JP2007187019A

JP2007187019A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2007187019A
Application number: JP2006003715A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsumura; 英樹松村
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】内蔵電動モータおよび該電動モータの端子の接続部を効果的に冷却することにより、端子サイズの小型化等を図り、コストダウン可能な電動圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、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からのワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジング内に収納した電動圧縮機において、前記圧縮機ハウジング内に被圧縮流体を吸入する吸入ポートを、前記圧縮機ハウジングの接続部の収容部に開口したことを特徴とする電動圧縮機。
【選択図】図１

Description

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に等に好適な、ハイブリッド圧縮機を含む電動圧縮機に関する。

圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵した電動圧縮機、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としては、図２に示すようなものが提案されている（たとえば、特許文献１）。図２において、１００はハイブリッド圧縮機を示している。ハイブリッド圧縮機１００は、スクロール型の圧縮機構からなり第１圧縮機構１０１と第２圧縮機構１０２とを備えている。第１圧縮機構１０１は、固定スクロール１０３と該固定スクロール１０３にかみ合わされた可動スクロール１０４とを有している。可動スクロール１０４は車両用原動機（たとえば、エンジン）からの動力をオン、オフする電磁クラッチ１０５に連結されている。一方、第２圧縮機構１０２は、固定スクロール１０６と該固定スクロール１０６にかみ合わされた可動スクロール１０７とを有している。可動スクロール１０７は電動モータ１０８に連結されている。電動モータ１０８のステータ１１５の導線１１６は給電用外部端子１１７に接続されており、両者の接続部１１８は、圧縮機ハウジング１０９に突設された中空突出部１１９内に設けられている。なお、中空突出部１１９は、シール材１２０により閉塞されており、中空突出部１１９内がハーメチックシールされるようになっている。

このような電動圧縮機１００においては、吸入ポート１１０から圧縮機ハウジング１０９に吸入された被圧縮流体は、第１圧縮機構１０１側の吸入室１１１に吸入される。また、吸入室１１１内に吸入された被圧縮流体の一部は、連通路１１２を介して第２圧縮機構１０２側の吸入室１１３内へ送られる。そして、両圧縮機構１０１、１０２が同時にまたは別々に駆動されることにより、各圧縮機構１０１、１０２で圧縮された流体が吐出通路１２１を介して吐出室１１４内へ吐出されるようになっている。なお、吐出室１１４には吐出ポート１２２が設けられており、吐出室１１４に吐出された圧縮流体は吐出ポート１２２を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。

ところで、上記のような電動圧縮機１００においては、電動モータ１０８の駆動に伴い該モータ１０８の周辺、とくに接続部１１８が発熱し、該接続部１１８等が加熱されるおそれがある。なお、図２の電動圧縮機１００においては、吸入ポート１１０から吸入された被圧縮流体は矢印で示したような流路を形成するが、接続部１１８側に流入する被圧縮流体は少ないため、被圧縮流体による冷却効果はあまり期待できない。ただし、特許文献１に記載の圧縮機においては、電動モータ１０８や接続部１１８の発熱が考慮され、十分な耐熱性を有する材料等により接続部１１８等が形成されているので、実質的な問題はない。

しかし、接続部１１８を効果的に冷却できれば、端子サイズの小型化を図ることができる。また、接続部１１８およびその周辺を構成する部材に耐熱材料以外の通常の材料を使用できる。したがって、電動圧縮機全体のさらなるコストダウンに寄与できる。
特開２００３−１６１２５７号公報

そこで、本発明の課題は、内蔵電動モータおよび該電動モータの端子の接続部を効果的に冷却することにより、端子サイズの小型化等を図り、コストダウン可能な電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電動圧縮機は、圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、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からのワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジング内に収納した電動圧縮機において、前記圧縮機ハウジング内に被圧縮流体を吸入する吸入ポートを、前記圧縮機ハウジングの接続部の収容部に開口したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、吸入ポートから吸入された被圧縮流体は接続部に向かって流通するので、該接続部およびその周辺が効果的に冷却される。したがって、接続部の過熱が防止されるので、該接続部を構成する端子サイズの小型化、接続部およびその周辺を構成する部材に耐熱材料以外の通常の材料の使用等が可能となり、電動圧縮機のコストタウンに寄与できる

前記接続部は、電動モータを収納し該電動モータのステータが固定されるハウジングに形成され外方に向けて延びる中空突出部内に収容できる。この場合、吸入ポートを中空突出部に設ければ、吸入ポートから吸入された被圧縮流体により接続部等を効果的に冷却できる。

また、吸入ポートから吸入された被圧縮流体の流路は、接続部、電動モータ、圧縮機構の順に流通する流路に形成されることが好ましい。このような流路を形成すれば、とくに発熱しやすい接続部、電動モータを効果的に冷却しつつ、圧縮機構へ被圧縮流体を送ることができる。

本発明は、電動モータが内蔵される電動圧縮機であればいかなるタイプの電動圧縮機にも適用可能であり、いわゆるハイブリッド圧縮機にも適用可能である。たとえば、電動圧縮機が、上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駆動源としての上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も適用可能である。

このようなハイブリッド圧縮には、たとえば、上記第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構成を採用できる。この背中合わせに配置された固定スクロールは一体形成された固定スクロール部材からなる構造とすることができる。また、上記第１駆動源としては、車両用原動機、たとえば、車両走行用のエンジンや、上記内蔵電動モータとは別の電動モータを使用することができる。

このような本発明に係る電動圧縮機によれば、吸入ポートから吸入された被圧縮流体は接続部に向かって流通されるので、該接続部およびその周辺が効果的に冷却される。したがって、接続部の過熱が防止されるので、端子サイズの小型化、接続部およびその周辺を構成する部材に耐熱材料以外の通常の材料の使用等が可能となり、電動圧縮機のコストダウンに寄与できる。

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。

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、圧縮機ハウジング１７とを備えている。吸入ポート１８から連通路３９を通して吸入室２０へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒ガス）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を介して吐出室２４内に吐出され、さらに吐出ポート２３を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。

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、圧縮機ハウジング１７の一部として形成された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から中空突出部５４へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒ガス）が、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２２を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。上記第１圧縮機構２からの圧縮流体が吐出される吐出穴２１と、第２圧縮機構３からの圧縮流体が吐出される吐出穴４１の開閉は球状の弁体２５により制御されるようになっている。

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。

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。

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の端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からのワイヤ５２の端部との接続部５３を有している。接続部５３は、ステータハウジング３８に形成され外方に向けて延びる中空突出部５４内に配置されており、給電用外部端子５１は、この中空突出部５４は蓋５５により閉塞されている。

中空突出部５４には、ステータハウジング３８内に被圧縮流体を吸入する吸入ポート１８が設けられている。吸入ポート１８は、該吸入ポート１８から吸入された被圧縮流体が直接接続部５３に直接吹き付けられる位置に設けられている。吸入ポート１８から吸入された被圧縮流体は、接続部５３、電動モータ３５の周囲を通過し第２圧縮機構３の吸入室４０内に流入する。さらに、吸入室４０に流入した被圧縮流体は、連通路３９を介して第１圧縮機構２の吸入室２０内へと送られるようになっている。流体の流れを図１の矢印で示した。

本実施態様においては、吸入ポート１８から吸入された被圧縮流体は接続部５３に向かって流通するが、本実施態様においてはとくに直接接続部５３に直接吹き付けられるので、該接続部５３およびその周辺が効果的に冷却される。したがって、接続部５３の過熱が防止されるので、該接続部５３を構成する端子サイズの小型化、接続部５３およびその周辺を構成する部材に耐熱材料以外の通常の材料の使用等が可能となり、結果的に電動圧縮機１の全体のコストタウンに寄与できる。

また、吸入ポート１８から吸入された被圧縮流体の流路は、上述のように接続部５３、電動モータ３５、第２圧縮機構３の吸入室４０、第２圧縮機構３の吸入室２０の順に流通する流路に形成されるので、とくに発熱しやすい接続部５３、電動モータ３５を効果的に冷却しつつ、各圧縮機構２、３へ効率的に被圧縮流体を送ることができる。

本発明は、圧縮機構駆動用の電動モータを内蔵したあらゆる電動圧縮機に適用可能であり、とくに内蔵電動モータとそれとは別の駆動源により各圧縮機構を駆動できるようにしたハイブリッド圧縮機からなる電動圧縮機にも適用できる。

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。従来の電動圧縮機の縦断面図である。

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
１７圧縮機ハウジング
１８吸入ポート
２０、４０吸入室
２１４１吐出穴
２２吐出通路
２３吐出ポート
２４吐出室
２５弁体
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
５０端子部
５１給電用外部端子
５２ステータからのワイヤ
５３接続部
５４中空突出部
５５蓋

Claims

圧縮機駆動用の電動モータを内蔵し、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からのワイヤの端部との接続部を、圧縮機ハウジング内に収納した電動圧縮機において、前記圧縮機ハウジング内に被圧縮流体を吸入する吸入ポートを、前記圧縮機ハウジングの接続部の収容部に開口したことを特徴とする電動圧縮機。
前記収容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圧縮機ハウジングに一体的に形成され外方に向けて延びる中空突出部である、請求項１の電動圧縮機。
前記吸入ポートから吸入された被圧縮流体が、前記接続部、電動モータ、圧縮機構の順に流通する、請求項１または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ないし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。
前記電動圧縮機が車両用空調装置の圧縮機からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載の電動圧縮機。
前記第１駆動源が車両用原動機からなる、請求項４ない６のいずれかに記載の電動圧縮機。