(57)【要約】【課題】ボルトにより締め付け固定する力をより確実に蓋に伝えることで、シール性を向上できるインバータ一体型の電動圧縮機を提供する。【解決手段】電動機２０および圧縮機構３０が収容されているハウジング１１の外周に、電動機２０に駆動電力を供給するインバータ装置を収容するインバータ収容部１４を備える。インバータ収容部１４は、側壁１５ａの内側に収容室を有するインバータボックス１５と、インバータボックス１５の開口を塞ぐインバータカバー１６とを備え、インバータカバー１６をインバータボックス１５にボルトＢ２により締め付け固定する。インバータボックス１５の周方向に沿って隣り合うボルトＢ２は、一方が側壁１５ａの外側において、また、他方が側壁１５ａの内側において、締め付け固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機および圧縮機構が収容されているハウジングの外周に、電動機に駆動電力を供給するインバータ装置を収容するインバータ収容部を備え、
インバータ収容部は、
側壁の内側に収容室を有する収容本体と、前記収容本体の開口を塞ぐ蓋とを備え、
前記蓋を前記収容本体に締結具により締め付け固定し、
前記収容本体の周方向に沿って隣り合う第１締結具と第２締結具は、前記第１締結具が前記側壁の外側において、前記第２締結具は前記側壁の内側において、締め付け固定する、
ことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記第１締結具及び前記第２締結具の少なくとも一方は、前記収容室に向けてへこむ屈曲部分に設けられる、
請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記第１締結具及び前記第２締結具が締め付け固定される間の側壁の頂面が、他の領域よりも突出している、
請求項１又は２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、車載用空気調和機に用いられる電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機に多用されているスクロール型の圧縮機は、渦巻状のスクロール壁をそれぞれ有する固定スクロールと旋回スクロールとを備える。そして、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させ、双方のスクロール壁の間に形成される圧縮室の容積を減少させることで、圧縮室内の流体の圧縮を行う。
【０００３】
近年、車両用の空気調和機において、電動機により駆動する方式の電動圧縮機が用いられつつある。このような電動圧縮機においては、インバータ装置において、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換し、この交流電流を供給することで電動機を回転駆動させて圧縮機を駆動する。
【０００４】
車両用の空気調和機においては、車両のエンジンルーム内に各機器を収容するため、省スペース性が要求されている。そこで、圧縮機と、電動機と、インバータ装置とが一体化されたハウジングに組み付けられた電動圧縮機が提供されている（例えば、特許文献１）。このインバータ一体型の電動圧縮機は、インバータ装置を収容する収容室を備えるが、その開口部に蓋をボルトで締め付け固定することで封止し、収容室内部の防水性を図る。防水性を確保するために、封止面に液状ガスケット等のシール剤を塗布して密閉シールするようにしているが、シール剤を均一に塗布することが難しいため、そのバラツキ等により高精度で一様なシール性を確保することは難しく、インバータ収容部に浸水のおそれがあった。そこで、特許文献１ではシール剤を充填する溝を設けることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献２】特開２０１０−５９９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、シール性を確保するのに有効であるが、シール剤に頼る前に、蓋をより強い力で締め付け固定することが、シール性をより確実に得るために必要である。
そこで本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、ボルトにより締め付け固定する力をより確実に蓋に伝えることで、シール性を向上できるインバータ一体型の電動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】
【０００７】
かかる目的のもとなされた本発明のインバータ一体型の電動圧縮機は、電動機および圧縮機構が収容されているハウジングの外周に、電動モータに駆動電力を供給するインバータ装置を収容するインバータ収容部を備える。
本発明によるインバータ収容部は、側壁の内側に収容室を有する収容本体と、収容本体の開口を塞ぐ蓋とを備え、蓋を収容本体に締結具により締め付け固定する。収容本体の周方向に沿って隣り合う第１締結具と第２締結具は、第１締結具が側壁の外側において、第２締結具は側壁の内側において、締め付け固定する。
本発明の電動圧縮機は、第１締結具が側壁の外側において、第２締結具は側壁の内側において、蓋を締め付け固定することにより、収容本体と蓋の間の面圧を高くすることで、必要なシール性を確保する。
【０００８】
本発明の電動圧縮機において、第１締結具及び第２締結具の少なくとも一方は、収容室に向けてへこむ屈曲部分に設けられることが好ましい。この屈曲部分であれば、周囲に配置される部材、機器の妨げになりにくい。
【０００９】
また、本発明の電動圧縮機において、第１締結具及び第２締結具が締め付け固定される間の側壁の頂面が、他の領域よりも突出していることが、面圧を向上するのに有利である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動圧縮機のように、インバータ収容部の側壁に沿って隣接するボスを、一方は側壁の内側、他方を側壁の外側に設けると、一方の締結具と他方の締結具を結ぶ荷重の作用線が、側壁と交差するので、蓋を側壁に強い力で固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における圧縮機を示す図であり、圧縮機の軸線方向に沿った断面図である。
【図２】インバータボックスの内部を示す平面図である。
【図３】インバータボックスにインバータカバーを締め付け固定する際の荷重の作用位置を説明する図である。
【図４】インバータカバーを天板側から示す平面図である。
【図５】インバータカバーの他の例を示す平面図である。
【図６】インバータカバーの他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１に示すように、電動圧縮機１０は、その外郭をなすハウジング１１を備える。ハウジング１１は、スクロール式の圧縮機構３０を収容する圧縮機側ハウジング１２と、電動機２０を収容する電動機側ハウジング１３と、図示を省略するインバータ装置を収容するインバータ収容部１４とからなる。これらのハウジングの構成要素は、アルミニウム合金をダイカスト（Die Casting）することで製造される。
【００１３】
電動圧縮機１０は、電動機側ハウジング１３の側面に形成された冷媒吸入ポート（図示無し)からハウジング１１内に冷媒が導入され、圧縮機側ハウジング１２の端面に形成された冷媒吐出ポートＰ２から、圧縮機構３０によって圧縮された冷媒を吐出する。
【００１４】
電動機２０は、主軸４０に一体に設けられたロータ２１と、ステータ２２とから構成されている。電動圧縮機１０は、ステータ２２の周囲にロータ２１が配置されているところに特徴の一つがある。
ロータ２１は、永久磁石を収容するためのスリットが形成された電磁鋼板を積層した積層体と、この積層体（電磁鋼板）のスリットに配置された永久磁石と、からなるところは公知技術と同じである。ロータ２１の軸心周りには軸方向を貫通する軸孔２１ａが形成されている。主軸４０の電動機側軸４０ａはこの軸孔２１ａを貫通している。
ロータ２１は、圧入、その他の方法により主軸４０（電動機側軸４０ａ）と固定されることで、主軸４０を一体に回転させる。
【００１５】
ステータ２２は、ロータ２１の周囲に配置されている。ステータ２２は、コイルが巻き回された一般的な構成を有しており、円筒状の外観をなしている。ステータ２２は、電動機側ハウジング１３に圧入、その他の方法により固定される。ステータ２２の内側には、ロータ２１が微小間隔を隔てて配置されている。
【００１６】
主軸４０は、メインベアリング４１、サブベアリング４２を介してハウジング１１に回転自在に支持されている。メインベアリング４１には、大径とされた主軸４０のジャーナル部４０ｂが支持され、サブベアリング４２には電動機側軸４０ａが支持される。そして、ロータ２１は、メインベアリング４１とサブベアリング４２の間において、主軸４０と一体に組み付けられている。
【００１７】
圧縮機構３０は、主軸４０とともに回転する旋回スクロール３２と、ハウジング１１に固定された固定スクロール３３と、を備える。
旋回スクロール３２、固定スクロール３３は、それぞれ円板状の端板３２ａ、３３ａの一面側に、渦巻状のスクロール壁３２ｂ、３３ｂが立設されている。これら旋回スクロール３２と固定スクロール３３は、スクロール壁３２ｂ、３３ｂを互いに組み合わせて、双方のスクロール壁３２ｂ、３３ｂ間に圧縮室３５を形成している。
【００１８】
主軸４０の圧縮機構３０側の端部（一端）には、主軸４０の中心軸から予め定められた寸法だけ偏心した位置に、偏心軸４０ｃが突出形成されている。この偏心軸４０ｃに、ドライブブッシュ４４、ドライブベアリング４５を介し、旋回スクロール３２が回転自在に保持されている。これにより、旋回スクロール３２は、主軸４０の中心に対し、予め定められた寸法だけ偏心しており、主軸４０がその軸線周りに回転すると、旋回スクロール３２は、主軸４０の中心に対し、偏心した寸法を半径とした回転（公転）を行う。これにより、圧縮室３５の容積が減少し、冷媒が圧縮される。なお、旋回スクロール３２が、公転しつつも、自転はしないよう、旋回スクロール３２と主軸４０との間には、オルダムリング３６が介在している。
また、旋回スクロール３２と主軸４０との間には、主軸４０に対して偏心した旋回スクロール３２によるアンバランスを解消するため、バランサ４６が設けられている。
【００１９】
さて、インバータ収容部１４は、インバータボックス（収容本体）１５と、インバータカバー（蓋）１６とを備えている。インバータボックス１５は、一方が開口する箱型の形状をなしており、その内部に図示を省略したインバータ装置が収容される。インバータ装置は、電動機２０に供給する電力を制御する。インバータボックス１５の開口端はインバータカバー１６により封止され、インバータカバー１６と対向するインバータボックス１５の底板１５ｆは、電動機側ハウジング１３と接することによりその開口を閉じる。インバータボックス１５は、ボルトＢ１により電動機側ハウジング１３に固定され、インバータカバー１６はボルトＢ２によりインバータボックス１５に固定される。
また、インバータボックス１５の底板１５ｆには、サブベアリング４２を支持するボス１７が電動機２０に向けて形成されている。サブベアリング４２は、ボス１７により支持、固定されながら主軸４０（電動機側軸４０ａ）を回転自在に支持する。
【００２０】
図２に、インバータボックス１５を開口側から視た平面図を示している。
インバータボックス１５は、電動圧縮機１０の軸方向に立ち上る側壁１５ａと、側壁１５ａの内側に設けられる収容室１５ｃと、側壁１５ａに沿って複数個所に設けられるボス１５ｄと、を備えている。各ボス１５ｄには、ボルトＢ２がねじ込まれるねじ孔１５ｅが形成されている。側壁１５ａの頂面１５ｂに載せられたインバータカバー１６を、ボルトＢ２により側壁１５ａに締め付け固定することで、収容室１５ｃを気密に封止する。
【００２１】
本実施形態は、ボス１５ｄが合計で８箇所に設けられており、各々のボス１５ｄに図２に示す番号（Ｎｏ.１〜８）を時計回りに付ける。なお、ボス１５ｄが設けられる個数はあくまで一例にすぎない。
ボス１５ｄは、インバータボックス１５の側壁１５ａの内側に設けられており、収容室１５ｃに向けて突出している。インバータボックス１５の周囲に配置される部材、機器の妨げにならないようにするためである。ただし、Ｎｏ.４及びＮｏ.８のボス１５ｄは、側壁１５ａの内側に設けられている。これは、以下の理由による。仮に、Ｎｏ.４のボス１５ｄが図３（Ｂ）に示すように側壁１５ａの内側に設けられているものとする。そして、Ｎｏ.３のボス１５ｄとＮｏ.４のボス１５ｄにおいてインバータカバー１６をボルトＢ２で締め付け固定したとすると、締め付けによりＮｏ.３のボス１５ｄとＮｏ.４のボス１５ｄの間に生ずる荷重は、Ｎｏ.３のボス１５ｄとＮｏ.４のボス１５ｄの中心、つまり２つのボルトＢ１の中心を結んだ作用線Ｌ２に沿って作用する。ところがこの作用線Ｌ２は、図３（Ｂ）に示すように側壁１５ａの頂面１５ｂからずれており、ボルトＢ２の締め付けによるインバータカバー１６と頂面１５ｂとの間の面圧が十分に得られない。
【００２２】
これに対して、Ｎｏ.３のボス１５ｄが側壁１５ａの内側、Ｎｏ.４のボス１５ｄが側壁１５ａの外側に互い違いに配置する本実施形態の場合、図３（Ａ）に示すように、Ｎｏ.３のボス１５ｄ（ボルトＢ２，締結具）とＮｏ.４のボス１５ｄ（ボルトＢ２，締結具）の中心を結んだ作用線Ｌ１は、側壁１５ａの頂面１５ｂを横切る。したがって、ボルトＢ２による締め付け力によるインバータカバー１６と頂面１５ｂの間の面圧を大きくできるので、インバータボックス１５とインバータカバー１６のシール性を向上できる。より高い面圧を得るために、当該頂面１５ｂを他の領域、例えばＮｏ.１のボス１５ｄとＮｏ.２のボス１５ｄの間の頂面１５ｂよりも突出させることが好ましい。
したがって、本実施形態によると、インバータ収容部１４の内部の気密状態が高く保たれるので、水分、その他の侵入を回避したい物質による被害を食い止めることができる。
【００２３】
以上のように互い違いに配置されたボス１５ｄのうち、Ｎｏ.４のボス１５ｄは、側壁１５ａが屈曲している部分に設けられている。この屈曲は、平面形状が円形の部分(図中右側)と矩形の部分（図中の左側）の接続部分で生じており、収容室、つまり内側に向けてへこんでいる。このへこんだ屈曲部分であるが故に、ボス１５ｄを側壁１５ａの外側に配置しても周囲の妨げになりにくい。したがって、互い違いに配置されるボス１５ｄの一方は、側壁１５ａが内側にへこんで屈曲した領域に設けることが好ましい。
電動圧縮機１０は、Ｎｏ.２、Ｎｏ.３、Ｎｏ.４及びＮｏ.５のボス１５ｄ、並びに、Ｎｏ.７、Ｎｏ.８及びＮｏ.１のボス１５ｄを互い違いに配置しているが、これは例示に過ぎず、互い違いに配置するボス１５ｄは、インバータボックス１５（インバータカバー１６）の形状、寸法に応じて適宜定める。互い違いの関係が一組だけ含まれていれば所定の効果を得ることができることは明らかであり、本発明はこの形態を包含する。
【００２４】
次に、インバータボックス１５に装着された状態で収容室１５ｃに臨むインバータカバー１６の天板１６ａには、図４に示すように、インバータボックス１５の頂面１５ｂに付き合わされる座面１６ｂがその周縁に沿って形成されている。座面１６ｂは天板１６ａから微小量だけ突出している。そしてこの座面１６ｂに沿って、複数個所にボス１６ｄが設けられている。各々のボス１６ｄはインバータボックス１５のボス１５ｄに対応しており、ボルトＢ２でインバータカバー１６をインバータボックス１５に締め付け固定するには、対応するボス１５ｄとボス１６ｄを位置合わせして、ボルト孔１６ｅ，１５ｅを貫通してボルトＢ２をねじ込む。
【００２５】
また、インバータカバー１６には、複数のリブ１６ｃが天板１６ａに形成されている。このリブ１６ｃは電動圧縮機１０の特徴部分であり、リブ１６ｃはインバータカバー１６の振動を抑えることにより、インバータカバー１６からのノイズ放散を抑制する。つまり、天板１６ａが平坦だとインバータボックス１５に固定されるインバータカバー１６が、インバータ装置の駆動に伴い、太鼓現象を引き起こすおそれがある。これに対してリブ１６ｃを設けることで天板１６ａの剛性を上げ、振動の発生を抑制する。
リブ１６ｃは、二つのボス１６ｄとボス１６ｄの間を繋いでいる。ボス１６ｄが設けられた部分は、ボス１６ｄのない座面１６ｂに比べて剛性が高いので、リブ１６ｃを設けることによる効果が顕著になる。
リブ１６ｃを設ける形態は任意である。図４に示すように、各リブ１６ｃが他のリブ１６ｃと係りないように設けることもできるし（起点となるボス１６ｄ周りを除く）、図５に示すように、リブ１６ｃ同士を交差して設けることもできる。
また、リブ１６ｃは直線状に限らず、図６に示すように曲線（円）の部分を含んでもよいし、曲線状のみからなってもよい。また、図６に示すように、複数の直線状のリブ１６ｃが繋がることで、間接的にボス１６ｄに繋がる円形のリブ１６ｃを設けることができる。
なお、以上のようにリブ１６ｃを備えるインバータカバー１６は、ダイカストによる一体成形で格別な作業を加えることなく作製することができる。
【００２６】
以上のように構成された電動圧縮機１０において、冷凍サイクル中を循環した後の低圧冷媒ガスは、図示しない冷媒吸入口から電動機側ハウジング１３内に吸入され、電動機側ハウジング１３内を流通して圧縮機構３０に吸い込まれる。圧縮機構３０で圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、圧縮機側ハウジング１２の端部に設けられている冷媒吐出ポートＰ２から吐出配管を経て冷凍サイクルへと循環される。
この過程で、インバータ装置（図示省略）により制御されながら電力がステータ２２に供給されると、ロータ２１が回転駆動される。そうすると、ロータ２１に対して固定された主軸４０が、ロータ２１と一体的に回転駆動され、旋回スクロール３２が旋回運動する。そして、主軸４０は、他の部分よりも大径とされたジャーナル部４０ｂがメインベアリング４１で支持され、かつ、ステータ２２の内部に保持されるサブベアリング４２に電動機側軸４０ａが支持されながら、回転駆動される。
【００２７】
そして、Ｎｏ.３のボス１５ｄが側壁１５ａの内側、Ｎｏ.４のボス１５ｄが側壁１５ａの外側に配置することにより、インバータ収容部１４内の気密性を高いレベルで維持することができるので、浸水によってインバータ装置が機能を失うおそれは著しく低い。
また、インバータ装置は動作することで振動を発するが、インバータカバー１６の天板１６ａには背面側に複数のリブ１６ｃが形成されているので、インバータカバー１６を介して周囲に放散されるノイズを低減できる。
【００２８】
上記実施の形態では、インバータ収容部１４が圧縮機構３０及び電動機２０と同軸上に配置された電動圧縮機１０に本発明を適用した例について説明したが、これはあくまで一例であり、インバータ収容部１４が電動機２０の側方に設けられるインバータ一体型の電動圧縮機に本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、スクロール型の圧縮機構３０について説明したが、これもあくまで一例であり、ロータリー型の圧縮機構、あるいは、スクロール型とロータリー型を組み合わせた多段式の圧縮機構を備える電動圧縮機について本発明を適用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    電動圧縮機
１１    ハウジング
１２    圧縮機側ハウジング
１３    電動機側ハウジング
１４    インバータ収容部
１５    インバータボックス
１５ａ  側壁
１５ｂ  頂面
１５ｃ  収容室
１５ｄ  ボス
１５ｅ，１６ｅ  ねじ孔
１６    インバータカバー
１６ａ  天板
１６ｂ  座面
１６ｃ  リブ
１６ｄ  ボス
１７    ボス
２０    電動機
２１    ロータ
２２    ステータ
３０    圧縮機構
３２    旋回スクロール
３３    固定スクロール
３５    圧縮室
４０    主軸
４０ａ  電動機側軸
４０ｂ  ジャーナル部
４０ｃ  偏心軸
４１    メインベアリング
４２    サブベアリング
Ｂ１，Ｂ２  ボルト
Ｌ１，Ｌ２    作用線
【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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