JP2000291557A

JP2000291557A - 電動式圧縮機

Info

Publication number: JP2000291557A
Application number: JP11100266A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ikeda; 英夫池田; Toshimasa Kawabata; 敏正川端; Akiyoshi Higashiyama; 彰良東山
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-17
Also published as: FR2794190A1; US6321563B1; DE10017091A1; FR2794190B1; DE10017091C2

Abstract

(57)【要約】【課題】空冷式の放熱器やファン、水冷放熱器や水配
管がなくなるため、小型、低コスト、組み立て時間の短
縮がはかれる電動式圧縮機を提供すること。【解決手段】圧縮部７５とモータ８０とを一体化して
構成した冷媒圧縮用の電動式圧縮機において、前記モー
タ８０を駆動する駆動回路４を当該圧縮機内の冷媒ガス
吸入側に取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式圧縮機に関
し、詳しくは、車載用エアコンディショナーの冷媒圧縮
用の圧縮機で、バッテリー等からの電源供給を受け駆動
する電動式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動式圧縮機として、図５の断面
図に示されるものがある。

【０００３】図５を参照すると、電動式圧縮機５０は、
吐出ハウジング５１と、中間ハウジング５２と、吸入ハ
ウジング５３とを備えている。吐出ハウジング５１は、
端面に吐出ポート６７を備えている。また、吐出ハウジ
ング５１の内部には、固定された固定スクロール部材６
０と、固定スクロール部材６０に対して、自転阻止機構
６８によって、自転を阻止された旋回運動を行う可動ス
クロール部材７０とを備えている。固定スクロール部材
６０と可動スクロール部材７０とによって、圧縮部７５
が構成されている。

【０００４】中間ハウジング５２と吸入ハウジング５３
との内部には、回転軸５５が配置されている。回転軸５
５の周囲には、ロータ８３が固定され、ロータ８３の周
囲には、コイル８２を備えたステータ８１が設けられて
いる。ステータ８１は、中間ハウジング５２及び吸入ハ
ウジング５３の内壁部に固定されている。また、吸入ハ
ウジング５３の端部には、吸入ポート７６が設けられて
いる。

【０００５】回転軸５５の一端は、吸入ハウジング５３
に支持され、他端は、径が太い大径部５５ｅが形成さ
れ、中間ハウジング５２に回転可能に支持されている。

【０００６】大径部５５ｅの一端の偏心位置に、偏心ピ
ン５５ｆが、回転軸５５の長さ方向に沿う方向に突出し
て設けられ、可動スクロール部材７０の背面に回転可能
に支持された偏心ブッシュ５９を貫通して設けられてい
る。

【０００７】この従来技術による電動式圧縮機５０は、
モータ８０の回転によって、回転軸５５が回転し、その
一端に設けられた偏心ピン５５ｆ及び偏心ブッシュ５８
の作用によって、圧縮部７５の可動スクロール部材７０
が固定スクロール部材６０に対して、自転を阻止された
旋回運動を行う。この可動スクロール部材７０の旋回運
動によって、吸入ポート７６から吸入された冷却媒体
は、吸入ハウジング５３及び中間ハウジング５２内を通
り、吸入部６９から、可動スクロール部材７０と固定ス
クロール部材６０の対向面に形成された夫々の渦巻体の
隙間を中心に向かって移動することによって圧縮され、
吐出孔６５から吐出室６６に吐出され、吐出ポート６７
から図示しない外部冷媒回路へと送り出される。

【０００８】この様な従来の電動式圧縮機５０におい
て、モータ８０を駆動する駆動回路と、電動式圧縮機５
０とは、分離されており、リード線を介して接続される
別々の部品によって構成されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動式圧縮機において、駆動回路内のインバータは、半
導体スイッチング素子によって構成されており、それら
のスイッチング素子の電力ロス等によって多量の熱を発
生する。

【００１０】したがって、従来において、インバータの
放熱のために、空冷式又は水冷式を用いてた。この空冷
式では、放熱器やファンが必要であり、また、水冷式で
は、水冷放熱器や水配管等が必要であった。

【００１１】また、従来の電動式圧縮機では、駆動回路
と電動式圧縮機が分離されていたため、その間を接続す
るための長いリード線が必要であった。さらに、電動式
圧縮機のモータには、インバータから高周波数で、チョ
ッピングされた大電流が流れるため、上記の長いリード
線から電磁ノイズが放射され、ラジオや他の車載電子装
置に悪影響を及ぼすという欠点を有していた。

【００１２】そこで、本発明の第１の技術的課題は、空
冷式の放熱器やファン、水冷式の水冷放熱器や水配管が
なくなるため、小型、低コスト、組み立て時間の短縮が
はかれる電動式圧縮機を提供することにある。

【００１３】また、本発明の第２の技術的課題は、長い
リード線が不要である電動式圧縮機を提供することにあ
る。

【００１４】さらに、本発明の第３の技術的課題は、電
磁ノイズの放射が減少し、ラジオや他の車載装置への悪
影響を与えない電動式圧縮機を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧縮部
とモータとを一体化して構成した冷媒圧縮用の電動式圧
縮機において、前記モータを駆動する駆動回路を当該圧
縮機の冷媒ガス吸入側に取り付けたことを特徴とする電
動式圧縮機が得られる。

【００１６】また、本発明によれば、前記電動式圧縮機
において、前記駆動回路は、インバータ出力端子を備
え、３端子が直線的に配置されていて、外側の端子がね
じ式になっている密封端子を前記インバータ出力端子に
直接ナットで取り付けたことを特徴とする電動式圧縮機
が得られる。

【００１７】さらに、本発明によれば、前記電動式圧縮
機において、前記駆動回路は、インバータ出力端子を備
え、一端子が単独で、外側の端子がネジ式になっている
密封端子を前記インバータ出力端子に直接ナットで取り
付けたことを特徴とする電動式圧縮機が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】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。

【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態による電
動式圧縮機を示す断面図である。図１を参照すると、電
動式圧縮機１０は、夫々アルミニウムを含む金属材料か
らなる吐出ハウジング５１と、中間ハウジング５２と、
吸入ハウジング１とを備えている。これら吐出ハウジン
グ５１と、中間ハウジング５２と、吸入ハウジング１と
は、ボルト５３ａ，５３ｂによって連結されている。

【００２０】吐出ハウジング５１は、端面に吐出ポート
６７を備えている。吐出ハウジング５１内には、このハ
ウジング５１内に固定された固定スクロール部材６０
と、これに対向した可動スクロール部材７０とが配置さ
れ、これらの固定及び可動スクロール部材６０，７０に
よって、冷媒を圧縮する圧縮部７５が構成されている。

【００２１】固定スクロール部材６０は、底板６１と、
この底板６１の一面に設けられた渦巻体６２と、この底
板６１の他面に設けられた固定部６３とを備えている。
固定部６３は、ネジ６４によって、ハウジング５１の端
壁に固定されている。

【００２２】可動スクロール部材７０は、底板７１と、
この底板７１の一面に設けられた渦巻体７２と、この底
板７１の他面側から円筒状に突出したボス部７３とを備
えている。ボス部７３の周囲の底板７１面と、中間ハウ
ジング５２の一端間には、可動スクロール部材７０の自
転を阻止した旋回運動を可能にするオルダムカップリン
グからなる回転阻止機構６８が設けられている。

【００２３】中間ハウジング５２内から吸入ハウジング
１内にかけて回転軸５５が設けられている。

【００２４】回転軸５５の一端５５ｃは、吸入ハウジン
グ１内を横断するように設けられた仕切壁１ｂから、圧
縮部７５側に向かって円筒状に突出した突出部１ａ内に
軸受５６を介して支持されている。

【００２５】モータ（電動部）８０は、中間ハウジング
５２及び吸入ハウジング１の内壁部に設けられたステー
タ８１と、その周囲に設けられたコイル８２と、ステー
タ８１内に設けられ、回転軸５５の周囲に、この回転軸
５５に固定して設けられたロータ８３とを備えている。

【００２６】回転軸５５の他端には、大径部５５ｅが設
けられ、軸受５７を介して中間ハウジング５２内に支持
されている。この大径部５５の端部から突出して、偏心
ピン５５ｃが設けられている。偏心ピン５５ｃは、ボス
部７３にベアリング５９を介して支持された偏心ブッシ
ュ５８内に挿通されている。

【００２７】以上までは、従来技術による電動式圧縮機
とほぼ同様の構成を備えている。

【００２８】本発明の第１の実施の形態による電動式圧
縮機は、吸入ハウジング１の構造が従来技術とは異なっ
ている。

【００２９】即ち、本発明の第１の実施の形態による電
動式圧縮機においては、吸入ハウジング１内の仕切壁１
ｂの上側には、密封端子８４が設けられており、仕切壁
１ｂの右側と左側とは、隔離されている。また、仕切壁
１ｂよりも中間ハウジング５２寄りの側面には、吸入ポ
ート８が設けられている。また、吸入ハウジング１の外
端の開口は、蓋部材６によって封じられている。この蓋
部材は、ハウジングの材質と同じ材質のアルミニウム又
はアルミ合金等からなるもので有っても良く、また鉄や
その他の磁性材等を含む板状のシール材からなる物であ
っても良い。

【００３０】仕切壁１ｂの外部側には、制御回路３及び
インバータ２が一体となり駆動回路４として、吸入ハウ
ジング１の底部側の仕切壁１ｂ面に密着して取り付けら
れている。また、仕切壁１ｂ面には、インバータ２に隣
接して、インバータ出力端子５が設けられており、図示
しないリード線を介して密封端子と接続されている。

【００３１】また、中間ハウジング５２と、吸入ハウジ
ング１との境界部分の外壁には、コンデンサ１１が取り
付け金具１２によって、取り付けられている。符号１２
ａ固定用のピンである。このコンデンサ１１は、圧縮機
本体に設けられなくとも、圧縮機の近傍にあれば良い。

【００３２】吸入ハウジング１の側壁には、コネクタ７
が設けられており、このコネクタ７は、コンデンサ１１
を介して、外部電源に接続されている。このコネクタ７
を介して、駆動回路４等に電力が供給される。

【００３３】吸入ハウジング１の開口の一端の蓋部材６
は、電動式圧縮機１０内部に設けられた各回路への水や
異物から保護するとともに、駆動回路４等からの電磁ノ
イズの外部への放出を防いでいる。

【００３４】図２は図１のモータ８０の駆動回路４の構
成を主に示す図である。図２を参照すると、この電動式
圧縮機１０の駆動回路４は、特開平９−１６３７９１号
公報に開示された駆動装置と同様な構成を有し、３つの
励磁用のコイル８２ａ，８２ｂ，８２ｃを結合してなる
三相直流モータで駆動される圧縮部７５を含む電動式圧
縮機１０に対し、三相直流モータへ相電流を供給するた
めの所定数（ここでは６個）のトランジスタ２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有するインバ
ータ２と、各トランジスタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２
３ａ，２３ｂ，２３ｃのスイッチング動作を制御するた
めの駆動制御信号を発生する制御回路３とから成る。

【００３５】ここで、三相直流モータ８０としては、ロ
ータ８３が永久磁石より成り、ステータが上述した３つ
の励磁用のコイル８２ａ，８２ｂ，８２ｃから成る直流
（ＤＣ）ブラシレスモータが用いられている。

【００３６】又、インバータ２における各トランジスタ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃはプ
ラス側とマイナス側とに区別されてそれぞれ三相直流モ
ータ１２用のバッテリーからなる直流電源１８と制御回
路３とに接続され、プラス側の各トランジスタ２１ａ，
２１ｂ，２１ｃで上アームを成し、マイナス側の各トラ
ンジスタ２３ａ，２３ｂ，２３ｃで下アームを成してい
る。

【００３７】更に、各トランジスタ２１ａ，２１ｂ，２
１ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃのエミッタ及ぴコレクタ
の間には、それぞれ三相直流モータから発生する逆起電
流を直流電源に還流させるための還流ダイオード２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃが接続さ
れている。これらの各ダイオード２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、三相直流モータ８０の
停止時，或いはパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動でのチョッ
ピング（波形の最低部，最高部のうちの一方又は両方を
除去すること）オフ時に三相直流モータ８０の各励磁コ
イル８１ａ，８１ｂ，８１ｃから発生する逆起電力を直
流電源１８に戻すためのものであり、通常のトランジス
タ（各トランジスタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２３ａ，
２３ｂ，２３ｃ）と同じ電流容量のものが使用されてい
る。即ち、これらのダイオード２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、各トランジスタ２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃを逆起電
圧による破壊から保護する役目を担っている。

【００３８】加えて、各トランジスタ２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃのペース側は制御回路
３に接続され、上アーム（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）の
コレクタ側と下アーム（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）のエ
ミッタ側とは各トランジスタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，
２３ａ，２３ｂ，２３ｃに電源供給を行うための直流電
源１８に接続され、この直流電源１８の両極間には平滑
用コンデンサ１１が介挿されている。

【００３９】制御回路３は、三相直流モータ８０を介し
て電動式圧縮機１０を停止する際、駆動制御信号により
各トランジスタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２３ａ，２３
ｂ，２３ｃのスイッチング動作として全部を短時間オフ
してから上アーム（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）をオフに
したまま下アーム（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）を所定時
間以上オンにする。これにより、電動式圧縮機１０が停
止する。

【００４０】インバータ２では、電動式圧縮機１０が通
常運転（動作）状態にある場合、各トランジスタが制御
回路３からの駆動制御信号を受けて、直流電源（バッテ
リー）１８から印加される直流電圧を三相の交流に変換
して電動式圧縮機１０に備えられる三相直流モータ８０
へ駆動電流として供給する。

【００４１】このような構成の本発明の第１の実施の形
態による電動式圧縮機１０によれば、吸入側は、冷媒ガ
スにより運転中は、いつも冷却されている。また、駆動
回路４を取り付ける吸入ハウジング１は、アルミニウム
を含む金属材であるため、熱伝導性に優れているのでイ
ンバータ２を構成しているスイッチング素子も冷却され
る。

【００４２】さらに、モータ８０と駆動回路４との間の
配線は、短くなり、圧縮機のハウジング内に収納するこ
とができる。

【００４３】図３は本発明の第２の実施の形態による電
動式圧縮機２０の断面図である。

【００４４】本発明の第２の実施の形態による電動式圧
縮機は、第１の実施の形態とは、吸入ハウジング１内の
構造と、コンデンサ１１の取付構造が異なる他は、第１
の実施の形態によるものとは、同様の構成を有するの
で、相違点のみ説明する。

【００４５】図３を参照すると、吸入ハウジング１内の
仕切壁１ｂの上部には、密封端子１３が設けられてい
る。この密封端子１３は、３端子が直線的に配置されて
いるか、又は、１端子毎の単独になっているネジ式の端
子であり、インバータ２の出力端子も兼ねている。従っ
て、駆動回路４の占める空間を狭くすることができる。

【００４６】また、吸入ハウジング１の内側下面に、コ
ンデンサ１１が取付金具１２及びピン１２ａを介し取り
付けられ、収容されている。

【００４７】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態においては、コンデンサ１１を更に、ハウジング
内に挿入したので、小型化できるとともに、リード線長
をより短く、かつ且つ圧縮機内に収容することができ
る。

【００４８】図４は、本発明の第３の実施の形態による
電動式圧縮機を示す図である。本発明の第３の実施の形
態による電動式圧縮機３０は、吸入ハウジング１の構造
及びコンデンサ１１の取り付け状態が第１及び第２の実
施の形態と異なる他は、同様の構成を有するので、の相
違する部分についてのみ説明する。

【００４９】図４を参照すると、吸入ハウジング１’
は、仕切壁１４の部分よりも、後ろ側（図では、右側）
が断面積が狭くなるように構成されている。この狭くな
った仕切壁１４の部分に吸入ポート１５が形成されてい
る。この吸入ポート１５が底部に配置されていること
は、従来技術と同様の構成である。尚、符号１４ａは仕
切壁のボス部である。

【００５０】また、吸入ハウジング１’の開口は、第１
及び第２の実施の形態と同様に、蓋部材１６が設けられ
て封じられている。この蓋部材１６は、ハウジングと同
様な材質のアルミニウム又はアルミ合金であっても良
く、また、鉄やその他の磁性材を含む板状のシール材か
らなるものであっても良い。

【００５１】また、コンデンサ１１は、吸入ハウジング
１’の側壁の上部に、取付金具１２を介してピン１２ａ
によって取り付けられている。

【００５２】この様な構成の第３の実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様な効果を有する。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空冷式の放熱器やファン、水冷式の水冷放熱器や水配管
がなくなるため、小型、低コスト、組み立て時間の短縮
がはかれる電動式圧縮機を提供することができる。

【００５４】また、本発明によれば、長いリード線が不
要である電動式圧縮機を提供することができる。

【００５５】さらに、本発明によれば、電磁ノイズの放
射が減少し、ラジオや他の車載装置への悪影響を与えな
い電動式圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による電動式圧縮機
を示す断面図である。

【図２】図１のモータ８０の駆動回路４の構成を主に示
す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態による電動式圧縮機
の断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態による電動式圧縮機
を示す断面図である。

【図５】従来技術による電動式圧縮機を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，５３吸入ハウジング１ａ突出部１ｂ仕切壁１’ 吸入ハウジング２インバータ３制御回路４駆動回路５インバータ出力端子６蓋部材７コネクタ８吸入ポート１０，２０，３０，５０電動式圧縮機１１コンデンサ１２取付金具１２ａピン１３密封端子１４仕切壁１５吸入ポート１８直流電源２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
トランジスタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ
還流ダイオード５１吐出ハウジング５２中間ハウジング５３ａ，５３ｂボルト５５回転軸５５ｅ大径部５５ｆ偏心ピン５６軸受５８偏心ブッシュ５９ベアリング６０固定スクロール部材６１，７１底板６２，７２渦巻体６３固定部６４ネジ６５吐出孔６７吐出ポート６８自転阻止機構７０可動スクロール部材７３ボス部７５圧縮部７６吸入ポート８０モータ８１ステータ８２コイル８２ａ，８２ｂ，８２ｃ励磁コイル８３ロータ８４密封端子

フロントページの続き (72)発明者東山彰良群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会社内Ｆターム(参考） 3H003 AA01 AB04 AC03 AD01 BE09 CF02 3H029 AA02 AA13 AB03 BB00 BB12 CC27 CC35 CC38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮部とモータとを一体化して構成した
冷媒圧縮用の電動式圧縮機において、前記モータを駆動
する駆動回路を当該圧縮機の冷媒ガス吸入側に取り付け
たことを特徴とする電動式圧縮機。
【請求項２】請求項１記載の電動式圧縮機において、
前記駆動回路は、インバータ出力端子を備え、３端子が
直線的に配置されていて、外側の端子がねじ式になって
いる密封端子を前記インバータ出力端子に直接ナットで
取り付けたことを特徴とする電動式圧縮機。
【請求項３】請求項１記載の電動式圧縮機において、
前記駆動回路は、インバータ出力端子を備え、一端子が
単独で、外側の端子がネジ式になっている密封端子を前
記インバータ出力端子に直接ナットで取り付けたことを
特徴とする電動式圧縮機。