JP2017008740A - Electric compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒を圧縮する冷凍サイクル用のコンプレッサに係り、特に、電動モータを動力源とする電動コンプレッサに関する。 The present invention relates to a compressor for a refrigeration cycle that compresses a refrigerant, and more particularly to an electric compressor using an electric motor as a power source.
冷凍サイクルに用いるコンプレッサは、低温低圧の冷媒を吸入し、圧縮により高温高圧とした冷媒を吐出する。コンプレッサの中には、冷媒の圧縮機構の動力源として電動モータを有する電動コンプレッサがある。電動コンプレッサでは、圧縮機構の吸入室側に電動モータを配置して、加熱する電動モータを吸入冷媒で冷却することが行われる。 The compressor used in the refrigeration cycle sucks low-temperature and low-pressure refrigerant and discharges the refrigerant that has been compressed to high temperature and pressure. Among compressors, there is an electric compressor having an electric motor as a power source of a refrigerant compression mechanism. In the electric compressor, an electric motor is disposed on the suction chamber side of the compression mechanism, and the electric motor to be heated is cooled with a suction refrigerant.
ところで、冷凍サイクルから電動コンプレッサに吸入される冷媒には、ミスト状となった冷凍機油が含まれている。この冷凍機油は、主に、潤滑用として電動コンプレッサの各部に供給される。 By the way, the refrigerant sucked into the electric compressor from the refrigeration cycle includes mist refrigerating machine oil. This refrigerating machine oil is mainly supplied to each part of the electric compressor for lubrication.
また、圧縮機構がベーンロータリー式である場合には、シリンダ室内で回転するロータからベーンをシリンダ室の内周面側に突出させるのをアシストする圧力源として、ベーンの背圧空間にも冷凍機油が供給される。 Further, when the compression mechanism is a vane rotary type, the refrigerating machine oil is also provided in the back pressure space of the vane as a pressure source for assisting the vane to protrude from the rotor rotating in the cylinder chamber to the inner peripheral surface side of the cylinder chamber. Is supplied.
この種の電動コンプレッサにおいては、圧縮機構が冷凍サイクルの冷凍負荷に応じた冷媒圧縮を行うことが求められる。したがって、電動モータにはそれに見合ったトルクを発生する能力が求められる。このような事情から、電動モータの胴径は圧縮機構の胴径よりも大きいのが一般的である(例えば、特許文献1)。 In this type of electric compressor, the compression mechanism is required to perform refrigerant compression according to the refrigeration load of the refrigeration cycle. Therefore, the electric motor is required to have an ability to generate a torque corresponding to the electric motor. Under such circumstances, the diameter of the electric motor is generally larger than the diameter of the compression mechanism (for example, Patent Document 1).
ところで、電動コンプレッサの吸入室に吸入された冷媒に含まれるミスト状の冷凍機油は、電動モータや圧縮機構の電動モータ側の表面等に衝突することで冷媒から分離される。分離された冷凍機油は、衝突した物体の表面を伝って吸入室の底部に流入する。このとき、圧縮機構と電動モータとの胴径差に応じた内径差が吸入室に存在すると、吸入室の底部に流入した冷凍機油は、圧縮機構の収容部分よりも低い電動モータの収容部分に溜まる。 By the way, the mist refrigerating machine oil contained in the refrigerant sucked into the suction chamber of the electric compressor is separated from the refrigerant by colliding with the surface of the electric motor or the electric motor side of the compression mechanism. The separated refrigerating machine oil flows along the surface of the collided object and flows into the bottom of the suction chamber. At this time, if there is a difference in inner diameter corresponding to the difference in body diameter between the compression mechanism and the electric motor in the suction chamber, the refrigerating machine oil that has flowed into the bottom of the suction chamber enters the lower part of the electric motor housing than the housing part of the compression mechanism. Accumulate.
このようにして吸入室の電動モータの収容部分に溜まった冷凍機油の液面が圧縮機構の冷媒吸入口に届かないと、圧縮機構に吸い込まれないので、吐出室側に冷凍機油がなかなか送り込まれず潤滑用の冷凍機油が供給不足になってしまう。それを防ぐためには、冷凍機油を必要な供給量よりも多めに封入しておかなければならなくなる。 In this way, unless the liquid level of the refrigerating machine oil collected in the electric motor housing portion of the suction chamber reaches the refrigerant suction port of the compression mechanism, it is not sucked into the compression mechanism, so the refrigerating machine oil is not easily fed into the discharge chamber side. Refrigerating machine oil for lubrication becomes insufficient. In order to prevent this, the refrigeration oil must be sealed in a larger amount than necessary.
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、吸入室の電動モータの収容部分の底部に溜まった冷凍機油を圧縮機構に効率よく吸入させることができる電動コンプレッサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric compressor capable of efficiently sucking refrigerating machine oil accumulated at the bottom of a housing portion of an electric motor in a suction chamber into a compression mechanism. It is in.
上記目的を達成するため、本発明の電動コンプレッサは、
回転体の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構とは胴部の半径が異なり前記回転体を回転させる電動モータと、
前記圧縮機構と前記電動モータとを、互いの底部の高さの差が互いの胴部の半径の差よりも小さくなるように、互いの回転中心をずらして吸入室に収容するハウジングと、
を備える。
In order to achieve the above object, the electric compressor of the present invention is
A compression mechanism for compressing the refrigerant by rotation of the rotating body;
An electric motor that rotates the rotating body with a different radius from the compression mechanism,
A housing for accommodating the compression mechanism and the electric motor in the suction chamber by shifting the rotation center of each other so that the difference in height between the bottoms is smaller than the difference in radius between the trunks;
Is provided.
本発明によれば、吸入室の電動モータの収容部分の底部に溜まった冷凍機油を圧縮機構に効率よく吸入させることができる。 According to the present invention, the refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the housing portion of the electric motor in the suction chamber can be efficiently sucked into the compression mechanism.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明が適用される一般的な構成の電動コンプレッサを示す正断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view showing an electric compressor having a general configuration to which the present invention is applied.
図1に示す電動コンプレッサ1は、略円筒状のハウジング2と、冷媒を圧縮する圧縮機構3と、駆動力を生じるモータ部4(請求項中の電動モータに相当)と、モータ部4を制御するインバータ部5とを備えている。
An electric compressor 1 shown in FIG. 1 controls a substantially
略円筒状のハウジング2は、圧縮機構3とモータ部4とを内部に収容するリアケース7と、リアケース7の開口端を覆うように配置されるフロントケース9と、リアケース7と他側のフロントケース9に連結されるインバータケース11とを有している。
The substantially
有底筒状に形成されたリアケース7内に収容される圧縮機構3は、内周に楕円形状を有するシリンダブロック13と、シリンダブロック13の両端部を狭持するように配置されるサイドブロック15とで、筐体12を構成している。また、圧縮機構3は、シリンダブロック13の内周に回転自在に収容されるロータ17(請求項中の回転体に相当)と、ロータ17に形成されるベーン溝に収容されるベーン19とを有している。
The
なお、圧縮機構3がリアケース7に圧入して固定されることで、リアケース7の底面側に冷媒を吐出する吐出室43が形成される。この吐出室43には、気体状の冷媒と、吐出された冷媒に含まれる液体であるオイル等とを分離する気液分離器47が配置されている。
The
また、サイドブロック15のリアサイドブロック15aとフロントサイドブロック15bとによってシリンダブロック13の両端部を狭持することにより、シリンダブロック13の内周にシリンダ室35が形成される。ロータ17が回転することにより、ロータ17に形成されたベーン溝からベーン19が飛び出し、ベーン19の先端がシリンダブロック13の内壁と当接し、さらにロータ17が回転することによって、冷媒を圧縮している。圧縮した冷媒は上述した吐出室43へ吐出される。
Further, by sandwiching both ends of the
ロータ17を回転させる駆動源となるモータ部4は、リアケース7の内周に沿って均等に配置される固定子23と、固定子23の内方側に配置された駆動軸21と、駆動軸21を圧入して固定しているモータロータ部25とを有している。なお、駆動軸21は圧縮機構3のロータ17と一体に形成されている。
The motor unit 4 serving as a drive source for rotating the
固定子23は、図示しないティース部にコイル37を巻回することによって形成されており、このコイル37に電流が流れることにより磁界を発生させ、固定子23の内方に配置されるモータロータ部25を回転させている。
The
また、複数のティースに巻回されたコイル37を引き出して1箇所に集中させて結線するモータ中性点45は、車両搭載時の車両上下方向Xの上方側に形成されている。このモータ中性点45は、後述するハーメチックターミナル30を介してインバータ部5に接続されている。
Further, a motor
モータ部4を制御するインバータ部5は、フロントケース9のリアケース7と他端側に形成され、インバータケース11によって密閉されて形成されたインバータ室26内に配置されている。
The
インバータ部5は、電子部品27と基板29とを有しており、電子部品27は、発熱するスイッチング素子39(インテンリジェントパワーモジュール等)と、スイッチング素子39よりも突出高さの大きい背高部品41(コモンモードコイル、ノーマルモードコイル、インバータ入力用コンデンサ、トランス、内部電源用コンデンサ等)とを有している。
The
インバータ室26内に配置される電子部品27は、電子部品27の中でも駆動軸21方向に突出高さの低いスイッチング素子39をインバータ室26の車両上下方向Xの下方側に配置し、スイッチング素子39よりも駆動軸21方向の突出高さの高い背高部品41をインバータ室26の車両上下方向Xの上方側に配置している。
The
リアケース7とインバータケース11との間には、フロントケース9が配置されている。リアケース7の開口端を覆うようにフロントケース9が配置されることにより、モータ室8(請求項中の吸入室に相当)が形成される。モータ室8には、上述した圧縮機構3とモータ部4が収容されており、モータ室8内の潤滑を保つためにオイルが封入されている。また、モータ室8の外周には、図示しない冷媒吸入口が設けられており、モータ室8内に冷媒を注入している。
A
フロントケース9内は、仕切壁28によってモータ室8とインバータ室26とに仕切られている。仕切壁28には、上述したモータ部4とインバータ部5を電気的に接続するハーメチックターミナル30が貫通して設けられている。ハーメチックターミナル30は、フロントケース9の車両上下方向Xの上方側に配置されている。
The interior of the
このように構成された電動コンプレッサ1では、モータ部4が駆動されると駆動軸21が回転し、駆動軸21と一体に形成されたロータ17が回転される。ロータ17が回転されると、ロータ17内のベーン溝に収容されたベーン19が遠心力等によってベーン溝から飛び出して、シリンダブロック13の内壁と摺接する。
In the electric compressor 1 configured as described above, when the motor unit 4 is driven, the
これにより、不図示の吸入口から隣り合う2つのベーン19間の圧縮室に吸入された冷媒が封入され、ロータ17の回転に伴いベーン19のロータ17からの突出量が減って圧縮機構3の圧縮室の容積が減ることで、圧縮室の冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、図示しない吐出孔から吐出室43へ吐出され、気液分離器47を介して図示しない吐出口から冷凍サイクルへ冷媒に吐出され、冷凍サイクルを通過した後、モータ室8に吸入される。
As a result, the refrigerant sucked into the compression chamber between the two
モータ室8に吸入された冷媒には、気液分離器47で冷媒から分離されて潤滑用や圧力源として各部に供給された冷凍機油Oが、ミスト状となって混入している。この冷媒が冷却のためにモータ部4に衝突した際に、冷媒中の冷凍機油Oのミストがモータ部4の表面に付着し、付着した冷凍機油Oのミストが凝集して液滴となり、モータ部4の表面を伝って落下し、ハウジング2のモータ室8の底部に溜まる。
The refrigerant sucked into the motor chamber 8 is mixed with the refrigerating machine oil O separated from the refrigerant by the gas-
なお、モータ部4が停止して電動コンプレッサ1による冷媒の圧縮動作が停止している間にも、吐出室43とモータ室8(吸入室)との圧力差により吐出室43の冷媒がモータ室8に逆流すると、逆流する冷媒と共に、吐出室43に貯留された冷凍機油Oがモータ室8に流入し、ハウジング2のモータ室8の底部に溜まる。
In addition, while the motor unit 4 is stopped and the refrigerant compression operation by the electric compressor 1 is stopped, the refrigerant in the
ここで、圧縮機構3に冷凍サイクルの冷凍負荷に応じた冷媒圧縮を行うのに十分なトルクをモータ部4から供給するために、モータ部4の胴部の半径が圧縮機構3の胴部の半径よりも大きい場合、モータ室8の圧縮機構3の収容部分とモータ部4の収容部分との間には段差が生じる。
Here, in order to supply a sufficient torque from the motor unit 4 to the refrigerant compression according to the refrigeration load of the refrigeration cycle to the
このような段差が生じると、先に説明したようにモータ室8の底部に溜まる冷凍機油Oは専ら、胴部の半径が大きいモータ部4の収容部分に溜まる。すると、圧縮機構3の吸入口49が最下部に配置されているとしても、モータ部4の収容部分に溜まった冷凍機油Oの液面が吸入口49に届かないと、圧縮機構3に冷凍機油Oを吸い込ませて吐出室43側に送り込ませることができない。
When such a level difference occurs, as described above, the refrigerating machine oil O collected at the bottom of the motor chamber 8 is exclusively accumulated in the accommodating portion of the motor unit 4 having a large trunk radius. Then, even if the
そこで、本発明では、フロントケース9のモータ室8に冷媒を吸入する経路の構造として、以下に説明する構成を採用した。
Therefore, in the present invention, the structure described below is adopted as the structure of the path for sucking the refrigerant into the motor chamber 8 of the
図2は、本発明の一実施形態に係る電動コンプレッサ10で用いるフロントケース9のモータ室8内の構成を模式的に示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a configuration in the motor chamber 8 of the
図2に示す本実施形態の電動コンプレッサ10では、胴部の半径が異なる圧縮機構3とモータ部4とを、互いの底部の高さを一致させてモータ室8に収容し、これにより、圧縮機構3の収容部分とモータ部4の収容部分との間でモータ室8の底部の高さを一致させて段差をなくしている。
In the
そのため、本実施形態の電動コンプレッサ10では、圧縮機構3のロータ17の回転中心とモータ部4のモータロータ部25の回転中心との高さが一致せず、図1に示す一般的な電動コンプレッサ1のように、圧縮機構3のロータ17にモータ部4の駆動軸21を一体に形成することができない。
Therefore, in the
そこで、圧縮機構3のロータ17にロータ軸18を一体に設け、互いの回転中心の高さが一致しないモータ部4の駆動軸21とロータ軸18とを、動力伝達機構としての減速歯車列20によって接続するようにした。
Therefore, the
なお、本実施形態では、ロータ軸18に取り付けられたギア61と、駆動軸21に取り付けられてロータ軸18のギア61と噛合するギア63とで、減速歯車列20を構成している。この減速歯車列20により、駆動軸21の回転が減速されてロータ軸18に伝達される。
In the present embodiment, the
また、圧縮機構3のロータ軸18とモータ部4の駆動軸21とを接続する動力伝達機構は、減速歯車列20以外のもので構成してもよい(例えば、等速歯車列、増速歯車列、ベルトプーリ機構、チェーンスプロケット機構等)。しかし、本実施形態のように減速歯車列20でロータ軸18と駆動軸21とを接続することで、モータ部4に発生するトルクが小さくても圧縮機構3のロータ17を回転させることができる。
Further, the power transmission mechanism that connects the
さらに、本実施形態では、モータロータ部25に圧入した駆動軸21の先端を、圧縮機構3の筐体12のフロントサイドブロック15bに形成した軸受部16で軸受している。これにより、駆動軸21の先端が自由端となって駆動軸21のギア63とロータ軸18のギア61との噛合が不十分になるのを防ぐことができる。
Furthermore, in this embodiment, the front end of the
ちなみに、胴部の半径が異なる圧縮機構3の底部の高さとモータ部4の底部の高さとが一致するように、ロータ軸18と駆動軸21とを互いの回転中心の高さをずらして配置するのに当たり、両回転中心を、高さ方向(上下方向X)だけでなくそれ以外の方向(但し、ロータ軸18や駆動軸21の軸方向を除く)にもずらして配置するようにしてもよい。
Incidentally, the
このように構成された本実施形態の電動コンプレッサ1では、互いの胴部の半径が異なる圧縮機構3とモータ部4とをそれぞれの底部の高さが一致するようにハウジング2のリアケース7内に収容し、圧縮機構3のロータ軸18とモータ部4の駆動軸21とを減速歯車列20により動力伝達可能に接続した。
In the electric compressor 1 of the present embodiment configured as described above, the
このため、圧縮機構3とモータ部4とが収容されるリアケース7のモータ室8の底部に、圧縮機構3とモータ部4との胴部の半径の差による段差が形成されないようにして、モータ室8に溜まってモータ室8の冷媒の流れにより噴き上げられた冷凍機油Oが、圧縮機構3の吸入口49に届き易いようにすることができる。これにより、モータ室8の冷凍機油Oを圧縮機構3に効率よく吸い込ませて、圧縮後の冷媒と共に吐出室43側に冷凍機油Oを送り込ませ、潤滑用の冷凍機油Oが吐出室43において供給不足となるのを防ぐことができる。
For this reason, in the bottom part of the motor chamber 8 of the
なお、本実施形態では、互いの胴部の半径が異なる圧縮機構3とモータ部4とをそれぞれの底部の高さが一致するようにハウジング2のリアケース7内に収容したが、両者の底部の高さは必ずしも一致していなくてもよい。即ち、圧縮機構3の底部とモータ部4の底部との高さの差が、圧縮機構3の胴部の半径とモータ部4の胴部の半径との差よりも小さくなるように、互いの回転中心をずらして圧縮機構3とモータ部4とをハウジング2のリアケース7内に収容しても、モータ室8の冷凍機油Oを圧縮機構3に効率よく吸い込ませることができる。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、シリンダ室35内でロータ17を回転させるベーンロータリー式の圧縮機構3を有する電動コンプレッサ1に本発明を適用した場合を例に取って説明した。しかし、本発明は、例えば、可動スクロールを固定スクロールに対して回転させて気体を圧縮するスクロール方式のコンプレッサ等、回転体を回転させることで気体を吸入して圧縮する回転式の圧縮機構を有するコンプレッサをモータで回転させる場合に広く適用可能である。
Further, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to the electric compressor 1 having the vane rotary
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機構の回転体を電動モータで回転させる電動コンプレッサにおいて利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized in the electric compressor which rotates the rotary body of the compression mechanism which compresses a refrigerant | coolant with an electric motor.
1,10 電動コンプレッサ
2 ハウジング
3 圧縮機構
4 モータ部(電動モータ)
5 インバータ部(駆動回路)
7 リアケース
8 モータ室(吸入室)
9 フロントケース
11 インバータケース
12 筐体
13 シリンダブロック
15 サイドブロック
15a リアサイドブロック
15b フロントサイドブロック
16 軸受部
17 ロータ(回転体)
18 ロータ軸(回転軸)
19 ベーン
20 減速歯車列(動力伝達機構)
21 駆動軸(出力軸)
23 固定子
25 モータロータ部
26 インバータ室
27 電子部品
28 仕切壁
29 基板
30 ハーメチックターミナル
35 シリンダ室
37 コイル
39 スイッチング素子
41 背高部品
43 吐出室
45 モータ中性点
47 気液分離器
49 吸入口
53 吸入冷媒通路
55 吸入ポート
57 冷媒出口
59 液面
O 冷凍機油
X 車両上下方向
DESCRIPTION OF
5 Inverter section (drive circuit)
7 Rear case 8 Motor room (suction room)
9
18 Rotor shaft (rotary shaft)
19
21 Drive shaft (output shaft)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記圧縮機構(3)とは胴部の半径が異なり前記回転体(17)を回転させる電動モータ(4)と、
前記圧縮機構(3)と前記電動モータ(4)とを、互いの底部の高さの差が互いの胴部の半径の差よりも小さくなるように、互いの回転中心をずらして吸入室(8)に収容するハウジング(2)と、
を備える電動コンプレッサ(10)。 A compression mechanism (3) for compressing the refrigerant by rotation of the rotating body (17);
An electric motor (4) for rotating the rotating body (17), which has a barrel radius different from that of the compression mechanism (3);
The compression mechanism (3) and the electric motor (4) are arranged so that the rotation chambers are shifted from each other so that the difference in height between the bottoms becomes smaller than the difference in radius between the trunks. 8) a housing (2) for housing
An electric compressor (10) comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015121967A JP2017008740A (en) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | Electric compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015121967A JP2017008740A (en) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | Electric compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017008740A true JP2017008740A (en) | 2017-01-12 |
Family
ID=57760990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015121967A Pending JP2017008740A (en) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | Electric compressor |
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Country | Link |
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