JP2004027847A - Electric compressor - Google Patents
Electric compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004027847A JP2004027847A JP2002139981A JP2002139981A JP2004027847A JP 2004027847 A JP2004027847 A JP 2004027847A JP 2002139981 A JP2002139981 A JP 2002139981A JP 2002139981 A JP2002139981 A JP 2002139981A JP 2004027847 A JP2004027847 A JP 2004027847A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive shaft
- refrigerant
- electric compressor
- piston
- sphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
- F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
- F04B27/1081—Casings, housings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
- F04B27/0895—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof driving means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素冷媒を使用した車両用空気調和装置に用いられる電動圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種の電動圧縮機としては、例えば特開2000−291557公報に記載されているように、一対の渦巻状部材の一方に他方の渦巻状部材に対向させながら所定の旋回運動をさせることにより冷媒を圧縮する、いわゆるスクロール型の圧縮機のほか、例えば特開2000−291557公報に記載されているように、シリンダの内径よりも外径の小さいピストンをシリンダの内周面に沿って旋回運動をさせることにより冷媒を圧縮する、いわゆるローリングピストン型のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二酸化炭素冷媒を用いる場合には、従来のCFCガスやHFCガスよりも高圧になるため、前述のようなロータリ型の圧縮機では圧縮室のシール性を十分に保てないという問題点があった。
【0004】
そこで、高圧条件においても圧縮室のシール性を確保することのできるピストン式の圧縮機として、例えば特開2001−304127公報に記載されているように、モータの回転を傾斜板によってピストンの往復運動に変換するようにしたものが知られている。しかし、高い圧力を得るためには傾斜板を高速回転させる必要があるが、傾斜板を用いる構造では傾斜板がピストン側のシューに接触しながら回転するため、シューと傾斜板の摺動部分の高負荷状態や厳しい潤滑条件での耐久性に問題があった。このため、二酸化炭素冷媒を用いた冷凍回路の実用化に際しては、圧縮機の耐久性を高めるため、例えば主要部品に強度の高い高価なものを用いるなど、コストの増加を来すという問題点があった。
【0005】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高耐久性と高効率を安価な構造によって実現することができ、二酸化炭素冷媒を使用するための構造として有利な電動圧縮機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項1では、圧縮機本体の一端側に互いに周方向に配置された複数のシリンダと、各シリンダ内をそれぞれ往復動する複数のピストンと、各ピストンを駆動する駆動軸と、駆動軸を回転させるモータとを備え、各ピストンをそれぞれ駆動軸の軸方向に往復動させることにより、冷媒を吸入及び吐出するようにした電動圧縮機において、一端に前記駆動軸に対して所定の固定された傾斜角度をなす傾斜面を有し、駆動軸と一体に回転する傾斜部材と、周方向所定位置にそれぞれ自在継手を有する連結部材を介して各ピストンが連結され、回転する傾斜部材の傾斜面に沿って自転を規制されながら揺動することにより各ピストンを往復動させる揺動部材とを備え、前記冷媒として二酸化炭素冷媒を用いている。
【0007】
これにより、モータによって駆動軸が回転すると、傾斜部材が回転するとともに、傾斜部材の傾斜面に沿って揺動部材が自転を規制されながら揺動し、揺動部材に連結された各ピストンの連結部材が駆動軸の軸方向に順次変位して各ピストンが往復動することから、傾斜部材の回転による摺動部分を有さず、二酸化炭素冷媒を用いた高負荷且つ潤滑条件の悪い厳しい使用条件においても、耐久性の高い構造となる。
【0008】
また、請求項2では、請求項1記載の電動圧縮機において、前記圧縮機本体の一端側に、各シリンダに吸入される冷媒を収容する冷媒吸入室と、各シリンダから冷媒が吐出される冷媒吐出室とを設けるとともに、冷媒吸入室を圧縮機本体の一端側中央部に形成し、冷媒吐出室を冷媒吸入室の周囲に環状に形成している。
【0009】
これにより、請求項1の作用に加え、冷媒吐出室が冷媒吸入室の周囲に環状に形成されていることから、冷媒吐出室を圧縮機本体の一端側中央部に形成した場合に比べて冷媒吐出室の表面積が小さくなり、圧縮機本体の壁面に加わる冷媒の圧力の総和としての力が小さくなる。
【0010】
また、請求項3では、請求項1または2記載の電動圧縮機において、前記圧縮機本体の他端側に冷媒吸入口を設け、冷媒吸入口から吸入した冷媒が圧縮機本体内を流通してから各シリンダ内に吸入されるように構成している。
【0011】
これにより、請求項1または2の作用に加え、圧縮機本体の他端側に吸入された冷媒が圧縮機本体内の可動部や摺動部等を流通してからシリンダ内に吸入されることから、潤滑油を混合した冷媒によって前記可動部や摺動部の潤滑が行われる。また、冷媒が前記可動部や摺動部を流通する際の緩衝作用により、吸入側冷媒の脈動が減衰される。
【0012】
また、請求項4では、請求項1、2または3記載の電動圧縮機において、前記傾斜部材を駆動軸の一端に設けるとともに、駆動軸の他端側には前記モータを配置し、駆動軸を傾斜部材の他端側に配置した少なくとも一つの軸受けのみによって支持するようにしている。
【0013】
これにより、請求項1、2または3の作用に加え、駆動軸が傾斜部材の他端側に配置した軸受けのみによって支持されることから、駆動軸の一端側、即ち傾斜板の傾斜面側には駆動軸を支持するための部品を必要としない。
【0014】
また、請求項5では、請求項4記載の電動圧縮機において、前記ピストン、揺動部材及び傾斜部材側に配置される第1のハウジングと、前記モータ側に配置される第2のハウジングとを備え、各ハウジング間に前記駆動軸の軸受けを有する中間板を設けている。
【0015】
これにより、請求項4の作用に加え、各ハウジング間に設けられた中間板により、傾斜部材のスラスト力及び駆動軸のラジアル力を高い強度で支持することが可能となる。
【0016】
また、請求項6では、請求項1、2または3記載の電動圧縮機において、前記傾斜部材を駆動軸の一端側が貫通するように設けるとともに、駆動軸の他端側には前記モータを配置し、駆動軸の他端を軸受けによって支持するとともに、駆動軸の一端側には駆動軸の一端を回動自在に支持し且つ揺動部材を揺動自在に支持する支持手段を設けている。
【0017】
これにより、請求項1、2または3の作用に加え、支持手段によって駆動軸の一端側が回動自在に支持されるとともに、支持手段によって揺動部材が揺動自在に支持されることから、駆動軸の一端側を支持する専用の軸受けを設ける必要がない。
【0018】
また、請求項7では、請求項6の電動圧縮機において、前記支持手段を、駆動軸の一端が連結され、揺動部材の中央部に摺動自在に係合する球体と、球体を摺動自在に支持する球体支持部材とから構成している。
【0019】
これにより、請求項6の作用に加え、球体支持部材によって駆動軸の球体が回動自在に支持されるとともに、この球体によって揺動部材が揺動自在に支持されることから、駆動軸の回動と揺動部材の揺動が互いに共通の球体によって達成される。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3は本発明の一実施形態を示すもので、図1は電動圧縮機の側面断面図、図2は図1のA−A線矢視方向断面図、図3は図1のB−B線矢視方向断面図である。
【0021】
この電動圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体10と、圧縮機本体10内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部20と、圧縮部20を駆動するモータ30とを備えている。
【0022】
圧縮機本体10は円筒状に形成され、圧縮部20側に形成された第1のハウジング11と、モータ30側に形成された第2のハウジング12と、第1のハウジング11の一端側に配置されるシリンダヘッド13と、第1のハウジング11とシリンダヘッド13との間に配置されるバルブプレート14と、各ハウジング11間に配置される中間板15とからなる。
【0023】
第1のハウジング11は一端側に互いに周方向に等間隔で配列された複数のシリンダ11aを有し、各シリンダ11aの一端は第1のハウジング11の一端面側に開口している。第1のハウジング11はその一端側を貫通する複数の冷媒通路11bを有し、各冷媒通路11bは各シリンダ11aの間にそれぞれ配置されている。また、第1のハウジング11はその他端側を開口するとともに、第2のハウジング12の一端に中間板15を介してボルト11cによって連結されている。
【0024】
第2のハウジング12は一端側を開口し、その他端側には冷媒吸入口12aが設けられている。
【0025】
シリンダヘッド13はバルブプレート14を介して第1のハウジング11の一端に取付けられ、その中央部にはバルブプレート14側に開口する冷媒吸入室13aが設けられている。冷媒吸入室13aの周囲にはバルブプレート14側に開口する環状の冷媒吐出室13bが設けられ、冷媒吐出室13bはシリンダヘッド13の側面に設けられた冷媒吐出口13cに連通している。
【0026】
バルブプレート14には各シリンダ11aにそれぞれ連通する冷媒吸入口14a及び吐出口14bがそれぞれ複数ずつ設けられ、各冷媒吸入口14aはシリンダヘッド13の冷媒吸入室13aにそれぞれ連通し、各冷媒吐出口14bは冷媒吐出室13bに連通している。バルブプレート14には各冷媒吸入口14a及び吐出口14bをそれぞれ開閉する板状の吸入バルブ14c及び吐出バルブ14dが取付けられ、各バルブ14c,14dの弾性変形によって各冷媒吸入口14a及び吐出口14bを開閉するようになっている。また、バルブプレート14の中央には貫通孔14eが設けられ、その周囲には第1のハウジング11の各冷媒通路11bにそれぞれ連通する複数の連通孔14fが設けられている。
【0027】
中間板15は各ハウジング11,12の開口部を覆う大きさに形成され、その周端部を各ハウジング11,12の端面に挟持されるようにして取付けられている。中間板15は各ハウジング11,12に連通する複数の連通孔15aを有するとともに、その中央にはローラベアリングからなる軸受け15bが設けられている。
【0028】
圧縮部20は、各シリンダ11a内にそれぞれ設けられた複数のピストン21と、モータ30によって回転する駆動シャフト22と、駆動シャフト22によって回転する傾斜板23と、傾斜板23の回転によって揺動する揺動板24とからなり、各ピストン21はそれぞれ連結部材をなす複数のピストンロッド25を介して揺動板24に連結されている。
【0029】
各ピストン21は、一端側の周面にピストンリング21aが取付けられ、その他端側にはピストンロッド25を連結する球面状の連結部21bが設けられている。
【0030】
駆動シャフト22は第1及び第2のハウジング11,12内に亘って延び、その一端側は第1のハウジング11内に配置され、第2のハウジング12の他端側に設けたローラベアリングからなる軸受け22aと中間板15の軸受け15bによって軸方向二箇所を回動自在に支持されている。
【0031】
傾斜板23は駆動シャフト22の一端に取付けられ、駆動シャフト22と一体に回転するようになっている。傾斜板23の一端には駆動シャフト22の回転軸に対して所定の傾斜角度をなす傾斜面23aが形成され、その傾斜角度は、例えば15°に固定されている。また、傾斜板23の他端面と中間板15との間にはローラベアリング23bが設けられている。
【0032】
揺動板24は傾斜板23の傾斜面23a側に配置され、傾斜面23aに沿って傾斜している。この場合、揺動板24は、傾斜面23aとの間に配置されたローラベアリング24aによって揺動板24に対する傾斜板23の回動を許容するようになっている。また、揺動板24の一端側には、揺動板24を揺動自在に支持する球体26が設けられている。即ち、揺動板24の中央には球体26と係合する係合部材27が取付けられ、係合部材27は略半球状の球面部に球体26を摺動自在に受容している。また、第1のハウジング11には球体26と係合する球体支持部材28が設けられ、球体支持部材28は略半球状の球面部に球体26を摺動自在に受容している。即ち、揺動板24は球体26を介して支持部材28に支持されており、球体26の球面に沿って回転しながら揺動するようになっている。また、球体支持部材28には、球体26を支持する球面部とバルブプレート14の貫通孔14eとを連通する連通孔28bが設けられている。揺動板24の係合部材27及び球体支持部材28には互いに噛み合う歯車27a,28aが設けられ、各歯車27a,28aの噛合によって揺動板24の自転が規制されるようになっている。更に、揺動板24には各ピストンロッド25をそれぞれ連結する複数の球面状の連結部24bが設けられ、各連結部24bは互いに周方向に等間隔で配置されている。
【0033】
各ピストンロッド25は両端にそれぞれ球状の連結部25aを有し、一端側の連結部25aはピストン21の連結部21bに摺動自在に連結され、他端側の連結部25aは揺動板24の連結部24dに摺動自在に連結されている。即ち、各連結部21b,24d,25aは自在継手をなす。
【0034】
モータ30は、第2のハウジング12の内周面に固定されたステータ31と、ステータ31内を回転する永久磁石からなるロータ32と、ステータ31の周方向複数箇所に巻回された励磁用のコイル33とからなり、ロータ32は駆動シャフト22の他端側に一体に回転するように取付けられている。即ち、モータ30は三相交流のブラシレスモータからなる。
【0035】
以上のように構成された電動圧縮機においては、モータ30によって駆動シャフト22が回転すると、傾斜板23が回転し、傾斜板23の傾斜面23aに沿って揺動板24が揺動する。その際、揺動板24は各歯車27a,28aによって自転を規制されながら球体26を中心に揺動する。これにより、揺動板24に連結された各ピストンロッド25が駆動シャフト22の軸方向に順次変位し、各ピストン21が互いに所定の位相差をもって各シリンダ11a内をそれぞれ往復動する。また、各ピストン21の往復動により、冷媒吸入室13aの冷媒が各シリンダ11a内に吸入され、冷媒吐出室13bに吐出される。その際、第2のハウジング12の冷媒吸入口12aから圧縮機本体10内に吸入された冷媒は、モータ30の隙間を通過するとともに、中間板15の各連通孔15a及び軸受け15bを介して第1のハウジング11内に流入し、第1のハウジング11の各冷媒通路11b及び球体支持部材28の連通孔28aを介して冷媒吸入室13aに吸入される。この場合、冷媒には潤滑油が混合されているため、モータ30や軸受け15b等の各可動部のほか、球体26の摺動部等の潤滑が行われる。また、僅かではあるが、各シリンダ11aとピストン21との間にも冷媒が流通してこれらの潤滑が行われる。
【0036】
前記電動圧縮機は、車両用空気調和装置における二酸化炭素冷媒を使用した冷凍回路に用いられる。この場合、フロン冷媒(R134a)と比較すると、二酸化炭素冷媒では冷凍サイクルにおいて約10倍の圧力となる。
【0037】
このように、本実施形態の電動圧縮機によれば、所定の固定された傾斜角度を有する傾斜板23の回転運動を自転を規制されながら揺動する揺動板24の揺動運動に変換し、揺動板24の揺動によって各ピストン21を駆動するようにしたので、傾斜板23の回転による摺動部分を有しない構造とすることができ、二酸化炭素冷媒を用いた高負荷且つ潤滑条件の悪い厳しい使用条件においても、耐久性の向上を図ることができる。従って、ピストン式による高効率の圧縮性能を得ることができるとともに、高耐久性と高効率を安価な構造によって実現することができ、二酸化炭素冷媒を使用するための構造として極めて有利である。
【0038】
また、圧縮機本体10内に吸入された冷媒を、モータ30や軸受け15a等の各可動部のほか、球体26の摺動部等を流通させてからシリンダヘッド13の冷媒吸入室13aに吸入するようにしたので、各可動部や摺動部の潤滑を潤滑油を混合した冷媒によって確実に行うことができ、二酸化炭素冷媒を使用した場合の厳しい潤滑条件においても、高耐久性を実現することができる。この場合、冷媒が前記可動部や摺動部を流通する際の緩衝作用により、吸入側冷媒の脈動を減衰させることができるので、本実施形態のようなレシプロ型圧縮機において発生し易い吸入圧力脈動を大幅に低減することができ、騒音の極めて少ない冷凍サイクルを実現することができる。
【0039】
更に、冷媒吸入室13aをシリンダヘッド13の中央部に形成し、高圧となる冷媒吐出室13bを冷媒吸入室13aの周囲に環状に形成したので、冷媒吐出室13bをシリンダヘッド13の中央部に形成した場合に比べて冷媒吐出室13bの表面積を小さくすることができ、圧縮機本体10の壁面に加わる冷媒の圧力の総和としての力を小さくすることができる。従って、低強度の構造のものでも使用可能となり、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【0040】
また、前記傾斜板23を駆動シャフト22の一端に取付けるとともに、駆動シャフト22の他端側にモータ30を配置し、駆動シャフト22を傾斜板23の他端側に配置した軸受け15b,22aのみによって支持するようにしたので、駆動シャフト22の一端側、即ち傾斜板23の一端側には駆動シャフト22を支持するための部品を必要とせず、組立性の向上及び構造の簡素化を図ることができる。例えば、第1のハウジング11側に各ピストン21及び揺動板24等を組付け、第2のハウジング12側にはモータ30、傾斜板23が取付けられた駆動シャフト22及び中間板15を組付けた後、これらの組体を互いにボルト11cで連結するようにすれば、組立作業を極めて容易に行うことができる。
【0041】
この場合、各ハウジング11,12間に駆動シャフト22の軸受け15bを有する中間板15を設けたので、傾斜板23のスラスト力及び駆動シャフト22のラジアル力を各ハウジング11,12間に確実に固定された中間板15によって受けることができ、耐久性の向上を図ることができる。尚、中間板15によって高い強度で駆動シャフト22を支持することができるため、駆動シャフト22の他端側の軸受け22aを省略することも可能である。
【0042】
図4は本発明の他の実施形態を示す電動圧縮機の側面断面図であり、本実施形態では駆動シャフト、傾斜板及び球体の構成が前記実施形態と異なる。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【0043】
即ち、本実施形態では、傾斜板40を駆動シャフト41の一端側が貫通するように設け、駆動シャフト41の他端を軸受け41aによって支持するとともに、駆動シャフト41の一端側に設けられた球体42によって駆動シャフト41の一端を回動自在に支持し且つ傾斜板40を揺動自在に支持するようにしている。また、本実施形態では前記実施形態の中間板15に相当する構成は設けられておらず、各ハウジング11,12は互いに直接連結されている。
【0044】
傾斜板40は前記実施形態と同様、一端側に所定の固定された傾斜角度をなす傾斜面40aを有している。また、傾斜板40の中央部には駆動シャフト41の一端側が貫通しており、傾斜板40は駆動シャフト41と一体に回転するようになっている。
【0045】
駆動シャフト41の他端を支持する軸受け41aには、駆動シャフト41の軸方向及び径方向の移動を同時に規制するアンギュラ玉軸受を用いているが、スラストとジャーナル軸受によって構成するようにしてもよい。
【0046】
球体42は前記実施形態と同等、球体支持部材28によって摺動自在に支持されている。この場合、球体42は駆動シャフト41の一端側が挿入される孔を有し、駆動シャフト41の一端側と連結されている。
【0047】
本実施形態によれば、球体42及び球体支持部材28により、駆動シャフト41の一端側が回動自在に支持されるとともに、揺動板24が球体42によって揺動自在に支持されることから、駆動シャフト41の一端側を支持する専用の軸受けや中間板を設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。
【0048】
この場合、駆動シャフト41の一端側を支持する支持手段を、揺動板40の中央部に摺動自在に係合する球体42と、球体42を摺動自在に支持する球体支持部材28とから構成し、駆動シャフト41の一端を球体42に連結したので、駆動シャフト41の回動と揺動板40の揺動を互いに共通の球体42によって達成することができ、駆動シャフト41の一端側を支持する機構の簡素化及び小型化を図ることができる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の電動圧縮機によれば、傾斜部材の回転による摺動部分を有しない構造とすることができるので、二酸化炭素冷媒を用いた高負荷且つ潤滑条件の悪い厳しい使用条件においても、耐久性の向上を図ることができる。従って、ピストン式による高効率の圧縮性能を得ることができるとともに、高耐久性と高効率を安価な構造によって実現することができ、二酸化炭素冷媒を使用するための構造として極めて有利である。
【0050】
また、請求項2の電動圧縮機によれば、請求項1の効果に加え、圧縮機本体の壁面に加わる冷媒の圧力の総和としての力を小さくすることができるので、低強度の構造のものでも使用可能となり、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
より一層耐久性の向上を図ることができる。
【0051】
また、請求項3の電動圧縮機によれば、請求項1または2の効果に加え、圧縮機本体内の可動部や摺動部の潤滑を確実に行うことができるので、二酸化炭素冷媒を使用した厳しい潤滑条件においても、高耐久性を実現することができる。また、吸入側冷媒の脈動を減衰させることもできるので、レシプロ型圧縮機において発生し易い吸入圧力脈動を大幅に低減することができ、騒音の極めて少ない冷凍サイクルを実現することができる。
【0052】
また、請求項4の電動圧縮機によれば、請求項1、2または3の効果に加え、傾斜部材の一端側に駆動軸を支持するための部品を必要としないので、組立性の向上及び構造の簡素化を図ることができる。
【0053】
また、請求項5の電動圧縮機によれば、請求項4の効果に加え、傾斜部材のスラスト力及び駆動軸のラジアル力を各ハウジング間に確実に固定された中間板によって受けることができるので、耐久性の向上を図ることができる。この場合、中間板によって高い強度で駆動軸を支持することができるので、駆動軸を中間板のみによって支持することも可能となり、他の軸受けを省略して構造をより一層簡素化することができる。
【0054】
また、請求項6の電動圧縮機によれば、請求項1、2または3の効果に加え、駆動軸の一端側を支持する専用の軸受けを設ける必要がないので、部品点数を少なくすることができる。
【0055】
また、請求項7の電動圧縮機によれば、請求項6の効果に加え、駆動軸の回動と揺動部材の揺動を互いに共通の支持手段の球体を用いて達成することができるので、駆動軸を支持する機構の簡素化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す電動圧縮機の側面断面図
【図2】図1のA−A線矢視方向断面図
【図3】図1のB−B線矢視方向断面図
【図4】本発明の他の実施形態を示す電動圧縮機の側面断面図
【符号の説明】
10…圧縮機本体、11…第1のハウジング、12…第2のハウジング、15…中間板、15b…軸受け、11a…シリンダ、13a…冷媒吸入室、13b…冷媒吐出室、21…ピストン、22…駆動シャフト、22a…軸受け、23…傾斜板、24…揺動板、26…球体、28…球体支持部材、30…モータ、40…傾斜板、41…駆動シャフト、41a…軸受け、42…球体。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric compressor used for a vehicle air conditioner using a carbon dioxide refrigerant.
[0002]
[Prior art]
Generally, as this type of electric compressor, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-291557, one of a pair of spiral members is caused to perform a predetermined turning motion while facing the other spiral member. In addition to a so-called scroll type compressor that compresses a refrigerant, a piston having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylinder is turned along the inner peripheral surface of the cylinder as described in, for example, JP-A-2000-291557. There is known a so-called rolling piston type in which a refrigerant is compressed by moving.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a carbon dioxide refrigerant is used, the pressure becomes higher than that of a conventional CFC gas or HFC gas. Therefore, there is a problem that the rotary type compressor as described above cannot maintain a sufficient sealing property of the compression chamber. there were.
[0004]
Therefore, as a piston-type compressor capable of ensuring the sealing performance of the compression chamber even under high pressure conditions, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-304127, the rotation of a motor is controlled by a reciprocating motion of a piston by an inclined plate. There is known one that is converted to. However, in order to obtain high pressure, it is necessary to rotate the inclined plate at high speed.However, in the structure using the inclined plate, since the inclined plate rotates while contacting the shoe on the piston side, the sliding portion of the shoe and the inclined plate There was a problem in durability under high load conditions and severe lubrication conditions. For this reason, when a refrigeration circuit using a carbon dioxide refrigerant is put into practical use, there is a problem that the cost is increased, for example, by using high-strength and expensive main parts for increasing the durability of the compressor. there were.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to achieve high durability and high efficiency with an inexpensive structure, which is advantageous as a structure for using a carbon dioxide refrigerant. To provide a simple electric compressor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of cylinders arranged in a circumferential direction on one end side of a compressor body, a plurality of pistons reciprocating in each cylinder, An electric compressor having a drive shaft for driving the motor and a motor for rotating the drive shaft, and each piston is reciprocated in the axial direction of the drive shaft to suck and discharge the refrigerant. Each piston is connected via an inclined member having an inclined surface forming a predetermined fixed inclination angle with respect to the drive shaft and rotating integrally with the drive shaft, and a connecting member having a universal joint at a predetermined position in the circumferential direction. A swing member that reciprocates each piston by swinging while being restricted from rotating along the inclined surface of the rotating inclined member, wherein a carbon dioxide refrigerant is used as the refrigerant. .
[0007]
Accordingly, when the drive shaft is rotated by the motor, the inclined member is rotated, and the swinging member is swung along the inclined surface of the inclined member while its rotation is restricted, and the connection of each piston connected to the swinging member is performed. Since the members are sequentially displaced in the axial direction of the drive shaft and each piston reciprocates, there is no sliding portion due to the rotation of the inclined member, high load using carbon dioxide refrigerant and poor use conditions with poor lubrication conditions In this case, a highly durable structure is obtained.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the electric compressor according to the first aspect, a refrigerant suction chamber for housing a refrigerant drawn into each cylinder and a refrigerant discharged from each cylinder are provided at one end of the compressor body. In addition to providing a discharge chamber, the refrigerant suction chamber is formed at the center of one end of the compressor body, and the refrigerant discharge chamber is formed annularly around the refrigerant suction chamber.
[0009]
Accordingly, in addition to the operation of the first aspect, the refrigerant discharge chamber is formed in an annular shape around the refrigerant suction chamber, so that the refrigerant discharge chamber is formed at the center on one end side of the compressor body. The surface area of the discharge chamber becomes smaller, and the total force of the refrigerant applied to the wall surface of the compressor body becomes smaller.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the electric compressor according to the first or second aspect, a refrigerant suction port is provided at the other end of the compressor main body, and the refrigerant sucked from the refrigerant suction port flows through the inside of the compressor main body. From each cylinder.
[0011]
Thus, in addition to the function of the first or second aspect, the refrigerant sucked into the other end of the compressor body is drawn into the cylinder after flowing through the movable part and the sliding part in the compressor body. Therefore, the movable portion and the sliding portion are lubricated by the refrigerant mixed with the lubricating oil. Further, the pulsation of the suction-side refrigerant is attenuated by the buffering action when the refrigerant flows through the movable part and the sliding part.
[0012]
According to a fourth aspect, in the electric compressor according to the first, second, or third aspect, the inclined member is provided at one end of the drive shaft, and the motor is arranged at the other end of the drive shaft. The support is made only by at least one bearing arranged on the other end side of the inclined member.
[0013]
Accordingly, in addition to the operation of the first, second, or third aspect, the drive shaft is supported only by the bearing disposed on the other end side of the inclined member. Does not require any components to support the drive shaft.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the electric compressor according to the fourth aspect, the first housing disposed on the piston, the swinging member, and the inclined member side, and the second housing disposed on the motor side. And an intermediate plate having a bearing for the drive shaft is provided between the housings.
[0015]
Accordingly, in addition to the function of the fourth aspect, the intermediate plate provided between the housings can support the thrust force of the inclined member and the radial force of the drive shaft with high strength.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the electric compressor according to the first, second or third aspect, the inclined member is provided so that one end of the drive shaft penetrates, and the motor is disposed at the other end of the drive shaft. The other end of the drive shaft is supported by a bearing, and one end of the drive shaft is provided with support means for rotatably supporting one end of the drive shaft and swingably supporting a swing member.
[0017]
Accordingly, in addition to the operation of the first, second, or third aspect, the one end side of the drive shaft is rotatably supported by the support means, and the swing member is swingably supported by the support means. There is no need to provide a dedicated bearing for supporting one end of the shaft.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the electric compressor according to the sixth aspect, the support means includes a sphere having one end of a drive shaft connected thereto and slidably engaged with a center portion of the swinging member, and a slidable sphere. And a sphere support member that freely supports the sphere support member.
[0019]
Thus, in addition to the function of claim 6, the sphere of the drive shaft is rotatably supported by the sphere support member, and the swing member is swingably supported by the sphere. The movement and the swing of the swing member are achieved by a common sphere.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side sectional view of an electric compressor, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing in the BB line arrow direction.
[0021]
This electric compressor includes a compressor
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
Each
[0030]
The
[0031]
The inclined plate 23 is attached to one end of the
[0032]
The
[0033]
Each
[0034]
The
[0035]
In the electric compressor configured as described above, when the
[0036]
The electric compressor is used for a refrigeration circuit using a carbon dioxide refrigerant in a vehicle air conditioner. In this case, the pressure of the carbon dioxide refrigerant in the refrigeration cycle is about 10 times higher than that of the CFC refrigerant (R134a).
[0037]
As described above, according to the electric compressor of the present embodiment, the rotational movement of the inclined plate 23 having the predetermined fixed inclination angle is converted into the swing movement of the
[0038]
Further, the refrigerant drawn into the
[0039]
Further, since the refrigerant suction chamber 13a is formed in the center of the
[0040]
In addition, the inclined plate 23 is attached to one end of the
[0041]
In this case, since the
[0042]
FIG. 4 is a side sectional view of an electric compressor showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the configurations of a drive shaft, an inclined plate, and a sphere are different from those of the above embodiment. Note that the same components as those in the above embodiment will be described with the same reference numerals.
[0043]
That is, in the present embodiment, the
[0044]
The
[0045]
As the bearing 41a for supporting the other end of the drive shaft 41, an angular ball bearing for simultaneously restricting the axial and radial movement of the drive shaft 41 is used, but may be constituted by a thrust and a journal bearing. .
[0046]
The
[0047]
According to the present embodiment, one end of the drive shaft 41 is rotatably supported by the
[0048]
In this case, the support means for supporting one end side of the drive shaft 41 is composed of a
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric compressor of the first aspect, since it is possible to have a structure that does not have a sliding portion due to the rotation of the inclined member, a high load using carbon dioxide refrigerant and poor lubrication conditions are severe. The durability can be improved even under use conditions. Therefore, high efficiency compression performance by the piston type can be obtained, and high durability and high efficiency can be realized by an inexpensive structure, which is extremely advantageous as a structure for using a carbon dioxide refrigerant.
[0050]
According to the electric compressor of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, the force as the total sum of the pressure of the refrigerant applied to the wall surface of the compressor body can be reduced, so that the compressor has a low strength structure. However, it can be used, and the weight and cost can be reduced.
The durability can be further improved.
[0051]
According to the electric compressor of the third aspect, in addition to the effect of the first or second aspect, the movable portion and the sliding portion in the compressor main body can be reliably lubricated. Even under severe lubrication conditions, high durability can be realized. In addition, since the pulsation of the suction side refrigerant can be attenuated, the suction pressure pulsation that is likely to occur in the reciprocating compressor can be significantly reduced, and a refrigeration cycle with extremely low noise can be realized.
[0052]
According to the electric compressor of the fourth aspect, in addition to the effects of the first, second, or third aspect, a component for supporting the drive shaft at one end of the inclined member is not required, so that the assemblability can be improved. The structure can be simplified.
[0053]
According to the electric compressor of the fifth aspect, in addition to the effect of the fourth aspect, the thrust force of the inclined member and the radial force of the drive shaft can be received by the intermediate plate securely fixed between the housings. Thus, the durability can be improved. In this case, since the drive shaft can be supported by the intermediate plate with high strength, the drive shaft can be supported only by the intermediate plate, and the structure can be further simplified by omitting other bearings. .
[0054]
According to the electric compressor of the sixth aspect, in addition to the effects of the first, second, or third aspect, it is not necessary to provide a dedicated bearing for supporting one end of the drive shaft, so that the number of parts can be reduced. it can.
[0055]
According to the electric compressor of the seventh aspect, in addition to the effect of the sixth aspect, the rotation of the drive shaft and the swing of the swing member can be achieved by using the sphere of the common support means. In addition, the mechanism for supporting the drive shaft can be simplified and downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of an electric compressor showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional side view of an electric compressor showing another embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF
Claims (7)
一端に前記駆動軸に対して所定の固定された傾斜角度をなす傾斜面を有し、駆動軸と一体に回転する傾斜部材と、
周方向所定位置にそれぞれ自在継手を有する連結部材を介して各ピストンが連結され、回転する傾斜部材の傾斜面に沿って自転を規制されながら揺動することにより各ピストンを往復動させる揺動部材とを備え、
前記冷媒として二酸化炭素冷媒を用いる
ことを特徴とする電動圧縮機。A plurality of cylinders arranged in a circumferential direction on one end side of the compressor body, a plurality of pistons reciprocating in each cylinder, a drive shaft for driving each piston, and a motor for rotating the drive shaft are provided. In an electric compressor in which each piston is reciprocated in the axial direction of the drive shaft to suck and discharge the refrigerant,
An inclined member having an inclined surface that forms a predetermined fixed inclination angle with respect to the drive shaft at one end, and that rotates integrally with the drive shaft,
A swing member that is connected to each piston via a connecting member having a universal joint at a predetermined position in a circumferential direction, and that reciprocates each piston by swinging while restricting rotation along an inclined surface of a rotating inclined member. With
An electric compressor, wherein a carbon dioxide refrigerant is used as the refrigerant.
冷媒吸入室を圧縮機本体の一端側中央部に形成し、冷媒吐出室を冷媒吸入室の周囲に環状に形成した
ことを特徴とする請求項1記載の電動圧縮機。On one end side of the compressor main body, a refrigerant suction chamber that stores refrigerant sucked into each cylinder and a refrigerant discharge chamber where refrigerant is discharged from each cylinder are provided.
2. The electric compressor according to claim 1, wherein the refrigerant suction chamber is formed at a central portion on one end side of the compressor main body, and the refrigerant discharge chamber is formed in an annular shape around the refrigerant suction chamber.
ことを特徴とする請求項1または2記載の電動圧縮機。A refrigerant suction port is provided at the other end of the compressor main body, and refrigerant sucked from the refrigerant suction port flows through the compressor main body and is then sucked into each cylinder. 3. The electric compressor according to 1 or 2.
駆動軸を傾斜部材の他端側に配置した少なくとも一つの軸受けのみによって支持するようにした
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の電動圧縮機。The tilt member is provided at one end of a drive shaft, and the motor is arranged at the other end of the drive shaft,
4. The electric compressor according to claim 1, wherein the drive shaft is supported by only at least one bearing disposed on the other end side of the inclined member.
各ハウジング間に前記駆動軸の軸受けを有する中間板を設けた
ことを特徴とする請求項4記載の電動圧縮機。A first housing disposed on the piston, the swing member and the inclined member side, and a second housing disposed on the motor side;
The electric compressor according to claim 4, wherein an intermediate plate having a bearing for the drive shaft is provided between the housings.
駆動軸の他端を軸受けによって支持するとともに、
駆動軸の一端側には駆動軸の一端を回動自在に支持し且つ揺動部材を揺動自在に支持する支持手段を設けた
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の電動圧縮機。While providing the inclined member so that one end side of the drive shaft penetrates, the motor is disposed on the other end side of the drive shaft,
While supporting the other end of the drive shaft with a bearing,
4. The electric compression device according to claim 1, wherein one end of the drive shaft is provided with support means for rotatably supporting one end of the drive shaft and swingably supporting a swing member. Machine.
ことを特徴とする請求項6記載の電動圧縮機。The support means includes a sphere to which one end of a drive shaft is connected and slidably engages with a center portion of the swinging member, and a sphere support member which slidably supports the sphere. The electric compressor according to claim 6.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002139981A JP2004027847A (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Electric compressor |
DE10392645T DE10392645T5 (en) | 2002-05-15 | 2003-04-25 | Electric compressor |
PCT/JP2003/005345 WO2003098043A1 (en) | 2002-05-15 | 2003-04-25 | Electric compressor |
AU2003235136A AU2003235136A1 (en) | 2002-05-15 | 2003-04-25 | Electric compressor |
CNA038108461A CN1653266A (en) | 2002-05-15 | 2003-04-25 | Electric compressor |
US10/514,035 US20050175470A1 (en) | 2002-05-15 | 2003-04-25 | Electric compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002139981A JP2004027847A (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Electric compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004027847A true JP2004027847A (en) | 2004-01-29 |
Family
ID=29544912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002139981A Pending JP2004027847A (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Electric compressor |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050175470A1 (en) |
JP (1) | JP2004027847A (en) |
CN (1) | CN1653266A (en) |
AU (1) | AU2003235136A1 (en) |
DE (1) | DE10392645T5 (en) |
WO (1) | WO2003098043A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006226128A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Sanden Corp | Electric compressor |
WO2009084395A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Sanden Corporation | Wobble plate type variable displacement compressor |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7004734B2 (en) * | 1999-12-28 | 2006-02-28 | Zexel Valco Climate Control Corporation | Reciprocating refrigerant compressor |
CN108590996B (en) * | 2018-04-13 | 2020-03-27 | 台州动林汽车空调压缩机有限公司 | Air-conditioning compressor |
DE102019115263B4 (en) * | 2019-06-05 | 2022-08-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Bearing device for bearing a refrigerant compressor for a motor vehicle and bearing arrangement |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59182680U (en) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | 豊興工業株式会社 | Hydraulic pump with electric motor |
JPH0634176U (en) * | 1992-10-06 | 1994-05-06 | サンデン株式会社 | Rotating swash plate compressor |
JP2001099059A (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-10 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Piston type compressor |
JP2001123944A (en) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Variable displacement type compressor |
JP2001221151A (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-17 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Swash plate type compressor |
JP2001304127A (en) * | 2000-04-26 | 2001-10-31 | Toyota Industries Corp | Motor-driven compressor |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3945765A (en) * | 1974-04-15 | 1976-03-23 | Sankyo Electric Co., Ltd. | Refrigerant compressor |
JPS5522210Y2 (en) * | 1974-05-11 | 1980-05-27 | ||
JPH0310387Y2 (en) * | 1986-09-26 | 1991-03-14 | ||
JP2682290B2 (en) * | 1991-09-09 | 1997-11-26 | 株式会社豊田自動織機製作所 | Piston type compressor |
JPH11343974A (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Reciprocating compressor |
JP2001200785A (en) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Electrically driven swash plate compressor |
JP2002021717A (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Toyota Industries Corp | Single head piston type compressor |
JP2002115658A (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Toyota Industries Corp | Piston compressor |
-
2002
- 2002-05-15 JP JP2002139981A patent/JP2004027847A/en active Pending
-
2003
- 2003-04-25 US US10/514,035 patent/US20050175470A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-25 DE DE10392645T patent/DE10392645T5/en not_active Ceased
- 2003-04-25 WO PCT/JP2003/005345 patent/WO2003098043A1/en active Application Filing
- 2003-04-25 AU AU2003235136A patent/AU2003235136A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-25 CN CNA038108461A patent/CN1653266A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59182680U (en) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | 豊興工業株式会社 | Hydraulic pump with electric motor |
JPH0634176U (en) * | 1992-10-06 | 1994-05-06 | サンデン株式会社 | Rotating swash plate compressor |
JP2001099059A (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-10 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Piston type compressor |
JP2001123944A (en) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Variable displacement type compressor |
JP2001221151A (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-17 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Swash plate type compressor |
JP2001304127A (en) * | 2000-04-26 | 2001-10-31 | Toyota Industries Corp | Motor-driven compressor |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006226128A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Sanden Corp | Electric compressor |
JP4576259B2 (en) * | 2005-02-15 | 2010-11-04 | サンデン株式会社 | Electric compressor |
WO2009084395A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Sanden Corporation | Wobble plate type variable displacement compressor |
JP2009162064A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Sanden Corp | Swing plate type variable displacement compressor |
CN101910628B (en) * | 2007-12-28 | 2013-05-22 | 三电有限公司 | Wobble plate type variable displacement compressor |
US9228573B2 (en) | 2007-12-28 | 2016-01-05 | Sanden Holdings Corporation | Wabble plate type variable displacement compressor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2003235136A1 (en) | 2003-12-02 |
US20050175470A1 (en) | 2005-08-11 |
DE10392645T5 (en) | 2005-07-21 |
WO2003098043A1 (en) | 2003-11-27 |
CN1653266A (en) | 2005-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7563080B2 (en) | Rotary compressor | |
KR20070010082A (en) | Rotary fluid machine | |
JP2007092536A (en) | Oscillating plate type compressor | |
JP4331588B2 (en) | Reciprocating compressor | |
JP2001304127A (en) | Motor-driven compressor | |
JP2004027847A (en) | Electric compressor | |
JP2004324591A (en) | Hybrid compressor | |
JP6633305B2 (en) | Scroll compressor | |
KR20080010111A (en) | Shaft support structure of variable capacity compressor | |
JP2004270654A (en) | Rotary compressor | |
US20010008607A1 (en) | Swash plate type compressor | |
JP2004293388A (en) | Oscillating swash plate type pump | |
WO2001051809A1 (en) | Multistage type piston compressor | |
JP2003013856A (en) | Compressor | |
JP2005214076A (en) | Reciprocating compressor | |
JP2007187118A (en) | Wobble plate type compressor | |
JP2009085216A (en) | Rotation type fluid machine | |
JP4208239B2 (en) | Positive displacement machine | |
WO2016084137A1 (en) | Compressor | |
KR20210080889A (en) | Inverter-Integrated Electric Compressor | |
JPH06257580A (en) | Two-cylinder rotary compressor | |
JP2007182822A (en) | Expansion compressor | |
JPH05256283A (en) | Rolling piston type compressor | |
JP2002021717A (en) | Single head piston type compressor | |
JPS63280879A (en) | Closed type motor operated compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080805 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081216 |