JP2007303399A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト及び低コストで高信頼性を確保出来る潤滑油供給装置を備えた圧縮機を提供するものである。
【解決手段】潤滑油９を吸い上げる機能を有する給油ポンプ１７は、給油ポンプ１７を収納するポンプケース４１は端部壁３ａを掘穿して形成され、さらに、ポンプケース４１の軸心に対して所定量偏心した位置に凹嵌部４２が形成されており、凹嵌部４２にトロコイド歯形状のインナーロータ４３とアウターロータ４４が収納され、これらを覆うようにポンププレート４５が配設され、おもて面の周囲にフランジ４５ｂを形成し、フランジ４５ｂの内径に合致するリングに形成されたフィルター４６を一体に構成したもので、ポンププレート４５とフィルター４６を一体で構成する事によって、少ないスペースと少ない部品点数でフィルターを構成する事が出来て、高性能な圧縮機の小型化、軽量化ができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動圧縮機に関し、特に潤滑用の液を循環させるためのポンプに関するものである。

冷凍サイクルから圧縮機内への微小な砂，鉄粉，銅粉等の異物の侵入を防止するために、フィルターを圧縮機の手前の吸入管内に設けることが、比較的簡便な手段として従来から採用されているが、さらに圧縮機内で生じた異物が油ポンプ部や圧縮機構部に導かれないようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、従来の圧縮機の断面図である。動作について説明する。密封端子１８１に通電がされると、モータ１０７が駆動し、これに同期して主軸１０３が回転する。それに伴って揺動運動する揺動スクロール１０２と固定スクロール１０１との協働作用によって、流体ガスが圧縮される。また、主軸１０３が回転すると油ポンプ部１３２が連動する。これによって、油溜り１８６内の潤滑油は、主軸１０３内に設けられた給油通路を通って圧縮機構部を含む摺動部に直接供給され、前記摺動部の潤滑を行う。

特許文献１においては、油ポンプ部１３２へ潤滑油を導くパイプ部１４３にフィルター１３６を設ける事により、圧縮機内で生じて油溜りの潤滑油中に混在する異物は、フィルター１３６に捕捉されて油ポンプ部や圧縮機構部に導かれないようにして、軸受部の異常摩耗や焼き付き、あるいは油ポンプ部の故障等を防止している。
特開平０６−２３５３８７号公報

ところで、前記のような容器に内蔵した圧縮機が自動車の冷暖房用に搭載されるようになり、一部ルームエアコン用の電動圧縮機も用いられているが、環境やエネルギー問題の高まりの中で、車両の軽量化が求められている。特に電気自動車やハイブリッド車での電動走行時にガソリン車レベルの駆動力が得られないことから、車両の軽量化は最重要課題となっている。そこで、比較的重量物である圧縮機、特に、大型化、重量化する電動機をも併せ内蔵した電動圧縮機は、車両に搭載するうえで車両同様に小型、軽量化が重要課題になっている。

しかしながら、従来の圧縮機が採用している取付け構造では、パイプ部にフィルターを取付ける為にそのフィルター自体のスペースをパイプ部で確保しなくてはならないと共に、取付けて固定する機構も必要となりかなり大きなスペースが要求され、部品点数も多くなる。そうなると、圧縮機の容器内に占める軸線方向スペースが大きくなるので、小径化や軽量化の妨げになるという課題を有している。

本発明は、従来の課題を解決するもので、小さなスペースでフィルターを構成する事が出来ると共に部品点数が少なく、さらなる小型化や軽量化低コストが図れる圧縮機を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータ部と、圧縮機構部を含む摺動部への潤滑などを図る液を貯留する貯液部と、貯液部に溜った液を吸い上げるポンプと吸
い上げ通路とを備え、そのポンプは、ポンププレートとポンプケースとローターとフィルターとを有し、ポンププレートとフィルターとを一体で構成したものである。

この電動圧縮機において、冷凍サイクル内から混入された異物及び、圧縮機内で生じ貯液部に混在する異物は、潤滑油と共に貯液部から吸い上げ通路を通ってポンプに導かれ、最初に異物のみが、ポンププレートと一体化されたフィルターに捕捉されて、潤滑油のみがポンプ部や圧縮機構部へ導かれて摺動部の潤滑を行うとともに、少ないスペースと少ない部品点数でフィルターを構成する事が出来る。

本発明の圧縮機は、小型化、軽量化を図りながらオイル潤滑による信頼性向上と低コストを満足する事が出来る。

本発明は、容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータ部と、圧縮機構部を含む摺動部への潤滑などを図る液を貯留する貯液部と、貯液部に溜った液を吸い上げるポンプと吸い上げ通路とを備え、、前記ポンプは、ポンププレートとポンプケースとローターとフィルターとを有し、前記ポンププレートとフィルターとを一体で構成したものであり、貯液部に混在する異物は、潤滑油と共に貯液部から吸い上げ通路を通ってポンプ部に導かれ、最初に異物のみが、ポンププレートと一体化されたフィルターに捕捉されるとともに、少ないスペースと少ない部品点数でフィルターを構成する事が出来るため、小型、軽量、低コスト化が可能となる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電動圧縮機の断面図である。図１においては、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の場合の１つの例を示しており、電動圧縮機１はその本体ケーシング３内に電動機４を内蔵し、この本体ケーシング３に嵌入または圧入される圧縮機構部５を駆動する。電動機４はインバータケース６内に組み込まれたインバータ７によって駆動される。また、本体ケーシング３内には圧縮機構部５を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部８を備えている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部５の摺動部のシールに供する液としては潤滑油９を採用している。

本実施の形態の電動圧縮機１の圧縮機構部５はスクロール方式のものである。固定鏡板１１ａと旋回鏡板１２ａそれぞれから羽根が立ち上がった固定スクロール１１と旋回スクロール１２とを噛合わせて形成した圧縮空間１０が、旋回スクロール１２を電動機４により駆動軸１３を介して固定スクロール１１に対し円軌道運動させたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒１４の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、インバータケース６に設けた吸入口１５および本体ケーシング３に設けた吐出口１６を通じて行う。

以下、構成を詳細に説明する。図１において、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側から給油ポンプ１７、副軸受１８、電動機４、主軸受１９を持った主軸受部材２０を配置してある。給油ポンプ１７は端壁部３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体２１との間に保持し、蓋体２１の内側に貯液部８に通じるポンプ室２２を形成して吸い上げ通路２３を介して貯液部８に通じるようにしてある。副軸受１８は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１３の給油ポンプ１７に連結している側を軸支するようにしてある。
電動機４は固定子４ａを本体ケーシング３に焼き嵌め固定されるか、または環状部材２４によって固定され、駆動軸１３の途中まわりに固定した回転子４ｂとによって駆動軸１３を回転駆動できるようにしている。駆動軸１３の内部には、給油通路２５を形成している。

主軸受部材２０は固定スクロール１１と図示しないボルトなどによって固定し、本体ケーシング３の開口側に嵌合されるインバータケース６でもって挟持する状態で、駆動軸１３の圧縮機構部５側を主軸受１９により軸支している。さらに、主軸受部材２０と固定スクロール１１との間に旋回スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材２０と旋回スクロール１２との間にはオルダムリング２６などの旋回スクロール１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部が設けられ、駆動軸１３を偏心軸受２７を介して旋回スクロール１２に接続して、旋回スクロール１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。

インバータ７は、インバータケース６の隔壁６ａにおいて、吸入室２８の反対面に回路基板３２と、図示しない電解コンデンサとを備えて構成される。また、回路基板３２には発熱度の高いスイッチング素子を含むＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）の発熱部品３３が、隔壁６ａに熱的に密着するように搭載されている。インバータ７は、電動機４とハーネスコネクタ３４によって接続される圧縮機ターミナル３５を介して電気的な接続が行われ、電動機４を温度などの必要な情報をモニタしながらインバータ７によって駆動するようにしてある。なお、インバータ７を覆うようにカバー３６が設けられている。

さらに本実施の形態１では、給油ポンプ１７はトロコイドポンプを用いている。図２は、本発明の実施の形態１における電動圧縮機の給油ポンプの分解斜視図である。図２において、給油ポンプ１７を収納するポンプケース４１は端部壁３ａを掘穿して形成され、さらに、ポンプケース４１の軸心に対して所定量偏心した位置に凹嵌部４２が形成されており、凹嵌部４２にトロコイド歯形状のインナーロータ４３とアウターロータ４４が収納される。給油通路入口２５ａは、側面を一部切欠かれた平面状に形成されており、インナーロータ４３の中央部に穿設された係止穴４３ａと着脱可能に嵌合される。これによって、インナーロータ４３は駆動軸１３と同期して回転する。

これらを覆うようにポンププレート４５が配設され、ポンププレート４５には潤滑油９を吸い込む為に貫通した入口ポート４５ａと、裏面に駆動軸１３の給油通路入口２５ａにつながるように掘穿された出口ポート（図示せず）が形成されている。また、ポンププレート４５で潤滑油９が入ってくるおもて面には、鉄粉などの異物の進入を阻止するフィルター４６を配設している。これはポンププレート４５のおもて面の周囲にフランジ４５ｂを形成し、フランジ４５ｂの内径に合致するリングに形成されたフィルター４６を一体に構成したものである。フィルター４６の手前には吸い上げ通路２３を介して貯液部８に通じるポンプ室２２を形成するようにして蓋体２１を嵌着している。

以上の構成に基づき、本実施の形態１における電動圧縮機の動作を説明する。電動機４はインバータ７によって駆動され、駆動軸１３を介して圧縮機構部５を円軌道運動させるとともに、給油ポンプ１７を駆動する。このとき圧縮機構部５は給油ポンプ１７により貯液部８の潤滑油９を駆動軸１３の給油通路２５を通じて供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、インバータケース６に設けた吸入口１５を通じて冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入する。吸入された冷媒１４は、吸入室２８の空間において隔壁６ａを広範囲に冷却するとともに、その背面に搭載されているＩＰＭ等の発熱部品３３と熱交換を行った後、固定鏡板１１ａの通路穴（図示せず）を介して圧縮空間１０に流入する。この冷媒１４を圧縮空間１０で圧縮し、吐出孔２９から吐出室３０に吐出する。

吐出室３０に吐出された冷媒は、固定スクロール１１の外周部に設けられた溝部４１と本体ケーシング３の内周面との間に形成された連絡通路３１を通じて電動機４側に入り、電動機４を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口１６から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離を図って潤滑油９の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油９によって副軸受１８の潤滑も行う。

このとき、冷凍サイクルから冷媒１４を介して混入された異物及び、電動圧縮機１内で生じた貯液部８に混在する鉄粉などの異物は、潤滑油９と共に貯液部８から吸い上げ通路５４を通って給油ポンプ１７に導かれ、最初に異物のみが、ポンププレート４５と一体化されたフィルター４６に捕捉されて、潤滑油９のみが給油ポンプ１７や給油通路２５を通って圧縮機構部５へ導かれて摺動部の潤滑を行っている。

以上の構成によれば、少ないスペースと少ない部品点数でフィルターを構成する事が出来るため、軽量、小型、低コスト化が可能となる。

以上のように、本発明にかかる電動圧縮機は、コンパクトでオイル潤滑に係る信頼性を向上させることが可能となるので、モータを内蔵しない圧縮機にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電動圧縮機の断面図 本発明の実施の形態１における電動圧縮機の給油ポンプの分解斜視図 従来の圧縮機の断面図

符号の説明

１ 電動圧縮機
３ 本体ケーシング
４ 電動機
５ 圧縮機構部
８ 貯液部
９ 潤滑油
１１ 固定スクロール
１２ 旋回スクロール
１３ 駆動軸
１４ 冷媒
１７ 給油ポンプ
４１ ポンプケース
４３ インナーロータ
４４ アウターロータ
４５ ポンププレート
４６ フィルター

Claims (1)

1. 容器内に、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動するモータ部と、前記圧縮機構部を含む摺動部への潤滑などを図る液を貯留する貯液部と、前記貯液部に溜った液を吸い上げるポンプと吸い上げ通路とを備え、前記ポンプは、ポンププレートとポンプケースとローターとフィルターとを有し、前記ポンププレートとフィルターとを一体で構成したことを特徴とする電動圧縮機。