JP2005076528A - Electric compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用空調装置等に使用される電動圧縮機に関するものである。 The present invention relates to an electric compressor used in a vehicle air conditioner or the like.
車両用空調装置では室内冷房等を行うため冷媒を圧縮する圧縮機が搭載され、この圧縮機として電動モータを組み込んだものが知られている。この電動モータの駆動により圧縮機に内蔵された圧縮機構(ピストン等)が駆動し、高圧冷媒が吐出される。 A vehicular air conditioner is equipped with a compressor that compresses a refrigerant in order to perform indoor cooling or the like, and an electric motor is incorporated as the compressor. By driving the electric motor, a compression mechanism (piston or the like) built in the compressor is driven, and high-pressure refrigerant is discharged.
ところで、盛夏時などの高負荷時に車室内の冷房を行うときは、電動モータは高負荷に対応するよう高速回転で長時間に亘って運転しなければならない。しかしながら、高速回転運転を継続するときは、電動モータからの発熱量が増大し、これに伴い、電動モータの雰囲気温度が非常に高くなり、その結果、電動モータの回転効率が低下するという問題点を有していた。 By the way, when the vehicle interior is cooled during a high load such as in midsummer, the electric motor must be operated at a high speed for a long time so as to cope with the high load. However, when the high-speed rotation operation is continued, the amount of heat generated from the electric motor increases, and accordingly, the atmospheric temperature of the electric motor becomes very high, and as a result, the rotation efficiency of the electric motor decreases. Had.
そこで、このような問題点を解決するため、従来、特開2001−193639号公報に記載された電動圧縮機が提案されている。この電動圧縮機は、蒸発器を通過して吸入室に戻る冷媒、いわゆる吸入冷媒の一部をモータ室と圧縮機構室に流し、モータ室の電動モータと圧縮機構室の圧縮機構を冷却する構造となっている。
しかしながら、後者の電動圧縮機では、吸入冷媒をモータ室と圧縮機構室に戻すため、電動モータで発生した熱と圧縮機構で発生した熱の両者が吸入冷媒に吸熱され、この吸入冷媒が過剰に温度上昇し、冷凍効果が著しく低下するという問題点を有していた。また、圧縮機構室に流入した吸入冷媒は、圧縮機構室内の潤滑用のオイルも取り込むため、圧縮機構の円滑な動作を阻害するという問題点を有していた。 However, in the latter electric compressor, since the sucked refrigerant is returned to the motor chamber and the compression mechanism chamber, both the heat generated by the electric motor and the heat generated by the compression mechanism are absorbed by the sucked refrigerant, and the sucked refrigerant becomes excessive. The problem is that the temperature rises and the refrigeration effect decreases significantly. Further, since the suction refrigerant that has flowed into the compression mechanism chamber also takes in lubricating oil in the compression mechanism chamber, it has a problem of hindering the smooth operation of the compression mechanism.
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、電動モータを確実に冷却でき、また、吸入冷媒の過剰な温度上昇を防止し、更に、圧縮機構動作の円滑性を損なうことがなく、更にまた、圧縮機構室の圧力を高く維持して圧縮機構の動力を小さくできる電動圧縮機を提供することにある。 In view of the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to reliably cool the electric motor, to prevent an excessive increase in the temperature of the sucked refrigerant, and without impairing the smoothness of the operation of the compression mechanism. Another object of the present invention is to provide an electric compressor capable of reducing the power of the compression mechanism while maintaining the pressure in the compression mechanism chamber high.
本発明は前記課題を解決するため、請求項1の発明は、外部冷媒回路に吐出冷媒を導く吐出室と外部冷媒回路からの吸入冷媒が導入される吸入室とを少なくとも有するリアハウジングと、電動モータが設置されたモータ室を有するモータハウジングと、リアハウジングとモータハウジングとの間に配置され圧縮機構が設置された圧縮機構室を有する圧縮機構ハウジングとを備えた電動圧縮機において、外部冷媒回路からの吸入冷媒がモータ室に導きかれ、かつ、モータ室に導入された吸入冷媒が圧縮機構室を迂回又は圧縮機構室と隔てて吸入室に導かれるモータ冷却通路と、圧縮機構ハウジングとモータハウジングに区画する隔壁と、隔壁に介在され圧縮機構ハウジングの内圧がシール圧を越えたとき圧縮機構ハウジング内のガスをモータハウジングに導出するシール部材とを有する構造となっている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rear housing having at least a discharge chamber for introducing a discharge refrigerant to an external refrigerant circuit and a suction chamber into which the intake refrigerant from the external refrigerant circuit is introduced, and electric An external refrigerant circuit in an electric compressor comprising: a motor housing having a motor chamber in which a motor is installed; and a compression mechanism housing having a compression mechanism chamber disposed between the rear housing and the motor housing and having a compression mechanism installed therein A cooling passage through which the refrigerant drawn from the motor is led to the motor chamber, and the refrigerant drawn into the motor chamber bypasses the compression mechanism chamber or is separated from the compression mechanism chamber to the suction chamber, the compression mechanism housing, and the motor housing When the internal pressure of the compression mechanism housing exceeds the seal pressure, the gas in the compression mechanism housing is removed from the motor housing. And it has a structure having a sealing member to derive the managing.
請求項1の発明によれば、外部冷媒回路からの吸入冷媒はモータ冷却通路を通じて一旦モータ室に流れるため、モータ室に設置された電動モータが吸入冷媒(低温低圧冷媒)で冷却される。また、電動モータを冷却した吸入冷媒が圧縮機構室を迂回又は圧縮機構室と隔てて吸入室に戻されるため、吸入室に戻された吸入冷媒が過剰に高い温度となることがない。 According to the first aspect of the present invention, since the suction refrigerant from the external refrigerant circuit once flows into the motor chamber through the motor cooling passage, the electric motor installed in the motor chamber is cooled by the suction refrigerant (low temperature low pressure refrigerant). Further, since the suction refrigerant that has cooled the electric motor bypasses the compression mechanism chamber or is separated from the compression mechanism chamber and returned to the suction chamber, the suction refrigerant returned to the suction chamber does not reach an excessively high temperature.
更に、圧縮機構ハウジングとモータハウジングが隔壁にて区画されているため、圧縮機構室の潤滑用オイルがモータ室に不用意に漏れることがない。 Furthermore, since the compression mechanism housing and the motor housing are partitioned by the partition wall, lubricating oil in the compression mechanism chamber does not leak into the motor chamber inadvertently.
更にまた、圧縮機構を駆動することにより、吸入室から圧縮機構室にブローバイガスが流入し、圧縮機構室の内圧が上昇する。そして、圧縮機構室の内圧がシール圧を越えるときは圧縮機構室のガスがモータ室に導出され、これにより、圧縮機構室の内圧が所定の高圧値で保持される。従って、例えば圧縮機構のピストンを駆動する際、ピストンの背圧が大きくなるよう維持されるので、冷媒を圧縮する際に必要とされる動力を小さくすることができる。 Furthermore, by driving the compression mechanism, blow-by gas flows from the suction chamber into the compression mechanism chamber, and the internal pressure of the compression mechanism chamber increases. When the internal pressure in the compression mechanism chamber exceeds the seal pressure, the gas in the compression mechanism chamber is led out to the motor chamber, whereby the internal pressure in the compression mechanism chamber is maintained at a predetermined high pressure value. Accordingly, for example, when the piston of the compression mechanism is driven, the back pressure of the piston is maintained so as to increase, so that the power required for compressing the refrigerant can be reduced.
なお、シール部材は隔壁と隔壁を貫通するシャフトとの間に介在するようにしてもよい(請求項2)。 The seal member may be interposed between the partition wall and the shaft that penetrates the partition wall.
請求項3の発明は、請求項1に係る電動圧縮機において、モータ冷却通路のうちモータ室と吸入室とを連結する戻し通路の一つは、圧縮機構ハウジングの周壁のうち下位の部位に有する構造となっている。 According to a third aspect of the present invention, in the electric compressor according to the first aspect, one of the return passages connecting the motor chamber and the suction chamber in the motor cooling passage is provided in a lower portion of the peripheral wall of the compression mechanism housing. It has a structure.
請求項3の発明によれば、戻し通路の一つが圧縮機構ハウジングの周壁のうち下位の部位に形成されているため、モータ室に滞留したオイルがモータ室から吸入室に向かって円滑に戻る。 According to the invention of claim 3, since one of the return passages is formed in a lower part of the peripheral wall of the compression mechanism housing, the oil staying in the motor chamber returns smoothly from the motor chamber toward the suction chamber.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3に係る電動圧縮機において、シャフトの軸方向への移動を規制する軸受けは、シャフトの一端側で圧縮機構ハウジングの内壁又はシャフトの他端側でモータハウジングの内壁の少なくとも一方に設置された構造となっている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric compressor according to any one of the first to third aspects, the bearing for restricting the movement of the shaft in the axial direction is an inner wall of the compression mechanism housing on the one end side of the shaft or the other end side of the shaft. Thus, the motor housing is installed on at least one of the inner walls.
請求項4の発明によれば、シャフトの軸方向への移動を規制する軸受けが、ハウジングの内壁に設置されている。これにより、隔壁に軸受けを設ける必要がないため、隔壁に対してスラスト荷重が付加されることがなく、隔壁を薄肉に形成できる。 According to the invention of claim 4, the bearing for restricting the movement of the shaft in the axial direction is installed on the inner wall of the housing. Thereby, since it is not necessary to provide a bearing in a partition, a thrust load is not added with respect to a partition, and a partition can be formed thinly.
請求項1の発明によれば、吸入冷媒により電動モータが確実に冷却されることはもとより、その後に吸入室に戻される吸入冷媒が過剰に温度が高くなることがない。また、圧縮機構室の潤滑用オイルがモータ室に不用意に漏れることがない。更に、冷媒を圧縮する際に必要とされる動力を小さくすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the electric motor is surely cooled by the suction refrigerant, and the temperature of the suction refrigerant that is subsequently returned to the suction chamber does not become excessively high. In addition, the lubricating oil in the compression mechanism chamber does not accidentally leak into the motor chamber. Furthermore, the power required for compressing the refrigerant can be reduced.
請求項2の発明によれば、シャフトと隔壁との隙間をシール部材により密閉することができる。 According to invention of Claim 2, the clearance gap between a shaft and a partition can be sealed with a sealing member.
請求項3の発明によれば、液体となっている吸入冷媒がモータ室から吸入室に向かって円滑に戻すことができる。 According to the invention of claim 3, the suction refrigerant that is liquid can be smoothly returned from the motor chamber toward the suction chamber.
請求項4の発明によれば、軸受けを隔壁に設ける必要がないため、隔壁を薄肉に形成でき、電動圧縮機を小型化することができる。 According to the invention of claim 4, since it is not necessary to provide the bearing on the partition wall, the partition wall can be formed thin, and the electric compressor can be miniaturized.
図1及び図2は本発明に係る電動圧縮機の一実施形態を示すもので、図1は電動圧縮機の断面図、図2は隔壁を示す平面図である。なお、本実施形態では電動圧縮機のうち、片頭ピストン型斜板式電動圧縮機(以下、圧縮機と称す)を一例として掲げて説明する。 1 and 2 show an embodiment of an electric compressor according to the present invention. FIG. 1 is a sectional view of the electric compressor, and FIG. 2 is a plan view showing a partition wall. In the present embodiment, a single-head piston type swash plate type electric compressor (hereinafter referred to as a compressor) will be described as an example of the electric compressor.
まず、この圧縮機10の全体構造を図1を参照して説明する。圧縮機10はリアハウジング11と、モータハウジング12と、リアハウジング11とモータハウジング12との間に配置された圧縮機構ハウジング13と、弁板装置14を有している。
First, the overall structure of the
リアハウジング11には吸入室111と吐出室112が形成されている。この吸入室111は後述するモータ冷却通路31の戻り通路316に連通し、また、吐出室112は外部冷媒回路20に連通している。
A
モータハウジング12は電動モータ121が配置されたモータ室122を有している。この電動モータ121はステータ121aとシャフト121bに固定されたロータ121cとを有している。シャフト121bはモータハウジング12と圧縮機構ハウジング13に亘って延在されもので、モータハウジング12の内壁12aに設置されたスラスト軸受121dと圧縮機構ハウジング13の内壁13aに設置されたスラスト軸受133aで軸支されている。各スラスト軸受121d,133aによってシャフト121bのスラスト荷重を受けるようになっている。
The
圧縮機構ハウジング13はリアハウジング11側のシリンダブロック131とモータハウジング12側のフロントハウジング132とから構成され、内部に圧縮機構133を設置した圧縮機構室134を有している。このシリンダブロック131には円筒状の複数のシリンダボア133bが形成され、シリンダボア133bには片頭ピストン133cが往復直線運動できるように収容されている。また、圧縮機構室134の内部にはシャフト121bに固定した斜板133dを有している。この斜板133dの周縁には摺動自在のシュー133eを介して片頭ピストン133cが連結しており、斜板133dの回転により片頭ピストン133cが各シリンダボア133b内で往復動するようになっている。圧縮機構133は前述した各部材133a,133b,133c,133d,133eによって構成されている。
The
弁板装置14はリアハウジング11とシリンダブロック131との間に設置されている。この弁板装置14は周知のもので、一方の片頭ピストン133cが弁板装置14から離れる方向に移動するときは吸入室111の吸入冷媒が弁板装置14の吸入孔141aを通じてシリンダボア133b内に吸入される。また、他方の片頭ピストン133cが弁板装置14に近づく方向に移動するときはシリンダボア133b内の吸入冷媒が圧縮され、弁板装置14の吐出孔141bを通じて吐出室112に圧送される。そして、この吐出室112に圧送された高圧冷媒が外部冷媒回路20に向かって吐出される。
The
なお、外部冷媒回路20は、凝縮器、膨脹弁、蒸発器等の冷媒流通装置を順次連結して構成されたもので、吐出室112には凝縮器が連結し、吸入室111には蒸発器が連結している。
The
以上のような電動圧縮機の構成は周知のものであり、本発明の特徴的部分は以下の構造にある。 The configuration of the electric compressor as described above is well known, and the characteristic part of the present invention is the following structure.
本実施形態に係る圧縮機10は圧縮機構ハウジング13とモータハウジング12との間に各ハウジング12,13を左右に仕切る隔壁15を有している。この隔壁15は図2に示すように円盤状に形成されている。隔壁15の中央には左右に膨出して一体に形成したシール収納箱151を有しており、シール収納箱151内には環状のシール部材16が充填されている。シール部材16の材料として例えば軟質の樹脂又はゴムが用いられている。シール収納箱151の左右両側板にはシャフト121bの外径より僅かに大きな径で形成された第1貫通穴151aを形成している。一方、シール部材16の中央にはシャフト121bが貫通する第2貫通穴161aが形成されている。シャフト121bの外周面は常時は第2貫通穴161aの内周面に接触している。
The
また、本実施形態に係る圧縮機10は外部冷媒回路20と吸入室111との間に形成された吸入冷媒通路30にモータ冷却通路31を備えた構造となっている。このモータ冷却通路31は、第1通路311、第2通路312、第3通路313、第4通路314、第5通路315から構成されている。この第1通路311はモータハウジング12の側壁12bで内外に貫通するよう形成された通路であり、外部冷媒回路20とモータ室122とを互いに連通させており、吸入冷媒が外部冷媒回路20からモータ室122に導入されるようになっている。第2通路312はモータハウジング12の側壁12bで隔壁16寄りに形成されもので、一端がモータ室122に連通するとともに、他端が隔壁16の側面に対向するよう形成されている。第3通路313は隔壁16を貫通するよう形成されたもので、一端が第2通路312に連通している。第4通路314は圧縮機構ハウジング13の側壁13bの内部に左右に貫通するよう形成されたもので、一端が第2通路312に連通している。第5通路315はリアハウジング11にL字状に形成したもので、一端が第4通路313に連通するとともに、他端が吸入室111に連通している。また、図1では第2〜5通路312〜315、即ち、モータ室122から吸入室111に冷媒を戻す戻し通路316が1系統のみ示されているが、図2に示すように、例えば5系統に亘って形成されている。更に、5系統のうち、少なくとも1系統は図1に示すように圧縮機10の下部に位置するよう形成されている。なお、モータ冷却通路31のうち第2通路312は、モータ室122と第3通路313が対向するよう形成するときは、この通路312は不要となる。
Further, the
本実施形態によれば、外部冷媒回路20の吸入冷媒が吸入冷媒通路30を通じてモータ冷媒通路31に循環する。即ち、第1通路311→モータ室122→第2通路312→第3通路313→第4通路314→第5通路315→吸入室111と循環する。これにより、モータ室122内に設置された電動モータ121が吸入冷媒により冷却される。
According to this embodiment, the intake refrigerant of the external
また、モータ室122を通った吸入冷媒が圧縮機構ハウジング13の側壁13bの内部に形成された第3通路313を通って吸入室111に流れ、圧縮機構室134から隔てられているため、圧縮機構133で発生した熱(例えば、シュー133eで発生した摺動熱)が吸入冷媒にさほど吸収されることがない。従って、吸入室111に戻った吸入冷媒が過剰に高い温度となることがない。
Further, the suction refrigerant that has passed through the
更に、圧縮機構室134とモータ室122は隔壁15及びシール部材16で隔てられているので、常時は、圧縮機構室134内のオイルがモータ室122に流れ込むことがなく、圧縮機構133の潤滑不良を起こすことがない。
Further, since the
更にまた、圧縮機構133を駆動することにより、吸入室111から圧縮機構室134にブローバイガスが流入し、圧縮機構室134の内圧が上昇する。そして、圧縮機構室134の内圧がシール部材16のシール圧を越えるときは圧縮機構室134のガスがモータ室122に導出される。このように、圧縮機構室134の内圧が所定の高圧値で保持されるため、圧縮機構133のピストン133cを駆動する際、ピストン133cの背圧が大きくなるよう維持され、冷媒を圧縮する際に必要とされる動力を小さくすることができる。
Furthermore, by driving the
更にまた、モータ室122から吸入室111に冷媒を戻す戻し通路316のうち、少なくとも一つが圧縮機10(圧縮機構ハウジング13)の下部に位置しているため、モータ室122に滞留したオイルを吸入室111に円滑に戻すことができる。
Furthermore, since at least one of the
更にまた、シャフト121bの両端がそれぞれスラスト軸受け121d,133aで支持されているため、シャフト121bのスラスト荷重が各ハウジング12,13で受ける。従って、シャフト121bのスラスト荷重が隔壁15に付加されることがなく、隔壁15をを薄肉に形成できる。
Furthermore, since both ends of the
なお、前記実施形態では戻し通路316が圧縮機構ハウジング13の側壁13b内に形成されているが、これに限るものではない。例えば、モータ室122から圧縮機構ハウジング13の外方に配管し、圧縮機構ハウジング13を迂回して吸入室111に配管接続するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
10…電動圧縮機、11…リアハウジング、12…モータハウジング、13…圧縮機構ハウジング、12a…モータハウジングの内壁、13a…圧縮機構ハウジングの内壁、14…弁板装置、15…隔壁、16…シール部材、20…外部冷媒回路、30…吸入冷媒通路、31…モータ冷媒通路、111…吸入室、112…吐出室、121…電動モータ、121b…シャフト、122…モータ室、133…圧縮機構、133c…ピストン、134…圧縮機構室、316…戻し通路。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外部冷媒回路からの吸入冷媒が前記モータ室に導きかれ、かつ、該モータ室に導入された吸入冷媒が前記圧縮機構室を迂回又は該圧縮機構室と隔てて吸入室に導かれるモータ冷却通路と、
前記圧縮機構ハウジングと前記モータハウジングに区画する隔壁と、
前記隔壁に介在され該圧縮機構ハウジングの内圧がシール圧を越えたとき該圧縮機構ハウジング内のガスを該モータハウジングに導出するシール部材とを有する
ことを特徴とする電動圧縮機。 A rear housing having at least a discharge chamber for guiding the discharged refrigerant to the external refrigerant circuit and a suction chamber into which the suction refrigerant from the external refrigerant circuit is introduced; a motor housing having a motor chamber in which an electric motor is installed; and the rear housing And an electric compressor including a compression mechanism housing having a compression mechanism chamber disposed between the motor housing and the compression mechanism.
A motor cooling passage through which the suction refrigerant from the external refrigerant circuit is guided to the motor chamber, and the suction refrigerant introduced into the motor chamber is guided to the suction chamber bypassing the compression mechanism chamber or separated from the compression mechanism chamber When,
A partition partitioning the compression mechanism housing and the motor housing;
An electric compressor, comprising: a seal member interposed in the partition wall and for guiding gas in the compression mechanism housing to the motor housing when an internal pressure of the compression mechanism housing exceeds a seal pressure.
ことを特徴とする請求項1記載の電動圧縮機。 The electric compressor according to claim 1, wherein the seal member is interposed between the partition wall and a shaft penetrating the partition wall.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電動圧縮機。 The one of the return paths which connect the said motor chamber and the said suction chamber among the said motor cooling paths has in the low-order site | part of the surrounding wall of the said compression mechanism housing. Electric compressor.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項記載の電動圧縮機。
The bearing for restricting the movement of the shaft in the axial direction is installed on at least one of the inner wall of the compression mechanism housing on one end side of the shaft or the inner wall of the motor housing on the other end side of the shaft. The electric compressor according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (2)
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KR20170112987A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-12 | 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 | Vane compressor |
KR101845640B1 (en) | 2016-03-31 | 2018-04-04 | 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 | Compressor |
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