説明

電動コンプレッサ

【課題】電動コンプレッサ100においてインバータ回路30の冷却効率の低下を抑制する。
【解決手段】電動コンプレッサ100において、弾性部材60がインバータカバー21およびインバータ回路30の間に狭持されて、弾性変形して圧縮状態になる。したがって、インバータカバー21の高さ寸法(Lz)、およびインバータ回路30の高さ寸法(La)のバラツキが生じても、弾性部材60は、弾性変形して、当該寸法バラツキを吸収して、弾性力によりインバータ回路30をモータハウジング11の取付面16側に押し付けることができる。このため、インバータ回路30を取付面16に密着させることができるので、インバータ回路30は、冷媒流路11d内の冷媒により十分に冷却されることになる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動モータによりコンプレッサを駆動する電動コンプレッサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電動コンプレッサでは、図9に示すように、コンプレッサ1および電動モータ2を収納するハウジング3の外表面3a上にインバータ回路4に配置し、このインバータ回路4を覆うようにインバータカバー5を配置し、さらにインバータカバー5をハウジング3に対して締結して、コンプレッサ1の圧縮作動に伴ってハウジング3内を流れる冷媒によってインバータ回路4を冷却するように構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−190547号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上述の電動コンプレッサにおいて、インバータカバー5の高さ寸法Lzおよびインバータ回路4の高さ寸法Laにバラツキが生じて、ハウジング3の外表面3aとインバータカバー5との間の寸法Lbよりもインバータ回路4の高さ寸法Laの方が小さくなり、インバータ回路4とインバータカバー5との間に隙間Sが生じる場合がある。
【0004】
したがって、ハウジング3の外表面3aにインバータ回路4を密着させることができない。このため、ハウジング3内矢印Tの如く流れる冷媒とインバータ回路4との間の熱交換を十分に行うことができなくなり、インバータ回路(モータ駆動回路)4の冷却効率が低下する。
【0005】
本発明は、上記点に鑑み、寸法バラツキが生じても、モータ駆動回路の冷却効率の低下を抑制するようにした電動コンプレッサ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】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明では、コンプレッサが流体を吸入、圧縮、吐出するに伴ってハウジング内に流体が流れるようになっており、モータ駆動回路がハウジングを介してハウジング内を流れる流体によって冷却されるようになっている電動コンプレッサであって、電気回路用カバーとモータ駆動回路との間で弾性変形して収縮した状態で配設され、モータ駆動回路を弾性力によりハウジングの外壁面側に押し付けて密着させる弾性部材を備えることを第1の特徴とする。
【0007】
したがって、モータ駆動回路の高さ寸法(La)、および電気回路用カバーの高さ寸法(Lz)のそれぞれにバラツキが生じていても、弾性部材を弾性変形させることにより、当該寸法のバラツキを吸収して、モータ駆動回路をハウジングの外壁面側に押し付けて密着させることができる。このため、ハウジング内を流れる冷媒とモータ駆動回路との間の熱交換を良好に行うことができ、寸法バラツキが生じても、モータ駆動回路の冷却効率が低下することを抑制することができる。
【0008】
ここで、モータ駆動回路の高さ寸法(La:図9参照)とは、モータ駆動回路のうち、電気回路用カバーとハウジングとをそれぞれ交差する方向の寸法である。また、電気回路用カバーの高さ寸法(Lz:図9参照)とは、電気回路用カバーのうち、電気回路用カバーとハウジングとをそれぞれ交差する方向の寸法である。
【0009】
本発明では、モータ駆動回路の周囲を囲むように形成され、かつ電気回路用カバーとハウジングの外壁面との間で弾性変形して収縮した状態で配設され、電気回路用カバーとハウジングの外壁面との間を密閉するシール部材を備えることを第2の特徴とする。
【0010】
したがって、電気回路用カバーとハウジングの外壁面との間を密閉させることができるので、電気回路用カバー内の異物の侵入を防ぐことができる。
【0011】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1〜図4に本発明の一実施形態の電動コンプレッサ100を示す。図1は本実施形態の電動コンプレッサ100が適用される冷凍サイクル装置の構成を示し、図2は電動コンプレッサ100を回転軸に対して直交する方向から視た内部構成を示し、図3は電動コンプレッサ100を回転軸の軸方向から視た内部構成を示している。
【0013】
電動コンプレッサ100は、図1に示すように、凝縮器101、減圧器102、および蒸発器103とともに、車両空調装置用の冷凍サイクル装置を構成している。
【0014】
電動コンプレッサ100は、図2に示すように、電動モータ部10、コンプレッサ20、およびインバータ回路30を備えている。電動モータ部10は、回転軸12を介してコンプレッサ20を回転駆動する。具体的には、電動モータ部(電動モータ)10は、モータハウジング11、回転軸12、ロータ13、ステータコア14、およびステータコイル15から構成されている。
【0015】
モータハウジング11は、伝熱性の高い鉄等の金属からなるもので、回転軸12を中心とする略円筒状に形成されており、モータハウジング11の軸線方向Zの一端側には、冷媒吸入口(流体吸入口)11aが設けられている。
【0016】
ここで、モータハウジング11の軸線方向Zの他端側には、冷媒吐出口11b(流体吐出口)が設けられている。また、モータハウジング11の外壁のうち、軸直交方向には、インバータ回路(モータ駆動回路)30が装着される取付面16が形成されている。なお、軸直交方向とは、回転軸12に対して直交する方向のことである。また、モータハウジング11は、特許請求範囲に記載のハウジングに相当する。
【0017】
回転軸12は、モータハウジング11内に配置され、軸受け12aと図示しない他の軸受けにより回転自在に支持されている。回転軸12は、ロータ13から受ける回転駆動力をコンプレッサ20に伝える。軸受け12aおよび他の軸受けは、モータハウジング11により支持されている。
【0018】
ロータ13は、永久磁石からなり、中空部を有する筒状に形成されているものであって、中空部内には回転軸12が圧入されてロータ13および回転軸12が固定されている。ロータ13は、ステータコア14から発生される回転磁界に基づいて、回転軸12とともに回転する。
【0019】
ステータコア14は、ロータ13(回転軸12)に対して径外方向に配置されており、ステータコア14は、モータハウジング11内において略環状に形成されている。ステータコア14は、磁性体からなるもので、モータハウジング11の内周面から支持されている。ステータコイル15は、ステータコア14に対して回巻されている。
【0020】
ここで、モータハウジング11の取付面16側とステータコア14との間には、冷媒流路11dが形成されており、冷媒流路11dは、後述するようにインバータ回路30を冷却するために冷媒(流体)を流す。
【0021】
コンプレッサ20は、ロータリ型コンプレッサであり、コンプレッサ20は、電動モータ部10の回転軸12からの回転駆動力によって旋回して冷媒を吸入、圧縮、吐出する。
【0022】
インバータ回路30は、モータハウジング11の取付面(外壁面)16に装着されている。インバータ回路30は、半導体素子等からなり、電動モータ部10のステータコイル15に電力供給して電動モータ部10を駆動する駆動電気回路を構成している。
【0023】
ここで、インバータ回路30およびステータコイル15の間を接続するために、クラスタブロック40および気密端子50が用いられている。
【0024】
クラスタブロック40は、ステータコイル15の端部が接続されているステータ側コネクタを構成しており、クラスタブロック40は、気密端子50とともに、ステータコア14の軸方向端部側(Z方向端部側)において、ステータコア14およびコンプレッサ20の間に配置されている。
【0025】
気密端子50は、モータハウジング11の開口部17内に嵌合されており、気密端子50は、モータハウジング11の内外を貫通する3本の針状端子(図2中では1本の針状端子だけを示す)を有している。3本の針状端子の各他端側は、それぞれ、クラスタブロック40に接続されている。
【0026】
一方、インバータ回路30をモータハウジング11に固定するために、インバータカバー21が設けられており、インバータカバー21は、インバータ回路30を覆うように形成される金属製の部材である。
【0027】
具体的には、インバータカバー21には、図2及び図3に示すように、インバータ回路30を取付面16とともに狭持する上面部21bと、上面部21bから取付面16側に突出し、かつンバータ回路30を囲むように形成される環状側部21aが設けられている。インバータカバー21は、図4に示すように、4本のボルトBaによりモータハウジング11に対して締結されている。図4は、図2中Y矢視図である。
【0028】
ここで、インバータカバー21の上面部21bとインバータ回路30との間には、ゴム、スポンジ等から成る板状の弾性部材60が狭持されている。
【0029】
図5に、弾性部材60の上面図(インバータカバー21側から視た図)を示す。弾性部材60は、4つの三角形状の開口部61aを有しており、4つの開口部61aは、インバータカバー21の上面部21bとインバータ回路30との間を貫通して、インバータカバー21およびインバータ回路30に対して接触しない非接触部を形成している。
【0030】
一方、弾性部材60のうち4つの三角形状の孔部61a以外の領域61bは対角線に沿うように略X字状に形成されて、インバータカバー21の上面部21bに接触する接触部を形成する。
【0031】
また、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間には、図2または図3に示すように、シール部材70が設けられている。シール部材70は、インバータ回路30を囲むように環状で、かつ断面円形状に形成されるもので、例えば、ゴム等の弾性材料からなるものである。シール部材70は、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間を密閉する。
【0032】
次に、インバータカバー21およびインバータ回路30の組み付けについて説明する。
【0033】
まず、モータハウジング11の取付面16上にインバータ回路30を配置し、その後、インバータ回路30の上に弾性部材60を配置する。さらに、モータハウジング11上にシール部材70を配置する。その後、インバータカバー21によってモータハウジング11に対して弾性部材60を押し付けるようにして、その状態でインバータカバー21を4本のボルトBaによりモータハウジング11に対して締結する。
【0034】
このとき、弾性部材60は、インバータカバー21から押し付けられて弾性変形して圧縮状態になる。このため、弾性部材60は、弾性力によりインバータ回路30をモータハウジング11の取付面16側に押し付けることになる。
【0035】
また、シール部材70は、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間で弾性変形により圧縮されて、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間を密閉する。
【0036】
次に、本実施形態の電動コンプレッサ100の作動について説明する。
【0037】
まず、インバータ回路20が電源投入されて、電動モータ部10のステータコイル15に対して駆動電流を流す。これに伴って、ステータコア14から回転磁界が発生するため、ロータ13に対して回転力が発生する。すると、ロータ13が回転軸12とともに回転する。したがって、コンプレッサ30は、回転軸12からの回転駆動力によって旋回して冷媒を吸入、圧縮、吐出する。
【0038】
ここで、蒸発器側からの冷媒は、モータハウジング11の冷媒吸入口11a側内に流入して、冷媒流路11d内を図1中矢印Rの如く軸線方向に冷媒が流れ、コンプレッサ30側に流れる。その後、冷媒は、コンプレッサ30で圧縮され、冷媒吐出口11bから凝縮器側に吐出される。
【0039】
一方、インバータ回路20は作動に伴って熱を発生するものの、インバータ回路30が弾性部材60の弾性力によりモータハウジング11の取付面16側に押し付けるため、インバータ回路30が取付面16に密着されている。このため、インバータ回路30は、取付面16に密着した状態で冷媒流路11d内の冷媒との間で熱交換することになる。
【0040】
以上説明した本実施形態によれば、弾性部材60がインバータカバー21およびインバータ回路30の間に狭持されて、弾性変形して圧縮状態になる。したがって、インバータカバー21の高さ寸法(Lz)、およびインバータ回路30の高さ寸法(La)のバラツキが生じても、弾性部材60は、弾性変形して、当該寸法バラツキを吸収して、弾性力によりインバータ回路30をモータハウジング11の取付面16側に押し付けることができる。このため、インバータ回路30を取付面16に密着させることができるので、インバータ回路30は、冷媒流路11d内の冷媒により十分に冷却されることになる。
【0041】
また、シール部材70は、上述の如く、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間で弾性変形されて、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間を密閉するので、インバータカバー21の内側に異物が侵入することを防ぐことができる。
【0042】
ここで、インバータカバー21の高さ寸法(Lz)、およびインバータ回路30の高さ寸法(La)のバラツキが原因で、インバータカバー21とモータハウジング11との間の寸法Lbのバラツキが生じるが、この寸法バラツキLbをシール部材70の弾性変形により吸収することができる。
【0043】
すなわち、インバータカバー21とモータハウジング11との間の寸法Lbが大きいときにはシール部材70を小さく弾性変形させる一方、寸法Lbが小さいときにはシール部材70を大きく弾性変形させることにより、寸法Lbのバラツキを吸収して、インバータカバー21の環状側部21aとモータハウジング11との間を密閉することができる。
【0044】
(他の実施形態)
上述の実施形態では、シール部材70として断面円形状に形成されるものを用いた例について説明したが、これに代えて、図6に示すように、シール部材70として、インバータカバー21の環状側部21a側からモータハウジング11側に突出する突出部71を有するものを用いても良い。また、シール部材70として、モータハウジング11側からインバータカバー21の環状側部21a側に突出する突出部71を有するものを用いてもよい。
【0045】
この場合、インバータカバー21とモータハウジング11との間の寸法Lbが大きいときにはシール部材70の突出部71を小さく弾性変形させる一方、寸法Lbが小さいときにはシール部材70を大きく弾性変形させる。このことにより、インバータカバー21の高さ寸法(Lz)、およびインバータ回路30の高さ寸法(La)のバラツキを吸収して、インバータカバー21とモータハウジング11との間を密閉することができる。
【0046】
特に、シール部材70が突出部71を有しているので、シール部材70の弾性変形の可変範囲を上述の実施形態の断面円形状のシール部材70に比べて大きくすることができるので、インバータカバー21の高さ寸法(Lz)、およびインバータ回路30の高さ寸法(La)のバラツキが大きくなっても、そのバラツキを吸収することが可能になる。
【0047】
上述の実施形態では、弾性部材60としては、ゴム、スポンジ等から成る板状の弾性部材を用いた例について説明したが、これに代えて、弾性部材60としては、コイル状バネ等を用いても良い。
【0048】
さらに、弾性部材60としては、図7、図8に示す金属製の板状バネ60を用いてよい。図7は、板状バネ60をインバータカバー21側から視た図であり、図8は、図7中C−C断面図である。
【0049】
具体的には、板状バネ(板状部材)60は、6つの可動部62(これは、請求項5に記載の可動部に相当する)を有しており、6つの可動部62は板状バネ60の一部がそれぞれインバータカバー21側(或いは、インバータ回路30側)に切り起こされてなるものである。
【0050】
したがって、板状バネ60のうち各可動部62がインバータカバー21により押し付けられて弾性変形するため、板状バネ60のうち各可動部62以外の残りの部分がその弾性力によりインバータ回路30をハウジング11側に押し付けることになる。このため、インバータ回路30をハウジング11に密着させることができる。
【0051】
なお、板バネ60の可動部62は6箇所である必要はなく、また切り起こされる方向が同一である必要もない。切り起こされる方向は対向方向、放射方向等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明に係る電動コンプレッサが適用される冷凍サイクル装置を示す模式図である。
【図2】上述の実施形態に係る電動コンプレッサの内部構成を示す図である。
【図3】上述の実施形態に係る電動コンプレッサの内部構成を示す図である。
【図4】図2中のインバータカバーの上面図である。
【図5】図2中の弾性部材の上面図である。
【図6】図2中のシール部材の変形例を示す断面図である。
【図7】図2中の弾性部材の変形例を示す断面図である。
【図8】図7中のC−C断面図である。
【図9】従来の電動コンプレッサの内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【0053】
11…モータハウジング、
11d…冷媒流路、16…取付面
30…インバータ回路、51…インバータカバー、
60…弾性部材、100…電動コンプレッサ、
Lz…インバータカバーの高さ寸法、La…インバータ回路の高さ寸法。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体吸入口および流体吐出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に収納され、前記流体吸入口から流体を吸入し、圧縮し、前記流体吐出口から吐出するコンプレッサと、
前記ハウジング内に収納され、前記コンプレッサを駆動する電動モータと、
前記ハウジングの外壁面に装着され、前記電動モータに電力供給するモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路を覆うように形成され、前記ハウジングに対して取り付けられる電気回路用カバーと、を備え、
前記コンプレッサが前記流体を吸入、圧縮、吐出するに伴って前記ハウジング内に前記流体が流れるようになっており、
前記モータ駆動回路が前記ハウジングを介して前記ハウジング内を流れる流体によって冷却されるようになっている電動コンプレッサであって、
前記電気回路用カバーと前記モータ駆動回路との間に弾性変形した状態で狭持され、前記モータ駆動回路を弾性力により前記ハウジングの外壁面側に押し付けて密着させる弾性部材を備えることを特徴とする電動コンプレッサ。
【請求項2】
前記弾性部材は、前記電気回路用カバーと前記モータ駆動回路との間で狭持されて弾性変形による圧縮状態になる被圧縮部と、前記電気回路用カバー側に非接触となる非接触部とから構成され、
前記被圧縮部のうち前記電気回路用カバー側に接触する接触面積の設定によって、前記電気回路用カバー側から前記被圧縮部に加わる力が設定されて、前記モータ駆動回路を前記ハウジング側に押し付ける前記被圧縮部の弾性力が設定され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】
前記弾性部材の前記非接触部は、前記電気回路用カバー側と前記モータ駆動回路側との間を貫通する開口部であること特徴とする請求項2に記載の電動コンプレッサ。
【請求項4】
前記弾性部材は、バネ部材であ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5】
前記弾性部材は、前記電気回路用カバーおよび前記モータ駆動回路のうち一方側に切り起される可動部を有する板状部材を備えており、
前記板状部材は、前記電気回路用カバーおよび前記モータ駆動回路のうち一方により前記可動部が押し付けられて弾性変形して、この弾性変形に伴う弾性力により前記モータ駆動回路を前記ハウジング側に押し付け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6】
前記モータ駆動回路の周囲を囲むように形成され、かつ前記電気回路用カバーと前記ハウジングの外壁面との間で弾性変形して収縮した状態で配設され、前記電気回路用カバーと前記ハウジングの外壁面との間を密閉するシール部材を備え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。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate