JP5194766B2 - Inverter-integrated electric compressor - Google Patents

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Description

本発明は流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記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。   The present invention relates to an electric compressor in which a compression mechanism portion that sucks, compresses and discharges fluid and an electric motor that drives the compression mechanism portion are built in a fuselage container, and the electric motor is driven by an inverter.

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設けることが行なわれている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載のものは、図5に示すように機体容器を軸線方向に圧縮室とインバータ室とに仕切る仕切り壁を設けて、その圧縮室に圧縮機構部および電動機を収容し、インバータ室にインバータを収容している。ここに、インバータは前記仕切り壁を介して電動機のある吸入側に面し、吸入冷媒よってインバータおよび電動機を冷却した後、圧縮機構部へ流入する、いわゆる低圧型圧縮機における代表的な構造である。また、特許文献2に記載のものは、図6に示すように電動機を収容した機体容器、圧縮機構部、および圧縮機構部を挟んで電動機と反対側にインバータを収容したインバータケースを軸線方向にボルト等で締結したものである。   In this type of electric compressor, an inverter, a compression mechanism unit, and an electric motor are partitioned from each other (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 5, the one described in Patent Document 1 is provided with a partition wall that partitions an airframe container into a compression chamber and an inverter chamber in the axial direction. The compression chamber and the electric motor are accommodated in the compression chamber, and the inverter chamber Contains an inverter. Here, the inverter has a typical structure in a so-called low-pressure compressor that faces the suction side of the electric motor through the partition wall and cools the inverter and the electric motor with the suction refrigerant and then flows into the compression mechanism. . Further, as shown in FIG. 6, the device described in Patent Document 2 includes an airframe container that houses an electric motor, a compression mechanism section, and an inverter case that houses an inverter on the opposite side of the electric motor across the compression mechanism section in the axial direction. It is fastened with bolts.

圧縮機構部に設けられた吸入孔より流入された吸入冷媒は、一旦インバータケースに設けられた通路に導かれ、インバータとの熱交換を図った後、再度圧縮機構部に戻される。さらに圧縮機構部で圧縮された冷媒ガスは電動機を冷却した後、機体容器に設けられた吐出孔より吐出される。いわゆる高圧型圧縮機における代表的な構造である。
特開2000−291557号公報 特開2004−183631号公報
The suction refrigerant flowing in from the suction hole provided in the compression mechanism is once guided to a passage provided in the inverter case, and after returning heat to the inverter, is returned to the compression mechanism. Further, the refrigerant gas compressed by the compression mechanism portion is discharged from a discharge hole provided in the fuselage container after cooling the electric motor. This is a typical structure in a so-called high-pressure compressor.
JP 2000-291557 A JP 2004-183631 A

しかし、特許文献1に記載の構造は、吸入冷媒によって、インバータおよび電動機の高発熱部品と熱交換した後に圧縮部に吸入されるため、吸入冷媒温度の上昇によって体積効率が低下し、圧縮機の性能に大きな影響を及ぼす。さらに、圧縮機構部からの吐出冷媒は電動機側に至ることなく外部に直接吐出するので、圧縮機構部に供給して吐出冷媒に随伴している潤滑油を冷凍サイクルの性能向上のために分離しようとすると、前記外部への吐出過程で行うしかなく分離しにくい。このため、本格的かつ大型な分離装置が必要となり、機体容器の大型化、重量化の原因になる。   However, since the structure described in Patent Document 1 is sucked into the compression section after exchanging heat with the inverter and the high heat-generating parts of the electric motor by the sucked refrigerant, the volume efficiency is lowered due to the rise of the sucked refrigerant temperature, and the compressor Greatly impacts performance. Furthermore, since the refrigerant discharged from the compression mechanism is directly discharged to the outside without reaching the motor side, the lubricating oil supplied to the compression mechanism and accompanying the discharged refrigerant should be separated to improve the performance of the refrigeration cycle. Then, it is difficult to separate because it is only performed in the discharge process to the outside. For this reason, a full-scale and large-sized separator is required, which causes an increase in the size and weight of the fuselage container.

一方、特許文献2に記載の構造は、特許文献1に記載の構造に対して、吸入冷媒はインバータ冷却のみに利用され、また、潤滑油の分離装置は電動機が収容されている機体容器の空きスペースを利用して設けることが出来るため、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。   On the other hand, the structure described in Patent Document 2 is different from the structure described in Patent Document 1 in that the suction refrigerant is used only for inverter cooling, and the lubricating oil separator is an empty body container in which the electric motor is accommodated. Since the space can be provided, there are great advantages in terms of performance and the size of the aircraft container.

しかしながら、特許文献2に記載の構造は、インバータケースに設けられた吸入冷媒通路は隔壁でもって吐出冷媒通路と近接すると共にインバータケースは発熱体である圧縮部や電動機を収納した機体容器とシール部を介して連結されるので熱伝導によりインバータケースは加熱される為効率的な冷却手段と共にインバータケースへの熱進入がしにくい構造の工夫が必要であった。また、この圧縮機はエンジンの近傍に設置されることが多い為エンジンからインバータケースヤインバータカバーへの輻射熱の進入防止の課題も有している。また、圧縮部と電動機を内蔵した容器及びインバータケースは積層構造の為、組立調整や軸心だし更には締結のためのボルト、シール数において課題を有している。   However, in the structure described in Patent Document 2, the suction refrigerant passage provided in the inverter case is close to the discharge refrigerant passage with a partition wall, and the inverter case is a fuselage container and a seal portion containing a compression part or an electric motor as a heating element. Since the inverter case is heated by heat conduction, it is necessary to devise a structure that makes it difficult for heat to enter the inverter case together with efficient cooling means. In addition, since this compressor is often installed in the vicinity of the engine, it also has a problem of preventing radiant heat from entering the inverter case and the inverter cover. Further, since the container and the inverter case incorporating the compression section and the electric motor have a laminated structure, there are problems in the number of bolts and seals for assembly adjustment, shaft centering, and fastening.

本発明の目的は、大幅なコスト削減ができるインバータ一体型電動圧縮機構造を提供すると共にインバータの冷却を効率的に図るためにインバータケースやインバータカバーへの熱進入を防止するインバータ一体型電動圧縮機を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inverter-integrated electric compressor structure that can significantly reduce costs, and to prevent heat from entering the inverter case and inverter cover in order to efficiently cool the inverter. Is to provide a machine.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、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前記インバータケースを密閉するインバータカバーを備え、前記圧縮機構部を前記本体ケーシングに収容し、前記インバータケースの内周端面と前記本体ケーシングの内面段付き部によって挟持して固定すると共に前記本体ケーシングの端面と前記インバータケースの外周端面の間にシール材を用いて密閉した構造体であり、また前記インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部の端面の間にシール材を設置して構成された密閉空間に冷媒の吸入通路を設けてインバータの設置壁の裏面を冷却するインバータ一体型電動圧縮機である。つぎに前記シール材は対峙する端面のいずれか一方にシール溝を設置して設けられ、インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部端面間には最大一部分を残し、インバータケース端面と前記機体容器の端面との間には最大全周に亘り前記シール材の弾性範囲内で隙間を設けることにより、インバータケースへの熱伝導を抑制している。   In order to solve the above-described conventional problems, an electric compressor according to the present invention includes a compression mechanism that performs suction, compression, and discharge of fluid, a main body casing that includes an electric motor that drives the compression mechanism, and the electric motor. An inverter case containing a drive inverter and an inverter cover for sealing the inverter case are provided, the compression mechanism is accommodated in the main body casing, and is sandwiched between an inner peripheral end surface of the inverter case and an inner surface stepped portion of the main body casing. And is sealed using a sealing material between the end face of the main body casing and the outer peripheral end face of the inverter case, and between the inner peripheral end face of the inverter case and the end face of the compression mechanism portion. An inlet that cools the back of the inverter's installation wall by providing a refrigerant suction passage in a sealed space that is configured with a sealing material. It is over data-integrated electric compressor. Next, the seal material is provided with a seal groove provided on either one of the opposing end faces, leaving a maximum portion between the inner peripheral end face of the inverter case and the end face of the compression mechanism, and the inverter case end face and the fuselage container. By providing a gap within the elastic range of the sealing material over the entire circumference, the heat conduction to the inverter case is suppressed.

また、実施例2ではシール材は弾性変形を許容する突起部を持ち、前記インバータケースを形成する材料より低い熱伝導率を持つ板状シール材であり、前記インバータケースの内周端面と外周端面は同一平面で形成され、前記内周と外周の2箇所のシール材は一体で成型されたインバータ一体型電動圧縮機としている。   Further, in the second embodiment, the sealing material is a plate-shaped sealing material having a protrusion that allows elastic deformation and having a lower thermal conductivity than the material forming the inverter case, and the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface of the inverter case Are formed on the same plane, and the sealing material at the two locations of the inner periphery and the outer periphery is integrally formed as an inverter-integrated electric compressor.

さらには、前記インバータケースとインバータカバーはアルミニウム合金とし、表面にはアルマイト処理を施して外部環境からの熱輻射などによる熱進入を抑制している。   Furthermore, the inverter case and the inverter cover are made of an aluminum alloy, and the surface is subjected to alumite treatment to suppress heat intrusion due to heat radiation from the external environment.

これによって、電動機と圧縮機構部が同一機体容器内に収容されることにより、特別な軸芯調整を行うことなく、軸芯ずれを防止することができると共に、インバータケースと機体容器で圧縮機構部を挟持して密閉状態に固定することによって、最小限のシール面と締結ボルトで構成できるため、圧縮機の小型化および軽量化が図れる。   As a result, the motor and the compression mechanism unit are accommodated in the same machine body container, so that the shaft center shift can be prevented without performing special shaft center adjustment. By sandwiching and fixing in a hermetically sealed state, the compressor can be configured with a minimum sealing surface and fastening bolts, so that the compressor can be reduced in size and weight.

また、前記インバータケースのシール構造に工夫をし機体容器や圧縮部からの熱伝導やインバータカバー等のアルマイト処理により外部環境からの熱進入を抑制した為、インバータケースでのインバータ冷却を効率的に行うことができる。   In addition, the inverter case seal structure has been devised to reduce heat ingress from the external environment by heat conduction from the fuselage container and compression section and anodizing treatment of the inverter cover, etc. It can be carried out.

本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、小型軽量化によって、ハイブリッド車等のエンジンに直接装着されることが可能となり、さらにエンジンからの加熱、振動等の過酷な環境下においても、性能および信頼性を損なうことなく運転することが可能となる。   The inverter-integrated electric compressor of the present invention can be directly mounted on an engine such as a hybrid vehicle due to the reduction in size and weight, and further, performance and reliability can be obtained even under severe environments such as heating and vibration from the engine. It becomes possible to drive without impairing the performance.

第1の発明は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、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前記インバータケースを密閉するインバータカバーを備え、前記圧縮機構部を前記本体ケーシングに収容し、前記インバータケースの内周端面と前記本体ケーシングの内面段付き部によって挟持して固定すると共に前記本体ケーシングの端面と前記インバータケースの外周端面の間にシール材を用いて密閉した構造体であり、また前記インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部の端面の間にシール材を設置して構成された密閉空間に冷媒の吸入通路を設けてインバータの設置壁の裏面を冷却するインバータ一体型電動圧縮機とすることにより、電動機と圧縮機構部が同一機体容器内に収容されることで、特別な軸芯調整を行うことなく軸芯ずれを防止することができると共にシール材や締結ボルトの部品点数削減を図ることができる。   A first aspect of the present invention is a compression mechanism portion that performs suction, compression, and discharge of fluid, a main body casing that includes an electric motor that drives the compression mechanism portion, an inverter case that includes an inverter that drives the electric motor, and the inverter case An inverter cover that hermetically seals, the compression mechanism portion is accommodated in the main body casing, and is sandwiched and fixed by an inner peripheral end surface of the inverter case and an inner surface stepped portion of the main body casing, and the end surface of the main body casing and the It is a structure that is sealed using a sealing material between the outer peripheral end surfaces of the inverter case, and a sealed space that is configured by installing a sealing material between the inner peripheral end surface of the inverter case and the end surface of the compression mechanism section. By providing an inverter-integrated electric compressor that cools the back surface of the inverter installation wall by providing a refrigerant suction passage, By accommodating the motive and the compression mechanism in the same machine body container, it is possible to prevent misalignment of the shaft without performing special shaft center adjustment, and to reduce the number of parts of the sealing material and fastening bolt. .

第2の発明は、特に、第1の発明のシール材は対峙する端面のいずれか一方にシール溝を設置して設け、インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部端面間には最大一部分を残し、インバータケース端面と前記本体ケーシングの端面との間には最大全周に亘り前記シール材の弾性範囲内で隙間を設けたことにより、インバータケースへの熱伝導が抑制される為、インバータの冷却効果が向上する。   In the second aspect of the invention, in particular, the sealing material of the first aspect of the invention is provided with a seal groove provided on one of the opposing end faces, and a maximum portion is provided between the inner peripheral end face of the inverter case and the end face of the compression mechanism portion. The gap between the end face of the inverter case and the end face of the main body casing is provided within the elastic range of the sealing material over the entire circumference, thereby suppressing heat conduction to the inverter case. The cooling effect is improved.

第3の発明は、特に、第2の発明の板状シール材は弾性変形を許容する突起部を持ち、前記インバータケースを形成する材料より低い熱伝導率を持つ材料で構成し、前記インバータケースの内周端面と外周端面は同一平面で形成し、前記内周と外周の2箇所のシール材を一体で成型し、加工コストを下げることができると共に低熱伝導材料にすることによりインバータケースへの熱伝導を抑制することができる。   According to a third aspect of the invention, in particular, the plate-shaped sealing material of the second aspect of the invention comprises a protrusion having an elastic deformation and a material having a lower thermal conductivity than the material forming the inverter case, and the inverter case The inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface are formed on the same plane, and the sealing material at the two locations of the inner periphery and the outer periphery is integrally molded, so that the processing cost can be reduced and the use of a low heat conductive material can be applied to the inverter case. Heat conduction can be suppressed.

第4の発明は、前記インバータケースとインバータカバーをアルミニウム合金とし、表面にはアルマイト処理を施すことにより、外部環境からの熱輻射による熱進入を抑制できるため、インバータの冷却効率が大きく向上する。   In the fourth aspect of the invention, the inverter case and the inverter cover are made of an aluminum alloy, and the surface is subjected to alumite treatment, so that heat entry due to heat radiation from the external environment can be suppressed, so that the cooling efficiency of the inverter is greatly improved.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるインバータ一体型電動圧縮機の縦断面図である。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5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4を駆動する。電動機5はインバータケース102内に組み込まれたモータ駆動回路部101によって駆動される。また、本体ケーシング3内に圧縮機構部4を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部6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4の摺動部のシールに供する液としては潤滑油7などの液を採用している。また、潤滑油7は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、液体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部4と、この圧縮機構部4を駆動する電動機5を内蔵する本体ケーシング3と、電動機5を駆動するモータ駆動回路部101を内蔵するインバータケース102とを有する電動圧縮機1であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
(Embodiment 1)
1 is a longitudinal sectional view of an inverter-integrated electric compressor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows one example in the case of a horizontal type electric compressor installed sideways by a mounting leg 2 around a body portion of the electric compressor 1. The electric compressor 1 includes a main body casing 3. An electric motor 5 is housed inside, and the compression mechanism 4 that is inserted into or pressed into the main casing 3 is driven. The electric motor 5 is driven by a motor drive circuit unit 101 incorporated in the inverter case 102. Further, the main body casing 3 is provided with a liquid storage section 6 for storing a liquid used for lubricating each sliding section including the compression mechanism section 4. The refrigerant to be handled is a gas refrigerant, and a liquid such as a lubricating oil 7 is employed as a liquid to be used for lubrication of each sliding part and a seal of the sliding part of the compression mechanism part 4. The lubricating oil 7 is compatible with the refrigerant. However, the present invention is not limited to these. Basically, a compression mechanism unit 4 that sucks, compresses and discharges liquid, a main body casing 3 that houses an electric motor 5 that drives the compression mechanism unit 4, and a motor drive circuit unit 101 that drives the electric motor 5 are incorporated. The following description does not limit the description of the scope of the claims.

本実施の形態の電動圧縮機1の圧縮機構部4はひとつの例としてスクロール方式のものであって、図1に示すように固定鏡板11a、旋回鏡板12aから羽根が立ち上がった固定渦巻部11と旋回渦巻部12とを噛合わせて形成した圧縮空間10が、旋回渦巻部12を電動機5により駆動軸14を介して固定渦巻部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30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102に設けた吸入口8および本体ケーシング3に設けた吐出口9を通じて行う。   The compression mechanism section 4 of the electric compressor 1 according to the present embodiment is of a scroll type as an example. As shown in FIG. 1, the fixed end plate 11a and the fixed spiral section 11 whose blades rise from the revolving end plate 12a, The compression space 10 formed by meshing with the swirling spiral portion 12 changes its volume with movement when the swirling spiral portion 12 is circularly orbitally moved with respect to the fixed spiral portion 11 via the drive shaft 14 by the electric motor 5. Thus, the refrigerant 30 returning from the external cycle is sucked, compressed and discharged to the external cycle through the suction port 8 provided in the inverter case 102 and the discharge port 9 provided in the main body casing 3.

これに併せ、本体ケーシング3の貯液部6に貯留されている潤滑油7が容積型ポンプ13などを駆動軸14にて駆動するか本体ケーシング3内の差圧を利用するなどして、駆動軸14の給油路15を通じ旋回渦巻部12の旋回駆動に伴い旋回渦巻部12の背面の液溜り21および液溜り22、図に示す例では液溜り21に供給し、この液溜り21に供給した潤滑油7の一部は旋回渦巻部12の外周部の背面側に旋回渦巻部12を通じ絞り23などによる所定の制限の基に供給して旋回渦巻部12をバックアップしながら、前記潤滑油7を旋回渦巻部12を通じ旋回渦巻部12の羽根における先端の固定渦巻部11との間のシール部材の一例であるチップシール24を保持する保持溝25に供給して固定、旋回各渦巻部11、12間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り21に供給した潤滑油7の別の一部は、偏心軸受43、液溜り22、主軸受42を経ながら、それら軸受42、43を潤滑した後、電動機5側に流出し、貯液部6へと回収される。   At the same time, the lubricating oil 7 stored in the liquid storage part 6 of the main body casing 3 is driven by driving the positive displacement pump 13 or the like by the drive shaft 14 or using the differential pressure in the main body casing 3. As the swirl spiral portion 12 is driven to rotate through the oil supply passage 15 of the shaft 14, the liquid is supplied to the liquid reservoir 21 and the liquid reservoir 22 on the back surface of the swirl spiral portion 12. A portion of the lubricating oil 7 is supplied to the back side of the outer peripheral portion of the swirl swirl 12 through the swirl swirl 12 to a predetermined restriction base such as a throttle 23 to back up the swirl swirl 12, The swirl spiral part 12 is supplied to a holding groove 25 that holds a tip seal 24 that is an example of a seal member between the blades of the swirl spiral part 12 and the fixed spiral part 11 at the tip of the swirl spiral part 12, and fixed and swirl each spiral part 11, 12 Seal between Reduce the fine lubrication. Further, another part of the lubricating oil 7 supplied to the liquid reservoir 21 lubricates the bearings 42 and 43 through the eccentric bearing 43, the liquid reservoir 22, and the main bearing 42, and then flows out to the electric motor 5 side. It is collected into the liquid storage unit 6.

さらに、本体ケーシング3内の軸線方向の一方の端部壁3a側からポンプ13、副軸受41、電動機5、主軸受42を持った主軸受部材51を配置してある。ポンプ13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52との間に保持し、蓋体52の内側に貯液部6に通じるポンプ室53を形成して吸上げ通路54を介して貯液部6に通じるようにしてある。副軸受41は端部壁3aにて支持し、駆動軸14のポンプ13に連結している側を軸受するようにしてある。電動機5は固定子5a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17によって固定され、駆動軸14の途中まわりに固定した回転子5bとによって駆動軸14を回転駆動できるようにしている。主軸受部材51は前記固定渦巻部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の開口端に嵌合され、インバータケース102でもって挟持する状態で、駆動軸14の圧縮機構部4側を主軸受42により軸受している。さらに、これら主軸受部材51と固定渦巻部11との間に前記旋回渦巻部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51と旋回渦巻部12との間にはオルダムリング57などの旋回渦巻部12の自転を防止して円運動させるための自転拘束部57が設けられ、駆動軸14を偏心軸受43を介して旋回渦巻部12に接続して、旋回渦巻部12を円軌道上で旋回させられるようにしている。   Further, a main bearing member 51 having a pump 13, a sub-bearing 41, an electric motor 5, and a main bearing 42 is arranged from one end wall 3 a side in the axial direction in the main body casing 3. The pump 13 is accommodated from the outer surface of the end wall portion 3a and is held between the lid body 52 and the pump body 53 which is inserted into the lid body 52. 54 is connected to the liquid storage section 6 through 54. The auxiliary bearing 41 is supported by the end wall 3a, and the side connected to the pump 13 of the drive shaft 14 is supported. The electric motor 5 is configured such that the stator 5a can be rotationally driven by a rotor 5b that is fixed by shrink-fitting the stator 5a to the main casing 3 or is fixed by an annular member 17 and is fixed around the middle of the drive shaft 14. Yes. The main bearing member 51 is fixed to the fixed spiral portion 11 with a bolt (not shown) or the like, fitted into the opening end of the main body casing 3, and clamped by the inverter case 102 so that the compression mechanism portion 4 side of the drive shaft 14 is held. The main bearing 42 is used for bearing. Further, a scroll compressor is configured by sandwiching the swirl spiral portion 12 between the main bearing member 51 and the fixed spiral portion 11. Between the main bearing member 51 and the swirl spiral portion 12, a rotation restraint portion 57 for preventing the swirl spiral portion 12 such as an Oldham ring 57 from rotating and causing a circular motion is provided, and the drive shaft 14 is connected to the eccentric bearing 43. The swirl spiral part 12 is connected to the swirl spiral part 12 through the circular orbit.

圧縮機構部4には吐出孔31及びリード弁31aが設けられ、固定鏡板11aと蓋体65で構成された吐出室62に開口される。吐出室62は固定渦巻部11および主軸受部材51ないしはこれらと本体ケーシング3との間に形成した連絡通路63を通じて圧縮機構部4と端部壁3aとの間の、吐出孔9を持った電動機5側に通じている。   The compression mechanism section 4 is provided with a discharge hole 31 and a reed valve 31a, and is opened to a discharge chamber 62 composed of a fixed end plate 11a and a lid 65. The discharge chamber 62 is an electric motor having a discharge hole 9 between the compression mechanism portion 4 and the end wall 3a through the fixed spiral portion 11 and the main bearing member 51 or a communication passage 63 formed between them and the main body casing 3. It leads to the 5th side.

モータ駆動回路部101は、インバータケース102内に端部壁102aを隔てて吸入室61及び吐出室62の反対側に回路基板103と、図示しない電解コンデンサとを収容して構成され、回路基板103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)105が搭載される。モータ駆動回路部101は、電動機5などとハーネスコネクタ107によって接続される圧縮機ターミナル106を介して電気的な接続が行われ、電動機5を温度などの必要な情報をモニタしながらモータ駆動回路部101によって駆動するようにしてある。このためモータ駆動回路部101は外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。   The motor drive circuit unit 101 is configured by accommodating a circuit board 103 and an electrolytic capacitor (not shown) on the opposite side of the suction chamber 61 and the discharge chamber 62 with an end wall 102 a in the inverter case 102. Is mounted with an IPM (intelligent power module) 105 including a switching element having a high heat generation degree. The motor drive circuit unit 101 is electrically connected to the electric motor 5 or the like via a compressor terminal 106 connected by a harness connector 107, and the motor drive circuit unit 101 monitors the motor 5 for necessary information such as temperature. 101 is driven. For this reason, the motor drive circuit unit 101 is provided with a harness connector (not shown) for electrical connection with the outside.

以上によって、電動機5はモータ駆動回路部101によって駆動され、駆動軸14を介して圧縮機構部4を円軌道運動させるとともに、ポンプ13を駆動する。このとき圧縮機構部4はポンプ13により貯液部6の潤滑油7を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102に設けた吸入口8を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、吐出口31から吐出室62に吐出する。吐出室62に吐出された冷媒は連絡通路63を通じて電動機5側に入り、電動機5を冷却しながら本体ケーシング3の吐出口9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7の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油7によって副軸受41の潤滑も行う。   As described above, the electric motor 5 is driven by the motor drive circuit unit 101 to move the compression mechanism unit 4 in a circular orbit via the drive shaft 14 and to drive the pump 13. At this time, the compression mechanism section 4 is supplied with the lubricating oil 7 of the liquid storage section 6 by the pump 13 and receives the lubricating and sealing action, and sucks the return refrigerant from the refrigeration cycle through the suction port 8 provided in the inverter case 102. , Compressed and discharged from the discharge port 31 to the discharge chamber 62. The refrigerant discharged into the discharge chamber 62 enters the electric motor 5 side through the communication passage 63, and in the long process until the electric motor 5 is cooled and discharged from the discharge port 9 of the main body casing 3, the refrigerant collides, centrifuges, throttles, etc. The sub-bearing 41 is also lubricated by the accompanying partial lubricating oil 7 while various types of gas-liquid separation is performed and the lubricating oil 7 is separated.

以上の構成の電動圧縮機1において、インバータケース102内の冷却通路構造について図2を用いて説明する。図2はインバータケース102と固定鏡板11aとで構成される冷却通路空間の分解構造図である。インバータケース102に設けた吸入口8から吸入された冷媒は、吸入通路空間70に拡散され、端部壁102aを冷却すると共に、背面に搭載されているIPM105等の発熱体と熱交換を行ったのち、固定鏡板11aの通路穴71を介して圧縮空間10に流入する。   In the electric compressor 1 having the above configuration, a cooling passage structure in the inverter case 102 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded view of the cooling passage space constituted by the inverter case 102 and the fixed end plate 11a. The refrigerant sucked from the suction port 8 provided in the inverter case 102 is diffused into the suction passage space 70, cools the end wall 102a, and exchanges heat with a heating element such as the IPM 105 mounted on the back surface. After that, it flows into the compression space 10 through the passage hole 71 of the fixed end plate 11a.

また、インバータケース102には、圧縮機ターミナル106がトメワ80等によって固定されている。電動機5からのリード線81は固定鏡板11aの外周近傍に設けられた連絡通路82を通してハーネスコネクタ107に接続され、圧縮機ターミナル106に差込固定される。   In addition, the compressor terminal 106 is fixed to the inverter case 102 by a tome 80 or the like. The lead wire 81 from the electric motor 5 is connected to the harness connector 107 through a communication passage 82 provided in the vicinity of the outer periphery of the fixed end plate 11a, and is inserted and fixed to the compressor terminal 106.

また、インバータケース102の端部壁102aに冷媒の流れを制御するガイドフィン75を、背面に搭載されている発熱体に相対する位置に設けることで、冷却効果をさらに上げることができる。   Further, the cooling effect can be further enhanced by providing guide fins 75 for controlling the flow of the refrigerant on the end wall 102a of the inverter case 102 at positions facing the heating elements mounted on the back surface.

再度図1に戻り説明する。また、インバータケース102にインバータカバー113をネジ等で固定することで、モータ駆動回路部101を外的効力から保護することができる。さらに、インバータケース102とインバータカバー113の外壁にはエンジンの熱輻射やエンジンルームが高温になった場合にインバータケース102への熱進入を防ぐためにアルマイト表面処理層114が形成され、輻射熱を反射して熱伝導進入を抑制している。   Returning again to FIG. Further, by fixing the inverter cover 113 to the inverter case 102 with a screw or the like, the motor drive circuit unit 101 can be protected from external effects. Furthermore, an anodized surface treatment layer 114 is formed on the outer walls of the inverter case 102 and the inverter cover 113 to prevent heat from entering the inverter case 102 when the engine room becomes hot or the engine room becomes hot, and reflects the radiant heat. To prevent heat conduction.

次に、本体ケーシング3の端面3aにはシール溝が設けられ,Oリング3bが配備されている。また、圧縮部を構成する固定渦巻き部11のインバータケース102側の端面11aには前記吸入通路空間70を形成するためにOリング溝11bが設けられOリング11cが配備されている。そして前者はインバータケース102の外周端面で、後者はインバータケース102の内周端面により閉塞される。ここでインバータケース102の内周端面には前記圧縮部4を押圧する為の面以外は固定渦巻き部11からインバータケース102への熱伝導面積を極力縮小するためOリング11cの弾性範囲内の微少隙間11dが設けられている。   Next, a seal groove is provided on the end surface 3a of the main casing 3 and an O-ring 3b is provided. In addition, an O-ring groove 11b and an O-ring 11c are provided on the end surface 11a on the inverter case 102 side of the fixed spiral portion 11 constituting the compression portion in order to form the suction passage space 70. The former is closed by the outer peripheral end face of the inverter case 102, and the latter is closed by the inner peripheral end face of the inverter case 102. Here, on the inner peripheral end face of the inverter case 102, a surface within the elastic range of the O-ring 11c is used to reduce the heat conduction area from the fixed spiral part 11 to the inverter case 102 as much as possible except for the face for pressing the compression part 4. A gap 11d is provided.

一方、インバータケース102の外周端面と前記本体ケーシング3の端面との間にはインバータケース102を本体ケーシング3にボルト締結した際に全周に亘り前記Oリング3bの弾性範囲内で微少隙間3cが設けられ、本体ケーシング3からインバータケース102への熱伝導が抑制されるよう設定されている(図3参照)。   On the other hand, when the inverter case 102 is bolted to the main casing 3 between the outer peripheral end face of the inverter case 102 and the end face of the main casing 3, there is a minute gap 3 c within the elastic range of the O-ring 3 b over the entire circumference. The heat conduction from the main casing 3 to the inverter case 102 is set to be suppressed (see FIG. 3).

(実施の形態2)
インバータケース102と対峙構造体とのシール構造に関する実施の形態2について図4を用い説明する。板状シール材120は弾性変形を許容する突起部を持ち、前記インバータケース102を形成する材料より低い熱伝導率を持つ材料で形成され、具体的にはアルミニウム合金のインバータケース102に対して例えばステンレス系の金属シール材である。この構造ではインバータケース102の内周端面と外周端面は同一平面で形成され、前記内周と外周の2箇所は一体の板状シール材120として成型された形態である。
(Embodiment 2)
A second embodiment relating to a seal structure between the inverter case 102 and the opposing structure will be described with reference to FIG. The plate-shaped sealing material 120 has a protrusion that allows elastic deformation, and is formed of a material having a lower thermal conductivity than the material forming the inverter case 102. It is a stainless steel metal sealing material. In this structure, the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface of the inverter case 102 are formed in the same plane, and the two locations of the inner periphery and the outer periphery are formed as an integral plate-shaped sealing material 120.

以上のように、本発明にかかるインバータ一体型電動圧縮機は、従来のインバータ内蔵式の電動圧縮機と比較して小型・軽量・高効率化が図られ、さらにインバータ冷却効率の改善により電子部品の信頼性も向上する。これにより、エンジンへの装着も容易となり、ハイブリッド車等の環境車両に幅広く適用できる。   As described above, the inverter-integrated electric compressor according to the present invention is smaller, lighter, and more efficient than the conventional electric compressor with a built-in inverter, and further, the electronic component is improved by improving the inverter cooling efficiency. Reliability is also improved. This facilitates mounting on the engine and can be widely applied to environmental vehicles such as hybrid vehicles.

本発明の実施の形態1における電動圧縮機の断面図Sectional drawing of the electric compressor in Embodiment 1 of this invention 図1で示されるインバータケースの冷却通路空間の分解構造図1 is an exploded structural view of the cooling passage space of the inverter case shown in FIG. 図1で示されるOリングシール部の部分断面図Partial sectional view of the O-ring seal shown in FIG. 実施の形態2における金属シール部の部分断面図Partial sectional view of a metal seal portion in the second embodiment 特許文献1に記載の従来の電動圧縮機の断面図Sectional drawing of the conventional electric compressor described in Patent Document 1 特許文献2に記載の従来の電動圧縮機の断面図Sectional drawing of the conventional electric compressor described in Patent Document 2

符号の説明Explanation of symbols

1 電動圧縮機
2 取付け脚
3 本体ケーシング
3a シール溝
3b Oリング
3c 微少隙間
4 圧縮機構部
5 電動機
5a 固定子
6 貯液部
7 潤滑油
8 吸入口
9 吐出口
10 圧縮空間
11 固定渦巻部
11a 固定鏡板
11b シール溝
11c Oリング
11d 微少隙間
12 旋回渦巻部
12a 旋回鏡板
13 ポンプ
14 駆動軸
15 給油路
17 環状部材
21 液溜り
22 液溜り
23 絞り
24 チップシール
25 保持溝
30 冷媒
31 吐出孔
41 副軸受
42 主軸受
43 偏心軸受
51 主軸受部材
52 蓋体
53 ポンプ室
54 吸上げ通路
57 オルダムリング
61 吸入室
62 吐出室
63 連絡通路
65 蓋体
70 吸入通路空間
71 通路穴
75 ガイドフィン
80 トメワ
81 リード線
82 連絡通路
101 モータ駆動回路部
102 インバータケース
102a 端部壁
103 回路基板
105 IPM
106 圧縮機ターミナル
107 ハーネスコネクタ
113 インバータカバー
114 アルマイト表面処理層
120 板状シール材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric compressor 2 Mounting leg 3 Main body casing 3a Sealing groove 3b O-ring 3c Minute gap 4 Compression mechanism part 5 Electric motor 5a Stator 6 Liquid storage part 7 Lubricating oil 8 Inlet 9 Discharge port 10 Compression space 11 Fixed spiral part 11a Fixation End plate 11b Seal groove 11c O-ring 11d Small gap 12 Swirl spiral part 12a Swivel end plate 13 Pump 14 Drive shaft 15 Oil supply path 17 Annular member 21 Liquid reservoir 22 Liquid reservoir 23 Restriction 24 Tip seal 25 Holding groove 30 Refrigerant 31 Discharge hole 41 Sub bearing 42 main bearing 43 eccentric bearing 51 main bearing member 52 lid body 53 pump chamber 54 suction passage 57 Oldham ring 61 suction chamber 62 discharge chamber 63 communication passage 65 lid body 70 suction passage space 71 passage hole 75 guide fin 80 tomewa 81 lead wire 82 Communication path 101 Motor drive circuit section 1 2 inverter case 102a endwall 103 circuit board 105 IPM
106 Compressor terminal 107 Harness connector 113 Inverter cover 114 Anodized surface treatment layer 120 Plate-shaped sealing material

Claims (1)

流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、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前記インバータケースを密閉するインバータカバーを備え、前記圧縮機構部を前記本体ケーシングに収容し、前記インバータケースの内周端面と前記本体ケーシングの内面段付き部によって挟持して固定すると共に前記本体ケーシングの端面と前記インバータケースの外周端面の間にシール材を用いて密閉した構造体であり、また前記インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部の端面の間にシール材を設置して構成された密閉空間に冷媒の吸入通路を設けてインバータの設置壁の裏面を冷却するインバータ一体型電動圧縮機であって、
前記シール材は対峙する端面のいずれか一方にシール溝を設置して設けられ、インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部端面間には最大一部分を残し、インバータケース端面と前記本体ケーシングの端面との間には最大全周に亘り前記シール材の弾性範囲内で隙間を設け、
前記インバータケースとインバータカバーはアルミニウム合金であり、少なくとも一方の表面にはアルマイト処理が施されているインバータ一体型電動圧縮機。
A compression mechanism section that sucks, compresses and discharges fluid; a main body casing that includes a motor that drives the compression mechanism section; an inverter case that includes an inverter that drives the motor; and an inverter cover that seals the inverter case The compression mechanism portion is housed in the main body casing, and is sandwiched and fixed by an inner peripheral end surface of the inverter case and an inner surface stepped portion of the main body casing, and between the end surface of the main body casing and the outer peripheral end surface of the inverter case. It is a structure that is sealed with a sealing material in between, and a refrigerant suction passage is provided in a sealed space that is configured by installing a sealing material between the inner peripheral end face of the inverter case and the end face of the compression mechanism section. An inverter-integrated electric compressor that cools the back surface of the inverter installation wall ,
The sealing material is provided with a sealing groove on either one of the facing end faces, leaving a maximum portion between the inner peripheral end face of the inverter case and the end face of the compression mechanism, and the end face of the inverter case and the end face of the main casing. And a gap within the elastic range of the sealing material over the entire circumference,
The inverter case and the inverter cover are made of an aluminum alloy, and an inverter-integrated electric compressor in which at least one surface is anodized .
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