(57)【要約】【課題】ハウジングに変形が生じた場合であってもステータの固定状態を良好に維持しつつ、軽量化を図る。【解決手段】コンプレッサハウジング１１に、厚肉部１９と薄肉部２０を形成する。厚肉部１９は、その中心線Ｃ１が薄肉部２０の中心線Ｃ２よりも外方に配置されるように形成する。これによれば、薄肉部２０は、コンプレッサハウジング１１の内外に圧力差が生じると、該コンプレッサハウジング１１の外方に向かって変形する。一方、厚肉部１９は、薄肉部２０の変形により、その変形量が抑えられる。このため、ステータ１４は、コンプレッサハウジング１１に変形が生じた場合でも、厚肉部１９との間で良好な固定状態が維持される。また、コンプレッサハウジング１１は、厚肉部１９と薄肉部２０を形成することにより、その全体を同一肉厚で形成した場合に比して軽量化が図られる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、電動モータと該電動モータにより駆動されてガス圧縮を行う圧縮機構が収容された電動コンプレッサにおいて、
前記ハウジングには、前記電動モータのステータが締嵌され、
前記ハウジングに、肉厚の異なる厚肉部と薄肉部を、該厚肉部の中心線が該薄肉部の中心線よりも外方に配置されるように形成したことを特徴とする電動コンプレッサ。
【請求項２】
前記ステータは、少なくとも前記厚肉部の形成部位に対応する前記ハウジングの内周面に締嵌されていることを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサ。
【請求項３】
前記厚肉部は、少なくとも２ヶ所に形成され、その２ヶ所の厚肉部が対向配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電動コンプレッサ。
【請求項４】
前記厚肉部は、少なくとも３ヶ所に形成され、前記ハウジングの全周に亘って等間隔で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電動コンプレッサ。
【請求項５】
前記ハウジングには、前記厚肉部と薄肉部が同数でかつ複数形成されており、前記厚肉部と薄肉部は、前記ハウジングの周方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電動コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内に電動モータと圧縮機構とが収容された電動コンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両空調装置に用いられる圧縮機として、電動モータと圧縮機が一体化された電動コンプレッサが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。図６は、この種の電動コンプレッサの概略を示した縦断面図である。図６に示すように、電動コンプレッサ３０の外郭をなすコンプレッサハウジング３１は、第１ハウジング３１ａと第２ハウジング３１ｂとを有し、その第１ハウジング３１ａと第２ハウジング３１ｂとが締結具３２で接合固定されることにより内部に密閉空間３３が形成されている。密閉空間３３内には、回転軸３４が第１ハウジング３１ａによって回転可能に支持されているとともに、電動モータ３５と圧縮機構３６とが収容されている。図６中、「Ｌ」の符号を付した一点鎖線は、回転軸３４の中心軸線（電動コンプレッサ２０の中心軸線）を示す。電動モータ３５は、ステータ（固定子）３５ａと、ステータ３５ａの内方において回転軸３４に設けられたロータ（回転子）３５ｂとからなっている。また、図６に示す電動コンプレッサ３０には、固定スクロール３６ａと可動スクロール３６ｂとを有するスクロールタイプの圧縮機構３６が収容されている。
【０００３】
このように構成された電動コンプレッサ３０は、電動モータ３５の駆動により圧縮機構３６が動作すると、外部冷媒回路（図示しない）からの低温低圧の冷媒ガスが第１ハウジング３１ａに形成された吸入口（図示しない）を介して密閉空間３３内に供給される。そして、冷媒ガスは、電動モータ３５付近を経由して圧縮機構３６に吸入される。圧縮機構３６に吸入された冷媒ガスは、圧縮機構３６の圧縮作用によって高温高圧の冷媒ガスとなり、第２ハウジング３１ｂに形成された吐出口３７から吐出されて外部冷媒回路（図示しない）に排出される。電動コンプレッサ３０は、外部冷媒回路からの冷媒ガスを電動モータ３５の冷却に使用するため、該冷媒ガスが電動モータ３５付近を経由して圧縮機構３６に導入されるようになっている。そして、従来の電動コンプレッサ３０では、コンプレッサハウジング３１（図６に示す電動コンプレッサ３０の場合には第１ハウジング３１ａ）の内側に、円環状のステータ３５ａを焼き嵌めや圧入などの手法を用いて締嵌（嵌合固定）している。
【特許文献１】特開２００４−１００６８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１１２９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近時においては、電動コンプレッサ３０の軽量化が広く行われている。軽量化を図る方法としては、例えば、コンプレッサハウジング３１の肉厚を薄くすることが考えられる。しかしながら、コンプレッサハウジング３１は、ハウジング外部（エンジンルーム等）の温度上昇によってハウジング内部が高温高圧となることにより生じる内外の圧力差によって変形する場合があり、肉厚を薄くし過ぎると、電動モータ３５（ステータ３５ａ）の固定が不安定になる虞がある。例えば、コンプレッサハウジング３１の変形量がステータ３５ａの締め代を超えた場合には、ステータ３５ａの固定状態を維持できなくなる。特に、軽量化の観点からコンプレッサハウジング３１をアルミニウムで形成した場合は変形による影響が顕著となる。このため、コンプレッサハウジング３１は、変形した場合であっても電動モータ３５（ステータ３５ａ）の固定状態を維持し得るだけの締め代が残るように肉厚を設定する必要がある。
【０００５】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ハウジングに変形が生じた場合であってもステータの固定状態を良好に維持しつつ、軽量化を図ることができる電動コンプレッサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動コンプレッサは、ハウジング内に、電動モータと該電動モータにより駆動されてガス圧縮を行う圧縮機構が収容された電動コンプレッサにおいて、前記ハウジングには、前記電動モータのステータが締嵌され、前記ハウジングに、肉厚の異なる厚肉部と薄肉部を、該厚肉部の中心線が該薄肉部の中心線よりも外方に配置されるように形成した。
【０００７】
これによれば、ハウジングの内外に圧力差が生じた場合には、厚肉部に比して強度が弱められた薄肉部がハウジングの外方に向かって変形される。その一方で、厚肉部は、薄肉部がハウジングの外方に向かって変形されることにより、その変形量が抑えられる。このため、ハウジング内においてステータは、ハウジングに変形が生じた場合でも、厚肉部との間で良好な固定状態が維持される。したがって、電動コンプレッサは、ハウジングに変形が生じた場合であってもステータの固定状態を良好に維持できる。また、電動コンプレッサは、薄肉部と厚肉部を形成することにより、ハウジング全体を同一肉厚で形成した場合に比して軽量化を図ることができる。
【０００８】
また、ステータは、少なくとも前記厚肉部の形成部位に対応する前記ハウジングの内周面に締嵌されている。これによれば、薄肉部が変形し、該薄肉部に対応するハウジングの内周面によってステータの固定状態を維持できなくなっても、変形量が抑えられた厚肉部に対応するハウジングの内周面によってステータの固定状態を維持することができる。
【０００９】
また、厚肉部は、少なくとも２ヶ所に形成され、その２ヶ所の厚肉部が対向配置されている、又は少なくとも３ヶ所に形成され、前記ハウジングの全周に亘って等間隔で配置される。これによれば、薄肉部が変形した場合でも、対向配置された少なくとも２カ所の厚肉部又はハウジングの全周に亘って配置された少なくとも３カ所の厚肉部に対応するハウジングの内周面によってステータを安定した状態で固定できる。
【００１０】
また、ハウジングには、前記厚肉部と薄肉部が同数でかつ複数形成されており、前記厚肉部と薄肉部は、前記ハウジングの周方向に沿って交互に配置される。これによれば、薄肉部が変形した場合でも、該薄肉部を挟んで交互に配置され、かつ、ハウジングの全周に亘って配置された複数の厚肉部に対応するハウジングの内周面によってステータを安定した状態で固定できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハウジングに変形が生じた場合であってもステータの固定状態を良好に維持しつつ、軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１は、電動モータ１０と圧縮機構（図示しない）が一体化された電動コンプレッサのハウジングとしてのコンプレッサハウジング１１において、電動モータ１０の収容部位を示す縦断面図である。本実施形態の電動コンプレッサでは、固定スクロールと可動スクロールとを有するスクロールタイプの圧縮機構がコンプレッサハウジング１１内に電動モータ１０とともに収容されている。本実施形態においてコンプレッサハウジング１１は、アルミニウム製とされている。
【００１３】
図１に示すように、コンプレッサハウジング１１内には、電動モータ１０の構成要素である回転軸１２と、ロータ（回転子）１３と、ステータ（固定子）１４とが設けられている。回転軸１２は、コンプレッサハウジング１１によって回転可能に支持されている。なお、回転軸１２は、圧縮機構の可動スクロールを回転させる回転軸と兼用されている。
【００１４】
また、ロータ１３は、回転軸１２と一体回転するように該回転軸１２の外周に固定されている。また、ステータ１４は、ステータコア１５にコイル１６が巻回されて構成されている。ステータコア１５は、プレス加工などにより成形された珪素鋼鈑が回転軸１２の中心軸線Ｌに沿って複数枚積層されて構成されている。そして、ステータ１４は、ロータ１３の外方に配設され、コンプレッサハウジング１１の内周面１７に焼き嵌め又は圧入などの手法を用いて締嵌（嵌合固定）されている。
【００１５】
電動モータ１０は、ステータ１４のコイル１６に電力が供給されることにより、ロータ１３とともに回転軸１２を回転させる。また、圧縮機構は、回転軸１２の回転によって可動スクロールが固定スクロールに対して回転することにより電動コンプレッサに供給された低温低圧の冷媒ガスを圧縮する。低温低圧の冷媒ガスは、外部冷媒回路から電動コンプレッサの吸入口を介してコンプレッサハウジング１１内に供給され、電動モータ１０付近を経由して圧縮機構に吸入される。そして、圧縮機構に吸入された冷媒ガスは、該圧縮機構の圧縮作用により高温高圧の冷媒ガスとなり、電動コンプレッサの吐出口を介して外部冷媒回路へ排出される。
【００１６】
以下、本実施形態のコンプレッサハウジング１１の構成を詳しく説明する。
コンプレッサハウジング１１の内周面１７は、その径方向断面（中心軸線Ｌと直交する方向）が円形状に形成されている。すなわち、内周面１７は、中心軸線Ｌからの距離（半径長さ）が全周に亘って同一長さに設定されている。図１には、中心軸線Ｌと内周面１７との距離を符号「ＭＩ」で示す。その一方で、コンプレッサハウジング１１の外周面１８は、中心軸線Ｌからの距離（半径長さ）が異なる第１外周面１８ａと第２外周面１８ｂとからなり、その径方向断面（中心軸線Ｌと直交する方向）が非円形状に形成されている。図１には、中心軸線Ｌと第１外周面１８ａとの距離を符号「ＭＯ１」で示し、中心軸線Ｌと第２外周面１８ｂとの距離を符号「ＭＯ２」で示す。第１外周面１８ａと第２外周面１８ｂは、内周面１７に対して平行、すなわち、内周面１７と同心をなす円弧面とされている。
【００１７】
このように中心軸線Ｌからの距離が異なる第１外周面１８ａと第２外周面１８ｂを有することにより、本実施形態のコンプレッサハウジング１１には、内周面１７と外周面１８によって規定される内厚（厚み）が異なる厚肉部（第１外周部）１９と薄肉部（第２外周部）２０とが形成されている。厚肉部１９は、内周面１７と第１外周面１８ａによって形成され、その肉厚Ｎ１は距離ＭＯ１から距離ＭＩを差分した値によって規定される。薄肉部２０は、内周面１７と第２外周面１８ｂによって形成され、その肉厚Ｎ２は距離ＭＯ２から距離ＭＩを差分した値によって規定される（肉厚Ｎ２＜肉厚Ｎ１）。図１には、厚肉部１９の肉厚Ｎ１が薄肉部２０の肉厚Ｎ２の２倍に設定された（薄肉部２０の肉厚Ｎ２が厚肉部１９の肉厚Ｎ１の２分の１倍に設定された）コンプレッサハウジング１１を示している。なお、厚肉部１９の肉厚Ｎ１と薄肉部２０の肉厚Ｎ２は、コンプレッサハウジング１１が内外の圧力差によって変形した場合でも材料強度上問題とならない（ひび割れなどの不具合を生じ得ない）値に設定されている。
【００１８】
また、本実施形態のコンプレッサハウジング１１には、３つの厚肉部１９と３つの薄肉部２０が形成されている。３つの厚肉部１９は同一形状（大きさ）で形成され、３つの薄肉部２０も同一形状（大きさ）で形成されている。そして、厚肉部１９と薄肉部２０は、コンプレッサハウジング１１の周方向に沿って等間隔で交互に配置され、一体成形されている。すなわち、厚肉部１９は、隣り合う薄肉部２０に挟まれ、該薄肉部２０は隣り合う厚肉部１９に挟まれている。
【００１９】
また、厚肉部１９は、該厚肉部１９を形成する第１外周面１８ａが、薄肉部２０を形成する第２外周面１８ｂよりもコンプレッサハウジング１１の外方に位置するように形成されている。すなわち、コンプレッサハウジング１１は、その外郭の最大半径が中心軸線Ｌと第１外周面１８ａとの距離ＭＯ１となり、その半径を有する円の一部を切り欠いた形状とされている。この切り欠いた部分が、薄肉部２０となる。このように構成したコンプレッサハウジング１１では、厚肉部１９の肉厚Ｎ１の中心線Ｃ１が、薄肉部２０の肉厚Ｎ２の中心線Ｃ２よりも外側に配置される。換言すれば、薄肉部２０の肉厚Ｎ２の中心線Ｃ２が、厚肉部１９の肉厚Ｎ１の中心線Ｃ１よりも内側に配置される。中心線Ｃ１は、厚肉部１９の肉厚Ｎ１を厚み方向で２分する線であり、中心線Ｃ２は、薄肉部２０の肉厚Ｎ２を厚み方向で２分する線である。
【００２０】
以下、図２を用いて本実施形態のコンプレッサハウジング１１の作用を説明する。
図２は、コンプレッサハウジング１１が内外の圧力差により変形した様子を示している。図２に示す実線矢印は、コンプレッサハウジング１１に掛かる内圧を示している。また、図２は、コンプレッサハウジング１１の一部を示し、変形前のコンプレッサハウジング１１を二点鎖線で、変形後のコンプレッサハウジング１１を実線で示している。また、図２は、コンプレッサハウジング１１の変形具合を分かり易くするために、その変形量を誇張して描いている。
【００２１】
電動コンプレッサは、ハウジング外部（エンジンルーム等）の温度上昇によってハウジング内部が高温高圧となると、コンプレッサハウジング１１の内圧が高くなる。そして、コンプレッサハウジング１１は、内外の圧力差が生じることにより、厚肉部１９に比して強度が弱められた３つの薄肉部２０を中心に変形する。このとき、本実施形態のコンプレッサハウジング１１では、薄肉部２０が厚肉部１９よりも内側（コンプレッサハウジング１１の中心側）に配置されているので、３つの薄肉部２０はコンプレッサハウジング１１の外方に突出（隆起）するように変形する。
【００２２】
その一方で、厚肉部１９は、薄肉部２０よりも肉厚が厚くて強度が強められているので、その変形量が抑えられる。そして、厚肉部１９には、薄肉部２０がコンプレッサハウジング１１の外方に突出するように変形することで、コンプレッサハウジング１１の内方側、すなわち、ステータ１４を締め付ける方向に力が働く。この結果、厚肉部１９は、その対応する内周面１７にてステータ１４の締め付け状態を維持する。したがって、ステータ１４は、コンプレッサハウジング１１の変形時においても厚肉部１９によって締め付けられ、固定状態が維持される。
【００２３】
図３には、本実施形態のコンプレッサハウジング１１に対して厚肉部１９Ａ及び薄肉部２０Ａの形成態様が逆転した比較例としてのコンプレッサハウジング２１Ａを示している。
【００２４】
図３のコンプレッサハウジング２１Ａは、厚肉部１９Ａの肉厚Ｎ１の中心線Ｃ１が、薄肉部２０Ａの肉厚Ｎ２の中心線Ｃ２よりも内側に配置されるように形成されている。このため、コンプレッサハウジング２１Ａの場合、内外の圧力差が生じると、図４に示すように、３つの薄肉部２０Ａにはコンプレッサハウジング２１Ａの内方に向かって変形しようとする力が働く。この力により、薄肉部２０Ａは、その中央がコンプレッサハウジング２１Ａの内方に突出（隆起）するよう変形し、両側がコンプレッサハウジング２１Ａの外方に反るように変形する。そして、厚肉部１９Ａには、薄肉部２０Ａの両側がコンプレッサハウジング２１Ａの外方に反るように変形することで、コンプレッサハウジング２１Ａの外方、すなわち、ステータ１４の締め付け方向とは逆の方向に力が働く。この結果、厚肉部１９Ａは、その対応する内周面１７がステータ１４から離間するように変形し、締め付け状態を維持できない。したがって、ステータ１４は、コンプレッサハウジング２１Ａの変形時においてコンプレッサハウジング２１Ａに対する固定状態が不安定となる。
【００２５】
従って、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）コンプレッサハウジング１１に、肉厚の異なる厚肉部１９と薄肉部２０を、該厚肉部１９の中心線Ｃ１が該薄肉部２０の中心線Ｃ２よりも外方に配置されるように形成した。これによれば、コンプレッサハウジング１１の内外に圧力差が生じた場合、厚肉部１９に比して強度が弱められた薄肉部２０は、コンプレッサハウジング１１の外方に向かって変形する。その一方で、厚肉部１９は、薄肉部２０がコンプレッサハウジング１１の外方に向かって変形することにより、その変形量が抑えられる。このため、コンプレッサハウジング１１内においてステータ１４は、コンプレッサハウジング１１に変形が生じた場合でも、厚肉部１９との間で良好な固定状態が維持される。したがって、コンプレッサハウジング１１に変形が生じた場合であってもステータ１４の固定状態を良好に維持できる。また、コンプレッサハウジング１１に厚肉部１９と薄肉部２０を形成することにより、コンプレッサハウジング１１全体を同一肉厚で形成した場合に比して軽量化を図ることができる。
【００２６】
（２）ステータ１４を、厚肉部１９の形成部位に対応するコンプレッサハウジング１１の内周面１７に締嵌した。このため、薄肉部２０が変形し、該薄肉部２０に対応するコンプレッサハウジング１１の内周面１７によってステータ１４の固定状態を維持できなくなっても、変形量が抑えられた厚肉部１９に対応するコンプレッサハウジング１１の内周面１７によってステータ１４の固定状態を維持できる。
【００２７】
（３）厚肉部１９は、３ヶ所に形成され、コンプレッサハウジング１１の全周に亘って等間隔で配置されている。また、厚肉部１９と薄肉部２０は、各３つずつ設けられ、コンプレッサハウジング１１の周方向に沿って交互に配置されている。このため、薄肉部２０が変形した場合でも、該薄肉部２０を挟んで交互に配置され、かつ、コンプレッサハウジング１１の全周に亘って配置された複数の厚肉部１９に対応するコンプレッサハウジング１１の内周面１７によってステータを安定した状態で固定できる。
【００２８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、圧縮機構は、スクロールタイプに限定されるものではなく、例えば、ピストンタイプやベーンタイプなどに変更しても良い。
【００２９】
○  実施形態において、コンプレッサハウジング１１に形成する厚肉部１９と薄肉部２０の数を変更しても良い。例えば、コンプレッサハウジング１１の２ヶ所に厚肉部１９を形成しても良い。この場合、２ヶ所の厚肉部１９を対向配置することにより、コンプレッサハウジング１１の変形時においても２ヶ所の厚肉部１９によってステータ１４の固定状態を維持し得る。
【００３０】
○  実施形態において、ステータ１４に、該ステータ１４の中心軸線方向に貫通する貫通溝２２を形成し、該貫通溝２２とコンプレッサハウジング１１の内周面１７との間に間隙を形成しても良い（図５参照）。この間隙は、コンプレッサハウジング１１の吸入口から供給された冷媒ガスを圧縮機構に移送する吸入ガス通路として機能する。そして、間隙を形成する貫通溝は、薄肉部２０と対向する位置に配置されるようにステータ１４に形成される。すなわち、ステータ１４における貫通溝２２の非形成部位は、内周面１７との嵌合部位となり、この部位によりステータ１４が内周面１７に締嵌（嵌合固定）される。
【００３１】
○  実施形態において、ステータ１４（ステータコア１５）の構成（例えば、ティース部の形状など）を変更しても良い。また、ステータ１４に対するコイル１６の巻回構造は、集中巻きや分布巻きであっても良い。
【００３２】
○  実施形態は、電動モータ１０と圧縮機構（回転機械）とが一体化された電動コンプレッサ（電動機器）に具体化したが、前記実施形態と同様の厚肉部１９と薄肉部２０を形成したハウジングを有する電動モータに具体化しても良い。
【００３３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）ハウジング内に、電動モータと該電動モータにより駆動されてガス圧縮を行う圧縮機構が収容された電動コンプレッサにおいて、前記ハウジングには、前記電動モータのステータが締嵌され、前記ハウジングは、その内周面と前記ハウジングの中心軸線との間の距離が全周に亘って同一距離に設定され、肉厚の異なる厚肉部と薄肉部を、該厚肉部の外周面と前記中心軸線との間の距離が前記薄肉部の外周面と前記中心軸線との間の距離よりも長くなるように形成したことを特徴とする電動コンプレッサ。
【００３４】
（ロ）ハウジング内に、ステータと、ロータと、回転軸とが収容された電動モータにおいて、前記ハウジングには、前記ステータが締嵌され、前記ハウジングに、肉厚の異なる厚肉部と薄肉部を、該厚肉部の中心線が前記薄肉部の中心線よりも外方に配置されるように形成したことを特徴とする電動モータ。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】コンプレッサハウジングの縦断面図。
【図２】図１のコンプレッサハウジングの変形前と変形後を示す模式図。
【図３】比較例としての他のコンプレッサハウジングの縦断面図。
【図４】図３のコンプレッサハウジングの変形前と変形後を示す模式図。
【図５】別例のコンプレッサハウジングの縦断面図。
【図６】一般的な電動コンプレッサの概略を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０…電動モータ、１１…ハウジングとしてのコンプレッサハウジング、１４…ステータ、１９…厚肉部、２０…薄肉部、Ｃ１，Ｃ２…中心線。
【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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