(57)【要約】【課題】工程の簡略化、静粛化、軽量化を図った電動型圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】電動型圧縮機１は、圧縮機構２と、ロータ３２及びステータ３１を有する電動機３と、駆動軸４とを備え、駆動軸４の一方端をフロントハウジング５に保持されたベアリング１０により回転可能に支持し、駆動軸４の他方端をベアリングハウジング４１に保持されたベアリング４２により回転可能に支持すると共に、フロントハウジング５とベアリングハウジング４１とによりステータ３１が挟まれ、更に、フロントハウジング５とベアリングハウジング４１との間に、ステータ３１よりも外周側且つ当該ステータ３１とは離れた状態にて、フロントハウジング５、ベアリングハウジング４１よりも軽量の材料を用いた筒状部材４７が配置された構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動機と、前記電動機の駆動力を前記圧縮機構に伝達する駆動軸とを備え、
前記電動機は、前記駆動軸と一体に回転するロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータとを有し、
前記駆動軸の一方端をフロントハウジングに保持されたベアリングにより回転可能に支持し、前記駆動軸の他方端をベアリングハウジングに保持されたベアリングにより回転可能に支持する電動型圧縮機において、
前記フロントハウジングと前記ベアリングハウジングとにより前記ステータが挟まれていることを特徴とする電動型圧縮機。
【請求項２】
前記駆動軸の前記ステータよりも外周側にて、前記フロントハウジングと前記ベアリングハウジングとの間に、前記ステータとは所定の間隔を空けつつ筒状部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の電動型圧縮機。
【請求項３】
前記筒状部材と前記フロントハウジング、及び前記筒状部材と前記ベアリングハウジングとは、それぞれシール機構を介して接合されていることを特徴とする請求項２に記載の電動型圧縮機。
【請求項４】
前記筒状部材は、前記フロントハウジング及び前記ベアリングハウジングの材料よりも軽量の材料で形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電動型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる電動型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の車両においては、空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機として、バッテリー電源により駆動する電動型圧縮機が採用されている。
【０００３】
電動型圧縮機の電動機は、ロータの外周側にステータを配置するレイアウトが一般である。そして、電動機のステータは、例えば特許文献１に示されるように、筒状の外郭を有するハウジングの当該筒状の外郭部分の内面に焼きバメにて固定され、支持される。
【０００４】
また、電動型圧縮機は、内燃機関の動力を必要とするベルト駆動型の圧縮機とは異なり、車両のエンジンが停止状態でも稼働させることが可能であるが、これにより車両のエンジン停止時における電動型圧縮機に対する静粛性が要請されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２８５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電動機のステータをハウジングに固定、支持するために焼きバメを用いると、ハウジングの加熱（第１の工程）、ハウジングの筒状の外郭部分へのステータの組み込み（第２の工程）、ステータが組み込まれた状態でのハウジングの冷却（第３の工程）という複数の工程が必要である。ハウジングの加熱、冷却のための時間も要する。このため、電動型圧縮機の組み立て工程の複雑化、長時間化が生じ、電動型圧縮機の生産性が良くないという不具合があった。
【０００７】
また、上記のように、電動型圧縮機は、電動機のステータをハウジングに焼きバメで固定、支持することにより、ステータとハウジングとが広い面積にて接しているので、電動機の運転に起因する音や振動が圧縮機の外部、ひいては車室内にも伝達されやすい。このため、エンジン停止時における電動型圧縮機に対する静粛性の要請に十分に応えることができないという不具合があった。
【０００８】
ハウジングは例えばアルミニウム合金等の重量のある材料で形成されることから、ハウジングの圧縮機に占める割合を少なくすることで、電動型圧縮機の軽量化を図ることができる。
【０００９】
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、工程の簡略化、静粛化、軽量化を図った電動型圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の電動型圧縮機は、作動流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動機と、前記電動機の駆動力を前記圧縮機構に伝達する駆動軸とを備え、前記電動機は、前記駆動軸と一体に回転するロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータとを有し、前記駆動軸の一方端をフロントハウジングに保持されたベアリングにより回転可能に支持し、前記駆動軸の他方端をベアリングハウジングに保持されたベアリングにより回転可能に支持する電動型圧縮機において、前記フロントハウジングと前記ベアリングハウジングとにより前記ステータが挟まれていることを特徴としている。作動流体は、例えば冷媒である。
【００１１】
これにより、電動機のステータの外周を覆い且つ当該ステータの外周面が当接していたモータハウジングをなくすことができるので、電動機からモータハウジングを介して電動型圧縮機の外部に音や振動が伝達されることが防止される。
【００１２】
請求項２に記載の電動型圧縮機は、前記駆動軸の前記ステータよりも外周側にて、前記フロントハウジングと前記ベアリングハウジングとの間に、前記ステータとは所定の間隔を空けつつ筒状部材を配置したことを特徴としている。
【００１３】
このように、ステータの外周側にて、当該ステータとの間に所定の間隔を空けつつ筒状部材を配置したので、ステータから筒状部材に音や振動が伝達されるのを抑制しながら、筒状部材でステータの保護を図ることが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の電動型圧縮機は、前記筒状部材と前記フロントハウジング、及び前記筒状部材と前記ベアリングハウジングとは、それぞれシール機構を介して接合されていることを特徴としている。シール機構は、例えばＯリングである。
【００１５】
これにより、筒状部材とフロントハウジング、筒状部材とベアリングハウジングとがシール機構により気密性良くシールされるので、電動型圧縮機に、フロントハウジングから筒状部材を経てベアリングハウジングに連なる吸入通路を配置することが可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の電動型圧縮機にあって、前記筒状部材は、前記フロントハウジング及び前記ベアリングハウジングの材料よりも軽量の材料で形成されていることを特徴としている。筒状部材は、例えばフェノール等の樹脂材や軽金属等の材料で形成されている。
【００１７】
これにより、アルミ合金等の重量のある材料で形成されたモータハウジングを用いる場合に比べて、電動型圧縮機の軽量化を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
以上に述べたように、本発明によれば、電動機のステータの外周を覆い且つ当該ステータの外周面が当接していたモータハウジングをなくすことができるので、電動機からモータハウジングを介して電動型圧縮機の外部に音や振動が伝達されることが防止される。このため、エンジンを停止した状態で電動型圧縮機を稼働させても、車内の乗員に対する静粛性が確保される。そして、電動機のステータをハウジングに固定、支持するために焼きバメを用いる必要がなくなるので、工数の削減、工程の短時間化が図られて、電動型圧縮機の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明が適用される電動型圧縮機であって、筒状部材を用いた実施例１に係るものを側方から見た断面図である。
【図２】前記電動型圧縮機のうち筒状部材とフロントハウジングとを接合するＯリングを示した断面図である。
【図３】この発明が適用される電動型圧縮機であって、筒状部材を用いない実施例２に係るものを側方から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１及び図２は、この発明が適用される実施例１の圧縮機１が示されている。なお、図１において、図中左側を圧縮機１の前方、図中右側を圧縮機１の後方としている。
【００２２】
実施例１の圧縮機１は、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに用いられる電動型のもので、冷媒を圧縮する圧縮機構２と、圧縮機構２を駆動する電動機３と、電動機３の動力を圧縮機構２に伝達する駆動軸４と、電動機３を制御するインバータ装置と、フロントハウジング５と、リアハウジング１１と、ベアリングハウジング４１とを有している。フロントハウジング５、リアハウジング１１及びベアリングハウジング４１は、例えばアルミ合金等の材料で形成されている。図示しないが、圧縮機１の取付脚は、例えばフロントハウジング５とリアハウジング１１とに設けられる。
【００２３】
圧縮機１の最も前方に位置するフロントハウジング５は、圧縮機１の前方側が前壁部５１により閉塞され、圧縮機１の後方側が開放された有底の筒状形状をなしている。また、フロントハウジング５の筒状部位の側面には、外部冷凍サイクルから圧縮機１内に冷媒ガスを取り込む吸入ポート６が設けられている。電動機３を制御するインバータ装置は、図示しないが、フロントハウジング５と蓋体７とにより形成されたインバータ収容空間８に収容されている。駆動軸４は、その一端がフロントハウジング５の前壁部５１の中央部に形成された凹部９に保持されたベアリング１０に回転可能に支持されている。駆動軸４の他端は、下記するベアリングハウジング４１の空間部４３に保持されたベアリング４２に回転可能に支持されている。
【００２４】
圧縮機１の最も後方に位置するリアハウジング１１は、吐出室１２、オイル分離器１３及び貯油室１４が設けられ、更に、吐出室１２から外部冷凍サイクルに冷媒を吐出するための吐出ポート１６が形成されている。オイル分離器１３は、この実施例１では遠心分離式のものであり、吐出室１２の上方に位置する導入通路１７と連通するオイル分離室１３ａと、オイル分離室１３ａに収容された円筒状のオイル分離パイプ１３ｂとを備えている。オイル分離パイプ１３ｂ内側の空間は、前記吐出ポート１６と連通している。
【００２５】
圧縮機構２は、リアハウジング１１よりもフロントハウジング５側（圧縮機１の前方）に配置されているもので、固定スクロール１８とこれに対向配置された揺動スクロール１９とを有するスクロール型となっている。この実施例では、固定スクロール１８（特に下記する外周壁１８ｂ）がリアハウジング１１とベアリングハウジング４１の間における圧縮機１の外周側形状を兼ねている。
【００２６】
固定スクロール１８は、円板状の基板１８ａと、この基板１８ａ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１８ｂと、その外周壁１８ｂの内側において前記基板１８ａから圧縮機１の前方に向かって立設された渦巻状の渦巻壁１８ｃとから構成されている。基板１８ａの略中央には貫通穴である吐出口１８ｄが形成され、基板１８ａの後方端面上に設けられた吐出弁２０を介して、リアハウジング１１の吐出室１２に吐出される。
【００２７】
この固定スクロール１８は、この実施例では、Ｏリング２１を介してリアハウジング１１に気密性良く接合され、且つ、リアハウジング１１側から装着されたボルト２２を介してリアハウジング１１及び下記するベアリングハウジング４１と圧縮機１の軸方向に連結されている。
【００２８】
揺動スクロール１９は、円板状の基板１９ａと、この基板１９ａから圧縮機１の後方に向かって立設された渦巻状の渦巻壁１９ｂとから構成されており、基板１９ａの前方面中央には、嵌合孔１９ｃが形成されている。
【００２９】
固定スクロール１８と揺動スクロール１９とは、それぞれの渦巻壁１８ｃ、１９ｂが互いに噛み合わされ、固定スクロール１８の基板１８ａ及び渦巻壁１８ｃと、揺動スクロール１９の基板１９ａ及び渦巻壁１９ｂとによって囲まれた空間には圧縮室２３が構成されている。固定スクロール１８の外周壁１８ｂと揺動スクロール１９の渦巻壁１９ｂの最外周部との間には、冷媒を圧縮室２３に吸入する吸入室２４が構成されている。
【００３０】
駆動軸４は、その後方端に、駆動軸４の軸心に対して偏心した位置に偏心軸４ａが設けられており、偏心軸４ａにはブッシュ２５が外嵌されている。揺動スクロール１９の嵌合孔１９ｃには、ラジアルベアリング２６が嵌入され、このラジアルベアリング２６の内輪にはブッシュ２５の外周面が嵌入されている。
【００３１】
ベアリングハウジング４１は、固定スクロール１８及び揺動スクロール１９よりも圧縮機１の前方に配置されている。このベアリングハウジング４１は、駆動軸４の後方端の部位が収容される空間部４３を有すると共に圧縮機１の外周側形状を成すものである。
【００３２】
ベアリングハウジング４１の空間部４３は、駆動軸４側に向けて環状に延びた突出部４４により、圧縮機１の前方側が開放された空間部４３ａと、圧縮機１の後方側が開放された空間部４３ｂとに分けられた構成となっている。空間部４３ａに駆動軸４を回転可能に支持するベアリング４２が収容され、空間部４３ｂに駆動軸４の他方端の部位に偏心軸４ａを介して連結されたブッシュ２５の一部が収容されている。
【００３３】
ベアリングハウジング４１と揺動スクロール１９との間には、この実施例１では、ピン＆リングカップリング式の自転防止機構４０が設けられている。これにより、駆動軸４の回転運動が揺動スクロール１９の旋回運動に変換され、圧縮室２３の容積が増減するようになっている。
【００３４】
電動機３は、ベアリングハウジング４１とフロントハウジング５との間に配置されたものであり、ステータ３１と、ステータ３１の内側において駆動軸４と一体に回転するよう固装されたロータ３２とから構成されている。ロータ３２はステータ３１に形成された回転磁力によって回転するようになっている。
【００３５】
上記の構成において、電動機３によって駆動軸４が回転駆動されると、揺動スクロール１９は偏心軸４ａを介して固定スクロール１８の軸心周りを旋回運動する。これにより、吸入ポート６からフロントハウジング５に吸入された冷媒は、吸入室２４を介して圧縮室２３に導入される。圧縮室２３で圧縮された冷媒は、固定スクロール１８の吐出口１８ｄから吐出室１２に吐出された後、オイル分離器１３でオイルが分離されて、吐出ポート１６から外部冷凍サイクルに送られ、分離されたオイルは貯油室１４に送られる。
【００３６】
ところで、実施例１では、ステータ３１は、ステータコアを成す積層鋼板３１ａと、この積層鋼板３１ａに取り付けられるインシュレータ３１ｂとを有して構成されている。フロントハウジング５とベアリングハウジング４１とは、別体であり、且つ直接に連接した状態となっておらず、その間に所定の間隔が開いている。
【００３７】
そして、フロントハウジング５のベアリングハウジング４１側（圧縮機１の後方側）と、ベアリングハウジング４１のフロントハウジング５側（圧縮機１の前方側）とに、ステータ３１、特にその積層鋼板３１ａの角部の外側面及び立面に当接可能な２つの面（内側面及び立面）を有する段差状の挟持部５ａ、４１ａが形成されている。挟持部５ａと挟持部４１ａとで形成される空間は、圧縮機１の内側に向けて開放された窪み状となっている。更に、フロントハウジング５とベアリングハウジング４１とは、ベアリングハウジング４１側から挿入されるボルト４６により連結可能になっている。
【００３８】
更に、実施例１では、フロントハウジング５とベアリングハウジング４１とは、挟持部５ａ、４１ａよりも外側に、下記する筒状部材４７の軸方向の端側の立面及び内周面の一部に当接可能な２つの面（立面及び外側面）を有する段差状の装着部５ｂ、４１ｂが形成されている。装着部５ｂと装着部４１ｂとで形成される空間は、圧縮機１の外側に向けて開放された窪み状となっている。また、フロントハウジング５とベアリングハウジング４１とは、装着部５ｂ、４１ｂの筒状部材４７の内周面に当接する外側面と挟持部５ａ、４１ａのステータ３１の外側面に当接する内側面とが離れるように、これらの面を有する部位は所定の肉厚を有している。なお、ボルト４６は、図１、図２に示されるように、筒状部材４７を挿通していない。
【００３９】
筒状部材４７は、フロントハウジング５、リアハウジング１１、ベアリングハウジング４１とは異なる材料で且つこれらのハウジング５、１１、４１よりも軽量の材料、例えばフェノール等の樹脂材や軽金属等の材料で形成されている。そして、筒状部材４７は、例えば肉厚が圧縮機１の前方側から後方側まで同じ円筒状をなし、少なくとも内周面のうち軸方向の両側が装着部５ｂ、４１ｂの外側面とガタツキなく当接することが可能になっている。更に、筒状部材４７の軸方向の両側に位置する立面にそれぞれリング状の溝部４７ａが形成されており、各溝部４７ａにシール機構としてＯリング４８が装着されている。
【００４０】
これらのフロントハウジング５、筒状部材４７、ベアリングハウジング４１の組付け手順の一例を概説すると、フロントハウジング５の挟持部５ａの立面にステータ３１の一方側の角部の立面を載せ、フロントハウジング５の装着部５ｂの立面にＯリング４８が装着された状態の筒状部材４７の一方側端の立面を載せ、更にステータ３１の他方側の角部の立面にベアリングハウジング４１の挟持部４１ａの立面を載せると共に筒状部材４７の他方側端の立面にベアリングハウジング４１の装着部４１ｂの立面を載せた後、ボルト４６をベアリングハウジング４１側から挿入してフロントハウジング５とベアリングハウジング４１とを連結するようになっている。
【００４１】
このように、挟持部５ａ、４１ａを、ステータ３１（特にその積層鋼板３１ａ）に当接しつつ、当該挟持部５ａ、４１ａで、ステータ３１（特にその積層鋼板３１ａ）を挟み、その挟んだ状態をボルト４６により保持するので、従来のモータハウジングがなくても、電動機３を組み付けることが可能である。
【００４２】
また、筒状部材４７は、フロントハウジング５とベアリングハウジング４１との間に配置されて、ボルト４６による駆動軸４の軸方向からの挟み付けが行われるにあたって、Ｏリング４８を介してフロントハウジング５、ベアリングハウジング４１と接合される。このため、筒状部材４７を、ステータ３１の外周側において、ステータ３１との間に所定の間隔を空けつつ配置し、且つ気密性良く組み付けることが可能となる。
【００４３】
従って、ステータ３１から筒状部材４７に音や振動が伝達されるのを抑制しながら、筒状部材４７によりステータ３１の保護を図ることができる。また、電動機３のステータ３１をハウジングに固定、支持するために焼きバメを用いる必要がなくなる。更に、フロントハウジング５に吸入ポート６を設けても、フロントハウジング５から筒状部材４７を経てベアリングハウジング４１に連なる吸入通路を配置することが可能になる。更にまた、電動機３を覆うモータハウジングを不要とし、このモータハウジングよりも軽量の筒状部材４７を用いることができるので、圧縮機１の軽量化を図ることもできる。
【実施例２】
【００４４】
図３は、この発明が適用される実施例２の圧縮機１の一例が示されている。以下、実施例２の圧縮機１について図３を用いて説明する。但し、実施例２のうち実施例１と同様の構成については、実施例１と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図３に示される実施例２は、実施例１に示される圧縮機１に対し筒状部材４７がない構成が示されている。これに伴い、実施例２に示される圧縮機１は、吸入ポート６が圧縮機構２を構成する固定スクロール１８に設けられたものとなって、吸入ポート６から圧縮機１内に吸入した冷媒ガスが吸入室２４に向かうにあたり、電動機３が配置された部位を通らなくても良いようになっている。
【００４６】
なお、図３において、実施例１に示されるボルト４６は図示していないが、実施例２に示される圧縮機１においても、挟持部５ａ、４１ａを、ステータ３１（特にその積層鋼板３１ａ）に当接しつつ、当該挟持部５ａ、４１ａで、ステータ３１（特にその積層鋼板３１ａ）を挟み、その挟んだ状態をボルトにより保持するので、従来のモータハウジングがなくても、電動機３を組み付けることが可能となる。
【００４７】
このように、実施例２の圧縮機１では、実施例１の筒状部材４７も不要としたことから、実施例１の圧縮機１よりも部品点数の削減が図られて、圧縮機１の製造コストの削減が可能になると共に、圧縮機１の更なる軽量化が可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１  圧縮機
２  圧縮機構
３  電動機
４  駆動軸
５  フロントハウジング
１０  ベアリング
１１  リアハウジング
３１  ステータ
３２  ロータ
４１  ベアリングハウジング
４２  ベアリング
４７  筒状部材
４８  シール機構（Ｏリング）
【図１】
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【図２】
2020002880.tif 000004
【図３】
2020002880.tif 000005