(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（３）と、前記圧縮機構（３）を駆動し、回転軸（Ｘ）を有する電気モータ（２）と、前記電気モータ（２）に電力供給し、インバータハウジング（１０）内に取り付けられるインバータ（１）とを有し、前記圧縮機構（３）は、圧縮ハウジング（３０）内に取り付けられ、前記電気モータ（２）は、前記回転軸（Ｘ）に沿って長手方向に延在するモータハウジング（２０）内に取り付けられ、前記モータハウジング（２０）は、前記モータハウジング（２０）内に延在する複数の締結手段（５）によって前記インバータハウジング（１０）に結合された第１端部（２０Ｐ）を有する、電動コンプレッサ（７）において、
前記締結手段（５）は、前記圧縮ハウジング（３０）を貫通することなく前記モータハウジング（２０）を前記インバータハウジング（１０）に結合し、
前記モータハウジング（２０）は、前記電気モータ（２）に関して前記第１端部（２０Ｐ）と反対側で、前記締結手段（５）とは異なる複数の固定手段（６）によって前記圧縮ハウジング（３０）に結合された第２端部（２０Ｓ）を有することを特徴とする電動コンプレッサ（７）。
【請求項２】
各締結手段（５）は、前記モータハウジング（２０）の前記長手方向長さより短い長手方向長さを有する、請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項３】
前記複数の固定手段（６）は、前記圧縮ハウジング（３０）内に延在する、請求項１又は２に記載のコンプレッサ。
【請求項４】
前記モータハウジング（２０）の前記第２端部（２０Ｓ）は、横断平坦基部（２８）の形をとり、前記基部（２８）は、締結手段（５）を位置決めするための複数の長手方向空所（２５）を有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のコンプレッサ。
【請求項５】
前記モータハウジング（２０）の前記第２端部（２０Ｓ）は、横断平坦基部（２８）の形をとり、前記基部（２８）は、固定手段（６）を受けるための複数のねじ穴（２６）を有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のコンプレッサ。
【請求項６】
前記基部（２８）の２個の連続した空所（２５）の間に少なくとも１個のねじ穴（２６）が形成されている、請求項４に記載のコンプレッサ。
【請求項７】
前記モータハウジング（２０）の前記第２端部（２０Ｓ）は、横断平坦基部（２８）の形をとり、前記基部（２８）は、冷媒（Ｆ）を前記圧縮手段（３）の方に導くように構成された少なくとも１個の貫通孔（２７）を有する、請求項１〜６のいずれか１つに記載のコンプレッサ。
【請求項８】
前記締結手段（５）の直径は、前記固定手段（６）の直径より小さい、請求項１〜７のいずれか１つに記載のコンプレッサ。
【請求項９】
前記締結手段（５）の数は、前記固定手段（６）の数より少ない、請求項１〜８のいずれか１つに記載のコンプレッサ。
【請求項１０】
前記インバータハウジング（１０）は、前記モータハウジング（２０）内に長手方向に延在する複数の突出物（１１）を有し、各突出物（１１）は、締結手段（５）を受けるためのねじ穴（１２）を有する、請求項１〜９のいずれか１つに記載のコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、例えば車両用空調回路内で冷媒を循環させるために自動車が備える電動コンプレッサの分野である。
【背景技術】
【０００２】
電動コンプレッサは、従来、空調回路内で冷媒を加圧するために、電気モータによって駆動される圧縮機構を備える。また、コンプレッサは、電気モータに電力供給するために自動車の電気エネルギーをコンプレッサのモータに適した電気エネルギーに変換するインバータを備える。例えば、インバータは、単相電流を三相電流に変換するように設計される。
【０００３】
そのようなコンプレッサは、文献で知られている。特許文献１は、圧縮機構が取り付けられた圧縮ハウジング、電気モータが取り付けられたモータハウジング、及びインバータが取り付けられたインバータハウジングを有する電動コンプレッサ（示されず）について述べている。ハウジング同士を結合するために、ハウジングの外側面は、締結ねじの通過を可能にするように設計された締結フランジを有する。したがって、締結ねじは、モータハウジングの締結フランジをインバータハウジングの締結フランジにしっかり取り付けるために使用される。締結フランジは、ハウジングの外側面から突出しており、電動コンプレッサの嵩を大きくする。更に、突出する締結フランジは、モータの他の構成要素と接触してそれらを破損させることがある不都合を有する。
【０００４】
これらの欠点の少なくとも幾つかをなくすために、ハウジング内に延在する締結ねじによってハウジングを互いに締結することが提案されている。図１は、特許文献２に記載された電動コンプレッサの断面図を表わし、インバータ１を収容するインバータハウジング１０と、電気モータ２を収容するモータハウジング２０と、圧縮機構３を収容する圧縮ハウジング３０とが、モータハウジング２０内に延在する長い締結ねじ４を使用して互いに連結されている。
【０００５】
長い締結ねじは、多くの欠点がある。それらは、短いねじより高い製造コストを有する。また、締結ねじは、それらの製造中に、締結手段の長さの関数でありかつ締結手段の湾曲又は座屈の原因となる残留表面張力が発生する熱硬化工程にかけられる。締結ねじが長いほど製造が難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＪＰ２００３−３４３４３８Ａ
【特許文献２】ＪＰ２００５−２９１００４
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、コンプレッサの組み立てを改良することによって前述した欠点の少なくとも幾つかをなくすことである。これにより、きわめて長い締結ねじを使用することなくコンプレッサを組み立てることができる利点がある。
【０００８】
この目的のために、本発明は、圧縮機構と、圧縮機構を駆動し、回転軸を有する電気モータと、前記電気モータに電力供給し、インバータハウジング内に取り付けられたインバータとを有するコンプレッサに関し、前記圧縮機構が、圧縮ハウジング内に取り付けられ、電気モータが、回転軸に沿って長手方向に延在するハウジング内に取り付けられ、モータハウジング内に延在する複数の締結手段によって前記インバータハウジングに結合された第１端部を有し、締結手段は、圧縮ハウジングを貫通することなくモータハウジングをインバータハウジングに結合するものであり、前記コンプレッサにおいて、モータハウジングが、締結手段とは異なる複数の固定手段によって圧縮ハウジングに結合された第２端部を、電気モータに関して前記第１端部と反対側に有する。
【０００９】
別個の締結手段と固定手段を用いてコンプレッサを組み立てることは、製造コストが低く製造方法が容易な短い手段を使用することを可能とする。
【００１０】
好ましくは、各締結手段は、モータハウジングの長手方向長さより短い長手方向長さを有するとよい。そのような締結手段は、きわめて短い長さを有し、好都合である。
【００１１】
好ましくは、複数の固定手段は、圧縮ハウジング内に延在するとよい。コンプレッサは、突出部分がなく、したがって大きさが小さくなる。
【００１２】
好ましくは、モータハウジングの第２端部は、横断平坦基部の形をとり、その基部は、締結手段を位置決めするための複数の長手方向空所を有するとよい。
【００１３】
したがって、締結手段は、その空所内に位置決めされたときにモータハウジング内に長手方向に向けられる。
【００１４】
各締結手段は、モータハウジングの穴内に延在する本体と、長手方向の位置決め空所の底に当接する頭部とを有するとよい。
【００１５】
位置決め空所は、都合よく締結手段の長さを制限することを可能にし、有利である。
【００１６】
本発明の一態様によれば、モータハウジングの第２端部は、横断平坦基部の形を取り、その基部は、固定手段を受けるための複数のねじ穴を有する。
【００１７】
固定手段は、前記基部によって受けられ、締結手段は、前記基部に導入される。基部は、固定手段と締結手段との締結の橋渡しを形成することによってコンプレッサアセンブリの最適な機械的締結を保証する。
【００１８】
締結手段と固定手段を基部上に分散させるために、基部上の２個の連続した空所の間に少なくとも１個のねじ穴が形成されることが好ましい。締結手段は、固定手段と干渉しないようにすることが好ましい。
【００１９】
より好ましくは、モータハウジングの第２端部は、横断平坦基部の形をとり、その基部は、冷媒を圧縮手段の方に導くように構成された少なくとも１個の貫通孔を有するとよい。基部は、有利にも締結手段及び固定手段と干渉せずに冷媒を導くための機能を提供している。
【００２０】
好ましくは、締結手段の直径は、固定手段の直径よりも小さくするとよい。
【００２１】
インバータハウジング内の圧力が、圧縮ハウジング内の圧力より低い場合、より小さい寸法と嵩の締結手段を使用することができる。
【００２２】
より好ましくは、締結手段の数は、固定手段の数より少なくするとよい。
【００２３】
インバータハウジング内の圧力が、圧縮ハウジング内の圧力より低い場合、限られた数の締結手段を使用することができる。これは、コンプレッサの重量を抑えることを可能にし好都合である。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、インバータハウジングは、モータハウジング内に長手方向に延在する複数の突出物を有し、各突出物は、締結手段を受けるためのねじ穴を有する。
【００２５】
突出物は、好都合な締結手段の長さを制限することを可能にし好都合である。これは、また、突出物がインバータハウジングの空所内に延在し、インバータ、特にインバータプリント回路基部の取り付けに利用できるスペースに侵入するのを回避する。
【００２６】
前記突出物は、モータハウジングの内周に接していることが好ましい。これにより、突出物は、インバータハウジングをモータハウジングの中心に配置することを可能にする。
本発明は、添付図面を参照し、単なる一例として示された以下の説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、先行技術による電動コンプレッサの軸方向断面図である。
【図２】図２は、図１の平面Ａ−Ａに沿ったコンプレッサの横断面図である。
【図３】図３は、本発明による電動コンプレッサの軸方向断面図である。
【図４】図４は、図３の平面Ｂ−Ｂ上でのコンプレッサの横断面図である。
【図５】図５は、図３のコンプレッサのモータハウジングと圧縮ハウジングとの間の境界面の拡大図である。
【図６】図６は、図３のコンプレッサのモータハウジングとインバータハウジングとの間の境界面の拡大図である。
【図７】図７は、本発明によるコンプレッサのモータハウジングとインバータハウジングとの間の境界面の横断面図である。
【図８】図８は、本発明によるコンプレッサのモータハウジングと圧縮ハウジングとの間の境界面の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
自動車の空調回路内の冷媒を循環させるために用いられる本発明に係る電動コンプレッサ７について以下に説明する。電動コンプレッサは、様々な種類の流体の圧縮に使用でき、また、電動コンプレッサ７を任意のタイプの装置、移動するものや固定されたものの両方、に取り付けることができることは言うまでもない。
【００２９】
図３を参照すると、本発明に係る電動コンプレッサ７は、圧縮機構３、圧縮機構３を駆動し、回転軸Ｘ（図３）を有する電気モータ２、及び前記電気モータ２に電力供給するインバータ１を有する。インバータ１は、インバータハウジング１０に取り付けられ、圧縮機構３は、圧縮ハウジング３０に取り付けられている。電気モータ２は、回転軸Ｘに沿って長手方向に延在するモータハウジング２０に取り付けられている。モータハウジング２０は、一方の側が第１端部２０Ｐによって終端され、他方の側が第２端部２０Ｓによって終端された内容積を画成する周壁を有する中空円筒のアルミニウムまたはアルミニウム合金で作られる。これらの２つの端２０Ｐ，２０Ｓは、コンプレッサ７の他の構成要素が取り付けられる前は開放されている。第１端部２０Ｐは、複数の締結手段５によってインバータハウジング１０に結合され、これに対して、第２端部２０Ｓは、電気モータ２に関して第１端部２０Ｐの反対側にあり、複数の固定手段６によって圧縮ハウジング３０に結合される。
【００３０】
圧縮機構３は、圧縮スクロール型、ベーン型、あるいはピストン型のものであり、これらの例は、本発明の範囲を決して限定しない図によって示される。インバータ１０は、車両、特に、バッテリから生じる直流を、電気モータ２に電力供給する可変周波数の正弦波電流に変換する。
【００３１】
図３と図４に表わされたように、モータ２は、モータハウジング２０内にしっかり取り付けられた完全円周を有するステータ２Ａと、ステータ２Ａ内で回転するモータ２のシャフトにしっかり取り付けられたロータ２Ｂとを有する。換言すると、ステータ２Ａは、ロータ２Ｂの外側に固定した形で配置される。ステータ２Ａの円形型は、磁気損失を制限し、モータ２の効率を最適化するので有利である。以下では、用語「内側」及び「外側」は、モータ２の軸Ｘに対して半径方向に定義される。したがって、軸方向シリンダは、軸の方に向けられた内側面と、その内側面と反対の外側面とを有する。
【００３２】
図４を参照すると、モータハウジング２０は、その内周に、ステータ２Ａの円形外周に接する複数の突出部２３を有する。この例では、突出部２３は、モータハウジング２０の内壁上にできた半径方向の歯の形を取り、その端は、ステータ２Ａの円形外周に面接触するように曲線状である。突出部２３は、モータ２をそのハウジング２０内に確実に固定するように、モータハウジング２０の周囲に分散される。
【００３３】
モータハウジング２０は、その内周面上で２個の連続した突出部２３の間に、図４に表わされたように締結手段５をそれぞれ通す複数の穴２４を有する。この例では、各締結手段５は、コンプレッサ７の外側に突出部分を形成しないようにモータハウジング２０内に延在する。したがって、コンプレッサ７は、小型である。この例では、２個の連続した突出部２３の間に単一の締結手段５が延在しているが、２個の連続した突出部２３の間により多くの締結手段を設けてもよいことは言うまでもない。したがって、締結手段５は、突出部２３の部分に合わせて測定されたモータハウジング２０の厚さ、即ち、突出部２３の径方向の肉厚の中に完全に内接される。
【００３４】
図４では、モータハウジング２０が、その内周の２個の連続した突出部の間に、複数の凹部２２を有し、その凹部２２の機能は、モータ２の軸Ｘの方向に冷媒の循環を可能にすることである。
【００３５】
図３に表わされたように、モータハウジング２０は、冷媒Ｆをモータハウジング２０に導入するために、電気モータ２とインバータハウジング１０との間に開いた冷媒取入口２１を有する。この取入口２１は、モータハウジング２０から半径方向外方に延設するパイプと、パイプに合わせてモータハウジング２０の壁に形成された貫通孔との形をとる。前記凹部２２は、モータハウジング２０の内周とステータ２Ａの外周との間に冷媒Ｆを導くのに適している。この流路は、損失を引き起こすことなく冷媒Ｆの循環によってステータ２Ａを冷却するのに十分な断面を有する。締結手段５とモータ２のステータ２Ａが、冷媒の最適な流れを保証する冷媒Ｆの循環を妨げないようにすることが好ましい。
【００３６】
ステータ２Ａの外側に半径方向の突出部２３があるので、モータハウジング２０の周囲とステータ２Ａの周囲との間に環状スペースが有利に形成されて、一方ではコンプレッサ７を締結し他方では冷媒Ｆを循環することを可能にする穴２４と凹部２２を形成することが可能となる。
【００３７】
モータハウジング２０の第２端部２０Ｓは、図８に表わされたような横断平坦基部２８の形をとる。その基部２８は、この例では、締結手段５を位置決めするための複数の長手方向空所２５と、凹部２２内で循環する冷媒の流れを圧縮ハウジング３０の方に導くように構成された複数の貫通孔２７と、前記基部２８に長手方向に形成され圧縮ハウジング３０をモータハウジング２０に固定する固定手段６を受けるための複数のねじ穴２６とを有する。
【００３８】
図５を特に参照すると、基部２８の周囲に長手方向の空所２５が形成され、各長手方向空所２５の拡張部に穴２４が形成されている。各締結手段５は、穴２４内に延在する長手方向の本体５１と、長手方向の位置決め空所２５の底と当接する頭部５２とを有することが好ましい。締結手段５は、この例では、締結ねじの形をとり、その本体５１は、穴２４内に延在できるようにねじ切りされ、後述するように、インバータハウジング１０の突出物１１内にねじ留めされる。こうして、各締結手段５は、モータハウジング２０の穴２４内に延在する。それぞれの長手方向空所２５は、図５に表わされたように、締結手段５の頭部５２の直径に適した円形の横断面を有し、本体５１を通す穴２４の横断面は、長手方向空所２５のそれより小さい。長手方向空所２５の軸方向長さは、締結手段５の本体５１の長さを制限でき好都合である。実際には、モータハウジング２０の体積内に延在する長手方向空所２５が存在し、それにより、締結手段５の頭部５２が、モータハウジング２０の内側にある壁に当接するので、締結手段５の長手方向長さは、モータハウジング２０の長手方向長さより短い。
【００３９】
前述したように、製造中に、締結手段５は、締結手段の長さの関数である残留表面張力が発生する熱硬化工程にかけられる。締結手段が短いほど製造は容易である。
【００４０】
更に図５を参照すると、圧縮ハウジング３０は、モータＸの軸に対して横方向に延在する平坦面部分３０Ｐを有し、平坦面部分３０Ｐは、前記基部２８の平坦面と接触し、モータハウジング２０と圧縮ハウジング３０内で循環する冷媒Ｆに対する封止を形成する。したがって、締結手段５ごとに個別のガスケットを設ける必要がなく、圧縮ハウジング３０からモータハウジング２０への結合が、追加的な手段なしに気密を保証する。
【００４１】
図８に表わされたように、基部２８の複数の開口２７は、取入口２１から取り込まれた冷媒Ｆを圧縮ハウジング３０の方に導くことを可能にするのに適している。モータハウジング２０の凹部２２は、モータハウジング２０内で冷媒Ｆを取入口２１から基部２８の貫通孔２７に導いて、水頭損失を制限するのに十分な内腔断面を有するダクトを形成するのに適している。この例では、貫通孔２７は、長手方向に延在し、モータ２の軸Ｘから同一半径距離で基部２８上に形成された円弧の形をとる軸方向断面を有する（図８）。貫通孔２７は、モータハウジング２０内の冷媒の圧力を最適に較正するために様々な形を取ることができることは言うまでもない。
【００４２】
基部２８のねじ穴２６は、圧縮ハウジング３０をモータハウジング２０に固定する固定手段６を受けるように長手方向に延在する。固定手段６は、圧縮ハウジング３０内のコンプレッサ内に延在する。各固定手段６は、ねじ穴２６内に少なくとも部分的に延在する長手方向本体６１と、圧縮ハウジング３０の横面に当接する頭部６２とを含むことが好ましい。固定手段６は、この例では、基部２８のねじ穴２６内にねじ留めされるように、ねじ切りされた本体６１を有する締結ねじの形をとる。ねじ穴２６は、基部２８上に分散され、好ましくは、位置決め空所２５と交互に配置されることが好ましい。基部２８上に締結手段５と固定手段６を分散させるために、基部２８の２つの連続した空所２５の間に少なくとも１個のねじ穴２６が形成されることが好ましい。
【００４３】
本発明によるコンプレッサ７は、モジュール式である。最初の工程で、インバータハウジング１０とモータハウジング２０が、締結手段５によってしっかりと取り付けられる。次に、第２の工程で、モータハウジング２０と圧縮ハウジング３０が、固定手段６によってしっかり取り付けられる。そのような取り付けは、実施が容易であり、各モジュールを個別に設計し、試験し、検証することができるというモジュールアーキテクチャからの恩恵を受けることを可能にする。更に、これにより、安価で寿命が長い、長さの短い締結手段と固定手段だけを使用することができ好都合である。
【００４４】
モータハウジング２０の基部２８は、一方で締結手段５を導入することを可能にし、他方で固定手段６を受けることを可能にすることによって、リンク接続機能を効果的に実現する。また、基部２８は、モータハウジング２０と圧縮ハウジング３０との間の冷媒Ｆの循環を可能にする。
【００４５】
モータハウジング２０内の圧力が、圧縮ハウジング３０内の圧力より低い場合、固定手段６は、締結手段５よりも良好な保持を提供しなければならない。このため、コンプレッサ７の全重量とその大きさを制限するために、締結手段５の直径は、固定手段６の直径より小さくしてもよく、締結手段５の数は、固定手段６の数より少なくしてもよい。
【００４６】
図３、図６及び図７を参照すると、インバータハウジング１０は、モータハウジング２０の内周に接し、モータハウジング２０内に長手方向に突出する、実質的に管形状の複数の突出物１１を有し、各突出物１１は、締結手段５を受けるための穴１２を有する。この例では、収容穴１２は、有底であり、締結手段５のねじ本体５１の端を受けるようにねじ切りされている。
【００４７】
インバータハウジング１０の突出物１１は、２重機能を有利に実現する。第１に、突出物１１は、モータハウジング２０の内周に接している場合に、モータハウジング２０に対してインバータハウジング１０を正確に位置決めすることを可能にする。第２に、突出物１１は、締結手段５の長さを制限することによって２個のハウジング１０，２０を締結することを可能にする。実際には、位置決め空所２５が、第２端部２０Ｓからモータハウジング２０の中心に向かって延在することで、突出部１１が第１端部２０Ｐからモータハウジング２０の中心に向かって突出して、締結手段５の長手方向長さを制限する。本体５１が短いほど製造が容易になる。
【００４８】
更に、突出物１１が、モータハウジング２０内に長手方向に延在する場合、インバータハウジング１０内のインバータ１の電子部品に利用できるスペースが大きくなり、インバータハウジング１０の横断面とほぼ等しい寸法を有するインバータ１のプリント回路基部の取り付けを可能にする。
【符号の説明】
【００４９】
１  インバータ
２  電気モータ
３  圧縮機構
５  締結手段
６  固定手段
７  電動コンプレッサ
１０  インバータハウジング
２０  モータハウジング
２０Ｐ  第１端部
２０Ｓ  第２端部
３０  圧縮ハウジング
Ｘ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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