JP2020051328A - 電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気的絶縁の経時的信頼性を向上させることのできる電動圧縮機を提供する。【解決手段】潤滑油としてポリアルキレングリコール系潤滑油が用いられている電動圧縮機において、冷媒を圧縮する圧縮機構とともにハウジング内に収容された電動モータのステータコイルは、線状の導体61に絶縁被膜62が形成されている絶縁電線60がステータコアに巻回されてなる。絶縁被膜62は、二層以上の絶縁層621〜623を含み、二層以上の絶縁層621〜623のすべてがポリアミドイミド系樹脂で形成されている。【選択図】図3
Description
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機構及び電動モータがハウジング内に収容された電動圧縮機に関する。
従来の電動圧縮機の一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の電動圧縮機は、吸入ポート及び吐出ポートを有するハウジングと、前記ハウジング内に収容された電動モータと、前記ハウジング内に収容された圧縮部と、を備えている。前記電動モータは、導電性線材に電気絶縁層が被覆されている導線を巻回されてなるステータコイルと、前記ステータコイルから発生する回転磁界に基づいて回転軸を回転させるロータと、を有している。前記電動圧縮機は、前記回転軸により駆動され、潤滑油としてのポリアルキルグリコールが溶けている冷媒を、前記吸入ポートを通して吸入し、吸入した冷媒を圧縮して前記吐出ポートから吐出するように構成されている。
特許文献1では、前記ステータコイルの一端側を駆動回路側に接続する際に前記導線の前記電気絶縁層を前記ハウジング内で剥がす必要がないように構成することによって、前記電動圧縮機の電気絶縁性を確保するようにしている。
しかし、上記従来の電動圧縮機においては、前記導線の前記電気絶縁層についての検討が十分になされていない。例えば前記導線の巻回時や前記電動圧縮機の作動時に前記導線同士がこすれることによって前記電気絶縁層に僅かな傷が生じることがある。このような僅かな傷は、それ自体はそれほど問題にならないが、前記電気絶縁層のより大きな損傷の起点になるおそれがある。前記傷が起点となって前記電気絶縁層がより大きな損傷を受けると、前記電動圧縮機の電気絶縁性が確保できなくなる。
そこで、本発明は、電気的絶縁の経時的信頼性を向上させることのできる電動圧縮機を提供することを目的とする。
本発明の一側面によると、電動圧縮機が提供される。前記電動圧縮機は、回転軸を回転させる電動モータと、前記回転軸によって駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構と、吸入ポート及び吐出ポートを有すると共に前記回転軸、前記電動モータ及び前記圧縮機構を収容するハウジングと、を含み、前記吸入ポートから吸入された冷媒が前記圧縮機構によって圧縮されて前記吐出ポートから吐出されるように構成されている。また、前記電動圧縮機においては、潤滑油としてポリアルキレングリコール系潤滑油が用いられている。前記電動モータは、ステータコアと、線状の導体の表面に絶縁被膜が形成されている絶縁電線が前記ステータコアに巻回されてなるステータコイルと、前記回転軸に取り付けられたロータと、を有し、前記ステータコイルへの通電によって前記ロータを介して前記回転軸を回転させるように構成されている。そして、前記絶縁被膜は、二層以上の絶縁層を含み、前記二層以上の絶縁層のすべてがポリアミドイミド系樹脂で形成されている。
前記電動圧縮機において、前記絶縁電線の前記絶縁被膜は、二層以上の絶縁層を含み、前記二層以上の絶縁層のすべてがポリアミドイミド系樹脂で形成されている。このため、前記電動圧縮機によれば、主に前記絶縁被膜に生じた傷に起因する経時的な電気絶縁性の低下が抑制され、電気的絶縁の経時的信頼性を向上させることができる。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機1を示す図である。実施形態に係る電動圧縮機1は、ハウジング内に圧縮機構及び電動モータが水平方向に直列に配置されると共にモータ駆動回路としてのインバータを一体に備える、横置き式のインバータ一体型電動圧縮機である。実施形態に係る電動圧縮機1は、例えば車両用空調装置に適用され、冷媒が循環する冷媒循環路に、凝縮器、減圧器(膨張弁等)及び蒸発器とともに組み込まれて冷凍サイクル装置を構成する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機1を示す図である。実施形態に係る電動圧縮機1は、ハウジング内に圧縮機構及び電動モータが水平方向に直列に配置されると共にモータ駆動回路としてのインバータを一体に備える、横置き式のインバータ一体型電動圧縮機である。実施形態に係る電動圧縮機1は、例えば車両用空調装置に適用され、冷媒が循環する冷媒循環路に、凝縮器、減圧器(膨張弁等)及び蒸発器とともに組み込まれて冷凍サイクル装置を構成する。
本実施形態においては、前記冷媒としてHFC134a(R−134a)が用いられている。また、冷凍機油(潤滑油)としてポリアルキレングリコール(PAG)を主成分とするポリアルキレングリコール系潤滑油(以下「PAG系潤滑油」という)が用いられている。前記PAG系潤滑油は、前記冷媒とともに(前記冷媒に溶けて)前記冷媒循環路を循環する。
図1に示されるように、電動圧縮機1のハウジング2は、メインハウジング21、インバータハウジング22、インバータカバー23及び吐出ハウジング24を含む。メインハウジング21、インバータハウジング22、インバータカバー23及び吐出ハウジング24は、それぞれアルミニウム等の導電性の金属材料で形成されている。また、メインハウジング21及び/又はインバータハウジング22は、図示省略のアース線を介して車体の金属部分に接続されている。
メインハウジング21は、略円筒状に形成されている。メインハウジング21の周壁の一端側(図1における左側)には、前記蒸発器側からの冷媒を吸入する吸入ポート21aが形成されている。本実施形態において、吸入ポート21aはメインハウジング21の上部に設けられて上方に開口している。メインハウジング21内には、圧縮機構3、回転軸4及び電動モータ5が収容されている。
メインハウジング21の前記一端側の開口は、インバータハウジング22によって閉塞される。インバータハウジング22は、ボルト(図示省略)によってメインハウジング21に締結される。インバータハウジング22は、有底円筒状に形成されており、その底壁部がメインハウジング21内とインバータハウジング22内とを仕切る仕切壁7を構成している。
インバータハウジング22内には、モータ駆動回路としてのインバータ8が収容されている。インバータハウジング22の前記底壁部とは反対側の開口は、インバータカバー23によって閉塞される。インバータカバー23は、ボルト(図示省略)によってインバータハウジング22に締結される。
メインハウジング21の他端側の開口は、吐出ハウジング24によって閉塞される。吐出ハウジング24は、ボルト(図示省略)によってメインハウジング21に締結される。吐出ハウジング24には、冷媒を前記凝縮器側に吐出する吐出ポート24aと冷媒を吐出ポート24aに導く吐出通路24bとが形成されている。本実施形態において、吐出ポート24aは吐出ハウジング24の上部に設けられて上方に開口している。
圧縮機構3は、メインハウジング21内における吐出ハウジング24側に配置されている。圧縮機構3は、回転軸4が回転することによって駆動され、吸入ポート21aからメインハウジング21内に吸入された冷媒を取り込んで圧縮し、圧縮した冷媒を吐出するように構成されている。圧縮機構3から吐出された冷媒は、吐出通路24bによって吐出ポート24aに導かれ、吐出ポート24aから吐出される。特に制限されないが、例えば固定スクロール及び可動スクロールを含むスクロール式の圧縮機構が圧縮機構3として採用され得る。
回転軸4は、メインハウジング21の軸線方向に延びている。回転軸4は、その一端が連結部9を介して圧縮機構3に連結された状態で図示省略の軸受によってメインハウジング21内で回転自在に支持されている。
なお、圧縮機構3が前記スクロール式の圧縮機構である場合、連結部9は、回転軸4の回転運動を前記可動スクロールの旋回運動に変換するクランク機構であり得る。そして、圧縮機構3としての前記スクロール式圧縮機構は、回転軸4が回転することによって前記可動スクロールが前記固定スクロールに対して旋回運動を行い、これによって冷媒を取り込んで圧縮し、圧縮した冷媒を吐出するように構成される。
電動モータ5は、メインハウジング21内におけるインバータハウジング22側に配置されている。すなわち、電動モータ5は、メインハウジング21内において圧縮機構3よりも吸入ポート21aに近い位置に配置されている。電動モータ5は、回転軸4を回転させるように構成されている。換言すれば、電動モータ5は、回転軸4を介して圧縮機構3を駆動するように構成されている。本実施形態において、電動モータ5は三相モータである。
図2は、電動モータ5を模式的に示す図である。図1及び図2に示されるように、電動モータ5は、ステータコア51、ステータコイル52及びロータ53を有している。
ステータコア51は、磁性体で略円筒状に形成されている。ステータコア51は、メインハウジング21の内壁に支持されている。ステータコア51は、内方に向かって(回転軸4に向かって)突出する複数のティース511を有している。前記複数のティース511は周方向に等間隔で配置されている。具体的には、前記複数(ここでは12個)のティース511は、複数(ここでは4個)のU相用ティース511u、複数(ここでは4個)のV相用ティース511v及び複数(ここでは4個)のW相用ティース511wを含む。そして、前記複数のティース511は、U相用ティース511u→V相用ティース511v→W相用ティース511w→U相当ティース511u→・・・→W相用ティース511wとなるように周方向に等間隔で配置されている。
ステータコイル52は、U相コイル52u、V相コイル52v及びW相コイル52wで構成されている。ステータコイル52(すなわち、U相コイル52u、V相コイル52v及びW相コイル52wのそれぞれ)は、絶縁電線60がステータコア51に集中巻きで巻回されて構成されている。具体的には、U相コイル52uは、絶縁電線60がステータコア51の前記複数のティース511のうちの前記複数のU相用ティース511uのそれぞれに巻回されて構成され、V相コイル52vは、絶縁電線60がステータコア51の前記複数のティース511のうちの前記複数のV相用ティース511vのそれぞれに巻回されて構成され、W相コイル52wは、絶縁電線60がステータコア51の前記複数のティース511のうちの前記複数のV相用ティース511vのそれぞれに巻回されて構成されている。なお、絶縁電線60の具体的な構造については後述する。
ロータ53は、ステータコア51(の前記複数のティース511)の径方向内側に配置されている。ロータ53には、図示省略の永久磁石が組み込まれている。ロータ53は、円筒状に形成されており、その中空部に回転軸4が挿通された状態で回転軸4に固定されている。つまり、ロータ53は、回転軸4に取り付けられ、回転軸4と一体に回転するように構成されている。
インバータ8は、平滑コンデンサや複数のパワースイッチング素子を含むパワーモジュールなどの各種電子部品と前記各種電子部品が実装された回路基板とを有している。インバータ8は、図示省略の第1給電線を介して外部電源(車載バッテリ等)に接続されていると共に、仕切壁7を気密及び液密に貫通する図示省略の第2給電線を介して電動モータ5(のステータコイル52)に接続されている。
インバータ8は、前記外部電源から電源電圧を与えられると、電動モータ5のステータコイル52に三相交流電流を出力する。すなわち、ステータコイル52が通電される。ステータコイル52が通電されると、回転磁界が発生し、発生した回転磁界に同期してロータ53が回転する。これにより、回転軸4が回転して圧縮機構3が駆動される。また、冷媒が吸入ポート21aからメインハウジング21内に吸入される。
吸入ポート21aからメインハウジング21内に吸入された冷媒は、図1において矢印Fで示されるように、まず電動モータ5を通過し、次いで圧縮機構3を通過する。すなわち、吸入ポート21aから吸入された冷媒は、電動モータ5及び圧縮機構3の順に通過する。そして、吸入ポート21aから吸入された冷媒は、電動モータ5を通過する際に電動モータ5を冷却し、圧縮機構3を通過する際に圧縮機構3によって圧縮され、圧縮された冷媒が吐出ポート24aから吐出される。
次に、ステータコイル52を構成する絶縁電線60の構造について具体的に説明する。図3は、絶縁電線60の断面図である。図3に示されるように、絶縁電線60は、線状の導体(芯線)61に絶縁被膜62が形成されたものである。すなわち、絶縁電線60は、導体(芯線)61と導体(芯線)61の表面を覆う絶縁被膜62とを有する。特に制限されないが、導体(芯線)61は、直径が0.5〜2mm、好ましくは0.8〜1.5mmの銅線であり、絶縁被膜62の厚さは、0.02〜0.05mm、好ましくは0.03〜0.04mmである。
絶縁被膜62は、二層以上の電気絶縁層(以下単に「絶縁層」という)を含み、前記二層以上の絶縁層のすべてがポリアミドイミド系樹脂で形成されている。具体的には、本実施形態において、絶縁被膜62は、最も外側に配置された外側絶縁層621と、最も内側に配置された(すなわち、導体(芯線)61の表面に配置された)内側絶縁層622と、外側絶縁層621と内側絶縁層622との間に配置された中間絶縁層623とで構成されており、外側絶縁層621、内側絶縁層622及び中間絶縁層623がいずれも前記ポリアミドイミド系樹脂からなる。前記ポリアミドイミド系樹脂とは、ポリアミドイミド(PAI)を主成分とする樹脂のことをいい、機能付与剤などの添加剤を含み得る。また、絶縁被膜62を構成する各絶縁層621、622、623の厚さは概ね等しく設定されている。但し、これに限られるものではなく、例えば「外側絶縁層621の厚さ<中間絶縁層623の厚さ≦内側絶縁層622の厚さ」に設定されてもよい。
好ましくは、絶縁被膜62において、外側絶縁層621は、内側絶縁層622及び中間絶縁層623よりも高い自己潤滑性を有する。換言すれば、外側絶縁層621の静摩擦係数は、内側絶縁層622の静摩擦係数及び中間絶縁層623の静摩擦係数よりも小さい。
例えば、外側絶縁層621が高潤滑ポリアミドイミド(以下「高潤滑PAI」という)からなる層であり、中間絶縁層623が汎用ポリアミドイミド(以下「汎用PAI」という)からなる層であり、内側絶縁層622が前記汎用PAI又高密着ポリアミドイミド(以下「高密着PAI」という)からなる層であり得る。前記高潤滑PAIとは、例えば潤滑性向上剤が添加されているポリアミドイミドのことをいい、前記高密着PAIとは、例えば密着性向上剤が添加されているポリアミドイミドのことをいう。また、前記汎用PAIとは、前記潤滑性向上剤や前記密着性向上剤が添加されていないポリアミドイミドのことをいう。
なお、絶縁被膜62が二層の絶縁層(外側絶縁層及び内側絶縁層)からなる場合、前記外側絶縁層が前記高潤滑PAIからなる層であり、前記内側絶縁層が前記汎用PAI又は前記高密着PAIからなる層であり得る。
ステータコイル52を構成する絶縁電線60の絶縁被膜62を上記のような構成とした主な理由は以下のとおりである。
本実施形態において、絶縁電線60は、ステータコア51(の各ティース511)に対して集中巻きで巻回されている。集中巻きは、分布巻きに比べて、絶縁電線60の巻回時や電動圧縮機1の作動時に絶縁電線60同士がこすれ易い。すなわち、本実施形態において、ステータコイル52を構成する絶縁電線60は、その絶縁被膜62が傷つき易い傾向にあるといえる。絶縁被膜62が傷つくと絶縁電線60における絶縁性が低下する。したがって、絶縁電線60の表面(すなわち、絶縁被膜62の表面)は、できるだけ滑らかであることが好ましい。
絶縁被膜62が単層からなる場合、絶縁被膜62が複数層からなる場合に比べて、絶縁被膜62の表面についた傷が絶縁被膜62の内側に向かって(導体(芯線)61に向かって)進行し易い。また、上述のように、絶縁被膜62の表面は滑らかであることが好ましいが、それに加えて、絶縁被膜62は、導体(芯線)61にしっかりと密着される必要がある。すなわち、絶縁被膜62は、その外側面と内側面とで異なる特性が求められる。したがって、絶縁被膜62は、単層ではなく、複数層からなるのが好ましい。
本実施形態に係る電動圧縮機1は、上述のように、横置き式のインバータ一体型電動圧縮機である。このため、主に液化した冷媒及び潤滑油からなる液体がメインハウジング21内の下部に溜まると、この溜まった液体にステータコア51の下部に位置するステータコイル52(すなわち、絶縁電線60)が浸漬されることになる。ここで、本実施形態において潤滑油として用いられている前記PAG系潤滑油は他の潤滑油に比べて電気絶縁性が低い。また、前記溜まった液体には、通常、水分や金属粉などの異物(コンタミナント)が含まれている。したがって、ステータコア51の下部に位置する絶縁電線60の絶縁性が絶縁被膜62の傷などによって低下していると、絶縁電線60の導体(芯線)61とメインハウジング21との間が前記溜まった液体中の前記PAG系潤滑油及び水分を介して導通し、絶縁電線60の導体(芯線)61からメインハウジング21へと漏れ電流が流れる可能性がある。
上述のように、メインハウジング21及び/又はメインハウジング21にボルト締結されるインバータハウジング22は、アース線を介して車体の金属部分に接続されており、絶縁電線60の導体(芯線)61からメインハウジング21にある程度の漏れ電流(微弱な漏れ電流)が流れてもそれほど問題とはならない。しかし、絶縁電線60における絶縁被膜62に傷のある部位が前記溜まった液体に浸漬され、且つ、前記漏れ電流が流れ続けることによって、絶縁被膜62の傷が起点となって絶縁被膜62がより大きな損傷を受けて前記漏れ電流が増大するおそれがある。このような状態になると、もはや電動圧縮機1の電気絶縁性が確保されているとはいえず、電動圧縮機1が本来の機能を発揮できなくなることはもちろん、電動圧縮機1の近傍にある他の電子機器の誤動作などを招く。したがって、絶縁被膜62は、機械的性質はもちろん、耐薬品性や耐加水分解性などにも優れた材料で形成されるのが好ましい。
以上のことから、本実施形態においては、絶縁電線60同士がこすれることによって絶縁被膜62が傷つくこと抑制し、絶縁被膜62に傷がついた場合であっても内側に向かう進行を抑制し、及び、絶縁被膜62が傷ついた状態で絶縁電線60が前記溜まった液体に浸漬された場合であっても絶縁被膜62が変質等することを抑制するため、ステータコイル52を構成する絶縁電線60の絶縁被膜62は上記のような構成を有している。すなわち、絶縁被膜62は、二層以上の絶縁層621〜623を含み、前記二層以上の絶縁層621〜623のすべてが耐薬品性や耐加水分解性などに優れたポリアミドイミド系樹脂で形成されており、かつ、最も外側に配置される外側絶縁層621が最も内側に配置される内側絶縁層622及び外側絶縁層621と内側絶縁層622との間に配置される中間絶縁層623よりも高い自己潤滑性を有する。
本実施形態に係る電動圧縮機1においては、ステータコイル52を構成する絶縁電線60の絶縁被膜62が上記構成を有することによって、絶縁被膜62に傷がつくことが抑制されると共に、絶縁被膜62に傷がついた場合及び/又は前記溜まった液体に浸漬された場合であっても、主に前記傷に起因する電動圧縮機1の経時的な電気絶縁性の低下が抑制され、電動圧縮機1の電気的絶縁の経時的信頼性が向上する。
なお、上述の実施形態においては、冷媒としてHFC134aが用いられている。しかし、これに限られるものではなく、HFC134a以外の冷媒が用いられてもよい。
また、上述の実施形態において、絶縁電線60はステータコア51に対して集中巻きで巻回されている。しかし、これに限られるものではなく、絶縁電線60はステータコア51に対して分布巻きで巻回されてもよい。但し、上述のように、集中巻きの方が分布巻きよりも絶縁被膜62が傷つきやすい傾向にあるので、絶縁電線60がステータコア51に対して集中巻きで巻回された場合の方が分布巻きで巻回された場合に比べて本発明の効果がより顕著に発揮され得る。
さらに、上述の実施形態において、電動モータ5は、ステータコア51とロータ53との間に径方向の隙間があるラジアルギャップ型モータであって、かつ、略円筒状のステータコア51の径方向内側にロータ53が配置されたインナーロータ型モータである。しかし、これに限られるものではなく、電動モータ5は、ロータがステータコアの径方向外側に配置されたアウターロータ型モータでもよいし、ステータコアとロータとの間に軸方向の隙間があるアキシャルギャップ型モータであってもよい。
さらにまた、上述の実施形態において、絶縁電線60の導体(芯線)61は、円形の断面形状を有している(図3参照)。しかし、これに限られるものではない。絶縁電線60の導体(芯線)61の断面形状は、楕円(長円)形や矩形(平角形)などの種々の形状であり得る。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。但し、以下の実施例は本発明を限定するものではない。なお、以下の各実施例及び各比較例に係る電動圧縮機1において、ステータコイル52を構成する絶縁電線60以外の構成については共通である。
[実施例1]
実施例1では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が三層構造の第1絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記三層構造の第1絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層、汎用PAIからなる中間絶縁層及び汎用PAIからなる内側絶縁層で形成されている。前記第1絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.010〜0.015mmである。
実施例1では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が三層構造の第1絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記三層構造の第1絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層、汎用PAIからなる中間絶縁層及び汎用PAIからなる内側絶縁層で形成されている。前記第1絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.010〜0.015mmである。
[実施例2]
実施例2では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が二層構造の第2絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記二層構造の第2絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層及び高密着PAIからなる内側絶縁層で形成されている。前記第2絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.015〜0.020mmである。
実施例2では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が二層構造の第2絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記二層構造の第2絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層及び高密着PAIからなる内側絶縁層で形成されている。前記第2絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.015〜0.020mmである。
[比較例1]
比較例1では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が三層構造の第3絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記三層構造の第3絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層、汎用PAIからなる中間絶縁層及びポリエステルイミド(PEI)からなる内側絶縁層で形成されている。また、前記第1絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.010〜0.015mmである。
比較例1では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が三層構造の第3絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記三層構造の第3絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層、汎用PAIからなる中間絶縁層及びポリエステルイミド(PEI)からなる内側絶縁層で形成されている。また、前記第1絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.010〜0.015mmである。
[比較例2]
比較例2では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が二層構造の第4絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記二層構造の第4絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層及びポリエステルイミド(PEI)からなる内側絶縁層で形成されている。また、前記第4絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.010〜0.015mmである。
比較例2では、導体(芯線)61が直径1mmの銅線であり、かつ、絶縁被膜62が二層構造の第4絶縁被膜である絶縁電線を、ステータコイル52を構成する絶縁電線60として用いた。前記二層構造の第4絶縁被膜は、高潤滑PAIからなる外側絶縁層及びポリエステルイミド(PEI)からなる内側絶縁層で形成されている。また、前記第4絶縁被膜の厚さは0.033〜0.035mmであり、各絶縁層の厚さは0.010〜0.015mmである。
[加速劣化試験]
以下の条件で加速劣化試験を行った。
(1)実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれにおいて、ステータコア51の下部に位置する絶縁電線60の絶縁被膜62に、導体(芯線)61が僅かに露出する程度の傷をつけた。
(2)実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれにおいて、液冷媒(HFC134a)と前記PAG系潤滑油とが混合され且つ所定量の前記異物(コンタミナント)が混入された液体をメインハウジング21内に貯留させて、ステータコア51の下部(に位置する絶縁電線60)を前記液体に浸漬させた。
(3)絶縁抵抗計によってステータコイル52とメインハウジング21の間に直流電圧(500V)を印加して絶縁電線60の導体(芯線)61からメインハウジング21に流れる漏れ電流を発生させると共に、絶縁電線60の導体(芯線)61とメインハウジング21との間の絶縁抵抗を計測した。
以下の条件で加速劣化試験を行った。
(1)実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれにおいて、ステータコア51の下部に位置する絶縁電線60の絶縁被膜62に、導体(芯線)61が僅かに露出する程度の傷をつけた。
(2)実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれにおいて、液冷媒(HFC134a)と前記PAG系潤滑油とが混合され且つ所定量の前記異物(コンタミナント)が混入された液体をメインハウジング21内に貯留させて、ステータコア51の下部(に位置する絶縁電線60)を前記液体に浸漬させた。
(3)絶縁抵抗計によってステータコイル52とメインハウジング21の間に直流電圧(500V)を印加して絶縁電線60の導体(芯線)61からメインハウジング21に流れる漏れ電流を発生させると共に、絶縁電線60の導体(芯線)61とメインハウジング21との間の絶縁抵抗を計測した。
[加速劣化試験の結果]
加速劣化試験の結果を図4に示す。実施例1、2では電圧印加時間が100時間を経過した後も前記絶縁抵抗がほとんど変化しなかったのに対して、比較例1、2では電圧印加時間が60時間を経過したあたりから前記絶縁抵抗が大幅に低下することが確認された。その原因を確認するため、実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれ絶縁電線60を観察したところ、比較例1、2では絶縁被膜62に傷をつけた部位及びその近傍においてポリエステルイミドからなる内側絶縁層が変質して膨張しており、また、絶縁被膜62の割れや剥がれが発生していた。一方、実施例1、2においてはいずれの絶縁層もほとんど変質しておらず、絶縁被膜62に割れや剥がれも発生していなかった。
加速劣化試験の結果を図4に示す。実施例1、2では電圧印加時間が100時間を経過した後も前記絶縁抵抗がほとんど変化しなかったのに対して、比較例1、2では電圧印加時間が60時間を経過したあたりから前記絶縁抵抗が大幅に低下することが確認された。その原因を確認するため、実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれ絶縁電線60を観察したところ、比較例1、2では絶縁被膜62に傷をつけた部位及びその近傍においてポリエステルイミドからなる内側絶縁層が変質して膨張しており、また、絶縁被膜62の割れや剥がれが発生していた。一方、実施例1、2においてはいずれの絶縁層もほとんど変質しておらず、絶縁被膜62に割れや剥がれも発生していなかった。
したがって、それぞれがポリアミドイミド系樹脂からなる複数の絶縁層を含む絶縁被膜は、ステータコイル52を構成する絶縁電線60において導体(芯線)61を覆う絶縁被膜62として、さらに言えば、傷つくおそれがあり、且つ、液冷媒、前記PAG系潤滑油及び前記異物(水分や金属粉など)を含む液体に導体(芯線)61とともに浸漬されるおそれのある絶縁被膜62として好適であり、これによって電動圧縮機1の電気的絶縁の経時的な信頼性が向上する。
1…電動圧縮機、2…ハウジング、3…圧縮機構、4…回転軸、5…電動モータ、8…インバータ、21…メインハウジング、21a…吸入ポート、22…インバータハウジング、23…インバータカバー、24…吐出ハウジング、24a…吐出ポート、24b…吐出通路、51…ステータコア、52…ステータコイル、52u…U相コイル、52v…V相コイル、52w…W相コイル、60…絶縁電線、61…導体、62…絶縁被膜、621…外側絶縁層、622…内側絶縁層、623…中間絶縁層
Claims (6)
- ステータコアと、線状の導体に絶縁被膜が形成されている絶縁電線が前記ステータコアに巻回されてなるステータコイルと、回転軸に取り付けられたロータと、を有し、前記ステータコイルへの通電によって前記ロータを介して前記回転軸を回転させる電動モータと、
前記回転軸によって駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構と、
吸入ポート及び吐出ポートを有すると共に、前記回転軸、前記電動モータ及び前記圧縮機構を収容するハウジングと、を含み、
前記吸入ポートから吸入された冷媒が前記圧縮機構によって圧縮されて前記吐出ポートから吐出されるように構成され、且つ、潤滑油としてポリアルキレングリコール系潤滑油が用いられている電動圧縮機であって、
前記絶縁被膜は、二層以上の絶縁層を含み、前記二層以上の絶縁層のすべてがポリアミドイミド系樹脂で形成されている、電動圧縮機。 - 前記電動モータは、略円筒状の前記ステータコアの径方向内側に前記ロータが配置されているインナーロータ型モータである、請求項1に記載の電動圧縮機。
- 前記電動モータ及び前記圧縮機構は、前記ハウジング内において水平方向に直列に配置されており、前記吸入ポートから吸入された前記冷媒が前記電動モータ及び前記圧縮機構の順に通過して前記吐出ポートから排出されるように構成されている、請求項1又は2に記載の電動圧縮機。
- 前記二層以上の絶縁層において、最も外側に配置された外側絶縁層は最も内側に配置された内側絶縁層よりも高い自己潤滑性を有する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
- 前記絶縁電線は、前記ステータコアに集中巻きで巻回されている、請求項1〜4のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
- 前記絶縁被膜は、三層の絶縁層で構成されており、前記三層の絶縁層のすべてが前記ポリアミドイミド系樹脂で形成されている、前記請求項1〜5のいずれか一つに記載の電動圧縮機。
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Publication number | Publication date |
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