JP2013133729A

JP2013133729A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2013133729A
Application number: JP2011283725A
Authority: JP
Inventors: Shigehisa Mitani; 茂久三谷; Makoto Iwasa; 真岩佐
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-07-08

Abstract

【課題】コストアップや機体容器の大型化を招くことなくインバータの冷却を効率的に図ることができ、エンジン直付け等の高温、強振動下においても、信頼性、性能を損なわず運転できるインバータ内蔵の電動圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機構部５と、圧縮機構部５を駆動する電動機４とを内蔵した本体ケーシング３と、電動機４を駆動するインバータ７を内蔵したインバータケース６とを備え、インバータケース６と固定スクロール１１とで吸入室２８を形成し、その一部に固定スクロール１１の吐出室３０を固定スクロール１１の一部と吐出弁押さえと一体化した蓋体３６にて構成したもので、これによって吸入抵抗および吸入脈動を低減し性能および信頼性を向上させるとともに、安価な部品で構成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機を機体容器に内蔵し、電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機に関するものである。

この種の電動圧縮機は、インバータと圧縮機構部および電動機とを互いに仕切って一体に設けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載の電動圧縮機の縦断面図であり、電動機１０１を収容した機体容器１０２と、圧縮機構部１０３および圧縮機構部１０３を挟んで電動機１０１と反対側にインバータ１０４を収容したインバータケース１０５とを軸線方向にボルト等で締結したものである。吸入口１０６より流入された吸入冷媒は、一旦圧縮機構部１０３とインバータケース１０５とにより構成された吸入室１０７に導かれ、インバータ１０４を冷却した後、圧縮機構部１０３に吸入される。

さらに圧縮機構部１０３で圧縮された冷媒ガスは吸入室１０７とは隔離して形成された吐出室１０８に導かれ、さらに電動機１０１を冷却した後、機体容器１０２に設けられた吐出口１０９より吐出される。いわゆる高圧型圧縮機における代表的な構造である。

図４は、図３で示される従来の電動圧縮機の吐出室周辺の詳細図である。
吐出室３０は吸入室２８を形成する空間の一部に、固定鏡板１１ａの一部を利用して形成する。

吐出室３０は、固定鏡板１１ａの吐出孔２９を取り囲むように形成された略４辺形の側壁に、側壁に合わせて形成された蓋体３６とシール部材３７をボルト３８で気密的に固定して構成され、吸入室２８と隔離して配置される。
また、吐出室３０内には吐出孔２９を開閉するための吐出弁２９ａおよび吐出弁押さえ２９ｂがボルト２９ｃで固定されている。

特開２００７−２９２０４４号公報

特許文献１に記載の構造は、吸入室と隔離して吐出室を形成しているため、吸入冷媒によるインバータ冷却のための冷却面積が大きくとれることより冷却効率が良く、性能面および機体容器のサイズ面でのメリットが大きい。

しかしながら、当該構造は、吐出室内に吐出弁および吐出弁を固定する吐出弁押さえと締結ボルトを配設しているため、吐出室容積の増大による吸入室容積減ならびに前記締結ボルトの頭部の突起形状による吸入抵抗が増加し、性能低下や吸入脈動の要因となる。さらに、吐出弁固定のため専用の吐出弁押さえと締結ボルトを必要とし、部品や組立コストの増加要因ともなっていた。

本発明の目的は、主として機体サイズやコストを増加させることなく吸入抵抗を低減した高性能な電動圧縮機を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う固定スクロールと旋回スクロールとを有する圧縮機構部と、前記圧縮機構部と前記圧縮機構部を駆動する電動機とを内蔵した機体容器と、前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースとを備えた電動圧縮機において、前記インバータケースと前記固定スクロールの鏡板とで吸入室を形成して前記インバータを冷却するように構成し、前記吸入室内に前記固定スクロールの吐出室を独立して形成し、前記吐出室を前記固定スクロールの一部と蓋体とで構成し、前記吐出室内に配設する吐出弁を固定する吐出弁押さえを、吐出室を構成する蓋体と一体に形成したものである。

これにより、従来必要であった吐出弁押さえおよび吐出弁押さえ専用の締結ボルトを要しない構成が可能となるため、機体容器の小型化、もしくは吸入室容積の拡大による通路抵抗の低減により性能および信頼性の向上が図れると同時に、部品点数および工数の低減により低コスト化が図れる。

本発明の電動圧縮機は、機体容器を大型化することなく吸入効率の向上と部品・工数の低減を図ることができる。

本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図図１で示される本発明の実施の形態１における吐出室周辺の詳細図従来の電動圧縮機の縦断面図図３で示される従来の吐出室周辺の詳細図

第１の発明は、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う固定スクロールと旋回スクロールとを有する圧縮機構部と、前記圧縮機構部と前記圧縮機構部を駆動する電動機とを内蔵した機体容器と、前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースとを備えた電動圧縮機において、前記インバータケースと前記固定スクロールの鏡板とで吸入室を形成して前記インバータを冷却するように構成し、前記吸入室内に前記固定スクロールの吐出室を独立して形成し、前記吐出室を前記固定スクロールの一部と蓋体とで構成し、前記吐出室内に配設する吐出弁を固定する吐出弁押さえを、吐出室を構成する蓋体と一体に形成したものである。これにより、従来必要であった吐出弁押さえを要しない構成が可能となるため、機体容器の小型化が図れるとともに部品点数の削減および工数の簡素化が図れ、安価な製法とすることができる。

第２の発明は、第１の発明の吐出室内に配設する前記吐出弁を前記蓋体を前記固定スクロールに固定する締結ボルトにて共締めするよう構成したものである。これにより従来必要であった吐出弁専用締結ボルトを要しない構成とすることができ、機体容器の小型化が図れるとともに部品点数の削減および工数の簡素化が図れ、安価な製法とすることができる。

また、吐出弁押さえと一体にて形成した蓋体を、従来の吐出通路を維持した上で不要となった吐出弁押さえと吐出弁専用締結ボルトの容積分を吐出室容積より低減することができるので、吸入室に占める吐出室容積が減ずることとなり、吸入室容積を拡大することができるため吸入脈動による性能および信頼性の低下を防止することができる。

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縦断面図、図２は図１で示される吐出室周辺の詳細図である。

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を例にとって説明する。

固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａ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とを噛み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に対し円軌道運転させたときに、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。

本体ケーシング３内の軸線方向の一方の側壁３ａ側からポンプ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。ポンプ１７は側壁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は側壁３ａにて支持し、駆動軸１３のポンプ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が形成される。

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の開口部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。

インバータケース６においては、吸入口１５から通じる空間をシール部材１１ｂを用いて固定スクロール１１の固定鏡板１１ａと気密的に組み合わせることにより吸入室２８を形成している。また、固定スクロール１１には吐出孔２９及び吐出弁２９ａが設けられ、
吸入室２８に突出した吐出室３０に開口される。吐出室３０は、固定スクロール１１および蓋体３６にて構成され、貫通路３１ａから連絡通路３１ｂを通じて電動機４側に連通している。

インバータ７は、インバータケース６の端部壁６ａにおいて、吸入室２８の反対側に回路基盤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、インバータ７は電動機４とハーネスコネクタ３３によって接続される圧縮機ターミナル３４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３５が設けられている。

吐出室３０について、図２を用いて説明する。
図２は本発明の実施の形態の吐出室３０の周辺を拡大したものである。

吐出室３０は吸入室２８を形成する空間の一部に、固定鏡板１１ａの一部を利用して形成する。図２において、吐出室３０は、固定鏡板１１ａの吐出孔２９を取り囲むように形成された略４辺形の側壁に、側壁に合わせて形成された蓋体３６とシール部材３７をボルト３８で気密的に固定して構成され、吸入室２８内とは隔離して配置される。

また、吐出室３０内には吐出孔２９を開閉するための吐出弁２９ａがボルト３８で蓋体３６と共に固定鏡板１１ａに固定されている。

以上のように、吐出室内壁側を吐出弁押さえ形状に形成した蓋体３６を吐出弁２９ａを共締めして固定鏡板１１ａとシール部材３７をボルト３８で気密的に固定して吐出室３０を構成することにより、従来の吐出弁押さえ２９ｂとボルト２９ｃが不要となり機体容器の小型化を図ることができる。

また、従来の吐出弁押さえ２９ｂとボルト２９ｃが不要となることで従来の吐出通路を維持した上で吸入室２８の容積を増加させることができ、吸入脈動低下の効果が得られる。

また、蓋体３６の吐出室外壁側に吐出室内壁側の吐出弁押さえ形状に沿って凹部３６ａを形成することで、締結固定するボルト３８の一部を凹部３６ａに配設でき、ボルト３８による吸入抵抗を低減することで性能および信頼性が向上できる。

さらに、従来の吐出弁押さえ２９ｂとボルト２９ｃが不要となることより、部品点数を低減させると同時に、ボルト２９ｃ用のネジ穴加工も不要となり、部品コストのみでなく加工および組立て工数を低減させ、低コスト化を図ることができる。

このようにして、吐出室内壁側を吐出弁押さえ形状に形成した蓋体３６を吐出弁２９ａを共締めとして固定鏡板１１ａの側壁１１ｃとシール部材３７をボルト３８で気密的に固定して吐出室３０を構成することにより、機体サイズを大型化することなく性能および信頼性の向上を達成することができ、小型で安価な電動圧縮機とすることができる。

以上のように、本発明にかかる電動圧縮機は、従来のインバータ内臓の高圧型電動圧縮機と比較して吸入脈動および吸入抵抗が低減され、性能および信頼性が向上した。

さらに、部品点数低減により低コスト化を図ることができた。これにより、安価な構成によりエンジンへの装着も可能となり、ハイブリッド車等の環境車両に幅広く適用できる
。

１電動圧縮機
２取付け脚
３機体容器
３ａ側壁
４電動機
４ａ固定子
４ｂ回転子
５圧縮機構部
６インバータケース
６ａ端壁部
７インバータ
８貯液部
９潤滑油
１０圧縮空間
１１固定スクロール
１１ａ固定鏡板
１１ｂシール部材
１１ｃ側壁
１２旋回スクロール
１２ａ旋回鏡板
１３駆動軸
１４冷媒
１５吸入口
１６吐出口
１７ポンプ
１８副軸受
１９主軸受
２０主軸受部材
２１蓋体
２２ポンプ室
２３吸上げ通路
２４環状部材
２５給油通路
２６オルダムリング
２７偏心軸受
２８吸入室
２９吐出孔
２９ａ吐出弁
２９ｂ吐出弁押さえ
２９ｃボルト
３０吐出室
３１ａ貫通路
３１ｂ連絡通路
３２回路基盤
３３ハーネスコネクタ
３４圧縮機ターミナル
３５カバー
３６蓋体
３６ａ凹部
３７シール部材
３８ボルト

Claims

冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う固定スクロールと旋回スクロールとを有する圧縮機構部と、前記圧縮機構部と前記圧縮機構部を駆動する電動機とを内蔵した機体容器と、前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースとを備えた電動圧縮機において、前記インバータケースと前記固定スクロールの鏡板とで吸入室を形成して前記インバータを冷却するように構成し、前記吸入室内に前記固定スクロールの吐出室を独立して形成し、前記吐出室を前記固定スクロールの一部と蓋体とで構成し、前記吐出室内に配設する吐出弁を固定する吐出弁押さえを、吐出室を構成する蓋体と一体に形成したことを特徴とする電動圧縮機。
前記吐出室内に配設する前記吐出弁を前記蓋体を前記固定スクロールに固定する締結ボルトにて共締めするよう構成したことを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。