前記第２仮想円筒面の半径に対して１０００分の５〜１０００分の１５となっている請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動モータ。
- 前記空隙部は、前記ハウジングの内周面にハウジング側凹部を形成することで設けられている請求項４〜９のいずれか一項に記載の電動モータ。
- 前記ハウジングの内周面の凹部は、前記バネ様部を径方向外側に膨 出することで形成されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動モータ。
- 前記バネ様部を径方向外側に膨出させることは、前記ステータコアの軸線周りで５箇所以下とされている請求項１１に記載の電動モータ。
- 前記の軸線を中心とするとともに軸線方向の長さが該ステータコアと同じでかつ、前記ハウジングの内周面と前記ステータコアの外周面との接触領域を含む仮想円筒面において、前記ハウジングの内周面と前記ステータコアの外周面との接触領域の面積が非接触領域の面積よりも狭くなるように、前記空隙部が形成されている請求項１〜１２のいずれかに記載の電動モータ。
- 前記仮想円筒面において、前記接触領域が占める面積の割合は３割以下である請求項１３に記載の電動モータ。
- 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電動モータと、前記ハウジング内に収容され、前記電動モータにより駆動されてガス圧縮を行う圧縮機構とからなることを特徴とする電動コンプレッサ。
- 前記空隙部は、前記ハウジング内において前記ステータコアの軸線方向の両端側にそれぞれ形成された空間を連通しており、前記空隙部は、一方の前記空間側に配設された前記圧縮機構と、他方の前記空間に対応して前記ハウジングに設けられた、外部配管の接続用の口とを接続するガス通路として利用されている請求項１５に記載の電動コンプレッサ。
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