JP2004270614A

JP2004270614A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2004270614A
Application number: JP2003064788A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Hasegawa; 雄大長谷川
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Also published as: US7281910B2; CN1530551A; US20040179959A1; CN100591921C

Abstract

【課題】簡単な構造にて、電動モータ端子部と圧縮機のボディ部とを絶縁して、漏電のおそれを確実に除去することができる電動圧縮機の構造を提供する。
【解決手段】圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した、ハイブリッド圧縮機を含む電動圧縮機において、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータのワイヤ端部との接続部を、圧縮機搭載形態における圧縮機の上部に配置し、かつ、該接続部を、前記電動モータおよび前記圧縮機構よりも上位に位置させる。好ましくは、接続部を、電動モータを収納しそのステータが固定されるハウジングに形成され上方に延びる中空突出部内に配置する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機に関し、とくに車両用冷凍システム等に好適な、ハイブリッド圧縮機を含む電動圧縮機における、漏電防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機においては、通常、高電圧モータを使用しているので、安全面等からモータの端子部とモータハウジング部および圧縮機ハウジング部（つまり、ボディ部）との間が絶縁され、漏電のおそれのない構造が必要とされる。このような電動圧縮機においては、液状態の冷媒や、その中に含まれる電気伝導度の高い冷凍機油が漏電の原因と考えられており、これらが、電動モータ内蔵側に多量に侵入すると、漏電のおそれが生じる。従来の一般的な電動圧縮機においては、圧縮機の上部にモータの端子部が設けられてはいるものの、電動モータ内蔵部に液が溜まった場合の液面と端子部との距離が近く、端子部が液に浸されると漏電のおそれが生じることとなっていた。
【０００３】
とくに、電動モータのステータのワイヤを、外部からの給電用端子に接続する部分で最も漏電しやすくなると考えられているが、従来の電動圧縮機では、この部位に対して特別な対策が講じられていない。高い絶縁性を保持するためには、上記接続部を冷凍機油や液冷媒から分離あるいは隔離することが必要になるが、単に機械的にシール壁等を設けて分離すると、内部構造が複雑になり、かつ、組立や端子接続作業が著しく困難になる。
【０００４】
一方、車両用冷凍システム等に使用する圧縮機として、車両用原動機（内燃機関からなる車両走行用エンジンあるいは、電気自動車等における車両走行用電動モータ）により駆動される圧縮機構と、圧縮機専用の電動モータ（圧縮機に内蔵された電動モータ）により駆動される圧縮機構との２つの圧縮機構を備えたハイブリッド圧縮機が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００５】
また、車両用冷凍システム等に使用するハイブリッド圧縮機として、先に本出願人により、車両用原動機のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、内蔵電動モータのみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構とを、両圧縮機構の固定スクロールを背中合わせにして一体的に組み込んだハイブリッド圧縮機が提案されている（特許文献２）。このようなハイブリッド圧縮機により、それぞれの圧縮機構を単独で、あるいは同時に運転することが可能になり、そのときの要求に応じて最適な吐出性能を得ることが可能となった。
【０００６】
ところが、このようなハイブリッド圧縮機においては、電動モータが内蔵され、この電動モータ駆動圧縮機構側に液が封入されてしまう状況が生じることがある。封入される冷凍機油や液冷媒の量が多くなると、前述の如き漏電のおそれが生じやすくなるので、このようなハイブリッド圧縮機についても、モータ側により高い絶縁性が要求されることが多い。
【０００７】
【特許文献１】
実開平６−８７６７８号公報（実用新案登録請求の範囲）
【０００８】
【特許文献２】
特願２００１−２８０６３０号（特許請求の範囲）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、簡単な構造にて、電動モータ端子部と圧縮機のボディ部とを絶縁して、漏電のおそれを確実に除去することができる、ハイブリッド型を含む電動圧縮機の構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動圧縮機は、圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機において、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータのワイヤ端部との接続部を、圧縮機搭載形態における圧縮機の上部に配置し、かつ、該接続部を、前記電動モータおよび前記圧縮機構よりも上位に位置させたことを特徴とするものからなる。
【００１１】
この電動圧縮機においては、とくに、前記接続部が、前記電動モータを収納し前記ステータが固定されるハウジングに形成され上方に延びる中空突出部内に配置されていることが好ましい。そして、この中空突出部は、圧縮機外部に対しては実質的に密閉されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る電動圧縮機としては、単に圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵したタイプの電動圧縮機でもよいが、本発明に係る構造は、とくに、前記内蔵電動モータとは別の第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての前記内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機に好適である。このようなハイブリッド圧縮機においては、前記第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置された形態を採用できる。また、背中合わせに配置された両固定スクロールは一体形成された固定スクロール部材として構成することもできる。車両搭載の電動圧縮機では、前記第１駆動源に車両用原動機を使用できる。ここで車両用原動機は、内燃機関からなるエンジンの他、電気自動車等における車両走行用電動モータまで含む概念である。
【００１３】
上記のような本発明に係る電動圧縮機においては、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータのワイヤ端部との接続部が、圧縮機搭載形態における圧縮機の上部でかつ、電動モータおよび圧縮機構よりも上位に配置されているので、電動モータ側の圧縮機構内にたとえ冷凍機油や液冷媒が溜まっても、液面が上記接続部には到達しにくくなり、接続部の高い絶縁性が確保される。
【００１４】
とくに、電動モータを収納しそのステータが固定されるハウジングに上方に延びる中空突出部（煙突状の突出部）を形成し、上記接続部をこの中空突出部内に配置した構造とすることにより、ステータのハウジング内が冷凍機油や液冷媒で満杯になっても、端子部は液面に接触しにくくなり、より高い絶縁性が保持される。とくにこの中空突出部を圧縮機外部に対して実質的に密閉された空間に形成すれば、下方に冷凍機油や液冷媒が溜まっても、中空突出部内に気体（冷媒ガス）が封入されているので、液面は中空突出部内には上昇しにくくなり、一層高い絶縁性が保持される。
【００１５】
その結果、上記接続部から圧縮機ボディ側への漏電のおそれが除去され、安全面はもちろんのこと、圧縮機の安定した稼働が可能になる。とくにハイブリッド型の電動圧縮機では、前述したように、電動モータ駆動圧縮機構側の稼働率が一般的に低くなり、この圧縮機構側に冷凍機油や液冷媒が溜まりやすくなる傾向にあるので、このようなハイブリッド圧縮機に本発明に係る構造はとくに好適なものとなり、漏電のおそれを確実に除去することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る電動圧縮機を示しており、とくに、本発明をハイブリッド圧縮機に適用した場合を示している。図２は、図１に示したハイブリッド圧縮機の電動モータ内蔵側を示したものであるが、この図２に示した構造は、ハイブリッド圧縮機に限らず、単に内蔵電動モータのみを駆動源として有する電動圧縮機にも適用できる構造である。
【００１７】
まず、図１に示したハイブリッド圧縮機について説明するに、ハイブリッド圧縮機１はスクロール型の圧縮機からなり、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、固定スクロール１０と、固定スクロール１０とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）１２を形成する可動スクロール１１と、可動スクロール１１に係合して可動スクロール１１を旋回運動させる駆動軸１３と、第１駆動源としての車両走行用の原動機（図示略）からの駆動力が伝達されるプーリ１４と駆動軸１３との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ１５と、可動スクロール１１の自転を阻止するボールカップリング１６と、ケーシング１７に形成された吸入ポート１８とを備えている。吸入ポート１８から吸入通路１９を通して吸入室２０へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒）は、作動空間１２内に取り込まれ、作動空間１２が体積を減少させつつ固定スクロール１０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間１２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール１０の中央部には吐出穴２１が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴２１、吐出通路２２、吐出ポート２３を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。
【００１８】
一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール３０と、固定スクロール３０とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）３２を形成する可動スクロール３１と、可動スクロール３１に係合して可動スクロール３１を旋回運動させる駆動軸３３と、可動スクロール３１の自転を阻止するボールカップリング３４とを備えている。この第２圧縮機構３の駆動軸３３を駆動するために、電動モータ３５が内蔵されている。電動モータ３５は、駆動軸３３に固定された回転子３６と、ステータ３７とを有しており、ステータ３７はステータハウジング３８に固定されるとともに、電動モータ３５全体がステータハウジング３８内に収納されている。この第２圧縮機構３においては、吸入ポート１８から第１圧縮機構２の吸入室２０へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒）が、連通路３９を通して第２圧縮機構３の吸入室４０に吸入され、作動空間３２内に取り込まれ、作動空間３２が体積を減少させつつ固定スクロール３０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間３２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール３０の中央部には吐出穴４１が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴４１、吐出通路４２を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。
【００１９】
本実施態様では、第１圧縮機構２の固定スクロール１０と第２圧縮機構３の固定スクロール３０とは背中合わせに配設されており、かつ、両固定スクロール１０、３０は一体化された固定スクロール部材４３として形成されている。
【００２０】
ハイブリッド圧縮機１の第１圧縮機構２のみが稼働される場合には、第２圧縮機構３を駆動する電動モータ３５には電力は供給されず、電動モータ３５は回転しない。従って第２圧縮機構３は作動しない。ハイブリッド圧縮機１が電動モータ３５のみにより駆動される場合には、電動モータ３５がオンされて回転し、電動モータ３５の回転が第２圧縮機構３の駆動軸３３へ伝達され、駆動軸３３により可動スクロール３１が旋回駆動される。このとき、第１圧縮機構２の電磁クラッチ１５には通電されず、第１駆動源としての車両用原動機の回転は第１圧縮機構２へは伝達されない。従って第１圧縮機構２は作動しない。両圧縮機構２、３が同時駆動される場合には、車両用原動機からの駆動力が第１圧縮機構２の可動スクロール１１に伝達されるとともに、電動モータ３５がオンされてその駆動力が第２圧縮機構３の可動スクロール３１に伝達される。
【００２１】
このように構成されたハイブリッド圧縮機１においては、電動モータ３５により駆動される第２圧縮機構３側の吸入室４０に吸入された冷媒およびその中に含有されている冷凍機油は、前記ボールカップリング３４部および軸受４４部を介して、ステータハウジング３８（モータハウジング）内にまで侵入する。したがって、前述の如く第１圧縮機構２に比べ稼働率の低い第２圧縮機構３側には液冷媒や冷凍機油が溜まりやすく、それらはステータハウジング３８内にも溜まる。
【００２２】
図１および図２における上下方向は、このハイブリッド圧縮機１の搭載形態における上下方向を示しており、電動モータ３５の端子部５０は、搭載形態におけるハイブリッド圧縮機１の上部に配置されている。この端子部５０は、電動モータ３５の給電用外部端子５１と電動モータ３５のステータ３７のワイヤ５２の端部との接続部５３を有しており、該接続部５３は、電動モータ３５および第２圧縮機構３よりも上位に位置されている。本実施態様においては、ステータハウジング３８の上部に、上方に延びる煙突状の中空突出部５４が形成されており、この中空突出部５４内に上記接続部５３が配置されている。そして、中空突出部５４は、その上部で、シール部材５５により、圧縮機外部に対しては実質的に密閉されており、下部側では、ステータハウジング３８に開口して、ワイヤ５２を容易に引き回しできるようになっている。
【００２３】
電動モータ３５配置側がこのように構成されたハイブリッド圧縮機１においては、電動モータ３５への給電用外部端子５１と電動モータ３５のステータ３７のワイヤ５２端部との接続部５３が、圧縮機搭載形態における圧縮機１の上部でかつ、電動モータ３５および第２圧縮機構３よりも上位に配置されているので、第２圧縮機構３側にたとえ冷凍機油や液冷媒が溜まっても、液面は接続部５３には到達しにくくなり、接続部５３が液に浸ることが防止されて高い絶縁性が確保される。
【００２４】
とくに、本実施態様のように、ステータハウジング３８の上部に中空突出部５４を形成してその中に接続部５３を配置することにより、図２に示すように、ステータハウジング３８内が冷凍機油や液冷媒（冷媒液面５６）で満杯になっても、端子部５０、とくに上記接続部５３は液面に接触しにくくなり、より高い絶縁性が保持される。さらに、この中空突出部５４が圧縮機外部に対して実質的に密閉された空間に形成されているので、そのなかに気体（冷媒ガス）が封入された形態となり、下方に冷凍機油や液冷媒が溜まっても、封入されている気体の存在により、液面は中空突出部５４内には上昇しにくくなり、一層高い絶縁性が保持されることになる。
【００２５】
なお、上記実施態様はハイブリッド型の電動圧縮機について説明したが、本発明は、電動モータにより駆動される圧縮機構のみを有する電動圧縮機にも同様に適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動圧縮機によれば、構造的に複雑化することなく簡単な構造にて、電動モータの端子部の高い絶縁性を保つことができ、液冷媒や冷凍機油が電動モータハウジング内に溜まる場合にあっても、漏電のおそれを除去できるようになる。とくに、相対的に電動モータ駆動圧縮機構側の稼働率が低く、この圧縮機構側に液冷媒や冷凍機油が溜まりやすくなる傾向を持つような形態で使用されるハイブリッド圧縮機に本発明を適用すれば、絶縁性向上、漏電防止について一層高い効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る電動圧縮機としてのハイブリッド圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のハイブリッド圧縮機の電動モータ配置部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１電動圧縮機としてのハイブリッド圧縮機
２第１圧縮機構
３第２圧縮機構
１０、３０固定スクロール
１１、３１可動スクロール
１２、３２作動空間
１３、３３駆動軸
１５電磁クラッチ
１８吸入ポート
２０、４０吸入室
２１、４１吐出穴
２２、４２吐出通路
３５電動モータ
３６回転子
３７ステータ
３８ステータハウジング
３９連通路
４３固定スクロール部材
４４軸受
５０端子部
５１給電用外部端子
５２ステータのワイヤ
５３接続部
５４中空突出部
５５シール部材
５６ハウジング内に溜まった冷媒の液面

Claims

圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機において、電動モータへの給電用外部端子と電動モータのステータのワイヤ端部との接続部を、圧縮機搭載形態における圧縮機の上部に配置し、かつ、該接続部を、前記電動モータおよび前記圧縮機構よりも上位に位置させたことを特徴とする電動圧縮機。
前記接続部が、前記電動モータを収納し前記ステータが固定されるハウジングに形成され上方に延びる中空突出部内に配置されている、請求項１の電動圧縮機。
前記中空突出部が、圧縮機外部に対して実質的に密閉されている、請求項２の電動圧縮機。
前記電動圧縮機が、前記内蔵電動モータとは別の第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての前記内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の電動圧縮機。
前記第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されている、請求項４の電動圧縮機。
背中合わせに配置された両固定スクロールが一体形成された固定スクロール部材からなる、請求項５の電動圧縮機。
前記第１駆動源が車両用原動機からなる、請求項４〜６のいずれかに記載の電動圧縮機。