CN101443553A - 电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动压缩机。电动压缩机(10、10A、10B、10C)包括吸入室(14)、排出室(15)、自上述吸入室(14)吸入流体而将流体压缩并向上述排出室(15)排出压缩了的流体的压缩机主体(20)、驱动上述压缩机主体(20)的电动机(30)和控制上述电动机(30)的变频器(100)，上述变频器(100)配置在上述吸入室(14)内。

Description

电动压缩机

技术领域

本发明涉及一种电动压缩机。

背景技术

以往的电动压缩机包括外壳、收容在外壳内的压缩机主体、驱动该压缩机主体的电动机、和用于控制电动机的变频器(inverter)。

在电动机的驱动过程中变频器的变频电路发热。为了要散出变频器电路产生的热而需要设置变频冷却用的风扇时，需要用于驱动该风扇的动力，电动压缩机随之变得大型化。

在日本特开2005-171951号公报上公开的电动压缩机包括外壳、压缩机主体、驱动压缩机主体的电动机、和用于控制电动机的变频器。压缩机主体和电动机收容在外壳内。变频器安装在外壳之外。包括变频器电路和收容了变频器电路的变频器壳体。变频器壳体的内部利用隔壁隔开有收容变频器电路的收容室、和制冷剂导入空间。将被电动压缩机吸入的低温制冷剂导入到制冷剂导入空间中，利用该导入的低温制冷剂冷却变频器电路。

但是，在上述电动压缩机中，由于变频器电路隔着隔壁只有单面被冷却，因此并不能充分满足其冷却性能。

发明内容

因此，本发明提供一种能够提高变频器的冷却效率的电动压缩机。

本发明的1个技术方案是一种电动压缩机，该电动压缩机包括吸入室、排出室、自上述吸入室吸入流体而将流体压缩并向上述排出室排出压缩了的流体的压缩机主体、驱动上述压缩机主体的电动机和控制上述电动机的变频器，上述变频器配置在上述吸入室内。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的电动压缩机的剖视图。

图2是本发明的第1实施方式的电动压缩机的压缩机主体的包括局部剖切部的主视图。

图3是本发明的第1实施方式的电动压缩机的变频器壳体的分解立体图。

图4是本发明的第2实施方式的电动压缩机的剖视图。

图5是本发明的第3实施方式的电动压缩机的剖视图。

图6是本发明的第4实施方式的电动压缩机的剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。

第1实施方式

图1～图3表示第1实施方式的电动压缩机。图1是电动压缩机的剖视图，图2是压缩机主体的包括局部剖切部的电动压缩机的主视图，图3是电动压缩机的变频器壳体的分解立体图。

本实施方式的电动压缩机组装在例如汽车的空调装置的制冷循环中。在该情况下，被电动压缩机压缩而排出的流体是用于使制冷循环进行循环的制冷剂。

如图1所示，电动压缩机10包括外壳11、收容在外壳11内的压缩机主体20以及电动机30。压缩机主体20用于将吸入的制冷剂压缩后将压缩后的制冷剂排出。电动机30用于驱动压缩机主体20。

电动机30包括圆筒状的定子31以及可旋转地收容在该定子31内的转子32。驱动轴33自电动机30的转子32的中心部突出。

外壳11包括容器状的第1外壳12和第2外壳13。通过使设置在第1外壳12和第2外壳13的开口端周缘的凸缘12F、13F互相结合，从而成为密封的箱状外壳11。

外壳11内的空间被压缩机主体20划分，压缩机主体20的图中右侧为吸入室14，压缩机主体20的图中左侧为排出室15。在吸入室14中配置有电动机30。

在第1外壳12的端壁12a附近形成有用于自外部(制冷剂导入管)将低压制冷剂吸入到吸入室14中的吸入口14a。另一方面，在第2外壳13的端壁13a附近形成有将在压缩机主体20压缩的加压制冷剂自排出室15排出到外部(制冷剂导出管)的排出口15a。

如图2所示，本实施方式的压缩机主体20构成为具有叶片的旋转式。如图2所示，压缩机主体20包括缸体22、转子23、叶片24和侧组件25、26；如图2所示，上述缸体22具有内周形成为平滑的非圆形状的缸室21；上述转子23可自由旋转地收容在该缸室21内；上述叶片24自该转子23的外周以规定间隔突出自由和没入自由地配置并且顶端与缸室21的内周滑动接触；上述侧组件25、26在吸入侧以及排出侧，与缸体22的轴向两侧相接合而封闭上述缸室21的轴向两侧，并且与转子23滑动接触。

在吸入侧的侧组件25上设有将吸入室14和缸室21连通的吸入孔25a。另外，在缸体22上设有排出孔22a，在排出侧的侧组件26上设有排出孔26a，缸室21和排出室15借助于上述排出孔22a、26a相连通。

如图1所示，电动机30的定子31固定在第1外壳12的内周上。在该定子31上沿周向等间隔地设有多个线圈卷绕部31a。在给定子31的线圈卷绕部31a通电时，定子进行励磁，从而转子32旋转。

电动机30的驱动轴33贯穿于转子32的中心部而卡定在旋转方向上，在电动机的转子32旋转时，驱动轴33一体地旋转。在驱动轴33的一端侧(图中右侧)33a上一体地形成有压缩机主体20的压缩机转子23。驱动轴33的一端侧33a可转动地支撑在作为侧组件25、26的轴承部的轴承孔27、27a上。另外驱动轴33的另一端侧33b(图中左侧)借助于轴承28可转动地支撑在作为轴承部的凸起部12b的内周上。凸起部12b自第1外壳12的端壁12a的内侧突出设置成筒状。另外，在轴承部27、27a上经由未图示的润滑油供给路供给有在外壳11底部存积的润滑油。

在驱动电动机30时，压缩机主体20的转子23与电动机30的驱动轴33一体地旋转。在转子23旋转时，由缸室21的内周面、转子23的外周面和2个叶片24所围成的空间的容积发生变化。

由此，低压制冷剂自外部(导入配管)经由吸入口14a导入到吸入室14中，经过压缩机主体20的吸入孔25a进入到压缩机主体20的缸室21中。吸入到缸室21中的低压制冷剂被压缩，成为高压制冷剂，经过排出孔22a、26a排出到排出室15中。排出到排出室15中的高压制冷剂经由排出口15a排出向外部(导出配管)。

驱动控制电动机30的变频器100配置在吸入室14内。

变频器100呈大致圆环状(环状)。变频器100的外周部102以被夹在第1外壳12的凸缘12F和第2外壳13的凸缘13F之间的状态与外壳11相结合，该变频器100的外周部102为安装部。变频器100其余的内周侧为露出在吸入室14内的冷却部101。

该变频器100包括电路基板116、117和变频器壳体110；上述电路基板116、117作为具有用于驱动电动机30的变频器电路(具有开关元件等)的电子零件；上述变频器壳体110收容该电路基板116、117。

变频器壳体110呈大致圆环状(即环状)。即、变频器壳体110的外周部大致沿着外壳11的内侧形状形成为圆形，在其中央部上具有圆形的贯穿口111。变频器壳体110的外周部为与外壳11相结合的上述安装部102。

更详细而言，变频器壳体110如图1以及图3所示，包括设有外周壁112a以及底面112b的容器体112和形成为圆盘状而封闭容器体112的打开侧的盖体113。自容器体112的底面112b的外表面(与盖体113相反的一侧)突出设有与第2外壳13的内周紧密嵌合的第1环状部114。另外，自盖体113的外表面(与容器体相反的一侧)突出设有与第1外壳12的内周紧密嵌合的第2环状部115。

在容器体112的底面112b的中心部以及盖体113的中心部上分别形成有上述贯穿口111。另外，在容器体112的底面112b上围绕该贯穿口111地形成有内周壁112c。此时，该内周壁112c与外周壁112a形成为大致相同的高度。

并且，在容器体112的底面112b的内表面以及盖体113的内表面上借助螺栓118、118a安装有第1、第2电路基板116、117。上述第1、第2电路基板116、117利用配线互相连接。

第1电路基板116形成为与容器体112的外周壁112a的内周和内周壁112c的外周相嵌合的环状。该第1电路基板116利用贯穿在形成于第1电路基板116上的安装孔116a中的螺栓118而紧固在设置于容器体112的底面112b上的凸起112d上。另外，第2电路基板117也形成为与外周壁112a的内周和内周壁112c的外周相嵌合的环形。该第2电路基板117利用贯穿在形成于第2电路基板117上的安装孔117a中的螺栓118a而紧固在突出设置于盖体113的内表面上的凸起(省略图示)上。

并且，在形成于盖体113的外周缘部上的贯穿孔113a中贯穿的螺栓119与形成在外周壁112a的顶端面上的螺孔112e螺纹接合，并且在形成于盖体113的内周缘部上的贯穿孔113b中贯穿的螺栓120与形成在内周壁112c的顶端面上的螺孔112f螺纹接合。由此，容器体112与盖体113以内包有电路基板116、117的状态相互结合。此时，密封垫片121介于内周壁112c的顶端面与盖体113的内表面之间，用于保持变频器壳体110内的气密性。另外，在密封垫片121上形成有供螺栓120贯穿的贯穿孔121a。

即，变频器壳体110如图1所示，作为其安装部的外周部102配置在第1外壳12的凸缘部12F和第2外壳13的凸缘部13F之间，容器体112的第1环状部114与第2外壳13的内周相嵌合，并且盖体113的第2环状部115与第1外壳12的内周相嵌合。此时，在第1环状部114与第2外壳13之间以及在第2环状部115与第1外壳12之间设有O型密封圈122、122a，用于确保外壳11内的气密性。另外，凸缘部12F、13F以夹持变频器壳体100的外周部102的状态由未图示的连结部件相互连结。

在本实施方式中，变频器壳体110配置在吸入室14内，位于压缩机主体20与配置在第1外壳12的内侧的电动机30之间。将电动机30和压缩机主体20连结的驱动轴33设有间隔地贯穿在变频器壳体110的中央部的贯穿口111内。

在此，变频器100配置在作为吸入室14的入口的吸入口14a、和作为吸入室14的出口的压缩机主体20的吸入孔25a之间。

因而，自吸入口14a导入到吸入室14中的低温的低压制冷剂在通过了电动机30的间隙之后，流过变频器壳体110的贯穿口111与驱动轴33的间隙而进入到压缩机主体20中。

下面，列举本实施方式的效果。

采用本实施方式的电动压缩机10，变频器100配置在吸入室14内。因此，利用导入到吸入室14中的低温制冷剂冷却变频器100，提高变频器100的冷却效率。另外，由于能够有效利用吸入室14内的空间来配置变频器100，因此能够抑制电动压缩机10的大幅大型化。

另外，在这样提高冷却效率时，无需单独设置强制空气冷却风扇，另外也不需要该强制冷却风扇的动力源，因此能够消除多余的能量消耗。

假设在安全机构用的热敏电阻存在于变频器内的情况下，在变频器100上升到某恒定温度时，故障安全发挥作用而使电动压缩机10停止。但是在本实施方式中，将变频器壳体110配置在吸入室14内而从多个面对其冷却，从而能够降低变频器壳体110内的空间温度，因此能够降低故障安全的停止频率。

另外，在本实施方式中，变频器100具有用于收容变频器电路的变频器壳体110。因此，能够利用变频器壳体110保护变频器电路，并借助于变频器壳体110冷却变频器电路。

另外，在本实施方式中，变频器100的一部分(在该例中为外周部102)固定在外壳11上。因此，其他部分为冷却部，能够在大的面积上冷却变频器100。

另外，在本实施方式中，变频器壳体110的外周部102全部与外壳11相结合。因此，提高了变频器壳体110的安装稳定性。

另外，在本实施方式中，变频器100的一部分(该例中为外周部102)以被夹持在第1、第2外壳12、13的凸缘12F、13F之间的状态安装在外壳11上。因此，能够在组装外壳11的同时将变频器安装在外壳11上。由此，提高了含有变频器100的电动压缩机10的组装性，并提高了生产率。

另外，在本实施方式中，在变频器壳体110上形成有贯穿口111。因此，除了变频器壳体110的两面，贯穿口111的内周面也能够暴露在吸入室14内。因此，增大了变频器壳体110的冷却面积，提高了变频器100的冷却效率。

另外，在本实施方式中，在变频器壳体110的中央部形成有贯穿口111。因此，能够使驱动压缩机主体20的电动机30的驱动轴33贯穿在变频器壳体110的贯穿口111中，从而提高了布局自由度，可以谋求装置的小型化。

并且，在本实施方式中，将变频器壳体110配置在作为吸入室14的入口的吸入口14a与作为吸入室14的出口的压缩机主体20的吸入孔25a之间。因此，能够使自吸入口14a导入的低温制冷剂积极地与变频器壳体110相接触，从而能够进一步提高变频器100的冷却效率。

另外，在本实施方式中，由于变频器壳体110的外周部全部安装在外壳11上，因此自作为吸入室14的入口的吸入口14a流向作为吸入室14的出口的压缩机主体20的入口25a的低温的制冷剂在被变频器壳体110拦截的状态下强制性地通过变频器壳体110的中央的贯穿口111。

另外，在本实施方式中，电动机30收容在外壳11内。因此，连接电动机30与用于控制电动机30的变频器100的电线的配线布局简化。

另外，在本实施方式中，电动机30与控制电动机30的变频器100同样地配置在吸入室14中。因此，连接电动机30与变频器100的电线的配线布局可以进一步简化。

另外，在本实施方式中，外壳11的内部利用压缩机主体20划分成吸入室14和排出室15。因此，具有外壳11的构造简单，并且制造成本廉价这样的优点。

第2实施方式

图4表示本发明的第2实施方式。对与第1实施方式相同的构成部分标上相同的附图标记，并省略重复的说明。图4是电动压缩机的剖视图。

如图4所示，在本实施方式的电动压缩机10A中，与第1实施方式不同的是变频器100与外壳11的内周相嵌合，并且第1、第2外壳12、13的凸缘12F、13F彼此并非借助变频器100结合而是直接结合。另外，在本实施方式中，与第1实施方式不同的是变频器100配置在比电动机30更靠近吸入口14a侧的位置。

更具体而言，在本实施方式中，变频器壳体110的外周面与第1外壳12的内周面相嵌合。只在变频器壳体110的盖体113上设有第2环状部115，在变频器壳体110的容器体112上未设有第1实施方式的第1环状部。在容器体112的外周壁112a与第1外壳12之间以及盖体113的第2环状部115与第1外壳12之间分别配置有O型密封圈122。在将盖体113的外周部抵接在形成于第1外壳12的内周上的阶梯部12c上的状态下，自第1外壳12向外周壁112a打入定位销123。

采用由上述结构构成的本实施方式的电动压缩机10A，能够获得与第1实施方式同样的效果。

另外，在本实施方式中，变频器100相对于电动机30配置在自吸入口14a导入到吸入室14中的低温制冷剂的上游侧。因此，电动机30产生的热量不会影响变频器100，从而能够进一步提高冷却效率。

第3实施方式

图5表示本发明的第3实施方式，对与上述各实施方式相同的构成部分标上相同的附图标记，并省略重复的说明。图5是电动压缩机的剖视图。

在本实施方式的电动压缩机10B中，与第2实施方式不同的是变频器100配置在作为旋转自由地支承电动机30的驱动轴33的轴支承部的凸起部12b的外周侧。即，以使凸起部12b贯穿在变频器壳体110的贯穿口111中的状态配置变频器100。

变频器壳体110包括由内周壁112c、外周壁112a以及底面112b构成的容器体112、和封闭该容器体12的打开侧的盖体113。第1、第2电路基板116、117与第1实施方式同样地收容、固定在变频器壳体110内。另外，在本实施方式中，容器体112与盖体113与第1、第2实施方式左右相反地配置。

并且，变频器壳体110以与第1外壳12的端壁12a抵接的状态嵌合在外壳11的内周面上。外壳11与变频器壳体110利用定位销123互相定位。

另外，在本实施方式中，从将变频器壳体110配置在靠近端壁12a处的关系上来看，吸入口14a配置在变频器壳体110与电动机30之间。

利用上述结构，采用构成本实施方式的电动压缩机10B，以使作为驱动轴33的轴支承部的凸起部12b贯穿在变频器壳体110的贯穿口111中的状态配置变频器100。因此，除了获得与第1、第2实施方式相同的效果之外，通过在形成于外壳11的凸起部12b的外周侧的静区配置变频器100，可以进一步使电动压缩机10B小型化。

第4实施方式

图6表示本发明的第4实施方式，对与上述各实施方式相同的构成部分标上相同的附图标记，并省略重复的说明。图6是电动压缩机的剖视图。

本实施方式的电动压缩机10C与第2实施方式不同的点是如图6所示，电动机30配置在排出室15中。

因而，通过这样将电动机30配置在排出室15中，可将驱动轴33的一端部33a旋转支承在轴承28a上，该轴承28a支承在设置于第2外壳13的端壁13a上的凸起部13b上。另外，利用压缩机主体20划分的排出室15的底部为用于存积润滑油的润滑油存积部。

另外，在本实施方式中，变频器壳体110具有与第2实施方式相同的结构，配置在吸入口14a与压缩机主体20之间，但是驱动轴33未贯穿在变频器壳体110的中央部的贯穿口111中。因此，相比驱动轴33贯穿在变频器壳体110的贯穿口111中的情况，能够降低贯穿口111内的流通阻力。

采用由上述结构构成的本实施方式的电动压缩机10C，由于将电动机30配置在排出室15中，因此除了获得与第1实施方式相同的效果之外，可将自排出室15排出的高压制冷剂中所含的润滑油的分离空间设置在电动机30与排出室15内表面之间的间隙中。因此，由于无需特别设置润滑油分离空间，所以能够实现电动压缩机的小型化。

在上述第1～第4实施方式中举例说明了本发明，但是本发明并不被上述实施方式进行限定性解释，在不脱离本发明的主旨的范围内可做变形。例如，电动压缩机不限定于用在汽车的空调装置的制冷循环中。

另外，压缩机主体不限定于叶片式的旋转式，也可以是偏心辊式的旋转式，并且还可以是除了旋转式之外的压缩机主体。

Claims (12)

1.一种电动压缩机，

该电动压缩机包括吸入室、排出室、自上述吸入室吸入流体而将流体压缩并向上述排出室排出压缩了的流体的压缩机主体、驱动上述压缩机主体的电动机以及控制上述电动机的变频器；

上述变频器配置在上述吸入室内。

2.根据权利要求1所述的电动压缩机，

该电动压缩机还具有将上述压缩机主体收容在内部、并在内部划分出上述吸入室和上述排出室的外壳。

3.根据权利要求2所述的电动压缩机，

上述变频器具有用于收容变频器电路的变频器壳体。

4.根据权利要求3所述的电动压缩机，

上述变频器壳体的外周面与上述外壳的内周面相嵌合。

5.根据权利要求3所述的电动压缩机，

上述外壳包括在开口端具有凸缘部的第1外壳和在开口端具有凸缘部的第2外壳；

上述变频器壳体具有以被夹持在上述第1外壳的凸缘部与上述第2外壳的凸缘部之间的状态进行安装的安装部。

6.根据权利要求5所述的电动压缩机，

上述变频器壳体的外周部为上述安装部。

7.根据权利要求4或5所述的电动压缩机，

上述变频器壳体形成为在中央部具有贯穿口的环状。

8.根据权利要求1所述的电动压缩机，

上述变频器配置在作为上述吸入室的入口的吸入口和作为上述吸入室的出口的上述压缩机主体的吸入孔之间。

9.根据权利要求1所述的电动压缩机，

上述电动机配置在上述外壳内。

10.根据权利要求1所述的电动压缩机，其中，

上述电动机配置在上述吸入室中。

11.根据权利要求1所述的电动压缩机，其中，

上述电动机配置在上述排出室中。

12.根据权利要求7所述的电动压缩机，其中，

以使旋转自由地支承上述电动机的驱动轴的轴支承部贯穿在上述变频器壳体的贯穿口中的状态配置上述变频器。

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