(57)【要約】【課題】エンジン装着という過酷な使用条件下でも性能、信頼性が悪化しない圧縮機を提供すること。【解決手段】本体ケーシング３内周の軸方向に設けられた段差部３ｂと、本体ケーシング３と熱膨張係数が略同等の取付部材１７とを備え、固定子５ａの軸方向一端を段差部３ｂに当接させ、取付部材１７を固定子５ａの軸方向の別の一端に当接させ、取付部材１７の孔１７ａ内径より径の大きいピン１８を取付部材の孔１７ａに挿入し、取付部材１７を本体ケーシング３に固定することにより、圧縮機周囲の温度が上昇して容器が熱膨張し、さらにエンジンの振動により電動機に過大な荷重が作用しても、固定子５ａは取付部材１７によって本体ケーシング３に固定されているため位置ずれを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケーシング内に、固定子と回転子からなる電動機部と、この電動機部によって駆動される圧縮機構部とを設置した電動圧縮機であって、前記本体ケーシング内周に設けられた段差部と、前記固定子の外周側に設けられた複数の切り欠き部と、前記本体ケーシング内周に設けられ前記複数の切り欠き部に各々噛み合わせるための凸部と、前記固定子の他端側に当接させる取付部材とを備え、前記取付部材には複数の孔を設け、前記固定子の軸方向一端を前記段差部に当接させ、前記取付部材を前記固定子の軸方向の他の一端に当接させ、前記取付部材の孔径より外径の大きいピンを前記取付部材の孔に圧入して取付部材を本体ケーシング内周に固定した電動圧縮機。
【請求項２】
取付部材を本体ケーシングと略同等の熱膨張率の材料で形成した請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
取付部材と固定子の間に弾性部材を設けた請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
密閉容器がアルミニウム合金からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機構およびそれを駆動軸を介し駆動する電動機を密閉容器に収容した電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動圧縮機は耐圧容器が用いられ、圧縮機構にはスクロール方式やロータリ方式、レシプロ方式が採用され、電動機は鉄系の固定子や回転子に銅線を巻いた構造のものが採用されている。一方、用途としては、居住空間に関する用途では鉄製ハウジングで構成される全密閉型の電動圧縮機が広く使用され、車両空調用としては、その搭載性の面から、軽量のアルミニウム製ハウジングで構成される半密閉型の電動圧縮機が主流となっている。
【０００３】
後者の場合、従来の電動圧縮機の構造では、ハウジングや圧縮機構部、軸受部はアルミニウム等の軽量金属で形成され、各々の部品は軸線方向にボルト止めされて圧縮容器を構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、振動や無理なく耐久性よく運転できるようにするためには、圧縮機構、電動機、および駆動軸は軸線が揃うなど偏芯やこじれがないようにして全体がスムーズに動作できるように固定あるいは位置合わせされる。特許文献１に示される構造では、電動機の固定子を容器に固定するために、容器の内径を固定子の外径よりもわずかに小さく構成し、容器を高温状態にすることで容器を熱膨張させ、この熱膨張した容器内に、常温の固定子を嵌合することで容器が収縮して固定子を締め付け固定する、いわゆる焼き嵌め手法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５９８６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ハイブリッド車両のように、エンジンルーム内に圧縮機を設置するスペースが十分に確保できず、エンジンに直接取付けられるケースにおいては、エンジンからの輻射熱および振動によって、焼き嵌めによる保持力が低下し、電動機の位置がずれて性能、信頼性が悪化するという課題を有していた。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、エンジン装着という過酷な使用条件下でも性能、信頼性が悪化しない圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、本体ケーシング内に、固定子と回転子からなる電動機部と、この電動機部によって駆動される圧縮機構部とを設置した電動圧縮機であって、前記本体ケーシング内周に設けられた段差部と、前記固定子の外周側に設けられた複数の切り欠き部と、前記本体ケーシング内周に設けられ前記複数の切り欠き部に各々噛み合わせるための凸部と、前記固定子の他端側に当接させる取付部材とを備え、前記取付部材には複数の孔を設け、前記固定子の軸方向一端を前記段差部に当接させ、前記取付部材を前記固定子の軸方向の他の一端に当接させ、前記取付部材の孔径より外径の大きいピンを前記取付部材の孔に圧入して取付部材を本体ケーシング内周に固定した
構成としてある。
【０００９】
これにより、圧縮機周囲の温度が上昇して容器が熱膨張し、さらにエンジンの振動により電動機に過大な荷重が作用しても、電動機は取付部材によって本体ケーシングに固定されているため位置ずれを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧縮機は、エンジンに装着されるような過酷な周囲環境下においても、性能および信頼性を損なうことなく運転することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態１で示される取付部材の側面図
【図３】同実施の形態１で示されるピンの側面図
【図４】同実施の形態１で示される本体ケーシングの開口側側面図
【図５】同実施の形態１で示される固定子の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、本体ケーシング内に、固定子と回転子からなる電動機部と、この電動機部によって駆動される圧縮機構部とを設置した電動圧縮機であって、前記本体ケーシング内周に設けられた段差部と、前記固定子の外周側に設けられた複数の切り欠き部と、前記本体ケーシング内周に設けられ前記複数の切り欠き部に各々噛み合わせるための凸部と、前記固定子の他端側に当接させる取付部材とを備え、前記取付部材には複数の孔を設け、前記固定子の軸方向一端を前記段差部に当接させ、前記取付部材を前記固定子の軸方向の他の一端に当接させ、前記取付部材の孔径より外径の大きいピンを前記取付部材の孔に圧入して取付部材を本体ケーシング内周に固定してある。これによって、圧縮機周囲の温度が上昇して容器が熱膨張し、さらにエンジンの振動により電動機に過大な荷重が作用しても、電動機は取付部材によって本体ケーシングに固定されているため位置がずれることなく、性能および信頼性を損なうことなく運転することができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の取付部材を本体ケーシングと略同等の熱膨張率の材料で形成したので、本体ケーシングの熱膨張があっても強固に電動機を固定保持することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に第１、第２の発明の取付部材の内周もしくは外周に切り欠き部を設けることにより、本体ケーシング内のガス、オイルの流路抵抗が減少し、性能および信頼性が向上する。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１〜第３の発明の取付部材と固定子の間に弾性部材を設けることにより、固定子への押付力を一定に保つことができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の密閉容器をアルミニウム合金とすることにより、軽量化が実現できる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図である。図１は、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の場合
の１つの例を示している。電動圧縮機１はその本体ケーシング３内に電動式モータ５を内臓し、この本体ケーシング３内に軸方向に配置された圧縮機構部４を駆動する。また、本体ケーシング３内には圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備え、電動式モータ５をモータ駆動回路部１０１によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動する電動式モータ５を内蔵する本体ケーシング３とを有する電動圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００１９】
本実施の形態の電動圧縮機１の圧縮機構部４はひとつの例としてスクロール方式のものを示し  図１に示すように固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａから羽根が立ち上がった固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２とを噛合わせて構成してある。そして、前記電動式モータ５により駆動軸１４を介して旋回渦巻部１２を固定渦巻部１１に対し円軌道運動させたときに、前記固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２との間に形成される圧縮空間１０が容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を行う。なお、８は圧縮機構部４に設けた吸入口、９は本体ケーシング３に設けた吐出口９である。
【００２０】
これに併せ、本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７が容積型ポンプ１３などを駆動軸１４にて駆動するか本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の給油路１５を通じ旋回渦巻部１２の背面の液溜り２１および液溜り２２、図に示す例では液溜り２２に供給される。この液溜り２２に供給された潤滑油７の一部は旋回渦巻部１２の外周部の背面側に旋回渦巻部１２を通じ絞り２３などによる所定の制限の基に供給して旋回渦巻部１２を固定渦巻部１１側に押圧する。これと同時に前記潤滑油７の一部は、旋回渦巻部１２を通じ旋回渦巻部１２の羽根における先端の固定渦巻部１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に供給されて、固定、旋回各渦巻部１１、１２間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２２に供給された潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２１、主軸受４２を経ながら、それら軸受４２、４３を潤滑した後、電動式モータ５側に流出し、貯液部６へと回収される。
【００２１】
さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側からポンプ１３、副軸受４１、電動式モータ５、主軸受４２を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は端壁部３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにしてある。副軸受４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４のポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。
【００２２】
電動式モータ５は固定子５ａを本体ケーシング３に後述する構成によって固定され、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動できるようになっている。主軸受部材５１は本体ケーシング３の図中右側の開口端に嵌合され、前記固定渦巻部１１と共にサブケーシング１０２でもって挟持する状態で、図示しないボルトなどによって固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側を主軸受４２により軸受している。さらに、これら主軸受部材５１と固定渦巻部１１との間に前記旋回渦巻部１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と旋回渦巻部１２との間にはオルダムリングなどの旋回渦巻部１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部５７が設けられ、駆動軸１４を偏心軸受４３を介して旋回渦巻部１２に接続し、旋回渦巻部１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。
【００２３】
圧縮機構部４には吐出孔３１及びリード弁３１ａが設けられ、サブケーシング１０２との間に形成される吐出室６２に開口される。吐出室６２は固定渦巻部１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持った電動式モータ５側に通じている。  また、本体ケーシング３にボルト止めしたサブケーシング１０２の端部壁１０２ａとの間に吸入室６１を形成し、この吸入室６１内に前記吐出室６２が位置するように構成してある。
【００２４】
モータ駆動回路部１０１は、前記サ吸入室６１の反対側に回路基板１０３と、図示しない電解コンデンサとを収容して構成され、回路基板１０３には発熱度の高いスイッチング素子を含むＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）１０５が搭載される。モータ駆動回路部１０１は、電動式モータ５などと圧縮機ターミナル１０６を介して電気的な接続が行われ、電動式モータ５を温度などの必要な情報をモニタしながらモータ駆動回路部１０１によって駆動するようにしてある。このためモータ駆動回路部１０１は外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。
【００２５】
以上によって、電動式モータ５はモータ駆動回路部１０１によって駆動され、駆動軸１４を介して圧縮機構部４を円軌道運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。このとき圧縮機構部４はポンプ１３により貯液部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、固定渦巻部１１に設けた吸入孔１６を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、吐出孔３１から吐出室６２に吐出する。吐出室６２に吐出された冷媒は連絡通路６３を通じて電動式モータ５側に入り、電動式モータ５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑も行う。
【００２６】
以上の構成の電動圧縮機１において、次に前記電動式モータ５の固定について説明する。まず、本体ケーシング３の図中左側内周面に設けられた段差部３ｂに電動式モータ５の固定子５ａの一端を支持（当接）させ、同固定子５ａの他端側に環状の取付部材１７を当接させ、この取付部材１７を本体ケーシング３の内周面に固定してある。この取付部材１７は図２に示すように複数個所に孔１７ａが形成してあり、この孔１７ａに当該孔１７ａより挿入部の外径が大きい図３に示すようなピン１８を圧入し、このピン１８の圧入によって取付部材１７の外径が本体ケーシング３の内径より拡大することで、取付部材１７は本体ケーシング３に締結固定されることになる。これと同時に取付部材１７の内周も拡大し、固定子５ａの最外周部を押圧固定することになる。
【００２７】
すなわち、電動式モータ５の固定子５ａは本体ケーシング３の段差部３ｂと取付部材１７とによって挟み込まれ、取付部材１７の拡大によって本体ケーシング３に固定されることになる。そして、前記取付部材１７は機械的変形によって本体ケーシング３の内周面に固定しているので、従来の焼き嵌め手法による固定のように本体ケーシング３が多少熱膨張したりしても強固に固定状態を維持する。この取付部材１７を本体ケーシング３と同程度の熱膨張率を有する材料で形成するのがよく、本体ケーシング３の熱膨張と併せて取付部材１７も膨張するので効果的である。
【００２８】
また、この電動圧縮機では図４に示すように本体ケーシング３の内周面に少なくとも２ヶ所以上の凸部３ｃを設けるとともに固定子５ａには図５に示すように複数の切り欠き部５ｃを設け、この凸部３ｃと切り欠き部５ｃを噛み合うようにすることによって固定子５ａの回転を規制するようにしてある。
【００２９】
また、一般的に本体ケーシング３はアルミニウム系の材料が用いられ、鉄系の固定子５ａに比べて熱膨張率が大きい。したがって、圧縮機の周囲温度が極めて高温状態になると
、固定子５ａと取付部材１７の間に隙間が生ずる可能性がある。そこで好ましくは図示しないものの、弾性部材（例えば波ワッシャー等）を固定子５ａと取付部材１７との間に挿入すれば、周囲温度にかかわらず、常に一定の押付力を保つことができ、より強固に固定子５ａを固定することができる。
【００３０】
また、上記固定子５ａには複数の切り欠き部５ｃの他に、冷却用のガス通路５ｄが設けられており、取付部材１７の内周側に図２に示すような複数の切り欠き部１７ｃを設けることで、圧縮機構部４側から吐出口９へと流れるガス冷媒がスムーズに流れ、通路抵抗が減少して冷却効果が上がる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる電動圧縮機は、従来の焼き嵌め方式と比較して、複雑な工程管理も必要なく電動モータを固定できるため、コスト面において有利である。また、エンジン装着にも対応できる高信頼性を有し、ハイブリッド車等の環境車両に幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電動圧縮機
３  本体ケーシング
３ｂ  段差部
３ｃ  凸部
４  圧縮機構部
５  電動式モータ
５ａ  固定子
５ｂ  回転子
５ｃ  切り欠き部
５ｄ  ガス通路
８  吸入口
９  吐出口
１０  圧縮空間
１１  固定渦巻部
１１ａ  固定鏡板
１２  旋回渦巻部
１２ａ  旋回鏡板
１４  駆動軸
１７  取付部材
１７ａ  孔
１８  ピン
４２  主軸受
４３  偏心軸受
５１  主軸受部材
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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