JP2008082279A - Electric compressor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an electric compressor that drives a compressor by an electric motor.
従来、電動コンプレッサのハウジング上にインバータ回路を配置し、ハウジングのインバータ回路側内壁と電動モータのステータコアとの間の冷却用の冷媒流路に設け、この冷媒流路内を流れる冷媒によりインバータ回路を冷却するように構成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an inverter circuit is arranged on a housing of an electric compressor, provided in a cooling refrigerant flow path between an inner wall of the housing on the inverter circuit side and a stator core of the electric motor, and the inverter circuit is formed by the refrigerant flowing in the refrigerant flow path. What is comprised so that it may cool is known (for example, refer patent document 1).
また、特許文献1には、インバータ回路と電動モータとの間の接続構成について記載されていないが、図9に示すように、ハウジング1の内外を貫通して一端側がインバータ回路2に接続されるインバータ側コネクタ(密着端子)3と、ステータコイルに接続されるステータ側コネクタ4とを備え、ステータ側コネクタ4をステータコア5に対して軸直交方向(すなわち、ステータコア5の外壁面側)に配置してインバータ側コネクタ3に接続した電動コンプレッサが知られている。
しかし、上述の電動コンプレッサにおいて、ステータ側コネクタ4をステータコア5に対して軸直交方向に配置する場合には、ステータ側コネクタ4をステータコア5およびハウジング1の間に収納する収納部1aを軸直交方向に設けることが必要なり、この収納部内1aにも冷媒が流れ込み、冷却用の冷媒流路1bに流入する冷媒量が減ることになる。したがって、インバータ回路2の冷却効率が低下する。
However, in the above-described electric compressor, when the stator-
本発明では、上記点に鑑みて、コネクタの配置を工夫して、駆動電気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。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an electric compressor in which the arrangement of connectors is devised to suppress a decrease in cooling efficiency of a drive electric circuit.
上記目的を達成するため、本発明では、ハウジングのうち駆動電気回路側とステータコアとの間には、コンプレッサの吸入および吐出に伴って流体が流れる流体流路が形成されており、駆動電気回路は、流体流路内の流体によって冷却されるように構成され、ハウジング内に収納され、ステータコイルに接続されるステータ側コネクタと、ステータ側コネクタと駆動電気回路とを電気的に接続する電気回路側コネクタと、を備え、ステータ側コネクタおよび電気回路側コネクタは、前記ステータコアの軸方向端部側に配置されていることを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a fluid flow path is formed between the drive electrical circuit side of the housing and the stator core through which fluid flows in accordance with suction and discharge of the compressor. The stator side connector configured to be cooled by the fluid in the fluid flow path, housed in the housing and connected to the stator coil, and the electric circuit side electrically connecting the stator side connector and the drive electric circuit The first feature is that the stator side connector and the electrical circuit side connector are arranged on the axial end portion side of the stator core.
したがって、ステータ側コネクタの収納部をステータコアとハウジングとの間において軸直交方向に設ける必要が無くなるので、ステータ側コネクタおよび電気回路側コネクタの配置によって、流体流路内の流体流量が減ることはない。このため、駆動電気回路(インバータ回路)の冷却効率の低下を抑制することができる。 Therefore, since it is not necessary to provide the stator-side connector housing portion in the direction perpendicular to the axis between the stator core and the housing, the arrangement of the stator-side connector and the electric circuit-side connector does not reduce the fluid flow rate in the fluid flow path. . For this reason, the fall of the cooling efficiency of a drive electric circuit (inverter circuit) can be suppressed.
また、本発明では、ハウジングのうち開口部に対して外壁側には、開口部を囲むように形成される環状壁部が設けられており、電気回路側コネクタは環状壁部の内側に配置されていることを第2の特徴とする。 Further, in the present invention, an annular wall portion formed so as to surround the opening portion is provided on the outer wall side with respect to the opening portion of the housing, and the electric circuit side connector is disposed inside the annular wall portion. This is the second feature.
これにより、環状壁部により電気回路側コネクタを開口部内に配置する際に案内させることが可能になるので、電気回路側コネクタの取付が容易になる。 Thereby, since it becomes possible to guide the electrical circuit side connector when the annular wall portion is disposed in the opening, it is easy to attach the electrical circuit side connector.
本発明は、電気回路側コネクタにはその周囲を囲むように形成されるシール用リング部材が填め込まれており、環状壁部には、開口部を囲むように形成される環状溝部が設けられており、シール用リング部材が環状溝部内に填め込まれて、電気回路側コネクタおよび環状壁部の間を密閉するようになっていることを第3の特徴とする。 In the present invention, the electrical circuit side connector is fitted with a sealing ring member formed so as to surround the periphery thereof, and the annular wall portion is provided with an annular groove portion formed so as to surround the opening. The third feature is that the sealing ring member is fitted in the annular groove to seal between the electrical circuit side connector and the annular wall.
したがって、電気回路側コネクタを環状壁部の内側に配置しても、ハウジング内の冷媒が開口部から外側に洩れることを防ぐことができる。 Therefore, even if the electric circuit side connector is disposed inside the annular wall portion, the refrigerant in the housing can be prevented from leaking outside from the opening.
図1、図2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の内部構成を示している。
1 and 2 show an
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。
As shown in FIG. 1, the
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、インバータ回路20、コンプレッサ30、クラスタブロック40、および気密端子50から構成されている。
As shown in FIG. 2, the
電動モータ部10は、回転軸12を介してコンプレッサ30を回転駆動する。具体的には、電動モータ部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。
The
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11aが設けられている。
The
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(図2中上側)には、後述するようにインバータ回路20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。
Here, a
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30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。
The rotating
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が差し込まれて固定されている。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。
The
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、3つのコイル(U、V、W)から構成され、ステータコア14に対して回巻きされている。
The
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20を冷却するために冷媒(流体)を流す。
Here, a
インバータ回路20は、半導体素子等からなり、電動モータ部10に電力供給して駆動する駆動電気回路を構成している。インバータ回路20は、モータハウジング11の取付面16に装着されている。
The
インバータカバー21は、インバータ回路20を覆うように形成される金属製ハウジング部材であり、インバータカバー21は、モータハウジング11との間にインバータ回路20を狭持する。なお、インバータカバー21は、ボルト(図示しない)によってモータハウジング11に対して締結されている。
The
コンプレッサ30は、ロータリ型コンプレッサであり、コンプレッサ30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。
The
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30の間に配置されている。クラスタブロック40は、気密端子50を介してインバータ回路20に接続されている。
The
図3にクラスタブロック40および気密端子50の接続構造を示す。図3は、図2中A部分の拡大図である。モータハウジング11の内壁には、内側に開口する開口部17が設けられており、この開口部17は、インバータ回路20の隅部側(コンプレッサ30側)に位置する。
FIG. 3 shows a connection structure of the
開口部17は、図4に示すように、軸直交方向の中央部側(すなわち、図2中紙面手前側)から側面側(すなわち、図2中紙面奥側)に向けて延びる楕円形に形成されている。図4の開口部17は、図3中Y方向から視た図である。
As shown in FIG. 4, the
開口部17のうち軸直交方向側面側の端部17a(すなわち、端子の並び方向の端側)は、後述する気密端子50の端子53(図7参照:並び方向端側端子)を中心とする円弧状に形成されている。また、開口部17のうち軸直交方向中央側の端部17b(すなわち、端子の並び方向の端側)は、後述する気密端子50の端子51(図7参照:並び方向端側端子)を中心とする円弧状に形成されている。
The
ここで、開口部17のうち軸直交方向側面側の開口面積は、開口部17の軸直交方向中央側の開口面積よりも大きくなるように設定されている。そして、クラスタブロック40のうち軸直交方向側面側は、図4(b)に示すように、開口部17の軸直交方向側面側(17a)に入り込んでいる。図4(b)は、図4(a)中B−B断面図である。
Here, the opening area of the
また、モータハウジング11のうち開口部17に対する外側(すなわち、外壁側)には、図5に示すように、開口部17を囲むように形成される環状壁部18が設けられている。図5中の環状壁部18は、図3中G方向から視た図である。
Further, as shown in FIG. 5, an
環状壁部18のうちモータハウジング11の内部側には、図2に示すように、環状壁部18の内側に突出する縁部17aが設けられている。縁部17aは、図4(a)に示すように、軸直交方向中央側に形成されて、後述するように、気密端子50をモータハウジング11の内部側から支える。
As shown in FIG. 2, an
気密端子50は、図3に示すように、環状壁部18内に配置されて、端子51、52、53(図3中では1つの端子51だけを示す)と長円形状のハウジング54とを備えている。端子51、52、53は、環状壁部18を通してモータハウジング11の内外を貫通するように形成されており、端子51、52、53は、1列(軸直交方向:図2中紙面手前側から紙面奥側に向けて)に並べられている。
As shown in FIG. 3, the
端子51、52、53のそれぞれの一端端側は、クラスタブロック40に接続されている。端子51、52、53のそれぞれの他端端側は、インバータ回路20に接続されている。
One end side of each of the
ハウジング54は電気絶縁部材からなるもので、端子51、52、53と環状壁部18との間における高電気絶縁性を実現し、また端子51、52、53と環状壁部18との間において高気密性を保つものである。
The
また、ハウジング54には、その周囲を囲むように金属製のOリング(シール用リング部材)43が填め込まれており、Oリング43は、環状壁部18の環状溝部43a内に位置する。Oリング43は、気密端子50と環状壁部18との間を密閉するために用いられる。
The
気密端子50のハウジング54のうちインバータ回路20側には、図7に示すように、金属製の弾性部材としての2つのサークリップ44が配置されている。図7は、図3中G方向から2つのサークリップ44(すなわち、Cリング)を視た図である。2つのサークリップ44は、環状壁部18の環状溝部44a内に配置されており、2つのサークリップ44は、径外方向に働く弾性力により、気密端子50を係止している。
As shown in FIG. 7, two
ここで、気密端子50およびクラスタブロック40の組み付けについて説明する。
Here, the assembly of the
まず、気密端子50、Oリング43、および2つのサークリップ44を別々に用意し、次に、Oリング43内に気密端子50のハウジング54を圧入して、Oリング43内に気密端子50を嵌合して双方を固定する。
First, the
次に、気密端子50およびOリング43を環状壁部18内に押し込むと、Oリング43(気密端子50)は、環状壁部18によって案内されて、Oリング43が環状壁部18の環状溝部43a内に入り込んで、Oリング43が環状溝部43a内に圧入される。一方、気密端子50のハウジング54は、縁部17aによってモータハウジング11の内部側から支えられる。
Next, when the
次に、2つのサークリップ44をそれぞれ径内方向(図7中矢印Kn方向)に弾性変形して圧縮した状態で、図3に示すように、気密端子50のインバータ回路20側(すなわち、外壁側)に配置する。すると、2つのサークリップ44は、弾性力によりそれぞれ径外方向(図7中矢印Kn方向と逆方向)に弾性変形して延びて、環状壁部18の環状溝部44a内に嵌り込む。
Next, in a state where the two
以上のように、モータハウジング11に対して気密端子50が取り付けられると、モータハウジング11内において気密端子50の端子51、52、53に対してクラスタブロック40を接続する。
As described above, when the
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。
Next, the operation of the
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。
First, the
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。
Here, the refrigerant from the evaporator side flows into the
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、冷媒流路11d内の冷媒がモータハウジング11を通してインバータ回路20を冷却することができる。
On the other hand, although the
以上説明した本実施形態によれば、クラスタブロック40および気密端子50をステータコア14の軸方向端部側に配置したので、クラスタブロック40の収納部をステータコア14とモータハウジング11との間において軸直交方向に設ける必要が無くなるので、クラスタブロック40および気密端子50の配置によって、流体流路11d内の冷媒流量が減ることはない。このため、インバータ回路20の冷却効率の低下を抑制することができる。
According to the present embodiment described above, since the
また、本実施形態によれば、モータハウジング11の開口部17のうち軸直交方向側面側の開口面積は、開口部17の軸直交方向中央側の開口面積よりも大きくなるように設定されている。
Further, according to the present embodiment, the opening area on the side surface in the direction perpendicular to the axis of the
また、図8(a)に示すように、モータハウジング11の開口部17のうち軸直交方向側面側の開口面積と、開口部17の軸直交方向中央側の開口面積とを同じように設定すると、図8(b)に示す図8(a)中B−B断面図に示すように、クラスタブロック40のうち軸直交方向側面側がモータハウジング11の内壁に干渉する場合がある。これは、モータハウジング11の内壁の軸直交方向断面が、回転軸を中心とする略円弧状に形成されているため、モータハウジング11の内壁が軸交差側面側ほど、クラスタブロック40側に垂れ下がってくるからである。そして、クラスタブロック40とモータハウジング11の内壁との干渉を避けるために、モータハウジング11の体格を大きくすることが必要になる。
Further, as shown in FIG. 8A, when the opening area on the side surface in the direction perpendicular to the axis of the
これに対して、本実施形態においては、モータハウジング11の開口部17のうち軸直交方向側面側の開口面積は、開口部17の軸直交方向中央側の開口面積よりも大きくなるように設定されている。このため、クラスタブロック40のうち軸直交方向側面側を、図4(b)に示すように、開口部17の軸直交方向側面に入れることができる。このため、モータハウジング11の体格の小型化が可能になる。
On the other hand, in the present embodiment, the opening area on the side surface in the direction perpendicular to the axis of the
また、本実施形態では、ハウジング54にはOリング(シール用リング部材)43が填め込まれており、Oリング43は、環状壁部18の環状溝部43a内に位置して、気密端子50と環状壁部18との間を密閉している。このため、気密端子50を環状壁部18内に配置しても、ハウジング54の内部からの冷媒が環状壁部18内を通して洩れることを防ぐことができる。
Further, in this embodiment, an O-ring (sealing ring member) 43 is fitted in the
また、サークリップ44により気密端子50を係止しているので、ハウジング54の内部からの冷媒圧力が高い状であっても、気密端子50が環状壁部18内からモータハウジング11の外側に抜けることはない。
Further, since the
さらに、本実施形態では、開口部17のうち軸直交方向側面側(すなわち、並び方向)の端部17aは、軸直交方向の一端側の端子53(図7参照)を中心とする円弧状に形成されており、開口部17のうち軸直交方向中央側の端部17bは、軸直交方向の他端側の端子51(図7参照)を中心とする円弧状に形成されている。したがって、開口部17のうち軸直交方向両側において、端子51、53に対して十分な電気絶縁を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、リング43が気密端子50とともに、環状壁部18によって案内されて、Oリング43が環状壁部18の環状溝部43a内に圧入される。このため、環状壁部18内に対する気密端子50の装着を容易に行うことができる。
In this embodiment, the
(他の実施形態)
上述の実施形態では、モータハウジング11の開口部17aを楕円形に形成した例について説明したが、これに代えて、モータハウジング11の開口部17aを真円形に形成してもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the example in which the
上述の実施形態では、クラスタブロック40および気密端子50を、ステータコア14およびコンプレッサ30の間に配置した例について説明したが、これに代えて、クラスタブロック40および気密端子50をステータコア14に対してコンプレッサ30と反対側の軸方向端部に配置してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
10…電動モータ部、11…モータハウジング、14…ステータコア、
20…インバータ回路、30…コンプレッサ、40…クラスタブロック、
50…気密端子、100…電動コンプレッサ。
DESCRIPTION OF
20 ... Inverter circuit, 30 ... Compressor, 40 ... Cluster block,
50 ... Airtight terminal, 100 ... Electric compressor.
Claims (7)
前記ハウジング内に収納され、前記流体吸入口から吸入した流体を圧縮して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、回転自在に支持される回転軸を有して回転磁界によって回転するロータと、前記ロータに対して径外方向に配置されるステータコアと、前記ステータコアに回巻きされているステータコイルとを有するステータと、を有する電動モータ部と、
前記ハウジングの外壁に装着され、前記ステータコイルに電流を流して前記ステータコイルから回転磁界を発生させる駆動電気回路と、を備え、
前記ハウジングのうち前記駆動電気回路側と前記ステータコアとの間には、前記コンプレッサの吸入および吐出に伴って前記流体が流れる流体流路が形成されており、
前記駆動電気回路は、前記流体流路内の流体によって冷却されるように構成され、
前記ハウジング内に収納され、前記ステータコイルに接続されるステータ側コネクタと、
前記ステータ側コネクタと前記駆動電気回路とを電気的に接続する電気回路側コネクタと、を備え、
前記ステータ側コネクタおよび前記電気回路側コネクタは、前記ステータコアの軸方向端部側に配置されていることを特徴する電動コンプレッサ。 A housing having a fluid inlet and a fluid outlet;
A compressor housed in the housing and compressing the fluid sucked from the fluid suction port and discharging the fluid from the fluid discharge port;
A rotor housed in the housing and having a rotating shaft that is rotatably supported and rotated by a rotating magnetic field, a stator core disposed radially outward with respect to the rotor, and wound around the stator core An electric motor unit having a stator having a stator coil; and
A driving electric circuit that is mounted on the outer wall of the housing and generates a rotating magnetic field from the stator coil by causing a current to flow through the stator coil;
Between the drive electric circuit side of the housing and the stator core, a fluid flow path is formed through which the fluid flows along with suction and discharge of the compressor.
The drive electrical circuit is configured to be cooled by a fluid in the fluid flow path;
A stator-side connector housed in the housing and connected to the stator coil;
An electrical circuit side connector for electrically connecting the stator side connector and the drive electrical circuit;
The electric compressor, wherein the stator-side connector and the electric circuit-side connector are disposed on an axial end portion side of the stator core.
前記ステータ側コネクタは、前記コンプレッサおよび前記ステータコアの間に配置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。 The compressor is connected to one end side of the rotating shaft,
The electric compressor according to claim 1, wherein the stator-side connector is disposed between the compressor and the stator core.
前記ハウジングの内壁には開口部が形成されて、前記電気回路側コネクタが前記開口部を通して前記ハウジングの内外を貫通するようになっており、
前記開口部は、軸直交方向中央側の開口面積よりも軸直交方向側面側の開口面積が大きくなるように形成されており、
前記ステータ側コネクタのうち前記軸直交方向側面側は、前記ハウジングの内壁の干渉を避けて前記開口部内に入り込んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の電動コンプレッサ。 The cross section in the direction perpendicular to the axis of the inner wall of the housing is formed in a substantially arc shape with the rotation axis as the center,
An opening is formed in the inner wall of the housing, and the electric circuit side connector penetrates the inside and outside of the housing through the opening,
The opening is formed such that the opening area on the side surface in the axis orthogonal direction is larger than the opening area on the center side in the axis orthogonal direction,
3. The electric compressor according to claim 1, wherein the side surface in the direction orthogonal to the axis of the stator side connector enters the opening while avoiding interference with an inner wall of the housing.
前記電気回路側コネクタは前記環状壁部の内側に配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載の電動コンプレッサ。 An annular wall portion formed so as to surround the opening portion is provided on the outer wall side with respect to the opening portion of the housing,
The electric compressor according to claim 3 or 4, wherein the electric circuit side connector is arranged inside the annular wall portion.
前記環状壁部には、前記開口部を囲むように形成される環状溝部が設けられており、
前記シール用リング部材が前記環状溝部内に填め込まれて、前記電気回路側コネクタおよび前記環状壁部の間を密閉するようになっていることを特徴とする請求項5に記載の電動コンプレッサ。 The electrical circuit side connector is fitted with a sealing ring member formed so as to surround the periphery thereof,
The annular wall is provided with an annular groove formed so as to surround the opening,
6. The electric compressor according to claim 5, wherein the sealing ring member is fitted in the annular groove portion so as to seal between the electric circuit side connector and the annular wall portion.
前記開口部のうち前記端子の並び方向の端側は、前記複数の端子のうち前記並び方向端側端子を中心した円弧状に形成されていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1つに記載の電動コンプレッサ。 The electrical circuit side connector includes a plurality of terminals penetrating through the inside and outside of the housing in the opening and arranged in a line,
The end side in the arrangement direction of the terminals in the opening is formed in an arc shape centering on the end terminal in the arrangement direction among the plurality of terminals. The electric compressor as described in one.
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